JP2006320990A

JP2006320990A - ワーク処理システム

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Publication number: JP2006320990A
Application number: JP2005145277A
Authority: JP
Inventors: Sanechika Nakamura; 真親中村
Original assignee: Aichi Machine Industry Co Ltd
Current assignee: Aichi Machine Industry Co Ltd
Priority date: 2005-05-18
Filing date: 2005-05-18
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2025-05-18
Also published as: JP4616075B2

Abstract

【課題】ワークに部品を組付けるようなワーク処理を合理化したワーク処理システムを提供する。
【解決手段】工具３Ａ、３Ｂはレール５を移動する吊下げ基台６から垂設される機枠４Ａ、４Ｂに取付けられているリール７Ａ、７Ｂからワイヤ８Ａ、８Ｂを介して吊下げ状態に支持されている。エアシリンダ９Ａ、９Ｂは切換バルブ１１Ａ、１１Ｂの切換作動によって摺動枠１０Ａ、１０Ｂを上下摺動させ、工具３Ａ、３Ｂを上方の待機位置から下方の作業位置に移動させる。吊下げ基台６には多数の取付孔が格子状に配置されており、機枠４Ａ、４Ｂを任意の角度で取付けることができ、工具３Ａ、３ＢをワークＷ処理に適した姿勢に設定することができる。また、部品載置台１２にはワークＷに組付けるべき部品が載置されており、エアシリンダ１４と切換バルブ１６の切換えによって、上方の待機位置と下方の作業位置に移動せしめられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばエンジン躯体等のワークに部品を組付ける工程のようなワーク処理工程に使用されるワーク処理システムに関するものである。

従来、このようなワーク処理工程にあっては、ワークに部品を取付けるため使用する工具 (処理手段）を組付け作業領域において上から吊り下げ状態で支持し、該工具の吊り下げ高さを組付け作業位置と、それよりも上方の待機位置との上下二位置に選択的に設定したワーク処理システムが提供されている（特許文献１参照）。

特許第３３４２１８７号公報

このようなワーク処理システムにあっては、複数の工具が吊り下げ配置されており、処理の進行にともなって、順次該工具を待機位置から作業位置へ移動させ、あるいは作業位置から待機位置へ移動させる。
上記従来のシステムにあっては、工具が作業位置に移動して来た場合、工具の向きはランダムであり、工具の向きによっては作業者が工具を持ち替えたりする余分な動作が発生すると云うような問題が屡々発生する。

本発明は上記問題を解決してワーク処理における作業性を改善することを目的とするものであり、本発明にあっては、ワークＷに所定の処理を施すために使用される処理手段３と、該処理手段３が該ワークＷ処理に適応した姿勢となるように該処理手段３の姿勢を設定する姿勢設定手段６，４１とを具備するワーク処理システムが提供される。
例えば、該処理手段３は、該ワークＷに処理を施すことが可能な作業位置と、該作業位置から所定の距離に離された待機位置との間を移送手段９Ａ，９Ｂによって移送され、該姿勢設定手段６，４１は少なくとも該作業位置において該ワークＷの処理に適応した姿勢となるように設定する手段である。また例えば、該ワークＷに施す所定の処理は、該ワークＷに複数の部品Ｐを組付ける処理であり、該部品Ｐおよび／または該部品Ｐを該ワークＷに組付けるために必要な部品Ｐは該ワーク処理システムに付設される収容手段１２に収容されており、該収容手段１２の姿勢は該姿勢設定手段６，１３１によって該処理手段３の姿勢に関連して設定される。

〔作用〕
請求項１
ワークＷに処理を施すための処理手段３は、該ワークＷに処理を施す際に、該ワークＷに処理に適応した姿勢に設定されるから、作業者が該処理手段３を持ち替えるような余分な動作が解消される。
請求項２
該処理手段３は、ワークＷを処理する場合には、待機位置から作業位置に移送手段９Ａ，９Ｂによって移送される。そして該処理手段３は少なくとも該作業位置において姿勢設定手段６，４１によって、該ワークＷの処理に適応した姿勢となる。
ワークＷに複数の部品Ｐを取付ける処理の場合には、該複数の部品Ｐは該ワーク処理装置に付設される収容手段１２に収容されており、該収容手段１２は該姿勢設定手段６，１３１によって該処理手段３の姿勢に関連して設定され、作業者が該ワークＷに対して該複数の部品Ｐを取付ける時、該収容手段１２から所定の部品Ｐを取出し易くするように図る。

〔効果〕
したがって本発明にあっては、ワークに複数の部品を取付けるようなワーク処理の作業性が大巾に向上し、ワーク処理工程が合理化される。

本発明を図１〜図１０に示す一実施例によって以下に詳細に説明する。
図１に本発明のワーク処理システムの全体が示される。
図において、ワークＷは例えばエンジン躯体であり、該ワークＷは搬送手段であるローラーコンベア２上を移動する台車１上に設置されている。該ローラーコンベア２は作業場の床面レベルＦあるいはそれよりも若干低位に設定されている。

３Ａ，３Ｂは該ワークＷに処理を施すために使用される処理手段であり、例えばインパクトレンチのような工具である。該工具３Ａ，３Ｂはレール５を移動する吊下げ基台６から垂設される機枠４Ａ，４Ｂに取付けられているリール７Ａ，７Ｂからワイヤ８Ａ，８Ｂを介して吊り下げ状態に支持されており、該リール７Ａ，７Ｂはワイヤ８Ａ，８Ｂ巻き上げ方向に付勢されているから、該工具３Ａ，３Ｂは上方に引き上げる方向に支持されている。

図５に示すように、吊り下げ基台６には多数の取付孔６１が格子状に配置されている。また、図２および図３に示すように機枠４Ａ、４Ｂは、吊り下げ基台６への取付面である天板４１と、リール７Ａ，７Ｂや移送手段であるエアシリンダ９Ａ，９Ｂが取付けられている側板４３とから構成されており、図４に示すように天板４１には、吊り下げ基台６への取付用の長孔４２が形成されている。機枠４Ａ、４Ｂは、天板４１の長孔４２を吊り下げ基台６の格子状に配置されている多数の取付孔６１の少なくともいずれか二つに合せてボルトあるいはビス等の締結手段で固定される。このように、天板４１側の取付用の孔を長孔４２とすることで、機枠４Ａ、４Ｂを吊り下げ基台６に対して任意の角度で取付けることが出来、即ち、該吊り下げ基台６の多数の取付孔６１と該機枠４Ａ、４Ｂの天板４１の長孔４２とによって処理手段の姿勢設定手段が構成され、該姿勢設定手段によって工具をワーク処理に適応した姿勢に設定することが出来る。ここで、天板４１の長孔４２を吊り下げ基台６の格子状に配置されている多数の取付孔６１の少なくともいずれか二つに合せて固定するものとしたのは、任意の角度で吊り下げ基台６に取付けられた機枠４Ａ、４Ｂの角度を固定して該角度が変化することを防止するためである。

上記したように該機枠４Ａ，４Ｂには更に移送手段であるエアシリンダ９Ａ，９Ｂが取付けられており、該エアシリンダ９Ａ，９Ｂのピストン９１には二股形状の摺動枠１０Ａ，１０Ｂが取付けられている。そして該エアシリンダ９Ａ，９Ｂには切換バルブ１１Ａ，１１Ｂが付設されており、該切換バルブ１１Ａ，１１Ｂの切換作動によって該エアシリンダ９Ａ，９Ｂはピストン９１を介して該摺動枠１０Ａ，１０Ｂを上下摺動させ、該工具３Ａ，３Ｂは該摺動枠１０Ａ，１０Ｂによって上方の待機位置から下方の作業位置に移動せしめられる。この場合、該摺動枠１０Ａ，１０Ｂは該摺動枠１０Ａ，１０Ｂに係止されているワイヤ８Ａ，８Ｂの係止ブロック８１を押し下げる。該工具３Ａ，３Ｂは空気圧によって作動する。

１２は部品収容手段である部品載置台であり、ワークＷに組付けるべき部品Ｐが載置されている。図６に示すように、該部品載置台１２は該吊下げ基台６から垂設される機枠１３に取付けられているエアシリンダ１４のピストン杆１５に支持されており、該エアシリンダ１４には切換バルブ１６が付設されており、該切換バルブ１６の切換えによって該エアシリンダ１４は該部品載置台１２を上方の待機位置と下方の作業位置との間を移動せしめられる。

上記システムにあっては、該吊下げ基台６はエアシリンダ１７によってレール５に沿って移動せしめられるが、該吊下げ基台６の移動は、台車１の移動と同期するように設定されている。
なお該エアシリンダ９Ａ，９Ｂ，１４，１７および工具３Ａ，３Ｂには圧縮空気源２０から空気圧が及ぼされる。

上記機枠１３は、図６〜図８に示すように、吊下げ基台６へ取付面である天板１３１と、移送手段であるエアシリンダ１４が取付けられている側板１３３とから構成されており、天板１３１には、吊り下げ基台６への取付用の孔として長孔１３２が形成されている。該機枠１３は、図９に示すように該天板１３１の長孔１３２を吊り下げ基台６の格子状に配置されている多数の取付孔６１の少なくともいずれか二つに合せてボルトあるいはビス等の締結手段で固定される。このように、天板１３１側の孔を長孔１３２とすることで、上記した機枠４Ａ、４Ｂのと同様に機枠１３を吊り下げ基台６に対して任意の角度で取付けることができ、該部品載置台１２（部品収容手段）の姿勢設定手段が構成される。即ち、部品載置台１２を工具３の姿勢に適応した姿勢に設定することが出来る。ここで、天板１３１の長孔１３２を吊り下げ基台６の格子状に配置されている多数の取付孔６１の少なくともいずれか二つに合せて固定するものとしたのは、任意の角度で吊り下げ基台６に取付けられた機枠１３の角度を固定して該角度が変化することを防止するためである。

上記システムにおいて、ワークＷを設置した台車１が図１矢印方向に移動して、近接スイッチ１８等のワーク検出手段によって作業領域ＷＲに移動したことを検知すると、この検知された信号が主制御装置１９に入力され、該主制御装置１９から圧縮空気源２０とエアシリンダ１７との間に介在する開閉バルブ２１に開信号が出力されてエアシリンダ１７への空気圧が及ぼされる。この時、主制御装置１９は、吊り下げ基台６の速度と台車１との速度が略等しくなるように開閉バルブ２１の開度を調節制御している。これにより吊り下げ基台６、即ち、工具３Ａ，３Ｂと部品載置台１２とが台車１に同期して移動するのである。

更に主制御装置１９は、台車１が作業領域ＷＲに移動したことを検知すると、第１の工具３Ａに関するエアシリンダ９Ａの切換バルブ１１Ａと部品載置台１２のエアシリンダ１４の切換バルブ１６とを制御して、第１の工具３Ａと該部品載置台１２とを共に待機位置から作業位置に下降させる。
上記したように、工具３は、ワーク処理に適応した姿勢となるように吊下げ基台６に取付けられているので、作業者は作業位置に下降してきた第１の工具３Ａを使用する際に、ワーク処理に適応した姿勢に持ち替る必要がなく作業性が向上する。また、部品載置台１２にいついては、工具３の姿勢に関連した姿勢、即ち、作業者が工具３を使用しながら部品載置台１２から部品Ｐを取り易い姿勢となるように吊下げ基台６に取付けられているので、更に作業性が向上する。

作業者Ｈは該部品載置台１２から第１の部品を取り上げ、第１の工具３Ａによって該部品を組付ける。該工具３としては、本実施例では、部品をワークＷに組付ける際のボルトやナットの締め付けを行なう締め付け工具を使用し、前記したように空気圧によって作業する。該工具３は、所定の締め付けトルクに達すると供給されている空気圧がリリーフされるリリーフバルブ（図示しない）を含む空気圧回路を備え、これにより所定の締め付けトルク以上のトルクでボルトやナットが締め付けられることを防止する。また、この空気圧回路には、リリーフされた空気圧によりオン作動する空電スイッチ２２が設けられており、工具３による締め付けトルクが所定の締め付けトルクになった時にオン信号を主制御装置１９に出力する。上記締め付け処理は１回ないし複数回行なわれ、オン信号が入力された主制御装置１９は、入力されたオン信号の回数が予め設定された所定の回数に達したか否かを判定し、達していれば第１の工具３Ａによる処理が正常に終了したと判断し、表示装置２４に「ＯＫ」の文字を表示するよう表示制御装置２３を制御する。ここで、所定の回数は、同一の工具３による処理の回数として設定されるものである。したがって、同一の工具３による処理が複数回ある場合には、その工具３が一旦作業位置に下降すれば全ての処理を一度に実施することが出来るので作業の効率が向上する。
こうして、表示装置２４に表示された「ＯＫ］の文字を作業者は目視することで、第１の工具３Ａによる処理が正常に終了したことを確認する。

更に、該主制御装置１９は、第１工具３Ａによる処理が正常に終了したと判断すると切換バルブ１１Ａおよび切換バルブ１１Ｂの切換えを行なう。これにより、第１のエアシリンダ９Ａによって摺動枠１０Ａが引上げられ、ワイヤ８Ａの係止ブロック８１の該摺動枠１０Ａによる係止が解除され、第１の工具３Ａはリール７Ａの付勢力によって該摺動枠１０Ａの上昇に伴って待機位置に上昇し、同時に第２のエアシリンダ９Ｂによって摺動枠１０Ｂが下降して第２の工具３Ｂを待機位置から作業位置に移行せしめ、第１の処理と同様に第２の処理を行う。

図９に複数の機枠の天板４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆ，４１Ｇ，４１Ｈ，４１Ｉの長孔４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅ，４２Ｆ，４２Ｇ，４２Ｈ，４２Ｉを所定の一対の取付孔６１，６１を選択してそれぞれ固定した状態を示す。

図１０には図９に示す所望の角度に設定した機枠４から吊下される工具 3Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ，３Ｈの角度（姿勢）が示される。台車１上には中央にワークＷが設置され、その周りには該ワークＷに組付けられる複数の主部品Ｐ₁が配置され、そして部品載置台１２には該部品Ｐを該ワークＷに取付けるためのボルト、ナット、ビス等の締結具である複数の副部品Ｐ₂が載置（収容）されている。そして工具３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ，３Ｈは該台車１のワークＷが設置され、主部品Ｐ₁が載置されている台車１の上面を取囲むような角度（姿勢）で設定されている。

上記実施例では、機枠４Ａ，４Ｂ、１３の天板４１，１３１に形成した長孔４２，１３２を、吊下げ基台６に形成した格子状に配置されている多数の取付孔６１の任意の二つを選択してそれに合わせ、任意の角度で機枠４Ａ，４Ｂ、１３を吊下げ基台６に固定することで、作業位置において工具３をワーク処理に適応した姿勢に設定し、更に部品載置台１２を工具３の姿勢に適応した姿勢に設定する構成としたが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、機枠４Ａ，４Ｂ、１３のそれぞれを電動機を介して吊下げ基台６に取付け、電動機を作動させることで機枠４Ａ，４Ｂ、１３のそれぞれを水平回転させ、これにより、作業位置において工具３をワーク処理に適応した姿勢に設定し、かつ部品載置台１２を工具３の姿勢に適応した姿勢に設定する等、如何なる姿勢設定手段を適用して構わない。

更に上記実施例では、工具３は待機位置と作業位置との両方においてワーク処理に適応した姿勢に設定されている構成としたが、工具３は少なくとも作業位置においてワーク処理に適応した姿勢に設定されていれば良い。この場合、例えば、機枠４Ａ，４Ｂ、１３のそれぞれを電動機を介して吊下げ基台６に取付ける構造とし、作業位置においてのみ電動機を作動させて機枠４Ａ，４Ｂ、１３のそれぞれを水平回転させ、これにより、作業位置においてのみ工具３をワーク処理に適応した姿勢に設定すると共に、部品載置台１２を工具３の姿勢に適応した姿勢に設定する構成としても良い。

更に本実施例では、部品収容手段１２は、第１の工具３Ａと第２の工具３Ｂとで同一の姿勢に設定される構成としたが、部品収容手段１２の姿勢を各工具３に応じて設定出来る構成としても良い。この場合、各機枠１３を電動機を介して吊下げ基台６に取付け、各機枠１３について電動機を作動させることで各機枠１３を回転させる構造とし、これにより、工具３毎の姿勢に適応して各部品載置台１２の姿勢を設定出来る構成とすれば良い。

本実施例以外、主部品も部品載置台１２に載置（収容）してもよいし、また角度（姿勢）設定は、アクチュエーター等によって機枠を回転させてもよい。

本発明にあっては、ワークに部品を組付ける場合に、工具が非常に取扱い易くなり、作業効率が大巾に向上するので、自動車製造工程のような大量連続生産工程に有用である。

図１〜図１０は本発明の一実施例を示すことである。
ワーク処理システム全体図。工具の機枠の説明側面図。工具の機枠の説明正面図。工具の機枠の天板平面図。吊下げ基台の平面図。部品載置台の機枠側面図。部品載置台の機枠正面図。部品載置台の機枠の天板説明図。工具の機枠の天板を吊下げ基台に取付けた状態の説明図。ワークを取囲む工具の姿勢の説明図。

符号の説明

１台車
２ローラーコンベア
３(3A,3B,3C,3D,3E,3F,3G,3H) 工具（処理手段）
４(4A,4B) 機枠
５レール
６吊下げ基台（姿勢設定手段）
７(7A,7B) リール
８Ａ，８Ｂワイヤ
９Ａ，９Ｂエアシリンダ（移送手段）
１０Ａ，１０Ｂ摺動枠
１１Ａ，１１Ｂ切換バルブ
１２部品載置台（収容手段）
１３機枠
１４エアシリンダ
１５ピストン杆
１６切換えバルブ
１７エアシリンダ
１８近接スイッチ
１９主制御装置
２０圧縮空気源
２１開閉バルブ
２２空電スイッチ
２３表示制御装置
２４表示装置
４１(41A,41B,41C,41D,41E,41F,41G,41H,41I) 天板（姿勢設定手段）
４２(42A,42B,42C,42D,42E,42F,42G,42H,42I) 長孔
４３，１３３側板
６１取付孔
８１係止ブロック
９１ピストン
１３１天板（姿勢設定手段）
１３２長孔
Ｐ部品
Ｗワーク
ＷＲ作業領域

Claims

ワークに所定の処理を施すために使用される処理手段と、該処理手段が該ワーク処理に適応した姿勢となるように該処理手段の姿勢を設定する姿勢設定手段とを具備することをを特徴とするワーク処理システム。
該処理手段は、該ワークに処理を施すことが可能な作業位置と、該作業位置から所定の距離に離された待機位置との間を移送手段によって移送され、該姿勢設定手段は少なくとも該作業位置において該ワークの処理に適応した姿勢となるように設定する手段である請求項１に記載のワーク処理システム。
該ワークに施す所定の処理は、該ワークに複数の部品を組付ける処理であり、該部品および／または該部品を該ワークに組付けるために必要な部品は該ワーク処理システムに付設される収容手段に収容されており、該収容手段の姿勢は該姿勢設定手段によって該処理手段の姿勢に関連して設定される請求項１または２に記載のワーク処理システム。