JPH0428490B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、熱処理を施すべき歯車を複数個積
み上げるための装置に関し、特に産業用ロボツト
によつて対象とする歯車を掴み上げるとともに、
トレイ上の案内棒によつて規定される位置にその
歯車を積み上げる装置に関するものである。

従来の技術 例えばリングギヤにあつては、歯切り等の機械
加工の完了した歯車すなわちワークを、熱処理工
程に送つて所定の熱処理を施し、しかる後研摩ラ
ツプ工程へ送つて製品に仕上げている。従来、こ
のような製造過程のうち、機械加工工程から熱処
理工程へワークを送る搬送は、機械加工の完了し
た多数のワークを箱詰めし、これをフオークリフ
トや台車等で熱処理炉の近くまで運び、ついでト
レイ上に積み上げている。すなわち機械加工の完
了したワークの箱詰めは、ワークをシユータから
落下させる一方、シユータの下方に設置した木箱
を割出し装置によつて１ピツチずつ割出すことに
より、木箱内のマトリツクス状に仕切つた各区画
にワークを１個宛収容する。こうして満杯になつ
た木箱をフオークリフトや台車によつて運び、そ
して熱処理工程におにいては、人手により木箱か
らワークを取出すとともに耐火物製のトレイに段
積みし、これをそのまま熱処理炉に送り込んでい
る。

発明が解決しようとする問題点 しかるに従来では、ワークを木箱に入れて運搬
し、ついで人手によつてトレイ上にワークを段積
みしているから、省人化あるいは自動化の面で改
善すべき点が多分にあるが、以下に述べる問題が
解決し得ていないために、自動化できないのが実
情である。

すなわち従来では、第３図Ａ，Ｂに示すように
基板１に複数本の案内棒２を立設してトレイ３を
構成し、その案内棒２にワーク４の円孔４ａを嵌
合させることにより、ワーク４を整列させてトレ
イ３上に積み付け、そのまま熱処理炉（図示せ
ず）に送り込んでいる。また、前記案内棒２とし
ては、ワーク４の円孔４ａの内周への接触可能な
突部を、少なくとも３箇所有する断面形状で、か
つ接触面積を減じて摩擦抵抗を小さくするため
に、断面形状が多角形や星形等のものが適してい
る。また、第３図および第４図に示すトレイのよ
うに、断面Ｙ字形の案内棒２とすることにより、
案内棒の周囲に凹部が形成されて、案内棒２への
ワークの着脱操作性が向上する。この案内棒２
は、３つの梯子状の部材を、120度のピツチで放
射状に突き合わせて溶接したものである。そし
て、この案内棒２の先端中央には、円柱状のピン
２５が突設されている。したがつてトレイ３は実
質上ワーク４用の搬送具となつているから、木箱
を介さずに、直接トレイ３にワーク４を積み付け
ることが望ましい。しかしながら、トレイ３はワ
ーク４を積んで熱処理炉に送り込まれて繰返し加
熱・冷却されるから、その基板１および案内棒２
が、第４図に示すように鎖線の正規の状態から実
線の状態に変形してしまい、しかもその変形量、
方向が各トレイ３ごとに相違し、かつ熱処理炉を
通過する都度相違する。これに対し段積みを自動
機によつて行なうとした場合、積み上げ位置を予
め定めておく必要があるが、従来のトレイ３では
変形が激しく積み上げ位置すなわち案内棒の先端
位置を一定にすることは不可能であり、これが原
因で結局はワーク４の段積みを自動化できず、手
作業にたよつているのが実情である。

ところが従来各種の分野で用いられている産業
用ロボツトは、動作の自由度が高く、テイーチン
グによつて多様な作業を行なわせることができる
から、上述したワーク４のトレイ３に対する段積
みを産業用ロボツトによつて行なわせることが考
えられる。しかしながらロボツトの動作経路はテ
イーチングによつて記憶させた経路に限られるか
ら、作業対象となる部材の位置が逐一変化する場
合には、ロボツトといえども所期通りの作業を行
なうことができず、したがつて不特定な変形をす
る前記トレイ３にワーク４を積み付ける作業は、
積み付け位置が定まらないから、産業用ロボツト
によつても行なうことができなかつた。

特に、案内棒２が変形して傾斜した場合には、
どの方向に傾斜するかによつて、位置検出点を特
定できず、またワークＷを嵌装する際に必要な案
内棒２の中心の位置を検出しにくいという問題が
あつた。

この発明は上記の事情に鑑み、歯車の製造過程
における熱処理を施す以前の歯車（すなわちワー
ク）を、産業用ロボツトによつてトレイ上に段積
みするにあたり、積み付け位置である案内棒の現
実の先端位置を自動的かつ正確に測定することの
できる装置を提供することを目的とするものであ
る。

問題点を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、シ
ヤフトを挿通する円孔を中心に備えた被熱処理歯
車を、予め記憶させたデータに基づく手順に従つ
て動作する産業用ロボツトが、そのハンドによつ
て掴み上げるとともに、非円形断面の案内棒を基
板に立設してなるトレイにその被熱処理歯車を、
前記円孔に前記案内棒を挿通させて積み上げるよ
う構成したトレイに対する被熱処理歯車段積み装
置において、前記案内棒の先端中央に円柱状の指
標ピンを突設するとともに、前記ハンドを水平面
内の所定のＸ方向へ移動させた際に前記案内棒の
先端の指標ピンに感応して動作する第１非接触セ
ンサと、Ｘ方向に対して直交するＹ方向へハンド
を移動させた際に前記指標ピンに感応して動作す
る第２非接触センサとが、ハンドに取付けられ、
ハンドを予め定めた原点位置からＸ方向およびＹ
方向へ移動させて各センサが動作するまでのＸ方
向およびＹ方向での移動量に基づいて、指標ピン
が設けられている案内棒の位置データを修正する
よう構成したことを特徴とするものである。

作 用 テイーチング内容に基づいて探索作業を行なわ
せると、被熱処理歯車を掴むハンドが、予め定め
た原点位置へ移動し、ついでそこからＸ方向もし
くはＹ方向のいずれかの方向へ移動する。する
と、第１もしくは第２の非接触センサがトレイの
案内棒の指標ピンに感応して動作し、その結果Ｘ
方向もしくはＹ方向での原点位置からの案内棒の
位置が求まる。このとき、案内棒が非円形断面で
方向性があつても、指標ピンが方向性を持たない
円柱状であるため、案内棒の中心位置が正確に求
まる。ついで従前とは直交する方向にハンドが移
動することにより、その方向に対応するセンサが
動作し、その結果他の方向での原点位置からの案
内棒の位置が求まる。こうして求めたＸ方向およ
びＹ方向での案内棒の位置データに基づき、予め
記憶させてある案内棒の座標値が修正され、その
結果産業用ロボツトが現実の案内棒の先端に向け
て対象物品である被熱処理歯車を運び、かつ案内
棒に沿つて正確に段積みする。

実施例 第１図はこの発明に係る段積み位置測定装置を
具備する被熱処理歯車段積み装置の全体構成を示
す斜視図であつて、円筒型ロボツト等の産業用ロ
ボツト（以下単にロボツトと記す）１０の動作範
囲内に、機械加工が完了しかつ熱処理前の歯車
（以下、ワークと記す）１１を搬送する２台のコ
ンベヤ１２，１３が設置されており、そのコンベ
ヤ１２，１３によつて搬送された前記ワーク１１
を所定高さに持ち上げるリフタ１４，１５が各コ
ンベヤ１２，１３の終端部に配置されている。ま
た各コンベヤ１２，１３の終端部よりもわずか手
前に、コンベヤ１２，１３によつて搬送されたワ
ーク１１の種類を判定して信号を出力する判別装
置１６，１７がそれぞれ設けられている。前記ロ
ボツト１０は、アーム部１８の昇降、アーム部１
８の伸長・収縮、アーム部１８の先端部に取付け
たハンド１９の旋回およびハンド１９によるワー
ク１１の把持の各動作を行なう構成であつて、テ
イーチングによつて記憶させたデータに基づく制
御装置２０からの出力信号によつて各動作を行な
うようになつており、さらにワーク１１の種類に
応じた動作を行なわせるために、前記各判別装置
１６，１７が制御装置２０に接続されている。そ
して基板１に案内棒２を立設してなる前記トレイ
３を予め定めた位置に設置するための複数（図で
は３台）の架台２１が、前記ハンド１９の動作範
囲内に設置されている。

ここで、トレイ３は、例えばワーク１１を積み
重ねて熱処理炉（図示せず）に送り込むためのも
のであつて、使用する都度変形するものであり、
そのため案内棒２の実位置を測定するための位置
測定装置が、ハンド１９に取付けられている。す
なわち第２図に示すように、水平面内での所定の
Ｙ方向で対向する１対の投光器２２ａおよび受光
器２２ｂからなるＸ方向センサ２２と、そのＹ方
向に直交するＸ方向で対向する１対の投光器２３
ａおよび受光器２３ｂからなるＹ方向センサ２３
が、ブラケツト２４を介してハンド１９の所定個
所に取付けられており、案内棒２の先端中央部に
突設した円柱状の指標ピン２５が、投光器２２
ａ，２３ａと受光器２２ｂ，２３ｂとの間の光を
遮ることにより、受光器２２ｂ，２３ｂが前記制
御装置２０に信号を出力して案内棒２の中心位置
を求めるようになつている。すなわちハンド１９
を予め定めた原点位置からＸ方向へ移動させてＸ
方向センサ２２が案内棒２と一体の指標ピン２５
に感応して動作するまでの間の移動量を求めてＸ
方向位置データとし、またＹ方向についても同様
にしてＹ方向位置データを測定し、得られたデー
タに基づいて制御装置２０内の修正機能により既
存の案内棒位置データを修正するようになつてい
る。

つぎに作用について説明する。

ロボツト１０は起動信号により先ずトレイ３の
探索すなわち案内棒２の実位置の測定を行なう。
トレイ３はワーク１１が満杯になるごとに交換す
るから、探索は交換した空のトレイ３の各案内棒
２について行なう。すなわちハンド１９がテイー
チングによつて予め定めた原点位置に移動し、つ
いでＹ方向へ移動する。ハンド１９がＹ方向へ移
動することにより、Ｙ方向センサ２３における光
が指標ピン２５によつて遮られ、原点位置からそ
れまでの移動量がＹ方向位置データとして制御装
置２０に取込まれるとともに、ハンド１９が一時
停止する。ついでハンド１９がＹ方向へわずか後
退移動し（リセス動作をし）、しかる後Ｘ方向へ
移動する。ハンド１９がＸ方向へある程度移動す
ることによりＸ方向センサ２２における光を指標
ピン２５が遮り、Ｘ方向でのそれまでの移動量を
Ｘ方向位置データとして制御装置２０に取込む、
制御装置２０においては、これらＸ方向位置デー
タとＹ方向位置データとに基づいて対象とした案
内棒２のＸ−Ｙ座標値を修正する。すなわちテイ
ーチング操作によつて記憶させた案内棒２の座標
値を、上述した探索動作によつて得た位置データ
に基づいて修正し、記憶内容を実際の案内棒２の
座標値に置き換える。

ところで第１図に示す装置、上述した探索動作
を行なつた後には以下に述べる段積み作業を行な
う。

コンベヤ１２，１３によつて搬送されたワーク
１１がその終端部に到達すると、リフタ１４，１
５がそのワーク１１を所定高さまで押し上げる。
ロボツト１０はそのリフタ１４，１５によつて押
し上げられたワーク１１に向けて旋回するととも
に、ハンド１９を下降させてワーク１１を掴み上
げる。その場合、２基のリフタ１４，１５のうち
予め定めた一方のリフタ（例えばリフタ１４）上
のワーク１１の有無を判断し、そのリフタの上に
ワーク１１があればハンド１９がそのリフタに向
けて動作し、またそのリフタ上にワーク１１が無
ければ他方のリフタについてワークの有無を判断
する。ハンド１９によつて掴み上げたワーク１１
の種類は、その搬送過程において判別装置１６，
１７によつて判別され、かつその信号が制御装置
２０に入力されており、したがつてロボツト１０
はハンド１９によつて掴み上げたワーク１１に応
じた段積み動作を行なう。すなわちワーク１１を
段積みすべきトレイ３が、ワーク１１の種類ごと
に指定されている関係上、テイーチング内容はワ
ーク１１の種類ごとに異なつており、ハンド１９
が掴み上げたワーク１１の種類が判別装置１６，
１７によつて判別されると、その出力信号によつ
てワーク１１の種類に対応したテイーチング内容
選択されるとともに、そのテイーチング内容に従
つてロボツト１０が動作する。

ワーク１１を掴み上げたハンド１９は、決めら
たトレイ３の案内棒２にまで旋回したのちに下降
して案内棒２にワーク１１を嵌合させる。その場
合、トレイ３が変形していることがあつても、案
内棒２の実位置は前述した探索動作によつて検知
されるとともに、テイーチングによるそのデータ
が修正されているから、ロボツト１０はワーク１
１を正確に案内棒２の外周に嵌め込む。

なお、上述した実施例では、光学式のセンサを
用いたが、この発明では磁気センサ等の他の方式
の非接触センサを用いることができる。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の装置
によれば、被熱処理歯車を積み付けるガイドとな
る案内棒の実際の位置を測定し、そのデータをロ
ボツトの制御データとして取込む構成であるか
ら、この発明の装置を段積み装置に組込めば、ト
レイやその案内棒が変形し、トレイの交換の都度
案内棒の位置が変化しているとしても、その実位
置に対してロボツトが動作するから、従来不可能
であつた熱処理用トレイへの段積み作業の自動化
を可能ならしめることができる。特に、案内棒の
先端中央に円柱状の指標ピンを備えているので、
どちらの方向に傾斜しても案内棒の正確な位置を
検出することができる。またこの発明のセンサと
しては、光学式あるいは磁気式等の簡単なオン・
オフセンサを用いることができるから、低コスト
でかつ信頼性の高い装置を得ることができる。さ
らに、指標ピンを検出するセンサとして非接触セ
ンサを用いるので、接触によつて案内棒の先端位
置をずらせることがない等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の位置測定装置を具備する段
積み装置の全体構成を示す概略的な斜視図、第２
図はセンサを示す略解斜視図、第３図Ａはトレイ
の平面図、第３図Ｂはその側面図、第４図はトレ
イの変形状態を示す部分側面図である。 １……基板、２……案内棒、３……トレイ、１
０……産業用ロボツト、１１……被熱処理歯車、
１２，１３……コンベヤ、１９……ハンド、２０
……制御装置、２２……Ｘ方向センサ、２３……
Ｙ方向センサ、２５……指標ピン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シヤフトを挿通する円孔を中心に備えた被熱
   処理歯車を、予め記憶させたデータに基づく手順
   に従つて動作する産業用ロボツトが、そのハンド
   によつて掴み上げるとともに、非円形断面の案内
   棒を基板に立設してなるトレイにその被熱処理歯
   車を、前記円孔に前記案内棒を挿通させて積み上
   げるよう構成したトレイに対する被熱処理歯車段
   積み装置において、前記案内棒の先端中央に円柱
   状の指標ピンを突設するとともに、前記ハンドを
   水平面内の所定のＸ方向へ移動させた際に前記案
   内棒の先端の指標ピンに感応して動作する第１非
   接触センサと、Ｘ方向に対して直交するＹ方向へ
   ハンドを移動させた際に前記指標ピンに感応して
   動作する第２非接触センサとが、ハンドに取付け
   られ、ハンドを予め定めた原点位置からＸ方向お
   よびＹ方向へ移動させて各センサが動作するまで
   のＸ方向およびＹ方向での移動量に基づいて、指
   標ピンが設けられている案内棒の位置データを修
   正するよう構成したことを特徴とするトレイに対
   する被熱処理歯車段積み装置における段積み位置
   測定装置。