JP2518281B2 - 多種部品に対する圧入・かしめ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 開示技術は油圧シリンダー等の圧力によって小物部品
の嵌付けや微細な圧力加工等を行う装置の技術分野に属
する。

而して、この発明は被圧入・かしめ部品の載置ベース
と、小物部品の保持やかしめ具の役を果たす圧入・かし
めヘッドのホルダーとが互いに垂直な三方向に相対スラ
イド移動自在にされ、載置ベースやホルダーを前後、左
右、上下の各方向にスライド移動させる各アクチュエー
タがサーボ機構を有するコントローラによって位置、速
度、及び、印加荷重を制御されている多種部品に対する
圧入・かしめ装置に関する発明であり、特に、ベース上
に載置される多種複数の部品に対応させて圧入・かしめ
ヘッドを自動交換すべく装置がヘッドホルダーの近傍に
設けられ、又、圧入・かしめヘッドを上下方向にスライ
ド移動させるアクチュエータが上記コントローラによっ
て圧入・かしめ位置直前までの下降動作と全ての上昇動
作を高速制御され圧入・かしめ位置からの下降動作のみ
を低速制御されるようにされている多種部品に対する圧
入・かしめ装置に係る発明である。

＜従来技術＞ 一般に、自動車部品の組付け工程等においては部品相
互の組付け、メイン部品に対するベアリング、シール材
等の組付け、或は、かしめ等の作業が油圧シリンダー等
を用いて行われている。

而して、従来自動車部品の組付け工程等において用い
られていた圧入・かしめ装置は、第２図に示す様に、被
圧入・かしめ部品１を載置するベース２の上方に油圧シ
リンダー３が設けられ、油圧シリンダー３の先端部に取
付けられた圧入・かしめヘッド４の昇降によって被圧入
・かしめ部品１に対する小物部品等の圧入組付けやかし
めが為されるようにされている。

そして、圧入・かしめ装置は被圧入・かしめ部品１の
種類によって、圧入・かしめヘッド４の押圧荷重や押圧
ストローク、形状、或は、被圧入・かしめ部品１を保持
する治具の形状等が異なるため、被圧入・かしめ部品１
の種類に対応する数だけ製造され、第２図に示す様に複
数が適宜配列されて実使用に供されていた。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、上述従来の圧入・かしめ装置は１種類
の被圧入・かしめ部品に対して１台ずつ設置する必要が
あるため、小量生産時でも複数台必要となり、設備コス
トが嵩み、占有スペースが大きくなるという不利点があ
るうえ、各装置に被圧入・かしめ部品等のセットを行う
作業者の歩行距離が長くなって作業性が悪いという不具
合もあった。

更に、従来の圧入・かしめ装置は被圧入・かしめ部品
に対して圧入部品や圧入・かしめヘッドが傾いた状態で
圧入、或は、かしめられたり、衝撃によって被圧入・か
しめ部品が破損したりしないように、圧入・かしめヘッ
ドを相当に低速度で昇降動させていたため、１部品に対
する圧入やかしめを完了するサイクルタイムが長く生産
効率が悪いという不利点もあった。

尚、現在では圧入・かしめ装置ではないが、例えば、
実開昭55−80134号公報等に開示されるように、ベース
上のセット位置に対して部品ホルダーを前後、左右、上
下の三次元方向に自由に移動出来るようにし、多種部品
を保持する部品ホルダーをNC装置等によって正確に移動
させて多種の組付け部品を順次ベース上のセット位置に
組付けるようにした多種部品の組付け装置等が開示され
ている。

この発明の目的は上述従来技術に基づく圧入・かしめ
装置の構造上の問題点を解決すべき技術的課題とし、コ
ンパクトで、且つ、種々の形状、サイズの部品に対する
汎用性を有するようにして作業性の向上と設備コストの
低減を図り、更に、１部品に対する圧入・かしめのサイ
クルタイムを短縮して生産効率の向上を図り、機械産業
における部品製造技術利用分野に益する優れた多種部品
に対する圧入・かしめ装置を提供せんとするものであ
る。

＜問題点を解決するための手段・作用＞ 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの
発明の構成は前述問題点を解決するために、被圧入・か
しめ部品に対する小物物品の圧入やかしめを行う多種複
数の圧入・かしめヘッドをヘッドホルダーの近傍のヘッ
ド交換装置に予め装備しておき、該ヘッド交換装置によ
って圧入、或は、かしめを行おうとする被圧入・かしめ
部品に対応する圧入・かしめヘッドをヘッドホルダーに
自動取付けし、圧入・かしめヘッドを把持したヘッドホ
ルダーと、多種複数の被圧入・かしめ部品を載置された
ベースを、位置、速度、荷重フイードバック式のコント
ローラに連係されたアクチュエータによって前後、左
右、上下方向に相対的に移動させて所望の被圧入・かし
め部品とそれに対応する圧入・かしめヘッドを位置合わ
せして圧入やかしめを行うようにし、その際、圧入・か
しめヘッドを昇降させる上下方向アクチュエータに対し
ては、まず、前後、左右方向の位置調整をした後に圧
入、或は、かしめを行う直前位置まで上記コントローラ
によって高速制御し、続いて、圧入、或は、かしめを行
う範囲においては低速制御し、更に、圧入・かしめヘッ
ドの上昇戻し範囲においては再び高速制御するように
し、他の被圧入・かしめ部品に対しても順次同様にして
圧入やかしめを行うようにした技術的手段を講じたもの
である。

＜実施例＞ 次に、この発明の１実施例について第１図に基づいて
説明する。尚、第２図に示す従来態様と同一態様部分に
は同一符号を用いて説明するものとする。

５は、この発明の要旨を成す圧入・かしめ装置であ
り、１台の装置により多種複数の被圧入・かしめ部品
１、１′…に対してベアリングやシール材等の圧入作業
やかしめ作業が自動で出来るようにされている。

６は、圧入・かしめ装置本体であり、全体の各種機能
を制御するコントローラ７を内部に有すると共にその上
部前面に操作盤８が装備されている。

そして、圧入・かしめ装置本体６の上面には前後方向
に走向する一対のレール９、９が敷設され、該レール
９、９上に図示しない前後移動用アクチュエータとして
のサーボモータに連係されたベース２′がスライド自在
に載置されており、レール９、９の各側方にはステイ1
0、10が立設され、該ステイ10、10の上部には横方向の
スライドベース11が渡設されている。

更に、スライドベース11は昇降ユニット12が左右方向
にスライド自在に付設されると共に多種複数の圧入・か
しめヘッド４、４′…と図示しないヘッド交換用アーム
を有するヘッド交換装置13がその下面に固設され、一方
のステイ10には昇降ユニット12をスライド駆動させるべ
く左右移動用アクチュエータとしてのサーボモータ14と
荷重表示盤15が付設されている。

又、昇降ユニット12はヘッドホルダー16を昇降させる
上下移動用アクチュエータとしてのサーボモータ17と油
圧シリンダー18を有し、サーボモータ17はヘッドホルダ
ー16を低負荷高速作動させ、油圧シリンダー18はヘッド
ホルダー16を高負荷低速作動させるようにされている。

尚、図中19は組付けパレットであり、治具20、20′…
を介して被圧入・かしめ部品１、１′…を載置するよう
にされ、又、ヘッドホルダー16には荷重表示盤15に電気
的に連係された図示しないロードセルが設けられてい
る。

而して、ベース２′を前後方向に移動させるサーボモ
ータ（図示せず）、昇降ユニット12を左右方向に移動さ
せるサーボモータ14、ヘッドホルダー16を昇降させるサ
ーボモータ17、及び、油圧シリンダー18、そして、ヘッ
ド交換装置13のアーム（図示せず）、ヘッドホルダー16
に設けられたロードセル（図示せず）は各々コントロー
ラ７に電気的に連係されており、前後方向のサーボモー
タ（図示せず）、左右方向のサーボモータ14、上下方向
（昇降方向）のサーボモータ17、及び、油圧シリンダー
18は、位置、速度、荷重フイードバック式の制御が為さ
れるようにされている。

そして、前後方向にスライド移動するベース２′、左
右方向にスライド移動する昇降ユニット12、上下方向に
移動するヘッドホルダー16の各停止位置は組付けパレッ
ト19上に載置されている個々の被圧入・かしめ部品１、
１′…に対応させてその部品に適した上方を予めコント
ローラ７に入力するようにされ、又、ヘッドホルダー16
は、まずパレット19上のいずれの被圧入・かしめ部品と
も干渉しない位置までサーボモータ17を介してベース
２′、昇降ユニット12の動作と同時に高速で下降し、続
いて組付けパレット19上の被圧入・かしめ部品１、１′
…に対する圧入、或は、かしめを行う直前まで同じサー
ボモータ17によって高速で下降した後、油圧シリンダー
18の駆動に切換えられて所定の圧入・かしめ負荷に達す
るまで下降して停止し、その後、再びサーボモータ17の
駆動に切換えられて高速で上昇するようにコントローラ
７に制御されている。

更に、油圧シリンダー18を介して低速下降するヘッド
ホルダー16の速度、及び、押圧力は各被圧入・かしめ部
品１、１′…ごとに予めコントローラ７に入力し、該コ
ントローラ７の入力値に基づき図示しないサーボ弁を介
して制御されるようにされており、ヘッドホルダー16の
下降を停止させるべく限界荷重値も同様に予めコントロ
ーラ７に各被圧入・かしめ部品ごとに入力するようにさ
れ、又、操作盤８上に設けられた図示しないボタン等に
より、適宜作業者によって限界荷重値の追加が出来るよ
うにされている。

上述構成において、まず組付けパレット19上に多種複
数の被圧入・かしめ部品１、１′…と対応する圧入・か
しめヘッド４、４′…がヘッド交換装置13に装填され、
上記組付けパレット19がベース２′上に載置され、第１
番目の圧入・かしめヘッド４がヘッドホルダー16に取付
けられる。

次に、組付けパレット19上の第１番目の被圧入・かし
め部品１に対して第１番目の圧入・かしめヘッド４に保
持されたベアリングやシール材等の小物部品を圧入、組
付けするために、ベース２′が前後方向に、昇降ユニッ
ト12が左右方向に、ヘッドホルダー16が上下方向に、各
々コントローラ７の制御値に従って高速で圧入位置に向
かって同時移動するようになり、この際、ヘッドホルダ
ー16は組付けパレット19上に載置された全ての被圧入・
かしめ部品１、１′…に対して第１番目の圧入・かしめ
ヘッド４が干渉しない設定位置で一旦下降を停止し、続
いてヘッドホルダー16はベース２′、昇降ユニット12の
前後左右方向の移動が停止して第１番目の圧入・かしめ
ヘッド４が正確に第１番目の圧入・かしめ部品１の上方
に位置されるようになったところで、圧入・かしめヘッ
ド４が被圧入・かしめ部品１に接触する直前まで高速で
下降移動する。

而して、ここまでのヘッドホルダー16の下降移動はサ
ーボモータ17によって高速で行われるが、これ以後は続
いて油圧シリンダー18の駆動に切換えられて低速で、且
つ、高圧力で行われるようになり、それによって、圧入
・かしめヘッド４に取付けられたベアリングやシール材
等の小物部品は漸次第１番目の被圧入・かしめ部品１に
圧入される。

そして、ヘッドホルダー16の下降は圧入・かしめヘッ
ド４の被圧入・かしめ部品１に対する圧入荷重が予めコ
ントローラ７に入力されている荷重値に達するまで続け
られ、その荷重値に達すると、ヘッドホルダー16は下降
を一旦停止しサーボモータ17を介して圧入・かしめヘッ
ド４と組付けパレット19上の被圧入・かしめ部品１、
１′…と干渉しない位置まで高速で上昇移動する。

又、ヘッドホルダー16の下降は、圧入・かしめヘッド
４に印加される荷重が設定値に達すると自動的に停止す
るようにされ、更に、圧入・かしめヘッド４が被圧入・
かしめ部品と当接した正確な位置と圧入時の正確な現在
地をコントローラ７のフイードバック機能を利用して検
出して圧入完了位置が予め設定された許容範囲内にない
場合にはブザーやランプ等によって作業者にそれを知ら
せるようにされているため、圧入を完了した製品は個々
の部品の精度不良や傾いた組付け等による組付け不良が
有るか否かが確実に判別される。

更に、一般に被圧入・かしめ部品１に対してベアリン
グ等を圧入する場合、その圧入力は圧入長さに比例して
増加するが、上述の様にコントローラ７のフイードバッ
ク機能によって圧入開始位置と現在地を正確に検出する
ことが出来るため、荷重表示盤15の表示に基づいて圧入
途中における荷重の良否（異常が有るか否か）をも高精
度で判断することが出来、又、これらの荷重検出はかか
る圧入・かしめ装置51台によって多種部品に対して行う
ことが出来るため、低コストにて全生産部品の品質管理
を行うことが出来る。

而して、第１番目の被圧入・かしめ部品１に対する部
品の圧入を終了し、ヘッドホルダー16が一旦所定位置ま
で高速移動すると、続いて組付けパレット19を載置する
ベース２′が第２番目の被圧入・かしめ部品１′の位置
まで移動し、これと同時にヘッドホルダー16が上下、左
右方向に適宜移動してヘッド交換装置13の第１番目の圧
入・かしめヘッド４の収納位置前面に停止し、ヘッドホ
ルダー16に保持された圧入・かしめヘッド４がヘッド交
換装置13の図示しないヘッド交換用のアームによって取
外されてヘッド交換装置13に収納される。

更に、続いて空になったヘッドホルダー16はヘッド交
換装置13に装備されている第２番目の圧入・かしめヘッ
ド４′の前面に移動し、ヘッド交換装置13のヘッド交換
用のアームによって第２番目の圧入・かしめヘッド４′
のが取付けられ、以後前述第１番目の圧入・かしめ部品
４に対する場合と同様に第２番目、第３番目…の圧入・
かしめ部品４′…に対して圧入、或は、かしめが行われ
ていく。

又、かしめの場合には材質硬度のばらつき等により予
め設定された押圧荷重によって所望のかしめ状態を得る
ことが出来ないこともあるが、この場合には図示しない
追加荷重ボタンによって荷重の追加を行って所望のかし
め状態を得るようにする。

尚、この発明の実施態様は上述１実施例に限るもので
ないことは勿論であり、上述実施例においては被圧入・
かしめ部品を載置するベースを前後方向に移動出来るよ
うにすると共にヘッドホルダーを左右方向と上下方向に
移動出来るようにしてヘッドホルダー側の取回し自由度
を高め、装置幅の縮小を図るようにしたが、例えば、ヘ
ッドホルダーを上下方向のみ移動出来るようにしてベー
スを前後、左右方向に移動出来るようにしても良く、
又、ベースを固定してヘッドホルダーを前後、左右、上
下の三次元方向に移動出来るようにしても良い等他の種
々の態様が採用可能である。

又、異常の実施例においては上下方向のアクチュエー
タは高速低負荷用の小型モータと低速高負荷用の油圧シ
リンダーの２個を使用しているが、圧入・かしめ荷重が
低くて良い場合は大型モータ１個にて高速制御と低速制
御を行うようにしても良いのは勿論である。

＜発明の効果＞ 以上、この発明によれば、基本的に装置全体がコンパ
クト化され、しかも、種々の形状、サイズの部品に対す
る汎用性が有るため、占有スペースが小さくなり作業性
も良好になるうえ、特に、多種小量生産の場合には設備
コストも大幅に低減され、更に、１部品に対する圧入・
かしめ作業のサイクルが確実に短縮されるため、生産効
率も向上するという優れた効果が奏される。

即ち、被圧入・かしめ部品を載置するベースと圧入・
かしめヘッドを保持するヘッドホルダーが相対的に前
後、左右、上下の三次元方向に自由に移動出来、しか
も、ヘッドホルダーの近傍に多種複数の圧入・かしめヘ
ッドを具備するヘッド交換装置が設けられるようにした
ことにより、種々の形状、サイズの被圧入・かしめ部品
に対して圧入やかしめを行うに際して、パレット等を介
してベース上に一度に載せられた被圧入・かしめ部品に
対して、ベースとヘッドホルダーを適宜三次元的に移動
させ、必要に応じてヘッド交換装置によりヘッドホルダ
ーの圧入・かしめヘッドの交換を行うだけで良いため、
被圧入・かしめ部品の種類に対して複数台の装置を併設
する必要もなく、装置全体がコンパクト化され汎用性も
拡がるという効果が奏される。

又、ヘッドホルダーを昇降させる上下方向のアクチュ
エータが位置、速度、荷重フイードバック式のコントロ
ーラによって圧入・かしめ動作のみを低速制御され、他
の動作を高速制御されるようにしたことにより、圧入・
かしめ時には部品の傾きや破損等を生じることなく従来
態様に劣ることのない確実な動作を得ることが出来、し
かも、圧入やかしめ以外の動作が全て高速度で為され、
多種部品に対する連続的な圧入・かしめ動作が効率的に
なって作業時間が短縮されるという効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例を示す斜視図であり、第２
図は従来態様を示す斜視図である。 １、１′……被圧入・かしめ部品、 ２′……ベース、４、４′……圧入・かしめヘッド、 16……ヘッドホルダー、７……コントローラ、 ５……圧入・かしめ装置、13……ヘッド交換装置、 17……サーボモータ（上下方向のアクチュエータ）、 18……油圧シリンダー（上下方向のアクチュエータ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 泰輔 豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株 式会社内 (72)発明者 浅野 和利 豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株 式会社内 (72)発明者 野田 健吾 豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株 式会社内 (56)参考文献 実開 昭55−80134（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被圧入・かしめ部品を載置するベースと圧
   入・かしめヘッドを保持するヘッドホルダーが相対的に
   前後、左右、上下方向にスライド変位自在にされて設け
   られ該ベースと圧入・かしめヘッドを相対的に前後、左
   右、上下方向に変位させる各アクチュエータが位置、速
   度、荷重フイードバック式のコントローラに接続されて
   いる多種部品に対する圧入・かしめ装置において、多種
   複数の圧入・かしめヘッドを具備するヘッド交換装置が
   上記ヘッドホルダーの近傍に設けられ、上下方向のアク
   チュエータが上記コントローラによって圧入・かしめ動
   作のみを低速制御され他の動作を高速制御されているこ
   とを特徴とする多種部品に対する圧入・かしめ装置。