JP3970381B2

JP3970381B2 - Workpiece insertion and assembly apparatus and method

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Publication number: JP3970381B2
Application number: JP13942497A
Authority: JP
Inventors: 弘史吉田
Original assignee: Hirata Corp
Current assignee: Hirata Corp
Priority date: 1997-05-13
Filing date: 1997-05-13
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2017-05-13
Also published as: KR19980086419A; JPH10315061A; KR100571681B1

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば駆動系ユニット、各種精密機械、自動車、その他の生産ライン等においてワークとワークとの組み付けを行なう際に用いられるワークの挿入組付装置並びにその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば自動車の自動変速機組み付け作業において、トランスミッションへトルクコンバータを組み付ける装置として例えば、特開平８−２１５９４７号が公知である。この装置では、トランスミッションのスプライン軸と、トルクコンバータの噛合軸筒との共回りを防止してワークどうしの嵌合を短時間で行なわせるために、一方のワークに対して接近離反自在に移動プレート及び挿入プレート等の前後移動テーブルを支持させ、これらの前後移動テーブルを移動させる前、及び後テーブル駆動手段と、これらの移動テーブルに設けられて他方のワークを保持するワーク保持手段と、該一対のワークの嵌合時にいずれか一方のワークを回転させるワーク回転手段と、該一対のワーク嵌合時にいずれか一方のワークを他方のワークから離間する方向へ微小駆動させるワーク進退手段としてのプッシャシリンダを備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の装置においては、駆動シリンダ５１によりトルクコンバータ方向に移動及び挿入プレート４７、４８を近接移動させ、挿入及び移動プレートにまたがるように配置された回転ユニット１０２を駆動させトルクコンバータを回転させてセンタリングし、移動プレート側に設けた挿入シリンダ５４を駆動させて移動プレート４７に対し挿入プレート４８を移動させ、トルクコンバータ側に近い挿入プレート４８の移動位置を検出しながら、プッシャシリンダ５７を前後動させて嵌合位置を探す作業を行ないながら自動組付を行なうものであった。しかしながら、この装置では、一方のワークに対して他方のワークを進退移動させるだけでも駆動シリンダ５１、挿入シリンダ５４、プッシャシリンダ５７を必要として制御が複雑になり、コストも掛かるだけでなく、複数のシリンダ機構による精度の低下を生じさせるのみならず、これらのシリンダ機構を複数のテーブルに載置させた状態でテーブルごと駆動させるから、装置が大型、重量化し、製造コストが高いものとなるとともに、やはり精度上の問題を生じさせる欠点があった。さらに、この従来装置では、進退移動のためにすべてエアー圧力による駆動シリンダを用いているから、シリンダが最低３個、その他に、シリンダ駆動用電磁弁、エアー圧力コントロールのためのレギュレータ、これをコントロールするための電磁弁等が必要となり、駆動のための部品点数が多く、さらに制御を複雑化する一方、シリンダの進退移動量がそのまま１のワークの他方のワークへの嵌合の有無を生じさせるから、位置の制御とともに、圧力制御を必要とし、さらにセンサによる位置検出により両ワークの接触か非接触かのどちらを判断し、シリンダによる一定の押し付け力の下で接触状態のときにいずれかのワークを回転させるだけであるから、現実にはスプラインと噛合軸との嵌合がそれほど円滑にすすみにくいという問題があった。さらには、この従来装置では組み付け作業における各種の設定を行なうときに、ワークの種類や、型式により挿入速度や回転速度が異なり、かつ、圧力制御と位置制御の２系統の制御を同時に行なわねばならず、条件設定作業が非常に複雑で汎用性に欠けるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その１つの目的はワークの種類や型式等を問わず機種対応力に富み、嵌合深さやその他の組み付け条件が異なるワークに対しても条件設定を簡単に数値的に行なえるとともに、装置全体を軽量、コンパクト化して製造コストを大幅に低減させることのできるワークの挿入組み付け装置並びにその方法を提供することである。本発明の他の目的は、組み付け作業を円滑に行なえ、組み付け工程におけるサイクルタイムを短縮させ、全体の作業時間を大幅に短縮させることのできるワークの挿入組付装置並びにその方法を提供することである。本発明の他の目的は、条件設定を簡単に行なわせ得ると同時に動作精度を大幅に向上させることのできるワークの挿入組付装置並びにその方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、位置決めされた第２ワーク１４へ第１ワーク１２を挿入組付するワークの挿入組付装置であって、前記第２ワーク１４側へ第１ワーク１２を進退させる進退手段２０と、該第２ワーク１４に対する第１ワーク１２の進退移動方向へ延びる線を軸線Ｚとして該軸線回りにいずれかのワークを回転させる回転手段２６と、を有し、前記進退手段２０は、本体部１８により第２ワーク１４に対して進退自在に支持されたスライダ２２と、該スライダ２２に接続され第１ワーク１２を把持する把持手段２４と、これらスライダ２２と把持手段２４間に所要の弾発付勢力を与える弾発付勢手段４２と、を備え、前記第１、第２ワーク１２、１４は挿入深さ方向において互いに嵌合する挿入嵌合部Ｒ又はＳ又はＴを有し、前記挿入嵌合部の嵌合の有無を検出する検出手段９２を備え、前記進退手段２０は、前記挿入嵌合部Ｒ又はＳ又はＴが互いに当接する位置まで前記第１ワーク１２を前記第２ワーク１４へ前進させた後、前記検出手段９２が前記挿入嵌合部Ｒ又はＳ又はＴの嵌合を検出するまで、前記第１ワーク１２を前後動させ、前記進退手段２０による前記第１ワーク１２の前進移動に連係させて前記検出手段９２自体を第２ワーク１４側へ同期前進させるとともに、各挿入嵌合部Ｒ、Ｓ、Ｔの始め当り位置Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１よりもより挿入深さ方向に変位させた位置において該検出手段９２を固定させ、同検出手段９２と第１ワーク１２との連係を解除させて第１ワーク１２のみを進退移動させる嵌合位置検出機構７６が設けられてなることを特徴とするワークの挿入組付装置１０から構成される。
【０００７】
また、本発明のワークの挿入組付装置は、前記把持手段２４を離隔させて前記スライダ２２に対して進退移動自在に案内保持するとともに、該把持手段２４を回転自在に支持する進退回転保持機構５９を備えてなることとしても良い。
【０００９】
さらに、本発明は、位置決めされた第２ワーク１４に対して進退自在に移動するスライダ２２に、第１ワーク１２を把持する把持手段２４をスライダ２２との間に所要の弾発付勢力を与えるようにして接続させ、弾発付勢力を付加させた状態で、第１ワーク１２を第２ワーク１４に対して進退させつつ進退方向を軸Ｚ線として軸回り方向に回転させながら第２ワーク１４に対して第１ワーク１２を組み付けるワークの挿入組付方法であって、前記第１、第２ワーク１２、１４は挿入深さ方向において互いに嵌合する挿入嵌合部Ｒ又はＳ又はＴを有し、前記挿入嵌合部Ｒ又はＳ又はＴが互いに当接する位置まで前記第１ワーク１２を前記第２ワーク１４へ前進させた後、前記挿入嵌合部Ｒ又はＳ又はＴの嵌合の有無を検出する検出手段９２が前記挿入嵌合部Ｒ又はＳ又はＴの嵌合を検出するまで、前記第１ワーク１２を前後動させ、前記第１ワーク１２の前進移動に連係させて前記検出手段９２自体を第２ワーク１４側へ同期前進させるとともに、各挿入嵌合部Ｒ、Ｓ、Ｔの始め当り位置Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１よりもより挿入深さ方向に変位させた位置において該検出手段９２を固定させ、同検出手段９２と第１ワーク１２との連係を解除させて第１ワーク１２のみを進退移動させることを特徴とするワークの挿入組付方法から構成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のワークの挿入組付装置は、位置決めされた第２ワークへ第１ワークを挿入組付するワークの挿入組付装置であって、前記第２ワーク側へ第１ワークを進退させる進退手段と、該第２ワークに対する第１ワークの進退移動方向へ延びる線を軸線として該軸線回りにいずれかのワークを回転させる回転手段と、を有し、前記進退手段は、本体部により第２ワークに対して進退自在に支持されたスライダと、該スライダに接続され第１ワークを把持する把持手段と、これらスライダと把持手段間に所要の弾発付勢力を与える弾発付勢手段と、を備え、前記第１、第２ワークは挿入深さ方向において互いに嵌合する挿入嵌合部を有し、前記挿入嵌合部の嵌合の有無を検出する検出手段を備え、前記進退手段は、前記挿入嵌合部が互いに当接する位置まで前記第１ワークを前記第２ワークへ前進させた後、前記検出手段が前記挿入嵌合部の嵌合を検出するまで、前記第１ワークを前後動させ、前記進退手段による前記第１ワークの前進移動に連係させて前記検出手段自体を第２ワーク側へ同期前進させるとともに、各挿入嵌合部の始め当り位置よりもより挿入深さ方向に変位させた位置において該検出手段を固定させ、同検出手段と第１ワークとの連係を解除させて第１ワークのみを進退移動させる嵌合位置検出機構が設けられてなることを特徴とする。第２ワークに対して進退するスライダの先端側にスライダとは分離させた状態で把持手段を設け、さらにスライダを第２ワークに押し付けると弾発付勢力を発生させるような弾発付勢手段をスライダと把持手段との間に介装させることにより、常時弾性的な押し付け力を第２ワーク側に付加させた状態で、第１ワークを進退移動あるいは回転させつつ挿入嵌合作用を行なわせ、更に、前記検出手段が前記挿入嵌合部の嵌合を検出するまで、前記第１ワークを前後動させるから、位相が最も近い合致位置で一致して確実に嵌合させることができる。同時にスライダの前進により付勢力を付加させ得るから嵌合のための制御がスライダの位置制御のみで実現でき、設計、製作、あるいは装置の立ち上げや段取り変え時等の条件設定が極めて簡単で、円滑である。弾発付勢手段は、ゴム、その他の弾性部材でも良いが、スプリングがより好適である。スライダの前後動を支持する支持台をＺ軸方向と交差方向、あるいは上下方向のＸ、Ｙ方向にも移動できるようにしても良い。把持手段は、空気圧の負圧を駆動させたエアチャック式のものが好適であるが、これに限るものではない。メカニカルにワークを挟着するようにしても良いし、その具体的構成は任意で良い。進退駆動用の駆動力は、進退あるいは前後動の位置制御を任意の位置に可変制御できるものであれば良い。電気式アクチュエータとしてのサーボモータが好適である。交流、直流、ＤＣブラシレス、ステッピングモータその他任意のサーボ機構を実現し得るモータを用いて良い。ワークを回転させながら、押し付け力を付加して進退させても良いし、非嵌合時にいったん第１ワークを後退させて微小角度回転させ、近接させ前後動させるようにしても良い。挿入嵌合部は各ワークにより異なるから第１段のみの場合でも良いし、第２、第３、第４その他任意の嵌合位置を設定しても良い。嵌合の検出基準の設定は任意である。例えば、全部で４段階の挿入嵌合位置があった場合に、１、２、３段が一度に嵌合した時にいったん進退を停止させて再トライするようにしても良いし、１、２段が一度に嵌合した時に進退停止、再トライとするようにしても良いし、１段づつ嵌合を行なわせて停止しながら挿入、嵌合を行なわせるようにしても良い。
【００１２】
第１ワークと同期して動く検出手段自体の前進の機構は、実施例のようにブレーキ装置とカラーによるストッパ機構との組み合わせによる方が簡単で好ましい。この他にもブレーキ装置を複数組み合わせて制御させたり、複数本のガイドシャフトを用いて組み合わせ動作により検出手段の動きを制御させても良い。１本のガイドシャフトを用いて弾発付勢力の付加調整と、ワークを支持するスライダの移動量検知制御ができるから、検出手段としてのセンサはリミットスイッチや導電性ゴム等の接触センサを用いても良い。好適には近接センサであり、励磁コイル使用のもの、光電式、静電容量式、超音波式、空気圧式その他のセンサを用いて良い。また、各挿入嵌合部の始め当り位置よりもより挿入深さ方向に変位させた位置は、バネ力を付加させ得る位置となり、押し付け力を付加した状態での第１ワークの挿入、嵌合をしやすくする。具体的な変位させた位置は任意に設定してよい。変位量を大きく取るほど弾発付勢力すなわち押し付け力が大きくなる。
【００１３】
把持手段を離隔させて前記スライダに対して進退移動自在に案内保持するとともに、該把持手段を回転自在に支持する進退回転保持機構を備えることとしても良い。スライダに対しヘッダ部がスライド自在であり、かつ回転可能である構成であれば良い。
【００１５】
【実施例】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。実施例では、自動車の自動変速機のトランスミッションとトルクコンバータとの組み付けを行なう際のワークの挿入組付装置に適用した例を示している。
【００１６】
図７において、トルクコンバータの流体系と連動して自動的にギヤチェンジする図示しないギヤ式変速機を内蔵するトランスミッションケース３１０内に変速機側に対する出力軸３１２が回転自在に支持されている。該トランスミッションケース３１０のエンジンＥＮとの連結側にはコンバータハウジング３１４が取りつけられており、図６に示すように該コンバータハウジング３１４内にトルクコンバータＴＣが把持された状態で進入し、出力軸３１２に挿入組付される。変速機側となるトランスミッションケース３１０内における出力軸３１２の一端側には図示しないオイルポンプが装着されている。トルクコンバータＴＣのハウジングのエンジンＥＮ側の中央部には、円筒状のボス部３１６が形成されており、エンジンのクランク軸と連結される。トルクコンバータＴＣ内にはドーナツ形のケースの中に例えば公知のポンプインペラ、タービンインペラの各羽根車が向かい合わせに配置され、中央部にステータ羽根車が配置された構成である。そして、ポンプインペラはエンジンのクランクシャフトに直結するとともに、タービンインペラは出力軸３１２に直結し、ギア式変速機に連結される。これによって、エンジン駆動力はポンプインペラを回し、内部の流体粘性によりタービンインペラを回動させ、出力軸３１２にトルクを伝達させるようになっている。
【００１７】
実施例において、トルクコンバータＴＣと出力軸３１２との間にはスプラインとスプライン受筒からなる３箇所の第１、第２、第３挿入嵌合部Ｒ、Ｓ、Ｔが設けられており、トルクコンバータＴＣを把持してエンジン側から装着するときにこれらのスプラインとスプライン受筒との位相を合致させてスプライン嵌合させることによりトランスミッションＴＭに対してトルクコンバータＴＣを組み付ける。本実施例において、このコンバータハウジング３１４内に突出させた出力軸３１２を第２ワーク１４とし、この出力軸３１２に向けて挿入嵌合されるトルクコンバータＴＣが第１のワーク１２とされる。
【００１８】
図１は本発明の実施例に係るワークの挿入組付装置１０の要部を断面した正面図、図２は、その平面図であり、図において、支持台１６上には立体四角ケース状の本体部１８が固定されている。この本体部１８は図上左右方向に長いレール状のスライダ２２を左右に進退移動するように支持するとともに、該スライダ２２の一端側（図上左端側）にトルクコンバータＴＣを把持する把持手段２４を接続させている。
【００１９】
ワークの挿入組付装置１０は、位置決めされた第２ワーク１４側へ第１ワーク１２を進退させる進退手段２０と、第２ワーク１４に対する第１ワーク１２の進退移動方向へ延びる線を軸線として該軸線回りにいずれかのワークを回転させる回転手段２６と、を有し、また、進退手段２０は、本体部１８により第２ワーク１４に対して進退自在に支持されたスライダ２２と、該スライダ２２に接続され第１ワーク１２を把持する把持手段２４を備えている。
【００２０】
図において、本体部１８には、スライダ２２をＺ軸５００方向（実施例では左右方向であり、第２ワークに対する第１ワークの進退移動方向へ延びる線を軸線とする軸の長手方向）へのスライド移動を案内させるガイドレール機構が内蔵されており、スライダ２２を円滑にＺ軸方向に案内ガイドさせる。また、図２において、該本体部１８には前後サーボモータ２８が曲がりアーム部を介して側面側に平行に設けられており、本体部１８内に設けた図示しない減速歯車機構、ラック・ピニオン機構を介してスライダ２２を数値制御された所定の移動量スライド移動させる。
【００２１】
また、スライダ２２の前方側、すなわち、把持手段２４により第１ワークとしてのトルクコンバータＴＣを第２ワークとしてのトランスミッションの出力軸３１２方向へ向かう方向側（以下、前方側）には円筒状の軸受台３０が取りつけ固定されている。そして、図１の破線に示すようにスライダ２２内には回転サーボモータ３２が内蔵され、その回転軸３４が軸受台３０の軸受孔内に突入しかつ先端側を前方側に突出させて図１上矢示破線Ｙより軸受筒４６を除くトルクコンバータＴＣ側全体を回転させるべく、回転自在に軸支されている。実施例において、進退手段２０は前後サーボモータ２８を含み、回転手段２６は回転サーボモータ３２を含む。
【００２２】
図１、２において段付き円筒形状の回転ブロック３６が回転サーボモータ３２の回転軸３４端部に固定されており、同回転軸３４の回転とともにＺ軸回りに回転する。この回転ブロック３６と所要の間隔Ｈを間にして該回転ブロック３６と対向するようにヘッダ部３８が設けられている。このヘッダ部３８は回転ブロック３６の回転とともに回転し、かつ、該回転ブロック３６に対してＺ軸方向すなわちトランスミッションＴＭの出力軸３１２方向に進退自在にスライドし得るように設けられている。
【００２３】
図３に示すように、回転ブロック３６の前方側端面には中心から略同じ半径位置であって、周方向に略等角となる位置に４個の支持ロッド４０がトランスミッション（第２ワーク）側に向けて突設固定されている。さらに、これらの支持ロッド４０のそれぞれの中間となる周方向位置には弾発付勢手段４２としてのコイルスプリング４４が同じく、トランスミッション側に向けて取り付けられている。
【００２４】
図１において、回転ブロック３６に対向するように同回転ブロック３６のトランスミッションＴＭ側には円筒形状の軸受筒４６が配置されている。この軸受筒４６の内側には複数の軸受４８が設置され、この軸受４８の内輪側には円筒形状のヘッダ本体３９が嵌着固定されており、外周側の軸受筒４６に対して回転自在に設置されている。このヘッダ本体３９の周方向略等角位置には４個のロッド用孔５０が円筒形の軸方向に穿孔されている。
【００２５】
さらにこれらの孔５０内にはそれぞれ直動ベアリング５２が設置されており、これらの直動ベアリング５２にスライド自在に軸支されるようにして回転ブロック３６側の４本の支持ロッド４０が貫挿されている。これらの支持ロッド４０の先端側にはストッパ５４が取りつけられており、ヘッダ本体３９が回転ブロック３６から離隔方向位置における所定の離隔位置で抜け止めを行なうようになっている。
【００２６】
また、図に示すように、ヘッダ本体３９の回転ブロック３６との対向面側は該回転ブロック３６との間に間隔Ｈを配置させており、この間隔Ｈであって、これらヘッダ本体３９と回転ブロック３６間にコイルスプリング４４が介装されている。これによって、弾発付勢手段４２としてのコイルスプリング４４により、回転ブロック３６を支持するスライダと後述する把持手段２４間に所要の弾発付勢力を生じさせつつヘッダ本体３９を支持ロッド４０によってＺ軸のスライド方向にスライド自在に支持させ、かつ、このスライド自在性を保ちながら、ヘッダ本体３９をＺ軸回りに回転自在に支持させている。この弾発付勢手段によりトルクコンバータの把持手段を常時第２ワーク側に所要の押し付け力を付加した状態で回転させるから確実、迅速なスプライン嵌合を実現させる。そして、弾発付勢手段を例えばスプリングから構成することにより、スプリングの圧縮度合いに応じた押圧力をトルクコンバータに付加することができ、しかもスライダのＺ軸方向の進退量により押圧力を加減することができるから、組付対象のワークごとに挿入速度や回転速度を簡単に調整することができる。
【００２７】
このようにして、後述する把持手段２４を離隔させてスライダ２２に対して進退移動自在に案内保持するとともに、該把持手段２４を回転自在に支持する進退回転保持機構５９が構成される。ここに、進退回転保持機構５９は直動ベアリング５２、支持ロッド４０、軸受４８及びヘッダ本体３９を含む。この進退回転保持機構５９により、スライダ２２と把持手段２４を分割させた状態で保持し、常時弾発付勢力を与え得るようにして回転、及び微小量の進退移動動作により第１ワークを第２ワークへ挿入、嵌合させる機構を実現させ得ることとなる。
【００２８】
一方、このヘッダ本体３９の第２ワーク側中央部にはスライダ側に向けて穴５６が穿穴されている。そして、この穴５６内にはトルクコンバータＴＣの位置決め用の穴５８を形成するための穴付き筒ブロック６０が嵌着固定されている。そして、トルクコンバータＴＣのボス部３１６がこの穴５８内に嵌合されて、位置決めを確実に行なうようにしている。
【００２９】
さらに、ヘッダ本体３９の第２ワーク側にはプレート６６が取りつけられている。このプレート６６の縁部にはトルクコンバータの面出し用の突周部６８が設けられており、トルクコンバータＴＣと外縁側で面合わせ状に当接し、外径側の面出しを行なう。
【００３０】
また、前記ヘッダ本体３９には、通気孔７０が穿孔されており、この通気孔７０に連通するように接続したエアホース７２を介して図示しない負圧駆動用モータにより吸着パッドに負圧力を与えるようになっている。そして、前記したプレート６６の第２ワーク側には通気孔７０に連通する吸着パッド７４が取りつけられており、吸引負圧力を与えられることにより図に示すようなトルクコンバータＴＣを吸引把持してトランスミッション側への挿入組付を行なう。実施例において把持手段２４はこの吸着パッド７４を含む。
【００３１】
実施例図１、２において、本体部１８とスライダ２２と、軸受筒４６にかけて嵌合位置検出機構７６が設けられている。支持台１６の上面には矩形プレートからなるベース７８が取りつけられている。そして、このベース７８上には取付金具８０を介して例えば空気圧のブレーキ装置８２が設けられている。そして、このブレーキ装置８２内のブレーキ室を貫通してスライダ２２の上方であって該スライダ２２に平行（すなわちＺ軸方向）にガイドシャフト８４が横移動自在に設けられている。このブレーキ装置８２にブレーキがかかっている状態では本体部１８に該ガイドシャフト８４を拘束するとともに、装置内部にエアを供給してブレーキを解除すると、スライダ２２とともに第２ワーク側に前進する。
【００３２】
図において、スライダ２２の軸受台３０上面側にはＺ軸方向を横断するように軸受ホルダ８６が固定されており、Ｚ軸方向に配置される軸を支持する。この軸受ホルダ８６の１つの軸受孔内に円筒部を後方側に突出させ、鍔部を前方側に配置させてブッシュ８８が嵌合されている。そして、該ブッシュ８８内にガイドシャフト８４を貫通させて軸支している。図２、５に見られるように、軸受ホルダ８６の前方側であってブッシュ８８に隣接するようにガイドシャフト８４にはカラー８９が貫装固定されている。これによって、ブレーキ装置８２のブレーキが利いていない場合にはスライダ２２が第２ワーク側に前進すると軸受ホルダ８６でこのカラー８９を押動して同期前進させるとともに、第２ワークに対して後退する方向には自由に移動し得るようになっている。さらに、軸受ホルダ８６の後方側（第２ワークから離間する方向側）にはカラー９１が固定されており、ブッシュ８８の円筒端部側と、このカラー９１間にはコイルバネ９３が介装され、軸受ホルダ８６とガイドシャフト８４間に所要の付勢力を付加してガタツキをなくし、係合状態を確実に取っている。
【００３３】
さらに、この軸受ホルダ８６の第２ワーク側突出端にはＬ形状に曲折させたブラケット９０が取りつけられており、さらに、このブラケット９０の先端部には検出手段９２としての近接センサ９４が取りつけられている。
【００３４】
一方、図１において、ヘッダ本体３９を内部に収納させた軸受筒４６の上面側には上方に向けて支持突片９６が突設されている。この支持突片９６にはロッド９８が後方側に向けて突設されている。一方、前記軸受台３０に取りつけた軸受ホルダ８６には孔が開口されており、この孔内にブッシュ１００が嵌挿されている。そして、このブッシュ１００中心の軸孔内にロッド９８が貫通しており、これによってロッド９８は軸受ホルダ８６に対して相対的に移動可能となっている。
【００３５】
図１、２において、このロッド９８の長手方向略中央位置には前記センサ９４を押動させる、検出対象としての被検出体１０２（ドッグ）が固定されている。この被検出体１０２は、センサ９４に対して相対的に平行に移動するように取りつけられており、ヘッダ本体３９側のＺ軸方向移動とともに移動するから該ヘッダ本体３９の第２ワークに対する移動位置をセンサ９４に検出させる。そして、進退手段２０により、第１ワークとしてのトルクコンバータＴＣの前進移動に連係させてセンサとしての検出手段９２自体を第２ワーク１４側へ同期前進させるとともに、任意の基準位置においてこの検出手段９２を固定させ、同検出手段９２と第１ワーク１２との連係を解除させて弾発付勢力を付加した状態で第１ワークのみを進退移動させることにより位相を円滑、確実に一致させてスプライン嵌合を短時間に行なわせる。このような嵌合位置検出機構７６により、第２ワークに対する第１ワークの位置のパラメータのみで各サーボモータを含むサーボ機構の制御を設計すれば良いから、設計上の時間短縮、効率化が実現されるばかりでなく、第２ワーク側に対する進退移動を駆動させるサーボモータは単に１個だけで実現できる。したがって、装置全体は、単一の軸を基本として前後動させるだけで良く、よって、軸や、軸受や駆動機構をテーブル上に載置させた状態で移動させるようなことがなく、一体的な単一の構造体で装置を実現できる。しかも、駆動部分が進退手段としては１個のサーボモータのみで良いから、重量が大幅に軽減され、同時に装置の大きさも大幅にコンパクト化されて、製作コストも低減できる。
【００３６】
なお、図中１０４はサーボ機構を統括制御する制御部の制御パネルである。制御部は、検出手段により把持手段２４を支持するヘッダ本体３９の深さ方向位置を検出させ、設定した検出基準位置における第１、第２のワークの嵌合の有無あるいはその状態に対応し、必要に応じて前後及び回転サーボモータ２８、３２を連動させるように制御する。
【００３７】
実施例において、挿入嵌合部Ｒ、Ｓ、Ｔに対応する検出手段９２の検出基準位置は、各挿入嵌合部の始め当り位置（各嵌合部の最初の当接位置）よりも、より挿入深さ方向に移動した位置に設定されている。これにより、各挿入嵌合部におけるトルクコンバータの回転、及び進退移動による挿入動作を行なわせるときに第１ワーク１２を第２ワーク１４に対して弾発付勢状態、すなわち弾性的に押しつけた状態で回転させつつスプライン位相合わせを行なうから短時間で位相の合致を生じさせることができるものである。
【００３８】
また、前述のように進退手段２０は、本体部１８により第２ワーク１４に対して進退自在に支持されたスライダ２２と、該スライダ２２に接続され第１ワーク１２を把持する把持手段２４と、これらスライダ２２と把持手段２４間に所要の弾発付勢力を与えるスプリングからなる弾発付勢手段４２を備えているから、常時弾発的な押し付け作用を与えながら第１ワークを第２ワークに挿入嵌合させることとなり、単にコンタクト位置のみで挿入深さ方向としての前後位置を設定してその位置で両ワークの位置を固定させ、その状態でいずれかのワークを回転させるのと異なり、位相が一致すれば即座にしかも空振りすることなく、必ず嵌合することとなるから、位相合わせ及び嵌合が円滑かつ確実に行なわれる結果、これらワークの挿入、組付作業のサイクルタイムを大幅に短縮させることとなる。
【００３９】
次に、図６ないし図１４に基づいて、実施例に係るワークの挿入組付方法をも示しながら、同ワークの挿入組付装置の作用を説明する。図６では、吸着パッド７４でトルクコンバータＴＣを吸着把持した状態で、第２ワークが収容されているコンバータハウジング３１４内に進入させて第１の嵌合部ＲにおけるトルクコンバータＴＣ側のスプライン噛合筒側とトランスミッションの出力軸３１２との始めの当り位置で接触している状態を示している。この状態から各挿入嵌合部において弾発付勢手段４２により、常に所要の押し付け力で第１ワークを第２ワーク側に押し付けた状態でいずれかのワーク（本実施例では第１ワーク）を回転させてスプラインの位相合わせ及び嵌合を確実、迅速に行なう。図７では、第１、第２、第３のすべての挿入嵌合部Ｒ、Ｓ、Ｔにおいて嵌合し、挿入組付が完了した状態を示している。
【００４０】
第２ワーク１４としてのトランスミッションＴＭは図示しないコンベアにより挿入組付位置に搬送され、位置決めされる。一方、ワークの挿入組付装置１０は、このトランスミッションＴＭと対向する位置に配置され、スライダ２２が該トランスミッションに向かうように進退移動するようにセットされる。そして、例えば挿入組付装置１０の上方から組付用のトルクコンバータＴＣがロボットにより下降され、これを装置１０の吸着パッド７４により吸着保持する。このとき、ブレーキ装置８２にはアエが供給されてロックを解除しており、ガイドシャフト８４はスライダ２２の進退移動とともに移動するようになっている。
【００４１】
図１３において、ステップＳ１でトルクコンバータＴＣを吸着保持した状態で図８に示すように本体部１８側にスライダ２２は収束した位置にある。この状態からステップＳ２で図９のようにスライダ２２が第２ワーク側に前進し、トルクコンバータＴＣとトランスミッションＴＭの出力軸３１２は、第１挿入嵌合部Ｒの始め当り位置で接触する。このとき、ガイドシャフト８４はスライダ２２に押されてセンサ９４及び被検出体１０２も同期して前進している。そして、ステップＳ３で接触位置から更にトルクコンバータは前進すると、弾発付勢手段４２としてのスプリング４４が圧縮され、把持手段２４を介してトルクコンバータＴＣをバネ定数と圧縮方向のＴＣの移動距離で決まる押し付け力で押し付ける。ステップＳ４で、スプリングが圧縮された所定の検出基準位置をセンサ９４は検出し、ブレーキ装置８２へのエア供給を停止させてブレーキを利かせ（図１０）、ガイドシャフト８４を拘束すると、ガイドシャフト８４は本体部１８に拘束され、本体部からの絶対距離位置で停止する。ステップＳ５において、この状態からスライダ２２を適宜距離後退させると、センサ９４は絶対距離位置で停止した状態でスライダ２２及び把持手段２４が後退する。次に、ステップＳ６で回転ブロック３６を回転させてヘッダ本体３９を介してトルクコンバータＴＣを回転させる。そして、ステップＳ７において、スライダ２２を前進させ、第１挿入嵌合部Ｒでの始めの当り位置Ｒ１で弾発付勢力をかけて第２ワーク側に押し付けた状態で回転させつつトルクコンバータを前後動させる。これによって、第１ワークとしてのトルクコンバータＴＣは、空振りがなく、確実に最も近い位相一致点でスプライン位相が確実に一致し、かつ、挿入嵌合することとなる。こうして、ステップＳ８でスプリング圧縮により離れていたセンサ９４と被検出体１０２が再び近接すると、センサは第１段の挿入嵌合部における嵌合状態を検知する。
【００４２】
第１挿入嵌合部Ｒで嵌合が行なわれるとステップ９においてスライダ２２の前後動及びヘッダ本体３９、すなわち吸着パッド７４の回転を停止し、ステップ１０でブレーキ装置８２にエアを供給し、ブレーキを解除してガイドシャフト８４を本体部１８の拘束から解除する。これによって、再びセンサ９４はスライダの動きに追従するようになる。そしてステップ１１でヘッダ本体３９の回転を開始させる。
【００４３】
第１段の挿入嵌合部の嵌合状態からさらに第２挿入嵌合部に向かうに際し、ステップ１２でスライダ２２は前進し、第２段の始め当り位置Ｓ１で接触する。ステップ１３でさらにスライダが前進すると、スプリング４４を圧縮させ、弾発付勢力を生じさせ、押し付け状態にする。ステップ１４で第２挿入嵌合部での検出基準位置でブレーキ装置８２のエア供給を停止させてエアロックをかけ、本体部１８にセンサを拘束させて、センサ９４を絶対距離位置に停止保持する。この状態でステップ１５においてスライダ２２を前後動させ、所要の押し付け力及び又は回転により第１ワークとしてのトルクコンバータＴＣを第２ワークとしてのトランスミッションＴＭに挿入させる。位相を一致させてステップ１６で第２挿入嵌合部Ｓの嵌合状態をセンサが感知する。このようにして第２段から第３段までの挿入嵌合部Ｔに向かう動作は、上記のステップＳ９からＳ１５までと同じ動作を行なう。
【００４４】
そして、ステップ１７において第３段の挿入嵌合部Ｔが嵌合すると、ステップ１８でスライダ２２が前後動を停止するとともに、ヘッダ本体３９も回転を停止する。そして、ステップ１９でブレーキ装置８２にエアを供給してエアロックを解除し、ガイドシャフト８４を本体部１８の拘束から解き、ステップ２０で吸着パッド７４の負圧を解除してトルクコンバータの把持力を解除させ、後退して（ステップ２１）次の第１ワークとしてのトルクコンバータＴＣの把持の工程を待つこととなる。図１２は、この間の動作を図式的に示したものである。
【００４５】
このようにして、ワークの挿入組付方法としては、位置決めされた第２ワークに対して進退自在に移動するスライダに、第１ワークを把持する把持手段をスライダとの間に所要の弾発付勢力を与えるようにして接続させ、該弾発付勢力を付加させた状態で、第１ワークを第２ワークに対して進退させつつ進退方向を軸線として軸回り方向に回転させながら第２ワークに対して第１ワークを組み付けるワークの組み付け方法として与えられる。
【００４６】
また、第１ワークの第２ワーク方向への前進と同期してこの第１ワークと同じ方向に検出手段を移動させ、これら第１、第２ワークの挿入深さ方向に設けた複数の段階の各挿入嵌合部の検出基準位置は、各挿入嵌合部の始めの当り位置またはその近傍位置に設定しても良い。そして、検出手段のみを該基準位置に停止させた状態で第１ワークのみを進退移動、かつ回転させつつ第１ワークと同一方向に検出手段の前進及び停止を行ないながら第１ワークを第２ワークへ組み付けるようにしても良い。ワークは実施例構成のみでなく、その他の精密機械、自動車関連、船舶、鉄鋼、その他の製造ラインでのワークの組付作業に適用できる。
【００４７】
本発明に係るワークの挿入組付装置並びにその方法は、上記した実施例構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の本質を逸脱しない範囲において任意の改変を行なっても良い。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のワークの挿入組付装置によれば、位置決めされた第２ワークへ第１ワークを挿入組付するワークの挿入組付装置であって、前記第２ワーク側へ第１ワークを進退させる進退手段と、該第２ワークに対する第１ワークの進退移動方向へ延びる線を軸線として該軸線回りにいずれかのワークを回転させる回転手段と、を有し、前記進退手段は、本体部により第２ワークに対して進退自在に支持されたスライダと、該スライダに接続され第１ワークを把持する把持手段と、これらスライダと把持手段間に所要の弾発付勢力を与える弾発付勢手段と、を備え、前記第１、第２ワークは挿入深さ方向において互いに嵌合する挿入嵌合部を有し、前記挿入嵌合部の嵌合の有無を検出する検出手段を備え、前記進退手段は、前記挿入嵌合部が互いに当接する位置まで前記第１ワークを前記第２ワークへ前進させた後、前記検出手段が前記挿入嵌合部の嵌合を検出するまで、前記第１ワークを前後動させ、前記進退手段による前記第１ワークの前進移動に連係させて前記検出手段自体を第２ワーク側へ同期前進させるとともに、各挿入嵌合部の始め当り位置よりもより挿入深さ方向に変位させた位置において該検出手段を固定させ、同検出手段と第１ワークとの連係を解除させて第１ワークのみを進退移動させる嵌合位置検出機構が設けられてなるので、弾発付勢力の調整や、スライダの移動量設定のみで挿入組付条件を設定でき、ワークの種類や型式等を問わず機種対応力に富み、嵌合深さやその他の組み付け条件が異なるワークに対しても条件設定を簡単に行なえるとともに、装置全体を軽量、コンパクト化して製造コストを大幅に低減させることが可能である。また、最も近い位相合わせ点で確実に位相を合致させ、嵌合させ得ることができるから挿入から嵌合までの時間が極めて短く、さらに挿入嵌合動作を円滑に行なえ、組み付け工程におけるサイクルタイムを短縮させ、全体のワーク組付作業時間を大幅に短縮させることができる。さらに、条件設定を簡単に行なわせ得ると同時に小型、軽量化を実現できる結果、動作の信頼性や位置決め精度を大幅に向上させることが可能であるという効果を奏する。
【００４９】
また、前記進退手段による前記第１ワークの前進移動に連係させて前記検出手段自体を第２ワーク側へ同期前進させるとともに、各挿入嵌合部の始め当り位置よりも挿入深さ方向に変位させた位置において該検出手段を固定させ、同検出手段と第１ワークとの連係を解除させて第１ワークのみを進退移動させる嵌合位置検出機構を設けることにより、第２ワークに対する第１ワークの位置のパラメータのみで各サーボモータを含むサーボ機構の制御を設計すれば良いから、設計上の時間短縮、効率化が実現されるばかりでなく、弾発付勢力として例えばバネを用いる時にはバネの定数に対応するバネの選択及び進退移動量のみでバネによる押し付け力調整を行え、挿入速度、回転速度もこれに対応して柔軟に設定できるからワークの機種ごとに異なる種々の条件に迅速に設定でき、作業立ち上げ時間を大幅に短縮できる。さらに、第２ワーク側に対する進退移動を駆動させるサーボモータは単に１個だけで実現でき、よって装置全体は、単一の軸を基本として前後動させるだけの構成にできて装置の軽量、コンパクト化を具体化させ得る。また、前記挿入嵌合部に対応する検出手段の検出基準位置は、各挿入嵌合部の始め当り位置よりもより挿入深さ方向に変位させた位置で検出手段を停止保持させてスライダを前後動させて挿入嵌合動作を行わせるから、弾発付勢力の機構を実現でき、位相合わせ及び嵌合の確実、迅速性の実効を保持し得る。
【００５０】
また、前記把持手段を離隔させて前記スライダに対して進退移動自在に案内保持するとともに、該把持手段を回転自在に支持する進退回転保持機構を備えることにより、第２ワーク側に対する進退移動を駆動させるサーボモータは単に１個だけで実現でき、よって、装置全体は、単一の軸を基本として前後動させるだけの機構を実現し得る結果、装置全体を一体的な単一の構造体で実現できる。しかも、駆動部分が進退手段としては１個のサーボモータのみで良いから、重量が大幅に軽減され、同時に装置の大きさも大幅にコンパクト化されて、製作コストも低減できる。
【００５２】
また、本発明のワークの挿入組付方法によれば、位置決めされた第２ワークに対して進退自在に移動するスライダに、第１ワークを把持する把持手段をスライダとの間に所要の弾発付勢力を与えるようにして接続させ、弾発付勢力を付加させた状態で、第１ワークを第２ワークに対して進退させつつ進退方向を軸線として軸回り方向に回転させながら第２ワークに対して第１ワークを組み付け、前記第１、第２ワークは挿入深さ方向において互いに嵌合する挿入嵌合部を有し、前記挿入嵌合部が互いに当接する位置まで前記第１ワークを前記第２ワークへ前進させた後、前記挿入嵌合部の嵌合の有無を検出する検出手段が前記挿入嵌合部の嵌合を検出するまで、前記第１ワークを前後動させ、前記第１ワークの前進移動に連係させて前記検出手段自体を第２ワーク側へ同期前進させるとともに、各挿入嵌合部の始め当り位置よりもより挿入深さ方向に変位させた位置において該検出手段を固定させ、同検出手段と第１ワークとの連係を解除させて第１ワークのみを進退移動させることから、弾発付勢力の調整や、スライダの移動量設定のみで挿入組付条件を設定でき、ワークの種類や型式等を問わず機種対応力に富み、嵌合深さやその他の組み付け条件が異なるワークに対しても条件設定を簡単に行なえる。また、最も近い位相合わせ点で確実に位相を合致させ、嵌合させ得ることができるから挿入から嵌合までの時間が極めて短く、さらに挿入嵌合動作を円滑に行なえ、組み付け工程におけるサイクルタイムを短縮させ、全体のワーク組付作業時間を大幅に短縮させることができる。また、前記挿入嵌合部に対応する検出手段の検出基準位置は、各挿入嵌合部の始め当り位置よりもより挿入深さ方向に変位させた位置で検出手段を停止保持させてスライダを前後動させて挿入嵌合動作を行わせるから、弾発付勢力によって、位相合わせ及び嵌合の確実、迅速性の実効を保持し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るワークの挿入組付装置の要部を断面した正面図である。
【図２】その平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線端面のみを示した断面図である。
【図４】ヘッダ本体部分でトルクコンバータ側を見た端面のみを示した断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ線一部切欠要部説明図である。
【図６】トルクコンバータの出力軸に対する第１挿入嵌合部の始めの当り位置で接触した状態の要部破断拡大説明図である。
【図７】トルクコンバータの出力軸に対するすべての挿入嵌合部で嵌合した状態の要部破断拡大説明図である。
【図８】ワークの挿入組付装置の作用説明図である。
【図９】ワークの挿入組付装置の作用説明図である。
【図１０】ワークの挿入組付装置の作用説明図である。
【図１１】ワークの挿入組付装置の作用説明図である。
【図１２】ワークの挿入組付装置の動作の図式的作用説明図である。
【図１３】ワークの挿入組付装置の挿入組付動作のフローチャート図である。
【図１４】ワークの挿入組付装置の挿入組付動作のフローチャート図である。
【符号の説明】
１０ワークの挿入組付装置
１２第１ワーク
１４第２ワーク
１８本体部
２０進退手段
２２スライダ
２４把持手段
２６回転手段
２８前後サーボモータ
３２回転サーボモータ
３８ヘッダ部
４２弾発付勢手段
４４コイルスプリング
５９進退回転保持機構
７４吸着パッド
７６嵌合位置検出機構
８２ブレーキ装置
８４ガイドシャフト
９２検出手段
１０２被検出体
３１２出力軸
ＴＣトルクコンバータ
ＴＭ変速機
Ｒ第１挿入嵌合部
Ｓ第２挿入嵌合部
Ｔ第３挿入嵌合部
Ｈ間隔[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a workpiece insertion and assembly apparatus and method used when assembling a workpiece and a workpiece in, for example, a drive system unit, various precision machines, automobiles, and other production lines.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-215947 is known as an apparatus for assembling a torque converter to a transmission in an automatic transmission assembling work of an automobile, for example. In this device, in order to prevent the spline shaft of the transmission and the meshing shaft cylinder of the torque converter from co-rotating so that the workpieces can be fitted in a short time, the moving plate can be moved toward and away from one workpiece. And a front and rear table driving means for supporting the front and rear moving tables such as the insertion plate and the like, and a pair of the work holding means for holding the other work provided on these moving tables. A workpiece rotating means for rotating one of the workpieces when the workpiece is fitted, and a pusher cylinder as a workpiece advancing / retreating means for minutely driving one of the workpieces in a direction away from the other workpiece when the pair of workpieces are fitted It has.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional apparatus, the drive cylinder 51 moves in the direction of the torque converter and moves the insertion plates 47 and 48 close to each other, drives the rotary unit 102 arranged so as to straddle the insertion and movement plates, and rotates the torque converter. Center, drive the insertion cylinder 54 provided on the moving plate side to move the insertion plate 48 relative to the moving plate 47, and move the pusher cylinder 57 back and forth while detecting the movement position of the insertion plate 48 close to the torque converter side. As a result, automatic assembly is performed while searching for the fitting position. However, in this apparatus, the drive cylinder 51, the insertion cylinder 54, and the pusher cylinder 57 are required only by moving the other work forward and backward with respect to one work, and the control becomes complicated and costs increase. Not only does this cause a decrease in accuracy due to the cylinder mechanism, but these cylinder mechanisms are driven together with the tables in a state of being placed on a plurality of tables, so that the apparatus becomes large and heavy, and the manufacturing cost becomes high. Again, there was a drawback that caused problems in accuracy. In addition, since this conventional device uses a drive cylinder with air pressure for all forward and backward movements, there are at least three cylinders. In addition, a cylinder drive solenoid valve, a regulator for air pressure control, and this are controlled. This requires a solenoid valve, etc., to increase the number of parts for driving and further complicate the control, while the forward / backward movement amount of the cylinder causes the presence / absence of one workpiece to be fitted to the other workpiece. Therefore, it is necessary to control the pressure as well as to control the position. Furthermore, it is judged whether the two workpieces are in contact or non-contact by detecting the position with the sensor. In reality, there is a problem that the spline and the mating shaft do not fit so smoothly because it only rotates the workpiece. Was Tsu. Furthermore, in this conventional apparatus, when performing various settings in assembly work, the insertion speed and rotational speed differ depending on the type and model of the workpiece, and two systems of pressure control and position control must be performed simultaneously. In addition, the condition setting work is very complicated and lacks versatility.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and one of its purposes is a work that is rich in model compatibility regardless of the type and model of the work, and has a different fitting depth and other assembly conditions. It is another object of the present invention to provide a workpiece inserting and assembling apparatus and method that can easily and numerically set conditions, and that can reduce the manufacturing cost significantly by making the entire apparatus light and compact. Another object of the present invention is to provide a workpiece insertion and assembly apparatus and method that can smoothly perform the assembly work, shorten the cycle time in the assembly process, and greatly reduce the overall work time. is there. Another object of the present invention is to provide a workpiece insertion and assembly apparatus and method that can easily set conditions and at the same time greatly improve the operation accuracy.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present invention provides a workpiece insertion and assembly apparatus for inserting and assembling a first workpiece 12 into a positioned second workpiece 14, wherein the first workpiece is moved toward the second workpiece 14. Advancing / retreating means 20 for advancing and retreating 12 and a rotating means 26 for rotating any of the workpieces around the axis line Z as a line extending in the advancing / retreating direction of the first workpiece 12 relative to the second workpiece 14; The advancing / retracting means 20 includes a slider 22 that is supported by the main body 18 so as to be able to advance and retreat, a gripping means 24 that is connected to the slider 22 and grips the first work 12, and grips the slider 22 and the slider 22. And a first and second workpieces 12 and 14 that are fitted together in the insertion depth direction. Or T And detecting means 92 for detecting whether or not the insertion fitting portion is fitted, and the advance / retreat means 20 moves the first work 12 to a position where the insertion fitting portions R, S, or T abut each other. After moving forward to the second workpiece 14, the first workpiece 12 is moved back and forth until the detecting means 92 detects the fitting of the insertion fitting portion R or S or T.The detection means 92 itself is synchronously advanced to the second work 14 side in conjunction with the forward movement of the first work 12 by the advance / retreat means 20, and the starting contact position R1 of each insertion fitting portion R, S, T. The detection means 92 is fixed at a position displaced more in the insertion depth direction than S1 and T1, and the linkage between the detection means 92 and the first work 12 is released to move only the first work 12 forward and backward. A fitting position detection mechanism 76 is provided.It is comprised from the workpiece | work insertion and assembly apparatus 10 characterized by these.
[0007]
Further, the workpiece insertion and assembly apparatus of the present invention is configured to guide and hold the gripping means 24 so as to move forward and backward with respect to the slider 22 and to support the gripping means 24 rotatably. 59 may be provided.
[0009]
  Further, according to the present invention, a required elastic urging force is applied between the slider 22 and the slider 22 that moves in a freely reciprocating manner with respect to the positioned second workpiece 14. The second workpiece 14 is rotated in the direction around the axis with the advancing / retreating direction as the axis Z line while the first workpiece 12 is advanced and retracted with respect to the second workpiece 14 in a state where the connection is made and the elastic biasing force is applied. The first and second workpieces 12, 14 have insertion fitting portions R, S, or T that fit together in the insertion depth direction. Then, after the first work 12 is advanced to the second work 14 to a position where the insertion fitting parts R, S, or T are in contact with each other, the insertion fitting part R, S, or T is fitted. Detection means 92 for detecting Until it detects the engagement of the insertion fitting portions R or S or T, to move back and forth the first workpiece 12In conjunction with the forward movement of the first workpiece 12, the detection means 92 itself is synchronously advanced to the second workpiece 14 side, and from the starting contact positions R1, S1, T1 of the insertion fitting portions R, S, T. The detection means 92 is fixed at a position displaced further in the insertion depth direction, the linkage between the detection means 92 and the first work 12 is released, and only the first work 12 is moved forward and backward.It is composed of a work insertion and assembly method characterized by
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  The workpiece insertion and assembly apparatus according to the present invention is a workpiece insertion and assembly device for inserting and assembling a first workpiece into a positioned second workpiece, and advancing and retracting means for advancing and retracting the first workpiece to and from the second workpiece. And rotating means for rotating any of the workpieces around the axis with a line extending in the advancing / retreating direction of the first workpiece relative to the second workpiece as an axis. A slider supported so as to be movable back and forth, a gripping means connected to the slider for gripping the first workpiece, and a bullet urging means for applying a required bullet urging force between the slider and the gripping means, The first and second workpieces have an insertion fitting portion that fits in the insertion depth direction, and includes detection means for detecting whether or not the insertion fitting portion is fitted. The insertion fitting parts contact each other After the up position first workpiece is advanced into the second workpiece, to said detecting means detects the engagement of the insertion fitting portion, to move back and forth the first workpieceThe detecting means itself is synchronously advanced to the second work side in conjunction with the forward movement of the first workpiece by the advance / retreat means, and is displaced more in the insertion depth direction than the starting position of each insertion fitting portion. There is provided a fitting position detecting mechanism that fixes the detecting means at the position where the detecting means and the first work are released to move only the first work forward and backward.It is characterized by that. A gripping means is provided on the leading end side of the slider that advances and retreats with respect to the second workpiece, and is separated from the slider. Further, a bullet urging means that generates a bullet urging force when the slider is pressed against the second workpiece. By interposing between the slider and the gripping means, an insertion fitting action is performed while the first workpiece is moved forward and backward or rotated while a resilient pressing force is always applied to the second workpiece side. Furthermore, since the first workpiece is moved back and forth until the detecting means detects the fitting of the insertion fitting portion, the phase can be matched and reliably fitted at the closest matching position. At the same time, since the biasing force can be applied by the advance of the slider, the control for fitting can be realized only by the position control of the slider, and it is very easy to set conditions such as design, production, start-up and change of equipment, etc. Smooth. The bullet urging means may be rubber or other elastic member, but a spring is more preferable. The support base that supports the back-and-forth movement of the slider may be movable in the direction intersecting with the Z-axis direction or in the X and Y directions in the vertical direction. The gripping means is preferably an air chuck type driven by a negative air pressure, but is not limited thereto. The workpiece may be sandwiched mechanically, and the specific configuration may be arbitrary. The driving force for forward / backward driving may be any driving force that can variably control the forward / backward or forward / backward movement position control to an arbitrary position. A servo motor as an electric actuator is suitable. An AC, DC, DC brushless, stepping motor, or other motor that can realize any servo mechanism may be used. While rotating the workpiece, a pressing force may be applied to advance or retreat, or when the workpiece is not fitted, the first workpiece may be retracted once, rotated by a small angle, and moved close to each other. Since the insertion fitting portion differs depending on each workpiece, the insertion fitting portion may be only the first stage, or the second, third, fourth, and other arbitrary fitting positions may be set. The setting of the fitting detection standard is arbitrary. For example, when there are a total of four stages of insertion / fitting positions, when the first, second, and third stages are fitted at once, the advancement / retraction may be stopped and the retry may be performed. May be stopped or retried when they are fitted at a time, and may be retried, or may be inserted and fitted while stopping one by one.
[0012]
  FirstAs for the advance mechanism of the detection means itself that moves in synchronization with one workpiece, it is more preferable and simpler to use a combination of a brake device and a stopper mechanism using a collar as in the embodiment. In addition to this, a plurality of brake devices may be combined and controlled, or the movement of the detection means may be controlled by a combination operation using a plurality of guide shafts. Since a single guide shaft can be used for additional adjustment of the urging force and detection of the amount of movement of the slider supporting the workpiece, the sensor as a detecting means can be a contact sensor such as a limit switch or conductive rubber. Also good. A proximity sensor is preferably used, and one using an excitation coil, a photoelectric type, a capacitance type, an ultrasonic type, a pneumatic type or the like may be used.Further, the position displaced in the insertion depth direction from the starting contact position of each insertion fitting portion is a position where a spring force can be applied, and the insertion and fitting of the first workpiece with the pressing force applied. Make it easier to do. A specific displaced position may be set arbitrarily. The larger the amount of displacement, the greater the bullet urging force, that is, the pressing force.
[0013]
A gripping means may be separated and guided and held with respect to the slider so as to be movable forward and backward, and an advance / retract rotation holding mechanism for rotatably supporting the gripping means may be provided. Any structure may be used as long as the header is slidable and rotatable with respect to the slider.
[0015]
【Example】
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to a workpiece inserting and assembling apparatus when assembling a transmission and a torque converter of an automatic transmission of an automobile.
[0016]
In FIG. 7, an output shaft 312 for the transmission side is rotatably supported in a transmission case 310 containing a gear type transmission (not shown) that automatically changes gears in conjunction with the fluid system of the torque converter. A converter housing 314 is attached to a side of the transmission case 310 connected to the engine EN, and enters the converter housing 314 with the torque converter TC gripped as shown in FIG. Inserted and assembled. An oil pump (not shown) is attached to one end side of the output shaft 312 in the transmission case 310 on the transmission side. A cylindrical boss 316 is formed at the center of the housing of the torque converter TC on the engine EN side, and is connected to the crankshaft of the engine. In the torque converter TC, for example, a known impeller of a known pump impeller and a turbine impeller are disposed facing each other in a donut-shaped case, and a stator impeller is disposed in the center. The pump impeller is directly connected to the crankshaft of the engine, and the turbine impeller is directly connected to the output shaft 312 and connected to the gear type transmission. As a result, the engine driving force rotates the pump impeller, rotates the turbine impeller by the internal fluid viscosity, and transmits torque to the output shaft 312.
[0017]
In the embodiment, three first, second, and third insertion fitting portions R, S, and T, each including a spline and a spline receiving cylinder, are provided between the torque converter TC and the output shaft 312. When the converter TC is gripped and mounted from the engine side, the torque converter TC is assembled to the transmission TM by matching the phases of these splines and the spline receiving cylinders and performing spline fitting. In this embodiment, the output shaft 312 that protrudes into the converter housing 314 is the second workpiece 14, and the torque converter TC that is inserted and fitted toward the output shaft 312 is the first workpiece 12.
[0018]
FIG. 1 is a front view of a cross section of a main part of a workpiece insertion and assembly apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof. In FIG. The main body 18 is fixed. The main body 18 supports a rail-like slider 22 that is long in the left-right direction in the drawing so as to move forward and backward in the left-right direction, and gripping means 24 that holds the torque converter TC on one end side (left-end side in the drawing) of the slider 22. Is connected.
[0019]
The workpiece inserting and assembling apparatus 10 includes an advancing / retracting means 20 for advancing and retracting the first workpiece 12 toward and away from the positioned second workpiece 14, and a line extending in the advancing / retreating direction of the first workpiece 12 relative to the second workpiece 14 as an axis. Rotating means 26 for rotating one of the workpieces around the axis, and the advancing / retreating means 20 is supported by the main body 18 so as to be able to advance and retract with respect to the second workpiece 14, and the slider 22. And gripping means 24 for gripping the first workpiece 12.
[0020]
In the figure, the main body 18 has a slider 22 in the Z-axis 500 direction (in the embodiment, the left-right direction and the longitudinal direction of the axis with the line extending in the advancing and retreating direction of the first work relative to the second work). A guide rail mechanism for guiding the slide movement is incorporated, and the slider 22 is smoothly guided and guided in the Z-axis direction. Further, in FIG. 2, a front / rear servo motor 28 is provided in the main body portion 18 in parallel with the side surface via a bending arm portion, and a reduction gear mechanism and a rack / pinion mechanism (not shown) provided in the main body portion 18 are provided. The slider 22 is slid by a predetermined amount of movement controlled numerically.
[0021]
Further, a cylindrical bearing is provided on the front side of the slider 22, that is, on the side of the torque converter TC serving as the first workpiece toward the output shaft 312 of the transmission serving as the second workpiece (hereinafter referred to as the front side). A base 30 is mounted and fixed. As shown by the broken line in FIG. 1, a rotary servo motor 32 is built in the slider 22, and the rotating shaft 34 enters the bearing hole of the bearing base 30 and the front end protrudes forward. In order to rotate the entire torque converter TC side excluding the bearing cylinder 46 from the broken line Y indicated by the upper arrow, the shaft is rotatably supported. In the embodiment, the advancing / retracting means 20 includes a front / rear servo motor 28, and the rotating means 26 includes a rotating servo motor 32.
[0022]
1 and 2, a stepped cylindrical rotary block 36 is fixed to the end of the rotary shaft 34 of the rotary servo motor 32, and rotates around the Z axis as the rotary shaft 34 rotates. A header portion 38 is provided so as to face the rotary block 36 with a predetermined interval H between the rotary block 36 and the rotary block 36. The header portion 38 is provided so as to rotate along with the rotation of the rotating block 36 and to slide in the Z-axis direction, that is, in the direction of the output shaft 312 of the transmission TM.
[0023]
As shown in FIG. 3, four support rods 40 are located on the front end face of the rotary block 36 at substantially the same radial position from the center and at substantially equiangular positions in the circumferential direction on the transmission (second work) side. It is fixed to project. Further, a coil spring 44 serving as an elastic urging means 42 is similarly attached toward the transmission side at a circumferential position which is an intermediate position between the support rods 40.
[0024]
In FIG. 1, a cylindrical bearing cylinder 46 is arranged on the transmission TM side of the rotary block 36 so as to face the rotary block 36. A plurality of bearings 48 are installed inside the bearing cylinder 46, and a cylindrical header body 39 is fitted and fixed to the inner ring side of the bearing 48 so as to be rotatable with respect to the bearing cylinder 46 on the outer peripheral side. is set up. Four rod holes 50 are bored in the axial direction of the cylinder at substantially equiangular positions in the circumferential direction of the header body 39.
[0025]
Further, linear motion bearings 52 are respectively installed in these holes 50, and the four support rods 40 on the rotary block 36 side are inserted so as to be slidably supported by the linear motion bearings 52. Has been. A stopper 54 is attached to the distal end side of these support rods 40 so that the header body 39 prevents the header body 39 from coming off at a predetermined separation position in the separation direction position from the rotary block 36.
[0026]
Further, as shown in the figure, a space H is disposed between the header body 39 and the surface facing the rotation block 36, and the space H is arranged between the header block 39 and the header body 39. A coil spring 44 is interposed between the blocks 36. As a result, the header main body 39 is supported by the support rod 40 while the required spring urging force is generated between the slider supporting the rotating block 36 and the gripping means 24 described later by the coil spring 44 as the bullet urging means 42. The header main body 39 is supported so as to be rotatable about the Z axis while maintaining the slidability while being slidably supported in the sliding direction of the shaft. This elastic urging means always rotates the gripping means of the torque converter in a state where a required pressing force is applied to the second workpiece side, so that reliable and quick spline fitting is realized. By configuring the bullet urging means with, for example, a spring, a pressing force corresponding to the degree of compression of the spring can be applied to the torque converter, and the pressing force is adjusted by the amount of advancement / retraction of the slider in the Z-axis direction. Therefore, the insertion speed and rotation speed can be easily adjusted for each work to be assembled.
[0027]
Thus, the advancing / retracting rotation holding mechanism 59 is configured to guide and hold the gripping means 24 to be described later so that the gripping means 24 can move forward and backward, and to support the gripping means 24 rotatably. Here, the forward / backward rotation holding mechanism 59 includes a linear motion bearing 52, a support rod 40, a bearing 48, and a header body 39. By this forward / backward rotation holding mechanism 59, the slider 22 and the gripping means 24 are held in a divided state, and the first workpiece is secondly rotated by a small amount of forward / backward movement operation so as to always be able to apply an elastic biasing force. A mechanism for inserting and fitting the workpiece can be realized.
[0028]
On the other hand, a hole 56 is bored toward the slider side at the center of the header body 39 on the second work side. A holed cylindrical block 60 for forming a positioning hole 58 of the torque converter TC is fitted and fixed in the hole 56. The boss portion 316 of the torque converter TC is fitted into the hole 58 so that the positioning is performed reliably.
[0029]
Further, a plate 66 is attached to the second work side of the header body 39. The edge portion of the plate 66 is provided with a projecting peripheral portion 68 for chamfering the torque converter, and abuts the torque converter TC on the outer edge side in a face-to-face manner to perform chamfering on the outer diameter side.
[0030]
The header body 39 has a vent hole 70, and a negative pressure driving motor (not shown) applies a negative pressure to the suction pad via an air hose 72 connected to the vent hole 70. It has become. A suction pad 74 communicating with the vent hole 70 is attached to the second workpiece side of the plate 66, and a torque converter TC as shown in FIG. Insert the side assembly. In the embodiment, the gripping means 24 includes the suction pad 74.
[0031]
1 and 2, a fitting position detecting mechanism 76 is provided over the main body 18, the slider 22, and the bearing cylinder 46. A base 78 made of a rectangular plate is attached to the upper surface of the support base 16. On the base 78, for example, a pneumatic brake device 82 is provided via a mounting bracket 80. A guide shaft 84 is provided so as to be able to move laterally in parallel with the slider 22 (that is, in the Z-axis direction) above the slider 22 through the brake chamber in the brake device 82. In a state where the brake is applied to the brake device 82, the guide shaft 84 is restrained to the main body 18, and when the brake is released by supplying air into the device, the main body 18 moves forward together with the slider 22 toward the second workpiece.
[0032]
In the figure, a bearing holder 86 is fixed on the upper surface side of the bearing base 30 of the slider 22 so as to cross the Z-axis direction, and supports a shaft arranged in the Z-axis direction. A bushing 88 is fitted into one bearing hole of the bearing holder 86 with a cylindrical portion protruding rearward and a flange portion disposed on the front side. A guide shaft 84 is passed through the bush 88 and is pivotally supported. As shown in FIGS. 2 and 5, a collar 89 is fixed to the guide shaft 84 so as to be in front of the bearing holder 86 and adjacent to the bush 88. As a result, when the brake of the brake device 82 is not applied, when the slider 22 moves forward to the second workpiece side, the collar 89 is pushed by the bearing holder 86 to move forward synchronously and move backward with respect to the second workpiece. It can move freely in the direction. Further, a collar 91 is fixed to the rear side (the direction side away from the second workpiece) of the bearing holder 86, and a coil spring 93 is interposed between the cylindrical end portion side of the bush 88 and the collar 91, A required urging force is applied between the bearing holder 86 and the guide shaft 84 to eliminate rattling, and the engaged state is reliably obtained.
[0033]
Further, a bracket 90 bent in an L shape is attached to the projecting end of the bearing holder 86 on the second workpiece side, and a proximity sensor 94 as a detecting means 92 is attached to the tip of the bracket 90. ing.
[0034]
On the other hand, in FIG. 1, a support projecting piece 96 projects upward from the upper surface side of the bearing tube 46 in which the header body 39 is housed. A rod 98 projects from the support projecting piece 96 toward the rear side. On the other hand, a hole is opened in the bearing holder 86 attached to the bearing stand 30, and the bush 100 is inserted into the hole. A rod 98 passes through the shaft hole at the center of the bush 100, so that the rod 98 can move relative to the bearing holder 86.
[0035]
In FIGS. 1 and 2, a detection object 102 (dog) as a detection target for pushing the sensor 94 is fixed at a substantially central position in the longitudinal direction of the rod 98. The detected object 102 is mounted so as to move relatively in parallel with the sensor 94, and moves with the movement in the Z-axis direction on the header body 39 side. Therefore, the movement position of the header body 39 with respect to the second workpiece Is detected by the sensor 94. Then, the advancing / retreating means 20 causes the detecting means 92 itself as a sensor to move forward synchronously to the second work 14 side in conjunction with the forward movement of the torque converter TC as the first work, and this detecting means 92 at any reference position. Is fixed, and the linkage between the detecting means 92 and the first work 12 is released and only the first work is moved forward and backward in a state where the elastic urging force is applied. Let the meeting take place in a short time. By such a fitting position detection mechanism 76, it is only necessary to design the control of the servo mechanism including each servo motor with only the parameter of the position of the first work with respect to the second work, thereby realizing reduction in design time and efficiency. In addition, the number of servo motors that drive the forward / backward movement with respect to the second workpiece side can be realized by only one. Therefore, the entire apparatus only needs to be moved back and forth on the basis of a single shaft, and therefore, the shaft, the bearing, and the drive mechanism are not moved in a state of being placed on the table, and are integrated. A device can be realized with a single structure. In addition, since the drive portion needs only one servomotor as the advancing / retreating means, the weight is greatly reduced, and at the same time, the size of the apparatus is greatly reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
[0036]
In the figure, reference numeral 104 denotes a control panel of a control unit that performs overall control of the servo mechanism. The control unit detects the position in the depth direction of the header main body 39 that supports the gripping means 24 by the detection means, and corresponds to the presence or absence of the fitting of the first and second workpieces at the set detection reference position, The front and rear and rotary servomotors 28 and 32 are controlled to be interlocked as necessary.
[0037]
In the embodiment, the detection reference position of the detection means 92 corresponding to the insertion fitting portions R, S, T is more than the starting contact position of each insertion fitting portion (the first contact position of each fitting portion). It is set at the position moved in the insertion depth direction. As a result, the first work 12 is elastically pressed against the second work 14, that is, the state in which the first work 12 is elastically pressed when the insertion operation is performed by the rotation of the torque converter in each insertion fitting portion and the forward and backward movement. Since spline phase matching is performed while rotating at, phase matching can be generated in a short time.
[0038]
Further, as described above, the advancing / retracting means 20 includes the slider 22 that is supported by the main body 18 so as to be able to advance and retreat, and the gripping means 24 that is connected to the slider 22 and grips the first work 12. Since the spring 22 is provided with a spring urging means 42 that provides a required spring urging force between the slider 22 and the gripping means 24, the first work is applied to the second work while always providing a resilient pressing action. Unlike the case where the front and rear positions in the insertion depth direction are set only by the contact position and the positions of both workpieces are fixed at that position and one of the workpieces is rotated in that state, the phase is different. If they match, they will always be fitted together without swinging, so that phase alignment and fitting can be performed smoothly and reliably. It becomes possible to significantly reduce the cycle time of the work.
[0039]
Next, based on FIG. 6 thru | or FIG. 14, the effect | action of the workpiece insertion / assembly apparatus is demonstrated, also showing the insertion / assembly method of the workpiece | work which concerns on an Example. In FIG. 6, in a state where the torque converter TC is sucked and held by the suction pad 74, the torque converter TC is entered into the converter housing 314 in which the second workpiece is accommodated, and the spline meshing cylinder on the torque converter TC side in the first fitting portion R. The state which is contacting in the first contact position of the side and the output shaft 312 of the transmission is shown. From this state, one of the workpieces (the first workpiece in this embodiment) is held in a state where the first workpiece is always pressed against the second workpiece by the elastic biasing means 42 at each insertion fitting portion with the required pressing force. Rotate to ensure spline phasing and mating. FIG. 7 shows a state where the first, second, and third insertion fitting portions R, S, and T are fitted and insertion assembly is completed.
[0040]
The transmission TM as the second workpiece 14 is transported to the insertion assembly position by a conveyor (not shown) and positioned. On the other hand, the workpiece inserting and assembling apparatus 10 is disposed at a position facing the transmission TM, and is set so that the slider 22 moves forward and backward toward the transmission. Then, for example, the torque converter TC for assembly is lowered by the robot from above the insertion assembly apparatus 10, and this is sucked and held by the suction pad 74 of the apparatus 10. At this time, air is supplied to the brake device 82 to release the lock, and the guide shaft 84 moves with the advance / retreat movement of the slider 22.
[0041]
In FIG. 13, the slider 22 is in a converged position on the main body 18 side as shown in FIG. 8 in a state where the torque converter TC is attracted and held in step S1. From this state, the slider 22 advances to the second workpiece side in step S2 as shown in FIG. 9, and the torque converter TC and the output shaft 312 of the transmission TM come into contact with each other at the first contact position of the first insertion fitting portion R. At this time, the guide shaft 84 is pushed by the slider 22, and the sensor 94 and the detection target 102 are also moved forward in synchronization. Then, when the torque converter further advances from the contact position in step S3, the spring 44 as the elastic biasing means 42 is compressed, and the torque converter TC is moved by the spring constant and the moving distance of TC in the compression direction via the gripping means 24. Press with the determined pressing force. In step S4, the sensor 94 detects a predetermined detection reference position in which the spring is compressed, stops the air supply to the brake device 82 to apply the brake (FIG. 10), and restrains the guide shaft 84, the guide shaft 84 84 is restrained by the main body 18 and stops at an absolute distance from the main body. In step S5, when the slider 22 is retracted by an appropriate distance from this state, the slider 22 and the gripping means 24 are retracted while the sensor 94 is stopped at the absolute distance position. Next, in step S6, the rotary block 36 is rotated to rotate the torque converter TC via the header body 39. Then, in step S7, the slider 22 is advanced, and the torque converter is moved back and forth while rotating in a state where it is pressed against the second workpiece side by applying an elastic biasing force at the first contact position R1 in the first insertion fitting portion R. Move. As a result, the torque converter TC as the first workpiece is free from slipping, the spline phase is surely matched at the closest phase matching point, and is inserted and fitted. Thus, when the sensor 94 that has been separated by the spring compression in step S8 and the detection target 102 come close again, the sensor detects the fitting state in the first-stage insertion fitting portion.
[0042]
When the fitting is performed at the first insertion fitting portion R, the forward / backward movement of the slider 22 and the rotation of the header body 39, that is, the suction pad 74 are stopped in step 9, and air is supplied to the brake device 82 in step 10 to And the guide shaft 84 is released from the restraint of the main body 18. As a result, the sensor 94 again follows the movement of the slider. In step 11, rotation of the header body 39 is started.
[0043]
When moving from the fitting state of the first-stage insertion fitting portion toward the second insertion fitting portion, the slider 22 moves forward in step 12 and contacts at the start contact position S1 of the second step. When the slider further advances in step 13, the spring 44 is compressed to generate a bullet urging force, and the pressing state is obtained. In step 14, the air supply of the brake device 82 is stopped at the detection reference position in the second insertion fitting portion, the air lock is applied, the sensor is restrained by the main body portion 18, and the sensor 94 is stopped and held at the absolute distance position. . In this state, the slider 22 is moved back and forth in step 15, and the torque converter TC as the first workpiece is inserted into the transmission TM as the second workpiece by a required pressing force and / or rotation. The sensors detect the fitting state of the second insertion fitting portion S in step 16 by matching the phases. Thus, the operation | movement which goes to the insertion fitting part T from a 2nd step to a 3rd step performs the same operation | movement as said step S9 to S15.
[0044]
When the third-stage insertion fitting portion T is fitted in step 17, the slider 22 stops moving back and forth in step 18 and the header body 39 also stops rotating. In step 19, air is supplied to the brake device 82 to release the air lock, the guide shaft 84 is released from the restraint of the main body 18, and the negative pressure of the suction pad 74 is released in step 20 to grasp the torque converter. Is released and the vehicle moves backward (step 21) to wait for the gripping process of the torque converter TC as the next first workpiece. FIG. 12 schematically shows the operation during this time.
[0045]
In this way, as a method for inserting and assembling the workpiece, the slider that moves forward and backward with respect to the positioned second workpiece is moved, and the gripping means that holds the first workpiece is attached to the slider with the required elasticity. In a state where the force is applied and connected, and the elastic biasing force is applied, the first work is moved forward and backward with respect to the second work and the second work is rotated around the axis with the advance / retreat direction as the axis. On the other hand, it is given as a work assembling method for assembling the first work.
[0046]
In addition, the detection means is moved in the same direction as the first workpiece in synchronization with the advance of the first workpiece in the second workpiece direction, and a plurality of stages provided in the insertion depth direction of the first and second workpieces are provided. The detection reference position of each insertion fitting portion may be set at the initial contact position of each insertion fitting portion or a position near the position. Then, with only the detection means being stopped at the reference position, only the first work is moved forward and backward, and the first work is moved forward and stopped in the same direction as the first work while rotating the first work. You may make it assemble to. The work can be applied not only to the configuration of the embodiment but also to work of assembling the work on other precision machines, automobiles, ships, steel, and other production lines.
[0047]
The workpiece inserting and assembling apparatus and method according to the present invention are not limited to the configuration of the above-described embodiment, and may be modified arbitrarily without departing from the essence of the invention described in the claims. good.
[0048]
【The invention's effect】
  As described above, according to the workpiece insertion and assembly device of the present invention, the workpiece insertion and assembly device inserts and assembles the first workpiece into the positioned second workpiece, and is directed to the second workpiece side. Advancing / retreating means for advancing / retreating the first work; and rotating means for rotating any work around the axis with a line extending in the advancing / retreating movement direction of the first work relative to the second work as an axis. Is a slider that is supported by the main body so as to be able to advance and retreat with respect to the second workpiece, a gripping means that is connected to the slider and grips the first workpiece, and gives a required elastic urging force between the slider and the gripping means. A detecting means for detecting whether or not the insertion fitting portion is fitted, the first and second workpieces having insertion fitting portions that fit together in the insertion depth direction. The advance / retreat means comprises a front After inserting the fitting portion is to advance the first workpiece to the second workpiece to a position abutting each other, to said detecting means detects the engagement of the insertion fitting portion, to move back and forth the first workpieceThe detecting means itself is synchronously advanced to the second work side in conjunction with the forward movement of the first workpiece by the advance / retreat means, and is displaced more in the insertion depth direction than the starting position of each insertion fitting portion. There is provided a fitting position detecting mechanism that fixes the detecting means at the position where the detecting means and the first work are released to move only the first work forward and backward.Therefore, the insertion and assembly conditions can be set only by adjusting the impact force and adjusting the slider movement amount, and it is compatible with models regardless of the type and type of work, and the fitting depth and other assembly conditions can be adjusted. It is possible to easily set conditions for different workpieces and to reduce the manufacturing cost significantly by making the entire apparatus light and compact. In addition, since the phases can be reliably matched and fitted at the closest phase matching point, the time from insertion to fitting is extremely short, and the insertion fitting operation can be performed smoothly, and the cycle time in the assembly process is reduced. The overall work assembly work time can be greatly shortened. Furthermore, conditions can be easily set, and at the same time, a reduction in size and weight can be realized. As a result, the operational reliability and positioning accuracy can be greatly improved.
[0049]
  Further, in conjunction with the forward movement of the first work by the advance / retreat means, the detection means itself is synchronously advanced to the second work side,Position displaced in the insertion depth direction from the starting position of each insertion fittingThe position of the first work relative to the second work is provided by fixing the detection means and releasing a linkage between the detection means and the first work and moving only the first work forward and backward. Since it is only necessary to design the control of the servo mechanism including each servo motor only with parameters, not only the design time is shortened and the efficiency is realized, but also, for example, when using a spring as a spring force, it corresponds to the spring constant The spring force can be adjusted only by selecting the spring to be moved and the amount of forward / backward movement, and the insertion speed and rotational speed can be set flexibly according to this, so it can be quickly set to various conditions that vary depending on the workpiece model. Start-up time can be greatly reduced. Furthermore, the servo motor that drives the forward / backward movement with respect to the second workpiece side can be realized with only one, so the entire device can be configured to move back and forth based on a single axis, making the device lighter and more compact. Can be embodied.Further, the detection reference position of the detection means corresponding to the insertion fitting portion stops and holds the detection means at a position displaced more in the insertion depth direction than the starting contact position of each insertion fitting portion, and moves the slider back and forth. Since the insertion / fitting operation is performed by moving it, a mechanism of elastic urging force can be realized, and the effectiveness of phase alignment and fitting can be maintained reliably and quickly.
[0050]
Further, the gripping means is separated and guided and held with respect to the slider so as to be movable forward and backward, and an advancement / retraction rotation holding mechanism for rotatably supporting the gripping means is provided to drive forward / backward movement with respect to the second workpiece side. Servo motors can be realized with only one unit. Therefore, the entire device can realize a mechanism that can be moved back and forth based on a single axis. As a result, the entire device can be realized with a single unitary structure. it can. In addition, since the drive portion needs only one servomotor as the advancing / retreating means, the weight is greatly reduced, and at the same time, the size of the apparatus is greatly reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
[0052]
  Further, according to the workpiece insertion / assembly method of the present invention, the gripping means for gripping the first workpiece is placed between the slider and the slider that moves forward and backward with respect to the positioned second workpiece. In a state where the urging force is applied and the elastic urging force is applied, the first workpiece is moved forward and backward with respect to the second workpiece and the second workpiece is rotated around the axis with the advance / retreat direction as the axis. The first workpiece is assembled to the first and second workpieces, and the first and second workpieces have insertion fitting portions that fit together in the insertion depth direction, and the first workpiece is moved to a position where the insertion fitting portions contact each other. After advancing to the second workpiece, the first workpiece is moved back and forth until the detecting means for detecting whether or not the insertion fitting portion is fitted detects the fitting of the insertion fitting portion.The detection means itself is synchronously advanced to the second workpiece side in linkage with the forward movement of the first workpiece, and at the position displaced in the insertion depth direction from the starting contact position of each insertion fitting portion. The detection means is fixed, the linkage between the detection means and the first workpiece is released, and only the first workpiece is moved forward and backward.Therefore, it is possible to set insertion assembly conditions only by adjusting the impact force and setting the slider movement amount, and it has a lot of compatibility with the model regardless of the type and type of workpiece, and the fitting depth and other assembly conditions Can easily set conditions for workpieces with different In addition, since the phases can be reliably matched and fitted at the closest phase matching point, the time from insertion to fitting is extremely short, and the insertion fitting operation can be performed smoothly, and the cycle time in the assembly process is reduced. The overall work assembly work time can be greatly shortened.Further, the detection reference position of the detection means corresponding to the insertion fitting portion stops and holds the detection means at a position displaced more in the insertion depth direction than the starting contact position of each insertion fitting portion, and moves the slider back and forth. Since the insertion / fitting operation is performed by moving it, it is possible to maintain the effectiveness of phasing and fitting with certainty and quickness by the elastic biasing force.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional front view of a main part of a workpiece insertion and assembly apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view thereof.
3 is a cross-sectional view showing only an end surface taken along line AA of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing only an end face of the header main body portion as viewed from the torque converter side.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a main part partially cutaway along the line BB in FIG. 2;
FIG. 6 is an enlarged explanatory view of a main part broken in a state in which the first insertion fitting part is in contact with the output shaft of the torque converter at the first contact position.
FIG. 7 is an enlarged explanatory view of a principal part in a state where all insertion fitting parts are fitted to the output shaft of the torque converter.
FIG. 8 is an operation explanatory view of a workpiece insertion and assembly apparatus.
FIG. 9 is an operation explanatory view of the workpiece insertion and assembly apparatus.
FIG. 10 is an operation explanatory diagram of a workpiece insertion and assembly apparatus.
FIG. 11 is an operation explanatory view of the workpiece insertion / assembly apparatus.
FIG. 12 is a schematic action explanatory diagram of the operation of the workpiece insertion and assembling apparatus.
FIG. 13 is a flowchart of an insertion / assembly operation of the workpiece insertion / assembly apparatus.
FIG. 14 is a flowchart of the insertion / assembly operation of the workpiece insertion / assembly apparatus.
[Explanation of symbols]
10 Workpiece insertion and assembly device
12 First work
14 Second work
18 Body
20 Advance / Retreat means
22 Slider
24 Grasping means
26 Rotating means
28 Front and rear servo motors
32 Rotation servo motor
38 Header
42 bullet energizing means
44 Coil spring
59 Advance / Reverse Rotation Holding Mechanism
74 Suction pad
76 Fitting position detection mechanism
82 Brake device
84 Guide shaft
92 Detection means
102 Object to be detected
312 Output shaft
TC torque converter
TM transmission
R 1st insertion fitting part
S 2nd insertion fitting part
T Third insertion fitting
H interval

Claims

位置決めされた第２ワークへ第１ワークを挿入組付するワークの挿入組付装置であって、
前記第２ワーク側へ第１ワークを進退させる進退手段と、
該第２ワークに対する第１ワークの進退移動方向へ延びる線を軸線として該軸線回りにいずれかのワークを回転させる回転手段と、を有し、
前記進退手段は、本体部により第２ワークに対して進退自在に支持されたスライダと、該スライダに接続され第１ワークを把持する把持手段と、これらスライダと把持手段間に所要の弾発付勢力を与える弾発付勢手段と、を備え、
前記第１、第２ワークは挿入深さ方向において互いに嵌合する挿入嵌合部を有し、
前記挿入嵌合部の嵌合の有無を検出する検出手段を備え、
前記進退手段は、前記挿入嵌合部が互いに当接する位置まで前記第１ワークを前記第２ワークへ前進させた後、前記検出手段が前記挿入嵌合部の嵌合を検出するまで、前記第１ワークを前後動させ、
前記進退手段による前記第１ワークの前進移動に連係させて前記検出手段自体を第２ワーク側へ同期前進させるとともに、各挿入嵌合部の始め当り位置よりもより挿入深さ方向に変位させた位置において該検出手段を固定させ、同検出手段と第１ワークとの連係を解除させて第１ワークのみを進退移動させる嵌合位置検出機構が設けられてなることを特徴とするワークの挿入組付装置。A workpiece insertion and assembly device for inserting and assembling a first workpiece into a positioned second workpiece,
Advancing and retracting means for advancing and retracting the first workpiece toward and away from the second workpiece;
Rotating means for rotating any work around the axis with a line extending in the forward / backward movement direction of the first work relative to the second work as an axis,
The advancing / retreating means includes a slider supported by the main body so as to be movable back and forth with respect to the second work, a gripping means connected to the slider for gripping the first work, and a required elastic impact between the slider and the gripping means A bullet urging means for giving power,
The first and second workpieces have insertion fitting portions that fit together in the insertion depth direction,
A detecting means for detecting whether or not the insertion fitting portion is fitted;
The advancement / retraction means advances the first work to the second work until the insertion fitting part comes into contact with each other, and then the detection means detects the fitting of the insertion fitting part. Move one workpiece back and forth ,
In conjunction with the forward movement of the first workpiece by the advance / retreat means, the detection means itself is synchronously advanced to the second workpiece side, and is displaced more in the insertion depth direction than the starting position of each insertion fitting portion. A workpiece insertion set comprising: a fitting position detection mechanism for fixing the detection means at a position, releasing the linkage between the detection means and the first workpiece, and moving only the first workpiece forward and backward. Attached equipment.

前記把持手段を離隔させて前記スライダに対して進退移動自在に案内保持するとともに、該把持手段を回転自在に支持する進退回転保持機構を備えてなる請求項１記載のワークの挿入組付装置。It said gripping means is spaced well as forward and backward movably guided held against the slider, made comprise a reciprocating rotary holding mechanism for rotatably supporting the gripping means according to claim 1 inserted assembly device of a work description.

位置決めされた第２ワークに対して進退自在に移動するスライダに、第１ワークを把持する把持手段をスライダとの間に所要の弾発付勢力を与えるようにして接続させ、弾発付勢力を付加させた状態で、第１ワークを第２ワークに対して進退させつつ進退方向を軸線としていずれかのワークを軸回り方向に回転させながら第２ワークに対して第１ワークを組み付けるワークの挿入組付方法であって、
前記第１、第２ワークは挿入深さ方向において互いに嵌合する挿入嵌合部を有し、
前記挿入嵌合部が互いに当接する位置まで前記第１ワークを前記第２ワークへ前進させた後、前記挿入嵌合部の嵌合の有無を検出する検出手段が前記挿入嵌合部の嵌合を検出するまで、前記第１ワークを前後動させ、
前記第１ワークの前進移動に連係させて前記検出手段自体を第２ワーク側へ同期前進させるとともに、各挿入嵌合部の始め当り位置よりもより挿入深さ方向に変位させた位置において該検出手段を固定させ、同検出手段と第１ワークとの連係を解除させて第１ワークのみを進退移動させることを特徴とするワークの挿入組付方法。Gripping means for holding the first workpiece is connected to the slider that moves forward and backward with respect to the positioned second workpiece so as to give the required bullet urging force between the slider and the slider. Inserting a work for assembling the first work with respect to the second work while rotating any work around the axis with the advance / retreat direction as the axis while moving the first work forward and backward with respect to the second work. An assembly method,
The first and second workpieces have insertion fitting portions that fit together in the insertion depth direction,
After the first work is advanced to the second work to a position where the insertion fitting parts come into contact with each other, detection means for detecting whether or not the insertion fitting part is fitted is fitted to the insertion fitting part. until it detects, by longitudinal movement of the first workpiece,
In conjunction with the forward movement of the first workpiece, the detection means itself is synchronously advanced to the second workpiece side, and the detection is performed at a position displaced in the insertion depth direction from the starting position of each insertion fitting portion. A work insertion and assembly method characterized in that the means is fixed, the linkage between the detection means and the first work is released, and only the first work is moved forward and backward .