JP4478275B2

JP4478275B2 - 自動穿孔型リベット締結装置

Info

Publication number: JP4478275B2
Application number: JP2000044200A
Authority: JP
Inventors: 吉輝近藤
Original assignee: Nippon Pop Rivets and Fasteners Ltd
Current assignee: Nippon Pop Rivets and Fasteners Ltd
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2000-02-22
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2020-02-22
Also published as: DE60111287T2; ATE297276T1; JP2001232437A; EP1127634A2; EP1127634B1; ES2242708T3; EP1127634A3; DE60111287D1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動穿孔型リベット締結装置に関し、詳細には、自動車組立て等の板金組立作業（特にアルミニウムボデーの組立作業）で、２枚若しくは３枚以上の板部材（又は板部材と部品）を自動穿孔型リベットを使用して締結する際に、ロボット又はジグ等の電動制御装置と共に作動するのに適した自動穿孔型リベット締結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動穿孔型リベット締結装置の１例が、特表平８−５０５０８７号公報に記載されている。その図１には、自動穿孔型リベットの１例が示されている。自動穿孔型リベットは、フランジ形状の頭部と頭部から垂下する２本の脚とからなり、パンチとダイによって例えば２枚のボデーパネルである被締結部材に打ち込まれると、脚は、パネルを穴あけしつつ脚の先端が拡がるように変形し、この拡開脚部と頭部とによって両パネルが相互に連結される。自動穿孔型リベットは、溶接に不向きなアルミニウムボデーの連結に適しており、現在軽量化が進められている自動車のボデーでは、アルミニウムボデーが採用されつつあるので、これからの需要は増大するであろう。
【０００３】
上記特許文献には示されていないが、従来の油圧又は電動駆動の自動穿孔型リベット締結装置は、独立したカシメ締結装置と、そのカシメ締結装置を被締結部材の所定部位に移動させる手段としてのジグ又はロボットとから構成され、カシメ締結装置をロボット又はジグ等のアーム先端に組み付けて使用している。この従来の装置では、自動穿孔型リベットのカシメ締結装置とその制御装置の外に、ジグ又はロボットと、そのジグ又はロボットの駆動を制御する別の制御装置とが必要であり、このため、設備価格が高価であった。また、カシメ締結装置をロボット等で作業部位に移動する設備では、カシメ締結装置にも駆動部を内蔵しているため、全体としての形状が大きくなっていた。また、カシメ締結装置には制御装置から制御のためにインタフェースケーブルが延びているが、このインタフェースケーブルが、自動車ボデー等の複雑な形状に干渉し、リベット締結できない部位があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、ロボット又はジグ等のカシメ締結装置移動手段で操作する自動穿孔型リベット締結装置において、設備費用の低減、装置の小型化、ケーブルの節約を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明によれば、自動穿孔型リベットの締結のためのカシメ締結装置と、該カシメ締結装置のカシメ動作を制御する第１制御装置と、前記カシメ締結装置を被締結部材の所定部位に移動させる手段と、該移動手段の動作を制御する第２制御装置と、前記カシメ締結装置に自動穿孔型リベットを自動給送するリベット給送装置とを備え、前記第１制御装置は前記リベット給送装置の自動穿孔型リベットの給送も制御している、自動穿孔型リベット締結装置であって、前記第１制御装置は、前記第２制御装置に組み込まれて１つの統合制御装置となっており、前記カシメ締結装置は、前記移動手段に一体的に組み込まれていることを特徴とする自動穿孔型リベット締結装置提供される。なお、統合制御装置からは前記移動手段への１つのインタフェースケーブルと前記リベット給送装置への別のインタフェースケーブルとが延びる。
【０００６】
上記の自動穿孔型リベット装置において、カシメ締結装置の移動手段はロボット又はジグとすることができる。この場合、カシメ締結装置は、多関節型ロボットのアーム先端に取付けられたＣ型フレームと、該フレームの一端に取付けられたダイと、ダイに対向し且つ該ダイに離接するように移動可能にフレームの他端に取付けられたパンチと、パンチをダイに離接するように移動支持する手段とを備え、パンチの移動支持手段は、ロボットアーム先端に固定された駆動用電動モータと、該モータに連結されて前記パンチを直線方向に移動させるリンクアームとから成るように構成でき、リベット締結機能部分の機械的構成もコンパクトになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について説明する前に、図１を参照して、従来の自動穿孔型リベット締結装置１について説明する。図１において、従来の自動穿孔型リベット締結装置１は、自動穿孔型リベットの締結のためのカシメ締結装置２と、カシメ締結装置のカシメ動作を制御する第１制御装置３と、カシメ締結装置２を、被締結部材としてのパネル５の所定部位に移動させる手段としてのロボット６（又はジグ）と、ロボット６の動作を制御する第２制御装置７と、カシメ締結装置２に自動穿孔型リベットを自動給送するリベット給送装置９とを備えている。また、第１制御装置３は、リベット給送装置９の自動穿孔型リベットの給送も制御している。第１制御装置３は、カシメ締結装置２に接続されて、カシメ締結装置２を制御するための第１インタフェースケーブル１０と、リベット給送装置９に接続されて、リベット給送装置９を制御するための第２インタフェースケーブル１１とを有し、更に、第２制御装置７に接続されて、リベット締結動作のためにカシメ締結装置２の動作とロボット６の動作の連携をとるための第３インタフェースケーブル１３を有する。第２制御装置は、第１制御装置３に接続された、前記第３インタフェースケーブル１３の外に、カシメ締結装置移動手段としてのロボット６（又はジグ）に接続されて、ロボット６等を制御するための第４インタフェースケーブル１４を有する。更に、リベット給送装置９からは、カシメ締結装置２に自動穿孔型リベットを１本ずつ連続して給送するための給送チューブ１５がカシメ締結装置２のヘッドのレシーバ機構１７に延びている。このリベット給送装置９からのリベットの給送は、圧縮エアによって行われるので、リベット給送装置には圧縮エアがパイプ１８を介して供給されている。
【０００８】
カシメ締結装置２は、多関節型ロボット６のアーム１９の先端に取付けられたＣ型フレーム２１と、フレーム２１の一端（図示の例では下端）に取付けられたダイ２２と、ダイ２２に対向し且つダイ２２に離接するように移動可能にＣ型フレーム２１の他端（上端）に取付けられたパンチ２３と、パンチ２３をダイ２２に離接するように移動支持する駆動用電動モータ２５とを備えている。電動モータ２５のシャフトにはリードスクリューが形成されて、電動モータの回転によって、パンチ２３に保持された自動穿孔型リベットを強力にダイ２２の側に押し込む力をパンチ２３に与える。電動モータ２５の逆転によってパンチ２３を後退させることができる。パンチ２３の先端には、レシーバ機構１７から送られてきた自動穿孔型リベットがリベットが保持される。Ｃ型フレーム２１は、締結すべきパネル５の締結部分をパンチ２３とダイ２２によって上下において挟むのに都合良く形成されている。
【０００９】
第１制御装置３は、カシメ締結装置２のカシメ動作を制御するために、駆動用電動モータ２５を制御する機能と、電動モータ２５によるパンチ２３のカシメ加圧力とその変位を、センサ（図示せず）からの信号によって測定しその値が予め設定した範囲内にあるか否かを判定する機能と、締結の前に自動穿孔型リベットの長さや被締結部材としてのパネル５の厚さを測定するモニター機能とを有し、これらの機能は、第１インタフェースケーブル１０を介してカシメ締結装置２との間で伝達される。第１制御装置３は、更に、第２インタフェースケーブル１１を介してリベット給送装置９を制御する機能を有し、また、ロボット６（又はジグ）等のカシメ締結移動手段をカシメ締結装置２の操作に適合するように動作させる制御信号を、第４インタフェースケーブル１４を介して第２制御装置７に送っている。この第４インタフェースケーブル１４には、カシメ締結装置２の動作とロボット６の動作の連携をとるため、第２制御装置７からも種々の信号が送られる。
【００１０】
動作において、第１制御装置３からの指令によって、リベット給送装置９から自動穿孔型度リベットがレシーバ装置１７に送られて、パンチ２３にリベットが保持される。また、第１制御装置３からの信号によって、第２制御装置７が、ロボット６に指令を送って、締結の前に、パンチ２３とダイ２２とで被締結部材のパネル５の所定位置を挟持する位置にＣ型フレーム２１を移動させてカシメ締結装置２を所定位置に位置決めする。この位置決めの後、カシメ締結装置２の駆動用電動モータ２５が動作してパンチ２３がリベットの頭部をダイ２２の方に加圧して、リベットの脚が２枚のパネルの内第１パネルを貫通し第２パネルの途中で留まりつつ、脚の先端が拡がるように変形し、この拡開脚部と頭部とによって両パネルが相互に連結される。この連結の様子は、例えば、特表平８−５０５０８７号公報の図１に示されている。この締結後、電動モータ２５が逆転してパンチ２３を引き上げ、次の自動穿孔型リベットがレシーバ機構１７に給送されて、次の締結動作の準備が完了する。以上が、従来の自動穿孔型リベット締結装置１の説明である。
【００１１】
図２を参照して、本発明の実施例に係る自動穿孔型リベット締結装置３０を説明する。本発明においては、前記第１制御装置は、前記第２制御装置に組み込まれて、１つの統合制御装置３１となっている。この統合制御装置３１からは移動手段としてのロボットへの１つのインタフェースケーブル３３とリベット給送装置９への別のインタフェースケーブル３４とが延びている。更に、カシメ締結装置３５は、移動手段としてのロボット６に一体的に組み込まれている。図示のロボット６は、自動車の生産ラインで一般に多用されている、多関節型の電動ロボットであるが、カシメ締結装置３５を所定の部位に位置決めできる限り、他のロボットやジグでもよい。
【００１２】
カシメ締結装置３５は、ロボット６のアーム３７の先端に接続装置４５でインタフェースコネクターと共に取付けられたＣ型フレーム３８と、フレーム３８の一端に取付けられたダイ３９と、ダイ３９に対向し且つダイ３９に離接するように移動可能にＣ型フレーム３８の他端に取付けられたパンチ４１と、パンチ４１をダイ３９に離接するように移動支持する手段とから成る。パンチ４１の移動支持手段は、ロボットアーム３７の先端に固定された駆動用電動モータ４２と、モータ４２に連結されてパンチ４１を直線方向に移動させる機構（図示せず）とから成る。そして、駆動用モータ４２を含むハウジング４３は、図１に示す従来の垂直に延びるものと違って、水平に延びる姿勢にされており、カシメ締結装置の高さを低くして、狭い場所にも移動できる工夫がなされている。水平姿勢のハウジング４３からパンチ４１を垂直方向に移動させるためのパンチ移動機構は、例えば、水平ハウジング部分に設けたリードスクリュー機構とこのリードスクリュー機構の直線運動をパンチ４１に伝達するフレキシブルロッドとから構成することができる。パンチ４１に隣接してレシーバ機構１７が設けられ、パイプ１５を通してリベット給送装置９から自動穿孔型リベットが給送される。
【００１３】
電動モータ４２への駆動の指示や、パンチのカシメ加圧力とその変位を測定し適正範囲内にあるか否かを判定すること、締結前に自動穿孔型リベットの長さや被締結部材としてのパネルの厚さを測定すること等のため、統合制御装置３１からロボット６に延びるインタフェースケーブル３３が設けられている。統合制御装置３１は、ロボット６の制御機能に加えて、カシメ締結装置３５の駆動用電動モータ４２の制御機能と、上記の種々のモニター及び判定機能と、リベット給送装置９の制御機能とを有する。かかる本発明の自動穿孔型リベット締結装置３０は、従来の自動穿孔型リベット締結装置１の動作と同じに動作するだけでなく、装置全体が小型化し、インタフェースケーブルも少なくなったので、所定の部位への位置決めが滑らかに行える。
【００１４】
上記の通り、本発明においては、カシメ締結装置３５及びリベット給送装置９の制御装置とロボット６の制御装置が１つの統合制御装置３１となるので、従来必要であった第１制御装置用ハウジングが不要になり、また両制御装置間のインタフェースケーブルも不要になる。更に、制御装置が１つになることに加えてロボット６等の移動手段にカシメ締結装置３５が組み込まれるので、従来必要であったカシメ締結装置用制御装置からカシメ締結装置へ延びるインタフェースケーブルも不要になる。従って、カシメ締結装置を自動車ボデー等の複雑な形状に干渉することなく被締結部材の所定の場所に位置決めすることができる。そして、制御装置全体の小型化、価格の低減、また自動穿孔型リベット締結装置全体の小型化を図ることができ、更に、ケーブルの削減も図られる。
【００１５】
なお、ロボット用の制御装置は、ロボットだけでなく、電動モータを制御する機能を持っているため、カシメ締結装置の駆動用電動モータを制御する機能を追加することは容易であり、カシメ締結装置用制御装置の機能をロボット用制御装置から得ることは簡単にできる。さらには、多関節型ロボットの１つの軸の制御機能を、カシメ締結装置の駆動モータに利用することも可能である。更に、開示した実施例においては、ロボット６のアーム３７の先端軸に自動穿孔型リベットカシメ締結装置を組み付けている。この場合、質量と形状の大きい駆動用電動モータを、ロボット軸に直接組み付けて、ロボット先端部を小型化することもできる。あるいは、カシメ締結装置の駆動用電動モータに、多関節型ロボットの１つの軸の駆動モータを利用することも可能である。これによれば、統合制御装置３１とリベット締結装置３５を接続する接続装置４５が不要になり、更に小形、軽量になり、カシメ締結部材の移動が滑らかになり、また、被締結部材と干渉も少なくなる。
【００１６】
【発明の効果】
上記のように、本発明においては、カシメ締結装置を被締結部材の所定部位に移動させる手段（例えば、ロボット又はジグ）の制御装置すなわち第２制御装置に、自動穿孔型リベットのカシメ締結装置の制御装置すなわち第１制御装置が組み込まれて１つの統合制御装置となるので、従来必要であった第１制御装置用ハウジングが不要になり、従来必要であったカシメ締結装置用の制御装置とロボット等の移動手段用の制御装置との間のインタフェースケーブルが不要になる。また、制御装置が１つになることに加えてロボット等の移動手段にカシメ締結装置が組み込まれるので、従来必要であったカシメ締結装置用制御装置からカシメ締結装置へ延びるインタフェースケーブルも不要になり、被締結部材との干渉も少なく、所定の部位での締結が確実になる。そして、自動穿孔型リベット締結装置全体の小型化、価格の低減、またカシメ締結装置の小型化、更に、ケーブルの削減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の自動穿孔型リベット締結装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例に係る自動穿孔型リベット締結装置の構成図である。
【符号の説明】
１従来の自動穿孔型リベット締結装置
２カシメ締結装置
３第１制御装置
５パネル（被締結部材）
６ロボット
７第２制御装置
９リベット給送装置
１０、１１、１３、１４インタフェースケーブル
１７レシーバ機構
２１Ｃ型フレーム
２２ダイ
２３パンチ
２５駆動用電動モータ
３０本発明に係る自動穿孔型リベット締結装置
３１統合制御装置
３３、３４インタフェースケーブル
３７アーム
３８Ｃ型フレーム
３９ダイ
４１パンチ
４２駆動用電動モータ
４３ハウジング
４５接続装置

Claims

自動穿孔型リベットの締結のためのカシメ締結装置と、該カシメ締結装置のカシメ動作を制御する第１制御装置と、前記カシメ締結装置を被締結部材の所定部位に移動させる手段と、該移動させる手段の動作を制御する第２制御装置と、前記カシメ締結装置に自動穿孔型リベットを自動給送するリベット給送装置とを備え、前記第１制御装置は前記リベット給送装置の自動穿孔型リベットの給送も制御している、自動穿孔型リベット締結装置において、
前記第１制御装置は前記第２制御装置に組み込まれて１つの統合制御装置として形成されており、該統合制御装置からは、第１のインタフェースケーブルが前記移動させる手段へ接続され、且つ、前記第１のインタフェースケーブルとは別の第２のインタフェースケーブルが前記リベット給送装置へ接続されており、前記移動させる手段は、ロボット又はジグであり、前記カシメ締結装置は、前記ロボット又はジグである前記移動させる手段によって被締結部材の所定部位に移動させるように一体的に組み込まれて該カシメ締結装置への前記統合制御装置からのカシメ動作の制御が前記第１のインタフェースケーブルを通じて行われ、前記統合制御装置から該カシメ締結装置へのインタフェースケーブルを不要にしている、
ことを特徴とする自動穿孔型リベット締結装置。
請求項１に記載の装置において、前記カシメ締結装置は、多関節型電動ロボットのアーム先端に取付けられたＣ型フレームと、該フレームの一端に取付けられたダイと、前記ダイに対向し且つ該ダイに離接するように移動可能に前記フレームの他端に取付けられたパンチと、前記パンチを前記ダイに離接するように移動支持する手段とを備え、前記パンチの移動支持手段は、前記ロボットアーム先端に固定された駆動用電動モータと、該モータに連結されて前記パンチを直線方向に移動させる機構とから成る、ことを特徴とする装置。