JP6215805B2 - 圧入装置 - Google Patents

Description

本発明は圧入装置に関する。

エンジンのシリンダブロックでは圧入部品の種類や圧入箇所が複数となる場合がある。このようなワークに対応する圧入装置として、例えば、特許文献１には圧入部品の種類に対応して工具の交換を自動的に行える圧入装置が開示されている。また、特許文献２には複数の圧入箇所に対応すべく、ワークを水平軸周りに回転させてその姿勢を変更可能な圧入装置が開示されている。また、特許文献３には、ワークを保持する回転テーブルと、パンチを水平移動可能に支持するパンチテーブルとを備え、ワークの回転とパンチの水平移動により複数の圧入箇所に対応可能な圧入装置が開示されている。また、回転テーブルは着脱可能とされており、ワークに対応して複数種類準備されることが開示されている。

特開２００１−００１２１９号公報 特許第４２９８０４６号公報 特開２０１２−１６６２８８号公報

圧入部品の圧入箇所の裏側には、圧入力を受ける部分が必要とされる場合がある。ワークの種類により圧入箇所は異なるため、圧入力を受ける部分の位置もワークの種類に応じて異なる。特許文献３の装置では、ワークの種類に対応して圧入力を受ける部分（バックアップ）が配置された回転テーブルを準備することで、ワークの各圧入箇所の位置に対応してバックアップを設けている。

特許文献３の方式では、各圧入箇所に対応してバックアップを一つずつ配置する必要がある。このため、例えば、圧入箇所の数が多い場合や、圧入箇所によって圧入方向が異なる場合には、一つの回転テーブルで対応できる圧入箇所に限りがある場合がある。

本発明の目的は、複数の圧入箇所に対応可能な圧入装置を提供することにある。

本発明によれば、水平方向に移動可能に支持された可動テーブルと、前記可動テーブルを水平移動させる第一の水平移動機構と、前記可動テーブル上に設けられ、ワークを保持する保持ユニットと、前記可動テーブルと前記保持ユニットとの間に設けられ、前記可動テーブルに対して前記保持ユニットを相対的に水平移動可能に支持する第二の水平移動機構と、前記保持ユニットに保持された前記ワークに、部品を下方向に圧入する圧入機構と、前記可動テーブルに支持され、かつ、前記保持ユニットに保持された前記ワークを下側から支持し、前記圧入機構の圧入力を受けるアダプタと、を備え、前記保持ユニットは、前記ワークを水平軸周りに回動させる回動機構を備える、ことを特徴とする圧入装置が提供される。
また、本発明によれば、圧入装置であって、水平方向に移動可能に支持された可動テーブルと、ワークを保持する保持ユニットと、前記可動テーブルに対して前記保持ユニットを相対的に水平移動可能に支持する水平移動機構と、前記保持ユニットに保持された前記ワークに、部品を下方向に圧入する圧入機構と、前記可動テーブルに支持され、かつ、前記保持ユニットに保持された前記ワークを下側から支持し、前記圧入機構の圧入力を受けるアダプタと、を備え、前記アダプタは、前記ワークを下側から支持し、上下方向に延びる第一のバックアップ部材と、前記第一のバックアップ部材を上下方向に昇降自在に支持する支持部材と、を備え、前記圧入装置は、更に、前記第一のバックアップ部材を、前記ワークの下側に当接する圧入力負担位置とワークから離間した退避位置との間で昇降させる昇降機構を備え、前記保持ユニットは、前記ワークを保持する保持パレットと、前記保持パレットに支持され、上下方向に延びる第二のバックアップ部材と、を備え、前記第一のバックアップ部材は、前記水平移動機構により前記第二のバックアップ部材と同軸に位置可能であり、前記第一のバックアップ部材の上端を前記第二のバックアップ部材の下端に当接させることで、前記第二のバックアップ部材の上端を圧入位置における前記ワークの下側に当接可能である、ことを特徴とする圧入装置が提供される。

本発明によれば、複数の圧入箇所に対応可能な圧入装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る圧入装置の正面図。 図１の圧入装置の側面図。 図１の圧入装置の一部破断側面図。 （Ａ）は図３のＩ−Ｉ線に沿うツールチェンジャの断面図、（Ｂ）及び（Ｃ）は圧入機構の動作説明図。 （Ａ）は保持ユニットの平面図、（Ｂ）は保持ユニット周辺の正面図。 保持ユニット周辺の分解図。 （Ａ）は保持パレットの平面図、（Ｂ）はアダプタの平面図。 （Ａ）〜（Ｃ）は昇降機構及びロック機構の動作説明図。 制御ユニットのブロック図。 （Ａ）〜（Ｄ）は圧入動作例を示す図。 （Ａ）〜（Ｄ）は圧入動作例を示す図。

本発明の一実施形態に係る圧入装置について図面を参照して説明する。なお、各図において矢印Ｘ、矢印Ｙは互いに直交する水平方向を示し、矢印Ｚは垂直方向（上下方向）を示す。本実施形態の場合、矢印Ｘは圧入装置の奥行き方向に相当する。

図１は圧入装置Ａの正面図、図２は圧入装置Ａの側面図、図３は圧入装置Ａの一部破断側面図である。図２と図３では後述する保持ユニット２の位置が異なっている。

圧入装置ＡはフレームＦを備え、フレームＦに各構成が支持されている。圧入装置Ａは、圧入機構１、保持ユニット２、可動テーブル３、水平移動機構４、水平移動機構５、アダプタ６、昇降機構７、ロック機構８、表示装置９０及び９１、２つの操作ユニット９２、９３及び制御ユニット１００を備える。

＜圧入機構＞
図１〜図３及び図４（Ａ）〜図４（Ｃ）を参照して圧入機構１について説明する。図４（Ａ）は図３のＩ−Ｉ線に沿うツールチェンジャ１２の断面図、（Ｂ）及び（Ｃ）は圧入機構１の動作説明図である。

圧入機構１は、圧入装置Ａの上部に配置され、保持ユニット２に保持されたワークに、部品を下方向に圧入する機構である。本実施形態の場合、圧入機構１は押圧機構１１とツールチェンジャ１２とを備える。ワークとしては、部品の圧入がなされる部材であれば特に限定するものではないが、大きな圧入力を必要としない薄物ワークが特に好ましい。

押圧機構１１は、例えば、電動シリンダやエアシリンダ等のアクチュエータである。本実施形態の場合、押圧機構１１はシリンダ１１１と、シリンダ１１１からＺ方向下向きに進退するロッド１１２とを備える。図４（Ｂ）に示すようにフレームＦにはロッド１１２が通過する開口部が形成されている。図４（Ｂ）に示すようにロッド１１２を退避させている状態においては、ロッド１１２の先端が開口部内に位置する非突出状態となり、押圧機構１１を駆動することで図４（Ｃ）に示すようにロッド１１２が開口部から下方へ突出した状態となる。ロッド１１２は図４（Ｂ）に示す仮想線Ｌ１上を上下する。仮想線Ｌ１はＺ方向の線である。

ツールチェンジャ１２は、圧入作業に用いる圧入ツールを自動交換可能とする機構である。圧入ツールを自動交換可能とすることで、複数の部品をワークに圧入する場合、圧入作業の効率化を図ることが可能となる。なお、本実施形態では複数の圧入ツールを選択的に使用可能とするが、ツールチェンジャ１２を用いず、一つの圧入ツールを用いる構成も勿論採用可能である。

ツールチェンジャ１２は、支持部材１２ａを介してフレームＦに支持されている。ツールチェンジャ１２は、複数の圧入ツール１２２を支持する回転盤１２１を備える。複数の圧入ツール１２２には異なる種類の圧入ツールが含まれるが、同じ種類の圧入ツールを複数含んでもよい。各圧入ツール１２２は、Ｚ方向に延びる軸状の部材であり、その下端部に部品を押圧する押圧部１２２ａを、その上端部にフランジ部１２２ｂを、それぞれ有する。

回転盤１２１はＺ方向の回転軸周りに回転自在に支持されており、その回転軸から等距離となる位置に複数の支持部１２１ａが形成されている。複数の支持部１２１ａは、回転盤１２１の周方向に等ピッチで配置されており、本実施形態の場合、合計で１２個設けられている。支持部１２１ａは圧入ツール１２２が挿通されるものであり、圧入ツール１２２をＺ方向に移動可能に支持する筒体である。回転盤１２１の回転軸と仮想線Ｌ１との水平距離は、回転盤１２１の回転軸と支持部１２１ａの中心との水平距離に等しい。このため、いずれかの支持部１２１ａ（つまり圧入ツール１２２）を仮想線Ｌ１上の位置（押圧位置と呼ぶ場合がある）に選択的に位置させることが可能である。

ツールチェンジャ１２は回転盤１２１を回転する駆動ユニット１２３を備える。駆動ユニット１２３はモータ等の駆動源を備え、回転盤１２１をＺ方向の回転軸周りに回転させる。回転盤１２１を回転することで、複数の圧入ツール１２２を押圧位置に循環的に移動させることが可能である。なお、本実施形態ではこのように複数の圧入ツール１２２を円軌道上で循環的に移動させる構成を採用するが、これに限られず、複数の圧入ツール１２２を選択的に自動交換可能であればどのような構成であってもよい。

圧入ツール１２２は、リターンスプリング１２４を挿通している。リターンスプリング１２４は圧入ツール１２２毎に設けられており、回転盤１２１とフランジ部１２２ｂとの間に装填されている。リターンスプリング１２４は、圧入ツール１２２に上方への付勢力を常時付与している。

次に圧入機構１の動作について説明する。まず、駆動ユニット１２３により、圧入作業に用いる一つの圧入ツール１２２を図４（Ｂ）に示すように押圧位置に移動させる。選択された圧入ツール１２２はロッド１１２の真下に位置することになる。次に押圧機構１１を駆動してロッド１１２を下方へ移動させる。これにより、図４（Ｃ）に示すように、選択された圧入ツール１２２が押し下げられ、ワークに対する部品の圧入を行うことができる。部品の圧入が完了した後、ロッド１１２を退避させると、リターンスプリング１２４によって圧入ツール１２２は元の位置に上昇することになる。

＜保持ユニット＞
次に、図１〜図３、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）並びに図６を参照して保持ユニット２について説明する。図５（Ａ）は保持ユニット２の平面図、図５（Ｂ）は保持ユニット２周辺の正面図、図６は保持ユニット２周辺の分解正面図であり、保持パレット２４、アダプタ６を分離し、また、一部を破断図で示した図である。

保持ユニット２は、図５（Ｂ）に模式的に示す態様でワークＷを保持するユニットである。保持ユニット２はベーステーブル２１を備える。ベーステーブル２１は板状の部材であり、後述する水平移動機構４によりＸ方向に移動可能に水平姿勢で支持されている。ベーステーブル２１の前側には正面視逆Ｕ字状で、前方側に屈曲された把持部を有するハンドル２１ａが設けられている。

作業者はハンドル２１ａの把持部を把持することで、図３の状態から図２の状態へ保持ユニット２を圧入装置Ａの正面側に引き出すことができる。これにより、保持ユニット２に対するワークＷの脱着作業、保持パレット２４の交換作業が行い易くなる。

ベーステーブル２１の中央部には開口部２１ｂが形成されている。この開口部２１ｂは後述するバックアップ部材６５との干渉を避けるために形成されている。

ベーステーブル２１上には一対の支柱２２１が設けられる。これらの支柱２２１に回動機構２２が搭載されている。回動機構２２はベース部材２３を水平軸回り（ここではＹ方向の回動軸Ｌ２）に回動させる機構である。回動機構２２を設けない構成も採用可能であるが、回動機構２２を設けることでワークＷの姿勢を変化させることが可能となり、ワークＷの複数の面に対して圧入作業が可能となる。

一対の支柱２２１はＹ方向に離間して対向して配置されており、かつ、ベーステーブル２１に立設されている。一対の支柱２２１の一方には、回動機構２２の回転部材２２２が枢支され、他方には回動機構２２の駆動ユニット２２３が枢支されるる。回転部材２２２は、ベース部材２３を回転軸Ｌ２回りに回転自在に支持する部材である。駆動ユニット２２３はモータ等の駆動源２２３ａを備え、ベース部材２３を回転軸Ｌ２回りに回転自在に支持すると共に回転力を付勢するユニットである。

ベース部材２３は、水平部２３１と、一対の垂直部２３２とを備えた部材である。水平部２３１は、回動機構２２による回動の初期位置において水平姿勢とされる板状の部分である。水平部２３１の中央部には開口部２３１ａが形成されている。この開口部２３１ａは後述するバックアップ部材６５との干渉を避けるために形成されている。一対の垂直部２３２はＹ方向に離間して対向して配置されており、かつ、回転部材２２２及び駆動ユニット２２３に固定して設けられる。そして、これら一対の垂直部２３２に水平部２３１が吊設されている。

ベース部材２３には、保持パレット２４が着脱自在に固定される。本実施形態では保持パレット２４を介してワークＷを保持する構成としている。保持パレット２４を設けない構成も採用可能であるが、ワークＷの種類に適した保持パレット２４を準備することができる。保持パレット２４の交換によって、一つの圧入装置Ａで対応可能なワークＷの種類を増加させることが可能となる。

図６に示すように、水平部２３１には保持パレット２４と係合する係合部２７が複数設けられている。本実施形態の場合、係合部２７は上方に突出したピン状の部材であり、保持パレット２４に設けた係合部２４７（図７（Ａ））に挿入される。係合部２４７は、例えば、貫通孔又は非貫通穴とされる。係合部２７と係合部２４７との係合によって保持パレット２４が位置決めされる。なお、係合部２７と係合部２４７の構成は互いに係合可能であればどのような構成であってもよい。

ベース部材２３にはまた保持パレット２４を水平部２３１に固定する固定機構２６が複数設けられている。本実施形態の場合、固定機構２６はトグルクランプ機構であるが保持パレット２４を固定可能であればどのような機構であってもよい。固定機構２６は作業者の手動操作により回動するレバーを備え、レバーの端部と水平部２３１とで、保持パレット２４の周縁部（本実施形態の場合、図７（Ａ）の係合部２４７周辺）を解除可能に挟持する。

保持パレット２４について図１〜図３、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）、図６及び図７（Ａ）を参照して説明する。図７（Ａ）は保持パレット１４の平面図である。

保持パレット２４は板状の本体部２４１を備える。本体部２４１は上述した係合部２４７が形成されていると共に、その中央部に開口部２４１ａが形成されている。この開口部２４１ａは後述するバックアップ部材６５との干渉を避けるために形成されている。本体部２４１のＹ方向両端部には、それぞれ、ハンドル２４２、２４２が立設されている。作業者はハンドル２４２、２４２を把持することで、保持パレット２４の交換作業を円滑に行うことができる。

本体部２４１にはワークＷと係合する複数の係合部２４４及び複数の係合部２４５が設けられている。本実施形態の場合、係合部２４４は上方に突出したピン状の部材であり、ワークＷが備える孔（不図示）に挿入される。係合部２４５は上方に突出した突起であり、ワークＷの周面に当接する。これらの係合部２４４及び２４５によってワークＷが保持パレット２４に位置決めされる。なお、これらの係合部２４４及び２４５はワークＷと係合可能であればどのような構成であってもよい。

本体部２４１にはまたワークＷを保持パレット２４に固定する固定機構２４３が複数設けられている。本実施形態の場合、固定機構２４３は、固定機構２６と同様のトグルクランプ機構であるがワークＷを固定可能であればどのような機構であってもよい。固定機構２４３は作業者の手動操作により回動するレバーを備え、レバーの端部と本体部２４１（（本実施形態の場合、係合部２４４周辺））とで、ワークＷの一部を解除可能に挟持する。

本実施形態の保持パレット２４にはバックアップ部材２５が支持されている。バックアップ部材２５はワークＷを下側から支持して圧入機構１の圧入力を受ける部材である。本実施形態の場合、バックアップ部材２５はＺ方向に延びる軸状の部材であり、本体部２４１に形成された筒体状の支持部２４６に対してＺ方向に移動可能に支持されている。支持部２４６の内部にバックアップ部材２５が挿通されている。

＜可動テーブル＞
次に、図１〜図３、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）並びに図６を参照して可動テーブル３について説明する。

可動テーブル３は水平移動機構４を介して保持ユニット２が搭載された板状の部材であり、水平移動機構５上に水平姿勢で支持されている。

可動テーブル３の中央部には開口部３ａが形成されている。この開口部３ａは後述するアダプタ６の配設空間を形成する。開口部３ａの周囲において可動テーブル３にはアダプタ６と係合する係合部３ｂが複数設けられている。本実施形態の場合、係合部３ｂは上方に突出したピン状の部材であり、アダプタ６に設けた係合部６２ａ（図７（Ｂ））に挿入される。係合部６２ａは、例えば、貫通孔又は非貫通穴とされる。係合部３ｂと係合部６２ａとの係合によりアダプタ６が可動テーブル３に装着されると共に位置決めされる。また、係合部３ｂと係合部６２ａとの係合解除によりアダプタ６が可動テーブル３から分離される。こうしてアダプタ６は可動テーブル３に着脱自在に装着される。なお、係合部３ｂと係合部６２ａの構成は互いに係合可能であればどのような構成であってもよい。

＜水平移動機構＞
次に、図１〜図３、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）並びに図６を参照して水平移動機構４及び水平移動機構５について説明する。まず、水平移動機構４について説明する。

水平移動機構４は可動テーブル３に対して保持ユニット２を相対的に水平移動可能に支持する機構である。水平移動機構４は本実施形態の場合、複数のレール部材４１と、複数のスライダ４２と、を備える。

レール部材４１はＸ方向に延設された部材である。本実施形態の場合、Ｙ方向に離間して２つのレール部材４１が設けられている。これら２つのレール部材４１は保持ユニット２のベーステーブル２１の下面に固定されている。

スライダ４２はレール部材４１と係合し、レール部材４１上をスライドする部材である。本実施形態の場合、一つのレール部材４１に２つのスライダ４２が係合している。各スライダ４２は可動テーブル３の上面に固定されている。

このような構成により、レール部材４１とスライダ４２とがＸ方向に相対的に移動可能となっている。このため、保持ユニット２は可動テーブル３に対してＸ方向に移動可能である。そして、図２に示したように正面側に引き出した準備位置と、図３に示したように圧入機構１の下側の作業位置と、において保持ユニット２を手動操作で移動することができる。

ワークＷの複数の部位に対して圧入作業を行う場合、作業位置においてワークＷの幅に相当する距離内で保持ユニット２をＸ方向に移動させ、かつ、位置決めする必要がある場合がある。この場合、手動操作では保持ユニット２の位置精度が低下する場合がある。そこで、水平移動機構４には駆動機構及び位置検知ユニットを設けることができる。

駆動機構は、例えば、モータ等を駆動源とするボールネジ機構であり、レール部材４１にボールネジが固定され、駆動源及びボールナットは、圧入装置Ａの奥側に配設される。保持ユニット２を自動で移動させる場合、駆動源によってボールナットを回転させる。位置検知ユニットは、例えば、ボールネジに沿って設けたエンコーダスケールと、エンコーダスケールを読み取る光学センサと、を含む構成とすることができる。なお、作業者が手動で保持ユニット２を準備位置と作業位置との間で移動させる場合は、例えば、ボールナット駆動タイプとし、ボールナットを自由回転可能な状態とするなどが挙げられる。また、水平移動機構４の駆動機構としては、この他にもラック−ピニオン機構を採用可能である。

次に、水平移動機構５について説明する。水平移動機構５は可動テーブル３を水平移動させる機構である。本実施形態の場合、水平移動機構５は可動テーブル３をＸ方向とＹ方向との双方に移動させる。可動テーブル３が移動することにより、保持ユニット２も移動することになる。保持ユニット２は、Ｙ方向に関しては水平移動機構５によって移動可能であり、Ｘ方向に関しては水平移動機構４と水平移動機構５とによって二段階で移動可能である。

水平移動機構５は、固定テーブル５０、複数のレール部材５１、複数のスライダ５２、可動テーブル５３、複数のレール部材５４及び複数のスライダ５５を備える。

固定テーブル５０はフレームＦに固定された板状の部材であり、その中央部には開口部５０ａが形成されている。この開口部５０ａは後述するバックアップ部材６５等との干渉を避けるために形成されている。

レール部材５１はＸ方向に延設された部材である。本実施形態の場合、Ｙ方向に離間して２つのレール部材５１が設けられている。これら２つのレール部材５１は固定テーブル５０に固定されている。

スライダ５２はレール部材５１と係合し、レール部材５１上をスライドする部材である。本実施形態の場合、一つのレール部材５１に２つのスライダ５２が係合している。各スライダ５２は可動テーブル５３に固定されている。

可動テーブル５３は複数のスライダ５２に水平姿勢で搭載された板状の部材であり、その中央部には開口部５３ａが形成されている。この開口部５３ａは後述するバックアップ部材６５等との干渉を避けるために形成されている。

レール部材５４はＹ方向に延設された部材である。本実施形態の場合、Ｘ方向に離間して２つのレール部材５４が設けられている。これら２つのレール部材５４は可動テーブル５３に固定されている。

スライダ５５はレール部材５４と係合し、レール部材５４上をスライドする部材である。本実施形態の場合、一つのレール部材５４に２つのスライダ５５が係合している。各スライダ５５は可動テーブル３に固定されている。

水平移動機構５は、また、可動テーブル５３をＸ方向に移動させるＸ方向駆動機構と可動テーブル５３の位置を検出する位置検出ユニットとを備える（不図示）。Ｘ方向駆動機構は例えばモータ等を駆動源としたボールネジ機構であるが、ラック−ピニオン機構、或いは、ベルト伝動機構等でもよく、固定テーブル５０に配設することができる。位置検出ユニットは例えばエンコーダである。

水平移動機構５は、また、可動テーブル３をＹ方向に移動させるＹ方向駆動機構と可動テーブル３の位置を検出する位置検出ユニットとを備える（不図示）。Ｙ方向駆動機構は例えばモータ等を駆動源としたボールネジ機構であるが、ラック−ピニオン機構、或いは、ベルト伝動機構等でもよく、可動テーブル５３に配設することができる。位置検出ユニットは例えばエンコーダである。

＜アダプタ＞
次に、図１〜図３、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）、図６並びに図７（Ｂ）を参照してアダプタ６について説明する。図７（Ｂ）はアダプタ６の平面図である。

アダプタ６は、圧入機構１の圧入力を受けるユニットである。アダプタ６は可動テーブル３に支持され、かつ、保持ユニット２に保持されたワークＷを下側から支持して圧入力を受ける。アダプタ６は可動テーブル３に着脱自在に装着される。このため、ワークＷの種類に適したアダプタ６を準備することができる。アダプタ６の交換によって、一つの圧入装置Ａで対応可能なワークＷの種類を増加させることが可能となり、部品の圧入に関し、より多くの種類のワークに対応可能となる。

アダプタ６は、本体部６１と、一対の装着部６２と、本体部６１と装着部６２とを連結する連結部材６３とを備える。本体部６１は板状の部材であり、バックアップ部材６５を支持する支持部材として機能する。本体部６１の中央部にはハンドル６４が設けられている。作業者はハンドル６４を把持することで、アダプタ６の交換作業を円滑に行うことができる。

一対の装着部６２は、本体部６１のＹ方向の両端部において連結部材６３を介して本体部６１に接続されている。装着部６２は板状の部材であり、上述した係合部６２ａが形成されている。係合部６２ａを係合部３ｂと係合させつつ、装着部６２を可動テーブル３上に載せることで、アダプタ６が可動テーブル３に装着され、かつ、支持される。装着状態において、本体部６１及び一対の装着部６２はそれぞれ水平姿勢である。

ベース部材２３の開口部２３１ａ、ベーステーブル２１の開口部２１ｂはいずれもアダプタ６よりも大きな開口部であり、アダプタ６は保持ユニット２の上側から可動テーブル３に対して装着し、また、上側へ取り外し可能となっている。これはアダプタ６の交換作業を容易にする。

連結部材６３は柱状又は管状の部材であり、本体部６１と装着部６２との間のスペーサとしても機能する。つまり、連結部材６３の全長は、可動テーブル３に対する本体部６１のＺ方向の位置を規定する。これは後述するバックアップ部材６５のＺ方向の位置に影響する。ワークＷに応じて連結部材６３の全長を設計することで、バックアップ部材６５のＺ方向の位置を最適化できる。

本体部６１には、バックアップ部材６５が支持されている。本実施形態の場合、バックアップ部材６５は二つ設けられているが、一つでもよいし三以上であってもよい。バックアップ部材６５はワークＷを下側から支持して圧入機構１の圧入力を受ける部材である。本実施形態の場合、バックアップ部材６５はＺ方向に延びる軸状の部材であり、支持部６６にＺ方向に移動可能に支持されている。支持部６６は本体部６１に形成された筒体であり、バックアップ部材６５が挿通している。２つの支持部６６はＸ方向及びＹ方向に互いに離間した位置に形成されており、一つのアダプタ６で対応可能な圧入位置を増やすことができる。

図６に示すように、２つのバックアップ部材６５のうちの一方は、保持パレット２４が備えるバックアップ部材２５と同軸上に位置可能となっている。圧入位置によっては、装置の構成上、バックアップ部材６５がワークＷの圧入位置に届かない場合がある。本実施形態では、保持パレット２４のバックアップ部材２５とアダプタ６のバックアップ部材６５とを同軸上に配置して一つのバックアップ部材として機能させることができる。これにより、バックアップ部材６５のＺ方向における位置が、ワークＷの圧入位置から離れていても、バックアップ部材６５にて圧入力を受けることが可能となる。

バックアップ部材６５は、下向きの付勢力を付与するリターンスプリング６７を備えている。リターンスプリング６７はバックアップ部材６５毎に設けられており、本体部６１と、バックアップ部材６５の下端部に設けられたフランジ部６５ａとの間に装填されている。後述するように、圧入作業時にバックアップ部材６５は上昇される。圧入作業後、リターンスプリング６７によってバックアップ部材６５は元の位置に戻る方向（下向き）に付勢され、降下することになる。

＜昇降機構及びロック機構＞
図１〜図３及び図８（Ａ）〜図８（Ｃ）を参照して昇降機構７及びロック機構８について説明する。図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は昇降機構７及びロック機構８の動作説明図である。

昇降機構７は、バックアップ部材６５がワークＷの下側に当接する圧入力負担位置とワークＷから離間した退避位置との間でバックアップ部材６５を昇降させる機構である。

昇降機構７は、駆動ユニット７１と、昇降部材７２とを備える。駆動ユニット７１は、昇降部材７２のＺ方向の移動を案内すると共に移動力を付勢する。駆動ユニット７１は例えば、モータ等を駆動源とした、ラック−ピニオン機構、或いは、ボールネジ機構、若しくはベルト伝動機構や、油圧シリンダ等のシリンダ機構である。

昇降部材７２は、その端部に上下方向に延びる押上げ部７２１を備える。押上げ部７２１はロッド１１２が移動する仮想線Ｌ１（図４（Ｂ））上をＺ方向に移動する軸状の部材である。つまり、ロッド１１２と押上げ部７２１とは同軸上を移動する関係にある。押上げ部７２１の上端部７２１ａはバックアップ部材６５の下端部に当接する。押上げ部７２１の下端部７２１ｂは傾斜面をなしている。

ロック機構８はバックアップ部材６５の昇降位置を圧入力負担位置でロックする機構である。ロック機構８は、門型の架台８１と、架台８１の天板上に配置された駆動ユニット８２と、駆動ユニット８２によってＸ方向に進退されるロック部材８３とを備える。

架台８１はフレームＦのベース部分に固定されており、架台８１の天板には押上げ部７２１が通過可能な切欠きが形成されている。駆動ユニット８２は、例えば、電動シリンダやエアシリンダ等のアクチュエータであり、そのロッドにロック部材８３が連結されている。ロック部材８３は押上げ部７２１が通過する切り欠きを跨る幅を備えており、架台８１の天板上をＸ方向にスライド自在に設けられている。ロック部材８３は楔形をなしている。

図８（Ａ）〜図８（Ｃ）を参照して圧入作業時における昇降機構７及びロック機構８の動作について説明する。

図８（Ａ）に示すように圧入作業に用いるバックアップ部材６５が押上げ部７２１上に移動される。バックアップ部材６５の移動は上述した水平移動機構５によって行う。この段階ではバックアップ部材６５は退避位置に位置している。

駆動ユニット７１を駆動して図８（Ｂ）に示すように昇降部材７２を上昇させる。これにより、押上げ部７２１の上端部７２１ａがバックアップ部材６５の下端部に当接し、バックアップ部材６５が上昇する。バックアップ部材６５はその上端部がワークＷの圧入位置の下側（ワークＷの裏側）に当接する圧入力負担位置に位置する。

駆動ユニット８２を駆動して図８（Ｃ）に示すように、ロック部材８３を押上げ部７２の下端部７２１ｂと、架台８１の天板との間に挿入する。既に述べたとおり、ロック部材８３は楔形をなしており、下端部７２１ｂの傾斜面の案内により押上げ部７２を押し上げるようにして下端部７２１ｂと、架台８１の天板との間に進入する。

この状態で圧入機構１により圧入作業を行う。圧入機構１の圧入力は、ワークＷ→バックアップ部材６５→押上げ部７２１→ロック部材８３→架台８１と伝達され、最終的には圧入装置Ａの設置床にて負担される。

＜表示装置及び操作ユニット＞
図１〜図３を参照して表示装置９０及び９１並びに操作ユニット９２について説明する。表示装置９０は各種の情報を表示する液晶表示装置等の画像表示装置である。表示装置９１はタッチパネル式の表示装置であり、情報の表示と作業者の入力を受け付ける装置である。表示装置９１に対して、ワークＷの種類や作業内容或いは圧入位置の設定等を行うことができる。

操作ユニット９２は不図示の部材を介してフレームＦに支持されたボタン型のスイッチである。本実施形態の場合、操作ユニット９２は二つ設けられている。操作ユニット９２は例えば作業者が圧入作業の開始指示や中断指示を行うために利用することができる。

＜制御ユニット＞
図９を参照して制御ユニット１００について説明する。図９は制御ユニット１００のブロック図である。制御ユニット１００は、ＣＰＵ等の処理部１０１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶部１０２と、外部デバイスと処理部１０１とをインターフェースするインターフェース部１０３と、を含む。インターフェース部１０３には、制御ユニット１００とホストコンピュータ１０６との通信を行う通信インターフェースを含むこともできる。ホストコンピュータ１０６は、例えば、圧入装置Ａが配置されている生産設備を制御するコンピュータである。

処理部１０１は記憶部１０２に記憶されたプログラムを実行し、各種のセンサ９３の検出結果や、表示装置９１及び操作ユニット９２を介した作業者の指示等に基づいて、各種のアクチュエータ９４の駆動制御、表示装置９０及び９１の表示制御を行う。

センサ９３には、例えば、水平移動機構４や水平移動機構５が備える位置検出ユニット等が含まれる。アクチュエータ９４には、例えば、水平移動機構４や水平移動機構５が備える駆動源押圧機構１１、駆動ユニット７１、駆動ユニット８２、駆動ユニット１２３等が含まれる。

記憶部１０２には上述したプログラムの他、ワークＷの種類と圧入位置の位置情報や、圧入時の圧力、圧入位置に対応するバックアップ部材６５の情報等、圧入作業に関する情報も記憶される。

ワークＷの情報やバックアップ部材６５の情報等を呼び出す方法としては、例えば、保持パレット２４やアダプタ６にバーコード等の個体識別情報を表示しておき、個体識別情報をスキャナ等のリーダで読み取り、読み取った個体識別情報に対応する情報を記憶部１０２から呼び出すようにしてもよい。また、呼び出した情報に基づいて、保持パレット２４とアダプタ６とが互いに対応したものであるか否かをチェックするようにしてもよい。さらに、保持パレット２４に対応したアダプタ６を装着した際、アダプタ６が保持パレット２４に正しく装着されたか否かをチェックするセンサ９３等を設けてもよい。

＜圧入動作例＞
図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）、図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）を参照して圧入装置Ａによる圧入動作例について説明する。

図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）はワークＷの複数の圧入位置Ｗａに対して部品Ｐを圧入する場合を例示している。作業者は圧入ツール１２２を選択した後、表示装置９１を介して圧入位置Ｗａを指定する。すると、図１０（Ａ）に示すように、圧入位置Ｗａ及び対応する一つのバックアップ部材６５が仮想線Ｌ１上に位置するように水平移動機構４及び５によって可動テーブル３及び保持ユニット２が移動される。作業者は部品Ｐを圧入位置Ｗａにセットし、操作ユニット９２を介して作業開始を指示する。

これにより、図１０（Ｂ）に示すように昇降機構７がバックアップ部材６５を圧入力負担位置に上昇させ、かつ、ロック機構８がバックアップ部材６５をロックする。続いて押圧機構１１を駆動させて圧入ツール１２２が押し下げられる。圧入ツール１２２により部品Ｐが圧入位置Ｗａに圧入される。圧入完了後、バックアップ部材６５は退避位置に、圧入ツール１２２は元の位置にそれぞれ戻される。

次に、作業者は表示装置９１を介して次の圧入位置Ｗａを指定する。すると、図１０（Ｃ）に示すように、次の圧入位置Ｗａが仮想線Ｌ１上に位置するように水平移動機構４及び５によって可動テーブル３及び保持ユニット２が移動される。アダプタ６は可動テーブル３に支持されているため、ワークＷに対して相対変位が可能である。つまり、一つのバックアップ部材６５によって複数の圧入位置Ｗａに対応可能である。作業者は部品Ｐを圧入位置Ｗａにセットし、操作ユニット９２を介して作業開始を指示する。

これにより、図１０（Ｄ）に示すように昇降機構７がバックアップ部材６５を圧入力負担位置に上昇させ、かつ、ロック機構８がバックアップ部材６５をロックする。続いて押圧機構１１を駆動させて圧入ツール１２２が押し下げられる。圧入ツール１２２により部品Ｐが圧入位置Ｗａに圧入される。圧入完了後、バックアップ部材６５は退避位置に、圧入ツール１２２は元の位置にそれぞれ戻される。以上の作業を繰り返すことによりワークＷの複数の圧入位置Ｗａに対して部品Ｐを圧入する作業を連続的に行うことができる。

圧入位置Ｗａの位置によっては、ワークＷの姿勢を変化させる必要がある。この場合、回動機構２２によりワークＷの姿勢を変化させる。作業者が表示装置９１を介して圧入位置Ｗａを指定することで、図１１（Ａ）に示すように、圧入位置Ｗａ及び対応する一つのバックアップ部材６５が仮想線Ｌ１上に位置するように水平移動機構４及び５によって可動テーブル３及び保持ユニット２が移動され、また、回動機構２２によりワークＷが回動される。作業者は部品Ｐを圧入位置Ｗａにセットし、操作ユニット９２を介して作業開始を指示する。

これにより、図１１（Ｂ）に示すように昇降機構７がバックアップ部材６５を圧入力負担位置に上昇させ、かつ、ロック機構８がバックアップ部材６５をロックする。続いて押圧機構１１を駆動させて圧入ツール１２２が押し下げられる。圧入ツール１２２により部品Ｐが圧入位置Ｗａに圧入される。圧入完了後、バックアップ部材６５は退避位置に、圧入ツール１２２は元の位置にそれぞれ戻される。また、ワークＷの姿勢も元の姿勢に戻すことが可能である。

次に、バックアップ部材６５とバックアップ部材２５とを併用する例について説明する。作業者が表示装置９１を介して圧入位置Ｗａを指定することで、図１１（Ｃ）に示すように、圧入位置Ｗａ及びバックアップ部材６５が仮想線Ｌ１上に位置するように水平移動機構４及び５によって可動テーブル３及び保持ユニット２が移動される。バックアップ部材２５は保持パレット２４に設けられているので、圧入位置Ｗａに対応する位置に常時位置している。作業者は部品Ｐを圧入位置Ｗａにセットし、操作ユニット９２を介して作業開始を指示する。

すると、図１１（Ｄ）に示すように昇降機構７がバックアップ部材６５を圧入力負担位置に上昇させ、かつ、ロック機構８がバックアップ部材６５をロックする。バックアップ部材６５が上昇される過程で、バックアップ部材６５の上端がバックアップ部材２５の下端に当接する。その後、バックアップ部材６５と共にバックアップ部材２５が上昇して圧入位置ＷａにおけるワークＷの下側に当接し、その位置でロックされる。

続いて押圧機構１１を駆動して圧入ツール１２２を押し下げる。これにより部品Ｐが圧入位置Ｗａに圧入される。その後、バックアップ部材６５は退避位置に、圧入ツール１２２は元の位置にそれぞれ戻される。このように、バックアップ部材６５だけでは当接困難な特定の圧入位置Ｗａについてはバックアップ部材２５を併用することで、圧入作業が可能となる。

なお、本実施の形態では、作業者が圧入位置Ｗａごとに都度圧入操作を行う場合を例に挙げて説明を行ったが、一連の作業を自動化しても良い。例えば、作業者がワークＷをセットし、部品ＰをワークＷの圧入位置Ｗａに配置した後、操作ユニット９２を操作することで、複数個の圧入位置Ｗａに対して連続して、かつ、自動で圧入を行うようにしてもよい。

Ａ 圧入装置、１ 圧入機構、２ 保持ユニット、３ 可動テーブル、４ 水平移動機構、５ 水平移動機構、６ アダプタ

Claims (6)

1. 水平方向に移動可能に支持された可動テーブルと、
   前記可動テーブルを水平移動させる第一の水平移動機構と、
   前記可動テーブル上に設けられ、ワークを保持する保持ユニットと、
   前記可動テーブルと前記保持ユニットとの間に設けられ、前記可動テーブルに対して前記保持ユニットを相対的に水平移動可能に支持する第二の水平移動機構と、
   前記保持ユニットに保持された前記ワークに、部品を下方向に圧入する圧入機構と、
   前記可動テーブルに支持され、かつ、前記保持ユニットに保持された前記ワークを下側から支持し、前記圧入機構の圧入力を受けるアダプタと、を備え、
   前記保持ユニットは、前記ワークを水平軸周りに回動させる回動機構を備える、
   ことを特徴とする圧入装置。
2. 請求項１に記載の圧入装置であって、
   前記アダプタは、
   前記ワークを下側から支持し、上下方向に延びるバックアップ部材と、
   前記バックアップ部材を上下方向に昇降自在に支持する支持部材と、を備え、
   前記圧入装置は、更に、
   前記バックアップ部材を、前記ワークの下側に当接する圧入力負担位置とワークから離間した退避位置との間で昇降させる昇降機構を備える、
   ことを特徴とする圧入装置。
3. 請求項２に記載の圧入装置であって、
   前記バックアップ部材の昇降位置を前記圧入力負担位置でロックするロック機構を更に備える、
   ことを特徴とする圧入装置。
4. 請求項２に記載の圧入装置であって、
   前記アダプタは、複数の前記バックアップ部材を備え、
   前記第二の水平移動機構により、前記ワークの複数の圧入位置の１つに対して、複数の前記バックアップ部材の１つを位置させる、
   ことを特徴とする圧入装置。
5. 請求項１に記載の圧入装置であって、
   前記圧入機構は、
   複数の圧入ツールを備えるツールチェンジャと、
   前記圧入ツールを下方へ押圧する押圧機構と、を備え、
   前記ツールチェンジャは、前記複数の圧入ツールを移動させ、一つの圧入ツールを、前記押圧機構の押圧位置に位置させる、
   ことを特徴とする圧入装置。
6. 圧入装置であって、
   水平方向に移動可能に支持された可動テーブルと、
   ワークを保持する保持ユニットと、
   前記可動テーブルに対して前記保持ユニットを相対的に水平移動可能に支持する水平移動機構と、
   前記保持ユニットに保持された前記ワークに、部品を下方向に圧入する圧入機構と、
   前記可動テーブルに支持され、かつ、前記保持ユニットに保持された前記ワークを下側から支持し、前記圧入機構の圧入力を受けるアダプタと、を備え、
   前記アダプタは、
   前記ワークを下側から支持し、上下方向に延びる第一のバックアップ部材と、
   前記第一のバックアップ部材を上下方向に昇降自在に支持する支持部材と、を備え、
   前記圧入装置は、更に、
   前記第一のバックアップ部材を、前記ワークの下側に当接する圧入力負担位置とワークから離間した退避位置との間で昇降させる昇降機構を備え、
   前記保持ユニットは、
   前記ワークを保持する保持パレットと、
   前記保持パレットに支持され、上下方向に延びる第二のバックアップ部材と、を備え、
   前記第一のバックアップ部材は、前記水平移動機構により前記第二のバックアップ部材と同軸に位置可能であり、
   前記第一のバックアップ部材の上端を前記第二のバックアップ部材の下端に当接させることで、前記第二のバックアップ部材の上端を圧入位置における前記ワークの下側に当接可能である、
   ことを特徴とする圧入装置。

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