JP2021074819A - Automatic assembling system for insert - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インサート自動組付システムに関する。 The present invention relates to an automatic insert assembly system.
下記特許文献1には、ネジインサートの挿入工具が開示されている。この挿入工具は、ネジインサートをワークの雌ネジに挿入する工具であって、スプライン軸、ヘッド、クラッチと、モータ、プレワインダー、第1雄ネジ、第2雄ネジ、マンドレル、マンドレル微調整手段及びスプリングを備え、マンドレルは両端にネジインサートのタングが係合する溝を有し、第1雄ネジ及び第2雄ネジは形状及び寸法が同一に形成されたものである。
The following
ところで、上記背景技術は、作業者が把持して操作する工具(挿入工具)であり、多数の雌ネジが形成されたワークに対してネジインサートを挿入する場合、作業者は雌ネジの個数に応じた繰返し作業を強いられる。すなわち、上記背景技術は、インサートの装着箇所が多い場合に、作業者に多大な疲労を与えるものであり、また作業効率を低下させるものである。 By the way, the above background technique is a tool (insertion tool) that is gripped and operated by an operator, and when a screw insert is inserted into a work in which a large number of female screws are formed, the operator increases the number of female screws. You are forced to repeat the work accordingly. That is, the above-mentioned background technique causes a great deal of fatigue to the operator when there are many places where the inserts are attached, and also lowers the work efficiency.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、作業者の負担軽減が可能なインサート自動組付システムを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an insert automatic assembly system capable of reducing the burden on the operator.
上記目的を達成するために、本発明では、インサート自動組付システムに係る第1の解決手段として、インサートブッシュを組付孔に挿入するインサート挿入部と、該インサート挿入部に前記インサートブッシュを供給するインサート供給装置と、前記組付孔が多数形成されたワーク及び前記インサート供給装置に対して前記インサート挿入部を相対移動させる移動装置と、前記組付孔に対する前記インサートブッシュの異常組付けを検知する異常検知装置とを備える、という手段を採用する。 In order to achieve the above object, in the present invention, as a first solution according to the automatic insert assembly system, an insert insertion portion for inserting the insert bush into the assembly hole and the insert bush are supplied to the insert insertion portion. Detects abnormal assembly of the insert supply device, a work on which a large number of the assembly holes are formed, a moving device that moves the insert insertion portion relative to the insert supply device, and the insert bush with respect to the assembly hole. A means of providing an abnormality detection device is adopted.
本発明では、インサート自動組付システムに係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記インサート挿入部は、前記インサートブッシュを収容した外形ガイドを所定の前記ワークに当接させた状態で前記インサートブッシュを前記組付孔に挿入させ、前記移動装置は、前記外形ガイドを前記ワークに当接させるように移動させ、前記異常検知装置は、前記外形ガイドを前記ワークに当接させる前記移動装置の動作状態に基づいて前記イ異常組付けを検知する、という手段を採用する。 In the present invention, as a second solution for the automatic insert assembly system, in the first solution, the insert insertion portion abuts an outer guide containing the insert bush against a predetermined work. In this state, the insert bush is inserted into the assembly hole, the moving device moves the outer shape guide so as to abut the work, and the abnormality detection device brings the outer shape guide into contact with the work. A means of detecting the abnormal assembly based on the operating state of the mobile device is adopted.
本発明では、インサート自動組付システムに係る第3の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記インサート挿入部は、前記インサートブッシュを収容した外形ガイドを所定の前記ワークに当接させた状態で前記インサートブッシュを前記組付孔に挿入させ、前記移動装置は、前記外形ガイドを前記ワークに当接させるように移動させ、前記外形ガイドの位置を検出する距離センサをさらに備え、前記異常検知装置は、前記外形ガイドの位置に基づいて前記異常組付けを検知する、という手段を採用する。 In the present invention, as a third solution according to the automatic insert assembly system, in the first solution, the insert insertion portion abuts an outer guide containing the insert bush against a predetermined work. In this state, the insert bush is inserted into the assembly hole, the moving device moves the outer shape guide so as to abut the work, and further includes a distance sensor for detecting the position of the outer shape guide, and the abnormality. The detection device employs a means of detecting the abnormal assembly based on the position of the outer shape guide.
本発明では、インサート自動組付システムに係る第4の解決手段として、上記第1〜第3のいずれかの解決手段において、前記インサート挿入部は、クッション性を有した状態で前記ワークに当接し、前記インサートブッシュを前記組付孔に挿入する、という手段を採用する。 In the present invention, as a fourth solution according to the automatic insert assembly system, in any of the first to third solutions, the insert insertion portion abuts on the work in a cushioned state. , The means of inserting the insert bush into the assembly hole is adopted.
本発明では、インサート自動組付システムに係る第5の解決手段として、上記第1〜第4のいずれかの解決手段において、前記インサートブッシュは、コイルバネの形態を有する、という手段を採用する。 In the present invention, as a fifth solution according to the automatic insert assembly system, in any of the first to fourth solutions, the insert bush has a form of a coil spring.
本発明によれば、作業者の負担軽減が可能なインサート自動組付システムを提供することが可能である。 According to the present invention, it is possible to provide an insert automatic assembly system capable of reducing the burden on the operator.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
最初に図1を参照して、本実施形態に係るインサート自動組付システムAのシステム構成について説明する。このインサート自動組付システムAは、図1(a)、(b)に示すように、割出し台D、ロボットR、ハンドラックH、インサート供給装置K、制御盤S、ペンダントP及び非常停止スイッチIを備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, with reference to FIG. 1, the system configuration of the insert automatic assembly system A according to the present embodiment will be described. As shown in FIGS. 1A and 1B, the automatic insert assembly system A includes an indexing table D, a robot R, a hand rack H, an insert supply device K, a control panel S, a pendant P, and an emergency stop switch. It has an I.
割出し台Dは、上面(載置面)にワークWが載置される可動台であり、ワークWの位置及び姿勢を所望状態に設定する。この割出し台Dは、制御盤Sから入力される制御信号に基づいてワークWの位置及び姿勢を所望状態に設定する。このような割出し台Dは、例えばワークWを載置面に固定する固定具を備え、該固定具によって載置面上におけるワークWの位置及び姿勢を固定した状態で載置面の位置及び姿勢を可変させる。 The indexing table D is a movable table on which the work W is placed on the upper surface (mounting surface), and the position and posture of the work W are set to a desired state. The indexing table D sets the position and orientation of the work W to a desired state based on the control signal input from the control panel S. Such an indexing table D is provided with, for example, a fixture for fixing the work W to the mounting surface, and the position and posture of the mounting surface and the posture of the work W on the mounting surface are fixed by the fixture. Change the posture.
ワークWは、多数の係合孔が予め形成された部材である。このワークは、比較的柔らかい金属材料、例えばアルミ合金やチタン合金からなる所定形状の部材であり、他の部材を固定するために多数の係合孔が形成されている。これら係合孔は、固定具の形態に応じて様々であるが、例えば固定具として雄ネジを用いる場合はネジ穴(雌ネジ)である。 The work W is a member in which a large number of engaging holes are formed in advance. This work is a member having a predetermined shape made of a relatively soft metal material, for example, an aluminum alloy or a titanium alloy, and a large number of engaging holes are formed for fixing other members. These engaging holes vary depending on the form of the fixture. For example, when a male screw is used as the fixture, it is a screw hole (female screw).
ここで、上記ネジ穴(雌ネジ)は、ワークWの材料が比較的柔らかい金属材料の場合、ネジ山が潰れ易い。本実施形態におけるインサートブッシュBは、ネジ山が潰れ易いネジ穴(雌ネジ)を補強するために、上記ネジ穴(雌ネジ)に予め装着される補強部品であり、図2(a)に示すようにコイルバネである。 Here, in the screw hole (female screw), when the material of the work W is a relatively soft metal material, the screw thread is easily crushed. The insert bush B in the present embodiment is a reinforcing component that is preliminarily attached to the screw hole (female screw) in order to reinforce the screw hole (female screw) whose screw thread is easily crushed, and is shown in FIG. 2 (a). It is a coil spring.
すなわち、このインサートブッシュBは、線条材が所定ピッチで密に巻回された円環状のコイルバネであり、所定径(外径及び内径)、所定長さ(軸線方向における寸法)並びにピッチ(コイルピッチ)を有する。このようなインサートブッシュBには、先端近傍の内周部に係合溝bが形成されている。詳細については後述するが、この係合溝bには後述する手先ツールTの工具10が係合する。
That is, the insert bush B is an annular coil spring in which a wire rod is tightly wound at a predetermined pitch, and has a predetermined diameter (outer diameter and inner diameter), a predetermined length (dimension in the axial direction), and a pitch (coil). Pitch). In such an insert bush B, an engaging groove b is formed in an inner peripheral portion near the tip end. The details will be described later, but the
本実施形態に係るインサート自動組付システムAは、このようなインサートブッシュBをワークWのネジ穴hに自動的に組付けるシステムである。このネジ穴hは、本発明における組付孔に相当する。 The insert automatic assembly system A according to the present embodiment is a system for automatically assembling such an insert bush B into the screw hole h of the work W. This screw hole h corresponds to the assembly hole in the present invention.
ロボットRは、先端部に装着された手先ツールTを三次元的に移動させる多関節ロボットである。このロボットRは、ワークWに形成された多数のネジ穴hの各位置に手先ツールTを位置決めする。すなわち、このロボットRは、制御盤Sから入力される制御信号に基づいて手先ツールTを移動させるものであり、手先ツールTを予め決められた順序でネジ穴hの位置に順次移動させる。なお、手先ツールTの詳細については後述するが、この手先ツールTは、本発明のインサート挿入部に相当する。 The robot R is an articulated robot that three-dimensionally moves the hand tool T attached to the tip. The robot R positions the hand tool T at each position of a large number of screw holes h formed in the work W. That is, the robot R moves the hand tool T based on the control signal input from the control panel S, and sequentially moves the hand tool T to the positions of the screw holes h in a predetermined order. The details of the hand tool T will be described later, but the hand tool T corresponds to the insert insertion portion of the present invention.
ハンドラックHは、図2に示す複数の工具10及び外形ガイド18を所定の姿勢で収容する収容部である。このハンドラックHは、仕様が異なる複数の工具10及び外形ガイド18を収容しており、同じく図2に示す第1ハンドチェンジャ11が作動することにより複数の工具10の中の1つを手先ツールTに受け渡し、また第2ハンドチェンジャ16が作動することにより複数の外形ガイド18の中の1つを手先ツールTに受け渡す。
The hand rack H is an accommodating portion for accommodating a plurality of
インサート供給装置Kは、インサートブッシュBを手先ツールTに自動供給する装置である。詳細については後述するが、このインサート供給装置Kは、ロボットRの作動によって所定の供給位置に所定姿勢で位置設定された手先ツールTに対してインサートブッシュBを1つずつ順次供給する。 The insert supply device K is a device that automatically supplies the insert bush B to the hand tool T. Although the details will be described later, the insert supply device K sequentially supplies the insert bushes B one by one to the hand tool T whose position is set at a predetermined supply position in a predetermined posture by the operation of the robot R.
制御盤Sは、インサート自動組付システムAを統括的に制御する制御部、また当該制御部が必要とする制御情報を手動入力するために操作パネルを備えている。この制御盤Sは、具体的には割出し台D、インサート供給装置K、ロボットR及び手先ツールTを所定の制御プログラムに基づいて制御することにより、インサートブッシュBをネジ穴hに順次組付けさせる。 The control panel S includes a control unit that comprehensively controls the insert automatic assembly system A, and an operation panel for manually inputting control information required by the control unit. Specifically, the control panel S sequentially assembles the insert bush B into the screw hole h by controlling the indexing table D, the insert supply device K, the robot R, and the hand tool T based on a predetermined control program. Let me.
ペンダントPは、可搬型の操作パネルであり、制御盤Sと有線あるいは無線で通信自在に接続されている。このペンダントPは、制御盤Sの制御部が必要とする制御情報を制御盤Sに手動入力する。非常停止スイッチIは、制御盤Sと有線あるいは無線で通信自在に接続されており、インサート自動組付システムAの動作を非常停止させるための操作指示を制御情報の1つとして制御盤Sに手動入力する。 The pendant P is a portable operation panel, and is freely connected to the control panel S by wire or wirelessly. The pendant P manually inputs the control information required by the control unit of the control panel S to the control panel S. The emergency stop switch I is freely connected to the control panel S by wire or wirelessly, and the operation instruction for emergency stopping the operation of the insert automatic assembly system A is manually given to the control panel S as one of the control information. input.
ここで、上記割出し台D、ロボットR及び制御盤Sは、本発明の移動装置を構成している。すなわち、割出し台D、ロボットR及び制御盤Sは、全体的な機能としてネジ穴h(組付孔)が多数形成されたワークW及びインサート供給装置Kに対して手先ツールT(インサート挿入部)を相対移動させる。 Here, the indexing table D, the robot R, and the control panel S constitute the moving device of the present invention. That is, the indexing table D, the robot R, and the control panel S have a hand tool T (insert insertion portion) for the work W and the insert supply device K in which a large number of screw holes h (assembly holes) are formed as an overall function. ) Is moved relative to each other.
続いて図2及び図3を参照して、上記手先ツールTの詳細について説明する。
この手先ツールTは、図2に示すように、ベースプレート1、接続部材2、LMガイド3、第1LMブロック4A、第2LMブロック4B、第1ブラケット5、第1エアシリンダ6、第2ブラケット7、回転駆動部8、工具ホルダ9、工具10、第1ハンドチェンジャ11、距離センサ12、第3ブラケット13、第2エアシリンダ14、第4ブラケット15、第2ハンドチェンジャ16、第5ブラケット17及び外形ガイド18を備えている。
Subsequently, the details of the hand tool T will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
As shown in FIG. 2, the hand tool T includes a
このような手先ツールTを構成する各構成要素のうち、回転駆動部8、工具ホルダ9及び工具10、本実施形態における主軸Mを構成している。この主軸Mは、インサートブッシュBをその軸線周りに回転させる機構である。
Among the constituent elements constituting such a hand tool T, the
また、手先ツールTの各構成要素のうち、第1エアシリンダ6、回転駆動部8及び第2エアシリンダ14は、制御盤Sによって制御される被制御部である。これら第1エアシリンダ6、回転駆動部8及び第2エアシリンダ14は、制御盤Sから入力される制御信号に基づいて作動し、また自らの動作状態を動作検出信号として制御盤Sに出力する。
Further, among the components of the hand tool T, the
さらに、第2エアシリンダ14及び制御盤Sは、本発明の異常検知装置を構成している。すなわち、制御盤Sは、第2エアシリンダ14から入力される動作検出信号に基づいて第2エアシリンダ14の動作状態を検知し、当該第2エアシリンダ14の動作状態に基づいてネジ穴h(組付孔)に対するインサートブッシュBの異常組付けを検知する。
Further, the
ベースプレート1は、一対の平面部が直交状態で連結されたL字状の板材であり、一方の平面部が接続部材2を介してロボットRの先端部に固定され、他方の平面部にLMガイド3が固定されている。このベースプレート1つまり手先ツールTは、ロボットRの各関節の動きに基づいて三次元空間中で様々な姿勢をとる。
The
ここで、割出し台Dによってネジ穴hが形成されている平面(基準面)が水平に設定されている場合においてインサートブッシュBをネジ穴hに順次組付ける際、ベースプレート1は、ロボットRによって他方の平面部が矢印Lで示すように上下方向(鉛直方向)に姿勢設定される。すなわち、手先ツールTは、基準面が水平な場合には、当該基準面に直交する方向つまり上下方向(鉛直方向)に姿勢設定される。以下では、手先ツールTが上下方向(鉛直方向)に姿勢設定されていることを前提として各部の説明を行う。
Here, when the plane (reference plane) on which the screw hole h is formed by the indexing table D is set horizontally, when the insert bush B is sequentially assembled to the screw hole h, the
接続部材2は、このようなベースプレート1を着脱自在にロボットRの先端部に接続する連結具である。LMガイド3は、上下方向(鉛直方向)に延在する一対のレールである。このLMガイド3は、ベースプレート1における他方の平面部の片面(図2における左側面)に所定の間隔で平行対峙するように取り付けられている。
The connecting
第1LMブロック4Aは、このようなLMガイド3に沿って上下動する移動ブロックである。すなわち、この第1LMブロック4Aは、ベアリングを介在させることにより摺動自在にLMガイド3に装着されている。このような第1LMブロック4Aは、上述した主軸Mの上下方向の動きを案内する。
The
第2LMブロック4Bは、第1LMブロック4Aと同様に、LMガイド3に沿って上下動する移動ブロックである。この第2LMブロック4Bは、上下方向に延在するLMガイド3に対して、第1LMブロック4Aの下側に装着されており、ベアリングを介在させることによりLMガイド3に対して摺動自在である。このような第2LMブロック4Bは、外形ガイド18の上下方向の動きを案内する。
The
第1ブラケット5は、ベースプレート1に固定された板状部材であり、第1エアシリンダ6を支持する。この第1ブラケット5は、水平姿勢の平面部を備えており、当該平面部の下面側に第1エアシリンダ6が固定されている。すなわち、この第1ブラケット5は、第1エアシリンダ6を垂直姿勢(鉛直姿勢)で吊り下げた状態に支持する。
The
第1エアシリンダ6は、作動流体として圧縮空気を用いるアクチュエータであり、上述したように垂直姿勢(鉛直姿勢)で第1ブラケット5に固定されている。すなわち、この第1エアシリンダ6は、可動ロッドの移動方向が垂直方向(鉛直方向)であり、可動ロッドの先端(下端)に連結された第2ブラケット7を上下動させる。
The
第2ブラケット7は、第1LMブロック4Aに固定された部材であり、上述した主軸M、第1ハンドチェンジャ11及び距離センサ12を支持する。すなわち、この第2ブラケット7は、回転駆動部8を第1LMブロック4Aに固定するための第1部位と、工具ホルダ9を第1LMブロック4Aに固定するための第2部位と、第1ハンドチェンジャ11及び距離センサ12を第1LMブロック4Aに固定するための第3部位とを備えている。
The
回転駆動部8は、回転軸8aを備えており、第2ブラケット7の第1部位によって第1LMブロック4Aに固定されている。この回転駆動部8は、回転軸8aを所定の回転数で軸周りに回転させる駆動機構である。なお、この回転駆動部8は、回転軸8aの他に、動力源であるモータ、モータの回転数を減速させる減速機、減速機と回転軸8aとを連結させるカップリング、また回転軸8aを回転自在に支持する軸受等を備えている。
The
工具ホルダ9は、工具10を回転自在に保持する保持部材であり、第2ブラケット7の第2部位によって第1LMブロック4Aに固定されている。この工具ホルダ9は、棒状の工具10を垂直姿勢(鉛直姿勢)かつ回転自在に保持する。
The
工具10は、インサートブッシュBに係合する棒状部材である。この工具10は、インサートブッシュBの種類によって様々な仕様のものが予め用意されており、上述したハンドラックHに収容されている。手先ツールTに装着された工具10は、ハンドラックHで選択された1つである。
The
このような工具10は、図3に示すように本体部10aの先端部に係合突起10が設けられ、また棒状本体部10aの後端部にフランジ部10cが設けられた棒状部材である。本体部10aは、上述したインサートブッシュBの内径よりも細い棒状部(円筒部)であり、インサートブッシュBへの挿入が容易である。
As shown in FIG. 3, such a
係合突起10は、棒状本体部10aからの突出、また棒状本体部10a内への収納が自在であり、突出状態においてインサートブッシュBの係合溝bに係合する。フランジ部10cは、棒状本体部10aよりも大径の円筒部であり、工具10が外形ガイド18内に挿入された状態において当該外形ガイド18の上端部に当接する。
The engaging
第1ハンドチェンジャ11は、このような工具10をハンドラックHとの間で交換するための機構である。すなわち、この第1ハンドチェンジャ11は、ロボットRによって手先ツールTがハンドラックHの近傍の所定位置かつ所定姿勢に設定された状態で作動することにより、ハンドラックHに収容された複数の工具10のうち1つを択一的に選択して手先ツールTに装着する。
The
距離センサ12は、上下方向における工具10と外形ガイド18との距離を検出する。この距離センサ12は、検出結果を示す距離検出信号を制御情報の1つとして制御盤Sに出力する。なお、この距離センサ12としては、高精度な距離検出が可能なレーザ距離計を採用することができる。
The
第3ブラケット13は、ベースプレート1の下端部に固定された部材であり、第2エアシリンダ14を支持する。この第3ブラケット13は、水平姿勢の平面部を備えており、当該平面部の上面側に第2エアシリンダ14が固定されている。すなわち、この第3ブラケット13は、第2エアシリンダ14を垂直姿勢(鉛直姿勢)で上向きに支持する。
The
第2エアシリンダ14は、作動流体として圧縮空気を用いるアクチュエータであり、上述したように垂直姿勢(鉛直姿勢)で第3ブラケット13に固定されている。すなわち、この第2エアシリンダ14は、可動ロッドの移動方向が垂直方向(鉛直方向)であり、可動ロッドの先端(上端)に連結された第2LMブロック4Bを上下動させる。
The
第4ブラケット15は、第2LMブロック4Bに固定された部材であり、第2ハンドチェンジャ16、第5ブラケット17及び外形ガイド18を支持する。すなわち、この第4ブラケット15は、水平姿勢の平面部を備えており、当該平面部の下面側に設けられた第2ハンドチェンジャ16を直接支持する。また、この第4ブラケット15は、第2ハンドチェンジャ16の下部に固定された第5ブラケット17及び外形ガイド18を間接的に支持する。
The
第2ハンドチェンジャ16は、所定距離を隔てて垂直方向(鉛直方向に)に対向する第4ブラケット15と第5ブラケット17との間に設けられており、外形ガイド18をハンドラックHとの間で交換するための機構である。すなわち、この第1ハンドチェンジャ11は、ロボットRによって手先ツールTがハンドラックHの近傍の所定位置かつ所定姿勢に設定された状態で作動することにより、ハンドラックHに収容された複数の外形ガイド18のうち1つを択一的に選択して手先ツールTに装着する。
The
第5ブラケット17は、第2ハンドチェンジャ16を挟んで第4ブラケット15の平面部に対向する板状部材である。この第5ブラケット17は、外形ガイド18を垂直姿勢(鉛直姿勢)、かつ上方の工具10に対して同軸となるように支持する。
The
外形ガイド18は、インサートブッシュBを内部に保持する筒状部材である。この外形ガイド18は、図3に示すように貫通孔18a及び挿入窓18bを備えている。貫通孔18aは、外形ガイド18の内部を上下方向に貫通する丸穴であり、挿入窓18bの下側周面にインサートブッシュBの外径に符合するネジ溝18cが形成されている。挿入窓18bは、貫通孔18aの途中部位に設けられており、インサートブッシュBを貫通孔18aに受け入れるための開口である。
The
このような外形ガイド18は、ワークWにインサートブッシュBを組付ける際、ワークWにおけるネジ穴h(組付孔)の周囲に当接する。この外形ガイド18は、第2エアシリンダ14を介してベースプレート1に支持されているので、上記ワークWとの当接に際してクッション性を有した状態でワークWに当接する。
When the insert bush B is assembled to the work W, such an
次に、本実施形態に係るインサート自動組付システムAの動作について、図1〜図3に加え図4及び図5をも参照して詳しく説明する。 Next, the operation of the insert automatic assembly system A according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5 in addition to FIGS. 1 to 3.
このインサート自動組付システムAは、作業者が制御盤Sの操作パネルから作業開始指示を入力すると、インサートブッシュBのワークWへの組付作業を開始する。すなわち、制御盤Sは、最初に割出し台Dを制御することにより、インサートブッシュBの組付けがし易い姿勢にワークWを姿勢設定する。また、制御盤Sは、ロボットRを制御することにより、手先ツールTをインサート供給装置Kに移動させて外形ガイド18にインサートブッシュBを装着させる。
When the operator inputs a work start instruction from the operation panel of the control panel S, the insert automatic assembly system A starts the work of assembling the insert bush B to the work W. That is, the control panel S first controls the indexing table D to set the posture of the work W in a posture in which the insert bush B can be easily assembled. Further, the control panel S moves the hand tool T to the insert supply device K by controlling the robot R, and attaches the insert bush B to the
ここで、組付け対象であるネジ穴h(組付孔)の形成面が例えば水平となるようにワークWの姿勢が設定された場合、制御盤Sは、ロボットRを操作して手先ツールTをネジ穴h(組付孔)の直上に位置設定させる。この状態(初期状態)では、図3(a)に示すように外形ガイド18の下端部はワークWに当接しておらず、また工具10は外形ガイド18の貫通孔18aに挿入されていない。
Here, when the posture of the work W is set so that the formation surface of the screw hole h (assembly hole) to be assembled is horizontal, for example, the control panel S operates the robot R to operate the hand tool T. Is positioned directly above the screw hole h (assembly hole). In this state (initial state), as shown in FIG. 3A, the lower end portion of the
制御盤Sは、この初期状態から第1エアシリンダ6及び第2エアシリンダ14を制御することにより、図3(b)に示すように主軸M及び外形ガイド18を降下させて外形ガイド18をワークWの形成面当接させる。そして、制御盤Sは、図4(a)に示すように回転駆動部8を制御して工具10を回転させると共に第1エアシリンダ6を制御して主軸Mをさらに降下させる。
By controlling the
工具10は、回転しつつ降下することによって、本体部10aの下端部がインサートブッシュBの上端に接触するが、本体部10aの下端部に設けられた係合突起10bは、この接触によって本体部10a内に収納される。したがって、本体部10aは、インサートブッシュBの内部に上方から順次挿入される。そして、工具10の係合突起10bがインサートブッシュBの内面に形成された係合溝bと対向すると、図4(b)に示すように係合突起10bが本体部10aから突出して係合溝bに係合する。
When the
この結果、インサートブッシュBは、工具10と同様に回転を開始し、図4(c)に示すように外形ガイド18のネジ溝18cを通過してネジ穴h(組付孔)に進入する。そして、インサートブッシュBの全体がネジ穴h(組付孔)に進入すると、図4(d)に示すように工具10のフランジ部10bが外形ガイド18の上端に当接する。
As a result, the insert bush B starts rotating in the same manner as the
この当接状態では、主軸Mを回転させる回転駆動部8の負荷が極端に上昇する。すなわち、この当接状態において、回転駆動部8の動力源であるモータの駆動電流が極端に増大する。回転駆動部8を制御する制御盤Sは、このような駆動電流の増大を検知することによって、フランジ部10bの外形ガイド18への当接つまりインサートブッシュBの全体がネジ穴h(組付孔)に組付けられたと判断し、組付け動作を終了する。すなわち、制御盤Sは、主軸M及び外形ガイド18を初期状態に戻す。
In this contact state, the load of the
ここで、本実施形態に係るインサート自動組付システムAでは、インサートブッシュBの一部のみがネジ穴h(組付孔)に進入した状態(異常組付状態)でも、工具10のフランジ部10bが外形ガイド18の上端に当接することが発生し得る。例えば、係合突起10bと係合溝bとが係合してインサートブッシュBの一部がネジ穴h(組付孔)に進入した後に、係合突起10bと係合溝bとの係合が外れることが発生し得る。
Here, in the insert automatic assembly system A according to the present embodiment, even when only a part of the insert bush B has entered the screw hole h (assembly hole) (abnormal assembly state), the
係合突起10bと係合溝bとの係合が外れると、インサートブッシュBは回転を停止するので、図5(a)に示すように工具10のみがネジ穴h(組付孔)にさらに進入し、最終的にフランジ部10bが外形ガイド18に当接することになる。すなわち、インサートブッシュBは、ネジ穴h(組付孔)への中途半端な組付け状態に取り残される。
When the
しかし、このような異常組付状態では、インサートブッシュBがワークWのネジ穴h(組付孔)と外形ガイド18のネジ溝18cとの両方に噛み合った状態となるので、外形ガイド18を初期状態に移動させることができない。制御盤Sは、このような外形ガイド18の異常状態つまりインサートブッシュBの異常組付状態を外形ガイド18を上下動させる第2エアシリンダ14の動作状態に基づいて検知する。
However, in such an abnormally assembled state, the insert bush B is in a state of meshing with both the screw hole h (assembly hole) of the work W and the
このような本実施形態によれば、多数のネジ穴h(組付孔)を備えるワークWについてネジ穴h(組付孔)にインサートブッシュBを自動的かつ順次組付けるので、作業者の負担軽減が可能なインサート自動組付システムAを提供することが可能である。 According to this embodiment, the insert bush B is automatically and sequentially assembled into the screw holes h (assembly holes) of the work W having a large number of screw holes h (assembly holes), which is a burden on the operator. It is possible to provide an insert automatic assembly system A that can be reduced.
また、本実施形態によれば、インサートブッシュBの異常組付状態を検知するので、多数のネジ穴h(組付孔)を備えるワークWについて、インサートブッシュBのより正確な組付けを実現することが可能である。 Further, according to the present embodiment, since the abnormally assembled state of the insert bush B is detected, more accurate assembly of the insert bush B is realized for the work W having a large number of screw holes h (assembly holes). It is possible.
さらに、本実施形態によれば、第2エアシリンダ14を用いて外形ガイド18をワークWに向けて移動させるので、外形ガイド18がクッション性を有した状態でワークWに当接させることが可能である。この結果、比較的柔らかい金属材料で形成されたワークWを傷付けることを防止あるいは抑制することが可能である。
Further, according to the present embodiment, since the
本実施形態によれば、作業者の負担軽減が可能なインサート自動組付システムを提供することが可能である。 According to this embodiment, it is possible to provide an insert automatic assembly system capable of reducing the burden on the operator.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施形態では、出し台D、ロボットR及び制御盤Sから本発明の移動装置を構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、出し台Dを削除してワークWを固定設置し、ロボットR及び制御盤Sによって手先ツールT(インサート挿入部)をワークWに対して相対移動させてもよい。また、手先ツールT(インサート挿入部)をワークWに対して相対移動させる機構としては、ロボットR(多関節ロボット)に限定されない。例えばX−Yステージを用いて手先ツールT(インサート挿入部)を移動させてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and for example, the following modifications can be considered.
(1) In the above embodiment, the moving device of the present invention is configured from the delivery table D, the robot R, and the control panel S, but the present invention is not limited thereto. For example, the work W may be fixedly installed by deleting the delivery table D, and the hand tool T (insert insertion portion) may be moved relative to the work W by the robot R and the control panel S. Further, the mechanism for moving the hand tool T (insert insertion portion) relative to the work W is not limited to the robot R (articulated robot). For example, the hand tool T (insert insertion portion) may be moved using the XY stage.
(2)上記実施形態では、第2エアシリンダ14の動作状態に基づいてインサートブッシュBの異常組付状態を検知したが、本発明はこれに限定されない。例えば、距離センサ12によって検出される外形ガイド18の位置に基づいてインサートブッシュBの異常組付状態を判断してもよい。
(2) In the above embodiment, the abnormally assembled state of the insert bush B is detected based on the operating state of the
(3)上記実施形態では、コイルバネ形態のインサートブッシュBをワークWのネジ穴h(組付孔)に組付ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。周知のように、インサートブッシュには様々な形態のものが存在する。本発明は、このような様々な形態のインサートブッシュの組付けに適用することが可能である。 (3) In the above embodiment, the case where the insert bush B in the form of a coil spring is assembled into the screw hole h (assembly hole) of the work W has been described, but the present invention is not limited to this. As is well known, there are various forms of insert bushes. The present invention can be applied to the assembly of such various forms of insert bushes.
A インサート自動組付システム
B インサートブッシュ
b 係合溝
D 割出し台
h ネジ穴(組付孔)
H ハンドラック
I 非常停止スイッチ
K インサート供給装置
M 主軸
P ペンダント
R ロボット
S 制御盤
T 手先ツール
W ワーク
1 ベースプレート
2 接続部材
3 LMガイド
4A 第1LMブロック
4B 第2LMブロック
5 第1ブラケット
6 第1エアシリンダ
7 第2ブラケット
8 回転駆動部
8a 回転軸
9 工具ホルダ
10 工具
10a 本体部
10b 係合突起
10c フランジ部
11 第1ハンドチェンジャ
12 距離センサ
13 第3ブラケット
14 第2エアシリンダ
15 第4ブラケット
16 第2ハンドチェンジャ
17 第5ブラケット
18 外形ガイド
18a 貫通孔
18b 挿入窓
18c ネジ溝
A Automatic insert assembly system B Insert bush b Engagement groove D Indexing table h Screw hole (assembly hole)
H Hand Rack I Emergency Stop Switch K Insert Supply Device M Main Shaft P Pendant R Robot S Control Panel T Hand
Claims (5)
該インサート挿入部に前記インサートブッシュを供給するインサート供給装置と、
前記組付孔が多数形成されたワーク及び前記インサート供給装置に対して前記インサート挿入部を相対移動させる移動装置と、
前記組付孔に対する前記インサートブッシュの異常組付けを検知する異常検知装置と
を備えることを特徴とするインサート自動組付システム。 Insert insertion part for inserting the insert bush into the assembly hole,
An insert supply device that supplies the insert bush to the insert insertion portion,
A moving device that moves the insert insertion portion relative to the work on which a large number of assembly holes are formed and the insert supply device,
An automatic insert assembly system including an abnormality detection device for detecting abnormal assembly of the insert bush with respect to the assembly hole.
前記移動装置は、前記外形ガイドを前記ワークに当接させるように移動させ、
前記異常検知装置は、前記外形ガイドを前記ワークに当接させる前記移動装置の動作状態に基づいて前記異常組付けを検知することを特徴とする請求項1に記載のインサート自動組付システム。 The insert insertion portion inserts the insert bush into the assembly hole in a state where the outer guide containing the insert bush is in contact with the predetermined work.
The moving device moves the outer shape guide so as to abut the work.
The automatic insert assembly system according to claim 1, wherein the abnormality detection device detects the abnormality assembly based on an operating state of the moving device that brings the outer shape guide into contact with the work.
前記移動装置は、前記外形ガイドを前記ワークに当接させるように移動させ、
前記外形ガイドの位置を検出する距離センサをさらに備え、
前記異常検知装置は、前記外形ガイドの位置に基づいて前記異常組付けを検知することを特徴とする請求項1に記載のインサート自動組付システム。 The insert insertion portion inserts the insert bush into the assembly hole in a state where the outer guide containing the insert bush is in contact with the predetermined work.
The moving device moves the outer shape guide so as to abut the work.
Further equipped with a distance sensor for detecting the position of the external guide,
The automatic insert assembly system according to claim 1, wherein the abnormality detection device detects the abnormality assembly based on the position of the outer shape guide.
The automatic insert assembly system according to any one of claims 1 to 3, wherein the insert bush has a form of a coil spring.
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