JPH084180Y2 - リベッティング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、リベットのかしめ成
形に用いられるリベッティング装置に関し、特に、ワー
クへのリベットの装着ミスを検出し、成形時のかしめ不
良の発生を無くすようにしたリベッティング装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ワークに装着されたリベットのかしめ成
形に用いられるリベッティング装置として図１１に示す
リベッティング装置がある。

【０００３】この装置は加工用テーブル１とその上方に
コラム２によって支持されたリベッティングマシン３と
からなっている。

【０００４】リベッティングマシン３は、前記加工用テ
ーブル１に対して垂直に支持されたシリンダ４と、その
シリンダ４に嵌め合わされ、上下に進退自在に支持され
るピストン軸５と、前記ピストン軸５に挿通され回動自
在に支持されるスピンドル軸６と、そのスピンドル軸６
上端に取り付けられ、スピンドル軸６を回転するモータ
７と、スピンドル軸６下端に、スピンドル軸６に対して
傾斜して着脱自在に取り付けられたリベットヘッド成形
軸８とからなっている。このようなリベッティング装置
では、図１０に示すように、加工テーブル１に頭を治具
１０にセットしたリベット９の装着されたワーク１１を
載置し、その載置されたワーク１１から突出するリベッ
ト軸９’端へ、スピンドル軸６先端のリベットヘッド成
形軸８をシリンダ４によって降下させ、圧接しながら回
転させ、その旋回揺動による摩擦熱と加圧とによるかし
め成形によって、リベット９をワーク１１に取り付け
る。

【０００５】ところで、このようなリベット９のかしめ
成形を行う場合、ワーク１１に装着されるリベット９は
全て同じリベット９が使用されるとは限らず、ワーク１
１の接合箇所に応じて複数の寸法の違うリベット９が用
いられる場合がある。そのような場合、それら接合箇所
に合ったリベット９をリベット９の寸法の合った治具１
０にセットして装着しなければならないが、複数種のリ
ベット９を使用することから、リベット９と治具１０と
のセット間違いを起こし易く、例えば、間違ってリベッ
ト９をリベットの頭長よりも深いセット孔１０’の形成
された治具１０にミスセットした場合、図７に示すよう
に、ワーク１０とリベット９の頭との間に隙間が生じて
しまい、このままかしめ成形を行った場合、図８に示す
ように、成形後のリベット９にガタが生じ、成形不良を
生じてしまう。また同様に、リベット９をリベット９の
頭よりも浅いセット孔１０’の形成された治具１０に間
違ってセットした場合も、図９に示すように、間違って
装着したリベット９の頭がワーク１０を持ち上げてしま
い、今度は正しく治具１０に装着されたリベット９とワ
ーク１０間に隙間を生じさせ、接合不良を生じるという
問題がある。

【０００６】このため、上記のように、間違った治具１
０にセットされたリベット９がワーク１０に装着された
場合、ワーク１０から突出するリベット９の軸の長さが
正しい治具１０に装着された場合の突出長に比べ、規定
の長さよりも長くなったり、あるいは短かくなることか
ら、例えば、ピストン軸５に衝撃によって作動するタッ
チスイッチを取り付け、リベットヘッド成形軸８をピス
トン軸５によって、加工テーブル１上のリベット軸９’
に向けてゆっくりと降下させ、その降下させた前記成形
軸８がリベット軸９’端面と当接した際の衝撃をタッチ
センサによって検出し、その検出信号からピストン軸５
の移動の開始から前記検出信号を検出するまでのピスト
ン軸５の移動距離あるいは、移動時間を測定することに
より、リベット軸９’の突出長が規定寸法であるかどう
かを検出し、その検出長が規定寸法であると、前記成形
軸８を旋回揺動させてかしめ成形を行い、また規定寸法
以外の場には、ＮＧ信号を出力するものが従来から使用
されている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
検出方法を用いたリベッティング装置では、検出時の破
損を防ぐため、リベットヘッド成形軸をゆっくりと降下
させなければならないため、検出時間が長くかかり、か
しめ成形の効率が悪い。

【０００８】また、検出時に、リベットヘッド成形軸が
リベット軸に衝突するため、振動を生じる。さらに、そ
の衝突時の衝撃により、リベットヘッド成形軸が損傷し
たり摩耗することがある等の問題がある。

【０００９】また、タッチセンサによる検知方法では、
リベットの有無の判定しかできず、突出長が違うリベッ
トがセットされていても、検知の結果合格してかしめ加
工を終了してしまい、その後ワークは不良品として廃棄
しなければならなかった。

【００１０】そこで、この考案の課題は、検出のスピー
ドアップを図ると同時に、検出時に振動やリベットヘッ
ド成形軸の損傷、摩耗等を起こさず、更にはかしめ加工
前に検知できるために、セットミスのリベットを正しく
入れ替え再加工することで廃棄処分にするワークを生じ
ないリベッティング装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この考案では、従来のリベッティング装置に加工用
テーブル上方に固定された測距用光源と半導体素子から
なり、測距用光源からの光がこの加工用テーブルに載置
されたワークのリベット軸の端面に反射した光を半導体
素子で受けて電気信号に変換し、三角法によりリベット
軸端面までの距離を検出する検出手段と、その検出手段
の検出値から、リベット軸が規定の長さ突出しているか
どうかを判別する比較手段を備えた構成としたものであ
る。

【００１２】

【作用】このように構成されるリベッティング装置で
は、寸法に合った正しい治具にセットされてワークに装
着されたリベットのリベット軸のワークからの突出長
は、一定の規定寸法内に収まることから、加工用テーブ
ルに載置された加工用ワークにセットされたリベットの
突出長を、かしめ成形に先立って検出手段によって測定
し、その測定値を比較手段によって規定寸法と比較し、
その比較結果が許容値内にある場合にのみ、リベッティ
ングマシンを作動してリベットヘッド成形軸をワークの
リベット端面へ降下させてリベット成形を行ない、測定
長が規定に達しない場合や規定よりも長い場合には、異
常を報知してリベット成形を行わない。

【００１３】このため、リベット軸の突出長が規定の長
さ突出しているかどうかの検出のために、リベットヘッ
ド成形軸をゆっくり降下させてリベット軸に当接させる
必要がなく、検出時間が短くできる。

【００１４】また、リベットヘッド成形軸の衝突に伴う
振動も発生せず、リベットの加工用のワークへの装着漏
れもかしめ成形を行う前に検出できる。

【００１５】

【実施例】以下、この考案の実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１６】なお、その際、従来例で述べた部材につい
ては、図面に同一番号を付して説明を省略する。

【００１７】図１に示す本実施例のリベッティング装置
は、加工用テーブル１として設けられたＸ−Ｙテーブル
１’と、その上方にコラム２によって支持されたリベッ
ティングマシン３と、前記Ｘ−Ｙテーブル１’の位置決
め制御並びにリベッティングマシン３のシリンダ４の作
動によるピストン軸５の上昇、下降及びリベットヘッド
成形軸８の作動を制御するＮＣ制御装置３０と、前記Ｘ
−Ｙテーブル１’に載置されるワーク１１にセットされ
たリベット軸９’の突出長を測定する検出手段として前
記リベッティングマシン３のシリンダ４に取り付けられ
た距離センサ３１と、その距離センサ３１の測定値を規
定された前記リベット軸９の突出長と比較する比較手段
５０とからなっている。

【００１８】前記Ｘ−Ｙテーブル１’は、図１に示すよ
うに加工テーブル２０を載置するキャリッジ２１と、そ
のキャリッジ２１を移動させるステッピングモータ２２
とからなっている。このキャリッジ２１には、Ｘ軸とＹ
軸方向とに雌ネジが形成され、その雌ネジと螺合するボ
ールネジがそれぞれ各軸ごとに設けられている。また、
そのボールネジは、それぞれ、ステッピングモータ２２
のモータ軸に取り付けられており、これらのステッピン
グモータ２２は、前記ＮＣ制御装置３０と接続されてい
る。このため、ステッピングモータ２２は、前記テーブ
ル１’の位置決めシーケンスのプログラミングによって
回転角度がＮＣ制御装置３０に制御され、前記テーブル
１’は、ネジ送りによってＸ軸及びＹ軸方向へ移動自在
となっている。

【００１９】距離センサ３１は、本実施例では、図２に
示すように、同一ケース３２に収められた、半導体検出
素子（ＰＳＤ）３３と測距用光源３４とからなり、三角
法により、リベットヘッド成形軸８の直下に位置するＸ
−Ｙテーブル１’に載置されたワーク１１のリベット軸
９’端面までの距離を測距する。

【００２０】即ち、前記半導体位置検出素子３３は、図
３に示すように、ＰＮ接合面の形成された半導体素子３
５の両端に出力電極３６、３６’が設けられ、そのＰＮ
接合のＰ層あるいはＰ層とＮ層の両方を抵抗値の大きな
抵抗層となるように形成したもので、入射光により半導
体素子３５内で発生した正と負、同量の電荷が、接合を
通過して入射光の入射点近傍のＰ層に正、Ｎ層に負の電
荷となって現われ、このＰ層内の不均一な正の電荷の分
布がＰ層内の電荷の流れを作り出し、両端の１対の出力
電極までの距離に反比例する電流として出力される。

【００２１】このため、図２に示すように、半導体位置
検出素子３３と測距用光源３４とが投光レンズ３７と集
光レンズ３８の光軸距離Ｂｍｍを置いて、並行にケース
３２に配置された距離センサ３１では、半導体位置検出
素子３３の受光面の電極３６、３６’から入射光位置ま
での距離をｘとし、集光レンズ３８と半導体位置検出素
子３３の受光面間距離をｆｍｍとし、被測定対称までの
距離をｌとすると、その測定距離ｌは、 ｌ＝Ｂ・ｆ／ｘ で示される。

【００２２】このとき両電極３６、３６’から出力され
る光電流は、前記受光面長をＬとし、全電流をＩとし
て、電極３６の出力電流をＩ₁ 、及び電極３６’の出力
電流をＩ₂ とするとそれぞれ、電流Ｉ₁ 、Ｉ₂ は、 Ｉ₁ ＝Ｉ（Ｌ−ｘ）／Ｌ Ｉ₂ ＝Ｉｘ／Ｌ となる。

【００２３】また、測距用光源３４は、前記半導体位置
検出素子３３が受光面上のスポット状の光束の重心（強
度中心）位置を検出する光検出素子であることから、本
実施例では、レーザ発光ダイオード３４を用いている。

【００２４】一方前記半導体位置検出素子３３の検出出
力は、電流−電圧コンバータ回路４１と増幅回路４２及
びサンプルホールド回路４３等からなる制御回路４０を
介し測定距離ｌに比例した検出電圧として比較手段５０
へ入力される。

【００２５】比較手段５０は、前記サンプルホールド回
路４３のホールドする検出電圧をデジタル変換するＡ／
Ｄ変換器５１と、リベット軸９’の突出長の変位量の上
限、下限の有効長を設定する基準値設定回路５２及び前
記両データを比較し、その結果を出力する比較回路５３
とからなっており、この比較手段５０は、例えばマイク
ロコンピュータにより構成することができる。

【００２６】この比較手段５０の比較回路５３は、前記
ＮＣ制御装置３０と接続されており、ＮＣ制御装置３０
は、比較手段５０の比較回路５３の判定出力をトリガ信
号として、Ｘ−Ｙテーブル１’に載置されたワーク１１
のリベット９をリベットヘッド成形軸８の直下へ、順次
移動し、位置決めを行なうと共に、その位置決め完了と
同時に、制御回路４０のサンプルホールド回路４３へサ
ンプリング信号ＳＧを出力する。また、同時に、このサ
ンプリング信号ＳＧは、前記距離センサ３１のレーザ発
光ダイオード３４の駆動回路（図示せず）にも加えられ
ており、前記ダイオード３４をパルス点燈して大きな光
量が得られるようにしている。

【００２７】この実施例は、以上のように構成されてお
り、次にその作用を説明する。

【００２８】本実施例のリベッティング装置では、治具
１０にセットされたリベット９の装着されたワーク１１
をＸ−Ｙテーブル１’に載置してリベッティング装置を
作動させる。このとき、比較手段５０の基準値設定回路
５２にワーク１１のリベット軸９’の突出長の規定寸法
の許容範囲である上限と下限とを設定する。また、ＮＣ
制御装置３０には、前記Ｘ−Ｙテーブル１’に載置され
たワーク１１のリベット９接合箇所をリベットヘッド成
形軸８の直下へ移動させるための位置データを入力して
おく。

【００２９】このように、データの設定がなされると、
ＮＣ制御装置３０は、Ｘ−Ｙテーブル１’を移動させ
て、ワーク１１のリベット９の接合箇所をリベットヘッ
ド成形軸８の直下へ移動させ、その位置決めが完了する
と、サンプリング信号ＳＧを出力して、距離センサ３１
からレーザビームを照射させる。すると、このレーザビ
ームは、丁度、ワーク１１から突出した前記リベット軸
９’の端面へ照射され、その反射ビームは半導体位置検
出素子３３の受光面に受光され、そのビームスポットの
検出位置に対応した電流が電極３６、３６’から出力さ
れる。この検出電流は、制御回路４０の電流−電圧コン
バータ回路４１により、電圧に変換され、その変換電圧
は、増幅回路４２を介して増幅され、サンプルホールド
回路４３にホールドされる。このホールドされた検出電
圧は、比較手段５０のＡ／Ｄ変換器５１によりＡ／Ｄ変
換され、そのＡ／Ｄ変換された値は、比較回路５３によ
って基準値設定回路５２に設定された規定寸法、即ち、
その値が基準設定回路５２に設定されたリベット９が正
しい治具１０にセットされた際のリベット端面から距離
センサ３１までの距離における許容誤差を含んだ上限及
び下限値と比較される。ちなみに、この設定値は、例え
ば正しくセットされた状態のリベット端面から距離セン
サ３１までの距離をＲとして、制御回路５０の電圧出力
をＯＶに調整し、その基準値Ｒに対して、±３０ｍｍの
変位量を±１０Ｖのアナログ電圧として出力させ、Ａ／
Ｄコンバータ５１で数値化された変位量を、０．１ｍｍ
単位で上限、下限値として有効範囲を設定させるように
することができる。

【００３０】このように比較されるリベット軸９’は、
例えば図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように異なった寸法の
リベット９でも正しい治具１０にセットされ、ワーク１
１に装着されている場合、ワーク１１から突出される両
リベット９のリベット軸９’の突出長は等しくなるた
め、前記距離センサ３１によって検出される前記リベッ
ト軸９’の端面から距離センサ３１までの距離は、前記
上限、下限値の間の規定値内に収まり、比較回路５３か
らは、ＯＫ信号がＮＣ制御回路３０へ出力される。この
信号の入力によってＮＣ制御回路３０は、Ｘ−Ｙテーブ
ル１’をシーケンスプログラムに従って移動させ、ワー
ク１１に装着されたリベット９を順次リベットヘッド成
形軸８の直下へ移動させその突出長を測定する。そし
て、ワーク１１に装着されたリベット９すべてについて
異常が検出されない場合、今度は、リベッティングマシ
ン３を作動してワーク１１のリベット９のリベット成形
を行わせる。

【００３１】このとき、前記測定中に、リベット９を治
具１０にミスセットしたものがある場合、例えば、図５
（Ｂ）に示すようにリベット軸９’が、ワーク１１から
突出せずワーク１１の取り付け孔に埋設されてしまった
場合でも、レーザビームは埋設されたリベット軸９’端
面に達し、反射されることから、図５（Ａ）に示すよう
に正しく治具１０にセットされたリベット軸９’との差
を示す変位量分だけ長い距離が検出され、その測定値は
前記上限及び下限値を越えるため、比較回路５３はＮＧ
信号をＮＣ制御回路３０へ出力する。そのため、そのＮ
Ｇ信号の入力された、ＮＣ制御回路３０は、Ｘ−Ｙテー
ブル１’の移動を止めて、リベット９のミスセットを報
知する。また、このとき、ワーク１１へのリベット９の
装着もれも同様にして検出される。

【００３２】このように、この実施例のリベッティング
装置では、Ｘ−Ｙテーブル１’上方に設けた距離センサ
３１からワーク１１のリベット軸９’端面迄の距離を測
定し、その距離の変化からワーク１１からのリベット軸
９’の突出長を検出し、リベッティングマシン３を降下
させることなく、かしめ成形を行う前にワーク１１への
リベット９のミスセットを検出できる。また、このと
き、リベット９の突出長を非接触で検出しているため、
リベットヘッド成形軸８を降下させて検出するものに比
べ、その検出速度が格段に速く、このため、ワーク１１
のかしめ成形に要する時間も大幅に短縮できる。

【００３３】なお、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、
ワーク１１にかしめ代９”の異なるリベット９が装着さ
れた場合や段差のあるワーク１１にリベット９が装着さ
れた場合には、例えば図１の比較手段５０の基準設定回
路５２にバンクメモリを設け、そのメモリに前記かしめ
代９”の異なるリベット９の突出長の規定値データを記
憶させておき、前記かしめ代９’の異なったリベット９
の測定を行う場合、そのデータを随時読み出し、その読
み出したデータを基準設定回路５２の規定値として用い
るようにしてもよい。

【００３４】また、本実施例では、リベット軸の突出長
を検出する検出手段にレーザ発光ダイオードと半導体位
置検出素子を用いた距離センサ３１を用いたが、これに
限定されるものではなく、測距用光源に赤外発光ダイオ
ードを用いたり、半導体位置検出素子にイメージセンサ
を用いて画像処理によって検出を行っても良く、さらに
取り付け位置もシリンダに限定されるものではなく、ス
ピンドル軸やリベットヘッド成形軸へ取り付けても良
い。また、距離センサ３１は、リベッティングマシンに
直接取り付けずにＸ−Ｙテーブル上に距離センサ用の支
持部材を設け、その支持部材に検出手段を取り付けるよ
うにしても良い。

【００３５】

【効果】この考案は、以上のように構成し、リベッティ
ング装置にリベットのワークからの突出長を無接触で測
定する検出手段を設け、リベッティングマシンのリベッ
トヘッド成形軸を降下させずにリベットの突出長を測定
できるようにしたため、かしめ加工前に判定できるの
で、セットミスのリベットを正しく入れ替え再加工する
ことでワークへのリベット装着ミスによるかしめ不良を
防止し、廃棄処分にするワークをなくすことができる。
同時にその検出時間も短縮し、かしめ成形の効率を向上
させることもできる。さらに、検出時に振動やリベット
成形軸の欠損等も発生しないようにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の模式図

【図２】実施例の作用図

【図３】実施例の作用図

【図４】（Ａ）、（Ｂ）は実施例の作用図

【図５】（Ａ）、（Ｂ）は実施例の作用図

【図６】（Ａ）、（Ｂ）は実施例の作用図

【図７】従来例の作用図

【図８】従来例の作用図

【図９】従来例の作用図

【図１０】従来例の作用図

【図１１】従来例のリベッティング装置を示す模式図

【符号の説明】

１ 加工用テーブル １’ Ｘ−Ｙテーブル ２ コラム ３ リベッティングマシン ４ シリンダ ５ ピストン軸 ６ スピンドル軸 ７ モータ ８ リベットヘッド成形軸 ９ リベット ９’ リベット軸 １０ 治具 １１ ワーク ３１ 距離センサ ５０ 比較手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工用テーブルと、リベッティングマシ
   ンとからなり、前記リベッティングマシンは、前記加工
   用テーブル上方に垂直に支持されたシリンダと、前記シ
   リンダに嵌め合わされ、垂直に進退自在に支持されるピ
   ストン軸と、前記ピストン軸に挿通され、回動自在に支
   持されるスピンドル軸と、そのスピンドル軸の上端に取
   り付けられたモータと、前記スピンドル軸の下端に取り
   付けられたリベットヘッド成形軸とからなり、前記加工
   用テーブルに、リベット軸を突出させたワークを載置
   し、そのワークの突出したリベット軸端部へ、ピストン
   軸を降下させてリベットヘッド成形軸を圧接し、スピン
   ドル軸を回転させてリベットをかしめるリベッティング
   装置において、 上記加工用テーブル上方に固定された測距用光源と半導
   体素子からなり、測距用光源からの光がこの加工用テー
   ブルに載置されたワークのリベット軸の端面に反射した
   光を半導体素子で受けて電気信号に変換し、三角法によ
   りリベット軸端面までの距離を検出する検出手段と、そ
   の検出手段の検出値から、リベット軸が規定の長さ突出
   しているかどうかを判別する比較手段を備えたことを特
   徴とするリベッティング装置。