JPS6231267Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、溶接、ねじ締め、シーラ充填等の作
業を行なう産業用ロボツトに関するものである。

この種のロボツトとしてはアームの先端に所定
の作業を行なう作業具を備え、制御装置の制御に
よりその作業に必要な動作を自動的に行なうよう
に構成されたものが一般的に使用されている。こ
の、従来の作業用ロボツトは、それが作業を行な
うべき対象物を搬送する能力は有しないものであ
り、対象物の所定位置への搬入およびその位置か
らの搬出は作業者が行なう必要があつた。また、
これらの作業をも自動化しようとすれば別の搬送
用ロボツトまたはコンベヤ等の搬送専用装置を必
要とし、設備コストが増大することを避け得なか
つた。

本考案は、このような従来技術の欠点を解消す
るために作業用ロボツトに作業の対象物を搬送す
る機能をも付与することを目的としてなされたも
のであり、先端に作業具を備えた作業用ロボツト
のアームの先端部に、作業の対称物を保持する保
持具をほぼアームの長手方向と平行な方向に移動
可能に設けるとともに、その保持具をアーム先端
側の作用位置とその作用位置よりアーム基端側の
退避位置とに移動させるシリンダをほぼアームに
沿つた姿勢で設け、かつ、作業用ロボツトの制御
装置を、保持具を退避位置へ移動させた状態でア
ームに作業を行うに必要な動作を行わせる一方、
保持具を作用位置へ移動させた状態でアームに作
業対象物を搬送するに必要な動作をさせるものと
したことにある。なお、ここにおいてシリンダな
る用語は、エアシリンダ、油圧シリンダ等の流体
圧シリンダのみならず、電動シリンダをも包含す
る用語として使用する。

このように作業用ロボツトに保持具とその保持
具を作用位置と退避位置とに移動させるシリンダ
とを付加し、かつ作業用ロボツトのアームに作業
のための動作のみならず搬送のための動作をも行
なわせるようにすることによつて、作業用ロボツ
トに搬送用ロボツトを兼ねさせることが可能とな
り、専用の搬送用ロボツト等を設置する場合に比
較して設備コストを大幅に低減することが可能と
なるのである。また、作業用ロボツトと搬送用ロ
ボツトとを使用する場合には、両者を互に干渉し
ないように設置することが必要であるため、それ
によつて作業ラインの構成に制約を受けることと
なるのに対して、一台のロボツトに作業および搬
送を行なわせることとすればこのような問題は生
ぜず、作業ラインを単純にすることができ、ま
た、ラインに要するスペースを節減することがで
きる。しかも、作業の対象物を搬送する際には保
持具が作用位置へ移動させられて作業対象物の保
持を容易に行うことができ、また、作業具による
作業が行われる際には保持具が退避位置へ移動さ
せられて作業具または作業対象物と干渉すること
が回避されるため、作業を支障なく行うことがで
きる。また、シリンダはほぼアームに沿つて設け
られているため、アームの作動時に周辺の部材と
干渉することが少なく、シリンダの配設によつて
作業ロボツトの動作可能範囲が狭くなることを良
好に回避することができる。

以下、本考案を溶接用ロボツトに適用した場合
を例として図面に基いて詳細に説明する。

第１図において１は本考案の一実施例である溶
接兼搬送用ロボツトであり、機構部２と制御部３
とから成つている。ロボツト機構部２の周辺には
ワーク置台４、ベルトコンベヤ６，８、位置決め
治具１０およびワーク置台１２が配置されてい
る。ワーク置台４は前工程から送られてきた大物
部品１４を整列させて支持するものであり、ベル
トコンベヤ６，８は小物部品１６，１８を整列さ
せて供給するものである。ロボツト１はワーク置
台４から大物部品１４を搬送し、位置決め治具１
０上の所定の位置に位置決めするとともに、ベル
トコンベヤ６，８から小物部品１６，１８を取り
出して大物部品１４上の所定の位置に位置決め
し、次いでこれらを溶接した後、溶接済み部品２
０をワーク置台１２へ搬送する作業をなすように
構成されている。溶接前の大物部品１４が載置さ
れるワーク置台４と溶接済み部品２０が載置され
るワーク置台１２とは一直線上に配置され、その
中間位置にロボツト機構部２が設置されており、
その側方にベルトコンベヤ６，８および位置決め
治具１０が配設されている。ロボツト１が搬送専
用のロボツトである場合には、溶接用ロボツトは
位置決め治具１０を間に狭んで反対側の位置に設
置されるのが普通であり、この場合にはラインの
長手方向に対して直角方向に大きく突出して溶接
用ロボツトが設置されることとなり、工場内スペ
ースに無駄が生ずる結果となる。これに対して本
実施例の溶接ラインは、第１図に示すようにコン
パクトに構成されているのである。

第２図にロボツト機構部２の詳細を示す。機構
部２は床面に固定のスタンド２２上に垂直軸線ま
わりに回転可能に設けられた回転台２４を備えて
おり、この回転台２４は図示しないロータリアク
チユエータによつて任意の角度回転させられる。
回転台２４上には水平軸線まわりに回動可能に第
１アーム２６が取り付けられ、この第１アーム２
６には更に第２アーム２８が水平軸線まわりに回
動可能に取り付けられている。第１アーム２６は
回転台２４に取り付けられた電動シリンダ３０に
よつて回動させられ、第２アーム２８は第１アー
ム２６に取り付けられた図示しない電動シリンダ
によつて回動させられる。第２アーム２８の先端
には溶接トーチ３２が水平軸線まわりに回動可能
に取り付けられており、ロータリアクチユエータ
３４によつて任意の角度回動させられる。

上記第２アーム２８には、エアシリンダ３６が
ブラケツト３８および４０によつて固定されてい
る。エアシリンダ３６は第２アーム２８と平行に
配置されており、そのピストンロツド４２は第２
アーム２８の先端側へ延び出すようにされてい
る。このピストンロツド４２の先端には、結合部
材４４を介してワーク保持具４６が固定されてお
り、ピストンロツド４２の伸縮に伴つて、アーム
２８の長手方向とほぼ平行な方向において、アー
ム２８の先端より突出した作用位置とアーム２８
の下方の退避位置とに移動するようにされてい
る。ワーク保持具４６は第３図および第４図から
明らかなように一定の間隔を隔てて配置された２
つのフインガ４８，５０と、それらの下面にそれ
ぞれ固定された電磁石５２および５４と、それら
の上面に立設された位置決めピン５６，５８とか
ら成つている。前記結合部材４４にはまた、第３
図から明らかなようにガイドロツド６０が固定さ
れており、このガイドロツド６０が前記ブラケツ
ト４０から延び出させられた耳片６２を摺動可能
に貫通させられることによつて、ワーク保持具４
６がピストンロツド４２の軸線まわりに回動する
ことが防止されている。以上の各部材によつてワ
ーク搬送機構６３が構成されている。尚、前述の
ロボツト制御部３はこのワーク搬送機構６３をも
制御するように構成されているが、ワーク搬送機
構６３の制御部をロポツト本体部の制御部とは別
に設け、両制御部間で電気的にインタロツクをと
ることも可能であり、この場合には両制御部が共
同してロボツト全体の制御部を構成することとな
る。

前記位置決め治具１０は支持台６４とその上面
に一定の間隔を隔てて立設された一対の支柱６６
と各支柱６６の頂面に立設された位置決めピン６
８とを備えており、位置決めピン６８が第１図に
示す大物部品１４の位置決め穴７０に嵌入するこ
とによつて大物部品１４を所定の位置に位置決め
するものである。

前記ワーク置台４は、第５図に示すように静止
摩擦角以上の角度で傾斜させられた一対の支持レ
ール７２と、その側方に配設された一対のガイド
レール７４と、支持レール７２の各先端に固定さ
れたストツパ７６とを備えており、前工程から送
られてきた大物部品１４を整列させて支持するも
のである。また、溶接済み部品を支持するための
前記ワーク置台１２も同様な構成のものである。

前記ベルトコンベヤ６は、第６図に示すように
ローラ７８に巻き掛けられたベルト８０と、その
両側に設けられた一対のガイドレール８２と、こ
れらガイドレール８２の先端に固定されたストツ
パ８４とを備えており、ベルト８０によつて小物
部品１６を搬送し、先頭の小物部品がストツパ８
４に当接したとき、これを図示しないリミツトス
イツチ等で検出して作動を自動的に停止するよう
に構成されている。ベルトコンベヤ８の構成も同
様である。

次に作動を説明する。

まず、ロボツト制御部３からの指令に基いてロ
ボツト機構部２の回転台２４が、アーム２８がワ
ーク置台４に向つて延びる回転位置まで回転させ
られる。このとき、溶接トーチ３２は第２図に二
点鎖線で示す退避位置まで回動させられており、
かつ、エアシリンダ３６のピストンロツド４２が
収縮させられてワーク保持具４６も退避位置にあ
る。

図示しない検出装置によつて第２アーム２８が
所定の位置まで回動したことが検出されると、そ
の検出信号に基いて制御部３から指令が発せら
れ、エアシリンダ３６のピストンロツド４２が伸
長させられる。そして、ピストンロツド４２の先
端に固定されているワーク保持具４６が作用位置
に至り、ワーク置台４上の大物部品１４の下方に
位置する状態となつたとき第２アーム２８が上方
へ回動させられ、位置決めピン５６，５８が大物
部品１４の位置決め穴８６に嵌入してこれを位置
決めするとともに、フインガ４８，５０が大物部
品１４の下面に接触してこれを持ち上げる。

その後、回転台２４が所定角度回転させられ、
電磁石５２および５４がそれぞれベルトコンベヤ
６および８上の小物部品１６および１８の真上に
到つたとき回転台２４が静止させられ、電磁石５
２および５４が励磁されるとともに第２アーム２
８が下降させられて電磁石５２および５４が小物
部品１６および１８を吸着する。

吸着後、第２アーム２８が上方へ回動させられ
るとともに回転台２４が回転させられてワーク保
持具４６に保持された部品１４，１６および１８
が位置決め治具１０の上方へ持ち来たされる。そ
こで第２アーム２８が下方へ回動させられ、フイ
ンガ４８，５０に支持された大物部品１４が位置
決め治具１０の一対の支柱６６上に掛け渡され
る。このとき位置決めピン６８が大物部品１４の
位置決め穴７０に嵌入して、これを正確に位置決
めする。次いで第２アーム２８と第１アーム２６
との回動によつてフインガ４８および５０が大物
部品１４の下方位置から上方位置へと移動させら
れ、その下面に固定の電磁石５２，５４に吸着さ
れている小物部品１６，１８が大物部品１４の上
方へ持ち来たされる。そして、第２アーム２８が
再び下方へ回動させられ、小物部品１６および１
８は大物部品１４上の所定位置に位置決めされ、
電磁石５２および５４が消磁され、第２アーム２
８が上方へ回動させられる。また、エアシリンダ
３６の作動によつてワーク保持具４６が退避位置
へ移動させられる。

続いてロータリアクチユエータ３４によつて溶
接トーチ３２が第２図に実線で示す位置へ回動さ
せられ、小物部品１６および１８を大物部品１４
に溶接する。溶接後、溶接トーチ３２は再び第２
図に二点鎖線で示す退避位置へ回動させられ、ア
ーム２６および２８の回動とエアシリンダ３６の
作動とによつてフインガ４８および５０が溶接済
み部品２０の下方へ移動させられ、第２アーム２
８の上方への回動によつて溶接済み部品２０を持
ち上げる。

次に、回転台２４の回転によつてアーム２８が
ワーク置台１２に向つて延びる位置まで回動させ
られ、更に、下方へ回動させられて溶接済み部品
２０をワーク置台１２に受け渡す。その後、エア
シリンダ３６によつてワーク保持具４６が退避位
置へ移動させられるとともに、アーム２６および
２８の回動ならびに回転台２４の回転によつてロ
ボツト機構部２が第１図に示す状態に復帰させら
れ、１サイクルの溶接作業が完了する。

以上の作業はすべて制御部３からの指令に基い
て自動的に行なわれ、ロボツト１は溶接作業と搬
送作業の両方を行なうこととなる。

以上、本考案の一実施例を詳細に説明したが、
これは文字通り例示であつて本考案は上記実施例
に限定されるものではない。たとえば、ワーク保
持具は第７図に示すようにほぼＵ字形に曲げられ
たフインガ８８とするなど搬送すべき対象物の形
状に合わせて種々のものを使用することが可能で
あり、更に、真空吸着等によつて対象物を保持す
るものの採用も可能である。また、シリンダも必
ずしもロボツトのアームと完全に平行に取り付け
られる必要はなく、対象物や位置決め治具等の都
合によつてアームに対して小角度傾いた方向に取
り付けることも可能である。

更に、ロボツトも先端に作業具の取り付けられ
たアームを備えたものであれば他の形式のロボツ
トでも差し支えなく、また、１台のロボツトで行
なわれるべき作業は１工程に限られるものではな
く、１台で複数工程を行なうロボツトに対しても
本考案を適用し得る。

その他、本考案はその要旨を逸脱することな
く、当業者の知識に基いて種々の変形・改良を施
した態様で実施し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である溶接兼搬送用
ロボツトを含む溶接ラインの平面図である。第２
図は上記ロボツトの機構部の平面図である。第３
図は上記ロボツトに設けられるワーク搬送機構の
平面図であり、第４図は同じく側面図である。第
５図は、第１図の溶接ラインに使用されるワーク
置台の縦断面図であり、第６図は同じくベルトコ
ンベヤの縦断面図である。第７図は本考案の別の
実施例を示す要部正面図である。 １：溶接兼搬送用ロボツト、２：ロボツトの機
構部、３：ロボツトの制御部、４，１２：ワーク
置台、６，８：ベルトコンベヤ、１０：位置決め
治具、２２：スタンド、２４：回転台、２６：第
１アーム、２８：第２アーム、３２：溶接トー
チ、３６：エアシリンダ、４６：ワーク保持具、
４８，５０，８８：フインガ、５２，５４：電磁
石、５６，５８：位置決めピン、６３：ワーク搬
送機構。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 アームの先端に、溶接、ねじ締め、シーラ充填
   等所定の作業を行なう作業具を備え、制御装置の
   制御により該作業に必要な動作を自動的に行なう
   産業用ロボツトにおいて、 前記アームの先端部に、前記作業具と共に、前
   記作業の対象物を保持する保持具をほぼアームの
   長手方向と平行な方向に移動可能に設けるととも
   に、その保持具をアーム先端側の作用位置とその
   作用位置よりアーム基端側の退避位置とに移動さ
   せるシリンダをほぼアームに沿つた姿勢で設け、
   かつ、前記制御装置を、保持具を退避位置へ移動
   させた状態でアームに作業を行うに必要な動作を
   行わせる一方、保持具を作用位置へ移動させた状
   態でアームに作業対象物を搬送するに必要な動作
   をさせるものとしたことを特徴とする産業用ロボ
   ツト。