JPS5997822A - 自動組立システム - 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】 く技術分野〉 本発明は、複数の部品で構成される製品を組立ロボット
を用いて順次自動組立する自動組立システムに関するも
のである。

〈従来技術〉 複数の部品で構成される製品を組立てる場合には、通常
１つ１つの部品を前の部品の上に積み上げ、圧入および
ねじ締め作業によって完成品に仕上げてゆく。

この種の部品組立機は一般に、トランスファ形が多く採
用され、部品本体を載置したパレットを複数の組立ステ
ーションに順次搬送し、各ステーションにおいて各種組
付部品をパレット上の部品本体に装入したり、あるいは
またパレット上の部品本体を組立治具に移し替えて組付
部品を部品本体に圧入およびねじ締めするようになって
いる。

しかしながら、従来の部品組立機は多量生産に適したも
ので汎用性に乏しく、多種中少量生産を対象とする場合
には不向きであり、しかも構成が複雑となってコスト高
になるとともに、設置スペースも大きくなる問題がある
。

〈発明の目的〉 本発明は上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので
、その目的とするところは、組立ロボットを用いて汎用
性に富み、しかも構成を簡単にできる自動組立システム
を提供することである。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を、レリーフバルブを内蔵するフロ
ーコントロールバルブを自動組立する例につき、図面に
基づいて説明する。

第１図は自動組立システムの全体を示すもので、固定の
ベース１０上の前面位置には、多数のバルブ本体（以下
部品本体という）Ｗを整列して収納保持する連節１２を
搬送するためのベルトコンベア１３が配設され、このコ
ンベア１３により連節１２がローディング位置Ｐ１とア
ンローディング位置Ｐ２とに位置決めされるようになっ
ている。

前記ベース１０の左右両端には取付フレーム１４゜１５
が垂直位置に立設され、これら取付フレーム１４．１５
の上端に天板１６が固設され、また取付フレーム１４．
１５にはクロスパー１７が水平に掛は渡されている。天
板１６の下面には２台の組立ロボソ）２１．２２が前記
ローディング位置ＰＬおよびアンローディング位ｒｆ！
、Ｐ　２にそれぞれ対応して吊下設置されている。かか
る組立ロボット２１．２２は同一構成をなし、その先端
のアーム２３は３次元方向に移動できる自由度を有する
。

前記クロスパー１７には圧入ユニット２４と、かしめユ
ニット２５と、ねじ締めユニット２６が前記コンベア１
３の搬送方向に間隔を有して取付けられている。これら
各ユニット２４，２５．２６の下方には、部品本体Ｗ等
を位置決め固定するための治具２７，２８．２９が前記
ベース１０上にそれぞれ設置されている。なお、第１図
中１９゜２０は前記コンベア１３の前後部にそれぞれ接
続された搬入および搬出シュートである。

前記組立ロボット２１．２２の各アーム２３には第２図
に示すように、手首部３１が揺動可能に枢着され、この
手首部３１はアーム２３のいかなる運動にも拘わらずこ
の姿勢を常に一定に保持されるようになっている。手首
部３１には第３図に示すように開閉可能に枢着された一
対のフィンガ３２．３３からなるグリップ３４が設けら
れ、このグリップ３４に前記連節１２に収納保持された
部品本体Ｗおよび後述する組付部品が把持される。

グリップ３４は手首部３１に形成されたピストンシリン
ダ機構３５により開放され、スプリング３６の撥力にて
閉止される。また前記手首部３１にはグリップ３４の上
下部に対応して一対の作動部材３７．３８が設けられ、
これら作動部材３７゜３８は後述する操作軸を組立ロボ
ソ）２１．２２の軸移動を利用して作動させるようにな
っている。

前記ベース１０上の後方位置には、前記部品本体Ｗに組
付けるべき数種の組付部品Ｗ１〜Ｗ５、すなわち第７図
に示すバルブエンドＷｌ、フィルタ付リングＷ２．スプ
リングＷ３．ボールシートＷ４．ボールＷ５を連続的に
送り出すパーツフィーダ（図示せず）が設置され、これ
らパーツフィ５− 一ダには供給シュートがそれぞれ接続されている。

第４図、第５図は供給シュート４１にて供給されたバル
ブエンドＷ１を１つづつエスケープする機構を示すもの
で、供給シュート４１の先端部に対応してブロック４２
が固設されている。ブロック４２には分離軸４３が上下
摺動可能に支持され、この分離軸４３の上端に供給シュ
ート４１の先端に対応してバルブエンドＷｌを１個だけ
収容保持できる部品保持部４４が設けられている。ブロ
ック４２にはまた操作軸４５が前記分離軸４３より所定
量偏倚した位置に上下摺動可能に支持され、この操作軸
４５の上部はブロック４２より上方に突出され、その上
端に係合頭部４６が形成されている。操作軸４５の下端
には、ブロック４２に中央部を枢着された揺動リンク４
７の一端が連結され、この揺動リンク４７の他端は前記
分離軸４３の下端に連結されている。これにより操作軸
４５が上下動されると、揺動リンク４７を介して分離軸
４３が操作軸４５の移動方向と反対の方向に上下動され
る。しかして通常は操作軸４５の係台頭６− 部４６とブロック４２との間に介挿されたスプリング４
８の撥力により、部品保持部４４はブロック４２の上面
に当接する下降端に保持され、供給シュート４１に供給
されたバルブエンドｗ１を受入れるようになっている。

また第６図は供給シュー１−５０にて供給されたボール
Ｗ５を１つづつエスケープする機構を示すもので、固定
のブロック５１には供給シュート５０に連なる供給孔５
２が垂直方向に形成されている。ブロック５１の下部に
は前記供給孔５２と所定量偏倚した送出孔５３を形成し
た補助ブロック５４が取付けられ、これら両ブロック５
１．５４の間にボールＷ５を１個だけ収納保持できる保
持孔５５を形成した仕切部材５６が供給孔５２と直交す
る方向にスライド可能に設けられている。ブロック５１
には送出孔５３の軸心より所定量偏倚した位置に操作軸
５７が上下摺動可能に嵌合され、この操作軸５７の下部
はブロック５１より下方に突出されている。操作軸５７
にはＬ形揺動リンク５８を介して前記仕切部材５６が作
動的に連結され、操作軸５７の上下動により仕切部材５
６はその保持孔５５が供給孔５２に一致する位置と送出
孔５３に一致する位置との間でスライドされるようにな
っている。しかして通常は揺動リンク５８に作用するス
プリング５９の撥力により操作軸５７を下降端に保持す
るとともに、仕切部材５６をその保持孔５５が供給孔５
２に一致する位置に位置決めしている。

上述した操作軸４５．５７は、前記組立ロボット２１．
２２の軸移動により手首部３１に設けた作動部材３７．
３８を介して作動されるようになっており、このため下
方の作動部材３８はグリップ３４の把持中心が部品保持
部４４に収容保持されたバルブエンドｗ１の上方に位置
決めされたとき、操作軸４５の上面に係合する位置をも
たらされるようになっており、また上方の作動部材３７
はグリップ３４の把持中心が送出孔５３の下方に位置決
めされたとき、操作軸５７の下面に係合する位置にもた
らされるようになっている。

他の組付部品（Ｗ２〜Ｗ４）についても、それら組付部
品の形状に応じたエスケープ機構が各供給シュートの先
端部に対応して設けられ、組立ロボット２１．２２の軸
移動により各組付部品Ｗ２〜Ｗ４を１個づつエスケープ
するようになっている。

次に上記した構成における組立動作について説明する。

まず第１の組立ロボット２１のグリップ３４は供給シュ
ート４１の先端部上方に移動され、その把持中心が部品
保持部４４に収容保持されたバルブエンドＷ１に一致す
る位置に位置決めされる。

続いて手首部３１が下降され、グリップ３４がバルブエ
ンドＷ１に向かって移動される。かかる手首部３１の下
降により作動部材３８が操作軸４５の係合頭部４６に係
合され、操作軸４５をスプリング４８の撥力に抗して下
降せしめる。これにより揺動リンク４７を介して分離軸
４３が上昇され、部品保持部４４に収容保持したバルブ
エンドＷ１を供給シュート４１の先端よりエスケープさ
せ、後続のバルブエンドＷ１を部品保持部４４にて受９
− 止める。

このように手首部３１が一定量下降されてバルブエンド
Ｗ１がグリップ３４のフィンガ３２．３３内に位置され
るまでエスケープされると、グリップ３４がスプリング
３６の撥力により閉止されてバルブエンドＷ１を把持す
る。しかる後手首部３１が上昇され、これにつれて操作
軸４５がスプリング４８の撥力により上昇されるととも
に、分離軸４３が下降され、供給シュート４１上のバル
ブエンドＷ１が１ピツチづつ歩進される。第１の組立ロ
ボット２１のグリップ３４に把持されたバルブエンドＷ
１は、圧入用の治具２７に搬入され、しかる後グリップ
３４がピストンシリンダ機構３５により開放される。

続いて第１の組立ロボット２１のグリップ３４は、フィ
ルタ付リングＷ２を供給する回路の供給シュートに対応
する位置に位置決めされ、前述したと同様にしてフィル
タ付リングＷ２を供給シュートの先端よりエスケープさ
せ、グリップ３４により把持する。グリップ３４に把持
されたフィル１０− タ付リングＷ２は圧入ユニット２４の圧入ヘッドに装着
される。その後フィルタ付リングＷ２は圧入ユニット２
４により前記治具２７に搬入されたバルブエンドＷ１に
圧入される（第７図Ａ）。

第１の組立ロボット２１はフィルタ付リングＷ２を前記
圧入ヘッドに装着した後、コンベア１３上のローディン
グ位置Ｐ１に位置決めされている連節１２よりグリップ
３４により部品本体Ｗを把持して取出し、この部品本体
ＷをスプリングＷ３を供給する回路の供給シュートの直
下に位置決めしてスプリングＷ３をエスケープさせる。

エスケープされたスプリングＷ３は自重により、グリッ
プ３４に把持された部品本体Ｗ内に装入される。

同様にしてスプリングＷ３を装入した部品本体Ｗをボー
ルシー）Ｗ４を供給する回路の供給シュートの直下に位
置決めしてボールシートＷ４をエスケープ“させると、
ボールシートＷ４は自重により部品本体Ｗ内のスプリン
グＷ３の上に装入される。

さらにスプリングＷ３．ポールシートＷ４を組込んだ部
品本体Ｗを把持したグリップ３４が、ボールＷ５を送り
出す送出孔５３の直下に位置決めされ、しかる状態で手
首部３１が上昇される。これにより作動部材３７が操作
軸５７に係合して操作軸５７をスプリング５９の撥力に
抗して上昇させるため、ボールＷ５を保持した仕切部材
５６が一定歪スライドされ、送出孔５３よりボールＷ５
を部品本体Ｗ内に装入する（第７図Ｃ）。しかして組付
部品Ｗ３．Ｗ４．Ｗ５を装入した部品本体Ｗは、ねじ締
め用の治具９に搬入される。かかる治具９に搬入された
部品本体Ｗには後述するようにバルブエンドＷ１がねじ
締めされる。

一方、第２の組立ロボット２２は、前記圧入ユニット２
４によってフィルタ付リングＷ２を圧入されたバルブエ
ンドＷ１を、圧入用の治具２７゜から取出してかしめ用
の治具２８に１般入する。治具２８に搬入されたバルブ
エンドＷ１は、フィルタ付リングＷ２の抜は止めのため
にかしめユニット２５のかしめヘッド２５ａによりかし
められる（第７図Ｂ）。バルブエンドＷ１のかしめが完
了すると、第２の組立ロボット２．２は再びバルブエン
ドＷ１を把持して前記ねじ締め用の治具２９に搬入され
ている部品本体Ｗの上端に位置決めされ、その状態でね
じ締めユニット２６によりバルブエンドＷ１が部品本体
Ｗにねじ締めされ（第７図Ｄ）、レリーフバルブを内蔵
したフローコントロールバルブが完成する。

完成品は第２の組立ロボット２２により、コンベア１３
上のアンローディング位置Ｐ２に位置決めされている連
節１２に順次収納される。

このようにしてローディング位置Ｐ１に位置決めされた
連節１２より第１の組立ロボット２１゜によって部品本
体Ｗが順次１つづつ取出されるとともに、アンローディ
ング位置Ｐ２に位置決めされた連節１２に完成品が第２
の組立ロボット２２によって順次収納される。しかして
ローディング位置Ｐ１に位置決めされた連節１２より全
ての部品本体Ｗが取出されて空になると、この連節１２
はコンベア１３によってアンローディング位置Ｐ２に向
けて搬送され、新たに搬入シュート１９より搬入された
連節１２がローディング位置Ｐ１に１３− 位置決めされる。またアンローディング位置Ｐ２に位置
決めされた連節１２に収納された完成品が満杯になると
、この連節１２はコンベア１３より搬出シュート２０に
向けて搬送され、アンローディング位置Ｐ２には新たに
空の連節１２が位置決めされる。

上記実施例においては、レリーフバルブ内蔵のフローコ
ントロールバルブを組立てる例について述べたが、本発
明はこれにのみ限定されるものではなく、部品本体に各
種部品を順次組立てるものに適用できることは勿論であ
る。

さらに上記実施例においては、２台の組立ロボットによ
って部品本体および組付部品の移送を分担して行い、こ
れによってサイクルタイムを短縮するようにしているが
、１台の組立ロボットによって行うことも可能である。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明は、多数の部品本体を収納した
連節をコンベアにより搬送してローディング位置に位置
決めし、この連節より組立ロボ１４− ソトによって部品本体を１つづつ取出し、空になった連
節を前記コンヘアにより搬送してアンローディング位置
に位置決めし、この連節に完成された製品を組立ロボッ
トによって順次収納する構成であるので、部品および製
品を共通のコンベアによって＋ｌＩ！送できる特徴があ
る。

また本発明は、前記連節から取出した部品本体を、組立
ロボットにより各種組付部品供給位置に順次移送して組
付部品を部品本体に装入する構成であるので、部品本体
への各種組付部品の装入作業を迅速に行い得るようにな
り、さらには組立ロボットの採用によって簡単な構成で
、かつ汎用性をもった組立システムが容易に得られるよ
うになる特徴がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は自動組立
システムの全体を示す正面図、第２図は組立ロボットの
グリップ部を示す断面図、第３図は第２図のｍ−ｍ線矢
視断面図、第４図は組付部品の供給部の一例を示す図、
第５図は第４図の■１５− −Ｖ線矢視断面図、第６図は別の組付部品の供給部を示
す図、第７図は組立作業の流れを示す系統図である。 １０・・・ベース、１２・・・ｍｉ、１３・・・コンベ
ア、２１．２２・・・組立ロボット、２４・・・圧入ユ
ニット、２５・・・かしめユニット、２６・・・ねじ締
めユニット、Ｐｌ・・・ローディング位置、Ｐ２・・・
アンローディング位置、Ｗ・・・部品本体、Ｗ１〜Ｗ５
・・・組付部品。 特許出願人 豊田工機株式会社 １６−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の部品本体を定められた位置に収納した連節
   と、この連節を搬送しかつ前記部品本体を収納した連節
   をローディング位置に位置決めするとともに空になった
   連節をアンローディング位置に位置決めするコンベアと
   、このコンベアに沿って配設され前記部品本体に組付け
   るべき各種組付部品を供給位置に供給する複数の供給装
   置と、前記ローディング位置に位置決めされた連節より
   部品本体を１つづつ取出して前記供給位置に移送し、こ
   の供給位置で組付部品を装入した部品本体を作業位置に
   給送し、かつ所要の組立作業を完了した部品本体を前記
   アンローディング位置に位置決めされた連節に戻す少な
   くとも１台の組立ロボットと、前記作業位置に設けられ
   作業位置に給送された部品本体または組付部品にかしめ
   あるいはねじ締め等の作業を施す作業ユニットとによっ
   て構成したことを特徴とする自動組立システム。