JP2005246533A

JP2005246533A - 位置決め装置

Info

Publication number: JP2005246533A
Application number: JP2004059517A
Authority: JP
Inventors: Sumio Noguchi; 純男野口
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】位置決め装置の構造の簡素化・軽量化を図るとともに、位置決め装置の制御の簡素化をも図ることにある。
【解決手段】ピストンロッド６３を機台１１側へ移動させたときには、テーパ穴３５に雄テーパ部５８を嵌合させてスライドテーブル１４のスライドを原位置にロックし、ピストンロッド６３をそのストローク範囲の中間位置へ移動させたときには、テーパ穴３５と雄テーパ部５８との嵌合を外してスライドテーブル１４をスライド自在とすることによりワークの所定位置に当てた位置検出片と共にスライドテーブル１４を移動させ、ピストンロッド６３をスライドテーブル１４側へ移動させたときには、スライドテーブル１４をホールド部材５２で押え付けてスライドテーブル１４をワークの所定位置に応じた位置で位置決め保持する構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、組付装置等をワークに位置決めする位置決め装置に関するものである。

従来の位置決め装置として、テーブルを原位置にロックするためのシリンダと、テーブルのスライドをロックするためのシリンダとの両方を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平４−３７２３１７号公報

特許文献１の図１を以下の図８で説明する。なお、符号は振り直した。
図８は従来の位置決め装置の正面図であり、ロボットハンド２００に基台２０１を取付け、この基台２０１にテーブル２０２をフローティングユニット２０３を介して平面内においてスライド可能（即ち、フローティング可能）に支持し、基台２０１に、テーブル原位置ロックピン２０４を進退動させてテーブル２０２を原位置にロックするシリンダ２０５と、テーブルフローティングロック装置２０６を進退動させてテーブル２０２のフローティングをロックするシリンダ２０７とを設け、テーブル２０２側に、ワーク２０８に設けた部品組付穴２１１に挿入することで部品組付穴２１１の位置を検出する位置検出ピン２１２と、ワーク２０８を保持する部品ホルダ２１３とを備えたワーク位置決め組付装置が記載されている。

上記の位置決め装置の作用を次に説明する。
図９は従来の位置決め装置の作用を示すフロー図であり、図中のＳＴＸＸＸはステップ番号を表す。なお、符号については、シリンダ２０５及びシリンダ２０７にのみ付けた（他の符号は図８参照。）。
ＳＴ１０１…ロボットハンドをワークの下方に搬入する。
ＳＴ１０２…シリンダ２０５を作動させて、テーブルの原位置ロックを解除する。
ＳＴ１０３…シリンダ２０７を作動させて、テーブルをフローティング状態にする。

ＳＴ１０４…位置検出ピンを部品組付穴に嵌合させる。
ＳＴ１０５…シリンダ２０７を作動させて、テーブルのフローティングをロックする。
ＳＴ１０６…位置検出ピンを部品組付穴から抜く。

ＳＴ１０７…ロボットハンドを所定距離移動させて部品ホルダを部品組付穴に一致させる。
ＳＴ１０８…部品を部品組付穴に打ち込む。

ＳＴ１０９…シリンダ２０７を作動させて、テーブルのフローティングを解除する。
ＳＴ１１０…シリンダ２０５を作動させて、テーブルを原位置にロックする。
ＳＴ１１１…ロボットハンドをワークの下方から搬出する。

上記技術では、テーブルの原位置ロック及び原位置ロック解除をシリンダ２０５で行い、フローティング及びフローティング解除をシリンダ２０７で行うというように２つのシリンダ２０５，２０７が必要になるから、位置決め装置が大型になり、重量も増す。更に、例えば一つのシリンダを作動させるのに比べて、上記のシリンダ２０５，２０７を作動させるための制御が複雑になる。

本発明の課題は、位置決め装置の構造の簡素化・軽量化を図るとともに、位置決め装置の制御の簡素化をも図ることにある。

請求項１に係る発明は、ワークの所定位置に部品を組付ける組付装置等をワークに位置決めする位置決め装置であって、この位置決め装置を、機台と、この機台側へ接近するにつれて先細りするテーパ穴を開けるとともに平面上でスライドするように機台に取付けたスライドテーブルと、機台及びスライドテーブルのそれぞれの間に配置するとともに、機台側又はスライドテーブル側へ移動自在に機台に取付た第１可動台と、この第１可動台及びスライドテーブルのそれぞれの間に配置するとともに、第１可動台側又はスライドテーブル側へ移動自在に第１可動台に取付け且つスライドテーブル側へ移動したときにスライドテーブルを押え付けるホールド部材を備えた第２可動台と、機台に取付けるとともに第１可動台にピストンロッドを貫通させ且つピストンロッドの先端を第２可動台に取付けたシリンダ装置と、テーパ穴に倣って嵌合自在なテーパ部を備えるとともに第２可動台に取付けたテーブルロック部材と、ワークの所定位置を検出するためにスライドテーブルに取付けた位置検出片と、から構成したことで、ピストンロッドを機台側へ移動させたときには、テーパ穴にテーパ部を嵌合させてスライドテーブルを原位置にロックし、ピストンロッドをそのストローク範囲の中間位置へ移動させたときには、テーパ穴とテーパ部との嵌合を外してスライドテーブルをスライド自在とすることによりワークの所定位置に当てた位置検出片と共にスライドテーブルを移動させ、ピストンロッドをスライドテーブル側へ移動させたときには、スライドテーブルをホールド部材で押え付けてスライドテーブルをワークの所定位置に応じた位置で位置決め保持することを特徴とする。

一つのシリンダ装置によって、テーブルロック部材及びホールド部材を移動させ、スライドテーブルを、原位置にロックする、スライド可能にする及び位置決め保持する、というような３つの状態に切り替えることが可能になる。

請求項１に係る発明では、一つのシリンダ装置によって、スライドテーブルを、原位置にロックする、スライド可能にする及び位置決め保持する、というような３つの状態に切り替えることができ、位置決め装置の構造簡素化、軽量化を図ることができるとともに、位置決め装置の制御手段及び制御方法の簡素化をも図ることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る位置決め装置の断面図である。
位置決め装置１０は、図示せぬ移動手段に取付けることで図の左右方向、上下方向及び紙面の表裏方向に移動可能とした機台１１と、この機台１１に対して平面上に、詳しくは図の上下方向及び紙面の表裏方向にスライドできるように機台１１に複数のスライド機構１２を介して取付けるとともに機台１１の上部に取付けたＬ字形支持部１１ａにスプリング１３を介して吊り下げたスライドテーブル１４と、機台１１及びスライドテーブル１４のそれぞれの間に配置するとともに、図の左右方向に移動自在に機台１１に取付た可動台１６と、この可動台１６及びスライドテーブル１４のそれぞれの間に配置するとともに、図の左右方向に移動自在に可動台１６に取付けたホールドプレート１７と、このホールドプレート１７のほぼ中央部に取付けたテーパ部材１８と、機台１１のほぼ中央部に取付けたシリンダ装置２１と、ワーク２２に取付けたナット２３のねじ穴２３ａ（即ち、めねじ）の位置を検出するためにスライドテーブル１４の端部に取付けた検出部材２４とからなり、スライドテーブル１４がスライド可能な状態にあるときに、スライドテーブル１４に取付けた検出部材２４でワーク２２のねじ穴２３ａの位置を検出するためのものである。

検出部材２４は、スライドテーブル１４に取付けたベース部２６と、このベース部２６の端部に着脱自在に取付けた位置検出片２７とからなり、内部に例えば、ボルト８１を保持するソケット３１を回転自在に内蔵したものである。
位置検出片２７は、先端２７ａを尖らせるとともに先端から離れるにつれて拡径することでワーク２２のねじ穴２３ａや組付穴等に挿入してその中心位置を検出するとともに、３分割した先端２７ａを開いて後退させることが可能なエスケープ構造とすることでソケット３１の回動に干渉しないようにできる部材である。

図２は本発明に係る位置決め装置の要部断面図であり、スライドテーブル１４は、ほぼ中央部に機台１１側に近付くにつれて縮径するテーパ穴３５を備えた貫通穴３６を開けた部材である。
貫通穴３６は、大径穴３７と、この大径穴３７に接続した上述のテーパ穴３５と、このテーパ穴３５に接続するとともに大径穴３７よりも内径を小さくした小径穴３８とからなる。

可動台１６は、プレート部４１と、このプレート部４１の端部から機台１１側に延ばした複数の脚部４２と、これらの脚部４２のそれぞれの先端に設けたストッパ部４３とからなり、これらの脚部４２を機台１１に設けた脚部挿通穴４４にそれぞれ移動自在に挿入するとともに、機台１１側に設けたカラー４６をそれぞれ脚部４１に移動自在に嵌め、カラー４６とプレート部４１との間に、可動台１６を弾性力でスライドテーブル１４側へ押圧する第１スプリング４７を介在させた。

ホールドプレート１７は、プレート本体５１と、スライドテーブル１４を押し付けるためにプレート本体５１のスライドテーブル１４側の面に取付けた複数のホールド部材５２と、プレート本体５１の端部から可動台１６側に延ばした複数の脚部５３と、これらの脚部５３のそれぞれの先端に設けた鍔部５４とからなり、ホールドプレート１７を可動台１６側へ弾性力で押圧するために鍔部５４及びプレート部４１のそれぞれの間に第２スプリング５６を介在させた。

テーパ部材１８は、スライドテーブル１４のテーパ穴３５に密着するように嵌合する雄テーパ部５８と、この雄テーパ部５８に一体成形するとともにホールドプレート１７のプレート本体５１に取付けた軸部５９とからなる。

シリンダ装置２１は、機台１１に取付けたシリンダ本体６１と、このシリンダ本体６１に移動自在に挿入したピストン６２と、このピストン６２に取付けたピストンロッド６３と、シリンダ本体６１の開口部を塞ぐことでシリンダ室６４を形成するキャップ６６と、シリンダ室６４内をピストン６２で隔てて出来た第１室６７及び第２室６８のそれぞれに空気を取入れる第１吸気口７１及び第２吸気口７２とからなる。

シリンダ本体６１は、第１吸気口７１と第１室６７とを連通する空気通路７４と、第２吸気口７２と第２室６８とを連通する空気通路７５とを備える。
ピストンロッド６３は、可動台１６のプレート部４１に開けたロッド挿通穴７７に移動自在に挿入するとともに、その先端をホールドプレート１７のプレート本体５１に取付けた部材である。

以上に述べた位置決め装置１０の作用を次に説明する。
図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る位置決め装置の作用を示す第１作用図である。
（ａ）において、図示せぬ空気供給源から圧縮空気を第１吸気口７１を介してシリンダ装置２１の第１室６７に供給する。
この結果、第１スプリング４７の弾性力に抗して、ピストン６２が機台１１側へ移動し、矢印の向きにピストンロッド６３が移動するため、ピストンロッド６３に取付けたホールドプレート１７、ホールドプレート１７に取付けたテーパ部材１８及び可動台１６が同じ向きに移動して、テーパ部材１８の雄テーパ部５８がスライドテーブル１４のテーパ穴３５に嵌合する。この状態が、スライドテーブル１４を位置決め装置１０の原位置にロックした状態である。なお、このときに一体的に移動した部分の輪郭を太線で示した。また、形状の把握が容易になるようにスライドテーブル１４にハッチング、テーパ部材１８にクロスハッチングを施した（以下同じ。）。

（ｂ）において、（ａ）の状態を保ちながら、位置決め装置１０を、図示せぬ移動手段で、例えば白抜き矢印で示すように移動させて、位置検出片２７をワーク２２のねじ穴２３ａに接近させる。

図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る位置決め装置の作用を示す第２作用図である。
（ａ）において、シリンダ装置２１の第１室６７及び第２室６８を、第１吸気口７１及び第２吸気口７２を介して大気開放にする。

この結果、可動台１６は、第１スプリング４７によるスライドテーブル１４側への押圧力とストッパ部４３とによって最もスライドテーブル１４側に移動した状態となり、ピストン６２はそのストローク範囲の中間位置で停止する。

このとき、テーパ部材１８の雄テーパ部５８は、スライドテーブル１４のテーパ穴３５から離れる。この状態が、スライドテーブル１４の原位置ロックを解除した状態であり、スライドテーブル１４がスライド可能な状態、即ち、フローティング状態である。

（ｂ）において、（ａ）の状態から、白抜き矢印の向きに位置決め装置１０を移動させ、位置検出片２７の先端２７ａをワーク２２のねじ穴２３ａに挿入する。
このとき、ねじ穴２３ａの中心線２３ｂと位置検出片２７の先端２７ａを通る中心線２７ｂとが、ずれ量δだけのずれ（ずれ量δはねじ穴２３ａの穴径よりも小さい。）を生じていても、位置検出片２７をねじ穴２３ａに挿入すれば、位置検出片２７がテーパ形状であり、しかもスライドテーブル１４がフローティング状態にあるために、位置検出片２７の中心線２７ｂをねじ穴２３ａの中心線２３ｂに一致させることができる。

図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る位置決め装置の作用を示す第３作用図である。
（ａ）において、図示せぬエア供給源からエアを第２吸気口７２を介してシリンダ装置２１の第２室６８に供給する。

この結果、ピストン６２がスライドテーブル１４側へ移動し、矢印の向きにピストンロッド６３が移動するため、ピストンロッド６３に取付けたホールドプレート１７が第２スプリング５６の弾性力に抗して同じ向きに移動して、ホールドプレート１７のホールド部材５２（ハッチングを施した部分である。）がスライドテーブル１４の裏面１４ａを押え付ける。この状態が、スライドテーブル１４を位置決め保持した状態である。

（ｂ）において、（ａ）の状態で、白抜き矢印の向き（水平方向右方である。）に位置決め装置１０を移動させ、ワーク２２のねじ穴２３ａから位置検出片２７を抜く。
スライドテーブル１４は位置決め保持した状態にあるから、ねじ穴２３ａから位置検出片２７を抜いた後に、後述するように、位置検出片２７の先端を開き、位置検出片２７をボルト８１（図１参照）を保持したソケット３１（図１参照）からソケット３１の回動に干渉しない状態に待避させ、再び水平方向左方に移動させてソケット３１を回動すれば、ねじ穴２３ａにボルト８１を締付けることができる。

図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る位置決め装置の作用を示す第４作用図である。
（ａ）において、検出部材２４の位置検出片２７を後退させて（即ち、エスケープ状態として）ボルト８１及びソケットソケット３１を露出させ、位置決め装置１０を白抜き矢印のように水平方向の左方に移動させる。
（ｂ）において、図示せぬソケット駆動手段によってソケット３１を矢印の向きに回転させ、ボルト８１をねじ穴２３ａにねじ込む。

図７は本発明に係る位置決め装置の作用を示す第５作用図であり、図３〜図６で説明した内容をフロー図で示す。なお、ＳＴＸＸはステップ番号を表す。
ＳＴ０１…スライドテーブルを原位置にロックする。
ＳＴ０２…位置決め装置をワーク近傍まで移動させる。
ＳＴ０３…スライドテーブルをフローティングする。

ＳＴ０４…位置検出片をワークのねじ穴に挿入する。
ＳＴ０５…スライドテーブルをホールド部材で押え付ける。
ＳＴ０６…位置検出片をワークのねじ穴から抜く。
ＳＴ０７…位置検出片をソケットに切り替える。

ＳＴ０８…ボルトをソケットに装着して、ボルトをワークのねじ穴にねじ込む。
この後、位置決め装置を所定位置へ移動させ、スライドテーブルの位置決め保持を解除する。

以上の図１及び図２で説明したように、本発明は、ワーク２２の所定位置に部品を組付ける組付装置等をワーク２２に位置決めする位置決め装置１０であって、この位置決め装置１０を、機台１１と、この機台１１側へ接近するにつれて先細りするテーパ穴３５を開けるとともに平面上でスライドするように機台１１に取付けたスライドテーブル１４と、機台１１及びスライドテーブル１４のそれぞれの間に配置するとともに、機台１１側又はスライドテーブル１４側へ移動自在に機台に取付た第１可動台としての可動台１６と、この可動台１６及びスライドテーブル１４のそれぞれの間に配置するとともに、可動台１６側又はスライドテーブル１４側へ移動自在に可動台１６に取付け且つスライドテーブル１４側へ移動したときにスライドテーブル１４を押え付けるホールド部材５２を備えた第２可動台としてのホールドプレート１７と、機台１１に取付けるとともに可動台１６にピストンロッド６３を貫通させ且つピストンロッド６３の先端をホールドプレート１７に取付けたシリンダ装置２１と、テーパ穴３５に倣って嵌合自在なテーパ部としての雄テーパ部５８を備えるとともにホールドプレート１７に取付けたテーブルロック部材としてのテーパ部材１８と、ワーク２２の所定位置を検出するためにスライドテーブル１４に取付けた位置検出片２７と、から構成したことで、ピストンロッド６３を機台１１側へ移動させたときには、テーパ穴３５に雄テーパ部５８を嵌合させてスライドテーブル１４のスライドを原位置にロックし、ピストンロッド６３をそのストローク範囲の中間位置へ移動させたときには、テーパ穴３５と雄テーパ部５８との嵌合を外してスライドテーブル１４をスライド自在とすることによりワーク２２の所定位置に当てた位置検出片２７と共にスライドテーブル１４を移動させ、ピストンロッド６３をスライドテーブル１４側へ移動させたときには、スライドテーブル１４をホールド部材５２で押え付けてスライドテーブル１４をワーク２２の所定位置に応じた位置で位置決め保持することを特徴とする。

一つのシリンダ装置２１によって、スライドテーブル１４を、原位置にロックする、スライド可能にする及び位置決め保持する、というような３つの状態に切り替えることができ、位置決め装置１０の構造簡素化、軽量化を図ることができるとともに、位置決め装置１０の制御手段及び制御方法の簡素化をも図ることができる。

尚、本実施形態では、図１に示したように、位置決め装置１０のスライドテーブル１４を鉛直に配置して鉛直面上でスライド可能としたが、これに限らず、スライドテーブル１４を水平に配置して水平面上でスライド可能としてもよい。

本発明の位置決め装置は、ワークに部品を組み付けるロボットに好適である。

本発明に係る位置決め装置の断面図である。本発明に係る位置決め装置の要部断面図である。本発明に係る位置決め装置の作用を示す第１作用図である。本発明に係る位置決め装置の作用を示す第２作用図である。本発明に係る位置決め装置の作用を示す第３作用図である。本発明に係る位置決め装置の作用を示す第４作用図である。本発明に係る位置決め装置の作用を示す第５作用図である。従来の位置決め装置の正面図である。従来の位置決め装置の作用を示すフロー図である。

符号の説明

１０…位置決め装置、１１…機台、１４…スライドテーブル、１６…第１可動台（可動台）、１７…第２可動台（ホールドプレート）、１８…テーブルロック部材（テーパ部材）、２１…シリンダ装置、２２…ワーク、２７…位置検出片、３５…テーパ穴、５２…ホールド部材、５８…テーパ部（雄テーパ部）、６３…ピストンロッド。

Claims

ワークの所定位置に部品を組付ける組付装置等をワークに位置決めする位置決め装置であって、
この位置決め装置は、
機台と、
この機台側へ接近するにつれて先細りするテーパ穴を開けるとともに平面上でスライドするように機台に取付けたスライドテーブルと、
機台及びスライドテーブルのそれぞれの間に配置するとともに、機台側又はスライドテーブル側へ移動自在に機台に取付た第１可動台と、
この第１可動台及びスライドテーブルのそれぞれの間に配置するとともに、第１可動台側又はスライドテーブル側へ移動自在に第１可動台に取付け且つスライドテーブル側へ移動したときにスライドテーブルを押え付けるホールド部材を備えた第２可動台と、
機台に取付けるとともに第１可動台にピストンロッドを貫通させ且つピストンロッドの先端を前記第２可動台に取付けたシリンダ装置と、
前記テーパ穴に倣って嵌合自在なテーパ部を備えるとともに第２可動台に取付けたテーブルロック部材と、
前記ワークの所定位置を検出するためにスライドテーブルに取付けた位置検出片と、
から構成したことで、
ピストンロッドを機台側へ移動させたときには、テーパ穴にテーパ部を嵌合させてスライドテーブルを原位置にロックし、ピストンロッドをそのストローク範囲の中間位置へ移動させたときには、テーパ穴とテーパ部との嵌合を外してスライドテーブルをスライド自在とすることによりワークの所定位置に当てた位置検出片と共にスライドテーブルを移動させ、ピストンロッドをスライドテーブル側へ移動させたときには、スライドテーブルをホールド部材で押え付けてスライドテーブルをワークの所定位置に応じた位置で位置決め保持することを特徴とした位置決め装置。