JP2007537047A

JP2007537047A - 改良型自動リベッティングシステム

Info

Publication number: JP2007537047A
Application number: JP2007512232A
Authority: JP
Inventors: ハーモソ，ジュリアンバイゴーリ
Original assignee: Loxin 2002 SL
Current assignee: Loxin 2002 SL
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2007-12-20
Also published as: US8468670B2; WO2005110643A1; US20090007410A1; ES2255386B1; CN101005908B; CN101005908A; EP1745871A1; ES2255386A1; PT1745871E; ES2399274T3; EP1745871B1

Abstract

本発明は、１つの装置を用いて同じ作業点で、ボーリング、リーミング、リベット挿入、リベッティング、クリーニング等の複数の動作を行うことを可能にするためにロボット化設備で用いられるタイプの改良型自動リベッティングシステムに関する。本発明は、それ自体は動かずにパラレル運動機械上に固定されるマルチツールヘッドを用い、パラレル運動機械は、マルチツールヘッドの全ての位置決め移動を行って、ツールヘッドに設けられた個別のツールの異なる物理的位置間のオフセットに対し必要な補正を行うシステムを特徴とする。本発明の主要な利点は、システムが、複雑なツールヘッド変更機構の必要性をなくすことにより、ボーリング及び他の機能について異なる直径を得るようにし、それにより、上記装置のコストが大幅に削減されるとともに、その信頼性、精度、及び機械的寿命が高まることである。

Description

発明の名称が示すように、本明細書は、同じ装置を用いて同じ作業点で、ボーリング、リーミング、リベット挿入、リベッティング、クリーニング等の複数の機能を果たすロボット化精密設備で用いられるタイプの改良型自動リベッティングシステムであって、それ自体は動かずにパラレル運動機械上に固定されるマルチツールヘッドを用い、パラレル運動機械は、マルチツールヘッドの全ての複合的な位置決め移動を行って、ツールホルダヘッドに設けられた個別のツールの異なる物理的位置間で適切な位置補正を行うことを特徴とする、改良型自動リベッティングシステムに関する。

自動リベッティングシステムは、現在では広く知られている。これらのシステムの中には、関節ロボット、すなわち床又は作業面に本固定される複数のピン軸が設けられたアームを有するロボットの使用に基づくものがある。これらのロボットは通常、適当な制御及び位置決め機構を有する回転モータによって駆動されるリボルバに類似した回転システムを用いるため、「エンドエフェクタ」としても知られているリボルバタイプの回転マルチツールヘッドが嵌められる。これらのヘッドは、関節ロボットの作業アームの端に取り付けられる固定部品と、当該（referred to above）固定部品に対して回転移動する複数のツールホルダ機構とを備える。この場合、用いられるプロセスは、関節ロボットが種々の場所のリベッティング作業を行うためにツールの１つを作業点に位置決めしてそこに残し、回転マルチツールヘッドの特徴的な回転移動によってツールを交換することで、各動作が同じ点で適切なツールを用いて行われるようにすることを含む。このシステムでは、関節ロボットの移動は、回転マルチツールヘッドを作業点に運ぶためだけに用いられ、その後のリベッティングプロセス自体の間は移動せず、リベッティングプロセスは完全に回転マルチツールヘッドによって行われる。

このタイプの回転マルチツールヘッドの例は、例えば、米国特許第２００２１７３２２６号「Multi-spindle end effector」、米国特許第２００３２３２５７９号「Multi-spindle end effector」、ＷＯ０２０９４５０５「Multi-spindle end effector」、及びＥＰ０２９２０５６「Driving mechanism and manipulator comprising such a driving mechanism」に記載されており、これらは全て同じリベッティングシステムに適用され、同様の作業特性を有する。

このリベッティングシステムの主な欠点は、関節ロボットが繰り返し位置決め精度を有さないため、リベッティング点での異なるツールのこの正しい繰り返し位置決めを確保するのに十分な精度を有するようにマルチツールヘッドを構成する必要があることである。これは、回転マルチツールヘッド及びその内部機械回転及び位置決め構成部品が、最高の精度を有するとともに、非常に高コストの低磨耗材料でできていなければならないことを意味し、これは、これらのヘッドが非常に高価であり、大抵の場合はヘッドを支持及び運搬する関節ロボット自体よりも高価であり、頻繁な保守及び調整作業も必要とすることを意味する。修理するのに非常に高いコストがかかる頻繁な故障というさらなる問題にも注目すべきである。

１つの装置を用いて複数の動作を行うことができる現在のシステムで生じる問題を解決するために、本発明者らは、本発明の主題である、パラレル運動機械の作業フランジに個別に固定される複数の個別の単一機能ヘッドを用いる改良型自動リベッティングシステムを考案した。この単一機能ヘッドのセットは、異なる単一機能ヘッドそれぞれ（ドリリングヘッド、シーラントアプリケータ、リベットインサータ、リベッタ等）を収容するための、適当な形状、好ましくは円筒形の複数のハウジングが設けられた共通のベースを備える。

支持ロボットとして用いられるパラレル運動機械は、位置決め及び再現性（repeatability：繰り返し性）に関して極めて高い精度で複数の軸上での移動を同時に行う固有の能力を有するため、従来のロボットが行うのと同様に単一機能ヘッドのセットを作業点に移動させる役割を担うが、それに続いて単一機能ヘッドの関連移動も行わせることで、異なるリベッティング段階中に、異なる個々のヘッドに保持されているツール又はアクチュエータそれぞれが、同じ作業点において必要な精度で働くことができる。パラレル運動機械のこれらの移動は、異なる単一機能ヘッドの異なるツール又はアクチュエータ間の変位又はオフセットを補償するためにこの機械の数値制御によって行わなければならない補正に対応する。このように、リベッティングプロセス中、パラレル運動機械自体が、ツール又はアクチュエータをリベッティング点に位置決めする。

この改良型自動リベッティングシステムは、ボーリング及びリベッティング等、複数のツール又はアクチュエータを同じ点に連続位置決めすることを伴うあらゆる精密動作に特に適しており、このような動作では、ボーリングツール、削り屑吸引ツール、リベット挿入ツール、リベッティングツール、又はシーラント塗布ツール、及び人工立体視システム又は動作品質チェックシステム等が全て、パラレル運動機械とのメカニカルインタフェースとしての役割を果たす同じ支持フランジ上に個別に位置決めされて、同じ点で順次動作する必要があり得る。

この単一機能ヘッドのセットのレイアウトは、円筒形ハウジングごとに異なっていてもよいが、一列のハウジングの直線状配列又はマトリックス配列が好ましい。

各単一機能ヘッドのハウジングそれぞれには、直線移動機構が設けられることで、使用中にツール又はアクチュエータをそのハウジングからわずかに突出させてリベッティングすべき部品の表面に近付け、使用しなくなったらハウジング内に引き戻すことが可能になる。このように、使用されていない単一機能ヘッドがリベッティングすべき表面又は物体に誤って衝突することが避けられる。この直線移動機構は、一般的に用いられている電気タイプ、空気圧タイプ、又は油圧タイプのいずれかと同様のものであり、これを支持するパラレル運動機械の数値制御によって制御される。

開示されている改良型自動リベッティングシステムは、現在利用可能なシステムを越える多くの利点を有するが、その中でも最も重要なのは、複雑なアクチュエータ又はツール位置決め及び送り機構の必要性をなくすことにより、上記要素のコストが大幅に削減されるとともに、その信頼性、精度、及び機械的耐久性が高まることである。

さらなる重要な利点は、システムの移動がパラレル運動機械によってのみ行われるため、位置決め及び再現性の精度がプロセス全体並びに全てのツール及びアクチュエータに与えられる（extrapolate）ことにある。

本発明の別の利点は、個別の単一機能ヘッドのセットの特徴的な単純性を主な理由として、リベッティングシステムがいかなる数のツール及びアクチュエータにも容易且つ経済的に適応することである。

付加的な利益としては、このシステムが、いかなる種類のパラレル運動機械にも非常に容易に適応できることで、多額の付加的な経済支出を必要とせずにその作業機能を拡張することができることが挙げられる。

本発明の主題をよりよく理解するために、個別の単一機能ヘッドのセットの一例を用いて、改良型自動リベッティングシステムの実用上の好ましい実施の形態を添付図面に示す。

添付図面から分かるように、本発明の主題である改良型自動リベッティングシステムは、パラレル運動機械とのメカニカルインタフェースとしての役割を果たすフランジ２にしっかりと固定された単一機能ヘッド５のセット１を用いる。この単一機能ヘッド５のセット１は、好ましくは円筒形の複数のハウジング４が設けられた共通のベースを備え、ハウジングはそれぞれ、特定の機能を果たすか又は作業ツールを用いるための異なるタイプの単一機能ヘッド５を収容するように設計される。

パラレル運動機械３は、極めて高い位置決め及び再現性の精度で複数の軸上での移動を同時に行う固有の能力を有するため、支持ロボットして用いられ、単一機能ヘッド５のセット１を作業点に移動させる役割を担い、それに続いて単一機能ヘッド５のセット１の関連移動も行わせることで、リベッティングプロセス中に、個々のハウジング４に保持されている単一機能ヘッド５それぞれが、同じ作業点において必要な精度で働くことができる。単一機能ヘッド５のセット１のこれらの移動は、単一機能ヘッド５のセット１に含まれる異なる単一機能ヘッド５を分離する変位又はオフセットを補償するためにパラレル運動機械３の数値制御によって行わなければならない補正に対応する。

上述したように、単一機能ヘッド５用のハウジング４それぞれに、加工面との衝突の可能性を避けるために直線移動機構６が設けられる。

本開示のシステム又はそれを構成する構成部品の他の特徴は、特許請求の範囲の主題ではないと考えられるため、これらの特徴を詳細に説明することは意図的に控えている。

本発明の性質を十分に詳細に説明してきたが、本発明を実施する手段に加えて、本発明の説明は限定的なものではなく、添付の特許請求の範囲に記載の特性の基本的な性質を変えることがない限り、材料、形状、及びサイズのいずれについても変更を行うことができることを付言する。

パラレル運動機械と、個別に位置決めされた単一機能ヘッドのセットの一例とを備え、この場合は３つの単一機能ヘッド用のハウジングが設けられた、ユニットの正面図及び側面図を示す。単一機能ヘッドのセットの上側部分を示し、これらそれぞれの単独に可能な接近移動を示す拡大図を伴う、上記のユニットの図を示す。

Claims

同じ装置を用いて複数の機能を果たすロボット化精密設備で用いられるタイプの改良型自動リベッティングシステムであって、メカニカルインタフェースフランジによってパラレル運動機械（３）にしっかりと固定された個別の単一機能ヘッド（５）のセット（１）を用いることを特徴とする、改良型自動リベッティングシステム。
前記個別の単一機能ヘッド（５）のセット（１）は、それぞれが該個別の単一機能ヘッドの１つを保持する、好ましくは円筒形の複数のハウジング（４）が設けられた共通のベースを備えることを特徴とする、請求項１に記載の改良型自動リベッティングシステム。
前記単一機能ヘッド（５）のセット（１）の該単一機能ヘッド（５）用の前記ハウジング（４）それぞれに、リベッティング面との衝突の可能性を避けるために直線移動機構（６）が設けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載の改良型自動リベッティングシステム。
前記パラレル運動機械（３）は、前記単一機能ヘッド（５）のセット（１）を作業位置に移動させるのと同時に該単一機能ヘッド（５）のセット（１）の関連移動を行わせることで、リベッティングプロセス中に、異なる前記単一機能ヘッド（５）に保持されている異なるツールそれぞれが、同じ作業点において必要な精度で働くことができ、前記移動は、前記異なる単一機能ヘッド（５）間の変位又はオフセットの必要な補正を行うように行われることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の改良型自動リベッティングシステム。