特許 7536703 移動位置決め装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-09

(45)【発行日】2024-08-20

(54)【発明の名称】移動位置決め装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 5/02 20060101AFI20240813BHJP

   B23K 9/12 20060101ALN20240813BHJP

【ＦＩ】

B25J5/02 B

B23K9/12 331F

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021064200

(22)【出願日】2021-04-05

(65)【公開番号】P2022159792

(43)【公開日】2022-10-18

【審査請求日】2023-09-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】391037308

【氏名又は名称】マツモト機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122781

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 寛

(72)【発明者】

【氏名】水谷 亮

(72)【発明者】

【氏名】久保田 淳

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 明裕

(72)【発明者】

【氏名】岡崎 隼也

(72)【発明者】

【氏名】川音 一郎

(72)【発明者】

【氏名】菊地 農

(72)【発明者】

【氏名】田中 将太

(72)【発明者】

【氏名】松井 秀和

【審査官】杉山 悟史

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－１０３１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２８７３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３３３３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３４４２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０３９６７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ ～ ２１／０２

Ｂ２３Ｋ ９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の対象物を直線部と曲線部とを有するレールに沿って移動させ位置決めする移動位置決め装置であって、
前記対象物を搭載し、前記レールを把持して当該レール上を滑動可能であり互いに滑動方向に離れて配置された２つのガイド部を有し、前記ガイド部の案内により前記レールに沿って移動するキャリッジ本体と、
前記キャリッジ本体に設けられ、前記レールに沿って設けられたラックに噛合うピニオンギアと、
前記キャリッジ本体を起点として前記ピニオンギアを前記ラックに押し付ける方向の力を前記ピニオンギアに付与するピニオン押圧部と、を備え、
前記ピニオン押圧部は、
前記ピニオンギアを回転可能に支持するとともに、前記キャリッジ本体に対して前記ピニオンギアの回転軸とは位置が異なる回動軸周りに回動可能に支持されたピニオン支持部と、
前記ピニオン支持部に対して前記回動軸周りの回動力を付与する回動力付与部と、を有する、移動位置決め装置。

【請求項2】

前記回動力付与部は、前記回動軸から見て前記ピニオンギアの前記回転軸よりも遠い位置にある、請求項１に記載の移動位置決め装置。

【請求項3】

前記対象物は、所定のエンドエフェクタを操作するロボットである、請求項１又は２に記載の移動位置決め装置。

【請求項4】

前記対象物は、前記エンドエフェクタとして溶接ツールを操作し鉄骨部材を溶接する溶接ロボットであり、
前記レールは前記鉄骨部材を囲んで環状に設けられている、請求項３に記載の移動位置決め装置。

【請求項5】

前記対象物の前記レールに沿った移動方向の位置を、前記ピニオンギアの回転に基づいて認識する位置認識手段を備える、請求項１～４の何れか１項に記載の移動位置決め装置。

【請求項6】

１つの前記ガイド部が、前記レールの幅方向に当該レールを挟み込む一対のローラーユニットを備え、
１つの前記ローラーユニットが、前記ピニオン押圧部による前記ピニオンギアの押圧方向に前記レールを挟みこむとともに前記押圧方向に対して傾斜した回転軸線をもつ一対のローラーを有している、請求項１～５の何れか１項に記載の移動位置決め装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、移動位置決め装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載の搬送装置が知られている。この搬送装置では、レール上を移動するパレットに、レールを挟んで対向する対のガイドローラが３組設けられている。このうち、両端の２組の４つのガイドローラが、スプリングによって付勢されレールに押し付けられることで、パレットがレールの曲線部を安定して移動できるようにすることが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平6-39672号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら上記搬送装置では、スプリングの強さの不安定性により平面視でのパレットの回転方向の位置が不安定であり、搬送対象の位置決め精度が低下する虞がある。本発明は、対象物の位置決め精度を向上する移動位置決め装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の移動位置決め装置は、所定の対象物をレールに沿って移動させ位置決めする移動位置決め装置であって、対象物を搭載し、レールを把持して当該レール上を滑動可能であり互いに滑動方向に離れて配置された２つのガイド部を有し、ガイド部の案内によりレールに沿って移動するキャリッジ本体と、キャリッジ本体に設けられ、レールに沿って設けられたラックに噛合うピニオンギアと、キャリッジ本体を起点としてピニオンギアをラックに押し付ける方向の力をピニオンギアに付与するピニオン押圧部と、を備える。

【0006】

この移動位置決め装置では、対象物を搭載するキャリッジ本体にピニオンギアが設けられており、ピニオンギアはレールに沿って設けられたラックに噛合っている。従って、キャリッジ本体及び対象物のレールに沿った移動方向の位置は、ピニオンギアの回転に基づいて検知可能である。そして、ピニオン押圧部によりピニオンギアがラックに押し付けられているので、ピニオンギアとラックとのバックラッシュを低減することができる。従って、上記のバックラッシュに起因するキャリッジ及び対象物の移動方向の位置誤差が低減され位置決め精度が向上する。

【0007】

また、キャリッジ本体はレール上を滑動可能な２つのガイド部でレールを把持し、２つのガイド部は滑動方向に離れて配置されている。この構造により、ピニオン押圧部の反力によってキャリッジ本体は変位せず、キャリッジ本体及び対象物の移動方向の位置に基づいて、キャリッジ本体及び対象物の移動に直交する方向の位置やレールに対する回転方向の位置は一意に決まる。従って、前述のとおりキャリッジ本体及び対象物の移動方向の位置決め精度が向上することにより、移動に直交する方向の位置や回転位置も正確に検知される。

【0008】

また、ピニオン押圧部は、ピニオンギアを回転可能に支持するとともに、キャリッジ本体に対してピニオンギアの回転軸とは異なる回動軸周りに回動可能に支持されたピニオン支持部と、ピニオン支持部に対して回動軸周りの回動力を付与する回動力付与部と、を有する、こととしてもよい。

【0009】

また、対象物は、所定のエンドエフェクタを操作するロボットである、こととしてもよい。この種のロボットでは、エンドエフェクタの位置決めが重要である。ロボットを搭載してレール上を移動するキャリッジ本体の位置決め精度が向上されることで、エンドエフェクタの位置決め精度が向上する。

【0010】

また、対象物は、エンドエフェクタとして溶接ツールを操作し鉄骨部材を溶接する溶接ロボットであり、レールは鉄骨部材を囲んで環状に設けられている、こととしてもよい。ピニオン押圧部によりピニオンギアとラックとのバックラッシュの変動が抑えられるので、例えばレールの曲率が変動する区間を移動するときも、対象物の位置決め精度の低下が抑えられる。従って、レールの曲率を比較的自由に設計することができるので、例えば、鉄骨部材の側面に近づけてレールを設置することも可能であり、これにより、レールを鉄骨部材の周りにコンパクトに設置することができる。

【0011】

また、本発明の移動位置決め装置は、対象物のレールに沿った移動方向の位置を、ピニオンギアの回転に基づいて認識する位置認識手段を備える、こととしてもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、対象物の位置決め精度を向上する移動位置決め装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施形態の移動位置決め装置が適用される溶接装置の一例を示す斜視図である。

【図2】溶接ロボットを搭載した状態のキャリッジの断面図であり、当該キャリッジの移動方向に直交する鉛直断面を示す。

【図3】（ａ），（ｂ）はキャリッジを一部破断して示す平面図であり、具体的には、キャリッジの主要な内部部品が見えるようにキャリッジ本体の上面の筐体壁等を破断して示す図である。

【図4】レールの直線部を移動するキャリッジと曲線部を移動するキャリッジとを、図３と同様に一部破断して示す平面図である。

【図5】図１のレール及び柱部品を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しながら本発明に係る移動位置決め装置の一実施形態について説明する。以下の説明においては、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。本実施形態の移動位置決め装置は、図１に示される溶接装置１に適用されるキャリッジ１７である。キャリッジ１７は、搭載した溶接ロボット１３を水平なレール１１上で移動させるとともに、当該溶接ロボット１３の位置決めを行うものである。

【0015】

図１に示されるように、溶接装置１は、建物の施工現場において、柱部品３（鉄骨部材）同士の溶接を行うための現場溶接装置である。柱部品３は例えば角形の鋼管であり、複数の柱部品３が鉛直方向に重ねられ互いに溶接されることで角形の鋼管柱が構築される。溶接される柱部品３，３同士は、互いの材軸を一致させ、柱部品３，３の水平な端部同士が全周に亘って近接し対向するように配置される。この端部同士が対向する箇所に開先Ｗが形成され、開先Ｗは、柱部品３の全周に亘って水平面内に延在している。

【0016】

開先Ｗの近傍において、柱部品３，３の４つの外壁面の各中央部には、それぞれエレクションピース４が予め溶接されている。上の柱部品３に設けられたエレクションピース４と、下の柱部品３に設けられたエレクションピース４とが鉛直方向に並び、開先Ｗを跨ぐ建方治具５によって互いに接続されている。このようなエレクションピース４及び建方治具５により、溶接前の柱部品３，３同士が仮接続されている。

【0017】

溶接装置１は、レール１１と、レール１１上を移動可能な溶接ロボット１３と、溶接ロボット１３を制御する制御部１５と、を備えている。レール１１は、柱部品３，３の全周を囲んで水平に延びる環状をなしており、所定の固定具１１ｆを介して下側の柱部品３に支持されている。レール１１には溶接ロボット１３を搭載するとともにレール１１上を走行する前述のキャリッジ１７が取り付けられている。キャリッジ１７は溶接ロボット１３を移動して位置決めする移動位置決め装置として機能する。

【0018】

溶接ロボット１３は６軸垂直多関節ロボットであり、溶接ロボット１３のアーム１３ａ先端には、溶接用エンドエフェクタとしての溶接トーチ２１（溶接ツール）と、溶接中において溶接トーチ２１の直前の開先形状をセンシングする開先センサ２３と、が搭載されている。制御部１５は、レール１１上における溶接ロボット１３の移動（キャリッジ１７の走行）、溶接ロボット１３のアーム１３ａの駆動、溶接トーチ２１の溶接動作、開先センサ２３のセンシング動作等を統合的に制御するコンピュータシステムである。

【0019】

図２は溶接ロボット１３を搭載した状態のキャリッジ１７の断面図であり、当該キャリッジ１７の移動方向に直交する鉛直断面を示している。図３（ａ）はキャリッジ１７を一部破断して示す平面図である。図２に示されるように、キャリッジ１７の側面には台座１９を介在させて溶接ロボット１３のベースＬ０が固定されている。台座１９は、溶接ロボット１３のベースＬ０の設置面の傾斜を調整するためのものである。溶接ロボット１３は、アーム１３ａの各リンクＬ１～Ｌ６をそれぞれ回転させるモータ等の駆動源（図示せず）を備えており、当該駆動源は制御部１５の制御信号に従って動作する。

【0020】

前述の溶接トーチ２１及び開先センサ２３は最先端リンクＬ６に搭載されており、制御部１５がアーム１３ａの各リンクＬ１～Ｌ６の回転を制御することにより、溶接トーチ２１及び開先センサ２３の位置及び姿勢が制御される。そして、制御部１５は、キャリッジ１７を位置決めした上で、溶接ロボット１３のアーム１３ａの制御により溶接トーチ２１及び開先センサ２３を開先Ｗに沿って水平に移動させながら、開先Ｗ内に溶接ビードを形成していく。

【0021】

以下、キャリッジ１７の構成について更に詳細に説明する。以下では、図２及び図３に示されるように鉛直方向をＺ方向、キャリッジ１７の移動方向をＹ方向、キャリッジ１７の移動方向に直交する水平方向をＸ方向とする。そして、Ｚ方向への並進移動をＺ移動、Ｙ方向への並進移動をＹ移動、Ｘ方向への並進移動をＸ移動、Ｚ方向に平行な軸周りの回転移動をθＺ回転、Ｙ方向に平行な軸周りの回転移動をθＹ回転、Ｘ方向に平行な軸周りの回転移動をθＸ回転と呼ぶ。

【0022】

図２及び図３（ａ）に示されるように、キャリッジ１７は、筐状のキャリッジ本体３１と、キャリッジ本体３１に内蔵され鉛直軸周りに回転するピニオンギア３３と、制御部１５による制御下でピニオンギア３３を駆動するモータ３５と、を備えている。キャリッジ本体３１の側面には前述の台座１９を介して溶接ロボット１３が固定され、キャリッジ本体３１はレール１１上をＹ方向に滑動可能な状態で把持する。レール１１の側面には当該レール１１の全長に亘って延びるラック１２が設けられており、このラック１２に対して上記ピニオンギア３３が噛合っている。この構造により、モータ３５がピニオンギア３３を回転させることで、溶接ロボット１３を搭載したキャリッジ１７がレール１１に沿ってＹ方向に移動する。

【0023】

キャリッジ本体３１がレール１１を滑動可能な状態で把持する構造は次の通りである。図１では細かい描写が省略されているが、レール１１には、図２に断面が示されるように、後述のガイドローラ３９ａを転動させるための４つのローラ転動面１１ａが形成されている。各ローラ転動面１１ａは、レール１１の上部外側、上部内側、下部外側、及び下部内側の４箇所の角部にそれぞれ位置し、水平面に対し４５°傾斜しレール１１長手方向に延びている。

【0024】

図３（ａ）に示されるように、キャリッジ本体３１は、各々がレール１１を把持する２つのガイド部３７，３７を有している。ガイド部３７，３７は、キャリッジ本体３１の一部がレール１１側に向けて延び出すように設けられており、互いにＹ方向に離れて配置されている。１つのガイド部３７は、図２に示されるように、上下一対のローラユニット３９，３９を有しており、ローラユニット３９，３９同士の間にレール１１を上下に挟み込んでいる。

【0025】

ガイド部３７のうち上方に位置するローラユニット３９は、２つのガイドローラ３９ａ，３９ａと、当該ガイドローラ３９ａ，３９ａを軸支するローラ支持座３９ｂと、を有している。２つのガイドローラ３９ａ，３９ａの回転軸線は水平面に対し互いに反対方向に４５°傾斜している。そして、一方のガイドローラ３９ａがレール１１の上部外側の角のローラ転動面１１ａ上を転動し、他方のガイドローラ３９ａがレール１１の上部内側の角のローラ転動面１１ａ上を転動するように配置されている。その一方、ガイド部３７のうち下方に位置するローラユニット３９も、上方のローラユニット３９と上下対称に構成されており、当該ローラユニット３９のうち一方のガイドローラ３９ａがレール１１の下部外側の角のローラ転動面１１ａ上を転動し、他方のガイドローラ３９ａがレール１１の下部内側の角のローラ転動面１１ａ上を転動する。

【0026】

上記のような構成のガイド部３７は、上下一対のローラユニット３９，３９が有する合計４つのガイドローラ３９ａによってレール１１を把持する。このガイド部３７はＹ方向に滑動可能であり、ガイド部３７のＸ方向移動及びＺ方向移動は禁止されている。そして、キャリッジ本体３１には、図３（ａ）に示されるように、このようなガイド部３７がＹ方向に２つ配列され設けられていることで、キャリッジ本体３１はレール１１を把持した状態で、ガイド部３７の案内によりレール１１上をＹ方向へ滑動することが可能である。また、キャリッジ本体３１にＹ方向に離れた上記の２つのガイド部３７が存在することで、キャリッジ本体３１のＺ移動、Ｘ移動、θＺ回転、θＹ回転、及びθＸ回転が禁止されている。

【0027】

ピニオンギア３３を駆動するモータ３５は例えばステッピングモータであり、モータ３５の回転数及び回転位相は、制御部１５により制御されている。モータ３５に送信した駆動信号に基づいて、ピニオンギア３３を所望の回転数及び回転位相で回転させてレール１１上で所望の距離だけキャリッジ１７を走行させる。従って、制御部１５は、モータ３５及びピニオンギア３３の回転数及び回転位相を認識することができる。そして、制御部１５（位置認識手段）は、ピニオンギア３３の回転数及び回転位相に基づいて、ピニオンギア３３のＹ方向の位置を認識することができ、ひいてはこのピニオンギア３３を内蔵するキャリッジ本体３１のＹ方向位置を検知することができる。そして、制御部１５は、上記のように検知されるキャリッジ本体３１のＹ方向位置に基づいて、溶接ロボット１３を位置決めし、溶接トーチ２１及び開先センサ２３を位置決めする。

【0028】

図２及び図３（ａ）に示されるように、キャリッジ本体３１内にはピニオンブロック４１（ピニオン押圧部）が内蔵されている。ピニオンブロック４１は、上記ピニオンギア３３と、ピニオンギア３３を軸支するピニオンフレーム部４３（ピニオン支持部）と、を備えている。ピニオンフレーム部４３は、角部のピン４３ａにおいてキャリッジ本体３１に対してヒンジ結合されている。ピニオンフレーム部４３はキャリッジ本体３１に対して相対的に、ピン４３ａを中心にしてθＺ方向に回動可能である。なお、ピニオンフレーム部４３の回動軸線（ピン４３ａの位置）は、ピニオンギア３３の回転軸３３ａとは異なる位置にある。この構成により、ピニオンギア３３はラック１２に対して進退方向に変位可能である。

【0029】

更に、キャリッジ１７は、ピニオンブロック４１を付勢するためのコイルバネ４５（回動力付与部）を有している。具体的には、ピニオンフレーム部４３には、上記コイルバネ４５の一端を受けるためのバネ受け部４３ｂが設けられており、バネ受け部４３ｂは、ピン４３ａから見て回転軸３３ａよりも遠い位置でＹ方向に張出している。また、キャリッジ本体３１内には、このコイルバネ４５の他端が支持されるバネ支持座３１ｂが設けられている。コイルバネ４５は圧縮ばねであり、バネ支持座３１ｂに反力を取ってバネ受け部４３ｂをレール１１に向けてＸ方向に付勢している。

【0030】

この構成によれば、コイルバネ４５は、キャリッジ本体３１に反力を取って、ピニオンフレーム部４３に対してピン４３ａを中心とする平面視時計回りの回動力を付与する回動力付与部として機能する。そして、ピニオンギア３３には、キャリッジ本体３１を起点として当該ピニオンギア３３をラック１２に押し付ける方向の力が付与される。逆にピニオンギア３３がラック１２側からのＸ方向の力を受けた場合には、図３（ｂ）に示されるように、コイルバネ４５の付勢力に逆らってピニオンブロック４１が平面視反時計回りに回動し、ピニオンギア３３がラック１２とは反対の方向に変位可能である。

【0031】

以上説明したキャリッジ１７による作用効果について説明する。

【0032】

前述のとおり、制御部１５は、ピニオンギア３３の回転に基づいてキャリッジ本体３１のＹ方向位置を位置決めし、ひいては溶接トーチ２１及び開先センサ２３を位置決めする。ここで、キャリッジ１７によれば、上記のようにピニオンギア３３がラック１２に押し付けられているので、ピニオンギア３３とラック１２とのバックラッシュが低減する。なお、ここでは、上記バックラッシュをゼロにすることも可能である。従って、上記バックラッシュに起因するキャリッジ本体３１のＹ方向位置の誤差が低減され、キャリッジ本体３１及び溶接ロボット１３のＹ方向位置の位置決め精度が向上する。また、ピニオンギア３３がラック１２に押し付けられていることから、ピニオンギア３３の駆動力をラック１２に適切に伝達することができるので、ピニオンギア３３やラック１２の摩耗も低減される。

【0033】

また、キャリッジ本体３１が２つのガイド部３７，３７でレール１１を把持する前述の構成により、キャリッジ本体３１はＹ方向以外では当該レール１１に対して剛に固定されている。従って、キャリッジ本体３１は、ピニオンギア３３をラック１２に押し付ける前述の力の反力によってもほぼ変位しない。そして、キャリッジ本体３１のＹ方向位置が決まれば、キャリッジ本体３１のＺ方向位置、Ｘ方向位置、θＺ回転方向位置、θＹ回転方向位置、及びθＸ回転方向位置も一意に決まる。

【0034】

従って、前述のようにキャリッジ本体３１のＹ方向位置の位置決め精度が向上することにより、キャリッジ本体３１の６軸方向の位置（Ｚ方向位置、Ｙ方向位置、Ｘ方向位置、θＺ回転方向位置、θＹ回転方向位置、及びθＸ回転方向位置）の位置決め精度も向上する。ひいては、キャリッジ本体３１に固定された溶接ロボット１３の６軸方向の位置決め精度が向上し、更には溶接トーチ２１及び開先センサ２３の６軸方向の位置決め精度が向上し、その結果、開先Ｗの正確な溶接が可能になる。また、キャリッジ本体３１がＹ方向以外で当該レール１１に対して剛に固定されていることから、溶接ロボット１３の動作等に伴うキャリッジ本体３１の振動も抑制される。

【0035】

また、図４に示されるように、平面視における直線部と曲線部とが存在するレール１１を考えると、キャリッジ１７のピニオンギア３３とガイド部３７，３７との間に挟み込まれるレール１１及びラック１２の向きがレールの曲率によって変動し、挟み込むべき幅が変動する。すなわち、例えば、キャリッジ１７がレール１１の直線部を移動しているとき（図中のキャリッジ１７Ａ）では、ピニオンギア３３とガイド部３７，３７との間にレール１１及びラック１２が垂直に挟み込まれる。これに対し、キャリッジ１７がレール１１の曲線部を移動しているとき（図中のキャリッジ１７Ｂ）では、ピニオンギア３３とガイド部３７，３７との間にレール１１及びラック１２が斜めに挟み込まれる。この場合、幾何学的に理解されるように、ピニオンギア３３とガイド部３７，３７とが、キャリッジ１７Ａの場合と比較して、より広い幅でレール１１及びラック１２を挟み込む必要がある。そうすると、ピニオンギア３３の回転軸３３ａはガイド部３７，３７から離れる方向に僅かに変位する必要がある。

【0036】

これに対して、本実施形態のキャリッジ１７によれば、ピニオンギア３３はラック１２に対して進退方向に変位可能であり、ピニオンギア３３がコイルバネ４５の付勢力によってラック１２に押し付けられている。従って、ピニオンギア３３とガイド部３７，３７との間に挟み込むべきレール１１及びラック１２の幅が広くなった場合には、図中のキャリッジ１７Ｂのように、コイルバネ４５の付勢力に逆らってピニオンブロック４１がピン４３ａ周りに僅かに回動し、ピニオンギア３３がＸ方向に変位することで、ピニオンギア３３とラック１２との噛み合い状態の変動を抑えることが可能である。

【0037】

従って、レール１１が例えば直線部と曲線部とを有する場合のように、レール１１の曲率が変動しても、キャリッジ１７がレール１１上を安定して移動可能であり、ピニオンギア３３の歯飛びやバックラッシュの変動が抑えられ、キャリッジ本体３１の位置決め精度が高く維持される。その結果、レール１１の曲率を比較的自由に設計することができ、例えば、柱部品３の側面に近づけてレール１１を設置することも可能である。すなわち、レール１１を円環形状とする必要はなく、一例として図１及び図５に示されるように、レール１１の液状を正方形に近づけた形状とすることができる。図１及び図５で示す例のレール１１は正方形の４角を丸めた形状をなし、直線部と曲線部とを有している。その結果、レール１１を円環形状とした場合に比較して、レール１１を角形の柱部品３の周りにコンパクトに設置することができる。

【0038】

なお、上記のようにレール１１の曲率の変動に起因するピニオンギア３３とラック１２との噛み合い状態の変動を抑えるためには、レール１１の曲率に依らずピニオンギア３３がラック１２に一定の力で押し付けられることが最も好ましい。このために、コイルバネ４５としてはバネ定数が可能な限り小さいものが採用されることが好ましい。そして、バネ定数が小さく自由長さが長いコイルバネ４５が、プレロードをかけた状態でバネ受け部４３ｂとバネ支持座３１ｂとの間に設置される。この構成により、ピニオンブロック４１の比較的狭い可動範囲内においては、コイルバネ４５の長さが変動しても、コイルバネ４５が発生する付勢力は一定とみなすことができる。すなわち、このキャリッジ１７で想定されるピニオンギア３３のＸ方向の変位幅は比較的小さいと考えられ、従って、コイルバネ４５の長さ変動幅も比較的小さい。よって、コイルバネ４５のバネ定数が小さいことも相俟って、上記変動幅内におけるコイルバネ４５の付勢力はぼぼ一定である。また、ピニオンブロック４１の可動範囲は、キャリッジ１７のレール１１上の移動において、ピニオンブロック４１が可動限界に突き当たらないような範囲にピニオンブロック４１の可動範囲が設定される。なお、レール１１の曲率に依らずピニオンギア３３がラック１２に一定の力で押し付けられる他の構成としては、コイルバネ４５に代えて油圧シリンダ等によりバネ受け部４３ｂが押されてもよい。

【0039】

本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、変形例を構成することも可能である。各実施形態等の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。

【0040】

例えば、実施形態では、コイルバネ４５がピニオンギア３３を含むピニオンブロック４１をピン４３ａ周りの回動方向に付勢することで、ピニオンギア３３にラック１２への押圧力を付与しているが、本発明におけるピニオン押圧部は、ピニオンギア３３をラック１２に向けて直線的に押圧してもよく、このような直線的に押圧する機構としては、種々の機構を採用することができる。

【0041】

例えば、本発明の移動位置決め装置の位置決め対象の溶接ロボットは、鋼管柱の溶接用に限定されず、他の種類の鉄骨部材の溶接に使用されるものであってもよい。また、本発明の移動位置決め装置の位置決め対象は、溶接ロボットには限定されず、用途に応じたエンドエフェクタを備えるレール移動方式の他のロボットであってもよい。例えば、本発明の移動位置決め装置は、スラグ除去のロボット、センシングロボット、ボルト締めロボット、工場での加工ロボット、鉄筋組立ロボット、３Ｄプリンタロボット、などの移動位置決めにも適用可能である。また、本発明の移動位置決め装置は、ロボットに限定されず他のレール移動方式の対象物の移動位置決めにも適用可能である。

【符号の説明】

【0042】

３…柱部品（鉄骨部材）、１１…レール、１２…ラック、１３…溶接ロボット（対象物）、１５…制御部（位置認識手段）、１７…キャリッジ（移動位置決め装置）、２１…溶接トーチ（エンドエフェクタ、溶接ツール）、２３…開先センサ（エンドエフェクタ）、３１…キャリッジ本体、３３…ピニオンギア、３３ａ…回転軸、３７…ガイド部、４１…ピニオンブロック（ピニオン押圧部）、４３…ピニオンフレーム部（ピニオン支持部）、４３ａ…ピン（回動軸）、４５…コイルバネ（回動力付与部、ピニオン押圧部）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】