JPH02216301A - タイヤ自動組付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車輌の組立ラインにおけるタイヤ自動組付装
置に関する。

（従来の技術及び解決すべき課題） 車輌の組立ラインにおいては、作業環境の悪い工程は勿
論のこと、多くの工程が自動化されてきており、タイヤ
の組付工程も自動化されてきている。これらの自動組立
は、いずれもロボットにより行われている。

ところで、車輪、特に前輪は、僅かに内向きにして直進
状態のときに前輪の横滑りを防止するための「トウ」、
車輌の前方から見て上開きにしてキングピンの傾きと共
にオフセットを小さくして操舵を容易にするための「キ
ャンバ」及び操舵輪に直進性を与えると共に操舵時にハ
ンドルの復原を容易にするためのキングピンの前後方向
の傾き即ち、「キャスタ」が付与されている。従って、
コンベア等の搬送機構により搬送されて来る車輪のホイ
ールハブは三次元的に傾斜した状態になっている。

このため、ロボットのアームに支持したタイヤを当該ホ
イールハブに装着する場合には、当該ロボットに設けた
センサにより、「トウ」、「キャンバ」等の傾きを測定
し、これらの測定結果に応じてロボットのアームを制御
してタイヤのホイールをホイールハブの傾きと一致させ
るようにしている。

更に、ホイールハブにタイヤを装着するためには、ホイ
ールハブのボルトの位置とタイヤホイールのボルト挿通
孔とを合致させることが必要であり、これらの位置を検
出するセンサや、タイヤを保持したままロボットアーム
を回動させるための機構を必要とする。このためロボッ
トの機構及び動きが複雑化し、これに伴い高価となると
いう問題がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ホイールハ
ブのキャンバの測定を不要としてロボットの機構の簡素
化を図り、コストの低減を図るようにしたタイヤ自動組
付装置を提供することを目的とする。

（ｉ！［８を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明によれば、車輌のタイ
ヤ自動組付装置に、ホイールハブの支持部を押し上げ、
当該ホイールハブを水平面に対して所定の角度に支持す
る押上装置を設けた構成としたものである。

（作用） タイヤの組付時に、押上装置によりホイールハブの支持
部例えば、サスペンシランを押し上げて、ホイールハブ
を水平面に対して所定の角度に保持する。これによりホ
イールハブの「キャンバ」を測定することが不要となり
、当該キャンバの測定用センサが不要となると共に、ロ
ボットのアームの回転軸数を減らすことが可能となる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

第１図は車輌の組立ラインにおけるタイヤ自動組付装置
を示し、中央の２点鎖線で示す車体を搬送するためのコ
ンベアｌのラインの所定位置にタイヤ自動組付装置２が
設置されている。コンベアｌの両側にはタイヤ搬送用の
コンベア３．３が配設されており、これらの各コンベア
３．３は、始端３ａ、３ａ側から終端３ｂ、３ｂ方向に
順次タイヤ（図示せず）を供給する。各コンベア３．３
の終端には、前記タイヤ自動組付装置２が配置されてい
る。

タイヤ自動組付装置２は、２点鎖線で示す車体８の前後
左右の全タイヤを同時に組み付けるための４基のタイヤ
組付ロボット４．４．４．４が中央のコンベア１の流れ
方向に沿って前後方向に、且つ両側に配置されている。

また、これらの各タイヤ組付ロボット４の一側所定位置
にはナツト供給機構５が配設されている。このナツト供
給機構５のマガジンに装着されているナツトは、ナツト
受は渡し機構によりてナツトランナ（何れも図示せず）
に供給される。

左側前輪用のタイヤ組付ロボット４は、第２図に示すよ
うに構成されており、ロボット本体ｌＯは、基台ｌｌ上
に配設された支持部材１２に上下方向（以下「Ｘ方向」
という）に移動可能に支持されている。基台１１は、基
盤１１ａと、当該基板１１ａ上に載置されて矢印で示す
コンベア１の搬送方向（以下「ラインフロー」という）
を横切る方向（以下「Ｘ方向」という）に移動可能とさ
れる基盤１１ｂと、当該基盤１１ｂ上に載置されてライ
ンフロ一方向に平行な方向（以下「Ｙ方向」という）に
移動可能とされる基盤１１ｃと記より構成されている。

支持部材１２は基盤１１ｃ上に回転輪１３を介してＳ軸
の回りに回転可能に支持されている。

基１１１１ｂは、Ｘ軸モータ１５により送り機構を介し
てＸ軸方向に、基盤１１ｃは、Ｙ軸モータ１６により送
り機構を介してＸ軸方向に移動制御される。ロボット本
体１０は、Ｚ軸モータ１７によりＺ軸方向に移動制御さ
れ、当該支持部材１２は、Ｓ軸モータ１８によりＸ−Ｙ
平面に対して垂直なＳ軸の回りに回動制御される。

ロボット本体ｌＯには、タイヤ９（２点１１　線で示す
）を支持するためのアーム２０と、各種のセンサが配設
された測定部２１とが設けられており、アーム２０と測
定部２１とはＸ軸方向に沿って、且つ本体１０の両側に
配置されている。即ち、ロボット本体１０を軸１３によ
り１８０°回転させるとアーム２０と測定部２１とが入
れ換わるようになっている。

このアーム２０は、タイヤ供給用のコンベア３から供給
されるタイヤ９を４本の支持部材によりつかんで逸脱不
能、且つ回転不能に支持する。このアーム２０は、Ｒ軸
（水平軸）に対して回転可能とされ、Ｒ軸モータ１９に
より回動制御される。

尚、ｘ、ｙ、ｚ軸の各方向及びＳ、Ｒ軸の回転方向は、
矢印の方向を「正方向」とする。

測定部２１には、ホイールハブの「トウ角」ヲ測定する
ためのセンサ２２と、ボルト幅測定センサ２３及びボル
ト回転位置測定センサ２４が設けられている。トウ測定
センサ２２は、コンベア１のラインフロ一方向に沿って
所定の間隔で水平、且つ平行に配設された２台のセンサ
２５．２６により構成されている。センサ２５は、第３
図及び第４図に示すようにロッド２５ａと、このロッド
２５ａに押し出し方向の力を付与するスプリング２５ｂ
と、ロッド２５ａの突出長さを測定する駆動用のエアシ
リンダ（図示せず）を備えたリニアゲージ２５ｃとによ
り構成されている。他方のセンサ２６も同様に構成され
ている。そして、センサ２５．２６の各ロッド２５ａ、
２６ａの先端がホイールハブ６０の端面６０ａ又はブレ
ーキドラムのディスクプレート面に当接した時の突出長
さの差から、ホイールハブ６０の前後方向の傾き即ち、
「トウ角」を測定する。

ボルト幅測定センサ２３は、第５図に示すように３枚の
測定プレート２７〜２９と、これらに接続され駆動用の
エアシリンダ（図示せず）を備えたリニアゲージ３０〜
３２とにより構成されており、基端がホイールハブに固
定されたタイヤ取付用のボルトの幅を測定すると共に、
当該ホイールハブのセンタを測定する。また、ボルト回
転センサ２４は、アブソリエート式エンコーダ３３（第
３図）の回転軸の先端に取付られており、エアモータ３
４により当該シャフトを回転させてタイヤ取付ポル）６
１の基準位置に対する位置を測定し、回動角を測定する
。

これらのセンサ２２〜２４の測定結果は、ロボットの制
御装置（図示せず）に入力される。そして、このロボッ
ト制御装置は、センサ２２〜２４から入力された測定結
果に基づいてアーム２ｏを制御して、当該アーム２０に
支持しているタイヤ９のボルト挿通孔をホイールハブ６
ｏの取付ボルト６１（第３図）に合致させる。尚、リニ
アゲージに限らず、他の例えば、マグネスケール或いは
光学式スケール等を使用してもよい。

ロボット本体１０とコンベア１との間の床面には、当該
コンベアｌにより搬送されてくる車体８の例えば、サス
ベション６５（第８図）の下方位置に押上装置４０が配
設されている。この押上装置４０は、第６図及び第７図
に示すように、アクチュエータ例えば、エアシリンダ４
１の基端がブラケット４２を介して床面に垂設固定され
ており、ロッド４３の先端にはブラケット４４が取り付
けられている。このブラケット４４の両側部４４ａ、４
４ａはブラケット４５．４５により上下方向に垂直に摺
動可能に支持されており、上面にはスペーサ４６を介し
て弾性を有する受具４７が固定されている。

ロッド４３に固定されたブラケット４４の一端面所定位
置には位置検出用のドッグ４日が固定されており、当１
亥フ゛ラケット４４をガイドするフ゛ラケット４５側に
は上、下所定箇所にドッグ４８と対向可能に位置検出セ
ンサ例えば、近接スイッチ４９．５０（第８図）が配設
されている。この近接スイッチ４９．５０はドッグ４８
と対向したときに信号を出力して当該ドッグ４８の位置
即ち、ブラケット４４の上端位置、下端位置を検出する
。

この近接スイッチ４９．５０の検出信号も前記ロボット
の制御装置に入力される。そして、この押上装置４０の
エアシリンダ４１は前記ロボット制御装置により制御さ
れる。

他のロボット４も同様に構成されている。尚、後輪のロ
ボット４．４には「トウ角」を測定するためのセンサ２
２は設けられていない。

以下に作用を説明する。

先ず、第２図に示すロボット本体１０がＳ軸モータ１８
により１８０＠回転されて図示とは反対の向きになり、
アーム２０がタイヤのコンベア３側（第１図）に、測定
部２１が中央のコンベア１側に位置する０次いで、タイ
ヤ組付ロボット４は、アーム２０によりコンベア３から
供給されてくるタイヤ９をつかんで支持して待機してい
る。この状態においてはアーム２０はコンベア３側に位
置しており、測定部２１はコンベア１側に位置している
。

中央のコンベア１により車体８（第１図）が搬送されて
２点鎖線で示すようにタイヤ組付装置２の（ＨＥに来る
。コンベアｌにより搬送されている状態において、車体
８の前輪のホイールハブ６０は、前述したように「トウ
］、ｒキャンバＪにより「前すぼみ」、「上開き」に三
次元的に傾斜している。車体８が各タイヤ組付ロボット
４の位置に来ると、各押上装置４０のエアシリンダ４１
が伸長して第８図に２点鎖線で示すように前輪のサスペ
ンション６５の例えば、ロアアーム６６を受具４７によ
り予め設定した所定の高さまで押し上げる。

ホイールハブ６０は、ロアアーム６６が押し上げられる
と、これに伴い「キャンバ角」が徐々に小さくなる。押
上装置４０のエアシリンダ４１は、この「キャンバ角」
が水平面に対して所定の角度例えば、垂直となるまでロ
アアーム６６を押し上げる。この押上高さ位置は、ドッ
グ４日及び近接スイッチ４９により検出される。これに
より、ホイールハブ６０の「キャンバＪの測定が不要と
なる。

次イテ、ｘ、ｙ、ｚ軸−Ｅ−９１５，１６，１７を駆動
させてロボット本体１０を測定位置まで移動させ、測定
部２１のトウ角測定用のセンサ２５．２Ｇによりホイー
ルハブ６０のＦトウ角」を測定する。この「トウ角」は
、センサ２５．２６のリニアゲージ２５ｃ、２６ｃの各
エアシリンダによりホイールハブ６０の端面６０ａに向
けてロッド２５ａ％　２６ａを所定距離突出させたとき
にこれらの各ロッド２５ａｓ　２６ａの先端が、ホイー
ルハブ６０の端面６０ａ（第３図）に当接した状態にお
いて、スプリング２５ｂ、２６１）に抗して後方へ突出
せる長さ（距離）を測定し、これらの各測定値の差によ
り測定する。

この［トウ角Ｊの測定後、ボルト幅測定プレート２７〜
２９をホイールハブ６ｏの中心に向けて移動させて２点
鎖線で示すように各ボルト６１に当接させ、リニアゲー
ジ３０〜３２により当Ｓ亥ホイールハブ６０に固定され
ているタイヤ取付用ボルト６１のボルト幅と、ホイール
ハブ６ｏの中心位置を測定する（第９図）。これらの測
定後Ｘ、Ｙ、Ｚ軸モータヱ５．１６．１７によりロボッ
ト本体ｌＯを移動させ、その中心を前記測定したホイー
ルハブ６０の中心に一致させる。

次いで、ボルト回転位置測定板２４とアブソリュートエ
ンコータ゛３３とにより当冨亥ボＪレトロ１の基準位置
からの回動角を測定する。

これらの各測定が終了した後、Ｓ軸モータ１８（第２図
）がロボット本体１０を略１８ｏ°回転させて、タイヤ
９を支持しているアーム２ｏをホイール６０と対向させ
ると共に、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸モータ１５．１６．１７により
ロボット本体１ｏを移動させて、支持しているタイヤ９
の中心をホイール６０の中心に合致させる。更に、Ｒ軸
モータ１９によりアーム２０を所定の角度回動させてタ
イヤ９のホーイルの各ボルト孔を、ホイールハブ６０の
各ボルト６２と合致させると共に、Ｓ軸モータ１８を駆
動して当該タイヤ９のホイールの取付面をホイールハブ
６０の取付面と正確に合致させる。

ロボット本体１０はＸ１Ｙ軸モータ１５．１６によりコ
ンベアｌのライン速度に応して移動されながらアーム２
０に支持しているタイヤ９をホイールハブ６０に装着す
る。

このようにしてホイールハブ６０へのタイヤ９の装着が
終了した後、ナンド受は渡し機構（図示せず）がナツト
供給機構５のマガジンからナツトランナ（図示せず）に
ナツトを供給し、当該ナツトランナがホイールハブ６０
の各ボルト６１に螺合させ、当該ホイールハブ゛６０に
タイヤ９のホイールを締め付は固定する。このようにし
て車体８のホイールハブ６０へのタイヤ９の組付工程が
終了する。

他のロボット４も同様にして右側前輪及び左右の後輪の
ホイールハブにも同様にしてタイヤ９を組み付ける。尚
、後輪の場合は「トウ」の測定を行わない。

尚、本実施例においては、サスペンションのロアアーム
６６を押し上げてホイールハブ６０を所４゜ 定の角度（垂直）に支持する場合について記述したが、
これに限るものではなく、車種に応して適当な箇所例え
ば、アッパアーム、或いはアクスル等を押し上げるよう
にしてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、車輌のタイヤ自動
組付装置に、ホイールハブの支持部を押し上げ、当該ホ
イールハブを水平面に対して所定の角度に支持する押上
装置を設けた構成としたことにより、キャンバの測定が
不要なり、センサ数の低減を図ることができると共に、
ロボットの軸数を減らすことができ、ロボットの機構の
簡素化を図ることが可能となる。更に、タイヤの組付作
業に対するロボットのテーチング数が減少し、タイヤ組
付ロボット装置のコストダウンを図ることが可能となる
。また、押上装置の構成も簡単であり、現状のライン設
備に容易に、且つ安価に設置することができる等の効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るタイヤ自動組付装置を適用した車
輌の組立ラインを示す概略図、第２図はタイヤ組付ロボ
ットの一実施例を示す斜視図、第３図は第２図の測定部
の側面図、第４図は第３図の測定部のトウ角を測定する
センサの一部切欠上面図、第５図は第２図の測定部の正
面図、第６図は第１図の押上装置の平面図、第７図は第
６図の一部切欠側面図、第８図はタイヤ組付時における
押上装置の作動説明図、第９図はタイヤ組付時における
測定部の作動説明図である。 ■、３・・・コンベア、２川タイヤ岨付装置、４・・・
タイヤ組付ロボット、５・・・ナツト供給装置、１゜・
・・ロボット本体、１１・・・基台、１２・・・支持部
材、１５〜１９・・・モータ、２０・・・アーム、２１
・・・測定部、２２〜２４・・・センサ、４０・・・押
上装置、４１・・・シリンダ、４３・・・口・ノド、４
２．４４．４５・・・ブラケット、４７・・・受具、４
８・・・ドッグ、４９．５０・・・近接スイッチ、６０
・・・ホイールハブ、６５・・・サスペンション、６６
・・・ロアアーム。 出願人　　三菱自動車工業株式会社 代理人　　弁理士　　長　門　侃　二 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車輌のタイヤ自動組付装置に、ホイールハブの支持部を
   押し上げ、当該ホイールハブを水平面に対して所定の角
   度に支持する押上装置を設けたことを特徴とするタイヤ
   自動組付装置。