JP3284658B2 - 自動組付システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種部品をワークに組
付ける自動組付システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、Ｒｏｂｏｔ Ｎｏ．７８、第
４５頁〜第５２頁「群馬製作所における艤装作業のロボ
ット化事例」に記載の如く、直交２軸ロボットにソケッ
トチェンジ付ＡＣナットランナを設け、またワークであ
る車両のボディに嵌合するロケートピンを設け、このロ
ケートピンをボディに嵌合させてボディに対する位置決
めを行なった後、ナットランナによりボディ各部の仮締
めされたネジを自動で増し締めする装置がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来装置は、仮締めさ
れたネジを所定のネジ締めトルクで増し締めするもので
ある。このため、作業者によるネジの仮締め及びソケッ
ト交換等の前作業が必要であり、ボディ下部に主部品を
取付けるためネジを仮締めする等の前作業は作業者の負
担が大きく、生産性が悪いという問題があった。

【０００４】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
集約化されたパレットに部品をセットし、パレットを展
開してワーク各部に位置付けて組付けることにより、仮
締め等の前作業が不要となり、作業負担が軽減され、生
産性が向上する自動組付システムを提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の自動組付システ
ムは、パレットにセットされた部品をワークに組付ける
自動組付システムにおいて、集約化されて搬入されたパ
レットを展開して前記ワーク各部に位置付けし、前記パ
レットのソケットに組付器具を係合させて前記パレット
のソケットにセットされた部品を前記ワークに組付けた
のち前記ソケットと前記組付器具との係合を解除し、展
開されたパレットを集約化して搬出する組付装置と、集
約化されたパレットのソケットに部品をセットするセッ
ト部と、部品のセットされたパレットを前記組付装置に
搬入する搬入部と、前記組付装置から搬出されるパレッ
トを複数格納し、格納されているパレットをセット部に
搬送する格納部とよりなりパレットの循環を行なうパレ
ット供給装置とを有する。

【０００６】

【作用】本発明においては、集約化されたパレットに部
品をセットするため、セットの作業性が良好となり、ま
た部品のセットされたパレットを展開してワーク各部に
位置付けし組付けを行なうため、部品をワークに仮止め
する必要がなく作業負担が軽減される。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の自動組付システムの全体斜視
図を示す。同図中、自動組付システムはパレット供給装
置１０と、組付装置としての自動締付装置１５とより構
成されている。

【０００８】まず、本発明システムで使用されるパレッ
トについて図２を用いて説明する。図２（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）夫々はパレットの平面図、正面図、側面
図を示す。パレット２０は第１パレット２１、第２パレ
ット２２、第３パレット２３、第４パレット２４より構
成されている。第１パレット２１には第２パレット２２
側に突出したバー２５ａ，２５ｂ，２５ｃが固定され、
第２パレット２２にはバー２５ａ，２５ｂ，２５ｃに対
応する位置にフック２６ａ，２６ｂ，２６ｃが固定され
ている。また第３パレット２３にはフック２６ａ，２６
ｂ，２６ｃに対応する位置に第２パレット２２及び第４
パレット２４両側に突出するバー２７ａ，２７ｂ，２７
ｃが固定され、第４パレット２４にはバー２７ａ，２７
ｂ，２７ｃに対応する位置にフック２８ａ，２８ｂ，２
８ｃが固定されている。上記の第１〜第４パレット２１
〜２４はバー２５ａ，２５ｂ，２５ｃをフック２６ａ，
２６ｂ，２６ｃに挿入して係合し、バー２７ａ，２７
ｂ，２７ｃをフック２６ａ，２６ｂ，２６ｃ及び２８
ａ，２８ｂ，２８ｃに挿入して係合することにより一体
化つまり集約化し、搬送時の分離を防止される。

【０００９】第１，第２パレット２１，２２夫々のＸ方
向両端部近傍には、自動締付装置１５における分離位置
決め用のストッパブロック３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３
１ｂが設けられている。ストッパブロック３０ａ，３０
ｂはストッパブロック３１ａ，３１ｂより高さが低くさ
れている。同様に第３，第４パレット２３，２４夫々の
Ｘ方向両端部近傍のストッパブロック３０ａ，３０ｂよ
りＸ方向外側位置にストッパブロック３２ａ，３２ｂ，
３３ａ，３３ｂが設けられ、ストッパブロック３２ａ，
３２ｂはスットパブロック３３ａ，３３ｂより高さが低
くされている。第１パレット２１には主部品を支持する
ためのＵ字状の支持部材３５が固定され、支持部材３５
の先端はパレット２０の一体化時に第２，第３パレット
２２，２３上に突出している。第１〜第４パレットの各
部及び支持部材３５の各部にはソケット取付孔３７が設
けられている。

【００１０】パレット２０の各ソケット取付孔３７には
図３に示す如きソケットが取付けられる。図３（Ａ）に
おいて、パレット２０のソケット取付孔３７には略円筒
状のソケットガイド４０の一端が嵌合されている。ソケ
ットガイド４０の先端にはストッパ４１が形成されてい
る。ソケットガイド４０内にはソケット４２が挿通され
る。ソケット４２の外周には一端側にストッパ４１に当
接する鍔４３が設けられると共に、他端側にストッパ４
１に当接するワッシャ４４が固定されソケット４２がソ
ケットガイド４０から抜け落ちるのを防止されている。

【００１１】ソケット４２はストッパ４１側の先端には
ボルトの頭又はナットが挿入される係合凹部４５が穿設
され、係合凹部４５の底部にはナット等の抜け防止用に
永久磁石４６が埋設されている。ソケット４２のワッシ
ャ４４側の先端は四角に面取りされた係合凸部４７が形
成されている。

【００１２】ところで、自動締付装置１５の組付器具と
してのナットランナ５０の先端には固定ブラケット５４
によってエクステンションソケット５１が固定されてい
る。エクステンションソケット５１の先端にはソケット
ジョイント５２が係合され、ソケットジョイント５２は
コイルスプリング５３によりエクステンションソケット
５１から離間する方向に付勢されている。ソケットジョ
イント５２の先端にはソケット４２の係合凸部４７に係
合する係合凹部５５が設けられている。

【００１３】上記ナットランナ５０が矢印Ｚ方向に伸長
されるとソケットジョイント５２の係合凹部にソケット
４２の係合凸部４７が係合してソケット４２はソケット
ガイド４０から突出する方向に押動され、図４に示す状
態となる。この状態でソケット４２の係合凹部４５に挿
入係合されたナット等がワークのネジに当接されナット
ランナ５０の回転によりソケット４２が回転してナット
等のネジ締めが行なわれる。なお、ナットランナ５０
は、図７，図８に示す直交２軸ロボット５６で支持され
ているため、ロボット５６によりナットラント５０を異
なる位置へ移動させ、締め付け位置の異なる複数位置の
ソケット４２を、単一のナットランナ５０で締め付ける
ことができる。

【００１４】図５（Ａ），（Ｂ）はパレット供給装置１
０の平面図、正面図を示す。同図中、６０はセット部５
９のチェーンコンベアであり、チェーンコンベア６０上
に図２に示す如く集約一体化されたパレット２０が載置
される。このパレット２０はシリンダ等を用いた傾斜機
構により図５（Ｂ）に実線で示す如く傾斜される。この
状態で作業者がパレット２０の各部のソケットにボル
ト、ナットをセットし、また主部品をセットする。これ
らのセットを完了すると、傾斜機構を復帰させてパレッ
ト２０をチェーンコンベア６０上に載置する。

【００１５】この後、チェーンコンベア６０はリフト機
構６２により搬送部６３と略同一高さ位置まで上昇され
る。次にチェーンコンベア６０及び搬送部６３内のチェ
ーンコンベア６４を矢印Ａ方向に駆動してパレット２０
をチェーンコンベア６０から搬送部６３上に移送する。
なお、図２（Ａ）の矢印Ｙ方向が上記の矢印Ａ方向と一
致する。

【００１６】次に搬送部６３のチェーンコンベア６５
と、搬送部６６のチェーンコンベア６７と、供給部６８
のチェーンコンベア６９とを矢印Ｂ方向に駆動してパレ
ット２０を搬送部６３から搬送部６６を経て供給部６８
に移送する。

【００１７】供給部６８はシリンダ７０を有しており、
自動締付装置１５より搬入指示が供給されると、シリン
ダ７０により載置されたパレット２０を矢印Ａ方向に押
動してパレット２０を自動締付装置１５に移送する。上
記の搬送部６３，６６、供給部６８が搬入部に相当す
る。

【００１８】また、自動締付装置１５によってワークに
ボルト、ナット、主部品等を締付けた後のパレットは一
体化され、自動締付装置１５の搬送部から矢印Ｃ方向に
移送される。このときパレット供給装置１０の回収部７
５はリフト機構７６により自動締付装置１５のパレット
排出位置と略同一高さ位置まで上昇されており、回収部
７５のチェーンコンベア７７は矢印Ｃ方向に駆動されて
おり、パレット２０は回収部７５に載置される。

【００１９】この後、リフト機構７６により回収部７５
は下降され、回収部７５のチェーンコンベア７８が矢印
Ｄ方向に駆動されると共に、格納部８０のチェーンコン
ベア８１が矢印Ｄ方向に駆動されてパレット２０は格納
部８０に移送される。格納部８０のチェーンコンベア８
１上には数組のパレット２０が格納される。格納部８０
のセット部５９側にはシリンダ駆動のストッパ８２，８
３が設けられており、チェーンコンベア８１の矢印Ｃ方
向の駆動時に既に格納されているパレット２０がかって
にセット部５９に移送されないように規制している。

【００２０】図６，図７，図８夫々は自動締付装置１５
の平面図、正面図、構造材等を一部除去した側面図を示
す。図６〜図８において、９１はパレット２０を矢印Ａ
方向に搬送するチェーンコンベアである。パレット供給
装置１０の供給部６８から供給されるパレット２０はチ
ェーンコンベア９１で矢印Ａ方向に搬送される。この
際、ストッパ機構９２ａ，９２ｂ，９３ａ，９３ｂ，９
４ａ，９４ｂ，９５ａ，９５ｂ夫々がシリンダ駆動によ
りチェーンコンベア９１の外側から内側に向けて突起を
突出させる。ストッパ機構９２ａ，９２ｂの突起には第
１〜第４パレット２１〜２４のストッパブロックのうち
外側で高さの高いストッパブロック３３ａ，３３ｂのみ
が係合し、第４パレット２４が停止されて他から分離さ
れストッパ機構９２ａ，９２ｂによりクランプされる。
次にストッパ機構９３ａ，９３ｂの突起には第１〜第３
パレット２１〜２３のストッパブロックのうち外側のス
トッパブロック３２ａ，３２ｂのみが係合し、第３パレ
ット２３が停止されて他から分離されストッパ機構９３
ａ，９３ｂによりクランプされる。

【００２１】次にストッパ機構９４ａ，９４ｂの突起に
は第２パレット２１，２２のストッパブロックのうち高
さの高いストッパブロック３１ａ，３１ｂのみが係合
し、第２パレット２２が停止されて他から分離されスト
ッパ機構９２ａ，９２ｂによりクランプされる。この
後、ストッパ機構９５ａ，９５ｂの突起に第１パレット
２１のストッパブロック３０ａ，３０ｂが係合し、第１
パレット２１が停止されてストッパ機構９５ａ，９５ｂ
によりクランプされる。このようにして集約一体化され
て搬送されてきたパレット２０が第１〜第４パレット２
１〜２４に分離展開される。

【００２２】自動締付装置１５は基台部１００に車輪１
０１が設けられ、レール１０２上を移動自在とされてい
る。自動締付装置１５は図１に示す如くパレット供給装
置１０の供給部６８に隣接した位置でパレット２０の供
給を受けた後、車両のボディ１０３を固定したハンガー
１０４に固定され矢印Ａ方向に移動するハンガー１０４
に引かれて移動する。

【００２３】自動締付装置１５がハンガー１０４に固定
された後、ストッパ機構９２ａ，９２ｂ〜９５ａ，９５
ｂ夫々は第４〜第１パレット２４〜２１夫々をクランプ
した状態でシリンダ駆動により図８の２点鎖線で示す位
置まで上昇し、これにより第１〜第４パレットはチェー
ンコンベア９１より離間しボディ１０３の所定位置に対
向し、各ソケット４２をボディ１０３に当接させる。

【００２４】これと共に、上記第１〜第４パレットの各
ソケット４２に対応して設けられた各ナットランナ５０
はシリンダ駆動により図８に二点鎖線で示す位置まで基
台部１００から上昇して各ソケット４２を押動し、ネジ
締付けを行なう。これによりボルト、ナット、主部品が
ボディ１０３に組付けられる。

【００２５】なお、１１０は従来同様の増し締め機構で
仮締めされたショックアブソーバ等の増し締めを行な
う。

【００２６】この後、各ナットランナ５０及びストッパ
機構９２ａ，９２ｂ〜９５ａ，９５ｂはシリンダ駆動に
より下降して元の位置まで復帰して第４〜第１パレット
２４〜２１をチェーンコンベア９１上に載置してクラン
プを解除する。

【００２７】次にチェーンコンベア９１の矢印Ａ方向の
駆動により第１〜第４パレットは搬出部１１５に順次移
送され、ここで集約一体化する。この状態で自動締付装
置１５はハンガー１０４との固定を解除し、矢印Ａとは
逆方向に移動して元の位置まで復帰する。この後、搬出
部１１５のチェーンコンベア１１６及び搬送部１１７の
チェーンコンベア１１８の矢印Ｃ方向の駆動により一体
化されたパレット２０がパレット供給装置１０の回収部
７５に移送される。

【００２８】このように、集約一体化されたパレット２
０を傾斜させてボルト、ナット、主部品をセットするた
め、セットの作業性が良好である。また部品のセットさ
れたパレット２０を第１〜第４パレット２１〜２４夫々
に分離展開してワークつまりボディ各部に位置付けし組
付けを行なうため、部品を予めボディに仮止めする必要
がなく作業負担が軽減される。また、集約一体化したパ
レットを格納するため格納スペースが小さくて済み、複
数のパレットを格納することにより複数車種にも容易に
対応できる。

【００２９】また、本発明システムでは、締付部位やボ
ルトサイズの違いを全てパレットにて対応できるため、
多種少量生産に簡単に対応でき、自動締付装置１５の車
両をモデルチェンジへの対応を簡単に行ないえる。

【００３０】なお、上記実施例では格納部８０は１段だ
けであるが、図９に模式的に示す如く、格納部を８０
Ａ，８０Ｂ，８０Ｃと多段構成とし、各格納部８０Ａ〜
８０Ｃ夫々に異なる車種に対応したパレットを格納して
おき、ハンガー１０４でラインを移送されてくるボディ
１０３の車種に応じてパレットを選択し自動締付装置１
５に供給することが可能となる。

【００３１】また、セット部５９では作業者によりパレ
ット２０にボルト、ナット主部品のセットを行なってい
るが、これは自動セット機構を追加して自動セットを行
なっても良い。

【００３２】また、上記実施例では主にチェーンコンベ
アを用いてパレット２０の搬送を行なっているが、これ
はシリンダ等を用いても良く、また、シリンダ７０の代
りにチェーンコンベアを使用しても良い。

【００３３】パレット２０には、複数種類のソケット４
２が取り付けられ、各々のナットランナ５０及びソケッ
ト４２におけるナットランナ係合部の構造は、それぞれ
ソケット種類に係わらず共通化させている。よって、同
一ワーク内の異なる締め付け位置に対してロボット５６
によりナットランナ５０を移動させて締め付けを行な
い、ソケット４２の個数より少ない数のナットランナ５
０で、すべてのソケット４２を締め付けることが可能と
なる。これにより、締め付け装置の低コスト化が可能と
なる。

【００３４】

【発明の効果】上述の如く、本発明の自動組付システム
によれば、集約化されたパレットに部品をセットし、パ
レットを展開してワーク各部に位置付けて組付けること
により、仮締め等の前作業が不要となり、部品セットが
容易で作業負担が軽減され、生産性が向上し、実用上き
わめて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明システムの全体斜視図である。

【図２】パレットの平面図、正面図、側面図である。

【図３】ソケットの断面図である。

【図４】ソケットの断面図である。

【図５】パレット供給装置の平面図、正面図である。

【図６】自動締付装置の平面図である。

【図７】自動締付装置の正面図である。

【図８】自動締付装置の側面図である。

【図９】本発明システムの変形例の模式図である。

【符号の説明】

１０ パレット供給装置 １５ 自動締付装置 ２０ パレット ３０ａ，３０ｂ〜３３ａ，３３ｂ ストッパブロック ４０ ソケットガイド ４２ ソケット ５０ ナットランナ ５９ セット部 ６０，６４，６５，６７，６９，７７，７８，９１ チ
ェーンコンベア ６２，７６ リフト機構 ６３，６６，１１７ 搬送部 ６８ 供給部 ７０ シリンダ ７５ 回収部 ８０ 格納部 ９２ａ，９２ｂ〜９５ａ，９５ｂ ストッパ機構 １０３ ボディ １０４ ハンガー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23P 19/00 - 21/00 B23Q 7/00 B62D 65/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パレットにセットされた部品をワークに
   組付ける自動組付システムにおいて、 集約化されて搬入されたパレットを前記ワークの搬送と
   共に走行させて分離展開して前記ワーク各部に位置付け
   し、前記パレットのソケットに組付器具を係合させて前
   記パレットのソケットにセットされた部品を前記ワーク
   に組付けたのち前記ソケットと前記組付器具との係合を
   解除し、展開されたパレットを集約化して搬出する組付
   装置と、 集約化されたパレットのソケットに部品をセットするセ
   ット部と、部品のセットされたパレットを前記組付装置
   に搬入する搬入部と、前記組付装置から搬出されるパレ
   ットを複数格納し、格納されているパレットをセット部
   に搬送する格納部とよりなりパレットの循環を行なうパ
   レット供給装置とを有することを特徴とする自動組付シ
   ステム。