JP2897556B2 - 締付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえばエンジンを構
成するシリンダヘッドに対してインレットマニホールド
をねじ止め固定するのに必要な締付け装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、エンジンの製造工程中に、エ
ンジンを構成するシリンダヘッドの一側面に、インレッ
トマニホールドを取付け固定する工程が必要であり、そ
のために締付け装置が用いられる。

【０００３】この場合、シリンダヘッドの所定位置に、
複数本のねじ杆が突設される一方、インレットマニホー
ルドにはフランジが一体に設けられ、このフランジの対
応する位置に、取付け用孔が設けられる。

【０００４】上記工程の前に、シリンダヘッドのねじ杆
に、インレットマニホールドフランジの取付け用孔が嵌
挿され、上記フランジから突出するねじ杆端部にナット
が緩く螺合される。すなわち、シリンダヘッドにインレ
ットマニホールドが仮に保持された状態で、締付け装置
へ搬送される。

【０００５】そして、締付け装置前で、一旦停止させら
れ、装置である多軸ナットランナが、全てのナットに掛
合し、かつ同時に回動して締付ける。したがって、シリ
ンダヘッド一側面にインレットマニホールドのフランジ
が密着され、取付け固定がなされる。

【０００６】なお、エンジンのシリンダヘッドに対する
インレットマニホールドの取付け固定には、多数本のね
じ杆およびナットが必要である。個々のねじ杆に、順次
ナットを１本づつ締付ける作業では、生産性が上がら
ず、現況の大量生産方式ではなじみ難い。

【０００７】したがって、従来では、多軸である、たと
えば１１軸のナットランナを用いて、全てのナット締付
けを同時に行うようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、同じ気筒数
のエンジンであっても、仕様によっては、エンジン自体
の寸法形態が相違する。したがって、シリンダヘッドの
寸法形態が相違し、かつインレットマニホールドの寸法
形態が相違する。

【０００９】そのために、ナットランナに異なるワーク
が搬送される都度、作業者が、各軸個別のピッチ変更を
行い、たとえば４種類のパターンの締付けを行ってお
り、現状では、生産性を損なわないことを前提としての
作業であり、ほとんど限界に近い。

【００１０】しかるに、近時、設計上の理由から、さら
に異なるピッチパターンの締付け要求があり、作業現場
では、このような新種のワークに対応することに苦慮し
ている。

【００１１】解決手段の一つとして、新種ワークの締付
けの際に、多軸ナットランナのヘッドを、それ専用に切
換えることが考えられる。すなわち、通常ピッチの締付
けの場合は、ナットランナに通常ピッチ締付け用ヘッド
を連結し、必要な作業を行う。このときは、新種ワーク
用ヘッドを近傍に配備しておく。

【００１２】代って、新種のワークが導かれたら、通常
ピッチ締付け用ヘッドを移動除去して、新種ワーク用ヘ
ッドをナットランナに連結するよう切換える。

【００１３】この場合は、いずれのワークに対するナッ
トランナの締付け作業中においても、常に、休遊ヘッド
があることになり、そのためのスペースが必要であると
ともに、作業性が悪いという、不具合がある。

【００１４】別の手段として、新種ワーク専用の装置を
新設し、かつ従来の装置に並べて配置することが考えら
れる。この場合は、上述の手段よりも作業性の向上を得
られる利点があるが、スペース的に不利であることには
変りがなく、しかもコストに与える影響が大となる。

【００１５】本発明は上記事情に着目してなされたもの
であり、その目的とするところは、スペース的およびコ
スト的に不利にならずに、多種類の締付けパターンを備
えた各種ワークの締付けに対応でき、作業性の拡大およ
び向上化を得られる締付け装置を提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の締付け位置を備えたワークが搬送
される搬送ラインの側方に配置された架台と、この架台
に上下方向に離間して配備された上エアロステージ部お
よび下エアロステージ部と、この上エアロステージ部お
よび下エアロステージ部にそれぞれ配備されたＸ軸、Ｙ
軸およびＺ軸からなる直交３軸と、それぞれのＸ軸と、
Ｙ軸およびＺ軸との直交３軸に沿って移動可能なナット
ランナを備えた第１の締付けロボットおよび第２の締付
けロボットと、これら第１の締付けロボットおよび第２
の締付けロボットの各ナットランナを上記それぞれの直
交３軸に沿ってそれぞれ独立して駆動し、上記搬送ライ
ン上の同一のワークに対しそれぞれ異なる締付け位置の
各種移動パターンにしたがい順次締付けする制御をなす
手段とを具備したことを特徴とする締付け装置である。

【００１７】

【作用】本発明においては、締付けロボットを、上下２
台並設したので、スペースの拡大がない。直交３軸の締
付けロボットが、それぞれ独立して締付けパターンに応
じて移動し、作業をなすので、作業時間の影響を最小限
に抑制できる。そして、上下２つのナットランナはそれ
ぞれの締付け動作中に発生する締付け反力で他のナット
ランナへ影響を与えることがなく、異なるボルト径、異
なる締付けトルクでの締付け作業をも同時進行して行え
る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて
説明する。

【００１９】図１ないし図３に、締付け装置を示す。

【００２０】図中１は、鉄骨を必要な形状構造に組み上
げた架台であって、略中央部を境に上下部に、それぞれ
水平な所定面積の、上エアロステージ部２と、下エアロ
ステージ部３を有する。

【００２１】この架台１の前面側には、搬送ライン４が
設けられており、ワークＷである、ここではインレット
マニホールド５を仮保持したシリンダヘッド６が搬送さ
れるようになっている。

【００２２】上エアロステージ部２には、第１の締付け
ロボット７が、下エアロステージ部３には第２の締付け
ロボット８が、それぞれ配備される。

【００２３】上記第１の締付けロボット７は、水平左右
方向に１本のＸ軸９が設けられるとともに、このＸ軸９
に移動自在に、１組のナットランナ１０が嵌合する。

【００２４】上記ナットランナ１０はまた、水平前後方
向に設けられる一対のＹ軸１１，１１に移動自在に嵌合
する。

【００２５】これらＸ軸９とＹ軸１１に沿って移動自在
な構成のナットランナ１０は、また、上下方向に垂設さ
れる柱状のＺ軸１２に沿って移動自在である。

【００２６】上記ナットランナ１０は、ベアリングを介
してソケットが連結され、その先端部に図示しないナッ
トを掛合の上、回動する通常構造のものでよい。

【００２７】上記第２の締付けロボット８においても、
水平左右方向に１本のＸ軸１３が設けられるとともに、
このＸ軸１３に移動自在に、１組のナットランナ１４が
嵌合し、さらに水平前後方向に設けられる一対のＹ軸１
５，１５に移動自在に嵌合する。

【００２８】これらＸ軸１３とＹ軸１５に沿って移動自
在な構成のナットランナ１４は、上下方向に垂設される
柱状のＺ軸１６に沿って移動自在に支持される。

【００２９】上記ナットランナ１４は、ベアリングを介
してソケットが連結され、その先端部に図示しないナッ
トを嵌着の上、回動する通常構造のものでよい。

【００３０】このように構成される第１，第２の締付け
ロボット７，８は、ここでは図示しないエリヤセンサや
位置センサをなどを備えており、それぞれコンピュータ
およびその周辺回路からなる専用の制御部１７に電気的
に接続されている。

【００３１】そして、搬送ライン４に沿って搬送される
ワークＷの形態を上記エリアセンサが検知し、その検知
信号を受けた制御部１７は、位置センサの検知によって
必要な位置に各ナットランナ１０，１４がくるよう、制
御するようになっている。

【００３２】このようにして構成される締付け装置であ
り、ワークＷが搬送ライン４に沿って搬送されてくる
と、そのワークＷの形態をエリアセンサが検知して、検
知信号を制御部１７へ送る。

【００３３】さらに制御部１７は、ワークＷに対する位
置センサの検知によって必要な位置およびピッチに各ナ
ットランナ１０，１４がくるよう、第１の，第２の締付
けロボット７，８に対してそれぞれ別々の制御をなす。

【００３４】各ナットランナ１０，１４は、それぞれの
エアロステージ部２，３におけるＸ軸９，１３、Ｙ軸１
１，１５およびＺ軸１２，１６に沿って移動し、それぞ
れ独立し、かつ異なるパターンでのナットの締付けをな
す。

【００３５】たとえば、図４（Ａ）に示すような締付け
パターン（丸印位置）を基準として、同図（Ｂ），
（Ｃ）および図５（Ａ），（Ｂ）に示したような変形パ
ターンに対応する。

【００３６】なお、いずれのパターンにおいても、図に
おいて上部側にまとまった締付け部位は、第１の締付け
ロボット７のナットランナ１０が対応して締付けをな
し、下部側にまとまった締付け部位は、第２の締付けロ
ボット８のナットランナ１０が対応して締付けをなす。

【００３７】各ナットランナ１０，１４とも、上部側か
ら下部側に順次締付けをなし、かつ上下同列のラインで
は、左端から右端に亘って順次締付けをなす。すなわ
ち、上部側においては、Ａ１からＡ２，…Ａ６の番号順
の締付けであり、下部側においては、Ｂ１から…Ｂ４の
番号順の締付けである。各ナットランナ１０，１４が同
時に締付けをなすので、必要な時間は少なくてすむ。

【００３８】同図（Ｂ）の締付けパターンは、第１の締
付けロボット７のナットランナ１０が作業する上部側に
おいて、最上段のＡ１がなく、Ａ２のみであり、Ａ６が
不要となっている。その他のピッチは全く代りがない。
第２の締付けロボット８のナットランナ１４が作業する
下部側においては、ピッチは変りがない。

【００３９】同図（Ｃ）の締付けパターンは、上部側に
おいて、先のＡ６が不要となっており、かつ下部側は変
わりがない。

【００４０】図５（Ａ）の締付けパターンは、上部側に
おいて、最上段のＡ２の位置が変わらず、これを除く他
の位置は異なるところから、それぞれ数字の上に´（ダ
ッシュ）を付けて表す。下部側においても、最下段のＢ
４の位置が変わらず、これを除く他の位置は異なり、そ
れぞれ´（ダッシュ）を付けて表す。

【００４１】同図（Ｂ）の締付けパターンは、上部側に
おいて、最上段のＡ２のみ位置が変わらず、Ａ１，Ａ
４，Ａ５の位置がさらに異なるので、”（ダブルダッシ
ュ）を付けて表し、さらに異なる位置にＡ７が必要であ
る。下部側においては、Ｂ１´，Ｂ２´，Ｂ３´が同図
（Ａ）と同一であるが、これらと一直線上に、新たにＢ
５が設けられる。

【００４２】このように、５種類の異なる締付けパター
ンを有する異なるワークがランダムに搬送されてきて
も、締付け装置として、第１，第２の締付けロボット
７，８がこれらを判別し、かつ確実で、迅速に対応しな
がら締付け作業をなし得る。

【００４３】しかも、各ロボット７，８を上下部に揃え
て配設したので、必要なスペースが従来のものとほとん
ど変わらずにすむ。そして、第１の締付けロボット７と
第２の締付けロボット８を上下に離間して配備したの
で、上下のナットランナ１０，１４はそれぞれの締付け
動作中に発生する締付け反力で他のナットランナへ影響
を与えることがなく、異なるボルト径、異なる締付けト
ルクでの締付け作業をも同時進行して行える。

【００４４】本発明は、上記実施例のみに限定されるも
のではなく、本発明の要旨を越えない範囲内で種々の変
形実施が可能であることは勿論である。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、別
個独立駆動される上下２つのナットランナを設けること
で、ワークの機種の相違、または締付け位置の相違する
ワークに部品などを締付ける締付け作業に対応可能とな
る上、上下２つのナットランナがそれぞれ異なる移動パ
ターンで同時締付けを行なうことで、効率の良い締付け
作業が可能となる。そして、上下のナットランナはそれ
ぞれの締付け動作中に発生する締付け反力で他のナット
ランナへ影響を与えることがなく、異なるボルト径、異
なる締付けトルクでの締付け作業をも同時進行して行
え、スペース的およびコスト的に不利にならずに、多種
類のワークの締付けに対応でき、作業性の拡大および向
上化を得られる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す、締付け装置の側面
図。

【図２】同実施例の、締付け装置の平面図。

【図３】同実施例の、締付け装置の一部省略した正面
図。

【図４】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、互いに異なる締付
けパターンを表す図。

【図５】（Ａ），（Ｂ）は、さらに異なる締付けパター
ンを表す図。

【符号の説明】

９，１３…Ｘ軸、１１，１５…Ｙ軸、１２，１６…Ｚ
軸、１…装置本体、７…第１の締付けロボット、８…第
２の締付けロボット、Ｗ…ワーク、１７…制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 良雄 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 舩尾 博行 愛知県岡崎市橋目町字中新切１番地 三 菱自動車エンジニアリング株式会社岡崎 事業所内 (56)参考文献 特開 昭60−221227（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−20873（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−295192（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23P 19/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の締付け位置を備えたワークが搬送さ
   れる搬送ラインの側方に配置された架台と、 この架台に上下方向に離間して配備された上エアロステ
   ージ部および下エアロステージ部と、 この上エアロステージ部および下エアロステージ部にそ
   れぞれ配備されたＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸からなる直交３
   軸と、 それぞれの Ｘ軸と、Ｙ軸およびＺ軸との直交３軸に沿っ
   て移動可能なナットランナを備えた第１の締付けロボッ
   トおよび第２の締付けロボットと、 これら第１の締付けロボットおよび第２の締付けロボッ
   トの各ナットランナを上記それぞれの直交３軸に沿って
   それぞれ独立して駆動し、上記搬送ライン上の同一のワ
   ークに対しそれぞれ異なる締付け位置の各種移動パター
   ンにしたがい順次締付けする制御をなす手段とを具備し
   たことを特徴とする締付け装置。