JPH0544484U - 工業用ロボツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は正確且つ能率良くドアを開くように
構成された工業用ロボットを提供することを目的とす
る。 【構成】 工業用ロボット４は第２アーム４Ｄ先端の手
首部５にドア係合部６が装着されている。ドア係合部６
は、ドア２を検出する近接スイッチ７と、ドア２に係合
するロッド８と、ロッド８を上下動させるエアシリンダ
９とを有する。ドア係合部６がボデー１に近接し、近接
スイッチ７がドア２を検出するとエアシリンダ９はロッ
ド８を下動させてドア２に係合させる。アーム４Ｃ，４
Ｄの旋回動作によりドア２が開く。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本発明は工業用ロボットに係り、特にワークのドアを自動的に開くよう構成し た工業用ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば自動車用ボデーを塗装する塗装ラインにおいては、ボデーにドアが開閉 自在に取付けられたまま搬送され、ボデー及びドアの塗装作業が行われる。自動 車の組立ラインでは塗装工程の後ドアを閉位置に係止するロック機構及びドアの 窓ガラスがドアの内部に組付けられるようになっているので、塗装前はこれらの 部品がまだ組付けられていない。

【０００３】 そして、塗装ラインではボデー内部及びドア内側を塗装する前にロックされて いないドアを開くための工業ロボットが設けられている。この種の工業用ロボッ トとしては、ドアのガラス収納溝をセンサで検知してハンドに設けられたロッド をガラス収納溝に嵌入させ、ドアを開方向に回動させる型式のロボットがある。

【０００４】 又、上記工業用ロボットでは、例えば特開昭６０−６４２８８号公報にみられ るようにロッドの先端部に光学式のセンサが埋設され、該センサがドアのガラス 収納溝上方を通過した際に得られる信号に基づいてガラス収納溝の位置を検出す ると、ロッドがガラス収納溝内に挿入されるようにアームを動作させるようにな っている。そして、工業用ロボットのアームが水平方向に移動して上記のように ロッドが係合したドアを開く。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかるに、上記従来の構成では、ドアのガラス収納溝の位置を検出するため、 センサをドアの外側から内側へ移動させてドア上部の形状をセンシングする必要 があり、位置検出のための動作を要するばかりか、位置検出時間が余計にかかる といった課題がある。

【０００６】 さらに、従来は光学式のセンサをロッド先端部に設けているため、車体の塗色 によってセンサから出力されたトリガレベルが変動したり、あるいはセンサのレ ンズ表面が塗料ミスト等により汚れてガラス収納溝の位置検出が正確に行なえな いといった課題もある。

【０００７】 又、従来はドアに係合するロッドがアーム先端に固定されているため、ロッド がドアのガラス収納溝に挿入又は引き抜かれる際アームを上下動させなければな らず、その分ロボットの動きが複雑化するといった課題がある。

【０００８】 そこで、本考案は上記課題を解決した工業用ロボットを提供することを目的と する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ワークのドア側面を検出する近接スイッチと、 前記近接スイッチからのドア検出信号により係合部材を前記ドアに係合する位 置に変位させる係合部と、 をアーム先端に設けてなる。

【００１０】

【作用】

近接スイッチからのドア検出信号が出力されると、係合部材がドアに係合する 位置に変位するので、正確な位置検出が可能となるとともに、アームの動きを簡 略化することができる。

【００１１】

【実施例】

図１及び図２に本考案になる工業用ロボットの一実施例を示す。

【００１２】 両図中、自動車のボデー（ワーク）１を塗装する塗装ラインの入口にはボデー １のドア２を開くよう動作する工業用ロボット４が設置されている。この工業用 ロボット４は基台４Ａ上の旋回ベース４Ｂに第１アーム４Ｃが起立し、第１アー ム４Ｃの上端には水平方向に延在する第２アーム４Ｄを有する多関節型のロボッ トである。

【００１３】 又、第２アーム４Ｄ先端の手首部５にはドア２の開動作の際ドア２に係合する ドア係合部６が装着されている。このドア係合部６には後述するようにドア２を 検出する近接スイッチ７と、ドア２のガラス収納溝２ａに嵌合するように変位す るロッド（係合部材）８と、ロッド８を駆動するエアシリンダ９とが設けられて いる。

【００１４】 １０は電磁弁ユニットで、空気源１１とエアシリンダ９とを接続する空気配管 １２の途中に設けられ、後述するようにドア開動作時エアシリンダ９に圧縮空気 を供給する。

【００１５】 １３は制御盤で、架台１４に載置されたボデー１が塗装ラインの入口に搬送さ れたことが検出されると工業用ロボット４がドア開動作を行うプログラムが入力 されている。又、この制御盤１３には工業用ロボット４のドア開動作に連動して エアシリンダ９に空気を供給するよう電磁弁ユニット１０へ開弁信号を出力する 制御プログラムも入力されている。

【００１６】 ここで、図３，図４を参照して上記ドア係合部６の構成について説明する。

【００１７】 両図中、ドア係合部６は第２アーム４Ｄ先端の手首部５に支持されており、ベ ース１５に上記近接スイッチ７，ロッド８，エアシリンダ９及びリミットスイッ チ１６を設けてなる。ベース１５は手首部５の軸５ａに結合された結合部１５ａ と、結合部１５ａに支持された取付部１５ｂと、取付部１５ｂより９０度下方向 に折曲されたカバー部１５ｃとよりなる。

【００１８】 近接スイッチ７は例えば高周波発振式であり、検出コイルに金属製のドア２が 接近すると、電磁誘導作用によりドア２に誘導電流が流れて検出コイルのインダ クタンスが変化し発振回路の発振周波数や発振振幅が変化して検出信号を出力す る。従って、近接スイッチ７は光センサのように塗色の差違による反射光の強弱 によって検出誤差が生ずることがなく、又、塗料ミストが付着してもドア２の側 面に近接するとその検出信号を正確に出力する。

【００１９】 又、近接スイッチ７としては上記高周波発振式以外にも例えば静電容量式、磁 気式等を用いても良い。

【００２０】 １７は支持アームで、上端１７ａがベース１５の取付部１５ｂの端部下面に取 付けられ、下端１７ｂがＬ字状に曲げられ横方向に突出する。近接スイッチ７は この支持アーム１７の下端１７ｂに固着され、ベース１５のカバー１５ｃより横 方向に外れた位置に支持されている。よって、近接スイッチ７はベース１５に邪 魔されずにワーク検出が行える。

【００２１】 ロッド８はベース１５の取付部１５ｂ下面に固着された筒状のガイド部材１８ 内に摺動自在に挿入されている。又、ロッド８の小径部８ａには連結シャフト１ ９を介してエアシリンダ９のピストンロッド９ａが連結され、エアシリンダ９の シリンダ９ｂはベース１５の取付部１５ｂ下面に固着されたブラケット２０に回 動自在に支承されている。

【００２２】 図３，図４において、エアシリンダ９は内蔵スプリング（図示せず）の押圧力 によりピストンロッド９ａがシリンダ９ｂ側に変位した状態になっており、ロッ ド８を上方に変位させている。即ち、ロッド８は大径部８ｂがガイド部材１８に 挿入された上方位置に保持されている。

【００２３】 リミットスイッチ１６はロッド８が下方変位したときオンに切り換る検出スイ ッチであり、サブベース２１に固着され下方に延在するブラケット２２に支持さ れ、接触子１６ａがロッド８の大径部８ｂに当接する向きに設けられている。サ ブベース２１は中央にガイド部材１８が貫通する貫通孔２１ａを有し、ベース１ ５の取付部１５ｂにネジ２３を介して懸架されている。

【００２４】 ネジ２３にはサブベース２１の下面側よりナット２４が螺合している。そのた め、ネジ２３又はナット２４を回すことによりサブベース２１の上下方向の位置 を調整できる。即ち、リミットスイッチ１６がロッド８の大径部８ｂを検出する 位置は、上記ネジ２３，ナット２４により調整される。

【００２５】 次に、上記構成になる工業用ロボット４の動作について説明する。

【００２６】 架台１４に載置されたボデー１が工業用ロボット４の前に到着したことがスタ ートスイッチ（図示せず）により検出されると、工業用ロボット４は制御盤１３ からの指令によりドア開動作を実行する。

【００２７】 図５に示す如く、工業用ロボット４はドア係合部６をドア２の窓の高さに合わ せて水平移動させるようにアーム４Ｃ，４Ｄ，手首部５を動かす。尚、ドア２の 窓の高さ位置は予め制御盤１３に入力されているので、ドア係合部６はロッド８ の下端がドア２に当接せず、且つ近接スイッチ７がドア２側面に対向する高さ位 置に保持されながらドア２に近づく。

【００２８】 図３，図４に示す如く、ロッド８がドア２の窓に挿入されるとともに近接スイ ッチ７がドア２の側面に近接して検出信号を出力すると、ロッド８はドア２のガ ラス収納溝２ａの上方に位置する。そのため、工業用ロボット４は近接スイッチ ７がドア２を検出すると、アーム４Ｃ，４Ｄ，手首部５を停止させる。

【００２９】 ここで、電磁弁ユニット１０が切換わり空気源１１からの圧縮空気がエアシリ ンダ９に供給され、ピストンロッド９ａはＢ方向に駆動されシリンダ９ｂより下 方に突出する。これにより、ロッド８はピストンロッド９ａと連結シャフト１９ を介して連結されているため、ピストンロッド９ａに押圧されて下方に変位する 。

【００３０】 尚、ロッド８は近接スイッチ７がドア２を検出し検出信号を出力したとき、ド ア２のガラス収納溝２ａの上方に位置するため、ガイド部１８にガイドされなが ら降下すると、小径部８ａがガラス収納溝２ａ内に挿入される。これで、ロッド ８はドア２と係合状態となる。

【００３１】 又、ロッド８が降下すると同時に、大径部８ｂがリミットスイッチ１６の接触 子１６ａを押圧する。リミットスイッチ１６はオンに切替わりロッド８がドア２ に係合する位置に変位したことを検出する。

【００３２】 制御盤１３はリミットスイッチ１６からの検出信号が入力されると、タイマが 作動しドア開動作時間をカウントする。

【００３３】 工業用ロボット４はリミットスイッチ１６がオンになると、旋回ベース４Ｂ， アーム４Ｃ，４Ｄ，手首部５を動作させてドア係合部６をＡ方向（図１参照）に 回動させる。ドア係合部６のロッド８はガラス収納溝２ａ内に挿入された状態に あるため、ドア２は上記工業用ロボット４のドア開動作によりドア開方向（Ａ方 向）に回動する。

【００３４】 ドア２が略全開したとき、制御盤１３はタイマのカウント値により工業用ロボ ット４を停止させ、電磁弁ユニット１０を切換え空気源１１からの空気供給を停 止する。これにより、エアシリンダ９のピストンロッド９ａは内蔵スプリング（ 図示せず）の押圧力によりシリンダ９ｂ側に復帰し、ロッド８をガイド部材１８ 側へ上昇させる。よって、ロッド８の小径部８ａは図３，図４に示すようにドア ２のガラス収納溝２ａより引き抜かれた上方位置に復帰してドア２との係合を解 除する。

【００３５】 そして、工業用ロボット４はドア係合部６をドア２から離間するように水平移 動させてドア開動作前の状態に戻る。

【００３６】 このように、工業用ロボット４はドア係合部６にロッド８が上下動自在に設け られ、且つエアシリンダ９によりロッド８を自動的に駆動する構成であるので、 ドア係合部６を水平移動させるだけでドア２を開くことができ、ドア係合部６を 昇降させる必要がないので、アーム４Ｃ，４Ｄ等の動作が単純化でき、ドア開動 作時間を短縮できる。

【００３７】 しかも、ドア係合部６がドア２に近接すると近接スイッチ７により位置検出が 行われるため、従来光センサを使用する場合のように光センサをドア２上方で水 平移動させる必要がなく、短時間で位置検出が行える。その分ドア開動作時間も 短縮化でき、工業用ロボット４による開作業が能率よく行える。

【００３８】 尚、上記実施例では塗装ラインにおいてロボットにより自動車ボデーのドアを 開く場合を一例として説明したが、これに限らず自動車ボデー以外の筺体のドア を開くのにも適用できるのは勿論、塗装ライン以外の工程にも適用できる。

【００３９】 又、ドア係合部６が水平方向にのみ移動してドアを開けるため、上記多関節ロ ボット以外の型式のロボット、例えば水平多関節構造を有するスカラ型のロボッ トにも適用できる。

【００４０】 又、上記実施例では、係合部材としてのロッド８をエアシリンダ９で駆動させ たが、これに限らず、エアシリンダ以外のアクチュエータ（例えばモータ等）を 使用しても良いし、あるいはロッド８の代わりにエアシリンダ９のピストンロッ ド９ａが直接ドア２に係合させる構成としても良い。

【００４１】

【考案の効果】

上述の如く、本考案になる工業用ロボットは、近接スイッチからのドア検出信 号が出力されると係合部材がドアに係合するように変位するため、光センサのよ うにワークの色やレンズ部分の汚れによって誤検出することがなく、正確にドア の位置を検出できる。しかも、光センサをドア上方で通過させて位置検出する必 要がなく、且つアーム等を上下動させる必要もないのでロボットの動作を簡略化 でき、その分ドア開動作を短時間で行えるので作業能率を高めることができる等 の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案になる工業用ロボットの一実施例を説明
するための平面図である。

【図２】ドアを開く前の状態を示す側面図である。

【図３】ドア係合部を拡大して示す側面図である。

【図４】ドア係合部を拡大して示す背面図である。

【図５】ドア開動作を説明するための側面図である。

【図６】ドア係合部のロッドがドアに係合した状態を示
す側面図である。

【図７】ドア係合部のロッドがドアに係合した状態を示
す側面図である。

【符号の説明】

１ ボデー ２ ドア ４ 工業用ロボット ５ 手首部 ６ ドア係合部 ７ 近接スイッチ ８ ロッド ９ エアシリンダ １０ 電磁弁ユニット １３ 制御盤 １５ ベース １６ リミットスイッチ １８ ガイド部材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークのドアを水平方向から検出する近
   接スイッチと、 該近接スイッチからのドア検出信号により係合部材を前
   記ドアに係合する位置に変位させる係合部材と、 をアーム先端に設けてなる工業用ロボット。