JP5531951B2 - Automatic assembly equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ツールによってワークに自動的に部品を組み付ける自動組み付け装置の技術に関する。 The present invention relates to a technique of an automatic assembly apparatus that automatically assembles a part onto a workpiece by a tool.
従来、自動組み付け装置は公知である。例えば、自動車工場では、エンジンのシリンダヘッドに自動的に部品を組み付ける自動組み付け装置が稼働している。このような自動組み付け装置には、締め付け装置によってシリンダヘッドに自動的にボルトを締め付けるもの、圧入装置によってシリンダヘッドに自動的にパイプを圧入するもの、あるいは、刻印装置によってシリンダヘッドに自動的に製造番号を刻印するもの等がある。また、特許文献1は、自動組み付け装置として、簡単な構成でエンジン本体に対する締結部材の締め付けと圧入部材の圧入とを同一の工程で自動的に行うことができる締め付け・圧入装置を開示している。 Conventionally, automatic assembly apparatuses are known. For example, in an automobile factory, an automatic assembling apparatus that automatically assembles parts into a cylinder head of an engine is operating. Such automatic assembling devices include those that automatically tighten bolts onto the cylinder head with a clamping device, those that automatically press-fit a pipe into the cylinder head with a press-fitting device, or those that are automatically manufactured on the cylinder head with a stamping device. There are things that engrave numbers. Further, Patent Document 1 discloses a tightening and press-fitting device that can automatically perform fastening of a fastening member and press-fitting of a press-fitting member to an engine body with a simple configuration as an automatic assembly device in the same process. .
しかし、上述した自動車工場の自動組み付け装置では、圧入、締め付け、刻印等の組み付けは、それぞれ組み付け工法が異なるため、異なる構成の自動組み付け装置により行われている。例えば、圧入と締め付けとでは、圧入時のシリンダヘッドに作用する反力は、締め付け時のシリンダヘッドに作用する反力と比較すると大きいものとなる。そのため、圧入時には、反力を支持する支持部材が必要となる。つまり、圧入、締め付け、刻印等の組み付けは、それぞれの自動組み付け装置による工程が必要となる。 However, in the above-described automatic assembly apparatus of an automobile factory, the assembly such as press-fitting, tightening, and engraving is performed by automatic assembly apparatuses having different configurations because the assembly methods are different. For example, in press-fitting and tightening, the reaction force acting on the cylinder head during press-fitting is larger than the reaction force acting on the cylinder head during tightening. Therefore, a support member that supports the reaction force is required at the time of press-fitting. That is, assembly by press fitting, tightening, engraving, etc. requires a process by each automatic assembly apparatus.
また、特許文献1が開示する自動組み付け装置では、エンジン本体の側面に締結部材の締め付けと圧入部材の圧入とを行うことができない。そのため、エンジン本体の側面に締結部材の締め付けと圧入部材の圧入とを行うには、さらに別の工程で締め付けおよび圧入を行う必要がある。 Moreover, in the automatic assembly apparatus disclosed in Patent Document 1, it is not possible to perform fastening of the fastening member and press-fitting of the press-fitting member on the side surface of the engine body. Therefore, in order to perform the fastening of the fastening member and the press-fitting of the press-fitting member on the side surface of the engine body, it is necessary to perform fastening and press-fitting in further steps.
このように、多数の工程で組み付け装置による組み付けを行うことは、自動車工場等では、組み付け作業スペースを小規模にできない等のデメリットがあった。 As described above, performing assembling with an assembling apparatus in a large number of processes has a demerit that an assembling work space cannot be reduced in an automobile factory or the like.
本発明の解決しようとする課題は、複数の工程を集約することができる自動組み付け装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an automatic assembly apparatus capable of integrating a plurality of processes.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、ツールによってワークに自動的に部品を組み付ける自動組み付け装置であって、前記ワークを固定する治具と、前記治具を前後方向に移動させる前後移動装置と、前記治具を前記前後方向周りに回転させる回転移動装置と、前記治具に支持部を密着させて該治具を支持し、または、前記治具から前記支持部を離間させて該治具を解放する支持装置と、複数の前記ツールを配置し、組み付けを行う1のツールを選択するツール選択装置と、選択された前記ツールを前記ワークに対し上下方向に移動させる上下移動装置と、選択された前記ツールを前記ワークに対し前記上下方向および前記前後方向と直交する左右方向に移動させる左右移動装置と、を具備するものである。 That is, in claim 1, an automatic assembly apparatus for automatically assembling a part to a workpiece by a tool, a jig for fixing the workpiece, a forward / backward movement apparatus for moving the jig in the front-rear direction, and the jig. A rotary movement device that rotates a tool around the front-rear direction, and supports the jig by bringing a support portion into close contact with the jig, or releases the jig by separating the support portion from the jig. A supporting device; a tool selecting device for arranging a plurality of the tools and selecting one tool to be assembled; a vertical movement device for moving the selected tool in the vertical direction with respect to the workpiece; And a left-right moving device that moves the tool in the up-down direction and the left-right direction perpendicular to the front-rear direction with respect to the workpiece.
本発明の自動組み付け装置によれば、複数の工程を集約することができる。 According to the automatic assembly apparatus of the present invention, a plurality of processes can be integrated.
図1を用いて、自動組み付け装置10について説明する。
なお、自動組み付け装置10は、図1に向かって左上に示される前後方向、左右方向、上下方向から構成される座標系に従って、各方向が定義されるものとする。
The
In the
自動組み付け装置10は、本発明の自動組み付け装置の実施形態である。自動組み付け装置10は、ツールによってワークに自動的に部品を組み付ける装置である。本発明の実施形態では、ツールは、圧入ツール、締め付けツールまたは刻印ツールとされている。また、本発明の実施形態では、ワークは、エンジンのシリンダヘッドWとされている。さらに、本発明の実施形態では、ワークに組み付けられる部品は、ボルト、パイプ、プラグ等とされている。
The
自動組み付け装置10は、マシンベース11と、フレーム12・12と、治具ユニット20と、ツールユニット60と、を具備している。フレーム12・12は、マシンベース11に立設されている。治具ユニット20は、マシンベース11に配置されている。ツールユニット60は、フレーム12・12に支持され、治具ユニット20の上方に配置されている。
The
治具ユニット20は、シリンダヘッドWを、前後方向(図中の矢印Y1の方向)へ移動可能に、ならびに、前後方向周り(図中の矢印YRの方向)に回転移動可能に固定するユニットである。治具ユニット20は、治具21と、支持装置30と、前後移動装置40と、回転移動装置50と、を具備している。
The
治具21は、シリンダヘッドWを固定するものである。治具21は、支柱22・22によって支持されている。支柱22は、マシンベース11に立設されている。
The
支持装置30は、治具21の下方であって、支柱22と支柱22との間に配置され、マシンベース11に立設されている。支持装置30は、支持部31をサーボ機構によって上下方向(図中の矢印Z2の方向)に移動する構成とされている。サーボ機構は、上下移動させる駆動機構と、サーボアンプと、サーボモータと、を具備している。サーボアンプは、コントローラ(図示略)に接続されている。サーボ機構の詳細については、説明を省略する。
The
支持装置30は、支持部31を上昇させたときには、支持部31を治具21の底面に密着させ、治具21の底面を下方から支持するように構成されている。一方、支持装置30は、支持部31を下降させたときには、支持部31を治具21の底面から離間して、支持部31による治具21の支持を解放するように構成されている。
The
前後移動装置40は、治具21の近傍であって、支柱22・22の外側に配置されている。前後移動装置40は、治具21をサーボ機構によって前後方向(図中の矢印Y1の方向)に移動する構成とされている。サーボ機構は、前後移動させる駆動機構と、サーボアンプと、サーボモータと、を具備している。サーボアンプは、コントローラ(図示略)に接続されている。
The back-and-forth moving
回転移動装置50は、治具21の近傍であって、前後移動装置40・40の外側に配置されている。回転移動装置50は、治具21をサーボ機構によって前後方向周りの回転方向(図中の矢印YRの方向)に移動する構成とされている。サーボ機構は、回転移動させる駆動機構と、サーボアンプと、サーボモータと、を具備している。サーボアンプは、コントローラ(図示略)に接続されている。
The rotary moving
このような構成とすることで、コントローラは、治具ユニット20に固定されたシリンダヘッドWを、前後移動装置40によって前後に移動することができる。また、コントローラは、治具ユニット20に固定されたシリンダヘッドWを、回転移動装置50によって前後方向周りの回転方向に移動(回転)することができる。また、コントローラは、治具ユニット20に固定されたシリンダヘッドWを、支持装置30によって治具21の下方から支持することができる。
With such a configuration, the controller can move the cylinder head W fixed to the
ツールユニット60は、組み付けに用いる締め付けツール、圧入ツール、または刻印ツールが選択され、選択したツールを上下方向または左右方向に移動させるユニットである。ツールユニット60は、左右移動装置70と、上下移動装置80・80と、ツール選択装置90と、を具備している。左右移動装置70、上下移動装置80・80およびツール選択装置90は、支持板61に一体的に支持されている。
The
左右移動装置70は、支持板61の中央部の後側に配置されている。左右移動装置70は、支持板61をサーボ機構によってレール71に沿って左右方向(図中の矢印X1の方向)に移動する構成とされている。サーボ機構は、左右移動させる駆動機構と、サーボアンプと、サーボモータと、を具備している。サーボアンプは、コントローラ(図示略)に接続されている。
The left / right moving
上下移動装置80は、支持板61の上部の前側に2台配置されている。それぞれの上下移動装置80は、締め付け機構81と圧入機構82とをサーボ機構によって上下方向(図中の矢印Z1の方向)に移動する構成とされている。サーボ機構は、上下移動させる駆動機構と、サーボアンプと、サーボモータと、を具備している。サーボアンプは、コントローラ(図示略)に接続されている。
Two
締め付けツールは、締め付け機構81と、第1ソケット91、第2ソケット92または第3ソケット93と、から構成されるものである。締め付け機構81は、モータによる回転トルクで締め付ける構成とされている。
The tightening tool includes a
圧入ツールは、圧入機構82と、第1圧入ツール94と、第2圧入ツール95と、から構成されるものである。刻印ツールは、圧入機構82と、刻印ツール96と、から構成されるものである。圧入機構82は、モータの正逆運転により往復動作をする電動シリンダとされている。
The press-fit tool is composed of a press-
ツール選択装置90は、支持板61の下部の前側に配置されている。ツール選択装置90は、ツールボックス99をサーボ機構によって左右方向(図中の矢印X2の方向)に移動する構成とされている。サーボ機構は、上下移動させる駆動機構と、サーボアンプと、サーボモータと、を具備している。サーボアンプは、コントローラ(図示略)に接続されている。
The
ツールボックス99は、第1ソケット91と、第2ソケット92と、第3ソケット93と、第1圧入ツール94と、第2圧入ツール95と、刻印ツール96と、を具備している。ツールボックス99は、第1ソケット91、第2ソケット92、第3ソケット93、第1圧入ツール94、第2圧入ツール95および刻印ツール96を略均等な間隔で支持している。
The
第1ソケット91、第2ソケット92および第3ソケット93は、それぞれ異なる径のボルトを回す六角ソケットである。第1ソケット91、第2ソケット92および第3ソケット93の上部は、締め付け機構81と係合できるように構成されている。
The
第1圧入ツール94および第2圧入ツール95は、それぞれ異なる部品を押圧するツールである。第1圧入ツール94、第2圧入ツール95および刻印ツール96は、圧入機構82と係合できるように構成されている。
The first press-
このような構成とすることで、コントローラは、ツール選択装置90によってツールボックス99を左右方向に移動させて、締め付け機構81または圧入機構82の直下に使用するツールを移動することができる。また、コントローラは、上下移動装置80によって、締め付け機構81または圧入機構82を上下移動させ、使用するツールを係合させ、シリンダヘッドWまで移動させることができる。また、コントローラは、左右移動装置70によって、ツールユニット60をシリンダヘッドWに対して左右方向に移動させることができる。
With this configuration, the controller can move the
本実施形態では、ツール選択装置90および上下移動装置80によってツールを自動的に交換する構成としたが、これに限定されない。例えば、ツール選択装置90を用いることなく手動でツールを交換する構成であっても良い。
In the present embodiment, the tool is automatically exchanged by the
図2を用いて、自動組み付け装置10による組み付けの一例について説明する。
図2は、図1の矢印Aの方向からみた模式図である。また、図2では、自動組み付け装置10による組み付けの一例について、図2(A)〜図2(D)に向かって段階的に示している。なお、図2(B)の上方では、前後方向の前側および後側を示している。
An example of assembly by the
FIG. 2 is a schematic view seen from the direction of arrow A in FIG. Moreover, in FIG. 2, it shows in steps toward FIG. 2 (A)-FIG.2 (D) about an example of the assembly | attachment by the
図2(A)に示すように、コントローラは、ツール選択装置90によって、ツールボックス99を左右方向に移動させて、第1ソケット91を締め付け機構81の直下まで移動させる。次に、コントローラは、上下移動装置80によって、締め付け機構81を下方へ移動させ、締め付け機構81に第1ソケット91を係合させ、シリンダヘッドWまで移動させる。次に、コントローラは、前後移動装置40および左右移動装置70によって、締め付け機構81および第1ソケット91を目標の組み付け位置まで移動させ、第1ソケット91によってボルトをシリンダヘッドWに組み付ける。このとき、治具21は、支持装置30によって治具21の底面の支持が解放されている。なお、ボルトの供給については、詳細な説明を省略する。
As shown in FIG. 2A, the controller moves the
図2(B)に示すように、コントローラは、上下移動装置80によって、締め付け機構81を上方へ移動させ、第1ソケット91をツールボックス99に支持させ、締め付け機構81と第1ソケット91との係合を解放する。次に、コントローラは、前後移動装置40によって、治具21を前後方向の後側に移動させる。次に、コントローラは、回転移動装置50によって、シリンダヘッドWの後側面が上面を向くように、治具21を前後方向周りの回転方向に90°回転させる。
As shown in FIG. 2B, the controller moves the
図2(C)に示すように、コントローラは、支持装置30によって、支持部31を治具21の底面に密着させ、治具21の底面を下方から支持する。
As shown in FIG. 2C, the controller causes the
図2(D)に示すように、コントローラは、ツール選択装置90によって、ツールボックス99を左右方向に移動させて、第1圧入ツール94を圧入機構82の直下まで移動させる。次に、コントローラは、上下移動装置80によって、圧入機構82を下方へ移動させ、圧入機構82に第1圧入ツール94を係合させ、シリンダヘッドWまで移動させる。次に、コントローラは、前後移動装置40および左右移動装置70によって、目標の組み付け位置まで移動させ、第1圧入ツール94によってパイプをシリンダヘッドWに組み付ける。このとき、治具21は、支持装置30によって治具21の底面を支持されている。なお、パイプの供給については、詳細な説明を省略する。
As shown in FIG. 2D, the controller moves the
なお、図2では、自動組み付け装置10による圧入および締め付けの組み付けを一例として説明したが、これに限定されない。例えば、コントローラは、上下移動装置80によって、圧入機構82を下方へ移動させ、圧入機構82に刻印ツール96を係合させ、シリンダヘッドWまで移動させ、シリンダヘッドWに製造番号を刻印することもできる。
In addition, although FIG. 2 demonstrated as an example the assembly | attachment of the press-fit and clamping | tightening by the
自動組み付け装置10の効果について説明する。
本実施形態の自動組み付け装置10によれば、複数の工程を集約することができる。
すなわち、支持装置30は、治具21の底面を下方から支持する、あるいは、治具21の支持を解放する構成とされている。そのため、自動組み付け装置10が圧入または刻印の組み付けを行うときには、支持装置30によって圧入または刻印の反力を支持し、自動組み付け装置10が締め付けの組み付けを行うときには、支持装置30によって反力の支持を解除できる。
The effect of the
According to the
That is, the
また、回転移動装置50は、治具21をサーボ機構によって前後方向周りの回転方向に移動する構成とされている。そのため、シリンダヘッドWの前後方向周りの側面についても、上面に配置されたツールユニット60によって組み付けを行うことができる。
Further, the
さらに、前後移動装置40が、治具21をサーボ機構によって前後方向に移動する構成とされている。左右移動装置70が、ツールユニット60を左右方向に移動する構成とされている。そのため、シリンダヘッドWの組み付け位置を自在に変更することができる。
Further, the front-
10 自動組み付け装置
20 治具ユニット
30 支持装置
40 前後移動装置
50 回転移動装置
60 ツールユニット
70 左右移動装置
80 上下移動装置
90 ツール選択装置
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ワークを固定する治具と、
前記治具を前後方向に移動させる前後移動装置と、
前記治具を前記前後方向周りに回転させる回転移動装置と、
前記治具に支持部を密着させて該治具を支持し、または、前記治具から前記支持部を離間させて該治具を解放する支持装置と、
複数の前記ツールを配置し、組み付けを行う1のツールを選択するツール選択装置と、
選択された前記ツールを前記ワークに対し上下方向に移動させる上下移動装置と、
選択された前記ツールを前記ワークに対し前記上下方向および前記前後方向と直交する左右方向に移動させる左右移動装置と、
を具備する、
自動組み付け装置。 An automatic assembly device that automatically assembles parts onto a workpiece using a tool,
A jig for fixing the workpiece;
A back-and-forth moving device for moving the jig in the front-rear direction;
A rotational movement device for rotating the jig around the front-rear direction;
A support device for supporting the jig by bringing a support portion into close contact with the jig, or releasing the jig by separating the support portion from the jig;
A tool selection device for arranging a plurality of the tools and selecting one tool to be assembled;
A vertical movement device for moving the selected tool in the vertical direction with respect to the workpiece;
A left-right moving device for moving the selected tool in the up-down direction and the left-right direction perpendicular to the front-rear direction with respect to the workpiece;
Comprising
Automatic assembly device.
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