JP3739950B2

JP3739950B2 - ワークの姿勢変換装置

Info

Publication number: JP3739950B2
Application number: JP31335798A
Authority: JP
Inventors: 勇関口; 登志雄中島
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1998-11-04
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2018-11-04
Also published as: JP2000141158A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを加工位置まで搬送するとともに、搬送前又は搬送時にワークの姿勢を変換するワークの姿勢変換装置に関し、特に、一方が加工面となる上面及び下面が互いに所定角度傾斜したワークを、正立状態及び倒立状態で加工面を略水平かつ略同一の高さにするよう姿勢を変換するワークの姿勢変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワークの位置決めは、載置台上のワークに位置決め部材を当接させて所定位置にワークを拘束することにより行われたり、ワークの所定箇所に挿入するロケートピンを載置台に形成することにより行われていた。ここで位置決めされるワークは、主に略直方体、即ち上面及び下面が略平行であるものが用いられていた。
【０００３】
上面及び下面の両方を加工する場合には、上記ワークを上下反転する必要があるが、上面及び下面が略平行であるため、加工面はワークが正立状態であっても倒立状態であっても水平状態となり、ワークの姿勢を変換する必要がなかった。よって、ワークの正立状態と倒立状態とで姿勢を変えることは行われていなかった。
【０００４】
尚、エンジンのバルブガイドとバルブシートとを１台の圧入装置で圧入する技術が特開平７−１３６８６５号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の位置決めにおいては、上面及び下面が互いに所定角度傾斜することにより正立状態と倒立状態とで加工面が異なるワークを位置決めできなかった。即ち、上面及び下面が平行でないワークを反転させて、その上面及び下面を加工する場合には、ワークの姿勢を変換する必要があった。従って、上記ワークを正立状態及び倒立状態で加工する際には、正立状態用の載置台から倒立状態用の載置台にワークを積み替えなければならず、作業性が悪化していた。
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、上面及び下面が互いに所定角度傾斜したワークを、正立状態及び倒立状態で加工面を略水平かつ同一の高さにするよう位置決めすることができるワークの位置決め装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係るワークの姿勢変換装置においては、上面及び下面が互いに所定角度傾斜したワークを加工位置まで搬送するとともに、正立状態及び倒立状態で夫々上面となる加工面の位置を定めるワークの姿勢変換装置であって、当該ワークを載置する載置台と、該載置台から突出形成されたワーク位置決め用のロケートピンと、前記ワークが前記載置台に着座しているか否かを検出する検出手段と、前記載置台を傾斜させて、正立状態及び倒立状態にあるワークの上面を略水平にするチルト機構と、前記載置台を昇降させて、正立状態及び倒立状態にあるワークの上面を昇降させる昇降手段と、を備え、前記チルト機構及び昇降手段によりワークを傾斜及び昇降させて、正立状態のワークの上面と前記正立状態から反転して倒立状態となった前記ワークの上面とをいずれも略水平かつ略同一の高さにすることを特徴とする。
かかる構成によれば、載置台に正立状態で載置されたワークの上面を加工した後、ワークを倒立状態として下面を加工する際、チルト機構によりワークの加工面を略水平とし、昇降手段によりワークの加工面を略同一の高さとする。
【０００８】
また、請求項２に係るワークの姿勢変換装置においては、前記載置台は、正立状態又は倒立状態のワークの側部と当接してワークの位置決めのための拘束を行う位置決め部材を具備することを特徴とする。
【０００９】
かかる構成により、正立状態から倒立状態へ反転されて不安定となったワークの側部を仮位置決め部材にて支える。
更に、請求項３に係るワークの姿勢変換装置においては、前記ワークは、複数の気筒を有するエンジンのシリンダヘッドであることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態のワークの姿勢変換装置が適用される複合加工機は、図１に示すように、プレス加工装置１と、反転装置２と、姿勢変換装置を具備した搬送装置３と、トランスファー装置１９と、部品在籍検知装置２０とを含んで構成されており、プレス加工装置１で表面がプレス加工されたワークを、搬送装置３にて反転装置２に搬送し、該反転装置２で表裏が反転された後、再びトランスファー装置１９にてプレス加工装置１に搬送して裏面をプレス加工するものである。そして、ワークの表面加工前及び裏面加工前には、部品在籍検知装置２０にてワークに組付けられる部品のワークにおける在籍を検知する。尚、これら一連の動作は、制御盤４によって制御される。
【００１１】
プレス加工装置１によりプレス加工が施されるワークは、図４に示すように、バルブガイド１０１とバルブシート１０２とが圧入されるシリンダヘッド１００である。このシリンダヘッド１００は、直列６気筒のエンジンに使用されるもので、各気筒当たり２つの吸気弁及び２つの排気弁が配設される。また、図示しない吸・排気弁の軸部を案内するバルブガイド１０１が圧入される孔としてのガイド圧入部１０３と、吸・排気弁の傘部と当接するバルブシート１０２が圧入される孔としてのシート圧入部１０４と、が形成される。また、吸・排気弁は、スワール生成等を考慮して、シリンダ列方向に対して所定角度θ傾斜した直線（図５参照）に沿って配設される。さらに、シリンダヘッド１００の上面（バルブガイド１０１が圧入される図中上側）の周囲には、図示しないカムシャフトを支持する軸受部１０５が端面から突出しないように側壁１０６が延長形成され、図に示すように、シリンダヘッド１００の下面と上面とが平行でない形状に形成されている。
【００１２】
プレス加工装置１は、シリンダヘッド１００のガイド圧入部１０３が上方に位置する状態（以下「正立状態」という）でバルブガイド１０１を圧入すると共に、シート圧入部１０４が上方に位置する状態（以下「倒立位置」という）でバルブシート１０２を圧入する圧入装置である。
【００１３】
このため、圧入ヘッドとしてバルブガイド圧入用のガイド圧入具５とバルブシート圧入及びかしめ用のシート圧入具６とを具備し、これらが配設されたスライド板７をシリンダ８でスライドさせることにより、プレスラム９から付与される圧入荷重を選択するものである。即ち、シリンダヘッド１００が正立位置の時は、プレスラム９の下方にガイド圧入具５が位置すると共に、倒立の時は、プレスラム９の下方にシート圧入具６が位置するようにシリンダ８を動作させる。
【００１４】
反転装置２は、円筒形状に形成された側壁１０を有し、トランスファー装置１９でその内部に搬送されたシリンダヘッド１００を、正立状態から倒立状態へ反転させるものである。即ち、側壁１０の外周面に巻かれたチェーン１１ａを駆動源１１で駆動して側壁１０を回転させることにより、内部に格納されたシリンダヘッド１００を反転する。
【００１５】
また、内部にはシリンダヘッド１００が搬出入される方向に延びるガイドレール１３ｂが２本配設されており、これらガイドレール１３ｂは、側壁１０の回転端（正立状態から倒立状態へ回転した場合、又は倒立状態から正立状態へ回転した場合の停止位置）で、プレス加工装置１側のガイドレール１３ａと直線を成すように形成されている。
【００１６】
搬送装置３は、後述する姿勢変換装置の載置台１８上に載置されたシリンダヘッド１００を搬送するものであり、特に、プレス加工装置１と反転装置２との間の搬送は、トランスファー装置で行われるものである。トランスファー装置は、トランスファーバー１２と、トランスファーバー１２を前後動させる駆動シリンダ１４と、トランスファーバー１２に対し平行に配設されたガイドレール１３と、トランスファーバー１２の後端を支持するブラケット１５と、ガイドレール１３に支持されつつ後述の支持レール上を摺動する連結手段１６と、ガイドレール１３と平行に配設され装置フレームに固定された支持レール（図示せず）とを含んで構成される。
【００１７】
搬送装置３はワークの姿勢変換装置を具備し、このワークの姿勢変換装置は、シリンダヘッド１００のような上面及び下面が互いに所定角度傾斜したワークを加工位置（プレスラム９の下方）まで搬送するとともに、正立状態及び倒立状態で加工面を水平にするものであって、図２及び図３に示すように、載置台１８と、ロケートピン３０と、チルト機構３１と、昇降手段３２と、仮位置決め部材３３、３４と、を主に含んで構成される。
【００１８】
載置台１８は、その上面にシリンダヘッド１００を載置する台であり、図示しない駆動源により所定ピッチ搬送されるものである。かかる載置台１８上に載置されたシリンダヘッド１００は、ロケートピン３０に挿入されることにより位置決めされる。かかるロケートピン３０は、載置台１８から上方に突出形成されたものであり、その径は、シリンダヘッド１００に形成された位置決め用の孔の径と略等しくなっている。
【００１９】
更に、載置台１８にはエアセンサからのエアの吹出孔１８ａが形成されており、載置台１８上のシリンダヘッド１００の着座を検知することができる。
チルト機構３１は、シリンダ３１ａを駆動させることにより載置台１８と連結された揺動部材３１を揺動軸３１ｃ中心に揺動させるものである。かかるチルト機構３１の駆動により、載置台１８上のシリンダヘッド１００を傾斜させて、その上面（加工面）を水平とすることができる。
【００２０】
昇降手段３２は、駆動用のシリンダを成し、該シリンダが駆動することにより昇降板３２ａを昇降させるものである。昇降板３２ａの上面には載置台１８及びチルト機構３１が連結されているため、昇降手段３２により載置台１８上のシリンダヘッド１００を昇降可能としている。また、昇降板３２ａの端部にはＬ字金具３２ｂが取り付けられており、このＬ字金具３２ｂを２つのセンサ３５（昇降板３２ａの上端及び下端に配設）が感知することにより、シリンダヘッド１００の昇降状態を検知することができる。ここで検知された信号は、制御盤４に伝達されることにより、全体の加工制御のデータとされる。
【００２１】
仮位置決め部材３３、３４は、正立状態又は倒立状態のシリンダヘッド１００の側部と当接して、シリンダヘッド１００の仮位置決めのための拘束を行うものである。即ち、正立及び倒立状態では当接部材３３ａ及び３４ａがシリンダヘッド１００の側部と当接する。又、当接部材３３ｂは、倒立状態のとき、チルド機構３１により、シリンダヘッド１００を傾斜させたときのずれ防止を行う。
【００２２】
これによりシリンダヘッド１００は、正立状態でも倒立状態でも安定して載置台１８上に載置される。
上記したワークの姿勢変換装置による動作を以下に説明する。
【００２３】
まず、正立状態のシリンダヘッド１００を昇降手段３２により下降させ、ロケートピン３０により位置決めしつつ載置台１８上に載置する。
プレス加工装置１に所定ピッチづつ搬送し、その上面（加工面）にバルブガイド１０１を圧入する。その後、シリンダヘッド１００は、反転装置２により反転されて再び載置台１８上に載置されるが、反転後における倒立状態のシリンダヘッド１００の上面は水平でないため、チルト機構３１によりシリンダヘッド１００全体を傾斜させて、上面の加工面を水平とする。尚、反転後におけるシリンダヘッド１００も昇降手段３２により下降させ、ロケートピン３０により載置台１８上に位置決めされる。
【００２４】
ここで、チルト機構３１によるシリンダヘッド１００の傾斜のみでは、傾斜後の倒立状態のシリンダヘッド１００の加工面と、正立状態のシリンダヘッド１００の加工面との高さが異なるため、傾斜後のシリンダヘッド１００の加工面を、正立状態のシリンダヘッド１００の加工面の高さと等しくするため、昇降手段３２によりシリンダヘッド１００を上昇又は下降させる。尚、傾斜状態で不安定となったシリンダヘッド１００は、仮位置決め部材３３の当接部材３３ｂにより載置台１８上に拘束される。
【００２５】
こうして、倒立状態のシリンダヘッド１００の姿勢を変換した後、プレス加工装置１に所定ピッチづつ搬送して、その上面（加工面）にバルブシート１０２を圧入し、一連の加工が終了する。
【００２６】
上記一連の動作により、シリンダヘッド１００の正立状態及び倒立状態での加工面を水平かつ同一の高さとすることができる。
部品在籍検知装置２０は、光ファイバセンサ２１と、駆動シリンダ２２とを有する。光ファイバセンサ２１は、シリンダヘッド１００のガイド圧入部１０３及びシート圧入部１０４にバルブガイド１０１及びバルブシート１０２が夫々正常に在籍しているか否かを検知するものである。また、光ファイバセンサ２１は、駆動シリンダ２２により、図中上下動してシリンダヘッド１００に対して近接・離間する。
【００２７】
また、光ファイバセンサ２１は、図５に示す位置で昇降するよう配設されており、４つのバルブシート１０２（正立状態では、４つのバルブガイド１０１）に対応した位置に夫々センサの感知部を有するため、これらバルブガイド１０１又はバルブシート１０２を複数同時に検知することができる。そして、シリンダヘッド１００が圧入工程のためプレス加工装置１に所定ピッチで送られる際、光ファイバセンサ２１の下方に位置したバルブガイド１０１又はバルブシート１０２の在籍を、送られる順番で検知する。
【００２８】
部品の在籍検知は、光ファイバセンサ２１から微細な光をバルブガイド１０１又はバルブシート１０２の上端面に投射し、反射光を全て検知した場合（反射角１８０度のとき）には、バルブガイド１０１又はバルブシート１０２は正常に在籍しているものと検知する。一方、光ファイバセンサ２１が反射光を検知しない場合（反射角１８０度以外のとき）には、バルブガイド１０１又はバルブシート１０２は在籍していないか、正常に在籍されていないと検知する。
【００２９】
更に、光ファイバセンサ２１によりバルブガイド１０１又はバルブシート１０２が在籍していない、或いは正常に在籍していないと検知された場合には、その検出信号を制御盤４に伝達し、作業者に注意を喚起する表示を行う。この場合、表示とともに加工制御を停止するようにしてもよい。
【００３０】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、姿勢変換装置のチルト機構及び昇降手段の駆動用シリンダの代わりに他の駆動手段（例えば、ラックアンドピニオン機構やＬＭガイドによるスライド手段等）としてもよい。更に、本実施形態では圧入装置による加工の際の姿勢変換が行われているが、他の加工装置（プレス加工、トリミング加工、組付け、塗装等を組み合わせた複合加工等）による加工の際に適用してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されたので、請求項１に係るワークの姿勢変換装置によれば、一方が加工面となる上面及び下面が互いに所定角度傾斜したワークを、正立状態及び倒立状態で加工面を略水平かつ同一の高さにするよう位置決めすることができる。更に、ワークがパレット上に載置されている場合、一連の流れ作業で正立状態及び倒立状態のワークを加工することができる。
【００３２】
また、請求項２に係るワークの姿勢変換装置によれば、ワークが正立状態から倒立状態になった後においても、安定して載置台上に載置することができる。
更に、請求項３に係るワークの姿勢変換装置によれば、上面及び下面が互いに所定角度傾斜したエンジンを姿勢変換する際にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による姿勢変換装置が適用される複合加工機を示す側面図
【図２】本発明による姿勢変換装置を示す中央断面図
【図３】本発明による姿勢変換装置を示す正面図
【図４】本発明による姿勢変換装置で姿勢変換されるシリンダヘッドを示す側面図
【図５】本発明による姿勢変換装置で姿勢変換されるシリンダヘッドを示す上面図
【符号の説明】
１８…載置台
３０…ロケートピン
３１…チルト機構
３２…昇降手段
３３、３４…仮位置決め部材
１００…シリンダヘッド
１０１…バルブガイド
１０２…バルブシート

Claims

上面及び下面が互いに所定角度傾斜したワークを加工位置まで搬送するとともに、正立状態及び倒立状態で夫々上面となる加工面の位置を定めるワークの姿勢変換装置であって、
当該ワークを載置する載置台と、
該載置台から突出形成されたワーク位置決め用のロケートピンと、
前記ワークが前記載置台に着座しているか否かを検出する検出手段と、
前記載置台を傾斜させて、正立状態及び倒立状態にあるワークの上面を略水平にするチルト機構と、
前記載置台を昇降させて、正立状態及び倒立状態にあるワークの上面を昇降させる昇降手段と、
を備え、
前記チルト機構及び昇降手段によりワークを傾斜及び昇降させて、正立状態のワークの上面と前記正立状態から反転して倒立状態となった前記ワークの上面とをいずれも略水平かつ略同一の高さにすることを特徴とするワークの姿勢変換装置。
前記載置台は、正立状態又は倒立状態のワークの側部と当接してワークの位置決めのための拘束を行う仮位置決め部材を具備することを特徴とする請求項１記載のワークの姿勢変換装置。
前記ワークは、複数の気筒を有するエンジンのシリンダヘッドであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のワークの姿勢変換装置。