JPH07308831A - ワークに対する部品装着用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークに対する部品の装着作業をロボットハ
ンドなどの利用により効率的に行なえ、しかもワークの
反転作業のような重労働から解放させて、作業の能率
化、合理化を達成できるようにする。 【構成】 ワーク搬送機構１７上に搬入されたワークＷ
を位置決め機構２５により搬入方向に対して直交する平
面内で位置決めした状態で、ワークＷを上記直交方向の
両側から上下変位可能に挟持するワーク挟着機構４６
と、ワークＷの挿入孔Ｈに挿入された部品Ｎがワーク押
え機構４７によりワークＷに押え付けられた際にワーク
Ｗをワーク押え機構４７とともに１８０°反転させるワ
ーク反転機構６５とを備え、ワークＷが反転したとき、
ワーク搬送機構１７を上昇させてワークＷを自重に抗し
て適正位置まで持ち上げ支持するように構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばエンジンのシリ
ンダヘッド組立工程において、ワークとしてのシリンダ
ヘッドの所定個所にバルブなどの部品を組み付ける場合
に適用されるワークに対する部品装着用装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】例えばシリンダヘッドの組立工程では、
図８に示すように、バルブ挿通孔Ｈを有するシリンダヘ
ッドＷを作業台（図示せず）上に搬入し、作業者が上記
バルブ挿通孔Ｈに図９のように、バルブＮを挿入した
後、このバルブＮの下部Ｎａが上向きになるように上記
シリンダヘッドＷを反転させ、この反転状態で上記バル
ブＮにバルブスプリングＳやコッタＣなどの部品を装着
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来で
は、シリンダヘッドＷなどのワークに対するバルブＮな
どの部品の装着作業の全て手作業で行なっており、作業
能率が非常に悪い。特に、シリンダヘッドＷのようなワ
ークの場合は、そのバルブ挿通孔ＨにバルブＮを挿入し
た後、該シリンダヘッドＷを作業台上で反転させると
き、上記シリンダヘッドＷが相当な大型重量物であるこ
とと不定形物であることから、多大な労力を要し、その
上、バルブ挿通孔Ｈに挿入したバルブＮが脱落しないよ
うに、これを抱え込んで反転しなければならず、手際良
く作業を進めることが非常に困難であった。

【０００４】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、ワークに対する部品装着作業をロボットハンドなど
を利用して自動的に行なえ、特にワーク反転作業を人手
に依らずに迅速、かつ安定的に行なえ、全体の作業の能
率化、合理化を推進することができるワークに対する部
品装着用装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るワークに対する部品装着用装置は、部
品挿通孔を有するワークを搬入部から受入れ、かつ部品
装着後に該ワークを搬出部に引き渡すワーク搬送機構
と、このワーク搬送機構を所定の上昇位置と下降位置と
の間にわたり昇降変位させる昇降駆動機構と、上記ワー
ク搬送機構に搬入し停留されたワークを搬入方向に沿っ
た平面内で位置決めするワーク位置決め機構と、上記平
面内でワーク搬入方向と直交する方向の軸心周りに回動
可能に構成されて、上記ワークを上記直交方向の両側か
ら上下方向に相対変位可能に挟持するワーク挟着機構
と、上記部品挿入孔に部品が挿入された際に、該部品を
上記挿入方向から上記ワークに押え付ける部品押え機構
と、上記ワークに部品が押え付けられた状態でワーク搬
送機構を下降変位させた際に、上記ワークをワーク押え
機構と共に上記軸心周りに１８０°反転させるワーク反
転機構とを備え、上記ワークが反転されたとき、上記ワ
ーク搬送機構を所定の上昇位置まで変位させて該ワーク
を下方から持ち上げ支持するように構成したものであ
る。

【０００６】

【作用】本発明によれば、搬入部からワーク搬送機構に
受け入れられたワークを搬入方向に沿った平面内で位置
決め機構を介して位置決めした後にワーク挟持機構によ
りワーク搬入方向と直交する方向の両側から挟持させる
ことによって、ロボットハンドなどを利用して上記ワー
クの部品挿通孔に自動的に部品を挿入させることが可能
となり、部品サイズが異なる複数のワークに対する部品
装着にも容易に対応可能である。

【０００７】また、上記部品挿通孔に挿通された部品を
部品押え機構によりワーク側に押え付け、この部品押え
付け状態でワーク反転機構によりワークをワーク押え機
構と共に１８０°反転させることにより、ワーク反転作
業という重労働作業から作業者を解放することができ
る。さらに、ワークが反転した状態で自重により該ワー
クが下降変位しようとするが、この時、ワーク搬送機構
によりワークを下方から持ち上げ支持するので、ワーク
の位置が是正され、ロボットハンドなどを利用して次の
部品装着作業も支障なく行なわせることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて
説明する。図１は、図２および図３はそれぞれ本発明の
一実施例によるワークに対する部品装着用装置の正面
図、平面図および右側側面図である。

【０００９】図１ないし図３において、１はワークとし
てのシリンダヘッドＷを搬入する搬入部２と部品装着後
のシリンダヘッドＷを搬出する搬出部３との間に設けら
れた基台であり、前後左右の支柱４、中央桁部５および
下側桁部６などにより枠形に構成されており、上記中央
桁部５上に台板７が固定されている。

【００１０】８は上記台板７の上方側で上下方向に変位
可能に配設された可動台であり、この可動台８上には、
シリンダヘッド搬入方向（矢印ａ方向）の両端側、つま
り左右両端側に位置させて、それぞれ図４に示すよう
に、前後で１対となる軸支部材９，９および１０，１０
が固設されており、これら軸受９，９および１０，１０
にそれぞれ支承された原動軸１１および従動軸１２に
は、前後で２つの原動スプロケット１３，１４がそれぞ
れ取り付けられている。１５，１５は上記原動スプロケ
ット１３と従動スプロケット１４間に掛合されたスラッ
トコンベア用無端体、１６は上記原動軸１１の駆動用の
モータであり、上記両スプロケット１３，１４や無端体
１５，１５などと共にシリンダヘッドＷの受け渡し用の
搬送機構１７を構成している。１８は上記両無端体１
５，１５間に位置させて、上記可動台８上の左端側にＩ
形部材１９を介して立設されたストッパ部材であり、上
記無端体１５、１５で搬入されたシリンダヘッドＷを所
定位置に停留させるものである。

【００１１】２０は上記台板７に上向きに固定された昇
降用シリンダ装置であり、そのピストンロッド２１の先
端側が上記可動台８に連結固定している。上記可動台８
の左右両側部には、それぞれ上記台板７に固設されたガ
イド筒２２，２３によって上下方向に沿って案内される
ロッド２３，２３が垂設されており、上記シリンダ装置
２０などと共にワーク搬送機構１７を、所定の上昇位置
と下降位置との間にわたり昇降変位させるための昇降駆
動機構２４を構成している。

【００１２】２５は上記基台１の後部上端側に装備され
て、無端体１５上に搬入されたシリンダヘッドＷを搬入
方向に沿った面内で位置決めするワーク位置決め機構で
あり、たとえば上記基台１の上端に後部ブラケット２６
を介して前向きに取り付けられたシリンダ装置２７と、
このシリンダ装置２７のピストンロッド２８の先端側に
連結体２９を介して下向きに連結されて、位置決めピン
３０を上記シリンダヘッドＷの孔（図示せず）に挿入さ
せる位置決め用シリンダ装置３１とを備えている。

【００１３】３２，３３は上記シリンダヘッド搬入方向
と直交方向、つまり前後方向（矢印ｂ方向）で上記シリ
ンダヘッドＷを挟着する前後１対の円柱状の挟着体であ
り、両挟着体３２，３３の各先端側の取付板３２Ａ，３
３Ａには、それぞれリニアベアリング３４，３５を介し
て押圧板３６，３７が取り付けられている。上記後部挟
着体３３の基端側は上記後部ブラケット２６の前側面に
軸受部材３８を介して回転自在に支持されている。３９
は上記基台１の前部上端に前部ブラケット４０を介して
後向きに固定された挟着用シリンダ装置であり、そのピ
ストンロッド４１の先端側には、可動ホルダ４２に保持
された軸受部材４３が連結されており、この軸受部材４
３に上記前部挟着体３２の基端側が回転自在に支持され
ている。

【００１４】４４，４５は上記可動ホルダ４２に前方向
きに突設されたロッドであり、上記前部ブラケット４０
に固定されたガイド筒４５，４５に前後方向へ沿って案
内されるようになっている。上記挟着体３２，３３、リ
ニアベアリング３４，３５、押圧板３６，３７およびシ
リンダ装置３９などにより、上記シリンダヘッドＷを前
後方向から回転可能、かつ上下変位可能に挟着するワー
ク挟着機構４６が構成されている。

【００１５】４７は上記シリンダヘッドＷの挟着状態で
ロボットハンド（図示せず）によりバルブＮ（図８）が
挿入された際にバルブＮをシリンダヘッドＷに対して押
え付ける部品押え機構であり、上記取付板３３Ａの前面
に保持部材４８，４８を介して突設されて、上記取付板
３２Ａをガイド筒４９，４９を介して前後移動可能に支
持する１対のガイドロッド５０，５０と、これら両ガイ
ドロッド５０，５０に図５に示すように筒部５１を介し
て摺動可能に支持された可動ブロック５２と、上記取付
板３３Ａに前向きに装備されて、そのピストンロッド５
３により上記可動ブロック５２を前後方向に変位させる
シリンダ装置５４とを備え、上記可動ブロック５２の水
平片部５２ａに下向きに押え用シリンダ装置５５を固定
してあり、そのピストンロッド５６の先端側にバルブＮ
用の押え板５７が連結されている。５８，５８は上記水
平片部５２ａに装備された押え板用のガイド部である。

【００１６】上記可動ホルダ４２の上端に前方へ張り出
し状に固定されたブラケット５９の下側には、図６に示
すように、可動ラック６０が保持部材６１を介して上記
シリンダヘッドＷの搬入方向に沿って移動可能に保持さ
れており、この可動ラック６０を上記挟着体３２に同軸
上に固定されたピニオン６２に噛合させている。６３は
上記可動ホルダ４２の前面右端側に固定されたラック駆
動用シリンダ装置であり、そのピストンロッド６４の先
端側を上記可動ラック６０に連結しており、この可動ラ
ック６０や上記ピニオン６２などと共にシリンダヘッド
Ｗを上記挟着体３２，３３の軸心周りに１８０°反転さ
せるワーク反転機構６５が構成されている。

【００１７】上記可動ホルダ４２の前面左端側には、上
下のブラケット６６，６７が固定されており、各ブラケ
ット６６，６７には、図５に示すように、上記反転終了
時に上記取付板３２Ａの慣性力を吸収させるダンパ機構
６８，６９がそれぞれ装備されている。

【００１８】つぎに、上記構成の動作について説明す
る。シリンダヘッドＷが搬入部２から搬入される際に
は、昇降用シリンダ装置２０により、搬送機構１７を図
１の鎖線で示す所定位置まで上昇変位させた後、モータ
１６を起動させると、スプロケット１３，１４を介して
スラット形無端体１５が反時計方向に回動されるので、
上記搬入部２からのシリンダヘッドＷが搬入される。そ
して、上記シリンダヘッドＷはその搬入方向の所定位置
まで搬入されると、ストッパ１８に当接されて停留す
る。

【００１９】ついで、シリンダ装置２７により上記位置
決め用シリンダ装置３１を前後方向へ進退駆動して位置
決めピン３０をシリンダヘッドＷにおける孔に対向させ
たのち、上記シリンダ装置３１により上記ピン３０を下
降させると、このピン３０が上記孔に挿入されるので、
シリンダヘッドＷは上記前後および左右方向で、正確に
位置決めされる。

【００２０】この後、上記挟着用シリンダ装置３９を作
動させ、そのピストンロッド４１を伸張させると、可動
ホルダ４２と共に前部挟着体３２が後方へ変位してシリ
ンダヘッドＷを他方の挟着体３３側に押し付けるので、
上記シリンダヘッドＷはその前後方向から挟着体３２，
３３間に挟持されることになる。

【００２１】この状態で、上記シリンダヘッドＷは所定
位置に正確に位置決め保持されているので、この後、ロ
ボットハンドを利用してバルブＮを上記シリンダヘッド
Ｗのバルブ挿通孔Ｈに図９のように、自動的に挿通させ
ることができる。

【００２２】ついで、上記シリンダ装置５４により押え
板５７を上記シリンダヘッドＷ上に変位させた後、押え
用シリンダ装置５５により、上記押え板５７を下降させ
ると、上記バルブ挿通孔Ｈに挿通されたバルブＮが上記
押え板５７により、シリンダヘッドＷに押え付けられた
状態となる。

【００２３】つぎに、上記昇降用シリンダ装置２０によ
り、搬送機構１７を図３の実線位置まで下降変位させる
が、上記シリンダヘッドＷは上記挟着体３２，３３間に
挟持されたままに保持される。そして、上記位置決め用
シリンダ装置３１により、位置決め用ピン３０を上昇さ
せて上記シリンダヘッドＷから離脱させる。

【００２４】この後、反転用シリンダ装置６３を作動さ
せ、そのピストンロッド６４を収縮させると、ラック６
０が、図２の右方へ変位してピニオン６２を回転駆動す
るので、シリンダヘッドＷは上記押え板５７などと共
に、上記挟着体３２，３３の軸心周りで１８０°反転
し、図１０に示すような反転姿勢となる。すなわち、シ
リンダヘッドＷがかなりの重量物であっても、上記反転
機構６５により自動的、かつ安定的に反転させることが
できる。この時、バルブＮは図１０に示すように、上記
押え板５７によりシリンダヘッドＷに押し付けられてお
り、該シリンダヘッドＷから逸脱するおそれはない。さ
らに、上記シリンダヘッドＷは反転された際に自重で下
方へ変位しようとするが、この時、上記昇降用シリンダ
装置２０によりワーク搬送機構１７を上昇させて無端体
１５で上記シリンダヘッドＷ側を下方から支持させるこ
とにより、上記挟着体３２，３３における各リニアベア
リング３４，３５を介して上記シリンダヘッドＷの上下
方向の変位を許容するので、シリンダヘッドＷは自重に
抗して僅かに持ち上げられて適正位置に再位置決めされ
る。

【００２５】上記シリンダヘッドＷは反転状態でも、適
正に位置決め保持されているので、上記ロボットハンド
を利用して上記バルブＮに対して図１０に示すバルブス
プリングＳやコッタＣを自動的に装着させることができ
る。勿論、上記シリンダヘッドＷの機種に応じた各種部
品をロボットハンドにそれぞれ取り付けて予め用意して
おけば、多機種のシリンダヘッドＷに迅速に対応するこ
とができる。

【００２６】上記シリンダヘッドＷにバルブＮなどの装
着が完了すれば、ワーク挟着機構４６をアンクランプし
た後に、無端体１５を回動させることによりシリンダヘ
ッドＷは搬送部３に引き渡され、その後にワーク搬送機
構１７を下降変位させてワーク挟着機構４６を元の姿勢
に戻す。

【００２７】なお、上記実施例では、ワークとして、シ
リンダヘッドＷを例にして説明したが、シリンダヘッド
Ｗ以外の他のワークについても適用できるものである。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、搬入さ
れたワークを搬入方向と直交する平面内で正確に位置決
めした状態で、ワーク挟着機構により上記ワークを上記
直交方向から上下変位可能に挟持させるので、ロボット
ハンドなどに把持させた部品をワークの部品挿通孔に自
動挿入させることができ、さらに、上記ワーク押え機構
により部品をワークに押し付けた状態で該ワークなどを
上記直交方向の軸心周りに１８０°反転させるので、部
品を脱落させたりすることなく、自動的、かつ安定した
ワークの反転を行なえ、さらにまた、反転したワークに
対してワーク搬送機構を上昇させて上方へ持ち上げて再
位置決めさせるので、ロボットハンドなどを利用して上
記部品に別部品を自動装着することができるとともに、
ワーク型式毎の各種部品をロボットハンドに把持して用
意させておけば、多機種のワークに対する部品装着作業
の効率化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるワークに対する部品装
着用装置の正面図である。

【図２】同上実施例におけるワークに対する部品装着用
装置の平面図である。

【図３】同上実施例におけるワークに対する部品装着用
装置の側面図である。

【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿った矢視図である。

【図５】図２の一部を示す側面図である。

【図６】同上装置におけるワーク反転機構を示す正面断
面図である。

【図７】同上反転機構の側面図である。

【図８】シリンダヘッドとバルブを模式的に示す正面図
である。

【図９】シリンダヘッドのバルブ挿通孔にバルブを挿通
させた状態を模式的に示す正面図である。

【図１０】シリンダヘッドを反転させてバルブスプリン
グなどを装着した状態を模式的に示す正面図である。

【符号の説明】

２ 搬入部 ３ 搬出部 １７ ワーク搬送機構 ２４ 昇降駆動機構 ２５ ワーク位置決め機構 ４６ ワーク挟着機構 ４７ 部品押え機構 ６５ ワーク反転機構 Ｈ 部品挿通孔 Ｎ 部品（バルブ） Ｗ ワーク（シリンダヘッド）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品挿通孔を有するワークを搬入部から
   受入れ、かつ部品装着後に該ワークを搬出部に引き渡す
   ワーク搬送機構と、このワーク搬送機構を所定の上昇位
   置と下降位置との間にわたり昇降変位させる昇降駆動機
   構と、上記ワーク搬送機構に搬入し停留されたワークを
   搬入方向に沿った平面内で位置決めするワーク位置決め
   機構と、上記平面内でワーク搬入方向と直交する方向の
   軸心周りに回動可能に構成されて、上記ワークを上記直
   交方向の両側から上下方向に相対変位可能に挟持するワ
   ーク挟着機構と、上記部品挿入孔に部品が挿入された際
   に、該部品を上記挿入方向から上記ワークに押え付ける
   部品押え機構と、上記ワークに部品が押え付けられた状
   態でワーク搬送機構を下降変位させた際に、上記ワーク
   をワーク押え機構と共に上記軸心周りに１８０°反転さ
   せるワーク反転機構とを備え、上記ワークが反転された
   とき、上記ワーク搬送機構を所定の上昇位置まで変位さ
   せて該ワークを下方から持ち上げ支持するように構成し
   たことを特徴とするワークに対する部品装着用装置。