JPH04146032A

JPH04146032A - 自動ピン打ち装置

Info

Publication number: JPH04146032A
Application number: JP2268442A
Authority: JP
Inventors: Kazunobu Tsukihashi; 月橋　一信; Yasuaki Shinomiya; 四之宮　泰昭
Original assignee: KAJIMA MEKATORO ENG KK; Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: KAJIMA MEKATORO ENG KK; Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1990-10-08
Filing date: 1990-10-08
Publication date: 1992-05-20
Anticipated expiration: 2011-09-04
Also published as: US5206985A; JP2531849B2

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、特に溶接構造の枠状のワークにピンを打ち込
む自動ピン打ち装置に関する。

［従来の技術］例えば第７図ないし第９図に示すような溶接構造の枠状
のワークＷにテーパピンＰを打ち込む場合、テーパピン
Ｐの先端外径ｄと、ピン穴Ｈの内径りとの挿入裕度が小
さい上に、溶接構造のためピン穴Ｈの位置が常時不特定
に変動するので、ピン穴Ｈの位置を的確に捕えることが
困難である。

したがって、テーパピンＰの紬合せ挿入等は、従来、人
手に頼っていた。

［発明が解決しようとする課題］例えば、ピン穴Ｈの内径りが３．１ｍｍ、テーパピンＰ
の先端外径ｄが２．９ｍｍ、ピン穴位置の変動量がプラ
ス・マイナス最大１聰の場合、挿入裕度は、３．１−２
．９＝０．２で、これは、Ｘ１Ｙ方向でプラス・マイナ
ス０．１ｍと極めて小さい値である。現在、この裕度で
ピン穴位置を検出してピン打ちを自動的に行う装置は提
供されていない。

本発明は、上記した問題に鑑みてなされたちので、極め
て小さいピン挿入裕度に対応できる自動ピン打ち装置を
提供することを目的としている。

「知見コ現在、ＣＯＤカメラの画像信号を２値化処理して物形や
寸法などを判別測定する技術は、ロボット産業などの分
野における人工の眼として応用域が徐々に拡がりつつあ
るが、歴史が浅く周辺装置が複雑高価である。ＣＯＤテ
レビカメラの画像信号は、２次元（Ｘ、Ｙ）の出力信号
が同時に得られるので、変化を伴う形状の判別や位置測
定の処理がし易い特徴があるが、ピン穴は真円でユニフ
ォームな形状であるが故に価格の安いＣＣＤラインイメ
ージセンサの１次元出力信号をマイクロコンピュータで
処理することにより穴の中心位置を求めることができる
。

本発明者は種々研究の結果、例えば４０９６ビツトのＣ
ＯＤ素子をもつ市販のカメラと巨視レンズを選択し、穴
径３．１０の映像を画素面にフォーカスを結ばせたとき
、２２０ビツト相当の２値化信号を得た。したがって、
１ビット当りの分解能は、３．１／２２０＝０．０１４
　（ｍｍ）の精度が得られる。前記したように、挿入ピ
ンの裕度はプラス・マイナス０．１鴫程度なので、０．
０１４鵬の分解能値は、充分に満足できる値である。

［課題を解決するための手段］本発明によれば、移動手段により左右及び上下のＸ及び
Ｙ方向に移動自在なテーブルと、それぞれ該テーブル上
に設けられワークの穴位置を検出する光学的検出手段と
、揺動手段により待期位置において保持したピンを前記
光学的検出手段の光軸上に移動させる揺動腕と、前記揺
動手段に連動する連動手段により待期位置から前記光軸
上の前記揺動腕のピンを打込む側に移動されるピン打ち
手段と、前記待期位置にある揺動腕にピンを供給するピ
ン供給手段と、前記光学的検出手段からの信号に基づき
前記光軸を前記ワークの穴センタに一致させるように前
記移動手段を制御する制御手段とを設けている。

上記光学的検出手段は、照射光を投射するファイバスコ
ープ、集光レンズ及び例えば４０９６ビツトのＣＯＤ素
子をもつイメージセンサ及びマイクロレンズから構成す
るのが好ましい。すなわち−次元機能の光学的検出をマ
イクロコンピュータで処理した二次元的検出手段が好ま
しい。

また、揺動腕には、ピンを真空吸着する吸着部を設ける
のが好ましい。

また、連動手段は、揺動腕の揺動軸に固設したピニオン
と、該ピニオンに噛み合うギヤ比が例えば１：５のセク
タギヤとで構成するのが好ましい。

また、ピン打ち手段は、セクタギヤ軸に固設された保持
アームと、該アームの先端に固設されたミネチュアシリ
ンダとで構成するのが好ましい。

また、ピン供給手段は、公知のボウルタイプパーツフィ
ーダ及び直進形パーツフィーダで構成するのが好ましい
。

［作用］上記のように構成された自動ピン打ち装置においては、
待期位置にある揺動腕にピンを吸着し、ピン打ちミネチ
ュアシリンダを退避位置に退避させておく。

先ず、ファイバスコープから照射光をワークのピン穴部
分に投影し、テーブルをＸ、Ｙ方向に移動し、イメージ
センサからの信号に基づき光軸をピン穴センタと一致さ
せる。

次いで、揺動腕及びミネチュアシリンダを稼働位置すな
わち光軸に回動し、シリンダを作動してピンをワークの
ピン穴に打ち込む。

［実施例］以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図において、ベース１上には、移動手段であるＸ軸
ドライブユニット２と、Ｙ軸ボールスクリュー３及びス
テッピングモータ４とによりテーブル５がＸ軸方向すな
わ図面に垂直な左右方向及びＹ軸方向すなわち上下方向
に移動自在に支持されている。カップリング７はＹ軸ス
テッピングモータ４の出力をＹ軸ボールスクリュー３に
伝達するものである。

第２図をも参照しテーブル４には、光学的検出手段１０
と、揺動手段である空圧ロータリアクチュエータ２０で
揺動される揺動腕であるビンピッカ２２と、連動手段２
４により移動されるピン打ち手段３０と、ピン供給手段
であるボウルタイプパーツフィーダ４０及び直進形パー
ツフィーダ４１と、制御手段である図示しないマイクロ
コンピュータとが設けられている。

前記光学的検出手段１０は、照射光を投射するファイバ
スコープ１１と、マクロレンズ（例えば５０ｍｍ５Ｆ２
．８）１２と、市販の例えば４０９６ビツトのＣＣＤ素
子をもつイメージセンサ１３とからなっている。

第３図及び第４図をも参照し、前記ピンピッカ２２は、
ロータリアクチュエータ２０の出力軸である揺動軸２１
に固設され、第３図において鎖線で示す時期位置Ａから
実線で示す稼働位置Ｂに１８０°回動されるようになっ
ている。そして、このピンピッカ２２には、パーツフィ
ーダ４０及び４１を経て送られた整列されているピンＰ
を真空吸着する吸着部２２ａが設けられている。なお、
図中の符号２３はピッカ２２が時期位置Ａに復帰する際
の衝撃吸収用のショックアブソーバである。

前記連動手段２４は、揺動軸２１に固設されたピニオン
２５と、そのピニオン２５に噛み合う例えばギヤ比が１
＝５のセクタギヤ２６とからなり、このセクタギヤ２６
は、支軸２７によりベアリング２８ａ、２８ｂを介して
テーブル５に回転自在に支持されている。

前記ピン打ち手段３０は、支軸２７に固設された保持ア
ーム３１と、そのアーム３１の先端に設けられたピン挿
入用ミネチュアシリンダ３２とからなっている。そして
、第３図に鎖線で示す退避位置ａから実線で示す稼働位
置すまで連動手段２４のギヤ比１：５により３６°回動
されるようになっている。なお、第１図の符号６ａおよ
び６ｂはカメラ光軸をオフセットするためにＸ軸および
Ｙ軸方向に微調整送りをするクロスローラテーブル、７
はカップリング、１４はオプティカルセンサファイバ、
第４図の符号１５ａおよび１５ｂはマイクロスピンドル
、２９はプロキシミテイスイッチである。近接スイッチ
２９はロータリアクチュエータ２０が１８０度回動した
位置を確認するものである。そしてＹ軸周マイクロスピ
ンドル１５ａおよびＸ軸周マイクロスピンドル１５ｂは
初期調整をするために微調整をするためのものである。

このように構成され、光学的検出手段１０の光軸Ｃと、
稼働位置Ｂにおけるピンピッカ２２のピンＰの軸線と、
稼働位置すにおけるミネチュアシリンダ３２の軸線とは
すべて一致されている。

ピン打ちに際し、ピンピッカ２２を時期位置Ａに時期さ
せ、吸着部２２ａにピンＰを吸着し、保持アーム３１を
退避位置ａに退避させておく。

ワークＷを治具８にセットし、ファイバースコープ１１
から照射光をピン穴Ｈの部分に投射する。

マイクロコンピュータはイメージセンサ１３からの信号
に基づき、以下の制御を行う。すなわち第５図に示すよ
うに、ピン穴Ｈに対し、位置■を原点とし、Ｘ軸ドライ
ブユニット２を作動してＸ軸ＣＷ方向にスキャニングし
、位置■に達したとき（デジタルスイッチ値５０ビット
）から最大値を比較する。すると、位置■でピン穴Ｈの
中心、すなわち最大値が検出される。そして、位置■に
達したとき（デジタルスイッチ値８０ビット）、ユニッ
ト２を反対方向に作動してＸＭＣＣＷ方向にスキャンニ
ングする。なお、イメージセンサ−からの信号はマイク
ロコンピュータに入りビット演算処理される。若しビン
孔径の寸法が何等かの要因（設計値変更とか錐の磨耗、
切れ味の変化等による）で変化した場合、ソフトをその
都度変更訂正する必要に迫られるので訂正箇所のデータ
を外部より容易にインプットして変更訂正に対応できる
ようデジタルスイッチが設けられている。そこで、位置
■で検出した最大値と入力データとを比較し、同じ値に
なったらＸ軸ドライブユニット２を停止する。

また、第６図に示すように、Ｙ軸方向については、イメ
ージセンサ１３の出力波形Ｈ１検出部りとＬＯ検出部ｌ
は、フレーム１、ピン穴Ｈ及びフレーム２となるが、フ
レーム１＝フレーム２となるようにステッピングモータ
４を制御する。これにより光軸Ｃは、ピン穴Ｈのセンタ
に対して知見で示したように０．０１４ｍｍの精度で一
致される。

そこで、ロータリアクチュエータ２０を作動し、ピンピ
ッカ２２とミネチュアシリンダ３２とを光軸Ｃ上に移動
し、ミネチュアシリンダ３２を作動してピンＰをワーク
Ｗのピン穴Ｈに打ち込む。前記したように挿入ピンＰの
裕度は、プラス・マイナス０．１−程度なので、前記の
精度０．０１４■は充分満足できる値であり、ピンＰの
ピン穴Ｈへの打込みはスムーズに行われる。

［発明の効果］本発明は、光軸をピン穴センタに一致させ、その光軸に
ピン軸とピン打込み軸とを一致させることにより、極め
て小さい挿入裕度でピンをワークのピン穴に打込み、打
込み作業を自動化することができる。

したがって、（１）　完全自動化運転により、作業者が単純重筋苦渋
作業から開放することができる。

（２）　全自動化による省人化によりコストを低減する
ことがでる。

（３）　製品の穴無しの自動検査を行うことができる。

（４）　装置レイアウトを合理化し、製品滞留運搬作業
を解消することができる。

（５）　工場占有面積を節約することができる。

（６）　生産（製品）工程管理を合理化すること、すな
わち出来高及び不良品数の自動計数記録及び信号の出力
による計数管理等を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す側面図及び
上面図、第３図及び第４図は要部を示す正面図及び一部
を断面で示した側面図、第５図及び第６図はＸ軸及びＹ
軸方向の位置合せ制御を説明する図面、第７図、第８図
及び第９図はワークの一例を示す正面図、側面図及び第
１図のＡ−Ａ線矢視断面図である。２・・・Ｘ軸ドライブユニット　　３・・・Ｙ軸ボール
スクリュー　　４・・・ステッピングモータ　　５・・
・テーブル　　１０・・・光学的検出手段　　１１・・
・ファイバスコープ１２・・・マクロレンズ　　１３・
・・イメージセンサ　　２０・・・空圧ロータリアクチ
ュエータ　　２１・・・揺動軸　　２２・・・ピンピッ
カ　　２２ａ・・・吸着部　　２４・・・連動手段　　
２５・・・ビニオン　　２６・−・セクタギヤ　　３０
・・・ピン打ち手段　　３１・・・保持アーム　　３２
・・・ピン挿入用ミネチュアシリング

Claims

【特許請求の範囲】

移動手段により左右及び上下のＸ及びＹ方向に移動自在
なテーブルと、それぞれ該テーブル上に設けられワーク
の穴位置を検出する光学的検出手段と、揺動手段により
待期位置において保持したピンを前記光学的検出手段の
光軸上に移動させる揺動腕と、前記揺動手段に連動する
連動手段により待期位置から前記光軸上の前記揺動腕の
ピンを打込む側に移動されるピン打ち手段と、前記待期
位置にある揺動腕にピンを供給するピン供給手段と、前
記光学的検出手段からの信号に基づき前記光軸を前記ワ
ークの穴センタに一致させるように前記移動手段を制御
する制御手段とを設けたことを特徴とする自動ピン打ち
装置。