JPS6130340A - 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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、特に産業用ロボットによって対象と
する歯車を掴み上げるとともに、トレイ上の案内棒によ
っ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っては、歯切り等の機械加工の完
了した歯車すなわちワークを、熱処理工程に送って所定
の熱処理を施し、しかる後研摩ラップ工程へ送って製品
に仕上げている。従来、このような製造過程のう・ち、
機械加工工程が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、これをフォ
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、ワークをシュータがら落下させる
一方、シュータの下方に設置した木箱を割出し装置によ
って１ピツチずつ割出すことにより、木箱内のマトリッ
クス状に仕切った各区画にワークを１個宛収容する。こ
うして満杯になった木箱をフォークリフトや台車によっ
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５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
で人手によっ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。したがってトレイ
３は実質上ワーク４用の搬送具となっているから、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
動機によっ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
くて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、手作業にたよっているのが実情
である。

ところで従来各種の分野で用いられている産業用ロボッ
トは、動作の自由度が高く、ティーチングによって多様
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ットによって
行なわせることが考えられる。しかしながらロボットの
動作経路はティーチングによっ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、ロボットといえども所期通りの作業を行なうこ
とができず、したがっ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、積み付は位置が定ま
らないから、産業用ロボットによっても行なうことがで
きなかった。

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
ロボットによってトレイ上に段積みするにあたり、積み
付は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、産業用ロボ
ットにおけるハンドを水平面内の所定のＸ方向へ移動さ
せた際にトレイにおける案内棒に感応して動作する第１
センサと、Ｘ方向に対して直交するＹ方向へハンドを移
動させた際に案内棒に感応して動作する第２センサとを
、前記ハンドに取付け、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案内枠
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 ティ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のセンサ
がトレイの案内棒に感応して動作し、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
。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
能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、予め記憶させである案内棒の座標値が修正
され、その結果産業用ロボッ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
に沿っ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っ
て、円筒型ロボット等の産業用ロボット（以下単にロボ
ットと記す）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によっ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１
２．１３の終端部に配置されている。また各コンベヤ１
２．１３の終端部よりもわずか手前に、コンベヤ１２．
１３によっ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。前記ロボット１０は、アーム部１８の昇降、アー
ム部１８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１
１の把持の各動作を行なう構成であって、ティーチング
によって記憶させたデータに基づく制　　　　・ＩＩＩ
装［２０からの出力信号によって各動作を行なうように
なっており、さらにワ：り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！
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って、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２３ａおよ
び受光６２３１からなるＹ方向センサ２３が、ブラケッ
ト２４を介してハン１１９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ビン２５が、投光
器２２ａ　、２，３ａ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
ｍ＠胃２０に信号を出力して案内棒２の位置を求めるよ
うになっている。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と一体のビン２５に感応して動作づ−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ｍ装置！ｆ２０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っている。

つぎに作用について説明する。

ロボット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がティーチングによって予め
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における光がビン２５によって遮られ、原点位置か
らそれまでの移！ＩＩＩがＹ方向位置データとして制＠
ＨＮ　２０に取込まれるとともに、ハンド１９が一詩停
止する。ついでハンド１９がＹ方向へわずか侵透移動し
くリセス動作をし）、シかる後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における光をビン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、−Ｙｉ標値を修正する。すなわちティーチング
操作によって記憶させた案内棒２の座標値を、上述した
探索動作によっ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っ
た後に以下に述べる段積み作業を行なう。

コンベヤ１２．１３によ；で搬送されたワーク１１がそ
の終端部に到達すると、リフタ、１４．１５がそのワー
ク１１を所定高さまで押し上げる。

Ｏボッ′ト１０はそのリフタ１４．１５によって押し上
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′基のりフタ１４．１５のうち予め定めた一方のりフ
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１
１が無ければ他方のりフタについてワークの有無を判断
する。ハンド１９によっ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によって
判別され、かつその信号が制御装置２０に入力されてお
り、したがってロボット１０はハンド１９によって掴み
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、ティーチング内容は
ワーク１１の種類ごとに異なっており、ハンド１９が掴
み上げたワーク１１の種類が判別装置１６．１７によっ
て判別されると、その出力信号によってワーク１１の種
類に対応したティーチング内容が選択されるとともに、
そのティーチング内容に従ってロボット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
ていることがあっても、案内棒２の実位置は前述した探
索動作によって検知されるとともに、ティーチングによ
るそのデータが修正されているから、ロボット１０はワ
ーク１１を正確に案内棒２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センサを用い
ることができる。またこの発明においてワークを整列さ
せて積み上げるべくガイドする案内棒は、物品と責合す
る構成である必要は特にはなくス物品の外面に接触して
案内するものであってもよい。

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、そのデータをロボットの制御データと
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ットが動作するから、７従凍不可能
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。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。

【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、Ｍ３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、
　１０・・・産業用ロボット、　１１・・・被熱処理歯
車、　１２．１３・・・コンベヤ、　１９・・・ハンド
、　２０・・・制御Ｂ装置、　２２・・・Ｘ方向センサ
、　２３・・・Ｙ方向センサ、　２５・・・ビン。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士　豊　１）武　久 （ほか１名） 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被熱処理歯車を、予め記憶させたデータに基づく手順に
   従って動作する産業用ロボットが、そのハンドによって
   掴み上げるとともに、基板に案内棒を立設してなるトレ
   イにその被熱処理歯車を前記案内棒に沿わせて積み上げ
   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に感応して動作する第１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
   際に前記案内棒に感応して動作する第２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。