JP2004291123A

JP2004291123A - 自動組立機構

Info

Publication number: JP2004291123A
Application number: JP2003085331A
Authority: JP
Inventors: Noboru Senba; 昇仙波; Ryo Ito; 領伊藤
Original assignee: Hitachi Hybrid Network Co Ltd
Current assignee: Hitachi Information Technology Co Ltd
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: JP4101094B2

Abstract

【課題】三次元的な組立位置の位置決め補正を必要とする状況下においても効率的に自動組立作業を行う。
【解決手段】組立部品１０とトーションスプリング３０のフック部３０ａとの位置決め後に前記組立部品１０と組立本体部品２０との位置決めを行い、さらに前記組立部品１０と前記フック部３０ａとの位置決め状態を確保したまま前記組立部品１０を旋回させながら下降させることにより、周辺部品４０ａ，４０ｂに干渉することなく前記組立部品１０と前記組立本体部品２０と前記関連部品３０との三次元的な組立作業が自動的に行われるよう、第一位置決めピン１，第二位置決めピン２及び位置決め駒３の動作制御を行うようにしている。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の組立対象部品を自動的に組み立てる組立機構に係り、特に、三次元的な組立位置の位置決め補正を必要とする状況下においても効率的に組立作業を行うことができる自動組立機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の組立対象部品を位置決めして組み立てる組立工程での作業は全て手作業で行われることが多く、組立工程に多くの時間と手間が費やされていた。そこで、複数の組立対象部品について各部品を自動的に位置決めし且つ組立作業を行う自動組立機構が開発されるようになった。このような自動組立機構としては、例えば次の先行技術文献に記載の発明がある。
【０００３】
【特許文献１】
特公平６−９４０９５号公報
【０００４】
この先行技術文献に記載の発明は、ハードディスク用のヘッドアームの組立工程において複数のワークを組付対象に対して能率良くしかも確実に位置決めすることを可能とした技術である。そして、この発明により、組立工程に多大な手間と時間を費やすことなく、効率的な位置決め・組立作業が自動的に行われるようになった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば図１のような各組立対象部品の位置決め・組立作業を自動的に行う場合には、上記先行技術文献の発明を適用することは困難である。これは以下のような理由による。
【０００６】
まず、上記先行技術文献のようにハードディスク用のヘッドアームの組立作業では、各ワークを組み付ける組付対象の上面が平坦であり、各ワークを組み付ける際に組付作業の障害となり得る周辺部品が存在しないため、位置決め作業の際に行われる組付位置の位置決め補正は二次元的である。
【０００７】
これに対し、図１のような組立本体部品２０に組立部品１０を組み込む際には、まず組込関連部品３０たるトーションスプリングを組立本体部品２０に組み込み、続いて当該トーションスプリング３０のフック部３０ａを組立部品の孔に挿入させながら当該組立部品１０を組立本体部品２０に組み込まなければならないが、この組立本体部品２０の組込位置の近傍に位置する周辺部品４０ａ，４０ｂが上記組込作業の障害となるため、この周辺部品４０ａ，４０ｂを回避しながら、前記フック部３０ａを組立部品１０の孔に挿入させた状態で組立本体部品２０に組み込まねばならない。このように、組込位置近傍に組込作業の障害となり得る周辺部品が存在する場合には、組立位置の位置決め補正は三次元的なものとなる。
【０００８】
このように、三次元的な位置決め補正を行わなければならない状況では、上記先行技術文献に記載の発明を適用しても、組立作業の効率化を図ることはできない。
【０００９】
また従来、上述のように周辺部品が組込作業の障害となるような状況は、自動車関連部品（例えばドアロックやパワーウィンドウのモーター等）の組立作業に多く見られるが、このような組立作業を自動化する場合には、例えば、組込関連部品の組立本体部品への組込工程，組込関連部品と組立部品との位置決め工程，組立部品の周辺部品回避工程，組立部品の組込工程というように、全組立工程を細分化した組立ラインを各工程ごとに構築して自動組立作業が行われていた。しかしながら、このように全組立工程を細分化した組立ラインは全体的にライン自体が長くなり、結果的に組立工程に多くの時間を費やすといった不都合が生じ、自動化による組立作業の効率化が満足に実現されているとは言い難かった。
【００１０】
そこで本発明の目的は、各組立対象部品を組み立てる際に三次元的な組立位置の位置決め補正を必要とする状況下においても効率的に組立作業を行うことができる自動組立機構を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、組立部品と、当該組立部品を組み付ける対象たる組立本体部品と、前記組立部品と前記組立本体部品との間に配置されて各部品とそれぞれ係合する関連部品たるトーションスプリングとを組み立てる際に、前記組立本体部品における組立部品の組み付け位置周辺には配置された周辺部品を回避しながら前記組立部品を前記組立本体部品に自動組立する自動組立機構であって、前記組立部品と前記組立本体部品との位置決めを行う第一位置決めピンと、前記組立部品と前記関連部品との位置決めを行う第二位置決めピンと、前記トーションスプリングのフック部について位置決めを行う位置決め駒と、を有し、前記組立部品と前記トーションスプリングのフック部との位置決め後に前記組立部品と前記組立本体部品との位置決めを行い、さらに前記組立部品と前記トーションスプリングのフック部との位置決め状態を確保したまま前記組立部品を旋回させながら下降させることにより、前記周辺部品に干渉することなく前記組立部品と前記関連部品と前記組立本体部品との三次元的な組立作業が自動的に行われるよう、前記第一位置決めピン，前記第二位置決めピン及び前記位置決め駒の動作制御を行うようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る自動組立機構について、図面を参照して説明する。
【００１３】
［自動組立機構の構成］
本実施形態における各組立対象部品は、図１に示すような組立部品１０と、当該組立部品１０を組み付ける対象たる組立本体部品２０と、前記組立部品１０と組立本体部品２０との間に配置されて各部品１０，２０とそれぞれ係合する関連部品３０と、からなる。そして、組立本体部品２０における組立部品１０の組み付け位置周辺には、前記組立部品１０を組立本体部品２０に組み込む際に障害となる二つの周辺部品４０ａ，４０ｂが配置されている。尚、本実施形態においては、関連部品３０としてトーションスプリングが用いられている。
【００１４】
そして、前記組立部品１０には、前記組立本体部品２０の嵌挿突起部２０ａを嵌挿させるための嵌挿孔１０ａと、前記関連部品たるトーションスプリング３０のフック部３０ａを挿通させるための挿通孔１０ｂと、が設けられている。また、前記組立本体部品２０には、前述の嵌挿突起部２０ａと、前記トーションスプリング３０を嵌設させるための嵌設溝２０ｂとが設けられている。尚、前記嵌挿突起部２０ａの上面は、後述の如く当該嵌挿突起部２０ａが第一位置決めピン１と係合可能な構造となっている。
【００１５】
また、本実施形態に係る自動組立機構は、前記組立部品１０と前記組立本体部品２０との位置決めを行う第一位置決めピン１と、前記組立部品１０と前記関連部品３０との位置決めを行う第二位置決めピン２と、前記関連部品たるトーションスプリング３０のフック部３０ａについて位置決めを行う位置決め駒３と、組立部品１０の水平方向の搬送および旋回処理を行う搬送機構（図示せず）と、を有している。そして、前記第一位置決めピン１は、当該第一位置決めピン１の先端が嵌挿突起部２０ａと係合可能な構造となっており、また、前記第二位置決めピン２は、当該第二位置決めピン２の先端部が中空で、この先端部の内部にトーションスプリング３０のフック部３０ａを収容可能な構造となっている。尚、前記各位置決めピン１，２、位置決め駒３および搬送機構の各構成要素は駆動源（図示せず）によって駆動し、制御装置（図示せず）によって上記各構成要素の動作が制御されるものとする。
【００１６】
［自動組立機構の処理工程］
次に、以上のような構成の自動組立機構による上記各組立対象部品の自動組立処理の手順について、図２から図５を参照して説明する。
【００１７】
まず、搬送機構により組立部品１０の旋回処理を行い、組立部品１０の位置決め姿勢を確保し、この位置決め姿勢の状態の組立部品１０における嵌挿孔１０ａに前記第一位置決めピン１を挿通させると共に、挿通孔１０ｂに前記第二位置決めピン２を挿通させる。
【００１８】
また図２のように、関連部品たるトーションスプリング３０を組立本体部品２０の嵌設溝２０ｂに嵌設させた後に、前記位置決め駒３により、このトーションスプリング３０のフック部３０ａを所定位置に個別位置決めする。そして、上記のように位置決め姿勢が確保されていた組立部品１０を、個別位置決めされたトーションスプリング３０のフック部３０ａの上方に搬送機構によって移動させた後、第二位置決めピン２を下降させ、図３のように、第二位置決めピン２の先端からピン内部に前記フック部３０ａを挿通させる。以上により、組立部品１０と関連部品３０との位置決めが完了する。
【００１９】
そして組立部品１０と関連部品３０との位置決め完了後、この組立部品１０を搬送機構によって第二位置決めピン２を中心として旋回させ、しかる後に組立部品１０を下降させながら、図４のように第一位置決めピン１の先端と、組立本体部品２０の嵌挿突起部２０ａの上面とを係合させる。これにより、組立部品１０と組立本体部品２０との位置決めが完了する。
【００２０】
こうして全ての組立対象部品同士の位置決めが完了した後、搬送機構によって、組立部品１０を組立本体部品２０へ組み込む際に組立部品１０と二つの周辺部品４０ａ，４０ｂとが干渉しない位置まで第一位置決めピン１を中心として組立部品１０を旋回させながら、この組立部品１０を下降させる。このとき、第二位置決めピン２も組立部品１０と共に第一位置決めピン１を中心として旋回することとなるが、この第二位置決めピン２はピン内部に前記フック部３０ａを収容した状態で旋回することとなるため、この旋回時においても結果的には組立部品１０と関連部品３０との位置決め状態は確保されていることとなる。
【００２１】
以上のようにして周辺部品４０ａ，４０ｂに干渉しないように旋回処理を行いながら組立部品１０を下降させると、最終的には、組立部品１０は周辺部品４０ａ，４０ｂに干渉することなく第一位置決めピン１から嵌挿突起部２０ａに移行することとなり、図５のような状態となる。こうして、周辺部品４０ａ，４０ｂとの干渉を回避しながら、組立部品１０と関連部品３０との位置決め状態が確保されたままの状態で組立部品１０を組立本体部品２０に組み込む三次元的な組立作業が行われる。
【００２２】
そして、上記三次元的組立作業が終了した状態で関連部品３０から位置決め駒３を解放し、さらに第一位置決めピン１および第二位置決めピン２を上方に移動させて嵌挿突起部２０ａおよびフック部３０ａから解放することにより、全組立対象部品の位置決め，組立工程が完了する。
【００２３】
尚、上記実施形態に示した各組立対象部品の構造は主にドアロック内部に見られるものであるが、上記と同様の構造を有する組立対象部品同士を組み込む作業であれば、ドアロックの組立作業に限らずとも上記自動組立機構を適用することが可能である。また、上記実施形態の如くドアロックの組立作業に本発明を適用した場合には、左側ドア用のドアロックと右側ドア用のドアロックとは左右対称であるため、組立部品を裏返して使用できる。また、自動車関連部品には、このような左右対称形態部品が多いため、左右対称形態部品に対しては段取り替えを行わずに組立作業を遂行できるという効果も奏することとなる。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の自動組立機構によれば、各組立対象部品を組み立てる際に三次元的な組立位置の位置決め補正を必要とする状況下においても位置決め，組立工程を一作業工程内で効率的に処理可能となるため、各工程ごとに組立ラインを分けて構築する必要がなくなり、その結果、ラインの短縮化、組立時間の短縮化を実現でき、製品の大量生産を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にて用いられる各組立対象部品の構成を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る自動組立機構による組立工程中の組立対象部品同士の位置関係を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る自動組立機構による組立工程中の組立対象部品同士の位置関係を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る自動組立機構による組立工程中の組立対象部品同士の位置関係を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る自動組立機構による組立工程中の組立対象部品同士の位置関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１…第一位置決めピン、２…第二位置決めピン、３…位置決め駒、１０…組立部品、１０ａ…嵌挿孔、１０ｂ…挿通孔、２０…組立本体部品、２０ａ…嵌挿突起部、２０ｂ…嵌設溝、３０…関連部品（トーションスプリング）、３０ａ…フック部、４０ａ，４０ｂ…周辺部品。

Claims

組立部品と、当該組立部品を組み付ける対象たる組立本体部品と、前記組立部品と前記組立本体部品との間に配置されて各部品とそれぞれ係合する関連部品たるトーションスプリングとを組み立てる際に、前記組立本体部品における組立部品の組み付け位置周辺には配置された周辺部品を回避しながら前記組立部品を前記組立本体部品に自動組立する自動組立機構であって、
前記組立部品と前記組立本体部品との位置決めを行う第一位置決めピンと、前記組立部品と前記関連部品との位置決めを行う第二位置決めピンと、前記トーションスプリングのフック部について位置決めを行う位置決め駒と、を有し、
前記組立部品と前記トーションスプリングのフック部との位置決め後に前記組立部品と前記組立本体部品との位置決めを行い、さらに前記組立部品と前記トーションスプリングのフック部との位置決め状態を確保したまま前記組立部品を旋回させながら下降させることにより、前記周辺部品に干渉することなく前記組立部品と前記関連部品と前記組立本体部品との三次元的な組立作業が自動的に行われるよう、前記第一位置決めピン，前記第二位置決めピン及び前記位置決め駒の動作制御を行うことを特徴とする自動組立機構。