JP3812208B2 - ボルト供給装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばエンジンの組立工程などのように複数のボルトを扱う作業に好適に使用されるボルト供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの組立工程において、図１２に示すようにパレット１上に倒立した姿勢で搭載されたシリンダブロック２の内部に、クランクシャフト（図示せず）を支持する複数のベアリングキャップ３を組込み、かつ、各ベアリングキャップ３をビーム４によって連結することにより、クランクシャフトまわりの剛性を高めることが行われている。この場合、ベアリングキャップ３とビーム４は、複数本（例えば８本）のボルト５によってシリンダブロック２に共締めされる。ベアリングキャップ３は、前工程でシリンダブロック２にダミーボルト７（上記ボルト５よりもビームの厚み相当分だけ短い仮組用のボルト）によって組付けた状態でベアリング支持面が切削加工される。その後、ベアリングキャップ３はダミーボルト７をゆるめてシリンダブロック２から取り外され、前記ダミーボルト７が挿入された状態でベアリングキャップ置台６上に置かれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ビーム４にボルト５を供給する作業は手作業により行われているが、省力化を図る上でロボット等を用いたボルト５の自動供給が望まれる。ボルト５はボルト収容箱などに多数本ランダムに収容された状態でこの組立ラインに搬入されてくるため、ボルト５の自動供給を行うには、これらのボルト５をボルト収容箱から１本ずつ所定の姿勢で取出してロボットに受け渡す必要がある。
【０００４】
そのために市販の振動式パーツフィーダを使用することが考えられるが、通常のパーツフィーダはボルトを１列に順送りする機能を有するのみであるから、パーツフィーダから送り出されるボルト５をロボットによって１本ずつビームに供給するような動作を行わせると、全てのボルト５をビーム４に供給するのに長時間を要し、他の工程との時間的なバランスがとれないという問題が発生する。
【０００５】
このため、パーツフィーダによって１列に搬送されるボルト５をビーム４の所定位置に能率良く供給するには、パーツフィーダの搬送終端から順次取出される複数のボルト５を、何らかの手段によってビーム４の所定位置に応じたピッチで仮置台などに並べておき、各ボルトの位置関係を維持したまま各ボルト５を同時にロボットハンドに渡し、各ボルトを一括してビーム４に挿入することが望まれていた。
従って本発明の目的は、複数のボルトを所定の位置関係を維持したまま能率良くビーム等の被供給部に受け渡すことができるボルト供給装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を果たすための本発明は請求項１に記載したように、パーツフィーダから順次送り出されるボルトを複数本同時に被供給部に供給するためのボルト供給装置であって、前記パーツフィーダから送り出されるボルトをボルト装填機構を介して受入れるボルトホルダと、該ボルトホルダに供給された複数のボルトを前記被供給部に搬送する搬送手段とを有し、前記ボルトホルダは前記ボルト装填機構に対して着脱可能でかつ前後方向に所定ピッチで１列に並ぶ複数のボルト受入れ部およびこれらボルト受入れ部に挿入された各ボルトの落下を防ぐ落下防止機構を有し、前記ボルト受入れ部は前記ボルトの軸部が側方から挿入可能に開口するとともにボルトの頭部を支持可能とし、前記ボルト装填機構は、水平方向に延びるガイド部材と、前記ボルトホルダを前記所定ピッチに応じた距離ずつ間欠的に前進させるピッチ送り部材と、カム部と、を有して該ボルトホルダを１ピッチ移動させるたびに前記パーツフィーダが前記ボルト受入れ部に対向して該ボルト受入れ部にボルトを挿入するようになっており、前記落下防止機構は、軸を中心に上下方向に回動可能な押さえ部材と、該押さえ部材の先端部を降下させる方向に付勢するばねと、該押さえ部材に設けられたカムフォロアを有し、前記ボルトが前記ボルト受入れ部に挿入される際に、前記ボルトホルダが前記ガイド部材に沿って１ピッチ分だけ前進し、前記ボルト受入れ部が前記パーツフィーダの搬送終端に対向した状態において前記カムフォロアが前記カム部に接することにより前記押さえ部材の先端部を上昇させ、ボルト挿入後は前記カムフォロアが前記カム部から離れることにより前記ばねの弾力によって前記ボルトの頭部を上から押さえるよう構成されていることを特徴とする。パーツフィーダによって軸部を下に向けた姿勢で１列に送られてくるボルトは、ボルト装填機構に挿着されたボルトホルダを、一定角度ずつ間欠的に回転するピッチ送り部材によって１ピッチずつ前進させるたびに、パーツフィーダからボルトホルダのボルト受入れ部に挿入される。このボルトがボルト受入れ部に挿入される際に、落下防止機構の押さえ部材はカム部等によってボルトと干渉しない位置に移動している。ボルト受入れ部にボルトが挿入され、ボルトホルダが前進すると、この押さえ部材が元の状態に戻り、ボルトの頭部などを押さえるようになる。こうして所定数のボルトがボルトホルダのボルト受入れ部に供給されたのち、ロボット等の搬送手段によってボルトホルダがボルト装填機構から取出され、かつ、これら複数のボルトが被供給部まで移動させられ、一括して被供給部に乗せ替えられる。
【０００７】
請求項２に記載した発明では、ボルトホルダが保持している複数のボルトを、２列以上のボルト保持部材を有するボルト仮置台に乗せ替える際に、まず、一列目の複数のボルト保持部材の真上に、ボルトホルダが保持している複数本のボルトを対向させ、ボルトホルダを降下させかつ横方向に移動させることにより、これら複数本のボルトをボルト受入れ部から切離して一列目のボルト保持部材に同時に落とし込む。そののち、二列目の複数のボルト保持部材の真上に、ボルトホルダが保持している残りの複数本のボルトを対向させ、上記と同様にボルトホルダを降下させかつ横方向に移動させることにより、これらのボルトを二列目のボルト保持部材に同時に落とし込む。すなわちボルトホルダには全てのボルトが一列に保持されているが、上記ボルトホルダとボルト仮置台を用いることにより、複数列のボルト保持部材にふり分けて各ボルトを能率良く乗せ替えることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１１は前記ビーム４（図１２に示す）をシリンダブロック２に組付ける機能を有する設備１０の平面図である。シリンダブロック２は、メインコンベア１１によって図１１中の矢印Ｆ方向に運ばれてくるパレット１上に、倒立した姿勢で搭載されている。この設備１０は、本発明に係るボルト供給装置１２を含んでいる。
【０００９】
この設備１０は、この発明でいう搬送手段の一例としてのロボット１５の近傍に設けたビーム供給コンベア１６と、ロボット１５によってビーム供給コンベア１６から取出されたビーム４を仮に乗せておくビーム仮置台１７と、ビーム仮置台１７とメインコンベア１１との間を主に水平方向に往復移動する搬送手段として機能するローダ１８などを備えている。ビーム供給コンベア１６は、ビーム４を収容したコンテナ１９をロボットハンド１５ａの作動範囲に搬入する機能を担っている。コンテナ１９には、エンジン機種に応じたビーム４が複数段積み重ねた状態で収容されている。
【００１０】
ボルト供給装置１２は、パーツフィーダ３０と、前記ロボット１５によって所望位置まで移動させることの可能な可搬式のボルトホルダ３１と、パーツフィーダ３０から送り出されてくるボルト５をボルトホルダ３１に所定本数（例えば８本）供給するボルト装填機構３２と、ボルト仮置台３３などを含んでいる。
【００１１】
パーツフィーダ３０は、多数のボルト５をランダムに収容するボウル３５と、ボウル３５内のボルト５を振動等を利用した送り作用によって１列に並べた状態で取出し搬送する搬送部３６を有している。この搬送部３６において各ボルト５は、頭部５ａを上にし、軸部５ｂが垂れ下がった姿勢で１列に連なって順送りに移動する。
【００１２】
まず、ボルトホルダ３１について説明する。
図３に示すようにボルトホルダ３１は、水平方向に延びるボディ４０を有している。図４等に示すようにボディ４０は、その側面から水平方向に突き出るボルト支持座４１と、ボルト支持座４１の下方に延出する下部４２と、ボルト支持座４１の上方に突き出る上部４３とを一体に備えている。ボディ４０の上部４３には、ロボットハンド１５ａ（図７等に一部を示す）が把持可能な形状のつかみ部４４が設けられている。つかみ部４４の上面側に、ロボットハンド１５ａの位置決めピン４５が挿入されるガイド孔４６が開口している。
【００１３】
前記ボルト支持座４１に、その一側面と上下両面が開放する切欠き状のボルト受入れ部４７が形成されている。ボルト受入れ部４７は、ボディ４０の長手方向（図３に矢印Ａで示す前後方向）に、等ピッチＰ１で合計８か所に形成されている。これらボルト受入れ部４７は、図２等に一部を示すように、ボルト５の軸部５ｂをボディ４０の側面方向から挿入できる大きさに開口している。図４に示すようにボルト受入れ部４７に挿入されたボルト５は、頭部５ａがボルト支持座４１の上面に乗ることにより、頭部５ａを上にして軸部５ｂが垂れ下がった姿勢でボルトホルダ３１に保持されることになる。
【００１４】
このボルトホルダ３１は落下防止機構５０を備えている。落下防止機構５０はボディ４０に設けた水平方向に延びる軸５１を中心に上下方向に回動可能な押さえ部材５２と、押さえ部材５２の先端部５２ａを降下させる方向に付勢するばね５３と、押さえ部材５２の後端側に設けたカムフォロア５４などを備えている。ばね５３によって付勢される押さえ部材５２の先端部５２ａは、ボルト受入れ部４７に挿入されたボルト５の頭部５ａを上から押さえることにより、このボルト５がボルト受入れ部４７から脱落することを防ぐようにしている。押さえ部材５２とばね５３とカムフォロア５４の組合わせは、それぞれボルト受入れ部４７と対応した位置に合計８か所設けられている。
【００１５】
また、ボディ４０の背面側にローラ状の係合部５５が設けられている。この係合部５５は、後述するピッチ送り部材６３の歯部７０に嵌合可能な形状であり、ボディ４０の長手方向（前後方向）にボルト受入れ部４７と同一ピッチＰ１で合計９か所に設けられている。
【００１６】
上記ボルトホルダ３１にボルト５を供給するためのボルト装填機構３２は、図１，図２等に示すように構成されている。このボルト装填機構３２は、工場の床側に固定されるフレーム構体６０と、フレーム構体６０に設けた水平方向に延びる後側ガイド部材６１および前側ガイド部材６２と、ガイド部材６１，６２に沿ってボルトホルダ３１を前記ピッチＰ１に相当する距離ずつ前進させることの可能なピッチ送り部材６３と、前記カムフォロア５４に接するカム部６４と、シャッタ機構６５などを備えている。
【００１７】
スプロケット状のピッチ送り部材６３は、その周方向に等間隔で６か所の歯部７０を有している。このピッチ送り部材６３はロータリ形のアクチュエータ７１によって、例えば６０°ずつ間欠的に回転駆動されるようになっている。図５に示すように、ピッチ送り部材６３の歯部７０がボルトホルダ３１の係合部５５に順次嵌合しながらアクチュエータ７１が前記角度分だけ回転することにより、ボルトホルダ３１がピッチＰ１ずつ間欠的に前進する構成である。図１中の矢印Ａはボルトホルダ３１が前進する方向を示している。ガイド部材６１，６２には、ボルトホルダ３１の下部４２が前後方向に移動自在に嵌合するガイド溝７２（図６に示す）が形成されている。
【００１８】
カム部６４は、ボルトホルダ３１が前進する際に各ボルト受入れ部４７がパーツフィーダ３０の搬送終端７５と対向する位置まで移動してきたとき、図６に示すように押さえ部材５２のカムフォロア５４の上面と接することにより、押さえ部材５２の先端部５２ａを少し上昇（変位）させてボルト頭部５ａとの干渉を避けるような位置に設けられている。
【００１９】
シャッタ機構６５は、パーツフィーダ３０の搬送終端７５の前側に出し入れ可能に設けたシャッタ本体７６と、シャッタ本体７６を駆動するエアシリンダ等のアクチュエータ７７などを含んでおり、アクチュエータ７７によってシャッタ本体７６を図２に示す閉位置すなわち搬送終端７５をさえぎる第１ポジションと、開位置すなわち搬送終端７５からボルト５が出ることを許容する第２ポジションとにわたって往復移動させることができるようになっている。シャッタ本体７６の近傍に、ボルト５の有無を検出するためのセンサ７８が設けられている。
【００２０】
一方、ボルト仮置台３３は図９と図１０に示すように構成されている。このボルト仮置台３３はベースフレーム８０に設けた昇降ユニット８１を備えている。昇降ユニット８１は、リニヤブッシュ８２によって上下方向に移動自在に案内される昇降フレーム８３と、昇降フレーム８３上に立設された筒状のボルト保持部材８４と、ストッパ８５と、昇降フレーム８３を押上げる方向に付勢するばね８６などを備えている。
【００２１】
図９に示すようにボルト保持部材８４は、昇降フレーム８３上に４本ずつ互いに平行に２列（合計８本）設けられている。各列ごとのボルト保持部材８４間の距離（ピッチＰ２）は、前述したボルトホルダ３１におけるボルト受入れ部４７のピッチＰ１と同等（Ｐ１＝Ｐ２）である。
【００２２】
これらのボルト保持部材８４は、図１０に示すようにそれぞれボルト５の軸部５ｂを上方から挿入できるように上部側が開口しているとともに、軸部５ｂが径方向に移動することを規制できるように筒状をなしている。ボルト保持部材８４の底部にサポートピン８７が設けられている。サポートピン８７の下部はベースフレーム８０に固定されており、前記ローダ１８（図１１に示す）が降下して昇降フレーム８３のストッパ８５が押し下げられたときに、昇降フレーム８３とボルト保持部材８４が下がることにより、サポートピン８７とボルト５が相対的に所定量上昇するようにしている。
【００２３】
次に前記ボルト供給装置１２の作用について説明する。
パーツフィーダ３０のボウル３５にランダムに収容された多数のボルト５は、パーツフィーダ３０の送り作用によりボウル３５から１本ずつ搬送部３６に取出され、軸部５ｂを下に向けた姿勢で搬送部３６を一列に連なって搬送終端７５に向かって移動する。
【００２４】
一方、ボルトホルダ３１はロボットハンド１５ａによって図１に示す初期位置（最も後退した位置）に挿着され、ボルトホルダ３１の下部４２がガイド部材６１のガイド溝７２に嵌合した状態となっている。このときシャッタ機構６５のシャッタ本体７６は、アクチュエータ７７によって前記閉位置（第１ポジション）に突き出ており、パーツフィーダ３０の搬送終端７５にあるボルト５を一時的に止めている。
【００２５】
ボルト装填機構３２のアクチュエータ７１が回動し、ピッチ送り部材６３が例えば６０°回転することにより、ピッチ送り部材６３の歯部７０によってボルトホルダ３１の係合部５５が１ピッチ（Ｐ１）分だけ前進する。この前進により、ボルトホルダ３１の最前部のボルト受入れ部４７がパーツフィーダ３０の搬送終端７５に対向する。また、カムフォロア５４がカム部６４に接することにより、押さえ部材５２の先端部５２ａが少し上昇する。
【００２６】
そしてシャッタ機構６５のアクチュエータ７７によってシャッタ本体７６が開位置（第２ポジション）まで退避することにより、それまでパーツフィーダ３０の搬送終端７５に止まっていた１本目のボルト５の軸部５ｂがボルト受入れ部４７に入る。
【００２７】
次いで、アクチュエータ７１が再び所定量回転することにより、ピッチ送り部材６３が１ピッチ分（例えば６０°）回転する。この回転により、ボルトホルダ３１の前から２番目のボルト受入れ部４７がパーツフィーダ３０の搬送終端７５に対向するため、この２番目のボルト受入れ部４７に２本目のボルト５が入ることになる。
【００２８】
以上の動作を繰り返すことにより、図７および図８に示すようにボルトホルダ３１の全てのボルト受入れ部４７に合計８本のボルト５が挿入される。上記のようにボルトホルダ３１が前進すると、カムフォロア５４がカム部６４から離れるため、押さえ部材５２がばね５３の弾力によってボルト５の頭部５ａを上から押さえるようになる。このためボルト受入れ部４７に挿入されているボルト５は、ボルトホルダ３１がロボット１５によって移動させられるときにボルト受入れ部４７から脱落することが回避される。
【００２９】
以上の工程を経て８本分のボルト５がボルトホルダ３１に供給されたのち、シャッタ機構６５のアクチュエータ７７によってシャッタ本体７６が前記閉位置に戻されることにより、パーツフィーダ３０の搬送部３６を移動してくる後続のボルト５が搬送終端７５から出てしまうことが阻止される。
【００３０】
そしてロボットハンド１５ａがボルトホルダ３１に向かって降下し、位置決めピン４５がボルトホルダ３１のガイド孔４６に挿入されるとともに、ロボットハンド１５ａがつかみ部４４をクランプする。そののちロボットハンド１５ａが上昇することにより、ボルトホルダ３１がガイド部材６２から取り出される。さらにこのロボットハンド１５ａは、ボルトホルダ３１と共にボルト仮置台３３（図１１に示す）に向かって移動する。この移動の際に、各ボルト５はそれぞれ押さえ部材５２によってボルトホルダ３１から脱落することが阻止される。
【００３１】
こうしてボルト仮置台３３の上方に移動させられたボルトホルダ３１は、その前から４本目までの合計４本のボルト５が、ボルト仮置台３３の一方の列の４本分のボルト保持部材８４の真上に対向させられる。そしてロボットハンド１５ａが降下することにより、これら４本分のボルト５がボルト仮置台３３の一方の列の４本分のボルト保持部材８４に上方から同時に挿入されるとともに、ロボットハンド１５ａが水平方向に移動することにより、これら４本のボルト５の頭部５ａがボルトホルダ３１のボルト支持座４１から外れる。このため各ボルト５は、自重によって一列目のボルト保持部材８４に挿入され、サポートピン８７によって規制される高さまで落下する。
【００３２】
上記のようにボルトホルダ３１からボルト５の頭部５ａを外す際に、頭部５ａはボルト支持座４１上を水平方向に滑りながらボルト受入れ部４７の側面開口から抜け出ることになる。このため、ボルト５の頭部５ａが押さえ部材５２によって上から押さえ付けられていても、頭部５ａは問題なく円滑にボルトホルダ３１から外れることができる。
【００３３】
こうして前側４本分のボルト５がボルト仮置台３３の一方の列のボルト保持部材８４に供給されたのち、ロボットハンド１５ａは、今度は他方の列のボルト保持部材８４の真上にボルトホルダ３１の後側４本分のボルト５を位置させるように移動したのち、前記と同様にロボットハンド１５ａを降下させるとともに、ロボットハンド１５ａが水平方向に移動することにより、残り４本分のボルト５が他の列のボルト保持部材８４に落とし込まれる。
【００３４】
こうして合計８本のボルト５がボルト仮置台３３に供給されたのち、空になったボルトホルダ３１はロボットハンド１５ａによって、元の位置すなわちボルト装填機構３２の初期位置（図１，図２に示す位置）まで移動する。ボルト装填機構３２に戻されたボルトホルダ３１には、前記と同様のボルト供給サイクルが繰返される。
【００３５】
一方、ボルト仮置台３３に供給された８本のボルト５は、互いの位置関係（ピッチＰ２）が維持されたままローダ１８によってチャックされ、予めビーム仮置台１７の上に供給されていたビーム４のボルト挿入孔（４か所×２列＝合計８か所）に一括して挿入される。
【００３６】
なお、ボルトホルダ３１に保持された複数のボルト５を、ボルト仮置台３３やローダ１８を介さずに、ロボット１５によって直接ビーム４に供給するように構成してもよい。また、ボルトホルダ３１のボルト受入れ部４７の数やボルト仮置台３３のボルト保持部材８４の数等は、必要に応じて適宜に設定されるから、前記実施形態に限らないことは言うまでもない。また、この発明はビーム組付用のボルトの供給に制約されるものではなく、必要に応じてボルト仮置台３３のボルト保持部材８４が３列以上あってもよいなど、この発明を実施するに当たって、この発明の構成要素を適宜に変形して実施できることは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明によれば、パーツフィーダから１列に順次送られてくるボルトをボルトホルダに供給する際に、ボルト装填機構のピッチ送り部材によってボルトホルダを一定のピッチで間欠的に前進させるだけで、所定本数のボルトをボルトホルダの各ボルト受入れ部に自動挿入することができ、パーツフィーダからボルトホルダへのボルト供給を能率良く行うことができる。そしてこのボルトホルダに供給された複数のボルトをロボット等によって被供給部まで移動させれば、所望本数のボルトを互いの位置関係を保ったまま一括して被供給部に受け渡すことが可能である。そしてボルトホルダの移動中に各ボルトがボルトホルダから脱落することを押さえ部材によって防止できるとともに、この押さえ部材はボルトを被供給部に受け渡す際の妨げにならない。
【００３８】
請求項２に記載した発明によれば、ボルト仮置台に複数列のボルト保持部材が設けられている場合に、ボルトホルダによって１列に保持されている複数のボルトを、ボルト仮置台の各列のボルト保持部材ごとにふり分けて円滑に供給することができ、複数列のボルト保持部材を有するボルト仮置台にボルトを能率良く移し替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示すボルト供給装置の一部の正面図。
【図２】 図１に示されたボルト供給装置の一部の平面図。
【図３】 図１に示されたボルト供給装置のボルトホルダの正面図。
【図４】 図３中のＦ４−Ｆ４線に沿うボルトホルダの縦断面図。
【図５】 図１に示されたボルト供給装置のピッチ送り部材とボルトホルダの係合部とが噛み合った状態を示す縦断面図。
【図６】 図１に示されたボルト供給装置のカム部にカムフォロアが接した状態を示す縦断面図。
【図７】 図１に示されたボルト供給装置のボルトホルダが前進した状態の正面図。
【図８】 図１に示されたボルト供給装置のボルトホルダが前進した状態の平面図。
【図９】 この発明の一実施形態のボルト供給装置に使われるボルト仮置台の平面図。
【図１０】 図９中のＦ１０−Ｆ１０線に沿う断面図。
【図１１】 上記ボルト供給装置を有する設備の全体の平面図。
【図１２】 シリンダブロックとビームとボルト等を示す斜視図。
【符号の説明】
５…ボルト
１２…ボルト供給装置
１５…ロボット（搬送手段）
３０…パーツフィーダ
３１…ボルトホルダ
３２…ボルト装填機構
３３…ボルト仮置台
４７…ボルト受入れ部
５０…落下防止機構
５２…押さえ部材
６３…ピッチ送り部材
６４…カム部
８４…ボルト保持部材
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばエンジンの組立工程などのように複数のボルトを扱う作業に好適に使用されるボルト供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの組立工程において、図１２に示すようにパレット１上に倒立した姿勢で搭載されたシリンダブロック２の内部に、クランクシャフト（図示せず）を支持する複数のベアリングキャップ３を組込み、かつ、各ベアリングキャップ３をビーム４によって連結することにより、クランクシャフトまわりの剛性を高めることが行われている。この場合、ベアリングキャップ３とビーム４は、複数本（例えば８本）のボルト５によってシリンダブロック２に共締めされる。ベアリングキャップ３は、前工程でシリンダブロック２にダミーボルト７（上記ボルト５よりもビームの厚み相当分だけ短い仮組用のボルト）によって組付けた状態でベアリング支持面が切削加工される。その後、ベアリングキャップ３はダミーボルト７をゆるめてシリンダブロック２から取り外され、前記ダミーボルト７が挿入された状態でベアリングキャップ置台６上に置かれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ビーム４にボルト５を供給する作業は手作業により行われているが、省力化を図る上でロボット等を用いたボルト５の自動供給が望まれる。ボルト５はボルト収容箱などに多数本ランダムに収容された状態でこの組立ラインに搬入されてくるため、ボルト５の自動供給を行うには、これらのボルト５をボルト収容箱から１本ずつ所定の姿勢で取出してロボットに受け渡す必要がある。
【０００４】
そのために市販の振動式パーツフィーダを使用することが考えられるが、通常のパーツフィーダはボルトを１列に順送りする機能を有するのみであるから、パーツフィーダから送り出されるボルト５をロボットによって１本ずつビームに供給するような動作を行わせると、全てのボルト５をビーム４に供給するのに長時間を要し、他の工程との時間的なバランスがとれないという問題が発生する。
【０００５】
このため、パーツフィーダによって１列に搬送されるボルト５をビーム４の所定位置に能率良く供給するには、パーツフィーダの搬送終端から順次取出される複数のボルト５を、何らかの手段によってビーム４の所定位置に応じたピッチで仮置台などに並べておき、各ボルトの位置関係を維持したまま各ボルト５を同時にロボットハンドに渡し、各ボルトを一括してビーム４に挿入することが望まれていた。
従って本発明の目的は、複数のボルトを所定の位置関係を維持したまま能率良くビーム等の被供給部に受け渡すことができるボルト供給装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を果たすための本発明は請求項１に記載したように、パーツフィーダから順次送り出されるボルトを複数本同時に被供給部に供給するためのボルト供給装置であって、前記パーツフィーダから送り出されるボルトをボルト装填機構を介して受入れるボルトホルダと、該ボルトホルダに供給された複数のボルトを前記被供給部に搬送する搬送手段とを有し、前記ボルトホルダは前記ボルト装填機構に対して着脱可能でかつ前後方向に所定ピッチで１列に並ぶ複数のボルト受入れ部およびこれらボルト受入れ部に挿入された各ボルトの落下を防ぐ落下防止機構を有し、前記ボルト受入れ部は前記ボルトの軸部が側方から挿入可能に開口するとともにボルトの頭部を支持可能とし、前記ボルト装填機構は、水平方向に延びるガイド部材と、前記ボルトホルダを前記所定ピッチに応じた距離ずつ間欠的に前進させるピッチ送り部材と、カム部と、を有して該ボルトホルダを１ピッチ移動させるたびに前記パーツフィーダが前記ボルト受入れ部に対向して該ボルト受入れ部にボルトを挿入するようになっており、前記落下防止機構は、軸を中心に上下方向に回動可能な押さえ部材と、該押さえ部材の先端部を降下させる方向に付勢するばねと、該押さえ部材に設けられたカムフォロアを有し、前記ボルトが前記ボルト受入れ部に挿入される際に、前記ボルトホルダが前記ガイド部材に沿って１ピッチ分だけ前進し、前記ボルト受入れ部が前記パーツフィーダの搬送終端に対向した状態において前記カムフォロアが前記カム部に接することにより前記押さえ部材の先端部を上昇させ、ボルト挿入後は前記カムフォロアが前記カム部から離れることにより前記ばねの弾力によって前記ボルトの頭部を上から押さえるよう構成されていることを特徴とする。パーツフィーダによって軸部を下に向けた姿勢で１列に送られてくるボルトは、ボルト装填機構に挿着されたボルトホルダを、一定角度ずつ間欠的に回転するピッチ送り部材によって１ピッチずつ前進させるたびに、パーツフィーダからボルトホルダのボルト受入れ部に挿入される。このボルトがボルト受入れ部に挿入される際に、落下防止機構の押さえ部材はカム部等によってボルトと干渉しない位置に移動している。ボルト受入れ部にボルトが挿入され、ボルトホルダが前進すると、この押さえ部材が元の状態に戻り、ボルトの頭部などを押さえるようになる。こうして所定数のボルトがボルトホルダのボルト受入れ部に供給されたのち、ロボット等の搬送手段によってボルトホルダがボルト装填機構から取出され、かつ、これら複数のボルトが被供給部まで移動させられ、一括して被供給部に乗せ替えられる。
【０００７】
請求項２に記載した発明では、ボルトホルダが保持している複数のボルトを、２列以上のボルト保持部材を有するボルト仮置台に乗せ替える際に、まず、一列目の複数のボルト保持部材の真上に、ボルトホルダが保持している複数本のボルトを対向させ、ボルトホルダを降下させかつ横方向に移動させることにより、これら複数本のボルトをボルト受入れ部から切離して一列目のボルト保持部材に同時に落とし込む。そののち、二列目の複数のボルト保持部材の真上に、ボルトホルダが保持している残りの複数本のボルトを対向させ、上記と同様にボルトホルダを降下させかつ横方向に移動させることにより、これらのボルトを二列目のボルト保持部材に同時に落とし込む。すなわちボルトホルダには全てのボルトが一列に保持されているが、上記ボルトホルダとボルト仮置台を用いることにより、複数列のボルト保持部材にふり分けて各ボルトを能率良く乗せ替えることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１１は前記ビーム４（図１２に示す）をシリンダブロック２に組付ける機能を有する設備１０の平面図である。シリンダブロック２は、メインコンベア１１によって図１１中の矢印Ｆ方向に運ばれてくるパレット１上に、倒立した姿勢で搭載されている。この設備１０は、本発明に係るボルト供給装置１２を含んでいる。
【０００９】
この設備１０は、この発明でいう搬送手段の一例としてのロボット１５の近傍に設けたビーム供給コンベア１６と、ロボット１５によってビーム供給コンベア１６から取出されたビーム４を仮に乗せておくビーム仮置台１７と、ビーム仮置台１７とメインコンベア１１との間を主に水平方向に往復移動する搬送手段として機能するローダ１８などを備えている。ビーム供給コンベア１６は、ビーム４を収容したコンテナ１９をロボットハンド１５ａの作動範囲に搬入する機能を担っている。コンテナ１９には、エンジン機種に応じたビーム４が複数段積み重ねた状態で収容されている。
【００１０】
ボルト供給装置１２は、パーツフィーダ３０と、前記ロボット１５によって所望位置まで移動させることの可能な可搬式のボルトホルダ３１と、パーツフィーダ３０から送り出されてくるボルト５をボルトホルダ３１に所定本数（例えば８本）供給するボルト装填機構３２と、ボルト仮置台３３などを含んでいる。
【００１１】
パーツフィーダ３０は、多数のボルト５をランダムに収容するボウル３５と、ボウル３５内のボルト５を振動等を利用した送り作用によって１列に並べた状態で取出し搬送する搬送部３６を有している。この搬送部３６において各ボルト５は、頭部５ａを上にし、軸部５ｂが垂れ下がった姿勢で１列に連なって順送りに移動する。
【００１２】
まず、ボルトホルダ３１について説明する。
図３に示すようにボルトホルダ３１は、水平方向に延びるボディ４０を有している。図４等に示すようにボディ４０は、その側面から水平方向に突き出るボルト支持座４１と、ボルト支持座４１の下方に延出する下部４２と、ボルト支持座４１の上方に突き出る上部４３とを一体に備えている。ボディ４０の上部４３には、ロボットハンド１５ａ（図７等に一部を示す）が把持可能な形状のつかみ部４４が設けられている。つかみ部４４の上面側に、ロボットハンド１５ａの位置決めピン４５が挿入されるガイド孔４６が開口している。
【００１３】
前記ボルト支持座４１に、その一側面と上下両面が開放する切欠き状のボルト受入れ部４７が形成されている。ボルト受入れ部４７は、ボディ４０の長手方向（図３に矢印Ａで示す前後方向）に、等ピッチＰ１で合計８か所に形成されている。これらボルト受入れ部４７は、図２等に一部を示すように、ボルト５の軸部５ｂをボディ４０の側面方向から挿入できる大きさに開口している。図４に示すようにボルト受入れ部４７に挿入されたボルト５は、頭部５ａがボルト支持座４１の上面に乗ることにより、頭部５ａを上にして軸部５ｂが垂れ下がった姿勢でボルトホルダ３１に保持されることになる。
【００１４】
このボルトホルダ３１は落下防止機構５０を備えている。落下防止機構５０はボディ４０に設けた水平方向に延びる軸５１を中心に上下方向に回動可能な押さえ部材５２と、押さえ部材５２の先端部５２ａを降下させる方向に付勢するばね５３と、押さえ部材５２の後端側に設けたカムフォロア５４などを備えている。ばね５３によって付勢される押さえ部材５２の先端部５２ａは、ボルト受入れ部４７に挿入されたボルト５の頭部５ａを上から押さえることにより、このボルト５がボルト受入れ部４７から脱落することを防ぐようにしている。押さえ部材５２とばね５３とカムフォロア５４の組合わせは、それぞれボルト受入れ部４７と対応した位置に合計８か所設けられている。
【００１５】
また、ボディ４０の背面側にローラ状の係合部５５が設けられている。この係合部５５は、後述するピッチ送り部材６３の歯部７０に嵌合可能な形状であり、ボディ４０の長手方向（前後方向）にボルト受入れ部４７と同一ピッチＰ１で合計９か所に設けられている。
【００１６】
上記ボルトホルダ３１にボルト５を供給するためのボルト装填機構３２は、図１，図２等に示すように構成されている。このボルト装填機構３２は、工場の床側に固定されるフレーム構体６０と、フレーム構体６０に設けた水平方向に延びる後側ガイド部材６１および前側ガイド部材６２と、ガイド部材６１，６２に沿ってボルトホルダ３１を前記ピッチＰ１に相当する距離ずつ前進させることの可能なピッチ送り部材６３と、前記カムフォロア５４に接するカム部６４と、シャッタ機構６５などを備えている。
【００１７】
スプロケット状のピッチ送り部材６３は、その周方向に等間隔で６か所の歯部７０を有している。このピッチ送り部材６３はロータリ形のアクチュエータ７１によって、例えば６０°ずつ間欠的に回転駆動されるようになっている。図５に示すように、ピッチ送り部材６３の歯部７０がボルトホルダ３１の係合部５５に順次嵌合しながらアクチュエータ７１が前記角度分だけ回転することにより、ボルトホルダ３１がピッチＰ１ずつ間欠的に前進する構成である。図１中の矢印Ａはボルトホルダ３１が前進する方向を示している。ガイド部材６１，６２には、ボルトホルダ３１の下部４２が前後方向に移動自在に嵌合するガイド溝７２（図６に示す）が形成されている。
【００１８】
カム部６４は、ボルトホルダ３１が前進する際に各ボルト受入れ部４７がパーツフィーダ３０の搬送終端７５と対向する位置まで移動してきたとき、図６に示すように押さえ部材５２のカムフォロア５４の上面と接することにより、押さえ部材５２の先端部５２ａを少し上昇（変位）させてボルト頭部５ａとの干渉を避けるような位置に設けられている。
【００１９】
シャッタ機構６５は、パーツフィーダ３０の搬送終端７５の前側に出し入れ可能に設けたシャッタ本体７６と、シャッタ本体７６を駆動するエアシリンダ等のアクチュエータ７７などを含んでおり、アクチュエータ７７によってシャッタ本体７６を図２に示す閉位置すなわち搬送終端７５をさえぎる第１ポジションと、開位置すなわち搬送終端７５からボルト５が出ることを許容する第２ポジションとにわたって往復移動させることができるようになっている。シャッタ本体７６の近傍に、ボルト５の有無を検出するためのセンサ７８が設けられている。
【００２０】
一方、ボルト仮置台３３は図９と図１０に示すように構成されている。このボルト仮置台３３はベースフレーム８０に設けた昇降ユニット８１を備えている。昇降ユニット８１は、リニヤブッシュ８２によって上下方向に移動自在に案内される昇降フレーム８３と、昇降フレーム８３上に立設された筒状のボルト保持部材８４と、ストッパ８５と、昇降フレーム８３を押上げる方向に付勢するばね８６などを備えている。
【００２１】
図９に示すようにボルト保持部材８４は、昇降フレーム８３上に４本ずつ互いに平行に２列（合計８本）設けられている。各列ごとのボルト保持部材８４間の距離（ピッチＰ２）は、前述したボルトホルダ３１におけるボルト受入れ部４７のピッチＰ１と同等（Ｐ１＝Ｐ２）である。
【００２２】
これらのボルト保持部材８４は、図１０に示すようにそれぞれボルト５の軸部５ｂを上方から挿入できるように上部側が開口しているとともに、軸部５ｂが径方向に移動することを規制できるように筒状をなしている。ボルト保持部材８４の底部にサポートピン８７が設けられている。サポートピン８７の下部はベースフレーム８０に固定されており、前記ローダ１８（図１１に示す）が降下して昇降フレーム８３のストッパ８５が押し下げられたときに、昇降フレーム８３とボルト保持部材８４が下がることにより、サポートピン８７とボルト５が相対的に所定量上昇するようにしている。
【００２３】
次に前記ボルト供給装置１２の作用について説明する。
パーツフィーダ３０のボウル３５にランダムに収容された多数のボルト５は、パーツフィーダ３０の送り作用によりボウル３５から１本ずつ搬送部３６に取出され、軸部５ｂを下に向けた姿勢で搬送部３６を一列に連なって搬送終端７５に向かって移動する。
【００２４】
一方、ボルトホルダ３１はロボットハンド１５ａによって図１に示す初期位置（最も後退した位置）に挿着され、ボルトホルダ３１の下部４２がガイド部材６１のガイド溝７２に嵌合した状態となっている。このときシャッタ機構６５のシャッタ本体７６は、アクチュエータ７７によって前記閉位置（第１ポジション）に突き出ており、パーツフィーダ３０の搬送終端７５にあるボルト５を一時的に止めている。
【００２５】
ボルト装填機構３２のアクチュエータ７１が回動し、ピッチ送り部材６３が例えば６０°回転することにより、ピッチ送り部材６３の歯部７０によってボルトホルダ３１の係合部５５が１ピッチ（Ｐ１）分だけ前進する。この前進により、ボルトホルダ３１の最前部のボルト受入れ部４７がパーツフィーダ３０の搬送終端７５に対向する。また、カムフォロア５４がカム部６４に接することにより、押さえ部材５２の先端部５２ａが少し上昇する。
【００２６】
そしてシャッタ機構６５のアクチュエータ７７によってシャッタ本体７６が開位置（第２ポジション）まで退避することにより、それまでパーツフィーダ３０の搬送終端７５に止まっていた１本目のボルト５の軸部５ｂがボルト受入れ部４７に入る。
【００２７】
次いで、アクチュエータ７１が再び所定量回転することにより、ピッチ送り部材６３が１ピッチ分（例えば６０°）回転する。この回転により、ボルトホルダ３１の前から２番目のボルト受入れ部４７がパーツフィーダ３０の搬送終端７５に対向するため、この２番目のボルト受入れ部４７に２本目のボルト５が入ることになる。
【００２８】
以上の動作を繰り返すことにより、図７および図８に示すようにボルトホルダ３１の全てのボルト受入れ部４７に合計８本のボルト５が挿入される。上記のようにボルトホルダ３１が前進すると、カムフォロア５４がカム部６４から離れるため、押さえ部材５２がばね５３の弾力によってボルト５の頭部５ａを上から押さえるようになる。このためボルト受入れ部４７に挿入されているボルト５は、ボルトホルダ３１がロボット１５によって移動させられるときにボルト受入れ部４７から脱落することが回避される。
【００２９】
以上の工程を経て８本分のボルト５がボルトホルダ３１に供給されたのち、シャッタ機構６５のアクチュエータ７７によってシャッタ本体７６が前記閉位置に戻されることにより、パーツフィーダ３０の搬送部３６を移動してくる後続のボルト５が搬送終端７５から出てしまうことが阻止される。
【００３０】
そしてロボットハンド１５ａがボルトホルダ３１に向かって降下し、位置決めピン４５がボルトホルダ３１のガイド孔４６に挿入されるとともに、ロボットハンド１５ａがつかみ部４４をクランプする。そののちロボットハンド１５ａが上昇することにより、ボルトホルダ３１がガイド部材６２から取り出される。さらにこのロボットハンド１５ａは、ボルトホルダ３１と共にボルト仮置台３３（図１１に示す）に向かって移動する。この移動の際に、各ボルト５はそれぞれ押さえ部材５２によってボルトホルダ３１から脱落することが阻止される。
【００３１】
こうしてボルト仮置台３３の上方に移動させられたボルトホルダ３１は、その前から４本目までの合計４本のボルト５が、ボルト仮置台３３の一方の列の４本分のボルト保持部材８４の真上に対向させられる。そしてロボットハンド１５ａが降下することにより、これら４本分のボルト５がボルト仮置台３３の一方の列の４本分のボルト保持部材８４に上方から同時に挿入されるとともに、ロボットハンド１５ａが水平方向に移動することにより、これら４本のボルト５の頭部５ａがボルトホルダ３１のボルト支持座４１から外れる。このため各ボルト５は、自重によって一列目のボルト保持部材８４に挿入され、サポートピン８７によって規制される高さまで落下する。
【００３２】
上記のようにボルトホルダ３１からボルト５の頭部５ａを外す際に、頭部５ａはボルト支持座４１上を水平方向に滑りながらボルト受入れ部４７の側面開口から抜け出ることになる。このため、ボルト５の頭部５ａが押さえ部材５２によって上から押さえ付けられていても、頭部５ａは問題なく円滑にボルトホルダ３１から外れることができる。
【００３３】
こうして前側４本分のボルト５がボルト仮置台３３の一方の列のボルト保持部材８４に供給されたのち、ロボットハンド１５ａは、今度は他方の列のボルト保持部材８４の真上にボルトホルダ３１の後側４本分のボルト５を位置させるように移動したのち、前記と同様にロボットハンド１５ａを降下させるとともに、ロボットハンド１５ａが水平方向に移動することにより、残り４本分のボルト５が他の列のボルト保持部材８４に落とし込まれる。
【００３４】
こうして合計８本のボルト５がボルト仮置台３３に供給されたのち、空になったボルトホルダ３１はロボットハンド１５ａによって、元の位置すなわちボルト装填機構３２の初期位置（図１，図２に示す位置）まで移動する。ボルト装填機構３２に戻されたボルトホルダ３１には、前記と同様のボルト供給サイクルが繰返される。
【００３５】
一方、ボルト仮置台３３に供給された８本のボルト５は、互いの位置関係（ピッチＰ２）が維持されたままローダ１８によってチャックされ、予めビーム仮置台１７の上に供給されていたビーム４のボルト挿入孔（４か所×２列＝合計８か所）に一括して挿入される。
【００３６】
なお、ボルトホルダ３１に保持された複数のボルト５を、ボルト仮置台３３やローダ１８を介さずに、ロボット１５によって直接ビーム４に供給するように構成してもよい。また、ボルトホルダ３１のボルト受入れ部４７の数やボルト仮置台３３のボルト保持部材８４の数等は、必要に応じて適宜に設定されるから、前記実施形態に限らないことは言うまでもない。また、この発明はビーム組付用のボルトの供給に制約されるものではなく、必要に応じてボルト仮置台３３のボルト保持部材８４が３列以上あってもよいなど、この発明を実施するに当たって、この発明の構成要素を適宜に変形して実施できることは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明によれば、パーツフィーダから１列に順次送られてくるボルトをボルトホルダに供給する際に、ボルト装填機構のピッチ送り部材によってボルトホルダを一定のピッチで間欠的に前進させるだけで、所定本数のボルトをボルトホルダの各ボルト受入れ部に自動挿入することができ、パーツフィーダからボルトホルダへのボルト供給を能率良く行うことができる。そしてこのボルトホルダに供給された複数のボルトをロボット等によって被供給部まで移動させれば、所望本数のボルトを互いの位置関係を保ったまま一括して被供給部に受け渡すことが可能である。そしてボルトホルダの移動中に各ボルトがボルトホルダから脱落することを押さえ部材によって防止できるとともに、この押さえ部材はボルトを被供給部に受け渡す際の妨げにならない。
【００３８】
請求項２に記載した発明によれば、ボルト仮置台に複数列のボルト保持部材が設けられている場合に、ボルトホルダによって１列に保持されている複数のボルトを、ボルト仮置台の各列のボルト保持部材ごとにふり分けて円滑に供給することができ、複数列のボルト保持部材を有するボルト仮置台にボルトを能率良く移し替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示すボルト供給装置の一部の正面図。
【図２】 図１に示されたボルト供給装置の一部の平面図。
【図３】 図１に示されたボルト供給装置のボルトホルダの正面図。
【図４】 図３中のＦ４−Ｆ４線に沿うボルトホルダの縦断面図。
【図５】 図１に示されたボルト供給装置のピッチ送り部材とボルトホルダの係合部とが噛み合った状態を示す縦断面図。
【図６】 図１に示されたボルト供給装置のカム部にカムフォロアが接した状態を示す縦断面図。
【図７】 図１に示されたボルト供給装置のボルトホルダが前進した状態の正面図。
【図８】 図１に示されたボルト供給装置のボルトホルダが前進した状態の平面図。
【図９】 この発明の一実施形態のボルト供給装置に使われるボルト仮置台の平面図。
【図１０】 図９中のＦ１０−Ｆ１０線に沿う断面図。
【図１１】 上記ボルト供給装置を有する設備の全体の平面図。
【図１２】 シリンダブロックとビームとボルト等を示す斜視図。
【符号の説明】
５…ボルト
１２…ボルト供給装置
１５…ロボット（搬送手段）
３０…パーツフィーダ
３１…ボルトホルダ
３２…ボルト装填機構
３３…ボルト仮置台
４７…ボルト受入れ部
５０…落下防止機構
５２…押さえ部材
６３…ピッチ送り部材
６４…カム部
８４…ボルト保持部材
Claims (2)
- パーツフィーダから順次送り出されるボルトを複数本同時に被供給部に供給するためのボルト供給装置であって、
前記パーツフィーダから送り出されるボルトをボルト装填機構を介して受入れるボルトホルダと、該ボルトホルダに供給された複数のボルトを前記被供給部に搬送する搬送手段とを有し、
前記ボルトホルダは前記ボルト装填機構に対して着脱可能でかつ前後方向に所定ピッチで１列に並ぶ複数のボルト受入れ部およびこれらボルト受入れ部に挿入された各ボルトの落下を防ぐ落下防止機構を有し、
前記ボルト受入れ部は前記ボルトの軸部が側方から挿入可能に開口するとともにボルトの頭部を支持可能とし、
前記ボルト装填機構は、水平方向に延びるガイド部材と、前記ボルトホルダを前記所定ピッチに応じた距離ずつ間欠的に前進させるピッチ送り部材と、カム部と、を有して該ボルトホルダを１ピッチ移動させるたびに前記パーツフィーダが前記ボルト受入れ部に対向して該ボルト受入れ部にボルトを挿入するようになっており、
前記落下防止機構は、軸を中心に上下方向に回動可能な押さえ部材と、該押さえ部材の先端部を降下させる方向に付勢するばねと、該押さえ部材に設けられたカムフォロアを有し、前記ボルトが前記ボルト受入れ部に挿入される際に、前記ボルトホルダが前記ガイド部材に沿って１ピッチ分だけ前進し、前記ボルト受入れ部が前記パーツフィーダの搬送終端に対向した状態において前記カムフォロアが前記カム部に接することにより前記押さえ部材の先端部を上昇させ、ボルト挿入後は前記カムフォロアが前記カム部から離れることにより前記ばねの弾力によって前記ボルトの頭部を上から押さえるよう構成されていることを特徴とするボルト供給装置。 - 前記ボルト装填機構から離れた位置にボルト仮置台を有し、このボルト仮置台は前記ボルトホルダのボルト受入れ部と同一ピッチで配された複数のボルト保持部材を２列以上備えており、各ボルト保持部材の上部は前記ボルトの軸部を上方から挿入できるように開口していることを特徴とする請求項１記載のボルト供給装置。
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