JP2010173018A - 部品取付けロボット及び部品取付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金属粉対策を講じた部品取付け装置を提供することを課題とする。
【解決手段】部品取付け装置１０では、部品保持治具１６の保持部７１の近傍に、ボルト２０３をねじ込むためにナット１９９のねじ穴２０７に向けてエア２０５を供給するエア噴出し口９０と、ナット２０１のねじ穴に向けてエア２０６を供給するエア噴出し口１００とが設けられている。
【効果】ボルト２０３のねじ込み前にねじ穴２０７に金属粉２０８が付着していた場合であっても、第１エア噴出し口９０からエア２０５を噴出し、金属粉２０８を除去する。すなわち、本発明によれば、金属粉対策を講じた部品取付け装置１０が提供される。
【選択図】図９

Description

本発明は、部品取付けロボット及びロボットに保持された部品を被固定側に取り付ける部品取付け装置に関する。

ドアヒンジの取付作業では、ドアヒンジを車体表面に当てた状態で、ボルトをドアヒンジのボルト穴に通し車体に設けたねじ穴にねじ込むことによって、ドアヒンジが車体に取り付けられる。この取付作業のとき、ボルトのねじ込みを円滑に行うためには、車体のねじ穴に対するドアヒンジのボルト穴の位置決めを確実に実施する必要がある。

従来、車体のねじ穴に対するドアヒンジのボルト穴の位置決めを確実に実施すると共にドアヒンジを保持する治具として部品保持治具が知られている（例えば、特許文献１（図９）参照。）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１２は従来の技術の基本構成を説明する図であり、（ａ）に示すように、部品保持治具３００は、車体３０１の前後方向に平行に延ばされワイヤロープ３０２、３０３で車体３０１の前後方向及び幅方向に移動可能に支持されているフレーム３０４と、このフレーム３０４の図左側の上端、左側の下端、右側の上端及び右側の下端に設けられドアヒンジ３０５、３０６、３０７、３０８を保持している保持部３０９、３１１、３１２、３１３と、フレーム３０４の左側に図表方向に突出して設けられ車体３０１に開けた穴に挿入される位置決めピン３１４と、フレーム３０４の右側に図表方向に突出して設けられ車体３０１に開けた穴に挿入される位置決めピン３１５とで構成される。

位置決めピン３１４、３１５を車体３０１に開けた穴に挿入することで、車体３０１に設けたねじ穴にドアヒンジ３０５、３０６、３０７、３０８のボルト穴が合致するので、車体３０１のねじ穴に対するドアヒンジ３０５、３０６、３０７、３０８のボルト穴の位置決めを確実に実施することができる。

ところで、特許文献１の部品保持治具３００を用いてボルトのねじ込み作業を実施するとき、（ｂ）に示すように、車体３０１の内側に設けたナット３１６のねじ穴３１７に金属粉３１８が付着することがある。ねじ穴３１７に金属粉３１８が付着した状態でねじ穴３１７にボルトをねじ込むと、ボルトは金属粉３１８を噛み込むので、ボルトのねじ込みを止める必要がある。すなわち、ドアヒンジ取付けラインを停止させる必要がある。この結果、生産効率の悪化を招く。

生産効率を維持するには、金属粉対策を講じた部品取付け装置の開発が求められる。

特開２００２−６８０３７公報

本発明は、金属粉対策を講じた部品取付け装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明では、被固定側の表面に部品をセットする部品セット工程と、エアブロー工程と、部品固定工程とを制御部からの指令に基づいて実施するように構成していることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、ロボットに保持された部品を、被固定側に取り付ける部品取付け装置において、前記ロボットの部品保持部の近傍に、ボルトをねじ込むために前記被固定側に設けたねじ穴を清掃するための清掃手段が設けられていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、部品取付けロボットを、制御部からの指令に基づいて部品セット工程と、エアブロー工程と、部品固定工程とを実施するように構成しているので、部品取付け作業の省力化を実現することができる。

請求項２に係る発明では、清掃手段で金属粉を除去する。すなわち、本発明によれば、金属粉対策を講じた部品取付け装置が提供される。

本発明に係る部品取付け装置の斜視図である。 図１の２矢視図である。 オートツールチェンジャ動作用のエア配管図である。 本発明に係るエア噴出し口に接続されるエア配管図である。 図２の５−５線断面図である。 図５の６矢視図である。 図５の７矢視図である。 部品セット工程を説明する作用図である。 エアブロー工程を説明する作用図である。 ボルトのねじ込み準備が完了するまでの作用図である。 ドアヒンジ固定工程を説明する作用図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。

本発明の実施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。

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下では被固定側は乗用車の車体として説明し、部品はドアヒンジとして説明し、部品取付けロボットは２台のロボットで構成して説明し、清掃手段はエア噴出し口からの噴出エアで説明し、部品保持部は保持部として説明する。

図１に示すように、部品取付け装置１０は、搬送装置のパレット１１に載っている車体１２から離れた床１３に設けられアーム部１４の先端にオートツールチェンジャ（以下、ＡＴＣと記す。詳細後述）１５を介して部品保持治具１６（詳細後述）を備えている第１ロボット２０（詳細後述）と、この第１ロボット２０の近くの床１３に設けられアーム部２１の先端にナットランナ２２を備えている第２ロボット３０と、この第２ロボット３０の近くの床１３に設けられ第１ロボット２０及び第２ロボット３０を制御する制御部４０とで構成される。

なお、ナットランナ２２の代わりにインパクトレンチを適用してもよい。

また、部品取付け装置１０は、第１ロボット２０のアーム部１４の先端に連結された部品保持治具１６で保持しているフロントドアヒンジ４１、４２（詳細後述）をフロントピラー４３に取り付け、部品保持治具１６で保持しているリヤドアヒンジ４４、４５（詳細後述）をセンターピラー４６に取り付ける装置である。

第１ロボット２０及び第２ロボット３０は、フロントピラー４３にフロントドアヒンジ４１、４２をセットする共にセンターピラー４６にリヤドアヒンジ４４、４５をセットするドアヒンジセット工程（詳細後述）と、エアブロー工程（詳細後述）と、ドアヒンジ固定工程（詳細後述）とを制御部４０からの指令に基づいて実施するように構成されている。

具体的には、第１ロボット２０でドアヒンジセット工程とエアブロー工程を実施し、第２ロボット３０でドアヒンジ固定工程を実施する。そのため、部品取付け作業の省力化を実現することができる。

また、上記３つの工程を第１ロボット２０及び第２ロボット３０で実施するので、ロボットの動作速度を調整すれば生産量の増減に容易に対応することができる。そのため、車体１２の生産量を増やしたいときにはロボットの動作速度を上げればよい。

第１ロボット２０は、アーム部１４で保持されＡＴＣ１５に接続されている第１エア配管４７（詳細後述）と、アーム部１４で保持されアーム部１４に設けた電磁弁４８、４９、５１に接続されている第２エア配管５２（詳細後述）とを備えている。なお、第１エア配管４７及び第２エア配管５２の上流には、エアコンプレッサーなどのエア供給源が設置されている。

ＡＴＣ１５は、部品保持治具１６に備えた軸５３を把持し、且つ部品保持治具１６以外の各種治具等も把持することができる装置である。５４、５５、５６、５７、５８、５９、６１、６２はボルト穴、６３、６４は位置決め穴、６５はソケット、６６はコントローラ、６７、６８はケーブルである。

図２に示すように、部品保持治具１６は、軸５３に取り付けられＨ字形状に形成されているフレーム６９と、このフレーム６９の左側の上端に設けられている第１保持部７１（詳細後述）と、フレーム６９の左側の下端に設けられている第２保持部７２（詳細後述）と、フレーム６９の右側の上端に設けられている第３保持部７３（詳細後述）と、フレーム６９の右側の下端に設けられている第４保持部７４（詳細後述）とを備えている。

第１保持部７１は、フレーム６９の左側の上端に取り付けた支持材７５上に設けられている第１エアシリンダ７６と、この第１エアシリンダ７６のシリンダロッドの先端に支持板７７を介して取り付けられている２個の凸部材７８と、これらの凸部材７８が嵌るように支持材７５上に設けられている２個の凹部材７９と、支持板７７に取り付けた２本の軸８１の移動を案内するために支持材７５上に設けられている２個の案内部材８２とからなる。

また、リヤドアヒンジ４４のドア側の２つの穴に２個の凸部材７８が挿入されていると共に凸部材７８、７８が凹部材７９、７９に嵌められているので、リヤドアヒンジ４４は第１保持部７１で保持されている。

加えて、第２保持部７２は、フレーム６９の左側の下端に取り付けた支持材７５上に設けられている第２エアシリンダ８３を備えていると共にリヤドアヒンジ４５を保持している。また、第３保持部７３は、フレーム６９の右側の上端に取り付けた支持材７５上に設けられている第３エアシリンダ８４を備えていると共にフロントドアヒンジ４１を保持している。さらに、第４保持部７４は、右支持部材７４に取り付けた支持材７５上に設けられている第４エアシリンダ８５を備えていると共にフロントドアヒンジ４２を保持している。

なお、第２保持部７２、第３保持部７３及び第４保持部７４の詳細構造は、第１保持部７１と同様であるので、説明を省略する。

第１保持部７１の近傍には、ボルトをねじ込むためにセンターピラー（図１の符号４６）に設けたねじ穴（詳細後述）を清掃するための清掃手段であると共にねじ穴に向けてエアを供給する第１エア噴出し口９０及び第２エア噴出し口１００が設けられている。これらのエア噴出し口９０、１００は支持部材１０１を介して部品保持治具１６で支持されていると共に継手１０２及び配管１０３を介して軸５３に接続されている。

また、第２保持部７２の近傍には、清掃手段である第３エア噴出し口１１０及び第４エア噴出し口１２０が設けられている。これらのエア噴出し口１１０、１２０は支持部材１０１を介して部品保持治具１６で支持されていると共に継手１０２及び配管１０３を介して軸５３に接続されている。

さらに、第３保持部７３の近傍には、清掃手段である第５エア噴出し口１３０及び第６エア噴出し口１４０が設けられている。これらのエア噴出し口１３０、１４０は支持部材１４１を介して部品保持治具１６で支持されていると共に継手１０２及び配管１０３を介して軸５３に接続されている。

加えて、第４保持部７４の近傍には、清掃手段である第７エア噴出し口１５０及び第８エア噴出し口１６０が設けられている。これらのエア噴出し口１５０、１６０は支持部材１６１を介して部品保持治具１６で支持されていると共に継手１０２及び配管１０３を介して軸５３に接続されている。

１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９はボルト穴、１７１、１７２は位置決めピン、１７３はコントローラ、１７４は電磁弁箱、１７５はＵボルトである。

図３に示すように、部品保持治具（図２の符号１６）の軸５３は、ＡＴＣ１５に備えた３個のエアシリンダ１７６のピストンロッド１７７が軸５３に設けた３つの平面を押すことで、ＡＴＣ１５に把持されている。ＡＴＣ１５は、コントローラ６６からの指令による電磁弁４８、４９、５１の作動に従って３本のピストンロッド１７７に押し引き動作をさせて、軸５３の把持及び把持解除を実施することができる。

一方、軸５３には、ＡＴＣ１５に図右斜め方向に設けたエア供給穴１７８に続くように第１エア通過穴１７９が設けられているので、第１エア配管４７から供給されたエアは、エア供給穴１７８及び第１エア通過穴１７９を通って後述する第２エア通過穴へ向かう。１８１は凸部、１８２は凹部、１８３は継手、１８４は配管である。

図４に示すように、部品保持治具（図２の符号１６）の軸５３には、前述の第１エア通過穴（図３の符号１７９）に続くように図表裏方向に第２エア通過穴１８５が設けられ、この第２エア通過穴１８５に続くように右斜め方向に第３エア通過穴１８６が設けられている。また、第３エア通過穴１８６に続くように図右側から第４エア通過穴１８７、第５エア通過穴１８８、第６エア通過穴１８９、第７エア通過穴１９１及び第８エア通過穴１９２が設けられている。

したがって、第１エア配管（図３の符号４７）から供給されたエアは、ＡＴＣ（図３の符号１５）のエア供給穴（図３の符号１７８）、第１エア通過穴、第２エア通過穴１８５、第３エア通過穴１８６、第４エア通過穴１８７及び配管１０３を通過して、第７エア噴出し口１５０及び第８エア噴出し口１６０から噴き出される。

同様に、供給されたエアは、第５エア通過穴１８８及び配管１０３を通過して第５エア噴出し口１３０及び第６エア噴出し口１４０から噴き出され、第６エア通過穴１８９及び配管１０３を通過して第１エア噴出し口９０及び第２エア噴出し口１００から噴き出され、第７エア通過穴１９１及び配管１０３を通過して第３エア噴出し口１１０及び第４エア噴出し口１２０から噴き出される。

第８エア通過穴１９２は、配管１９３で電磁弁箱１７４内の電磁弁１９４、１９５、１９６、１９７に接続されている。これらの電磁弁１９４、１９５、１９６、１９７は、コントローラ１７３からの指令により、第１エアシリンダ７６、第２エアシリンダ８３、第３エアシリンダ８４及び第４エアシリンダ８５を作動させるための機器である。１９８はプラグである。

図５に示すように、部品保持治具１６は、位置決めピン１７１が二点鎖線で示したセンタピラー４６の位置決め穴６４に挿入されているので、車体（図１の符号１２）に対する位置決めが完了している。

このとき、第１エア噴出し口９０及び第２エア噴出し口１００は、リヤドアヒンジ４４のボルト穴１６２、１６３、ボルト穴５８、５９及びセンタピラー４６の内側に設けたナット１９９、２０１に向いている。また、第４エア噴出し口１２０は、リヤドアヒンジ４５のボルト穴１６５、ボルト穴６１及びセンタピラー４６の内側に設けたナット２０２に向いている。

なお、第３エア噴出し口１１０は、図裏方向に存在するボルト穴（図２の符号１６４）、ボルト穴（図１の符号６２）及びナット（後述）に向いており、詳細は図７で説明する。

図６に示すように、第１エア噴出し口９０は、リヤドアヒンジ４４のボルト穴１６２に向いていて、第２エア噴出し口１００は、リヤドアヒンジ４４のボルト穴１６３に向いているので、センターピラー４６の内側に設けた２つのナットのねじ穴にエアを同時に供給することができる。

図７に示すように、第３エア噴出し口１１０は、リヤドアヒンジ４５のボルト穴１６４に向いていて、第４エア噴出し口１２０は、リヤドアヒンジ４５のボルト穴１６５に向いているので、センターピラー４６の内側に設けた２つのナットのねじ穴にエアを同時に供給することができる。

なお、第５エア噴出し口１３０及び第６エア噴出し口１４０とドアヒンジの位置関係、並びに第７エア噴出し口１５０及び第８エア噴出し口１６０とドアヒンジの位置関係は、上記と同様であるため、説明を省略する。
以上の述べた部品取付け装置１０の作用を次に述べる。

図８において、（ａ）に示すように、第１ロボット２０のアーム部１４で部品保持治具１６を矢印（１）のようにセンタピラー４６に向かわせる。
（ｂ）において、部品保持治具１６の位置決めピン１７１をセンタピラー４６の位置決め穴６４に挿入しているので、車体１２に対する部品保持治具１６の位置決め（セット作業）が完了した。

図９において、（ａ）は図８（ｂ）の９ａ拡大図に相当し、第２ロボット（図１の符号３０）のアーム部（図１の符号２１）に備えたナットランナ２２をセンタピラー４６及びリヤドアヒンジ４４に臨ませ、ナットランナ２２のソケット６５にボルト２０３を嵌めた状態で、軸２０４を矢印（２）のように回転させる。

次に、リヤドアヒンジ４４のボルト穴１６２、ボルト穴５８及びナット１９９に向けて第１エア噴出し口９０から矢印（３）のようにエア２０５を供給し、リヤドアヒンジ４４のボルト穴１６３、ボルト穴５９及びナット２０１に向けて第２エア噴出し口１００から矢印（４）のようにエア２０６を供給する。

（ｂ）は（ａ）のナット１９９の断面図であり、第１エア噴出し口９０から供給されたエア２０５が矢印（５）のようにナット１９９のねじ穴２０７に流れ込むと、ねじ穴２０７に付着した金属粉２０８を矢印（６）、（６）のように噴き飛ばす。

図１０において、（ａ）に示すように、ナット１９９のねじ穴２０７から金属粉（図９の符号２０８）が除去された。
（ｂ）において、軸２０４が回転している状態のナットランナ２２を、リヤドアヒンジ４４のボルト穴１６２、ボルト穴５８及びナット１９９に向けて、矢印（７）のように前進させる。

図１１において、（ａ）に示すように、ナット１９９に対するボルト２０３のねじ込みが完了したので、第２ロボット（図１の符号３０）のアーム部（図１の符号２１）の動作によりナットランナ２２を矢印（８）のように後退させる。次に下側のナット２０１にナットランナ２２でボルトをねじ込む。

（ｂ）において、下側のナット２０１に対するボルト２０８のねじ込みが完了した。すなわち、センタピラー４６に対するリヤドアヒンジ４４の取付け（部品固定作業）が完了した。第１保持部（図２の符号７１）によるリヤドアヒンジ４４の保持を解除し、第１ロボット（図８の符号２０）のアーム部（図８の符号１４）の動作で部品保持治具１６を後退させて次の工程を実施する。

図９に示すように、部品取付け装置１０では、部品保持治具１６の第１保持部７１の近傍に、ボルト２０３をねじ込むためにセンタピラー４６の内側に設けたナット１９９のねじ穴２０７を清掃するための清掃手段である第１エア噴出し口９０と、ナット２０１のねじ穴を清掃するための清掃手段である第２エア噴出し口１００とが設けられている。

そのため、ボルト２０３のねじ込み前にねじ穴２０７に金属粉２０８が付着していた場合であっても、第１エア噴出し口９０からエア２０５を噴出し、金属粉２０８を除去する。すなわち、本発明によれば、金属粉対策を講じた部品取付け装置１０が提供される。

なお、実施例では、金属粉の除去をナット１９９で説明したが、ナット２０１でも同様の効果を得ることができる。さらに、これら以外に車体に設けられたナットでも同様の効果を得ることができることは言うまでもない。

尚、本発明に係る被固定側は、実施例では乗用車の車体に適用したが、トラックの車体やバスの車体にも適用可能であり、一般の車両の車体に適用することは差し支えない。
また、本発明に係る部品は、実施例ではドアヒンジを適用したが、乗用車以外の車両では車体の外側に取り付けられる部品を適用してもよい。

さらに、請求項１に係る部品取付けロボットは、実施例では第１ロボットと第２ロボットの２台で構成したが、この２台の他に第２ロボットと同じボルト締付け工具（ナットランナ等）用ロボットを複数台設けて生産効率を高めてもよい。
加えて、請求項２に係る清掃手段は、実施例ではエア噴出し口からの噴出エアで説明したが、ブラシによる清掃、布による拭き取り等であってもよい。

本発明の部品取付け装置は、乗用車の車体へのドアヒンジの取付けに好適である。

１０…部品取付け装置、１２…車体、１４、２１…アーム部、１６…部品保持治具、２０…第１ロボット、２２…ナットランナ、３０…第２ロボット、４０…制御部、４１、４２…フロントドアヒンジ、４３…フロントピラー、４４、４５…リヤドアヒンジ、４６…センターピラー、７１…第１保持部、７２…第２保持部、７３…第３保持部、７４…第４保持部、９０…第１エア噴出し口、１００…第２エア噴出し口、１１０…第３エア噴出し口、１２０…第４エア噴出し口、１３０…第５エア噴出し口、１４０…第６エア噴出し口、１５０…第７エア噴出し口、１６０…第８エア噴出し口、１９９、２０１、２０２…ナット、２０３…ボルト、２０５、２０６…エア、２０７…ねじ穴。

Claims (2)

1. 被固定側の表面に部品をセットする部品セット工程と、エアブロー工程と、部品固定工程とを制御部からの指令に基づいて実施するように構成していることを特徴とする部品取付けロボット。
2. ロボットに保持された部品を、被固定側に取り付ける部品取付け装置において、
   前記ロボットの部品保持部の近傍に、ボルトをねじ込むために前記被固定側に設けたねじ穴を清掃するための清掃手段が設けられていることを特徴とする部品取付け装置。

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