JP3911039B2 - パレットを用いた搬送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パレットを用いて自動車部品等のワークを複数の組付け工程に搬送するための搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
組立ライン、例えば自動車エンジンのシリンダヘッドの組立ラインでは、図５に示すように、ワーク（シリンダヘッド）（４）をパレット（２）上に載置し、このパレット（２）をローラコンベヤ（１）で複数の組付け工程に順次移送してワーク（４）に所定の部品を組付ける場合がある。この種のラインでは、ロボット等を用いた自動組付けに対応するため、ワーク（４）をパレット（２）上に正確に位置決めする必要がある。従来では、パレット（２）上面に複数の位置決めピン（22）を突設し、この位置決めピン（22）をワークの下面に設けた位置決め穴（23）に挿入してワーク（４）の位置決めを行なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記組立ラインにおいて、部品の組付け作業は、ワーク（４）をパレット（２）に載せたままで行なう場合と、ワーク（４）の適所をクランプしてパレット（２）からリフトアップし、これを所定の組付け位置に移送して行なう場合とがある。しかし、何れの方法であっても、それぞれ以下の点が問題となる。
【０００４】
▲１▼ ワークの位置決め穴（23）が変形したり傷付いたりしてワークの品質低下を招くおそれがある：
後者の方法では、各組付け工程においてワーク（４）をパレット（２）の位置決めピン（22）に対して抜き差しなければならないため、ピン（22）と穴（23）との間にこじりを生じて位置決め穴（23）が変形したり傷付いたりするおそれがある。
【０００５】
▲２▼ ライン中にチルト機構を設ける場合にその構造が大型化、複雑化する：
ライン中では、ワークを所定位置で停止させた後、ワークをチルトさせて組付け作業を行なう場合がある。従来では、コンベヤ（１）自体をチルトさせたり、図６に示すように２つのコンベヤ（1a）（1b）間にチルト機構（25）を配設してパレット（２）をチルトさせ、ワークを傾斜させるようにしている。しかし、何れにしてもパレット（２）は金属材料で成形されていてかなり重いため、チルト機構の大型化、複雑化が避けられない。
【０００６】
▲３▼ 多種類のワークを混在させてラインに流す場合に、ワークのクランプ位置を変更できる機構が必要となる：
一般にワークのリフトアップは、ロボットアーム等でワークの一部をクランプすることにより行なわれるが（図８参照）、多種類のワーク、例えばノーマルエンジンのシリンダヘッドとターボチャージャー付きエンジンのシリンダヘッドのように主要寸法（位置決め穴（23）の位置）は同じであるが、表面形状が一部異なるワークが混在する場合には、移送手段（10）でクランプできる場所がワークごとに相違する場合がある。かかる場合には、クランプ位置を対象ワークに合わせて変更する切り替え機構が必要となり、構造が複雑化する。この問題は、移送手段でパレット自体をクランプして組付け機まで移送するようにすれば解決可能であるが、パレットは重いためにその移送は困難であり、また、パレット上にはワークの他に各組付け工程で使用する多数の組付け用部品が載置されているため、パレットの移動に伴って当該部品が落下するおそれがあって好ましくない。
【０００７】
▲４▼ 芯出し機に高精度の機構が必要となる。：
図７に示すように、パレット（２）が組付け位置に搬送されてストッパ（11）で係止されると、コンベヤ（１）の下方に配置したシリンダ（12）が伸びて、シリンダロッド先端の位置決めピン（27）をパレット（２）底面の位置決め穴（28）に嵌入させ、パレット（２）の位置決めを行なう。この時、パレット（２）はコンベヤ（１）から駆動力を受けないようその搬送面（Ｐ）よりも僅かに持ち上げられる。次に、図８に示す芯出し機（14）によってワーク（４）と組付け機との間の芯出しが行なわれる。この芯出し機（14）は、ワーク（４）に芯出しプレート（15）を接近させ、プレート（15）下面に突設した芯出しピン（17）をワーク（４）上面に設けた芯出し穴（18）に挿入して芯出しを行なうものである。芯出しが完了したところで、移送手段（10）がワーク（４）をクランプしてリフトアップし、その後、部品の組付けを行なっている。
【０００８】
ところで、従来装置では、パレットの停止位置を基準として芯出しを行なっているため、ワーク（４）とパレット（２）との間では正確な位置決めを行なう必要がある。なぜなら、仮にパレット上でワークの水平移動が許容されており、実際にワーク（４）の位置が規定位置からずれていたとすると、パレットを如何に正確にコンベヤ上の規定位置で停止させ、この停止位置を狙って芯出しプレート（15）を降下させても、芯出しの際には芯出しピン（17）と芯出し穴（18）との間でこじりを生じて確実な芯出しを阻害するおそれがあるからである。この点から、芯出し機にも上記こじりを回避すべくワーク（４）とパレット（２）間の位置決め精度に応じた高い精度の機構が必要となり、その結果、芯出しが難しくなって装置全体の製造コストが高騰していたのである。
【０００９】
そこで、本発明は上記▲１▼〜▲４▼の問題点を解決することを目的とする。
具体的には、ワークの位置決め穴の変形や傷付きを防止し、チルト構造を小型化、簡略化し、多種類のワークが混在する場合でも容易に対応可能とし、且つ、芯出し作業を容易化して芯出し機の構造を簡素化することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明にかかる搬送装置は、パレットと、パレット上に配置され、ワークを支持するサブパレットと、サブパレットとサブパレット上に配置したワークとの間に設けられ、位置決めピンと位置決め穴の嵌合でワークの位置決めを行なう第１の位置決め構造と、サブパレットとパレットとの間に設けられ、第１の位置決め構造よりも緩い嵌め合いの位置決めピンおよび位置決め穴の嵌合で、サブパレットの水平方向への微小変位を許容してその位置決めを行なう第２の位置決め構造と、ワークおよびサブパレットを載せたパレットを所定の組付け位置に搬送する搬送手段と、組付け位置にあるパレットから、ワークを支持したサブパレットをリフトアップして組付け機に移送すると共に、組付けの完了後、ワークを支持したサブパレットをコンベヤ上に待機していたパレット上に戻す移送手段と、搬送手段で組付け位置に搬送されたワークと組付け機との間で芯出しを行う芯出し機と、サブパレットの対向する二辺に設けられ、移送手段による移送時に移送手段と係合する把手部とを備え、組付け位置での芯出し機とワークの位置ずれを、パレットに対するサブパレットとワークとの水平方向の一体変位を第２の位置決め構造で許容することにより、解消するものである。
【００１１】
以上の構成により、ワークを組付け機に移送するに際し、移送手段でサブパレットの把手部を係止してパレットからリフトアップすれば、上記課題▲１▼〜▲４▼を解消することが可能となる。
【００１２】
すなわち、ワークを、サブパレットを介して組付け機まで移送する結果、ワークをサブパレットに対して繰り返し脱着する必要がなくなるので、ワークの位置決め穴の変形や傷付きを防止できる。
【００１３】
また、ワークをチルトさせる際もパレットよりも小型・軽量のサブパレットをチルトさせればよいから従来方式に比べてチルト機構を小型軽量化することが可能となる。
【００１４】
さらに、移送手段がクランプ等するのはサブパレットの把手部であるから、ワークの種類が変わってもクランプ位置が変わることはなく、従って、クランプ位置の変更機構は不要となる。また、移送手段によるサブパレットの移送中は、パレットがコンベヤ上の静止位置にあるので、パレット上に載置した組付け用の部品が落下することもない。
【００１５】
サブパレットとパレットとの間に、サブパレットの水平方向への微小変位を許容してその位置決めを行なう第２の位置決め構造を設けたので、芯出し機とパレットの縁を切ることができる。この場合、芯出し機とワークの停止位置との間に僅かな位置ずれがあっても、芯出しピンと芯出し穴の嵌合状態が進行するに伴い、サブパレットとワークが一体となってパレット上を僅かに水平方向に変位し、規定位置に達するまで自ら位置補正するので両者の嵌合が円滑になされる。従って、芯出し機には高い精度が必要とされず、簡易な構造の芯出し機が低コストで製作可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる搬送装置の構成を図１乃至図４に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、本発明では、搬送手段（ローラコンベヤ等）（１）により搬送されるパレット（２）上に、当該パレット（２）よりも小型軽量のサブパレット（３）を配置することとした。
【００１７】
このサブパレット（３）には、ワーク（４）を位置決めするための第１の位置決め構造（５）が設けられる。具体的には、図１及び図２に示すように、略矩形状をなすサブパレット（３）上面の４つの角部のうち、対角線上の２つの角部の近傍に、緩衝用パッド（７）を有する位置決めピン（5a）を突設すると共に、残りの２つの角部にパッド（７）を装着し、ワーク（４）の下面に位置決めピン（5a）と嵌合する位置決め穴（5b）を形成して位置決め構造（５）とする。位置決めピン（5a）を位置決め穴（5b）に挿入すると、ワーク（４）がサブパレット（３）に対して前後左右方向で位置決め固定され、ワーク（４）はパッド（７）によってサブパレット（３）上で４点支持される。
【００１８】
パレット（２）とサブパレット（３）との間には、第１の位置決め構造（５）と同様に、位置決めピン（9a）及び位置決め穴（9b）からなる第２の位置決め構造（９）が設けられる。この第２の位置決め構造（９）における位置決めピン（9a）と位置決め穴（9b）の嵌め合いは、第１の位置決め構造（５）のそれよりも緩くし、サブパレット（３）がパレット（２）上で水平方向に僅かに変位できるようにする。
【００１９】
サブパレット（３）の搬送方向に離隔する対向二辺には、それぞれ平板状の把手部（８）が設けられる。移送手段はこの把手部（８）を上下からクランプし、ワーク（４）を載せたサブパレット（３）を上昇、降下させる。
【００２０】
パレット（２）上には、各組付け工程で使用する多数の組付け用部品（図示省略）が並べられている。各組付け工程では、ワーク（４）と共にこの部品群の中から必要な部品を選択的に取り出して各組付け機に移送し、所定の組付け作業を行なう。
【００２１】
以下、上記搬送装置の動作を説明する。
ワーク（４）及びサブパレット（３）を載せたパレット（２）が所定の待機位置に達すると、図３に示すように、パレット（２）の前端面がストッパ（11）と係合し、コンベヤ（１）上で停止する。次いで、シリンダ（12）が伸張してパレット（２）を持ち上げ、パレット（２）をコンベヤ（１）から駆動力を受けないフリー状態にする。
【００２２】
次に、芯出し機（14）によってワーク（４）と組付け機との間の芯出しがなされる。この芯出し機（14）は、芯出しプレート（15）の下面に突設した２本のパッド（16）付き芯出しピン（17）をワーク（４）の上面に設けた芯出し穴（18）又はサブパレット上面に設けた芯出し穴（図示省略）に挿入して組付け機に対するワーク（４）の芯出しを行なうものである。図４に示すように、芯出しプレート（15）の下面には、緩衝用パッド（16）付きの芯出しピン（17）が対角線上に２本配置されている。芯出しプレート（15）下面の他方の対角線上には２つのパッド（16）が装着されており、このパッド（16）と芯出しピン（17）のパッド（16）とはそれぞれ矩形枠の角部に相当する位置に設けられている。
【００２３】
芯出しが完了すると、移送手段（10）が把手部（８）を上下からクランプしてサブパレット（３）をリフトアップし、組付け機まで移送する。移送後、パーツフィーダ等により供給される組付け部品を自動組付け機でサブパレット（３）上のワーク（４）に組付ける。組付けが完了すると、ワーク（４）を載せたサブパレット（３）がパレット（２）上に戻され、第２の位置決め構造（９）によってパレット（２）との間で位置決めがなされる。その後、シリンダ（12）が搬送面（Ｐ）よりも下方に退入し、さらにストッパ（11）がコンベヤ（１）上から退去してパレット（２）が次工程に搬送される。
【００２４】
以上の構成及び動作から、本発明装置は以下の効果を奏する。
先ず第１に、パレット（２）と組付け機間でのワーク（４）の移送時には、パレット（２）とサブパレット（３）との間の第２の位置決め構造（９）でピンと穴の抜き差しが行なわれ、従来品のようにワーク（４）の位置決め穴（5b）にピンが抜き差しされることはない。従って、ワーク（４）の位置決め穴（5b）の変形や傷付きを防止することができる。
【００２５】
第２に、組付け工程においてワークをチルトさせる際も小型軽量のサブパレット（３）をリフトアップさせ、その後チルトさせればよいので、従来のようにコンベヤ自体をチルトさせる場合やパレットをチルトさせる場合に比べて小型で且つ簡単な構造のチルト機構を採用することができる。
【００２６】
第３に、異なる種類のワーク（４）が搬送された場合にもサブパレット（３）のクランプ位置自体は変わらないので、ワークの種類に対応する移送手段をそれぞれ準備する必要がなく、共通の移送手段が使用可能となって構造の簡素化が図れる。
【００２７】
第４に、パレット（２）とサブパレット（３）との間に、サブパレット（３）の水平方向への微小変位を許容する第２の位置決め構造（９）を設けたので、芯出し機（14）とパレット（２）との縁を切ることができ、従来品のようにパレット（２）の停止位置を基準に芯出しピン（17）を降下させる必要がなくなる。すなわち、仮に芯出し機とワーク（４）との間に僅かな位置ずれがあっても、芯出しピン（17）と芯出し穴（18）の嵌合状態が進行するに伴って、サブパレット（３）とワーク（４）とが一体となってパレット（２）上で水平方向に変位し、規定位置に達するまで自ら位置補正を行なうので、両者の嵌合を円滑に行なうことができる。従って、芯出し機には高い精度が必要とされず、従来品に比べて簡易な構造で低コストに製作可能となる。
【００２８】
この時、芯出しピン（17）と芯出し穴（18）との間に案内作用を付与し、両者間の円滑な嵌合を実現するため、芯出しピン（17）の先端部は、先端側を漸次縮径させた先細形状、例えば砲弾型に形成するのが望ましい。
【００２９】
以上の説明では、移送手段（10）によるサブパレット（３）の移送作業を、把手部（８）を上下からクランプすることにより行なっているが、移送手段（10）と把手部（８）との係合構造は任意であり、例えば移送手段（10）をフック状をに形成してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、パレットと組付け機間でのワークの移送時には、パレットとサブパレットとの間でピンと穴の抜き差しが行なわれ、従来品のようにワークの位置決め穴にピンが抜き差しされることはない。従って、ワークの位置決め穴の変形や傷付きを防止し、ワークの品質を維持することができる。
【００３１】
また、組付け工程においてワークをチルトさせる際も小型軽量のサブパレットをチルトさせればよいので、従来のようにコンベヤ自体をチルトさせる場合やパレットをチルトさせる場合に比べて小型で且つ簡単な構造のチルト機構を採用することができる。
【００３２】
さらに、異なる種類のワークが搬送された場合にもサブパレットのクランプ位置自体は変わらないので、ワークの種類に対応する移送手段をそれぞれ準備する必要がなく、共通の移送手段が使用可能となって構造の簡素化が図れる。
【００３３】
また、パレットとサブパレットとの間に、サブパレットの水平方向への微小変位を許容する第２の位置決め構造を設けたので、従来品のようにパレットの位置を基準に芯出しピンを前進させる必要がなくなる。すなわち、仮に芯出し機とワークとの間に僅かな位置ずれがあっても、芯出しピンと芯出し穴の嵌合状態が進行するに伴い、サブパレットとワークが一体となって自ら位置補正するので、両者の嵌合を円滑に行なうことができる。従って、芯出し機には高い精度が必要とされず、従来品に比べて簡易な構造で低コストに製作可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる搬送装置の側面一部断面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線での断面図である。
【図３】上記搬送装置での芯出し工程を示す側面図である。
【図４】芯出し機の平面図である。
【図５】従来の搬送装置の側面図である。
【図６】途中にチルト機構を設けた搬送装置の平面図である。
【図７】従来装置の側面図である。
【図８】従来装置での芯出し工程を示す側面図である。
【符号の説明】
１ ローラコンベヤ（搬送手段）
２ パレット
３ サブパレット
４ ワーク
５ 第１の位置決め構造
８ 把手部
９ 第２の位置決め構造
10 移送手段

Claims (1)

1. パレットと、
   前記パレット上に配置され、ワークを支持するサブパレットと、
   サブパレットとサブパレット上に配置したワークとの間に設けられ、位置決めピンと位置決め穴の嵌合でワークの位置決めを行なう第１の位置決め構造と、
   サブパレットとパレットとの間に設けられ、第１の位置決め構造よりも緩い嵌め合いの位置決めピンおよび位置決め穴の嵌合で、サブパレットの水平方向への微小変位を許容してその位置決めを行なう第２の位置決め構造と、
   ワークおよびサブパレットを載せたパレットを所定の組付け位置に搬送する搬送手段と、
   組付け位置にあるパレットから、ワークを支持したサブパレットをリフトアップして組付け機に移送すると共に、組付けの完了後、ワークを支持したサブパレットをコンベヤ上に待機していたパレット上に戻す移送手段と、
   搬送手段で組付け位置に搬送されたワークと組付け機との間で芯出しを行う芯出し機と、
   サブパレットの対向する二辺に設けられ、移送手段による移送時に移送手段と係合する把手部とを備え、
   組付け位置での芯出し機とワークの位置ずれを、パレットに対するサブパレットとワークとの水平方向の一体変位を第２の位置決め構造で許容することにより、解消することを特徴とするパレットを用いた搬送装置。

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