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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、車両用自動変速機の油圧制御装置に用いられるコントロールバルブの組立てラインにおいて、アッパーボディーやロアーボディーの複数箇所に設けられた段付き孔にスプリング,スプール,プラグなどのバルブ構成品を嵌合するのに利用される嵌め合い装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
上記した車両用自動変速機の油圧制御装置に用いられるコントロールバルブは、バルブボディー(アッパーボディーおよびロアーボディー)内で種類のことなる複数のバルブを各々作動させることにより、油路を遮断連通するものとなっており、各種バルブは、バルブボディー(図19のアッパーボディー参照)の複数箇所に配設された様々な径の段付き孔に対して各々に対応するスプリング,スプール,プラグなどのバルブ構成品をそれぞれ嵌合して構成される。
【0003】
従来において、バルブボディーの段付き孔に対してバルブを組付ける場合には、例えば、段付き孔にスプリング,スプール,プラグを順次嵌合した後、リテーナを径方向から挿入してプラグを止めるようにしており、この際、段付き孔とスプールなどのバルブ構成品との間には高い嵌め合い精度が要求されるため、段付き孔に対するスプリング,スプール,プラグの嵌合作業、とくに、棒状をなすスプールの嵌合作業は勘やこつに頼る手作業により行われている。
【0004】
一方、上記スプールの嵌合作業における自動化に関しては、径の異なる段付き孔の各々に対応する嵌合ステーションを設け、嵌合ステーションの各々において振動を利用して段付き孔にスプールをそれぞれ自動的に嵌合したり、段付き孔に形成された面取り部分とスプールとの接触力を検知して、スプールが最適な嵌合姿勢となるように複数のアクチュエータを作動させて段付き孔にスプールをそれぞれ自動的に嵌合したりする技術が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来において、振動を利用してスプールの嵌合作業を自動化しようとすると、段付き孔の種類の数だけ嵌合ステーションを必要とすることから、段付き孔の種類が多数ある場合には、設備費が激増して収益性が悪化してしまうという問題を有していた。
【0006】
また、複数のアクチュエータを作動させてスプールの嵌合作業を自動化しようとすると、段付き孔に面取り部分がない場合にこの技術が適用できないのはいうまでもなく、複数のアクチュエータを用いる関係上、制御が複雑になってしまうと共に、スプールや段付き孔に傷を生じさせてしまう可能性があるという問題があり、これらの問題を解決することが従来の課題であった。
【0007】
【発明の目的】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、省人化を図れるのは勿論のこと、多くのスペースを必要とすることなく、多種類の部品を短時間のうちに嵌合することができ、その結果、省スペース化および設備費の低減化を実現できると共に、部品に傷を付けることなく嵌合することが可能である嵌め合い装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係わる嵌め合い装置は、口径の異なる複数の段付き孔を有するワークの搬送路と、前記ワークの搬送路に隣接して設けられた部品供給ステーションへ前記ワークの各段付き孔に嵌合される多種類の部品を供給する部品供給機構と、前記部品供給ステーションに供給された多種類の部品を選択的に取り出し、前記取り出した部品を前記ワークの搬送路上における嵌合ステーションに搬送されたワークの嵌合するべき段付き孔に嵌合する複数のハンドを具備したロボットを備え、前記ロボットにおける複数のハンドのうちの3個のハンドを正三角形の三つの頂点に配置して、各々の間隔を部品載置用トレイに載置した部品の間隔に合致させ、これらの複数のハンドのうちの少なくとも一つのハンドには、前記取り出した部品とワークの当該部品を嵌合するべき段付き孔との間に生じる力およびモーメントを検出する力覚センサと、前記力覚センサで検出された力およびモーメントの値からファジー制御で演算して見付け出した段付き孔に対して前記演算して得られた部品の倒れ角度を補正するべく作動して部品を嵌合するコンプライアンスを設けた構成としたことを特徴としており、この嵌め合い装置の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【0009】
本発明の請求項2に係わる嵌め合い装置において、部品供給機構は、互いに大きさの異なる複数種類の部品載置用トレイを種類別に別けて配置すると共に、前記種類別に別けて配置した部品載置用トレイをトレイ供給ステーションから部品供給ステーションへ選択的に移動させるトレイ駆動手段を備えている構成とし、本発明の請求項3に係わる嵌め合い装置において、複数種類の部品載置用トレイはトレイ供給ステーションにおいて上下方向に配置され、トレイ駆動手段は、最上部の部品載置用トレイを選択してトレイ供給ステーションから部品供給ステーションへ移動させると共に、前記最上部の部品載置用トレイの下方に位置する部品載置用トレイをトレイ供給ステーションから部品供給ステーションの下方へ選択的に移動させる水平方向駆動部と、前記最上部の部品載置用トレイの下方に位置する部品載置用トレイを部品供給ステーションの下方と当該部品供給ステーションとの間で昇降させる鉛直方向駆動部を具備している構成とし、本発明の請求項4に係わる嵌め合い装置において、部品供給機構は、部品載置用トレイの返却手段を備えている構成とし、本発明の請求項5に係わる嵌め合い装置において、部品供給機構は、部品供給ステーションに隣接する待機ステーションを備えている構成とし、本発明の請求項6に係わる嵌め合い装置において、部品供給機構は、各ステーションにトレイ有無検出センサを設けている構成としている。
【0011】
本発明の請求項7に係わる嵌め合い装置において、力覚センサは6軸力覚センサである構成としている。
【0012】
本発明の請求項8に係わる嵌め合い装置は、ワークの搬送路上における嵌合ステーションに隣接する位置においてワークの段付き孔に嵌合された部品の抜け止め部材を組付ける抜け止め部材組付け機構を備えている構成としている。
【0013】
【発明の作用】
本発明の請求項1に係わる嵌め合い装置では、口径の異なる複数の段付き孔を有するワークが搬送路上における嵌合ステーションに搬送されると、ロボットの複数のハンドのうちの一つのハンドが部品供給機構から部品供給ステーションに供給された多種類の部品を選択的に取り出し、この取り出した部品をワークの嵌合するべき段付き孔に嵌合する。
【0014】
この際、棒状の部品を段付き孔に嵌合する場合には、ロボットの複数のハンドのうちの力覚センサおよびコンプライアンスが設けてあるハンドを用いると、力覚センサが取り出した部品と段付き孔との間に生じる力およびモーメントを検出し、この力覚センサで検出された力およびモーメントの値からファジー制御により演算して見付け出した段付き孔に対して、同じくファジー制御により演算して得られた部品の倒れ角度を補正するべくコンプライアンスが作動して、部品の円滑かつ迅速な嵌合がなされることとなる。
【0015】
つまり、ワークに対する多種類の部品、とくに、棒状の部品の段付き孔への自動嵌合が、多くのスペースを必要とすることなく、そして、ワークや部品に傷を付けることなく短時間のうちになされることとなり、その結果、省人化が図られるだけでなく、省スペース化および設備費の低減化が図られることとなる。加えて、本発明の請求項1に係わる嵌め合い装置では、複数のハンドのうちの3個のハンドを正三角形の三つの頂点に配置して、各々の間隔を部品載置用トレイに載置した部品の間隔に合致させるようにしているので、複数のハンドによる部品載置用トレイに載置した2個の部品の同時取り出しがなされることとなる。
【0016】
本発明の請求項2に係わる嵌め合い装置では、上記した構成としていることから、多種類の部品の供給が滞りなく行われることとなり、本発明の請求項3に係わる嵌め合い装置において、部品供給ステーションはワークの搬送路に隣接する部位に定位置化される、すなわち、嵌合ステーションがワークの搬送路上において定位置化されることとなり、本発明の請求項4に係わる嵌め合い装置において、部品載置用トレイの返却が円滑に行われることとなり、本発明の請求項5に係わる嵌め合い装置において、部品載置用トレイに部品が端数残留している場合、この部品載置用トレイは、待機ステーションにとどまることとなり、本発明の請求項6に係わる嵌め合い装置では、部品載置用トレイの各ステーション間における移動が間違いなく円滑に行われることとなる。
【0018】
本発明の請求項7に係わる嵌め合い装置では、ワークや部品の傷付きがより確実に阻止されることとなる。
【0019】
本発明の請求項8に係わる嵌め合い装置では、例えば、車両用自動変速機の油圧制御装置に用いられるコントロールバルブにおけるバルブボディーの段付き孔に対してバルブを組付ける場合、段付き孔に嵌合したスプリング,スプール,プラグの抜け止め部材としてのリテーナが自動的に組付けられることとなる。
【0020】
【実施例】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【0021】
図1〜図20は本発明に係わる嵌め合い装置の一実施例を示しており、この実施例では、本発明に係わる嵌め合い装置を車両用自動変速機の油圧制御装置に用いられるコントロールバルブの組立てラインに採用した場合を示す。
【0022】
図1〜図4に示すように、この嵌め合い装置1は、床面Fに設置した本体フレーム2を備えており、この本体フレーム2には、その正面側(図1下側)に形成されたテーブル部2a上に左右方向に設けられてコントロールバルブを構成するワークとしてのバルブボディーB(アッパーボディーあるいはロアーボディー、図示例ではアッパーボディーUB)を搬送するコンベア3と、このコンベア3に隣接して設けられた部品供給ステーションST4へバルブボディーBにおける口径の異なる複数の段付き孔に嵌合される多種類の部品を供給する部品供給機構10と、部品供給ステーションST4に供給された多種類の部品を選択的に取り出してコンベア3上における嵌合ステーションST5に搬送されたバルブボディーBの段付き孔に嵌合する複数のハンドHを具備したロボット30が設けてあって、バルブボディーBは、ワークベースWBにセットされてコンベア3の図1左側から搬入され、嵌合ステーションST5に搬送されるようになっており、一方、多種類の部品は、後述する小形,中形,大形の互いに大きさの異なる3種類の部品載置用トレイにそれぞれ載せられて部品供給ステーションST4に搬送されるようになっている。
【0023】
部品供給機構10は、図5〜図7にも示すように、長尺状をなしかつコンベア3と直交する方向に配置される部品供給ベース11と、部品載置用大形トレイTLをこの部品供給ベース11の図5右側に設定したトレイ供給ステーションST1から図5左側に設定した部品供給ステーションST4へ移動させるトレイ駆動手段20を備えている。
【0024】
トレイ駆動手段20は、部品供給ベース11の上面でかつ長手方向に設けたボールねじ21と、このボールねじ21と噛合って自ら発生する動力によりボールねじ21上を移動するモータ22と、このモータ22に連結されてボールねじ21に沿って配設したレール23にガイドされてトレイ供給ステーションST1と部品供給ステーションST4との間で往復移動するスライダ24と、このスライダ24に設けられてトレイ供給ステーションST1で供給される部品載置用大形トレイTLを把持解放する大形トレイ用チャック25を具備した水平方向駆動部20Aを備えており、この場合、スライダ24における大形トレイ用チャック25の下方には、中形トレイ用チャック26および小形トレイ用チャック27が間隔をおいて設けてある。
【0025】
これらの中形トレイ用チャック26および小形トレイ用チャック27は、部品供給ベース11の上方でかつ長手方向にそれぞれ配設された上下2段の中形トレイ用受け台12および小形トレイ用受け台13に対して供給される部品載置用中形トレイTMおよび部品載置用小形トレイTSをそれぞれ把持解放するものとなっており、この水平方向駆動部20Aにおいて、最上部に供給される部品載置用大形トレイTLを選択した場合には、トレイ供給ステーションST1で部品載置用大形トレイTLを大形トレイ用チャック25が把持して部品供給ステーションST4へ直接移動させ、一方、部品載置用中形トレイTM(あるいは部品載置用小形トレイTS)を選択した場合には、トレイ供給ステーションST1において中形トレイ用チャック26(あるいは小形トレイ用チャック27)が部品載置用中形トレイTM(あるいは部品載置用小形トレイTS)を把持して部品供給ステーションST4の下方へ移動させるようにしている。
【0026】
そして、トレイ駆動手段20は、部品供給ベース11の部品供給ステーションST4側端部に鉛直方向駆動部としてのリフタ20Bを備えており、このリフタ20Bは、水平方向駆動部20Aによって部品供給ステーションST4の下方へ搬送された部品載置用中形トレイTM(あるいは部品載置用小形トレイTS)を部品供給ステーションST4まで上昇させるようにしている。
【0027】
また、部品供給機構10は、部品供給ステーションST4に搬送された部品載置用トレイT(TL,TM,TS)の位置決めおよび固定を行なうトレイクランプ14と、トレイ供給ステーションST1に隣接して設定された空トレイ排出ステーションST2におけるトレイ用受け台12,13の下方に設けられて水平方向駆動部20Aのスライダ24により搬送された空の部品載置用トレイT(TL,TM,TS)を持上げる排出用リフタ(返却手段)15と、排出用リフタ15により持上げられた空の部品載置用トレイT(TL,TM,TS)を自動排出する排出コンベア(返却手段)16を備えており、図5に仮想線で示すように、空トレイ排出ステーションST2および部品供給ステーションST4の間に設定された待機ステーションST3を含めた各ステーションST1〜ST4および排出コンベア16には、トレイ有無検出センサPH1〜PH14が各々設けてある。
【0028】
ロボット30は、いわゆる3軸直交ロボットであり、図1〜図4に示すように、本体フレーム2の背面側(図1上側)に形成されたロボットベース2bの前後方向の対向梁2c,2dに沿うY軸レール31,32と、Y軸レール31,32上を走行するX軸レール33と、X軸レール33上を走行するスライダ34と、スライダ34に上下方向(Z軸方向)に移動可能でかつ±180゜回動可能に取り付けた多軸ヘッド35を具備している。
【0029】
多軸ヘッド35は、図8〜図11に示すように、この実施例において、ヘッド本体35aに4個のハンドH1〜H4を保持してなっており、これらのハンドH1〜H4には、部品供給ステーションST4に供給される複数種類の部品に対応する互いに種類の異なるチャックC1〜C4が装着してある。
【0030】
そして、図19に示すアッパーボディーUB(バルブボディーB)の図示左側に位置する径の異なる4種類の段付き孔h1〜h4の各々に対して部品を嵌合する際には、ハンドH1が段付き孔h1,h3,h4用の各スプールS1,S3,S4および段付き孔h2用のピストンPを把持し、ハンドH2が段付き孔h2用のスプリングSp2を把持し、ハンドH3が段付き孔h1,h3用の各スプリングSp1,Sp3および段付き孔h3用のプラグPl3を把持し、H4が段付き孔h2用のプラグPl2を把持するようになっている。
【0031】
この場合、4個のハンドH1〜H4のうちの図8右側の最も大きいハンドH1は、図10にも示すように、ヘッド本体35aに対して上下方向に移動可能に取り付けられており、部品供給ステーションST4に供給される段付き孔h1,h3,h4用の各スプールS1,S3,S4および段付き孔h2用のピストンPの多数の部品から選択的に取り出した部品、例えば、スプールS3とアッパーボディーUBの段付き孔h3との間に生じる力およびモーメントを検出する6軸力覚センサ36と、ばね機構37aを具備してこの6軸力覚センサ36で検出された力およびモーメントの値からファジー制御により演算して見付け出された段付き孔h3に対して、同じくファジー制御で演算して得られたスプールS3の倒れ角度を補正するべく作動してスプールS3を嵌合するコンプライアンス37を備えている。
【0032】
また、4個のハンドH1〜H4のうちの図8左側下部のハンドH3は、ヘッド本体35aに対して左右方向に移動可能に取り付けられており、このハンドH3を図8に実線で示す位置から二点鎖線で示す位置に移動させて、3個のハンドH1〜H3を図8に一点鎖線で示す正三角形の三つの頂点に配置することができるようになっている。
【0033】
この実施例において、部品載置用大形トレイTLおよび部品載置用中形トレイTMには、図12および図13に示すように、使用頻度の高いハンドHに把持される部品から順に種類毎に区分けして搭載するようにしており、3個のハンドH1〜H3の各々の間隔Lを隣り合う区分の対応する部位にそれぞれ位置する部品の間隔lに合致させることにより、多軸ヘッド35を回動させてハンドH1,H2,ハンドH1,H3およびハンドH2,H3のうちのいずれかの組み合わせを選択して、部品載置用大形トレイTL(あるいは部品載置用中形トレイTM)内の部品を2個同時に把持することができるようにしてある。なお、図12および図13において、符号5はトレイ位置決め穴、符号6はクランプ穴である。
【0034】
この嵌め合い装置1は、図1,図2および図4に示すように、アッパーボディーUB(B)の段付き孔h1〜h4に嵌合されたスプールSなどの部品の抜け止め部材としてのリテーナRe(図19参照)を組付ける抜け止め部材組付け機構40を本体フレーム2に隣接して備えており、この抜け止め部材組付け機構40は、本体フレーム2におけるテーブル部2a上のコンベア3の終端に連続するコンベア41と、このコンベア41の上方に位置して嵌合ステーションST5でアッパーボディーUB(B)の段付き孔h1,h2,h3に組付けられたスプリングSp1,Sp2,Sp3の圧力測定部50と、段付き孔h1〜h4に対するリテーナ組付け部60を備えている。
【0035】
圧力測定部50は、図14および図15にも示すように、組付けフレーム42のスタンド42aに鉛直方向に設けたシリンダ51と、シリンダロッド51aの先端に連結されてスタンド42aに設けた鉛直方向のレール42bに案内される圧力検出センサ52と、この圧力検出センサ52に連結したスプリング押圧ピン53を具備した測定ユニット54を3組(段付き孔h1用の測定ユニット54A,段付き孔h2用の測定ユニット54Bおよび段付き孔h3用の測定ユニット54C)備えている。
【0036】
一方、リテーナ組付け部60は、図16および図17にも示すように、組付けフレーム42にコンベア41と直交する方向に設けたガイド61と、このガイド61に沿って移動可能に設けた搬送スライダ62と、この搬送スライダ62にリテーナReを供給するマガジン63と、搬送スライダ62と一体的に設けた組付けシリンダ64と、この組付けシリンダ64におけるシリンダロッド64aの先端に当該シリンダ64と並列をなすように連結されてアッパーボディーUBの段付き孔h(h2)に搬送スライダ62上のリテーナRe(Re2)を径方向から挿入するプッシュロッド65を具備した組付けユニット66を3組(段付き孔h1用の組付けユニット66A,段付き孔h2用の組付けユニット66Bおよび段付き孔h3用の組付けユニット66C)備えており、この際、段付き孔h3用の組付けユニット66Cには、2本のプッシュロッド65,65が並列に設けてあって、この組付けユニット66Cは、段付き孔h3および段付き孔h4に対するリテーナRe(Re3,Re4)の組付けを同時に行うものとなっている。
【0037】
そして、このリテーナ組付け部60では、組付けフレーム42に固定したフィードシリンダ67のロッド67aを3組の組付けユニット66A,66B,66Cの各搬送スライダ62に連結することにより、組付けユニット66A,66B,66Cの各々の搬送スライダ62,組付けシリンダ64およびプッシュロッド65を図16に実線で示すリテーナ供給位置と仮想線で示すリテーナ組付け位置との間で同時に往復移動させるようにしている。
【0038】
この場合、圧力測定部50の測定ユニット54A,54B,54Cは、リテーナReの組付けが完了するまで、段付き孔h1,h2,h3に組付けられたスプリングSp1,Sp2,Sp3を押圧保持するようにしている。
【0039】
この嵌め合い装置1では、まず、ワークベースWBにアッパーボディーUBをセットしてコンベア3上に載せ、アッパーボディーUBを嵌合ステーションST5に自動搬送する。
【0040】
このとき、部品供給機構40のトレイ供給ステーションST1において、スプールS1〜S3などの多種類の部品を載せた部品載置用トレイT(TL,TM,TS)が供給されており、部品載置用大形トレイTLを選択した場合には、部品載置用大形トレイTLがトレイ駆動手段20における水平方向駆動部20Aの大形トレイ用チャック25に把持されて、モータ22の作動によりトレイ供給ステーションST1から部品供給ステーションST4まで搬送され、一方、部品載置用中形トレイTM(あるいは部品載置用小形トレイTS)を選択した場合には、部品載置用中形トレイTM(あるいは部品載置用小形トレイTS)が水平方向駆動部20Aの中形トレイ用チャック26(あるいは小形トレイ用チャック27)に把持されて、モータ22の作動によりトレイ供給ステーションST1から部品供給ステーションST4の下方まで搬送された後、リフタ20Bにより持ち上げられて部品供給ステーションST4まで搬送される。
【0041】
次いで、ロボット30の多軸ヘッド35が部品供給ステーションST4の上方に移動するのに続いて、4個のハンドH1〜H4のうちの一つのハンドHが部品供給機構40により部品供給ステーションST4に供給された部品載置用トレイT(TL,TM,TS)上の多種類の部品を選択的に取り出し、嵌合ステーションST5の上方に移動した後、この取り出した部品をアッパーボディーUBの嵌合するべき段付き孔hに嵌合する。
【0042】
この際、図20に示す段付き孔h3にスプールS3を嵌合する場合には、図18のロボット制御フローチャートに示すように、まず、ステップ101における多軸ヘッド35の部品供給ステーションST4上方への移動に続いて、ステップ102〜105において、ハンドH1のチャックC1によるスプールS3の把持がなされ、ステップ106においてコンプライアンス37のロックによるスプールS3のセンター位置出しが行われる。
【0043】
次に、ステップ107における多軸ヘッド35の嵌合ステーションST5上方への移動に続いて、ステップ108〜115においてハンドH1に微量下降を繰り返し行わせて段付き孔h3の探索を行い、この間、ステップ113においてハンドH1に異常荷重が付加された場合には、ステップ134において全作動を停止する。
【0044】
そして、ステップ114においてスプールS3とアッパーボディーUBとの接触荷重が確認された場合、および、ステップ115においてスプールS3の挿入位置が確認された場合には、ステップ116において上記段付き孔h3の探索中に6軸力覚センサ36により検出したスプールS3とアッパーボディーUBとの間の力およびモーメント値がスプールS3の挿入に必要な初期条件として記憶される。
【0045】
続いて、ステップ117におけるハンドH1の上昇およびステップ118におけるコンプライアンス37のロックを経て、ステップ119において上記初期条件としてのスプールS3とアッパーボディーUBとの間の力およびモーメント値からファジー制御による演算がなされて多軸ヘッド35のX軸方向およびY軸方向の移動量が決定される。
【0046】
次いで、ステップ120において多軸ヘッド35のX軸方向およびY軸方向の移動量がハンドH1におけるコンプライアンス37の制御範囲内であるか否かを判断し、制御範囲内であると判断された場合には、ステップ121〜126においてZ軸荷重が所定値になるまでハンドH1を微量下降させ、一方、ステップ120において多軸ヘッド35のX軸方向およびY軸方向の移動量がハンドH1におけるコンプライアンス37の制御範囲外であると判断された場合、および、上記ハンドH1の微量下降の間に、ステップ124においてスプールS3とアッパーボディーUBとの接触荷重が所定値を越えたと判断された場合には、いずれの場合も、ステップ107に戻って多軸ヘッド35にX軸方向およびY軸方向の移動を再び行わせて、以降段付き孔h3の探索が行われる。
【0047】
また、上記ハンドH1の微量下降の間に、ステップ125においてスプールS3とアッパーボディーUBの段付き孔h3との間の再挿入荷重が所定値を越えていると判断された場合には、ステップ116に戻ってスプールS3の挿入に必要な初期条件の設定がやり直され、ステップ119においてこの初期条件に基づいてファジー制御による演算が再び行われ、多軸ヘッド35のX軸方向およびY軸方向の移動量が決定される。
【0048】
次に、ステップ126においてハンドH1にかかるZ軸荷重が所定値になると、ステップ127に移行し、このステップ127においてスプールS3の挿入が可能であると判断された場合には、ステップ128〜132においてハンドH1が微量下降する間にコンプライアンス37がスプールS3の倒れ角度を補正するべく作動しつつスプールS3をアッパーボディーUBの段付き孔h3に挿入し、一方、ステップ127においてスプールS3の挿入が可能ではないと判断された場合には、ステップ117に戻ってハンドH1を上昇させた後、ステップ118におけるコンプライアンス37のロックを経て、ステップ119において多軸ヘッド35のX軸方向およびY軸方向の移動量が決定される。
【0049】
また、ステップ128〜132の間に、ステップ130においてスプールS3とアッパーボディーUBとの接触荷重が所定値を越えたと判断された場合には、ステップ107に戻って多軸ヘッド35にX軸方向およびY軸方向の移動を再び行わせて、以降段付き孔h3の探索が行われる。
【0050】
さらに、上記ハンドH1の微量下降の間に、ステップ131においてスプールS3とアッパーボディーUBの段付き孔h3との間の再挿入荷重が所定値を越えていると判断された場合には、ステップ116に戻ってスプールS3の挿入に必要な初期条件の設定がやり直される。
【0051】
そして、ステップ133においてハンドH1のチャックC1によるスプールS3の把持状態が解除された後、ハンドH1が上昇してスプールS3の挿入が完了する。
【0052】
上記のように、段付き孔h1〜h4にスプールSなどの部品が嵌合されたアッパーボディーUBは、コンベア3の終端に連続する抜け止め部材組付け機構40のコンベア41上に搬送され、この抜け止め部材組付け機構40では、圧力測定部50における測定ユニット54(段付き孔h1用の測定ユニット54A,段付き孔h2用の測定ユニット54Bおよび段付き孔h3用の測定ユニット54C)の各シリンダ51がそれぞれ作動して、各々のスプリング押圧ピン53によりアッパーボディーUBの段付き孔h1,h2,h3に組付けられたスプリングSp1,Sp2,Sp3を押圧するので、各圧力検出センサ52によりスプリングSp1,Sp2,Sp3の圧力測定がなされることとなる。
【0053】
次いで、この抜け止め部材組付け機構40では、圧力測定部50における測定ユニット54A,54B,54Cの各スプリング押圧ピン53が段付き孔h1,h2,h3の各スプリングSp1,Sp2,Sp3を押圧している間に、リテーナ組付け部60におけるフィードシリンダ67の作動により、組付けユニット66A,66B,66Cの各々の搬送スライダ62,組付けシリンダ64およびプッシュロッド65がガイド61に沿って図16に実線で示すリテーナ供給位置から仮想線で示すリテーナ組付け位置まで同時に移動し、この後、組付けユニット66A,66B,66Cにおける各組付けシリンダ64の作動によりプッシュロッド65がそれぞれ移動し、マガジン63から供給されたリテーナRe1〜Re4を段付き孔h1〜h4に組付け、これにより、アッパーボディーUBの各段付き孔h1〜h4に対するスプールSなどの部品の嵌合が完了する。
【0054】
したがって、この嵌め合い装置1において、アッパーボディーUBに対する多種類の部品、とくに、スプールSのような棒状の部品の段付き孔hに対する自動的な嵌合が、多くのスペースを必要とすることなく、そして、アッパーボディーUBや部品に傷を付けることなく短時間のうちになされることとなり、その結果、省人化が図られるだけでなく、省スペース化および設備費の低減化が図られることとなる。
【0055】
また、この嵌め合い装置1では、部品供給機構10において、互いに大きさの異なる部品載置用大形トレイTL,部品載置用中形トレイTMおよび部品載置用小形トレイTSをトレイ供給ステーションST1において上下方向に配置する構成としているので、多種類の部品の供給が滞りなく行われ、加えて、トレイ駆動手段20は、部品載置用大形トレイTL,部品載置用中形トレイTMおよび部品載置用小形トレイTSを選択してトレイ供給ステーションST1から部品供給ステーションST4側へ移動させる水平方向駆動部20Aと、最上部の部品載置用大形トレイTLの下方に位置する部品載置用中形トレイTMおよび部品載置用小形トレイTSを部品供給ステーションST4に持ち上げるリフタ20Bを具備している構成としているので、嵌合ステーションST5がコンベア3上において定位置化されることとなる。
【0056】
さらに、この嵌め合い装置1では、部品供給機構10に返却手段としての排出用リフタ15およびこれに持上げられた空の部品載置用トレイTを自動排出する排出コンベア16を備えているので、部品載置用トレイTの返却が円滑に行われることとなるうえ、空トレイ排出ステーションST2および部品供給ステーションST4の間には待機ステーションST3が設定してあることから、部品載置用トレイTに部品が端数残留している場合、この部品載置用Tトレイを待機ステーションST4にとどまることとなり、さらにまた、各ステーションST1〜ST4および排出コンベア16に、トレイ有無検出センサPH1〜PH14を設けているので、部品載置用トレイTの各ステーションST1〜ST4間における移動が間違いなく円滑に行われることとなる。
【0057】
そして、この嵌め合い装置1では、4個のハンドH1〜H4を保持するロボット30の多軸ヘッド35を±180゜回動可能としていると共に、4個のハンドH1〜H4のうちの図8左側下部のハンドH3をヘッド本体35aに対して左右方向に移動可能としているため、3個のハンドH1〜H3を図8に一点鎖線で示す正三角形の三つの頂点に配置して、3個のハンドH1〜H3の各々の間隔Lと部品載置用大形トレイTLおよび部品載置用中形トレイTMに区分けして搭載された種類の異なる部品の間隔lとを合致させるようにすれば、多軸ヘッド35の回動によるハンドH1,H2,ハンドH1,H3およびハンドH2,H3のうちのいずれかの組み合わせにより、部品載置用大形トレイTL(あるいは部品載置用中形トレイTM)内の種類の異なる2個の部品の同時把持がなされることとなる。
【0058】
また、この嵌め合い装置1では、ハンドH1の力覚センサを6軸力覚センサ36としているので、アッパーボディーUBや部品の傷付きがより確実に阻止されることとなる。
【0059】
さらに、この嵌め合い装置1では、アッパーボディーUBの段付き孔h1〜h4に嵌合されたスプールSなどの部品の抜け止め部材としてのリテーナReを組付ける抜け止め部材組付け機構40を備えていることから、段付き孔hに嵌合したスプリングSp,スプールS,プラグPlの抜け止め部材としてのリテーナが自動的に組付けられることとなる。
【0060】
なお、本発明に係わる嵌め合い装置の詳細な構成は、上記した実施例に限定されるものではない。
【0061】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項1に係わる嵌め合い装置では、上記した構成としたから、口径の異なる複数の段付き孔を有するワークが搬送路上における嵌合ステーションに搬送されると、ロボットの複数のハンドのうちの一つのハンドが部品供給機構の部品供給ステーションに供給された多種類の部品を選択的に取り出し、部品が棒状をなす場合には、ロボットの複数のハンドのうちの力覚センサおよびコンプライアンスが設けてあるハンドを用いると、力覚センサが取り出した部品と段付き孔との間に生じる力およびモーメントを検出し、この力覚センサで検出された力およびモーメントの値からファジー制御により演算して見付け出した段付き孔に対して、同じくファジー制御により演算して得られた部品の倒れ角度を補正するべくコンプライアンスが作動して、部品の円滑かつ迅速な嵌合がなされることとなり、したがって、ワークに対する多種類の部品、とくに、棒状の部品の段付き孔への自動嵌合が、多くのスペースを必要とすることなく、そして、ワークや部品に傷を付けることなく短時間のうちになされることとなり、その結果、省人化を実現できるだけでなく、省スペース化および設備費の低減化をも実現可能であり、加えて、複数のハンドによる部品載置用トレイに載置した2個の部品の同時取り出しをも行うことができるという極めて優れた効果がもたらされる。
【0062】
また、本発明の請求項2に係わる嵌め合い装置では、上記した構成としていることから、多種類の部品の供給を滞りなく行うことができ、本発明の請求項3に係わる嵌め合い装置において、部品供給ステーションをワークの搬送路に隣接する部位に定位置化できる、すなわち、嵌合ステーションをワークの搬送路上において定位置化することが可能であり、本発明の請求項4に係わる嵌め合い装置において、部品載置用トレイの返却をスムーズに行うことができ、本発明の請求項5に係わる嵌め合い装置において、部品載置用トレイに部品が端数残留している場合、この部品載置用トレイをトレイ供給ステーション側に戻すことなく待機ステーションにとどめておくことができ、本発明の請求項6に係わる嵌め合い装置では、部品載置用トレイの各ステーション間における移動を間違いなく円滑に行わせることが可能であるという極めて優れた効果がもたらされる。
【0064】
さらに、本発明の請求項7に係わる嵌め合い装置では、ワークや部品の傷付きをより確実に阻止することができ、本発明の請求項8に係わる嵌め合い装置では、例えば、車両用自動変速機の油圧制御装置に用いられるコントロールバルブにおけるバルブボディーの段付き孔に対してバルブを組付ける場合、段付き孔に嵌合したスプリング,スプール,プラグの抜け止め部材としてのリテーナの自動組付け化が実現できるという極めて優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる嵌め合い装置の一実施例を示す平面説明図である。
【図2】図1に示した嵌め合い装置の正面説明図である。
【図3】図1に示した嵌め合い装置の左側面説明図である。
【図4】図1に示した嵌め合い装置の右側面説明図である。
【図5】図1に示した嵌め合い装置おける部品供給機構の右側面説明図である。
【図6】図5に示した部品供給機構の平面説明図である。
【図7】図5に示した部品供給機構の正面説明図である。
【図8】図1に示した嵌め合い装置おけるロボット多軸ヘッドの平面説明図である。
【図9】図8に示したロボット多軸ヘッドの左側面説明図である。
【図10】図8に示したロボット多軸ヘッドの右側面説明図である。
【図11】図8に示したロボット多軸ヘッドの正面説明図である。
【図12】図1に示した嵌め合い装置おける部品供給機構に部品を載せて供給される部品載置用大形トレイの平面説明図(a),背面説明図(b)および側面説明図(c)である。
【図13】図1に示した嵌め合い装置おける部品供給機構に部品を載せて供給される部品載置用中形トレイの平面説明図である。
【図14】図1に示した嵌め合い装置おける抜け止め部材組付け機構の圧力測定部の側面説明図である。
【図15】図14に示した抜け止め部材組付け機構における圧力測定部の正面説明図である。
【図16】図1に示した嵌め合い装置おける抜け止め部材組付け機構のリテーナ組付け部の側面説明図である。
【図17】図16に示した抜け止め部材組付け機構における圧力測定部の平面説明図である。
【図18】図1に示した嵌め合い装置おけるロボットの制御フローチャートである。
【図19】バルブボディー(アッパーボディー)およびこのバルブボディーの複数の段付き孔に嵌合される多種類の部品を示す斜視説明図である。
【図20】バルブボディーの段付き孔に多種類の部品を嵌合した状態を示す拡大断面説明図である。
【符号の説明】
1 嵌め合い装置
3 コンベア(ワークの搬送路)
10 部品供給機構
15 排出用リフタ(返却手段)
17 排出コンベア(返却手段)
20 トレイ駆動手段
20A 水平方向駆動部
20B リフタ(鉛直方向駆動部)
30 ロボット
35 多軸ヘッド
36 6軸力覚センサ(力覚センサ)
37 コンプライアンス
40 抜け止め部材組付け機構
B バルブボディー(アッパーボディーUB)
h1〜h4 段付き孔
H1〜H4 ハンド
PH1〜PH14 トレイ有無検出センサ
ST1 トレイ供給ステーション
ST3 待機ステーション
ST4 部品供給ステーション
ST5 嵌合ステーション
TL 部品載置用大形トレイ
TM 部品載置用中形トレイ
TS 部品載置用小形トレイ
S スプール(部品)
Sp スプリング(部品)
P ピストン(部品)
Pl プラグ(部品)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides, for example, a valve structure such as a spring, a spool, or a plug in a stepped hole provided at a plurality of positions of an upper body and a lower body in an assembly line of a control valve used for a hydraulic control device of a vehicle automatic transmission. The present invention relates to a fitting device used for fitting an article.
[0002]
[Prior art]
The control valve used in the above-described hydraulic control device of the automatic transmission for a vehicle is configured to disconnect and communicate an oil passage by operating a plurality of different valves in a valve body (an upper body and a lower body). The various valves have valve structures such as springs, spools, and plugs corresponding to stepped holes of various diameters provided at a plurality of locations of a valve body (see the upper body in FIG. 19). The components are fitted to each other.
[0003]
Conventionally, when assembling a valve into a stepped hole of a valve body, for example, a spring, a spool, and a plug are sequentially fitted into the stepped hole, and then the retainer is inserted from the radial direction to stop the plug. At this time, since high fitting accuracy is required between the stepped hole and the valve component such as the spool, the work of fitting the spring, spool, and plug to the stepped hole, particularly, the rod shape is required. The fitting work of the spool to be made is performed manually by relying on intuition and hang.
[0004]
On the other hand, regarding the automation of the above-mentioned spool fitting operation, a fitting station corresponding to each of the stepped holes having different diameters is provided, and the spools are respectively automatically inserted into the stepped holes using vibration at each of the fitting stations. Detects the contact force between the chamfered portion formed in the stepped hole and the spool, and activates multiple actuators so that the spool is in the optimal fitting position, and places the spool in the stepped hole. Techniques for automatically fitting each have been proposed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, when trying to automate the fitting operation of the spool using vibration, since fitting stations are required for the number of types of stepped holes, when there are many types of stepped holes, However, there has been a problem that profitability is deteriorated due to a sharp increase in equipment costs.
[0006]
In addition, when trying to automate the fitting operation of the spool by operating a plurality of actuators, it is needless to say that this technology cannot be applied when the stepped hole has no chamfered portion. There is a problem that the control becomes complicated and there is a possibility that the spool and the stepped hole may be damaged. It has been a conventional problem to solve these problems.
[0007]
[Object of the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and not only can labor saving be achieved, but also many types of parts can be fitted in a short time without requiring a lot of space. It is an object of the present invention to provide a fitting device which can realize space saving and reduction of equipment cost, and can be fitted without damaging components.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The fitting device according to
[0009]
In the fitting device according to
[0011]
In the fitting device according to claim 7 of the present invention, the force sensor is a six-axis force sensor.
[0012]
The fitting device according to claim 8 of the present invention is a retaining member assembling mechanism for assembling a retaining member for a component fitted into a stepped hole of a work at a position adjacent to a fitting station on a work transport path. Is provided.
[0013]
Effect of the Invention
In the fitting device according to the first aspect of the present invention, when a workpiece having a plurality of stepped holes having different diameters is transported to a fitting station on a transport path, one of the plurality of hands of the robot becomes a component. Various kinds of components supplied from the supply mechanism to the component supply station are selectively taken out, and the taken out components are fitted into stepped holes to be fitted in the work.
[0014]
At this time, when the rod-shaped component is fitted into the stepped hole, if the force sensor and the hand provided with compliance among the plurality of hands of the robot are used, the component taken out by the force sensor and the step The force and moment generated between the hole and the hole are detected. Performance by fuzzy control Same for the stepped hole found Performance by fuzzy control The compliance is activated to correct the tilt angle of the component obtained as a result of the calculation, and the component is smoothly and quickly fitted.
[0015]
In other words, the automatic fitting of various types of parts to the workpiece, particularly the rod-shaped parts, into the stepped holes can be performed in a short time without requiring a large amount of space and without damaging the workpiece or the parts. As a result, not only the manpower can be saved, but also the space and the equipment cost can be reduced. In addition, in the fitting device according to
[0016]
Since the fitting device according to the second aspect of the present invention has the above-described configuration, supply of various types of components can be performed without delay, and in the fitting device according to the third aspect of the present invention, the component supply is performed. The station is fixed at a position adjacent to the workpiece transfer path, that is, the fitting station is fixed at the work transfer path, and in the fitting device according to
[0018]
In the fitting device according to claim 7 of the present invention, the damage of the work and the component is more reliably prevented.
[0019]
In the fitting device according to claim 8 of the present invention, for example, when a valve is assembled to a stepped hole of a valve body of a control valve used in a hydraulic control device of an automatic transmission for a vehicle, the fitting is performed in the stepped hole. The combined spring, spool, and retainer as a retaining member for the plug are automatically assembled.
[0020]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
1 to 20 show an embodiment of a fitting device according to the present invention. In this embodiment, a fitting device according to the present invention is used as a control valve of a hydraulic control device of an automatic transmission for a vehicle. Shows the case where it is used in an assembly line.
[0022]
As shown in FIGS. 1 to 4, the
[0023]
As shown in FIGS. 5 to 7, the
[0024]
The tray driving means 20 includes a
[0025]
The medium-
[0026]
The tray driving means 20 includes a
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
As shown in FIGS. 8 to 11, the
[0030]
When fitting parts into each of the four types of stepped holes h1 to h4 having different diameters located on the left side of the upper body UB (valve body B) shown in FIG. Each of the spools S1, S3, S4 for the stepped holes h1, h3, h4 and the piston P for the stepped hole h2 are gripped, the hand H2 grips the spring Sp2 for the stepped hole h2, and the hand H3 is the stepped hole. The springs Sp1 and Sp3 for h1 and h3 and the plug P13 for the stepped hole h3 are held, and the plug H4 holds the plug P12 for the stepped hole h2.
[0031]
In this case, the largest hand H1 on the right side of FIG. 8 among the four hands H1 to H4 is attached to the head
[0032]
The hand H3 on the lower left side of FIG. 8 among the four hands H1 to H4 is attached movably in the left-right direction with respect to the head
[0033]
In this embodiment, as shown in FIG. 12 and FIG. 13, the large component tray TL and the component The
[0034]
As shown in FIGS. 1, 2 and 4, this
[0035]
As shown in FIGS. 14 and 15, the
[0036]
On the other hand, as shown in FIGS. 16 and 17, the
[0037]
In the
[0038]
In this case, the measuring
[0039]
In the
[0040]
At this time, at the tray supply station ST1 of the
[0041]
Next, following the movement of the
[0042]
At this time, when the spool S3 is fitted in the stepped hole h3 shown in FIG. 20, first, as shown in the robot control flowchart of FIG. 18, the
[0043]
Next, following the movement of the
[0044]
If the contact load between the spool S3 and the upper body UB is confirmed in
[0045]
Subsequently, after the hand H1 is raised in step 117 and the
[0046]
Next, at
[0047]
If it is determined in
[0048]
Next, when the Z-axis load applied to the hand H1 reaches a predetermined value in
[0049]
If it is determined in
[0050]
Further, if it is determined in
[0051]
Then, after the gripping state of the spool S3 by the chuck C1 of the hand H1 is released in
[0052]
As described above, the upper body UB in which the components such as the spool S are fitted into the stepped holes h1 to h4 is conveyed onto the
[0053]
Next, in the retaining
[0054]
Therefore, in this
[0055]
Further, in the
[0056]
Further, in the
[0057]
In the
[0058]
Further, in the
[0059]
Further, the
[0060]
The detailed configuration of the fitting device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, the fitting device according to
[0062]
Further, since the fitting device according to
[0064]
Further, the fitting device according to claim 7 of the present invention can more reliably prevent the work and the parts from being damaged, and the fitting device according to claim 8 of the present invention provides, for example, an automatic transmission for vehicles. When installing a valve to a stepped hole in a valve body of a control valve used in a hydraulic control device of a machine, automatic mounting of a retainer as a retaining member for a spring, spool, and plug fitted in the stepped hole Is achieved, which is an extremely excellent effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory plan view showing an embodiment of a fitting device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory front view of the fitting device shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory left side view of the fitting device shown in FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory right side view of the fitting device shown in FIG. 1;
FIG. 5 is an explanatory right side view of a component supply mechanism in the fitting device shown in FIG. 1;
6 is an explanatory plan view of the component supply mechanism shown in FIG. 5;
7 is an explanatory front view of the component supply mechanism shown in FIG. 5;
FIG. 8 is an explanatory plan view of the robot multi-axis head in the fitting device shown in FIG. 1;
FIG. 9 is an explanatory left side view of the robot multi-axis head shown in FIG. 8;
10 is an explanatory right side view of the robot multi-axis head shown in FIG. 8;
11 is an explanatory front view of the robot multi-axis head shown in FIG. 8;
FIG. 12 is a plan view (a), a rear view (b), and a side view (FIG. 12) of a large component mounting tray supplied with components mounted on the component supply mechanism in the fitting device shown in FIG. c).
13 is an explanatory plan view of a medium-sized component placement tray supplied with components placed on a component supply mechanism in the fitting device shown in FIG. 1;
14 is an explanatory side view of a pressure measuring unit of the retaining member assembling mechanism in the fitting device shown in FIG. 1;
15 is an explanatory front view of a pressure measuring unit in the retaining member assembling mechanism shown in FIG. 14;
16 is an explanatory side view of a retainer mounting portion of the retaining member mounting mechanism in the fitting device shown in FIG. 1;
17 is an explanatory plan view of a pressure measuring unit in the retaining member assembling mechanism shown in FIG. 16;
18 is a control flowchart of the robot in the fitting device shown in FIG.
FIG. 19 is a perspective explanatory view showing a valve body (upper body) and various types of components fitted into a plurality of stepped holes of the valve body.
FIG. 20 is an enlarged cross-sectional explanatory view showing a state in which various types of components are fitted into the stepped holes of the valve body.
[Explanation of symbols]
1 Fitting device
3 Conveyor (work transfer path)
10 Parts supply mechanism
15 Lifter for return (return means)
17 Discharge conveyor (return means)
20 tray drive means
20A horizontal drive
20B lifter (vertical drive unit)
30 robots
35 Multi-axis head
36 6-axis force sensor (force sensor)
37 Compliance
40 Retaining member assembly mechanism
B Valve body (Upper body UB)
h1-h4 Stepped hole
H1-H4 hand
PH1 to PH14 Tray presence sensor
ST1 Tray supply station
ST3 Standby station
ST4 Parts supply station
ST5 Mating station
Large TL component mounting tray
Medium-sized tray for mounting TM parts
TS Small component tray
S spool (parts)
Sp Spring (parts)
P piston (parts)
Pl plug (parts)
Claims (8)
請求項2または3に記載の嵌め合い装置。The fitting device according to claim 2, wherein the component supply mechanism includes a return unit for returning the component mounting tray.
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