JP5413346B2 - 部品組み付け装置及び機械部品の製造方法 - Google Patents
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Description
この多関節ロボットは、以下のように動作する。
多関節ロボットが動作して、ハンドリング機構を部品フィーダに対向させ、永久磁石ハンドリング機構の永久磁石に部品を吸着させる。次に、多関節ロボットを動作させて、永久磁石に吸着された部品を治具のブラケット駒の上に載置する。最後に、永久磁石を部品から水平方向に移動させて部品から分離させる。
本発明は、機械部品の取り付け孔にボルトを挿入することが可能な部品組み付け装置及び機械部品の製造方法を提供することを目的とする。
前記穴の深さ方向の寸法が、前記ボルトの頭の高さよりも短く、
前記多関節ロボットが、前記ボルト保持部に保持された前記ボルトの先端部を被固定部品に載せられた固定部品の取り付け孔に挿入し、該ボルトを傾けて、該ボルト保持部から該ボルトを分離する。
前記穴の深さ方向の寸法が、前記ボルトの頭の高さよりも短く、
前記多関節ロボットが、前記ボルト保持部に保持された前記ボルトの先端部を被固定部品に載せられた固定部品の取り付け孔に挿入し、該ボルトを傾けて該ボルトの軸部を前記取り付け孔の内周面に接触させ、該ボルトを更に傾ける方向に前記ボルト保持部を回転移動させて、該ボルト保持部から該ボルトを分離する。
前記穴の深さ方向の寸法が、前記ボルトの頭の高さよりも短く、
前記多関節ロボットが、前記ボルト保持部に保持された前記ボルトの先端部を被固定部品に載せられた固定部品の取り付け孔に挿入した後、該ボルトを傾けて該ボルトの軸部を前記取り付け孔の内周面に接触させ、該軸部の接触により生じた摩擦力が前記磁石による吸着力よりも大きい状態となるように前記ボルト保持部を前記固定部品の取り付け孔から離れる方向に移動させて、該ボルト保持部から該ボルトを分離する。
前記多関節ロボットが、前記位置決めピンを前記固定部品及び前記被固定部品の取り付け孔に挿入して、該固定部品及び該被固定部品の位置決めをすることが好ましい。
前記ボルト保持部に保持された前記ボルトの先端部を被固定部品に載せられた固定部品の取り付け孔に挿入した後、該ボルトを傾けて、該ボルト保持部から該ボルトを分離するステップとを含む。
前記ボルト保持部に保持された前記ボルトの先端部を被固定部品に載せられた固定部品の取り付け孔に挿入した後、該ボルトを傾けて該ボルトの軸部を前記取り付け孔の内周面に接触させるステップと、
前記ボルトを更に傾ける方向に前記ボルト保持部を回転移動させて、該ボルト保持部から該ボルトを分離するステップとを含む。
前記ボルト保持部に保持された前記ボルトの先端部を被固定部品に載せられた固定部品の取り付け孔に挿入した後、該ボルトを傾けて該ボルトの軸部を前記取り付け孔の内周面に接触させるステップと、
該軸部の接触により生じた摩擦力が前記磁力による吸着力よりも大きい状態となるように前記ボルト保持部を前記固定部品の取り付け孔から離れる方向に移動させて、該ボルト保持部から該ボルトを分離するステップとを含む。
図7(A)、(B)に示すように、第1のハンド51aは、3つの電磁石71と、2つの位置決めピン74とを有している。
1対の支持ピン55、56は、ブラケット59を介してベース部材61に固定され、それぞれYT2軸の正方向に突出している。1対の支持ピン55、56のピッチと形状は、各支持ピン55、56が部品Cの部材41に形成された2つの孔HC5、HC6に挿入可能となるように設定されている。
(ステップS1)
部品Aがコンベヤ15に載って前工程から搬送される。
第2のロボット11bが、位置決めピン57の先端が下方を向くように第2のハンド51bの向きを変え、部品Aの近傍の予め決められた位置まで移動して待機する。
第2のロボット11bのステップS2に示した動作と並行して、第1のロボット11aが、部品供給機16によって供給された部品Bを取りにいく。
第1のロボット11aは、第1のハンド51aの各位置決めピン74を部品Bの取り付け孔HB1、HB3の上方から下降させる。
次いで、第1のロボット11aは、各位置決めピン74を取り付け孔HB1、HB3に挿入する。
各位置決めピン74が取り付け孔HB1、HB3に挿入された後、第1のロボット11aは、電磁石71を励磁する。その結果、第1のハンド51aは、電磁石71の磁力によって部品Bを吸着する。このようにして、第1のハンド51aは、3点(3つの電磁石71)で部品Bを安定して保持することができる。
第1のロボット11aが、部品Bを部品Aの上方へ移動させる。第1のロボット11aが、部品Aの上で中心軸Sと孔37の中心を合わせるようにして電磁石71の励磁を解除すると、部品Bが解放され、部品Bは部品Aの上に載る(図3参照)。部品Aは、予め位置決めされており、部品Bは、部品供給機16によって予め決められた位置及び姿勢で供給されるため、部品Aのねじ孔HA1〜HA4の位置と、このねじ孔HA1〜HA4に対応する部品Bの取り付け孔HB1〜HB4の位置を、おおよそ一致させることができる。
第1のロボット11aのステップS4に示した動作と並行して、第2のロボット11bが、部品供給機17によって供給された部品Cを取りにいく。第2のロボット11bは、支持ピン55、56を部品Cの部材41の側面に突き当て、部品Cを予め決められた位置に位置決めする。
第2のロボット11bは、部品Cの2つの孔HC5、HC6に1対の支持ピン55、56を挿入する。第2のロボット11bは、部品Cの2つの孔HC5、HC6に1対の支持ピン55、56を引っ掛け、部品Cを吊り下げて保持し、部品Aに載った部品Bの上方まで搬送する。第2のロボット11bは、部品Cが支持ピン55、56から抜け落ちないように、支持ピン55、56の先端を斜め上方に上げて部品Cを搬送する。
第2のロボット11bは、部品Cを降下させ、部品Cを部品A(部品B)の上に載せる。部品Aは、前述のように予め位置決めされており、部品Cは、部品供給機17によって予め決められた位置及び姿勢で供給されるため、部品Aのねじ孔HA1〜HA4の位置と、このねじ孔HA1〜HA4に対応する部品Cの取り付け孔HC1〜HC4の位置を、おおよそ一致させることができる。即ち、部品Aのねじ孔HA1〜HA4に対応する部品Bの取り付け孔HB1〜HB4及び部品Cの取り付け孔HC1〜HC4は、それぞれ、おおよそ一致した状態となる。
第1のロボット11aは、上方から2つの位置決めピン74の内の一方を部品Cの上面に押し当て、部品Cが動かないように固定する。なお、第1のロボット11aが、2つの位置決めピン74の内の一方を部品Bの上面に押し当て、部品Cを間接的に固定してもよい。
第2のロボット11bは、第1のロボット11aによって固定された部品Cから1対の支持ピン55、56を抜き取る。
第1のロボット11aが、第1のハンド51aを部品Cから退避させる。
第2のロボット11bが、位置決めピン57を部品Cの取り付け孔HC2に挿入する。図8に示すように、位置決めピン57は、部品Cの取り付け孔HC2、部品Cの下に位置する部品Bの取り付け孔HB2、更にその下に位置する部品Aのねじ孔HA2に挿入される。その結果、部品Aのねじ孔HA1〜HA4に対応する部品Bの取り付け孔HB1〜HB4及び部品Cの取り付け孔HC1〜HC4は、ボルトが挿入可能な程度の精度で位置決めされる。その後、第2のロボット11bは、位置決めピン57を取り付け孔HC2から抜く。
第1のロボット11aが第1のハンド51aの位置決めピン74を用いて部品Cの上面の適当な場所を押さえる。
第2のロボット11bが、ボルトフィーダにより供給されたボルトをボルト保持部58に保持する。
第2のロボット11bは、保持したボルトを部品Cの取り付け孔HC1(部品Bの取り付け孔HB1)に挿入する。
詳細には、第2のロボット11bは、図9(A)に示すように、ボルトの先端を取り付け孔HC1の方向に向けてボルト保持部58を降下させる。第2のロボット11bは、図9(B)に示すように、ボルトの先端部を挿入した後、ボルトの頭を傾けるように、ボルト保持部58を回転移動させる。ボルトを傾けると、図9(C)に示すように、ボルトの軸部が取り付け孔HB1、HC1の内周面に接触する。ボルトが接触した状態から、図9(C)の矢印で示すように、第2のロボット11bがボルトを更に傾ける方向にボルト保持部58を回転移動させて、図9(D)に示すように、ボルト保持部58からボルトを外す。そうすると、取り付け孔HB1、HC1にボルトが挿入される。
このように、第2のロボット11bは、ボルトを保持したり、挿入したりするための専用の駆動源を用いることなく、動きの小さな動作で取り付け孔にボルトを挿入することができる。
取り付け孔HB1、HC1に挿入されたボルトはコンベヤ15の下流で行われる後工程にて本締めされる。
第2のロボット11bは、ボルト保持部58からボルトを分離した後、コンベヤ15から退避する。
第2のロボット11bが、再度ボルトフィーダにより供給されたボルトをボルト保持部58に保持する。第2のロボット11bは、2本目のボルトを部品Cの取り付け孔HC2及び部品Bの取り付け孔HB2に挿入する。
第2のロボット11bの詳細なボルト挿入動作は、ステップS10と同様であるので、詳細な説明は省略する。
第2のロボット11bが、再度ボルトフィーダにより供給されたボルトをボルト保持部58に保持する。第2のロボット11bは、3本目のボルトを部品Cの取り付け孔HC3及び部品Bの取り付け孔HB3に挿入する。
第2のロボット11bの詳細なボルト挿入動作は、ステップS10と同様であるので、詳細な説明は省略する。
第2のロボット11bが、再度ボルトフィーダにより供給されたボルトをボルト保持部58に保持する。第2のロボット11bは、4本目のボルトを部品Cの取り付け孔HC4及び部品Bの取り付け孔HB4に挿入する。
第2のロボット11bの詳細なボルト挿入動作は、ステップS10と同様であるので、詳細な説明は省略する。
また、第1のハンド51aが有する電磁石71は少なくとも3つあればよい。
部品Aはコンベヤ15によって搬送されずに、単なる作業台に載置されていても本発明を適用できることは明らかである。
部品Aのねじ孔、部品Bの取り付け孔及び部品Cの取り付け孔の数はそれぞれ4つに限定されるものではない。すなわち、部品Aのねじ孔、部品Bの取り付け孔及び部品Cの取り付け孔の数は任意でよい。また、各部品に形成された複数の固定用の孔(取り付け孔及びねじ孔)のサイズはそれぞれ同じサイズである必要はない。
第1及び第2のロボット11a、11bは、7軸の多関節ロボットに限定されるものではなく、7軸以上の多関節ロボットであればよい。
Claims (11)
- 磁石を用いてボルトの頭を保持する穴が形成されたボルト保持部を有する多関節ロボットを備え、
前記穴の深さ方向の寸法が、前記ボルトの頭の高さよりも短く、
前記多関節ロボットが、前記ボルト保持部に保持された前記ボルトの先端部を被固定部品に載せられた固定部品の取り付け孔に挿入し、該ボルトを傾けて、該ボルト保持部から該ボルトを分離する部品組み付け装置。 - 磁石を用いてボルトの頭を保持する穴が形成されたボルト保持部を有する多関節ロボットを備え、
前記穴の深さ方向の寸法が、前記ボルトの頭の高さよりも短く、
前記多関節ロボットが、前記ボルト保持部に保持された前記ボルトの先端部を被固定部品に載せられた固定部品の取り付け孔に挿入し、該ボルトを傾けて該ボルトの軸部を前記取り付け孔の内周面に接触させ、該ボルトを更に傾ける方向に前記ボルト保持部を回転移動させて、該ボルト保持部から該ボルトを分離する部品組み付け装置。 - 磁石を用いてボルトの頭を保持する穴が形成されたボルト保持部を有する多関節ロボットを備え、
前記穴の深さ方向の寸法が、前記ボルトの頭の高さよりも短く、
前記多関節ロボットが、前記ボルト保持部に保持された前記ボルトの先端部を被固定部品に載せられた固定部品の取り付け孔に挿入した後、該ボルトを傾けて該ボルトの軸部を前記取り付け孔の内周面に接触させ、該軸部の接触により生じた摩擦力が前記磁石による吸着力よりも大きい状態となるように前記ボルト保持部を前記固定部品の取り付け孔から離れる方向に移動させて、該ボルト保持部から該ボルトを分離する部品組み付け装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の部品組み付け装置において、前記ボルト保持部は、非磁性材料によって形成され、前記磁石は、前記穴の底部に設けられた部品組み付け装置。
- 請求項4記載の部品組み付け装置において、
前記ボルトは6角ボルトであり、前記穴の直径は、該6角ボルトの頭の最外寸法よりも大きい部品組み付け装置。 - 請求項5記載の部品組み付け装置において、
前記穴の開口部側の内周面には、テーパが設けられ、該穴の底部よりも径が大きく形成された部品組み付け装置。 - 請求項6記載の部品組み付け装置において、
前記テーパが設けられた部分を除いた前記穴の深さ方向の寸法が、前記穴の深さ方向の寸法の半分以下である部品組み付け装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の部品組み付け装置において、
前記多関節ロボットは、前記固定部品の取り付け孔及び該取り付け孔に対応する前記被固定部品の取り付け孔に挿入される位置決めピンを更に備え、
前記多関節ロボットが、前記位置決めピンを前記固定部品及び前記被固定部品の取り付け孔に挿入して、該固定部品及び該被固定部品の位置決めをする部品組み付け装置。 - 深さ方向の寸法がボルトの頭の高さよりも短く、該ボルトの頭を磁力により保持する穴が形成されたボルト保持部を用いて、該ボルトの頭を保持するステップと、
前記ボルト保持部に保持された前記ボルトの先端部を被固定部品に載せられた固定部品の取り付け孔に挿入した後、該ボルトを傾けて、該ボルト保持部から該ボルトを分離するステップとを含む機械部品の製造方法。 - 深さ方向の寸法がボルトの頭の高さよりも短く、該ボルトの頭を磁力により保持する穴が形成されたボルト保持部を用いて、該ボルトの頭を保持するステップと、
前記ボルト保持部に保持された前記ボルトの先端部を被固定部品に載せられた固定部品の取り付け孔に挿入した後、該ボルトを傾けて該ボルトの軸部を前記取り付け孔の内周面に接触させるステップと、
前記ボルトを更に傾ける方向に前記ボルト保持部を回転移動させて、該ボルト保持部から該ボルトを分離するステップとを含む機械部品の製造方法。 - 深さ方向の寸法がボルトの頭の高さよりも短く、該ボルトの頭を磁力により保持する穴が形成されたボルト保持部を用いて、該ボルトの頭を保持するステップと、
前記ボルト保持部に保持された前記ボルトの先端部を被固定部品に載せられた固定部品の取り付け孔に挿入した後、該ボルトを傾けて該ボルトの軸部を前記取り付け孔の内周面に接触させるステップと、
該軸部の接触により生じた摩擦力が前記磁力による吸着力よりも大きい状態となるように前記ボルト保持部を前記固定部品の取り付け孔から離れる方向に移動させて、該ボルト保持部から該ボルトを分離するステップとを含む機械部品の製造方法。
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