JPH11347868A - 一軸回転型ポジショニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接作業や組立作業でワークの姿勢を変化さ
せるのに用いるポジショニング装置に関し、安価でワー
ク台に配置した治具やセンサへの配管や配線を容易に行
うことが可能な両端軸支型のポジショニング装置を得る
ことである。 【解決手段】 ワークを固定するワーク台１６の両端が
コラム３に軸支されて水平方向の回転軸Ｐまわりに回転
可能に支持され、かつ当該ワーク台１６を当該回転軸Ｐ
まわりに回転駆動する駆動手段を設けた一軸回転型ポジ
ショニング装置において、ワーク台１６の少なくとも駆
動手段５を設けた側はリング状の旋回軸受７を介してコ
ラム３に軸支され、前記駆動手段はこの旋回軸受に固定
されたリング状の内歯歯車１４と、この内歯歯車に噛合
する駆動ピニオン１５とを含む回転伝達手段を備えてい
ることを特徴とする。可撓性を備えた油圧パイプや電気
ケーブル２７を旋回軸受７の内側を通してワーク台１６
上の機器に接続できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、溶接作業や組立
作業において、ワークを固定してワークの姿勢を変化さ
せながら作業を行う際に使用するポジショニング装置に
関するもので、ワークの姿勢を一軸まわりに変化させる
ことができる比較的大型のワークのためのポジショニン
グ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶接部の品質は、上向き溶接すなわち溶
接部を上向きにして上から溶接を行ったときに最も高く
なる。溶接箇所は通常ワークのあらゆる位置に散在して
いるから、これらの溶接箇所を上向き溶接で行うために
は、ワークの姿勢を変えてやらねばならない。また、ワ
ークを組み立てる際にも、ワークの姿勢によって組立作
業が困難になったり容易になったりするので、作業が最
も容易にできるようにワークの姿勢を変化させながら組
立作業を行うのが能率的である。このような場合にワー
クを取り付けてワークの姿勢を所望の姿勢にして保持す
ることができるようにした装置としてポジショニング装
置が用いられている。一般に用いられているポジショニ
ング装置は、ワークを水平な一軸まわりに回転できるよ
うにした一軸回転型ポジショニング装置と、直交する二
軸まわりに回転できるようにした直交二軸回転型のポジ
ショニング装置である。後者はワークを固定するワーク
テーブルを片持ちで支持する構造となるため、重量の重
い大型のワークを取り扱うことができるようにするのは
困難で、従って大型のワークの溶接や組立てには、一軸
回転型のポジショニング装置が主に用いられている。

【０００３】大型のワークを取り扱うためのポジショニ
ング装置は、ワーク台を両側に設けたコラムで軸支して
いる。図３は従来のこの種のポジショニング装置を示し
たもので、ワーク台１６の両側に同一軸上にして設けた
左軸２２と右軸２３とをそれぞれ左コラム３と右コラム
３とで軸支して、ワーク台１６を水平な回転軸Ｐまわり
に回転可能に支持している。ワーク台１６は取り付ける
ワーク１７の重心Ｓが回転軸Ｐに近い位置にくるように
回転軸Ｐの軸心から外れた位置に設けられており、ワー
ク台１６は左右のブラケット１３、１３を介して軸２
２、２３と一体化されている。図の左ブラケット１３は
大径の外歯歯車２４と一体で、この外歯歯車にピニオン
１５が噛合しており、左コラム３に装着した電気駆動な
いし油圧駆動のモータ５でピニオン１５を回転駆動する
ことにより、ワーク台１６従ってこれに取り付けられた
ワーク１７を回転軸Ｐまわりに回動してワークの姿勢を
変化させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】溶接ロボットや組立ロ
ボットとポジショニング装置とを用いて、ワークの溶接
作業や組立作業の無人化を図るときは、ポジショニング
装置のワーク台への自動着脱が必要である。そのために
はワーク台１６にワーク固定用の治具１８を配置して、
これらを空気圧や油圧力によって開閉する構造とし、搬
送ロボットを用いてワーク台へのワークの搬送を行う。

【０００５】前述したように、ワーク台へのワークの固
定及び固定解除を行うときは、ワーク台１６上に配置し
た固定治具１８の開閉動作を油圧や空気圧を利用して行
う必要があり、その油圧や空気圧はワーク台１６が軸２
２、２３まわりに回転する関係上、軸２２、２３を貫通
する中空孔２５、２６を通して行われる。治具の開閉を
油圧で行うときは、供給側と戻り側の２本の油圧配管２
１が必要であり、さらに治具の開閉をリミットスイッチ
などで確認できるようにするためには、これらのセンサ
のための信号ケーブル２７も軸２２に設けた中空孔２５
を通して配線しなければならない。

【０００６】しかし軸２２、２３への孔明け作業やその
比較的細い中空孔２５、２６を通してのケーブル２７の
配線作業は相当に面倒であり、また大径の外歯歯車２４
の加工には、大型の歯切装置を必要とし、両側の軸２
２、２３を軸支する軸受の心合せ作業にも時間がかかる
ため、装置自体が比較的大型であることもあって、従来
のこの種のポジショナーは製造コストが高くなるという
問題があった。

【０００７】この発明の第１の課題は、上述したような
比較的大型の一軸回転型のポジショニング装置を安価に
製造することができるようにすることである。この発明
の第２の課題は、ポジショニング装置のワーク台に配置
した治具などに油圧や空気圧を供給する配管類やワーク
台に配置される各種センサへの電気ケーブルの配線をよ
り容易に行うことが可能な両端軸支型のポジショニング
装置を得ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の一軸回転
型ポジショニング装置は、ワークを固定するワーク台１
６の両端がそのワーク台の両側に配置した左右のコラム
３、３にそれぞれ軸支されて水平方向の回転軸Ｐまわり
に回転可能に支持され、かつ当該ワーク台１６を当該回
転軸Ｐまわりに回転駆動する駆動手段を設けた一軸回転
型ポジショニング装置において、ワーク台１６の少なく
とも駆動手段５を設けた側はリング状の旋回軸受７を介
してコラム３に軸支されており、前記駆動手段はこの旋
回軸受に固定されたリング状の内歯歯車１４と、この内
歯歯車に噛合する駆動ピニオン１５とを含む回転伝達手
段を備えていることを特徴とするものである。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の一
軸回転型ポジショニング装置において、ワーク台１６の
両側がリング状の旋回軸受７、７を介してそれぞれのコ
ラム３、３に軸支されており、駆動手段が設けられてい
ない側の内歯歯車を有しない旋回軸受７の中空部２６を
介してワーク台１６に設けた機器への配管ないし配線が
行われることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】旋回軸受は、工作機械のテーブルや建設機械の
上部旋回体を軸支する軸受として用いられており、基本
的にはスラスト負荷を受けるのに用いられる軸受である
が、ボールの転動面が斜めになっているので、ラジアル
荷重も受けることができ、直径が大きいので、充分な耐
荷重性能を有している。そして工作機械や建設機械の部
品として内歯歯車を組み込んだ各種サイズのものが製作
されているので、それをそのまま用いれれば部品コスト
をかえって安価にできる。

【００１１】そしてワーク台１６の支持構造として旋回
軸受７、７を用いることにより、可撓性を備えた油圧パ
イプや電気ケーブル２７を旋回軸受７、７の内側を通し
て、ワーク台１６上に配置した各種の機器に容易に接続
することができる。ポジショニング装置のワーク台１６
は、回転軸Ｐまわりに３６０度回動できれば充分であ
り、３６０度の範囲内で正逆回転してワークの姿勢を変
化させるようにすれば、旋回軸受７、７の中空部２５、
２６を通したパイプ２１やケーブル２７の捩れは、プラ
スマイナス１８０度以内であり、実装上の問題は生じな
い。ワーク台１６の両側を旋回軸受で支持して、内歯歯
車１４の設けられていない非駆動側の旋回軸受７を通し
てパイプやケーブルを設けてやれば、パイプやケーブル
が内歯歯車１４と接触することがないから、それらの実
装作業がより容易になる。

【００１２】また駆動手段の回転伝達手段に外歯歯車２
４を用いた従来の装置では、作業者が歯車に触れて怪我
をしたり、異物が歯車に付着して駆動ピニオンとの噛込
みによっては歯面が損傷したりするのを防ぐために、歯
車にカバーを設ける必要があったが、内歯歯車１４を用
いた本願の発明では、そのような危険が少ないために、
保護構造も簡単にすることができ、駆動手段の電気ない
し油圧モータ５及び駆動ピニオン１５等も旋回軸受と組
にして提供されているものを使用することもできるか
ら、その点においても、部品コストや組立コストを大幅
に低減でき、従って大型の一軸回転型ポジショニング装
置を安価に提供できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１及び図２は本発明の一実施形
態を示したものである。本実施形態のポジショニング装
置は、矩形の支持板１、１と、支持板を背後から補強し
ている２枚のリブ板２、２とで製造した２つのコラム
３、３を備えている。各コラムの支持板１、１は互いに
対向しており、その中心に大径の円孔４、４が同軸上に
設けられている。左側のコラム１には減速機付のモータ
５がリブ板２の間に上下位置調整自在に設けられてお
り、減速機の出力軸６が円孔４の上側部分に突出してい
る。支持板１、１の対向面には、円孔４、４より大径の
旋回軸受７、７がその外輪８をボルト締めすることによ
って固着されている。外輪８にはボール９を介して内輪
１１が内装されており、この内輪１１に中心に小径の貫
通孔１２を有する円板形のブラケット１３がボルト締め
されている。円孔４、４の貫通孔１２及び旋回軸受７
は、水平方向の回転軸Ｐ上に位置しており、左右のブラ
ケットは互いに対向している。内輪１１の内周面には内
歯歯車１４が固着されており、この内歯歯車１４に減速
機の出力軸６に固着されたピニオン１５が噛合してい
る。モータの駆動力がピニオン１５及び内歯歯車１４を
介して内輪１１に伝達される。

【００１４】対向するブラケット１３の貫通孔１２の直
下の位置にワーク台１６が架設されている。ワーク台の
上面にはワーク１７を固定する固定治具１８、１８がボ
ルト締めされており、この固定治具を開閉する油圧シリ
ンダ１９は、右側の円孔４、右側の旋回軸受の中空部２
６及び貫通孔１２に挿通された油圧配管２１、２１に連
結されている。固定治具の開閉を確認するセンサは、左
側の円孔４、左側の旋回軸受の中空部２５及び貫通孔１
２に挿通されて信号ケーブル２７に接続されている。

【００１５】上記構成のポジショニング装置を用いて、
ワーク１７を溶接するときは、油圧配管に油圧を供給し
て固定治具１８でワーク１７を挟み、モータ５を正逆転
して内輪すなわちワーク台１６をプラスマイナス１８０
度回転して所望の位置に位置決めし、溶接ロボットで溶
接する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のポジショニング装置の断面正面図

【図２】左側コラムを示す斜視図

【図３】従来のポジショニング装置の断面正面図

【符号の説明】

３ コラム ５ モータ ７ 旋回軸受 14 内歯歯車 15 ピニオン 16 ワーク台 21 油圧配管 25,26 旋回軸受の中空部 27 信号ケーブル Ｐ 回転軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを固定するワーク台(16)の両端が
   そのワーク台の両側に配置した左右のコラム(3,3) にそ
   れぞれ軸支されて水平方向の回転軸(P) まわりに回転可
   能に支持され、かつ当該ワーク台(16)を当該回転軸(P)
   まわりに回転駆動する駆動手段を設けた一軸回転型ポジ
   ショニング装置において、ワーク台(16)の少なくとも駆
   動手段(5) を設けた側はリング状の旋回軸受(7) を介し
   てコラム(3) に軸支されており、前記駆動手段はこの旋
   回軸受に固定されたリング状の内歯歯車(14)と、この内
   歯歯車に噛合する駆動ピニオン(15)とを含む回転伝達手
   段を備えていることを特徴とする、一軸回転型ポジショ
   ニング装置。
2. 【請求項２】 ワーク台(16)の両側がリング状の旋回軸
   受(7,7) を介してそれぞれのコラム(3,3) に軸支されて
   おり、駆動手段が設けられていない側の内歯歯車を有し
   ない旋回軸受(7) の中空部(26)を介してワーク台(16)に
   設けた機器への配管ないし配線が行われることを特徴と
   する、請求項１記載の一軸回転型ポジショニング装置。