JP2586222B2 - プラグの自動挿入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車の組立
てラインにおいて、車体フロアに穿設された大小異なる
複数個の通孔にプラグを挿入して通孔を閉塞するプラグ
の自動挿入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のボデーの塗装前処理工程や塗装
工程において、ボデーを処理槽中の処理液に浸漬した
り、塗装液中に浸漬することが行われる。したがって、
ボデーの一部、例えばサイドシルの上面部には複数個の
通孔が穿設され、ボデーを処理液や塗装液から引き上げ
たとき、フロアやサイドシル中の液体が排出されるよう
にしている。

【０００３】そこで、従来においては、ボデーの塗装が
完了した後、艤装工程に移る前、または艤装工程で、前
記通孔にプラグを挿入して通孔を閉塞している。この通
孔は、一般に合成樹脂、ゴムからなるプラグによって閉
塞されるが、このプラグの挿入作業は作業者の手作業に
よって行われている。

【０００４】すなわち、従来においては、大プラグを収
容した部品ボックスと小プラグを収容した部品ボックス
とをボデーの搬送ラインの近傍に設置し、ボデーがプラ
グ挿入ポジションに位置したとき、作業者が部品ボック
スから大小のプラグを必要個数だけ取り出し、フロアに
穿設された通孔に手指または工具を用いて押し込むこと
により挿入している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、フロアには
通常は大径の通孔が２個、小径の通孔が６個、しかも散
在して穿設されている。したがって、作業者が部品ボッ
クスから必要個数のプラグを取り出し、フロアに穿設さ
れた通孔に位置決めして手指または工具を用いて押し込
む作業は、狭いスペースでの作業となり、多くの労力を
費やしている。

【０００６】この発明は前記事情に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、フロアに穿設された大
小異なる通孔にプラグを供給して挿入する作業が人手を
介することなく、自動的に行うことができ、作業能率の
向上を図ることができるプラグの自動挿入装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、車体に穿設
された大小異なる複数個の通孔にプラグを自動的に挿入
するプラグの自動挿入装置であって、大プラグを自動供
給する大プラグパーツフィーダと、小プラグを自動供給
する小プラグパーツフィーダと、一端側にプラグ受取り
ポジションを有し、他端側にプラグ受渡しポジションを
有し、前記プラグ受取りポジションを前記両パーツフィ
ーダの供給部に対向して設けたスライドユニットと、こ
のスライドユニットにスライド自在に設けられ前記プラ
グ受取りポジションとプラグ受渡しポジションとの間を
往復運動するとともに、一側縁に前記大プラグパーツフ
ィーダから供給された複数個の大プラグを支持する大プ
ラグ支持部および他側縁に前記小プラグパーツフィーダ
から供給された複数個の小プラグを支持する小プラグ支
持部を備えたプラグ供給ベースと、前記車体とプラグ受
渡しポジションとの間に設置され車体に穿設された通孔
とプラグ受渡しポジションとの間を往復運動するロボッ
トアームを備えた多関節ロボットと、前記ロボットアー
ムの先端部に設けられたロボットハンドとからなり、 前
記ロボットハンドは、駆動機構によって回転される回転
軸と、この回転軸の先端部に揺動自在に設けられたハン
ド取付けベースと、このハンド取付けベースの下面に突
設されたシャフトの先端部に設けられ前記大プラグをハ
ンドするプラグ保持筒を有する複数の大プラグハンド
と、前記ハンド取付けベースの側面に突設されたシャフ
トの先端部に設けられ前記小プラグをハンドするプラグ
保持筒を有する複数の小プラグハンドと、前記ハンド取
付けベースを前記回転軸に対して垂直姿勢となる第１の
プラグハンド作業位置と前記回転軸と平行姿勢となる第
２のプラグハンドとの２位置に切換えるアクチュエータ
とを備え、前記ロボットアームの動作によって大小のプ
ラグを前記通孔に押込み挿入することを特徴としてい
る。

【０００８】

【作用】大プラグパーツフィーダから供給された大プラ
グはプラグ受取りポジションに位置しているプラグ供給
ベースの大プラグ支持部に支持され、小プラグパーツフ
ィーダから供給された小プラグはプラグ受取りポジショ
ンに位置しているプラグ供給ベースの小プラグ支持部に
支持される。大小プラグが支持されると、プラグ供給ベ
ースは、プラグ受渡しポジションまでスライドして待機
する。

【０００９】多関節ロボットのロボットアームの旋回に
よってロボットハンドが前記プラグ受渡しポジションに
対向すると、ロボットアームの動作によって大プラグを
大プラグハンドによって把持し、小プラグを小プラグハ
ンドによって把持する。

【００１０】そして、ロボットアームが再び旋回し、ロ
ボットアームの動作によって大小のプラグをそれぞれの
通孔に押込み挿入する。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。

【００１２】図１はプラグの自動挿入装置の平面図、図
２はその正面図、図３はその側面図を示す。車体１はコ
ンベア２に載置され、コンベア２の間欠走行によって矢
印方向に搬送される。コンベア２の隣側にはプラグ供給
装置３が設けられ、このプラグ供給装置３とコンベア２
との間には多関節ロボット４が設置されている。

【００１３】そして、多関節ロボット４によってプラグ
供給装置３からプラグを受取り、車体１に搬送して車体
１のフロア５に穿設された大小異なる複数個の通孔に挿
入して通孔を閉塞するように構成されている。

【００１４】次に、各部の構成について詳細に説明す
る。まず、前記プラグ供給装置３について説明すると、
図４〜図６に示すように構成されている。すなわち、６
は大プラグパーツフィーダで、７は小プラグパーツフィ
ーダである。両パーツフィーダ６，７は基本的には同一
構造の公知のボールフィーダが用いられている。

【００１５】大プラグパーツフィーダ６および小プラグ
パーツフィーダ７にはそれぞれシュート６ａ，７ａが設
けられ、後述する大プラグ１９および小プラグ２０を１
列に供給することができる。さらに、これらフィーダ６
ａ，７ａは平行状態に配置されており、その先端部には
移載部６ｂ，７ｂが設けられている。

【００１６】前記移載部６ｂ，７ｂ間にはスライドユニ
ット８の一端部に設けられたプラグ受取りポジション９
が設けられ、他端部にはプラグ受渡しポジション１０が
設けられている。スライドロッド８にはプラグ受取りポ
ジション９とプラグ受渡しポジション１０との間を往復
運動するプラグ供給ベース１１がスライド自在に支持さ
れ、これはシリンダ１２によって駆動される。

【００１７】前記プラグ供給ベース１１は矩形状板体の
一側縁に２個の大プラグ１９，１９を支持するＵ字状の
切欠部からなる大プラグ支持部１３，１３が櫛歯状に設
けられ、他側縁には６個の小プラグ２０…を支持するＵ
字状の切欠部からなる小プラグ支持部１４…が櫛歯状に
設けられている。

【００１８】大プラグ１９は、図７の（Ａ）に示すよう
に、本体部１９ａが逆皿状で、その外周縁にはＵ字状部
１９ｂを介して鍔部１９ｃが設けられ、さらに本体部１
９ａの中央部には開口部方向に突出する突出部１９ｄが
設けられている。また、小プラグ２０は、図７の（Ｂ）
に示すように、大プラグ１９よりは肉厚で、その本体部
２０ａの外周縁部にはＵ字状部２０ｂを介して鍔部２０
ｃが設けられている。

【００１９】そして、大プラグ１９の本体部１９ａが大
プラグ支持部１３の開口から挿入され、鍔部２０ｃが大
プラグ支持部１３の縁部に掛止されて支持される。ま
た、小プラグ２０の本体部１９ａが小プラグ支持部１４
の開口から挿入され、鍔部１９ｃが小プラグ支持部１４
の縁部に掛止されて支持される。

【００２０】また、前記プラグ供給ベース１１がプラグ
受取りポジション９に位置したとき、大プラグ支持部１
３が前記大プラグパーツフィーダ６の移載部６ｂに対向
するとともに、小プラグ支持部１４が前記小プラグパー
ツフィーダ７の移載部７ｂに対向するようになってい
る。

【００２１】前記移載部６ｂにはシリンダ１５ａによっ
て駆動されるプッシュロッド１６ａが設けられ、移載部
６ｂに供給された大プラグ１９はプッシュロッド１６ａ
によってプラグ供給ベース１１の大プラグ支持部１３，
１３に押し込み供給されるようになっており、移載部７
ｂにはシリンダ１５ｂによって駆動されるプッシュロッ
ド１６ｂが設けられ、移載部７ｂに供給された小プラグ
２０はプッシュロッド１６ｂによってプラグ供給ベース
１１の小プラグ支持部１４…に押し込み供給されるよう
になっている。

【００２２】また、前記スライドユニット８の端部のプ
ラグ受渡しポジション１０の近傍にはプラグ払い機構１
８が設けられ、これは前記多関節ロボット４によってプ
ラグ供給ベース１１から大小プラグ１９，２０を受取る
際に受取りミスが発生したとき、そのプラグをプラグ供
給ベース１１から払い落とすようになっている。

【００２３】前記多関節ロボット４は、図１〜図３に示
すように構成されている。すなわち、ロボット本体２１
には水平面内で回転自在な回転台２２が設けられ、この
回転台２２には駆動モータ２３によって上下方向に回動
自在なロボットアーム２４が設けられている。ロボット
アーム２４の先端部にはロボットハンド２５が回転自在
に設けられている。

【００２４】ロボットハンド２５は、図８に示すよう
に、駆動機構としての駆動モータ２６によって駆動され
る回転軸２７が設けられ、この回転軸２７の先端部には
枢支軸２８を中心として回動自在なハンド取付けベース
２９が設けられている。

【００２５】ハンド取付けベース２９は円板状をなして
おり、この下面には２個の大プラグハンド３０，３０が
回転軸２７を中心として対称的に取付けられている。さ
らに、ハンド取付けベース２９の外周面には６個の小プ
ラグハンド３１…が放射状に取付けられている。

【００２６】さらに、前記回転軸２７の側壁にはブラケ
ット３２を介してアクチュエータとしてのエアシリンダ
３３が設けられている。すなわち、エアシリンダ３３
は、シリンダ本体３４の端部がブラケット３２に対して
枢着され、そのロッド３５の先端部は前記ハンド取付け
ベース２９の一部に連結されている。

【００２７】そして、エアシリンダ３３の作動によりロ
ッド３５が引き込んだ状態においては、ハンド取付けベ
ース２９が回転軸２７に対して直角になり、大プラグハ
ンド３０が下向きとなり、エアシリンダ３３の作動によ
りロッド３５が突出した状態においては、ハンド取付け
ベース２９が枢支軸２８を中心として回動し、回転軸２
７と平行となって小プラグハンド３１が下向きとなる。

【００２８】次に、図９を参照して大プラグハンド３０
について説明すると、３６はハンド取付けベース２９に
上端部が固定されたシャフトであり、このシャフト３６
の下端近傍にはフランジ部３７が設けられている。この
シャフト３６にはフランジ部３７に嵌合するプラグ保持
筒としての内筒３８と外筒３９とからなるソケット４０
が軸方向に移動自在に嵌合されている。そして、ソケッ
ト４０はシャフト３６に嵌合されたスプリング４１によ
って下方に付勢されているとともに、キー４２とキー溝
４３によって回り止めされている。

【００２９】また、図１０を参照して小プラグハンド３
１について説明すると、４４，４４は基端部がハンド取
付けベース２９の外周面に固定された２本の支持ロッド
であり、これら支持ロッド４４，４４間にはこれらと平
行状態に１本のシャフト４５が設けられ、このシャフト
４５の先端部には大径部４６が設けられている。

【００３０】前記支持ロッド４４，４４の先端部間には
プレート４７が設けられ、このプレート４７には開口穴
４８が穿設されている。開口穴４８にはプラグ保持筒と
しての外筒４９が固定され、この外筒４９の内部には前
記シャフト４５に対して軸方向に移動自在な内筒５０が
前記大径部４６に嵌合した状態に設けられている。そし
て、この内筒５０はシャフト４５に嵌合されたスプリン
グ５１によって先端部方向に付勢されている。

【００３１】次に、前述のように構成されたプラグの自
動挿入装置を用いて車体１のフロア５に穿設されている
２個の大径通孔６１，６１と、６個の小径通孔６２…に
大小プラグ１９，２０を挿入する方法について説明す
る。

【００３２】大プラグパーツフィーダ６および小プラグ
パーツフィーダ７が作動すると、大プラグ１９はシュー
ト６ａを介して移載部６ｂに供給され、小プラグ２０は
シーュート７ａを介して移載部７ｂに供給される。ま
た、スライドユニット８をスライド自在なプラグ供給ベ
ース１１はシリンダ１２によってプラグ受取りポジショ
ン９に待機している。

【００３３】そこで、移載部６ｂに位置している大プラ
グ１９はシリンダ１５ａによって駆動されるプッシュロ
ッド１６ａによってプラグ供給ベース１１の１つの大プ
ラグ支持部１３に押し込み供給される。１つの大プラグ
１９の供給が終了すると、プラグ供給ベース１１はスラ
イドユニット８を１ピッチ移動し、次の大プラグ支持部
１３が移載部６ｂに対向し、再びプッシュロッド１６ａ
によって押し込み供給される。移載部７ｂに位置してい
る小プラグ２０も大プラグ１９と同様の手段によって順
次、小プラグ支持部１４…に１個づつ押し込み供給され
る。

【００３４】この場合、大小プラグ１９，２０は合成樹
脂またはゴム等の弾性材料によって成形されているた
め、大小プラグ支持部１３，１４に対して横方向から圧
入するだけで弾性的に保持される。

【００３５】大小プラグ１９，２０の供給が終了する
と、プラグ供給ベース１１はシリンダ１２によってプラ
グ受取りポジション９からプラグ受渡しポジション１０
に搬送される。

【００３６】次に、多関節ロボット４の回転台２２の回
転によってロボットアーム２４が旋回し、そのロボット
アーム２４の先端部に設けられたロボットハンド２５が
プラグ受渡しポジション１０に対向する。ロボットハン
ド２５のハンド取付けベース２９は水平状態にあり、そ
の下面に２個の大プラグハンド３０，３０が下向きに位
置している。

【００３７】したがって、まず、一方の大プラグハンド
３０がプラグ受渡しポジション１０に位置するプラグ供
給ベース１１の大プラグ支持部１３の真上に対向する。
そして、ロボットアーム２４の下降によって大プラグハ
ンド３０が大プラグ支持部１３に支持された大プラグ１
９を下方に押し付けると、大プラグ１９が大プラグハン
ド３０の内部に嵌着して把持される。

【００３８】このようにして１個の大プラグ１９のハン
ドが終了すると、回転軸２７が回転して他方の大プラグ
ハンド３０がプラグ供給ベース１１の残りの大プラグ１
９の真上に対向する。そして、ロボットアーム２４の下
降によって大プラグハンド３０が大プラグ１９を下方に
押し付けると、大プラグ１９が大プラグハンド３０の内
部に把持される。

【００３９】２個の大プラグ１９，１９のハンドが終了
すると、エアシリンダ３３が作動してロッド３５が突出
する。ロッド３５が突出すると、ハンド取付けベース２
９は枢支軸２８を中心として回動し、回転軸２７と平行
となる。つまり、大プラグハンド３０，３０が横向きと
なり、小プラグハンド３１…が下向きとなる。

【００４０】したがって、まず、１個の小プラグハンド
３１がプラグ受渡しポジション１０に位置するプラグ供
給ベース１１の小プラグ支持部１４の真上に対向する。
そして、ロボットアーム２４の下降によって小プラグハ
ンド３１が小プラグ支持部１４に支持された小プラグ２
０を下方に押し付けると、小プラグ２０が小プラグハン
ド３１の内部に嵌着して把持される。

【００４１】このようにして１個の小プラグ２０のハン
ドが終了すると、回転軸２７が回転して次の小プラグハ
ンド３１がプラグ供給ベース１１の次の小プラグ２０を
把持し、このようにして６個の小プラグ２０を小プラグ
ハンド３１によって把持される。

【００４２】プラグ供給ベース１１に支持された大小プ
ラグ１９，２０のすべてをロボットハンド２５が把持す
ると、多関節ロボット４の回転台２２の回転によってロ
ボットアーム２４が旋回し、そのロボットアーム２４の
先端部に設けられたロボットハンド２５が車体１のサイ
ド開口部から車体１の内部に挿入され、フロア６０に穿
設された大径通孔６１，６１と小径通孔６２…に位置決
めされる。

【００４３】すなわち、大径通孔６１に大プラグ１９を
挿入する場合には、大プラグハンド３０に把持された大
プラグ１９が大径通孔６１の真上に対向し、次にロボッ
トアーム２４の下降すると、ソケット４０の外筒３９が
大径通孔６１の外周縁のフロア６０に当接する。

【００４４】この状態で、ロボットアーム２４がさらに
下降すると、スプリング４１が圧縮され、ソケット４０
は相対的にシャフト３６に沿って後退し、ソケット４０
から大プラグ１９が抜ける。そして、大プラグ１９はシ
ャフト３６の先端部で下方に押圧され、大プラグ１９は
大径通孔６１に押し込まれる。

【００４５】２個の大径プラグ１９の挿入が終了する
と、エアシリンダ３３の作動によりロッド３５が突出
し、ハンド取付けベース２９が枢支軸２８を中心として
回動して小プラグハンド３１が下向きとなる。

【００４６】そして、小径通孔６２に対する小プラグ２
０の挿入に移るが、小プラグハンド３１に把持された小
プラグ２０が小径通孔６２の真上に対向し、次にロボッ
トアーム２４の下降すると、内筒５０に把持された小プ
ラグ２０が小径通孔６２に挿入される。

【００４７】この状態で、ロボットアーム２４がさらに
下降すると、スプリング５１が圧縮され、内筒５０は相
対的にシャフト４５に沿って後退し、内筒５０から小プ
ラグ２０が抜ける。そして、小プラグ２０はシャフト４
５の先端部で下方に押圧され、小プラグ２０は小径通孔
６２に押し込まれる。

【００４８】このようにして大小プラグ１９，２０のす
べての挿入が完了すると、多関節ロボット４の回転台２
２の回転によってロボットアーム２４が旋回し、そのロ
ボットアーム２４の先端部に設けられたロボットハンド
２５が車体１のサイド開口部から脱出して再びプラグ受
渡しポジション１０に位置するプラグ供給ベース１１に
対向し、前述した同様の動作を繰り返して次に搬入され
る車体１に対するプラグ挿入作業を行う。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、車体のフロアに穿設された大小異なる通孔にプラグ
を挿入して閉塞する作業が人手を介することなく自動的
に行え、作業能率の向上を図ることができる。また、プ
ラグ供給ベースに大プラグ支持部と小プラグ支持部を設
けることにより、ロボットハンドによって大小異なるプ
ラグを順次把持する場合においても動作が迅速かつ確実
に行え、信頼性が高いという効果がある。さらに、ロボ
ットハンドは、回転軸の先端部に揺動自在に設けられた
ハンド取付けベースに大プラグをハンドするプラグ保持
筒を有する複数の大プラグハンドと小プラグをハンドす
るプラグ保持筒を有する複数の小プラグハンドを有し、
ハンド取付けベースを回転軸に対して垂直姿勢となる第
１のプラグハンド作業位置と平行姿勢となる第２のプラ
グハンドとの２位置に切換えるアクチュエータとを備え
ているため、プラグ挿入作業時の各ハンドプラグの姿勢
は、常に回転軸の軸線方向と平行となる姿勢での挿入作
業となり、多関節ロボットのハンド部に挿入作業のため
のアクチュエータを設けることなく、大きな挿入力が必
要とする作業でもロボットのハンドの移動のみで作業が
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るプラグの自動挿入装
置の概略的構成を示す平面図。

【図２】同実施例のプラグの自動挿入装置の概略的構成
を示す正面図。

【図３】同実施例のプラグの自動挿入装置の概略的構成
を示す側面図。

【図４】同実施例のプラグの供給装置の平面図。

【図５】同実施例のプラグ供給ベースの平面図。

【図６】同実施例のプラグ供給ベースの側面図。

【図７】同実施例の大小異なるプラグの縦断側面図。

【図８】同実施例のロボットハンドの一部を断面した側
面図。

【図９】同実施例の大プラグハンドの縦断側面図。

【図１０】同実施例の小プラグハンドの縦断側面図。

【符号の説明】

１…車体、４…ロボット、５…フロア、６…大プラグパ
ーツフィーダ、７…小プラグパーツフィータ、８…スラ
イドユニット、９…プラグ受取りポジション、１０…プ
ラグ受渡しポジション、１１…プラグ供給ベース、１３
…大プラグ支持部、１４…小プラグ支持部。２４…ロボ
ットアーム、２５…ロボットハンド、３０…大プラグハ
ンド、３１…小プラグハンド、６１…大径通孔、６２…
小径通孔。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体に穿設された大小異なる複数個の通
   孔にプラグを自動的に挿入するプラグの自動挿入装置で
   あって、大プラグを自動供給する大プラグパーツフィー
   ダと、小プラグを自動供給する小プラグパーツフィーダ
   と、一端側にプラグ受取りポジションを有し、他端側に
   プラグ受渡しポジションを有し、前記プラグ受取りポジ
   ションを前記両パーツフィーダの供給部に対向して設け
   たスライドユニットと、このスライドユニットにスライ
   ド自在に設けられ前記プラグ受取りポジションとプラグ
   受渡しポジションとの間を往復運動するとともに、一側
   縁に前記大プラグパーツフィーダから供給された複数個
   の大プラグを支持する大プラグ支持部および他側縁に前
   記小プラグパーツフィーダから供給された複数個の小プ
   ラグを支持する小プラグ支持部を備えたプラグ供給ベー
   スと、前記車体とプラグ受渡しポジションとの間に設置
   され車体に穿設された通孔とプラグ受渡しポジションと
   の間を往復運動するロボットアームを備えた多関節ロボ
   ットと、前記ロボットアームの先端部に設けられたロボ
   ットハンドとからなり、 前記ロボットハンドは、駆動機構によって回転される回
   転軸と、この回転軸の先端部に揺動自在に設けられたハ
   ンド取付けベースと、このハンド取付けベースの下面に
   突設されたシャフトの先端部に設けられ前記大プラグを
   ハンドするプラグ保持筒を有する複数の大プラグハンド
   と、前記ハンド取付けベースの側面に突設されたシャフ
   トの先端部に設けられ前記小プラグをハンドするプラグ
   保持筒を有する複数の小プラグハンドと、前記ハンド取
   付けベースを前記回転軸に対して垂直姿勢となる第１の
   プラグハンド作業位置と前記回転軸と平行姿勢となる第
   ２のプラグハンドとの２位置に切換えるアクチュエータ
   とを備え、前記ロボットアームの動作によって大小のプ
   ラグを前記通孔に押込み挿入する ことを特徴とするプラ
   グの自動挿入装置。