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Diese
Anmeldung beansprucht die ausländische
Priorität
der japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-303366, eingereicht am
18. Oktober 2005, deren gesamte Inhalte hierin durch Bezugnahme
eingeschlossen sind.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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<GEBIET DER ERFINDUNG>
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Technologie zum Einbau eines
Werkstücks
zur Kopplung eines ersten Elements und eines zweiten Elements durch
einen Clip und eine Schraube.
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<BETREFFENDES FACHGEBIET>
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Im
Stand der Technik ist eine Vorrichtung zum Einbau eines Werkstücks zum
Koppeln eines ersten Elements und eines zweiten Elements durch einen
Clip und eine Schraube bekannt (siehe beispielsweise JP-A-04-210346
(1)).
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Die
Vorrichtung der JP-A-04-210346 wird unter Bezugnahme auf die folgende
Ansicht erläutert.
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22 ist eine Ansicht zur
Erläuterung
eines grundlegenden Aufbaus der Technologie des Stands der Technik,
wobei eine Tür 201 eines
ein erstes Element bildenden Kraftfahrzeugs durch eine Überkopffördereinrichtung 202 zu
einem Werkstückladeabschnitt 203 transportiert
wird und bewegt wird, um an dem Werkstückladeabschnitt 203 zusammen
mit einer Aufhängung 205 an
einem mobilen Träger 204 angebracht
zu werden.
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Ferner
wird der die montierte Tür 201 haltende
mobile Träger 204 nachfolgend durch
Montagezonen 206 bis 208 bewegt und eine Bedienperson 210, die
sich an den Montagezonen 206 bis 208 befindet, baut
anschließend
das zweite Teil sowie eine Mehrzahl anderer Teile an der Tür 201 an.
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Ferner
werden das zweite Element und die Mehrzahl anderer an der Tür 201 angebauter
Teile an einer Teilanordnungszone 211 auf den mobilen Träger 204 aufgeladen,
bevor sie bewegt werden, um an dem mobilen Träger 204 montiert zu
werden.
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Es
gibt dabei einen Fall, bei welchem das zweite Teil an der Tür 201 durch
einen Clip und eine Schraube befestigt wird. Wenn ein Drehmoment
der Schraube durch eine Muttemanziehmaschine erfasst wird, so kann
ein Festziehzustand derselben kontrolliert werden.
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Andererseits
ist der Clip ein Teil, das in ein Loch eingedrückt wird, um mit einer Kante
des Lochs durch Verbreiterung eines vorderen Endabschnitts desselben,
welches durch das Hindurchtreten durch das Loch freigegeben wird,
in Eingriff gebracht zu werden, und daher ist es schwierig, zu erfassen,
ob der Clip perfekt an dem Loch angebracht ist, und im Stand der
Technik hängt
die Erfassung von einer optischen Bestätigung durch die Bedienperson
ab.
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Es
tritt das Problem auf, dass eine Arbeitszeitdauer durch eine Dauer
der optischen Bestätigung
verlängert
wird, und außerdem
bestehen Bedenken, dass die Bedienperson etwas übersieht.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Eine
oder mehrere Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung stellen eine Technologie bereit, welche
zu einer automatischen Bestätigung
der Montage eines Clips bei der Kopplung eines ersten Elements und
eines zweiten Elements durch einen Clip und eine Schraube in der
Lage ist.
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Gemäß einer
oder mehrerer Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Einbau eines Werkstücks zum
Koppeln eines ersten Elements und eines zweiten Elements durch einen
Clip und eine Schraube bereitgestellt, umfassend: einen Vorbereitungsschritt,
in welchem das erste Element dem zweiten Element in einem Zustand
des Anbringens eines Basisabschnitts des Clips an dem ersten Element
zugewandt wird; einen Clipanbringungsschritt, in welchem der Clip
an einem Cliploch angebracht wird, welches an dem zweiten Element
vorgesehen ist, indem das erste Element gegen das zweite Element
gedrückt
wird; und einen Schraubbefestigungsschritt, in welchem das erste Element
mit dem zweiten Element durch die Schraube verbunden wird. In dem
Clipanbringungsschritt wird eine Druckreaktionskraft erfasst, wenn
das erste Element gegen das zweite Element gedrückt wird, und es wird auf Grundlage
einer Änderung
in der Druckreaktionskraft bestimmt, ob der Clip korrekt angebracht
ist.
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Ferner
wird gemäß einer
oder mehrerer Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Einbau eines Werkstücks zum
Koppeln eines ersten Elements und eines zweiten Elements durch einen
Clip und eine Schraube bereitgestellt, umfassend: Elementbewegungsmittel
zum Bewegen des zweiten Elements relativ zum ersten Element; Reaktionskrafterfassungsmittel,
die an den Elementbewegungsmitteln vorgesehen sind, um eine Druckreaktionskraft
zu erfassen, die erzeugt wird, wenn das zweite Element an dem ersten
Element angesetzt wird; Clipanbringungs-Bestimmungsmittel zum Bestimmen,
ob der Clip korrekt an einem Cliploch angebracht ist, indem die
durch die Reaktionskraftertassungsmittel erfasste Reaktionskraft
ausgelesen wird, und Schraubbefestigungsmittel zum Befestigen der
Schraube, wenn von den Clipanbringungs-Bestimmungsmitteln eine akzeptierbare
Information bereitgestellt ist.
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In
dem Verfahren einer oder mehrerer Ausführungsformen wird in dem Clipanbringungsschritt die
Druckreaktionskraft erfasst, wenn das erste Element gegen das zweite
Element gedrückt
wird, und auf Grundlage der Änderung
in der Druckreaktionskraft wird bestimmt, ob der Clip korrekt angebracht ist.
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Das
heißt,
dass bei der Kopplung des ersten Elements und des zweiten Elements
durch den Clip und die Schraube eine Bestätigung der Anbringung des Clips
automatisiert werden kann, eine Belastung für eine Bedienperson reduziert
werden kann und eine Zuverlässigkeit
der Bestätigung
der Anbringung gefördert
werden kann.
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Ferner
kann die Druckreaktionskraft durch einen kostengünstigen Drucksensor erfasst
werden, die Änderung
in der Druckreaktionskraft kann durch einen kostengünstigen
Steuer-/Regelabschnitt bestimmt werden und das Verfahren der Ausführungsformen
kann daher mit geringen Kosten ausgeführt werden.
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In
der Vorrichtung der Ausführungsformen
ist die Vorrichtung zum Einbau des Werkstücks mit den Clipanbringungs-Bestimmungsmitteln
zum Bestimmen der Akzeptierbarkeit durch Auslesen der durch die
Reaktionskrafterfassungsmittel erfassten Reaktionskraft ausgestattet
und daher ist es nicht notwendig, den Einbau des Werkstücks durch
optische Beobachtung der Bedienperson zu bestätigen.
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Zusätzlich kann
der kostengünstige
Drucksensor für
die Reaktionskrafterfassungsmittel vorgesehen sein, der kostengünstige Steuer-/Regelabschnitt
kann für
die Clipanbringungs-Bestimmungsmittel vorgesehen sein und die Vorrichtung
der Ausführungsformen
kann daher durch die kostengünstige
Vorrichtung realisiert werden.
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Das
heißt,
dass die Vorrichtung zum Einbau des Werkstücks der Ausführungsformen
ausgestattet ist mit: den Elementbewegungsmitteln, den Reaktionskrafterfassungsmitteln,
welche an den Elementbewegungsmitteln vorgesehen sind, und den Schraubbefestigungsmitteln
zum Befestigen der Schraube, sofern durch die Clipanbringungs-Bestimmungsmittel
akzeptiert, und daher können
das erste Element und das zweite Element vollständig automatisch zusammengebaut
werden.
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Andere
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
und den beigefügten
Ansprüchen
ersichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Draufsicht zur Erläuterung
von Schritten zum Zusammenbau von Werkstücken gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht, welche die Werkstücke zeigt.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht zum Erläutern einer Vorrichtung zum
Zusammenbau der Werkstücke.
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4 ist
eine Seitenansicht einer Montagevorrichtungsbasis, an welcher eine
Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung und dergleichen angebracht
sind.
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5 ist
eine Ansicht von der Pfeilmarkierung 5 der 4.
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6 ist
eine Seitenansicht der Befestigungsmontagevorrichtung.
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7 ist
eine Schnittansicht eines wesentlichen Abschnitts der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung.
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8 ist
eine Seitenansicht der Montagevorrichtungsbasis, einschließlich eines
Schraubbefestigungs-Antriebsabschnitts.
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9 ist
eine Ansicht von einer Pfeilmarkierung 9 der 8.
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10 ist
eine Ansicht, welche einen Abschnitt 10 der 3 vergrößert.
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11 ist
eine Blockdarstellung der Vorrichtung zum Zusammenbau der Werkstücke.
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12(a) illustriert eine Betriebsansicht zur Erläuterung,
dass ein an einer Seite eines ersten Elements vorgesehener Clip
an einem zweiten Element angebracht wird, und zwar in einem Vorbereitungsschritt.
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12(b) illustriert die Betriebsansicht zum Erläutern, dass
der an der Seite des ersten Elements vorgesehene Clip an dem zweiten
Element angebracht wird, und zwar in einem Clipanbringungsschritt.
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12(c) illustriert die Betriebsansicht zum Erläutern, dass
der an der Seite des ersten Elements vorgesehene Clip an dem zweiten
Element angebracht wird, und zwar in dem Clipanbringungsschritt.
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13 ist
eine Betriebserläuterungsdarstellung
zur Erläuterung
einer zeitlichen Änderungen
einer Druckreaktionskraft, wenn der Clip an einem Cliploch angebracht
wird.
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14(a) illustriert eine Betriebserläuterungsdarstellung
zur Erläuterung
einer zeitlichen Änderungen
der Druckreaktionskraft, wenn der Clip auf nicht normale Weise an
dem zweiten Element angebracht wird, wobei der Clip unter Abweichung
in das Cliploch gebracht wird.
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14(b) illustriert eine Betriebserläuterungsdarstellung
zum Erläutern
der zeitlichen Änderungen
der Druckreaktionskraft, wenn der Clip in nicht normaler Weise an
dem zweiten Element angebracht wird, wobei der Clip nicht in das
Cliploch gebracht werden kann, da er von diesem aus verlagert ist.
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15(a) illustriert eine Betriebsansicht zur Erläuterung,
dass ein vorderer Endabschnitt eines zylindrischen Elements in Kontakt
mit einem Kopf der Schraube gebracht wird, wobei die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung
der an dem Schraubdruckabschnitt angebrachten Schraube zugewandt wird.
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15(b) illustriert die Betriebsansicht zur Erläuterung,
dass der vordere Endabschnitt des zylindrischen Elements in Kontakt
mit dem Kopf der Schraube gebracht wird, wobei die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung
von der Position der 15(a) aus
weiter in Richtung einer Pfeilmarkierung S bewegt ist.
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15(c) ist eine Schnittansicht, welche einen Teil
der 15(b) vergrößert.
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15(d) illustriert die Betriebsansicht zur Erläuterung,
dass der vordere Endabschnitt des zylindrischen Elements in Kontakt
mit dem Kopf der Schraube gebracht wird, wobei die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung
von der Position der 15(b) aus
weiter in Richtung einer Pfeilmarkierung S bewegt ist.
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15(e) ist eine Schnittansicht, welche einen Teil
der 15(d) vergrößert.
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16(a) illustriert eine Betriebsansicht zur Erläuterung,
dass eine Schraubspitze in Eingriff mit dem Kopf der Schraube gebracht wird,
wobei keine Reaktionskraft auf den vorderen Endabschnitt der Schraubspitze
ausgeübt
wird.
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16(b) illustriert die Betriebsansicht zur Erläuterung,
dass die Schraubspitze in Eingriff mit dem Kopf der Schraube gebracht
ist, wobei die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung um eine Verschiebung
y weiter in Richtung einer Pfeilmarkierung S bewegt ist.
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17 ist
eine Betriebsansicht, welche zeigt, dass die Schraubspitze in Eingriff
mit dem Kopf der Schraube gebracht ist.
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18(a) illustriert eine Betriebsansicht zur Erläuterung,
dass die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung, welche die Schraube
aufnimmt, so hergestellt ist, dass sie einer vorbestimmten Position des
Werkstücks
zugewandt ist.
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18(b) illustriert die Betriebsansicht zur Erläuterung,
dass der Schraubbefestigungsantriebsabschnitt an der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung
angebracht ist.
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18(c) illustriert die Betriebsansicht zur Erläuterung,
dass die Schraube an dem Werkstück durch
einen Mechanismus der Drehung und Zuführung eines rotierenden Zylinders
befestigt wird.
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19 ist
eine Betriebsansicht zur Erläuterung,
dass die von der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung aufgenommene
Schraube an dem Werkstück
durch den Befestigungsantriebsabschnitt befestigt wird.
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20 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
eines tatsächlichen
Schraubbefestigungsbetriebs.
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21 ist
eine einen Abschnitt 21 vergrößernde Ansicht der 20.
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22 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
eines Basisaufbaus des Stands der Technik.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Beispielhafte
Ausführungsformen
der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Ferner wird eine Ansicht in Richtung einer Bezeichnung
betrachtet.
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1 ist
eine Draufsicht zur Erläuterung
eines Schritts des Anbaus eines Werkstücks gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
und ein Schritt 10 zum Anbau eines Werkstücks ist
ein Schritt, welcher an einer Fördereinrichtung 11 vorgesehen
ist und eine Mehrzahl von Halterungs-Montagevorrichtungen 12 ...
(„..." bezeichnet eine
Mehrzahl; das Gleiche gilt in der Folge) an der Fördereinrichtung 11 umfasst.
Ferner sind die Werkstücke 14 ...
an den Halterungs-Montagevorrichtungen 12 ... angebracht.
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Ein
einzelnes Werkstück 14 umfasst
dabei ein erstes Element 15, welches ein anbauendes Werkstück bildet,
sowie ein zweites Element 17, welches ein angebautes Werkstück bildet.
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Der
Schritt 10 des Zusammenbaus der Werkstücke umfasst einen Vorbereitungsschritt 21, um
das erste Element dem zweiten Element 17 zuzuwenden, einen
Druckschritt 22 zum Drücken
des ersten Elements 15 gegen das zweite Element 17 und einen
Schraubbefestigungsschritt 23 zum Verbinden des ersten
Elements 15 mit dem zweiten Element 17.
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Eine
Vorrichtung 30 zum Zusammenbau der Werkstücke wird
gemeinschaftlich in dem Druckschritt 22 und dem Schraubbefestigungsschritt 23 verwendet
und daher können
der Druckschritt 22 und der Schraubbefestigungsschritt 23 im
gleichen Schritt vorgesehen sein. Ferner wird die Halterungs-Montagevorrichtung 12,
an welchem das zweite Element 17 angebracht ist, das eines
der Werkstücke 14 bildet,
in dem Schritt positioniert und das erste Element 15 wird
unter Verwendung der Vorrichtung 30 zum Zusammenbau des
Werkstücks
an dem zweiten Element 17 angebaut. Speziell wird das Werkstück 14 gedrückt, um
an einer vorbestimmten Position angebracht zu werden, und die Schraube wird
festgezogen.
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Bezugszeichen 31 bezeichnet
einen Sicherheitszaun, welcher eine Umgebung der Vorrichtung 30 zum
Anbau des Werkstücks
umläuft,
Bezugszeichen 32 bezeichnet eine Schiene, um die Vorrichtung 30 zum
Anbau des Werkstücks
in orthogonale oder in parallele Beziehung mit Schritt 10 des
Anbaus des Werkstücks
zu bringen, Bezugszeichen 33a, 33b bezeichnen
einen Eingang und einen Ausgang zur und von der Vorrichtung 30 zum
Anbau des Werkstücks.
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Die
Schiene 32 ist an einer Bodenfläche orthogonal oder parallel
zum Schritt 10 des Anbaus des Werkstücks vorgesehen. Gelenkroboter 36L, 36R sind
bewegbar an der Schiene 32 angeordnet.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht, welche die Werkstücke gemäß der beispielhaften Ausführungsform
zeigt. In der beispielhaften Ausführungsform ist das erste Element 15 eine
Türverkleidung 16 und
das zweite Element 17 ist eine Türplatte 18.
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Eine
Position der Türverkleidung 16 (oder Auskleidungselement 16)
wird der Türplatte 18 angepasst,
durch Drücken
einer Oberfläche
der Türverkleidung 16 werden
eine Mehrzahl von Clips 37 ..., welche zuvor an der Türverkleidung 16 angebracht wurden,
an Löchern 38 ...
angebracht, und anschließend
werden die Türplatte 18 und
die Türverkleidung 16 durch
Festziehen einer Schraube 84 zusammengebaut.
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Speziell
wird die Türverkleidung 16,
welche Clipkopplungsabschnitte 41 ... und einen Schraubkopplungsabschnitt 42 aufweist,
an der Türplatte 18 angebracht,
welche die Cliplöcher 38 ...
und ein Schraubloch 39 aufweist.
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Anschließend werden
in dem Schritt des Andrückens
der das erste Element 15 bildenden Türverkleidung 16 an
der das zweite Element 17 bildenden Türplatte 18 die Clips 37 ...,
welche an der Türverkleidung 16 angebracht
sind, an den sich in der Türplatte 18 öffnenden
Löchern 38 ...
angebracht und daher wird der Druckschritt 22 als ein Clipanbringungsschritt 24 bezeichnet.
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Unter
Bezugnahme zurück
auf 1 wird in dem Vorbereitungsschritt 21 die
Türverkleidung 16 so
angeordnet, dass sie eine Fläche 18b an
einer Innenseite der Türplatte 18b,
an der die Halterungs-Montagevorrichtung 12 angebracht
ist, überdeckt,
und die Türverkleidung 16 wird
an der Türplatte 18 angesetzt.
Ferner wird die Türverkleidung 16 durch
eine Bedienperson P angesetzt.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung der Vorrichtung zum
Anbau des Werkstücks
und die Vorrichtung 30 zum Anbau des Werkstücks ist
mit einer Roboterplatte 44 versehen, welche einen Basisabschnitt
des Roboters bildet, und zwei Teile der Gelenkroboter 36L, 36R sind
so ausgerichtet, dass sie auf der Roboterplatte 44 angeordnet
sind.
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Der
linke Gelenkroboter 36L umfasst einen Roboterarm 51L und
umfasst einen Druckstempel 54L an einem vorderen Endabschnitt
des Roboterarms 51L.
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Der
rechte Gelenkroboter 36R umfasst einen Roboterarm 51R und
umfasst einen Druckstempel 54R an einem vorderen Endabschnitt
des Roboterarms 51R.
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Wie
folgt werden Strukturen der an den vorderen Endabschnitten der jeweiligen
Roboterarme 51L, 51R vorgesehenen Druckstempel 54L, 54R,
einer Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 und eines
Schraubbefestigungs-Antriebsabschnitts 115 beschrieben.
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4 ist
eine Seitenansicht einer Montagevorrichtungsbasis, an welcher die
Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung angebracht ist, eine Montagevorrichtungsbasis 52L ist
an einem vorderen Endabschnitt des Roboterarms 51 angebracht,
an der Montagevorrichtungsbasis 52L sind Schraubbefestigungs-Montagevorrichtungen 50A bis 50C (nur 50A, 50B auf
dieser Seite sind gezeigt) und der Druckstempel 54L über ein
Strebenelement 53L angebracht.
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Die
Schraubbefestigungs-Montagevorrichtungen 50A bis 50C bilden
Aufnahmen zum Halten von Schrauben an vorderen Enden derselben und bewegen
die Schrauben zu dem Werkstück,
um sie einer Position zur Befestigung des Werkstücks in einem gegebenen Zustand
zuzuwenden.
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Ferner
drückt
der Druckstempel 54L die Türverkleidung (Bezugszeichen 16 der 3),
welche das anbauende Werkstück
bildet, mit einer vorbestimmten Kraft, um die Türverkleidung an einer vorbestimmten
Position der Türplatte
(Bezugszeichen 18 der 3), welche
das angebaute Werkstück
bildet, anzubauen.
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Das
heißt,
das erste Element 15 (Türverkleidung 16)
wird durch den Druckstempel 54L zu dem zweiten Element 17 (Türplatte 18)
bewegt.
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Zusätzlich dazu
ist ein nicht illustriertes Reaktionskrafterfassungsmittel vorgesehen,
welches an dem Druckstempel 54L bereitgestellt ist, um
eine Druckreaktionskraft zu erfassen, die erzeugt wird, wenn die
Türverkleidung 16 an
der Türplatte 18 angebracht
wird.
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5 ist
eine Ansicht gemäß Pfeilmarkierung 5,
wobei die Montagevorrichtungsbasis 52L sich in kreuzartiger
Form von einem vorderen Endabschnitt des Roboterarms 51L in
eine Richtung nach links, nach oben und nach unten erstreckt und die
drei Schraubbefestigungs-Montagevorrichtungen 50A bis 50C an
einem linken Ende 52m, einem oberen Ende 52t und
einem unteren Ende 52b angebracht sind. Die Spezifikationen
der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtungen 50A bis 50C sind durch
dieselbe Spezifikation gebildet. Ferner ist ein rechtes Ende 52r der
Montagevorrichtungsbasis 52L über das Strebenelement 54L mit
dem Druckstempel 54L verbunden.
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Bezugszeichen 55L bezeichnet
eine CCD-Kameraeinheit zur Erkennung einer Position des Werkstücks.
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6 ist
eine Seitenansicht der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung.
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Die
Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 ist an der Montagevorrichtungsbasis 52L vorgesehen
und bildet die folgenden Hauptbestandteile aus: ein Halteelement 61 zum
Halten der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 an
der Montagevorrichtungsbasis 52L, einen Drehzylinder 62,
welcher in Auf-Ab-Richtung verläuft,
indem er das Halteelement 61 durchdringt, um eine Befestigungskraft zu übertragen,
einen Aussparungsfutterabschnitt 63, welcher an einem oberen
Endabschnitt des Drehzylinders 62 vorgesehen ist und auf
welchen eine Befestigungskraft von nicht illustrierten Antriebsmitteln aus übertragen
wird, eine Drehwelle 64, die auf ähnliche Weise durch den Drehzylinder 62 von
einer unteren Seite des Drehzylinders 62 aus eingeführt ist und
so vorgesehen ist, dass sie in der Lage ist, sich vorwärts zu bewegen,
sich rückwärts zu bewegen und
in einer axialen Richtung des Drehzylinders 62 zu drehen,
eine Schraubspitze 66, welche sich von der Drehwelle 64 aus
zu einer unteren Seite der Zeichnung mittels eines Verbindungselements 65 erstreckt,
ein zylindrisches Element 71, welches überdeckend um eine Umgebung
der Schraubspitze 66 geführt ist, sowie einen Schraubenaufnahme-
und -haltemechanismus 70, der eine Vakuumröhre 67 umfasst,
die mit dem zylindrischen Element 71 in Verbindung steht,
um die Schraube aufzunehmen.
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Das
heißt,
dass die an dem Roboterarm 51 angebrachte Montagevorrichtungsbasis 52L mit
dem Drehzylinder 62 ausgestattet ist, der in axialer Richtung
bewegbar ist, der Drehzylinder 62 mit der Drehwelle 64 ausgestattet
ist, die in der axialen Richtung bewegbar ist, die Drehwelle 64 an
der Schraubspitze 66 in stangenartiger Form in axialer
Richtung bewegbar angebracht ist, die Schraubspitze 66 an
dem zylindrischen Element 71 in axialer Richtung bewegbar angebracht
ist und die Vakuumröhre 67 mit
dem zylindrischen Element 71 verbunden ist.
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7 ist
eine Schnittansicht eines wesentlichen Abschnitts der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung.
An der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 ist
das Halteelement 61 von einer unteren Seite der Montagevorrichtungsbasis 51L mittels
Schrauben 73, 73 angebracht, der Drehzylinder 62 ist
an dem Halteelement 61 von einer unteren Seite desselben
in ähnlicher
Weise befestigt, eine Zentralwelle 76 zur Begrenzung einer
Bewegung in Radiusrichtung ist eingeführt, um an einem zweiten Federelement 75 von
einer unteren Seite aus befestigt zu sein, ein Innengewindeabschnitt 78 der
Drehwelle 64 ist mit einem Außengewindeabschnitt 77 verschraubt,
welcher an einem unteren Endabschnitt der Zentralwelle 76 vorgesehen
ist, die Zentralwelle 76 und die Drehwelle 64 sind
zusammengebaut und die Drehwelle 64 ist an dem Drehzylinder 62 befestigt.
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In
diesem Fall ist ein Drehwellenverdrehmechanismus 80 zwischen
dem Drehzylinder 62 und der Drehwelle 64 vorgesehen,
so dass die Drehwelle 64 verdreht wird, wenn sich die Drehwelle 64 relativ
zum Drehzylinder 62 nach hinten bewegt, und zwar indem eine
Spiralnut 81 an einer Seitenfläche des Drehzylinders 62 ausgebildet
ist, die Drehwelle 64 an der Spiralnut 81 angebracht
ist und ein Stift 82 an der Drehwelle 64 vorgesehen
ist.
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Im
Detail wird nun der Drehwellenverdrehmechanismus 80, der
Schraubenaufnahme- und -haltemechanismus 70 und ein Mechanismus 110 zum
Drehen und Vorschieben des Drehzylinders, welche wesentliche Mechanismen
der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 bilden, beschrieben.
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Als
erstes wird der Drehwellenverdrehmechanismus 80 erläutert.
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Der
Drehwellenverdrehmechanismus 80 dient dazu, einen vorderen
Endabschnitt 66t der Schraubspitze 66 an einer
Befestigungsnut 84m anzusetzen, die an einem Kopf 84t einer
Schraube 84 bereitgestellt ist. Wenn ferner der vordere
Endabschnitt 66t der Schraubspitze den Kopf 84t der Schraube
berührt
und auf die Drehwelle 64 eine Kraft in einer Richtung nach
oben ausgeübt
wird, so wird die Drehwelle 64 verdreht, während sie
entlang der Spiralnut 81 nach hinten bewegt wird.
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Da
ferner die Drehwelle 64 ein Element ist, welches von einer
oberen Seite her durch das zweite Federelement 75 vorgespannt
wird, so wird dann, wenn die Schraubspitze 66 von dem Kopf 84t der Schraube
getrennt wird und die Kraft in Aufwärtsrichtung aufgehoben wird,
die Drehwelle 64 in eine Ausgangsposition zurückkehren.
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Das
heißt,
dass der Drehwellenverdrehmechanismus 80 die Sprialnut 81 umfasst,
welche an dem Drehzylinder 62 vorgesehen ist, sowie den
Stift 82, der an der Drehwelle 64 vorgesehen und
an der Spiralnut 81 angebracht ist, wobei der Drehwellenverdrehmechanismus 80 zwischen
dem Drehzylinder 62 und der Drehwelle 64 vorgesehen
ist und die Drehwelle 64 relativ zu dem Drehzylinder 62 durch eine
Betätigung
der Drehwelle 64 zur Rückwärtsbewegung
relativ zum Drehzylinder 62 dreht.
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Der
Drehwellenverdrehmechanismus 80 ist durch eine einfache
Struktur gebildet, welche die an dem Drehzylinder 62 vorgesehene
Spiralnut 81 und den an der Drehwelle 64 vorgesehenen
und an der Spiralnut 81 angebrachten Stift 82 umfasst,
und erzielt somit einen Vorteil dahingehend, dass er in der Lage
ist, die Herstellungskosten der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 zu
begrenzen.
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Als
nächstes
wird der Schraubenaufnahme- und -haltemechanismus 70 erläutert.
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Der
Schraubenaufnahme- und -haltemechanismus 70 umfasst eine
zylindrische Halterung 92, welche an einem oberen Abschnitt
der Schraubspitze 66 mittels Befestigungselementen 91, 91 befestigt ist,
ein zylindrisches Rumpfelement 93, welches durch die zylindrsche
Halterung 92 gehalten wird, einen Schieber 94,
der in dem zylindrischen Rumpfelement 93 aufgenommen und
in der axialen Richtung verschiebbar in dem Rumpfelement 93 vorgesehen ist,
ein erstes Federelement 95 zum Vorspannen des Schiebers 94,
wobei der Schieber 94 durch das erste Federelement 95 vorgespannt
und derart vorgesehen ist, dass er in der Lage ist, sich relativ
zur zylindrischen Halterung 92 in der axialen Richtung
der Schraubspitze 66 nach vorn und nach hinten zu bewegen,
das zylindrische Element 71, das integral an dem Schieber 94 angebracht
ist, um den Kopf 84t der Schraube an einem vorderen Endabschnitt
desselben aufzunehmen, und die Vakuumröhre 67, welche mit
dem Inneren des zylindrischen Elements 71 in Verbindung
steht und an einem Seitenabschnitt des zylindrischen Rumpfelements 93 vorgesehen
ist.
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Die
Vakuumröhre 67 ist
durch ein Rohr 96 mit einer nicht dargestellten Vakuumpumpe
verbunden.
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Ein
vorderer Endabschnitt 71t des zylindrischen Elements 71 ist
derart vorgesehen, dass er in der Lage ist, sich in der axialen
Richtung relativ zu dem vorderen Endabschnitt 66t der Schraubspitze 66 nach
vom und nach hinten zu bewegen, und die Schraubspitze 66 ist
derart vorgesehen, dass sie in der Lage ist, sich relativ zu Montagevorrichtungsbasis 52 zu
drehen und nach vorn und nach hinten zu bewegen.
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Schließlich wird
der Mechanismus 110 zur Drehung und für den Vorschub des Drehzylinders
erläutert.
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Unter
Rückbeziehung
auf 6 dient der Mechanismus 110 zur Drehung
und zum Vorschub des Drehzylinders 62 dazu, den Drehzylinder 62 relativ
zur Montagevorrichtungsbasis 52 zu einer unteren Seite
zu bewegen, indem das Antriebsstück 66 durch ein
vorbestimmtes Befestigungsdrehmoment gedreht wird und eine vorbestimmte
Kraft zu einer unteren Seite der Zeichnung hin ausgeübt wird.
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Der
Drehzylinder 62 wird durch das Halteelement 61 hindurchgeführt, der
Drehzylinder 62 wird relativ zu dem Halteelement 61 in
der axialen Richtung verschiebbar vorgesehen, ein drittes Federelement 111 wird
an dem Drehzylinder 62 von einer oberen Seite der Montagevorrichtungsbasis 52L angebracht und
anschließend
wird an dem Drehzylinder 62 der Aussparungsfutterabschnitt 61 angebracht,
welcher mit einem Schraubbefestigungsantriebsabschnitt verbunden
ist, wie in Bezug auf die folgende Ansicht erläutert wird. Bezugszeichen 62a bezeichnet
einen Flanschabschnitt, welcher an dem Drehzylinder 62 vorgesehen
ist, und durch Kontaktieren des Flanschabschnitts 62a mit
dem darüber
vorgesehenen Halteelement 61 kann eine Bewegung des Drehzylinders 62 zu
einer oberen Seite hin um einen konstanten Betrag oder mehr verhindert
werden.
-
Indem
das dritte Federelement 111 zwischen dem Aussparungsfutterabschnitt 63 an
der Montagevorrichtungsbasis 52L bereitgestellt wird, kann
der Drehzylinder 62 dann, wenn eine Kraft auf den Aussparungsfutterabschnitt 63 in
axialer Richtung zur unteren Seite hin ausgeübt wird, gegen eine Kraft des
dritten Federelements 111 zur unteren Seite hin bewegt
werden. Zusätzlich
kann durch Ausüben
eines Drehmoments zur Drehung des Aussparungsfutterabschnitts 63 der
Drehzylinder 62 gedreht werden.
-
Unter
Rückbeziehung
auf 7 umfasst die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 das
an der Montagevorrichtungsbasis 52L angebrachte Halteelement 61,
den Drehzylinder 62, welcher an dem Halteelement 61 angebracht
ist und an seinem Umfang die Spiralnut 81 aufweist, die
Drehwelle 64, welche an dem Drehzylinder 62 angebracht
ist und den Stift 82 aufweist, sowie das zweite Federelement 75 zum
Vorspannen der Drehwelle 64. Durch Bewegen des Schiebers 94 relativ
zur zylindrischen Halterung 92 wird ferner das zylindrische
Element 71 zurück und
vorwärts
bewegt und durch Bewegen des Stifts 82 entlang der Spiralnut 81 wird
der vordere Endabschnitt 71t des zylindrischen Elements 71 vorwärts und
zurück
bewegt und zusammen mit dem Antriebsstück 66 relativ zu dem
Halteelement 61 verdreht.
-
8 ist
eine Seitenansicht der Montagevorrichtungsbasis, umfassend einen
Schraubbefestigungs-Antriebsabschnitt, wobei an dem vorderen Endabschnitt
des Roboterarms 51R die Montagevorrichtungsbasis 52R angebracht
ist, an der Montagevorrichtungsbasis 52R ein Schraubbefestigungs-Antriebsabschnitt 115 einschließlich eines
Schraubbefestigungsantriebsmittels 114 angebracht ist und
an der Montagevorrichtungsbasis 52R der Druckstempel 54R als
Elementbewegungsmittel 45 angebracht ist.
-
Der
Schraubbefestigungs-Antriebsabschnitt 115 umfasst Schraubbefestigungsantriebsmittel 114 und
durch das Schraubbefestigungsantriebsmittel 114 wird auf
das an der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung (Bezugszeichen 50 in 7)
vorgesehene Antriebsstück
ein vorbestimmtes Drehmoment und eine vorbestimmte Kraft ausgeübt.
-
Ferner
umfasst der Schraubbefestigungs-Antriebsabschnitt 115 eine
Zylindereinheit 117 und eine Feder 118 und dient
dazu, die Schraube, welche so angeordnet ist, dass sie einem Werkstück zugewandt
ist, vorzuschieben und die Schraube durch den Schraubbefestigungs-Antriebsabschnitt 115 festzuziehen.
-
Der
Druckstempel 54R baut die Türverkleidung an einer vorbestimmten
Position der das angebaute Werkstück bildenden Türplatte
(Bezugszeichen 18 der 3) an, indem
er eine Kraft auf die das anbauende Werkstück bildende Türverkleidung (Bezugszeichen 16 der 3)
durch eine vorbestimmte Kraft vor der Befestigung der Schraube an dem
Werkstück
ausübt.
-
Das
heißt,
dass durch den Druckstempel 54R das erste Element 15 (Türverkleidung 16)
zu dem zweiten Element 17 (Türplatte 18) bewegt
wird.
-
Zusätzlich dazu
ist ein nicht illustriertes Reaktionskrafterfassungsmittel vorgesehen,
welches an dem Druckstempel 54R bereitgestellt ist, um
eine Druckreaktionskraft zu erfassen, welche erzeugt wird, wenn
die Türverkleidung 16 an
der Türplatte 18 angebracht
wird.
-
9 ist
eine Ansicht gemäß einer
Pfeilmarkierung 9 der 8, wobei
sich die Montagevorrichtungsbasis 52R von dem vorderen
Endabschnitt des Roboterarms 51R erstreckt und das Schraubbefestigungs-Antriebsmittel 114 an
dem linken Ende 52m der Montagevorrichtungsbasis 52R angebracht
ist. Ferner ist der Druckstempel 54R an einem rechten Ende 52r der
Montagevorrichtungsbasis 52R angebracht. Bezugszeichen 55R bezeichnet
eine CCD-Kameraeinheit zum Erkennen der Position des Werkstücks.
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10 ist
eine Ansicht, welche einen Abschnitt 10 der 3 vergrößert, wobei
der linke Gelenkroboter 36L gebildet ist durch den frei
in der Umgebung des Werkstücks
bewegten Roboterarm 51L, das Werkstück-Druckmittel 57 mit
dem Druckstempel 54L zum Drücken des Werkstücks, das
nicht dargestellte Reaktionskraftertassungsmittel, welches an dem
Werkstück-Druckmittel 57 vorgesehen
ist, um die auf das Werkstück-Druckmittel 57 ausgeübte Reaktionskraft
zu erfassen, sowie die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50, welche
eines der Schraubbefestigungsmittel 49 bildet.
-
Ferner
umfasst der rechte Gelenkroboter 36R den frei in der Umgebung
des Werkstücks
bewegten Roboterarm 51R, das Werkstück-Druckmittel 57,
welches mit dem Druckstempel 54R zum Drücken des Werkstücks ausgestattet
ist, sowie das nicht dargestellte Reaktionskrafterfassungsmittel, welches
an dem Werkstück-Druckmittel 57 vorgesehen
ist, um die auf das Werkstück-Druckmittel 57 ausgeübte Reaktionskraft
zu erfassen. Ferner ist der vordere Endabschnitt des Roboterarms 51R mit
dem Schraubbefestigungs-Antriebsabschnitt
versehen (Bezugszeichen 115 der 8).
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Das
Schraubbefestigungsmittel 49 umfasst die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50, welche
an dem vorderen Endabschnitt des linken Roboterarms 51L vorgesehen
ist, sowie den Schraubbefestigungs-Antriebsabschnitt 115, welcher
an dem vorderen Endabschnitt des rechten Roboterarms 51R vorgesehen
ist; diese sind aufgeteilt an den beiden Roboterarmen 51L, 51R vorgesehen.
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11 ist
eine Blockdarstellung der Vorrichtung zum Anbau des Werkstücks, wobei
die Vorrichtung 30 zum Anbau des Werkstücks die Roboter 36L, 36R umfasst,
welche frei in der Umgebung des Werkstücks bewegliche Bewegungselemente 131L, 131R bilden,
die Werkstück-Druckmittel 57L, 57R umfasst, um
das anbauende Werkstück
an das angebaute Werkstück
an den Robotern 36L, 36R zu drücken, das Reaktionskrafterfassungsmittel 132L, 132R umfasst,
um die auf die Werkstück-Druckmittel 57L, 57R ausgeübten Reaktionskräfte zu erfassen,
Clipanbringungs-Bestimmungsmittel 135L, 135R umfasst,
um den Clipkopplungsabschnitt (Bezugszeichen 41 der 2)
durch die erfassten Reaktionskräfte
der Druckerfassungsmittel 132L, 132R als normal oder
unnormal zu ermitteln, und das Schraubbefestigungsmittel 49 umfasst,
um die Schraube (Bezugszeichen 84 der 2)
an dem Schraubkopplungsabschnitt (Bezugszeichen 42 der 2)
zu befestigen, wobei ein Kopplungszustand des Clipkopplungsabschnitts 41 durch
die Clipanbringungs-Bestimmungsmittel 135L, 135R als
normal ermittelt wird.
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12(a) bis 12(c) illustrieren
Betriebsansichten zur Erläuterung,
dass der an der Seite des ersten Elements vorgesehene Clip an dem
zweiten Element angebracht wird, was zeigt, dass ein vorbestimmter
Abschnitt der Türverkleidung 16 oder
ein Abschnitt des Clips 37 durch den Druckstempel 54 in Richtung
einer Pfeilmarkierung y gedrückt
wird.
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12(a) zeigt den Clip 37 in dem Vorbereitungsschritt
(Bezugszeichen 21 in der 1) und die Türverkleidung 16 ist
der Türplatte 18 in
seinem Zustand zugewandt, in welchem sie mit einem Basisabschnitt 141 des
Clips 37 verbunden ist.
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12(b) und 12(c) zeigen
den Clip 37 in dem Clipanbringungsschritt (Bezugszeichen 24 der 1)
und durch Drücken
des Clips 37, der auf der Seite der Türverkleidung 16 vorgesehen
ist, in einer Richtung der Pfeilmarkierung y durch den Druckstempel 54 wird
der Clip 37 an dem an der Türplatte 18 vorgesehenen
Cliploch 38 angebracht.
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In 12(b) spitzt sich der Clip 37 an einem vorderen
Endabschnitt 37a desselben zu, welcher mit einem Trommelabschnitt 143 ausgestattet
ist, der so ausgebildet ist, dass der sich von dem vorderen Endabschnitt 37a aus
nach hinten aufweitet, und welcher mit einem Anbringungsabschnitt 144 ausgestattet
ist, der an einem hinteren Abschnitt 37b desselben an dem
Cliploch 38 angebracht wird. Durch eine Druckkraft durch
den Druckstempel 54 wird daher beim Einführen des
Clips der Trommelabschnitt 143 des Clips 37 in
einer zu einer Einführrichtung
im Wesentlichen orthogonalen Richtung erweiterbar und zusammendrückbar vorgesehen.
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In 12(c) ist der hintere Abschnitt 37b des Clips 37 mit
dem Anbringungsabschnitt 144 zum Anbringen des Cliplochs 38 an
dem Clip 37 versehen. Ferner ist eine Verbreiterung des
Anbringungsabschnitts 144 normalerweise kleiner als eine
maximale Verbreiterung des Trommelabschnitts 143.
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Wenn
das erste Element 15 ferner in Richtung einer Pfeilmarkierung
y durch den Druckstempel 54 gedrückt wird, so wird das Anbringen
dadurch fertiggestellt, dass der Anbringungsabschnitt 144 das an
dem zweiten Element 17 vorgesehene Cliploch 38 erreicht.
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In
einem Zeitpunkt, zu welchem der Anbringungsabschnitt 144 an
dem Cliploch 38 angebracht ist, ist die Verbreiterung des
Anbringungsabschnitts 144 kleiner als die maximale Verbreiterung
des Trommelabschnitts 143. Daher wird der zusammengedrückte Trommelabschnitt 143 freigegeben,
so dass er in einer Richtung einer Pfeilmarkierung z, welche die
Ursprungsposition bildet, zurückkehrt,
um auf diese Weise den Sitz fertigzustellen.
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13 ist
eine Betriebserläuterungsdarstellung
zur Erläuterung
einer zeitlichen Änderungen
der Druckreaktionskraft, wenn der Clip an dem Cliploch angebracht
wird, welche eine Charakteristik der Druckreaktionskraft zeigt,
wenn eine Anzahl des Clips eins beträgt.
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Kurve
G ist eine Kurve, welche eine Charakteristik der Druckreaktionskraft
zeigt, wenn der Clip (Bezugszeichen 37 der 12(a) bis 12(c))
normal an dem Cliploch (Bezugszeichen 38 der 12(a) bis 12(c))
angebracht ist, und Kurve N ist eine Kurve, welche eine Charakteristik
der Druckreaktionskraft zeigt, wenn der Clip (Bezugszeichen 37 der 12(a) bis 12(c))
nicht an der Türverkleidung
(Bezugszeichen 16 der 12(a) bis 12(c)) angebracht ist.
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Unter
Bezugnahme auf Kurve G wird zum Zeitpunkt t0 der Druckstempel in Kontakt
mit der Türverkleidung 16 gebracht,
um den Druckvorgang zu starten, auf ihn wird die Druckreaktionskraft
als eine Reaktionskraft davon, welche durch das Reaktionskrafterfassungsmittel
zu erfassen ist, ausgeübt,
diese nimmt den Wert f1 an, der einen ersten Spitzenwert der Druckreaktionskraft
zum Zeitpunkt t1 bildet, nimmt einen Wert f2 an, indem die Druckreaktionskraft
zum Zeitpunkt t2 abnimmt, nimmt einen Wert f3 an, der einen zweiten
Spitzenwert der Druckreaktionskraft zum Zeitpunkt t3 bildet, nimmt
einen Wert f4 an, indem die Druckreaktionskraft zu einem Zeitpunkt t4
reduziert wird, und nimmt schließlich einen Wert f5 an, der
einen Gleichgewichtswert bildet. Ferner beträgt die Zeitdauer t0 bis t4
ungefähr
300 ms.
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Ein
Wert (f1 – f2)
der Reduzierung der Reaktionskraft, welche während einer Zeitdauer von t1
bis t2 entsteht und ein Wert (f3 – f4) der Reduzierung der Reaktionskraft,
welche während
einer Zeitdauer t3 bis t4 entsteht, sind jeweilige Werte, welche
entstehen, wenn der Anbringungsabschnitt 144 des Clips 37 das
Cliploch 38 erreicht, und der Grund für die Reduzierung der Reaktionskraft
liegt darin, dass zu einem Zeitpunkt, zu welchem der Einführungsabschnitt-Hauptkörper in
das Cliploch eingebracht wird und der Anbringungsabschnitt 144 durch
das Drücken,
das mit diesem zu verbindende Cliploch erreicht, der Trommelabschnitt 142 freigegeben
wird. In diesem Fall nimmt ein akkumulierter Wert Xm der Reduzierung
der Druckreaktionskraft den Wert ((f1 – f2) + (f3 – f4)) an.
-
Wenn
unter Bezugnahme auf Kurve N der Clip 37 nicht an der Türverkleidung 16 angebracht wird,
so wird die Druckreaktionskraft fortwährend vergrößert und erreicht im Laufe
der Zeit den Gleichgewichtswert f5. In diesem Fall ist die Reduzierung
der Druckreaktionskraft gleich Null und der akkumulierte Wert der
Reduzierung der Druckreaktionskraft ist gleich Null.
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14(a) und 14(b) illustrieren
Betriebserläuterungsansichten
zur Erläuterung
von zeitlichen Änderungen
der Druckreaktionskraft, wenn der Clip in nicht normalerweise an
dem zweiten Element angebracht wird.
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In 14(a) ist eine Charakteristik der Druckreaktionskraft
gezeigt, wenn der Clip (Bezugszeichen 37 der 12(a) bis 12(c))
unter Abweichung in das Cliploch (Bezugszeichen 38 der 12(a) bis 12(c))
gebracht wird.
-
Eine
Reduzierung der Reaktionskraft im Bereich a1 der Zeichnung wird
durch die Tatsache hervorgerufen, dass der Trommelabschnitt (Bezugszeichen 143 der 12(a) bis 12(c))
in teilweisen Kontakt mit dem Cliploch gebracht wird, unmittelbar nachdem
begonnen wurde, den Clip in das Cliploch einzuführen. Zusätzlich zur Reduzierung der
Reaktionskraft, wie sie durch die vorstehende Zeichnung gezeigt
ist, wird die Reaktionskraft addiert, wenn der Clip an dem Anbringungsabschnitt
angebracht wird und daher wird im Vergleich mit dem akkumulierten Wert
Xm der Reduzierung der Druckreaktionskraft bei normaler Anbringung
der akkumulierte Wert Xa der Reduzierung der Druckreaktionskraft
vergrößert. Daher
gilt Xm < Xa.
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In 14(b) ist eine Charakteristik der Druckreaktionskraft
gezeigt, wenn der Clip (Bezugszeichen 37 der 12(a) bis 12(c))
durch eine Abweichung desselben nicht in das Cliploch (Bezugszeichen 38 der 12(a) bis 12(c))
eingebracht werden kann.
-
Eine
Reduzierung der Druckreaktionskraft in einem Bereich b1 der Zeichnung
wird durch die Tatsache hervorgerufen, dass nachdem der Trommelabschnitt 143 in
teilweisen Kontakt mit dem Cliploch gebracht wurde, unmittelbar
nachdem begonnen wurde, den Clip in das Cliploch einzuführen, der
Trommelabschnitt 143 freigegeben wird. Ferner wird eine Reduzierung
der Druckreaktionskraft in dem Bereich b2 nicht beobachtet, da der
Anbringungsabschnitt (Bezugszeichen 144 der 12(a) bis 12(c) nicht
das Cliploch 38 erreicht. Im Vergleich mit der normalen
Anbringung wird daher ein akkumulierter Wert Xb der Reduzierung
der Druckreaktionskraft reduziert und es gilt Xb < Xm.
-
Wenngleich
die Tatsache erläutert
wurde, dass der akkumulierte Wert für die Reduzierung der Druckreaktionskraft
durch einen Fehler in der Position der Einstellung des Clips verändert wird,
wird der akkumulierte Wert der Reduzierung in der Druckreaktionskraft
außerdem
beachtlich durch einen Fehler des Clips an sich verändert, durch
einen Unterschied der Spezifikation, eine Positionsverschiebung,
einen Unterschied in einer Größe des Cliplochs
oder dergleichen.
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Es
kann daher bestimmt werden, ob der Clip korrekt angebracht ist (im
Folgenden bezeichnet als Akzeptierbarkeit der Anbringung), und zwar
durch einen Wert eines akkumulierten Werts X, indem der akkumulierte
Wert X der Reduzierung der Druckreaktionskraft beim Drücken erfasst
wird, indem diese Faktoren mit berücksichtigt werden.
-
Speziell
kann die Akzeptierbarkeit der Anbringung bestimmt werden, indem
ein erlaubter Bereich des akkumulierten Werts X der Reduzierung der
Druckreaktionskraft auf beispielsweise Xmin < X < Xmax
gesetzt wird. Das heißt,
wenn X ein Wert ist, der kleiner als Xmin ist, so wird bestimmt,
dass der Clip nicht korrekt angebracht ist, und wenn X ein Wert ist,
der größer als
Xmax ist, so wird bestimmt, dass der Clip nicht korrekt angebracht
ist.
-
Xmin
und Xmas sind Werte, welche durch Experiment und Erfahrung gesetzt
werden können.
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Wenngleich
die Erläuterung
der zeitlichen Änderungen
der Druckreaktionskraft für
den Fall stattgefunden hat, dass die Anzahl an Clips in den Zeichnungen
gleich 1 ist, so ist in einer Ausführungsform die Anzahl an Clips
gleich 8.
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Somit
wird eine spezielle Erläuterung
der Anzahl an Clips und der Position des Drucks des Clips durch
den Druckstempel angegeben.
-
Unter
Rückbezug
auf 2 bezeichnen Bezugszeichen 146a bis 146d Positionen
zum Drücken der
Türverkleidung 16 durch
linke und rechte Druckstempel 54L, 54R, wenn die
Türverkleidung 16 an der
Türplatte 18 angebaut
wird.
-
Gemäß der beispielhaften
Ausführungsform beträgt die Anzahl
an Clips, die dem einzelnen Druckstempel pro einzelnem Druckvorgang
entsprechen, zwei und die Druckreaktionskräfte werden durch den zweifachen
Druckvorgang der jeweiligen Druckstempel erfasst.
-
Die
linken und rechten Clips werden gleichzeitig gedrückt, wobei ähnliche Überlegungen
wie in dem Fall gelten, dass die Anzahl an Clips gleich eins ist,
wobei eine nähere
Umgebung des Clips mittels des an dem vorderen Ende des Gelenkroboters
angebrachten Druckstempels gedrückt
wird, und die Akzeptierbarkeit der Anbringung der Clips kann selbst
dann bestimmt werden, wenn die Anzahl an Clips, die einem einzigen
Stempel pro einzelnem Druckvorgang zugeordnet sind, gleich zwei
ist.
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Wenn
die Anzahl an Clips zwei beträgt,
so wird eine Charakteristik der Reaktionskraft durch das Reaktionskrafterfassungsmittel 132 ermittelt,
auf Grundlage der Charakteristik der Reaktionskraft werden Xmin
und Xmax festgelegt und die Werte werden den Clipbestimmungsmittel 135L, 135R zur
Bestimmung der Anbringung des Clips bereitgestellt.
-
Das
heißt,
dass in dem Clipanbringungsschritt 24 die Druckreaktionskraft
erfasst wird, wenn das erste Element 15 gegen das zweite
Element 17 gedrückt
wird, und auf Grundlage der Änderung
der Druckreaktionskraft bestimmt wird, ob der Clip 37 korrekt
angebracht ist.
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Unter
Rückbezug
auf 10 werden in dem Clipanbringungsschritt 24 die
Druckreaktionskräfte erfasst,
wenn die das erste Element 15 bildende Türverkleidung 16 durch
die an den vorderen Endabschnitten der beiden linken und rechten
Gelenkroboter 36L, 36R vorgesehenen Druckstempel 54L, 54R gedrückt wird,
auf Grundlage der Änderungen der
Druckreaktionskräfte
wird bestimmt, ob der Clip (Bezugszeichen 37 der 2)
korrekt angebracht ist, und daher kann bei der Kopplung des ersten
Elements und des zweiten Elements durch den Clip und die Schraube
eine Bestätigung
der Anbringung des Clips automatisiert werden, eine Belastung auf
die Bedienperson kann reduziert werden und eine Zuverlässigkeit
der Bestätigung
der Montage kann gefördert
werden.
-
Ferner
kann die Druckreaktionskraft durch einen kostengünstigen Drucksensor erfasst
werden, die Änderung
der Druckreaktionskraft kann durch einen kostengünstigen Steuer-/Regelabschnitt
bestimmt werden und daher kann die beispielhafte Ausführungsform
unter günstigen
Kosten ausgeführt werden.
-
Wenn
bestimmt wird, dass der Clip (Bezugszeichen 37 der 2)
korrekt angebracht ist, so wird die Schraube festgezogen. Somit
wird ein Betrieb des Schraubbefestigungsmittels nachfolgend beschrieben.
-
Wenn
durch das Clipanbringungs-Bestimmungsmittel bestimmt wurde, dass
die Anbringung akzeptierbar ist, so wird in dem Schraubbefestigungsschritt 23 die
Schraube 84 zum Verbinden des ersten Elements 15 und
des zweiten Elements 17 befestigt.
-
15(a) bis 15(e) illustrieren
Betriebsansichten zur Erläuterung,
wie der vordere Endabschnitt des Zylindrischen Elements in Kontakt
mit dem Kopf der Schraube gebracht wird, und es wird die Tatsache
erläutert,
dass die einem Schraubendruckabschnitt 171 bereitgestellte
Schraube durch den an der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 vorgesehenen
Schraubenaufnahme- und -haltemechanismus 70 aufgenommen
und gehalten wird.
-
In 15(a) ist die an dem vorderen Endabschnitt des
Roboterarms 51 angebrachte Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 der
an dem Schraubendruckabschnitt 171 angeordneten Schraube 84 zugewandt.
Speziell ist der vordere Endabschnitt 71t des zylindrischen
Elements 71 so angeordnet, dass er dem Kopf 84t der
Schraube angenähert
ist.
-
In 15(b) wird die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 aus
der Position der 15(a) heraus weiter in Richtung
einer Pfeilmarkierung S bewegt, so dass sie sich der Schraube 84 annähert, und
der vordere Endabschnitt 71t des zylindrischen Elements 71 wird
in Kontakt mit dem Kopf 84t der Schraube gebracht.
-
15(c) ist eine Schnittansicht, welche den Abschnitt
der 15(b) vergrößert, welcher zeigt, dass,
wenngleich der vordere Endabschnitt 71t des zylindrischen
Elements 71 in Kontakt mit dem Kopf 84t der Schraube
gebracht ist, der vordere Endabschnitt 66t der Schraubspitze 66 nicht
in Kontakt mit dem Kopf 84t der Schraube gebracht ist.
-
In 15(d) wird die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 aus
der Position der 15(b) heraus weiter in Richtung
der Pfeilmarkierung S bewegt, die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 wird
der Schraube 84 angenähert
und der vordere Endabschnitt 66t der Schraubspitze 66 wird
in Kontakt mit dem Kopf 84t der Schraube gebracht.
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15(e) ist die den Abschnitt der 15(d) vergrößernde Schnittansicht,
welche zeigt, dass der vordere Endabschnitt 66t der Schraubspitze 66 in Kontakt
mit dem Kopf 84t der Schraube gebracht ist.
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16(a) und 16(b) illustrieren
Betriebsansichten zum Erläutern
der Tatsache, dass die Schraubspitze in Eingriff mit dem Kopf der
Schraube gebracht ist und die Schraubspitze 66 durch den Drehwellenverdrehmechanismus 80 in
Eingriff mit der Befestigungsnut 84m gebracht ist, die
an dem Kopf 84t der Schraube ausgebildet ist.
-
Wenngleich
in 16(a) ein Zustand hergestellt
ist, in welchem der vordere Endabschnitt 66t der Schraubspitze 66 in
Kontakt mit dem Kopf 84t der Schraube gebracht ist, wird
die Drehwelle 64 nicht verdreht, da keine Reaktionskraft
auf den vorderen Endabschnitt 66t der Schraubspitze 66 ausgeübt wird.
-
Wenn
in 16(b) in dem Zustand, in welchem
der vordere Endabschnitt 66t der Schraubspitze 66 in
Kontakt mit dem Kopf 84t der Schraube gebracht wird, die
Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 um eine Verschiebung
y weiter in Richtung der Pfeilmarkierung S bewegt wird, um die Schaubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 der Schraube 84 anzunähern, so
wird die Drehwelle 64 relativ zum Drehzylinder 62 nach
hinten bewegt, die Drehwelle 64 wird entlang der an dem
Drehzylinder 62 vorgesehenen Spiralnut 81 verdreht
und die Schraubspitze 66 wird durch Verdrehen der Drehwelle 64 verdreht.
-
Durch
das Verdrehen der Schraubspitze 66 kann der vordere Endabschnitt 66t der
Schraubspitze 66 in Eingriff mit der Befestigungsnut 84m der Schraube
gebracht werden.
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Auf
diese Weise ist die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 mit
dem Drehwellenverdrehmechanismus 80 versehen, um die Drehwelle 84 relativ
zum Drehzylinder 62 zu drehen, indem die Drehwelle 64 so
betätigt
wird, dass sie sich relativ zum Drehzylinder 62 nach hinten
bewegt, und zwar zwischen dem Drehzylinder 62 und der Drehwelle 64, und
daher ist es möglich,
den vorderen Endabschnitt 66t der Schraubspitze 66 an
der Befestigungsnut 84m der Schraube anzubringen, indem
sich die Montagevorrichtungsbasis 52, einschließlich des
Drehzylinders 62, in der axialen Richtung vorwärts bewegt, wodurch
der vordere Endabschnitt 66t der Schraubspitze 66,
die integral mit der Drehwelle 64 ist, in Kontakt mit der
Befestigungsnut 84m der Schraube gebracht wird, die Montagevorrichtungsbasis 52 weiter in
der axialen Richtung nach vom bewegt wird und die Schraubspitze 66 gedreht
wird.
-
Da
der Drehwellenverdrehmechanismus 80 zum Drehen der Drehwelle 84 vorgesehen
ist, wenn die Drehwelle 64 relativ zum Drehzylinder 62 in
der axialen Richtung nach hinten bewegt wird, wird ferner ein beispielsweise
durch einen Motor oder dergleichen angetriebenes Antriebsmittel
für die
Drehung der Schraubspitze 66 eingespart.
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Die
Drehwelle 64 kann ohne die Verwendung von strombetriebenen
Antriebsmitteln verdreht werden und der vordere Endabschnitt 66t der
Schraubspitze 66 kann problemlos an der Befestigungsnut 84m der
Schraube angebracht werden.
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Zusätzlich dazu
kann eine energiesparende Konstruktion erreicht werden, da strombetriebene Antriebsmittel
nicht verwendet werden.
-
17 ist
eine Betriebsansicht, welche zeigt, dass die Schraubspitze in Eingriff
mit dem Kopf der Schraube gebracht wird, indem der vordere Endabschnitt 71t des
zylindrischen Elements 71 in Kontakt mit dem Kopf 84t der
an dem Schraubendruckabschnitt 171 vorbereiteten Schraube
gebracht wird, die Schraubspitze 66 in Eingriff mit diesem
gebracht wird, wobei anschließend
ein Druck eines inneren Abschnitts 71i des zylindrischen
Elements 71 reduziert wird, wobei die Schraube durch diesen
aufgenommen und gehalten werden kann.
-
Im
Anschluss daran wird die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50,
welche die Schraube 84 aufnimmt, um sie zu halten, so bewegt,
dass sie dem Werkstück
zugewandt ist.
-
Selbst
wenn dabei die Schraube von dem Schraubendruckabschnitt 171 abgehoben
wird, während
die Schraube 84 dadurch aufgenommen und gehalten wird,
so dehnt sich das erste Federelement 95 aus, der vordere
Endabschnitt 66t der Schraubspitze 66 wird von
der Befestigungsnut 84m der Schraube getrennt, das an dem
Drehwellenverdrehmechanismus 80 vorgesehene zweite Federelement 75 dehnt
sich aus, die Drehwelle 64 wird verdreht und es wird daher
zeitweilig eine Phase zwischen einer Stellung der Befestigungsnut 84m der
Schraube und einer Stellung des vorderen Endabschnitts 66t der Schraubspitze 66 verschoben,
wobei dann, wenn der vordere Endabschnitt des zylindrischen Elements 71 in
Kontakt mit dem Werkstück
gebracht wird, um die Befestigung zu beginnen, erneut die Drehwelle 64 und
der vordere Endabschnitt 66t der Schraubspitze 66,
der sich integral mit der Drehwelle 64 dreht, bis zu einer
Stellung gedreht werden, bei welcher der vordere Endabschnitt 66t in
Eingriff mit der Befestigungsnut 84m der Schraube gebracht
ist, und daher fallen der vordere Endabschnitt 66t der
Schraubspitze 66 und die Befestigungsnut 84m der
Schraube miteinander zusammen.
-
18(a) bis 18(c) ist
eine Betriebsansicht zur Erläuterung
der Tatsache, dass die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung, die
die Schraube aufnimmt, einer vorbestimmten Position des Werkstücks zugewandt
wird, der Schraubbefestigungs-Antriebsabschnitt an der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung
angebracht wird und die Schraube durch den Mechanismus der Drehung
und des Vorschubs des Drehzylinders an dem Werkstück 14 festgezogen
wird.
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In 18(a) wird zuvor die die Schraube aufnehmende
Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 einem
Befestigungsloch 173 an dem Werkstück 14 zugewandt. Ferner
wird der Schraubbefestigungs-Antriebsabschnitt 115 in die
Nähe der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 gebracht.
Speziell wird der Vorsprungsfutterabschnitt 174 in die
Nähe des
Aussparungsfutterabschnitts 63 gebracht.
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In 18(b) wird der Vorsprungsfutterabschnitt 174 mit
dem Aussparungsfutterabschnitt 63 verbunden.
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In 18(c) werden der Schraubbefestigungs-Antriebsabschnitt 115 und
die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50, welche zusammengebaut
sind, weiter an das Befestigungsloch 173 des Werkstücks angenähert, das
Schraubbefestigungsantriebsmittel 114 wird gedreht und
das Vorschubmittel 116 wird in einer Richtung einer Pfeilmarkierung
t vorgeschoben, um die Schraube an dem Befestigungsloch des Werkstücks 14 festzuziehen.
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Das
heißt,
dass die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 in einer
Reihe von Arbeitsvorgängen
verwendet wird, beim Aufnehmen und dadurch Halten der Schraube 84 durch
Reduzierung des Drucks im Inneren des zylindrischen Elements 71,
beim Bewegen der Schraube 84 von dem Schraubendruckabschnitt
zu dem Werkstück 14 in
einem der vorbestimmten Positionen des Werkstücks 14 zugewandten
Zustand und beim Festziehen der Schraube 84 am Werkstück 14 durch
Drehung des Drehzylinders 62, und der Schraubbefestigungs-Antriebsabschnitt 115 ist
an der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 angebracht,
um die zum Festziehen der Schraube notwendige Energie bereitzustellen.
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19 ist
eine Betriebsansicht zur Erläuterung
der Tatsache, dass die durch die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung
aufgenommene Schraube an dem Werkstück durch den Befestigungsantriebsabschnitt
festgezogen wird, wobei gezeigt ist, dass die Befestigung der Schraube 84 abgeschlossen
ist.
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Ein
Zyklus der Befestigung ist durch das Festziehen der Schraube 84 an
dem Werkstück 14 abgeschlossen,
anschließend
wird zunächst
der Vorsprungsfutterabschnitt 174 des Schraubbefestigungs-Antnebsabschnitts 115 zurückgeführt, anschließend wird
der Schraubbefestigungs-Antriebsabschnitt 115 von
der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 getrennt
und danach wird die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 von
der Schraube 84 getrennt.
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20 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
des tatsächlichen Schraubbefestigungsbetriebs
und die Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 ist
an dem vorderen Endabschnitt des an einem Gelenkroboter 175 vorgesehenen
Roboterarms 51 mittels der Montagevorrichtungsbasis 52 angebracht.
Die Schraube ist von der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 aufgenommen.
Es ist gezeigt, dass die Schraube 84 an dem Werkstück 14 befestigt
wird, indem die an dem einen Gelenkroboter 175 vorgesehene
Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 und
der Schraubbefestigungs-Antriebsabschnitt 115, welcher
an dem vorderen Endabschnitt des an dem anderen Gelenkroboter 176 vorgesehenen
Roboterarms 121 mittels der Montagevorrichtungsbasis 52 angebracht
ist, in Kombination verwendet werden.
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21 ist
eine den Abschnitt 21 der 20 vergrößernde Ansicht.
Der Befestigungsvorgang kann automatisch ausgeführt werden, indem der Vorsprungsfutterabschnitt 174 des
Schraubbefestigungs-Antriebsabschnitts 115 in Eingriff
mit einem Aussparungsfutterabschnitt 63 einer Mehrzahl
von die Schrauben 84 ... aufnehmenden Ausnehmungsfutterabschnitten 63 ...
gebracht werden, die an der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung 50 vorgesehen
sind. Nach der Fertigstellung der Befestigung einer Schraube 84 kann
der Vorgang der Befestigung der Schrauben 84 ... vollautomatisch
ausgeführt
werden, indem in der Folge der Vorsprungsfutterabschnitt 174 zu
den Aussparungsfutterabschnitten 63, 63 in Zuordnung
zu den verbleibenden Schrauben 84 ... hingeführt wird.
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Wenngleich
ferner die Erfindung auf die Montage eines Kraftfahrzeugs gemäß der beispielhaften
Ausführungsform
angewendet ist, so ist die Erfindung nicht auf die Montage eines
Kraftfahrzeugs beschränkt,
sondern findet breite Anwendung beim Zusammenbau eines allgemeinen
in Massenherstellung hergestellten Produkts.
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Es
wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen
und Änderungen an
den beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung
ausgeführt
werden können, ohne
die Idee oder den Inhalt der Erfindung zu verlassen. Es ist somit
beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung alle Modifikationen
und Veränderungen dieser
Erfindung, die mit dem Inhalt der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalenten
vereinbar sind, abdeckt.
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Eine
Vorrichtung 30 zum Koppeln eines ersten Elements 15 und
eines zweiten Elements 17 durch einen Clip und eine Schraube
ist aufgebaut aus Elementbewegungsmitteln 131L, 131R zum
Bewegen des zweiten Elements 17 relativ zum ersten Element 15,
Reaktionskrafterfassungsmitteln 132L, 132R, welche
an den Elementbewegungsmitteln 131L, 131R vorgesehen
sind, um eine Druckreaktionskraft zu erfassen, die erzeugt wird,
wenn das zweite Element 17 an dem ersten Element 15 angefügt wird,
Clipanbringungs-Bestimmungsmittel 135L, 135R zum
Bestimmen, ob der Clip korrekt an einem Cliploch angebracht ist,
indem die durch die Reaktionskrafterfassungsmittel 132L, 132R erfasste
Reaktionskraft ausgelesen wird, und Schraubbefestigungsmittel 149 zum
Befestigen der Schraube, wenn akzeptierbare Informationen durch
die Clipanbringungs-Bestimmungsmittel 135L, 135R bereitgestellt werden.
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beansprucht wird:
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- Verfahren zum Koppeln eines ersten Elements und
eines zweiten Elements durch einen Clip und eine Schraube, umfassend:
einen
Vorbereitungsschritt, in welchem das erste Element dem zweiten Element
in einem Zustand des Anbringens eines Basisabschnitts des Clips an
dem ersten Element zugewandt wird;
einen Clipanbringungsschritt,
in welchem der Clip an einem Cliploch an dem zweiten Element angebracht
wird, indem das erste Element gegen das zweite Element gedrückt wird;
und
einen Schraubbefestigungsschritt, in welchem das erste
Element mit dem zweiten Element durch die Schraube verbunden wird,
wobei
in dem Clipanbringungsschritt eine Druckreaktionskraft erfasst wird,
wenn das erste Element gegen das zweite Element gedrückt wird, und
auf Grundlage einer Änderung
in der Druckreaktionskraft bestimmt wird, ob der Clip korrekt angebracht
ist.
- Vorrichtung zum Koppeln eines ersten Elements und eines zweiten
Elements durch einen Clip und eine Schraube, wobei die Vorrichtung
umfasst:
Elementbewegungsmittel zum Bewegen des zweiten Elements
relativ zum ersten Element;
Reaktionskraftertassungsmittel,
die an dem Elementbewegungsmittel vorgesehen ist, um eine Druckreaktionskraft
zu erfassen, die erzeugt wird, wenn das zweite Element an dem ersten
Element angesetzt wird;
Clipanbringungs-Bestimmungsmittel zum
Bestimmen, ob der Clip korrekt an einem Cliploch angebracht ist,
durch die durch die Reaktionskrafterfassungsmittel erfasste Reaktionskraft,
und
Schraubbefestigungsmittel zum Befestigen der Schraube,
wenn von den Clipanbringungs-Bestimmungsmitteln eine akzeptierbare
Information bereitgestellt ist.