JPH0613798Y2 - 位置決め装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ．考案の目的 (1)産業上の利用分野 本考案は、ロボットを用いて自動車のインストルメント
パネルのような変形し易い弾性板材に対してねじ締めを
行う際に、この弾性板材を所定位置に規制するための位
置決め装置に関する。

(2)従来の技術 従来、自動車のインストルメントパネル（以下、インパ
ネと略称する）に対してロボットを用いてねじ締め作業
を行う際の位置決め装置として、特開昭６０−６２４２
９号公報に記載されたものが知られている。

上記公報に記載された位置決め装置は、外周に複数のク
ランパを備えたフレームにインパネを載置し、このイン
パネの周辺部を前記クランパで枠状フレームに固定する
ものであって、インパネを位置決め固定した前記枠状フ
レームの姿勢を逐次変更しながら、ロボットを用いてね
じ締め作業を行うようにしたものである。

(3)考案が解決しようとする課題 ところで、合成樹脂で形成されたインパネは形状が複雑
で樹脂の厚さも一定しておらず、特に、成形時の温度差
によって樹脂の厚さが小さい部分に歪みが生じ易いとい
う性質を有している。

しかしながら、前記した従来の位置決め装置では、イン
パネの周辺部のみをクランパで規制しているので、この
インパネの中央部において十分な位置決め精度を得るこ
とができず、適確なねじ締め作業に支障をきたすという
問題点を有していた。特に、インパネ自体を構成する複
数の部材の自由端縁の相対的な位置決めを行う必要があ
る場合には、両部材の歪みによる変位が加え合されて適
確なねじ締め作業を一層困難なものにしていた。

本考案は、上述の事情に鑑みてなされたもので、ロボッ
トを用いて自動車のインパネのような弾性板材に対して
ねじ締め作業を行う際に、この弾性板材を適確に位置決
めすることが可能な位置決め装置を提供することを目的
とする。

Ｂ．考案の構成 (1)課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本考案は、開放口を有し複
雑な形状に形成された弾性板材の所定部位に対しねじ締
め作業を行う際に該弾性板材の位置を規制するための位
置決め装置であって、弾性板材を上面に載置し得る受台
と、弾性板材の前記開放口に係合する位置決めガイド
と、弾性板材の位置決め孔に嵌入する進退自在なピン
と、弾性板材の撓みやすい自由端縁に係合してこれを押
圧する押圧部材と、弾性板材の、前記所定部位に近接し
た相対向する自由端縁を両側から挟持する挟持部材とを
架台に装備したことを第１の特徴とする。

更に本考案は、上記特徴に加えて、弾性板材の、前記相
対向する自由端縁に対してシリンダによって接近・離間
自在に駆動されるプレートに一対のシリンダを互いに対
向させて設け、該一対のシリンダに前記挟持部材を装着
したことを第２の特徴とする。

(2)作用 上記第１の特徴によれば、受台上に弾性板材を載せると
共にその弾性板材の元々ある開放口に位置決めガイドを
係合させ、更にピンを突出させて弾性板材の位置決め孔
に嵌入させると、弾性部材に対する基本的な位置決めが
行われる。次いで弾性部材の撓みやすい自由端縁に押圧
部材を係合させて押圧すると共に、弾性板材の、ねじ締
めすべき所定部位に近接して相対向する自由端縁を挟持
部材で両側から挟持すると、弾性部材の各自由端縁に対
する位置決めも確実に行なわれるから、弾性板材が変形
しやすい材質・構造体であっても、これを全体的に精密
に位置決め保持することができ、その自由端縁に近接し
た所定部位にも的確にねじ締め作業ができるようにな
る。

また本考案の第２の特徴によれば、前記挟持部材がプレ
ート上に互いに対向して配置した一対のシリンダに装着
されており、他のシリンダによって前記プレートを規制
すべき弾性板材の自由端縁の位置まで移動させた後に位
置決めが行われる。

(3)実施例 以下、図面により本考案の実施例について説明する。

第１図は、本考案による位置決め装置の一実施例の全体
側面図、第２図はその全体平面図であって、これ等の図
に示すように、４本の脚部を備えたテーブル状の架台１
の上面には一対の受台２が設けられており、その上部に
は鎖線で示すように、被加工物である弾性板材としての
インパネ３が載置されている。架台１の上面には前記イ
ンパネ３に対して上方からねじ締めを行うための自動ね
じ締め機４を備えた水平多関節型ロボット５が設けられ
ており、架台１の下面にはインパネ３に対してこの架台
１の開口１ａを通して下方からねじ締めを行うための自
動ねじ締め機６を備えた直交座標型ロボット７が設けら
れている。

前記水平多関節型ロボット５は、架台１に立設した支柱
８に枢支されてＡ線を中心に水平旋回する基端アーム９
と、この基端アーム９に枢支されてＢ線を中心に水平旋
回する先端アーム１０とを備えている。この先端アーム
１０に固着したシャフト１１には、自動ねじ締め機４を
支持するブラケット１２を摺動自在に案内するスライド
シャフト１３と、このブラケット１２に接続されて自動
ねじ締め機４を上下方向に駆動するためのシリンダ１４
が設けられている。一方、前記直交座標型ロボット７
は、架台１に摺動自在に支持されたＹ軸スライド１５
と、このＹ軸スライド１５の上部に摺動自在に支持され
たＸ軸スライド１６とを備えている。このＸ軸スライド
１６に先端のステー１７に固着したスライドシャフト１
８には、自動ねじ締め機６を支持するブラケット１９が
摺動自在に案内されており、この自動ねじ締め機６は、
ステー１７に設けたシリンダ２０を前記ブラケット１９
に接続することにより上下方向に駆動される。そして、
上記２台の自動ねじ締め機４，６には、架台２１の上部
に設けたねじ供給装置２２からのねじの供給が行われる
ようになっている。

次に、インパネ３の構造を第３〜６図に基づいて説明す
る。

第３図は運転席の反対方向から見たインパネ３の裏側を
示す図であって、合成樹脂製のインパネ３にはメータバ
イザー取付部２３、ラジオ取付孔２４、グローブボック
ス取付部２５、エアーコンディショナーダクト口２６、
バックパネル取付部２７等が形成されており、更に、こ
のインパネ３の両側部の２カ所と中央部の１カ所には、
それぞれ側部位置決め孔２８と中央位置決め孔２９が穿
設されている。そして、上記メータバイザー取付部２
３、ラジオ取付孔２４、バックパネル取付部２７、側部
位置決め孔２８、および中央位置決め孔２９は後述する
ようにインパネ３の位置決め部として利用されるように
なっている。

第４図は、位置決め完了状態のインパネ３のメータバイ
ザー取付部２３に対応する第３図のIV−IV線による断面
図、第５図はインパネ３のメータバイザー取付部２３の
拡大図であって、これ等の図から明らかなように、イン
パネ３は接着剤で仮止めされたインパネアッパー３０と
インパネロアー３１から構成されている。そしてこのイ
ンパネ３は後述する位置決め治具によって位置決めされ
た後、そのメータバイザー取付部２３において前記イン
パネアッパー３０とインパネロアー３１に形成したボス
３２に対し下方からタッピングねじＳをねじ込むことに
より、第６図に示すように両者が一体に固着されるよう
になっている。

次に、位置決め装置の各部の構成を順次説明する。

第１，４図に示すように、架台１にはインパネ３を傷付
けないように上面が合成樹脂で形成された一対の受台２
が設けられており、この架台１上にインパネ３を裏面を
上向きにして載置した状態において、架台１に立設した
位置決めガイド３３の嵌合部３３ａが、インパネ３に形
成した開放口としてのラジオ取付孔２４に嵌合するよう
になっている。更に、架台１に立設したステー３４の中
間部から水平方向に延びるロッド３５の先端に設けた支
持部材３６は、インパネ３のバックパネル取付部２７に
当接し、これを外側から支持するようになっている。

第２図に示すように、架台１の上面には前記受台２上に
載置されたインパネ３の両側面に形成した側部位置決め
孔２８を規制するための一対の側部位置決め治具３７が
設けられている。この側部位置決め治具３７は、第７，
８図に詳細に示すように、架台１上に立設したステー３
８の上端に円筒状のハウジング３９を備えており、この
ハウジング３９の内部には先端に前記インパネ３の側部
位置決め孔２８に嵌入可能な係合部４０ａを形成したピ
ン４０が、スプリング４１によって引込む方向に付勢さ
れた状態で摺動自在に装着されている。そして、このピ
ン４０の後端に固着されたレバー４２は、前記ハウジン
グ３９に形成されたＬ字状の溝３９ａを通って外部に突
出している。

また、第１，４図に示すように、架台１の下面には前記
受台２上に載置されたインパネ３の中央部に形成した中
央位置決め孔２９を規制するための中央位置決め治具４
３が設けられている。この中央位置決め治具４３は、第
９図に詳細に示すように、架台１の開口１ａ部に固着し
た支持プレート４４に設けた一対のガイド４５に、前記
インパネ３の中央位置決め孔２９に嵌入可能なピン４６
を先端に有する２本のシヤフト４７が摺動自在に案内さ
れている。そして、前記支持プレート４４に取付けたシ
リンダ４８のロッド４９をピン４６の基部に接続するこ
とによって、このピン４６は、上下に駆動されるように
なっている。

更に、第１，２図に示すように、インパネ３のバックパ
ネル取付部２７の外側に当接する支持部材３６を支持す
るステー３４には、このバックパネル取付部２７の特に
撓みやすい自由端縁２７ａを上方から押圧して規制する
ための位置決め治具５０が設けられている。この位置決
め治具５０は、第４，１０図に詳細に示すように、ステ
ー３４の上端に設けたプレート５１から垂下する２本の
ロッド５２に、バックパネル取付部２７の自由端縁２７
ａに当接可能な切欠部５３ａを形成した２個の押圧部材
５３を備えたプレート５４を摺動自在に案内している。
そして、このプレート５４はステー３４に取付けたシリ
ンダ５５のロッド５６に接続されて押圧部材５３と一体
で上下動し、その下限位置がステー３４に設けたショッ
クアブソーバ５７によって制限されている。

また、第１，２図に示すように、架台１上には更に他の
位置決め治具５８が設けられている。この位置決め治具
５８は、第５図に示すインパネ３のメータバイザー取付
部２３におけるインパネアッパー３０側の自由端縁２３
ａと、インパネロアー３１側の自由端縁２３ａのボス３
２をねじ止めするための位置決めに用いられるものであ
って、そのねじ締め部位に近接した相対向する前記両自
由端縁２３ａ，２３ａをその両側より挟持できるように
なっている。

第１１，１２図に詳細に示すように、この位置決め治具
５８は架台１に形成した開口１ａ部分に位置している。
架台１の上面に固着した一対にブラケット５９の上端に
それぞれピン６０によって枢支したプレート６１の先端
側には他のプレート６２が固着されており、このプレー
ト６２は架台１に設けたブラケット６３に一端を枢支し
たシリンダ６４の他端が枢支されている。従って、この
シリンダ６４を収縮させると、プレート６２は第１１図
に実線で示すように垂直状態となり、シリンダ６４を伸
長させると、このプレート６２はピン６０周りに回動し
て水平状態になって鎖線で示すように開口１ａに上部に
上昇する。

プレート６２の両端に固着した一対のプレート６５に
は、それぞれガイド６６とシリンダ６７が設けられてお
り、このガイド６６にそれぞれ摺動自在に案内されるロ
ッド６８の先端に固着した一対の挟持部材６９，７０は
前記シリンダ６７によって互いに接近・離間する方向に
駆動される。そして、前記一対の挟持部材６９，７０の
うち、インパネロアー３１に対向する挟持部材６９の先
端はその傾きに合わせて傾斜状に形成されており、イン
パネアッパー３０に対向する挟持部材７０の先端は垂直
状に形成されている。

次に、この実施例の作用について説明する。

第４図に示すように、インパネアッパー３０とインパネ
ロアー３１を接着剤で仮止めした状態のインパネ３を、
一対の受台２上に裏面を上向きにして載置する。このと
き、インパネ３に形成された開放口としてのラジオ取付
孔２４に架台１に立設した位置決めガイド３３の嵌合部
３３ａを係合させるとともに、架台１に立設したステー
３４に設けた支持部材３６をインパネ３のバックパネル
取付部２７の外側に当接させる。

次に、上述のようにして受台２上に載置されたインパネ
３の両側部にそれぞれ穿設した側部位置決め孔２８を側
部位置決め治具２８によって規制する。この工程は、第
７，８図に示すように、鎖線位置にあるレバー４２をス
プリング４１に抗してハウジング３９の溝３９ａに沿っ
て押進めてピン４０の係合部４０ａを側部位置決め孔２
８に嵌入させ、続いてレバー４２を溝３９ａに沿って実
線位置まで回動してピン４０を固定することによって行
われる。

次に、架台１の下部に設けた中央位置決め装置４３のシ
リンダ４８を伸長させ、開口１ａを通って上方の突出す
るピン４６をインパネ３の中央位置決め孔２９に嵌入さ
せる。

同時に、架台１に設けた位置決め治具５０のシリンダ５
５を収縮させて押圧部材５３を下降させ、その切欠き５
３ａをインパネ３のバックパネル取付部２７の端部に当
接させて下方に押圧する。このシリンダ５５の収縮はプ
レート５４がショックアブソーバ５７に当接するまで続
き、最終的にバックパネル取付部２７はこの押圧部材５
３と前記支持部材３６に挟まれた状態で位置決めが行わ
れる。

続いて、同じく架台１に設けた位置決め治具５８のシリ
ンダ６４を伸長させてプレート６２をピン６０周りに水
平位置まで回動させる。この状態において一対のシリン
ダ６７を同時に伸長させると、挟持部材７０はインパネ
アッパー３０に、挟持部材６９はインパネロアー３１に
それぞれ当接し、両部材の位置決めが行われる。このと
き、挟持部材６９の傾斜面が傾斜したインパネロアー３
１に係合することにより、このインパネロアー３１はイ
ンパネアッパー３０に対して押圧付勢され、位置決め効
果が高められる。

上述のようにしてインパネ３の位置決めが完了すると、
水平多関節型ロボット５の自動ねじ締め機４によって、
上方からインパネ３のバックパネル取付部２７に図示せ
ぬバックパネルをねじ止めする。続いて、直交座標型ロ
ボット７の自動ねじ締め機６によって、下方からインパ
ネ３のメータバイザー取付部２３に対するねじ締めを行
う。この工程において、第６図に示すように、インパネ
アッパー３０を貫通したタッピングねじＳがインパネロ
アー３１のボス３２にねじ込まれ、インパネアッパー３
０とインパネロアー３１は一体に固着される。

ねじ締めの完了後、水平多関節型ロボット５および直交
座標型ロボット７を原位置に復帰させるとともに、各位
置決め治具３７，４３，５０，５８による規制を解除
し、インパネ３を次工程に搬出する。

以上、本考案による位置決め装置の実施例を詳述した
が、本考案は、前記実施例に限定されるものではなく、
実用新案登録請求の範囲に記載された本考案を逸脱する
ことなく、種々の小設計変更を行うことが可能である。

例えば、弾性板材としては、上記実施例の合成樹脂で形
成した自動車のインパネ以外に、鋼板をプレス加工して
形成した部材等が含まれる。

また、この位置決め装置は、上記実施例の如く弾性板材
の構成部材を互いに結合する場合以外に、この弾性板材
に他のパーツを組け付ける際にも適用可能であることは
明らかであろう。

Ｃ．考案の効果 以上のように本考案の位置決め装置は、受台上に弾性板
材を載せると共にその弾性板材の元々ある開放口に位置
決めガイドを係合させ、更にピンを突出させて弾性板材
の位置決め孔に嵌入させることによって、基本的な位置
決めを簡単に行うことができる。

更に弾性板材の撓みやすい自由端縁に押圧部材を係合さ
せて押圧すると共に、弾性板材の、ねじ締めすべき所定
部位に近接して相対向する自由端縁を挟持部材で両側か
ら挟持することによって、各自由端縁に対する位置決め
も確実に行うことができるから、弾性板材が変形しやす
い材質・構造体であっても、これを全体的に精密に位置
決め保持することができて、その自由端縁に近接した所
定部位に対してもロボットによって常に的確にねじ締め
作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による位置決め装置の一実施例の全体側
面図、第２図は同じく全体平面図、第３図は運転席の反
対方向から見たインパネ３の裏側を示す図、第４図はイ
ンパネの位置決め完了状態を示す第３図のIV−IV線によ
る断面図、第５図はインパネのメータバイザー取付部の
拡大図、第６図はインパネアッパーとインパネロアーの
結合状態を示す図、第７図は側部位置決め治具の側面
図、第８図は同じく平面図、第９図は中央位置決め治具
を示す第４図のIX−IX線による断面図、第１０図はバッ
クパネル取付部の位置決め治具を示す第４図のＸ方向矢
視図、第１１図はメータバイザー取付部の位置決め治具
の側面図、第１２図は同じく第４図のXII−XII線による
断面図である。 ３…インパネ（弾性板材）、２４…ラジオ取付孔（開放
口）、２３ａ，２７ａ…自由端縁、３３…位置決めガイ
ド、４０，４６…ピン、５３…押圧部材、６２…プレー
ト、６４，６７…シリンダ、６９，７０…挟持部材

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】開放口（２４）を有し複雑な形状に形成さ
   れた弾性板材（３）の所定部位に対しねじ締め作業を行
   う際に該弾性板材（３）の位置を規制するための位置決
   め装置であって、弾性板材（３）を上面に載置し得る受
   台（２）と、弾性板材（３）の前記開放口（２４）に係
   合する位置決めガイド（３３）と、弾性板材（３）の位
   置決め孔（２８，２９）に嵌入する進退自在なピン（４
   ０，４６）と、弾性板材（３）の撓みやすい自由端縁
   （２７ａ）に係合してこれを押圧する押圧部材（５３）
   と、弾性板材（３）の、前記所定部位に近接した相対向
   する自由端縁（２３ａ）を両側から挟持する挟持部材
   （６９，７０）とを架台（１）に装備したことを特徴と
   する位置決め装置。
2. 【請求項２】弾性板材（３）の、前記相対向する自由端
   縁（２３ａ）に対してシリンダ（６４）によって接近・
   離間自在に駆動されるプレート（６２）に一対のシリン
   ダ（６７）を互いに対向させて設け、該一対のシリンダ
   （６７）に前記挟持部材（６９，７０）を装着したこと
   を特徴とする、第項記載の位置決め装置。