JP4691118B2 - Working apparatus and method - Google Patents

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Description

本発明は、ワークに対して所定の作業を自動的に行うための作業装置及び方法に関する。   The present invention relates to a work apparatus and method for automatically performing a predetermined work on a workpiece.

例えば、自動車の組立ラインにおいて、重量物部品の一つであるタイヤを、ロボットを用いて自動車車体に対して自動的に組み付ける作業が行われている。   For example, in an automobile assembly line, an operation of automatically assembling a tire, which is one of heavy parts, to a car body using a robot is performed.

この種の作業に適用されるタイヤ組み付け装置は、通常、タイヤを把持するタイヤ把持部と、ハブナットを自動車車体側に設けられているハブボルトに締め付けるための複数のナットランナとを備えている。   A tire assembling apparatus applied to this type of work usually includes a tire gripping part for gripping a tire and a plurality of nut runners for tightening a hub nut to a hub bolt provided on the vehicle body side.

この種のタイヤ組み付け装置は、例えば、特許文献１に開示されているように、車両のハブボルトの数に対応するナットを、それぞれ所定の円周間隔に配置可能な複数のナットランナを有し、タイヤを前記車両に自動的に組み付けるタイヤ組み付け機構と、前記ナットを１本ずつ鉛直姿勢で供給するナット供給機構と、前記ナット供給機構から送給される前記ナットを、前記ナットランナ全てが周回配置される円周間隔に対応して周回配置させるとともに、前記ナットを前記ナットランナに受け渡すナット配列機構とを備えている。   This type of tire assembling apparatus has, for example, a plurality of nut runners that can arrange nuts corresponding to the number of hub bolts of a vehicle at predetermined circumferential intervals, as disclosed in Patent Document 1, and tires All of the nut runners are arranged around the tire assembling mechanism for automatically assembling the tire, the nut supplying mechanism for supplying the nuts one by one in a vertical posture, and the nut fed from the nut supplying mechanism. A nut arrangement mechanism is provided which is arranged to circulate corresponding to the circumferential interval and which delivers the nut to the nut runner.

特開２０００−２１０８２５号公報JP 2000-210825 A

上記のタイヤ組み付け装置では、タイヤを把持するタイヤ把持手段及び前記タイヤを車両に締め付ける複数のナットランナが、単一のロボットに搭載されている。   In the above tire assembling apparatus, a tire gripping means for gripping a tire and a plurality of nut runners for tightening the tire on a vehicle are mounted on a single robot.

ところで、最近、この種のタイヤ組み付け装置の他、種々の装置において、設備全体を小型化及び簡素化することが望まれている。   Recently, in addition to this type of tire assembling apparatus, it has been desired to reduce the size and size of the entire equipment in various apparatuses.

本発明はこの種の要請に対応するものであり、簡単且つコンパクトな構成で、所定の作業を効率的に行うことが可能な作業装置及び方法を提供することを目的とする。   The present invention addresses this type of request, and an object thereof is to provide a working apparatus and method capable of efficiently performing a predetermined work with a simple and compact configuration.

本発明は、ワークに対して作業を行う作業ユニットと、前記作業ユニットの重量を保持し、且つ前記作業ユニットを移動自在に装着する第１作業機構と、前記作業ユニット又は前記第１作業機構の一部に着脱可能に連結され、該作業ユニットを前記作業に沿って自動操作する第２作業機構とを備えている。   The present invention provides a work unit that performs work on a workpiece, a first work mechanism that holds the weight of the work unit and that is movably mounted, and the work unit or the first work mechanism. A second work mechanism that is detachably connected to a part and automatically operates the work unit along the work.

また、第１作業機構は、バランサ機構又は多関節ロボットを備えることが好ましい。   The first work mechanism preferably includes a balancer mechanism or an articulated robot.

さらに、作業ユニットは、タイヤが装着される車両のハブボルトに対してナットを自動的に締め付けるナットランナを備えることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the work unit includes a nut runner that automatically tightens the nut against the hub bolt of the vehicle on which the tire is mounted.

さらにまた、本発明は、ワークに対して作業を行う作業ユニットを、前記作業ユニットの重量を保持し、且つ前記作業ユニットを移動自在な第１作業機構に装着する工程と、第２作業機構を、前記作業ユニット又は前記第１作業機構の一部に着脱可能に連結する工程と、前記第１作業機構に装着されている前記作業ユニットを、前記第２作業機構により前記作業に沿って自動操作する工程とを有している。   Furthermore, the present invention provides a work unit for performing work on a work, a step of attaching the work unit to a movable first work mechanism that holds the weight of the work unit, and a second work mechanism. Detachably connecting to the work unit or a part of the first work mechanism, and automatically operating the work unit mounted on the first work mechanism along the work by the second work mechanism. And a process of performing.

本発明では、第１作業機構が、作業ユニットの重量を保持するため、第２作業機構が、この作業ユニットに実際の作業を行わせる際、前記第２作業機構に付与される前記作業ユニットの荷重を有効に軽減することが可能になる。従って、第２作業機構を良好に小型化することができ、作業装置全体の小型化及び簡素化が容易に図られる。   In the present invention, since the first work mechanism holds the weight of the work unit, when the second work mechanism causes the work unit to perform an actual work, the work unit provided to the second work mechanism The load can be effectively reduced. Accordingly, the second working mechanism can be favorably downsized, and the whole working device can be easily downsized and simplified.

しかも、メンテナンス等により第２作業機構を停止させる際には、この第２作業機構を作業ユニット又は第１作業機構から離脱させることができる。これにより、作業者は、第１作業機構のアシスト作用下に、作業ユニットの操作を容易に行うことが可能になる。   Moreover, when the second working mechanism is stopped for maintenance or the like, the second working mechanism can be detached from the working unit or the first working mechanism. As a result, the operator can easily operate the work unit under the assisting action of the first work mechanism.

図１は、本発明の第１の実施形態に係る作業装置であるタイヤ組み付け装置１０が配置される組み立てライン１２の斜視説明図である。   FIG. 1 is a perspective explanatory view of an assembly line 12 in which a tire assembly device 10 which is a working device according to a first embodiment of the present invention is arranged.

組み立てライン１２は、自動車車体（車両）１４を台車１６ａに載置した状態で、タイヤ取り付け作業ステーションにピッチ搬送する搬送路１６を備えるとともに、前記搬送路１６の両側に配設される一対のタイヤ組み付け装置１０（図１には一側のみ記載）は、この自動車車体１４のハブボルト１８にタイヤＷを自動的に組み付ける。   The assembly line 12 includes a conveyance path 16 for pitch conveyance to a tire attachment work station in a state where the automobile body (vehicle) 14 is placed on the carriage 16a, and a pair of tires disposed on both sides of the conveyance path 16. The assembling apparatus 10 (only one side is shown in FIG. 1) automatically assembles the tire W to the hub bolt 18 of the automobile body 14.

タイヤ組み付け装置１０は、タイヤセットロボット２０と、ナット締め付けロボット（第２作業機構）２２と、ナットランナユニット（作業ユニット）２４が装着されるバランサ機構（第１作業機構）２６とを備える。   The tire assembling apparatus 10 includes a tire setting robot 20, a nut tightening robot (second working mechanism) 22, and a balancer mechanism (first working mechanism) 26 to which a nut runner unit (working unit) 24 is attached.

搬送路１６は、自動車車体１４の前輪側である第１取り付け部位２８ａと、前記自動車車体１４の後輪側である第２取り付け部位２８ｂとが、タイヤ取り付け作業ステーションに、順次、配置されるように、前記自動車車体１４を間欠搬送する。   As for the conveyance path 16, the 1st attachment site | part 28a which is the front-wheel side of the vehicle body 14, and the 2nd attachment site | part 28b which is the rear-wheel side of the said vehicle body 14 are arrange | positioned sequentially at a tire attachment work station. In addition, the vehicle body 14 is intermittently conveyed.

タイヤセットロボット２０の近傍には、タイヤＷを配置するためのタイヤ投入コンベヤ３０が設置される。ナット締め付けロボット２２の近傍には、ハブボルト１８に締め付けられるナット３２を収容するナットストック部３４と、前記ナットストック部３４から所定数（５本又は４本）の前記ナット３２を取り出してナット置き台３６に整列して配置させるナット整列ロボット３８とが設置される。   In the vicinity of the tire setting robot 20, a tire throwing conveyor 30 for arranging the tires W is installed. In the vicinity of the nut tightening robot 22, a nut stock portion 34 for housing the nut 32 to be fastened to the hub bolt 18, and a predetermined number (5 or 4) of the nuts 32 are taken out from the nut stock portion 34 and a nut stand is taken. A nut alignment robot 38 that is aligned with 36 is installed.

タイヤセットロボット２０は、旋回自在なロボット本体４０を備え、このロボット本体４０の一対のアーム部４２の先端に設けられる各手首部４４には、タイヤ把持部材４６が装着される。ロボット本体４０には、各ハブボルト位置を検出するために第１取り付け部位２８ａ及び第２取り付け部位２８ｂの画像を撮影するＣＣＤ撮像カメラ（以下、単にカメラという）４８ａ、４８ｂが装着される。   The tire setting robot 20 includes a pivotable robot body 40, and a tire gripping member 46 is attached to each wrist portion 44 provided at the tip of a pair of arm portions 42 of the robot body 40. The robot body 40 is equipped with CCD imaging cameras (hereinafter simply referred to as cameras) 48a and 48b that take images of the first attachment site 28a and the second attachment site 28b in order to detect the position of each hub bolt.

ナット締め付けロボット２２は、ロボット本体５０を備え、このロボット本体５０のアーム部５２の先端に手首部５４が設けられる。手首部５４には、ナットランナユニット２４に着脱可能に連結される把持部５６が装着される。   The nut tightening robot 22 includes a robot body 50, and a wrist portion 54 is provided at the tip of an arm portion 52 of the robot body 50. A grip 56 that is detachably connected to the nutrunner unit 24 is attached to the wrist 54.

ナットランナユニット２４は、図１及び図２に示すように、円筒状ケーシング５８を備える。この円筒状ケーシング５８内には、例えば、５本（又は４本）の図示しないモータが配設されるとともに、各モータに連結されるナットランナ６０は、前記円筒状ケーシング５８の端部から外方に露呈する。各ナットランナ６０は、第１取り付け部位２８ａ及び第２取り付け部位２８ｂの各ハブボルト１８に対応して同一円周上に配置される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the nut runner unit 24 includes a cylindrical casing 58. In the cylindrical casing 58, for example, five (or four) motors (not shown) are disposed, and the nut runners 60 connected to the motors are outward from the end of the cylindrical casing 58. Exposed to. Each nut runner 60 is arranged on the same circumference corresponding to each hub bolt 18 of the 1st attachment part 28a and the 2nd attachment part 28b.

図２に示すように、円筒状ケーシング５８には、例えば、２つのねじ穴５８ａが形成されるとともに、把持部５６には、前記ねじ穴５８ａに対応して孔部５６ａが形成される。孔部５６ａに挿入されたねじ６１が、ねじ穴５８ａに螺合することにより、把持部５６に円筒状ケーシング５８が固定される。   As shown in FIG. 2, for example, two screw holes 58 a are formed in the cylindrical casing 58, and a hole portion 56 a is formed in the grip portion 56 corresponding to the screw hole 58 a. The screw 61 inserted into the hole 56a is screwed into the screw hole 58a, whereby the cylindrical casing 58 is fixed to the grip 56.

バランサ機構２６は、エア式床置きタイプのバランサにより構成される。このバランサ機構２６のアタッチメント部６２には、ナットランナユニット２４が装着される。バランサ機構２６は、重量物であるナットランナユニット２４の重量を保持し、且つ前記ナットランナユニット２４を移動自在に装着する。なお、バランサ機構２６は、天井型バランサで構成してもよい。   The balancer mechanism 26 is constituted by a pneumatic floor-standing balancer. The nut runner unit 24 is attached to the attachment portion 62 of the balancer mechanism 26. The balancer mechanism 26 holds the weight of the nut runner unit 24, which is a heavy object, and movably mounts the nut runner unit 24. The balancer mechanism 26 may be configured with a ceiling type balancer.

ナット整列ロボット３８のアーム先端には、ナットストック部３４に収容されているナット３２を取り出してナット置き台３６に配置する開閉自在なナットチャック部６６が設けられる。   An openable and closable nut chuck portion 66 for taking out the nut 32 accommodated in the nut stock portion 34 and placing it on the nut stand 36 is provided at the tip of the arm of the nut alignment robot 38.

図３に示すように、タイヤセットロボット２０のカメラ４８ａ、４８ｂは、画像処理装置７０に第１取り付け部位２８ａ及び第２取り付け部位２８ｂの画像情報を出力する。画像処理装置７０は、演算部７２に接続され、この演算部７２では、第１取り付け部位２８ａのハブボルト位置及び第２取り付け部位２８ｂのハブボルト位置が演算され、主制御装置７４に出力する。   As shown in FIG. 3, the cameras 48 a and 48 b of the tire setting robot 20 output image information of the first attachment site 28 a and the second attachment site 28 b to the image processing device 70. The image processing apparatus 70 is connected to the calculation unit 72, and the calculation unit 72 calculates the hub bolt position of the first attachment site 28 a and the hub bolt position of the second installation site 28 b and outputs the calculated result to the main controller 74.

主制御装置７４は、演算部７２から入力された演算情報に基づいて、ナット締め付けロボット２２の動作を制御するとともに、タイヤセットロボット２０及びナット整列ロボット３８の動作制御も行う。   The main control device 74 controls the operation of the nut tightening robot 22 and also controls the operation of the tire setting robot 20 and the nut alignment robot 38 based on the calculation information input from the calculation unit 72.

次に、このように構成されるタイヤ組み付け装置１０の動作について、本実施形態に係る組み付け方法との関連で、図４及び図５に示すフローチャート及び図６に示すタイミングチャートに沿って以下に説明する。   Next, the operation of the tire assembling apparatus 10 configured as described above will be described below along the flowchart shown in FIGS. 4 and 5 and the timing chart shown in FIG. 6 in relation to the assembling method according to the present embodiment. To do.

なお、タイヤセットロボット２０の動作フローが図４に示され、ナット締め付けロボット２２の動作フローが図５に示されるとともに、前記タイヤセットロボット２０及び前記ナット締め付けロボット２２の動作は、図６に示すように、互いに関連して行われる。   The operation flow of the tire setting robot 20 is shown in FIG. 4, the operation flow of the nut tightening robot 22 is shown in FIG. 5, and the operations of the tire setting robot 20 and the nut tightening robot 22 are shown in FIG. As done in relation to each other.

先ず、タイヤセットロボット２０の動作について説明すると、このタイヤセットロボット２０は、タイヤ投入コンベヤ３０上に配置されている前輪用のタイヤＷを、一対のタイヤ把持部材４６により把持する（ステップＳ１）。   First, the operation of the tire setting robot 20 will be described. The tire setting robot 20 grips the front wheel tire W disposed on the tire throwing conveyor 30 by the pair of tire gripping members 46 (step S1).

タイヤＷを把持したタイヤセットロボット２０は、ロボット本体４０の旋回作用下に、タイヤ把持部材４６に把持されているタイヤＷを取り付け位置に移動させる（ステップＳ２）。その際、自動車車体１４は、前輪側である第１取り付け部位２８ａがタイヤ取り付け作業ステーション（取り付け位置）に対応して配置されている。   The tire setting robot 20 that has gripped the tire W moves the tire W gripped by the tire gripping member 46 to the attachment position under the turning action of the robot body 40 (step S2). At that time, in the vehicle body 14, the first attachment portion 28 a on the front wheel side is arranged corresponding to the tire attachment work station (attachment position).

そして、タイヤセットロボット２０では、カメラ４８ａ、４８ｂにより第１取り付け部位２８ａの画像が撮影され、この撮影画像の演算処理によって、ハブボルト１８のセンシングが行われる（ステップＳ３）。   Then, in the tire setting robot 20, an image of the first attachment site 28a is captured by the cameras 48a and 48b, and the hub bolt 18 is sensed by a calculation process of the captured image (step S3).

次いで、ステップＳ４に進んで、第１取り付け部位２８ａには、タイヤセットロボット２０を介してタイヤＷがセットされる。このため、前輪セット完了信号が出力され（ステップＳ５）、この状態で、後述するように、ナット締め付けロボット２２による前輪用のナット３２の締め付けが完了したか否かが判断される（ステップＳ６）。   Next, the process proceeds to step S4, and the tire W is set to the first attachment site 28a via the tire setting robot 20. Therefore, a front wheel set completion signal is output (step S5), and in this state, as will be described later, it is determined whether or not the tightening of the nut 32 for the front wheel by the nut tightening robot 22 has been completed (step S6). .

ナット３２の締め付け完了信号が入力されると（ステップＳ６中、ＹＥＳ）、ステップＳ７に進んで、タイヤセットロボット２０は、タイヤ受け取り位置であるタイヤ投入コンベヤ３０側に移動する。このタイヤ投入コンベヤ３０上には、後輪用のタイヤＷが配置されており、タイヤセットロボット２０を構成する一対のタイヤ把持部材４６により、前記タイヤＷが把持される（ステップＳ８）。   When a tightening completion signal of the nut 32 is input (YES in step S6), the process proceeds to step S7, and the tire setting robot 20 moves to the tire loading conveyor 30 side which is the tire receiving position. A tire W for a rear wheel is disposed on the tire loading conveyor 30, and the tire W is gripped by a pair of tire gripping members 46 constituting the tire setting robot 20 (step S8).

タイヤセットロボット２０は、タイヤ取り付け位置側に移動し（ステップＳ９）、自動車車体１４が半ピッチ分搬送されたことが検出されると（ステップＳ１０中、ＹＥＳ）、すなわち、後輪側である第２取り付け部位２８ｂがタイヤ取り付け作業ステーションに配置されたと判断されると、ステップＳ１１に進んで、前記第２取り付け部位２８ｂのハブボルト１８のセンシングが行われる。このセンシングは、ステップＳ３の前輪用のハブボルト１８のセンシングと同様に行われる。   The tire setting robot 20 moves to the tire attachment position side (step S9), and when it is detected that the vehicle body 14 has been transported by a half pitch (YES in step S10), that is, the rear wheel side. If it is determined that the second attachment portion 28b is disposed at the tire attachment work station, the process proceeds to step S11, and sensing of the hub bolt 18 of the second attachment portion 28b is performed. This sensing is performed in the same manner as the sensing of the hub bolt 18 for the front wheel in step S3.

さらに、ステップＳ１２に進んで、第２取り付け部位２８ｂにタイヤＷがセットされると、後輪用タイヤセット完了信号が出力される（ステップ１３）。そして、後輪用のタイヤＷがセットされた第２取り付け部位２８ｂにおいて、ハブボルト１８にナット３２に締め付けが行われる。このナット３２の締め付けが完了すると（ステップＳ１４中、ＹＥＳ）、ステップＳ１５に進んで、タイヤセットロボット２０は、タイヤ受け取り位置に移動する。   Further, the process proceeds to step S12, and when the tire W is set in the second attachment portion 28b, a rear wheel tire set completion signal is output (step 13). Then, the nut 32 is tightened to the hub bolt 18 at the second attachment portion 28b where the tire W for the rear wheel is set. When the tightening of the nut 32 is completed (YES in step S14), the process proceeds to step S15, and the tire setting robot 20 moves to the tire receiving position.

次に、ナット締め付けロボット２２の動作について、図５に沿って以下に説明する。   Next, the operation of the nut tightening robot 22 will be described below with reference to FIG.

ナット締め付けロボット２２では、把持部５６に連結されているナットランナユニット２４が、ナット置き台３６側に移動される。ナットランナユニット２４を構成する各ナットランナ６０は、ナット置き台３６上に配列されている前輪用の５本のナット３２を把持する（ステップＳ１０１）。   In the nut tightening robot 22, the nut runner unit 24 connected to the grip portion 56 is moved to the nut stand 36 side. Each nut runner 60 constituting the nut runner unit 24 holds the five nuts 32 for the front wheels arranged on the nut stand 36 (step S101).

ナットランナユニット２４は、ナット締め付けロボット２２の駆動作用下に、取り付け位置である第１取り付け部位２８ａの近傍に移動する（ステップＳ１０２）。そして、タイヤセットロボット２０による前輪用のタイヤＷがセットされたことが検出されると（ステップＳ１０３中、ＹＥＳ）、ステップＳ１０４に進んで、第１取り付け部位２８ａの各ハブボルト１８にナットランナユニット２４の各ナットランナ６０を配置する。   The nut runner unit 24 moves to the vicinity of the first attachment site 28a, which is the attachment position, under the driving action of the nut tightening robot 22 (step S102). When it is detected that the front wheel tire W is set by the tire setting robot 20 (YES in step S103), the process proceeds to step S104, and the nut runner unit 24 is connected to each hub bolt 18 of the first attachment site 28a. Each nut runner 60 is arranged.

この状態で、各ナットランナ６０は、図示しない各モータの駆動作用下に回転され、各ハブボルト１８にナット３２が締め付けられる。これにより、ナット３２の締め付け処理が完了し、ナット締め付け完了信号が出力される（ステップＳ１０６）。   In this state, each nut runner 60 is rotated under the drive action of each motor (not shown), and the nut 32 is fastened to each hub bolt 18. Thereby, the tightening process of the nut 32 is completed, and a nut tightening completion signal is output (step S106).

ナットランナユニット２４は、ナット締め付けロボット２２の駆動作用下に、ナット受け取り位置であるナット置き台３６側に移動され（ステップＳ１０７）、各ナットランナ６０を介して後輪用のナット３２が把持される（ステップＳ１０８）。   The nut runner unit 24 is moved to the nut stand 36 side which is a nut receiving position under the driving action of the nut tightening robot 22 (step S107), and the nut 32 for the rear wheel is gripped via each nut runner 60 ( Step S108).

さらに、自動車車体１４が半ピッチ分搬送された後、ステップＳ１０９に進んで、ナットランナユニット２４は、取り付け位置である第２取り付け部位２８ｂの近傍に移動される。そして、第２取り付け部位２８ｂに後輪用のタイヤＷがセットされたと判断されると（ステップＳ１１０中、ＹＥＳ）、ステップＳ１１１に進んで、ナットランナユニット２４は、第２取り付け部位２８ｂに配置される。この状態で、各ナットランナ６０の回転作用下に、第２取り付け部位２８ｂのハブボルト１８にナット３２が締め付けられる（ステップＳ１１２）。   Further, after the vehicle body 14 has been transported by a half pitch, the process proceeds to step S109, and the nut runner unit 24 is moved to the vicinity of the second attachment portion 28b that is the attachment position. Then, if it is determined that the rear wheel tire W is set in the second attachment portion 28b (YES in step S110), the process proceeds to step S111, and the nutrunner unit 24 is disposed in the second attachment portion 28b. . In this state, the nut 32 is fastened to the hub bolt 18 of the second attachment site 28b under the rotating action of each nut runner 60 (step S112).

第２取り付け部位２８ｂにおけるナット締め付け処理が完了すると（ステップＳ１１３）、ステップＳ１１４に進んで、ナットランナユニット２４は、ナット受け取り位置に移動する。   When the nut tightening process at the second attachment site 28b is completed (step S113), the process proceeds to step S114, and the nut runner unit 24 moves to the nut receiving position.

なお、組み立てライン１２では、自動車車体１４の両側にタイヤ組み付け装置１０が配置されており、上記と同様の作業が略同時に遂行される。   In the assembly line 12, tire assembling apparatuses 10 are arranged on both sides of the automobile body 14, and the same operation as described above is performed substantially simultaneously.

この場合、第１の実施形態では、相当に重量物であるナットランナユニット２４が、バランサ機構２６に装着されている。このため、ナットランナユニット２４の重量は、バランサ機構２６に保持されるとともに、前記ナットランナユニット２４は、種々の方向に移動自在である。   In this case, in the first embodiment, the nutrunner unit 24, which is a heavy object, is mounted on the balancer mechanism 26. Therefore, the weight of the nut runner unit 24 is held by the balancer mechanism 26, and the nut runner unit 24 is movable in various directions.

そして、ナット締め付けロボット２２は、ナットランナユニット２４に着脱可能に連結され、前記ナットランナユニット２４がバランサ機構２６に装着された状態で、ナット締め付け作業に沿って自動操作している。   The nut tightening robot 22 is detachably connected to the nut runner unit 24, and is automatically operated along the nut tightening operation in a state where the nut runner unit 24 is mounted on the balancer mechanism 26.

このように、バランサ機構２６が、ナットランナユニット２４の重量を保持するため、ナット締め付けロボット２２は、前記ナットランナユニット２４に実際の作業を行わせる際、前記ナット締め付けロボット２２に付与される前記ナットランナユニット２４の荷重を有効に軽減することが可能になる。従って、ナット締め付けロボット２２を有効に小型化することができ、タイヤ組み付け装置１０全体の小型化及び簡素化が容易に図られるという効果がある。   As described above, since the balancer mechanism 26 maintains the weight of the nut runner unit 24, the nut tightening robot 22 gives the nut runner unit to the nut tightening robot 22 when the nut runner unit 24 performs an actual operation. The load of 24 can be effectively reduced. Therefore, the nut tightening robot 22 can be effectively reduced in size, and there is an effect that the entire tire assembly apparatus 10 can be easily reduced in size and simplified.

さらに、メンテナンス等によりナット締め付けロボット２２を停止させる際には、このナット締め付けロボット２２をナットランナユニット２４から離脱させることができる。これにより、作業者は、バランサ機構２６のアシスト作用下に、ナットランナユニット２４の操作を容易に行うことが可能になる。   Further, when the nut tightening robot 22 is stopped for maintenance or the like, the nut tightening robot 22 can be detached from the nut runner unit 24. As a result, the operator can easily operate the nutrunner unit 24 under the assisting action of the balancer mechanism 26.

図７は、本発明の第２の実施形態に係る作業装置であるタイヤ組み付け装置８０が配置される組み立てライン８２のブロック図である。なお、第１の実施形態に係る組み立てライン１２と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。   FIG. 7 is a block diagram of an assembly line 82 in which a tire assembly device 80 that is a work device according to the second embodiment of the present invention is arranged. In addition, the same referential mark is attached | subjected to the component same as the assembly line 12 which concerns on 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.

タイヤ組み付け装置８０は、タイヤセットロボット２０と、ナット締め付けロボット２２と、ナットランナユニット２４が装着されるバランサ機構８４とを備える。バランサ機構８４は、電動式バランサを備えるとともに、前記バランサ機構８４は、バランサコントローラ８６を構成する制御部８８により制御される。   The tire assembling apparatus 80 includes a tire setting robot 20, a nut tightening robot 22, and a balancer mechanism 84 to which the nut runner unit 24 is attached. The balancer mechanism 84 includes an electric balancer, and the balancer mechanism 84 is controlled by a control unit 88 that constitutes a balancer controller 86.

バランサコントローラ８６は、力演算部９０を有し、この力演算部９０は、ナット締め付けロボット２２の手首部に取り付けられた力覚センサ９２に接続される。この力覚センサ９２は、ナット締め付けロボット２２の手首部に付与される負荷を力演算部９０に入力する。   The balancer controller 86 has a force calculation unit 90, and this force calculation unit 90 is connected to a force sensor 92 attached to the wrist portion of the nut tightening robot 22. The force sensor 92 inputs a load applied to the wrist portion of the nut tightening robot 22 to the force calculation unit 90.

このように構成される第２の実施形態では、ナット締め付けロボット２２によりナットランナユニット２４がナット締め付け作業に沿って操作される。その際、ナット締め付けロボット２２の手首部に比較的大きな反力が作用すると、力覚センサ９２から力演算部９０に入力される信号に基づいて、制御部８８は、前記反力が０又は微少な値に近似するように、バランサ機構８４のアクチュエータ（図示せず）を駆動制御する。   In the second embodiment configured as described above, the nut runner unit 24 is operated along the nut tightening operation by the nut tightening robot 22. At this time, if a relatively large reaction force acts on the wrist portion of the nut tightening robot 22, the control unit 88 determines that the reaction force is zero or very small based on a signal input from the force sensor 92 to the force calculation unit 90. The actuator (not shown) of the balancer mechanism 84 is driven and controlled so as to approximate a large value.

このため、ナット締め付けロボット２２は、ナットランナユニット２４を搬送するのに必要な力が一挙に削減され、前記ナット締め付けロボット２２の一層の小型化が確実に図られるという効果が得られる。   For this reason, the nut tightening robot 22 has the effect that the force required to transport the nut runner unit 24 is reduced at once, and the nut tightening robot 22 can be further reduced in size.

図８は、本発明の第３の実施形態に係る作業装置であるタイヤ組み付け装置１００が配置される組み立てライン１０２の斜視説明図である。なお、第１の実施形態に係る組み立てライン１２と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。   FIG. 8 is a perspective explanatory view of an assembly line 102 on which a tire assembly device 100 that is a working device according to the third embodiment of the present invention is arranged. In addition, the same referential mark is attached | subjected to the component same as the assembly line 12 which concerns on 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.

タイヤ組み付け装置１００は、タイヤセットロボット２０と、ナット締め付けロボット（第２作業機構）２２と、ナットランナユニット（作業ユニット）２４が装着される多関節ロボット（第１作業機構）１０４とを備える。   The tire assembling apparatus 100 includes a tire setting robot 20, a nut tightening robot (second working mechanism) 22, and an articulated robot (first working mechanism) 104 to which a nut runner unit (working unit) 24 is attached.

多関節ロボット１０４は、多関節型の汎用ロボットであり、例えば、ナット締め付けロボット２２と同様に構成される。多関節ロボット１０４のアーム１０６の先端には、力覚センサ１０８が装着されるとともに、前記力覚センサ１０８は、該力覚センサ１０８を基にした座標系であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、α１軸、α２軸及びα３軸の６軸方向の反力を検出する。多関節ロボット１０４は、各関節を動作させるためのアクチュエータ１１０ａ〜１１０ｄを設けている。   The articulated robot 104 is an articulated general-purpose robot, and is configured in the same manner as the nut tightening robot 22, for example. A force sensor 108 is attached to the tip of the arm 106 of the articulated robot 104, and the force sensor 108 is an X-axis, Y-axis, Z-axis which is a coordinate system based on the force sensor 108. , The reaction force in the six-axis direction of the α1, α2, and α3 axes is detected. The multi-joint robot 104 is provided with actuators 110a to 110d for operating each joint.

このように構成される第３の実施形態では、ナット締め付けロボット２２により、ナットランナユニット２４がナット締め付け作業に沿って操作される際、力覚センサ１０８が６軸方向の反力を検出する。   In the third embodiment configured as described above, when the nut runner unit 24 is operated along the nut tightening operation by the nut tightening robot 22, the force sensor 108 detects the reaction force in the six axial directions.

従って、検出された反力を０又は微少な値に近似させるように、各々のアクチュエータ１１０ａ〜１１０ｄが制御されることにより、ナット締め付けロボット２２は、ナットランナユニット２４を搬送するのに必要な力が一挙に削減される。これにより、ナット締め付けロボット２２の一層の小型化が確実に図られるという効果が得られる。   Therefore, by controlling the actuators 110a to 110d so as to approximate the detected reaction force to 0 or a minute value, the nut tightening robot 22 has a force necessary to convey the nut runner unit 24. Reduced at once. Thereby, the effect that the further miniaturization of the nut tightening robot 22 can be achieved reliably is obtained.

本発明の第１の実施形態に係る作業装置であるタイヤ組み付け装置が配置される組み立てラインの斜視説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective explanatory view of an assembly line in which a tire assembly device that is a working device according to a first embodiment of the present invention is arranged. 前記タイヤ組み付け装置を構成するナットランナユニットの正面説明図である。It is front explanatory drawing of the nut runner unit which comprises the said tire assembly apparatus. 前記タイヤ組み付け装置のブロック図である。It is a block diagram of the tire assembling apparatus. 本発明の組み付け方法において、タイヤセットロボットの動作を説明するフローチャートである。6 is a flowchart for explaining the operation of the tire setting robot in the assembling method of the present invention. 前記組み付け方法において、ナット締め付けロボットの動作を説明するフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an operation of a nut tightening robot in the assembling method. 前記組み付け方法のタイミングチャートである。It is a timing chart of the said assembling method. 本発明の第２の実施形態に係る作業装置であるタイヤ組み付け装置が配置される組み立てラインのブロック図である。It is a block diagram of the assembly line by which the tire assembly apparatus which is a working device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is arrange | positioned. 本発明の第３の実施形態に係る作業装置であるタイヤ組み付け装置が配置される組み立てラインの斜視説明図である。It is an isometric view explanatory drawing of the assembly line by which the tire assembly apparatus which is a working device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention is arrange | positioned.

符号の説明Explanation of symbols

１０、８０、１００…タイヤ組み付け装置
１２、８２、１０２…組み立てライン １４…自動車車体
１６…搬送路 １８…ハブボルト
２０…タイヤセットロボット ２２…ナット締め付けロボット
２４…ナットランナユニット ２６、８４…バランサ機構
２８ａ、２８ｂ…取り付け部位 ３０…タイヤ投入コンベヤ
３２…ナット ３６…ナット置き台
３８…ナット整列ロボット ４０、５０…ロボット本体
４８ａ、４８ｂ…カメラ ５６…把持部
６０…ナットランナ ６２…アタッチメント部
７０、７４…画像処理装置 ７４…主制御装置
８６…バランサコントローラ ８８…制御部
９０…力演算部 ９２、１０８…力覚センサ
１０４…多関節ロボット Ｗ…タイヤ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 80, 100 ... Tire assembly apparatus 12, 82, 102 ... Assembly line 14 ... Car body 16 ... Conveyance path 18 ... Hub bolt 20 ... Tire setting robot 22 ... Nut clamping robot 24 ... Nut runner unit 26, 84 ... Balancer mechanism 28a, 28b ... Attachment site 30 ... Tire loading conveyor 32 ... Nut 36 ... Nut stand 38 ... Nut alignment robot 40, 50 ... Robot main body 48a, 48b ... Camera 56 ... Grip part 60 ... Nutrunner 62 ... Attachment part 70, 74 ... Image processing Device 74: Main controller 86 ... Balancer controller 88 ... Control unit 90 ... Force calculation unit 92, 108 ... Force sensor 104 ... Articulated robot W ... Tire

Claims (7)

ワークに対して締結部材を自動的に締め付ける作業を行うナットランナを有する作業ユニットと、
前記作業ユニットの重量を保持し、且つ前記作業ユニットを移動自在に装着する第１作業機構と、
前記作業ユニット又は前記第１作業機構の一部に着脱可能に連結され、該作業ユニットを、前記ナットランナにより前記締結部材を自動的に締め付ける作業に沿って自動操作する第２作業機構と、
を備えることを特徴とする作業装置。 A work unit having a nut runner for automatically fastening the fastening member to the workpiece;
A first working mechanism for holding the weight of the working unit and movably mounting the working unit;
A second work mechanism that is detachably connected to the work unit or a part of the first work mechanism, and that automatically operates the work unit along a work of automatically fastening the fastening member by the nut runner ;
A working apparatus comprising: 請求項１記載の作業装置において、前記第１作業機構は、バランサ機構又は多関節ロボットを備えることを特徴とする作業装置。   The working device according to claim 1, wherein the first working mechanism includes a balancer mechanism or an articulated robot. 請求項１又は２記載の作業装置において、前記ナットランナは、前記ワークであるタイヤが装着される車両のハブボルトに対して前記締結部材であるナットを自動的に締め付けることを特徴とする作業装置。 The work apparatus according to claim 1 or 2, wherein the nut runner, work the tire is work characterized the automatic tightening benzalkonium the nut is the fastening member relative to the hub bolts of a vehicle mounted device . 請求項３記載の作業装置において、前記第２作業機構は、前記作業ユニットを、前記ナットランナにより前記ハブボルトに対して前記ナットを自動的に締め付ける作業に沿って自動操作するナット締め付けロボットであることを特徴とする作業装置。4. The working device according to claim 3, wherein the second working mechanism is a nut tightening robot that automatically operates the working unit along a work of automatically tightening the nut against the hub bolt by the nut runner. Features working equipment. ワークに対して締結部材を自動的に締め付ける作業を行うナットランナを有する作業ユニットを、前記作業ユニットの重量を保持し、且つ前記作業ユニットを移動自在な第１作業機構に装着する工程と、
第２作業機構を、前記作業ユニット又は前記第１作業機構の一部に着脱可能に連結する工程と、
前記第２作業機構の作用下に、前記第１作業機構に装着されている前記作業ユニットを、前記ナットランナにより前記締結部材を自動的に締め付ける作業に沿って自動操作する工程と、
を有することを特徴とする作業方法。 Attaching a work unit having a nut runner for automatically tightening a fastening member to a work to hold a weight of the work unit and mounting the work unit on a movable first work mechanism;
Detachably connecting the second work mechanism to the work unit or a part of the first work mechanism;
Under the action of the second work mechanism, automatically operating the work unit mounted on the first work mechanism along the work of automatically fastening the fastening member by the nut runner ;
A working method characterized by comprising: 請求項５記載の作業方法において、前記第１作業機構は、バランサ機構又は多関節ロボットを有することを特徴とする作業方法。 6. The working method according to claim 5 , wherein the first working mechanism includes a balancer mechanism or an articulated robot. 請求項５又は６記載の作業方法において、前記ナットランナは、前記ワークであるタイヤが装着される車両のハブボルトに対して前記締結部材であるナットを自動的に締め付けることを特徴とする作業方法。 The work method of claim 5 or 6, wherein the nut runner, the work method of the tire is a workpiece and wherein the automatic tightening benzalkonium the nut is the fastening member relative to the hub bolts of a vehicle to be mounted .
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