JP6757918B2 - 部品供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、仮止室に進入してきた部品をストッパ面で受け止めて位置決めを行い、この部品を供給ロッドで目的箇所へ供給する供給ヘッドを備えた形式の部品供給装置であり、供給ヘッドの向きを調整できるものである。

特許第５３４４３２５号公報の図７には、供給ロッドを進退させるエアシリンダにガイド管が同軸状態で結合され、このガイド管の先端部に仮止室を有する供給ヘッドが配置してあり、供給ロッドが進出すると、仮止室に位置決めされているプロジェクションナットを保持して、電気抵抗溶接機の電極に供給することが記載されている。

上記特許第５３４４３２５号公報に記載されている代表的な構造を、図４に基づいて説明する。

ここでの部品は、鉄製のプロジェクションナット１であり、正方形の本体の中央部にねじ孔２が開けられ、片側の四隅に溶着用突起３が形成された、一般的なものである。以下の説明において、プロジェクションナットを単にナットと表現する場合もある。

パーツフィーダ４から送出されたナット１は、断面矩形の部品供給管５を経て移送されてくる。一方、真っ直ぐな供給ロッド６は、断面円形のガイド管７内に進退可能な状態で収容され、ガイド管７の端部に部品供給管５が溶接してある。部品供給管５とガイド管７が交差している箇所に、仮止室８が形成され、ナット１や供給ロッド６が通過する出口開口９が形成されている。

ガイド管７に同軸状態でエアシリンダ１０が結合してあり、このエアシリンダ１０により、供給ロッド６が進退動作をする。ガイド管７がブラケットを介して機枠などの静止部材１３に固定してある。この静止部材１３は、後述の基部材３５と実質的に同じものである。このブラケットとしては、ガイド管７の回転方向の位置を調整できる機能が付与され、通常の調整支持部材５２が採用されている。

この調整支持部材５２は、細長いブロック状の部材を静止部材１３に溶接したもので、ガイド管７を嵌入する支持孔５３（図４（Ｂ）参照）が設けられ、この支持孔５３に連なる割り空隙５４が形成されている。ガイド管７の軸線方向と９０度食い違った方向に締め付け孔５５が形成され、ここに締め付けボルト５６をねじ込むようになっている。

締め付けボルト５６を緩めて、ガイド管７を回しながら装置全体の向きを調整してから、締め付けボルト５６を強固に締め付ける。こうすることにより、ガイド管７が支持孔５３内で強く締め付けられて、装置全体が静止部材１３に取付けられる。

断面円形の供給ロッド６は、大径の主ロッド１４にねじ孔２を貫通する小径のガイドロッド１５が一体化されている。主ロッド１４とガイドロッド１５の境界部に、押出し面１６が形成してある。

部品供給管５の延長方向に仮止室８の内壁の一部を構成するガイド部材１７が配置され、そのストッパ面１８によって、ナット１が仮止室８内で位置決めがなされている。ガイド部材１７は、平たいステンレス鋼製の厚板で構成してある。ナット１の位置決めを行うために、空気吸引や永久磁石などによる吸引がなされる。ここでは、ガイド部材１７に永久磁石１９が埋め込んである。ガイド管７の外側に平面２０が形成され、ここにガイド部材１７を押し付けて固定がなされている。ガイド管７に押さえ金具２１が溶接され、ここにねじ込んだ固定ボルト２２で、ガイド部材１７が平面２０に押し付けられている。

ナット１は、鋼板部品２４に溶接される。鋼板部品２４は、固定電極２５に載置され、その位置決めピン２６が鋼板部品２４の下孔２７とねじ孔２を貫通した状態になる。電極軸線Ｘ−Ｘ上に下部電極２５と、それと対をなす可動電極２８が設けられている。位置決めピン２６は、進退可能な状態とされ、進出方向に付勢されている。

上述の構造により、ガイド管７の先端側の部分と、部品供給管５の部分と、仮止室８と、ガイド部材１７の部材によって、供給ヘッド１１が構成されている。

つぎに、上記装置の動作を説明する。

図４は、部品供給管５を移動してきたナット１が、永久磁石１９によってガイド部材１７のストッパ面１８に吸引されて、位置決めがなされている状態を示す。

ここで供給ロッド６が進出すると、ガイドロッド１５がねじ孔２を貫通し、さらに進出して押出し面１６がナット１の端面に突き当たって、ナット１は仮止室８から押し出されてゆく。このときの供給ロッド６の進出速度は、ナット１の落下速度よりも速く設定してある。そして、ガイドロッド１５の先端が位置決めピン２６の直前で停止すると、２点鎖線図示のように、ナット１はガイドロッド１５を滑降し、位置決めピン２６が相対的にねじ孔２を貫通して、溶着用突起３が鋼板部品２４上に載置される（実線図示参照）。ついで、可動電極２８が進出して位置決めピン２６を押し下げるとともに、ナット１と鋼板部品２４が両電極２５、２８間で挟み付けられ、その後、溶接電流が通電されて溶着用突起３の溶着が完了する。

特許第５３４４３２５号公報

上記特許文献１に記載されている技術、すなわち図４に示す構造は、エアシリンダにガイド管が同軸状態で接続され、このガイド管の端部に仮止室などが配置された一体的構造であるため、装置の位置調整を行うときには、装置全体を回動させることとなり、それにともなって、エアシリンダに接続された作動空気の給排ホースが一緒になって移動し、近隣の部材と干渉したりする、という問題がある。同様に、部品供給管も移動するので、やはり近隣の部材に干渉する、という問題がある。つまり、給排ホースや部品供給管などが一緒になって移動させられるので、いずれか一方の位置を適正化すると、他方に干渉問題が発生する。

本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、ガイド管をエアシリンダや電動式進退駆動ユニットなどの駆動手段から分離した構成とし、供給ヘッドだけを所定の向きに調整することを目的とする。

請求項１記載の発明は、
部品供給管と、進退動作式供給ロッドのガイド管が交差している箇所に、出口開口を有する部品の仮止室が形成され、前記部品供給管の延長方向に仮止室の内壁の一部を構成するガイド部材が配置され、前記ガイド部材のストッパ面によって仮止室内で位置決めされている部品を、前記供給ロッドに保持して目的箇所へ供給する形式のものであって、
前記進退動作式供給ロッドは、大径の主ロッドに小径のガイドロッドが一体化されたものであり、
供給ロッドを進退させるエアシリンダや電動式進退駆動ユニットなどの駆動手段が設けられ、
前記ガイド管は、第１ガイド管と第２ガイド管に分離されており、
第１ガイド管は、前記駆動手段に一体化され、
第２ガイド管は、供給ヘッドの一部を構成し、
前記供給ヘッドは、前記部品供給管と、前記第２ガイド管と、前記仮止室と、前記ガイド部材によって形成され、
第１ガイド管を貫通する供給ロッドの主ロッドの先端部分が第２ガイド管に挿入されて差し込み部分を構成し、
前記第２ガイド管の前記差し込み部分を中心にして前記第２ガイド管を回動して前記供給ヘッドの向きを変更できるように支持する調整支持部材が、静止部材に取り付けられ、前記調整支持部材に設けられ前記第２ガイド管が貫通している支持孔と、前記差し込み部分が同軸とされていることを特徴とする部品供給装置である。

以下の説明において、駆動ユニットなる用語の記載は、電動式進退駆動ユニットを意味している。

部品供給管と、ガイド管と、仮止室と、ガイド部材によって、供給ヘッドが形成されている。そして、ガイド管は、第１ガイド管と第２ガイド管に分離されており、第１ガイド管は駆動手段に一体化され、第２ガイド管は、供給ヘッドの一部を構成している。また、第１ガイド管を貫通する供給ロッドの主ロッドの先端部分が第２ガイド管に挿入されて差し込み部分を構成し、第２ガイド管の差し込み部分を中心にして回動して第２ガイド管を供給ヘッドの向きを変更できるように支持する調整支持部材が、静止部材に取り付けられ、調整支持部材に設けられ第２ガイド管が貫通している支持孔と、差し込み部分が同軸とされている。分離されたガイド管を供給ロッドの中心線を中心にして回動して供給ヘッドの向きを変更できるように支持する調整支持部材が、静止部材に取り付けられている。

上記構成により、供給ヘッドが第１ガイド管から分離された状態で回動するので、供給ヘッドに接続されている部品供給管の配置箇所を、近隣の部材に干渉しないような箇所に移動するときには、部品供給管だけが移動し、駆動手段の空気給排ホースや電動モータへの通電結線の配置箇所が不変なものとなり、給排ホースや通電結線への悪影響を防止することができる。

静止部材に取り付けられた調整支持部材は、第２ガイド管を供給ロッドの中心線を中心にして回動して、供給ヘッドの向きを変更できるように支持している。したがって、供給ロッドの中心線回りに第２ガイド管の位置調整が可能となり、供給ロッドと仮止室に位置決めされた部品間の相対位置に変化がなく、供給ロッド進出時に部品を正確に移行させることができ、装置の動作信頼性が向上する。

逆に、供給ヘッドを固定状態にしておき、エアシリンダなどの駆動手段だけを回動させることにより、部品供給管の適正位置を維持したまま、駆動手段への空気ホースや電線の位置適正化が実現する。

第２ガイド管が駆動手段から分離しているので、供給ヘッドの保守整備を行うときには、供給ヘッドだけを取り外せばよく、整備時の作業が簡素化される。そして、供給ヘッドは小型化された機構にすることができ、それにより位置調整が行いやすくなる。

エアシリンダを駆動手段とする装置全体の側面図である。 駆動ユニットを駆動手段とする装置全体の側面図である。 進退動作用の駆動機構の一例を示す断面図である。 従来構造を示す断面図である。

つぎに、本発明の部品供給装置を実施するための形態を説明する。

図１〜図３は、本発明の実施例を示す。

図１に示した事例についての説明は、図４の構造と異なっている部分だけを説明している。

本実施例における供給ヘッド１１は、図４に示した供給ヘッド１１の構成および作動と同じなので、図中に同じ符号を記載して各部の構造説明は省略してある。

供給ロッド６を進退させる駆動手段としては、例えば、エアシリンダ、回転出力式の電動モータを使用したものや、固定電磁石と可動電磁石を組み合わせたリニアモータなどがある。図１に示した事例は、駆動手段をエアシリンダ１０で構成したものである。

最初に、駆動手段をエアシリンダで構成したものを説明する。

エアシリンダ１０、部品供給管５、供給ヘッド１１、調整支持部材５２などは、図４に示したものと同じなので、図１には図４と同じ符号を記載して、詳細な説明は省略してある。

つぎに、ガイド管について説明する。

ガイド管７は、エアシリンダ１０と同軸状態でエアシリンダ１０に一体化されている第１ガイド管７Ａと、供給ヘッド１１の一部を構成するとともに、調整支持部材５２で固定されている第２ガイド管７Ｂに分離されている。このような分離構造によって、第２ガイド管７Ｂは駆動手段であるエアシリンダ１０から分離している。第１ガイド管７Ａと第２ガイド管７Ｂは、分離箇所２９において分離してある。この分離箇所２９において、図示のように狭い空隙が設けられたり、図示していないが、両ガイド管７Ａ、７Ｂの端面が摺動可能な状態で密着したりした構造となっている。

調整支持部材５２の構造は、図４（Ｂ）に示したものと同じである。つまり、図１のＢ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面に示された構造は、図４（Ｂ）の断面構造と同じ構造である。

主ロッド１４の先端部分が第２ガイド管７Ｂに挿入されている部分が、差し込み部分５７である。このような差し込み部分５７と、第２ガイド管７Ｂ側の調整支持部材５２の支持孔５３が、供給ロッド６の中心線と同軸になっている。このような構成により、分離されたガイド管（第２ガイド管７Ｂ）を、供給ロッド６の中心線を中心にして回動するようになっている。

つぎに、調整動作を説明する。

供給ロッド６の中心線を中心にして部品供給管５を揺動させて部品供給管５の位置調整を行うときには、締め付けボルト５６を緩めて第２ガイド管７Ｂを所定位置まで回動し、すなわち供給ヘッド１１全体を回動させて、再び締め付けボルト５６を締め付けて、調整作業が完了する。

逆に、供給ヘッド１１を静止状態にしておき、エアシリンダ１０の位置調整を行うときには、第１ガイド管７Ａ側の調整支持部材５２の締め付けボルト５６を緩めて位置調整を行い、エアシリンダ１０に結合された空気ホースの位置調整を行う。

つぎに、電動式進退駆動ユニットの場合について説明する。

駆動手段である電動式進退駆動ユニットとしては種々なタイプものがあり、例えば、回転出力式の電動モータを使用したものや、固定電磁石と可動電磁石を組み合わせたリニアモータなどがある。ここでは、前者の回転出力式電動モータを用いて進退出力を得るものを示してある。

駆動ユニット全体は、図２および図３に示すように、符号３０で示してあり、長尺で細長いケース３１の端部に、回転出力式の電動モータ３２が結合され、その進退出力の方向は、出力軸線Ｏ−Ｏで示されている。厚板などで作られた進退駆動片３３が、駆動ユニット３０の進退出力方向、すなわち出力軸線Ｏ−Ｏに対して、直交する向きに突出させてある。この進退駆動片３３はケース３１に設けた細長い通過孔３４を経てケース外に突き出ている。なお、ケース３１の断面形状は、四角い形状になっている。

駆動ユニット３０は、厚板など作られた基部材３５に固定ボルト３６で固定してある。この基部材３５は、装置の機枠などの静止部材１３に、ボルト付けなどで結合してある。基部材３５は、実質的に静止部材１３と同じである。

つぎに、駆動機構について説明する。

駆動機構は、回転運動を直進運動に変換するもので、ラックピニオン機構、回転式ねじ軸を回転させてねじ孔付き部材を進退させるものなど、種々な構造が採用できるが、ここでは後者の部類であるボウルスクリュー形式のものを例示している。

駆動機構全体は符号３７で示され、ケース３１内に格納されている。ケース３１の端部に結合された回転出力式の電動モータ３２によって、スクリュー軸３８が正転方向および逆転方向に回転する。スクリュー軸３８には、鋼球３９が転動できる断面円弧型の螺旋溝４０が形成してある。スクリュー軸３８は、円筒状の進退部材４１内を貫通しており、その内面に螺旋溝４０に合致する螺旋内溝４２が形成してある。進退部材４１に循環パイプ４３が結合され、鋼球３９が、螺旋溝４０と螺旋内溝４２で形成された螺旋通路と、循環パイプ４３内に、ぎっしりと隙開なく詰め込まれている。これにより、鋼球３９を介して雄ねじが雌ねじ内にねじ込まれたような状態になっている。

進退駆動片３３は、進退部材４１に溶接またはボルト付けなどで固定してある。

電動モータ３２により、スクリュー軸３８が回転すると、鋼球３９が上記螺旋通路や循環パイプ４３内をエンドレスな状態で循環し、機械抵抗の少ない状態で、進退部材４１が前進または後進を行う。なお、ケース３１の下端にエンコーダ４４が固定されている。このエンコーダ４４は、一般的に採用されている位置検出用パルスエンコーダであり、所定パルスに相当する微小移動量によって、供給ロッド６のストロークを微小調整ができるようになっている。前記微小調整を可とする他の事例として、ＡＣサーボモータを使用したＡＣメカフィードシステムを採用することもできる。

上記の構造により、駆動機構３７は、スクリュー軸３８、進退部材４１、螺旋溝４０、螺旋内溝４２、循環パイプ４３、鋼球３９などによって形成され、ケース３１内に格納されている。

つぎに、供給ロッドについて説明する。

供給ロッド６は、その進退方向が駆動ユニット３０の進退出力方向、すなわち出力軸線Ｏ−Ｏと平行となるように配置されているとともに、その端部が進退駆動片３３に結合されている。この結合構造の一例として、図３に示すように、進退駆動片３３に板材４５が固定され、その上にＬ字型のブラケット４６が固定してあり、そこに主ロッド１４の端部に設けたボルト４７を貫通して、固定ナット４８で固定してある。

つぎに、供給ロッドの支持部材について説明する。

静止部材である基部材３５に、供給ロッド６の他端部を摺動可能な状態で支持する支持部材５０が取り付けられている。支持部材５０は、駆動ユニット３０にできるだけ近づけて配置してあり、柱状の細長い部材を基部材３５に溶接したもので、そこに設けた支持孔５１に、供給ロッド６が、隙間がなくて進退可能な状態で差し込んである。こうすることにより、供給ロッド６と出力軸線Ｏ−Ｏとの平行配置が確定し、供給ロッド６の安定した円滑な進退動作えられるようになっている。

また、調整支持部材５２で位置決めされたガイド管７、すなわち図１の第２ガイド管７Ｂに相当するガイド管７に、供給ロッド６が差し込まれているが、この差し込み部分５７によって、支持孔５１のような支持機能を果たさせて、支持部材５０をやめることも可能である。つまり、前記差し込み部分５７によって、供給ロッド６と出力軸線Ｏ−Ｏとの平行配置を確定させるのである。

つぎに、調整支持部材について説明する。

調整支持部材５２は、図４（Ｂ）に示したものと同じであり、細長いブロック状の部材を基部材３５に溶接したもので、ガイド管７を嵌入する支持孔５３（図２（Ｂ）参照）が設けられ、この支持孔５３に連なる割り空隙５４が形成されている。ガイド管７の軸線方向と９０度食い違った方向に締め付け孔５５が形成され、ここに締め付けボルト５６をねじ込むようになっている。供給ロッド６は、支持孔５３と同軸になっていて、供給ロッド６と出力軸線Ｏ−Ｏとの平行配置を確定させている。

調整支持部材５２をできるだけ駆動ユニット３０に近づけて配置するとともに、ガイド管７をできるだけ短くしてある。こうすることにより、供給ヘッド１１自体の小型化を図るとともに、供給ヘッド１１を含む装置全体の長手方向の寸法を短縮することができ、装置のコンパクト化にとって効果的である。

締め付けボルト５５を緩めて、ガイド管７を支持孔５３内に挿入し、ガイド管７を回しながら供給ヘッド１１の向きを調整してから、締め付けボルト５６を強固に締め付ける。こうすることにより、ガイド管７が支持孔５３内で強く締め付けられて、供給ヘッド１１が静止部材である基部材３５に取付けられる。

この実施例では、駆動ユニット３０の端部近傍に、供給ヘッド１１が配置してあるので、ガイド管７は短くなっている。この短くなったガイド管７の端部に主ロッド１４が差し込まれて、差し込み部分５７が形成されている。締め付けボルト５６を緩めて供給ヘッド１１を回すことにより、部品供給管５の配置位置を選定し、近隣の部材を避けて部品供給管５を位置づけることが可能となる。

調整支持部材５２によって静止部材に結合されているガイド管７は、図１に示す第２ガイド管７Ｂや、図２示す短いガイド管７であるが、これらの長さは、ガイドロッド１５の長さと差し込み部分５７の長さの合計長さによって設定される。実際には、差し込み部分５７の長さが短いので、ガイドロッド１５の長さが支配的になって設定される。

上記実施例における部品は、プロジェクションナットであるが、これをプロジェクションボルトのような軸状部品に置き換えることも可能である。その場合には、供給ロッドの先端部に永久磁石を取り付けて、プロジェクションボルトを供給ロッドに吸着して送出するような改造を行うことにより、簡単に部品変更ができる。

上述の供給ロッドの進退動作は、一般的に採用されている制御手法で容易に行うことが可能である。制御装置またはシーケンス回路からの信号で動作させて、所定の動作を確保することができる。

以上に説明した実施例の作用効果は、つぎのとおりである。

部品供給管５と、ガイド管７と、仮止室８と、ガイド部材１７によって、供給ヘッド１１が形成されている。そして、ガイド管７は、第１ガイド管７Ａと第２ガイド管７Ｂに分離されており、第１ガイド管７Ａは駆動手段に一体化され、第２ガイド管７Ｂは、供給ヘッド１１の一部を構成している。また、第１ガイド管７Ａを貫通する供給ロッド６の主ロッド１４の先端部分が第２ガイド管７Ｂに挿入されて差し込み部分５７を構成し、第２ガイド管７Ｂの差し込み部分５７を中心にして回動して第２ガイド管７Ｂを供給ヘッド１１の向きを変更できるように支持する調整支持部材５２が、静止部材１３に取り付けられ、調整支持部材５２に設けられ第２ガイド管７Ｂが貫通している支持孔５３と、差し込み部分５７が同軸とされている。分離されたガイド管７を供給ロッド６の中心線を中心にして回動して供給ヘッド１１の向きを変更できるように支持する調整支持部材５２が、静止部材１３に取り付けられている。

上記構成により、供給ヘッド１１が第１ガイド管７Ａから分離された状態で回動するので、供給ヘッド１１に接続されている部品供給管５の配置箇所を、近隣の部材に干渉しないような箇所に移動するときには、部品供給管５だけが移動し、駆動手段の空気給排ホースや電動モータへの通電結線の配置箇所が不変なものとなり、給排ホースや通電結線への悪影響を防止することができる。

静止部材１３や基部材３５に取り付けられた調整支持部材５２は、第２ガイド管を供給ロッド６の中心線を中心にして回動して、供給ヘッド１１の向きを変更できるように支持している。したがって、供給ロッド６の中心線回りに第２ガイド管の位置調整が可能となり、供給ロッド６と仮止室８に位置決めされた部品間の相対位置に変化がなく、供給ロッド進出時に部品を正確に移行させることができ、装置の動作信頼性が向上する。

逆に、供給ヘッド１１を固定状態にしておき、エアシリンダ１０などの駆動手段だけを回動させることにより、部品供給管５の適正位置を維持したまま、駆動手段への空気ホースや電線の位置適正化が実現する。

第２ガイド管７Ｂが駆動手段から分離しているので、供給ヘッド１１の保守整備を行うときには、供給ヘッド１１だけを取り外せばよく、整備時の作業が簡素化される。そして、供給ヘッド１１は小型化された機構にすることができ、それにより位置調整が行いやすくなる。

供給ロッド６の大径とされた主ロッド１４が、供給ヘッド１１の一部を構成するガイド管７Ｂ、７に挿入して、差し込み部分５７が形成されている。このような差し込み構造となっているので、ガイド管７Ｂ、７は供給ロッド６と同軸状態で確実に回動させることができ、合わせてガイド管７Ｂ、７の前記分離構造によるガイド管７Ｂ、７７Ｂ、７の偏心を防止することができる。

上述のように、本発明の装置により、ガイド管をエアシリンダや電動式進退駆動ユニットなどの駆動手段から分離した構成とし、供給ヘッドだけを所定の向きに調整することができる。したがって、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。

１ プロジェクションナット
５ 部品供給管
６ 供給ロッド
７ ガイド管
８ 仮止室
１１ 供給ヘッド
１７ ガイド部材
１８ ストッパ面
２４ 鋼板部品
３０ 電動式進退駆動ユニット、駆動ユニット
３５ 基部材
５２ 調整支持部材

Claims (1)

1. 部品供給管と、進退動作式供給ロッドのガイド管が交差している箇所に、出口開口を有する部品の仮止室が形成され、前記部品供給管の延長方向に仮止室の内壁の一部を構成するガイド部材が配置され、前記ガイド部材のストッパ面によって仮止室内で位置決めされている部品を、前記供給ロッドに保持して目的箇所へ供給する形式のものであって、
   前記進退動作式供給ロッドは、大径の主ロッドに小径のガイドロッドが一体化されたものであり、
   供給ロッドを進退させるエアシリンダや電動式進退駆動ユニットなどの駆動手段が設けられ、
   前記ガイド管は、第１ガイド管と第２ガイド管に分離されており、
   第１ガイド管は、前記駆動手段に一体化され、
   第２ガイド管は、供給ヘッドの一部を構成し、
   前記供給ヘッドは、前記部品供給管と、前記第２ガイド管と、前記仮止室と、前記ガイド部材によって形成され、
   第１ガイド管を貫通する供給ロッドの主ロッドの先端部分が第２ガイド管に挿入されて差し込み部分を構成し、
   前記第２ガイド管の前記差し込み部分を中心にして前記第２ガイド管を回動して前記供給ヘッドの向きを変更できるように支持する調整支持部材が、静止部材に取り付けられ、前記調整支持部材に設けられ前記第２ガイド管が貫通している支持孔と、前記差し込み部分が同軸とされていることを特徴とする部品供給装置。

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