JPS63207529A - 部品の組付け装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は例えばプーリ等の部品をクランクシャフト等の
被組付は体に組付ける方法と装置に関する。

（従来の技術） プーリをエンジンのクランクシャフトに組付けるには、
安定した姿勢、つまり水平状態で搬送されてきたプーリ
を垂直状態とし、垂直状態としたプーリとクランクシャ
フトとを対向せしめ、プーリとクランクシャフトとの位
相を合せた後、プーリをクランクシャフトに外嵌せしめ
てナツトランナー等によって締付は固定するようにして
いる。

このような組付作業は複数の作業から成り立っており、
従来にあっては各作業を別々の作業ステーションにおい
て行っているため効率が悪かった。

そこで特開昭６０−４８２２７号に示されるように、固
定ヘッドに対し複数の作業工具を備えた可動ヘッドな回
動自在に取付け、単一の作業ステーションにて複数の作
業を行わせるようにした装置が知られている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の装置によれば、単一の作業ヘッドにより
複数の作業を行えるのであるが、所定の組付は部品を被
組付は体に組付ける一連の作業まで行えるものではない
。この一連の組付は作業を行うには更に別の装置が必要
となる。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決すべく本発明は、１つの組付はヘッド
に、組付は部品のチャッキング機構、反転機構、挿着機
構及び締付は機構を設けた。

（作用） 水平状態で搬送されてきた組付は部品は、組付はヘッド
のチャッキング機構によって把持され、垂直状態に反転
される。そして、垂直状態に反転せしめられた組付は部
品は被組付は体に対向せしめられ、互いの位相を合せて
挿着され、この後ナツトランナー等によって締付は固着
される。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

尚、実施例にあっては組付は部品としてプーリを、被組
付は体としてエンジンのクランクシャフトを示す。

第１図は本発明に係る組付は装置の全体斜視図であり、
組付は装置はプーリの搬送コンベア（１）とエンジンの
搬送コンベア（２）との間に組付はロボット（３）を配
置している。ここでプーリ（４）はパレット（５）上に
水平状態で載置され、エンジン（６）はクランク軸が水
平となるように台（７）上に載置されている。

また、組付はロボット（３）は基台（８）上に上下に離
間した内環状レール（９）　、　（９）を設け、この円
環状レール（９）、（９）に組付はヘッド（１０）を滑
動自在に係合せしめ、更に円環状レール（９）、（９）
の一部を分割レール（９ａ）とし、組付はヘッド（１０
）が基台（８）からエンジン（６）方向に伸びる直線レ
ール（１１）に沿って分割レール（９ａ）と一体的に進
退動をなすようにしている。

組付はヘッド（１０）の全体構造を第２図及び第２図の
Ａ方向矢視図である第３図に基づいて説明する。

組付はヘッド（１０）は支持幹（１２）の上下にブラケ
ット（１３）　、　（１４）を設け、上方のブラケット
（１３）にはシリンダユニット（１５）のシリンダ部を
揺動自在に支持し、下方のブラケット（１４）には軸（
１６）を回動自在に設け、この軸（１６）に支持板（１
７）及びアーム（１８）を取付け、アーム（１８）を前
記シリンダユニット（１５）のロッドに連結し、第２図
の状態からシリンダユニット（１５）のロッドを引っ込
めることで第４図に示すように支持板（１７）が水平状
態から垂直状態まで軸（１６）を中心として揺動する。

また、支持板（１７）の前面側（第２図において下方、
第４図において左方）には支柱（１９）　、　（１９）
を延設し、これら支柱（１９）　、　（１９）間にガイ
ドレール（２０）を架設し、このガイドレール（２０）
に位置決め挿入ユニット（２１）をローラ（２２）を介
して係合せしめている。

一方、支持板（１７）の前面側には支持板（１７）に平
行な５字アーム（２３）を支軸（２４）を介して揺動自
在に取付け、支持板（１７）の背面側には軸（２５）を
固設し、この軸（２５）に切換シリンダユニット（２６
）のシリンダ部を揺動自在に支持し、更に支持板（１７
）に形成した長大（１７ａ）を通して５字アーム（２３
）の操作片（２７）を背面側に突出せしめ、この操作片
（２７）に切換シリンダユニット（２６）のロッドを結
着している。また５字アーム（２３）の一端には連結リ
ンク（２８）の一端を枢着し、この連結リンク（２８）
の他端を前記位置決め挿入ユニット（２１）に枢着し、
更に５字アーム（２３）の他端に締付はユニット（３１
）を取付けている。

而して、第３図に示す状態から切換シリンダユニット（
２６）のロッドを突出せしめると、５字アーム（２３）
が支軸（２４）を中心として時計方向に回動する。する
と、作業位置にあった位置決め挿入ユニット（２１）は
第５図に示すようにガイドレール（２０）に沿って待機
位置まで上動し、また待機位置にあった締付はユニット
（３Ｉ）は作業位置まで揺動してくる。

次に前記位置決め挿入ユニット（２１）及び締付けユニ
ット（３１）の構造を詳細に説明する。

第６図は位置決め挿入ユニット（２１）の断面図であり
、アウターケース（２００）内にはインナーケース（２
０１）を配設し、アウターケース（２００）の先端内側
面はテーバ状の基準面（２００ａ）とし、アウターケー
ス（２００）の後部は蓋体（２０２）にて閉塞し、イン
ナケース（２０１）はこの蓋体（２０２）との隙間分だ
け前後に移動可能となっている。またアウターケース（
２００）にはエアーシリンダ（２０３）を固着し、この
エアーシリンダ（２０３）のロッドとインナーケース（
２０１）とをアーム（２０４）を介して連結し、エアー
シリンダ（２０３）の作動でインナーケース（２０１）
が軸廻りに微小角度だけ往復回動するようにしている。

また、インナーケース（２０１）の外周には環状をなす
プランジャケース（２０５）を摺動自在に設け、このプ
ランジャケース（２０５）とアウターケース（２００）
との間にスプリング（２０１ｉ）を介設し、プランジャ
ケース（２０５）を前方（第６図において下方）へ付勢
している。

プランジャケース（２０５）内に筒体（２０７）がネジ
止めされ、この筒体（２０７）にはスプリング（２０８
）で付勢されたスチールボール（２０９）が保持されて
いる。このスチールボール（２０９）は筒状をなす挿入
シャフト（２１０）の後端面に当接し、この挿入シャフ
ト（２１０）の中間部外周面は前記アウターケース（２
００）の基準面（２００ａ）と当接するテーバ状基準面
（２１０ａ）となっている。

挿入シャフト（２１０）内には中空状のガイドシャフト
（２１１）が摺動自在に挿入され、このガイドシャフト
（２１１）には偏心した位置に貫通孔（２１２）が軸方
向に形成され、この貫通孔（２１２）に偏心シャフト（
２１３）が挿入されている。この偏心シャフト（２１３
）の先端部はガイドシャフト（２１１）から突出する基
準センタ（２１４）となっており、この基準センタ（２
１４）の形状は円錐台状をなすとともにその中心は偏心
シャフト（２１３）が所定角度回転したときにガイドシ
ャフト（２１１）の中心と一致し、また偏心シャフト（
２１３）が更に回転したときにガイドシャフト（２１１
）の中心と不一致となり、且つその一部は切欠部（２１
５）となっている。

また、ガイドシャフト（２１１）の先部にはキー溝（２
１Ｂ　）とこのキー溝（２１６）に開口する径方向の孔
部（２１７）を形成し、この孔部（２１７）にキークラ
ンプ部材（２１８）を収納し、更にガイドシャフト（２
１１）の後部には軸方向にガイド溝（２１９）を形成し
、このガイド溝（２１９）にインナーケース（２０１）
先端に固着したキャップ（２２０）に取付けたピン（２
２１）を係合せしめている。ここで、ガイド溝（２１９
）は第７図に示すように後端部のみを幅狭とし、その他
の部分をピン（２２１）よりも幅広としている。ここで
キャップ（２２０）はスプリング（２０６）によって付
勢されたプランジャケース（２０５）とスプリング（２
２２）によって付勢されたガイドシャフト（２１１）が
前方へ外れるのを規制している。

一方、前記インナーケースの後端面にはロータリアクチ
ュエータ（２２３）が取付けられ、インナーケース（２
０１）内に突出するロータリアクチュエータ（２２３）
の軸（２２４）には筒状ジヨイント部材（２２５）を固
着し、この筒状ジヨイント部材（２２５）内に前記偏心
シャフト（２１３）の後端部を挿入し、偏心シャフト（
２１３）の後端部に取付けたピン（２２１ｉ）をジヨイ
ント部材（２２５）の軸方向に形成したスリット（２２
７）に係合せしめている。このスリット（２２７）は第
８図に示すように前端部のみな幅狭とし、その他の部分
をピン（２２６）よりも幅広としている。

一方、前記締付はユニット（３１）の構造は第２図乃至
第５図及び、これらの拡大図である第９図及び第１０図
に示すように、５字アーム（２３）にブラケット（３０
０）を取付け、このブラケット（３００）の背面側にナ
ツトランナ一本体（３０１）を、前面側にナツトランナ
ーのソケット（３０２）を設け、またブラケット（３０
０）の前面側にはプーリ（４）の回り止め機構を設けて
いる。この回り止め機構はブラケット（３００）に形成
したレール（３０３）に一対の開閉体（３０４）　、　
（３０４）を係合し、これら開閉体（３０４）　。

（３０４）のそれぞれに互いにへの字状をなすガイド溝
（３０５）　、　（３０５）を形成し、これらガイド溝
（３０５）。

（３（１５）に穆動体（３０８）に固着したピン（３０
７）。

（３０７）を係合し、この移動体（３０６）をシリンダ
ユニット（３０８）のロッドに取付けている。また開閉
体（３０４）　、　（３０４）のそれぞれには前方に突
出する筒体（３０９）　、　（３０９）を取付け、これ
ら筒体（３０９）。

（３０９）内に回り止め部材（３１０）　、　（３１０
）を摺動自在に挿入し、筒体（３０９）に形成した長孔
（３１１）に回り止め部材（３１０）に固着したピン（
３１２）を係合し、回り止め部材（３１０）が長孔（３
１１）の長さ分だけスプリング（３１３）に抗して後退
し得るようにし、回り止め部材（３１０）の後退を感知
する近接スイッチ（３１４）を筒体（３０９）に設けて
いる。

以上の如き構成からなる組付は装置によって、プーリ（
４）をエンジン（６）のクランクシャフト（６ａ）に組
付ける方法を以上に説明する。

先ず組付はロボット（３）の円環状レール（９）に沿っ
て組付はヘッド（１０）を搬送コンベア（１）のプーリ
（４）上まで移動させる。この状態を第２図で示してい
る。

次いで、プーリ（４）を載置しているパレット（５）を
上昇せしめるか、組付はヘッド（１０）を下降せしめる
ことで、第１１図に示すようにプーリ（４）の中心孔（
４１）内に位置決め挿入ユニット（２１）のガイドシャ
フト（２１１）の先端部を挿入する。そして、ロータリ
アクチュエータ（２２３）を駆動して偏心シャフト（２
１３）を例えば１８０°回転せしめる。すると、偏心シ
ャフト（２１３）とこの偏心シャフト（２１３）の先端
に設けた基準センタ（２１４）の中心がずれているため
、基準センタ（２１４）の爪（２１５）がプーリ（４）
の中心孔（４１）周縁に係止する。

尚、パレット（５）上にプーリ（４）を載置するにあた
り、プーリ（４）のキー溝（４２）に係合するキー（４
３）の一部をパレット（５）に形成したキー溝（４４）
に係合して位置合せを行フておく。このようにパレット
（５）上にプーリ（４）を位置決めしておくことで、組
付はヘッド（１０）を相対的に降下させた際に、ガイド
シャフト（２１１）に形成したキー溝（２１６）にキー
（４３）が係合する。そして、キー溝（２１６）にキー
（４３）が係合すると、キー（４３）はキークランプ部
材（２１８）にてプーリ（４）側に押し付けられる。し
たがって第１１図に示す状態から組付はヘッド（１０）
を上昇させることで、プーリ（４）は基準センタ（２１
４）の爪（２１５）に係止した状態で持ち上げられ、ま
たキー（４３）はプーリ（４）のキー溝（４２）に押し
付けられた状態でプーリ（４）と一体的に持ち上げられ
る。

この後、組付はロボット（３）の円環状レール（９）に
沿って組付はヘッド（１０）を分割レール（９ａ）の位
置まで移動せしめる。そして、この操作を併行して組付
はヘッド（１０）のシリンダユニット（１５）に突出動
をなさしめ、支持板（１７）を垂直にする。

つまり水平状態のプーリ（４）を垂直状態とし、エンジ
ン（６）にプーリ（４）を対向せしめる。

次いで、組付はヘッド（１０）をレール（１１）に沿り
てエンジン（６）方向に前進せしめ、エンジン（６）の
クランクシャフト（６ａ）にプーリ（４）を挿入して締
付ける。

ここで、クランクシャフト（６ａ）にプーリ（４）を挿
入固着するには、クランクシャフト（６ａ）とプーリ（
４）との芯合せ、位相合せを行った後にプーリ（４）を
クランクシャフト（６ａ）に挿着しなければならない。

そこで、本発明にあっては上記芯合せ及び位相合せを自
動的に行っている。

即ち、芯合せは第１３図に示すように、組付はヘッド（
１０）が゛前進して基準センタ（２１４）がクランクシ
ャフト（６ａ）のテーパ状凹部（６１）に嵌り込むと、
位置決め挿入ユニット（２１）のアウターケース（２０
０）のみが前進し、アウターケース（２００）及び挿入
シャフト（２１０）のテーパ状基準面（２０Ｄａ）　。

（２１０ａ）間に隙間（ｔｏ）を形成する。ここで基準
センタ（２１４）をクランクシャフト（６ａ）の凹部（
６１）に嵌り込ませるにあたっては、ロータリアクチュ
エータ（２２３）の作動により偏心シャフト（２１３）
を元の位置まで回動させ、第１４図に示すように基準セ
ンタ（２１４）の中心とガイドシャフト（２１１）の中
心とが一致するようにしておく。

そして前記したように基準面（２００ａ）　、　（２１
０ａ）が離れると、挿入シャフト（２１０）はプランジ
ャ（２０５）にフローティング支持されることとなり、
仮りにクランクシャフト（６ａ）と位置決め挿入ユニッ
ト（２１）の軸がずれていると、挿入シャフト（２１０
）内に挿入されているガイドシャフト（２１１）及び偏
心シャフト（２１３）の軸がクランクシャフト（６ａ）
の軸に倣うように傾動し、クランクシャフト（６ａ）の
軸とプーリ（４）の中心孔（４１）の軸とが一致する。

以上の如くして芯合せを行ったならば、プーリ（４）と
クランクシャフト（６ａ）との位相合せを行う。

この位相合せは第１５図に示すように位置決め挿入ユニ
ット（２１）を第１３図に示す状態から更に前進せしめ
つつ行う。即ち位置決め挿入ユニット（２１）を前進せ
しめると偏心シャフト（２１３）の先端はクランクシャ
フト（６ａ）に当っているため、スプリング（２０６）
　、　（２２２）を圧縮しつつアクタ−ケース（２００
）及びインナーケース（２０１）が前進し、スプリング
（２０Ｂ）の弾発力にて挿入シャフト（２１０）がプー
リ（４）及びキー（４３）をクランクシャフト（６ａ）
方向に押す。

そしてこの時エアーシリンダ（２０３）を作動させイン
ナーケース（２０１）を４°程度往復回動させる。する
とプーリ（４）のキー溝（２１Ｂ　）に保持されている
キー（４３）とクランクシャフト（６ａ）のキー溝（６
２）とが一致した時点で挿入シャフト（２１０）の押込
みによってキー（４３）はクランクシャフト（６ａ）の
キー溝（６２）に進入し、またプーリ（４）はクランク
シャフト（６ａ）の外周部に嵌合する。

ところで、位相を合せてプーリ（４）をクランクシャフ
ト（６ａ）に挿入する場合にはアウターケース（２００
）とインナーケース（２０１）が相対的に前進しガイド
シャフト（２１１）のガイド溝（２１９）に係合してい
るピン（２２１）は前方に、ジヨイント部材（２２５）
のスリット（２２７）に係合しているピン（２２Ｂ）は
後方に移動する。そしてこの位置にあってはガイド溝（
２１９）及びスリット（２２７）の幅はピン（２２１）
　、　（２２Ｂ）の径よりも大となっているため、アウ
ターケース（２００）及びインナーケース（２０１）の
みが微小角度往復回動じ、プーリ側につながる部材は回
動しない。したがって、キー（４３）がクランクシャフ
トのキー溝（６２）に進入する際のこじりを防止できる
。

以上の如くしてクランクシャフト（６ａ）にプーリ（４
）を嵌合したならば、位置決め挿入ユニット（２１）を
後退せしめた後、切換えシリンダユニット（２６）を作
動せしめ、位置決め挿入ユニット（２１）が位置してい
た箇所に締付はユニット（３１）を位置せしめる。この
状態を第５図で示した。

次いで、締付はユニット（３１）をクランクシャフト（
６ａ）に嵌合したプーリ（４）方向へ前進せしめ、締付
はユニット（３１）の回り止め部材（３１０’）　、　
（３１０）をプーリ（４）の肉抜き穴（４０）　、　（
４０）に挿入する。

ここで回り止め部材（３１０）　、　（３１０）の先端
がプーリ（４）の一部に当接し、肉抜き穴（４０）　、
　（４０）に入らない場合には、回り止め部材（３１０
）　、　（３１０）がスプリング（３１３）に抗して後
退し、この後退を近接スイッチ（３１４）によって検出
し、プーリ（４）を若干回転せしめた後同様の操作を繰
り返して回り止め部材（３１０）　、　（３１０）を肉
抜き穴（４０）　、　（４０）内に進入せしめる。

この後シリンダユニット（３０８）のロッドな突出動さ
せ、移動体（３０６）を第１０図中左方へ移動せしめ、
移動体（３０６）のピン（３０７）　、　（３０７）に
係合している開閉体（３０４）　、　（３０４）を開方
向に移動させる。すると、回り止め部材（３１０）　、
　（３１０）がプーリ（４）の肉抜き穴（４０）　、　
（４０）の内周縁に当接し、プーリ（４）の回転を規制
する状態となる。そして、プーリ（４）の回転を規制し
つつナツトランナーによりナツトをクランクシャフト（
６ａ）端に螺着し、プーリ（４）をクランクシャフト（
６ａ）に締付は固定する。

（発明の効果） 以上に説明した如く本発明によれば、プーリ等の部品を
クランクシャフト等の被組付は体に全て自動的に同一作
業位置において組付けることができ、作業スペースを小
さくすることが可能となり、且つ作業時間も大巾に短縮
される等多くの効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る組付は装置の全体斜視図、第２図
は部品把持時の組付はヘッドの側面図、第３図は第２図
のＡ方向矢視図、第４図は部品挿着時の組付はヘッドの
側面図、第５図は部品締付は時の組付はヘッドを第３図
と同方向から見た図、第６図は位置決め挿入ユニットの
断面図、第７図はガイドシャフトの平面図、第８図はジ
ヨイント部材の平面図、第９図は締付はユニットの平面
図、第１０図は締付はユニットの正面図、第１１図は部
品の把持工程を示す図、第１２図は第１１図のＢ方向矢
視図、第１３図は位置決め挿入装置による芯合せの状態
を示す図、第１４は図は第１３図のＣ方向矢視図、第１
５図は位置決め挿入装置による位相合せの状態を示す図
である。 尚、図面中（１）、（２）は搬送コンベア、゛（４）は
プーリ、（５）はパレット、（６）はエンジン、（６ａ
）はクランクシャフト、（１０）は組付はヘッド、（１
２）は支持枠、（１５）　、　（２６）はシリンダユニ
ット、（２１）は位置決め挿入ユニット、（２３）は５
字アーム、（３１）は締付はユニット、（４３）はキー
、（２１０）は挿入シャフト、（２１１）−はガイドシ
ャフト、（２１３）は偏心シャフト、（２１４）は基準
センタ、（３１０）は回り止め部材である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）水平状態にセットされた組付け部品を把持し、こ
   の組付け部品を垂直状態として被組付け体に対向せしめ
   、次いで組付け部品と被組付け体との位相を合せて組付
   け部品を被組付け体に挿着し、この後組付け部品を被組
   付け体に締付けて固着するようにしたことを特徴とする
   部品の組付け方法。
2. （２）組付け部品が水平状態でセットされる搬送ライン
   と、被組付け体がセットされる搬送ラインと、これら搬
   送ライン間に配設される組付けヘッドからなり、この組
   付けヘッドは組付け部品を把持するチャッキング機構と
   、把持した組付け部品を水平状態から垂直状態へ反転せ
   しめる反転機構と、垂直状態の組付け部品を被組付け体
   に挿着する挿着機構と、挿着された組付け部品を被組付
   け体に固着する締付け機構とを備えていることを特徴と
   する部品の組付け装置。