JP4307941B2 - Assembly processing apparatus and assembly processing system using the same - Google Patents
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Description
本発明は、ＮＣ制御を利用して所定のワークにねじ締めや圧入等の所定の処理を施すための組立加工装置に関し、例えば、好ましくは、自動車製造設備における様々な部材の組み立て工程において用いられる組立加工装置に関するものである。 The present invention relates to an assembly processing apparatus for performing predetermined processing such as screw tightening and press-fitting on a predetermined workpiece using NC control. For example, the present invention is preferably used in an assembly process of various members in an automobile manufacturing facility. The present invention relates to an assembly processing apparatus.
図１は、従来の組立加工装置の概略を示す図である。この組立加工装置では以下のような処理が行われていた。なお、単一の組立加工装置をステーションと呼ぶこともある。 FIG. 1 is a diagram showing an outline of a conventional assembly processing apparatus. In this assembly processing apparatus, the following processing has been performed. A single assembling apparatus may be called a station.
つまり、図１に示されるようにワーク１はワーク搬送装置４（搬送方向はＸ軸方向とする）に乗せられて、所定の処理作業が行われる組立加工装置１０に運ばれてくる。組立加工装置１０内に運ばれてきたワーク１はパレット位置決め装置３によってワーク搬送装置５から外されてヘッド２による加工の準備がなされる。なお、ワーク搬送装置４からワーク１を外すためにはパレット位置決め装置３はＺ方向に多少昇降するような機構となっている。
That is, as shown in FIG. 1, the
組立加工装置は複数集合して図示しない組立加工システムを構成する。１つの組立加工装置１０は、ＸＹＺ方向（上下横方向）に移動可能な、ワークの上面について作業するヘッドを有する。また、別の組立加工装置１０は、ワークの側面を作業するためのヘッドを備えている。少なくとも、ワーク側面を処理するヘッドを有する各組立加工装置間には、図示しないターンテーブルが設置されており、これによって処理すべきワーク側面を変えるようにしている。そして、ワーク各面に対してねじ締めや圧入等の作業を行うことになる。
A plurality of assembly processing apparatuses are assembled to form an assembly processing system (not shown). One assembling
このような組立加工装置では、ワークに複数のねじ穴等の作業部分が存在する場合、ワーク上面については、ヘッドはＸＹ両方向に移動し、そのねじ穴に位置決めを行いながらねじ締め作業を行っている。また、ワーク側面については、ヘッドをＺ方向にも移動させ、側面にあるねじ穴に位置決めを行いながらねじ締め作業を行っている。さらに、この側面の処理は、各側面（４面）ごとに異なるステーションで行われている。 In such an assembly processing apparatus, when a work part such as a plurality of screw holes exists in the work, the head moves in both X and Y directions on the work upper surface, and the screw tightening work is performed while positioning the screw holes. Yes. On the side surface of the workpiece, the head is also moved in the Z direction, and the screw tightening operation is performed while positioning the screw hole on the side surface. Further, the processing of this side surface is performed at a different station for each side surface (four surfaces).
例えば、特開平７−１２６７号公報には、Ｙ及びＺ軸方向に移動可能で、ＸＺ平面で旋回可能なヘッドと、ワークを回転させてＸ軸方向に移動可能ならしめるターンテーブル装置を有する工作機械が開示されている。なお、Ｚ軸方向への昇降機構についての開示はない。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-1267 discloses a machine having a head that can move in the Y and Z axis directions and that can turn in the XZ plane, and a turntable device that can move the workpiece in the X axis direction by rotating the workpiece. A machine is disclosed. There is no disclosure about a lifting mechanism in the Z-axis direction.
また、例えば、特開平５−２７７６１３号公報には、ターンテーブル装置でワークを回転・昇降させて、水平方向からリベット締めを行う装置が開示されている。 Further, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-277613 discloses an apparatus that performs riveting from the horizontal direction by rotating and elevating a workpiece with a turntable device.
そして、例えば、特開２００１−１６２４６２号公報には、垂直方向からＸＹテーブルユニットに搭載されたヘッドでワークの増締めを行う作業装置が開示されている。ターンテーブルはあるが昇降はしない。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-162462 discloses a working apparatus that tightens a workpiece with a head mounted on an XY table unit from the vertical direction. There is a turntable but it does not move up and down.
さらに、例えば、実用新案登録第２５１６８３５号公報には、ＸＹＺ軸方向に移動可能なロボットによりワーク上面の作業を行う組立装置が開示されている。ワークは一方向にのみ移動可能である。
しかしながら、上述の従来の組立加工装置を用いてワークにねじ締め等の作業を施す場合、ヘッドとしてＸＹＺの３方向に移動できるようなＸＹＺ３軸ロボットが必要であるため、組立加工装置が大型になる傾向があるという問題点を有している。 However, when a work such as screw tightening is performed on the workpiece using the above-described conventional assembly processing apparatus, an XYZ three-axis robot that can move in three directions of XYZ is required as a head, so that the assembly processing apparatus becomes large. There is a problem that there is a tendency.
また、上述のようにワークの各側面（４面）の処理について、別々のステーションで行わなければならないため、組立加工装置全体が大掛かりになり、コストアップの要因となっていた。 In addition, as described above, the processing of each side surface (four surfaces) of the work must be performed at different stations, so that the entire assembly processing apparatus becomes large and causes an increase in cost.
例えば、特開平７−１２６７号公報に記載の工作機械は、ワークを超高精度に加工するものに関し、前述のようにヘッド部はＹＺ軸方向に移動し、かつ旋回させているので、ヘッドの動作が複雑となってしまうという欠点がある。 For example, the machine tool described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-1267 relates to a machine that processes a workpiece with extremely high accuracy. As described above, the head portion moves and swivels in the YZ-axis direction. There is a disadvantage that the operation becomes complicated.
また、特開平６−２７７６１３号公報に記載のリベット締め機は、ワーク側面に対する作業には対応できるがワーク上面に対する作業には対応できないので、組立加工システムを構築した場合には設備規模が大きくなってしまうという欠点がある。 Further, the riveting machine described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-277613 can cope with the work on the side surface of the work but cannot deal with the work on the upper surface of the work. Therefore, when an assembly processing system is constructed, the equipment scale becomes large. There is a disadvantage that it ends up.
そして、特開２００１ー１６２４６２号公報に記載の装置も、ワーク上面に対する作業には対応できず、設備規模が大きくなってしまうという同様の欠点を有する。 The apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-162462 also has the same disadvantage that it cannot cope with the work on the upper surface of the workpiece and the equipment scale becomes large.
さらに、実用新案登録２５１６８３５号公報に記載の組み立て用ロボットは、典型的な上方からのＸＹＺ軸の組立ロボットに関し、各ロボット（ヘッド）の独立動作ができないので、組立加工時間が長く掛かり過ぎるという欠点があり、特に短いタクトタイムが要求される設備には不適である。また、ヘッドがＸＹ軸方向に動くように制御されるので装置の構造が複雑になるという欠点もある。また、この組立ロボットでは、側面ヘッドは固定であるので、作業の自由度が少ないという欠点もある。 Furthermore, the assembly robot described in Utility Model Registration No. 2516835 is related to a typical XYZ-axis assembly robot from above, and each robot (head) cannot be operated independently, so that the assembly processing time is too long. In particular, it is not suitable for facilities that require a short tact time. Further, since the head is controlled so as to move in the XY axis directions, there is a disadvantage that the structure of the apparatus becomes complicated. In addition, this assembly robot has a drawback in that the side head is fixed and the degree of freedom of work is small.
本願発明は上記問題点を鑑みて為されたものであり、１つの組立加工装置（ステーション）でワークの上面及び４側面を含む５面の全ての位置に加工処理を施すことができ、かつより廉価で、タクトタイムの短い組立加工装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to perform processing on all positions on the five surfaces including the upper surface and the four side surfaces of the workpiece with one assembly processing apparatus (station), and more. An object of the present invention is to provide an assembly processing apparatus that is inexpensive and has a short tact time.
上記の問題を解決するために、本発明による組立加工装置は、ワークに対して所定の処理を施すための組立加工装置であって、前記ワークの上面を加工処理する第１ヘッド部と、前記ワークの側面を加工処理する第２ヘッド部と、を有するヘッド手段と、前記ワークが配置されるテーブルと、前記テーブルを上下方向であるＺ軸方向回りに回転させる回転手段と、前記テーブルを前記Ｚ軸方向に昇降する昇降手段と、前記ヘッド手段を移動させる移動手段と、前記回転手段、前記昇降手段及び前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、前記移動手段は、前記ヘッド手段を、水平方向であって互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向のうち、Ｙ軸方向にのみ移動し、前記制御手段は、前記ワークの前記上面を加工処理するとき、前記上面のターゲット位置と前記第１ヘッド部との前記Ｘ軸方向の位置合わせを、前記回転手段により前記テーブルを回転させることにより行い、前記Ｙ軸方向の位置あわせを、前記移動手段により前記ヘッド手段を移動させることにより行い、前記ワークの前記側面を加工処理するとき、前記回転手段により前記テーブルを回転させることにより、加工処理対象となる前記側面を前記第２ヘッド部に向かせ、前記側面のターゲット位置と前記第２ヘッド部との前記Ｚ軸方向の位置合わせを、前記昇降手段により前記テーブルを昇降することにより行い、前記Ｙ軸方向の位置あわせを、前記移動手段により前記ヘッド手段を移動させることにより行うことを特徴とする。 In order to solve the above problems, an assembling apparatus according to the present invention is an assembling apparatus for performing a predetermined process on a work , and includes a first head section that processes the upper surface of the work, said head unit, a table for the workpiece is arranged a rotating means for rotating the table in the Z-axis direction around a vertical direction, the table having a second head unit for processing the side surface of the workpiece, the Elevating means for elevating in the Z-axis direction, moving means for moving the head means, and control means for controlling the rotating means, the elevating means and the moving means, and the moving means includes the head means. The X-axis direction and the Y-axis direction, which are horizontal and orthogonal to each other, move only in the Y-axis direction, and when the control means processes the upper surface of the workpiece, The X axis direction alignment between the get position and the first head portion is performed by rotating the table by the rotating means, and the Y axis direction alignment is moved by the moving means. When the side surface of the workpiece is processed, the table is rotated by the rotating means so that the side surface to be processed is directed to the second head portion, and the target position of the side surface And the second head portion are aligned in the Z-axis direction by moving the table up and down by the elevating means, and the Y-axis direction alignment is moved by the moving means. It is characterized by performing by.
また、本発明による組立加工システムは、ワークに対して所定の処理を施すための組立加工装置が複数組み合わされて構成される組立加工システムであって、各々の前記組立加工装置が、前記ワークの上面を加工処理する第１ヘッド部と、前記ワークの側面を加工処理する第２ヘッド部と、を有するヘッド手段と、前記ワークが配置されるテーブルと、前記テーブルを上下方向であるＺ軸方向回りに回転させる回転手段と、前記テーブルを前記Ｚ軸方向に昇降する昇降手段と、前記ヘッド手段を移動させる移動手段と、前記回転手段、前記昇降手段及び前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、前記移動手段は、前記ヘッド手段を、水平方向であって互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向のうち、Ｙ軸方向にのみ移動し、前記制御手段は、前記ワークの前記上面を加工処理するとき、前記上面のターゲット位置と前記第１ヘッド部との前記Ｘ軸方向の位置合わせを、前記回転手段により前記テーブルを回転させることにより行い、前記Ｙ軸方向の位置あわせを、前記移動手段により前記ヘッド手段を移動させることにより行い、前記ワークの前記側面を加工処理するとき、前記回転手段により前記テーブルを回転させることにより、加工処理対象となる前記側面を前記第２ヘッド部に向かせ、前記側面のターゲット位置と前記第２ヘッド部との前記Ｚ軸方向の位置合わせを、前記昇降手段により前記テーブルを昇降することにより行い、前記Ｙ軸方向の位置あわせを、前記移動手段により前記ヘッド手段を移動させることにより行い、複数の前記組立加工装置は、前記Ｘ軸方向に配設され、かつ、それぞれ異なる加工処理を行い、前記組立加工システムは、前記組立加工装置間で前記ワークを前記Ｘ軸方向に搬送する搬送装置を備えたことを特徴とする。 An assembly processing system according to the present invention is an assembly processing system configured by combining a plurality of assembly processing apparatuses for performing a predetermined process on a workpiece, and each of the assembly processing apparatuses includes Head means having a first head portion for processing the upper surface and a second head portion for processing the side surface of the workpiece, a table on which the workpiece is arranged, and the Z-axis direction that is the vertical direction of the table Rotating means for rotating around, elevating means for elevating and lowering the table in the Z-axis direction, moving means for moving the head means, control means for controlling the rotating means, elevating means and moving means, The moving means moves the head means only in the Y-axis direction out of the X-axis direction and the Y-axis direction which are horizontal and orthogonal to each other, and the control means When processing the upper surface of the workpiece, alignment of the target position of the upper surface and the first head portion in the X-axis direction is performed by rotating the table by the rotating means, and the Y-axis direction Is adjusted by moving the head means by the moving means, and when processing the side surface of the workpiece, the table to be processed is rotated by rotating the table by the rotating means. The Z-axis direction alignment between the target position of the side surface and the second head part is performed by moving the table up and down by the elevating means, and the position in the Y-axis direction. The moving means is used to move the head means, and a plurality of the assembly processing devices are arranged in the X-axis direction. It is disposed, and performs different processing respectively, the assembly processing system is characterized by comprising a conveying device for conveying the workpieces between the assembly processing apparatus to the X-axis direction.
本願発明によれば、１つの組立加工装置（ステーション）でワークの上面及び４側面を含む５面の全ての位置に加工処理を施すことができ、かつより廉価で、タクトタイムの短い組立加工装置を提供することができる。 According to the present invention, a single assembling apparatus (station) can perform processing on all positions of the five surfaces including the upper surface and four side surfaces of the workpiece, and is an inexpensive and short assembling apparatus. Can be provided.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図２は、本発明に係る組立加工装置１００を複数結合させて構成させた組立加工システムを示している。この組立加工システムにおいて、例えば、組立加工装置１００ａはワークにボールを圧入する処理を施し、組立装置１００ｂはワークにタイプＡのプラグを締め付ける処理を施す。また、組立装置１００ｃはワークにタイプＢのプラグを締め付ける処理を施し、組立装置１００ｄはワークにピンを圧入する処理を施している。当然のことではあるが、この組み合わせは単なる例示であり、図２の組み合わせに限定されるものではなく、ワークの種類や処理又は作業の種類によって組み合わせは如何なるものであってもよい。
FIG. 2 shows an assembly processing system in which a plurality of
図３は、本発明による組立加工装置１００の正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）、上面図（Ｃ）、及びワーク受け部材７０と上面ヘッド２０を示す図（Ｄ）である。
FIG. 3 is a front view (A), a side view (B), a top view (C), and a view (D) showing the
本発明による組立加工装置１００は、ワーク１の上面に加工を行うための上面ヘッド２０と、ワーク１の側面に加工を行うための側面ヘッド３０と、パレット位置決め手段を兼ねており、ワーク１をＸＹ平面内（Ｗ軸）で回転させる機能を有しているターンテーブル４０と、ターンテーブル上に配置されたワーク１を上下方向（Ｚ軸方向）に昇降させるための昇降装置５０と、を備えている。
The
図３Ａにおいて、Ｘ軸方向はワーク１の搬送方向であり、例えば紙面左側からワーク１が搬送装置４によって組立加工装置１００に搬送されて来る。そして、ワーク１はターンテーブル４０の位置で位置決めされ、ヘッド２０及び／又は３０による加工処理の準備が整えられる。
In FIG. 3A, the X-axis direction is the conveyance direction of the
ワーク１の上面を処理する場合には、昇降装置５０はワーク１を加工処理に適したＺ軸方向の位置まで上昇させる。そして、ワーク１の上面における所望のターゲットポイントに上面ヘッド２０の位置が合うよう上面ヘッド２０及びターンテーブル４０の動作が制御される。つまり、上面ヘッド２０を、後述のスライド機構装置６０によってＹ軸方向に移動させてＹ軸方向の位置合わせを行い、また、ターンテーブル４０によりワーク１を回転させてターゲットポイントが上面ヘッド２０の移動軸上（Ｙ軸上）に来るように位置合わせが行われる。
When processing the upper surface of the
ワーク１の側面を処理する場合には、昇降装置５０はワーク１の高さ方向の位置決めを行う。そして、側面ヘッド３０はスライド機構装置６０に上面ヘッド２０と共に装着されてＹ軸方向に移動するようになっているので、側面ヘッド３０のＹ軸方向の動作によってターゲットポイントへの位置決めがなされる。
When processing the side surface of the
このように本発明では、Ｙ軸方向の位置決めは上面ヘッド２０及び側面ヘッド３０により行い、Ｚ軸方向の位置決めは昇降装置５０によって行い、Ｘ軸方向の位置決めはターンテーブル４０によって行っている。
Thus, in the present invention, positioning in the Y-axis direction is performed by the
図３Ｂにおいて、ワーク受け部材７０はワーク１の一部を受けて圧入処理を簡単に行うことができるようにするためのものであり、コの字型の形状を有している。図３Ｄはワーク受部材７０と上面ヘッド２０の構成部分のみを取り出した様子を示している。なお、本機能を充分に発揮するためには、ワーク１の形状はワーク受け部材７０の下側受部（圧入受け）が引っかかるような構造になっていることが望ましい。
In FIG. 3B, a
図３Ｃにおいては、スライド機構装置６０に上面ヘッド２０と側面ヘッド３０が一体に取り付けられている様子が示されている。そして、スライド機構装置６０はＹ軸方向にのみスライドするような機構となっているので、一体となっている上面ヘッド２０及び側面ヘッド３０はＹ軸方向にのみ移動する。
FIG. 3C shows a state in which the
図４は本発明による組立加工装置１００のハードウエアブロックの概略を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing an outline of hardware blocks of the assembling
図４において、ＣＰＵ２００は入力部１５０から入力された情報やＲＡＭ８０及び／又はＲＯＭ９０に格納された制御用プログラムやデータに応じて、上面ヘッド２０、側面ヘッド３０、ターンテーブル４０、昇降装置５０、スライド機構装置６０の動作を制御している。例えば、ワーク１の上面及び側面に設けられたターゲットポイント（加工を施す部位）の基準位置に対する位置情報、その位置情報に基づいて算出された各動作部（２０、３０、４０、５０、６０）の動作及び動作順序等がＲＡＭ８０に格納されている。そしてＲＡＭ８０に格納された各情報又はデータがＣＰＵ２００によって適宜読み出され、ＲＯＭ９０に格納されている制御用プログラムに従った動作がなされて、適切な加工処理がワーク１の上面及び／又は側面に施される。
In FIG. 4, the
図５はワーク１の上面への処理の具体例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a specific example of processing on the upper surface of the
図５の例において、上面ヘッド２０は８つのヘッドを有している。また、ワーク１上には複数のターゲットポイントＴＰ１〜５（プラグの締め付け位置）が設けられている。なお、ターゲットポイントＴＰ１については上面ヘッド２０によって一度に処理できるポイントなので３つまとめて示されている。
In the example of FIG. 5, the
まず、ステップ１において、ワーク１がホームポジションに設置されるとスライド機構装置６０を制御することによって上面ヘッド２０がＹ軸方向に移動し、上面ヘッド２０の８ヘッドのうち３つがターゲットポイントＴＰ１に位置決めされる。
First, in
ステップ２において、ターゲットポイントＴＰ１に対して３つのプラグが締め付けられる。そして処理はステップ３に移行し、ターゲットポイントＴＰ２に対して締め付け処理を行う。
In
ステップ３において、ターゲットポイントＴＰ２に対してプラグの締め付け処理が行われる。この場合、ステップ２の上面ヘッド２０及びターンテーブル４０の位置からターゲットポイントＴＰ２に上面ヘッド２０の１つのヘッドの位置が合うようにするにはどの位のスライド及び回転が必要かに関する情報は予め算出されてＲＡＭ８０に格納されている。そして、ＲＡＭ８０から読み出されたスライド及び回転に関する情報及びＲＯＭ９０に格納された制御プログラムに従って、上面ヘッド２０のターゲットポイントＴＰ２に対する位置決めが行われる。位置決めが完了するとプラグの締め付け処理がなされる。
In
続いて、ターゲットポイントＴＰ３〜５についても、ターゲットポイントＴＰ２と同様に、予め算出された上面ヘッド２０のスライド情報及びターンテーブル４０の回転情報に基づいてヘッドの位置決め制御が行われ、プラグの締め付け処理が行われる。
Subsequently, for the target points TP3 to TP5, similarly to the target point TP2, the head positioning control is performed based on the slide information of the
以上のように、ワーク１の上面に複数のプラグ（ネジ）を締め付ける場合には、ターンテーブル４０のＷ軸方向の回転（回転によってＸ軸方向への移動を実現しているといえる）とスライド機構装置６０によるＹ軸方向のみの移動を制御することによって、ワーク１の上面に存在するターゲットポイントＴＰに対する上面ヘッド２０の位置決め制御を簡単に行うことができるので、１つの組立加工装置１００で処理できる作業が従来に比べて多い。よって、組立加工装置を複数つなげて組立加工システムを構成したとしても従来に比べてシステムの規模を小さく抑えることができる。
As described above, when a plurality of plugs (screws) are tightened on the upper surface of the
次に、図６を参照して、ワーク１の側面への処理の具体例について説明する。
Next, a specific example of processing on the side surface of the
ステップ１０では、ワーク１および側面ヘッド３０がホームポジションにある。そして、ワーク１の側面ＡにターゲットポイントＴＰ１０、側面ＢにターゲットポイントＴＰ２０があり、図６の具体例にはそれらのポイントに対してプラグを締め付ける処理の様子が示されている。
In
ステップ２０において、ターゲットポイントＴＰ１０に対してプラグの締め付け処理が行われる。この場合、ステップ１０における側面ヘッド３０及び昇降装置５０の位置からターゲットポイントＴＰ１０に側面ヘッド３０の位置が合うようにするにはどの位のスライド及び昇降が必要かに関する情報は予め算出されてＲＡＭ８０に格納されている。そして、ＲＡＭ８０から読み出されたスライド及び昇降に関する情報及びＲＯＭ９０に格納された制御プログラムに従って、側面ヘッド３０のターゲットポイントＴＰ１０に対する位置決めが行われる。位置決めが完了するとプラグの締め付け処理が側面ヘッド３０によってなされる。
In
次に、ステップ３０において、ワーク１はターンテーブル４０によって９０度回転され、ターゲットポイントＴＰ２０のある側面についての処理の準備が行われる。
Next, in
そして、ステップ４０において、ステップ２０と同様に、スライド機構装置６０による側面ヘッド３０のＹ軸方向へのスライド量及び昇降装置５０のＺ軸方向への昇降量及びＲＯＭ９０に格納されている制御プログラムに基づいてターゲットポイントＴＰ２０と側面ヘッド３０の位置決め制御が行われる。位置決めが完了するとプラグの締め付け処理が側面ヘッド３０によってなされる。
In
以上のように、ワーク１の側面に複数のプラグ（ネジ）を取り付ける場合、ターンテーブル４０のＷ軸方向の回転、スライド機構装置６０による側面ヘッド３０のＹ軸方向のみの移動、昇降装置５０のＺ軸方向のみの移動によって、ワーク１の複数の側面に存在するターゲットポイントＴＰに対する側面ヘッド３０の位置決め制御を簡単に行うことができるので、１つの組立加工装置１００で処理できる作業が従来に比べて多い。特に、従来の組立加工システムでは、１つの側面に対する処理を１つの組立加工装置（ステーション）によって行っていたので、処理すべきワークの側面（最大４面）が増えるほど必要とされるステーションの数が増えるのでシステム自体が大型になる傾向にあったが、本発明によれば従来に比べてシステムの規模を極めて小さく抑えることができる。
As described above, when a plurality of plugs (screws) are attached to the side surface of the
次に、図７を参照して、本発明による組立加工装置の動作シーケンスを示す具体例について説明する。 Next, a specific example showing an operation sequence of the assembling apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
図７で、シーケンス６から１３までが側面ヘッド３０によるワーク１の所定側面への処理動作を示し、シーケンス１４から５３までが上面ヘッド２０によるワーク１の上面への処理動作を示している。この具体例では、側面へは１つのターゲットポイントのみにプラグのみを締め付け、上面へは４つのターゲットポイントにピンを圧入する様子が示されている。
In FIG. 7,
（ワーク側面への加工処理：シーケンス６〜１３）
本処理の前提として、側面におけるターゲットポイントへの位置決め制御を行う上での制御量は予め算出されてＲＡＭ８０（図４）に格納されている。従って、以下の説明における各移動量はこの制御量によって決められている。
(Processing on workpiece side: Sequence 6-13)
As a premise of this processing, the control amount for performing the positioning control to the target point on the side surface is calculated in advance and stored in the RAM 80 (FIG. 4). Therefore, each movement amount in the following description is determined by this control amount.
シーケンス６において、パレット位置決め手段を兼ねるターンテーブル４０が昇降装置５０によって２００ｍｍ上昇させられる。
In
シーケンス７において、側面ヘッド３０内の図示しない内部スライダ（エアシリンダ）が１５０ｍｍ前進するように制御され、シーケンス８において、側面ヘッド３０は側面のターゲットポイントに締め付けるプラグを受け取る。この内部スライダによるヘッドの動作は、側面ヘッド３０内部の動作であるので、側面ヘッド３０（全体）がＹ軸方向にのみ移動するという前述の記載とは矛盾するものではないことに注意されたい。
In
シーケンス８でプラグを受け取ると、シーケンス９において、その内部スライダは１５０ｍｍ後進し、側面ヘッド３０の先端の締付け部が元の位置に戻るようになされる。
When the plug is received in the
シーケンス１０において、側面ヘッド３０はスライド機構装置６０によって、Ｙ軸方向に５００ｍｍ前進するようになされ、シーケンス８で受け取ったプラグの締付け位置に位置決め制御される。
In
そして、シーケンス１１において、側面ヘッド３０の図示しない内部スライダ（エアシリンダ）によって締付け部が１５０ｍｍ前進し、さらにシーケンス１２において、その締付け部が回転してプラグがターゲットポイントに締付けられる。
In sequence 11, the tightening portion advances 150 mm by an internal slider (air cylinder) (not shown) of
プラグの締付け処理が終了すると、側面ヘッド３０の内部スライダは１５０ｍｍ後進し、元の位置に戻る。
When the plug tightening process is completed, the internal slider of the
以上によって、ワーク１の側面への組立加工処理は終了する。なお、本具体例では側面におけるターゲットポイントは１つであったが、もちろん複数あっても良いし、その場合には上記シーケンス６〜１３と同様な処理が繰り返されることになる。
Thus, the assembly processing for the side surface of the
（ワーク上面への加工処理：シーケンス１４〜５３）
本処理の前提として、上面における各ターゲットポイントへの位置決め制御を行う上での各制御量は予め算出されてＲＡＭ８０（図４）に格納されている。従って、以下の説明における各移動量はこの制御量によって決められている。
(Processing on workpiece upper surface: Sequence 14-53)
As a premise of this processing, each control amount for performing positioning control to each target point on the upper surface is calculated in advance and stored in the RAM 80 (FIG. 4). Therefore, each movement amount in the following description is determined by this control amount.
まず圧入ポイント１（ターゲットポイントＴＰ１）に対しての処理が行われる。なお、この圧入処理の前に、圧入ポイント１（ターゲットポイントＴＰ１）に対してはシーケンス５２及び５３の動作によってピンが既に供給・把持されているものとする。シーケンス１〜５７は時系列的に処理の順番を示しており、シーケンス５７が終了すると次のワークに対してのシーケンス１の動作が始まる。従って、同様の加工処理が続けられる場合には、シーケンス１から５７が繰り返される。以下の説明でｎ番目のワーク対しての処理を行っているとすると、シーケンス５２及び５３によるピンの供給・把持処理は（ｎ−１）番目のワークの処理中になされることになる。
First, processing for the press-fitting point 1 (target point TP1) is performed. Prior to this press-fitting process, it is assumed that the pins have already been supplied and gripped to the press-fitting point 1 (target point TP1) by the operations of sequences 52 and 53.
シーケンス１４において、ワーク１はターンテーブル４０によって９５度回転され、さらにシーケンス１５において上面ヘッド２０はスライド機構装置６０によってＹ軸方向に１００ｍｍ後進するようになされる。これらの動作によって上面ヘッド２０の圧入ポイント１への位置決めがなされることになる。
In the sequence 14, the
シーケンス１６では、ターンテーブル４０が昇降装置５０によって１０ｍｍ下降される。これによってワーク１の一部がコの字型ワーク受け部材７０の圧入受けに当てられる。
In the
シーケンス１７において、上面ヘッド２０の内部に設けられた図示しないバックアップ手段（エアシリンダ）を２０ｍｍ下降させる。これはワーク１の上面を押し付け、ピン圧入動作時にワーク１が傾いてしまうのを防止する効果がある。
In
続いて、シーケンス１８において、圧入ポイント１に対向する、上面ヘッド２０の図示しないピン圧入ヘッド（エアシリンダ）が３０ｍｍ下降するよう制御され、圧入ポイント１に供給されているピンに対して圧入処理がなさる。これが終了すると、このピン圧入ヘッドは３０ｍｍ上昇するように制御される。なお、このピン圧入ヘッドはＺ方向に移動するが、これは上面ヘッド２０内部の動作であるので、上面ヘッド２０（全体）がＹ軸方向にのみ移動するという前述の記載とは矛盾するものではないことに注意されたい。
Subsequently, in
シーケンス２０では、上述のバックアップ手段が２０ｍｍ上昇し、ワーク１の上面の押し付けが解除される。
In the
また、シーケンス２１では、ターンテーブル４０が昇降装置５０によって１０ｍｍ上昇され、ワーク受け部材７０の圧入受けによるワーク１の一部当てが解除される。
Further, in
以上により圧入ポイント１に対する処理は終了する。続いて圧入ポイント２（ターゲットポイント２）に対する処理に移行する。
Thus, the process for the press-
シーケンス２２において、上面ヘッド２０はスライド機構装置５０によってＹ軸方向に３５０ｍｍ後進され、上面ヘッド２０をピン供給位置に移動させる。
In the sequence 22, the
シーケンス２３において、ターンテーブル４０によってワーク１が９５度回転される。これは、上面ヘッド２０にピンを供給している間にワーク１を回転させることによって圧入ポイント２への位置決め制御をスムーズに行うことができるようにするためである。
In sequence 23, the
シーケンス２４はほぼシーケンス２３と同時に行われ、シーケンス２３に続いて上面ヘッド２０の図示しないピングリッパがピンを取り出して把持する。
The sequence 24 is performed almost at the same time as the sequence 23. Following the sequence 23, a non-illustrated pin gripper of the
シーケンス２５において、上面ヘッド２０はピンを把持したままの状態で、スライド機構装置６０によって３５０ｍｍ前進されて、圧入ポイント２への位置決めがなされる。
In the
以下、圧入ポイント２に対しては、シーケンス１６から２１まで処理が繰り返される。また、移動量は異なるものの、圧入ポイント３及び４に対しても、以上と同様の処理が繰り返されるので、説明は省略する。
Thereafter, the process is repeated from
以上説明してきたように、本発明の実施例によれば、昇降装置５０によってワーク１のＺ軸方向の位置決めを制御し、Ｙ軸方向にのみ移動可能な上面ヘッド２０によってワーク１のＹ軸方向の位置決めを制御し、ターンテーブル４０によってワーク１を回転させてワーク１のＸ軸方向の位置決めを制御するようにしているので、従来とは異なり、各ツール毎のロボットを必要とせず、コンパクトでシンプルな構造で、かつ多機種ワークに対応できるという自由度を確保できる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the positioning of the
また、本実施例では、コの字型のワーク受け部材７０を有しているので、圧入に関しては上面ヘッド２０自身が受けフレームを持つことになり、組立加工装置をコンパクトに構成することができる。
Further, in this embodiment, since the U-shaped
さらに、本実施例では、ワーク１の側面への処理に関しては、昇降装置５０によってワーク１のＺ方向の位置決めを制御し、Ｙ軸方向にのみ移動可能な側面ヘッド３０によってワーク１のＹ軸方向の位置決めを制御し、さらに、作業面を別の側面に変えたり、プラグの挿入角度を微調整する場合にはターンテーブル４０によってワーク１をＷ軸方向に回転させるようにしているので、ワーク１の全ての側面に対して１つの組立加工装置で対応でき、システム規模を小さくできる。上面への作業にも対応できることを考慮すると、本実施例の組立加工装置１つによってワーク１の全ての面（５面）に対しての作業に対応できる。
Further, in the present embodiment, regarding the processing of the
なお、上面ヘッド２０と側面ヘッド３０とはスライド機構装置６０に取り付けられているので、２つのヘッドは一体で移動する。
Since the
また、本実施例の組立加工装置は、ワーク１の上面を処理する上面ヘッド２０とその側面を処理する側面ヘッド３０とを有しているので、縦横両方向からの作業が省スペースで実現できる構成となっていると言える。特に大きく往復運動するのは、Ｙ軸方向のヘッドのみであるので、従来とは異なり設備の構造がシンプルとなる。
In addition, the assembly processing apparatus according to the present embodiment includes the
さらに、本実施例では、１つの組立加工装置で対応できる作業が従来の装置に比べて多いので、特定の作業工程に特化したシステム（組立設備）を簡単に構築することができるという利点もある。 Further, in this embodiment, since there is more work that can be handled by one assembling apparatus than in the conventional apparatus, there is an advantage that a system (assembly equipment) specialized for a specific work process can be easily constructed. is there.
また、組立加工装置においては、ＹＺＷの各軸の動作が独立して行われ、各軸の動作が他軸の動作と協調して行うことができるので、短いタクトタイムが要求される設備にも対応できる。 Moreover, in the assembly processing apparatus, the movement of each axis of YZW is performed independently, and the movement of each axis can be performed in cooperation with the movement of the other axes, so that the equipment requiring a short tact time is also required. Yes.
１ ワーク
２０ 上面ヘッド
３０ 側面ヘッド
４０ パレット位置決め手段付ターンテーブル
５０ 昇降装置
６０ スライド機構装置
７０ ワーク受け部材
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ワークの上面を加工処理する第１ヘッド部と、前記ワークの側面を加工処理する第２ヘッド部と、を有するヘッド手段と、
前記ワークが配置されるテーブルと、
前記テーブルを上下方向であるＺ軸方向回りに回転させる回転手段と、
前記テーブルを前記Ｚ軸方向に昇降する昇降手段と、
前記ヘッド手段を移動させる移動手段と、
前記回転手段、前記昇降手段及び前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記移動手段は、
前記ヘッド手段を、水平方向であって互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向のうち、Ｙ軸方向にのみ移動し、
前記制御手段は、
前記ワークの前記上面を加工処理するとき、前記上面のターゲット位置と前記第１ヘッド部との前記Ｘ軸方向の位置合わせを、前記回転手段により前記テーブルを回転させることにより行い、前記Ｙ軸方向の位置あわせを、前記移動手段により前記ヘッド手段を移動させることにより行い、
前記ワークの前記側面を加工処理するとき、前記回転手段により前記テーブルを回転させることにより、加工処理対象となる前記側面を前記第２ヘッド部に向かせ、前記側面のターゲット位置と前記第２ヘッド部との前記Ｚ軸方向の位置合わせを、前記昇降手段により前記テーブルを昇降することにより行い、前記Ｙ軸方向の位置あわせを、前記移動手段により前記ヘッド手段を移動させることにより行うことを特徴とする組立加工装置。 An assembly processing apparatus for performing predetermined processing on a workpiece,
Head means having a first head portion for processing the upper surface of the workpiece and a second head portion for processing the side surface of the workpiece ;
A table on which the workpiece is placed;
Rotating means for rotating the table about the Z-axis direction that is the vertical direction ;
Elevating means for elevating the table in the Z-axis direction;
Moving means for moving the head means;
Control means for controlling the rotating means, the elevating means and the moving means ,
The moving means is
The head means is moved only in the Y-axis direction among the X-axis direction and the Y-axis direction that are horizontal and orthogonal to each other,
The control means includes
When processing the upper surface of the workpiece, alignment of the target position of the upper surface and the first head portion in the X-axis direction is performed by rotating the table by the rotating means, and the Y-axis direction Is performed by moving the head means by the moving means,
When processing the side surface of the workpiece, by rotating the table by the rotating means, the side surface to be processed is directed to the second head portion, and the target position of the side surface and the second head The positioning in the Z-axis direction with the unit is performed by raising and lowering the table by the lifting means, and the positioning in the Y-axis direction is performed by moving the head means by the moving means. Assembly processing equipment.
各々の前記組立加工装置が、
前記ワークの上面を加工処理する第１ヘッド部と、前記ワークの側面を加工処理する第２ヘッド部と、を有するヘッド手段と、
前記ワークが配置されるテーブルと、
前記テーブルを上下方向であるＺ軸方向回りに回転させる回転手段と、
前記テーブルを前記Ｚ軸方向に昇降する昇降手段と、
前記ヘッド手段を移動させる移動手段と、
前記回転手段、前記昇降手段及び前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記移動手段は、
前記ヘッド手段を、水平方向であって互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向のうち、Ｙ軸方向にのみ移動し、
前記制御手段は、
前記ワークの前記上面を加工処理するとき、前記上面のターゲット位置と前記第１ヘッド部との前記Ｘ軸方向の位置合わせを、前記回転手段により前記テーブルを回転させることにより行い、前記Ｙ軸方向の位置あわせを、前記移動手段により前記ヘッド手段を移動させることにより行い、
前記ワークの前記側面を加工処理するとき、前記回転手段により前記テーブルを回転させることにより、加工処理対象となる前記側面を前記第２ヘッド部に向かせ、前記側面のターゲット位置と前記第２ヘッド部との前記Ｚ軸方向の位置合わせを、前記昇降手段により前記テーブルを昇降することにより行い、前記Ｙ軸方向の位置あわせを、前記移動手段により前記ヘッド手段を移動させることにより行い、
複数の前記組立加工装置は、前記Ｘ軸方向に配設され、かつ、それぞれ異なる加工処理を行い、
前記組立加工システムは、
前記組立加工装置間で前記ワークを前記Ｘ軸方向に搬送する搬送装置を備えたことを特徴とする組立加工システム。 An assembly processing system configured by combining a plurality of assembly processing apparatuses for performing predetermined processing on a workpiece,
Each of the assembly processing devices
Head means having a first head portion for processing the upper surface of the workpiece and a second head portion for processing the side surface of the workpiece;
A table on which the workpiece is placed;
Rotating means for rotating the table about the Z-axis direction that is the vertical direction;
Elevating means for elevating the table in the Z-axis direction;
Moving means for moving the head means;
Control means for controlling the rotating means, the elevating means and the moving means,
The moving means is
The head means is moved only in the Y-axis direction among the X-axis direction and the Y-axis direction that are horizontal and orthogonal to each other,
The control means includes
When processing the upper surface of the workpiece, alignment of the target position of the upper surface and the first head portion in the X-axis direction is performed by rotating the table by the rotating means, and the Y-axis direction Is performed by moving the head means by the moving means,
When processing the side surface of the workpiece, by rotating the table by the rotating means, the side surface to be processed is directed to the second head portion, and the target position of the side surface and the second head The positioning in the Z-axis direction with the unit is performed by moving the table up and down by the lifting means, and the positioning in the Y-axis direction is performed by moving the head means by the moving means,
The plurality of assembly processing devices are disposed in the X-axis direction and perform different processing processes,
The assembly processing system includes:
An assembly processing system comprising a transfer device for transferring the workpiece in the X-axis direction between the assembly processing devices.
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