WO2019188083A1 - 部品組立装置及び部品組立方法 - Google Patents

部品組立装置及び部品組立方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019188083A1
WO2019188083A1 PCT/JP2019/009021 JP2019009021W WO2019188083A1 WO 2019188083 A1 WO2019188083 A1 WO 2019188083A1 JP 2019009021 W JP2019009021 W JP 2019009021W WO 2019188083 A1 WO2019188083 A1 WO 2019188083A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
component
pair
jig
support surfaces
portions
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/009021
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
丹下 宏司
ファン チュオン クーアン グエン
ホアン ファット グエン
ダン クォア グエン
ロン チャン
Original Assignee
日本電産株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電産株式会社 filed Critical 日本電産株式会社
Publication of WO2019188083A1 publication Critical patent/WO2019188083A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P21/00Machines for assembling a multiplicity of different parts to compose units, with or without preceding or subsequent working of such parts, e.g. with programme control

Definitions

  • the present invention relates to a component assembly apparatus and a component assembly method.
  • the assembly of the leaf spring includes a joining process such as welding. Since parts such as leaf springs include a curved portion and there are a plurality of joints, the joining work and the processes before and after it are complicated. For this reason, most of the assembly process often has to rely on manual work. *
  • an object of the present invention is to provide a component assembling apparatus and a component assembling method that improve production efficiency while maintaining the assembling accuracy of components including joining.
  • a component assembly apparatus is a component assembly apparatus for joining a first component having a U-shaped curved portion to a plate-shaped second component, which includes a jig and a jig.
  • a positioning part, a pair of component joint parts, a pair of cutting parts, one or more drive mechanisms, and a control part are provided.
  • the jig includes a first support surface for supporting the U-shaped curved portion of the first component, and a pair of second support surfaces for supporting the second component orthogonal to the first support surface.
  • the positioning unit positions the jig.
  • the pair of component joint portions are arranged on both sides of the jig, can be moved forward and backward with respect to the pair of second support surfaces, and join the first component to the second component.
  • the pair of cutting portions are arranged on both sides of the jig, can move forward and backward with respect to the pair of second support surfaces, and cut the second part.
  • the one or more driving mechanisms drive the pair of component joint portions and the pair of cutting portions.
  • the control unit controls the drive mechanism.
  • the component assembly apparatus and component assembly method according to an embodiment of the present application can improve production efficiency while maintaining assembly accuracy of components including joining.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a component assembling apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a part of the interior of the component assembling apparatus.
  • FIG. 3 is a control block diagram of the component assembling apparatus.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the component assembling apparatus.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a process of assembling parts by the parts assembling apparatus.
  • FIG. 6 shows a modification of the jig.
  • FIG. 7 shows an example of a finished product including assembled parts.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of a process for assembling a component by a conventional manual operation.
  • FIG. 7 shows an example of a finished product in which a leaf spring P, which is an example of a component assembled by the component assembling apparatus 1 according to the present embodiment, is assembled.
  • the finished product is a vibration generator used for a portable terminal or the like.
  • the vibration generator a vibrating body that reciprocates by a magnetic field generated by driving a motor is supported by a leaf spring P.
  • FIG. 8 shows a process for manually assembling the leaf spring P using the jig J as a comparative example with respect to the present embodiment.
  • the leaf spring P is manufactured by welding a plate-like second component P2 to a first component P1 having a U-shaped curved portion.
  • the second part P2 includes plate-like parts P2-1 and P2-2.
  • the second parts P2-1 and P2-2 have a plurality of through holes H.
  • a support pin S1 protruding from the side surface of the rectangular parallelepiped jig J is passed through the through hole H, and the second parts P2-1 and P2-2 are positioned with respect to the jig J.
  • Each of the second parts P2-1 and P2-2 has a cutting line CL indicating a position to be cut after welding.
  • the cutting line CL is formed thinner than other portions.
  • a single component set P1 / P2 of the first component P1 and the second components P2-1 and P2-2 is attached to the jig J, but a plurality of component sets P1 / P2 may be mounted side by side and assembled at the same time.
  • the worker attaches the first part P1 to the jig J (S9-1).
  • the U-shaped curved portion of the first component P1 is placed on the upper surface (front side in FIG. 8) of the jig J.
  • the second component P2-1 is placed on one side surface of the jig J.
  • the support pin S1 protruding from the side surface of the jig J through the through hole H of the second part P2-1, the second part P2-1 is held on the jig J.
  • the bonded portion W2 of the second component P2-1 is overlaid on the bonded portion W1 at one end of the first component P1.
  • the operator turns over the jig J to which the first part P1 and the second part P2-1 are attached in S9-1, and places the second part P2-2 on the other side of the jig J. Place (S9-2).
  • the support pin S2 is passed through the through hole H of the second component P2-2.
  • the joining portion W1 at the other end of the first component P1 is overlaid on the joined portion W2 of the second component P2-2.
  • the operator welds the joining portion W1 and the joined portion W2 by laser irradiation.
  • the joining portion W1 at the other end of the first component P1 and the joined portion W2 of the second component P2-2 are joined.
  • the support pin S2 is removed from the jig J. *
  • the parts set P1 / P2 is removed from the jig J (S9-3). Thereafter, the second parts P2-1 and P2-2 are twisted along the cutting lines CL and CL with a tool such as a wrench to separate the removed portion NW which is a portion other than the joined portions W2 and W2. As a result, a finished leaf spring P is obtained (S9-4). *
  • the second component P2 In order to assemble the leaf spring P as described above, the second component P2 must be positioned, welded, and separated from the first component P1 one by one with respect to the first component P1, and there was a problem in production efficiency.
  • a component assembling apparatus 1 can improve the production efficiency of component assembly by automatically performing the above assembling work with a compact configuration.
  • a component assembling apparatus 1 described below welds and assembles component sets P1 / P2 shown in FIG. 5 similar to the comparative example shown in FIG. Among the component sets, the first component P1 has joint portions W1 at both ends sandwiching the U-shaped curved portion.
  • the second component P2 includes a bonded portion W2 to which the bonded portion W1 is bonded, a removed portion NW that is a portion other than the bonded portion W2, and a cutting line CL between the bonded portion W2 and the removed portion NW.
  • 1 and 2 includes a jig 10, jig positioning portions 11 and 11, laser heads 13 and 13, and side clampers 14 and 14, which are surrounded by an outer frame 2.
  • the laser heads 13 and 13 are illustrated above the cutters 15 and 15 in consideration of visibility. Actually, the laser heads 13 and 13 are arranged behind the cutters 15 and 15 (at the back of the paper surface in the Y-axis direction) as shown in an enlarged view in FIG. *
  • the jig 10 has an upper surface that is a first support surface 10 a and side surfaces that are a pair of second support surfaces 10 b and 10 c.
  • the first support surface 10a is a surface that supports the U-shaped curved portion of the first component P1.
  • the second support surfaces 10b and 10c are surfaces that are orthogonal to the first support surface 10a and support the plate-like second component P2.
  • the jig 10 has a plurality of support pins 18 protruding from the second support surfaces 10b and 10c.
  • the support pin 18 is penetrated through the through hole H provided in the second component P2. Accordingly, the second component P2 is supported so as not to fall from the jig 10.
  • the jig positioning portions 11 and 11 are arranged on both sides of the jig 10 set in the apparatus, and position the jig 10 in the X-axis direction.
  • the jig positioning unit 11 is supported by a floatin mechanism including an elastic member such as a spring, for example. For this reason, even if an imbalanced force is applied to the jig 10 from side to side, it can be prevented from falling down. *
  • the side clampers 14 and 14 are an example of a component holding unit and are arranged on both sides of the jig 10.
  • the side clampers 14 and 14 are driven by a drive mechanism described later, and advance and retreat with respect to the second support surfaces 10 b and 10 c which are both side surfaces of the jig 10.
  • the side clampers 14, 14 have a plurality of penetration portions 14 h that are holes that penetrate in the X-axis direction.
  • the side clampers 14 and 14 are supported by a floating mechanism.
  • the side clampers 14 and 14 are supported by elastic members 55 and 55 such as springs, and contact the component set P1 / P2 on the jig 10 mainly by the elastic force. Thereby, it is possible to prevent the parts set P1 / P2 from being deformed or damaged by the pressure of the side clampers 14, 14.
  • the parts set P1 / P2 is also held from above by the upper clamper 12 as shown in FIG. *
  • the laser heads 13 and 13 are examples of component joints or welding heads, and are arranged on both sides of the jig 10 in the X-axis direction.
  • the laser heads 13 and 13 irradiate a laser to the joining portion W1 and the joined portion W2 of the component set P1 / P2 on the jig 10.
  • the laser heads 13 and 13 are driven by a drive mechanism to be described later, and advance and retract with respect to the second support surfaces 10b and 10c of the jig 10.
  • the tip portions of the laser heads 13 and 13 move toward the jig 10 through the through-holes 14h of the side clampers 14 and 14, and the first component P1 and the second component P1 and second supported by the second support surfaces 10b and 10c.
  • the part P2 is welded.
  • Two pairs of laser heads 13 and 13 are provided, for example, two front and rear in the Y-axis direction. Since the laser heads 13 and 13 can approach the jig 10 through the through-holes 14h of the side clampers 14 and 14, space in the apparatus is effectively used, and the apparatus can be made compact. *
  • the cutters 15 and 15 are an example of a component cutting unit, and are disposed on both sides of the jig 10 in the X-axis direction as shown in FIG.
  • the cutters 15 and 15 are arranged side by side with the laser head 13 in the Y-axis direction.
  • the cutters 15 and 15 advance and retreat with respect to the second support surfaces 10 b and 10 c which are both side surfaces of the jig 10.
  • the cutters 15 and 15 are supported by a floating mechanism including elastic members 57 and 57 such as springs biased toward the jig 10.
  • the cutters 15 and 15 move toward the jig 10 through the through portions 14h of the side clampers 14 and 14, and move the second part P2 supported by the second support surfaces 10b and 10c along the cutting line CL. Disconnect.
  • the air driving devices 17 and 17 are an example of a component removing unit, and as shown in FIG. 1, have air inlets 17a facing the second support surfaces 10b and 10c of the jig.
  • the air driving device 17 removes a part of the cut second component P2 by air suction. Note that the air driving device 17 may remove a part of the second component P2 cut by air blowing.
  • the accommodating portions 19 and 19 are box-shaped components having an accommodating space inside, and are disposed at a position where the components fall, that is, below the jig 10 and open toward the jig 10 as shown in FIG. Having an opening.
  • the removed portion NW of the second part P ⁇ b> 2 removed by air is accommodated.
  • the component assembling apparatus 1 further includes a drive mechanism that drives the laser heads 13 and 13, the side clampers 14 and 14, and the cutters 15 and 15.
  • the laser drive mechanism 113 includes, for example, an electric actuator including a guide member, a ball screw, and a motor, and reciprocates the laser head 13 in the X-axis direction.
  • the clamper drive mechanism 114 and the cutter drive mechanism 115 include, for example, an electric actuator 51 including a linear guide and a motor, and reciprocate the side clampers 14 and 14 and the cutters 15 and 15 in the X-axis direction.
  • the electric actuator 51 is also an example of a pressure drive unit, and adjusts the clamping force of the side clampers 14 and 14 by adjusting the pressure.
  • the component assembling apparatus 1 further includes a jig moving mechanism 110.
  • the jig moving mechanism 110 reciprocates the jig 10 in the X-axis direction and the Y-axis direction by an electric actuator including a guide member, a ball screw, and a motor, for example.
  • an electric actuator including a guide member, a ball screw, and a motor, for example.
  • the jig moving mechanism 110, the clamper driving mechanism 114, the laser driving mechanism 113, and the cutter driving mechanism 115 are connected to the control device 100 and driven by the control of the control device 100.
  • the control device 100 includes a control unit 101, a memory 102, an output unit 103, and an input unit 104.
  • the control unit 101 includes an arithmetic circuit such as a CPU.
  • the memory 102 is a memory such as a RAM or a ROM.
  • the output unit 103 is a display panel such as a liquid crystal display.
  • the input unit 104 is, for example, a touch panel, a button, a dial, a keyboard, a mouse, or the like.
  • the control unit 101 reads the control program stored in the memory 102 and controls the operation of the component assembly apparatus 1 described later. *
  • the operator attaches the first component P1 and the two plate-like second components P2-1 and P2-2 before setting the jig 10 to the component assembling apparatus 1 (S501). Specifically, the operator places the U-shaped curved portion of the first component P1 on the first support surface 10a of the jig 10. The operator passes the support pins 18 protruding from the second support surfaces 10b and 10c of the jig 10 through the through holes H of the second parts P2-1 and P2-2. The support pin 18 positions the second parts P2-1 and P2-2 with respect to the jig 10. At this time, as shown in FIG. 5 (S6-1), the joined portion W2 of the second component P2-1 is overlaid on the joined portion W1 at one end of the first component P1.
  • the joining portion W1 at the other end of the first component P1 is overlaid on the joined portion W2 of the second component P2-2.
  • the second parts P2-1 and P2-2 are supported and attached to the second support surfaces 10b and 10c of the jig 10. *
  • the set jig 10 is positioned by the jig positioning units 11 and 11 (S502). *
  • the side clampers 14 and 14 are moved inward in the X-axis direction under the control of the control unit 101 (S503).
  • the component set P1 / P2 is held with a predetermined pressure on the second support surfaces 10b and 10c which are both side surfaces of the jig 10.
  • the upper clamper 12 is also driven by a predetermined driving mechanism, and holds the component set P1 / P2 from above.
  • the laser heads 13 and 13 on both sides are moved inward in the X-axis direction (S504).
  • tip part of the laser heads 13 and 13 passes through the penetration part 14h of the side clampers 14 and 14, and becomes the joining part W1 of the 1st component P1 on the jig
  • the laser is irradiated a plurality of times to the bonded portion W1 and the bonded portion W2 (S505).
  • four-point laser irradiation is performed. Thereby, the joining part W1 in the both ends of the 1st component P1 and the to-be-joined part W2 of the 2nd component P2 are welded.
  • the laser heads 13 and 13 are moved outward in the X-axis direction under the control of the control unit 101 (S506). *
  • the jig 10 is moved forward in the Y-axis direction under the control of the control unit 101 (S507). Thereby, a pair of cutters 15 and 15 are located on both sides of the jig 10. Next, the cutters 15 and 15 are moved inward in the X-axis direction (S508). *
  • the cutter 15 is driven to cut the second parts P2-1 and P2-2 along the cutting line CL (S509).
  • the pressure of the clamping force of the side clampers 14 and 14 by the electric actuator 51 is increased under the control of the control unit 101.
  • the parts set P1 / P2 on the jig 10 is firmly held, and the cutting process can be stably performed.
  • the removed parts NW and NW of the second parts P2-1 and P2-2 shown in FIG. 5 (S6-2) are separated from the joined part W2.
  • the removed portion NW of the second parts P2-1 and P2-2 is supported on the jig 10 by the support pins 18. *
  • the air driving devices 17 and 17 are driven by the control by the control unit 101 (S510).
  • the removal parts NW and NW of the second parts P2-1 and P2-2 are separated from the jig 10 by air suction and dropped.
  • the removed removed parts NW and NW are accommodated in the accommodating part 19.
  • FIG. 5 (S6-3) only the completed part remains on the jig 10. *
  • the cutters 15 and 15 are moved outward in the X-axis direction under the control of the control unit 101 (S511). *
  • the component set P1 / P2 placed on the jig 10 can be welded, cut, and removed simultaneously from both sides of the jig 10. For this reason, man-hours can be reduced compared with manual work, maintaining assembly accuracy, and production efficiency can be improved. In addition, since the removed portion NW after cutting can be automatically removed and collected, the number of manual steps can be further reduced. *
  • the jig 10 may have a groove 10 r extending in the vertical direction on the second support surfaces 10 b and 10 c. As a result, the removed portions NW and NW of the second parts P2-1 and P2-2 on the second support surfaces 10b and 10c are likely to fall. *
  • the component assembling apparatus 1 includes a jig 10, jig positioning portions 11 and 11, laser heads 13 and 13, side clampers 14 and 14, cutters 15 and 15, and an air driving device 17. , 17 and storage portions 19, 19, but are not limited thereto.
  • a jig 10 jig positioning portions 11 and 11, laser heads 13 and 13, side clampers 14 and 14, cutters 15 and 15, and an air driving device 17. , 17 and storage portions 19, 19, but are not limited thereto.
  • the side clamper 14 and the upper clamper 12 are not provided, another configuration in which the component set P1 / P2 is fixed on the jig 10 may be employed. Even if the air driving device 17 and the accommodating portion 19 are not provided, the removal portion NW of the second component P2 may be recovered after the jig 10 is taken out of the device.
  • two pairs of laser heads 13 are provided on both sides of the jig 10, but may be a pair or three or more pairs. Further, the number of places to be irradiated with the laser is not limited to
  • the laser heads 13 and 13 and the cutters 15 and 15 are arranged side by side in the front and rear directions in the Y axis direction, but may be arranged in the vertical direction in the Z axis direction. In this case, cutting is performed after welding by moving the jig 10 up and down by the moving mechanism.
  • the moving mechanism of each part is not limited to the above example. Instead of moving the jig 10 in the Y-axis direction, a mechanism for moving the laser heads 13 and 13 and the cutters 15 and 15 back and forth in the Y-axis direction may be provided. *
  • the movement mechanisms of the respective parts may be all or a part in common, or may be provided independently.
  • the joining of the component sets P1 / P2 by the component assembling apparatus 1 is not limited to laser welding, and may be other joining such as ultrasonic waves, other pressure bonding, and adhesion using an adhesive.
  • SYMBOLS 1 Parts assembly apparatus, 2 ... Outer frame, 10 ... Jig, 10a ... 1st support surface, 10b, 10c ... 2nd support surface, 10r ... Groove part, 11 ... Jig positioning part, 12 ... Upper clamper, 13 ... Laser head, 14 ... side clamper, 14h ... penetrating part, 15 ... cutter, 17 ... air drive device, 17a ... air inlet / outlet, 18 ... support pin, 19 ... housing part, 51 ... electric actuator, 55 ... elastic member, 57 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Elastic member, 100 ... Control apparatus, 101 ... Control part, 102 ... Memory, 103 ...

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)

Abstract

【課題】接合を含む部品の組立精度を維持しつつ生産効率を向上させる。【解決手段】部品組立装置1は、U字状湾曲部を有する第1部品P1を、プレート状の第2部品P2に接合し、治具10と、治具位置決め部11と、一対の部品接合部13と、一対の切断部15と、一以上の駆動機構と、制御部とを備える。治具10は、第1部品のU字状湾曲部を支持するための第1支持面と、第1支持面に直交し第2部品を支持するための一対の第2支持面とを有する。治具位置決め部11は、治具10を位置決めする。一対の部品接合部13は、治具10の両側に配され、一対の第2支持面に対しそれぞれ進退可能であり、第1部品P1を第2部品P2に接合させる。一対の切断部15は、治具10の両側に配され、一対の第2支持面に対しそれぞれ進退可能であり、第2部品P2を切断する。制御部は、一対の部品接合部13及び一対の切断部15を駆動する駆動機構を制御する。

Description

部品組立装置及び部品組立方法
本発明は、部品組立装置及び部品組立方法に関する。
モータを有する振動発生装置として、振動体に取り付けられ振動体を支持する板ばねを配置する構成が知られている(特許文献1参照)。
特開2013-169544号公報
板ばねの組立ては、溶接等の接合工程を含む。板ばね等の部品は湾曲部を含み、複数の接合箇所があるため、接合作業及びその前後の工程が複雑になる。このため、組立工程のほとんどが、手作業に依拠せざるを得ない場合が多い。 
そこで、本発明は、接合を含む部品の組立精度を維持しつつ生産効率を向上させる部品組立装置及び部品組立方法を提供することを目的とする。
本願の例示的な一実施形態の部品組立装置は、U字状湾曲部を有する第1部品を、プレート状の第2部品に接合するための部品組立装置であって、治具と、治具位置決め部と、一対の部品接合部と、一対の切断部と、一以上の駆動機構と、制御部とを備える。治具は、第1部品のU字状湾曲部を支持するための第1支持面と、第1支持面に直交し第2部品を支持するための一対の第2支持面とを有する。位置決め部は、治具を位置決めする。一対の部品接合部は、治具の両側に配され、一対の第2支持面に対しそれぞれ進退可能であり、第1部品を第2部品に接合させる。一対の切断部は、治具の両側に配され、一対の第2支持面に対しそれぞれ進退可能であり、第2部品を切断する。一以上の駆動機構は、一対の部品接合部及び前記一対の切断部を駆動する。制御部は、駆動機構を制御する。
本願の一実施形態に係る部品組立装置及び部品組立方法は、接合を含む部品の組立精度を維持しつつ生産効率を向上させることができる。
図1は、一実施形態の部品組立装置の概略構成図である。 図2は、部品組立装置の内部の一部を示す図である。 図3は、部品組立装置の制御ブロック図である。 図4は、部品組立装置の動作を示すフローチャートである。 図5は、部品組立装置による部品組立てのプロセスの説明図である。 図6は、治具の変形例を示す。 図7は、組み立てた部品を含む完成品の一例を示す。 図8は、従来の手作業による部品組立てのプロセスの説明図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。 
以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で便宜上拡大して示す場合がある。よって、各構成要素の寸法及び比率は実際のものと必ずしも同じではない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略する場合がある。 
<1.実施形態> 図7は、本実施形態に係る部品組立装置1により組立てられる部品の一例である板ばねPが組み付けられる完成品一例を示す。完成品は、携帯端末等に使用される振動発生装置である。振動発生装置では、モータの駆動により発生する磁界によって往復振動する振動体が板ばねPで支持される。 
図8は、本実施形態に対する比較例として、治具Jを用いて板ばねPを手作業で組立てる場合のプロセスを示す。板ばねPは、U字状の湾曲部を有する第1部品P1に、プレート状の第2部品P2を溶接することにより製造される。第2部品P2は、プレート状の部品P2-1,P2-2を含む。第2部品P2-1、P2-2は、複数の貫通孔Hを有する。貫通孔Hには、直方体形状の治具Jの側面上から突出する支持ピンS1を貫通させ、第2部品P2-1、P2-2を治具Jに対し位置決めする。第2部品P2-1、P2-2はそれぞれ、溶接後に切り離される位置を示す切断線CLを有する。切断線CLは他の部分よりも薄く形成される。なお、説明を容易にするため、治具Jには、第1部品P1と第2部品P2-1、P2-2との単一の部品セットP1/P2を取り付けるが、複数個の部品セットP1/P2を並んで取り付けて同時に組み立てを行ってもよい。 
まず、作業者は、治具Jに第1部品P1を取り付ける(S9-1)。ここでは、第1部品P1のU字状の湾曲部を治具Jの上面(図8の手前側)に置く。第2部品P2-1は、治具Jの一方の側面に載置する。治具Jの側面から突出する支持ピンS1を第2部品P2-1の貫通孔Hに通すことにより、第2部品P2-1は治具J上に保持される。このとき、第2部品P2-1の被接合部分W2は、第1部品P1の一端部にある接合部分W1の上に重ねられる。この状態で、作業者は、被接合部分W2と接合部分W1とをレーザ照射により溶接する。これにより、第1部品P1の一端部の接合部分W1と第2部品P2-1の被接合部分W2とが接合される。その後支持ピンS1は治具Jより取り外される。 
次に、作業者は、S9-1で第1部品P1と第2部品P2-1とを取り付けた治具Jをひっくり返して治具Jの他の側面上に、第2部品P2-2を載置する(S9-2)。S9-1と同様に、支持ピンS2を第2部品P2-2の貫通孔Hに通す。このとき、第1部品P1の他端部の接合部分W1は、第2部品P2-2の被接合部分W2の上に重ねられる。この状態で、作業者は、接合部分W1と被接合部分W2とをレーザ照射により溶接する。これにより、第1部品P1の他端部の接合部分W1と第2部品P2-2の被接合部分W2が接合される。その後支持ピンS2は治具Jより取り外される。 
治具Jから部品セットP1/P2を取り外す(S9-3)。その後、レンチ等の工具により切断線CL,CLに沿って第2部品P2-1,P2-2を捻り、被接合部分W2,W2以外の部分である除去部分NWを切り離す。結果、完成品である板ばねPが得られる(S9-4)。 
上記のように板ばねPを組み立てるには、手作業で、第1部品P1に対し、第2部品P2を片面ずつ位置決め、溶接、切り離しをしなければならず、生産効率に問題があった。 
以下の実施形態に係る部品組立装置1は、上記組立て作業を、コンパクトな構成で自動的に行うことによって、部品組立ての生産効率を向上させることが可能である。 
<1-1.構成> 以下に説明する部品組立装置1は、図8に示す比較例と同様の図5に示す部品セットP1/P2を溶接し、組み立てる。部品セットのうち、第1部品P1は、U字状湾曲部を挟む両端部に接合部分W1を有する。第2部品P2は、接合部分W1が接合される被接合部分W2、被接合部分W2以外の部分である除去部分NW、及び被接合部分W2と除去部分NWとの間に切断線CLを有する。 図1及び図2に示す部品組立装置1は、外枠2に囲まれた内部において、治具10と、治具位置決め部11,11と、レーザヘッド13,13と、側方クランパ14,14と、カッター15,15と、エア駆動装置17,17と、収容部19,19とを備える。なお、図1の概略図においては、見えやすさを考慮して、レーザヘッド13,13は、カッター15,15の上方にあるように図示している。実際には、レーザヘッド13,13は、図2に拡大して示すように、カッター15,15の後方(Y軸方向の紙面奥側)に配置される。 
治具10は、図2に示すように、第1支持面10aである上面と、一対の第2支持面10b,10cである側面とを有する。第1支持面10aは、第1部品P1のU字状湾曲部を支持する面である。第2支持面10b,10cは、第1支持面10aに直交し、プレート状の第2部品P2を支持する面である。治具10は、図5に示すように、各第2支持面10b、10cから突出する支持ピン18を複数本有する。支持ピン18は、第2部品P2に設けられた貫通孔Hに貫通させる。これにより、第2部品P2が治具10から落下しないように支持される。なお、第1支持面10a上に、第1部品P1のU字状湾曲部を位置決めするピン又は突出部を別途設けていてもよい。 
図面では、治具10上には一つの部品のみを記載しているが、治具10はY軸方向に長く形成され、複数個の部品セットP1/P2が並んで取り付けられ、部品組立装置1によって同時に溶接されるようにしてもよい。 
治具位置決め部11,11は、図1に示すように、装置内にセットされた治具10の両側に配され、X軸方向における治具10の位置決めをする。治具位置決め部11は、例えば、ばね等の弾性部材を含むフローティン機構により支持される。このため、治具10に左右に不均衡な力がかかっても倒れることを防ぐことができる。 
側方クランパ14,14は、部品保持部の一例であり、治具10の両側に配される。側方クランパ14,14は、後述する駆動機構により駆動されて、治具10の両側面である第2支持面10b、10cに対し進退する。側方クランパ14,14は、図1及び図2に示すようにX軸方向に貫通する孔である貫通部14hを複数有する。側方クランパ14,14は、フローティング機構により支持される。具体的には、側方クランパ14,14は、ばね等の弾性部材55,55によって支持され、主にその弾性力で治具10上の部品セットP1/P2に接触する。これにより、側方クランパ14,14の圧力により部品セットP1/P2が変形したり破損したりすることを防ぐことができる。部品セットP1/P2はまた、図1に示すように上方クランパ12により上方から保持される。 
レーザヘッド13、13は、部品接合部又は溶接ヘッドの一例であり、治具10のX軸方向両側に配される。レーザヘッド13、13は、治具10上の部品セットP1/P2の接合部分W1,被接合部分W2に対してレーザを照射する。レーザヘッド13,13は、後述する駆動機構により駆動されて治具10の第2支持面10b,10cに対し進退する。レーザヘッド13,13の先端部は、側方クランパ14,14の貫通部14hを通って治具10に向かって移動し、第2支持面10b、10cに支持される第1部品P1と第2部品P2とを溶接する。レーザヘッド13,13は、例えばY軸方向に前後2つずつ計2対設けられる。側方クランパ14,14の貫通部14hを通ってレーザヘッド13,13が治具10に近づくことができるため、装置内のスペースを有効利用することになり、装置のコンパクト化が図れる。 
カッター15,15は、部品切断部の一例であり、図1に示すように、治具10のX軸方向両側に配される。カッター15,15は、レーザヘッド13とY軸方向に並んで配される。カッター15,15は、治具10の両側面である第2支持面10b,10cに対し進退する。カッター15,15は、治具10に向かって付勢されるばね等の弾性部材57,57を含むフローティング機構によって支持される。カッター15,15は、側方クランパ14,14の貫通部14hを通って治具10に向かって移動し、第2支持面10b、10cに支持される第2部品P2を切断線CLに沿って切断する。 エア駆動装置17,17は、部品除去部の一例であり、図1に示すように、治具の第2支持面10b、10cにそれぞれ対向するエア出入口17aを有する。エア駆動装置17は、エア吸引により、切断された第2部品P2の一部を除去する。なお、エア駆動装置17は、エア吹出しにより切断された第2部品P2の一部を除去してもよい。 
収容部19,19は、内部に収容空間を有する箱状の部品であり、図2に示すように、部品が落下する位置、つまり治具10の下方に配され、治具10に向かって開口する開口部を有する。収容部19,19には、エアにより除去された第2部品P2の除去部分NWが収容される。 部品組立装置1は更に、図3に示すように、レーザヘ
ッド13,13、側方クランパ14,14、及びカッター15,15を駆動する駆動機構を備える。レーザ駆動機構113は、例えば、ガイド部材、ボールねじ、モータを含む電動アクチュエータを含み、レーザヘッド13をX軸方向に往復動させる。クランパ駆動機構114及びカッター駆動機構115は、例えば、リニアガイドやモータを含む電動アクチュエータ51を含み、側方クランパ14,14及びカッター15,15をX軸方向に往復動させる。電動アクチュエータ51はまた、加圧駆動部の一例であり、圧力調整により側方クランパ14、14のクランプ力を調整する。 
部品組立装置1は更に、治具移動機構110を備える。治具移動機構110は、例えば、ガイド部材、ボールねじ、モータを含む電動アクチュエータにより、治具10をX軸方向及びY軸方向に往復動させる。 
治具移動機構110、クランパ駆動機構114、レーザ駆動機構113及びカッター駆動機構115は、制御装置100に接続され、制御装置100の制御により駆動される。制御装置100は、図3に示すように、制御部101、メモリ102、出力部103、及び入力部104を備える。制御部101は、CPU等の演算回路を含む。メモリ102は、RAMやROM等のメモリである。出力部103は、例えば液晶等の表示パネルである。入力部104は、例えば、タッチパネル、ボタン、ダイヤル、キーボード、マウス等である。制御部101は、メモリ102に記憶された制御プログラムを読み出し、後述する部品組立装置1の動作を制御する。 
<1-2.動作> 図4及び図5を参照しながら、部品組立装置1により実行される部品組立方法の動作について説明する。 
作業者は、治具10を部品組立装置1にセットする前に、第1部品P1と、2枚のプレート状の第2部品P2-1、P2-2とを取り付ける(S501)。具体的には、作業者は、第1部品P1のU字状の湾曲部を治具10の第1支持面10a上に載せる。作業者は、治具10の第2支持面10b、10cからそれぞれ突出する支持ピン18を、第2部品P2-1,P2-2の貫通孔Hに通す。支持ピン18は、第2部品P2-1,P2-2の治具10に対する位置決めを行う。このとき、図5(S6-1)に示すように、第2部品P2-1の被接合部分W2は、第1部品P1の一端部の接合部分W1上に重ねられる。また、第1部品P1の他端部の接合部分W1は、第2部品P2-2の被接合部分W2の上に重ねられる。このようにして、第2部品P2-1,P2-2が治具10の第2支持面10b、10cに支持され、取り付けられる。 
治具位置決め部11,11により、セットした治具10の位置決めを行う(S502)。 
制御部101による制御により、側方クランパ14,14をX軸方向内側に移動させる(S503)。この結果、治具10の両側面である第2支持面10b、10cに対し、部品セットP1/P2が所定の圧力をもって保持される。このとき、上方クランパ12も所定の駆動機構により駆動され、上方から部品セットP1/P2を保持する。 
制御部101による制御により、両側のレーザヘッド13,13をX軸方向内側に移動する(S504)。これにより、レーザヘッド13,13の先端部は、側方クランパ14,14の貫通部14hを通り、治具10上の第1部品P1の接合部分W1又は第2部品P2の被接合部分W2に対向する。 
制御部101による制御により、接合部分W1、被接合部分W2に対し、複数回レーザを照射する(S505)。本実施形態においては、4箇所レーザ照射を行う。これにより、第1部品P1の両端部にある接合部分W1と第2部品P2の被接合部分W2が溶着される。 
制御部101による制御により、レーザヘッド13、13をX軸方向外側に移動させる(S506)。 
制御部101による制御により、治具10をY軸方向前方に移動させる(S507)。これにより、治具10の両側に一対のカッター15,15が位置することになる。次いで、カッター15,15をX軸方向内側に移動させる(S508)。 
制御部101による制御により、カッター15を駆動し、切断線CLに沿って第2部品P2-1,P2-2を切断する(S509)。このとき、制御部101の制御により、電動アクチュエータ51による側方クランパ14,14のクランプ力の圧力を大きくする。これにより、治具10上の部品セットP1/P2がしっかりと保持され、切断工程を安定的に遂行することができる。この切断の結果、図5(S6-2)に示す第2部品P2-1,P2-2の除去部分NW,NWは、被接合部分W2より切り離される。このとき、第2部品P2-1,P2-2の除去部分NWは、支持ピン18により治具10上に支持された状態にある。 
制御部101による制御により、エア駆動装置17、17が駆動される(S510)。これにより第2部品のP2-1,P2-2の除去部分NW,NWは、エア吸引により治具10から分離され、落下する。落下した除去部分NW,NWは、収容部19に収容される。この結果、図5(S6-3)に示すように、治具10上には完成部品のみ残る。 
制御部101による制御により、カッター15,15をX軸方向外側に移動させる(S511)。 
治具10に複数の部品セットP1/P2が取り付けられる場合は、上記プロセスを各部品セットP1/P2に対し行う。全ての部品セットP1/P2の組立てが完了すると、制御部101の制御により、側方クランパ14,14や治具10はそれぞれの初期位置へ移動される。作業者は、治具10を部品組立装置1から取り外し、図5(S6-4)の完成部品を治具10より取り外し(S512)、新たな治具10をセットして上記プロセスを繰り返す。 
上記実施形態に係る部品組立装置1においては、治具10上に載置した部品セットP1/P2を、治具10の両側から同時に溶接、切断、取り外しを行うことができる。このため、組立精度を維持しつつ、手作業に比べ工数を削減することができ、生産効率を向上させることができる。また、切断後の除去部分NWも自動的に除去し回収できるため、手作業の工数を更に削減することができる。 
<1-3.変形例> 図6に示すように、治具10は、第2支持面10b及び10c上に、上下方向に延びる溝部10rを有していてもよい。これにより、第2支持面10b及び10c上の第2部品P2-1,P2-2の除去部分NW、NWが落下しやすくなる。 
<2.その他実施形態> 以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施形態ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 
上記実施形態に係る部品組立装置1は、治具10と、治具位置決め部11,11と、レーザヘッド13,13と、側方クランパ14,14と、カッター15,15と、エア駆動装置17,17、収容部19,19とを備えるが、これに限定されない。例えば、側方クランパ14や上方クランパ12はなくても、部品セットP1/P2が治具10上に固定される別の構成を採用してもよい。エア駆動装置17や収容部19はなくても、治具10を装置外に取り出した後に、第2部品P2の除去部分NWを回収するようにしてもよい。 上記実施形態においては、レーザヘッド13は、治具10の両側に2対設けるが、一対であってもよいし、3対以上であってもよい。また、レーザを照射する箇所は、4箇所に限定されず、これよりも少なくても多くてもよい。 
上記実施形態においては、レーザヘッド13,13とカッター15、15は、Y軸方向前後に並んで配されるが、Z軸方向上下に並んで配された構成であってもよい。この場合、移動機構により治具10を上下方向に移動させることにより、溶接後に切断を実行する。 
各部分の移動機構は、上記例に限定されない。治具10をY軸方向に移動させる代わりに、レーザヘッド13,13及びカッター15,15をY軸方向前後に移動させる機構を設けてもよい。 
各部の移動機構は、その全部又は一部が共通するものであっても、独立して設けられていてもよい。 
上記部品組立装置1による部品セットP1/P2の接合は、レーザ溶接に限定されず、超音波やその他の圧着、接着剤を用いた接着等、その他の接合であってもよい。
1…部品組立装置、2…外枠、10…治具、10a…第1支持面、10b,10c…第2支持面、10r…溝部、11…治具位置決め部、12…上方クランパ、13…レーザヘッド、14…側方クランパ、14h…貫通部、15…カッター、17…エア駆動装置、17a…エア出入口、18…支持ピン、19…収容部、51…電動アクチュエータ、55…弾性部材、57…弾性部材、100…制御装置、101…制御部、102…メモリ、103…出力部、104…入力部、110…治具移動機構、113…レーザ駆動機構、114…クランパ駆動機構、115…カッター駆動機構、CL…切断線、H…貫通孔、J…治具、NW…除去部分、P…板ばね、P1…第1部品、P2(P2-1,P2-2)…第2部品、W1…接合部分、W2…被接合部分

Claims (13)

  1. U字状湾曲部を有する第1部品を、プレート状の第2部品に接合するための部品組立装置であって、 前記第1部品のU字状湾曲部を支持するための第1支持面と、前記第1支持面に直交し前記第2部品を支持するための一対の第2支持面とを有する治具と、 前記治具を位置決めする治具位置決め部と、 前記治具の両側に配され、前記一対の第2支持面に対しそれぞれ進退可能であり、前記第1部品を前記第2部品に接合させる一対の部品接合部と、 前記治具の両側に配され、前記一対の第2支持面に対しそれぞれ進退可能であり、前記第2部品を切断する一対の切断部と、 前記一対の部品接合部及び前記一対の切断部を駆動する一以上の駆動機構と、 前記駆動機構を制御する制御部と、を備える、部品組立装置。
  2. 前記治具の両側に配され、前記駆動機構により駆動されて前記一対の第2支持面に対しそれぞれ進退可能であり、前記第1部品及び前記第2部品を前記治具に保持する一対の部品保持部、を備える、請求項1に記載の部品組立装置。
  3. 前記一対の部品保持部と前記一対の部品切断部とは、進退方向に直交する方向に沿って並んで配された、請求項2に記載の部品組立装置。
  4. 前記一対の部品保持部は、前記進退方向に貫通する貫通部を有し、 前記一対の部品接合部又は前記一対の部品切断部は、前記貫通部を通って、前記一対の第2支持面に対し進退可能である、請求項2又は3に記載の部品組立装置。
  5. 前記一対の部品保持部をそれぞれ、前記一対の第2支持面に対して付勢する弾性部材と、 前記制御部により制御され、加圧及び減圧により前記一対の部品保持部の保持力を調整する加圧駆動部と、を備え、 前記制御部は、前記一対の切断部を駆動しているとき前記加圧駆動部が付与する圧力を大きくする、請求項2から4のいずれかに記載の部品組立装置。
  6. 前記駆動機構により駆動され、前記一対の第2支持面にそれぞれ対向するエア出入口を有し、エアにより切断された前記第2部品の一部を除去する一対の部品除去部を備える、請求項1から5のいずれかに記載の部品組立装置。
  7. 前記制御部は、前記一対の部品除去部のエア吸引及びエア吹き出しの少なくとも一方を制御する、請求項6に記載の部品組立装置。
  8. 前記一対の部品除去部の下方に配され、切断された前記第2部品の一部を収容する収容部を備える、請求項6又は7に記載の部品組立装置。
  9. 前記一対の部品接合部はそれぞれ、溶接ヘッ
    ドを含む、請求項1から8のいずれかに記載の部品組立装置。
  10. 前記治具は、前記一対の第2支持面からそれぞれ突出し、前記第2部品の貫通孔に貫通して前記第2部品を支持する複数の支持ピンを有する、請求項1から9のいずれかに記載の部品組立装置。
  11. 前記治具は、前記一対の第2支持面上において上下方向に延びる溝を有する、請求項1から10のいずれかに記載の部品組立装置。
  12. 前記第1部品は、前記U字状湾曲部を挟む両端部に接合部分を有し、 前記第2部品は、前記接合部分が接合される被接合部分と、前記被接合部分以外の部分である除去部分と、前記被接合部分と前記除去部分との間に切断線と、を有し、 前記治具は、前記一対の第2支持面のそれぞれにおいて、前記第1部品の両端部の接合部分域を前記第2部品の被接合部分に重ねて支持し、 前記一対の切断部は、前記切断線に沿って前記第2部品を切断する、請求項1から11のいずれかに記載の部品組立装置。
  13. U字状湾曲部を有する第1部品を、プレート状の第2部品に接合する部品組立方法であって、 第1支持面と前記第1支持面に対し直交する一対の第2支持面とを有する治具に前記第1部品及び前記第2部品を取り付けて、前記第1支持面上に前記第1部品のU字状湾曲部が支持させ、前記一対の第2支持面上に前記第2部品を支持させ、 前記治具を位置決めし、 前記一対の第2支持面に対し一対の部品保持部を移動させて前記第1部品及び前記第2部品を前記治具上に保持し、 前記一対の第2支持面に対し一対の部品接合部を移動させて、前記第1部品を前記第2部品に接合し、 前記一対の第2支持面に対し一対の切断部を移動させて、前記第2部品を切断し、 切断された前記第2部品の一部をエアにより除去する、ことを含む、部品組立方法。
PCT/JP2019/009021 2018-03-27 2019-03-07 部品組立装置及び部品組立方法 WO2019188083A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-060471 2018-03-27
JP2018060471 2018-03-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019188083A1 true WO2019188083A1 (ja) 2019-10-03

Family

ID=68059804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/009021 WO2019188083A1 (ja) 2018-03-27 2019-03-07 部品組立装置及び部品組立方法

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019188083A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110842511A (zh) * 2019-12-06 2020-02-28 郑肖 一种汽车板簧生产制备装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07190019A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Ntn Corp ブーツの固定方法
US20100044350A1 (en) * 2004-12-29 2010-02-25 Roland Heiml Production Installation and Method for Joining Parts
CN206834961U (zh) * 2017-04-14 2018-01-02 瑞声科技(新加坡)有限公司 振动电机
JP2018019458A (ja) * 2016-07-25 2018-02-01 日本電産セイミツ株式会社 振動モータ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07190019A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Ntn Corp ブーツの固定方法
US20100044350A1 (en) * 2004-12-29 2010-02-25 Roland Heiml Production Installation and Method for Joining Parts
JP2018019458A (ja) * 2016-07-25 2018-02-01 日本電産セイミツ株式会社 振動モータ
CN206834961U (zh) * 2017-04-14 2018-01-02 瑞声科技(新加坡)有限公司 振动电机

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110842511A (zh) * 2019-12-06 2020-02-28 郑肖 一种汽车板簧生产制备装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013208749B4 (de) Ultraschallschweißvorrichtung sowie Verfahren zum Verschweißen von Komponenten mittels einer Ultraschallschweißvorrichtung
US8297892B2 (en) Cutting apparatus
WO2019188083A1 (ja) 部品組立装置及び部品組立方法
EP2262607A1 (de) Einrichtung und verfahren zur laserbearbeitung
JP5227227B2 (ja) 超音波接合方法及びその装置
JP6472821B2 (ja) 梯子製造装置及び梯子製造方法
CN110891726B (zh) 超声焊接系统及其使用方法
KR101481278B1 (ko) 다기능 다차종 공용 로봇 장치
JP2007069333A (ja) ロボットハンド、ロボットおよび溶接方法
CN110480196A (zh) 治具顶升定位机构、焊接压紧组件以及焊接装置
CN105798467A (zh) 激光焊接切割生产线
JP5815269B2 (ja) 溶接装置
CN110883473B (zh) 环缝焊机
WO2020225975A1 (ja) 複合加工機
JP5126053B2 (ja) 振動溶着装置
JP4554701B2 (ja) 直線溝加工方法および直線溝加工装置
JP2017124457A (ja) ワーク支持装置
JP4100314B2 (ja) ワーク位置決め装置およびワーク位置決め方法
JP3302962B2 (ja) 自動加工装置
WO2020129391A1 (ja) 治具及び貫通孔形成方法
JP7474611B2 (ja) スポット溶接装置
JP3302960B2 (ja) 自動加工装置
KR102366663B1 (ko) 대형버스 루프패널의 자동화 제작시스템
KR20170057613A (ko) 진동 스폿 용접 장치
KR20180031964A (ko) 레이저 가공 장치 및 이를 이용한 레이저 가공 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19776077

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19776077

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP