KR101473785B1

KR101473785B1 - 조립 장치

Info

Publication number: KR101473785B1
Application number: KR1020137006371A
Authority: KR
Inventors: 노리야스 와타나베; 히로츠구 미야키; 히로시 츠게; 카즈유키 야마구치
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2014-12-17
Also published as: US9248529B2; EP2617518A1; CN103097075A; WO2012035819A1; KR20130062986A; EP2617518B1; JP5522261B2; CN103097075B; US20130145614A1; EP2617518A4; JPWO2012035819A1

Abstract

조립 장치(1)는, 직동(直動) 조립 기능과 회전 조립 기능을 구비하는 축부재(3)와, 축부재(3)를 축방향으로 이동 가능하고 그리고 축회전 가능하게 지지하는 베이스(2)와, 축부재(3)를 축방향으로 이동 및 축회전시키는 구동 수단을 갖는다.

Description

조립 장치{ASSEMBLY APPARATUS}

본 발명은, 복수 종류의 조립 작업을 행할 수 있는 조립 장치에 관한 것이다.

종래의 조립 장치는, 고정 헤드와, 고정 헤드에 회전 가능하게 부착되는 가동 헤드를 갖고, 가동 헤드에 나사 조임 공구와 파지 공구(grip tool)가 설치된다(일본공개특허공보 소60-48227호 참조). 가동 헤드를 고정 헤드에 대하여 회전시킴으로써, 나사 조임 공구와 파지 공구를 사용 위치와 비사용 위치와의 사이에서 이동시킬 수 있다. 나사 조임 공구는, 사용 위치에 위치함으로써 고정 헤드에 설치된 출력축 부재와 결합하여, 나사를 축회전(axial rotation)시킨다. 파지 공구는, 사용 위치에 위치함으로써 출력축 부재와 결합하여, 편심(偏心)된 위치에서 회전하는 한 쌍의 아암에 의해 물건을 파지할 수 있다. 따라서 조립 장치는, 복수의 조립 작업을 행할 수 있다.

일본공개특허공보 2001-30121호에 기재된 종래의 조립 장치는, 베이스를 갖고, 베이스에는 압입(press-fitting) 기구와 조임 기구가 설치된다. 압입 기구는, 제1 동력원에 의해 직진하여 제1 워크를 제2 워크에 압입할 수 있다. 조임 기구는, 제2 동력원에 의해 볼트를 축회전시킬 수 있다. 따라서 조립 장치는, 복수의 조립 작업을 행할 수 있다.

그러나 일본공개특허공보 소60-48227호에 기재된 조립 장치는, 모터의 출력에 의해 얻은 회전 운동에 의해 복수의 조립 작업을 하지만, 직진 운동을 얻을 수 없다. 일본공개특허공보 2001-30121호에 기재된 조립 장치는, 직진 운동과 회전 운동을 얻을 수 있지만, 직진 운동을 하는 전용의 제1 축부재와, 회전 운동을 하는 전용의 제2 축부재가 필요하다. 그 때문에 조립 장치가 대형 혹은 무거워진다는 문제가 있다. 따라서 회전 운동과 직진 운동을 하나의 축부재에 의해 얻을 수 있는 조립 장치가 종래 필요시 되고 있다.

본 발명의 일 특징에 의하면 조립 장치는, 직동(linear) 조립 기능과 회전 조립 기능을 구비하는 축부재와, 축부재를 축방향으로 이동 가능하고 그리고 축회전 가능하게 지지하는 베이스와, 축부재를 축방향으로 이동 및 축회전시키는 구동 수단을 갖는다.

따라서 축부재는, 축방향으로의 이동을 이용한 직동 조립 작업과, 축부재의 축회전을 이용한 회전 조립 작업을 행할 수 있다. 또한 조립 장치는, 직동 조립 작업과 회전 조립 작업의 양작업을 하나의 축부재에 의해 행할 수 있다. 그 때문에 조립 장치는, 소형 혹은 경량이 된다. 예를 들면 직진 운동을 하는 전용의 축부재와, 회전 운동을 하는 전용의 축부재를 각각 갖는 종래의 조립 장치에 비해 소형 혹은 경량이 된다.

도 1은 조립 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 화살표 Ⅱ방향으로부터의 조립 장치의 정면도이다.
도 3은 축부재를 축방향으로 이동시킬 수 있을 때의 조립 장치의 일부 사시도이다.
도 4는 축부재를 축회전시킬 수 있을 때의 조립 장치의 일부 사시도이다.
도 5는 도 2의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도이다.
도 6은 도 2의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도이다.
도 7은 도 2의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

본 발명의 일 실시 형태를 도 1∼7에 따라 설명한다. 조립 장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이 차량의 부품 등을 제조할 때에 필요한 복수의 조립 작업 등을 행할 수 있는 장치(다기능 툴)이다. 조립 장치(1)는, 베이스(2)와 축부재(3)와 구동 수단(모터(8), 힘 변환 기구(4))을 갖는다.

베이스(2)는, 도 1, 2에 나타내는 바와 같이 제1∼제５ 베이스(2a∼2e)를 갖는다. 제1 베이스(2a)는 판 형상으로서, 대략 수평으로 설치되어, 도시 생략의 XY로더에 의해 수평 방향으로 이동 가능하게 부착된다. 제2 베이스(2b)는 제1 베이스(2a)의 상면의 양단부(兩端部)에 기립한다. 제3 베이스(2c)는 한 쌍의 제2 베이스(2b)의 상단부에 부착된다. 제4 베이스(2d)는, 제3 베이스(2c)의 하측에 부착부(2f)에 의해 고정된다. 제５ 베이스(2e)는, 제3 베이스(2c)로부터 측방으로 연장(extending)된다. 제５ 베이스(2e)에 모터(8)가 장착된다. 모터(8)는, 예를 들면 서보 모터이며, 도시 생략의 제어 장치에 의해 출력축의 회전 속도가 제어된다.

축부재(3)는, 도 1, 2에 나타내는 바와 같이 원기둥 형상으로, 베이스(2)에 대하여 축회전 가능하게 그리고 축방향으로 이동 가능하게 장착된다. 축부재(3)의 외주면(outer peripheral surface)에는, 수나사(3a)와 복수의 스플라인(3b)이 형성된다. 수나사(3a)는, 축부재(3)의 외주면을 나선 형상으로 연장된다. 수나사(3a)는, 나사 홈과 나사 홈 간에 형성되는 나사산을 갖는다. 스플라인(3b)은, 축부재(3)의 외주면에 오목하게 설치되어(recessed) 축방향으로 직선적으로 연장된다.

구동 수단은, 도 3에 나타내는 바와 같이 모터(8)와 힘 변환 기구(4)를 갖는다. 힘 변환 기구(4)는, 축부재(3)를 축방향으로 이동시키기 위한 직동 기구와, 축부재(3)를 축회전시키기 위한 회전 기구와, 전환 기구를 갖는다. 직동 기구는, 모터(8)의 출력을 축부재(3)의 축방향의 이동으로 변환하는 기구로서, 제1 부재(5)와 축부재(3)에 형성된 수나사(3a)를 갖는다.

제1 부재(나사 너트)(5)는, 도 3에 나타내는 바와 같이 대략 원통 형상으로, 중심구멍에 축부재(3)가 삽입 통과된다. 제1 부재(5)의 하부는, 제1 베이스(2a)에 삽입된다. 제1 부재(5)의 하부의 외주면과 제1 베이스(2a)의 사이에는, 이들을 회전 가능하게 그리고 축방향으로의 이동을 규제할 수 있도록 연결하는 베어링이 설치된다. 제1 부재(5)의 내주면에는, 수나사(3a)에 슬라이드 가능하게 걸어맞춤(engagement)하는 제1 걸어맞춤부(5a)가 형성된다. 제1 걸어맞춤부(5a)는, 예를 들면 제1 부재(5)의 내주면에 나선 형상으로 연출되는 암나사이다.

회전 기구는, 도 3, 4에 나타내는 바와 같이 모터(8)의 출력을 축부재(3)의 축회전으로 변환하는 기구로서, 제2 부재(6)와 축부재(3)에 형성된 스플라인(3b)을 갖는다. 제2 부재(스플라인 너트)(6)는, 도 3에 나타내는 바와 같이 대략 원통 형상이며, 중심구멍에 축부재(3)가 삽입 통과된다. 제2 부재(6)의 하부는, 제3 베이스(2c)에 삽입된다. 제2 부재(6)의 하부의 외주면과 제3 베이스(2c)의 사이에는, 이들을 회전 가능하게 그리고 축방향으로의 이동을 규제할 수 있도록 연결하는 베어링이 설치된다. 제2 부재(6)의 내주면에는, 축부재(3)의 스플라인(3b)에 슬라이드 가능하게 걸어맞춤하는 제2 걸어맞춤부(6a)가 형성된다. 제2 걸어맞춤부(6a)는, 예를 들면 축방향으로 직선상으로 연장되고 그리고 축부재(3)를 향하여 돌출하는 스플라인이다.

전환 기구는, 도 3, 4에 나타내는 바와 같이 회전 기구(제2 부재(6))와 모터(8)를 연결·비연결로 전환하는 기구로서, 클러치(7)를 갖는다. 클러치(7)는, 도 3, 6에 나타내는 바와 같이 클러치 베이스(7a)와 클러치 본체(7b)를 갖는다. 클러치 베이스(7a)는, 제3 베이스(2c)에 대하여 한 쌍의 축방향 이동 기구(10)에 의해 축방향으로 이동 가능하게 부착된다. 축방향 이동 기구(10)는, 실린더(10a)와, 실린더(10a) 내의 액압에 의해 실린더(10a)에 대하여 이동하는 핀(10b)을 갖는다. 핀(10b)의 단부에 클러치 베이스(7a)가 부착된다.

클러치 본체(7b)는, 도 6에 나타내는 바와 같이 통 형상으로, 외주부가 베어링(7e)에 의해 클러치 베이스(7a)에 축회전 가능하게 부착되고, 그리고 축방향으로의 이동이 규제된다. 클러치 본체(7b)에는, 제2 부재(6)가 삽입 통과되고, 클러치 본체(7b)의 내주부에는, 복수의 연결부(7c)가 형성된다. 연결부(7c)는, 둘레 방향(circumferential direction)으로 대략 등간격으로 형성되며, 제2 부재(6)를 향하여 돌출된다.

연결부(7c)의 사이에는, 도 6에 나타내는 바와 같이 제2 부재(6)에 형성된 돌출부(6b)가 항상 설치된다. 돌출부(6b)는, 제2 부재(6)의 외주면의 2개소로부터 돌출된다. 돌출부(6b)가 연결부(7c)의 사이에 설치됨으로써, 클러치 본체(7b)가 제2 부재(6)에 대하여 상대적으로 축회전하는 것이 규제되고, 그리고 클러치 본체(7b)가 제2 부재(6)에 대하여 축방향으로 이동하는 것을 허용한다.

도 4에 나타내는 바와 같이 연결부(7c)는, 클러치 본체(7b)가 제2 부재(6)에 대하여 축방향인 하방으로 이동함으로써, 제1 부재(5)에 형성된 핀(5b)에도 걸어맞춤한다. 핀(5b)은, 제1 부재(5)의 외주면의 2개소로부터 돌출된다. 핀(5b)이 연결부(7c)의 사이에 설치됨으로써, 클러치 본체(7b)가 제1 부재(5)에 대하여 상대적으로 축회전하는 것이 규제된다. 이렇게 하여 클러치 본체(7b)에 의해 제1 부재(5)와 제2 부재(6)가 연결되어, 제1 부재(5)와 제2 부재(6)가 동일한 속도로 축회전한다.

도 3, 5에 나타내는 바와 같이 클러치(7)와 베이스(2)의 사이에는, 스토퍼 기구가 설치된다. 스토퍼 기구는, 클러치(7)에 설치된 스토퍼 부재(7d)와 제4 베이스(2d)에 형성된 걸어맞춤부(2d1)를 갖는다. 스토퍼 부재(7d)는, 클러치 본체(7b)의 외주면에 한 쌍 설치되어, 클러치 본체(7b)의 외주면으로부터 돌출된다. 걸어맞춤부(2d1)는, 제4 베이스(2d)의 내주면에 둘레방향으로 소정 간격으로 복수 오목하게 설치된다. 스토퍼 부재(7d)가 걸어맞춤부(2d1)에 삽입됨으로써, 클러치(7)가 베이스(2)에 대하여 축회전이 규제된다. 클러치(7)에 대하여 제2 부재(6)가 축회전 규제된다. 그 때문에 스토퍼 기구는, 제2 부재(6)가 베이스(2)에 대하여 축회전하는 것을 해제 가능하게 규제할 수 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이 제1 부재(5)와 모터(8)의 사이에는, 벨트(9)가 장착된다. 벨트(9)는, 모터(8)의 출력에 의해 회전하여, 제1 부재(5)를 베이스(2)에 대하여 축회전시킨다. 클러치(7)가 상방에 위치하는 경우, 클러치(7)가 제1 부재(5)로부터 이간(separation)되고, 클러치(7)가 제4 베이스(2d)에 걸어맞춰진다. 그 때문에 제2 부재(6)가 클러치(7)에 의해 베이스(2)에 대하여 축회전하는 것이 규제된다. 제2 부재(6)에 대하여 축부재(3)가 축회전 규제되기 때문에, 축부재(3)는, 베이스(2)에 대하여 축회전이 규제된다. 이 상태로 모터(8)에 의해 제1 부재(5)를 축회전시키면, 제1 부재(5)가 축부재(3)에 대하여 상대적으로 축회전한다. 이에 따라 제1 부재(5)가 축부재(3)를 축방향으로 이동(직진)시킨다.

도 4에 나타내는 바와 같이 클러치(7)가 하방에 위치하는 경우는, 클러치(7)가 제4 베이스(2d)로부터 이간되고, 클러치(7)가 제1 부재(5)에 걸어맞춤한다. 그 때문에 모터(8)에 의해 제1 부재(5)를 축회전시키면, 클러치(7)에 의해 제2 부재(6)가 제1 부재(5)와 함께 축회전한다. 제2 부재(6)는, 축회전함으로써 축부재(3)를 축회전시킨다. 제2 부재(6)와 제1 부재(5)가 동일한 속도로 축회전하고, 제2 부재(6)에 의해 축부재(3)도 동일한 속도로 축회전한다. 축부재(3)와 제1 부재(5)의 사이에 상대적인 축회전이 발생하지 않고, 이에 따라 축부재(3)는 베이스(2)에 대하여 축방향에 대하여 이동하지 않는다.

축부재(3)의 하부에는, 도 1, 2에 나타내는 바와 같이 이동 베이스(12)가 부착된다. 이동 베이스(12)는, 상판부(12a)와 하판부(12b)와 기립부(12c)를 갖는다. 상판부(12a)와 하판부(12b)는, 축부재(3)의 하부에 대하여 축회전 가능하게 부착되고, 그리고 축방향으로의 이동이 규제된다. 한 쌍의 기립부(12c)는, 상판부(12a)와 하판부(12b)의 사이를 연결한다.

상판부(12a)에는, 도 1, 2에 나타내는 바와 같이 로드(11)가 축방향으로 이동 가능하게 삽입 통과된다. 로드(11)는, 제1 베이스(2a)로부터 하방으로 연장된다. 따라서 로드(11)와 이동 베이스(12)에 의해 베이스(2)와 축부재(3)의 사이에 발생할 수 있는 토크가 받아들여질 수 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이 축부재(3)의 하부에는, 축부재(3)에 가해지는 토크를 계측할 수 있는 토크 센서(20)와, 축부재(3)에 가해지는 축방향의 힘을 계측할 수 있는 로드 셀(21)이 설치된다. 토크 센서(20)는, 상판부(12a)와 하판부(12b)의 사이에 설치된다. 로드 셀(21)은, 하판부(12b)의 하측에 부착된다. 하판부(12b)의 하부에는, 압입 헤드(14)가 부착된다.

압입 헤드(14)는, 도 1, 7에 나타내는 바와 같이 통 형상으로, 선단에 맞닿음부(contacting portion;14a)를 갖는다. 맞닿음부(14a)는, 축부재(3)가 축방향으로 이동함으로써 부품을 눌러 당해 부품을 다른 부품에 결합시킨다. 압입 헤드(14)의 축중심에는, 구멍(14b)이 형성된다. 구멍(14b)에는, 조임 툴(15)이 부착된다.

조임 툴(15)은, 도 7에 나타내는 바와 같이 툴 베이스(15a)와 소켓(15b)을 갖는다. 툴 베이스(15a)는, 축부재(3)의 하단부에 부착된다. 소켓(15b)은, 툴 베이스(15a)에 대하여 축방향으로 이동 조정 가능하게 부착되고, 그리고 축회전이 규제된다. 소켓(15b)에는, 나사 등의 공구(17)가 분리 가능하게 장착된다. 축부재(3)가 축회전함으로써, 툴 베이스(15a)와 소켓(15b)이 축회전하고, 공구(17)가 축회전한다. 이렇게 하여 조임 툴(15)은, 체결 부재에 토크를 더할 수 있다.

도 1, 7에 나타내는 바와 같이 압입 헤드(14)에는, 축방향 이동 기구(16)가 설치된다. 축방향 이동 기구(16)는, 압입 헤드(14)에 장착되는 실린더(16a)와, 실린더(16a) 내의 액압에 의해 실린더(16a)에 대하여 이동하는 핀(16b)을 갖는다. 핀(16b)은, 소켓(15b)과 연결된다. 따라서 축방향 이동 기구(16)는, 소켓(15b)을 툴 베이스(15a) 및 축부재(3)에 대하여 축방향으로 이동시킬 수 있다.

도 4, 7에 나타내는 바와 같이 클러치(7)를 하방으로 이동시키고, 축부재(3)를 축회전시킴으로써, 조임 툴(15)이 축부재(3)에 의해 축회전한다. 조임 툴(15)이 조임 부재에 토크를 부여하여, 조임 부재를 소정의 토크로 조인 후에, 소켓(15b)을 축방향 이동 기구(16)에 의해 상방으로 이동시킨다. 이에 따라 공구(17)가 조임 부재로부터 이간된다.

다음으로, 클러치(7)를 상방으로 이동시키고, 스토퍼 부재(7d)를 걸어맞춤부(2d1)에 걸어맞춤시킨다. 스토퍼 부재(7d)가 걸어맞춤부(2d1)에 대하여 위치가 어긋나 있는 경우는, 도 4의 상태에 있어서 클러치(7)를 축부재(3)와 함께 축회전시켜, 스토퍼 부재(7d)와 걸어맞춤부(2d1)를 위치 맞춤한다. 이때, 공구(17)가 조임 부재로부터 이간되어 있기 때문에, 축부재(3)를 축회전시켜도, 조임 부재의 조임 토크에 영향이 발생하지 않는다.

도 7에 나타내는 공구(17)를 대신하여 압입 헤드(14)에는, 측정 툴이 장착될 수 있다. 측정 툴은, 물품에 맞닿았을 때에 검지 신호를 발신하는 센서를 갖는다. 측정 툴은, 축부재(3)와 함께 축방향으로 이동하여 물품에 맞닿았을 때에, 검지 신호를 발신한다. 검지 신호를 수신한 도시 생략의 제어 장치는, 축부재(3)의 축방향의 위치로부터 당해 물품의 위치 혹은 높이를 측정한다.

측정 툴은, 압입 헤드(14)에 의해 눌리는 물품에 형성된 오목부에 대응하는 위치, 예를 들면 축중심에 부착되는 것이 바람직하다. 이 경우, 압입 헤드(14)는, 측정 툴을 압입 헤드(14)에 장착한 채, 물품을 누를 수 있다.

이동 베이스(12)의 하판부(12b)에는, 도 1, 7에 나타내는 바와 같이 승강 기구(13)가 부착된다. 승강 기구(13)는, 승강 베이스(13a)와 실린더 기구(13b)를 갖는다. 실린더 기구(13b)는, 하판부(12b)에 부착되는 실린더와, 실린더에 대하여 상하 이동하는 핀을 갖는다. 핀의 단부에 승강 베이스(13a)가 부착된다. 승강 베이스(13a)에는, 가이드 부재(13c)가 기립되고, 가이드 부재(13c)는, 하판부(12b)에 대하여 축방향으로 슬라이드 가능하게 장착된다.

승강 베이스(13a)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이 조립 핸드(18)가 장착된다. 조립 핸드(18)는, 도시 생략의 복수의 핑거부를 갖고, 복수의 핑거부는, 케이블(19)로부터 공급되는 전력에 의해 상대적으로 이동하여 물건을 파지할 수 있다. 따라서 조립 핸드(18)는, 축부재(3)의 축방향의 이동에 의해 하판부(12b)와 함께 축방향으로 이동하고, 그리고 승강 기구(13)에 의해 축방향으로 승강될 수 있다.

이상과 같이 조립 장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이 직동 조립 기능과 회전 조립 기능을 구비하는 축부재(3)와, 축부재(3)를 축방향으로 이동 가능하고 그리고 축회전 가능하게 지지하는 베이스(2)와, 축부재(3)를 축방향으로 이동 및 축회전시키는 구동 수단(모터(8), 힘 변환 기구(4))을 갖는다.

따라서 축부재(3)는, 축방향으로의 이동을 이용한 직동 조립 작업과, 축회전을 이용한 회전 조립 작업을 행할 수 있다. 또한 조립 장치(1)는, 직동 조립 작업과 회전 조립 작업의 양작업을 하나의 축부재(3)에 의해 행할 수 있다. 그 때문에 조립 장치(1)는, 소형 혹은 경량이 된다. 예를 들면 직진 운동을 하는 전용의 축부재와, 회전 운동을 하는 전용의 축부재를 각각 갖는 종래의 조립 장치에 비해 소형 혹은 경량이 된다.

구동 수단은, 도 1에 나타내는 바와 같이 모터와, 모터(8)의 출력을 축부재(3)의 축방향으로의 이동과 축회전으로 전환 가능하게 변환하는 힘 변환 기구(4)를 갖는다.

따라서 조립 장치(1)는, 힘 변환 기구(4)에 의해 축부재(3)를 축방향으로 이동시킬 수 있고, 그리고 축회전시킬 수 있다. 그 때문에 조립 장치(1)는, 축부재(3)의 축방향으로의 이동을 이용한 조립 작업과, 축부재(3)의 축회전을 이용한 조립 작업을 행할 수 있다. 또한 조립 장치(1)는, 하나의 모터(8)의 출력에 의해 축부재(3)를 축방향으로 이동시키고 그리고 축회전시킬 수 있다. 그 때문에 조립 장치(1)는, 각 운동을 각 구동원에 의해 행하는 종래의 조립 장치에 비해 소형 혹은 경량으로 구성될 수 있다. 경량이 됨으로써, 조립 장치(1)는 조립 작업을 고속으로 행할 수 있다.

힘 변환 기구(4)는, 도 3, 4에 나타내는 바와 같이 모터(8)에 연결되고 그리고 모터(8)의 출력에 의해 축부재(3)를 베이스(2)에 대하여 축방향으로 이동시킬 수 있는 직동 기구(제1 부재(5))와, 축부재(3)를 베이스(2)에 대하여 축회전시킬 수 있는 회전 기구(제2 부재)와, 회전 기구와 모터(8)를 연결·비연결로 전환 가능한 전환 기구(클러치(7))를 갖는다. 따라서 전환 기구에 의해 모터(8)와 회전 기구를 연결·비연결함으로써, 축부재(3)를 축방향으로의 이동과 축회전으로 전환할 수 있다.

직동 기구는, 도 3, 4에 나타내는 바와 같이 축부재(3)가 삽입 통과되고 그리고 베이스(2)에 축회전 가능하게 부착되는 제1 부재(5)를 갖고, 제1 부재(5)에는, 축부재(3)에 형성된 나선 형상으로 연출되는 수나사(3a)에 슬라이드 가능하게 걸어맞춤하는 제1 걸어맞춤부(5a)가 형성된다. 회전 기구는, 축부재(3)가 삽입 통과되고 그리고 베이스(2)에 축회전 가능하게 부착되는 제2 부재(6)를 갖는다. 제2 부재(6)에는, 축부재(3)에 형성된 축방향으로 연장되는 스플라인(3b)에 슬라이드 가능하게 걸어맞춤하는 제2 걸어맞춤부(6a)가 형성된다.

따라서 제1 부재(5)가 모터(8)에 의해 축부재(3)에 대하여 상대적으로 축회전함으로써, 제1 걸어맞춤부(5a)와 수나사(3a)에 의해 축부재(3)가 베이스(2)에 대하여 축방향으로 이동한다. 제2 부재(6)가 모터(8)에 의해 베이스(2)에 대하여 축회전함으로써, 제2 걸어맞춤부(6a)와 스플라인(3b)에 의해 축부재(3)가 베이스(2)에 대하여 축회전한다.

제1 부재(5)는, 도 3, 4에 나타내는 바와 같이 모터(8)에 의해 베이스(2)에 대하여 축회전된다. 전환 기구는, 제1 부재(5)와 제2 부재(6)를 연결·비연결로 하는 클러치(7)를 갖는다. 따라서 클러치(7)에 의해 제1 부재(5)와 제2 부재(6)가 연결되면, 제2 부재(6)가 베이스(2)에 대하여 축회전하고, 축부재(3)가 베이스(2)에 대하여 축회전한다. 이때, 축부재(3)와 제1 부재(5)와 제2 부재(6)는, 동일한 회전 속도로 축회전한다. 그 때문에 제1 부재(5)가 축부재(3)에 대하여 상대적으로 축회전하지 않고, 축부재(3)는 베이스(2)에 대하여 축방향으로 이동하지 않는다.

조립 장치(1)는, 도 3에 나타내는 바와 같이 제2 부재(6)와 베이스(2)를 해제 가능하게 연결하는 스토퍼 기구(스토퍼 부재(7d))를 갖는다. 따라서 제2 부재(6)는, 스토퍼 기구에 의해 베이스(2)에 대하여 축회전하는 것이 규제되고, 제2 부재(6)가 축부재(3)를 베이스(2)에 대하여 축회전하는 것을 규제한다. 그 때문에 이 상태로 제1 부재(5)를 베이스(2)에 대하여 축회전시킴으로써, 제1 부재(5)가 축부재(3)에 대하여 확실하게 상대적으로 축회전할 수 있다. 이렇게 하여 제1 부재(5)는, 축부재(3)를 확실하게 축방향으로 이동시킬 수 있다.

클러치(7)는, 도 3, 4에 나타내는 바와 같이 제2 부재(6)와 걸어맞춤함으로써 제2 부재(6)에 대하여 축회전이 규제되고 그리고 제2 부재(6)에 대하여 축방향으로 이동 가능한 클러치 본체(7b)와, 클러치 본체(7b)에 설치되고 그리고 클러치 본체(7b)가 제2 부재(6)에 대하여 축방향으로 이동함으로써 제1 부재(5)에 걸어맞춤·비걸어맞춤하는 연결부(7c)와, 클러치 본체(7b)에 설치되고 그리고 클러치 본체(7b)가 축방향으로 이동하고 그리고 연결부(7c)가 제1 부재(5)에 비걸어맞춤이 되었을 때에 베이스(2)에 걸어맞춤하는 스토퍼 부재(7d)를 갖는다. 따라서 클러치(7)에 의해 제1 부재(5)와 제2 부재(6)를 연결·비연결로 할 수 있고, 그리고 클러치(7)에 의해 제2 부재(6)와 베이스(2)를 연결·비연결로 할 수 있다.

조립 장치(1)는, 도 7에 나타내는 바와 같이 축부재(3)에 장착되고 그리고 축부재(3)의 축회전에 의해 축회전되어 조임 부재에 토크를 부여할 수 있는 조임 툴(15)과, 조임 툴(15)을 축부재에 대하여 축방향으로 이동시킬 수 있는 축방향 이동 기구(16)를 갖는다. 따라서 조립 장치(1)는, 조임 툴(15)에 의해 조임 부재에 토크를 부여할 수 있다. 또한 조임 툴(15)은, 조임 부재에 토크를 부여한 후에, 축부재(3)를 축방향으로 이동시키는 일 없이, 축방향 이동 기구(16)에 의해 조임 툴(15)을 조임 부재로부터 이간시키는 방향으로 이동시킬 수 있다. 그 때문에 조임 부재에 가한 토크는, 축부재(3)를 축방향으로 이동시킬 때의 조작, 예를 들면 축부재(3)를 축방향으로 이동 가능한 위치까지 축부재(3)를 축회전시키는 조작 등에 영향을 받지 않는다.

본 발명은, 상기 실시 형태로 한정되지 않고, 이하의 형태 등이라도 좋다. 예를 들면, 모터(8)와 제1 부재(5)를 연결하는 연결 기구와, 제1 부재(5)와 제2 부재(6)를 연결·비연결로 전환할 수 있는 전환 기구를 구비하는 형태 대신에, 다른 형태에 있어서 모터(8)와 제1 부재(5)를 연결할 수 있는 제1 연결 기구와, 모터(8)와 제2 부재(6)를 연결할 수 있는 제2 연결 기구와, 모터(8)와 제1 연결 기구를 연결·비연결로 전환할 수 있는 제1 전환 기구와, 모터(8)와 제2 연결 기구를 연결·비연결로 전환할 수 있는 제2 전환 기구를 갖고 있어도 좋다.

구동 수단이, 모터(3)와 전환 기구(클러치(7))를 구비하는 형태 대신에, 다른 형태에 있어서 구동 수단이, 제1 부재(5)를 회전시킬 수 있는 제1 모터와, 제2 부재(6)를 회전시킬 수 있는 제2 모터를 별개로 갖고, 제1 모터와 제2 모터를 제어 수단에 의해 제어함으로써 축부재(3)를 축방향으로 이동 및 축회전시킬 수 있는 구성이라도 좋다.

클러치(7)가 축방향으로 이동하는 형태 대신에, 다른 형태에 있어서, 클러치가 복수 부재에 의해 형성되고, 복수 부재의 위치 관계가 변함으로써 클러치가 변형, 예를 들면 축방향으로 신축함으로써, 제1 부재(5)와 제2 부재(6)를 연결·비연결로 전환할 수 있는 구성이라도 좋다.

다른 형태에 있어서 스토퍼 기구는, 클러치(7)와 별체 구조(separate structure)로, 제2 부재(6)와 베이스(2)를 해제 가능하게 연결하는 스토퍼 부재를 갖고 있어도 좋다.

다른 형태에 있어서 축부재(3)에는, 축부재(3)가 축방향으로 이동했을 때에 물품을 누를 수 있는 압입 헤드(14)와, 물품을 파지할 수 있는 복수의 핑거부를 갖는 조립 핸드(18)와, 축부재(3)가 축방향으로 이동했을 때에 물품에 맞닿아 검지 신호를 발신하는 측정 툴 중 적어도 하나가, 사용 위치와 비사용 위치로 이동 가능하게 장착되어도 좋다. 예를 들면 압입 헤드(14) 등이 축부재(3)에 회전 가능, 혹은 직선적으로 이동 가능하게 장착되어도 좋다. 이에 따라 압입 헤드(14) 등은, 사용 위치로 함으로써 사용 가능하게 되고, 축부재(3)로부터 떼어내는 일 없이 비사용 위치로 이동될 수 있다. 이렇게 하여 조립 장치(1)에 의해 복수의 작업을 간이하게 행할 수 있다.

다른 형태에 있어서 압입 헤드(14), 조임 툴(15), 조립 핸드(18), 측정 툴 중 적어도 하나가 원터치로 장착되는 원터치 장치가 축부재(3)에 설치되어도 좋다.

다른 형태에 있어서 조임 툴(15)이 압입 헤드(14)를 통하는 일 없이 축부재(3)에 부착되어도 좋다. 다른 형태에 있어서 축부재(3)에는, 부품에 도포 부재를 도포할 수 있는 도포 툴, 부품에 각인하는 각인 툴이 장착되어도 좋다.

다른 형태에 있어서 조립 장치(1)가, 축부재(3)를 베이스(2)에 대하여 축회전시킬 수 있는 직동 기구와, 제1 부재(5)를 베이스(2)에 대하여 회전 규제할 수 있는 전환 기구를 갖고, 제1 부재(5)를 베이스(2)에 대하여 회전 규제하여 축부재(3)를 베이스(2)에 대하여 축회전시킴으로써, 축부재(3)가 베이스(2)에 대하여 축방향으로 이동하고, 제1 부재(5)를 베이스(2)에 대하여 회전 가능하게 하여 축부재(3)를 베이스(2)에 대하여 축회전시킴으로써 축부재(3)가 제1 부재(5)와 함께 베이스(2)에 대하여 축회전해도 좋다.

다른 형태에 있어서 전환 기구는, 제1과 제2 클러치 판을 갖고, 제1 클러치 판이 제1 부재(5)와 제2 부재(6) 중 하나에 부착되고, 제2 클러치 판이 다른 하나에 축방향으로 이동 가능하게 그리고 축회전 규제되어 부착되며, 제2 클러치가 제1 클러치에 축방향으로 맞닿아 제1과 제2 클러치 판의 사이에 발생하는 마찰력에 의해 제1과 제2 클러치 판이 일체로 축회전하는 구성이라도 좋다.

다른 형태에 있어서 힘 변환 기구(4)는, 모터(8)에 연결되고 그리고 모터(8)의 출력에 의해 축부재(3)를 베이스(2)에 대하여 축회전시킬 수 있는 회전 기구와, 축부재(3)를 베이스(2)에 대하여 축방향으로 이동시킬 수 있는 직동 기구와, 직동 기구와 모터(8)를 연결·비연결로 하고 그리고 직동 기구와 모터(8)을 연결함으로써 직동 기구에 의해 축부재를 축방향으로 이동시킬 수 있는 전환 기구를 갖고 있어도 좋다.

Claims

조립 장치로서,
직동(linear) 조립 기능과 회전 조립 기능을 구비하는 축부재와,
상기 축부재를 축방향으로 이동 가능하고 그리고 축회전 가능하게 지지하는 베이스와,
상기 축부재를 축방향으로 이동 및 축회전시키는 구동 수단을 갖고,
상기 구동 수단은, 모터와, 상기 모터의 출력을 상기 축부재의 축방향으로의 이동과 축회전으로 전환 가능하게 변환하는 힘 변환 기구를 갖고,
상기 힘 변환 기구는, 상기 모터에 연결되고 그리고 상기 모터의 출력에 의해 상기 축부재를 상기 베이스에 대하여 축방향으로 이동시킬 수 있는 직동 기구와, 상기 축부재를 상기 베이스에 대하여 축회전시킬 수 있는 회전 기구와, 상기 회전 기구와 상기 모터를 연결·비연결로 전환 가능한 전환 기구를 갖고,
상기 직동 기구는, 상기 축부재가 삽입 통과되고 그리고 상기 베이스에 축회전 가능하게 부착되는 제1 부재를 갖고, 상기 제1 부재에는, 상기 축부재에 형성된 나선 형상으로 연장(extending)되는 수나사에 슬라이드 가능하게 걸어맞춤하는 제1 걸어맞춤부가 형성되고,
상기 회전 기구는, 상기 축부재가 삽입 통과되고 그리고 상기 베이스에 축회전 가능하게 부착되는 제2 부재를 갖고, 상기 제2 부재에는, 상기 축부재에 형성된 축방향으로 연장되는 스플라인(spline)에 슬라이드 가능하게 걸어맞춤하는 제2 걸어맞춤부가 형성되는 조립 장치.
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제1항에 있어서,
상기 제1 부재는, 상기 모터에 의해 상기 베이스에 대하여 축회전되고,
상기 전환 기구는, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재를 연결·비연결로 하는 클러치를 갖는 조립 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 부재와 상기 베이스를 해제 가능하게 연결하는 스토퍼 기구를 갖는 조립 장치.
제5항에 있어서,
상기 클러치는, 상기 제2 부재와 걸어맞춤함으로써 상기 제2 부재에 대하여 축회전이 규제되고 그리고 상기 제2 부재에 대하여 축방향으로 이동 가능한 클러치 본체와, 상기 클러치 본체에 설치되고 그리고 상기 클러치 본체가 상기 제2 부재에 대하여 축방향으로 이동함으로써 상기 제1 부재에 걸어맞춤·비걸어맞춤하는 연결부와, 상기 클러치 본체에 설치되고 그리고 상기 클러치 본체가 축방향으로 이동하고 그리고 상기 연결부가 상기 제1 부재에 비걸어맞춤이 되었을 때에 상기 베이스에 걸어맞춤하는 스토퍼 부재를 갖는 조립 장치.
제1항, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 축부재에는, 상기 축부재가 축방향으로 이동했을 때에 물품을 누를 수 있는 압입 헤드와, 물품을 파지할 수 있는 복수의 핑거부를 갖는 조립 핸드와, 상기 축부재가 축방향으로 이동했을 때에 물품에 맞닿아 검지 신호를 발신하는 측정 툴 중 적어도 하나가, 사용 위치와 비사용 위치로 이동 가능하게 장착되는 조립 장치.
제1항, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 축부재에 장착되고 그리고 상기 축부재의 축회전에 의해 축회전되어 조임 부재에 토크를 부여할 수 있는 조임 툴과, 상기 조임 툴을 상기 축부재에 대하여 축방향으로 이동시킬 수 있는 축방향 이동 기구를 갖는 조립 장치.