JPS5845828A - 自動組付機における歯車体の組付方法 - Google Patents

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】 本発明は、自動組付機における歯車体の挿入方法、詳し
くは、歯車体の歯溝を既に組付けられている別の歯車体
の歯溝に噛合わせて組付ける方法に関するものである。

一般に、かかる歯車体の組付けを行なう場合には、組付
ける歯車体を回転もしくは所定範囲で回転方向に微動さ
せながら歯車体を軸移動させることによって、組付済の
歯車体の歯部と押入する歯車の歯部とが干渉しないよう
にしているが、この方法によると、挿入すべき歯車体を
挿入過程において回動もしくは回転方向に微動させる機
構が必要となる。したがって、被組付体を保持する保持
ヘッドがその軸線方向およびこれと直交する方向への直
動運動しかできない構成の自動組付機においてかかる歯
車体の組付けを行うためには、歯車体を回動させるだめ
の駆動装置を新たに付加しなければならず、組付機が大
形化する問題があった。

本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、組付けられるべき歯車体を保持する保持ヘッドの直
動運動のみで組付済歯車体の歯車部と組付けられるべき
歯車体の歯車部とを確実に係合させ得るようにして１保
持ヘツドに回動運動を付与できない自動組付機において
も、歯車体の組付けを行なえるようにすることを目的と
するものである。

以下本発明の方法により歯車軸の組付けを行なうように
した自動組付機の実施例を図面に基づいて説明する。第
１図において１０は、先端部に複数の把持爪を有し、組
付けるべき歯車軸Ｇｂの軸部上端を把持することによっ
て歯車軸Ｇｂを保持する保８持ヘッドを示し、この保持
Ｓラド１０は、回路の支持機構により上下方向および水
平方向に移動可能な可動ラム１２の先端部に微小表範囲
で上方向へ移動可能に支持され、保持ヘッド１０と可動
ラム１２との間には保持ヘッド１０を介して可動ラム１
２に作用する上向きの力の大きさを検出する圧力検出器
１３が介装されている。

前記可動ラム１２は公知の送り機構を介してサーボモー
タ１５．１６．１？の出力軸にそれぞれ連結され、水平
面内で互いに直交するＸ、Ｙ軸および上下方向の２軸に
沿って可゛動ラム１２を移動させるようになっている。

これらのサーボモータ１５．１６．１？は、それぞれド
ライブユニットＤｔＴＸ、　ＤＵＹ、　ＤＵＺを介して
コンピュータ２０のインタフエイスエＩＰＩに接続され
ており、コンピュータ２０から出力される指令パルスに
応じて回転することによって保持ヘラｒｌ。

の位置決めを行なう。また、圧力検出器１３の出力は、
圧力検出器１３の出力が設定値Ｖｒ以上に増大したこと
によって保持ヘッド１０に保持された歯車軸Ｇｂの歯車
部の下面が歯車軸Ｇａの歯車部の上面に干渉したことを
判別する判別回路１８に供給され、この判別回路１８か
らの出力信号はインタフエイスエＦ２を介してコンピュ
ータ２０に与えられるようになっている。したがって、
前記設定値Ｖｒは、歯車軸Ｇｂの歯車部下面が歯車軸Ｇ
ａの歯車部上面に当接した時の圧力検出器１３の出力よ
り小さく、歯車軸Ｇｂの歯車部と歯車軸Ｇａの歯車部の
歯面どうしの摺接によって上向きの力が発生した場合に
おける圧力検出器１３の出゛力よりは大きな値に設定さ
れている。

一方、２１は被組付体Ｗが載置された作業台で、この作
業台２１上において歯車軸Ｇａ、　Ｇｂの組付けを行な
う。２２は歯車軸Ｇｂの挿入時において歯車軸Ｇａが傾
くのを防止して歯車軸Ｇｂの挿入全円滑に行わせるため
の支持アームであり、この支持アーム２２は歯車軸Ｇａ
の組付後において回路の作動機構により歯車軸Ｇ＆の上
方に位置決めされたのち下降され、下方に突出するセン
タ部材２３の先端が歯車軸Ｇａの上端面に穿設されたセ
ンタ穴に係合して歯車軸Ｇａが傾くのを阻止する。

次に上記構成の組付装置における歯車軸Ｇｂの組付動作
について説明する。歯車軸Ｇａの組付けが完了し支持ア
ーム２２によって歯車軸Ｇａの上端部が支持されると、
コンピュータ２０は、通常の位置決めモードでサーボモ
ータ駆動回路ＤＵＸ　、　ＤＵＹ　、　ＤＵＺに対して
パルス分配を行なって作業台２１上の所定位置に置かれ
ている歯車〔ｂの上端部に保持ヘッド１０を係入させ、
歯車軸Ｇｂを把持する。この後、再び位置決めモードで
パルス分配を行かい挿入すべき貫通穴２５の軸線と保持
ヘッド１０によって保持された歯車軸Ｇｂの軸線とが一
致する位置に保持ヘッド１０を位置決めする。

前記貫通穴２５は、歯車軸Ｇａの細部が挿通された貫通
穴２６の軸線から、歯車軸Ｇ＆の歯車部のピッチ円半径
と歯車軸Ｇｂの歯車部のピッチ円半径とを加えた距離だ
け水平方向にずれた位置に穿設されており、この状態か
ら保持ヘッド１０を下降させると、歯車軸ＧａおよびＧ
ｂの位相によっては両者の歯車部の歯先部分が干渉して
歯車軸Ｇｂの挿入が行々えない場合がある。

このようにして歯車軸Ｇｂの位置決めが完了すると、コ
ンピュータ２０は第２図に示す歯車組付用の処理ルーチ
ンを実行する。

ステップ（３０）は、ｚ軸へθパルスを１パルス分配し
て可動ラム１２を１パルス分下降させるステップで、こ
のステップが繰返されることにより保持ヘッド１０は１
パルス分ずつ下降して行く。そして下降の途中において
、歯車軸Ｇｂの歯車部の下面が歯車軸Ｇａの歯車部の上
面に係合して保持ヘッド１０に設定値Ｖｒ以上の上向き
の力が作用し、判別回路１８から信号が出力されると、
これがステップ（３１）で判別され、ステップ（３１）
からステップ（３３）へ移行して下降動作は停止される
。一方、歯車軸Ｇｂの歯車部下面が歯車軸Ｇａの歯車部
上面に干渉することなく歯車軸Ｇｂが下降端、すなわち
、両者の歯車が噛合し、歯車軸Ｇｔｌの軸部が貫通穴２
５に挿入される位置まで下降された場合には、この下降
端までの下降の間に圧力検出器１３から設定値を越える
信号が出力されることはないため、歯車軸Ｇｂが下降端
に下降するまでステップ（３０）の動作が繰返され１こ
の後、ステップ（３２）力）ら、囲路のメインルーチン
へ移行して歯車軸Ｇｂの組付動作を完了する。

歯車軸Ｇｂの歯車部が歯車軸Ｇａの歯車部番こ干渉した
ことが検出されてステップ（３１）からステップ（３３
）へ移行すると、コンピュータ２０はステップ（３３）
においてｚ軸に所定数のΦノぜルスを分配して保持ヘッ
ド１０を一定量だけ上昇させた後、ステップ（３５）に
おいてＹ軸へ所定数の■ノクルスヲ分配する。本実施例
においては、第３図番こ示されるように貫通穴２６に挿
入された歯車軸Ｇａの軸線と貫通穴２５と同意的に位置
決めされた歯車軸（）ｂの軸線とを結ぶ線分りがＸ軸と
平行になるよう番こ被組付体Ｗが作業台２１上に載置さ
れており、Ｙ軸の方向は前記線分りと直交する水平方向
、すなわち両者の軸線を通る平面と直交する方向である
ため、上記の動作により歯車軸Ｇ′ｂは、両歯車軸Ｇａ
、　Ｇ’ｂの歯車部のピッチ円が接する点を通り歯車軸
□ａの歯車部のピッチ円に接する接線Ｔと平行な方向番
こ一定距離移動されることになる。なお、この場合にお
いて、歯車軸Ｇｂは歯車軸Ｇａの歯車部と干渉した位置
から一定量上昇されているため、Ｙ軸の方向の移動に際
して歯車軸Ｇａがつれ回わりすることはなく、歯車軸Ｇ
ａの回転を拘束しておく必要はない。。

・この処理が完了するとコンピュータ２０は、ステップ
（３６）の動作すなわち、ｚ軸へｅパルスを１パルス分
配する動作を繰返すことにより、ｚ軸へｅパルスを１パ
ルスずつ分配し、保持ヘッド１０を−再び下降させる。

この下降動作の途中において歯車軸Ｇｂの歯車部下面が
歯車軸Ｇａの歯車部上面に再び干渉したことがステップ
（３７）で検出されると、ステップ（３７）からステッ
プ（３３）へ戻り、保持ヘッド１０の上昇、Ｙ軸の方向
への移動、下降の動作が再び行なわれる。

一方、保持ヘッド１０のＹ軸■方向への移動により、歯
車軸Ｇａの歯車部下面と歯車軸Ｇｂの歯車部上面とが干
渉せずに歯車軸Ｇｂが下降可能となった場合には圧力検
出器１３から設定値Ｖｒを越える信号が出力されること
はないため保持ヘッド１０の下降が・継続され、両歯車
軸Ｇａ、　Ｇｂの歯車部がある幅で噛合いかつ歯車軸Ｇ
ｂの軸部が貫通穴２５に入る手前の・途中停止位置まで
保持ヘッド１０が下降した時点でステップ（３８）から
ステップ（４０）へ移行する。

ステップ（４ｏ）へ移行すると２軸へのノぐルス分配が
停止されて保持ヘッド１０の下降が停止されるとともに
、ステップ（４ｏ）においては、前記ステップ（３５）
で分配したＹ軸■方向のノぐルス数の累積値に応じた数
のＯパルスをＹ軸へ分配し、歯車軸Ｇｂの軸線が貫通穴
２５の軸線と一致する位置Ｇこ歯車軸Ｇｂを再度位置決
めする。なお、歯車軸Ｇｔ）は保持ヘッド１０に対して
回転が拘束されているため、上記の動作により、歯車軸
Ｇａは微少量回転する。

この後、コンピュータ２０はステップ（４１）番こおい
て所定数のｅパルスを２軸に分配すること番こより１保
持ヘツド１０を下降端まで下降させて歯車軸Ｇｂの軸部
を貫通穴２５に挿入し、歯車軸Ｑｌ）の組付動作を完了
する。

なお、上記実施例は、歯車軸Ｇｂを歯車軸Ｇａの軸線方
向に移動させることによって両者の歯車部を噛合せるも
のであったが、保持ヘッド１０に作用する径方向の力を
検出する検出器を設けることにより、歯車軸Ｇｂを歯車
軸Ｇａの半径方向に移動させて両歯車部を噛合せるもの
にも本発明を適用できる。

この場合には、両歯車軸Ｇａ、　Ｇｂの歯車部の頂部ど
うしが干渉した場合のみ判別回路１８から信号が出力さ
れるように設定値Ｖｒを設定するとともに、第４図（ａ
）＋　（ｂ）に示すように、歯車軸Ｇｂを半径方向外側
から歯車軸Ｇａの歯車部に向けて移動させることによっ
て両者の歯車部が係合する位置に歯車軸Ｇｂを位置決め
し、この後、歯車軸Ｇｂ１：歯車軸Ｇａの軸線に向って
移動させ、両者の歯車部が噛合う前に両者の歯部の頂部
どうしが干渉して保持ヘッドに設定値以上の半径方向の
力が作用した場合には、歯車軸Ｇｂを半径方向外側へ一
定量戻した後、歯車軸Ｇａの歯車部のピッチ円に接する
接線と平行な方向に一定量移動させ、この後、歯車軸Ｇ
ｂを再び前進させるという動作を繰返せばよい。また、
最初の位置決め時においては歯車軸Ｇｂを貫通穴ｚ５の
軸線から前記接線Ｔと平行な方向に歯車軸Ｇ、ａ、　Ｇ
ｂの歯車ピッチに等しい、距離だけずれた位置に位置決
めし、こ９点から歯車軸Ｇｂの組付動作を始めてもよい
。

以上述べたように本発゛明においては、組付けるべき歯
車体を軸移動もしくは半径方向移動させることによって
既に組付けられている歯車体と噛合せる過程において、
両者の歯車部の歯部が相互に干渉した場合には、挿入す
べき歯車体を既に組付けられている歯車体の歯部外周面
に沿って移動させて両者の歯車部を噛合せるようにして
いるム、挿入すべき歯車軸もしくは既に組付けられてい
る歯車軸を噛合せ動作中に回転させる必要が全くなくな
り、挿入すべき歯車軸を保持する保持ヘッドを回転させ
る機構を有しない組立機でも歯車体の組付けが確実に行
なえる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の組付方法を用いた自動組付
機の実施例、全示すもので″ζ第１図は自動組付機の主
要部の構成を示す概略側面図に制御回路を併記した図、
第２図は第１図におけるコンピュータ２０の動作を示す
フローチャート、第３図は第１図のｍ−ｍ線矢視図、第
４図（ａＬ　（ｂ）は本発明方法の変形例を説明する図
である。 １０・２・・保持ヘッド、１２・・・可動ラム、１３・
・−圧力検出器、１５〜１７・・・サーボモータ、１８
・・・判別回路、２０・・・コンピュータ、２５．２６
・・・貫通穴、Ｇａ、　Ｇｂ・・・歯車軸、Ｗ・・・被
組付体。 特許出願人 豊田工機株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）歯車体を既に組付けられている組付済歯車停に噛
   合わせかつ歯車箱の軸受穴に挿着して組付けるための自
   動組付機における歯車体の組付方法であって、組付ける
   べき歯車体を組付済歯車体の軸線と平行な方向もしくは
   これと直交する方向に沿い組付ける歯車体の歯車部が組
   付済歯車体の歯車部に近づく方向に相対移動させる第１
   工程と、この第１工程の途中において両歯車体の歯車部
   が相互に干渉したことに応答し前記組付けるべき歯車体
   を両歯車体の軸線を通る平面と略直交する方向に所定量
   相対移動させかつ前記第１工程と同じ方向に相対移動さ
   せて両歯車体の歯車部を部分的に噛合せる第２工程と、
   この第２工程後に前記組付ける歯車体を前記軸受穴と同
   心的に位置決めする第３工程と、前記組付けるべき歯車
   体を前記軸受穴に挿入する第４工程とを含む自動組付機
   における歯車体の組付方法。
2. （２）前記第２行程は、前記組付けるべき歯車体を前記
   第１工程と反対の方向へ一定量だけ相対移動させる工程
   と、両歯車体の軸線を通る平面と略直交する方向へ前記
   組付けるべき歯車体を一定量相対移動させる工程と、前
   記組付けるべき歯車体を前記第１工程と同じ方向へ相対
   移動させる工程とを両歯車体の干渉がなく々るまで繰返
   すものであることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項記載の自動組付機における歯車体の組付方法。