JPH0432187Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、車輌のボデイと種類の異なるエンジ
ンの組付において、エンジンの種類の異なること
により生ずるスタツドボルトの位置変化に対応す
ることのできるエンジン組付用自動締付装置に関
する。

（従来の技術） 自動車の組付ラインにはボルト・ナツト等のね
じ締付け工程が数多くある。例えば、自動車のボ
デイにエンジンを組付ける工程もその一つであ
る。従来、この種の組付においては、ハンガで吊
下げた自動車のボデイのほぼ真下にエンジンを定
置したリフタ装置を配置し、作業者がリフタ装置
を操作して、エンジンを上昇させながら該エンジ
ンのブラケツトを自動車のボデイの所定位置に取
り付けられたゴムブツシユ入りのインシユレータ
のスタツドボルトに嵌合させた後、該ボルトにナ
ツトをはめ合せてインパクトレンチ等を用いて締
付けていた。しかし、その作業は自動化されてい
なかつた。

一方、これに対して、自動車のボデイに複数個
のねじを締付ける方法で、自動車の位置ずれに関
係なく、自動でねじを締付けるようにしたねじ締
付方法が提案されている。例えば、特開昭60−
34234号公報、特開昭60−34235号公報。

ここに示されている特開昭60−34234号公報の
ねじ締付装置は第６図第７図に示すようなもの
で、レール８０上を走行する台車８１にモータ８
２と、操作ボツクス８３と、さらに先端に締付用
工具８４を設けたロボツト本体８５を取付けたも
ので、該締付用工具８４で、ハンガ８６に吊下さ
れた自動車のボデイ８７のねじを締付けるように
したものである。

そして、最初の締付けを手動で、ロボツト８５
の締付用工具８４をセツトして締付け、残りの設
定された締付位置では該ロボツト８５の締付用工
具８４により自動で締付を行うことを特徴とし、
そして自動車のボデイ８７の位置ずれに関係な
く、ボデイの最初のポイントを原点として自動で
残りの締付けを行うようにしたものである。

また、特開昭60−34235号公報に示されている
ねじ締付装置は第８図第９図に示すようなもの
で、レール９０上を走行する台車９１にモータ９
２と、操作ボツクス９３と、ボルト供給機９４
と、さらに先端に締付用工具９５を設けたロボツ
ト本体９６と、２本の位置検側バー９７を取付け
たもので、該締付用工具９５でハンガ９８に吊下
された自動車のボデイ９９のねじを締付けるよう
にしたものである。

そして、予め自動車のボデイの所定個所に設け
た２個の穴に２本の位置検側バー９７を挿入し、
該２本の位置検側バー９７を基準にしてロボツト
の締付用工具９５にて締付を行うことを特徴とし
車輌のボデイの位置ずれに関係なくボデイの最初
のポイントを原点として、自動で残りの締付を行
うようにしたものである。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このようなねじ締付装置は、締
付用工具と被締付部との最初の位置決めを手動で
行わなければならず煩雑であつた。また、水平方
向への移動に関しても、台車とロボツトの複合の
動きだけで行なわなければならず、正確で、細か
い動きができなかつた。

さらに、ロボツトねじ締付部の駆動手段も、１
台のシリンダで行なつているため、大雑把な動き
だけしかできず、装置全体に関しても精密な動き
が難かしかつた。

本考案は最初の位置決を自動的に行い、かつ細
かい動きと精密は動きを短時間に行うようにした
エンジン組付用自動締付装置を提供するものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上記問題を解決するための手段とし
て、上下方向に移動する第５ベースに略Ｌ字形に
形成された第４ベースをＸ方向に移動可能に設
け、略Ｌ字形第４ベースの垂直面にＹ方向に移動
する第３ベースを設け、該第３ベースにＸ方向に
移動する二つの第２ベースを設け、該第２ベース
のそれぞれに上下方向に移動可能にコンプライア
ンス機能を有するねじ締付機を装着し、前記第２
ベースをＸ方向に駆動する手段と前記第３ベース
をＹ方向に駆動する手段をNC制御することを特
徴とするものである。

（作用） 本考案はこのように構成したので次の通りの作
用がある。すなわち、上下方向に移動する第５ベ
ースに略Ｌ字形に形成された第４ベースをＸ方向
に移動可能に設け、更にこのＬ字形第４ベースの
垂直面にＹ方向に移動する第３ベースを設け、更
にこの第３ベースにＸ方向に移動する二つの第２
ベースを設け、更にこの第２ベースのそれぞれに
上下方向に移動可能にコンプライアンス機能を有
するねじ締付機を装着したので、第５ベースを上
下させて第４ベース、第３ベース、第２ベースお
よびねじ締付機のすべてを第５ベースにより上下
させて装置全体のワークに対する高さ方向の位置
決めをし、更に第４ベースをＸ方向に移動して第
３ベース、第２ベースおよびねじ締付機のすべて
をＸ方向に移動するとともに、第３ベースをＹ方
向に移動させて第２ベースおよびねじ締付機をＹ
方向に移動し、第２ベースおよびねじ締付機をワ
ークに対して高さ方向およびXY方向に概略位置
決めする。これにより、第２ベースおよびねじ締
付機の移動距離が短くなり、実際のねじ締め付け
の動作時間も短縮することが可能になる。そし
て、第３ベースにＸ方向に移動する二つの第２ベ
ースを設け、この第２ベースのそれぞれに上下方
向に移動可能にコンプライアンス機能を有するね
じ締付機を装着し、第３ベースをＹ方向に移動す
るようにしているので、第２ベースと第３ベース
とをXY方向に短い距離を移動して位置合わせの
微調整をすることにより正確に位置合わせをし、
更に微小の位置ずれに対してはコンプライアンス
機能によりねじ締付機を更に正確に位置合わせす
ることが可能になる。そして、第２ベースをＸ方
向に駆動する手段と前記第３ベースをＹ方向に駆
動する手段と前記第３ベースをＹ方向に駆動する
手段をNC制御するようにしているので、上記ね
じ締付機の位置合わせを基準にしてねじの締め付
けが自動的に行われる。また、第２ベースのそれ
ぞれに上下方向に移動可能にコンプライアンス機
能を有するねじ締付機を装着した二組のねじ締付
機をそなえているので、この二組のねじ締付機を
交互に使用してその作業を効率良く行うことが可
能になる。

（実施例） 次に本考案の一実施例を第１図〜第５図にもと
づいて説明する。１００，１００はコンプライア
ンス機能を有する一対の締付機である。各締付機
１００は主にソケツト１とコンプライアンス機能
デバイス３と、フレーム４と、回転軸５と、フレ
ーム６，７と、ナツトランナ９と、そしてベース
１１とから構成されている。

ソケツト１は先端にナツトが入る六角孔が設け
られ、軸受を内蔵した中空ブラケツト２に挿入、
支持されRCC（Remote Center Compliance）デ
バイス３を介して、第１のフレーム４に固定され
ている。そしてソケツト１の下端は回転軸５とブ
ラケツト２の中空部で自在継手（図示せず）を介
して連結している。回転軸５はRCCデバイス３
の中央部にある中空孔を通り、第１のフレーム
４、第２のフレーム６、第３フレーム７に内蔵し
た軸受によつて支持されている。回転軸５の中間
部には歯車８が取付けられており、第２フレーム
６に結合されたナツトランナ９の出力軸に取付け
られた歯車１０と噛合し、ナツトランナ９によつ
て回転軸５が回転される。そして第１のフレーム
４、第２フレーム６、第３のフレーム７は鉛直な
第１のベース１１に固定されている。

第１の各ベース１１にはレール１２が取り付け
られ、このレール１２は第１のベースと平行に設
けられた平面から見てＬ型をした第２のベース１
３に取付けられたリニアベアリング１４には摺動
自在に係合している。第２のベース１３にはブラ
ケツト１５を介してシリンダ１６が夫々取付けら
れ、シリンダ１６のロツド１６ａは第２のフレー
ム６に取付けられ、シリンダ１６によつて第２の
ベース１３に対して、第１のベース１１が夫々上
下動できるようになつている。

シリンダ１６がねじ締付機の昇降手段である。

第２の各ベース１３にはリニアベアリング１４
の取付面の反対面に沿つて直交する面にリニアベ
アリング１７が取付けられ、第３のベース１８に
取付けられたレール１９に係合している。そし
て、第３のベース１８の上方・左右端には、一対
の軸受を内蔵したブラケツト２０，２０ａに支持
されたボールネジ２１，２１が取付けられ、各ボ
ールネジ２１は第３のベース１８にブラケツト２
２ａを介して取付けられたサーボモータ２２の出
力軸に軸継手２３を介して連結されており、ボー
ルネジ２１は第２のベース１３にブラケツト１３
ａを介して取付けられたボールネジ２１のナツト
２４が、サーボモータ２２の作動によつて第３の
ベース１８に対し、第２のベース１３が第１図に
示すＸ方向に作動するように構成されている。

第３ベース１８のサーボモータ２２側の面にリ
ニアベアリング２５が取付けられ、第４のベース
２６に取付けられたレール２７に係合している。
そして、第４のベース２６の底部に軸受を内蔵し
たブラケツト２８，２９に支持されたボールネジ
３０が設けられ、ボールネジ３０は第４のベース
２６にブラケツト３１を介して取付けられたサー
ボモータ３２の出力軸に軸継手３３を介して連結
されている。また、ボールネジ３０は、第３ベー
ス１８に取付けられたナツト３４にはめ込まれて
おり、サーボモータ３２の作動によつて、第３の
ベース１８は、第４のベース２６に対し、第１図
に示すＹ方向に作動する様に構成されている。な
お、Ｙ方向の作動は、２軸のソケツト１を同時に
作動するものである。サーボモータ２２，２２と
３２が水平方向の位置決め手段となる。また、サ
ーボモータ２２，２２及び３２は、３方向のNC
コントローラ（図示せず）によつて制御され、ま
た締付装置Ｓはテイーチングによつて作動範囲の
任意の位置に作動し位置決めできるようになつて
いる。

第４のベース２６は、下面にリニアベアリング
３５が取付けられており、第５のベース３６に取
付けられたレール３７に摺動自在に係合してい
る。そして、第５のベース３６にブラケツト３８
を介して取付けられたシリンダ３９のロツド３９
ａが第４のベース２６に取り付けられ、シリンダ
３９の作動によつて第４のベース２６が作動でき
るようになつている。

第５のベース３６は、下面にガイドロツド４０
が取付けられ、支持台４１に取付けられたガイド
ロツド受４０′に挿入されているとともに、支持
台４１に取付けられたシリンダ４２のロツド４
２′が結合され、シリンダ４２の作動によつて本
体フレーム４１に対して第５のベース３６が上下
動できるようになつている。

次に車輌のボデイ５０に関して説明すると、５
１は自動車のボデイであり、図示しないハンガ等
によつて吊下されている。ボデイ５１のフロント
側のエンジン取付部には、メンバ５２にブラケツ
ト５３が接合され、ブラケツト５３に先端がテー
パ状をしたスタツドボルト２本５４が取り付けら
れた、ゴムブツシユを有したインシユレータ５５
がボルト、ナツト５６によつて結合されている。
そして、スタツドボルト５４にはめ込まれるブラ
ケツト５８を有するエンジン５７がエンジンリフ
タ５９によつてリフトアツプされる。

以上の様に構成された本実施例の動作について
説明する。締付機１００はサーボモータ２２，２
２，３２によつて、あらかじめ定めた原位置に待
期（サーボロツク状態）する。この状態では第１
のベース１１はシリンダ１６によつて下降端にあ
り、第４のベース２６はシリンダ３９によつて、
左側の作動端にあり、第５のベース３６はシリン
ダ４２によつて下降端にある。支持台４１がボデ
イ５１とあらかじめ定めた相対位置にある時、エ
ンジンリフタ５９によつてエンジン５７を上昇さ
せ、ブラケツト５８が、スタツドボルト５４には
め込まれた状態で停止すると、まず、第５のベー
ス３６がシリンダ４２によつて上昇させられ、そ
の上昇端で第４のベース２６がシリンダ３９によ
つて前進（第２図の向かつて右方向）し、前進端
まで進んで、第２図の状態となる。すると、あら
かじめ各エンジン種類に対応して、選択したモー
ドにより、前記NCコントローラに各締付機１０
０毎の作動位置をテイーチングしておいたデータ
に基づき、まず一方の締付機１００（第２図の手
前側or第１図の下側）が、サーボモータ２２，３
２の作動によつて移動し、そのソケツト１の軸芯
がスタツドボルト５４の一方（第２図の手前側or
第５図の向かつて右側）の軸芯と一致する位置と
し、そこで、締付機１００に対応したシリンダ１
６を作動するとともに、ナツトランナ９を回転さ
せ、ソケツト１上のナツトを一方のスタツドボル
ト５４に嵌合させて締め付ける。

この時、ソケツト１の軸芯とスタツドボルト５
４の軸芯にずれがある場合、スタツドボルト５４
の先端にナツトのねじ孔の線が接すると、RCC
デバイスの作用により、ソケツト１の軸芯がスタ
ツドボルト５４の軸芯と一致する方向に移動し、
ナツトが、スタツドボルト５４に嵌合し締め付け
ることができる。

締め付けが完了すると、ナツトランナー９が停
止して、シリンダ１６の作動により、締付機１０
０が下降し、下降端に戻る。

次に他方の締付機１００がサーボモータ２２，
３２の作動によつて移動し、このソケツト１の軸
芯が他方のスタツドボルト５４の軸芯とほぼ一致
する位置となる。なお、この時前記一方の締付機
は初期位置近傍まで戻る。そして、前記一方のソ
ケツト１と同様の作動によつて、ナツトが他方の
スタツドボルト５４に締め付けられる。締め付け
が完了すると、他方の締付機１００はシリンダ１
６によつて下降し下降端に戻る。そこで２つの締
付機１００は当初の作動前の原位置にサーボモー
タ２２，２２，３２の作動によつて戻り、第１図
に示した状態になる。

次に、シリンダ３９の作動により、第４のベー
ス２６が第１図において左側に移動し、その移動
端でシリンダ４２の作動により、第５のベース３
６が下降し、下降端に行きそこでナツトをソケツ
ト１に作業者または図示しない自動供給装置によ
つて供給すると、自動締付けの１サイクルが終了
する。

次に本実施例の作用について説明する。すなわ
ち、上下方向に移動する第５ベース３６に略Ｌ字
形に形成された第４ベース２６をＸ方向に移動可
能に設け、更にこのＬ字形第４ベース２６の垂直
面にＹ方向に移動する第３ベース１８を設け、更
にこの第３ベース１８にＸ方向に移動する二つの
第２ベース１３を設け、更にこの第２ベース１３
のそれぞれに上下方向に移動可能にコンプライア
ンス機能を有するねじ締付機１００を装着したの
で、第５ベース３６を上下させて第４ベース２
６、第３ベース１８、第２ベース１３およびねじ
締付機１００のすべてを第５ベース３６により上
下させて装置全体のワークに対する高さ方向の位
置決めをし、更に第４ベース２６をＸ方向に移動
して第３ベース１８、第２ベース１３およびねじ
締付機１００のすべてをＸ方向に移動するととも
に、第３ベース１８をＹ方向に移動させて第２ベ
ース１３およびねじ締付機１００をＹ方向に移動
し、第２ベース１３およびねじ締付機１００をワ
ークに対して高さ方向およびXY方向に概略位置
決めする。これにより、第２ベース１３およびね
じ締付機１００の移動距離が短くなり、実際のね
じ締め付けの動作時間を短縮することが可能にな
る。そして、第３ベース１８にＸ方向に移動する
二つの第２ベース１３を設け、この第２ベース１
３のそれぞれに上下方向に移動可能にコンプライ
アンス機能を有するねじ締付機１００を装着し、
第３ベース１８をＹ方向に移動するようにしてい
るので、第２ベース１３と第３ベース１８とを
XY方向に短い距離を移動して位置合わせの微調
整をすることにより正確に位置合わせをし、更に
微小の位置ずれに対してはコンプライアンス機能
によりねじ締付機１００を更に正確に位置合わせ
することが可能になる。そして、第２ベース１３
をＸ方向に駆動する手段と前記第３ベース１８を
Ｙ方向に駆動する手段をNC制御するようにして
いるので、上記ねじ締付機１００の位置合わせを
基準にしてねじの締め付けが自動的に行われる。
また、第２ベース１３のそれぞれに上下方向に移
動可能にコンプライアンス機能を有するねじ締付
機１００を装着した二組のねじ締付機１００をそ
なえているので、この二組のねじ締付機１００を
交互に使用してその作業を効率良く行うことが可
能になる。

（考案の効果） 以上詳述した通り本考案によれば、上下方向に
移動する第５ベースに第４ベースをＸ方向に移動
可能に設け、更にこのＬ字形第４ベースにＹ方向
に移動する第３ベースを設け、更にこの第３ベー
スにＸ方向に移動する二つの第２ベースを設け、
更にこの第２ベースのそれぞれに上下方向に移動
可能にコンプライアンス機能を有するねじ締付機
を装着したので、第５ベースを上下させることに
より第４ベース、第３ベース、第２ベースおよび
ねじ締付機のすべてを上下させて装置全体のワー
クに対する高さ方向の位置決めをし、更に第４ベ
ースをＸ方向に移動して第３ベース、第２ベース
およびねじ締付機のすべてをＸ方向に移動すると
ともに、第３ベースをＹ方向に移動させて第２ベ
ースおよびねじ締付機をＹ方向に移動し、第２ベ
ースおよびねじ締付機をワークに対して高さ方向
およびXY方向に概略位置決めすることができ
る。

これにより、第２ベースおよびねじ締付機の移
動距離が短くなり、例え狭いところでも細かい動
きをすることができ、実際のねじ締め付けの動作
時間を短縮することができる。

そして、第３ベースにＸ方向に移動する二つの
第２ベースを設け、この第２ベースのそれぞれに
上下方向に移動方向にコンプライアンス機能を有
するねじ締付機を装着し、第３ベースをＹ方向に
移動するようにしているので、第２ベースと第３
ベースとをXY方向に短い距離を移動して位置合
わせの微調整をすることにより正確に位置合わせ
をすることができ、更に微小の位置ずれに対して
はコンプライアンス機能によりねじ締付機を更に
正確に位置合わせしてねじ締付機の精密な動きを
することができる。

そして、第２ベースをＸ方向に駆動する手段と
前記第３ベースをＹ方向に駆動する手段をNC制
御するようにしているので、例え車種が変わつて
も上記ねじ締付機の位置合わせを基準にしてNC
制御することによりねじの締め付けを自動的に行
うことができる。また、第２ベースのそれぞれに
上下方向に移動可能にコンプライアンス機能を有
するねじ締付機を装着した二組のねじ締付機をそ
なえているので、この二組のねじ締付機を交互に
使用してその作業を効率良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るエンジン組付用自動締付
装置の一実施例を示す平面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ線に沿う断面図、第３図は、第１図のＣ−
Ｃ線に沿う断面図、第４図は第１図のＤ−Ｄ線に
沿う断面図、第５図は第２図のＢ−Ｂ線に沿う断
面図、第６図は従来例を示す側面図、第７図は第
６図の従来例の使用態様を示す側面図、第８図は
従来例を示す側面図、第９図は第８図の従来例の
使用態様を示す側面図である。 １００……ねじ締付機、２００……昇降機構、
３００……水平方向位置決め機構、４００……搬
路の駆動装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 上下方向に移動する第５ベースに略Ｌ字形に形
   成された第４ベースをＸ方向に移動可能に設け、
   該Ｌ字形第４ベースの垂直面にＹ方向に移動する
   第３ベースを設け、該第３ベースにＸ方向に移動
   する二つの第２ベースを設け、該第２ベースのそ
   れぞれに上下方向に移動可能にコンプライアンス
   機能を有するねじ締付機を装着し、前記第２ベー
   スをＸ方向に駆動する手段と前記第３ベースをＹ
   方向に駆動する手段をNC制御することを特徴と
   するエンジン組付用締付装置。