CN104245225B - 作业装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的作业装置，具备主托盘和相对于主托盘可分离的辅助托盘，能输送工件和零件。上述作业装置具备：使搭载在上述主托盘上的工件从主托盘分开并升降的升降机构；使安装在主托盘上的辅助托盘从主托盘分离并升降的移动机构；保持由上述升降机构上升到工件作业区域的上述工件的旋转机构；和将零件从由上述移动机构上升到零件准备区域的上述辅助托盘取出并组装在工件上的作业单元。
Description
技术领域
本发明涉及将零件组装在工件上的作业装置。
背景技术
作为生产设备中的系统形态，单元生产系统已被众所周知。在单元生产系统中，由一个单元进行多个组装的作业。因此，需要将工件和组装在工件上的零件同时向一个单元供给。在专利文献1中，公开了一种同时向单元(工位)供给工件和零件的系统。在专利文献1中，也公开了在单元中使工件旋转的旋转机构。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-142975号公报
发明内容
发明所要解决的课题
因为具备旋转机构，所以具有能向工件的不同的面组装零件的优点。但是，在专利文献1的结构中，必须将作业结束的工件向与向单元输送了工件的输送线相同的输送线返回，不能以通过单元的方式输送工件。也就是说，如果将作业结束的工件返回输送线，则不能将下一个工件投入单元，存在生产效率差的情况。
本发明的目的在于，能在实现工件和零件同时供给功能和工件的旋转功能的同时，以通过单元的方式输送工件。
为了解决课题的手段
根据本发明，提供了一种作业装置，其特征在于，具备：搭载工件的主托盘；相对于上述主托盘可分离地安装，搭载向上述工件组装的零件的辅助托盘；水平输送上述主托盘的输送机构；设置在由上述输送机构进行的上述主托盘的输送轨道的规定位置的下方，使被搭载在上述主托盘上的上述工件从上述主托盘分开并升降的升降机构；设置在上述升降机构的至少一侧，使被安装在上述主托盘上的上述辅助托盘从上述主托盘分离并升降的移动机构；保持由上述升降机构上升到工件作业区域的上述工件，并使其绕水平轴旋转的旋转机构；和从由上述移动机构上升到零件准备区域的上述辅助托盘取出零件，将该零件组装在位于上述工件作业区域的上述工件上的作业单元。
另外，根据本发明，提供了一种控制方法，其是具备如下部分的作业装置的控制方法：搭载工件的主托盘；相对于上述主托盘可分离地安装，搭载向上述工件组装的零件的辅助托盘；水平输送上述主托盘的输送机构；设置在由上述输送机构进行的上述主托盘的输送轨道的规定位置的下方，使被搭载在上述主托盘上的上述工件从上述主托盘分开并升降的升降机构；设置在上述升降机构的至少一侧，使被安装在上述主托盘上的上述辅助托盘从上述主托盘分离并升降的移动机构；保持由上述升降机构上升到工件作业区域的上述工件，并使其绕水平轴旋转的旋转机构；和从由上述移动机构上升到零件准备区域的上述辅助托盘取出零件，将该零件组装在位于上述工件作业区域的上述工件上的作业单元，其特征在于，具备：由上述输送机构将安装了上述辅助托盘的上述主托盘向上述规定位置输送的输送工序；从到达了上述规定位置的上述主托盘，由上述升降机构将上述工件分开并向上述工件作业区域上升的工件上升工序；从到达了上述规定位置的上述主托盘，由上述移动机构将上述辅助托盘分离并向上述零件准备区域上升的辅助托盘分离上升工序；将上述工件作业区域的上述工件由上述旋转机构保持，并向规定的方向旋转的旋转工序；和由上述作业单元，从位于上述零件准备区域的上述辅助托盘取出零件，使该零件水平移动，由上述旋转机构将取出的零件向在上述工件作业区域中被保持的上述工件组装的组装工序。
发明的效果
根据本发明，能在实现工件和零件的同时供给功能和工件的旋转功能的同时，以通过单元的方式输送工件。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的作业装置的俯视图。
图2是图1的作业装置的主视图。
图3是主托盘及辅助托盘的说明图。
图4是旋转机构及倾斜机构的说明图。
图5是旋转机构及倾斜机构的说明图。
图6是控制装置的框图。
图7是工件及零件的例子的说明图。
图8是处理装置的例子的说明图。
图9是图1的作业装置的动作说明图。
图10是图1的作业装置的动作说明图。
图11是图1的作业装置的动作说明图。
图12是图1的作业装置的动作说明图。
图13是图1的作业装置的动作说明图。
图14是图1的作业装置的动作说明图。
图15是图1的作业装置的动作说明图。
图16是表示图1的作业装置的适用例的图。
图17是作业工具的例子的说明图。
图18是图14的作业工具的动作说明图。
图19是图14的作业工具及分离装置的动作说明图。
图20是图14的作业工具的动作说明图。
图21是图14的作业工具的动作说明图。
图22是检查装置的动作说明图。
图23是检查装置的动作说明图。
具体实施方式
为了实施发明的方式
＜装置的概要＞
参照图1至图6对本发明的实施方式的作业装置A进行说明。另外，在各图中箭头X、Y表示相互正交的水平方向，箭头Z表示上下方向。图1是作业装置A的俯视图，图2是作业装置A的主视图。
作业装置A具备托盘1、输送机构2、升降机构3、移动机构4、旋转机构5、倾斜机构6、作业单元7、工具载置部8及处理装置9。另外，X方向是由输送机构2进行的托盘1的输送方向，Y方向是与此输送方向正交的正交方向。
＜托盘＞
参照图1及图3对托盘1的结构进行说明。图3是托盘1的说明图，相当于沿着图1的线Ⅰ-Ⅰ的剖视图。托盘1具备主托盘11和多个辅助托盘12。在本实施方式中，做成了两个辅助托盘12，但也可以是一个也可以是三个以上。
主托盘11是搭载工件的部分。主托盘11是板状的构件，在其中央部形成了贯通主托盘11的开口部11a。开口部11a是后述的升降机构3的升降部31可通过的大小。
辅助托盘12是搭载组装在搭载在主托盘11上的工件上的零件的部分。辅助托盘12是板状的构件。
辅助托盘12分别可分离地安装在主托盘11的y方向两侧部。辅助托盘12、12相对于主托盘11的分离、安装构造，做成了使用多个销13的卡合构造。另外，分离、安装构造，不限于此，可以采用各种各样的。销13在主托盘11上直立设置了多个(在单侧的前后各2根，合计8本)。销13的前端部经台阶部成为小直径，与根本侧部分相比是小直径。在辅助托盘12上形成了销13的前端部穿插的贯通孔12a(在主托盘11侧的前后各2个，合计4个)。
通过将销13穿插在贯通孔12a中，将辅助托盘12、12安装在主托盘11上且相互定位。通过从贯通孔12a拔出销13，能从主托盘11分离辅助托盘12、12。因此，通过将辅助托盘12、12相对于主托盘11在Z方向移动，能进行安装和分离。另外，通过辅助托盘12、12就座在销13的台阶部，能稳定地维持辅助托盘安装时的辅助托盘12、12的水平姿势。
另外，在辅助托盘12上，也形成了与后述的移动机构4卡合的贯通孔12b(前后各2个，合计4个)。
＜输送机构及升降机构＞
参照图1及图2对输送机构2的结构进行说明。输送机构2具备一对辊式输送机21、21。各辊式输送机21在X方向延伸设置。一对辊式输送机21、21，在Y方向离开地平行地设置，以便主托盘11能跨过它们地搭载。主托盘11由输送机构2水平输送。另外，在由输送机构2进行的主托盘11的输送时，辅助托盘12、12基本上处于被安装在主托盘11上的状态，与主托盘11一起被输送。
另外，作为输送机构2，除辊式输送机之外、还可以采用皮带输送机等其它输送机等各种输送机构。
另外，输送机构2具备停止装置22、22。停止装置22，具备在主托盘11的输送轨道上出没自由的机构，出现时与主托盘11的输送方向前端缘抵接，使主托盘11停止在规定位置(也称为停止位置)。在本实施方式的情况下，此停止位置是工件作业区域R1的下方的位置。工件作业区域R1是进行零件相对于工件的组装的作业空间。
另外，主托盘11的停止位置的控制，除了由停止装置22进行的机械的停止以外，也可以由辊式输送机21的驱动控制进行。
接着，参照图2对升降机构3进行说明。升降机构3被配置在一对辊式输送机21、21之间。另外，升降机构3被设置在由停止装置22进行的主托盘11的停止位置的下方(也就是说，在本实施方式中工件作业区域R1的下方)。升降机构3具备升降部31和驱动部32。
升降部31做成板状，由驱动部32在Z方向升降。升降部31是可通过主托盘11的开口部11a的大小。驱动部32由电动缸构成，但其结构是怎样的结构都可以，例如，能使用以气缸、马达为驱动源的皮带传动机构、滚珠丝杠机构、齿条小齿轮机构等。
升降机构3的升降部31，通常与输送机构2的输送高度相比位于下方的下降位置。图2表示升降部31位于下降位置的状态。如果主托盘11在停止位置停止，则对驱动部32进行驱动，使升降部31上升，位于上升位置。在上升的过程中升降部31通过主托盘11的开口部11a，提升搭载在主托盘11上的工件。由此，工件被从主托盘11分开。
如果升降部31到达上升位置，则工件位于工件作业区域R1。通过后述的旋转机构5保持工件，工件从升降机构3向旋转机构5交接，然后，升降部31下降。如果对工件的作业结束，则升降部31再次上升，工件从旋转机构5向升降机构3交接，然后，工件由升降部31下降，工件被再次搭载在主托盘11上。
＜移动机构＞
接着，参照图1及图2对移动机构4的结构进行说明。移动机构4移动辅助托盘12。在本实施方式的情况下，在每一个托盘1上，辅助托盘12设置了2个。因此，移动机构4也设置了2组。2组移动机构4配置在升降机构3的Y方向的两侧方。在每个托盘1上设置了一个辅助托盘12的情况下，移动机构4也设置一组，被配置在升降机构3的一侧(辅助托盘12设置侧)。
移动机构4，在处于停止位置的主托盘11上安装了辅助托盘12的位置(也称为辅助停止位置)，使辅助托盘12从主托盘11分离并且向零件准备区域R2移动。零件准备区域R2是配置组装在工件上的零件的空间。在本实施方式的情况下，移动机构4通过将辅助托盘12在Z方向和Y方向移动，在辅助停止位置和零件准备区域R2之间移动辅助托盘12。
移动机构4具备移动部41、移动部42和手部43。移动部41将手部43在Z方向移动。手部43是板状的构件，在其上面上搭载了辅助托盘12。在手部43的上面上直立设置了多个(合计4个)销43a。在辅助托盘12被搭载在手部43上时，换言之，在辅助托盘12由手部43捧起时，此销43a被插入辅助托盘12的贯通孔12b中。由此，辅助托盘12和手部43相互卡合且进行相互的定位。另外，手部43和辅助托盘12的卡合·定位构造也可以是销43a和贯通孔12b以外的结构。
移动部42使移动部41在Y方向水平移动。通过由移动部41进行的手部43的Z方向的移动和由移动部42进行的移动部41的Y方向的移动，能使辅助托盘12在Z方向及Y方向移动。移动部41及移动部42的驱动机构，例如，能使用将马达作为驱动源的皮带传动机构、滚珠丝杠机构、齿条小齿轮机构等。
另外，在本实施方式中，做成了将手部43在Z方向移动的结构，但也可以做成将手部43在Y方向移动的Y方向移动部和将此Y方向移动部在Z方向移动的Z方向移动部的结构。也就是说，将移动部41和移动部42的组合做成相反，Z方向移动部是使手部43及Y方向移动部的双方升降的结构。另外，在本实施方式中，做成了由移动机构4将辅助托盘12在Z方向和Y方向的双方向移动的结构，但根据作业装置A的结构、零件准备区域R2的位置，存在也可以做成仅在Z方向移动的结构的情况，另外，存在也可以做成仅在Y方向移动的结构的情况。
＜旋转机构及倾斜机构＞
接着，参照图1、图2、图4及图5对旋转机构5及倾斜机构6进行说明。图4及图5是旋转机构5及倾斜机构6的说明图，图4相当于沿着图1的线II-II的剖视图，图5相当于沿着图2的线III-III的剖视图。旋转机构5是保持上升到工件作业区域R1的工件并使其绕轴L1旋转的机构。另外，倾斜机构6是将旋转机构5以Y方向的水平轴L2为转动中心转动的机构。由倾斜机构6，能使保持在旋转机构5上的工件绕水平轴L2倾斜。轴L1是与水平轴L2正交的方向，在旋转机构5是水平姿势的情况下，是X方向的水平轴。下面，详细地叙述。
旋转机构5具备基座部51、旋转部52、驱动部53及保持部54。基座部51是在Z方向开放的方筒状的构件，由倾斜机构6在悬臂状态下支承。旋转部52，被配置在基座部51的内侧，经规定轴L1的轴构件51a旋转自由地支承在基座部51的X轴侧的侧壁上。
旋转部52具备相互相向的一对壁部521、521和连结壁部521和壁部521的连结部522。在壁部521，设置了保持工件的保持机构54。在连结部522形成了工件可通过的开口部52a。
保持机构54具备卡合部54a及动作执行器54b。卡合部54a与工件卡合。动作执行器54b，使卡合部54a向图5的上图中的箭头方向(壁部521的相向方向，在图5中是左右方向)移动。动作执行器54b例如是滚珠丝杠机构、电动缸或者气缸。工件经开口部52a导入旋转部52内，由一对保持机构54的卡合部54a夹入地保持。
驱动部53例如是马达，被固定在基座部51上。驱动部53的驱动轴与轴构件51a连结，旋转轴构件51a。由此，能将旋转部52旋转，因此，能旋转被保持在一对保持机构54上的工件。
倾斜机构6具备主体部61、轴构件62、驱动部63及腿部64。主体部61在其两端部由一对腿部64支承，倾斜机构6作为整体做成了门型(倒U字型)。在主体部61的中央部支承轴构件62。轴构件62规定水平轴L2，由内藏于主体部61的驱动部63旋转。驱动部63例如是马达。旋转机构5，其基座部51被支承在轴构件62上，由倾斜机构6作为整体转动。由此，能使保持在旋转机构5上的工件绕水平轴L2倾斜。
＜作业单元，工具载置部及处理装置＞
接着，参照图1及图2对作业单元7、工具载置部8及处理装置9进行说明。
作业单元7具备从上升到零件准备区域R2的辅助托盘12取出零件，将取出的零件组装在位于工件作业区域R1的工件上的机构。在本实施方式的情况下，作业单元7具备2组头部71和移动装置72。在头部71，能更换自由地安装工具T1～T4(总称时称为工具T)的任一个。工具T与零件的种类相应地准备了多种(在此是4种)，被载置在工具载置部8。在本实施方式的情况下，工具T能同时处理4个同种零件，能将它们同时组装在工件上。
工具载置部8与头部71的数量相应地设置2组，在一方的工具载置部8载置了工具T1、T3，在另一方的工具载置部8载置了工具T2、T4。工具载置部8做成了框状，工具T，以与头部71的装卸部朝向上侧的方式被载置在工具载置部8。能从工具T的上方使头部71与工具T接近地进行工具T的安装。头部71向工具T的接近，不限定于从上方，例如，也可以在工具T的侧面上设置装卸部，使头部71从工具T的侧方接近。
移动装置72构成了龙门式的移载机构，使头部71在X方向、Y方向及Z方向移动。移动装置72具备在一对固定轨道721上移动的可动轨道722。一对固定轨道721相互平行地在Y方向延伸。可动轨道722在X方向延伸，被架设在一对固定轨道721上。可动轨道722由一对固定轨道721的引导在Y方向往返移动。
滑块723在可动轨道722上在X方向往返移动。升降机构724被固定在滑块723上，使头部71在Z方向升降。可动轨道722、滑块723、升降机构724的各驱动机构，例如，能由以马达为驱动源的皮带传动机构、滚珠丝杠机构、齿条小齿轮机构等构成。
处理装置9被配置在工件作业区域R1和零件准备区域R2之间。处理装置9，在将从辅助托盘12取出的零件组装在工件上之前，相对于零件进行规定的处理。在本实施方式的情况下，处理装置9设置了3种装置91～93。关于其具体例，在后文中进行记述。
在本实施方式中，零件准备区域R2，在Y方向离开了工件作业区域R1，在此之间配置了处理装置9。因此，在作业单元7从零件准备区域R2取出零件并朝向工件作业区域R1的移动中途，能由处理装置9进行处理。这使头部71的移动距离缩短，实现效率良好的作业。
进而，在本实施方式中，沿着Y方向，呈工件作业区域R1、处理装置9、零件准备区域R2、工具载置部8的顺序地配置。因此，在顺次进行工具T的安装、零件的取出、处理装置9中的零件的处理、零件向工件的组装的情况下，只要使头部71向一方向移动即可，实现效率良好的作业。
另外，在本实施方式中，从工件作业区域R1观看，仅在Y方向的单侧配置了处理装置9，但也可以采用在两侧配置处理装置9的结构。
＜控制装置＞
接着，参照图6对作业装置A的控制装置100的结构进行说明。图6是控制装置100的框图。控制装置100具备处理部101、存储部102和接口部103，它们相互由未图示的总线连接。处理部101执行存储在存储部102中的程序。处理部101例如是CPU。存储部102，例如是RAM、ROM、硬盘等。接口部103，设置在处理部101和外部装置(主计算机B、传感器104、动作执行器105)之间，例如，是通信接口、I/O接口。主计算机B是控制设置作业装置A的生产设备整体的控制装置。
在传感器104及动作执行器105中，包含对输送机构2、升降机构3、移动机构4、旋转机构5、倾斜机构6、作业单元7、处理装置9的动作所需要的传感器、驱动源等。控制装置100由主计算机B的指示控制作业装置A。下面，对作业装置A的控制例进行说明。
＜控制例＞
本发明的作业装置可适用于各种工件、零件的组装，但在此，对由作业装置A进行向发动机的汽缸头上组装吸气阀、排气阀的作业的情况进行说明。图7是它们的说明图。工件W是汽缸头，下面，也称为汽缸头W。组装的零件P1～P4分别是阀片、阀、阀弹簧、阀保持座，以下，也称为片材P1、阀P2、弹簧P3、保持座P4。
保持座P4，具有楔p4，经楔p4安装在阀P2的轴杆上。保持座P4做成了具有插入楔p4的贯通孔的筒体，其上部成为弹簧P3的一端部抵接的法兰部。
楔p4形成了阀P2的轴杆穿插的孔，在其内周面上，形成了与形成在阀P2的轴杆上的卡合槽卡合的卡合部。楔p4的外周成为与保持座P4的贯通孔的内周壁的形状一致的圆锥形状。因此，楔p4能向保持座P4的上方插拔，但不能向下方插拔。
楔p4由将其纵剖为两半的形状的一对楔片C、C构成。保持座P4相对于阀P2的轴杆的安装，如一般地已知的那样，经此楔p4进行。也就是说，以由楔片C、C夹着阀P2的轴杆前端的卡合槽部分的方式，将楔p4安装在轴杆上，接着将楔p4插入保持座P4的贯通孔内。
图8表示处理装置9的各装置91～93的具体例。处理装置9具备分离装置91、供油装置92及检查装置93。分离装置91是从保持座P4向上方上推楔p4，使楔片C、C分离的装置。在本实施方式的情况下，具备上推轴91a和升降上推轴91a的动作执行器91b。动作执行器91b例如是电动缸。
供油装置92贮存润滑油92a。供油装置92是在将阀P2组装在汽缸头W上时，用于向轴杆端部供给润滑油92a的装置。检查装置93是在保持座P4的组装作业之中，检查楔片C是否残留在工具T上的装置。在本实施方式的情况下，检查装置93具备了具备按钮部93a和检测按钮部93a的按压的检测部93b的按钮型的开关。
参照图9～图15，对一单位的组装动作进行说明。图9的状态ST1表示向作业装置A投入了托盘1的状态。如该图所示，由输送机构2输送托盘1(输送工序)。在主托盘11上搭载了汽缸头W。在该图右侧的辅助托盘12上，搭载了阀P2和保持座P4。在该图左侧的辅助托盘12上，搭载了片材P1和弹簧P3。如图9及图10的状态ST2所示，如果主托盘11到达停止位置，则由停止装置22停止输送，汽缸头W位于工件作业区域R1的下方。
接着，向将汽缸头W向工件作业区域R1移动、将辅助托盘12向零件准备区域R2移动的准备工序转移。首先，移动机构4开始将辅助托盘12向零件准备区域R2移动(辅助托盘分离上升工序的开始)。如图10的状态ST3所示，移动部41使手部43下降。手部43的高度被设定成主托盘11和辅助托盘12的上下的间隙的高度。
接着，移动部42将移动部41向辅助托盘12侧移动。由此，如图10的状态ST4所示，手部43位于主托盘11和辅助托盘12之间。接着，如图11的状态ST5所示，移动部41将手部43上升。这时，手部43的销43a被插入辅助托盘12的贯通孔12b中，辅助托盘12和手部43相互地卡合且进行相互的定位。手部43被上升到辅助托盘12与主托盘11分离的高度。
接着，图如11的状态ST6所示，移动部42移动过移动部41，直到辅助托盘12位于零件准备区域R2的下方。然后，移动部41将手部43上升，辅助托盘12被配置在零件准备区域R2中(辅助托盘分离上升工序结束)。
与此动作并行地，汽缸头W由升降机构3向工件作业区域R1移动。即，对驱动部32进行驱动，使升降部31上升，使升降部31位于上升位置(工件上升工序)。在上升的过程中升降部31通过主托盘11的开口部11a，提升搭载在主托盘11上的汽缸头W。由此，汽缸头W从主托盘11分开且位于工件作业区域R1。
接着，由旋转机构5保持位于工件作业区域R1的汽缸头W。如图12的状态ST7所示，对一对保持部54进行驱动，从X方向的双方向夹入汽缸头W。由此，汽缸头W被保持在旋转机构5上。如果由旋转机构5保持汽缸头W，则对驱动部32进行驱动，使升降部31下降到下降位置。由此，旋转机构5不与升降机构3干涉，使汽缸头W成为可旋转的状态。
通过以上这样，汽缸头W成为位于工件作业区域R1的状态，零件P1～P4成为位于零件准备区域R2的状态，向零件P1～P4相对于汽缸头W的组装作业转移。零件P1～P4的组装顺序，是片材P1→阀P2→弹簧P3→保持座P4的顺序。图13的状态ST11表示片材P1和阀P2的组装作业(组装工序)。
片材P1的组装在该图中由左侧的头部71及移动装置72进行，阀P2的组装在该图中由右侧的头部71及移动装置72进行。片材P1和阀P2的组装，4个4个地交替地进行。
如果对片材P1的组装顺序进行说明，则首先，将与片材P1的保持对应的工具T1(S1)安装在头部71。接着，将零件准备区域R2的片材P1由工具T1保持地取出(S2：取出工序)。接着，将保持的片材P1在Y方向水平移动地向工件作业区域R1移动，组装在汽缸头W上(S3)。以后，反复进行作业S2和作业S3。
如果对阀P2的组装顺序进行说明，则首先，将与阀P2的保持对应的工具T2(S11)安装在头部71。接着，将零件准备区域R2的阀P2(S12：取出工序)由工具T2保持地取出。接着，将保持的阀P2在Y方向水平移动地向供油装置92移动，向轴杆前端部供油(S13)。最后，将阀P2在Y方向水平移动地向工件作业区域R1移动，组装在汽缸头W上(S14)。以后，反复进行作业S12～作业S14。
作业单元7从汽缸头W的上方将工具T在Z方向升降地进行作业。旋转机构5、倾斜机构6，在零件P1～P4的组装中，以可适当地进行作业的方式与作业相应地变更汽缸头W的姿势。例如，根据阀P2相对于汽缸头W的插入角度，由倾斜机构6调整汽缸头W的姿势，或者，由旋转机构5使汽缸头W旋转(旋转工序)。
片材P1和阀P2的组装，从汽缸头W的燃烧室侧进行。另一方面，弹簧P3及保持座P4的组装，从相反侧进行。因此，如果片材P1和阀P2的组装结束，则如图13的状态ST12所示，由旋转机构5使汽缸头W向汽缸头W的上下反转的方向旋转(旋转工序)。
图14的状态ST13表示弹簧P3和保持座P4的组装作业(组装工序)。
弹簧P3的组装在该图中由左侧的头部71及移动装置72进行，保持座P4的组装在该图中由右侧的头部71及移动装置72进行。弹簧P3和保持座P4的组装，4个4个地交替地进行。
如果对弹簧P3的组装顺序进行说明，则首先，将与弹簧P3的保持对应的工具T3(S21)安装在头部71上。接着，将零件准备区域R2的弹簧P3由工具T3保持地取出(S22：取出工序)。接着，将保持的弹簧P3在Y方向水平移动地向工件作业区域R1移动，组装在汽缸头W上(S23)。以后，反复进行作业S22和作业S23。
如果对保持座P4的组装顺序进行说明，则首先，将与保持座P4的保持对应的工具T4(S31)安装在头部71。接着，将零件准备区域R2的保持座P4由工具T4保持地取出(S32：取出工序)。接着，将保持的保持座P4在Y方向水平移动地向分离装置91移动，将一对楔片C以在工具T4内可插入阀P2的轴杆的方式分离而保持在工具T4上(S33：楔片分离工序)。详细情况，在后文中进行记述。
接着，将保持座P4在Y方向水平移动地向工件作业区域R1移动，组装在汽缸头W上(S34)。最后，将工具T4向检查装置93移动，检查一对楔片C是否残留在工具T4内(S35：检查エ程)。详细情况，在后文中进行记述。以后，反复进行作业S32～作业S35。
如果全部零件P1～P4相对于汽缸头W的组装结束，则向将汽缸头W输出的作业转移。在此，进行与上述的准备工序相反的作业。即，首先，对驱动部32进行驱动，使升降部31上升，使升降部31位于上升位置。如果解除由旋转机构5的一对保持部54进行的汽缸头W的保持，则汽缸头W被向升降部31移载。接着对驱动部32进行驱动，使升降部31下降到下降位置。在升降部31的下降的过程中，汽缸头W被向主托盘11移载(图14的状态ST14)。
与汽缸头W的移载并行地，将辅助托盘12安装在主托盘11上。即，首先，移动部41使手部43下降。手部43的高度被设定得比主托盘11高。接着，移动部42将移动部41向主托盘11侧移动。由此，辅助托盘12、12位于主托盘11的两侧部上方(图14的状态ST14)。通过移动部41使手部43下降，销13的前端部穿插在辅助托盘12的贯通孔12a中，辅助托盘12、12被安装在主托盘11上。通过以上这样，成为可输出汽缸头W的状态。
此后，通过驱动输送机构2，如图15的状态ST15所示，能输出汽缸头W。
这样，在本实施方式中，在实现工件W和零件P1-P4的同时供给功能、工件W的旋转功能及倾斜功能的同时，能以通过构成单元的作业装置A的方式输送工件W。因此，能采用例如图16的那样的布局。该图是在主输送线300A、300B的中途部设置了多个作业装置A的例子。主输送线300A、300B都构成了输送机，在本实施方式的情况下，是辊式输送机。各作业装置A的输送机构2，构成了设置在主输送线300A、300B的中途部的并列线。
在主输送线300A、300B和输送机构2的分支点上，配置了升降式的移载输送机310A、310B。通过使输送机构2的输送高度和主输送线300A，300B的输送高度不同，能由移载输送机310A、310B进行托盘1的从主输送线300A向输送机构2的移载和托盘1的从输送机构2向主输送线300B的移载。
如已述的那样，在本实施方式中，能以通过作业装置A的方式输送工件W。因此，如由图16的箭头表示的那样，能以主输送线300A→输送机构2→主输送线300B的顺序输送工件W(托盘1)，能向作业装置A连续地投入工件W。
＜保持座的组装＞
对用于保持座P4的组装的工具T4(保持座保持工具)的结构例进行说明。图17表示工具T4的概要图及工具T4具备的每个零件的保持单元220的剖视图。
工具T4具备驱动单元210、保持单元220和对它们进行支承的支承构件230。支承构件230是相对于头部71装卸的部分，通过头部71的移动，工具T4整体进行移动。
驱动单元210是将柱塞211上下移动的动作执行器，例如，是电动缸、液压缸。柱塞211，经臂构件212与后述的保持单元220的控制轴223连结，通过由驱动单元210进行的柱塞211的移动，能使控制轴223上下移动。
保持单元220具备构成其壳体的主体部221。主体部221由多个零件构成，作为整体，做成了控制轴223穿插的筒型。在主体部221的下部部分上，在周面上形成了配置一对臂构件225的狭缝2211、2211，并且具备可收容楔片C等的内部空间2212。狭缝2211，2211相向配置(在圆周方向错开180度地配置)。
主体部221的下端面221a构成了保持座P4上面抵接的抵接面，在下端面221a的正上方部分(除了狭缝2211以外的部分)上配置了磁铁229。在本实施方式中是由磁铁229的磁力对保持座P4进行保持的结构。
臂构件225，其中央部经销2251转动自由地支承在主体部221。在臂构件225的上端部形成了与控制轴223的周面抵接的抵接部2252，在臂构件225的下端部形成了爪部2253。在抵接部2252的外周，设置了环状的弹簧构件226。弹簧构件226通常将抵接部2252向控制轴223的周面推压。
控制轴223，从其中央部遍及下部地具有作为有盖的孔的插入孔2233，其上部是实心的构件。控制轴223穿插在主体部221中地设置，能由主体部221的引导在Z方向移动。
在控制轴223的上部，穿插地设置了筒状的托架224。托架224可沿着控制轴223的轴向移动并且与臂构件212连接。在控制轴223的最上部，固定了防止托架224的脱落的止动构件222。
在控制轴223的从托架224离开了规定距离的位置，还固定了承受构件2231。在承受构件2231和托架224之间安装了螺旋弹簧2232。如果由驱动单元210的动作下降臂构件212，则托架224也下降，向下方移动的力经螺旋弹簧2232作用于控制轴223。此结果，能使控制轴223下降。
另外，如果由驱动单元210的动作上升臂构件212，则托架224也上升，与止动构件222干涉，向上方移动的力作用于控制轴223。此结果，能使控制轴223上升。这样，在本实施方式中，除了由作业单元7的头部71进行的工具T4整体的移动以外，也成为可进行控制轴223单独的升降的结构。另外，在本实施方式中，为了吸收冲击用设置了螺旋弹簧2232，但也可采用将臂构件212和控制轴223固定的结构。
在控制轴223的中途部，形成了外径在其轴向连续地变化的外径变化部2234。外径变化部2234包含最小直径部2234a、中间直径部2234b和最大直径部2234c。外径变化部2234，控制臂构件225的开闭状态。在图17的状态下，抵接部2252与最大直径部2234c抵接，臂构件225，其爪部2253处于闭锁了的闭状态。如果抵接部2252与最小直径部2234a抵接，则其爪部2253成为开放了的开状态。如果抵接部2252与中间直径部2234b抵接，则其爪部2253成为稍微打开了的中间状态。
在插入孔2233内，以同轴状在轴向可移动地内插了轴体227。轴体227，在其上部具有在径向贯通了的长孔2272。在长孔2272内插入了被固定在控制轴223上的轴(销)2235，其限制插入孔2233内的轴体227的移动范围。轴体227的下部成为了实心的轴部2271，其直径比楔p4的最小内径大。
在控制轴223的下方，在内部空间2212中设置了筒状构件228。筒状构件228被做成了在内部空间2212中的由轴2235限制的范围内可上下地自由移动，是为了由其自重从上方抑制楔p4而设置的。
接着，参照图18～图23和已说明的图14对由工具T4进行的保持座P4的组装动作进行说明。
首先，对在图14的状态ST13中说明了的S32的作业进行说明。S32是由工具T4对保持座P4进行保持，并从零件准备区域R2取出的作业。如果头部71向零件准备区域R2上移动并下降，主体部221的下端面221a与保持座P4的上面抵接，则由磁铁229对保持座P4进行保持。图18的状态ST21表示将保持座P4保持在保持单元220上的状态。一对楔片C、C位于保持座P4内。
接着，对在图14的状态ST13中说明了的S33的作业进行说明。S33是将一对楔片C以在工具T4内可插入阀P2的轴杆的方式分离而保持在工具T4上的作业。头部71向图8所示的分离装置91上移动并下降，如图19的状态ST22所示，成为保持座P4就座在分离装置91上的状态。
对驱动单元210进行驱动，使控制轴223下降，使臂构件225的抵接部2252与最小直径部2234a抵接。由此，如状态ST22所示，爪部2253成为开放了的开状态，可将楔片C导入内部空间2212内。
接着，对分离装置91的动作执行器91b进行驱动，使上推轴91a上升。上推轴91a与楔p4的内径相比是大直径，与保持座P4的内径相比是小直径。因此，如图19的状态ST23所示，通过保持座P4，将楔p4向保持单元220推。楔p4一边被筒状构件228从上方抑制，一边被上推到内部空间2212。而且，由磁铁229的磁力将一对楔片C、C左右地分离。通过以上那样，成为楔片C、C被保持在保持单元220的内部的状态。
接着，对在图14的状态ST13中说明了的S34的作业进行说明。S34是在Y方向水平移动保持座P4地向工件作业区域R1移动，并组装在汽缸头W上的作业。如上所述，由磁铁229的磁力，保持座P4被保持在保持单元220的下端部，楔片C、C在分离状态下被保持在保持单元220内部。头部71向汽缸头W上移动并下降，如图20的状态ST24所示，从保持单元220的下端部使阀P2的轴杆上端进入。另外，在该图中省略了弹簧P3的图示。
工具T4被下降到阀P2的轴杆上端的卡合部位于楔片C、C之间的部位。在此，对驱动单元210进行驱动，仅使控制轴223上升，使臂构件225的抵接部2252与最大直径部2234c抵接。由此，爪部2253成为闭状态，反抗磁铁229的磁力，爪部2253将楔片C向轴杆侧按压，能使楔片C、C与轴杆上端的卡合部卡合。
但是，就这样，不能从阀P2拔出工具T4。因此，接着，对驱动单元210进行驱动，仅使驱动轴223稍微下降，使臂构件225的抵接部2252与中间直径部2234b抵接。由此，如状态ST25所示，爪部2253成为稍微打开的中间状态。通过稍微打开爪部2253，存在楔片C由磁铁229的磁力再次向分离方向动的情况，但由于爪部2253不是开状态下，所以楔片C和轴杆上端的卡合部至少处于半卡合的状态。
在此状态下上升头部71而使工具T4整体上升。这样，通过保持单元220的上升，保持座P4开始上升，但楔片C不追随，能在楔片C、C进入保持座P4的同时，一边维持楔片C和轴杆上端的卡合部的卡合状态，一边从阀P2拔出工具T4。此结果，如图21的状态ST26所示，保持座P4被组装在阀P2的轴杆上。另外，在该图中也省略了弹簧P3的图示。
接着，对在图14的状态ST13中说明了的S35的作业进行说明。S35是将工具T4向检查装置93移动，检查一对楔片C是否残留在工具T4内(保持单元220内)的作业。这是确认保持座P4是否被正确地组装在阀P2的轴杆上的作业。在组装失败了的情况下，成为楔片C残留在保持单元220内，或者保持座P4由磁力保持在保持单元220的端部的状态保持不变。因此，进行检查。
头部71向检查装置93上移动，如图22的状态ST27所示，将保持单元220向检查装置93下降。如果使头部71下降规定量，则保持单元220向检查装置93内进入规定量。
如图23的状态ST28A所示，在楔片C残留在保持单元220内的情况下，楔片C与按钮部93a干涉而按压按钮部93a。检测部93b检测到按钮部93a的按压，检测到楔片C残留。因此，被判定为保持座P4的组装失败了。
如图23的状态ST28B所示，在楔片C没有残留在保持单元220内的情况下，按钮部93a进入内部空间2212但没有被按压。由于检测部93b没有检测到按钮部93a的按压，所以检测到楔片C没有残留。因此，被判定为保持座P4的组装成功了。
本发明不被上述实施方式限制，不脱离本发明的精神及范围地能进行各种各样的变更及变形。因此，为了公开本发明的范围，附上以下的权利要求。
Claims (7)
1.一种作业装置，其特征在于，具备：
搭载工件的主托盘；
相对于上述主托盘可分离地安装，搭载向上述工件组装的零件的辅助托盘；
水平输送上述主托盘的输送机构；
设置在由上述输送机构进行的上述主托盘的输送轨道的规定位置的下方，使被搭载在上述主托盘上的上述工件从上述主托盘分开并升降的升降机构；
设置在上述升降机构的至少一侧，使被安装在上述主托盘上的上述辅助托盘从上述主托盘分离并升降的移动机构；
保持由上述升降机构上升到工件作业区域的上述工件，并使其绕水平轴旋转的旋转机构；和
从由上述移动机构上升到零件准备区域的上述辅助托盘取出零件，将该零件组装在位于上述工件作业区域的上述工件上的作业单元。
2.如权利要求1记载的作业装置，其特征在于，
上述零件准备区域，在与上述输送机构的输送方向正交的水平方向，离开了上述工件作业区域，
上述移动机构，相对于上述主托盘，可在上述水平方向和上下方向移动上述辅助托盘，
上述作业装置，还具备：
被配置在上述工件作业区域和上述零件准备区域之间，在将从上述辅助托盘取出的上述零件组装在上述工件上之前，相对于上述零件进行规定的处理的处理装置。
3.如权利要求2记载的作业装置，其特征在于，
上述移动机构，具备：
将上述辅助托盘在上下方向移动的第一移动部；和
使上述第一移动部在上述水平方向移动的第二移动部。
4.如权利要求2记载的作业装置，其特征在于，
上述作业单元，具备：
更换自由地安装作业工具的头部；和
使上述头部在上述输送方向、上述水平方向及上下方向移动的移动装置，
上述作业装置，还具备搭载多种作业工具的工具载置部，
在上述水平方向，按照上述工件作业区域、上述处理装置、上述零件准备区域、上述工具载置部的顺序配置了它们。
5.如权利要求2记载的作业装置，其特征在于，还具备：
通过以上述水平方向为转动中心转动上述旋转机构，使被保持在上述旋转机构上的上述工件绕水平轴倾斜的倾斜机构。
6.如权利要求1记载的作业装置，其特征在于，
上述输送机构是输送机，
上述输送机构成设置在主输送线的中途部的多个并列线之一。
7.一种控制方法，其是具备如下部分的作业装置的控制方法：
搭载工件的主托盘；
相对于上述主托盘可分离地安装，搭载向上述工件组装的零件的辅助托盘；
水平输送上述主托盘的输送机构；
设置在由上述输送机构进行的上述主托盘的输送轨道的规定位置的下方，使被搭载在上述主托盘上的上述工件从上述主托盘分开并升降的升降机构；
设置在上述升降机构的至少一侧，使被安装在上述主托盘上的上述辅助托盘从上述主托盘分离并升降的移动机构；
保持由上述升降机构上升到工件作业区域的上述工件，并使其绕水平轴旋转的旋转机构；和
从由上述移动机构上升到零件准备区域的上述辅助托盘取出零件，将该零件组装在位于上述工件作业区域的上述工件上的作业单元，
其特征在于，具备：
由上述输送机构将安装了上述辅助托盘的上述主托盘向上述规定位置输送的输送工序；
从到达了上述规定位置的上述主托盘，由上述升降机构将上述工件分开并向上述工件作业区域上升的工件上升工序；
从到达了上述规定位置的上述主托盘，由上述移动机构将上述辅助托盘分离并向上述零件准备区域上升的辅助托盘分离上升工序；
将上述工件作业区域的上述工件由上述旋转机构保持，并向规定的方向旋转的旋转工序；和
由上述作业单元，从位于上述零件准备区域的上述辅助托盘取出零件，使该零件水平移动，由上述旋转机构将取出的零件向在上述工件作业区域中被保持的上述工件组装的组装工序。
Applications Claiming Priority (1)
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