WO2018199073A1 - ロボットシステム及びそれを備える作業ライン - Google Patents

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WO2018199073A1
WO2018199073A1 PCT/JP2018/016567 JP2018016567W WO2018199073A1 WO 2018199073 A1 WO2018199073 A1 WO 2018199073A1 JP 2018016567 W JP2018016567 W JP 2018016567W WO 2018199073 A1 WO2018199073 A1 WO 2018199073A1
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WO
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work
robot
workpiece
robot system
locator
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PCT/JP2018/016567
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English (en)
French (fr)
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福原　一美
一志 成相
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D65/00—Designing, manufacturing, e.g. assembling, facilitating disassembly, or structurally modifying motor vehicles or trailers, not otherwise provided for
    • B62D65/02—Joining sub-units or components to, or positioning sub-units or components with respect to, body shell or other sub-units or components
    • B62D65/022—Transferring or handling sub-units or components, e.g. in work stations or between workstations and transportation systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P21/00—Machines for assembling a multiplicity of different parts to compose units, with or without preceding or subsequent working of such parts, e.g. with program control
    • B23P21/004—Machines for assembling a multiplicity of different parts to compose units, with or without preceding or subsequent working of such parts, e.g. with program control the units passing two or more work-stations whilst being composed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D65/00—Designing, manufacturing, e.g. assembling, facilitating disassembly, or structurally modifying motor vehicles or trailers, not otherwise provided for
    • B62D65/005—Inspection and final control devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D65/00—Designing, manufacturing, e.g. assembling, facilitating disassembly, or structurally modifying motor vehicles or trailers, not otherwise provided for
    • B62D65/02—Joining sub-units or components to, or positioning sub-units or components with respect to, body shell or other sub-units or components
    • B62D65/18—Transportation, conveyor or haulage systems specially adapted for motor vehicle or trailer assembly lines

Definitions

  • the present invention relates to a robot system that performs work on a work such as a car body of an automobile and a work line including the same.
  • a work line such as an automobile body assembly line has been provided with a plurality of work stages along the line, and the work is transported between the work stages by a transport device.
  • Each work stage is provided with a locator for positioning the transferred workpiece, and various operations such as welding and painting by a robot are performed on the workpiece positioned on the locator.
  • Patent Document 1 discloses a vehicle body assembly line that includes a plurality of welding stages and conveys a vehicle body as a workpiece between the welding stages by a skid.
  • a positioning device having a locating pin at the tip and one or more welding robots are disposed on the welding stage of the vehicle body assembly line.
  • the vehicle body transported to the assembly work stage by the skid is positioned while being lifted up to a predetermined level from the skid by the locator.
  • spot welding is performed on the positioned vehicle body by the welding robot.
  • the workpiece generally has a plurality of work points (for example, a plurality of joint points to be spot welded) to be worked by the robot.
  • the robot can work only on a work location located within the movable range of the robot among a plurality of work locations of the workpiece. Also, even when the work location is within the movable range, depending on the shape of the work, etc., when a part of the work placed between the robot and the work location cannot act due to the robot's barrier There is also.
  • work places where one robot can perform work are limited, and in order to complete work for all work places, it is necessary to install a large number of robots corresponding to the positions of the work places. there were. However, for example, from the viewpoint of installation space, cost, and the like, a work line that can complete work with as few robots as possible may be desired.
  • an object of the present invention is to provide a robot system capable of completing work on a work having a plurality of work points with fewer robots and a work line including the robot system.
  • a robot system is a robot system that has a plurality of holes and performs work on a workpiece having a plurality of work locations, and at least first and second of the plurality of work locations. And at least one robot that performs a predetermined operation on the work location, and a locating pin that is movable in three axial directions orthogonal to each other, and the workpiece in which the locating pin is inserted into the hole is
  • a plurality of locators that are positioned at a first position where the first work location is operated; and a control device that controls the operation of the plurality of locators, wherein the control device is configured to control the first work location with respect to the first work location.
  • the position of the workpiece is changed to the first position while maintaining the state where the locate pin is inserted into the hole.
  • Placed al controls the plurality of locator to change to the second position where the second working position is the work by the robot.
  • a locator makes the position of a workpiece
  • the locator includes a first moving module that moves the locating pin in a first horizontal direction, and a second moving module that moves the locating pin in a second horizontal direction orthogonal to the first horizontal direction. And a third moving module for moving the locate pin in the vertical direction, wherein the control device changes the position of the workpiece from the first position to the second position. , At least one of the second moving module and the third moving module may be controlled.
  • the plurality of locators change the position of the workpiece from the first position to the second position, so that the second work location is out of the movable range of the robot. To move within the movable range of the robot.
  • the plurality of locators change the position of the workpiece from the first position to the second position, so that the second work location is caused by interference with the workpiece.
  • the robot moves from a position where it cannot work using the robot to a position where the robot can work without interfering with the workpiece.
  • the plurality of locators include a rotation mechanism that rotates the locating pin around a predetermined axis extending in a horizontal direction, and the control device moves the position of the workpiece from the first position to the first position.
  • the rotating mechanism may be controlled to incline the workpiece.
  • the workpiece is a part of a vehicle body or a part of a vehicle body having a plurality of joints as the plurality of work points, and the robot includes the first and second parts. It is a robot which joins to the work part.
  • the work line according to one aspect of the present invention is a work line provided with a plurality of work stages in which a predetermined work is performed on the work along a work transport path, and the work is Between any one of the robot systems described above, having the first and second work locations and disposed on at least one of the plurality of work stages, and between two work stages adjacent to each other of the plurality of work stages A conveying device for conveying the workpiece.
  • FIG. 1 is a perspective view of a robot system according to a first embodiment. It is the schematic side view which looked at the robot system which concerns on 1st Embodiment from the conveyance direction downstream of the workpiece
  • FIG. 4B is a schematic plan view of the robot system shown in FIG. 4A.
  • FIG. 5B is a schematic plan view of the robot system shown in FIG. 5A. It is a figure for demonstrating the operation example of the robot system which concerns on 1st Embodiment, and is a schematic side view of the robot system which positioned the workpiece
  • FIG. 6B is a schematic plan view of the robot system shown in FIG. 6A.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a work line 100 according to the first embodiment.
  • the work line 100 according to the present embodiment is a work transport system that performs work on a work while transporting the work.
  • parts such as a frame constituting a body of the vehicle body or a part of the body conveyed in the work line 100 are referred to as a workpiece W.
  • the work W is described as being transported from the right side to the left side in FIG. 1.
  • the lower side in FIG. 1 is the front side and the upper side in FIG. 1 is the back side. To do.
  • the work line 100 is provided with a plurality of work stages (work areas) S, S ′, S ′′ on which a predetermined work is performed on the work W along the transport path of the work W.
  • Robot systems 1A, 1A ', and 1A "that perform work on the workpiece W are arranged on the work stages S, S', and S", respectively.
  • the work W is provided with many joints to be joined, and the robot systems 1A, 1A ′, 1A ′′ perform joining work on the joints of the work W.
  • the robot systems 1A, 1A ′, 1A ′′ may perform different types of work on the workpiece W.
  • three work stages S, S ′, and S ′′ are shown, but the number of work stages provided in the work line 100 may be one, two, or four or more.
  • the work line 100 is provided with a transport device 2 that transports the workpiece W in the transport direction between two work stages adjacent to each other.
  • the transport device 2 is, for example, a conveyor.
  • the configuration of the transport device 2 is not particularly limited.
  • the transport device 2 may be configured to suspend and transport the workpiece W, or may be a cart type that can move in the transport direction.
  • One transfer device 2 may be provided for two work stages adjacent to each other, or one transfer device 2 may be provided for the entire work line 100.
  • the robot system 1A ′ performs a joining operation on a plurality of predetermined joining locations of the workpiece W.
  • the work W is transferred to the next work stage S by the transfer device 2.
  • the robot system 1A performs the joining work on a plurality of joints different from the parts joined on the work stage S ′.
  • the work W is then transported to the next work stage S '' by the transport device 2.
  • the robot system 1A ′′ performs a joining operation on a plurality of joints different from the parts joined on the work stages S ′ and S. In this way, while the workpieces W are conveyed on the work line 100, operations are successively performed on a large number of joints of the workpiece W.
  • a robot system 1A disposed on the work stage S will be described as an example of a robot system provided in the work line 100.
  • the robot system 1A includes two robot arms 4a and 4b and a control device 5 that controls these operations.
  • FIG. 2 is a perspective view of the robot system 1A disposed on the work stage S.
  • FIG. 3 is a schematic side view of the robot system 1A as viewed from the downstream side in the conveyance direction of the workpiece W.
  • elements included in the other robot systems 1A ′ and 1A ′′ are omitted in FIG. 1, and the robot arm 4a on the near side is omitted in FIG.
  • two robot arms 4 a and 4 b are arranged on both sides (that is, the front side and the back side) with the conveyance path of the workpiece W interposed therebetween.
  • the end effector 47 is attached to the tip of each robot arm 4a, 4b.
  • the robot arm 4a or 4b, the end effector 47 attached to the robot arm 4a or 4b, and the control device 5 that controls the operation of the robot arm 4 and the end effector 47 constitute one robot 3 that performs a joining operation on the workpiece W.
  • the robot 3 is equipped with a spot welding gun as an end effector 47 at the tip of each robot arm 4a, 4b so that a spot welding operation can be performed as a joining operation.
  • the joining operation performed by the robot 3 is not limited to spot welding, and may be, for example, friction stir welding, rivet joining, arc welding, joining using screws, bolts, nuts, or the like.
  • the robot arms 4a and 4b have the same configuration as each other, hereinafter, the robot arms 4a and 4b will be collectively referred to, and the robot arm selected arbitrarily from among the robot arms 4a and 4b will be described. , And the robot letter 4 is omitted.
  • the robot arm 4 is an articulated robot arm having three or more joints JT1 to JT6, and a plurality of links 41 to 46 are sequentially connected. More specifically, in the first joint JT1, the base 48 and the base end portion of the first link 41 are coupled so as to be rotatable about an axis extending in the vertical direction. In the second joint JT2, the distal end portion of the first link 41 and the proximal end portion of the second link 42 are coupled so as to be rotatable about an axis extending in the horizontal direction. In the third joint JT3, the distal end portion of the second link 42 and the proximal end portion of the third link 43 are coupled so as to be rotatable about an axis extending in the horizontal direction.
  • the distal end portion of the third link 43 and the proximal end portion of the fourth link 44 are coupled so as to be rotatable about an axis extending in the longitudinal direction of the fourth link 43.
  • the distal end portion of the fourth link 44 and the proximal end portion of the fifth link 45 are coupled so as to be rotatable about an axis orthogonal to the longitudinal direction of the link 44.
  • the distal end portion of the fifth link 45 and the proximal end portion of the sixth link 46 are coupled to be able to rotate.
  • a mechanical interface is provided at the tip of the sixth link 46.
  • An end effector 47 is detachably attached to this mechanical interface.
  • the joints JT1 to JT6 are provided with a drive motor (not shown) as an example of an actuator that relatively rotates two members connected to each other.
  • the drive motor is, for example, a servo motor that is servo-controlled by the control device 5.
  • the joints JT1 to JT6 are provided with a rotation sensor for detecting the rotational position of the drive motor and a current sensor (none of which is shown) for detecting a current for controlling the rotation of the drive motor. Yes.
  • the rotation sensor is, for example, an encoder.
  • the control device 5 includes, for example, a calculation unit (not shown) including a microcontroller, an MPU, a PLC (Programmable Logic Controller), a logic circuit, and a memory unit (not shown) including a ROM, a RAM, and the like. ing.
  • a calculation unit including a microcontroller, an MPU, a PLC (Programmable Logic Controller), a logic circuit, and a memory unit (not shown) including a ROM, a RAM, and the like. ing.
  • the robot system 1A includes four locators 6a, 6b, 6c, and 6d.
  • Locators 6a, 6b, 6c, 6d cooperate with each other to position workpiece W.
  • the locator 6a and the locator 6b are arranged to face both sides (that is, the near side and the far side), respectively, across the conveyance path of the workpiece W.
  • the locator 6c and the locator 6d are arranged opposite to both sides (that is, the front side and the back side) with the conveyance path of the workpiece W sandwiched between the locator 6a and the locator 6b on the upstream side in the conveyance direction.
  • the robot arm 4a is disposed on the front side of the locators 6a and 6c between the locator 6a and the locator 6c in the transport direction. Further, the robot arm 4b is disposed behind the locators 6b and 6d between the locator 6b and the locator 6d in the transport direction.
  • locators 6a, 6b, 6c, and 6d have the same configuration, locators 6a, 6b, 6c, and 6d are collectively referred to below, and arbitrarily selected from locators 6a, 6b, 6c, and 6d When describing the locator, the locator 6 is omitted by omitting the alphabetical characters.
  • the locator 6 supports the work W transferred to the work stage S by the transfer device 2 in cooperation with each other and positions the work W at a predetermined position where the robot 3 can work. As shown in FIG. 3, the locator 6 has a locating pin 64 inserted through a hole h formed at the bottom of the workpiece W.
  • the locator 6 includes a first moving module 61, a second moving module 62, and a third moving module 63 so that the locating pin 64 can be moved in three axial directions orthogonal to each other, and in this order from bottom to top. Concatenated and configured.
  • the first moving module 61 moves the locate pin 64 in a first horizontal direction parallel to the workpiece W conveyance direction.
  • the first moving module 61 includes a first base member extending in the first horizontal direction, and a first slide member that is slidably driven in the first horizontal direction with respect to the first base member.
  • the first base member of the first moving module 61 is fixed on a fixed base (not shown).
  • the second moving module 62 moves the locate pin 64 in a second horizontal direction orthogonal to the transport direction.
  • the second moving module 62 includes a second base member extending in the second horizontal direction, and a second slide member that is slidably driven in the second horizontal direction with respect to the second base member.
  • the second base member of the second movement module 62 is fixed on the first slide member of the first movement module 61.
  • the third moving module 63 moves the locate pin 64 in the vertical direction.
  • the third moving module 63 includes a third base member extending in the vertical direction and a third slide member that is slidably driven in the vertical direction with respect to the third base member.
  • the third base member of the third movement module 63 is erected on the second slide member of the second movement module 62.
  • a locate pin 64 is fixed vertically upward on the third slide member.
  • Locator 6 supports work W by inserting locating pin 64 through hole h of work W.
  • a support surface that abuts around the hole h of the workpiece W may be provided around the locate pin 64. Further, the locate pin 64 may have a function of clamping the workpiece W after being inserted into the hole h of the workpiece W.
  • the locator 6 includes a first moving module 61, a second moving module 62, and a third moving module 63 arranged in this order from the bottom to the top.
  • the arrangement of the second moving module 62 and the third moving module 63 is not particularly limited.
  • the hole h through which the locate pin 64 is inserted may not be provided at the bottom of the work W, and may be provided, for example, on the side of the work W. In this case, the locate pin 64 may be arranged to face the horizontal direction.
  • the first moving module 61, the second moving module 62, and the third moving module 63 each include a drive motor (not shown) for slidingly driving the first slide member, the second slide member, and the third slide member.
  • the control device 5 controls not only the robot arm 4 but also the operation of the locator 6. That is, the control device 5 can arbitrarily change the position of the locate pin 64 by operating each drive motor provided in the first moving module 61, the second moving module 62, and the third moving module 63.
  • the robot arm 4 and the locator 6 may be controlled by separate control devices.
  • FIG. 4A is a schematic side view of the robot system 1A immediately after the work W is transferred to the work stage S.
  • the robot arm 4 is omitted in FIG. 4A.
  • the locator 6 is in a state where the locating pin 64 is retracted downward so as not to contact the work W being transported.
  • the transport device 2 transports the workpiece W to a predetermined position where the locate pin 64 and the hole h inserted therethrough coincide with the vertical direction.
  • FIG. 4B is a schematic plan view of the robot system 1A shown in FIG. 4A.
  • the movable ranges Ra and Rb of the robot arms 4a and 4b are shown surrounded by two-dot chain lines, respectively.
  • the movable ranges Ra and Rb are the maximum ranges in which each part (including the end effector 47) of the robot arms 4a and 4b can move structurally.
  • the stopper is excluded.
  • the workpiece W transferred to the work stage S is first positioned to the first position by the locator 6, and then positioned to a second position different from the first position.
  • the Of the plurality of joints of the work W the part joined by the robot arm 4 when the work W is at the first position is referred to as a first joint (first work part).
  • the part joined by the robot arm 4 when the workpiece W is in the second position is referred to as a second joint (second work part).
  • first joint first work part
  • second joint second work part
  • FIG. 5A is a schematic side view of the robot system 1A in which the workpiece W is positioned at the first position.
  • the locator 6 drives the third moving module 63 to insert the locating pin 64 into the hole h of the workpiece W, as shown in FIG. 5A.
  • the work W is supported as described above.
  • the locator 6 positions the position of the workpiece W to the first position set in advance.
  • FIG. 5B is a schematic plan view of the robot system 1A shown in FIG. 5A.
  • the robot arm 4 performs a joining operation on the first joining location among the plurality of joining locations of the workpiece W.
  • the first joint location is within one of the movable ranges Ra and Rb of the robot arms 4a and 4b. In the present embodiment, the first joint location is in the area A hatched in FIG. 5B.
  • FIG. 6A is a schematic side view of the robot system 1A in which the workpiece W is positioned at the second position.
  • the locator 6 keeps the position of the workpiece W while maintaining the state where the locating pin 64 is inserted into the hole h. Change from the first position to the second position.
  • the locator 6 drives the first moving module 61 and moves the locating pin 64 in the transport direction (ie, the first direction). The position of the workpiece W is changed to a preset second position.
  • FIG. 6B is a schematic plan view of the robot system 1A shown in FIG. 6A.
  • the robot arm 4 performs a joining operation on the second joining location among the plurality of joining locations of the workpiece W.
  • the second joint location is within the movable range Ra, Rb of the robot arm 4a, 4b when the workpiece W is in the second position.
  • the second joint location is in the area B hatched in FIG. 6B.
  • the second joint location when the locator 6 positions the workpiece W at the first position, the second joint location is outside the movable ranges Ra and Rb of the robot arm 4 in the present embodiment. Then, when the locator 6 changes the position of the workpiece W from the first position to the second position, the second joint location enters the movable ranges Ra and Rb of the robot arm 4.
  • the locator 6 is configured so that the work can be performed on the second joint that cannot be physically performed when the work W is located at the first position. After the work at the position 1 is completed, the workpiece W is changed to the second position.
  • FIGS. 7A and 7B show an operation example different from the operation example of the robot system 1A shown in FIGS. 4A to 6B.
  • the example in which the position of the workpiece W is changed from the first position to the second position by moving the workpiece W in the transport direction (first horizontal direction) is shown.
  • the position of the workpiece W is changed from the first position to the second position by moving the workpiece W in the horizontal direction (second horizontal direction) perpendicular to the conveyance direction. Change it.
  • FIG. 7A is a schematic side view of the robot system 1A in which the workpiece W is positioned at the first position, as viewed from the downstream side in the conveyance direction of the workpiece W.
  • FIG. 7B is a schematic side view of the robot system 1A in which the workpiece is positioned at the second position as viewed from the downstream side in the workpiece conveyance direction.
  • the rear robot arm 4b and the control device 5 are omitted in FIGS. 7A and 7B.
  • the central portion of the workpiece W located near the middle of the robot arms 4a and 4b may be outside the movable ranges Ra and Rb of both the robot arms 4a and 4b.
  • the locator 6 drives the second moving module 62, and the locating pin 64 is moved in the second horizontal direction perpendicular to the conveying direction. Move to. Thereby, the position of the workpiece W is changed to a preset second position that is closer to the robot arm 4a than when the workpiece W is at the second position.
  • the operation example of the robot system 1A is not limited to the above-described one.
  • the third movement module 63 may be driven to change the position of the workpiece W from the first position to the second position.
  • two or more of the first movement module 61, the second movement module 62, and the third movement module 63 may be driven to change the position of the workpiece W from the first position to the second position.
  • the position of the workpiece W may be changed from the first position to the second position by turning the workpiece W by the cooperation of the first movement module 61 and the second movement module 62.
  • the robot system 1 ⁇ / b> A performs the locator 6 after the work of the robot 3 on the first joint location is completed on the workpiece W having the first and second joint locations.
  • work W is changed into the position for performing an operation
  • the robot 3 is not attached to the second joint location.
  • Can work since the same robot 3 can work on the first and second joints, the work can be completed with fewer robots 3 on the workpiece W having a plurality of joints.
  • FIG. 8A is a schematic side view of the robot system 1B in which the workpiece W is positioned at the first position as viewed from the downstream side in the conveyance direction of the workpiece W.
  • FIG. 8B is a schematic side view of the robot system 1B in which the workpiece W is positioned at the second position, as viewed from the downstream side in the conveyance direction of the workpiece W.
  • the rear robot arm 4b and the control device 5 are omitted in FIGS. 8A and 8B.
  • the configuration of the robot system 1B according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except for the locator 7 for positioning the workpiece W.
  • the locator 7 of the robot system 1B includes a locating pin 74 inserted through a hole h formed at the bottom of the workpiece W, a first moving module 71 and a second moving module 72 that allow the locating pin 74 to move in three axial directions perpendicular to each other.
  • a rotation mechanism 75 is provided in addition to the third moving module 73. The rotation mechanism 75 rotates the locate pin 74 around a predetermined axis extending in the workpiece W conveyance direction.
  • the first moving module 71 is a first base member that extends in a first horizontal direction parallel to the conveyance direction of the workpiece W, and a first sliding member that is slidably driven in the first horizontal direction with respect to the first base member. 1 slide member.
  • the first base member of the first moving module 71 is fixed on a fixed base (not shown).
  • the second moving module 72 includes a second base member extending in a second horizontal direction orthogonal to the conveyance direction of the workpiece W, and a second slide driven in the second horizontal direction with respect to the second base member. And a slide member.
  • the second base member of the second movement module 72 is fixed on the first slide member of the first movement module 71.
  • the third moving module 73 includes a third base member extending in the vertical direction and a third slide member that is slidably driven in the extending direction with respect to the third base member.
  • the third base member of the third movement module 73 is erected on the second slide member of the second movement module 72.
  • the rotation mechanism 75 is disposed on the third slide member of the third movement module 73.
  • the rotation mechanism 75 moves the support member 76 and the third slide member so that the support member 76 supporting the locate pin 74 can rotate about a predetermined axis extending in the conveyance direction of the workpiece W with respect to the third slide member. Link.
  • the robot arm 4 interferes with a part of the workpiece W. There may not be. Even in such a case, in the present embodiment, the work W is tilted by using the rotation mechanism 65, so that when the work W is in the first position, the joint location at a position where the work cannot be performed due to interference with the work W ( The second work location) is moved to a position where the robot arm 4 can work without interfering with the workpiece W.
  • the locator 7 keeps the locating pin 74 inserted through the hole h, and the second moving module. 72, the work W is inclined toward the robot arm 4 a side by the cooperation of the third moving module 73 and the rotation mechanism 75.
  • the locator 7 changes the position of the workpiece W from the first position where the joining operation cannot be performed to the predetermined location to the second position where the workpiece W can be joined to the predetermined location.
  • the robot 3 included in the robot systems 1A and 1B is a robot that performs a joining operation on a plurality of joining locations, but the operation performed by the robot 3 is not limited thereto.
  • the robot 3 may perform a painting operation, a coating operation, an inspection operation, or the like instead of the joining operation.
  • the robot system 1A (or 1B) includes the two robot arms 4 and the four locators 6 (or 7).
  • the number of robot arms 4 and the number of locators 6 (or 7) Is not limited to this.
  • the arrangement of the robot arm 4 and the locator 6 is not limited to the arrangement shown in the above embodiment.
  • the robot arms 4a and 4b are arranged at positions between the locators 6a and 6c in the transport direction and between the locators 6b and 6d in the transport direction.
  • the robot arm 4b may be disposed upstream or downstream of the locators 6b and 6d in the transport direction.
  • the robot arm 4b may be disposed upstream or downstream of the locators 6b and 6d in the transport direction.
  • the transport device 2 may be configured by two parallel conveyors extending in the transport direction.
  • the locator 6 may be disposed between the two conveyors.
  • the rotation mechanism 75 rotates the locate pin 74 around a predetermined axis extending in parallel with the transport direction, but the rotation direction of the locate pin 74 is not limited to this.
  • the rotation mechanism 75 may be rotated about a horizontal axis that is orthogonal to the transport direction.
  • the configuration of locator 7 is not limited to that described above.
  • the rotation mechanism 75 can rotate the third base member of the third movement module 73 with respect to the second slide member of the second movement module 72, so that the second movement module 72 and the third movement module 73 can rotate. It may be provided between.

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Abstract

ロボットシステムは、複数の作業箇所のうち少なくとも第１及び第２の作業箇所に対して所定の作業を行う少なくとも１つのロボットと、互いに直交する３軸方向に移動自在のロケートピンをそれぞれ有し、ロケートピンが孔に挿通されたワークを、ロボットによって第１の作業箇所が作業される第１の位置に位置決めする複数のロケータと、複数のロケータの動作を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、第１の作業箇所に対するロボットの作業が完了した後に、ロケートピンが孔に挿通された状態を維持したまま、ワークの位置を、第１の位置から、ロボットによって第２の作業箇所が作業される第２の位置に変更するよう複数のロケータを制御する。

Description

ロボットシステム及びそれを備える作業ライン
　本発明は、自動車の車体等のワークに対して作業を行うロボットシステム及びそれを備える作業ラインに関する。
　従来から、例えば自動車の車体組立ラインなどの作業ラインには、複数の作業ステージがラインに沿って設けられており、ワークは各作業ステージ間を搬送装置により搬送される。各作業ステージには、搬送されてきたワークを位置決めするロケータが配置され、当該ロケータに位置決めされたワークに対して、ロボットによる溶接や塗装などの各種作業が行われる。
　例えば、特許文献１には、複数の溶接ステージを備え、スキッドによりワークとしての車体を各溶接ステージ間で搬送する車体組立ラインが開示される。この車体組立ラインの溶接ステージには、ロケートピンを先端に備えた位置決め装置と、単数又は複数の溶接ロボットが配置される。スキッドにより組立作業ステージに搬送された車体は、ロケータによりスキッドから所定レベルまでリフトアップされながら位置決めされる。そして、位置決めが完了すると、溶接ロボットにより、位置決めされた車体に対してスポット溶接が行われる。
特開２００２－２７４４５１号公報
　ところで、ワークは、一般的に、ロボットに作業されるべき複数の作業箇所（例えば、スポット溶接されるべき複数の接合箇所など）を有する。ロボットは、ワークが有する複数の作業箇所のうち、該ロボットの可動範囲内に位置する作業箇所に対してしか作業を行うことができない。また、作業箇所が可動範囲内に位置する場合であっても、ワークの形状等によっては、ロボットとその作業箇所との間に配置されたワークの一部がロボットの障壁となって作業できない場合もある。このように、１つのロボットが作業を行える作業箇所は制限されるため、全ての作業箇所に対して作業を完了させるためには、作業箇所の位置に対応して多数のロボットを設置する必要があった。しかしながら、例えば設置スペースやコスト等の観点から、できる限り少ないロボットで作業を完了できる作業ラインが望まれる場合がある。
　そこで、本発明は、複数の作業箇所を有するワークに対して、より少ないロボットで作業を完了することができるロボットシステム及びそれを備える作業ラインを提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係るロボットシステムは、複数の孔を有すると共に、複数の作業箇所を有するワークに対して作業を行うロボットシステムであって、前記複数の作業箇所のうち少なくとも第１及び第２の作業箇所に対して所定の作業を行う少なくとも１つのロボットと、互いに直交する３軸方向に移動自在のロケートピンをそれぞれ有し、前記ロケートピンが前記孔に挿通された前記ワークを、前記ロボットによって前記第１の作業箇所が作業される第１の位置に位置決めする複数のロケータと、前記複数のロケータの動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１の作業箇所に対する前記ロボットの作業が完了した後に、前記ロケートピンが前記孔に挿通された状態を維持したまま、前記ワークの位置を、前記第１の位置から、前記ロボットによって前記第２の作業箇所が作業される第２の位置に変更するよう前記複数のロケータを制御する。
　上記の構成によれば、第１及び第２の作業箇所を有するワークに対して、第１の作業箇所に対するロボットの作業が完了した後に、ロケータが、ワークの位置を第２の作業箇所に対して作業を行なうための位置に変更する。このため、例えばワークが第１の位置にあるときには、ロボットが第２の作業箇所に対して作業を行なうことができない場合であっても、当該ロボットに第２の作業箇所に対して作業させることができる。従って、第１及び第２の作業箇所に対し同じロボットで作業可能になるため、複数の作業箇所を有するワークに対して、より少ないロボットで作業を完了することができる。
　上記のロボットシステムにおいて、前記ロケータは、第１の水平方向に前記ロケートピンを移動させる第１移動モジュールと、第１の水平方向と直交する第２の水平方向に前記ロケートピンを移動させる第２移動モジュールと、鉛直方向に前記ロケートピンを移動させる第３移動モジュールとを含み、前記制御装置は、前記ワークの位置を前記第１の位置から前記第２の位置に変更するために、前記第１移動モジュール、前記第２移動モジュール及び前記第３移動モジュールの少なくとも１つを制御してもよい。
　上記のロボットシステムにおいて、例えば、前記複数のロケータが、前記ワークの位置を前記第１の位置から前記第２の位置に変更することにより、前記第２の作業箇所は、前記ロボットの可動範囲外から、前記ロボットの可動範囲内に移動する。
　上記のロボットシステムにおいて、例えば、前記複数のロケータが、前記ワークの位置を前記第１の位置から前記第２の位置に変更することにより、前記第２の作業箇所は、前記ワークとの干渉により前記ロボットを用いて作業できない位置から、前記ロボットが前記ワークと干渉することなく作業可能な位置に移動する。
　上記のロボットシステムにおいて、前記複数のロケータは、前記ロケートピンを水平方向に延びる所定の軸まわりに回動させる回動機構を備え、前記制御装置は、前記ワークの位置を前記第１の位置から前記第２の位置に変更するために、前記回動機構を制御して前記ワークを傾斜させてもよい。
　上記のロボットシステムにおいて、例えば、前記ワークは、前記複数の作業箇所としての複数の接合箇所を有する自動車の車体又は車体の一部を構成する部品であり、前記ロボットは、前記第１及び第２の作業箇所に対して接合を行うロボットである。
　また、本発明の一態様に係る作業ラインは、ワークの搬送経路に沿って該ワークに対して所定の作業が行われる複数の作業ステージが設けられた作業ラインであって、前記ワークは、第１及び第２の作業箇所を有し、前記複数の作業ステージの少なくとも１つに配置された、上記のいずれかのロボットシステムと、前記複数の作業ステージの互いに隣接する２つの作業ステージ間で前記ワークを搬送する搬送装置と、を備える。
　本発明によれば、複数の作業箇所を有するワークに対して、より少ないロボットで作業を完了することができるロボットシステム及びそれを備える作業ラインを提供することができる。
第１実施形態に係る作業ラインの模式的な平面図である。 第１実施形態に係るロボットシステムの斜視図である。 第１実施形態に係るロボットシステムをワークの搬送方向下流側から見た概略側面図である。 第１実施形態に係るロボットシステムの動作例を説明するための図であり、作業ステージへワークが搬送された直後のロボットシステムの概略側面図である。 図４Ａに示すロボットシステムの模式的な平面図である。 第１実施形態に係るロボットシステムの動作例を説明するための図であり、ワークを第１の位置へ位置決めしたロボットシステムの概略側面図である。 図５Ａに示すロボットシステムの模式的な平面図である。 第１実施形態に係るロボットシステムの動作例を説明するための図であり、ワークを第２の位置へ位置決めしたロボットシステムの概略側面図である。 図６Ａに示すロボットシステムの模式的な平面図である。 第１実施形態に係るロボットシステムの動作例とは別の動作例を説明するための図であり、ワークを第１の位置へ位置決めしたロボットシステムをワークの搬送方向下流側から見た概略側面図である。 図７Ａに示すロボットシステムの動作例を説明するための図であり、ワークを第２の位置へ位置決めしたロボットシステムをワークの搬送方向下流側から見た概略側面図である。 第２実施形態に係るロボットシステムの動作例を説明するための図であり、ワークを第１の位置へ位置決めしたロボットシステムをワークの搬送方向下流側から見た概略側面図である。 図８Ａに示すロボットシステムの動作例を説明するための図であり、ワークを第２の位置へ位置決めしたロボットシステムをワークの搬送方向下流側から見た概略側面図である。
　［第１実施形態］
　以下、本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下では、全ての図面を通じて同一または相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。
　（作業ラインの構成）
　図１は、第１実施形態に係る作業ライン１００の模式的な平面図である。本実施形態に係る作業ライン１００は、ワークを搬送しながら当該ワークに対して作業を行うワーク搬送システムであり、例えば、自動車の車体を組み立てる車体組立ラインである。以下、作業ライン１００において搬送される車体のボディ又はその一部を構成するフレーム等の部品をワークＷと称する。また、作業ライン１００においてワークＷは、図１の紙面右側から紙面左側に搬送されるものとして説明し、便宜上、図１の紙面下側を手前側とし、図１の紙面上側を奥側として説明する。
　作業ライン１００には、ワークＷの搬送経路に沿って、該ワークＷに対して所定の作業が行われる複数の作業ステージ（作業領域）Ｓ，Ｓ’，Ｓ’’が設けられる。作業ステージＳ，Ｓ’，Ｓ’’には、ワークＷに対して作業を行うロボットシステム１Ａ，１Ａ’，１Ａ’’がそれぞれ配置される。本実施形態において、ワークＷは、接合されるべき接合箇所が多数設けられており、ロボットシステム１Ａ，１Ａ’，１Ａ’’は、ワークＷが有する接合箇所に対して接合作業を行う。但し、ロボットシステム１Ａ，１Ａ’，１Ａ’’は、ワークＷに対して互いに異なる種類の作業を行うものであってもよい。図例では、３つの作業ステージＳ，Ｓ’，Ｓ’’が示されるが、作業ライン１００に設けられる作業ステージの数は、１つでもよいし、２つでも４つ以上でもよい。
　作業ライン１００には、互いに隣接する２つの作業ステージ間で搬送方向にワークＷを搬送する搬送装置２が設けられている。搬送装置２は、例えばコンベアである。但し、搬送装置２の構成は特に限定されず、例えば搬送装置２は、ワークＷを吊下げて搬送する構成であってもよいし、搬送方向に移動可能な台車式であってもよい。搬送装置２は、互いに隣接する２つの作業ステージに対して１つ設けられてもよいし、作業ライン１００全体に対して１つ設けられてもよい。
　作業ライン１００において、例えば、作業ステージＳ’では、ロボットシステム１Ａ’により、ワークＷが有する所定の複数の接合箇所に対して接合作業が行われる。ロボットシステム１Ａ’による作業が完了すると、ワークＷは搬送装置２により次の作業ステージＳに搬送される。次の作業ステージＳでは、ロボットシステム１Ａにより、作業ステージＳ’で接合された箇所とは別の複数の接合箇所に対して接合作業が行われる。ロボットシステム１Ａによる作業が完了すると、その後、ワークＷは搬送装置２により次の作業ステージＳ’’に搬送される。作業ステージＳ’’では、ロボットシステム１Ａ’’により、作業ステージＳ’，Ｓで接合された箇所とは別の複数の接合箇所に対して接合作業が行われる。こうして、ワークＷは、作業ライン１００において搬送される間に、ワークＷが有する多数の接合箇所に対して次々に作業が行われる。
　以下、作業ライン１００が備えるロボットシステムの一例として、作業ステージＳに配置されたロボットシステム１Ａについて説明する。
　（ロボットシステムの構成）
　図１に示すように、ロボットシステム１Ａは、２つのロボットアーム４ａ，４ｂとこれらの動作を司る制御装置５を備える。図２は、作業ステージＳに配置されたロボットシステム１Ａの斜視図である。また、図３は、ロボットシステム１ＡをワークＷの搬送方向下流側から見た概略側面図である。なお、簡略化のため、図１では、他のロボットシステム１Ａ’，１Ａ’’が備える要素を省略しており、また、図２では、手前側のロボットアーム４ａを省略している。
　図１に示すように、本実施形態では、２つのロボットアーム４ａ，４ｂが、ワークＷの搬送経路を挟んで両側（即ち、手前側及び奥側）にそれぞれ配置されている。
　各ロボットアーム４ａ，４ｂの先端には、エンドエフェクタ４７が装着される。ロボットアーム４ａ又は４ｂとそれに装着されるエンドエフェクタ４７と、ロボットアーム４及びエンドエフェクタ４７の動作を司る制御装置５とにより、ワークＷに対し接合作業を行う１つのロボット３が構成される。
　本実施形態では、ロボット３は、接合作業としてスポット溶接作業を実行できるよう、各ロボットアーム４ａ，４ｂの先端にエンドエフェクタ４７としてスポット溶接ガンが装着される。但し、ロボット３が行う接合作業は、スポット溶接に限定されず、例えば、摩擦撹拌接合や、リベット接合、アーク溶接、ねじやボルト、ナット等を用いた接合などであってもよい。
　ロボットアーム４ａ，４ｂは、互いに同様の構成を有しているため、以下、ロボットアーム４ａ，４ｂを総称する場合、及びロボットアーム４ａ，４ｂのうち任意に選択したロボットアームに対して説明する場合、符号の英字を省略してロボットアーム４とする。
　図３に示すように、ロボットアーム４は、３以上の複数の関節ＪＴ１～ＪＴ６を有する多関節ロボットアームであって、複数のリンク４１～４６が順次連結されて構成されている。より詳しくは、第１関節ＪＴ１では、基台４８と、第１リンク４１の基端部とが、鉛直方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第２関節ＪＴ２では、第１リンク４１の先端部と、第２リンク４２の基端部とが、水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第３関節ＪＴ３では、第２リンク４２の先端部と、第３リンク４３の基端部とが、水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第４関節ＪＴ４では、第３リンク４３の先端部と、第４リンク４４の基端部とが、第４リンク４３の長手方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第５関節ＪＴ５では、第４リンク４４の先端部と、第５リンク４５の基端部とが、リンク４４の長手方向と直交する軸回りに回転可能に連結されている。第６関節ＪＴ６では、第５リンク４５の先端部と第６リンク４６の基端部とが、捻れ回転可能に連結されている。そして、第６リンク４６の先端部にはメカニカルインターフェースが設けられている。このメカニカルインターフェースに、エンドエフェクタ４７が着脱可能に装着される。
　関節ＪＴ１～ＪＴ６には、それが連結する２つの部材を相対的に回転させるアクチュエータの一例としての駆動モータ（図示せず）が設けられている。駆動モータは、例えば、制御装置５によってサーボ制御されるサーボモータである。また、関節ＪＴ１～ＪＴ６には、駆動モータの回転位置を検出するための回転センサと、駆動モータの回転を制御する電流を検出するための電流センサ（いずれも図示せず）とが設けられている。回転センサは、例えばエンコーダである。
　制御装置５は、例えば、マイクロコントローラ、ＭＰＵ、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）、論理回路等からなる演算部（図示せず）と、ＲＯＭやＲＡＭ等からなるメモリ部（図示せず）とにより構成されている。
　また、図１に示すように、ロボットシステム１Ａは、４つのロケータ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを備える。ロケータ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、互いに協動してワークＷの位置決めを行う。本実施形態では、ロケータ６ａとロケータ６ｂとが、ワークＷの搬送経路を挟んで両側（即ち、手前側及び奥側）にそれぞれ対向して配置される。また、ロケータ６ｃとロケータ６ｄとが、ロケータ６ａとロケータ６ｂよりも搬送方向上流側において、ワークＷの搬送経路を挟んで両側（即ち、手前側及び奥側）にそれぞれ対向して配置される。また、図１に示すように、本実施形態では、搬送方向におけるロケータ６ａとロケータ６ｃの間において、ロケータ６ａ，６ｃより手前側にロボットアーム４ａが配置される。また、搬送方向におけるロケータ６ｂとロケータ６ｄの間において、ロケータ６ｂ，６ｄより奥側にロボットアーム４ｂが配置される。
　ロケータ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、互いに同様の構成を有しているため、以下、ロケータ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを総称する場合、及びロケータ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄのうち任意に選択したロケータに対して説明する場合、符号の英字を省略してロケータ６とする。
　ロケータ６は、搬送装置２により作業ステージＳに搬送されたワークＷを互いに協動して支持するとともに、ロボット３により作業可能な所定の箇所に当該ワークＷの位置決めを行う。図３に示すように、ロケータ６は、ワークＷの底部に形成された孔ｈに挿通されるロケートピン６４を有する。ロケータ６は、ロケートピン６４を互いに直交する３軸方向に移動自在となるよう、第１移動モジュール６１、第２移動モジュール６２及び第３移動モジュール６３を備えており、下から上に向かってこの順に連結されて構成される。
　より詳しくは、第１移動モジュール６１は、ワークＷの搬送方向に平行な第１の水平方向にロケートピン６４を移動させる。第１移動モジュール６１は、第１の水平方向に延びる第１ベース部材と、第１ベース部材に対して第１の水平方向にスライド駆動される第１スライド部材とを有する。第１移動モジュール６１の第１ベース部材は、図示しない固定台上に固定されている。
　また、第２移動モジュール６２は、搬送方向と直交する第２の水平方向にロケートピン６４を移動させる。第２移動モジュール６２は、第２の水平方向に延びる第２ベース部材と、該第２ベース部材に対して第２の水平方向にスライド駆動される第２スライド部材とを有する。第２移動モジュール６２の第２ベース部材は、第１移動モジュール６１の第１スライド部材上に固定されている。
　また、第３移動モジュール６３は、鉛直方向にロケートピン６４を移動させる。第３移動モジュール６３は、鉛直方向に延びる第３ベース部材と、該第３ベース部材に対して鉛直方向にスライド駆動される第３スライド部材とを有する。第３移動モジュール６３の第３ベース部材は、第２移動モジュール６２の第２スライド部材上にて立設されている。第３スライド部材には、ロケートピン６４が鉛直上向きに固定されている。
　ロケータ６は、ワークＷの孔ｈにロケートピン６４を挿通させることにより、ワークＷを支持する。ロケートピン６４の周りには、ワークＷの孔ｈの周りに当接する支持面が設けられてもよい。また、ロケートピン６４には、ワークＷの孔ｈに挿通された後、ワークＷをクランプする機能が備わっていてもよい
　なお、本実施形態では、ロケータ６は、第１移動モジュール６１、第２移動モジュール６２及び第３移動モジュール６３が、下から上に向かってこの順に配置されているが、第１移動モジュール６１、第２移動モジュール６２及び第３移動モジュール６３の配置は特に限定されない。また、ロケートピン６４が挿通される孔ｈは、ワークＷの底部に設けられていなくてもよく、例えばワークＷの側方に設けられていてもよい。この場合、ロケートピン６４は水平方向を向くよう配置されてもよい。
　第１移動モジュール６１、第２移動モジュール６２及び第３移動モジュール６３は、それぞれ、第１スライド部材、第２スライド部材及び第３スライド部材をスライド駆動するための駆動モータ（図示せず）を備える。本実施形態では、制御装置５がロボットアーム４だけでなく、ロケータ６の動作も制御する。即ち、制御装置５は、第１移動モジュール６１、第２移動モジュール６２及び第３移動モジュール６３が備える各駆動モータを動作させて、ロケートピン６４の位置を任意に変更することができる。但し、ロボットアーム４とロケータ６とは、別々の制御装置により制御されてもよい。
　次に、ロボットシステム１Ａによる接合作業の流れの一例を、図４Ａ～図６Ｂを参照しながら説明する。なお、接合作業におけるロボットアーム４、エンドエフェクタ４７及びロケータ６の動作は、制御装置５により制御される。
　図４Ａは、作業ステージＳへワークＷが搬送された直後のロボットシステム１Ａの概略側面図である。但し、簡略化のため、図４Ａではロボットアーム４を省略している。図４Ａに示すように、作業ステージＳへワークＷが搬送されるまでは、ロケータ６は、搬送されるワークＷに接触しないようロケートピン６４を下方に退避させた状態にある。本実施形態では、搬送装置２は、ロケートピン６４とそれに挿通される孔ｈとが鉛直方向に一致する所定の位置までワークＷを搬送する。
　図４Ｂは、図４Ａに示すロボットシステム１Ａの模式的な平面図である。図４Ｂには、ロボットアーム４ａ，４ｂの可動範囲Ｒａ，Ｒｂがそれぞれ二点鎖線で囲まれえて示される。ここで、可動範囲Ｒａ，Ｒｂは、ロボットアーム４ａ，４ｂの各部（エンドエフェクタ４７を含む。）が構造上動きうる最大の範囲をいう。但し、この構造上動きうる最大の範囲内に電気的又は機械的ストッパーがある場合は、当該ストッパーによりロボットアーム４ａ，４ｂの各部が作動できない範囲を除く。
　後述するように、本実施形態では、作業ステージＳへ搬送されたワークＷは、ロケータ６によって、まず第１の位置へ位置決めされ、その後、第１の位置とは異なる第２の位置へ位置決めされる。ワークＷが有する複数の接合箇所のうち、ワークＷが第１の位置にあるときに、ロボットアーム４により接合される箇所を第１の接合箇所（第１の作業箇所）と称し、また、ワークＷが有する複数の接合箇所のうち、ワークＷが第２の位置にあるときに、ロボットアーム４により接合される箇所を第２の接合箇所（第２の作業箇所）と称する。なお、本実施形態では、第１及び第２の接合箇所は、それぞれ複数であるが、１つであってもよい。
　図５Ａは、ワークＷを第１の位置へ位置決めしたロボットシステム１Ａの概略側面図である。図４Ａに示すように、搬送装置２がワークＷを所定の位置まで搬送すると、ロケータ６は、第３移動モジュール６３を駆動させ、ロケートピン６４をワークＷの孔ｈに挿通させ、図５Ａに示すようにワークＷを支持する。こうして、ロケータ６は、ワークＷの位置を、予め設定された第１の位置へ位置決めする。
　図５Ｂは、図５Ａに示すロボットシステム１Ａの模式的な平面図である。ワークＷが第１の位置に位置決めされると、ロボットアーム４は、ワークＷが有する複数の接合箇所のうち第１の接合箇所に対して接合作業を行う。第１の接合箇所は、ワークＷが第１の位置にあるときに、ロボットアーム４ａ，４ｂのいずれかの可動範囲Ｒａ，Ｒｂ内にある。本実施形態では、第１の接合箇所は、図５Ｂでハッチングされた領域Ａ内にある。
　図６Ａは、ワークＷを第２の位置へ位置決めしたロボットシステム１Ａの概略側面図である。図５Ａに示す第１の位置において第１の接合箇所に対するロボットアーム４の作業が完了した後に、ロケータ６は、ロケートピン６４が孔ｈに挿通された状態を維持したまま、ワークＷの位置を、第１の位置から第２の位置に変更する。図４Ａ～図６Ｂに示す例では、第１の接合箇所に対してロボットアーム４の作業が完了すると、ロケータ６は、第１移動モジュール６１を駆動させ、ロケートピン６４を搬送方向（即ち第１の水平方向）に沿って移動させて、ワークＷの位置を予め設定された第２の位置へ変更させる。
　図６Ｂは、図６Ａに示すロボットシステム１Ａの模式的な平面図である。ワークＷが第２の位置に位置決めされると、ロボットアーム４は、ワークＷが有する複数の接合箇所のうち第２の接合箇所に対して接合作業を行う。第２の接合箇所は、ワークＷが第２の位置にあるときに、ロボットアーム４ａ，４ｂのいずれかの可動範囲Ｒａ，Ｒｂ内にある。本実施形態では、第２の接合箇所は、図６Ｂでハッチングされた領域Ｂ内にある。
　本実施形態では、第２の接合箇所は、ロケータ６がワークＷを第１の位置に位置決めしたときには、第２の接合箇所はロボットアーム４の可動範囲Ｒａ，Ｒｂ外にある。そして、ロケータ６が、ワークＷの位置を、第１の位置から第２の位置に変更したときに、第２の接合箇所はロボットアーム４の可動範囲Ｒａ，Ｒｂに入る。
　このように、本実施形態では、ワークＷが第１の位置に位置する場合に物理的に作業を行なうことができない第２の接合箇所に対して作業を行なえるように、ロケータ６は、第１の位置での作業完了後にワークＷを第２の位置に変更する。
　図７Ａ及び図７Ｂに、図４Ａ～図６Ｂに示したロボットシステム１Ａの動作例とは別の動作例を示す。図４Ａ～図６Ｂの動作例では、ワークＷを搬送方向（第１の水平方向）に移動させることによりワークＷの位置を第１の位置から第２の位置に変更させる例を示したが、図７Ａ及び図７Ｂの動作例では、ワークＷを搬送方向に直交し、且つ水平な方向（第２の水平方向）に移動させることによりワークＷの位置を第１の位置から第２の位置に変更させる。
　図７Ａは、ワークＷを第１の位置へ位置決めしたロボットシステム１ＡをワークＷの搬送方向下流側から見た概略側面図である。図７Ｂは、ワークを第２の位置へ位置決めしたロボットシステム１Ａをワークの搬送方向下流側から見た概略側面図である。なお、簡略化のため、図７Ａ及び図７Ｂでは奥側のロボットアーム４ｂや制御装置５を省略している。
　ワークＷが第１の位置に位置するとき、ロボットアーム４ａ，４ｂの中間付近に位置するワークＷの中央部分は、ロボットアーム４ａ，４ｂの双方の可動範囲Ｒａ，Ｒｂ外である場合がある。あるいは、ワークＷの該中央部分は、可動範囲Ｒａ又はＲｂ内に位置していたとしても、ロボットアーム４ａ又は４ｂによる作業が行いにくい場合がある。このような場合、図７Ｂに示すように、第１の接合箇所に対する作業が完了した後に、ロケータ６は、第２移動モジュール６２を駆動させ、ロケートピン６４を搬送方向に直交する第２の水平方向に移動させる。これにより、ワークＷの位置を、第２の位置にあるときと比べてロボットアーム４ａに近い予め設定された第２の位置へ変更させる。
　なお、ロボットシステム１Ａの動作例は、上記したものに限定されず、例えば、第３移動モジュール６３を駆動させて、ワークＷの位置を第１の位置から第２の位置に変更させてもよい。また、例えば、第１移動モジュール６１、第２移動モジュール６２及び第３移動モジュール６３の２つ以上を駆動させて、ワークＷの位置を第１の位置から第２の位置に変更させてもよい。また、例えば、第１移動モジュール６１及び第２移動モジュール６２の協動によりワークＷを旋回させることによって、ワークＷの位置を第１の位置から第２の位置に変更させてもよい。
　以上に説明したように、本実施形態に係るロボットシステム１Ａは、第１及び第２の接合箇所を有するワークＷに対して、第１の接合箇所に対するロボット３の作業が完了した後に、ロケータ６が、ワークＷの位置を第２の接合箇所に対して作業を行なうための位置に変更する。このため、例えばワークＷが第１の位置にあるときには、ロボット３が第２の接合箇所に対して作業を行なうことができない場合であっても、当該ロボット３に第２の接合箇所に対して作業させることができる。従って、第１及び第２の接合箇所に対し同じロボット３で作業可能になるため、複数の接合箇所を有するワークＷに対して、より少ないロボット３で作業を完了することができる。
　［第２実施形態］
　次に、第２実施形態に係るロボットシステム１Ｂについて、図８Ａ及び図８Ｂを参照しつつ説明する。図８Ａは、ワークＷを第１の位置へ位置決めしたロボットシステム１ＢをワークＷの搬送方向下流側から見た概略側面図である。図８Ｂは、ワークＷを第２の位置へ位置決めしたロボットシステム１ＢをワークＷの搬送方向下流側から見た概略側面図である。なお、簡略化のため、図８Ａ及び図８Ｂでは奥側のロボットアーム４ｂや制御装置５を省略している。
　第２実施形態に係るロボットシステム１Ｂは、ワークＷの位置決めを行うロケータ７以外の構成は第１実施形態と同様である。ロボットシステム１Ｂのロケータ７は、ワークＷの底部に形成された孔ｈに挿通されるロケートピン７４、ロケートピン７４を互いに直交する３軸方向に移動自在とする第１移動モジュール７１、第２移動モジュール７２及び第３移動モジュール７３に加えて、回動機構７５を備えている。回動機構７５は、ロケートピン７４をワークＷの搬送方向に延びる所定の軸まわりに回動させる。
　より詳しくは、第１移動モジュール７１は、ワークＷの搬送方向に平行な第１の水平方向に延びる第１ベース部材と、第１ベース部材に対して第１の水平方向にスライド駆動される第１スライド部材とを有する。第１移動モジュール７１の第１ベース部材は、図示しない固定台上に固定されている。また、第２移動モジュール７２は、ワークＷの搬送方向と直交する第２の水平方向に延びる第２ベース部材と、該第２ベース部材に対して第２の水平方向にスライド駆動される第２スライド部材とを有する。第２移動モジュール７２の第２ベース部材は、第１移動モジュール７１の第１スライド部材上に固定されている。また、第３移動モジュール７３は、鉛直方向に延びる第３ベース部材と、該第３ベース部材に対してその延びる方向にスライド駆動される第３スライド部材とを有する。第３移動モジュール７３の第３ベース部材は、第２移動モジュール７２の第２スライド部材上にて立設されている。
　第３移動モジュール７３の第３スライド部材に、回動機構７５が配置される。回動機構７５は、ロケートピン７４を支持する支持部材７６が第３スライド部材に対してワークＷの搬送方向に延びる所定の軸まわり回動可能となるよう、支持部材７６と第３スライド部材とを連結する。
　ワークＷが図８Ａに示す第１の位置に位置するとき、ワークＷが有する接合箇所によっては、接合作業を行なうとするとロボットアーム４がワークＷの一部と干渉してしまうため、作業を行なえない場合がある。このような場合でも、本実施形態では、回動機構６５を用いてワークＷを傾斜させることにより、ワークＷが第１の位置にあるときにはワークＷとの干渉により作業できない位置にある接合箇所（第２の作業箇所）を、ロボットアーム４がワークＷと干渉することなく作業できる位置に移動させる。
　具体的には、第１の位置に位置するワークＷの第１の接合箇所に対する作業が完了した後に、ロケータ７は、ロケートピン７４が孔ｈに挿通された状態を維持したまま、第２移動モジュール７２、第３移動モジュール７３及び回動機構７５の協動により、ワークＷをロボットアーム４ａ側に傾斜させる。こうして、ロケータ７は、ワークＷの位置を、所定の箇所に対して接合作業ができなかった第１の位置から、当該所定の箇所に対して接合可能となる第２の位置へ変更させる。
　本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
　［その他実施形態］
　本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
　例えば、上記実施形態では、ロボットシステム１Ａ，１Ｂが備えるロボット３は、複数の接合箇所に対して接合作業を行うロボットであったが、ロボット３が行う作業はこれに限定されない。例えば、ロボット３は、接合作業の代わりに、塗装作業、塗布作業、検査作業などを行うものであってもよい。
　また、上記実施形態では、ロボットシステム１Ａ（又は１Ｂ）が、２つのロボットアーム４と４つのロケータ６（又は７）を備えていたが、ロボットアーム４の数及びロケータ６（又は７）の数はこれに限定されない。
　また、ロボットアーム４とロケータ６（又は７）の配置は、上記実施形態で示された配置に限定されない。例えば、第１実施形態では、搬送方向におけるロケータ６ａ，６ｃの間の位置と搬送方向におけるロケータ６ｂ，６ｄの間の位置に、ロボットアーム４ａ，４ｂがそれぞれ配置されたが、例えばロボットアーム４ａは搬送方向におけるロケータ６ａ，６ｃより上流側又は下流側に配置されてもよいし、ロボットアーム４ｂは搬送方向におけるロケータ６ｂ，６ｄより上流側又は下流側に配置されてもよい。
　また、搬送装置２は、搬送方向に延びる互いに平行な２つコンベアにより構成されてもよく、この場合、２つのコンベアの間にロケータ６が配置されてもよい。
　また、第２実施形態では、回動機構７５は、ロケートピン７４を搬送方向に平行に延びる所定の軸まわりに回動させたが、ロケートピン７４の回動方向はこれに限定されない。例えば、回動機構７５は、搬送方向に直交し且つ水平な軸まわりに回動させるものであってもよい。また、ロケータ７の構成は、上記したものに限定されない。例えば、回動機構７５は、第２移動モジュール７２の第２スライド部材に対して第３移動モジュール７３の第３ベース部材を回動できるように、第２移動モジュール７２と第３移動モジュール７３との間に設けられていてもよい。
　１Ａ，１Ｂ　　　ロボットシステム
　２　　　搬送装置
　３　　　ロボット
　５　　　制御装置
　６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）　ロケータ
　６１　　第１移動モジュール
　６２　　第２移動モジュール
　６３　　第３移動モジュール
　６４　　ロケートピン
　７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）　ロケータ
　７１　　第１移動モジュール
　７２　　第２移動モジュール
　７３　　第３移動モジュール
　７４　　ロケートピン
　７５　　回動機構
　１００　作業ライン
　Ｒａ，Ｒｂ　可動範囲
　Ｓ　　　作業ステージ
　Ｗ　　　ワーク
　ｈ　　　孔
 
 

Claims (7)

  1. 　複数の孔を有すると共に、複数の作業箇所を有するワークに対して作業を行うロボットシステムであって、
    　前記複数の作業箇所のうち少なくとも第１及び第２の作業箇所に対して所定の作業を行う少なくとも１つのロボットと、
    　互いに直交する３軸方向に移動自在のロケートピンをそれぞれ有し、前記ロケートピンが前記孔に挿通された前記ワークを、前記ロボットによって前記第１の作業箇所が作業される第１の位置に位置決めする複数のロケータと、
    　前記複数のロケータの動作を制御する制御装置と、を備え、
    　前記制御装置は、前記第１の作業箇所に対する前記ロボットの作業が完了した後に、前記ロケートピンが前記孔に挿通された状態を維持したまま、前記ワークの位置を、前記第１の位置から、前記ロボットによって前記第２の作業箇所が作業される第２の位置に変更するよう前記複数のロケータを制御する、ロボットシステム。
  2. 　前記ロケータは、第１の水平方向に前記ロケートピンを移動させる第１移動モジュールと、第１の水平方向と直交する第２の水平方向に前記ロケートピンを移動させる第２移動モジュールと、鉛直方向に前記ロケートピンを移動させる第３移動モジュールとを含み、
    前記制御装置は、前記ワークの位置を前記第１の位置から前記第２の位置に変更するために、前記第１移動モジュール、前記第２移動モジュール及び前記第３移動モジュールの少なくとも１つを制御する、請求項１に記載のロボットシステム。
  3. 　前記複数のロケータが、前記ワークの位置を前記第１の位置から前記第２の位置に変更することにより、前記第２の作業箇所は、前記ロボットの可動範囲外から、前記ロボットの可動範囲内に移動する、請求項１又は２に記載のロボットシステム。
  4. 　前記複数のロケータが、前記ワークの位置を前記第１の位置から前記第２の位置に変更することにより、前記第２の作業箇所は、前記ワークとの干渉により前記ロボットを用いて作業できない位置から、前記ロボットが前記ワークと干渉することなく作業可能な位置に移動する、請求項１又は２に記載のロボットシステム。
  5. 　前記複数のロケータは、前記ロケートピンを水平方向に延びる所定の軸まわりに回動させる回動機構を備え、前記制御装置は、前記ワークの位置を前記第１の位置から前記第２の位置に変更するために、前記回動機構を制御して前記ワークを傾斜させる、請求項１～４のいずれか１項に記載のロボットシステム。
  6. 　前記ワークは、前記複数の作業箇所としての複数の接合箇所を有する自動車の車体又は車体の一部を構成する部品であり、
    　前記ロボットは、前記第１及び第２の作業箇所に対して接合を行うロボットである、請求項１～５のいずれか１項に記載のロボットシステム。
  7. 　ワークの搬送経路に沿って該ワークに対して所定の作業が行われる複数の作業ステージが設けられた作業ラインであって、
    　前記ワークは、第１及び第２の作業箇所を有し、
    　前記複数の作業ステージの少なくとも１つに配置された、請求項１～６のいずれかに記載のロボットシステムと、
    　前記複数の作業ステージの互いに隣接する２つの作業ステージ間で前記ワークを搬送する搬送装置と、を備える、作業ライン。
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