JPH05309436A - リベットかしめ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガンユニットを急速開放しても大きな衝撃が
発生しないようにし、もって生産性の向上を図る。 【構成】 ガンユニット１の固定型12および可動型16の
それぞれを調心機構11，15を介して対応するガンヨーク
10の軸部10ａまたはかしめシリンダ13のロッド14に取付
け、ガンユニット１をロボット２の手首部３に装着した
ブラケット４にスライド機構５を介して結合すると共
に、ブラケット４から延長した支持台28に設けたエコラ
イジングシリンダ29にガンユニット１を支持させ、エコ
ライジングシリンダ29には開閉弁39によりエア源40から
供給されるエア圧により作動するロック機構を付設し、
リミットスイッチ41，42とドグ44との係合により開閉弁
39を作動させ、かしめ終了後の可動型16の開放時にエコ
ライジングシリンダ29をロックし、ガンユニット１の急
速開放を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リベットをかしめ加工
するためのリベットかしめ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、リベットのかしめ加工は、一般に
はガンユニットをバランサ等で吊下げ、手作業にてガン
ユニットをリベットかしめ位置に位置決めし、これを作
動させるようにしていた。しかしながら、このガンユニ
ットは、通常６０kg程度の重量物となっており、前記バ
ランサ等で吊ってもその姿勢変換等に多大の労力を要す
る作業となっていた。そこで近年、かしめ加工の自動化
が図られ、例えば工業用ロボット等の位置決め装置にガ
ンユニットを支持させ、この位置決め装置により自動で
ガンユニットをリベットかしめ位置に位置決めしかつ作
動させることが行われている。

【０００３】ところで、ガンユニットは、通常、Ｃ字形
のガンヨークと、該ガンヨークの一端部に取付けられた
固定型と、該ガンヨークの他端部に固設したかしめシリ
ンダのロッド端に取付けられ該かしめシリンダの作動に
より前記固定型に対して接近離間する可動型とから成っ
ており、ガンヨークを介して固定型と可動型とで相互に
反力を取り合うことによりリベットに両端から圧力を加
えるようになっている。かゝるガンユニットにおいて
は、固定型と可動型がリベットの軸線上に正確に位置決
めされていないと、かしめ加工の開始と共に両型がリベ
ットの軸に倣おうとして変位し、この結果、位置決め装
置のガン取付部に大きな外力が加わって位置決め装置の
機能が阻害されるようになる。

【０００４】そこで、例えば実開昭59−157749号公報に
開示されたリベットかしめ装置では、ガンユニット（リ
ベッタ）をフローティング機構を介して位置決め装置に
支持させるようにしている。このものによれば、固定型
と可動型の変位はフローティング機構により吸収される
ので、位置決め装置には大きな外力が伝わらず、その機
能阻害は未然に防止されるようになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、この種のガ
ンユニットでは、かしめ終了後に固定型と可動型とを同
時にリベットから急速に開放すると、その反力により大
きな衝撃（８〜９Ｇ）が発生することが確認されてお
り、リベットかしめ装置としてはこの衝撃に耐えるよう
な工夫が必要となる。しかしながら、上記公報に記載さ
れたリベットかしめ装置によれば、そのフローティング
機構は、単にゴムダンパによる緩衝対策を採っているだ
けであるため、前記急速開放による衝撃を緩和する能力
としては不充分で、剛性的に弱いフローティング機構が
破損し易いという問題があった。またガンユニットをロ
ボットに取付けてかしめを行う場合には、開放時の衝撃
によりロボットアラーム信号が出力されて設備が停止し
てしまうという問題があった。なお、これらの問題を避
けるにはガンユニットの開放を緩やかに行えば良い訳で
あるが、この場合にはガンユニットの開放を緩やかに行
なう分、マシンサイクルタイムが延長し、生産性の低下
が避けられないようになる。

【０００６】本発明は、上記問題を解決することを課題
としてなされたもので、その目的とするところは、かし
め終了後のガンユニットの開放を充分速くして大きな衝
撃が発生せず、もって生産性の向上に大きく寄与するリ
ベットかしめ装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、Ｃ字形のガンヨークと、該ガンヨークの一
端部に取付けられた固定型と、該ガンヨークの他端部に
固設したかしめシリンダのロッド端に取付けられ該かし
めシリンダの作動により前記固定型に対して接近離間す
る可動型とから成るガンユニットを位置決め装置に支持
させ、該位置決め装置により前記ガンユニットをリベッ
トかしめ位置に位置決めするようにしたリベットかしめ
装置において、前記固定型および可動型のそれぞれを調
心機構を介して対応するガンヨークまたはかしめシリン
ダのロッドに取付け、前記ガンヨークを前記位置決め装
置に取付けられるブラケットに摺動自在に結合すると共
に、該ブラケットに、前記ガンユニットの全体を支持し
該ガンユニットの自重とバランスするバランス圧を発生
するエコライジングシリンダを固設し、前記エコライジ
ングシリンダには、その動きをロック・アンロックする
ロック機構を付設したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記のように構成したリベットかしめ装置にお
いては、かしめ終了後にロック機構の作動でエコライジ
ングシリンダの動きすなわちガンヨークの動きをロック
することにより、かしめシリンダを作動させて可動型を
固定型に優先して開放することができるようになり、急
速開放しても大きな衝撃は発生しない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面にもとづい
て説明する。

【００１０】図１において、１はガンユニット、２は工
業用ロボット（位置決め装置）であり、ガンユニット１
はロボット２の手首部３にブラケット４およびスライド
機構５を介して取付けられている。ロボット２は教示内
容に従って動作するティーチング・プレイバック式のも
ので、ガンユニット１は、このロボット２のプレイバッ
ク動作により被かしめ部材６ａ，６ｂに対するリベット
７のかしめ位置に自動で位置決めされるようになってい
る。なお、リベット７は、被かしめ部材６ａ，６ｂの孔
に予め挿入セットされている。

【００１１】上記ガンユニット１は、Ｃ字形のガンヨー
ク10と、このガンヨーク10の一端側の軸部10ａに調心機
構11を介して取付けられた固定型12と、ガンヨーク10の
他端側のアーム部10ｂに固設したかしめシリンダ13のロ
ッド（ピストンロッド）14の先端に調心機構15を介して
取付けられ該かしめシリンダの作動により前記固定型12
に対して接近離間する可動型16とから概略構成されてい
る。前記調心機構11および15は、同一の構造を有してお
り、対応するガンヨーク10の軸部10ａまたはかしめシリ
ンダ13のロッド14とあり差しに嵌合しかつ対応する固定
型12または可動型16とあり差しに嵌合するジョイント17
を備えると共に、このジョイント17を囲む２つの弾性リ
ング18、19を備えている。

【００１２】より詳しくは、調心機構11および15を構成
する各ジョイント17の上・下面には、かしめシリンダ13
側を代表させて図３に示すように、相互に直交する方向
に延ばしてあり部17ａとあり溝17ｂとが形成されてい
る。各ジョイント17は、そのあり部17ａをかしめシリン
ダ13のロッド14（またはガンヨーク10の軸部10ａ）の端
面に形成したあり溝14ａに摺動自在に嵌合させる一方、
そのあり溝17ｂに可動型16（または固定型12）の背面に
形成したあり部16ａを摺動自在に嵌合させている。これ
により、ジョイント17はガンヨーク10の軸部10ａまたは
かしめシリンダ13のロッド14に対して一方向へ摺動可能
となると共に、固定型12および可動型16のそれぞれはジ
ョイント17に対してその摺動方向と直交する方向へ摺動
可能になり、結果として固定型12および可動型16のそれ
ぞれは、対応するガンヨーク10の軸部10ａまたはかしめ
シリンダ13のロッド14の軸線に垂直な面内で、任意の方
向へ変位できるようになる。なお、ガンヨーク10の軸部
10ａ、かしめシリンダ13のロッド14、固定型12、可動型
16、各ジョイント17のそれぞれは同径に形成されてい
る。

【００１３】また、各弾性リング18，19は、図２に示す
ように、リング状本体部20とこの本体部20から半径内方
へ突出形成された一対の支承部21とから成っている。一
対の支承部21は、それぞれの先端が湾曲面21ａとされる
と共に、その先端湾曲面21ａが本体部20と同心でかつ上
記ジョイント17とほヾ同径のピッチ円Ａ上に位置するよ
うに相互の突出高さが設定されている。しかして、一方
の弾性リング18は、ジョイント17とガンヨーク10の軸部
10ａまたはかしめシリンダ13のロッド14とを跨ぐ位置に
配置され、その支承部21をジョイント17の摺動方向に臨
ませている（図１）。また他方の弾性リング19は、ジョ
イント17と固定型12または可動型16とを跨ぐ位置に配置
され、その支承部21をジョイント17に対する固定型12ま
たは可動型16の摺動方向に臨ませている（図１）。これ
により、各ジョイント17は弾性リング18により常時はガ
ンヨーク10の軸部10ａまたはかしめシリンダ13のロッド
14に対する摺動が規制され、一方、固定型12または可動
型16は弾性リング19により常時はジョイント17に対する
摺動が規制され、結果として固定型12または可動型16は
常時は対応するガンヨーク10の軸部10ａまたはかしめシ
リンダ13のロッド14と同心に位置決めされるようになっ
ている。なお、２つの弾性リング18，19の間には、両者
を隔離して相互の干渉を防ぐためのワッシャ20が介装さ
れている。

【００１４】また、かしめシリンダ13には、その上・下
部に給排ポート21ａ，21ｂが設けられ、これら給排ポー
ト21ａ，21ｂには切換弁22を介してポンプ・モータ23と
油タンク24とが接続されている。切換弁22を切換えてか
しめシリンダ13に油圧を給排することによりそのロッド
14が伸長または短縮側へ作動し、いま、ガンヨーク10の
位置を固定してロッド14を伸長させると可動型16がリベ
ット７の頭部に係合し、この状態でガンヨーク10をフリ
ーにし、さらにロッド14を伸長させると相対的にガンヨ
ーク10が上動し、固定型12がリベット７の先端に係合す
る。すなわち、かしめシリンダ13の駆動力はガンヨーク
10を介して固定型12と可動型16とに伝えられ、リベット
７は両型から圧力を受けて圧潰されるようになる。

【００１５】一方、スライド機構５は、前記ブラケット
４に取付けられたスライドレール25と、ガンヨーク10と
一体のガンブラケット26に取付けられ前記スライドレー
ル25に摺動自在に結合するスライドユニット27とから成
っている。スライドレール25は、ガンユニット１の可動
型16の作動方向すなわちリベットかしめ方向へ延ばされ
ており、これによりガンヨーク10の円滑な作動が保証さ
れている。

【００１６】また、ブラケット４の上部には支持台28が
設けられ、この支持台28にはエコライジングシリンダ29
が固設されている。エコライジングシリンダ29は、スラ
イドレール25と平行にロッド30を延ばしており、そのロ
ッド30の先端にはナックル31を介して前記ガンブラケッ
ト26が連結されている。このエコライジングシリンダ29
は、前記ガンユニット１の全体を支持し該ガンユニット
の自重とバランスするバランサ圧を発生するもので、そ
の給排ポート32ａ，32ｂには切換弁33を介して圧力制御
弁34とエア源35とが接続されている。また切換弁33には
消音器36が接続されており、切換弁33の中立位置ではエ
コライジングシリンダ29内の上・下２室はこの消音器36
を介して大気へ開放されるようになっている。切換弁33
の切換えてエコライジングシリンダ29の下室をエア源35
に連通させると、該下室には圧力制御弁34で設定された
エア圧が導入され、これによりガンユニット１が持上げ
られるようになる。一方、ロッド29の短縮状態から切換
弁33を切換えてエコライジングシリンダ29の上室にエア
圧を導入すると、ロッド29が伸長してガンユニット１は
ブラケット４に対する下降端に戻されるようになる。な
お、37はこの戻り速度を規制するための速度制御装置で
ある。

【００１７】さらに、上記エコライジングシリンダ29に
はその作動をロック・アンロックするためのロック機構
（図示略）が内蔵されている。このロック機構はエア圧
によって作動するようになっており、エコライジングシ
リンダ29には前記エア圧を導入するための吸気ポート38
が付設されると共に、この吸気ポート38には開閉弁39を
介してエア源40が接続されている。しかして、この開閉
弁39の作動は、前記ガンヨーク10に設けた２つのリミッ
トスイッチ41，42と前記かしめシリンダ13のロッド14に
ブラケット43を介して取付けられたドグ44との係合によ
り、後述するタイミングで行われるようになっている。

【００１８】以下、上記のように構成したリベットかし
め装置の作用を図４および図５も参照して説明する。

【００１９】リベットのかしめ加工に際しては、先ず起
動信号によりロボット２の手首部３が待期位置から教示
点に到達し、ガンユニット１の固定型12と可動型16とが
２つの被かしめ部材６ａ，６ｂに予め挿入セットされた
リベット７を挟む位置に位置決めされる（図４）。こ
の時、開閉弁39の開弁により図示を略すロック機構にエ
ア圧が供給され、エコライジングシリンダ29はロックさ
れており（図５）、ロボット２を急速動作させてもガン
ユニット１の相対位置が変化することない。次に、切換
弁22の切換えによりかしめシリンダ13に油圧が供給さ
れ、そのロッド14が伸長される。このロッド14の伸長に
より可動型16がリベット７の頭部に係合し（図）、心
ずれがある場合は、ジョイント17または可動型16が弾性
リング18，19を撓ませて摺動する。すなわち、調心動作
が開始され、遂にはリベット７の頭部が可動型16の凹所
内に入り込んで可動型16の調心動作が終了する（図４
）。なお、エコライジングシリンダ29はかしめシリン
ダの作動開始と同時にロック解除（フリー）されるが
（図５）、被かしめ部材６ａ，６ｂにはガンユニット１
の重量が加わっているので、前記可動型16の調心動作が
阻害されることはない。

【００２０】上記可動型16の調心終了後、さらにかしめ
シリンダ13のロッド14が伸長すると、相対的にガンヨー
ク10が上昇する。この時、エコライジグシリンダ29に
は、上記可動型16の調心終了直前から切換弁33の切換え
によりエア圧（バランサ圧）が供給されており、したが
って被かしめ部材６ａ，６ｂにはガンユニット１の重量
が付加されず、ガンヨーク10の上昇は円滑となる。この
ガンヨーク10の上昇により、固定型12がリベット７の先
端に係合し（図４）、心ずれがある場合は、ジョイン
ト17または固定型12が弾性リング18，19を撓ませて摺動
し、調心動作が開始される。そして、固定型12の調心動
作が終了し（図４）、遂には固定型12によりリベット
７の先端部が押し潰され、かしめ加工は終了する（図４
）。

【００２１】上記かしめ加工終了時点で、一方のリミッ
トスイッチ42がドグ44に係合し、その信号により開閉弁
39が開弁されて前記ロック機構がロック側へ作動し（図
５）、エコライジングシリンダ29すなわちガンヨーク10
がロックされる。その後、切換弁22の切換えによりかし
めシリンダ17のロッド14が縮み側へ作動され、可動型16
が被かしめ部材６ａ，６ｂから離れる（図４）。この
時、ロック機構の作動でエコライジングシリンダ29の動
きすなわちガンヨーク10の動きがロックされているの
で、かしめシリンダ13により可動型16を急速に開放（図
５に時間Ｔ₁ で表す）しても大きな衝撃は発生せず、し
たがってロボット２の手首部３に大きな衝撃が伝わるこ
とはない。因みに、ガンユニットをフローティング機構
を介して位置決め装置に連結した従来のリベットかしめ
装置（実開昭59−157749号公報）においては、固定型と
可動型と（ガンユニット）が同時に開放されるため、大
きな衝撃が発生して剛性的に弱いフローティング機構が
破損する危険があり、その上、ロボットハンドに取付け
た場合にはロボットハンドに衝撃が伝わって設備が停止
してしまう危険がある。そこで、このものでは、同じく
図５に示すようにガンユニットの開放を緩やかに行わな
ければならず（図５に時間Ｔ₂ で表す）、この時間Ｔ₂
は本リベットかしめ装置における開放時間Ｔ₁ に比べれ
ばかなり長いものとなり、その分、マシンサイクルタイ
ムが延長することとなるのである。

【００２２】その後、可動型16は、その後退端付近で他
方のリミットスイッチ41に係合し、その信号により上記
エコライジングシリンダ29のロックが解除される。これ
と同時に切換弁33の切換えによりエコライジングシリン
ダ29のロッド30が伸長側へ作動されてガンヨーク10が元
の位置に戻され、固定型12も被かしめ部材６ａ，６ｂか
ら離れ（図４）、この間、ロボット２が起動して元の
待期位置に復帰する（図４）。なお、ガンユニット１
の開放後は、固定型12および可動型16は弾性リング18，
19の復元力により対応するガンヨーク10の軸部10ａまた
はかしめシリンダ13のロッド14と同心となる位置に復帰
する。

【００２３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かゝるリベットかしめ装置によれば、ガンユニットにお
ける固定型、可動型の取付部に調心機構を移すと共に、
ガンユニットをロック機構付のエコライジングシリンダ
に支持させるようにしたので、ガンユニットを急速開放
しても大きな衝撃が発生しないようになり、ガンユニッ
トの急速開放が可能になる分、マシンサイクルタイムの
短縮が可能になって、生産性が大きく向上する。また、
大きな衝撃が発生しないので、位置決め装置としてロボ
ットを用いても、ロボット側に悪影響を与えることがな
く、装置としての信頼性が高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかゝるリベットかしめ装置の構造を一
部断面として示す正面図である。

【図２】本リベットかしめ装置で用いる調心機構を構成
する弾性リングの形状を示す平面図である。

【図３】本調心機構を構成するジョイントの形状を示す
斜視図である。

【図４】本リベットかしめ装置の使用態様を順を追って
示す模式図である。

【図５】本リベットかしめ装置の作動タイミングを示す
タイムチャートである。

【符号の説明】

１ ガンユニット ２ ロボット（位置決め装置） ４ ブラケット ５ スライド機構 ６a 被かしめ部材 ６b 被かしめ部材 ７ リベット 10 ガンヨーク 11 調心機構 12 固定型 13 かしめシリンダ 15 調心機構 16 可動型 29 エコライジングシリンダ 38 ロック機構作動用エア源 39 ロック機構作動用開閉弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ字形のガンヨークと、該ガンヨークの
   一端部に取付けられた固定型と、該ガンヨークの他端部
   に固設したかしめシリンダのロッド端に取付けられ該か
   しめシリンダの作動により前記固定型に対して接近離間
   する可動型とから成るガンユニットを位置決め装置に支
   持させ、該位置決め装置により前記ガンユニットをリベ
   ットかしめ位置に位置決めするようにしたリベットかし
   め装置において、前記固定型および可動型のそれぞれを
   調心機構を介して対応するガンヨークまたはかしめシリ
   ンダのロッドに取付け、前記ガンヨークを前記位置決め
   装置に取付けられるブラケットに摺動自在に結合すると
   共に、該ブラケットに、前記ガンユニットの全体を支持
   し該ガンユニットの自重とバランスするバランス圧を発
   生するエコライジングシリンダを固設し、前記エコライ
   ジングシリンダには、その動きをロック・アンロックす
   るロック機構を付設したことを特徴とするリベットかし
   め装置。