JP2943828B2 - オイルパン組付装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの組立ライン
に設置されるオイルパン組付装置に係り、特に、複数の
機種を混流する組立ラインにも容易に対応できるオイル
パン組付装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりエンジンの組立ラインには各種
の自動組付装置が導入されており、オイルパン組付装置
もその中のひとつである。

【０００３】従来のオイルパン組付装置には、３軸可動
部の先端部（すなわちハンド部）にオイルパン把持部、
２個のナットランナ、及び４個の近接スイッチを搭載
し、４種のオイルスクリーンと８種のオイルパンに対応
しうるものがある。この装置は、所定の位置にあるオイ
ルパンをオイルパン把持部でつかんでシリンダブロック
の近くまで搬送する作業、近接スイッチでオイルスクリ
ーンの種類を検知（確認）してその取付ボルトを締付け
る作業、及びシリンダブロックの所定の位置にオイルパ
ンを載置する作業を実施する。

【０００４】２個のナットランナは、オイルスクリーン
の取付ボルトを２本同時に締付けて固定を完了させる。
４個の近接スイッチは、形状の異なる４種類のオイルス
クリーンを判別しうる位置に各々配設されており、予め
決められた種類のオイルスクリーンだけに近接するスイ
ッチの作動の有無を検知することによって、所定の種類
のオイルスクリーンが正しい位置にあるか否かを確認で
きる。また、オイルパンをシリンダブロックの所定の位
置に載置する作業は、仕切板に穿設された穴にオイルス
クリーンを通す必要があるため、ワークの種類によって
各々異なる複雑な動きが要求される。このような動作に
対応するため、オイルパン把持部には空気シリンダーと
カムを組合せた機構が設けられ、ワークを把持した状態
でワークの種類と同数の複雑な動きを実現している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来構造のオイルパン組付装置では、同一ラインで組
立て可能なエンジン機種を増加させたり、あるいは、機
種を変更したりするのが困難であり、今後の市場ニーズ
に柔軟な対応をするためには汎用性の高い装置を開発す
る必要がある。すなわち、対応機種を増加させるために
は、オイルパンを載置するための複雑な動作の種類を追
加しなければならず、従来の空気シリンダーとカムを組
合せた機構には限界があった。また、オイルスクリーン
の種類を検知する近接スイッチも追加しなければなら
ず、設置スペースや確実な判別位置をこれ以上確保する
のは困難であった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、同一ラインにお
いて組立可能な機種を容易に変更及び増加させることが
できる、汎用性の高いオイルパン組付装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するもので、複数機種のエンジンを混流する組立ラ
イン中の作業ステージに設置され、少なくともオイルス
クリーンの機種判別作業、オイルスクリーン取付ボルト
の締付け作業、及びオイルパンを搬送してシリンダブロ
ックの所定の位置に載置する作業を行なうオイルパン組
付装置であって、前記作業ステージには、完成したエン
ジンとは上下逆向きの姿勢であってオイルスクリーンが
仮付けされている複数機種のシリンダブロックと、この
シリンダブロックの機種に応じたオイルパンとがそれぞ
れ順次搬送されて来るものにおいて、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸
方向に可動する３軸ロボットのハンド部に、このハンド
部から垂下されて対向配備された２対のブラケットにそ
れぞれ設けられて前記オイルスクリーンの機種判別を行
う２対の光電スイッチと、昇降手段を備えた前記オイル
スクリーン取付ボルト締付用のナットランナと、左右に
開閉する爪で前記オイルパンを把持して搬送するオイル
パン把持ハンドとを装備し、前記シリンダブロックの機
種毎のオイルスクリーンの確認位置を予め記憶し、該シ
リンダブロックが前記作業ステージに搬入された際にそ
の機種に応じた確認位置に前記２対の光電スイッチを移
動させてそのオイルスクリーンの仮付け位置を確認し、
正常の場合には前記ナットランナを作動させてオイルス
クリーンを締付けた後、前記オイルパン把持ハンドを作
動させて前記作業ステージに搬入されているオイルパン
をその爪により把持して前記シリンダブロックの所定の
位置に搬送載置するように制御する構成にしたことを特
徴とするオイルパン組付装置である。

【０００８】

【作用】前述の手段によれば、３軸ロボットのハンド部
に光電スイッチ、ナットランナ、及びオイルパン把持ハ
ンドを装備したので、各装備はロボットにティーチング
したＸ，Ｙ，Ｚ方向の動作が可能となり、複数機種のオ
イルスクリーンの確認位置を記憶して簡易な光電スイッ
チのみで複数機種を判別することができるに加え、シリ
ンダブロック上にオイルパンを組み付けるまでの作業の
自動化が可能となる。このため、対応可能な機種数が従
来装置のようにスイッチやカム機構等の数で制限される
ことはなくなり、機種の増加や変更に対してティーチン
グを変更するだけで容易に対応できるようになる。

【０００９】

【実施例】本発明によるオイルパン組付装置の一実施例
を図面に基づいて説明する。

【００１０】図８は本発明によるオイルパン組付装置が
設置された作業ステージ概要を示す斜視図であって、専
用台に載せられた多種類のシリンダブロック１がライン
コンベア２によって順次搬送（混流）されてくる。この
作業ステージでは、図９に示す如く、完成したエンジン
とは上下逆向きのシリンダブロック１の上面側に対し、
仮付けされているオイルスクリーン３の機種を確認した
後２本の取付ボルト４を締付けて所定の位置に固定する
作業、及びオイルパン搬送部５にあるオイルパン６を搬
送してシリンダブロック１の所定の位置に載置する作業
などを実施する。

【００１１】さて、上述した作業を実施するオイルパン
組付装置は、ラインコンベア２及びオイルパン搬送部５
を跨いで設置したフレーム７に、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸
の３軸方向に可動する３軸ロボット８を取付け、該ロボ
ットのハンド部（可動部）９には、図１及び図２に示す
如く、２組の光電スイッチ１０、１個のナットランナ１
１、及びオイルパン６を把持して搬送するオイルパン把
持ハンド１２が装備されている。

【００１２】３軸ロボット８は、Ｘ軸１３及びＹ軸１４
に沿って平面上を移動可能なＸＹ可動部１５に、Ｚ軸１
６に沿って昇降するＺ軸可動部１７を組合せたもので、
たとえばエアロステージと呼ばれているような２軸ロボ
ットの可動部に１軸スライドユニットを追加して計３軸
の直型ロボットを構成すればよい。

【００１３】ハンド部９に装備する光電スイッチ１０
は、Ｘ軸１３及びＹ軸１４上に垂下させた４本のブラケ
ット１８の下端部に１個ずつ取付けられ、同軸上に位置
して対向する投光部及び受光部が１組となって機能す
る。この光電スイッチ１０は、ハンド部９の作動と共に
３軸方向の移動が可能であり、従って、機種ごとに異な
るポイントを予め設定しておき、そのポイントでの受光
の有無からオイルスクリーン３の機種及び仮付け位置が
正常であるか否かを判断できる。

【００１４】ナットランナ１１は、独自の昇降シリンダ
１９、ガイドシャフト２０及びガイドブロック２１等よ
り成るナットランナ昇降ユニット２２を有しており、該
ナットランナ昇降ユニットの作動に伴って、想像線で示
した位置まで下降できる。また、ナットランナ１１は、
昇降ユニット２２と共にハンド部９に装備されているた
め、ハンド部９の作動に伴ってＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向の
移動が可能であり、従って、１個のナットランナを装備
していれば、順次移動して２本の取付ボルト４を締付け
ることができる。なお、１１ａはナットランナ１１の駆
動部、２３はナットランナ昇降ユニット２２に内蔵した
バランサシリンダ（ロッドレスシリンダを使用）であ
る。

【００１５】４本のオイルパン把持ハンド１２は、駆動
シリンダ２４と連結されたリンク機構２５（図６参照）
を備えており、適当な間隔をもって配列された２本が１
組となって各々Ｘ軸方向へ矢印２６のように開閉する。
これらは、いずれもハンド部９に装備されており、該ハ
ンド部の作動に伴って、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向に移動可
能である。また、各オイルパン把持ハンド１２の下端部
には、オイルパン６のフランジ部６ａに引掛けて搬送で
きるように、かぎ型の爪１２ａを設けてある。この爪１
２ａは、閉じた状態（図１の実線）でオイルパン６を把
持し、この状態でハンド部９がＺ軸１６方向へ上昇する
とオイルパン６を上方へ持ち上げ、さらにＸ，Ｙ軸１
３，１４方向への作動に伴ってオイルパン搬送部５から
所望の位置（シリンダブロック１の真上）まで搬送す
る。そして、爪１２ａを開いた状態（図１の想像線）に
すると、爪１２ａがフランジ部６ａの外側へ移動してし
まうため、オイルパン６は把持が解除されて略真下へ落
下する。この時、オイルパン６の落下位置が位置ずれし
ないようにガイドする位置決めピン２７が必要となり、
さらに、自動化を確実にするには位置決めピン２７の状
態から位置ずれの有無を判定する位置ずれ検知センサ２
８も必要となる。

【００１６】このような装備を有するハンド部９の動き
は、３軸ロボット８に予めティーチングしたものが忠実
に再現される。従って、オイルスクリーン３やオイルパ
ン６の種類に応じた動きを各々ティーチングしておけ
ば、ラインコンベア２によって搬送されてきた機種のデ
ータが入力されることによって、各機種に対応した動き
を自動的に選択して作業を実施する。

【００１７】以下、上述した構成のオイルパン組付装置
の作業をその順序にしたがって説明する。

【００１８】作業対象となるシリンダブロック１がライ
ンコンベア２に搬送されてきてオイルパン組付装置の所
定の位置に停止すると、入力された機種データに基づい
て、最初に仮付けされているオイルスクリーン３の機種
及び位置が正しいことを光電スイッチ１０で確認する。
オイルスクリーン３は、図１に想像線で示す如く、エン
ジン機種によって異なったパイプ形状のものが使用され
るので、オイルスクリーンの機種ごとに特有のポイント
を定めておき、このポイントで光電スイッチが検知でき
るようにハンド部９をティーチングに基づいて移動させ
る。こうして所定のポイントまで移動した光電スイッチ
１０は、Ｘ軸１３及びＹ軸１４の両方向からオイルスク
リーン３の機種を判別する。すなわち、オイルスクリー
ン３の機種及び仮付け位置が正常であれば、光電センサ
１０の投光部から投光された光がオイルスクリーンに遮
断されて受光部はこれを受光できなくなるので、Ｘ，Ｙ
両軸共に受光できなかった時を異状なしと判断する。し
かし、Ｘ，Ｙ両軸のいずれか一方でも受光された時は異
常と判断し、アラームを作動させて作業者を呼ぶなどし
て適切な処置が必要となる。

【００１９】オイルスクリーン３の機種判別結果が正常
の場合は、続いてナットランナ１１による取付ボルト４
の締付け作業を実施する。この作業は、２本の取付ボル
ト４を１個のナットランナで順次締付けするもので、や
はりティーチングに基づいてハンド部９を取付ボルト４
の上まで移動させた後、昇降ユニット２２及び駆動部１
１ａを作動させて一方の取付ボルト４を締付け、さら
に、同様の手順でもう一方の取付ボルト４を締付けて、
オイルスクリーン３のシリンダブロック１への固定を完
了する。

【００２０】次に、オイルパン６を搬送してシリンダブ
ロック１の所定の位置に載置する作業を開始する。この
作業の概要は、オイルパン搬送部５からオイルパン６を
把持して持ち上げ、シリンダブロック１の真上近くまで
搬送し、オイルスクリーン３を仕切板（図示略）の穴に
通した後に、シリンダブロックと位置合せをして落下さ
せるもので、いずれも機種ごとにティーチングされたハ
ンド部９の動きによって実施される。

【００２１】オイルパン６は、ラインコンベア２を流れ
るシリンダブロック１の機種に対応した順序でオイルパ
ン搬送部５から供給される。このオイルパン６の供給を
受けるため、ハンド部９がオイルパン搬送部５まで移動
し、最前端にあるオイルパンの上方からオイルパン把持
ハンド１２を開いた状態で降下する。ハンド部９が所定
の位置まで降下した後、駆動シリンダ２４を作動させて
オイルパン把持ハンド１２を閉じると、爪１２ａがフラ
ンジ部６ａの下に入り込んでオイルパン６を把持する。
この状態でハンド部９を上昇させると、オイルパン６は
フランジ部６ａに爪１２ａが引掛かって持ち上げられ、
さらに、Ｘ軸１３及びＹ軸１４方向への移動によって、
シリンダブロック１の上方まで搬送される。

【００２２】こうして搬送されたオイルパン６は、シリ
ンダブロック１に固定されているオイルスクリーン３を
仕切板と干渉しないようにして穴へ通すため、３軸方向
の複雑な動きをしながら下降させられる。この時のハン
ド部９の動きも、オイルスクリーン３やオイルパン６の
機種に応じて予めティーチングされたものである。オイ
ルスクリーン３を穴へ通し終えた後は、オイルパンのフ
ランジ部６ａとシリンダブロック１のフランジ部１ａと
を位置合せする。この位置合せは、フランジ部１ａ，６
ａを結合するためのボルト穴を利用してなされ、ハンド
部９から垂下された位置決めピン２７が両フランジ部の
ボルト穴に挿入された状態でオイルパン把持ハンド１２
を開くと、爪１２ａの把持から解放されたオイルパン６
が位置決めピン２７に導かれて落下するので、オイルパ
ン６は正確に位置合せされてシリンダブロック１上に載
置される。しかし、両者間に位置ずれがある場合は、位
置決めピン２７はフランジ部１ａのボルト穴に入ること
ができずに押し上げられるので、この変化を位置ずれ検
知センサ（近接スイッチ）２８で検出してエラー表示す
ればよい。なお、オイルパン６を落下させる位置は、開
閉動作するオイルパン把持ハンド１２の下端部がシリン
ダブロック１と干渉しない程度まで下げるのが好まし
く、また、オイルパン６は、シール剤が塗布されたフラ
ンジ部１ａ上にいわば落下傘のように比較的ゆっくりと
落下するので、落下時の衝撃により不都合が生じること
はない。

【００２３】こうしてオイルパン６の載置が無事に終了
すると、ハンド部９は位置決めピン２６を引き抜くよう
に上昇し、一連の作業が完了する。そして、オイルスク
リーン３の固定及びオイルパン６の載置が完了したシリ
ンダブロックは、ラインコンベア２によって次工程へと
搬送され、同時に、次の作業対象となるシリンダブロッ
クがオイルパン組付装置の作業ステージまで搬入され、
以下上述した作業内容を繰り返す。ただし、作業対象と
なるシリンダブロック１、オイルスクリーン３及びオイ
ルパン６の機種はそのつど異なるため、ハンド部９の動
きの細部は、各々の機種に対応してティーチングされた
ものとなり、必ずしも完全に一致するものではない。な
お、ラインコンベア２に混流される機種の判別は、制御
部に予め流す順序を入力しておく方法の他、作業開始前
に適当な手段（たとえば専用台に識別記号を設ける）に
より判別する方法など、ライン全体の作業を考慮して適
宜選択するか、あるいは組合せにより実施すればよい。

【００２４】ところで、上述したオイルパン組付装置の
設置された作業ステージでは、装置及びスペースを有効
に活用するため、オイルスクリーンのタイプ判別作業、
取付ボルトの締付け作業、及びオイルパンの搬送・載置
作業以外の作業を実施してよいのは言うまでもなく、た
とえば、クランクシャフトスプロケットのボルト締付け
やオイルポンプスプロケットのボルト締付けなどが可能
である。

【００２５】

【発明の効果】前述した本発明のオイルパン組付装置に
よれば、ティーチングが可能な３軸ロボットのハンド部
に必要な装備を設けたので、複数機種を混流する組立ラ
インにおける適応性や汎用性が増し、機種の変更や追加
に容易に対応できるようになり、長期的に見て設備投資
費用を減少させることができる。

【００２６】また、カム等により複雑な動きをさせてい
た従来の装置と比べて構造が簡単になり、メンテナンス
性が向上するといった効果もある。

【００２７】さらに、ナットランナを１個にしたり、バ
ランサシリンダを内蔵させるなどしてハンド部の荷重負
担を低減したので、ロボットの駆動源を小さくでき、従
って、装置全体の小型化による省スペースや省エネルギ
ーにも有効な装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるオイルパン組付装置の一実施例を
示す正面図である。

【図２】図１の左側面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図５】図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図６】図２のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

【図７】図１のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。

【図８】図１のオイルパン組付装置が設置された作業ス
テージ概要を示す斜視図である。

【図９】オイルパンの組付作業を説明するためのエンジ
ン分解斜視図である。

【符号の説明】

１ シリンダブロック ３ オイルスクリーン ４ 取付ボルト ６ オイルパン ８ ３軸ロボット ９ ハンド部 １０ 電光スイッチ １１ ナットランナ １２ オイルパン把持ハンド １２ａ 爪 １３ Ｘ軸 １４ Ｙ軸 １５ ＸＹ可動部 １６ Ｚ軸 １７ Ｚ軸可動部 ２２ ナットランナ昇降ユニット ２３ バランサユニット ２４ 駆動シリンダ ２５ リンク機構 ２７ 位置決めピン ２８ 位置ずれ検知センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽崎 裕一 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 平２−76652（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−53634（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−41135（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−64437（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−118940（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23P 21/00 303 B23P 19/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数機種のエンジンを混流する組立ライン
   中の作業ステージに設置され、少なくともオイルスクリ
   ーンの機種判別作業、オイルスクリーン取付ボルトの締
   付け作業、及びオイルパンを搬送してシリンダブロック
   の所定の位置に載置する作業を行なうオイルパン組付装
   置であって、前記作業ステージには、完成したエンジン
   とは上下逆向きの姿勢であってオイルスクリーンが仮付
   けされている複数機種のシリンダブロックと、このシリ
   ンダブロックの機種に応じたオイルパンとがそれぞれ順
   次搬送されて来るものにおいて、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向
   に可動する３軸ロボットのハンド部に、このハンド部か
   ら垂下されて対向配備された２対のブラケットにそれぞ
   れ設けられて前記オイルスクリーンの機種判別を行う２
   対の光電スイッチと、昇降手段を備えた前記オイルスク
   リーン取付ボルト締付用のナットランナと、左右に開閉
   する爪で前記オイルパンを把持して搬送するオイルパン
   把持ハンドとを装備し、前記シリンダブロックの機種毎
   のオイルスクリーンの確認位置を予め記憶し、該シリン
   ダブロックが前記作業ステージに搬入された際にその機
   種に応じた確認位置に前記２対の光電スイッチを移動さ
   せてそのオイルスクリーンの仮付け位置を確認し、正常
   の場合には前記ナットランナを作動させてオイルスクリ
   ーンを締付けた後、前記オイルパン把持ハンドを作動さ
   せて前記作業ステージに搬入されているオイルパンをそ
   の爪により把持して前記シリンダブロックの所定の位置
   に搬送載置するように制御する構成にしたことを特徴と
   するオイルパン組付装置。