JPS6393530A - 部品組付け装置 - 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） この発明は、ワークの下面に部品を組付ける場合に用い
得る部品組付は装置に関するものである。

（従来の技術） 従来のかかる部品組付は装置としては、例えば、第４図
に示すようなものがある。

この装置は、ワークとしての車体の下面に、燃料タンク
その他の部品を組付けるためのものであり、図中１は車
体、２は組付けられる部品、３は部品組付は装置をそれ
ぞれ示す。

ここにおける車体１は、トロリ一式コンベヤ４により、
そのハンガー５を介し吊下げられ、床面６から離間され
た状態にて搬送されており、部品組付は装置３は、アク
チュエータフの作動によって上昇する掛合アーム８をハ
ンガー５に掛合させることにて、車体１の下方で、それ
に追従して床面６上を走行する。

部品組付は装置３はまた、パンタグラフ式の昇降装置９
を具えており、昇降装置９上には、テーブル１０が水平
移動自在に支持されている。そして、テーブル１０上に
は、アクチュエータ１１の作動により昇降される部品台
１２が設けられており、この部島台１２には、図示しな
いアクチュエータにより昇降される、部品組付は工具と
してのナツトランナ１３と、車体１の所定の孔１ａに掛
合可能な、円錐状先端部を有する位置決めピン１４とが
設＋）られている。

かかる部品組付は装Ｗ３にあっては、以下に述べるよう
にして、車体１の下面への部品２の組付けが行われる。

ここでは先ず、部品組付は装置３を、掛合アーム８およ
び部品台１２が下降された待機状態として、部品台１２
上に部品２を載置する。

そして、この装置３の上方に車体１が搬送されて来たら
、掛合アーム８を上昇させてハンガー５に掛合させ、こ
れによってこの部品組付は装置を車体１に対し追従走行
させる。

かかる追従走行の間、ここでは、昇降装置９を作動させ
て部品２および、位置決めピン１４の先端部が車体１の
下面に近接するまでテーブル１０、ひいては部品台１２
を上昇させ、次いで、作業者１５が、位置決めピン１４
の先端部と車体１の孔１ａとを注視しながら、手作業に
より、部品台１２を介しテーブル１０を適宜に水平移動
させて、位置決めピン】４と孔１ａとが上下方向に概略
整列するように部品台１２を概略位置決めし、この位置
決め後、アクチュエータ１１により部品台１２をさらに
上昇させて、位置決めピン１４を孔１ａに挿入する。こ
の、孔１ａへの位置決めピン１４の挿入により、部品台
１２、ひいてはそこに載置された部品２は、車体１の下
面に対し所定位置に位置決めされる。

その後は、ナツトランナ１３を作動させて、所定のボル
トを車体１に締め込むことにて、部品２を車体１の下面
に固定し、しかる後、掛合アーム８および部品台１２を
下降させるとともに、部品組付は装置３を追従開始位置
まで復帰させて、当初の待機状態とする。

かかる一連の作業により、車体１の下面の所定位置への
部品２の組付けが達成される。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した従来の部品組付は装置にあって
は、作業者による部品台１２の位置決め作業が必要とな
ることから、部品の組付けにコストが嵩む一方、作業者
の安全対策上からも好ましくないという問題があり、そ
の解決のため、作業者による部品台１２の位置決め作業
を無くすべく部品台１２をテーブル１０に固定するもの
とすると、車体１の所定位置への部品２の位置決めのた
めに、搬送装Ｗ４および、それに対する車体１の位置決
めを高精度のものとする必要があり、設備コストが極め
て大きなものになるという他の問題があった。

この発明は、かかる問題点を有利に解決した装置を提供
するものである。

（問題点を解決するための手段） この発明の部品組付は装置は、ワークの下面に組付けら
れる部品を保持する可動テーブルと、前記ワークに対す
る前記可動テーブルの相対位置を検知する相対位置検知
手段と、前記相対位置検知手段からの信号に基づき、前
記可動テーブルを同一平面内で移動させて、その可動テ
ーブルを前記ワークの下面の所定位置に対し所定の相対
位置に位置決めするテーブル位置決め手段と、前記可動
テーブルをワークの下方にて昇降させるテーブル昇降手
段と、前記可動テーブルに取付けられて、その可動テー
ブルの上昇および位置決め状態下で、その可動テーブル
が保持する前記部品を前記ワークの下面に組付ける部品
組付は手段とを具えてなる。

（作　用） かかる装置にあっては、相対位置検知手段が、この装置
の上方に大まかな位置決めにて配置されたワークに対す
る可動テーブルの相対位置を検知してテーブル位置決め
手段に信号を出力し、テーブル位置決め手段が、ワーク
に組付けられる部品を保持した可動テーブルをワークの
下面の所定位置に対して所定の相対位置に位置決めする
。そして、その後、あるいは上述の作動と並行して、テ
ーブル昇降手段が、可動テーブル、ひいては上述の部品
を上昇させ、可動テーブルの相対位置決めの終了後に、
その部品をワーク下面に対し所定の高さに到達させる。

このことにより、ここでは、前記部品がワーク下面の所
定位置に位置決めされ、ここではさらに、部品組付は手
段が、この位置決めされた部品をワーク下面に組付ける
。

従って、この装置によれば、この装置の上方に大まかな
位置決めにて配置されたワークの下面の所定位置に、作
業者の手作業を介することなく部品を組付けることがで
き、ひいては、部品組付はコストおよび設備コストの低
減をもたらすことができるとともに、作業者の安全をも
確保することができる。

（実施例） 以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。

第１図および第２図は、この発明の部品組付は装置の一
実施例を示す側面図および平面図であり、図中２１はワ
ークとしての自動車車体、２２は車体２１の下面２１ａ
に組付けられる部品、２３はこの例の部品組付は装置を
それぞれ示す。

ここでは、第３図に示すように、トロリ一式コンベヤ２
４の、レール２５に沿って走行するトロリー２６が、そ
のハンガー２７によって車体２１を吊下げ、それを床面
２８から離間させた状態にて搬送しており、ここにおけ
る部品組イ」け装置２３は、コンベヤ２４による移動中
の車体２１に対して部品組付は作業を行うべく、追従走
行装置２９を具えるものとする。

この追従走行装置２９は、コンベア２４のレール２５と
並行するように床面２８上に敷設されたレール３０と、
このレール３０上を走行可能な台車３１と、この台車３
１を駆動する、図示しないモータおよびランク・ビニオ
ン機構と、台車３１−ヒに立設された第１゜２図に示す
センサーボスト３２に支持され、ガイド３３の案内下で
アクチュエータ３４により昇降される図示しない接触式
センサと、レール２５にそれぞれ設けられた準備、始動
および停止用の図示しないリミットスイッチと、これら
を作動制御する、図示しない、通常のコンピュータを具
えた制御装置とからなるもので、準備用リミットスイッ
チが車体２１の接近を検知すると走行準備状態となり、
始動用リミットスイッチが、車体２１が台車３１の上方
に来たことを検知すると、センサを上昇させ、そのセン
サアーム３５を車体２１の一部に掛合させて、車体２１
と台車３１との間の、車体搬送方向の相対位置を検知可
能とし、この相対位置が所定値となると、台車３１を始
動させ、相対位置のその所定値が維持されるように台車
３１の走行速度を自動制御し、これによって、台車３１
の車体２１に対する追従走行を行わしめるものである。

尚台車３１は、停止用リミットスイッチが車体２１を検
知すると、追従走行をやめて、所定の追従開始位置に復
帰する。

ここでは、その台車３１上に、テーブル昇降手段の一例
としてのパンタグラフ式テーブル昇降装置３６と、この
テーブル昇降装置３６により昇降される、テーブル位置
決め手段の一例としてのテーブル位置決め装置３７とを
設ける。

ここにおけるテーブル昇降装置３６は、第１．２図に示
すように、台車３１の上方に水平に配置した、後に詳述
するテーブル位置決め装置３７のベースプレート３８の
下面と、台車３１上に固定したフレーム３９との間に、
四本の昇降用アーム４０．４０．４１．４１を、アーム
４０同士が互いに平行に延在し、かつ、アーム４０およ
び４１が互いに中央部で交差する配置にて具える。ここ
で、アーム４０．４１の中央部はロッド４２を介して互
いに連結され、そして、アーム４０、４０の一端部はフ
レーム３９に、またアーム４１゜４１の一端部はベース
プレート３８に、それぞれ回動自在に枢支され、この一
方、アーム４０．４０の他端部はガイド４３を介しベー
スプレート３８に、それに対して平行移動自在に支持さ
れ、またアーム４１゜４１の他端部は、ガイド４４を介
しフレーム３９に、それに対して平行移動自在に支持さ
れるとともに、ボールねし機構４５のボールナツト４６
に軸結合される。このボールねし機構４５は、ボールナ
ツト４６と、それに螺合するおねじ軸４７とからなり、
ここでは、そのおねじ軸４７をフレーム３９に回転自在
に支持するとともに、おねじ軸４７の一端部を、フレー
ム３９に固定した昇降駆動用モータ４８の出力軸の一端
部に連結する。尚、このモータ４８の出力軸の他端部に
は、回転位置検知用装置、例えば、ロークリエンコーダ
４９の入力軸を連結する。

かかるテーブル昇降装置３６によれば、昇降用モータ４
８を駆動することにて、ボールナンド４６を進退移動さ
せることができ、このことにより、ベースプレート３８
、ひいては、テーブル位置決め装置３７を、その水平状
態を維持して冒険さゼることができる。そしてここでは
、ベースプレート３８の垂直方向位置を、ｌ」−クリエ
ンコーダ４９の出力信号からモータ４８の回転角度を知
ることにて求めることができる。

一方、ここにおけるテーブル位置決め装置３７は、ベー
スプレート３８と、その上方にベースプレート３８と平
行に（すなわちここでは水平に）配置した可動テーブル
５０と、この可動テーブル５０を水平移動自在にベース
プレート３８に支持する公知のボール式支持具５１と、
可動テーブル５０をベースプレート３８に連結する、三
個の駆動ユニ７　）５２．５３．５４とを具えてなる。

ここで、駆動ユニット５２＋　５３＋５４はそれぞれ、
ユニットベース５２ａ、　５３ａ、　５４ａ　１に設け
たボールねし機構のおねじ軸５２ｂ、　５３ｂ、　５４
ｂを、モータ５２ｃ、＋　５３ｃ、　５４ｃにより回転
駆動して、そのおねじ軸に螺合するボールナノｌ−５２
ｄ、　　５３ｔ３゜５４ｄを進退移動させ、またそのボ
ールナ、トの進退位置を、モータ５２ｃ、　５３ｃ、　
５４ｃの回転位置を検知するロータリエンコーダ５２ｅ
、　５３ｅ、　５４ｅによって出力する構成とする。そ
してここでは、三個の駆動ユニット５２〜５４を、駆動
ユユソＩ・５２．５３が互いに平行をなし、駆動ユニッ
ト５４がそれらの駆動ユニノｌ−５２，５３と直角をな
すようにベースプレート３８上に配置して、それらの駆
動ユニット５２〜５４を、ユニットベース５２ａ、　５
３ａ、　５４ａの一端部の下面に下方へ向ｃｔて突設し
た揺動軸５２Ｌ　５３ｆ、　５４ｆを介してそれぞれ、
ベースプレー１・３８に揺動可能に支持するとともに、
ボールナツト５２ｄ、　５３ｄ、　５４ｄに−に一方へ
向けて突設した揺動軸５２ｇ、　５３Ｌ　５４Ｒを介し
てそれぞれ、可動テーブル５０に揺動可能に支持する。

またここでは、ユニ、／）ベース　５２ａ。

５３ａ、　５４ａの、揺動軸５２ｆ、　５３ｆ、　５４
ｆを設けたと反対側の端部を、それぞれアングル状部材
５５．５６゜５７により水平移動可能にベースプレート
３８に掛１卜して、それらの端部のベースプレート３８
からの浮上りを防止する。

かかるテーブル位置決め装置３７によれば、可動テーブ
ル５０を、三個の駆動ユニット５２．５３．５４ヲ介し
てベースプレート３８に連結しているので、可動テーブ
ル５０をベースプレート３８に対し、揺動軸５２ｆ、　
５２ｇ間距離ｅ２．揺動軸５３ｆ、５３ｇ間距離１３お
よび揺動軸５４Ｌ　５４ｇ間距離ｐ４から次式にて一義
的に定まる水平方向の座標および回転位置に位置決めす
ることができ、そして、モータ５２ｃ、　５３ｃ。

５４ｃを駆動してβ２＋　　Ｎ：ｌ＋　　１２４を適宜
に変更することにて、可動テーブルをベースプレート３
８に対し、同一水平面内の任意の位置に平行および回転
移動させることができる。

すなわち、ベースプレート３８上に直交座標軸Ｘ。

Ｙを設定して、揺動軸５４ｇの中心座標を（Ｘ、ｙ）、
揺動軸５２ｆ、　５３ｆ、　５４４の中心座標をそれぞ
れ（ｘ２゜ｙ２）、　（ｘ＊＋　Ｌ＋）、　（Ｘ４１　
ｙ４）　、揺動軸５３ｇ、５４ｇの中心間距離をａ、揺
動輪５２ｇ、　５４ｇの中心間距離をｂとし、また、揺
動軸５３ｇ、　５４ｇの中心間線分と揺動軸５２ｇ、　
５４ｇの中心間線分との間の角度をα、それらの線分か
らα／２の角度をなす、可動テーブル５０の方向をあら
れすベクトルをｌｈＸ、このベクトル１ｈＸのＹ軸から
の角度をθとすると、７ｆ２．ｐ、、７！４と可動テー
ブル５０の位置（ｘ、ｙ、　　θ）との関係は、 （ｉｉ） となる。但し、Ｘｚ〜Ｘ＜＋　５’２〜ｙｄ１　　ａ＋
　　ｂおよびαは定数であり、ここでは特に、ｙ４−０
と仮定する。

尚、ｐ２．ρ３．ｒ４は、ロークリエンコーダ５２ｅ、
５３ｅ。

５４ｅの出力信号に基づくボールナツト５２ｄ　、　５
３ｄ。

５４６の進退位置から求めることができる。

ここではさらに、上述した可動テーブル５０の−に方に
部品台５８を水平に配置し、この部品台５８を、その下
面の四個所に設Ｌｌだ凹曲面を有するボール受け５９と
、可動テーブル５０の上面に、ボール受ｔＪ５９に対向
さセて設げた、水平面を有するボール受け６０と、それ
らの間にそれぞれ介挿した烟球６１と、頭部が部品台５
８に揺動可能に掛合する四本のロッド６２と、それらの
ロッドを介し部品台５８を可動テーブル５０へ向けて付
勢するスプリング６３とからなるフローティング機構を
介して可動テーブル５０＆こ支持する。

このフローティング機構により部品台５８は、外力を受
けた場合には可動テーブル５０に対し水平方向へ、ボー
ル受け５９．６０の許容範囲で移動することができ、そ
して、その外力から解放されたときは、鋼球６１が凹曲
面の最も深い位置に移動する作用にて、第１図に示す原
位置に復帰する。尚ここでは、部品台５８上に、部品台
５８から可動テーブル５０の掛合孔−・向けて部品台固
定ビン６４を進退させるソレノイド６５を設け、部品台
５８を可動テーブル５０に掛止可能ならしめる。

そしてここでは、部品台５８−Ｆ、に、車体下面２１ａ
の所定の二個所の掛合孔２１ｂとそれぞれ掛合可能な、
先端部が円錐状の二本の位置決めピン６６、６６を立設
するとともに、部品２２を所定の位置に位置決め支持す
る複数本のボスト６７を立設し、さらに、部品２２の所
定の、ここでは五個所のボ月用・孔２２ａに整列する位
置に所要のボルトを配置する、公知のボルト供給装置６
８．６８を設ける。また、部品台５８の下面には、アク
チュエータ６９により饗ｌ！＄する、部品組付は装置の
一例としての公知のナツトランナ１０を、部品２２の前
記ボルト穴にそれぞれ整列させて設ける。

この一方、ベースプレート３８上には、相対位置検知手
段の一例としての、二台の、例えば固体撮像素子を用い
たテレビカメラ７１．７１を士向きに固定するとともに
、ロークリアクチユニータフ２により旋回駆動されて、
テレビカメラ７１．７１の不用時にそれらのレンズを覆
う防塵用シャッタ７：’（、７３ｔｌｊ設け、またテレ
ビカメラ７Ｌ　７１の−Ｆ、端部には照明用リングライ
ト７４．７４を固定する。

そしてここではさらに、テレビカメラ７１．７１を、図
示しないパターン認識装置を介して、上述した追従走行
装置と並用の制御装置に接続し、この制御装置にはさら
に、テーブル昇降装置のモータ４８およびロークリエン
コーダ４９と、テーブル位置決め装置のモータ５２ｃ、
　５３ｃ、　５４ｃおよびロータリエンコーダ５２ｅ、
　５３ｅ、　５４ｅと、ボルト供給装置６８゜６８と、
ナツトランナ７０とをそれぞれ接続する。

かかる部品組付は装置２３によれば、以下に述べるよう
にして車体２１の下面２１ａの所定位置に部品２２を自
動的に組付けることができる。

ここでは先ず、テーブル昇降装置３６の作動に基づき、
ベースプレート３８を下降させて、部品台５８の垂直方
向位置を第３図中Ａで示す下降限位置に保ち、このこと
により、部品台５８上への部品２２の載置を容易ならし
めるとともに、この部品組付は装置２３と、搬送される
車体２１との干渉を十分に回避可能とする。

またこのとき、可動テーブル５０は、テーブル位置決め
装置３７の作動に基づき、その作動範囲の中央に位置さ
せ、部品台５８は、ソレノイド６５を作動させて部品台
固定ピン６４を可動テーブル５０の掛合孔に挿入するこ
とにて、可動テーブル５０に掛止しておき、台車３１は
、追従走行装Ｗ２９の作動によって追従開始位置に位置
させ、かかる状態にて、部品台５８上の所定位置に部品
２２を載置して、車体２１の到着を待機する。

そしてここでは、コンベヤ２４によりｍｔｆ的に搬送さ
れている車体２１が台車３１の−Ｌ方に至った際に、台
車３１０車体２１に対する追従走行を開始させ、その後
、台車３１と車体２１との間の車体搬送方向相対位置が
所定位置となったら、テーブル昇降装置を作動させて、
部品台５８を図に矢印で示すように、車体下面２１ａに
近接した、Ｂで示す垂直方向位置まで上昇させる。

部品台５８がＢの位置に到達したら、一旦その上昇を停
止させて、その位置でテレビカメラ７１により車体２１
の下面の所定の車体位置認識孔２１ｃを撮像し、その像
の位置から、車体２１、ひいてはその部品組付は位置の
、ヘースプレート３８に対する水平方向の、座標および
回転に関する相対位置を検知し、そして、この部品組付
は位置に部品２２が重なり合う可動テーブル５０の位置
（可動テーブル目標位置）を算出する。またこのとき、
ロークリエンコーダ５２ｅ、　５３ｅ、　５４ｅの出力
信号から、７！２゜６、、ｎ４を求め、さらに、これら
β２〜ｅ４から、可動テーブル５０のベースプレート３
８に対する現在の相対位置を検知する。そしてここでは
、ベースプレート３８を介して、可動テーブル５０の現
在位置と目標位置との間のＸ、Ｙ軸方向距離および角度
差（／ＩＸ、　　ΔＹ、　Δθ）を演算し、それらの距
離および角度差（、ｄｘ、　　ＡＹ、　　Ａθ）だけ、
可動テーブル５０、ひいては部品台５８を平行および回
転移動させる。この部品台５８の移動は、その上に載置
された部品２２と、車体下面２１ａの所定部品組付は位
置との垂直方向への整列をもたらす。

しかる後、ここではテーブル昇降装置３６を再び作動さ
せて、部品台５８を、部品２２が車体２１の下面から所
定の高さに位置する上昇限位置まで継続して上昇させ、
この上昇の間に、部品台５８が図中０で示す、車体下面
２１ａに極めて近い位置に到達したら、部品台固定ピン
６４を可動テーブル５０から引抜いて、部品台５８の、
可動テーブル５０への掛止を解除する。

この掛止の解除によって可動テーブル５０に対し若干距
離水平移動可能となった部品台５８は、その上昇により
位置決めピン６６が車体下面２１ａの掛合孔２１ｂに入
り始めると、上昇とともに図に矢印で示すようにその水
平方向位置をｍ　１ｌＪ１整されて、上昇限位置への到
達の際には、部品２２を車体下面２１ａの所定組付は位
置に高精度に位置決めし、この一方、コンベヤ２４の速
度変動等によって車体２１に対する可動テーブル５０の
相対位置に多少のずれが生じた場合には、フローティン
グ機構によりそのずれを吸収して、部品組付は装置２３
の他の部分に無理な力が加わることを防止する。

かかる部品２２の位置決めに引続き、ここでは、ボルト
供給装置６８によって所要のポル１〜を部品２２のボル
ト孔位置に供給し、それらのボルトを、アクチュエータ
６９の作動によって上昇させたナノｉ・ランナ７０によ
り車体下面２１ａへ締め込むことにて、部品２２を車体
２１の下面に固定する。

これによって部品２２の組付けは終了し、この後は、部
品組付は装置２３を再び、上述した待機の状態とする。

以上述べた如くにして、この例の部品組付は装置によれ
ば、この装置の上方に大まかに位置決めした車体２１の
下面の所定の位置に部品２２を自動的に組付けることが
でき、従って、作業者による部品台の位置決め作業を不
要とし得て、部品組付は作業のコスト低減と作業者の安
全の確保とをもたらすことができ、しかも、設備に多大
なコストを要することがない。

尚、この発明の装置は、上述の図示例に限定されるもの
でなく、例えば、大まかな位置決めにて停止している車
体の下面に部品を組付ける場合にも適用し得ることはも
ちろんであり、この場合には、追従走行装置の省略が、
また場合によってはフローティング機構の省略も可能で
ある。そして、この発明の装置が、車体のみならず、他
のワークの下面への部品の組付けにも適用し得ることは
言うまでもない。

（発明の効果） かくしてこの発明の装置によれば、この装置の上方に大
まかな位置決めにて配置されたワークの下面の所定位置
に、作業者の手作業を介することなく部品を組付けるこ
とができるので、部品組付は作業のコスト低減と、作業
者の安全確保とを、設備に多大なコストを要することな
くもたらすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の部品組付は装置の一実施例を示す側
面図、 第２図は第１図に示す装置の平面図、 第３図は第１図に示す装置の作動状態を示す路線図、 第４図は従来の部品組付は装置を示す路線図である。 ２１・・・車体　　　　　　　２２・・・部品３６・・
・テーブル昇降装置 ３７・・・テーブル位置決め装置 ５０・・・可動テーブル　　　７０・・・ナツトランナ
７１・・・テレビカメラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ワーク（２１）の下面に組付けられる部品（２２）
   を保持する可動テーブル（５０）と、前記ワークに対す
   る前記可動テーブルの相対位置を検知する相対位置検知
   手段（７１）と、前記相対位置検知手段からの信号に基
   づき、前記可動テーブルを同一平面内で移動させて、そ
   の可動テーブルを前記ワークの下面の所定位置に対し所
   定の相対位置に位置決めするテーブル位置決め手段（３
   ７）と、前記可動テーブルをワークの下方にて昇降させ
   るテーブル昇降手段（３６）と、前記可動テーブルに取
   付けられて、その可動テーブルの上昇および位置決め状
   態下で、その可動テーブルが保持する前記部品を前記ワ
   ークの下面に組付ける部品組付け手段（７０）とを具え
   てなる部品組付け装置。