KR20070053623A - 작업물 교체 방법, 작업물 교체 시스템 및 작업물 교체장치 - Google Patents

작업물 교체 방법, 작업물 교체 시스템 및 작업물 교체장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면 제1 팔레트에 배치된 작업물을 로봇에 대해 이동 가능하게 설치된 교체 장치에 의해 취출하여 제2 팔레트로 교체하는 작업물 교체 방법이며, 미리 교시된 상기 로봇의 교시 동작을 행하여 상기 교체 장치에 의해 상기 제1 팔레트로부터 소정의 작업물을 취출하여 위치 조정부 근방으로 반송하고, 상기 로봇의 동작에 의해 상기 작업물을 보유 지지한 상기 교체 장치를 미리 정해진 소정 거리만큼 상기 위치 조정부를 향해 이동시키고 상기 작업물을 상기 위치 조정부에 접촉시키고, 상기 작업물을 보유 지지한 상태의 상기 교체 장치를 상기 로봇에 대해 이동시키고, 상기 교체 장치에서 상기 작업물을 보유 지지한 작업물 보유 지지 위치를 상기 로봇의 기준 위치에 합치시키는 작업물 보유 지지 위치 보정 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 작업물 교체 방법이 제공된다.
팔레트, 작업물, 로봇, 교체 장치, 위치 조정부

Description

작업물 교체 방법, 작업물 교체 시스템 및 작업물 교체 장치{WORK SHUFFLING METHOD, WORK SHUFFLING SYSTEM AND WORK SHUFFLING APPARATUS}
도1은 제1 팔레트에 배치된 유리를 로봇에 설치된 유리 교체 장치에 의해 제2 팔레트로 교체하는 유리 교체 시스템의 배치도.
도2는 제1 팔레트의 평면도.
도3은 제1 팔레트의 정면도.
도4의 (A) 내지 (C)는 제2 팔레트를 도시하는 도면으로, (A)는 사시도, (B)는 쓰러뜨리기 전의 상태를 나타내는 유리 구획판의 정면도, (C)는 쓰러진 상태를 나타내는 유리 구획판의 정면도.
도5는 제2 팔레트의 정면도.
도6은 유리 교체 장치의 평면도.
도7은 유리 교체 장치의 정면도.
도8은 유리 교체 장치의 측면도.
도9는 흡착 보유 지지 위치 조정 수단의 확대도.
도10은 유리 유무 검지 수단의 확대도.
도11은 구획판 쓰러뜨리기 수단의 확대도.
도12의 (A) 내지 (C)는 유리 보유 지지 위치와 로봇의 기준 위치를 도시하는 상태도이고, (A)는 유리 보유 지지 위치와 로봇의 기준 위치가 일치한 상태, (B)는 이들의 위치가 유리 폭방향 좌측으로 어긋나 있는 상태, (C)는 이들의 위치가 유리 폭방향 우측으로 어긋나 있는 상태를 나타내는 도면.
도13의 (A) 및 (B)는 유리 폭방향 및 유리 종방향에 있어서의 유리 보유 지지 위치와 로봇의 기준 위치를 위치 조정하는 조정 방법을 나타내고, (A)는 유리 폭방향의 위치 조정, (B)는 유리 종방향의 위치 조정을 도시하는 도면.
도14는 차종 또는 사양에 따라서 다른 유리를 흡착 보유 지지 위치 조정 수단으로 흡착할 때의 상태를 나타내는 도면.
도15는 유리의 내측 방향의 유리 보유 지지 위치를 핸들링 로봇의 기준 위치에 합치시키는 동작의 일 동작 상태를 나타내는 평면도.
도16은 유리의 내측 방향의 유리 보유 지지 위치를 핸들링 로봇의 기준 위치에 합치시키는 동작의 일 동작 상태를 나타내는 정면도.
도17은 유리의 폭방향 및 종방향의 유리 보유 지지 위치를 핸들링 로봇의 기준 위치에 합치시키는 동작의 일 동작 상태를 나타낸 사시도.
도18은 유리의 폭방향 및 종방향의 유리 보유 지지 위치를 핸들링 로봇의 기준 위치에 합치시키는 동작의 일 동작 상태를 나타낸 측면도.
도19는 유리 압박 수단을 구비한 유리 교체 장치의 평면도.
도20은 유리 압박 수단을 구비한 유리 교체 장치의 정면도.
도21은 유리 압박 수단을 구비한 유리 교체 장치의 측면도.
도22는 유리의 하중에 연동하여 유리 구획판을 쓰러뜨리는 구획판 쓰러뜨리 기 수단을 구비한 제2 팔레트의 정면도.
도23은 유리의 하중에 연동하여 유리 구획판을 쓰러뜨리는 구획판 쓰러뜨리기 수단을 구비한 제2 팔레트의 측면도.
도24는 도22에 나타내는 구획판 쓰러뜨리기 수단을 구성하는 링크 플레이트 설치 부분을 확대하여 도시하는 정면도.
도25는 도22에 나타내는 구획판 쓰러뜨리기 수단을 구성하는 링크 플레이트 설치 부분을 확대하여 도시하는 측면도.
도26은 도22에 나타내는 구획판 쓰러뜨리기 수단을 구성하는 유리 구획판 설치 부분을 확대하여 도시하는 측면도.
도27은 도22에 나타내는 구획판 쓰러뜨리기 수단을 구성하는 유리 구획판 설치 부분을 확대하여 도시하는 정면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 핸들링 로봇(로봇)
3 : 유리(3A 내지 3H)
4(4A 내지 4H) : 제1 팔레트
5(5A 내지 5H) : 제2 팔레트
6 : 손목 부분(핸들링 로봇의 손목 부분)
7 : 유리 교체 장치
8 : 롤러
17 : 유리 구획판
20 : 피도약 막대
21 : 흡착 보유 지지 위치 조정 수단
22 : 유리 유무 검지 수단
23 : 유리 보유 지지 위치 조정 수단
24 : 구획판 쓰러뜨리기 수단
25 : 핸드 프레임
27 : 흡착 보유 지지 기구부(보유 지지 기구부)
28 : 위치 조정 기구부
30 : 흡착 패드
35 : 검출 스위치
40 : 제1 테이블(유리 보유 지지 위치 조정 수단)
41 : 제2 테이블(유리 보유 지지 위치 조정 수단)
46 : 제1 아암(구획판 쓰러뜨리기 수단)
47 : 제2 아암(구획판 쓰러뜨리기 수단)
48 : 구동 실린더(구획판 쓰러뜨리기 수단)
54, 55 : 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(기준 핀)
56 : 유리 내측 방향 위치 조정용 기준 핀(기준 핀)
70 : 기준 핀 고정 지지 부재
80 : 유리 압박 수단
84 : 구동 실린더(유리 압박 수단)
86 : 패드(유리 압박 수단)
88 : 링크 플레이트(구획판 쓰러뜨리기 수단)
89 : 회전 부재(구획판 쓰러뜨리기 수단)
90 : 와이어(구획판 쓰러뜨리기 수단)
95 : 추(구획판 쓰러뜨리기 수단)
98 : 중계 롤러(구획판 쓰러뜨리기 수단)
[문헌 1] 일본 특허 공개 제2000-293695호 공보
본 발명은 작업물 교체 방법, 작업물 교체 시스템 및 작업물 교체 장치에 관한 것이다.
예를 들어, 팔레트에 산적된 작업물 피스를 로봇에 의해 자동적으로 하나씩 취출하는(픽킹함) 것을 가능하게 한 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 등 참조).
이 특허문헌 1에 기재된 장치에서는 로봇의 손목 선단부에 시각 센서 등의 촬상 디바이스를 설치하고, 그 촬상 디바이스에서 촬상한 화상을 기초로 하여 개개의 작업물 피스의 3차원적인 위치 자세를 구하고, 그 위치 자세 검출 정보를 로봇측으로 피드백함으로써 작업물 피스를 핸들링 가능하게 하고 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2000-293695호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 장치에서는 시각 센서를 이용하여 작업물 피스의 위치 자세를 인식하기 때문에 센서 자체가 고가일 뿐만 아니라, 검출 영역 내의 조명 등의 환경 변화(조도의 강약에 의한 변화)에 약해, 정확한 작업물 피스의 위치 자세를 검출할 수 없는 경우가 있다.
또한, 이 장치에서는 작업물 피스의 위치 자세를 촬상 디바이스에서 촬상한 화상 데이터로부터 위치 자세 데이터로 변환하는 처리를 행하고 있으므로, 이상 발생 시에 로봇과 촬상 디바이스 사이의 인터페이스의 조정 작업 등에 있어서 고도의 전문 기능이 필요해져 유지 보수의 면에서 불리하다.
그래서, 본 발명은 시각 센서 등을 사용하지 않고 유리를 기계적 수단에 의해 정밀도 좋게 위치 결정하여 팔레트로부터 다른 팔레트로 교체할 수 있는 저설비비이고, 또한 유지 보수도 용이하게 행할 수 있는 작업물 교체 방법 및 작업물 교체 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 제1 팔레트에 배치된 작업물을 취출하여 제2 팔레트로 교체(shuffle)하는 작업물 교체 장치이다. 로봇의 손목 부분에 작업물을 보유 지지하는 보유 지지 기구부가 설치된다. 로봇의 손목 부분과 보유 지지 기구부 사이에 슬라이드 기구가 설치되어, 보유 지지 기구부가 작업물을 보유 지지한 상태에서 로봇을 동작시키고, 작업물의 단부를 위치 조정 기구에 접촉시켜 작업물의 위치 조정 을 행한다.
이하, 본 발명을 적용한 구체적인 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
「유리 교체 시스템 및 유리 교체 장치의 설명」
도1은 제1 팔레트에 배치된 유리를 로봇에 설치된 유리 교체 장치에 의해 제2 팔레트로 교체하는 유리 교체 시스템의 배치도(레이아웃도), 도2는 제1 팔레트의 평면도, 도3은 제1 팔레트의 정면도, 도4의 (A), (B), (C)는 제2 팔레트(5)을 도시하는 도면으로, (A)는 사시도, (B)는 쓰러뜨리기 전의 상태를 나타내는 유리 구획판의 정면도, (C)는 쓰러진 상태를 나타내는 유리 구획판의 정면도, 도5는 제2 팔레트의 정면도, 도6은 유리 교체 장치의 평면도, 도7은 유리 교체 장치의 정면도, 도8은 유리 교체 장치의 측면도, 도9는 흡착 보유 지지 위치 조정 수단의 확대도, 도10은 유리 유무 검지 수단의 확대도, 도11은 구획판 쓰러뜨리기 수단의 확대도이다.
본 실시 형태의 유리 교체 시스템은, 도1에 도시한 바와 같이 작업 플로어 상에 부설된 한 쌍의 레일(1) 상을 이동 가능한 로봇인 핸들링 로봇(2)과, 이 핸들링 로봇(2)의 주행 경로를 따라서 소정 간격을 두고 복수 배치된 유리(3)(3A 내지 3H)를 배치하여 이루는 제1 팔레트(4)(4A 내지 4H)과, 제1 팔레트(4)으로부터 유리(3)가 교체되어 차례로 배열되는 제2 팔레트(5)(5A 내지 5C)과, 핸들링 로봇(2)의 손목 부분(6)에 설치되어 제1 팔레트(4)으로부터 소정의 유리(3)를 취출한 후, 그 유리(3)를 보유 지지한 유리 보유 지지 위치를 상기 핸들링 로봇(2)의 기준 위 치에 합치시킨 후에, 제2 팔레트(5)에 유리(3)를 교체하는 유리 교체 장치(7)를 구비한다.
「제1 팔레트」
제1 팔레트(4)은 유리(3)를 제조하고 있는 유리 제조 메이커와 그 유리(3)를 사용하여 자동차를 조립하는 차량 생산 공장 사이를 순회하는 전용 팔레트이며, 도2 및 도3에 도시한 바와 같이 차체를 롤러(8) 상에 배치된 상태에서 작업 플로어의 소정 위치에 배치된다. 본 실시 형태에서는 레일(1)을 따라서 이동하는 핸들링 로봇(2)의 주행 경로(로봇 주행 경로)를 따라서 소정 간격을 두고 복수 배치되는 동시에, 그 로봇 주행 경로의 양측에 각각 배치되어 있다. 본 예에서는 로봇 주행 경로의 한 쪽에 제1 팔레트(4)을 4개씩 설치하고, 양측 합계 8개의 제1 팔레트(4)을 배치하고 있다.
제1 팔레트(4)에는 동일 종류의 유리(3)가 소정 간격을 두고 복수 배치되는 동시에, 각 제1 팔레트(4)의 각각에는 차종 또는 사양에 따라서 다른 종류의 유리(3)가 배치된다. 예를 들어, 제2 팔레트(5A)으로부터 가장 먼 제1 팔레트(4A)에는 A차용 유리(3A)가 배치되고, 그 옆의 제1 팔레트(4B)에는 B차용 유리(3B)가 배치된다.
이 제1 팔레트(4)에는 유리(3)를 소정 간격을 두고 배치하여 지지하기 위한 팔레트 바닥부에 설치한 한 쌍의 유리 배치 지지 부재(9)가 설치되어 있다. 이 유리 배치 지지 부재(9)에는 각 유리(3)를 소정 간격으로 배치하기 위한 유리 배치 홈(10)이 형성되어 있다. 또한, 제1 팔레트(4)에는 상기 유리 배치 홈(10)에 배치 되어 선 상태를 유지시키기 위한 유리 지지 부재(11, 12)가 유리 폭방향 양측에 각각 설치되어 있다.
이들 유리 지지 부재(11, 12)는 프레임 구조로 된 팔레트의 지주에 대해 한쪽이 고정이고, 다른 쪽이 가동 가능하게 되어 있다. 본 실시 형태에서는 도2, 도3 중 좌측의 유리 지지부(12)를, 유리(3)를 지지하는 위치(실선으로 나타내는 위치)와 유리(3)의 지지를 해제하는 지주 외측의 위치(파선으로 나타내는 위치) 사이에서 가동 가능하도록 하였다. 또한, 이 유리 지지 부재(11, 12)의 각각에는 각 유리(3)를 소정 간격으로 지지하기 위한 유리 지지 홈(13, 14)이 형성되어 있다. 또한, 제1 팔레트(4)은 조립 정밀도나 부품 정밀도의 편차에 의해 각 팔레트(4A 내지 4H)마다 그 크기나 각 부위 치수 등에 편차를 갖고 있다.
「제2 팔레트」
제2 팔레트(5)은 후술하는 핸들링 로봇(2)의 손목 부분(6)에 설치된 유리 교체 장치(7)에 의해 제1 팔레트(4)으로부터 취출된 유리(3)를 차례로 배열시키기 위한, 말하자면 생산 순열 팔레트이다. 이 제2 팔레트(5)에는 각 제1 팔레트(4A 내지 4H)마다에 다른 종류로 된 유리(3A 내지 3H) 중에서 차체 조립 생산 순서에 따라서 취출된 유리(3A 내지 3H)를 팔레트 내측으로부터 전방측으로 소정 간격을 두고 배열시킨다. 예를 들어, 차체 생산 순서가 D차, E차, G차, A차의 순서라고 한 경우에는, 제2 팔레트(5)에는 팔레트 내측으로부터 A차, G차, E차, D차용 유리(3A, 3G, 3E, 3D)를 차례로 배치해 가고, 팔레트 전방으로부터 내측을 향해 차체 생산 순서가 되도록 배열된다.
또한, 제2 팔레트(5)은 상기한 로봇 주행 경로의 연장 상부 우측의 유리 교체 위치와, 그 위의 팔레트 반입 위치와, 그 아래의 팔레트 반출 위치에 각각 설치되어 있고, 상부로부터 차례로 아래로 흐르도록 되어 있다.
이 제2 팔레트(5)은 제1 팔레트(4)과 마찬가지로 프레임 구조로 되어 있고, 유리(3)를 소정 간격을 두고 배치하여 지지하기 위한 팔레트 바닥부에 설치한 한 쌍의 유리 배치 지지 부재(15)가 설치되어 있다. 이 유리 배치 지지 부재(15)에는 각 유리(3)를 소정 간격으로 배치하기 위한 유리 배치 홈(16)이 형성되어 있다. 또한, 제2 팔레트(5)에는 상기 유리 배치 홈(16)에 배치되어 선 상태(기립한 상태)를 유지시키는 동시에 각 유리(3)를 구획하기 위한 유리 구획판(17)이 유리 폭방향 양측에 각각 설치되어 있다.
이들 유리 구획판(17)은 프레임 구조로 된 팔레트의 지주(18, 18) 사이에 고정된 지지축(19)에 대해 회전 가능하게 설치되어 있고, 후술의 유리 교체 장치(7)의 구획판 쓰러뜨리기 수단으로 상기 유리(3)가 배치된 후에 쓰러져 각 유리(3) 사이를 구획하도록 되어 있다. 유리 구획판(17)은 유리(3)의 매수에 따라서 상기 지지축(19)의 축방향을 따라서 복수 배치되어 있고, 그 기단부(17a)가 상기 지지축(19)의 주위에 회전 가능하게 설치되어 있다. 이 유리 구획판(17)에는 상기 구획판 쓰러뜨리기 수단으로 도약되는(flip-up) 피도약 막대(20)가 상기 기단부(17a)에 이 유리 구획판(17)과 대략 90도를 이루는 각도로 고정되어 있다. 도4의 (B)는 유리 구획판(17)을 도약 전의 상태를 나타내고, 도4의 (C)는 유리 구획판(17)이 도약되어 유리를 구획하는 상태를 나타내고 있다.
이 유리 구획판(17)의 도약하기 전의 상태와 도약한 후의 상태는 기단부(17a)와 지지축(19) 사이에 설치된 회전 보유 지지 기구(도시는 생략함)에 의해 그 각 상태가 보유 지지(로크)되고, 또한 한쪽 상태로부터 다른 쪽 상태로는 그 회전 보유 지지 기구의 압박력에 의해 용이하게 이행 가능하게 되어 있다. 이러한 회전 보유 지지 기구로서는 종래 공지의 각종 수단을 적용할 수 있다. 이들 각 유리 구획판(17)은, 제1 팔레트(4)으로부터 유리(3)가 배치되기 전의 상태에 있어서는 그 전체가 도4의 (B)에 도시하는 도약 전의 상태에 있고, 유리(3)가 이 제2 팔레트(5)에 탑재된 후에는 도4의 (C)에 도약 후의 상태가 되어 유리(3)를 구획하게 된다.
「유리 교체 장치」
유리 교체 장치(7)는, 도6 내지 도8에 도시한 바와 같이 유리(3)를 흡착 보유 지지하는 흡착 보유 지지 기구부와, 상기 유리(3)의 내측 방향의 유리 보유 지지 위치를 상기 핸들링 로봇(2)의 기준 위치에 합치시키는 위치 조정 기구부를 구비한 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)과, 이 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)으로 흡착한 유리(3)의 유무를 검지하는 유리 유무 검지 수단(22)과, 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)으로 보유 지지한 유리(3)의 폭방향 및 종방향의 유리 보유 지지 위치를 핸들링 로봇(2)의 기준 위치에 합치시키는 유리 보유 지지 위치 조정 수단(23)과, 유리 구획판(17)을 쓰러뜨리는 구획판 쓰러뜨리기 수단(24)을 구비한다.
이 유리 교체 장치(7)는 각 제1 팔레트(4A 내지 4H)마다 다른 종류로 된 유 리(3A 내지 3H) 중에서 차체의 조립 생산 순서에 따라서 원하는 제1 팔레트(4)으로부터 소정의 유리(3)를 취출한 후, 조립 생산 순서가 되도록 제2 팔레트(5)으로 교체하여 차례로 배열시키는 작업을 반복해서 행하는 장치이고, 상기한 핸들링 로봇(2)의 손목 부분(6)에 설치되어 있다. 이 유리 교체 장치(7)는 레일(1) 상을 왕복 운동하는 핸들링 로봇(2)의 아암 선단부에 있어서의 손목 부분(6)에 설치되어 있고, 생산 순서대로 핸들링 로봇(2)이 이동하여 각 제1 팔레트(4A 내지 4H)으로부터 소정의 유리(3A 내지 3H)를 취출하고, 그 유리 교체 장치(7)에 구비되는 유리 보유 지지 위치 조정 기능에 의해 유리 보유 지지 위치를 보정한 후, 제2 팔레트(5)에 배치시키도록 되어 있다.
흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)은 핸들링 로봇(2)의 손목 부분(6)에 설치된 핸드 프레임(25)에 설치되는 한 쌍의 설치 아암부(26)의 각각에 3개씩 설치되어 있다. 더 상세하게 설명하면, 각 설치 아암부(26)에 고정된 브래킷(29)에 상기 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)이 각각 마련되어 있다. 이 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)은 유리(3)를 흡착 보유 지지하는 흡착 보유 지지 기구부(27)와, 상기 유리(3)의 내측 방향의 유리 보유 지지 위치를 상기 핸들링 로봇(2)의 기준 위치에 합치시키는 위치 조정 기구부(28)를 구비한다.
흡착 보유 지지 기구부(27)는, 도9에 도시한 바와 같이 유리(3)를 흡착 보유 지지하는 흡착 패드(30)와, 이 흡착 패드(30)를 유리(3)의 곡면에 맞추어 추종 요동 가능하게 하는 요동 기구(도시는 생략함)를 구비하고 있다. 이들 흡착 패드(30)와 요동 기구는, 도시는 생략하는 공기 압력 회로로부터 송입되는 압축 공기 의 도출입에 의해 동작하도록 되어 있고, 압축 공기가 도입되면 흡착 패드(30)에 의한 유리(3)로의 흡착은 행해지지 않고, 또한 유리면에 대해 요동 가능해진다. 한편, 압축 공기가 공기 압력 회로에 의해 음압이 되면, 흡착 패드(30)에 의해 유리(3)가 흡인되는 동시에 그 흡착 패드(30)의 요동 동작이 정지되어 로크된다.
위치 조정 기구부(28)는 선단부에 흡착 보유 지지 기구부(27)를 보유 지지한 슬라이드축(31)과, 이 슬라이드축(31)의 슬라이드 위치를 로크하는 로크 기구를 내장하는 슬라이드 가이드(32)와, 슬라이드축(31)의 주위에 배치된 코일 스프링(33)으로 이루어진다.
이 슬라이드축(31)에는 선단부에 흡착 보유 지지 기구부(27)가 설치되고, 후단부에 슬라이드축(31)의 가장 돌출된 위치를 규제하는 스토퍼(34)가 설치되어 있다. 흡착 패드(30)가 가장 유리(3)로부터 이격된 상태에서는, 도9의 (A)와 같이 슬라이드 가이드(32)의 상면으로부터 상방으로 돌출된 위치에 스토퍼(34)가 위치하고, 흡착 패드(30)가 가장 유리(3)에 접근(접촉)하는 상태에서는, 도9의 (B)와 같이 슬라이드 가이드(32)의 상면에 스토퍼(34)가 접촉한다.
슬라이드 가이드(32)는 상기한 플랜지(29)에 고정되어 있고, 슬라이드축(31)을 도9의 상하 방향에 있어서 슬라이드 가능하게 가이드한다. 이 슬라이드 가이드(32)의 내부에는 슬라이드축(31)의 슬라이드 위치를 로크하는 로크 기구가 설치되어 있다. 로크 기구는 도시를 생략하는 공기 압력 회로로부터 송입되는 압축 공기의 도출입에 의해 동작하도록 되어 있고, 압축 공기가 도입되면 로크 기구가 해제되어 슬라이드축(31)이 상기 코일 스프링(33)에 의해 도9의 (B)에서 도시하는 흡 착 패드(30)를 유리(3)에 접근시키는 가장 돌출된 위치가 된다. 한편, 압축 공기가 공기 압력 회로에 의해 음압이 되면, 로크 기구가 작동하여 슬라이드축(31)의 슬라이드 위치가 로크된다.
유리 유무 검지 수단(22)은, 도10에 도시한 바와 같이 유리(3)의 유무를 검지하는 검출 스위치(35)와, 이 검출 스위치(35)를 온오프시키는 검출 로드(36)와, 이 검출 로드(36)의 상방에 배치되는 간접 검출체(37) 및 압축 스프링(38)으로 이루어진다.
검출 로드(36)의 선단부에 유리(3)가 접촉하면, 이 검출 로드(36)가 검출 본체(39) 내로 압입되고, 간접 검출체(37)가 압축 스프링(38)의 압박력에 대항하여 상승하여 검출 스위치(35)를 온으로 한다. 이 간접 검출체(37)가 압축 스프링(38)에 의해 하방으로 압박되면 검출 스위치(35)로부터 이격되어 오프가 된다. 검출 스위치(35)가 온이 된 경우에는 유리(3)가 있다고 판단되고, 오프가 된 경우에는 유리(3)가 없다고 판단된다.
또한, 본 실시 형태에서는 유리(3)가 기울어져 배치되어 있는 경우라도 유리(3)의 유무를 검지할 수 있도록 유리 유무 검지 수단(22)을 대각의 위치에 배치하고 있다.
유리 보유 지지 위치 조정 수단(23)은 상기한 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)으로 보유 지지한 유리(3)의 폭방향 및 종방향의 유리 보유 지지 위치를 핸들링 로봇(2)의 기준 위치에 합치시키는 기능을 하는 X-Y 테이블로 이루어진다. X-Y 테이블은 핸드 프레임(25) 상에 고정되는 제1 테이블(40)과, 핸들링 로봇(2)의 손목 부분(6)에 고정되는 제2 테이블(41)과, 제1 테이블(40) 상에 유리 폭방향(X방향)을 따라서 고정된 한 쌍의 X축 가이드 레일(42)과, 제2 테이블(41)의 하면에 유리 종방향(Y방향)을 따라서 고정된 한 쌍의 Y축 가이드 레일(43)과, X축 가이드 레일(42)과 Y축 가이드 레일(43)의 양쪽에 슬라이드 가능하게 설치되는 리니어 가이드(44)와, X-Y 테이블의 X방향과 Y방향으로의 슬라이드를 로크하는 로크 기구로 구성된다.
로크 기구는 도시를 생략한 공기 압력 회로로부터 공급되는 압축 공기의 도출입에 의해 제1 테이블(40)의 제2 테이블(41)에 대한 X방향 또는 Y방향으로의 슬라이드 이동을 가능하게 하는 한편, 그 슬라이드 이동을 불가능하게 로크한다. 이들 제1 테이블(40)의 제2 테이블(41)에 대한 슬라이드는 리니어 가이드(44)를 공유하고 있으므로, 일방향으로의 슬라이드를 로크시킨 후가 아니면, 타방향으로 슬라이드할 수 없도록 되어 있다. 이로 인해, 예를 들어 제1 테이블(40)을 제2 테이블(41)에 대해 X방향으로 이동시키기 위해서는 Y방향의 슬라이드를 로크한 후에 행하고, 제1 테이블(40)을 제2 테이블(41)에 대해 Y방향으로 이동시키기 위해서는 반대로 X방향의 슬라이드를 로크시킨 후에 행할 필요가 있다.
구획판 쓰러뜨리기 수단(24)은 핸드 프레임(25)에 설치된 설치 아암부(26)의 각각에 유리 폭방향(도6 중 X방향)으로 연장되도록 고정된 대략 L자형의 지지 아암(45)의 선단부에 설치되어 있다. 이러한 구획판 쓰러뜨리기 수단(24)은, 도11에 도시한 바와 같이 제2 팔레트(5)에 설치된 유리 구획판(17)의 피도약 막대(20)를 도약하기 위한 제1 아암(46)과, 이 제1 아암(46)을 회전시키는 제2 아암(47) 및 구 동원이 되는 구동 실린더(48)로 구성된다.
제1 아암(46)은 구동 실린더(48)의 로드(49) 선단부에 축부(50)를 중심으로 하여 회전 가능하게 설치되어 있다. 제2 아암(47)은 일단부를 구동 실린더 본 단부에 축부(51)를 거쳐서 설치하고, 타단부를 제1 아암(46)에 고정한 연결 부재(52)에 축부(53)를 중심으로 하여 회전 가능하게 연결되어 있다. 구동 실린더(48)를 작동시켜 로드(49)를 진퇴시키면, 이 로드(49)의 선단부에 회전 가능하게 설치된 제1 아암(46)이 제2 아암(47)과 연결되는 축부(53)를 회전 중심으로 하여 회전한다. 그리고, 그 제1 아암(46)의 회전 도중에 유리 구획판(17)의 피도약 막대(20)를 제1 아암(46)에 의해 도약하게 하고, 도4의 (B), (C)에 도시한 바와 같이 상기 유리 구획판(17)을, 유리(3) 사이를 구획하는 위치와 유리(3) 사이를 구획하지 않는 대기 위치에 회전 조작시킨다.
또한, 상기 핸들링 로봇(2)의 손목 부분(6)의 선단부에는 유리 교체 장치(7)를 회전시키는 회전 수단(60)이 마련되어 있다. 이러한 회전 수단(60)은 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)으로 흡착한 유리(3)의 유리 보유 지지 위치 보정 동작을 행할 때에 상기 유리(3)의 방향을 90도로 바꾸는 기능을 한다.
이와 같이 구성된 유리 교체 장치(7)를 구비한 상기 핸들링 로봇(2)은 도시를 생략하는 제어부로부터의 지령을 받아 작동하여 레일(1) 상을 왕복 운동하는 동시에, 손목 부분(6)에 설치한 유리 교체 장치(7)를 그 지령에 따라서 움직이도록 되어 있다.
「유리 교체 방법」
다음에, 상기한 유리 교체 시스템 및 유리 교체 장치에 의해 제1 팔레트(4)에 배치된 유리(3)를 제2 팔레트(5)으로 교체하는 유리 교체 방법에 대해 설명한다.
도12의 (A) 내지 (C)는 유리 보유 지지 위치와 로봇의 기준 위치를 도시하는 상태도이고, (A)는 유리 보유 지지 위치와 로봇의 기준 위치가 일치한 상태, (B)는 이들의 위치가 유리 폭방향 좌측으로 어긋나 있는 상태, (C)는 이들 위치가 유리 폭방향 우측으로 어긋나 있는 상태, 도13의 (A) 및 (B)는 유리 폭방향 및 유리 종방향에 있어서의 유리 보유 지지 위치와 로봇의 기준 위치를 위치 조정하는 조정 방법을 나타내고, (A)는 유리 폭방향의 위치 조정, (B)는 유리 종방향의 위치 조정을 나타내고, 도14는 차종 또는 사양에 따라서 다른 유리를 흡착 보유 지지 위치 조정 수단으로 흡착할 때의 상태를 나타내는 도면, 도15는 유리의 내측 방향의 유리 보유 지지 위치를 핸들링 로봇의 기준 위치에 합치시키는 동작의 일 동작 상태를 나타내는 평면도, 도16은 유리의 내측 방향의 유리 보유 지지 위치를 핸들링 로봇의 기준 위치에 합치시키는 동작의 일 동작 상태를 나타내는 정면도, 도17은 유리의 폭방향 및 종방향의 유리 보유 지지 위치를 핸들링 로봇의 기준 위치에 합치시키는 동작의 일 동작 상태를 나타낸 사시도, 도18은 유리의 폭방향 및 종방향의 유리 보유 지지 위치를 핸들링 로봇의 기준 위치에 합치시키는 동작의 일 동작 상태를 나타낸 측면도이다.
여기서, 유리 보유 지지 위치라 함은, 핸들링 로봇(2)에서 본 유리 교체 장치(7)에 보유 지지된 상태의 유리(3)의 위치를 나타내고, 유리 교체 장치(7)에 의 해 제1 팔레트(4)으로부터 유리(3)를 취출하는 작업을 반복해서 행할 때, 전술한 팔레트의 조립 정밀도나 부품 정밀도의 편차에 의해 유리 보유 지지 위치가 변동되게 된다. 또한, 로봇의 기준 위치라 함은, 핸들링 로봇(2)에서 본 유리 교체 장치(7)에 보유 지지된 상태의 유리(3)의 위치이고, 또한 핸들링 로봇(2)의 제2 팔레트(5)으로의 유리(3)의 투입 동작을 행할 때에 유리(3)를 제2 팔레트(5)으로 정확하게 투입하는 것이 가능한 유리(3)의 정규 위치이다. 상기와 같은 팔레트의 편차에 기인하는 유리 보유 지지 위치의 편차가 있는 경우에는 제2 팔레트(5)으로의 유리(3)의 투입 시에 정확한 위치에 유리(3)를 둘 수 없는 경우가 있지만, 유리 보유 지지 위치가 로봇의 기준 위치에 합치하고 있는 경우에는 로봇(2)에 미리 설정된 교시 동작을 행함으로써 제2 팔레트(5) 내의 정확한 위치에 유리(3)를 투입하는 것이 가능해진다.
핸들링 로봇(2)은, 우선 제어부로부터의 지령을 받아 생산 순서에 따라서 원하는 제1 팔레트(4)이 배치되는 위치까지 이동한다. 예를 들어, 핸들링 로봇(2)은, 도1에 도시한 바와 같이 제2 팔레트(5)의 반입 위치에 가장 가까운 제1 팔레트(4D)의 위치까지 상기한 레일(1)을 따라서 로봇 주행 경로를 이동하고, 그 제1 팔레트(4D)과 대향하는 위치에서 정지한다. 그리고, 핸들링 로봇(2)의 손목 부분(6)에 설치된 유리 교체 장치(7)는 제1 팔레트(4D)에 배치된 유리(3D)에 대해 접근하는 방향으로 이동한다.
이 유리 교체 장치(7)가 유리(3D)에 접근하면, 도6 및 도7에 도시한 바와 같이 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)의 흡착 패드(30)가 유리(3)에 접촉한다. 이때, 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)에서는, 흡착 보유 지지 기구부(27) 및 위치 조정 기구부(28)에 있어서의 로크가 각각 해제 상태에 있으므로 유리(3)의 곡면에 맞추어 흡착 패드(30)가 요동 방향 및 유리(3)에 대한 진퇴 방향에 추종하여 요동하게 된다. 그리고, 흡착 패드(30)가 유리(3)의 곡면을 따라가면, 흡착 보유 지지 기구부(27)가 로크되고, 유리(3)가 흡착 패드(30)에 의해 흡착 보유 지지된다. 이들 핸들링 로봇(2)의 일련의 작용은 제1 팔레트(4)마다 미리 교시되어 있고, 동일한 차종 사양의 유리의 반출시에는 동일한 작용을 행한다. 즉, 유리(3)를 보유 지지 및 반출할 때의 핸들링 로봇(2) 및 유리 교체 장치(7)의 위치는 매회 동일한 위치가 된다. 또한, 유리 교체 장치(7)가 유리(3)를 보유 지지할 때의 어프로치 위치, 즉 제1 팔레트(4)의 내측 방향으로의 핸들링 로봇(2)의 위치에 대해서는 매회 변화되지만, 제1 팔레트(4) 내의 유리 잔존 매수를 이 시스템의 제어 장치가 카운트하고, 그 잔존 매수에 의해 상기 어프로치 위치를 자동적으로 결정하도록 되어 있다.
그 후, 흡착 패드(30)에서 보유 지지한 유리(3)를 제1 팔레트(4)의 상방으로 들어올린 후, 도7, 도15 및 도16에 도시한 바와 같이 제2 팔레트(5)의 전방에 배치한 기준 핀 고정 지지 부재(70)의 상부에 설치된 기준 핀인 유리 내측 방향 위치 조정용 기준 핀(56)을 향해 미리 결정된 소정 거리만큼 이동하여 유리(3)를 압박한다. 유리 내측 방향 위치 조정용 기준 핀(56)은 유리(3)의 정면에 대해 소정 간격을 두고 복수, 예를 들어 4개 설치되어 있다. 유리(3)가 이 유리 내측 방향 위치 조정용 기준 핀(56)으로 압박되면, 유리 내측 방향에서의 유리 보유 지지 위치가 핸들링 로봇(2)의 기준 위치[손목 부분(6)의 센터 위치(C)]와 합치한다. 이 유리 보유 지지 위치와 핸들링 로봇(2)의 기준 위치가 합치되면 상기 위치 조정 기구부(28)를 로크하여 유리 보유 지지 위치를 고정한다.
이와 같이 하여, 상기 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)에 의해 유리(3)가 흡착 보유 지지되는 형태로서는, 유리(3)를 실제로 흡착 보유 지지한 유리 보유 지지 위치와, 핸들링 로봇(2)의 기준 위치[손목 부분(6)의 센터 위치(C)]가 일치한 형태[도12의 (A)], 유리 보유 지지 위치와 핸들링 로봇(2)의 기준 위치가 유리 폭방향인 좌측 또는 우측으로 어긋난 형태[도12의 (B), (C)] 중 어느 하나가 된다. 이 위치 어긋남은 제1 팔레트(4)의 조립 정밀도의 오차나 각 제1 팔레트(4)의 크기의 편차나 이 제1 팔레트(4)에 배치되는 유리(3)의 배치 편차 등에 의해 생긴다.
다음에, 유리 유무 검지 수단(22)의 검출 로드(36)가 유리(3)에 접촉하고, 상기 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)으로 유리(3)를 보유 지지할 수 있는지 여부를 검지한다. 유리(3)의 검지가 확인되지 않은 경우에는 유리(3)를 흡착 보유 지지할 수 없으므로, 다시 한번 유리(3)를 흡착 보유 지지하는 작업을 반복한다.
유리(3)가 흡착 보유 지지 기구부(27)에서 흡착 보유 지지된 것이 확인되면, 유리 보유 지지 위치 조정 수단(23)의 유리 폭방향(도6 X방향)으로의 로크를 해제(유리 종방향은 로크 상태 그대로)하고, 상기 유리 교체 장치(7)를 유리 폭방향으로 이동 가능하도록 프리 상태로 한다. 그 결과, 제1 테이블(40)이 손목 부분(6)에 고정된 제2 테이블(41)에 대해 유리 폭방향으로만 이동 가능한 프리 상태가 된다.
그리고, 상기 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)으로 흡착 보유 지지한 유리(3)의 폭방향에 있어서의 대략 직선 형상을 이루는 대향하는 양단부 모서리(3a, 3b)를 도13의 (A), 도17 및 도18에 도시한 바와 같이 상기한 기준 핀 고정 지지 부재(70)의 상부에 설치한 기준 핀인 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54, 55)을 향해 핸들링 로봇(2)이 미리 결정된 동일 거리만큼 이동한다. 이 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54, 55)은 이 폭방향의 위치 조정을 행할 때의 핸들링 로봇(2)의 기준 위치로부터 각각 유리 폭방향과 동등한 거리에 배치되어 있다. 그리고, 전술한 핸들링 로봇(2)이 이동하는 거리는 핸들링 로봇(2)의 기준 위치와 유리 보유 지지 위치가 일치하고 있는 경우의 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54)(55)으로부터 단부 모서리(3a)(3b)의 거리에 대략 동등하게 설정되어 있다. 또한, 단부 모서리(3a)(3b)의 종방향에 각도가 부여되어 있고, 복수의 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54)(55) 각각으로부터 단부 모서리(3a)(3b)까지의 거리가 다른 경우에는 단부 모서리(3a)(3b)로부터 가장 가까운 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54)(55)까지의 거리를 핸들링 로봇(2)이 이동하는 거리로 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54, 55)의 위치 및 핸들링 로봇(2)이 이동하는 거리를 설정하면, 도12의 (B), (C)에 도시한 바와 같이, 유리 보유 지지 위치와 핸들링 로봇(2)의 기준 위치가 어긋나 있었던 경우에는 이 유리(3)의 폭방향 양측에 각각 2개씩 배치된 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54, 55) 중 어느 한쪽에 유리(3)의 단부 모서리가 접촉하게 되므로, 제1 테이블(40)이 제2 테이블(41)에 대해 유리 폭방향으로 상대적으로 슬라이드하고, 상기 유리 보유 지지 위치가 상기 핸들링 로봇(2)의 기준 위치에 대해 합치한다.
다음에, 회전 수단 유리(3)의 방향을 회전 수단(60)으로 90도 회전시킨 후, 금회에는 유리 보유 지지 위치 조정 수단(23)의 유리 종방향(도6 Y방향)으로의 로크를 해제(유리 폭방향은 로크 상태)하고, 상기 유리 교체 장치(7)를 유리 종방향으로 이동 가능하도록 프리 상태로 한다. 그 결과, 제1 테이블(40)이 손목 부분(6)에 고정된 제2 테이블(41)에 대해 유리 종방향으로만 이동 가능한 프리 상태가 된다.
그리고, 상기 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)으로 흡착 보유 지지한 유리(3)의 종방향에 있어서의 곡선 형상을 이루는 대향하는 양단부 모서리(3c, 3d)를, 도13의 (B)에 도시한 바와 같이 기준 핀 고정 지지 부재(70)의 상부에 설치한 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54, 55)을 향해 로봇이 미리 결정된 동일 거리만큼 이동한다. 핸들링 로봇(2)이 이동하는 거리는 핸들링 로봇(2)의 기준 위치와 유리 보유 지지 위치가 일치하고 있는 경우의 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54)(55)으로부터 단부 모서리(3c)(3d)의 거리에 대략 동등하게 설정되어 있다. 또한, 단부 모서리(3c)(3d)가 곡선 형상을 이루고 있음으로써, 복수의 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54)(55) 각각으로부터 단부 모서리(3c)(3d)까지의 거리가 다른 경우에는 단부 모서리(3c)(3d)로부터 가장 가까운 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54)(55)까지의 거리를 핸들링 로봇(2)이 이동하는 거리로 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54, 55)의 위치 및 핸들링 로봇(2)이 이동하는 거리를 설정하면, 유리 보유 지지 위치와 핸들링 로봇(2) 의 기준 위치가 유리 종방향으로 어긋나 있었던 경우에는 이 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54, 55) 중 어느 한 쪽에 유리(3)의 단부 모서리가 접촉하게 되므로, 제1 테이블(40)이 제2 테이블(41)에 대해 유리 종방향으로 상대적으로 슬라이드하고, 상기 유리 보유 지지 위치가 상기 핸들링 로봇(2)의 기준 위치에 대해 합치한다.
그리고, 유리 폭방향 및 유리 종방향의 유리 보유 지지 위치와 핸들링 로봇(2)의 기준 위치가 일치하면, 유리 보유 지지 위치 조정 수단(23)을 로크하여 제2 테이블(41)에 대한 제1 테이블(40)의 유리 폭방향 및 유리 종방향의 슬라이드 이동을 정지시킨다. 그 결과, 유리 내측 방향, 유리 폭방향 및 유리 종방향에 있어서의 각각의 유리 보유 지지 위치와 핸들링 로봇(2)의 기준 위치가 상기 제2 팔레트(5)으로 교체하기 전에 위치 보정된다. 이것으로, 유리 보유 지지 위치 보정 동작이 종료되게 된다.
다음에, 유리(3)를 정규의 위치에 위치 결정하면 핸들링 로봇(2)에 의해 제2 팔레트(5)으로 유리(3)를 교체한다. 제2 팔레트(5)의 소정 위치에 유리(3)를 배치하면 흡착 패드(30)에 의한 흡착을 해제하고, 상기 유리(3)를 제2 팔레트(5) 상에 둔다. 그리고, 구획판 쓰러뜨리기 수단(24)을 작동시켜 유리 구획판(17)을 쓰러뜨리고, 각 유리(3) 사이를 이 유리 구획판(17)으로 구획한다. 이들 유리 위치 보정 동작 및 제2 팔레트(5)으로의 유리의 투입 동작은 상술한 제1 팔레트(4)으로부터의 유리 취출 동작과 마찬가지로 핸들링 로봇(2)에 미리 교시되어 있다.
이와 같이, 차체의 조립 생산 순서에 따라서 제1 팔레트(4)으로부터 소정의 유리(3)를 취출하고, 그 유리(3)의 유리 보유 지지 위치와 핸들링 로봇(2)의 기준 위치를 일치시키는 유리 보유 지지 위치 보정 동작을 행한 후, 조립 생산 순서가 되도록 제2 팔레트(5)으로 교체하여 차례로 배열시키는 작업을 반복한다. 제2 팔레트(5)에 유리(3)가 가득차면 반출 위치로 이동시키는 동시에 다음의 제2 팔레트(5)을 유리 교체 위치로 이동시킨다. 이 작업을 반복해서 행함으로써 전체 유리(3)를 교체한다.
또한, 도14는 차종이 다른 경우에 그 유리(3A, 3B, 3C)의 크기에 차이가 있었던 경우에는, 6개 있는 흡착 패드(30) 중 그 몇 개의 흡착 패드(30)를 사용하여 유리(3A, 3B, 3C)를 흡착 보유 지지하게 된다. 예를 들어, 중형차용 큰 유리(3A)에 대해 소형차용 작은 유리(3B, 3C)에 대해서는 6개 있는 흡착 패드(30) 중 그 4개의 흡착 패드(30)를 사용하여 유리(3B)를 보유 지지한다.
여기서, 상기한 유리(3)의 폭방향 및 종방향의 유리 보유 지지 위치를 핸들링 로봇(2)의 기준 위치에 합치시키는 보정 동작으로서는, 처음에 도13의 (A)의 유리 폭방향의 대략 직선 형상을 이루는 대향하는 양단부 모서리(3a, 3b)를 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54, 55)에 접촉시키고, 다음에 도13의 (B)의 유리 종방향의 곡선 형상을 이루는 대향하는 양단부 모서리(3c, 3d)를 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54, 55)에 접촉시키고 있다. 이 보정 동작의 순서에는 이하에 기재하는 바와 같이 큰 의미가 있다.
즉, 상기한 순서와는 반대로, 처음에 곡선 형상을 이루는 양단부 모서리(3c, 3d)를 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54, 55)에 닿게 하고, 계속해서 직선 형 상을 이루는 양단부 모서리(3a, 3b)를 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54, 55)에 접촉시킨 경우에는 그 곡선부에 대해 매회 핀이 닿는 위치가 다르다. 핸들링 로봇(2)이 유리폭 종방향 위치 조정용 기준 핀(54, 55)에 대해 이동하는 위치 및 거리는 매회 동일하지만, 양단부 모서리(3c, 3d)가 곡선 형상이므로, 핀의 닿는 위치가 다른 것에 의해 위치 조정의 변화가 커진다. 그로 인해, 핀에 닿은 후의 유리(3)의 위치가 소정의 허용 범위를 넘어 위치가 정해지지 않게 된다. 이에 대해, 처음에 직선부를 닿도록 한 경우에는 직선부의 치수 변화가 적기 때문에 핀에 닿는 위치가 다소 달라도 어느 정도 유리의 위치는 허용 범위 내에 있어서 정해진다. 또한, 도14에서 도시한 바와 같이, 곡선 형상은 차종의 차이에 의해 크기가 다양한 유리(3A, 3B, 3C)가 존재하므로, 처음에 곡선 형상을 이루는 단부 모서리를 핀에 닿게 하여 보정 동작을 행하면 상기한 문제점이 보다 현저하게 나타난다. 따라서, 상기한 본 실시 형태에서 설명한 순서로 보정 동작을 행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유리 교체 방법에 따르면, 유리 교체 장치(7)에서 유리(3)를 보유 지지한 유리 보유 지지 위치를 핸들링 로봇(2)의 기준 위치에 합치시키는 유리 보유 지지 위치 보정 동작을 행하기 때문에, 제1 팔레트(4)의 크기나, 이 제1 팔레트(4) 상에 배치되는 유리(3)의 배치 위치나, 롤러(8) 상에 배치되는 제1 팔레트(4)의 배치 위치 등에 편차가 있어도 그 편차를 유리 보유 지지 위치 보정 동작에 의해 없앨 수 있다. 따라서, 제1 팔레트(4)으로부터 취출한 유리(3)를 시각 센서 등의 고가 장치를 사용하지 않고 제2 팔레트(5)에 정확하게 배열시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 유리 교체 방법에 따르면, 유리 위치 보정 동작은 유리 내 측 방향, 유리 폭방향 및 유리 종방향의 각각의 위치 결정을 행하기 때문에 정확한 위치 보정을 행할 수 있고, 제2 팔레트(5)에 편차없이 유리(3)를 정렬시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 유리 교체 방법에 따르면, 처음에 유리(3)의 유리 폭방향에 있어서의 양단부 모서리(3a , 3b)를 기준 핀(54, 55)에 접촉시키고 유리 보유 지지 위치를 로봇의 기준 위치에 합치시키고, 다음에 유리(3)의 유리 종방향에 있어서의 양단부 모서리(3c, 3d)를 기준 핀(54, 55)에 접촉시키고 유리 보유 지지 위치를 로봇의 기준 위치에 합치시키기 때문에 대소 곡률 형상이 다른 복수 종류의 유리(3)에 대해 정확하게 보정 동작을 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 유리 교체 방법에 따르면, 유리 교체 장치(7)에서 보유 지지한 유리(3)를 제2 팔레트(5)에 배치한 후, 제2 팔레트(5)에 설치된 유리 구획판(17)을 쓰러뜨려 각 유리(3)를 소정 간격으로 배열시키고 있으므로 작업자에 의한 수작업을 없앨 수 있다.
본 발명의 유리 교체 시스템에 따르면, 시각 센서 등과 같은 촬상 디바이스를 이용하여 유리 보유 지지 위치를 화상 처리하는 복잡하고 번거로운 처리를 하지 않고 기계적 수단인 위치 조정 수단을 구비한 유리 교체 장치(7)에서 유리(3)를 보유 지지한 유리 보유 지지 위치를 핸들링 로봇(2)의 기준 위치에 합치시킬 수 있으므로, 설비비를 저감시킬 수 있는 동시에 유지 보수도 용이하게 행할 수 있고, 제1 팔레트(4)으로부터 제2 팔레트(52)으로 유리(3)를 교체하여 각 유리(3)를 정렬시킬 수 있다.
본 발명의 유리 교체 장치에 따르면, 유리(3)를 흡착 보유 지지하는 흡착 보유 지지 기구부(27)와 유리(3)의 내측 방향의 유리 보유 지지 위치를 로봇의 기준 위치에 합치시키는 위치 조정 기구부(28)를 구비한 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)과, 유리(3)의 폭방향 및 종방향의 유리 보유 지지 위치를 핸들링 로봇(2)의 기준 위치에 합치시키는 유리 보유 지지 위치 조정 수단(23)을 구비하고 있으므로, 시각 센서 등과 같은 촬상 디바이스를 이용하여 유리 보유 지지 위치를 화상 처리하는 복잡하고 번거로운 처리를 하지 않고 기계적 수단으로 위치 조정할 수 있으므로 장치 비용을 저감시킬 수 있는데 부가하여, 제1 팔레트(4)으로부터 제2 팔레트(5)으로 유리(3)를 교체하여 정렬시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 유리 교체 장치에 따르면, 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)으로 흡착한 유리(3)의 방향을 회전시키는 회전 수단(60)을 구비하고 있으므로, 유리 폭방향과 유리 종방향 중 어떠한 방향에서의 위치 어긋남도 보정할 수 있다.
또한, 본 발명의 유리 교체 장치에 따르면, 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)으로 보유 지지한 유리(3)를 기준 핀(54, 55, 56)에 접촉시켜 유리 내측 방향, 유리 폭방향 및 유리 종방향의 각각의 위치 결정을 행하기 때문에 간단한 장치 구성으로 위치 어긋남을 보정할 수 있고, 장치 비용의 저감도 이루어진다.
또한, 본 발명의 유리 교체 장치에 따르면, 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)으로 흡착한 유리(3)를 제2 팔레트(5)에 배치한 후, 제2 팔레트(5)에 설치된 유리 구획판(17)을 쓰러뜨려 각 유리(3)를 소정 간격으로 배열시키는 구획판 쓰러 뜨리기 수단(24)을 구비하므로, 지금까지 수작업으로 행하고 있었던 작업을 자동화할 수 있어 생산성 능률을 높일 수 있다.
이상, 본 발명을 적용한 구체적인 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상술한 실시 형태는 본 발명의 일 예이고, 이들 실시 형태로 제한되는 것은 아니다.
상기한 바와 같이, 기준 핀 고정 지지 부재(70)를 제2 팔레트(5)의 상방 위치에 설치하는 예로 한정되지 않고, 제1 팔레트(4)의 반출구 전방단에 각각 설치하여 반출 직후에 위치 결정을 행하도록 해도 좋다. 또한, 대상이 되는 작업물도 유리로 한정되지 않고, 강판이나 수지제의 패널 부품 등 위치 조정 기구부로의 작업물의 접촉 시에 작업물 자체가 변형되지 않을 정도의 강성을 갖는 것이면 적용 가능하다.
도19 내지 도21은 제1 팔레트(4)에 배치된 유리(3)를 흡착 패드(30)로 흡착할 때에 상기 유리(3)가 팔레트 내측 방향(유리 배열 방향)으로 쓰러져 흡착할 수 없게 되는 것을 방지하기 위한 유리 압박 수단을 상기한 핸들링 로봇(2)에 마련한 예를 나타낸다.
또한, 도19, 도20, 도21에서는 핸들링 로봇(2)에 설치한 유리 교체 장치(7)에 관해서는 상기한 실시 형태의 것과 대략 동일하지만, 여기서는 본 발명을 명확한 것으로 하기 때문에 상기한 유리 보유 지지 위치 조정 수단(23)은 갖고 있지 않다. 물론, 유리 보유 지지 위치 조정 수단(23)을 마련하는 것은 가능하다.
유리 압박 수단(80)은 핸들링 로봇(2)의 손목 부분(6)에 고정된 장치 설치 플레이트 본체(81)에 고정되는 한 쌍의 아암(82, 82)의 선단부에 설치된 연결 아 암(83)의 양단부에 각각 고정되어 있다. 이러한 유리 압박 수단(80)은 상하 이동 기구를 구성하는, 에어 또는 유압으로 동작하는 구동 실린더(84)와, 이 구동 실린더(84)의 실린더 로드(85)의 선단부에 설치된 우레탄 등으로 이루어지는 패드(86)를 구비하고, 상기 실린더 로드(85)의 진퇴 조작에 의해 패드(86)가 제1 팔레트(4) 상에 기립하여 배치된 유리(3)의 상단부(3e)에 대해 접근 이격하도록 되어 있다.
이 유리 압박 수단(80)에 있어서는, 제1 팔레트(4)에 기립하여 배치되는 유리(3)의 상방에 위치하고, 상기한 흡착 패드(30)로 유리(3)를 흡착하기 전에 구동 실린더(84)를 동작시키고 상기 패드(86)를 하강시켜 상기 유리(3)의 상단부(3e)로 패드(86)를 압박한다. 이와 같이 함으로써, 유리(3)는 상단부(3e)가 패드(86)에서 압박되는 동시에 하단부(3d)가 상기한 제1 팔레트(4)의 유리 배치 홈(10)으로 압박되어 덜걱거리지 않고 안정된다. 유리(3)가 안정적으로 유지된 상태가 된 시점에서 상기 장치 설치 플레이트 본체(81)에 설치된 슬라이드 장치(87)에서 상기 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)을 상기 유리(3)에 접근시켜 흡착 패드(30)에서 상기 유리(3)를 흡착 보유 지지한다. 이때, 유리 압박 수단(80)으로 상기 유리(3)가 제1 팔레트(4)으로 압박되어 있으므로, 상기 유리(3)가 팔레트 내측 방향으로 움직이지 않고 안정적으로 흡착 패드(30)에서 흡착 보유 지지된다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 유리 압박 수단(80)을 핸들링 로봇(2)에 설치함으로써 제1 팔레트(4)으로부터 흡착 보유 지지 위치 조정 수단(21)으로 유리(3)를 흡착 보유 지지할 때에 상기 유리(3)를 안정적으로 보유 지지할 수 있으므로, 유리(3)의 흡착 작업을 확실하게 행할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 따르 면, 복수의 제1 팔레트(4)마다 유리(3)를 보유 지지하기 위한 장치를 설치할 필요가 없으므로 설비 비용의 저감도 도모된다.
도22 및 도23은 제1 팔레트(4)으로부터 취출한 유리를 제2 팔레트에 투입할 때에 투입한 유리의 무게에 연동하여 구획판을 자동적으로 쓰러뜨리도록 한 구획판 쓰러뜨리기 수단을 제2 팔레트에 마련한 예를 나타낸다. 전술한 실시 형태에서는 제2 팔레트(5)에 유리(3)를 투입한 후에 핸들링 로봇(2)에 마련한 구획판 쓰러뜨리기 수단(24)으로 유리 구획판(17)을 쓰러뜨렸지만, 여기서는 유리(3)의 하중을 이용하여 유리 구획판(17)을 쓰러뜨리도록 한다.
구획판 쓰러뜨리기 수단은 유리(3)를 제2 팔레트(5)에 투입하였을 때에 상기 유리(3)의 하중을 받아 회전하는 링크 플레이트(88)와, 이 링크 플레이트(88)에 일단부가 고정되고 또한 유리 구획판(17)을 고정한 회전 부재(89)에 타단부가 고정되는 와이어(90)를 구비한다.
링크 플레이트(88)는, 도24 및 도25에 도시한 바와 같이 일 방향으로 연장되는 제1 아암(88A)과, 전체의 형태가 평면에서 볼 때 대략 V자 형상을 이루도록 타방향으로 연장되는 제2 아암(88B)으로 형성되어 있다. 이러한 링크 플레이트(88)는 팔레트 바닥부에 설치한 한 쌍의 유리 배치 지지 부재(15, 15)에 각각 고정된 플랜지(91)에 대해, 그 V자 형상을 이루는 V자부를 중심으로 하여 회전 가능하게 설치되어 있다. 구체적으로는 플랜지(91)에 설치된 회전 지지축(92)에 상기 링크 플레이트(88)의 V자부를 설치함으로써, 상기 링크 플레이트(88)를 상기 플랜지(91)에 대해 회전 가능하게 하고 있다.
그리고, 이 링크 플레이트(88)의 제1 아암(88A)의 선단부에는 제2 팔레트(5)에 투입되는 유리(3)의 하단부(3d)가 단면 대략 사다리꼴 형상을 이루는 유리 배치 홈(16)에 삽입되기 직전에 접촉하는 롤러(93)가 설치되어 있다. 이러한 롤러(93)는 유리(3)와의 접촉에 의해 링크 플레이트(88)를 회전시키기 위한 것으로, 제1 아암(88A)에 대해 회전 가능하게 또는 회전 불가능하게 설치되어 있다. 한편, 제2 아암(88B)의 선단부에는 와이어(90)의 일단부를 고정하기 위한 와이어 설치 구멍(94)이 형성되어 있다.
또한, 링크 플레이트(88)는 상기 유리 배치 지지 부재(15)의 길이 방향에 따라서 이 제2 팔레트(5)에 투입 배치되는 복수매의 유리(3)를 구획하는 데 충분한 수만큼 설치되어 있다.
유리 구획판(17)은, 도26 및 도27에 도시한 바와 같이 팔레트의 지주(18, 18) 사이에 고정된 지지축(19)에 회전 가능하게 설치된 회전 부재(89)에 용접하는 등 하여 접합되어 있다. 이러한 유리 구획판(17)은 상기한 실시 형태와 마찬가지로 제2 팔레트(5)에 투입된 유리(3)를 구획하는 역할을 하는 것이고, 마찬가지로 제2 팔레트(5)에 투입되는 복수매의 유리(3)를 구획하는 데 충분한 수만큼 설치되어 있다. 이 회전 부재(89)에는 유리 구획판(17) 이외에 와이어(90)를 거쳐서 상기한 롤러(93)측의 중량과 밸런스시키기 위한 추(95)가 설치되어 있다.
와이어(90)는 일단부가 링크 플레이트(88)의 와이어 설치 구멍(94)에 묶임으로써 고정되고, 타단부가 회전 부재(89)에 설치된 와이어 고정부(96)에 묶여 고정되어 있다. 또한, 이러한 와이어(90)는 링크 플레이트(88)와 회전 부재(89) 사이 에서 지주(18, 18) 사이 기단부측에 고정된 샤프트(97)에 회전 가능하게 설치된 중계 롤러(98)에 걸려 있고, 전체적으로 보면 대략 L자 형상으로 배색되어 있다. 또한, 중계 롤러(98)와 와이어(90)도 마찬가지로 제2 팔레트(5)에 투입되는 복수매의 유리(3)를 구획하는 데 충분한 수만큼 설치되어 있다.
이와 같이 구성된 구획판 쓰러뜨리기 수단을 구비한 제2 팔레트(5)에 유리(3)를 투입한 경우에는 유리(3)의 하단부(3d)가 상기 유리 배치 홈(16)으로 안내되면서 링크 플레이트(88)에 설치된 롤러(93)를 하방으로 밀어내린다. 유리(3)가 제2 팔레트(5)에 투입될 때의 하중을 상기 롤러(93)가 받으면, 링크 플레이트(88)는 회전 지지축(92)을 중심으로 하여 회전하고, 상기 와이어(90)를 도22 중 화살표 A방향으로 인장한다. 그러면, 와이어(90)는 샤프트(97)에 대해 회전하는 중계 롤러(98)를 거쳐서 상기 지지축(19)에 회전 가능하게 설치된 회전 부재(89)를 회전시킨다. 그 결과, 회전 부재(89)에 접합된 유리 구획판(17)은 기립한 유리 투입 전 상태로부터 대략 수평 방향으로 쓰러지고, 유리 배치 홈(16)에 배치 완료된 유리(3)를 지지하게 된다.
본 실시 형태에 따르면, 유리 교체 장치(7)에서 보유 지지한 유리(3)를 제2 팔레트(5)에 배치할 때에, 투입한 유리(3)의 무게에 연동하여 상기 제2 팔레트(5)에 설치된 유리 구획판(17)을 쓰러뜨려 각 유리(3)를 소정 간격으로 배열하고 있으므로, 상기 실시 형태에서 사용한 전용의 구획판 쓰러뜨리기 수단(24)이 불필요해져, 장치 구성의 간략화 및 설비 비용을 대폭으로 저감시킬 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 따르면, 전술한 구획판 쓰러뜨리기 수단(24)이 불필요하기 때문에 잘못 하여 제1 팔레트(4)과 구획판 쓰러뜨리기 수단(24)이 간섭하는 것도 회피할 수 있다.
본 발명에 따르면, 시각 센서 등과 같은 촬상 디바이스를 이용하여 작업물 보유 지지 위치를 화상 처리하는 복잡하고 번거로운 처리를 하지 않고 기계적 수단으로 위치 조정할 수 있으므로 장치 비용을 저감시킬 수 있는데 부가하여, 제1 팔레트로부터 제2 팔레트로 작업물을 교체할 수 있다.

Claims (16)

  1. 제1 팔레트에 배치된 작업물을 로봇에 대해 이동 가능하게 설치된 교체 장치에 의해 취출하여 제2 팔레트로 교체하는 작업물 교체 방법이며,
    미리 교시된 상기 로봇의 교시 동작을 행하여 상기 교체 장치에 의해 상기 제1 팔레트로부터 소정의 작업물을 취출하여 위치 조정부 근방으로 반송하고, 상기 로봇의 동작에 의해 상기 작업물을 보유 지지한 상기 교체 장치를 미리 정해진 소정 거리만큼 상기 위치 조정부를 향해 이동시키고 상기 작업물을 상기 위치 조정부에 접촉시키고, 상기 작업물을 보유 지지한 상태의 상기 교체 장치를 상기 로봇에 대해 이동시키고, 상기 교체 장치에서 상기 작업물을 보유 지지한 작업물 보유 지지 위치를 상기 로봇의 기준 위치에 합치시키는 작업물 보유 지지 위치 보정 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 작업물 교체 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 작업물은 대략 사변형 형상을 이루는 평판형 작업물이고,
    상기 작업물 보유 지지 위치 보정 동작은 상기 위치 조정부에 상기 교체 장치에서 보유 지지한 상기 작업물을 접촉시켜 작업물 내측 방향, 작업물 폭방향 및 작업물 종방향의 각각의 위치 결정을 행하는 것을 특징으로 하는 작업물 교체 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 작업물은 대향하는 1세트의 직선 단부 모서리와 대향하는 1세트의 곡선 단부 모서리를 갖고,
    상기 직선 단부 모서리를 상기 위치 조정부에 접촉시키고 상기 작업물 보유 지지 위치를 상기 로봇의 기준 위치에 합치시키고, 다음에 상기 곡선 단부 모서리를 상기 위치 조정부에 접촉시켜 상기 작업물 보유 지지 위치를 상기 로봇의 기준 위치에 합치시키는 것을 특징으로 하는 작업물 교체 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 교체 장치에서 보유 지지한 상기 작업물을 상기 제2 팔레트에 배치한 후, 상기 제2 팔레트에 설치된 구획판을 쓰러뜨려 각 작업물을 소정 간격으로 배열시키는 것을 특징으로 하는 작업물 교체 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 로봇에 설치된 작업물 압박 장치에서 상기 제1 팔레트에 배치된 작업물을 압박하여 위치 결정 고정한 상태에서 상기 교체 장치에서 상기 작업물을 취출하는 것을 특징으로 하는 작업물 교체 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 교체 장치에서 보유 지지한 작업물을 상기 제2 팔레트에 배치할 때에, 투입한 작업물의 무게에 연동하여 상기 제2 팔레트에 설치된 구획판을 쓰러뜨려 각 작업물을 소정 간격으로 배열시키는 것을 특징으로 하는 작업물 교체 방법.
  7. 로봇과,
    상기 로봇의 근방에 복수 배치되어 각 팔레트 상에는 동일 종류의 차체 조립용 작업물이 복수 배치되는 동시에, 각 팔레트마다 차종 또는 사양에 따라서 다른 종류의 작업물을 배치시킨 제1 팔레트와,
    상기 제1 팔레트로부터 상기 작업물이 교체되어 차례로 배열되는 제2 팔레트와,
    상기 로봇에 대해 이동 가능하게 설치되어 각 팔레트마다에서 다른 종류로 된 작업물 중으로부터 차체의 조립 생산 순서에 따라서 원하는 제1 팔레트로부터 소정의 작업물을 취출한 후, 상기 제2 팔레트에 작업물을 교체하는 교체 장치와,
    상기 교체 장치가 보유 지지한 작업물의 위치 조정을 행하는 위치 조정부를 구비하고,
    미리 교시된 상기 로봇의 교시 동작을 행하여 상기 제1 팔레트로부터 소정의 작업물을 취출하여 상기 위치 조정부 근방으로 반송하고, 상기 로봇의 동작에 의해 상기 작업물을 보유 지지한 상기 교체 장치를 미리 정해진 소정 거리만큼 상기 위치 조정부를 향해 이동시켜 상기 작업물을 상기 위치 조정부에 접촉시키고, 상기 작업물을 보유 지지한 상태의 상기 교체 장치를 상기 로봇에 대해 이동시키고, 상기 교체 장치에서 상기 작업물을 보유 지지한 작업물 보유 지지 위치를 상기 로봇의 기준 위치에 합치시키는 작업물 보유 지지 위치 보정 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 작업물 교체 시스템.
  8. 제1 팔레트에 배치된 작업물을 취출하여 제2 팔레트로 교체하는 작업물 교체 장치이며,
    로봇의 손목 부분에 설치된 상기 작업물을 보유 지지하는 보유 지지 기구부와,
    상기 로봇의 손목 부분과 상기 보유 지지 기구부 사이에 설치되어, 상기 작업물을 보유 지지한 상기 보유 지지 기구부를 상기 로봇에 대해 이동시키는 위치 조정 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 작업물 교체 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 작업물의 내측 방향의 작업물 보유 지지 위치를 상기 로봇의 기준 위치에 합치시키는 위치 조정 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 작업물 교체 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 보유 지지 기구부에서 보유 지지한 상기 작업물의 유무를 검지하는 작업물 유무 검지 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 작업물 교체 장치.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 보유 지지 기구부에서 보유 지지한 상기 작업물의 방향을 회전시키는 회전 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 작업물 교체 장치.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 작업물은 대략 사변형 형상을 이루는 평판형 작업물이고,
    상기 보유 지지 기구부에서 보유 지지한 상기 작업물을 상기 위치 조정부에 접촉시켜 작업물 내측 방향, 작업물 폭방향 및 작업물 종방향의 각각의 위치 조정을 행하는 위치 조정 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 작업물 교체 장치.
  13. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 보유 지지 기구부에서 보유 지지한 상기 작업물을 상기 제2 팔레트에 배치할 때에 상기 제2 팔레트에 설치된 구획판을 쓰러뜨려 각 작업물을 소정 간격으로 배열시키는 구획판 쓰러뜨리기 수단을 가진 것을 특징으로 하는 작업물 교체 장치.
  14. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 작업물을 압박하고 그 하단부를 상기 제1 팔레트로 압박하여 위치 결정 고정하는 작업물 압박 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 작업물 교체 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 작업물 압박 수단은 상기 제1 팔레트에 설치된 작업물 배치 홈에 하단부를 배치하여 기립한 상기 작업물의 상단부를 압박하는 패드와, 이 패드를 상하 이동시켜 상기 작업물에 대한 압박력을 조정하는 상하 이동 기구를 구비하고, 상기 보유 지지 기구부에서 작업물을 보유 지지하기 전에 상기 작업물을 상기 패드로 압박하는 것을 특징으로 하는 작업물 교체 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 구획판 쓰러뜨리기 수단은 상기 작업물을 상기 제2 팔레트에 투입했을 때에, 상기 작업물의 하중을 받아 회전하는 링크 플레이트와, 이 링크 플레이트에 일단부가 고정되고 또한 상기 구획판을 고정한 회전 부재에 타단부가 고정되는 와이어를 구비하고, 상기 링크 플레이트가 회전하여 상기 와이어를 인장함으로써 상기 회전 부재를 회전시켜 상기 구획판을 쓰러뜨리는 것을 특징으로 하는 작업물 교체 장치.
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