JP2010058242A - Inserting device of workpiece - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for fitting a work having a flexible part into an insert hole by a robot. <P>SOLUTION: The work 10 is lowered in the direction of an arrow mark (9) by the robot 36. Since a bent part 67 exists, a tip 58 of the work interferes with an opening 22 of the insert hole 21 as shown in (b). In this case, it is discriminated that the work 10 is bent from a load detected by a load measuring mechanism 42 and an unbalanced load is calculated. In accordance therewith, the work 10 is moved as shown by an arrow mark (10) to insert a part of the work into the insert hole 22. As shown in (c), the robot 36 is slightly moved to correct the bent part 67 and make the work straight. As shown in (d), the robot 36 is moved to return the work 10 to an axis 57 of the insert hole, moves the work as shown by an arrow mark (12) and inserts the work 10 into the insert hole 21. Thus, the work having the flexible part can be properly inserted into the insert hole by the robot irrespective of the attitude of the work. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ワークの挿入孔へ、一部に可撓部を有する棒状のワークを挿入するワークの挿入装置に関する。   The present invention relates to a workpiece insertion device that inserts a rod-shaped workpiece having a flexible part into a workpiece insertion hole.

エンジンの点火装置において、点火プラグに装着され高電圧を発生するプラグトップコイルが実用に供されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−３３２２１２号公報（図１） In an engine ignition device, a plug top coil that is mounted on a spark plug and generates a high voltage is practically used (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 7-332212 (FIG. 1)

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１１は従来の技術の基本構成を説明する図であり、点火装置１０１は、高電圧を発生するプラグトップコイル１０２と、エンジン点火する点火プラグ１０３とからなる。プラグトップコイル１０２は、頭部１０４と、この頭部１０４の下方に設けられ円筒状のブーツ部１０５とからなる。 Patent document 1 is demonstrated based on the following figure.
FIG. 11 is a diagram for explaining the basic configuration of the prior art. The ignition device 101 includes a plug top coil 102 that generates a high voltage and an ignition plug 103 that ignites the engine. The plug top coil 102 includes a head portion 104 and a cylindrical boot portion 105 provided below the head portion 104.

プラグトップコイル１０２は、シリンダヘッド１０６の挿入孔１０７に挿入されている。ブーツ部１０５の先端部１０８が、点火プラグ１０３に嵌合されている。
プラグトップコイル１０２で発生した高電圧は、プラグ側スプリング１０９を経て点火プラグ１０３に供給される。 The plug top coil 102 is inserted into the insertion hole 107 of the cylinder head 106. A front end portion 108 of the boot portion 105 is fitted to the spark plug 103.
The high voltage generated in the plug top coil 102 is supplied to the spark plug 103 via the plug side spring 109.

次に、特許文献１に記載されているプラグトップコイル等をエンジンに組み付ける技術を説明する。従来、図１２に示すように、プラグトップコイル１０２のエンジンへの組み付けは、人による手作業で行われていた。
図１２はプラグトップコイルの挿入工程を説明する図であり、手１１１でプラグトップコイル１０２を把持し、矢印（１）のように、シリンダヘッド１０６の挿入孔１０７に挿入する。ブーツ部１０５が挿入孔１０７の孔壁に接触しても、人の手１１１であれば微調整が容易であり、先端部１０８を挿入孔の奥まで挿入することができる。
しかし、挿入組付けには３０ｋｇ程度の押し込み力が必要なため、ロボット化が求められる。 Next, a technique for assembling the plug top coil and the like described in Patent Document 1 to the engine will be described. Conventionally, as shown in FIG. 12, the assembly of the plug top coil 102 into the engine has been performed manually by a person.
FIG. 12 is a diagram for explaining the plug top coil insertion process. The hand 111 holds the plug top coil 102 and inserts it into the insertion hole 107 of the cylinder head 106 as indicated by the arrow (1). Even if the boot portion 105 contacts the hole wall of the insertion hole 107, fine adjustment is easy with the human hand 111, and the distal end portion 108 can be inserted to the back of the insertion hole.
However, the insertion and assembly requires a pushing force of about 30 kg, so that robotization is required.

そこで、組立作業が段階的にロボット化されるようになってきた。ところが、ロボットに微調整を行わせながら作業させることは容易ではないため、自動化によるプラグトップコイルの挿入は困難である。その対策として、図１３に示すように、一部に可撓部を有するプラグトップコイルが使用されている。   Therefore, assembly work has been gradually robotized. However, since it is not easy to operate the robot while performing fine adjustment, it is difficult to insert the plug top coil by automation. As a countermeasure, a plug top coil having a flexible part in part is used as shown in FIG.

図１３は一部に可撓部を有するプラグトップコイルが嵌合されている状態を説明する図であり、プラグトップコイル１１２の中心線１１３と、点火プラグ１０３の中心線１１４は、距離がδずれている。曲折自在な可撓部１１５が湾曲することで、プラグトップコイル１１２が点火プラグ１０３に嵌合されている。
このように、可撓部１１５がずれδを吸収するので、微調整が困難なロボットであっても、一部に可撓部１１５を有するプラグトップコイル１１２であれば、シリンダヘッド１０６の挿入孔１０７に嵌合することができる。 FIG. 13 is a diagram for explaining a state in which a plug top coil having a flexible part is fitted therein. The distance between the center line 113 of the plug top coil 112 and the center line 114 of the spark plug 103 is δ. It's off. By bending the flexible portion 115 that can be bent, the plug top coil 112 is fitted to the spark plug 103.
Thus, since the flexible portion 115 absorbs the deviation δ, even if the robot is difficult to finely adjust, if the plug top coil 112 has the flexible portion 115 in part, the insertion hole of the cylinder head 106 is used. 107 can be fitted.

図１４はロボットで曲折したプラグトップコイルを挿入する工程を説明する図であり、（ａ）に示すように、ロボット１１７で、一部に可撓部１１５を有するプラグトップコイル１１２を把持する。ところで、プラグトップコイル１１２は部品箱に入れる際や取出す際に、接触により可撓部１１５が少し湾曲することがある。   FIG. 14 is a diagram for explaining a process of inserting a plug top coil bent by a robot. As shown in FIG. 14A, the robot 117 holds the plug top coil 112 having a flexible portion 115 in part. By the way, when the plug top coil 112 is put in or taken out from the component box, the flexible portion 115 may be slightly bent by contact.

湾曲したままで矢印（２）のように、ロボット１１７でプラグトップコイル１１２を下降させると、（ｂ）に示すように、挿入孔１０７には片側１．５ｍｍ程度の隙間しかないため、先端部１１８が挿入孔１０７の口元１１９に干渉してしまい、ワークとしてのプラグトップコイル１１２を挿入できないことがある。そのため、一部に可撓部を有する棒状ワークの挿入作業は、ロボット化が難しいと言われている。
しかし、省力化の観点から、ロボットで一部に可撓部を有する棒状のワークを挿入孔へ挿入する技術が求められている。 If the plug top coil 112 is lowered by the robot 117 as shown by the arrow (2) while being curved, the insertion hole 107 has a gap of about 1.5 mm on one side as shown in FIG. 118 may interfere with the mouth 119 of the insertion hole 107, and the plug top coil 112 as a workpiece may not be inserted. For this reason, it is said that the operation of inserting a rod-shaped workpiece having a flexible part in part is difficult to be robotized.
However, from the viewpoint of labor saving, there is a demand for a technique for inserting a rod-shaped workpiece partially having a flexible portion into an insertion hole with a robot.

本発明は、ロボットで一部に可撓部を有する棒状のワークを挿入孔へ挿入する技術を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a technique for inserting a rod-shaped workpiece having a flexible part in a robot into an insertion hole.

請求項１に係る発明は、ワークの挿入孔へ、一部に可撓部を有する棒状のワークを挿入するワークの挿入装置において、
ロボットアームに設けられ、前記棒状のワークの頭部を把持する開閉自在な複数の把持爪と、前記頭部に設けられているワーク固定用の孔に挿通自在な位置決めピンと、前記頭部を押圧する押圧部材と、この押圧部材と前記ロボットアームとの間に設けられ前記押圧部材に作用する荷重及び偏荷重を測定する荷重計測機構と、この荷重計測機構で計測した偏荷重に基づいて、前記挿入孔に対する前記ワークのずれを予測し、この予測に基づいて前記ワークを前記挿入孔に入るように移動し、前記ワークの先端を前記挿入孔に挿入し、前記ワークの曲がりを矯正する方向へ前記ワークを移動させることで前記ワークの曲がりを矯正し、次に前記ワークを前記挿入孔の奥まで挿入する、一連の制御を実施する制御部と、からなることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a workpiece insertion device for inserting a rod-shaped workpiece having a flexible portion in part into the workpiece insertion hole.
A plurality of openable / closable gripping claws provided on the robot arm for gripping the head of the rod-shaped workpiece, a positioning pin that can be inserted into a workpiece fixing hole provided on the head, and press the head A pressing member, a load measuring mechanism that is provided between the pressing member and the robot arm and that measures a load and an offset load acting on the pressing member, and the offset load measured by the load measuring mechanism, The shift of the workpiece with respect to the insertion hole is predicted, the workpiece is moved so as to enter the insertion hole based on the prediction, the tip of the workpiece is inserted into the insertion hole, and the bending of the workpiece is corrected. And a control unit that performs a series of controls for correcting the bending of the work by moving the work and then inserting the work to the back of the insertion hole.

請求項２に係る発明では、ワークは、エンジンの点火プラグに装着されるプラグトップコイルであることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is characterized in that the workpiece is a plug top coil mounted on a spark plug of an engine.

請求項３に係る発明は、制御部は、ワークを挿入孔の奥まで挿入するときに、挿入孔の口元における荷重の監視水準よりも大きい水準で押圧部材に作用する荷重を監視し、荷重計測機構で計測した荷重情報に基づいて、プラグトップコイルが点火プラグに適正に嵌合されたか否かを判断する機能を備えていることを特徴とする。   In the invention according to claim 3, the control unit monitors the load acting on the pressing member at a level larger than the load monitoring level at the mouth of the insertion hole when the workpiece is inserted to the depth of the insertion hole, and measures the load. It has a function of determining whether or not the plug top coil is properly fitted to the spark plug based on the load information measured by the mechanism.

請求項１に係る発明では、ワークの挿入装置は、押圧部材に作用する荷重及び偏荷重を測定する荷重計測機構と、この荷重計測機構で計測した偏荷重に基づいて、挿入孔に対するワークのずれを予測する制御部を備えている。ワーク挿入時、可撓部によって湾曲したワークが挿入孔の口元で干渉した場合、制御部でのずれの予測に基づいてワークを挿入孔に入るように移動し、ワークの先端を挿入孔に挿入し、ワークの曲がりを矯正する方向へワークを移動させることでワークの曲がりを矯正するので、ワークの姿勢にかかわらず、ロボットで一部に可撓部を有する棒状のワークを的確に挿入孔に挿入することができる。   In the invention according to claim 1, the workpiece insertion device includes a load measuring mechanism that measures a load acting on the pressing member and an uneven load, and a displacement of the workpiece with respect to the insertion hole based on the uneven load measured by the load measuring mechanism. The control part which predicts is provided. When a workpiece bent by the flexible part interferes with the mouth of the insertion hole when inserting the workpiece, the workpiece is moved to enter the insertion hole based on the prediction of the deviation in the control part, and the tip of the work is inserted into the insertion hole. In addition, since the workpiece is corrected by moving the workpiece in the direction to correct the bending of the workpiece, the rod-shaped workpiece with a flexible part in the robot can be accurately inserted into the insertion hole regardless of the posture of the workpiece. Can be inserted.

請求項２に係る発明では、ワークは、エンジンの点火プラグに装着されるプラグトップコイルである。プラグトップコイルは頭部から長いブーツ部が延びている。この長いブーツ部を円滑に挿入孔へ挿入することができるため、プラグトップコイルの装着作業の効率化を図ることができる。   In the invention which concerns on Claim 2, a workpiece | work is a plug top coil with which the ignition plug of an engine is mounted | worn. The plug top coil has a long boot extending from the head. Since this long boot part can be smoothly inserted into the insertion hole, the efficiency of the work of attaching the plug top coil can be improved.

請求項３に係る発明では、ワークの挿入装置は荷重計測機構及び制御部を備えている。プラグトップコイルが正しく点火プラグに嵌合されたことが、荷重計測機構及び制御部で自動的に判定させることができるので、嵌合検査を自動化することができ、嵌合検査を迅速に行わせることができる。   In the invention which concerns on Claim 3, the workpiece insertion apparatus is provided with the load measurement mechanism and the control part. Since the load measuring mechanism and the control unit can automatically determine that the plug top coil has been correctly fitted into the spark plug, the fitting inspection can be automated and the fitting inspection can be performed quickly. be able to.

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はワークと挿入孔の位置関係を説明する図であり、ワークとしてのプラグトップコイル１０は、頭部１１と、ブーツ部１２とから構成される。頭部１１は、ワークとしてのプラグトップコイル１０を固定するワーク固定用の孔１３を備えている。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
FIG. 1 is a diagram for explaining the positional relationship between a workpiece and an insertion hole. A plug top coil 10 as a workpiece is composed of a head portion 11 and a boot portion 12. The head 11 includes a workpiece fixing hole 13 for fixing the plug top coil 10 as a workpiece.

エンジン１４のシリンダヘッド１５は、複数のボルト１６を介してシリンダブロック１７に固定されている。シリンダヘッド１５は、プラグトップコイル１０を嵌合する複数の挿入孔２１と、頭部１１を受ける口元２２とを備えている。エンジン１４の内部には、圧縮した混合気に点火するための電気火花を飛ばす点火プラグ２３が固定されている。
プラグトップコイル１０は、挿入孔２１に挿入され、固定ボルト２４を介してシリンダヘッド１５に固定される。 The cylinder head 15 of the engine 14 is fixed to the cylinder block 17 via a plurality of bolts 16. The cylinder head 15 includes a plurality of insertion holes 21 into which the plug top coil 10 is fitted and a mouth 22 that receives the head 11. A spark plug 23 for blowing an electric spark for igniting the compressed air-fuel mixture is fixed inside the engine 14.
The plug top coil 10 is inserted into the insertion hole 21 and is fixed to the cylinder head 15 via a fixing bolt 24.

図２は本発明に係るワークの基本構成を説明する図であり、（ａ）に示すように、ワークとしてのプラグトップコイル１０は、硬質部２５からなり高電圧を発生させる頭部１１と、頭部１１の下方に設けられ一部に曲折自在な可撓部２６を有する円筒状のブーツ部１２とからなる。ブーツ部１２は、挿入孔２１（図１を参照）に容易に挿通できるようにテーパ２７が設けられている。可撓部２６は、絶縁体であり、例えばゴム等の材料からなる。   FIG. 2 is a diagram for explaining the basic configuration of a workpiece according to the present invention. As shown in FIG. 2A, a plug top coil 10 as a workpiece is composed of a hard portion 25 and a head 11 that generates a high voltage. It comprises a cylindrical boot portion 12 provided below the head portion 11 and having a flexible portion 26 that can be bent in part. The boot portion 12 is provided with a taper 27 so that it can be easily inserted into the insertion hole 21 (see FIG. 1). The flexible part 26 is an insulator and is made of a material such as rubber, for example.

また、（ｂ）に示すように、量産ラインにおいて、プラグトップコイル１０は、部品バケット２８の包装材３１に整列されている。包装材３１とプラグトップコイル１０の間には、隙間３２が設けられることで、プラグトップコイル１０を容易に取り出すことができる。   Moreover, as shown in (b), in the mass production line, the plug top coil 10 is aligned with the packaging material 31 of the component bucket 28. By providing a gap 32 between the packaging material 31 and the plug top coil 10, the plug top coil 10 can be easily taken out.

図３は本発明に係るワークの挿入装置の斜視図であり、ワークの挿入装置３５は、ワーク１０の挿入場所に設けられたロボット３６と、このロボット３６のロボットアーム３７に設けられワーク１０を把持する把持装置４０と、この把持装置４０の近傍に設けられシリンダヘッド１５（図１を参照）の形状確認及び位置測定を行うカメラ４１と、把持装置４０とロボットアーム３７との間に設けられ把持装置４０に作用する荷重及び偏荷重を測定する荷重計測機構４２と、カメラ４１からの情報及び荷重計測機構４２で計測した偏荷重に基づいて、挿入孔２１（図１を参照）に対するワーク１０のずれを予測し、この予測に基づいてワーク１０を挿入孔２１に入るように移動し、ワーク１０の先端を挿入孔２１に挿入し、ワーク１０の曲がりを矯正する方向へワーク１０を移動させることでワーク１０の曲がりを矯正し、次にワーク１０を挿入孔２１の奥まで挿入する、一連の制御を実施する制御部４３と、からなる。   FIG. 3 is a perspective view of a workpiece insertion device according to the present invention. The workpiece insertion device 35 includes a robot 36 provided at the insertion location of the workpiece 10 and a robot arm 37 of the robot 36. A gripping device 40 for gripping, a camera 41 provided in the vicinity of the gripping device 40 for checking the shape and measuring the position of the cylinder head 15 (see FIG. 1), and provided between the gripping device 40 and the robot arm 37. Based on the load measurement mechanism 42 that measures the load and the offset load acting on the gripping device 40, and the information from the camera 41 and the offset load measured by the load measurement mechanism 42, the workpiece 10 for the insertion hole 21 (see FIG. 1). The workpiece 10 is moved so as to enter the insertion hole 21 based on the prediction, the tip of the workpiece 10 is inserted into the insertion hole 21, and the workpiece 10 is bent. Direction to correct to correct the bending of the workpiece 10 by moving the workpiece 10, then insert the workpiece 10 all the way into the insertion hole 21, a control unit 43 for a series of control consists.

図４は図３の要部を説明する図であり、把持装置４０は、ロボットアーム３７に設けられている基材４４と、この基材４４に設けられ棒状のワーク１０の頭部１１（図１を参照）を把持する開閉自在な複数の把持爪４５、４５と、この把持爪４５、４５を開閉させる把持爪駆動源４６と、ワーク１０の頭部１１に設けられているワーク固定用の孔１３（図１を参照）に挿入自在な位置決めピン４７と、この位置決めピン４７をワーク固定用の孔１３（図１を参照）から待機位置へ移動させる位置決めピン駆動源４８と、ワーク１０の頭部１１（図１を参照）を押圧する押圧部材５１と、からなる。
なお、前述の図３で説明した把持装置４０に作用する荷重及び偏荷重は、押圧部材５１に作用する荷重及び偏荷重である。 FIG. 4 is a diagram for explaining a main part of FIG. 3. A gripping device 40 includes a base material 44 provided on the robot arm 37 and a head 11 of the rod-like workpiece 10 provided on the base material 44 (see FIG. 4). 1), a plurality of freely openable / closable gripping claws 45, 45, a gripping claw drive source 46 for opening / closing the gripping claws 45, 45, and a workpiece fixing provided on the head 11 of the workpiece 10. A positioning pin 47 that can be inserted into the hole 13 (see FIG. 1), a positioning pin drive source 48 that moves the positioning pin 47 from the work fixing hole 13 (see FIG. 1) to a standby position, And a pressing member 51 that presses the head 11 (see FIG. 1).
Note that the load and the offset load acting on the gripping device 40 described with reference to FIG. 3 are the load and the offset load acting on the pressing member 51.

図５は図４の５−５線断面図であり、荷重計測機構４２は、複数の荷重センサ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ、５４Ｅ、５４Ｆ、５４Ｇ、５４Ｈを備えている。
次に荷重計測機構４２の作用を説明する。例えば、ワークとしてのプラグトップコイル１０（図１を参照）の挿入孔２１（図１を参照）への挿通時に、荷重センサ５４Ａの荷重が最も大きく、荷重センサ５４Ｅが最も小さい荷重を検出した場合、荷重センサ５４Ａ側でワーク１０（図１を参照）が干渉していることになる。この検出された荷重情報に基づいて制御部４３（図３を参照）は曲がり量を演算する。そして、制御部４３は、ワーク１０を荷重センサ５４Ｅ側に移動させるようロボット３６（図３を参照）を制御する。 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 of FIG. 4, and the load measuring mechanism 42 includes a plurality of load sensors 54A, 54B, 54C, 54D, 54E, 54F, 54G, and 54H.
Next, the operation of the load measuring mechanism 42 will be described. For example, when the load of the load sensor 54A is the largest and the load sensor 54E detects the smallest load when the plug top coil 10 (see FIG. 1) as a workpiece is inserted into the insertion hole 21 (see FIG. 1). Therefore, the workpiece 10 (see FIG. 1) interferes with the load sensor 54A. Based on the detected load information, the control unit 43 (see FIG. 3) calculates a bending amount. And the control part 43 controls the robot 36 (refer FIG. 3) so that the workpiece | work 10 may be moved to the load sensor 54E side.

また、荷重センサ５４Ａ、５４Ｂの荷重が同等で最も大きい場合、荷重センサ５４Ａと５４Ｂの間でワーク１０（図１を参照）が干渉していることになる。この検出された荷重情報に基づいて制御部４３（図３を参照）は曲がり量を演算する。そして、制御部４３は、ワーク１０を荷重センサ５４Ｅと５４Ｆの間に向けて移動させるようロボット３６（図３を参照）を制御する。   Further, when the loads of the load sensors 54A and 54B are equal and the largest, the workpiece 10 (see FIG. 1) interferes between the load sensors 54A and 54B. Based on the detected load information, the control unit 43 (see FIG. 3) calculates a bending amount. And the control part 43 controls the robot 36 (refer FIG. 3) so that the workpiece | work 10 may be moved toward between the load sensors 54E and 54F.

以上の構成からなるワークの挿入装置の作用を次に述べる。
図６は部品バケットからワークを取り出す工程を説明する図であり、（ａ）に示すように、ロボット３６で把持装置４０を矢印（３）の向きに下降させ、押圧部材５１を部品バケット２８内のワーク１０の上面５５に当接させる。
（ｂ）に示すように、位置決めピン駆動源４８を作動し、位置決めピン４７を矢印（４）の向きに突出させてワーク１０のワーク固定用の孔１３へ挿入させる。これで、ワーク１０の位置が決定される。 The operation of the workpiece insertion device having the above configuration will be described below.
FIG. 6 is a diagram for explaining the process of taking out the workpiece from the component bucket. As shown in FIG. 6A, the gripping device 40 is lowered by the robot 36 in the direction of the arrow (3), and the pressing member 51 is moved into the component bucket 28. This is brought into contact with the upper surface 55 of the workpiece 10.
As shown in (b), the positioning pin drive source 48 is operated, and the positioning pin 47 protrudes in the direction of the arrow (4) and is inserted into the workpiece fixing hole 13. Thus, the position of the workpiece 10 is determined.

（ｃ）に示すように、把持爪駆動源４６を作動し、把持爪４５、４５を矢印（５）、（５）の向きに閉動作させてワーク１０の側面５６を把持させる。
（ｄ）に示すように、ロボット３６で把持装置４０を矢印（６）の向きに上昇移動させ、部品バケット２８からワーク１０を取り出す。さらに、把持装置４０をシリンダヘッド側へ移動させる。 As shown in (c), the gripping claw drive source 46 is operated, and the gripping claws 45, 45 are closed in the directions of arrows (5) and (5) to grip the side surface 56 of the workpiece 10.
As shown in (d), the gripping device 40 is moved upward in the direction of the arrow (6) by the robot 36, and the workpiece 10 is taken out from the component bucket 28. Further, the gripping device 40 is moved to the cylinder head side.

図７は直線状のワークの嵌合工程を説明する図であり、（ａ）に示すように、ロボット３６で、シリンダヘッド１５の挿入孔の軸５７上にあるワーク１０を、矢印（７）の向きに下降させる。   FIG. 7 is a diagram for explaining a process of fitting a linear workpiece. As shown in FIG. 7A, the robot 10 moves the workpiece 10 on the shaft 57 of the insertion hole of the cylinder head 15 with an arrow (7). Lower in the direction.

（ｂ）に示すように、深さをｈとする基準線６１に至るまで、ワーク１０の先端部５８が挿入孔２１に接触しない場合は、矢印（８）のように、さらにワーク１０を下降させる。この場合、荷重計測機構４２は、荷重を検出しない。
また、ワークの先端５８が深さ方向の基準線６１に至るまでに、荷重計測機構４２が荷重を検出した場合であっても、荷重が監視水準未満（例えば、３ｋｇ）であれば、矢印（８）のように、そのままワーク１０を下降させる。この場合は、ワークの先端５８が、挿入孔２１の孔壁に接触しつつ滑りながら下降する。 As shown in (b), when the tip 58 of the workpiece 10 does not contact the insertion hole 21 until reaching the reference line 61 having a depth h, the workpiece 10 is further lowered as indicated by an arrow (8). Let In this case, the load measuring mechanism 42 does not detect a load.
Even when the load measuring mechanism 42 detects a load until the workpiece tip 58 reaches the reference line 61 in the depth direction, if the load is less than the monitoring level (for example, 3 kg), an arrow ( As in 8), the workpiece 10 is lowered as it is. In this case, the tip 58 of the work descends while sliding while contacting the hole wall of the insertion hole 21.

最終的には（ｃ）に示すように、ワーク１０が、シリンダヘッド１５の挿入孔２１の奥に挿入される。ワーク１０のブーツ部１２は、点火プラグ２３に装着される。また、ワークの先端５８が基準線６１を通過し、ワーク１０が完全に挿入される時の挿入荷重は約３０ｋｇであるが、押圧部材５１を有することで挿入孔２１の奥まで確実に押し込むことができる。
また、ワーク１０を挿入孔２１の奥まで挿入するときに、挿入孔の口元２２における荷重の監視水準よりも大きい水準で押圧部材５１（図４を参照）に作用する荷重を監視し、荷重計測機構４２で計測した荷重情報に基づいて、プラグトップコイルが点火プラグに適正に嵌合されたか否かを制御部４３（図３を参照）で判断する。
なお、プラグトップコイル１０は頭部１１から長いブーツ部１２が延びている。この長いブーツ部１２を円滑に挿入孔へ挿入することができるため、プラグトップコイル１０の装着作業の効率化を図ることができる。 Finally, as shown in (c), the workpiece 10 is inserted into the insertion hole 21 of the cylinder head 15. The boot portion 12 of the workpiece 10 is attached to the spark plug 23. In addition, the insertion load when the workpiece tip 58 passes through the reference line 61 and the workpiece 10 is completely inserted is about 30 kg. However, by having the pressing member 51, the workpiece can be surely pushed into the insertion hole 21. Can do.
Further, when the workpiece 10 is inserted to the depth of the insertion hole 21, the load acting on the pressing member 51 (see FIG. 4) is monitored at a level higher than the load monitoring level at the mouth 22 of the insertion hole to measure the load. Based on the load information measured by the mechanism 42, the control unit 43 (see FIG. 3) determines whether or not the plug top coil is properly fitted to the spark plug.
The plug top coil 10 has a long boot portion 12 extending from a head portion 11. Since this long boot part 12 can be smoothly inserted into the insertion hole, the efficiency of the work of attaching the plug top coil 10 can be improved.

図８は挿入孔内でのワークと点火コイルの位置関係を説明する図である。
（ａ）は挿入孔の軸５７上に点火プラグ２３の中心及びワーク１０の中心が位置している場合を説明する図である。点火プラグ１０のターミナル６２の外径より、ワークの内径６３が大きいので、挿入時、ワークの先端５８が点火プラグ２３に円滑に装着される。 FIG. 8 is a view for explaining the positional relationship between the workpiece and the ignition coil in the insertion hole.
(A) is a figure explaining the case where the center of the spark plug 23 and the center of the workpiece | work 10 are located on the axis | shaft 57 of an insertion hole. Since the work inner diameter 63 is larger than the outer diameter of the terminal 62 of the spark plug 10, the work tip 58 is smoothly mounted on the spark plug 23 during insertion.

（ｂ）は点火プラグ２３の中心とワーク１０の中心が一致していない場合を説明する図である。ワーク１０は挿入孔２１の図右端に寄った位置にある。点火プラグ２３は公差範囲限界で挿入孔の軸５７より図左に位置している。ワークの内径６３の先端部にはテーパ６４、６４が設けられており、テーパ端部６５はターミナル端部６６より外側に位置する。この結果、挿入時、ワークの先端５８が点火プラグ２３に円滑に装着される。   (B) is a figure explaining the case where the center of the spark plug 23 and the center of the workpiece | work 10 do not correspond. The workpiece 10 is at a position close to the right end of the insertion hole 21 in the figure. The spark plug 23 is located on the left side of the insertion hole shaft 57 at the limit of the tolerance range. Tapers 64, 64 are provided at the tip of the inner diameter 63 of the workpiece, and the taper end 65 is located outside the terminal end 66. As a result, the tip 58 of the workpiece is smoothly attached to the spark plug 23 during insertion.

図９は曲折したワークの嵌合工程を説明する図であり、（ａ）に示すように、ワーク１０は、可撓部２６で曲折している。ロボット３６で、シリンダヘッド１５の挿入孔の軸５７上にあるワーク１０を、矢印（９）の向きに下降させる。   FIG. 9 is a diagram for explaining a fitting process of a bent work. As shown in FIG. 9A, the work 10 is bent by a flexible portion 26. The robot 10 lowers the workpiece 10 on the shaft 57 of the insertion hole of the cylinder head 15 in the direction of the arrow (9).

曲折した部位６７があるため、（ｂ）に示すように、ワークの先端５８が挿入孔２１の口元２２に干渉する。ワークの先端５８が深さ方向の基準線６１に至る前に、検出された荷重が３ｋｇに達した場合、ワーク１０の下降を停止させる。このとき、荷重計測機構４２で検出された荷重からワーク１０が曲折していることを判別すると共に偏荷重を算出する。この算出された偏荷重に基づいて、矢印（１０）のようにワーク１０を移動させ、挿入孔２２にワークの一部を挿通させる。   Since there is a bent portion 67, the tip 58 of the workpiece interferes with the mouth 22 of the insertion hole 21 as shown in FIG. If the detected load reaches 3 kg before the tip 58 of the workpiece reaches the reference line 61 in the depth direction, the lowering of the workpiece 10 is stopped. At this time, it is determined that the workpiece 10 is bent from the load detected by the load measuring mechanism 42, and the offset load is calculated. Based on the calculated offset load, the workpiece 10 is moved as indicated by an arrow (10), and a part of the workpiece is inserted into the insertion hole 22.

（ｃ）に示すように、ロボット３６を少し移動させ、ワーク１０の一部であるワークの先端５８を挿入孔２１の孔壁に当接させながら、曲折した部位６７を矯正してワーク１０を直線状にする。
（ｄ）に示すように、ロボット３６を移動させ、ワーク１０を挿入孔の軸５７上に戻す。ワーク１０を矢印（１２）に示すように移動させ、シリンダヘッド１５の挿入孔２１の奥に挿入する。ワーク１０のブーツ部１２は、点火プラグ２３に装着される。 As shown in (c), the robot 36 is moved a little and the bent portion 67 is corrected while the tip 58 of the workpiece, which is a part of the workpiece 10, is brought into contact with the hole wall of the insertion hole 21, so that the workpiece 10 is fixed. Make it straight.
As shown in (d), the robot 36 is moved to return the workpiece 10 onto the shaft 57 of the insertion hole. The workpiece 10 is moved as shown by the arrow (12) and inserted into the insertion hole 21 of the cylinder head 15. The boot portion 12 of the workpiece 10 is attached to the spark plug 23.

なお、ワークとしてのプラグトップコイル１０が挿入孔２１の口元２２に当接しても、可撓部２６が更に曲折されるだけであるため、ワークとしてのプラグトップコイル１０や挿入孔の口元２２に疵をつけることなく、当接荷重を検出することができる。また、ワークの先端５８が基準線６１を通過し、ワーク１０が完全に挿入される時の挿入荷重は約３０ｋｇである。   Note that even if the plug top coil 10 as a workpiece contacts the mouth 22 of the insertion hole 21, the flexible portion 26 is only further bent, so that the plug top coil 10 as a workpiece or the mouth 22 of the insertion hole The contact load can be detected without wrinkles. The insertion load when the workpiece tip 58 passes through the reference line 61 and the workpiece 10 is completely inserted is about 30 kg.

図１０はワーク嵌合時の押圧力を示す図であり、グラフの縦軸を荷重計測機構４２（図４を参照）で検出された押圧力（荷重）とし、横軸をトライ回数とする。トライ回数Ｔ１及びＴ２は、点火プラグ無しの場合の押圧力を示す。トライ回数Ｔ３は、点火プラグ未締めの場合の押圧力を示す。トライ回数Ｔ４は、点火プラグが正常にセットされている場合の押圧力を示す。   FIG. 10 is a diagram showing the pressing force at the time of workpiece fitting. The vertical axis of the graph is the pressing force (load) detected by the load measuring mechanism 42 (see FIG. 4), and the horizontal axis is the number of tries. The number of times T1 and T2 indicate the pressing force when there is no spark plug. The number of times T3 indicates the pressing force when the spark plug is not tightened. The number of tries T4 indicates the pressing force when the spark plug is normally set.

また、押圧力における２つの水準をＷ１、Ｗ２とする。トライ回数Ｔ１及びＴ２の押圧力の最大値は、Ｗ１以下である。トライ回数Ｔ３の押圧力の最大値は、Ｗ２以上である。トライ回数Ｔ４の押圧力の最大値は、Ｗ１からＷ２の範囲内である。
すなわち、荷重計測機構４２の荷重状態に基づいて、ワーク１０の挿入孔２１への嵌合時に、シリンダヘッド１５（図１を参照）に嵌着されている点火プラグ２３（図１を参照）の取付状況を制御部４３（図３を参照）で自動的に判定させることができる。検出された押圧力の最大値がＷ１以下ではプラグ無し、押圧力の最大値がＷ１からＷ２の範囲ではプラグのセット状態は正常、押圧力の最大値がＷ２以上ではプラグ未締め、と判定できる。
この結果、嵌合検査を自動化することができ、嵌合検査を迅速に行わせることができる。 Further, the two levels of the pressing force are W1 and W2. The maximum value of the pressing force for the number of times T1 and T2 is W1 or less. The maximum value of the pressing force for the number of times T3 is W2 or more. The maximum value of the pressing force for the number of times T4 is in the range from W1 to W2.
That is, based on the load state of the load measuring mechanism 42, the spark plug 23 (see FIG. 1) fitted to the cylinder head 15 (see FIG. 1) when the work 10 is fitted into the insertion hole 21. The attachment state can be automatically determined by the control unit 43 (see FIG. 3). It can be determined that there is no plug when the detected maximum value of the pressing force is W1 or less, the plug is in the normal state when the maximum value of the pressing force is within the range of W1 to W2, and the plug is not tightened when the maximum value of the pressing force is W2 or more. .
As a result, the fitting inspection can be automated, and the fitting inspection can be performed quickly.

尚、本発明のワークの挿入装置は、実施の形態ではワークはプラグトップコイルに適用したが、これに限定されず、一部に可撓部を有する棒状のワークであれば、他の一般的な機械部品に適用することは差し支えない。   In the work insertion device of the present invention, the work is applied to the plug top coil in the embodiment. However, the work insertion apparatus is not limited to this. It can be applied to various mechanical parts.

本発明に係るワークの挿入装置は、プラグトップコイルをシリンダヘッドのプラグ孔へ挿入するワークの挿入装置に好適である。   The workpiece insertion device according to the present invention is suitable for a workpiece insertion device for inserting a plug top coil into a plug hole of a cylinder head.

ワークと挿入孔の位置関係を説明する図である。It is a figure explaining the positional relationship of a workpiece | work and an insertion hole. 本発明に係るワークの基本構成を説明する図である。It is a figure explaining the basic composition of the work concerning the present invention. 本発明に係るワークの挿入装置の斜視図である。1 is a perspective view of a workpiece insertion device according to the present invention. 図３の要部を説明する図である。It is a figure explaining the principal part of FIG. 図４の５−５線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. 部品バケットからワークを取り出す工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of taking out a workpiece | work from a components bucket. 直線状のワークの嵌合工程を説明する図である。It is a figure explaining the fitting process of a linear workpiece | work. 挿入孔内でのワークと点火コイルの位置関係を説明する図である。It is a figure explaining the positional relationship of the workpiece | work and ignition coil in an insertion hole. 曲折したワークの嵌合工程を説明する図である。It is a figure explaining the fitting process of the bent work. ワーク嵌合時の押圧力を示す図である。It is a figure which shows the pressing force at the time of workpiece | work fitting. 従来の技術の基本構成を説明する図である。It is a figure explaining the basic composition of the conventional technology. プラグトップコイルの挿入工程を説明する図である。It is a figure explaining the insertion process of a plug top coil. 一部に可撓部を有するプラグトップコイルが嵌合されている状態を説明する図である。It is a figure explaining the state by which the plug top coil which has a flexible part in part is fitted. ロボットで曲折したプラグトップコイルを挿入する工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of inserting the plug top coil bent by the robot.

符号の説明Explanation of symbols

１０…ワーク（プラグトップコイル）、１１…頭部、１２…ブーツ部、１３…ワーク固定用の孔、１４…エンジン、２１…挿入孔、２２…挿入孔の口元、２３…点火プラグ、２５…硬質部、２６…可撓部、３５…ワークの挿入装置、３７…ロボットアーム、４０…把持装置、４２…荷重計測機構、４３…制御部、４５…把持爪、４７…位置決めピン、５１…押圧部材、５５…ワークの上面、５８…ワークの先端、６７…曲折した部位。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Work (plug top coil), 11 ... Head, 12 ... Boot part, 13 ... Hole for workpiece fixation, 14 ... Engine, 21 ... Insertion hole, 22 ... Mouth of insertion hole, 23 ... Spark plug, 25 ... Hard part, 26 ... flexible part, 35 ... work insertion device, 37 ... robot arm, 40 ... gripping device, 42 ... load measuring mechanism, 43 ... control unit, 45 ... gripping claw, 47 ... positioning pin, 51 ... pressing 55, upper surface of workpiece, 58 ... tip of workpiece, 67 ... bent portion.

Claims (3)

ワークの挿入孔へ、一部に可撓部を有する棒状のワークを挿入するワークの挿入装置において、
ロボットアームに設けられ、前記棒状のワークの頭部を把持する開閉自在な複数の把持爪と、前記頭部に設けられているワーク固定用の孔に挿通自在な位置決めピンと、前記頭部を押圧する押圧部材と、この押圧部材と前記ロボットアームとの間に設けられ前記押圧部材に作用する荷重及び偏荷重を測定する荷重計測機構と、この荷重計測機構で計測した偏荷重に基づいて、前記挿入孔に対する前記ワークのずれを予測し、この予測に基づいて前記ワークを前記挿入孔に入るように移動し、前記ワークの先端を前記挿入孔に挿入し、前記ワークの曲がりを矯正する方向へ前記ワークを移動させることで前記ワークの曲がりを矯正し、次に前記ワークを前記挿入孔の奥まで挿入する、一連の制御を実施する制御部と、からなることを特徴とするワークの挿入装置。 In a workpiece insertion device for inserting a rod-shaped workpiece having a flexible portion in part into a workpiece insertion hole,
A plurality of openable / closable gripping claws provided on the robot arm for gripping the head of the rod-shaped workpiece, a positioning pin that can be inserted into a workpiece fixing hole provided on the head, and press the head A pressing member, a load measuring mechanism that is provided between the pressing member and the robot arm and that measures a load and an offset load acting on the pressing member, and the offset load measured by the load measuring mechanism, The shift of the workpiece with respect to the insertion hole is predicted, the workpiece is moved so as to enter the insertion hole based on the prediction, the tip of the workpiece is inserted into the insertion hole, and the bending of the workpiece is corrected. And a control unit that performs a series of controls for correcting the bending of the work by moving the work and then inserting the work to the back of the insertion hole. Over click of the insertion device. 前記ワークは、エンジンの点火プラグに装着されるプラグトップコイルであることを特徴とする請求項１記載のワークの挿入装置。   2. The workpiece insertion device according to claim 1, wherein the workpiece is a plug top coil mounted on an ignition plug of an engine. 前記制御部は、前記ワークを前記挿入孔の奥まで挿入するときに、前記挿入孔の口元における荷重の監視水準よりも大きい水準で前記押圧部材に作用する荷重を監視し、前記荷重計測機構で計測した荷重情報に基づいて、前記プラグトップコイルが前記点火プラグに適正に嵌合されたか否かを判断する機能を備えていることを特徴とする請求項２記載のワークの挿入装置。   The control unit monitors a load acting on the pressing member at a level larger than a load monitoring level at a mouth of the insertion hole when the work is inserted to the depth of the insertion hole, and the load measuring mechanism The workpiece insertion device according to claim 2, further comprising a function of determining whether the plug top coil is properly fitted to the spark plug based on the measured load information.
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