JP3835921B2 - シュー・リンクベルト仮締結用締結装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シューとリンクベルトの仮締結用締結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械足廻りに多用されている履帯（無限軌道帯）の組立において、シューとリンクベルトの締結はボルトとナットにより行われている。この作業は、リンクベルトの上にシューを載置して双方のボルト穴を一致させ、上方からシューのボルト穴へボルトを挿入し、リンクベルトの窓からナットを供給し、両者を締結することにより行われている。しかしながら、リンクベルトの窓はナットの大きさに比して小さいため作業性が悪く、これまでも自動化が検討されてきたが、シューとリンクベルトの穴位置を合致させることが難しいためにボルトの挿入さえも実現できなかった。
自動化できなかった理由は、次のとおりである。
ａ、上工程でリンクベルトにシューを載置して両者の穴位置を合わせた後、両者を固定しない状態で締結位置へ移送するため、移送時にシューがリンクベルトの上を滑り両者の穴位置がずれる。
ｂ、リンクベルトの長さ方向に「うねり」と呼ばれる左右方向のずれがあるためにボルト穴位置が一定せず、ボルト、ナットの供給位置が特定できない。
ｃ、ボルトの挿入に当たりリンクベルトのボルト穴位置精度、組立精度およびシューのセット位置の精度等の悪さが原因でリンクベルトとシューの穴の位置が合わない。
ｄ、リンクベルトの窓がナットの大きさに比して小さいため、ナットの自動供給ができない。
ｅ、シュー１枚当たり通常４組のボルト、ナットの自動締結に時間を要し、前後工程により制約される時間内に終了できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
履帯の製造において、シューとリンクベルトは人手によりボルトとナットをセットし仮締結されている。この作業の自動化は、従来から検討されてきたが、上述のとおり制約が多く成功しなかった。
本発明の目的は、仮締結を自動化できるシューとリンクベルトの仮締結用締結装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成する本発明は次のとおりである。
（１） 搬送経路の途中に設定されたロケートピン挿入位置および前記ロケートピン挿入位置の下手に設定されたボルト・ナット締結位置とを有するシューおよびリンクベルトを搬送するためのコンベアと、
前記コンベアの上方で前記ボルト・ナット締結位置とロケートピン退避位置の間に移動可能に配置されたロケートピンと、ロケートピン位置センサと、ロケートピン横行装置と、ロケートピン昇降装置を備えたロケートピンユニットと、
前記ボルト・ナット締結位置においてリンクベルトの窓位置に対してコンベア搬送方向と直交方向に移動可能なナットガイドをコンベア搬送方向と直交方向に移動させるナットガイド駆動装置を備えたナット供給装置と、
前記ナット供給装置の上方にありボルトを整列させて送るガイド溝を持つボルト受けガイド、および前記ボルト受けガイドの一端に接続され互いに直交する２方向に移動可能なボルト供給スライド、および前記ボルト供給スライドを移動させるスライド駆動装置を備えたボルト供給装置と、
前記ボルト供給装置上方にあり開閉可能な爪を有するボルトチャックユニットと、
上記ボルトチャックユニットの下方にありボルト頭部に嵌合可能かつ昇降可能なボルトソケット、および前記ボルトソケットを回転駆動する回転装置を備えたボルトランナユニットと、
からなるシュー・リンクベルト仮締結用締結装置。
（２） 前記ボルトチャックユニットと前記ボルトランナユニットとを、共通基板上に取り付けた（１）記載のシュー・リンクベルト仮締結用締結装置。
【０００５】
上記（１）、（２）の仮締結用締結装置は、予めボルト穴を合わせた状態のシューとリンクベルトをボルト穴を貫通させた状態で保持するロケートピンユニットを設けたこと、ボルト・ナット締結位置と基準位置とのずれをセンサにより計測し、その情報に基づきナット供給装置、ボルトチャックユニットの位置補正を行わせることにより、仮締結を自動化した。
また、ボルトチャックユニットとボルトランナユニットを共通基板上に設置して一体構造化としたために作業性が向上した。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１〜図１０は本発明実施例を示している。また、図１１は本発明の仮締結の対象であるシュー５がリンクベルト６に載置され、仮締結のためコンベア２に載せられている状態を示す。また右端はその一部が仮締結されている状態を示す。図１２はシュー５と１組２枚のリンク（単体）の組み付け状態であり（ただしボルトは省略されている）、リンクベルト６は、右端に見られるリンク（単体）が平行して一定間隔を保ちピンにより長手方向に連結されて帯状をなし、その上に１組のリンクに対して１枚のシュー５がさし渡されて、１枚のシュー５について通常２本、計４本のボルトで締結される。
本発明の仮締結用締結装置１は、総じて、仮締結の対象であるシュー５およびリンクベルト６を搬送するコンベア２の搬送経路の途中に設定されたロケートピン挿入位置Ｘ、ボルト・ナット締結位置Ｙ、ロケートピンユニット１０、ナット供給装置９０、ボルト供給装置８０、ボルトチャックユニット４０、ボルトランナユニット５０、およびこれらの装置の駆動装置からなる。
さらに、仮締結用締結装置１の作動を充分なものとするために、１ピッチ送り装置３、ロケートピン位置センサ、シュー押さえ機構１６等がある。
【０００７】
シュー５およびリンクベルト６を搬送するためのコンベア２は、互いに並列な複数のローラからなり、少なくとも一部ローラはモータ等により駆動される駆動ローラとなっている。コンベア２の下部にはリンクベルト６と係合して、シュー５およびリンクベルト６をコンベア２の下手へ１ピッチ移動させる１ピッチ送り装置３があり、１ピッチ送り装置３の移動範囲においてコンベア２の幅方向中央部のローラが２分されて、１ピッチ送り装置３がコンベア２の搬送方向に移動可能となっている。
ここに１ピッチとは、コンベア２搬送方向（以下これをｘ方向という）であって、連続する２枚のシューの対応するボルト穴の距離をいう。
コンベア２の搬送経路の途中には、固定位置として設定されているボルト・ナット締結位置Ｙと、ボルト・ナット締結位置Ｙの１ピッチ上手にシュー５およびリンクベルト６のサイズに応じて設定されるロケートピン挿入位置Ｘがある。ボルト・ナット締結位置Ｙは、また後述するナット供給位置でもある。
【０００８】
コンベア２の上方には搬送方向ならびにそれに垂直な上下方向に移動可能なロケートピンユニット１０がある。
ロケートピンユニット１０のロケートピン１５は、同一長さのたとえば鋼の丸棒で構成され、コンベア２の搬送面（以下ｘ−ｙ平面という）に対して垂直かつ互いに平行で、ロケートピン基板１６上に一端が固定され、他端はピン断面の円心を先端とするテーパを持ってｘ−ｙ平面に対して垂直に延びている。その直径はシュー５およびリンクベルト６が有するボルト穴よりも小さいが、ボルト穴位置調整のためにボルト穴に挿入しても曲がらない太さを持つ。ロケートピン１５の本数とその相互の位置関係は、シュー５およびリンクベルト６が有するボルト穴数および穴の位置と合致している。
シュー５およびリンクベルト６のサイズの変更に対しては、ロケートピン１５とロケートピン基板１６等を一体化した治具をシュー５およびリンクベルト６のサイズ毎に準備し、相応する治具と交換する。
ロケートピン位置センサは、ロケートピン１５の上方でロケートピンユニット１０のブラケットに設けられているｘ方向センサ１２と、同じくブラケットに設けられｘ方向と直交するｙ方向に対するｙ方向センサ１３と、ロケートピン基板１６のロケートピン固定面の裏側に設けられｘ−ｙ平面の捩れ角θを検出するθセンサ１４から構成される。
【０００９】
ロケートピンユニット１０には、図４に示すシュー押さえ機構１７が併設されている。シュー押さえ機構１７は、シュー押さえ１９と、シュー押さえ駆動装置１８からなる。シュー押さえ１９は、ｘ−ｙ平面に対して垂直に延び互いに平行で、シュー５との接触端に軟質材からなるシュー押さえ部を有する複数本の硬質材、たとえば２本の鋼の丸棒からなり、シュー５のボルト穴を跨ぎｙ方向に並列に設けられている。
【００１０】
ナット供給装置９０はコンベア２の上方にあって、図５に示すようにナットガイド９１、ナット押し駆動装置９２、ナットガイド駆動装置９３、共通板９４、ｘ軸駆動モータ、ｙ軸駆動モータ、ｘ−ｙクロスレールからなる。
ナットガイド９１は、共通板９４上に固定され、複数個のナット９を収容できるＬ字形状を有し、単体リンクのｘ方向の２個のボルト穴に対応して全長の異なる２つのナットガイド９１が１組となっていて、リンクベルト６の他側に位置する他の１組とリンクベルト６を挟みリンクベルト６の窓７の方向（ｙ方向）へ進退可能に対向している。ナットガイド９１の高さは、ナットガイド９１上のナット９の上面位置とリンクベルト６の窓７の上辺位置が、ほぼ同じ高さとなる構造を有している。Ｌ字形状の各ナットガイド９１の角部には、ナット９をリンクベルト６に進退させる方向へ１個づつ送るナット押し駆動装置９２がある。
リンクベルト６のサイズに応じて一体化したナットガイド９１と共通板９４のセットを準備し、リンクベルト６のサイズに適合するセットと交換する。
【００１１】
ボルト供給装置８０は、図６に示すようにボルト受けガイド８１、ボルト供給スライド８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ、スライド駆動装置８３ａ、８３ｂ、８３ｃ、８３ｄ、８５、基板８８を備え、ナット供給装置９０の上方でかつシュー５の上方に位置し、ボルト・ナット締結位置Ｙの下手の本発明の仮締結用締結装置１のフレイムの支柱に片持ちで固定されている。
ボルト受けガイド８１は、パーツフィーダ（図示しない）に接続され、パーツフィーダから受けた複数のボルトを整列させる。ボルト受けガイド８１は、２本の平行なガイド溝を有する。２本のガイド溝は、ボルト受けガイド８１の一端で２本のガイド溝に直交するボルト供給スライド８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄと接続する。
ボルト供給スライド８２ａと８２ｂ、および８２ｃと８２ｄとは、それぞれが一直線上にあって、ボルト受けガイド８１と交差する位置で分割され、そこから対称的にｙ方向に進退可能になっている。またボルト供給スライド８２ａと８２ｂ、および８２ｃと８２ｄは、互いに平行である。
スライド駆動装置８３ａ、８３ｂ、８３ｃ、８３ｄは、それぞれボルト供給スライド８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄに係属して、それぞれのボルト供給スライドをｙ方向へ駆動し、またスライド駆動装置８５は、ボルト供給スライド８２ｃと８２ｄに係属して、それぞれをｘ方向へも駆動する。それぞれのボルト供給スライドは、この機構により、シュー５とリンクベルト６のボルト穴位置に相応する位置にそれぞれ位置決めされる。
ボルト供給装置８０の基板８８の下には、後に述べるボルトチャックユニット４０によってボルト８がチャックされる時に、ボルト８を下から押し上げるボルト押し上げピン８７が植え込まれた別の基板８９が設けられており、基板８９はボルト押し上げピン駆動装置８６に連結されて上下動可能とされている。ボルト押し上げピン駆動装置８６により、ボルトチャックユニット４０の爪４５がボルト頭部とボルト供給スライドとの間に入る高さにボルト８を押し上げ、ボルト８の胴部をボルトチャックユニット４０の爪４５で把持するのに充分な距離を確保させ得るよう構成されている。ボルト押し上げピン８７は、締結するボルトの本数、通常４本あり、ボルト穴の径よりも小さく、ボルトを押し上げても変形しない太さと強度を有している。
ボルト押し上げピン８７は、シュー５およびリンクベルト６のサイズに応じた配置を持つ治具が準備され、仮締結対象のシュー５およびリンクベルト６のサイズに適合したサイズの治具を装着する。
【００１２】
ボルトチャックユニット４０は、ボルト供給装置８０の上方にあって、ｘ方向に移動可能である。ボルトチャックユニット４０は、図８に示すように、ラック４２、ピニオン４３、ラックガイド４４、爪４５およびモータから構成される。爪４５は、コンベア２に向かって平行して垂直に延びる垂直部と、先端部に切れ込みを有して垂直部に対し直角に延び互いに向き合う２本のＬ字形状の硬質材からなる把持部４５ａからなる。それぞれの爪４５は、ピニオン４３が係合するそれぞれのラック４２に係合し、ピニオン４３が回転すると爪４５が開閉する。この爪４５の先端部の開閉により、ボルト押し上げピン８７で押し上げられたボルト８の胴部を把持する。
爪４５は、シュー５およびリンクベルト６のサイズに応じた配列となるようシュー５およびリンクベルト６のサイズ変更を入力することにより自動的に調整される。
本発明の仮締結用締結装置１には、仮締結するボルト・ナットの本数に相当する通常４基のボルトチャックユニット４０が必要である。
【００１３】
ボルトランナユニット５０は、ボルトチャックユニット４０の下方にあり、ボルト頭部に嵌合可能でかつ昇降可能なボルトソケット５４、ボルトソケット５４を回転駆動する回転装置５１、およびボルトランナユニット５０を昇降させるボルトランナユニット昇降シリンダ５５を備えている。回転装置５１の出力トルクは、Ｖプーリ５２ａ、Ｖベルト５３、Ｖプーリ５２ｂの経路を経てソケット５４に伝達される。
締結するボルト８のサイズに対応するサイズを有し、シュー５とリンクベルト６のボルト穴位置に対応するピッチを有するボルトソケット５４を準備して、サイズ変更時には適合したボルトソケット５４を装着する。
本発明の仮締結用締結装置１には、仮締結するボルト・ナットの本数に相当する通常４基のボルトランナユニット５０が必要である。
【００１４】
本発明の第２の実施例は、図１０に示すボルトチャックユニット４０とボルトランナユニット５０とを、共通基板５６上に取り付けたシューとリンクベルトの仮締結用締結装置１である。
この態様においては、ボルトチャックユニット４０の爪４５の中心線と、ボルトランナユニット５０のボルトソケット５４の中心線とが同一線上にある。
【００１５】
以下に、本発明の作動を説明する。
ロケートピン１５は、たとえばサーボモータであるロケートピン横行装置２０によってロケートピン挿入位置Ｘよりも上手のロケートピン退避位置とボルト・ナット締結位置Ｙとの間でｘ方向へ移動可能であるとともに、ロケートピン昇降装置３０によりｘ−ｙ平面に対する垂直方向へも移動可能で、さらにｘ−ｙ平面と平行な面内で揺動可能である。
上工程でボルト穴を合わせてシュー５がリンクベルト６に載置され、コンベア２上を搬送されてくると、シュー５とリンクベルト６のサイズに応じて決められたロケートピン挿入位置Ｘで、ロケートピン昇降装置３０によりロケートピンユニット１０が下降してシュー５とリンクベルト６のボルト穴を貫通し、両者の相対位置を決める。その後ロケートピンユニット１０は、シュー５とリンクベルト６のボルト穴に貫通したまま、１ピッチ送り装置３によりコンベア２の１ピッチ下手のボルト・ナット締結位置Ｙへ送られる。この移送は、送り爪４がリンクベルト６のブッシュ部と係合することにより行われる。
【００１６】
ボルト・ナット締結位置Ｙとｘ方向基準位置２３のｘ方向のずれは、ロケートピン横行装置２０によりベースプレート２１のロケートピン横行装置２０と反対側の端部をｘ方向基準位置２３に押し付けることにより計測する。
ｙ方向、θ方向のずれは、ロケートピン１５によりボルト・ナット締結位置Ｙにおいて拘束されているシュー５とリンクベルト６の位置と、基準測定治具を用いて作業開始時に予め検出したコンベア２の機械的絶対原点とのずれを検出することにより計測する。計測した値をナット供給装置９０、ボルトチャックユニット４０へ与え、それぞれの装置の位置補正に用いる。
ずれ計測後ロケートピンユニット１０は、ロケートピン昇降装置３０により上昇し、ロケートピン横行装置２０によりコンベア２の搬送方向上手のロケートピン退避位置へ移動する。
ロケートピンユニット１０の上昇時、シュー５の持ち上がりによるシュー５とリンクベルト６のボルト穴のずれを防ぐため、ロケートピン１５がシューから離れるまでシュー押さえ機構１７のシュー押さえ１９でシュー５を拘束する。
【００１７】
ボルト・ナット締結位置Ｙにおいて、ロケートピン位置センサの計測値に基づき共通板９４の下部に設けられているｘ軸駆動モータ、ｙ軸駆動モータ、ｘ−ｙクロスレールによってボルト・ナットの挿入位置が補正される。その後、ナット供給装置９０のナット供給駆動装置９３により、ナット９が載っているナットガイド９１をリンクベルト６の他側のナットガイド９１と同時にリンクベルト６の窓７へ挿入する。ナット９は、ボルト８と仮締結されるまで下方からナットガイド９１に把持される。
ナットガイド９１がリンクベルトの窓７へ挿入されると同時に、ボルト供給装置８０のボルト供給スライド８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄにより、ボルト８はシュー５とリンクベルト６のボルト穴の配置に合わせて配列される。その後、ボルトチャック・ボルトランナ昇降装置６０により降下したボルトチャックユニット４０によりクランプされる。
しかる後、ボルトチャックユニット４０は、ボルトチャック・ボルトランナ昇降装置６０により上昇、ボルトチャック・ボルトランナ横行シリンダ７０により横行して、ボルト・ナット締結位置Ｙに至る。ボルトチャックユニット４０は、ボルト・ナット締結位置Ｙにおいて、ロケートピン位置センサの計測値に基づき位置補正後、シュー５のボルト穴の上方で降下し、ボルト８を解放、ボルト穴へ挿入する。ボルト８はボルト穴へ挿入された後、ボルト頭部がボルトランナユニット５０のボルトソケット５４と係合して回転トルク力が与えられナット９と仮締結する。
ボルト８とナット９が仮締結した後、ナットガイド９１は退行し、つぎの仮締結準備のために、ナット押し駆動装置９２は、ナット９を１個ナットガイド９１の先端まで押し出す。
【００１８】
以上、本発明の締結装置について説明したが、本装置は、ボルト・ナットを用いる締結、特にボルト穴位置がずれやすい締結に対し、広く適用が可能であって極めて有用である。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１の仮締結用締結装置によれば、ロケートピンユニットにより、シューとリンクベルトのボルト穴を貫通させた状態をボルト・ナットを仮締結位置まで保持できること、ロケートピン位置センサにより計測した基準位置とのずれを、ナット供給装置、ボルトチャックユニットへ与え作業位置補正を行わせることにより仮締結を自動化できる。
請求項２の仮締結用締結装置によれば、ボルトチャックユニットとボルトランナユニットを共通基板上に取付け一体化したために作業能率向上に繋がった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体図の側面図である。
【図２】ロケートピンと基板の結合状態およびθセンサの取付け状態を示す斜視図である。
【図３】１ピッチ駆動装置の側面図である。
【図４】シュー押さえ機構の正面図である。
【図５】ナット供給装置の平面図である。
【図６】ボルト供給装置の平面図である。
【図７】ボルト押し上げ機構の側面図である。
【図８】ボルトチャックユニットの側面図である。
【図９】ボルトランナユニットの側面図である。
【図１０】ボルトチャックユニットとボルトランナユニットとを一体化した装置の側面図である。
【図１１】シュー、リンクベルト、コンベアの関係を示す側面図である。
【図１２】シューとリンクベルトの一部の関係を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 仮締結用締結装置
２ コンベア
５ シュー
６ リンクベルト
７ リンクベルトの窓
８ ボルト
９ ナット
１０ ロケートピンユニット
１５ ロケートピン
２０ ロケートピン横行装置
３０ ロケートピン昇降装置
４０ ボルトチャックユニット
５０ ボルトランナユニット
５１ 回転装置
５４ ボルトソケット
５６ 共通基板
８０ ボルト供給装置
８１ ボルト受けガイド
８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ ボルト供給スライド
８３ａ、８３ｂ、８３ｃ、８３ｄ、８５ スライド駆動装置
９０ ナット供給装置
９１ ナットガイド
９３ ナットガイド駆動装置

Claims (2)

1. 搬送経路の途中に設定されたロケートピン挿入位置および前記ロケートピン挿入位置の下手に設定されたボルト・ナット締結位置とを有するシューおよびリンクベルトを搬送するためのコンベアと、
   前記コンベアの上方で前記ボルト・ナット締結位置とロケートピン退避位置の間に移動可能に配置されたロケートピンと、ロケートピン位置センサと、ロケートピン横行装置と、ロケートピン昇降装置を備えたロケートピンユニットと、
   前記ボルト・ナット締結位置においてリンクベルトの窓位置に対してコンベア搬送方向と直交方向に移動可能なナットガイドをコンベア搬送方向と直交方向に移動させるナットガイド駆動装置を備えたナット供給装置と、
   前記ナット供給装置の上方にありボルトを整列させて送るガイド溝を持つボルト受けガイド、および前記ボルト受けガイドの一端に接続され互いに直交する２方向に移動可能なボルト供給スライド、および前記ボルト供給スライドを移動させるスライド駆動装置を備えたボルト供給装置と、
   前記ボルト供給装置上方にあり開閉可能な爪を有するボルトチャックユニットと、
   上記ボルトチャックユニットの下方にありボルト頭部に嵌合可能かつ昇降可能なボルトソケット、および前記ボルトソケットを回転駆動する回転装置を備えたボルトランナユニットと、
   からなるシュー・リンクベルト仮締結用締結装置。
2. 前記ボルトチャックユニットと前記ボルトランナユニットとを、共通基板上に取り付けた請求項１記載のシュー・リンクベルト仮締結用締結装置。

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