DE102006049176A1

DE102006049176A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einbau eines Werkstücks

Info

Publication number: DE102006049176A1
Application number: DE102006049176A
Authority: DE
Inventors: Seiji Hagagun Isotani; Kenichi Hagagun Ohno; Yoshito Hagagun Otake; Ryo Hagagun Nakajima
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2007-07-05
Also published as: JP4367950B2; JP2007111794A; US8122578B2; CN100586642C; CN1951625A; US20070087609A1

Abstract

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.

Description

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.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
<GEBIET DER ERFINDUNG>
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.

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)).

Die Vorrichtung der JP-A-04-210346 wird unter Bezugnahme auf die folgende Ansicht erläutert.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht zur Erläuterung von Schritten zum Zusammenbau von Werkstücken gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Werkstücke zeigt.
3 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern einer Vorrichtung zum Zusammenbau der Werkstücke.
4 ist eine Seitenansicht einer Montagevorrichtungsbasis, an welcher eine Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung und dergleichen angebracht sind.
5 ist eine Ansicht von der Pfeilmarkierung 5 der 4.
6 ist eine Seitenansicht der Befestigungsmontagevorrichtung.
7 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Abschnitts der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung.
8 ist eine Seitenansicht der Montagevorrichtungsbasis, einschließlich eines Schraubbefestigungs-Antriebsabschnitts.
9 ist eine Ansicht von einer Pfeilmarkierung 9 der 8.
10 ist eine Ansicht, welche einen Abschnitt 10 der 3 vergrößert.
11 ist eine Blockdarstellung der Vorrichtung zum Zusammenbau der Werkstücke.
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.
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.
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.
13 ist eine Betriebserläuterungsdarstellung zur Erläuterung einer zeitlichen Änderungen einer Druckreaktionskraft, wenn der Clip an einem Cliploch angebracht wird.
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.
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.
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.
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.
15(c) ist eine Schnittansicht, welche einen Teil der 15(b) vergrößert.
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.
15(e) ist eine Schnittansicht, welche einen Teil der 15(d) vergrößert.
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.
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.
17 ist eine Betriebsansicht, welche zeigt, dass die Schraubspitze in Eingriff mit dem Kopf der Schraube gebracht ist.
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.
18(b) illustriert die Betriebsansicht zur Erläuterung, dass der Schraubbefestigungsantriebsabschnitt an der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung angebracht ist.
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.
19 ist eine Betriebsansicht zur Erläuterung, dass die von der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung aufgenommene Schraube an dem Werkstück durch den Befestigungsantriebsabschnitt befestigt wird.
20 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines tatsächlichen Schraubbefestigungsbetriebs.
21 ist eine einen Abschnitt 21 vergrößernde Ansicht der 20.
22 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Basisaufbaus des Stands der Technik.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Ferner wird eine Ansicht in Richtung einer Bezeichnung betrachtet.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Der linke Gelenkroboter 36L umfasst einen Roboterarm 51L und umfasst einen Druckstempel 54L an einem vorderen Endabschnitt des Roboterarms 51L.
Der rechte Gelenkroboter 36R umfasst einen Roboterarm 51R und umfasst einen Druckstempel 54R an einem vorderen Endabschnitt des Roboterarms 51R.
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.
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.
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.
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.
Das heißt, das erste Element 15 (Türverkleidung 16) wird durch den Druckstempel 54L zu dem zweiten Element 17 (Türplatte 18) bewegt.
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.
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.
Bezugszeichen 55L bezeichnet eine CCD-Kameraeinheit zur Erkennung einer Position des Werkstücks.
6 ist eine Seitenansicht der Schraubbefestigungs-Montagevorrichtung.
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.
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.
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.
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.
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.
Als erstes wird der Drehwellenverdrehmechanismus 80 erläutert.
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.
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.
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.
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.
Als nächstes wird der Schraubenaufnahme- und -haltemechanismus 70 erläutert.
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.
Die Vakuumröhre 67 ist durch ein Rohr 96 mit einer nicht dargestellten Vakuumpumpe verbunden.
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.
Schließlich wird der Mechanismus 110 zur Drehung und für den Vorschub des Drehzylinders erläutert.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
In 18(b) wird der Vorsprungsfutterabschnitt 174 mit dem Aussparungsfutterabschnitt 63 verbunden.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
beansprucht wird:

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.

Claims

Verfahren zum Koppeln eines ersten Elements (15) und eines zweiten Elements (17) durch einen Clip (37) und eine Schraube (84), umfassend: einen Vorbereitungsschritt, in welchem das erste Element (15) dem zweiten Element (17) in einem Zustand des Anbringens eines Basisabschnitts (141) des Clips (37) an dem ersten Element (15) zugewandt wird; einen Clipanbringungsschritt, in welchem der Clip (37) an einem Cliploch (38) an dem zweiten Element (17) angebracht wird, indem das erste Element (15) gegen das zweite Element (17) gedrückt wird; und einen Schraubbefestigungsschritt, in welchem das erste Element (15) mit dem zweiten Element (17) durch die Schraube (84) verbunden wird, wobei in dem Clipanbringungsschritt eine Druckreaktionskraft erfasst wird, wenn das erste Element (15) gegen das zweite Element (17) gedrückt wird, und auf Grundlage einer Änderung in der Druckreaktionskraft bestimmt wird, ob der Clip (37) korrekt angebracht ist.
Vorrichtung (30) zum Koppeln eines ersten Elements (15) und eines zweiten Elements (17) durch einen Clip (37) und eine Schraube (84), wobei die Vorrichtung (30) umfasst: Elementbewegungsmittel (131L, 131R) zum Bewegen des zweiten Elements (17) relativ zum ersten Element (15); Reaktionskrafterfassungsmittel (132L, 132R), die an dem Elementbewegungsmittel (131L, 131R) vorgesehen sind, um eine Druckreaktionskraft zu erfassen, die erzeugt wird, wenn das zweite Element (17) an dem ersten Element (15) angesetzt wird; Clipanbringungs-Bestimmungsmittel (135L, 135R) zum Bestimmen, ob der Clip (37) korrekt an einem Cliploch (38) angebracht ist, durch die durch die Reaktionskrafterfassungsmittel (132L, 132R) erfasste Reaktionskraft, und Schraubbefestigungsmittel (149) zum Befestigen der Schraube, wenn von den Clipanbringungsbestimmungsmitteln (135L, 135R) eine akzeptierbare Information bereitgestellt ist.