JPH0634908Y2 - チューブ状ワークの組付装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、チューブ状ワークをたとえば自動車のボデー
に自動的に組付ける組付装置に関する。

［従来の技術］ 本考案に関する先行技術として、たとえば特開昭61−22
0980号公報、特開昭61−220981号公報が知られている。

これらの公報に開示されている発明は、コンベアによっ
て搬送される自動車のボデーに対して、下側から各種ワ
ークを取付けるものであり、ボデーの搬送速度と同期し
て走行する台車等の支持台の上部に、昇降自在に支持さ
れたテーブルが配置されている。テーブルは、水平方向
に移動自在に支持されており、このテーブル上面にはワ
ークをボデーにボルト締めする機能を有する複数の締付
ユニットが配設されている。

上述した従来技術では、ボルト締めを行なう締付けユニ
ットを複数個配設しているため、ボルト締めの位置が異
なる多種類のワークを組付ける場合は、ボルト締め位置
に合わせて締付けユニットを移動させなければならず、
フレキシブルな対応ができない。また、ボルト締めのピ
ッチが狭い場合や締付け方向が限定される場合は、締付
けユニット同志が緩衝してしまい、所望の位置に締付け
ユニットを配置することができない。したがって、ある
車種では締付けユニットを一旦全部取り外し、新たに別
の位置に締付けユニットを取付けることが必要となり、
多くの段取り時間が必要となっていた。

そこで、多くの段取り時間を必要とすることなく複数種
類のワークの組付けにフレキシブルに対応でき、しかも
搬送中のボデーに対するワークの位置決めを正確に行な
い確実にボルト締めを行なうことのできるワーク組付け
装置が先に本出願人より提案されている（実願昭63−69
305号）。

このワーク組付け装置においては、マニプレータは締付
けユニットを予め設定された複数の位置に移動させる機
能を有しているので、締付けユニットは、ワークやパレ
ットと緩衝することなく、所望の位置に移動される。し
たがって、従来装置のように各車種毎に締付けユニット
の固定位置を変える必要がなくなり、複数種類のワーク
の組付けにフレキシブルに対応できる。

［考案が解決しようとする課題］ 自動車のボデーの床下面には、燃料供給用のフューエル
チューブやブレーキ液供給用のブレーキチューブが取付
けられる。これらのフューエル、ブレーキチューブは、
クランプに保持された状態でボデー側に固定されてい
る。つまり、フューエル、ブレーキチューブを保持する
クランプの一端をボデー側のウェルドボルトに嵌入し、
このウェルドボルトに螺合されるナットを締付けること
により、フューエル、ブレーキチューブがボデーに固定
されている。

しかし、このフューエル、ブレーキチューブのボデーへ
の組付けを従来技術と同様な方式で行なうことは不可能
であった。すなわち、従来技術のように単にパレット上
へフューエル、ブレーキチューブをセットしてボデー取
付け面へ昇降させる方式では、複数のクランプをそれに
対応するウェルドボルトに同時に嵌入しなければなら
ず、全てのクランプの穴をウェルドボルトに正確に嵌入
させることができない。したがって、位置決め不良が発
生し、確実な自動締付けができなかった。

本考案は、チューブ状ワークを保持するクランプをボデ
ーのボルトに確実に嵌入し、チューブ状ワークをボデー
に自動組付けすることができる自動組付装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的に沿う本考案に係るチューブ状ワークの組付装
置は、 所定の位置に位置決めされたボデーの下方に設けられる
昇降手段と、 前記昇降手段に取付けられ外部から搬入されるパレット
を前記ボデーに対して位置決めするガイド手段と、 前記パレットの複数位置にそれぞれ配置され、チューブ
状ワークを保持するクランプを位置決めするブロック
と、該ブロックが取付けられパレットから前記ボデー側
に離脱可能なクランプベースと、前記ボデーのボルトに
クランプが嵌入される直前まで離脱したクランプベース
のパレットに対する位置ずれを規制するガイドピンとを
有する位置決めブロック機構と、 前記位置決めブロック機構のクランプベースを把持可能
な把持レバーを有し、前記ボデーのボルトに嵌入される
前記クランプを該ボルトに螺合されるナットにより締付
ける組付ツールと、 前記昇降手段側に設けられ、前記組付ツールを前記パレ
ットの各位置決めブロック機構が配置される位置に逐次
位置決めし、前記クランプのボルトへの嵌入時には組付
ツールの把持レバーによって把持された前記位置決めブ
ロック機構のクランプベースをパレットからボデー側に
離脱させるマニプレータと、 前記マニプレータと組付ツールとの間に設けられ、前記
クランプのボルトへの嵌入時にはマニプレータに対して
組付ツールを移動自在に支持するフローティング手段
と、 を具備したものから成る。

［作用］ このように構成されたチューブ状ワークの組付装置にお
いては、別工程においてパレットに設けられた位置決め
ブロック機構のブロックに、チューブ状ワークがセット
される。チューブ状ワークがパレットに位置決めされる
と、パレットはボデーの下方に位置する昇降手段に搬入
される。ここで、パレットはガイド手段によりボデーに
対して位置決めされる。昇降手段に対してパレットが位
置決めされると、昇降手段が上昇し、パレットは組付可
能な位置までボデー側に接近される。この状態で組付ツ
ールがマニプレータによって予め指定された位置に移動
される。

チューブ状ワークを組付ける時点では、このチューブ状
ワークを保持する複数のクランプは各位置決めブロック
機構によってそれぞれ位置決めされており、特定のクラ
ンプがボデーのボルトに挿通される時にそれに対応する
位置決めブロック機構の一部も組付ツールと共にマニプ
レータによってボデーのボルト側に移動される。すなわ
ち、クランプのボルトへの嵌入時には、組付ツールの把
持レバーによって把持された位置決めブロック機構のク
ランプベースがマニプレータの動きによってパレットか
ら離脱し、クランプは位置決めされるブロックとともに
ボデー側に移動する。クランプベースがパレットから離
脱してからクランプがボルトに嵌入する直前までは、ク
ランプベースのパレットに対する位置ずれはガイドピン
によって規制されるので、クランプのボルトに対する大
きな位置ずれは防止される。

また、マニプレータと組付ツールとの間には、フローテ
ィング手段が設けられているので、嵌入直前にボルトと
クランプとに芯ずれが生じていても、芯ずれをフローテ
ィング手段によって吸収することが可能となる。したが
って、クランプは確実にボルトに嵌入され、チューブ状
ワークの自動組付が可能となる。

［実施例］ 以下に、本考案に係るチューブ状ワークの組付装置の望
ましい実施例を、図面を参照して説明する。

第１図ないし第５図は、本考案の一実施例を示してい
る。第１図および第２図において、図中、１はハンガー
コンベアを示しており、自動車のボデー３はハンガーコ
ンベア１のハンガー２に吊り下げられた状態で搬送され
る。ボデー３は、特定の位置に到達すると自動停止さ
れ、図示されない位置決め装置によって位置決めされる
ようになっている。

ボデー３が停止される下方には、チューブ状部材として
のフューエルチューブ４とブレーキチューブ５を、複数
のクランプ６を介してボデー３の床下面に組付ける組付
装置10が配置されている。組付装置10は、昇降手段21、
ガイド手段41、パレット51、組付ツール71、マニプレー
タ121とを有している。

昇降手段21は、ボデー３の下方に位置している。昇降手
段21は、頂部にフレーム23を有しており、その下面に
は、プレート26が取付けられている。プレート26はボデ
ー３の前後方向に所定の間隔をおいて配置されたブラケ
ット31と結合されている。各ブラケット31は、ベアリン
グナット32と結合されている。ベアリングナット32は、
上下方向に延びるガイドレール33と摺動自在に係合され
ている。

ガイドレール33は、このガイドレール33に沿って延びフ
ロアに固定された支柱34に取付けられている。支柱34の
頂部には、サーボモータ35、35′が取付けられている。
各サーボモータ35、35′は、図示されないカップリング
を介してボールネジ36とそれぞれ接続されており、各ボ
ールネジ36は、両端をベアリングを介して支柱34に回転
可能に支持されている。ボールネジ36は、ボールネジナ
ットを介してブロック37に係合されており、このブロッ
ク37はブラケット31に結合されている。前後に配置され
ている各ブラケット31は、サーボモータ35、35′を同期
コントロールさせることにより同期して上下動するよう
になっており、これによってフレーム23は常に水平状態
を保つようになっている。

昇降手段21のプレート26の上面には、外部から搬入され
るパレット51を位置決めするガイド手段41が設けられて
いる。ガイド手段41は、ボデー３の進行方向Ｓに対して
左右方向にそれぞれ２個ずつ配置されている。ガイド手
段41は、ガイド付シリンダ42と位置決めピン43とから構
成されている。ガイド付シリンダ42はロッドが上下方向
に伸縮するようになっており、ロッドの先端にはパレッ
ト51に挿通される位置決めピン43が取付けられている。

パレット51は、組付装置10に隣接して配置される供給装
置150によって組付装置10に対して矢印方向に搬入、搬
出されるようになっている。パレット51は、フューエル
チューブ４とブレーキチューブ５を位置決めするもので
あり、第１図に示すように、平面形状が四角形のフレー
ム52を有している。フレーム52の内側には複数のブラケ
ット53が取付けられている。各ブラケット53の上面に
は、位置決めブロック機構55が設けられている。

位置決めブロック機構55は、ブラケット53の上面に位置
するクランプベース56を有している。クランプベース56
には、ガイドピン58が２本設けられており、各ガイドピ
ン58はブラケット53に出入れ可能に挿通されている。こ
れによってクランプベース56は、ブラケット53に位置決
めされるとともに、ブラケット53に対してガイドピン58
の軸方向（ボデー３方向）に離脱可能となっている。ク
ランプベース56にはクランプシリンダ61が取付けられて
いる。クランプシリンダ61は挟持レバー62と係合されて
おり、クランプシリンダ61を作動させることにより挟持
レバー62がピン63を中心に開閉するようになっている。

フューエルチューブ４とブレーキチューブ５とを保持す
るクランプ６は、ブロック65により位置決めされ、挟持
レバー62により挟持されるようになっている。クランプ
６は、一側にチューブを保持するための複数の凹部を有
しており、この凹部がボデー３の床下面と対向してい
る。また、クランプ６の一方には、保持部6aが形成され
ており、この保持部6aにボデー３側に固定されたウェル
ドボルト７が挿通される穴（図示略）が形成されてい
る。

このように位置決めブロック機構55のクランプベース56
は、ブラケット53に２本のガイドピン58を介して位置決
めされており、クランプ６をボデー３に組付ける場合
は、パレット51を離れ、ボデー３側に移動するようにな
っている。なお、クランプベース56の下面には、ガイド
ピン58の他に把持ピン66が設けられている。この把持ピ
ン66は、後述する組付けツール71の把持レバー73によっ
てクランプ６の取付け時に把持されるようになってい
る。

昇降手段21のプレート26の上面には、上下方向に延びる
複数の支柱67が設けられており、各支柱67の上端にはパ
レット51を受け止めるためのガイドローラ68が取付けら
れている。

つぎに、組付ツール71の構造について、第３図ないし第
５図を参照して説明する。図に示すように、組付けツー
ル71は、パレット51の位置決めブロック55の把持ピン66
を把持する把持レバー73を有している。把持レバー73は
把持シリンダ74に結合されており、この把持シリンダ74
はＸ方向スライドプレート75に結合されている。Ｘ方向
スライドプレート75は、RCC（リモートコントロールセ
ンタデバイス）76と結合されている。RCC76は、ゴムと
薄板金属とを交互に積層させた弾性部材を有するもので
あり、外力を加えるとその方向に変位し、外力を除去す
ると元の位置を再現するものである。

RCC76は、ナット把持ソケット78と結合されており、ナ
ット把持ソケット78は継手78aと係合されている。継手7
8aはブロック79と係合されており、ブロック79はナット
ランナ80に連結されている。ナットランナ80は、エアモ
ータまたは電動機を内蔵しており、フローティング手段
としてのＸ方向スライドプレート75に取付けられてい
る。

Ｘ方向スライドプレート75は、ソケット位相出しシリン
ダ81が結合されている。シリンダ81は、ストッパピン82
と結合されており、ストッパピン82はブッシュを介して
Ｘ方向スライドプレート75と係合されている。ブロック
79にはソケット位相合わせ用溝79′が設けられている。
溝79′にはストッパピン82がシリンダ81により挿入され
るようになっており、これによりソケット77の位相合わ
せが行なわれる。Ｘ方向スライドプレート75には、ナッ
ト供給機構83が取付けられている。

ナット供給機構83のベース84は、Ｘ方向スライドプレー
ト75と結合されている。ベース84は、ベアリングを介し
てスクリュ85と係合している。スクリュ85は、ナット８
を移動させるスクリュコンベアであり、この一端は、減
速機付サーボモータ86と連結されている。減速機付サー
ボモータ86はベース84と結合されており、ベース84は、
ナットガイドプレート87と結合されている。ナット８
は、ガイドプレート87にガイドされながら、減速機付サ
ーボモータ86により駆動されるスクリュ85により移送さ
れ、供給位置Ａではナット８は同一方向を向くようにな
っている。供給位置Ａに位置するナット８は、把持レバ
ー89により把持されるようになっている。把持レバー89
はナット把持シリンダ90に結合されており、ナット把持
シリンダ90はブラケット91と結合されている。ブラケッ
ト91はシリンダ92に結合されている。シリンダ92は、ブ
ラケット93に結合されており、ブラケット93はベアリン
グを介してピン94と係合されている。ピン94はステー95
に結合されている。ステー95は上述のベース84に結合さ
れている。ステー95は、ナット供給用シリンダ96と結合
されており、このナット供給用シリンダ96は、ナックル
97と結合されている。ナックル97は、ステー95と係合さ
れている。

ナット８のソケット77への供給は、把持シリンダ90をア
ンロックにした状態でシリンダ92によって把持レバー89
を下降させ、把持レバー89の先端をナット８の孔へ挿入
させることによって行なう。把持レバー89によるナット
８の把持は、ナット８のねじ孔へ先端部を挿入した後、
把持シリンダ90をロックさせることにより行なわれる。
また、ナット８を把持レバー89によって把持させるとシ
リンダ92が上昇し、ナット８は持上げられるようになっ
ている。ナット８が持上げられると、シリンダ96が作動
し、ピン94を中心にナット８は旋回させられてソケット
77への挿入位置へ移動させられる。ナット８がソケット
77側へ移動させられると、この移動されたナット８はシ
リンダ92によってソケット77へ挿入されるようになって
いる。ソケット77に挿入されたナット８は、ソケット77
によりクランプされるようになっている。ソケット77に
よりナット８がクランプされると、把持レバー89はシリ
ンダ90によりアンロックされるようになっている。把持
レバー89がナット８よりアンロックされると、シリンダ
92が上昇し、シリンダ96が作動して原位置に戻り、ナッ
ト８の供給が完了となる。

この一連の動きは、図示されない制御装置にプログラム
されており、このプログラムにしたがって、各シリンダ
が逐次作動される。

フローティング手段としてのＸ方向スライドプレート75
は、ベアリングナット98と結合されている。ベアリング
ナット98はガイドレール99に係合されている。ガイドレ
ール99は、フローティング手段としてのＹ方向スライド
ブラケット100と結合されている。Ｙ方向スライドブラ
ケット100はガイドレール101に結合されている。ガイド
レール101はベアリングナット102に係合されている。ベ
アリングナット102はプレート103に結合されている。Ｘ
方向スライドプレート75とＹ方向スライドブラケット10
0は各々にセンタリング開・閉用シリンダ（図示略）が
設けられている。

プレート103はベアリングナット104と結合されており、
ベアリングナット104はガイドレール105に係合されてい
る。ガイドレール105は、ブロック106に結合されてお
り、ブロック106は締付用シリンダ107と結合されてい
る。シリンダ107は、ブラケット108と結合されており、
ブラケット108はプレート103と結合されている。ブロッ
ク106は組付ツールを予め指定された位置に位置決めす
るマニプレータ121に結合されている。

マニプレータ121は、複数の軸をもったいわゆるロボッ
トであり、その動きは予めプログラムされている。この
マニプレータ121は、移動手段125を構成するベース130
に結合されている。マニプレータ121は移動手段125によ
ってボデー３の前後方向に移動可能となっている。移動
手段125のベース130は、ベアリングナット131と結合さ
れており、ベアリングナット131はガイドレール132摺動
自在に係合されている。ガイドレール132は、昇降手段2
1のプレート26の上面に設けられたフレーム23に固定さ
れている。フレーム23にはラック134が取付けられてお
り、ラック134は減速機付サーボモータ135の出力軸に取
付けられたピニオンギヤと噛合わされている。減速機付
サーボモータ135はベース130に結合されている。したが
って、本実施例の場合は、組付ツール71は、マニプレー
タ121と減速機付サーボモータ135によって位置決めブロ
ック機構55が配置される各締付け位置に位置決めされ
る。

なお、マニプレータ121が比較的広い動作範囲を有し、
かつフューエルチューブ４、ブレーキチューブ５の長さ
が短い場合は、マニプレータ121のみでも対応可能とな
る。また、本実施例では、一つのパレット51にフューエ
ルチューブ４とブレーキチューブ５をそれぞれセット
し、２つの独立した組付ツール71を用いて各チューブの
組付を行なうようにしており、各組付ツール71同士の干
渉は防止されるようになっている。

つぎに、上記の自動締付装置における作用について説明
する。

まず、ボデー３は、ハンガー２にセットされた状態でハ
ンガーコンベア１により搬送され、フューエル・ブレー
キチューブ組付工程で自動停止される。停止したボデー
３は、図示されないボデー位置決め装置によって所定の
位置に正確に位置決めされる。

フューエルチューブ４とブレーキチューブ５を保持する
各クランプ６は、別工程でパレット51の各位置決めブロ
ック機構55にセットされ、その挟持レバー62で固定され
る。フューエル・ブレーキチューブ４、５をセットした
パレット51は、供給装置150により組付装置10へ移送さ
れる。つまり、パレット51は供給装置150によって組付
装置10側へ押し出され、パレット51は、ガイドローラ68
に支持された状態で組付装置10に搬入される。組付装置
10にパレット51がセットされると、位置決めピン43が上
昇し、この位置決めピン43はパレット51に挿通される。
これによって、パレット51は予め位置決めされたボデー
３に対して正確に位置決めされる。

パレット51が位置決めされると、パレット51は昇降手段
21によって上昇され、ボデー３へ接近される。パレット
51がボデー３に接近した状態で停止すると、組付ツール
71のソケット77はナット８を挟持するために位相合わせ
させられる。ソケット77が位相合わせされるとナット８
がソケット77に供給される。ソケット77にナット８が供
給されると、組付ツール71はマニプレータ121により、
所定の位置決めブロック機構55に対して位置決めされ
る。

組付ツール71が位置決めされると、位置決めブロック機
構55のピン66が組付ツール71の把持バー73によって把持
される。ピン66が把持されると、ソケット77の位相合せ
ピン82は後退し、解除させられる。これと同時に組付ツ
ール71は、マニプレータ121によって上昇させられる。
組付ツール71が上昇すると、Ｘ、Ｙ方向のスライドプレ
ート75、100は、フローティング状態となり、その動き
は自由となる。この状態で組付ツール71はマニプレータ
121によって上昇され、ウェルドボルト７に向ってクラ
ンプ６が移動する。

この状態では、組付ツール71の把持レバー73によって把
持された位置決めブロック機構55のクランプベース56が
パレット51から離脱し、クランプ６は位置決めされるブ
ロック65とともにボデー３側に移動する。クランプベー
ス56がパレット51のブラケット53から離脱してからクラ
ンプ６がボルト７に嵌入する直前までは、クランプベー
ス56のブラケット53に対する位置ずれはガイドピン58に
よって規制されるので、クランプ６のボルト７に対する
大きな位置ずれが防止される。

また、マニプレータ121と組付ツール71との間には、２
つのフローティング手段としてのＸ方向スライドプレー
ト75とＹ方向スライドブラケット100が設けられている
ので、ボルト７とクランプ６とに芯ずれが生じていて
も、芯ずれをＸ方向スライドプレート75とＹ方向スライ
ドブラケット100の動きによって吸収することが可能と
なる。したがって、クランプ６は確実にボルト７に嵌入
され、チューブ状ワーク４、５の自動組付が可能とな
る。

ウェルドボルト７にクランプ６が嵌入されると、クラン
プ６の把持レバー62による固定は解除される。クランプ
６の挿入が完了すると、ソケット77が回転し、ナット８
はウェルドボルト７に締付けられる。ナット８の締付が
完了すると、Ｘ・Ｙ方向のスライドプレート75、100が
ロックされ、組付ツール71はウェルドボルト７から後退
させられる。組付ツール71がマニプレータ21によって後
退させられると、位置決めブロック55はブラケット53に
戻され所定の位置にセットされる。位置決めブロック55
がセットされると、把持レバー73は解放され、ソケット
77は位置合わせさせられる。以上が１個のクランプ６の
組付サイクルである。

このようにして、組付ツール71は、マニプレータ121と
減速機付サーボモータ86によって各位置決めブロック機
構55が配置される位置に逐次移動され、各クランプ６の
締付作業が行なわれる。各クランプ６の締付作業がすべ
て終了すると、組付ツール71は原位置に復帰される。組
付ツール71が原位置に復帰すると、パレット51が昇降手
段21によって下降され、再びガイドローラ68に支持され
る。そして、パレット51は供給装置35によって引戻さ
れ、組付作業サイクルが完了される。

なお、本実施例では、ウェルドボルト７が下方を向いて
いる場合の例を示したが、ウェルドボルト７が横方向の
場合は、マニプレータ121によって組付ツール71を横向
きにさせることで、クランプ６の締付けは対応可能とな
る。

［考案の効果］ 本考案に係るチューブ状ワークの組付装置によれば、チ
ューブ状ワークを保持するクランプをボデー側のボルト
に嵌入させる際には、クランプを位置決めするブロック
が取付けられるクランプベースを、マニプレータによっ
て移動される組付ツールの把持によりパレットからボデ
ー側に離脱させ、離脱したクランプベースのパレットに
対する位置ずれをクランプがボルトに嵌入する直前まで
ガイドピンによって規制し、クランプとボルトの芯ずれ
をフローティング手段により吸収するようにしたので、
クランプを正確にボルトに嵌合させることができ、クラ
ンプをナットによって確実に締付けることができる。

したがって、チューブ状ワークを複数のクランプを介し
てボデーへ組付ける作業を自動化することが可能とな
り、組付作業の大幅な工数低減がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るチューブ状ワークの組付装置の平
面図、 第２図は第１図の正面図、 第３図は第１図における組付ツール近傍の正面図、 第４図は第２図の側面図、 第５図は第２図の背面図、 である。 １……ハンガーコンベア ３……ボデー ４……フュエールチューブ ５……ブレーキチューブ ６……クランプ ７……ボルト（ウェルドボルト） ８……ナット 10……組付装置 21……昇降手段 41……ガイド手段 51……パレット 55……位置決めブロック機構 56……クランプベース 58……ガイドピン 65……ブロック 71……組付ツール 75……フローティング手段 100……フローティング手段 121……マニプレータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の位置に位置決めされたボデーの下方
   に設けられる昇降手段と、 前記昇降手段に取付けられ外部から搬入されるパレット
   を前記ボデーに対して位置決めするガイド手段と、 前記パレットの複数位置にそれぞれ配置され、チューブ
   状ワークを保持するクランプを位置決めするブロック
   と、該ブロックが取付けられパレットから前記ボデー側
   に離脱可能なクランプベースと、前記ボデーのボルトに
   クランプが嵌入される直前まで離脱したクランプベース
   のパレットに対する位置ずれを規制するガイドピンとを
   有する位置決めブロック機構と、 前記位置決めブロック機構のクランプベースを把持可能
   な把持レバーを有し、前記ボデーのボルトに嵌入される
   前記クランプを該ボルトに螺合されるナットにより締付
   ける組付ツールと、 前記昇降手段側に設けられ、前記組付ツールを前記パレ
   ットの各位置決めブロック機構が配置される位置に逐次
   位置決めし、前記クランプのボルトへの嵌入時には組付
   ツールの把持レバーによって把持された前記位置決めブ
   ロック機構のクランプベースをパレットからボデー側に
   離脱させるマニプレータと、 前記マニプレータと組付ツールとの間に設けられ、前記
   クランプのボルトへの嵌入時にはマニプレータに対して
   組付ツールを移動自在に支持するフローティング手段
   と、 を具備したことを特徴とするチューブ状ワークの組付装
   置。