JP7300605B2 - 部品の一時係止制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、仮止室に一時係止されている部品を供給ロッドによって目的箇所へ供給する、部品の一時係止制御方法に関している。

特開平５－０３９１２２号公報には、仮止室に入ってきたナットを載置部材に載せて一時係止することが記載されている。しかし、ここには載置部材の進退動作を、供給ロッドの動作に関連づけてどのような時期に行うかについては、何も触れられていない。

特開２００６－０７５８９９号公報には、供給ロッドがナットを固定電極のガイドピンに供給してから、エアシリンタのピストンロッドの戻り位置をエアシリンダに取り付けたセンサーで検知し、この検知信号により可動電極を進出させることが記載されている。

特開平５－０３９１２２号公報 特開２００６－０７５８９９号公報

特許文献１においては、仮止室に入ってきたナットを載置部材に載せて一時係止することが記載されているが、載置部材の進退動作をどのような時期に行うかについては、何も触れられていない。この進退動作は、供給ロッドの進退動作と関連づけて行い、載置部材と供給ロッドの干渉問題を回避する必要がある。

特許文献２においては、上記センサーからの検知信号をトリガー信号にして可動電極を進出させることは記載されているが、仮止室に一時係止されている部品の係止安定性や、この安定性を供給ロッドの動作と関連づけることに関しては、何も記載されていない。

本発明は、仮止室に一時係止されている部品の落下を規制部材によって防止し、この規制部材の進退動作を供給ロッドの進退動作に関連づけて行うことを目的とする。

請求項１記載の発明は、
供給の対象とされる部品は、ナット本体の中央にねじ孔を有するとともに、溶着用突起が設けられたプロジェクションナットであり、
部品供給用の供給ロッドが収容された断面円形の外筒に、供給ロッドを進退させるエアシリンダが接合され、前記外筒と部品搬送用の部品供給管の結合箇所に仮止室が形成され、部品吸引用の磁石を有するストッパ部材が仮止室の端部に配置された形式のものにおいて、
前記供給ロッドは、外筒内を摺動する大径の摺動ロッドと前記ねじ孔に串刺し状に進入する小径のガイドロッドから構成され、
前記摺動ロッドと前記ガイドロッドの境界部に押出し面が形成され、
前記仮止室の出口開口を開閉して部品が出口開口から落下することを防止する進退作動式の規制部材が設けられ、
前記規制部材に前記ガイドロッドが通過できる切欠きが形成され、
前記エアシリンダのピストンが最も後退した状態における、前記供給ロッドの押出し面から、仮止室で一時係止されているプロジェクションナットの上面までの距離が、前記エアシリンダのピストンが最も後退した後退端から、エアシリンダに取り付けたセンサーの検知位置までの距離よりも長く設定され、
前記センサーは、エアシリンダのストローク方向に位置調節ができるように構成された供給装置を準備し、
前記供給ロッドの進出で得られる前記センサーからの指令信号によって前記規制部材の開動作を開始し、
前記供給ロッドの後退で得られる前記センサーからの指令信号によって前記規制部材の閉動作を開始することを特徴とする部品の一時係止制御方法である。

部品供給管からの部品が仮止室に進入し、仮止室の端部に配置された磁石付きのストッパ部材で受け止められる時には、部品がストッパ部材から弾き返されたり、ストッパ部材に対する部品の当たり面積が小さかったり、あるいは供給装置が何等かの原因で振動したりすると、部品の一時係止姿勢に傾きなどが発生し、これが原因になって仮止室の出口開口から落下する恐れがある。

本願発明においては、仮止室の出口開口を開閉する規制部材が設けられているので、出口開口を閉鎖することにより、仮止室に進入してきた部品が出口開口の方へ移動することが発生しても、部品は規制部材上に載置された状態になり、出口開口からの部品落下が防止される。

供給ロッドの進出で得られる指令信号によって規制部材の開動作を開始するので、供給ロッドの進出で部品が出口開口を通過するときには、規制部材が後退、すなわち開状態になって退避しているので、進出し始めた部品が規制部材に干渉することが防止される。

供給ロッドの後退で得られる指令信号によって規制部材の閉動作を開始するので、閉動作の開始時期を適正に選定することにより、後退中の供給ロッドに規制部材が干渉することが防止される。

装置全体の断面図と部分箇所の断面図と平面図である。 装置を作動させるための制御系統図である。 他の装置全体の断面図と部分箇所の平面図である。 装置を作動させるための制御系統図である。

つぎに、本発明の部品の一時係止制御方法を実施するための形態を説明する。

図１および図２は、本発明の実施例１を示す。

対象となる部品について説明する。

供給の対象とされる部品は、プロジェクションナットである。

以下、本明細書および特許請求の範囲において、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。

鉄製のプロジェクションナット１は、図１に示すように、六角形のナット本体２の中央にねじ孔３が形成され、円形のフランジ４がナット本体２と一体に設けられている。フランジ４の下面に３つの溶着用突起５が、１２０度間隔で形成されている。以下、本願発明の方法に用いられる供給装置について説明する。

最初に、外筒について説明する。

傾斜姿勢とされた断面円形の外筒６内に、供給ロッド７が収容されている。供給ロッド７は、外筒６内を摺動する大径の摺動ロッド８と、ねじ孔３に串刺し状に進入する小径のガイドロッド９から構成されている。摺動ロッド８とガイドロッド９の境界部に押出し面１０が形成されている。押出し面１０は、供給ロッド７の中心軸線に対して垂直になった仮想平面上に存在している。供給ロッド７を進退させる進退駆動手段として、エアシリンダ１１が採用されている。エアシリンダ１１は、外筒６に接合されている。エアシリンダ１１のピストンロッド１２が、摺動ロッド８に結合してある。

つぎに、部品供給管について説明する。

部品供給管１４は、ナット１が通過できる矩形の断面形状とされている。部品供給管１４は、パーツフィーダ１５に接続され、空気噴射管１６からの噴射空気によってナット１が搬送されるようになっている。外筒６の下端部が部品供給管１４の上面に溶接してあり、溶接部は、図１（Ａ）や（Ｃ）に符号１７で示してある。図において、黒く塗り潰した箇所が溶接部１７である。部品供給管１４の端部に、部品吸引用の永久磁石１８を有するストッパ部材１９が結合してある。

部品供給管１４の上部に、供給ロッド７が貫通して進出するための通孔１３が開けてある。

つぎに、仮止室について説明する。

ナット１を一時係止するための仮止室２０が、外筒６と部品供給管１４の結合箇所に設けてある。ストッパ部材１９は、仮止室２０の端部に配置してある。部品供給管１４によって搬送されてきたナット１は仮止室２０内に入り、永久磁石１８で吸引されて所定の位置に一時係止される。この状態では、供給ロッド７、通孔１３、ねじ孔３が中心軸線Ｏ－Ｏと同軸になっている。符号２１は、仮止室２０の出口開口であり、エアシリンダ１１の動作で供給ロッド７が進出すると、ガイドロッド９がねじ孔３内に進入し、押出し面１０がナット１の上面に当たって押し出され、目的箇所へ供給される。目的箇所は、図示していないが、電気抵抗溶接装置の電極である。

つぎに、規制部材について説明する。

規制部材２３は、仮止室２０の出口開口２１を開閉してナット１が出口開口２１から落下することを防止する。規制部材２３の作動は、進退作動式である。規制部材２３の形状としては種々なものが採用できるが、ここでは板材で作られた規制部材２３によって出口開口２１を開閉する。ナット１を下側から受け止める規制板２４に、供給ロッド７のガイドロッド９が通過できる、切欠き２５が形成してある。

図１（Ｂ）は、構造要部の平面図であり、規制板２４に右側が開放された切欠き２５を設けて、横Ｕ字型の規制板２４とされている。切欠き２５が設けられて、横向きのフォーク状の形をしている。横Ｕ字型の部分でナット１を下から受け止めるようになっている。規制部材２３を左右に進退させて出口開口２１を開閉する。そのために、駆動手段であるエアシリンダ２６で規制部材２３を進退させる。規制板２４の右側が開放されているので、ガイドロッド９が切欠き２５に進入していても、規制部材２３を左側へ後退させることができるようになっている。

規制部材２３の進退駆動手段としては、エアシリンダ、進退出力式の電動モータなど種々なものが採用できる。ここでは、エアシリンダである。エアシリンダ２６は、部品供給管１４の横側面に結合してあり、そのピストンロッド２７が規制部材２３の突片２８に結合してある。ピストンロッド２７の進退方向は、ナット１が仮止室２０に進入する方向と平行になっていて、規制部材２３が出口開口２１を開閉するようになっている。

つぎに、供給ロッドと規制部材の動作について説明する。

なお、ここでは理解しやすくするために、実施例１の作用効果で述べるべき事項も合わせて記載してある。

図２は、エアシリンダ１１、エアシリンダ２６および規制部材２３などの制御系統図である。細線の矢線は信号線を示し、それ以外の実線は、作動空気の給排管を示している。

センサー３０は、鉄製のピストン１１ａの前進端と後退端の間におけるピストン１１ａの位置を検知して、規制部材２３を進退させる指令信号を発信する。センサー３０の形式としては、磁界内の磁性体検出型やリードスイッチ型など種々なものが採用できる。ここでは、前者のタイプである。センサー３０は、エアシリンダ１１の外筒面に取り付けられ、エアシリンダ１１のストローク方向に位置調節ができるようになっている。

作業者が起動操作、例えば、足踏み式の起動スイッチ３１を閉じると、その起動信号が装置全体の動作を行わせている制御装置３２に伝えられ、そこで処理された信号が空気切換弁３３に伝えられる。制御装置３２は、簡単なコンピュータ装置やシーケンス回路などで構成されている。

制御装置３２からの信号にしたがって、空気切換弁３３が作動空気の切りかえを行う。制御装置３２からの信号で空気切換弁３３が切り替えられて、エアシリンダ２６が作動し、規制部材２３が出口開口を閉じ、この状態のところへナット１が移送されてきて、ナット１はストッパ部材１９で受け止められて、仮止室２０における所定の位置に一時係止される。このときに、上述の原因でナット１が出口開口２１の方へ移動しても、ナット１は規制部材２３（規制板２４）上に載置された状態になって、出口開口２１から落下することがない。

その後、制御装置３２からの信号が空気切換弁３３に送信されると、空気切換弁３３から送出された空気の空気圧が、後退端に待機しているピストン１１ａに作用するので、供給ロッド７は進出を開始し、ガイドロッド９が、仮止室２０に一時係止されているナット１のねじ孔３と、規制部材２３の切欠き２５を貫通する。

図２に示すように、供給ロッド７の押出し面１０から、仮止室２０で一時係止されているナット１の上面までの距離Ｓ１が、ピストン１１ａが最も後退した後退端から、エアシリンダ１１に取り付けたセンサー３０の検知位置までの距離Ｓ２よりも長く設定されている。センサー３０をずらしてその検知位置を適正に求めて、距離Ｓ１＞距離Ｓ２が設定されている。

このため、供給ロッド７の進出時には、押出し面１０がナット１の上面に当たるまでに、センサー３０からの指令信号が発信されて規制部材２３の後退動作が開始されるので、押出し面１０で押されたナット１は、規制部材２３（規制板２４）に対して異常な接触や干渉をすることなく、円滑に出口開口２１から送出される。

また、規制部材２３にガイドロッド９が通過する切欠き２５が設けてあるので、ガイドロッド９がナット１のねじ孔３を十分な長さにわたって貫通してから規制部材２３が後退する。規制部材２３の後退時期がこのように設定されているので、ガイドロッド９が進出し、押出し面１０がナット上面に当たるまでの区間におけるナット１の一時係止の安定性が維持され、正確な送給動作が確保できる。つまり、規制部材２３が後退してからも、ガイドロッド９がねじ孔３を貫通しているので、ガイドロッド９によってナットが正確に導かれ、信頼性の高いナット供給が達成できる。

図示していないが、ナット１の供給先は、電気抵抗溶接の電極ガイドピンである。

上述の供給ロッド７の進出時においては、供給ロッド７の進出で得られる指令信号によって規制部材２３の開動作を開始することが実現しているのである。

供給ロッド後退時には、押出し面１０が、仮止室２０で一時係止されているナット１の上面に相当する位置を通過するときには、距離Ｓ１＞距離Ｓ２によって、センサー３０から指令信号が発信されているので、ピストン１１ａがエアシリンダ１１の後退端に達するまでに、規制部材２３の閉動作が開始される。このため、閉動作がピストン１１ａの戻り完了までに、先行的に開始されてアイドル時間が消去され、サイクルタイムの短縮が達成できる。切欠き２５が設けてあるので、規制部材２３が閉じ方向に異動しても、ガイドロッド９に干渉することがない。

押出し面１０が、一時係止されているナット１の上面に相当する位置を戻り通過するときには、センサー３０からの信号で、規制部材２３の閉動作をピストン１１ａが後退端に達する前に開始することができて、規制部材２３の閉動作と距離Ｓ２区間の戻り動作が重複してえられる。したがって、この重複動作に相当する時間が短縮できて、サイクルタイムの短縮にとって有効である。

なお、上記各種のエアシリンダに換えて、進退出力をする電動モータを採用することもできる。

上述の各エアシリンダの進退動作や空気噴射などの動作は、図２に示したような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する空気切換弁や、エアシリンダの所定位置で信号を発して前記制御装置に送信するセンサー等を組み合わせることによって、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１の作用効果は、つぎのとおりである。

部品供給管１４からのナット１が仮止室２０に進入し、仮止室２０の端部に配置された磁石付きのストッパ部材１９で受け止められる時には、ナット１がストッパ部材１９から弾き返されたり、ストッパ部材１９に対する部品の当たり面積が小さかったり、あるいは供給装置が何等かの原因で振動したりすると、ナット１の一時係止姿勢に傾きなどが発生し、これが原因になって仮止室２０の出口開口２１から落下する恐れがある。

本願発明においては、仮止室２０の出口開口２１を開閉する規制部材２３が設けられているので、出口開口２１を閉鎖することにより、仮止室２０に進入してきたナット１が出口開口２１の方へ移動することが発生しても、ナット１は規制部材２３上に載置された状態になり、出口開口２１からのナット落下が防止される。

供給ロッド７の進出で得られる指令信号によって規制部材２３の開動作を開始するので、供給ロッド７の進出でナット１が出口開口２１を通過するときには、規制部材２３が後退、すなわち開状態になって退避しているので、進出し始めたナット１が規制部材２３に干渉することがない。

供給ロッド７の後退で得られる指令信号によって規制部材２３の閉動作を開始するので、閉動作の開始時期を適正に選定することにより、後退中の供給ロッド７に規制部材２３が干渉することが防止される。

供給ロッド７の押出し面１０から、仮止室２０で一時係止されているナット１の上面までの距離Ｓ１が、エアシリンダ１１のピストン１１ａが最も後退した後退端から、エアシリンダ１１に取り付けたセンサー３０の検知位置までの距離Ｓ２よりも長く設定されている。このため、供給ロッド進出時には、押出し面１０がナット上面に当たるまでに、センサー３０からの指令信号が発信されて規制部材２３の後退動作が開始されるので、ナット１は規制部材２３に対して異常な接触や干渉をすることなく、円滑に出口開口２１から送出される。

また、規制部材２３にガイドロッド９が通過する切欠き２５が設けてあるので、ガイドロッド９がナット１のねじ孔３を十分な長さにわたって貫通し、ナット保持が安定してから規制部材２３が後退する。したがって、ガイドロッド９によってナット１が正確に導かれ、信頼性の高いナット供給が達成できる。

供給ロッド後退時には、押出し面１０が、仮止室２０で一時係止されているナット１の上面に相当する位置を通過するときには、距離Ｓ１＞距離Ｓ２によって、センサー３０から指令信号が発信されているので、ピストン１１ａがエアシリンダ１１の後退端に達するまでに、規制部材２３の閉動作が開始される。このため、この閉動作が、ピストン１１ａの戻り完了までに、先行的に開始されてアイドル時間が消去され、サイクルタイムの短縮が達成できる。

閉じている規制部材２３を開くときには、エアシリンダ２６やピストンロッド２７の進出方向、すなわち部品供給管１４におけるナット１の進出方向に開くようになっている。このため、規制部材２３の進退作動空間が確保しやすくなり、コンパクトな装置を本方法に用いることができる。規制部材２３を上記方向とは反対側に移動する場合であれば、規制部材２３が部品供給管１４の下部と干渉したりするので、好ましくない。

図３および図４は、本発明の実施例２を示す。

対象となる部品について説明する。

実施例１における部品は、フランジ付きのプロジェクションナットであり、供給ロッドがねじ孔を貫通できる形式である。したがって、規制部材２３には、ガイドロッド９が通過する切欠き２５も設けてある。一方、実施例２における部品は、部品を貫通する孔がない形式の部品を対象としている。

ここでの部品は、鉄製のドームナット３６である。このドームナット３６は、実施例１におけるプロジェクションナット１のナット本体２に、半球形の蓋部材３７を溶接したものである。このようなドームナット３６には供給ロッド７のガイドロッド９を貫通することができないので、ドームナット３６を供給ロッド７の先端部で外側からかかえ込むような方式とされている。

供給ロッド１の先端部にドームナット３６を受け入れる凹部３８が形成されている。この凹部３８は、部品供給管１４の方に開放した形状とされている。凹部３８に受け入れられたドームナット３６を保持する永久磁石３９が供給ロッド７の先端部に埋設してある。

この実施例では、供給ロッド７がドームナット３６を貫通する形式ではないので、規制部材２３には、実施例１に示した切欠き２５のような構造は採用されていない。

供給ロッド７が目的箇所へ到達したときには、永久磁石３９の吸引力を消滅させてドームナット３６を解放する必要がある。そのために、供給ロッド７は、中空軸４０内にインナ軸４１が進退可能な状態で挿入してあり、インナ軸４１に固定した規制ピン４２が中空軸４０に開けた長孔４３を経てガイド筒６内に突き出ている。インナ軸４１の上端部と中空軸４０の内端面との間に圧縮コイルスプリング４４が介装され、その張力はインナ軸４１を押し出す方向に作用し、この張力によって規制ピン４２が長孔４３の下端に当たっている。

ガイド筒６の外側面に、エアシリンダ４６が固定され、そのピストンロッド４７に係合片４８が結合してあり、ガイド筒６に開けた長孔４９を貫通して外筒６の内部に突出している。この係合片４８と規制ピン４２は、供給ロッド１が所定長さのストローク移動をしたら、規制ピン４２が係合片４８に対面できるように、両者の相対位置が設定してある。

センサー３０は、エアシリンダ１１のピストン１１ａが後退端に達したときに指令信号を発信するように、エアシリンダ１１の端部に取り付けてある。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実施例１と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。

ドームナット３６では、供給ロッド７がドームナット３６を貫通しないので、供給ロッド７が進出を開始する少し前に、規制部材２３を後退させる必要がある。そのために、制御装置３２において、規制部材２３の後退開始後に遅れてピストン１１ａが進出を開始するような補助制御回路を配置しておく。この補助制御回路は、遅延タイマーを用いることによって、簡単に実施することができる。それ以外の作用効果は、先の実施例１と同じである。

供給ロッド７が目的箇所である電気抵抗溶接の電極まで進出すると、エアシリンダ４６の動作でインナ軸４１が後退し、ドームナット３６に対する永久磁石３９の吸引力が消滅する。これによって、ドームナット３６が電極の電極ピンに供給される。

上述のように、本発明の装置によれば、仮止室に一時係止されている部品の落下を規制部材によって防止し、この規制部材の進退動作を供給ロッドの進退動作に関連づけて行う。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
２ ナット本体
３ ねじ孔
４ フランジ
５ 溶着用突起
６ 外筒
７ 供給ロッド
８ 摺動ロッド
９ ガイドロッド
１０ 押出し面
１１ エアシリンダ、進退駆動手段
１１ａ ピストン
１４ 部品供給管
１９ ストッパ部材
２０ 仮止室
２１ 出口開口
２３ 規制部材
２４ 規制板
２５ 切欠き
２６ エアシリンダ
３０ センサー
３６ ドームナット
Ｓ１ 押出し面からナット上面までの距離
Ｓ２ ピストン後退端からセンサーの検知位置までの距離

Claims (1)

1. 供給の対象とされる部品は、ナット本体の中央にねじ孔を有するとともに、溶着用突起が設けられたプロジェクションナットであり、
   部品供給用の供給ロッドが収容された断面円形の外筒に、供給ロッドを進退させるエアシリンダが接合され、前記外筒と部品搬送用の部品供給管の結合箇所に仮止室が形成され、部品吸引用の磁石を有するストッパ部材が仮止室の端部に配置された形式のものにおいて、
   前記供給ロッドは、外筒内を摺動する大径の摺動ロッドと前記ねじ孔に串刺し状に進入する小径のガイドロッドから構成され、
   前記摺動ロッドと前記ガイドロッドの境界部に押出し面が形成され、
   前記仮止室の出口開口を開閉して部品が出口開口から落下することを防止する進退作動式の規制部材が設けられ、
   前記規制部材に前記ガイドロッドが通過できる切欠きが形成され、
   前記エアシリンダのピストンが最も後退した状態における、前記供給ロ ッドの押出し面から、仮止室で一時係止されているプロジェクションナットの上面までの距離が、前記エアシリンダのピストンが最も後退した後退端から、エアシリンダに取り付けたセンサーの検知位置までの距離よりも長く設定され、
   前記センサーは、エアシリンダのストローク方向に位置調節ができるように構成された供給装置を準備し、
   前記供給ロッドの進出で得られる前記センサーからの指令信号によって前記規制部材の開動作を開始し、
   前記供給ロッドの後退で得られる前記センサーからの指令信号によって前記規制部材の閉動作を開始することを特徴とする部品の一時係止制御方法。

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