JPH027775B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、軸部の一端部に鍔部を有する被組付
部品を組付部品に組付けるための部品組付装置に
関するものである。

（従来技術） 近年、自動車生産工場等において、部品組付に
際して組付ロボツトを用い、部品組付作業の自動
化を図ることが行なわれている。かかる部品組付
作業には、軸部の一端部に鍔部を有する部材、例
えば、自動車用エンジンの吸気あるいは排気バル
ブを、ロボツトハンドによつてクランプした後、
組付部品であるシリンダヘツドに組付ける作業が
あるが、その自動化を図るために従来から種々の
装置が開発されてきている。例えば。特開昭60−
238237号公報記載の如く、バルブの鍔部を負圧に
よりロボツトハンドに吸着保持させて、シリンダ
ヘツドに組付けるようにした装置が既に提案され
ている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記公知例の場合、ロボツトハンドと該ロボツ
トハンドに吸着されるバルブ鍔部との両者を位置
決めする機構が設けられておらず、バルブ鍔部を
ロボツトハンドに吸着すると同時にバルブの芯出
しを行わなければならないところから、吸着前の
バルブの支持姿勢によつては、ロボツトハンドと
バルブとの芯出し精度が悪くなるおそれがあり、
シリンダヘツドへのバルブ組付作業を自動化する
上で問題となるおそれがあつた。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、
被組付部品の鍔部をロボツトハンドに設けたクラ
ンプ取出し爪でクランプした後に、鍔部クランプ
状態にある被組付部品の軸部を別構成の組付芯出
し爪でクランプすることによつて被組付部品の芯
出しを行うようにし、以つて、組付部品への部品
組付を自動的に行い得るようにすることを目的と
するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明では、上記問題点を解決するための手段
として、被組付部品収納箱内に収納され、軸部の
一端部に鍔部を有する被組付部品を組付ロボツト
のハンドによつてクランプして組付部品に組付け
る部品組付装置において、前記被組付部品収納箱
が、前記被組付部品の鍔部を上方に位置させた状
態で該鍔部直下方を支持して被組付部品を収納し
得る如く構成するとともに、前記被組付部品の鍔
部をクランプして前記被組付部品収納箱から被組
付部品を取り出すべく構成された一対のクランプ
取出し爪と、該クランプ取出し爪間に配設され且
つクランプ取出し爪により取り出された被組付部
品の軸部をクランプして芯出しを行いつつ前記組
付部品に組付けるべく構成された一対の組付芯出
し爪とを前記組付ロボツトのハンドに設けてい
る。

（作用） 本発明では、上記手段によつて次のような作用
が得られる。

即ち、被組付部品収納箱に鍔部を上方に位置さ
せた状態で収納された被組付部品は、組付ロボツ
トのハンドに設けられたクランプ取出し爪によつ
て鍔部をクランプされて取り出された後、クラン
プ取出し爪によりクランプされた状態を保持しつ
つ別構成の組付芯出し爪によつて軸部をクランプ
されて芯出しされ、その状態で組付部品に組付け
られる。従つて、被組付部品は、組付ロボツトの
ハンドにクランプされた状態において、正確に芯
出しされることとなり、組付作業の自動化が極め
て簡単に行えることとなるのである。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実
施例を説明する。

本実施例の部品組付装置は、第４図に示すよう
に、組付部品であるシリンダヘツド１５に対し
て、軸部１１の一端部に鍔部１２を有する被組付
部品である吸排気用のバルブ１０を自動的に組付
けるためのものであり、被組付部品としてのバル
ブ１０は、第１図図示の如く、被組付部品収納箱
９内に上下２段に収納されて供給される。

前記部品組付装置は、第８図および第９図図示
の如く、バルブ１０を収納した被組付部品収納箱
９を搬送するための収納箱搬送装置１と、該収納
箱搬送装置１によつて搬送された被組付部品収納
箱９をバルブ１０の取出が可能な位置に位置決め
する収納箱位置決め装置２と、前記被組付部品収
納箱９からバルブ１０を取出した後、シリンダヘ
ツド１５を支持するための組付ステーシヨン３に
おいてシリンダヘツド１５に組付けるための組付
ロボツト４とを備えている。

本実施例では、前記収納箱搬送装置１および収
納箱位置決め装置２は、２種類の吸排気バルブを
収納した被組付部品収納箱を搬送および位置決め
するためにそれぞれ４個ずつ設けられているが、
以下の説明においては、繁雑を避けるため、それ
ぞれの１個について説明する。

前記収納箱搬送装置１は、基台５と、該基台５
の上面に位置し、バルブ１０が収納されている被
組付部品収納箱９，９，９を３段に積層した状態
で連続的に搬送するフリクシヨンコンベア６と、
該フリクシヨンコンベア６の搬送方向終端部に付
設され、積層状態の被組付部品収納箱９，９，９
の上２段あるいは１段を持ち上げるリフター８
と、前記基台５下部に位置し、空になつた被組付
部品収納箱９を返却するためのホイールコンベア
７とを備えている。

前記被組付部品収納箱９は、積層可能な如く構
成されており、その内部には、第１図および第７
図図示の如く、上下２段にバルブ１０，１０…が
収納されるようになつている。つまり、前記被組
付部品収納箱９内には、下段側に位置する底板２
８と、上段側に位置する着脱自在な中敷板２７と
が配設されていて、底板２８および中敷板２７に
は、ブツシユ６２，６２…が設けられ、該各ブツ
シユ６２に対してバルブ１０がその鍔部１２を上
方に位置させた状態で該鍔部１２の直下方の軸部
１１，１１…を嵌挿支持することによつて収納さ
れているのである。

前記基台５上部には、フリクシヨンコンベア６
により連続的に搬送される３段積みの被組付部品
収納箱９，９，９を前記リフター８の手前におい
て一時的に停止させ、３段積みされたものを１組
ずつに分離して順次送り出すための第１ストツパ
ー機構２５と、前記リフター８と対応する位置に
３段積みの被組付部品収納箱９，９，９を一時停
止させる第２ストツパー機構２６とが設けられて
いる。

前記第１ストツパー機構２５は、搬送方向先頭
に位置する３段積みの被組付部品収納箱９，９，
９における最下段の被組付部品収納箱９の前部下
端に係合する前部爪２９ａと搬送方向２番目に位
置する３段積みの被組付部品収納箱９，９，９に
おける最下段の被組付部品収納箱９の前部下端に
係合する後部爪２９ｂとを有し且つ中間部を回動
自在に枢支された揺動部材２９と、該揺動部材２
９を揺動させる駆動源としてのエアシリンダ３０
とからなつている。即ち、この第１ストツパー機
構２５は、揺動部材２９の前部爪２９ａを先頭の
被組付部品収納箱９，９，９における最下段の被
組付部品収納箱９の前部下端に係合させることに
よつて連続的に搬送されてくる３段積みの被組付
部品収納箱を一時停止させるとともに、揺動部材
２９の後部爪２９ｂを２番目の被組付部品収納箱
９，９，９における最下段の被組付部品収納箱９
の前部下端に係合させることによつて先頭の被組
付部品収納箱９，９，９だけを分離して送り出す
如く作用するのである。

前記第２ストツパー機構２６は、フリクシヨン
コンベア６においてリフター８と対応する位置に
搬送されてきた３段積みの組付部品収納箱９，
９，９における最下段の被組付部品収納箱９の前
部下端に係合する係止爪３１ａを有し且つ後端部
を回動自在に枢支された揺動部材３１と、該揺動
部材３１を揺動させる駆動源としてのエアシリン
ダ３２とからなつている。即ち、この第２ストツ
パー機構２６は、揺動部材３１の係止爪３１ａを
３段積みの被組付部品収納箱９，９，９における
最下段の被組付部品収納箱９の前部下端に係合さ
せることによつて被組付部品収納箱９，９，９を
リフター８と対応する位置に一時停止させる如く
作用するのである。

前記リフター８は、前記基台５上において搬送
方向と直交する如く架設された門型のフレーム３
３に設けられており、第１０図図示の如く、前記
被組付部品収納箱９の両側を係止すべく前記フレ
ーム３３に対して昇降自在に支持されたガイドバ
ー３４に対してスライド可能に支持された相対向
する一対の係止アーム３５，３５と、各係止アー
ム３５，３５の上端部に固着された互いに平行な
ラツク３６，３６と、該ラツク３６，３６間に噛
合状態で介設されたピニオン３７と、該ピニオン
３７と回転させるロータリーアクチユエータ３８
と、該ロータリーアクチユエータ３８の駆動源で
あるエアシリンダ３９と、前記ガイドバー３４を
昇降させるための駆動源であるエアシリンダ４０
とからなつている。符号６０はガイドバー３４を
支持する支持枠、６１は該支持枠６０の昇降時に
おけるガイドロツクである。

そして、このリフター８は、次のように作用す
る。

即ち、フリクシヨンコンベア６においてリフタ
ー８に対応する位置に一時停止された３段積みの
被組付部品収納箱９，９，９（あるいは、２段積
みの被組付部品収納箱９，９）における下から２
段目の被組付部品収納箱９側面に、リフター８の
係止アーム３５，３５の下端部が位置するよう
に、昇降用のエアシリンダ４０の駆動によつてガ
イドバー３４を下降させた後、エアシリンダ３９
により駆動されるロータリーアクチユエータ３８
によつて回転されるピニオン３７と噛合して相対
移動せしめられたラツク３６，３６の作用によつ
て前記係止アーム３５，３５を下から２段目の被
組付部品収納箱９側面に係止させ、その状態で昇
降用エアシリンダ４０によりガイドバー３４を上
昇させることによつて、最下段の被組付部品収納
箱９を分離するように作用する。かくして分離さ
れた最下段の被組付部品収納箱９は、第２ストツ
パー機構２６により係止を解除されることによつ
て、次に位置する収納箱位置決め装置２へ送り出
される。なお、本実施例においては、前記フレー
ム３３の前面適所に、被組付部品収納箱９内に収
納されたバルブ１０，１０…の上段収納部分が取
り出された後において中敷板２７を一時預けする
ための受台４７が設置されている。

前記収納箱位置決め装置２は、前記収納箱搬送
装置１におけるフリクシヨンコンベア６の上面に
対応する位置とホイールコンベア７の上面と対応
する位置との間を昇降自在とされた昇降台１３
と、該昇降台１３の上面に設けられた２列のロー
ラコンベア１４，１４とからなつている。前記昇
降台１３上面においてローラコンベア１４，１４
間には、前記収納箱搬送装置１から送られてきた
被組付部品収納箱９の前後方向の位置決めを行う
固定係止片４１および可動係止片４２が設けられ
ている。該可動係止片４２は、駆動源であるエア
シリンダ４３によつて被組付部品収納箱９の後部
下端に係脱自在とされている。また、前記昇降台
１３の両側部には、被組付部品収納箱９の左右方
向の位置決めを行う固定係止片４４および可動係
止片４５が設けられている。該可動係止片４５
は、駆動源であるエアシリンダ４６によつて被組
付部品収納箱９の側面を固定係止片４４側に押し
付けるように作用する。この昇降台１３は、被組
付部品収納箱９内のバルブ１０の取り出しが終了
した時点で、図示しない駆動手段によつて下降せ
しめられるようになつており、下降姿勢において
空の被組付部品収納箱９を空箱返却用のホイール
コンベア７上に送り出し得るようにされている。
符号４８および４９は、フリクシヨンコンベア６
およびローラコンベア１４，１４の駆動源であ
る。

前記組付ステーシヨン３は、第９図図示の如
く、吸気バルブ用および排気バルブ用の２個所設
けられているが、同一構造なので、一方について
のみ説明する この組付ステーシヨン３は、組付部品であるシ
リンダヘツド１５を搬送するためのリフト＆キヤ
リータイプの搬送装置１８と、該搬送装置１８に
よつて搬送されてきたシリンダヘツド１５を組付
姿勢に固定支持する可動台１７と、該可動台１７
を所定角度に傾動自在に支持する固定台１６とか
らなつている。

前記可動台１７は、固定台１６に対して上部一
端側を回動自在に枢支される一方、他端側をエア
シリンダ５０を介して固定台１６に連結せしめら
れている。そして、該エアシリンダ５０の駆動に
よつて可動台１７に二つの傾動姿勢をとらせ、該
可動台１７上に固定されたシリンダヘツド１５の
バルブガイド５１，５１をそれぞれ鉛直姿勢（換
言すれば。部品取付姿勢）に保持するようにされ
ている（第４図参照）。第４図において符号５２
はバルブガイド５１の端部にとりつけられたシー
ル部材、第８図において符号５３は可動台１７上
にシリンダヘツド１５を固定するためのクランパ
ーである。

前記組付ロボツト４は、前記組付ステーシヨン
３，３間を移動可能とされた走行台車５４上に設
けられており、ロボツト本体１９と、該ロボツト
本体１９上端部に結合されたアーム２０と、該ア
ーム２０先端に設けられたハンド２１とを備えて
いる。符号５５は走行台車５４を案内する案内軌
条である。

前記ハンド２１には、第１図図示の如く、前記
バルブ１０の鍔部１２をクランプして前記被組付
部品収納箱９からバルブ１０を取り出すべく構成
された一対のクランプ取出し爪２２，２２と、該
クランプ取出し爪２２，２２間に配設され且つク
ランプ取出し爪２２，２２により取り出されたバ
ルブ１０の軸部１１をクランプして芯出しを行い
つつ前記シリンダヘツド１５に組付けるべく構成
された一対の組付芯出し爪２３，２４とが設けら
れている。そして、このハンド２１は、第８図図
示の如く、収納箱位置決め装置２に位置決めされ
た被組付部品収納箱９内に収納されたバルブ１０
を取り出すときは符号２１′で示す位置に動作さ
れ、組付ステーシヨン３においてシリンダヘツド
１５にバルブ１０を組付けるときは符号２１″で
示す位置に動作される。

前記各クランプ取出し爪２２の先端部は、第２
図図示の如く、バルブ１０の鍔部１２を掬い上げ
得るような形状の爪部２２ａとされており、これ
らのクランプ取出し爪２２，２２は、ハンド２１
に対して水平方向にスライド可能に支持され、駆
動手段５６によつて駆動されるようになつてい
る。

一方、前記組付芯出し爪２３，２４は、共に鉛
直姿勢と水平姿勢とを取り得るように前記クラン
プ取出し爪２２，２２のスライド方向と直交する
方向に90度の範囲で弧回動し得るようにハンド２
１に対して枢支されており、駆動手段５７によつ
て回動せしめられるようになつている。また、こ
れら組付芯出し爪２３，２４は、鉛直姿勢におい
てその先端部のチヤツク部２３ａ，２４ａが前記
クランプ取出し爪２２の下端より下位に位置する
ように構成されており、本実施例では、一方の組
付芯出し爪２３のチヤツク部２３ａにおけるバル
ブ軸部１１への当接面は平坦面とされ、他方の組
付芯出し爪２４のチヤツク部２４ａにおけるバル
ブ軸部１１への当接面はＶ字溝状とされている
（第５図参照）。かく構成することによつて、バル
ブ軸部１１を組付芯出し爪２３，２４でクランプ
する際に、容易に芯出しが行えるようにしている
のである。

また、本実施例においては、前記ハンド２１に
は、収納箱位置決め装置２に位置決めされた被組
付部品収納箱９の中敷板２７を吸着して、前記収
納箱搬送装置１におけるフレーム３３に設けられ
た受台４７に一時預けし、該受台４７に一時預け
された中敷板２７を再び被組付部品収納箱９内に
返し戻すための吸着ハンド５８が付設されている
（第８図参照）。該吸着ハンド５８の先端には、中
敷板２７を吸着させるための４個の真空吸着パツ
ト５９，５９…が設けられている。

次いで、図示の部品組付装置の作用を以下に説
明する。

収納箱搬送装置１のフリクシヨンコンベア６上
を３段積み状態で搬送される被組付部品収納箱
９，９…は、第１ストツパー機構２５の作動によ
り３段積みの被組付部品収納箱９，９，９を１組
として分離されてリフター８と対応する位置に搬
送された後、該リフター８と第２ストツパー機構
２６との共同作動により３段積みの被組付部品収
納箱９，９，９の最下段の被組付部品収納箱９が
分離されて収納箱位置決め装置２に搬送され、所
望位置に位置決めされる。該収納箱位置決め装置
２にて位置決めされた被組付部品収納箱９内に収
納されたバルブ１０は、第１図図示の如く、組付
ロボツト４の作動によりハンド２１に設けられた
クランプ取出し爪２２，２２によつて鍔部１２を
クランプされて取り出される。この時、ハンド２
１の組付芯出し爪２３，２４は、水平開状態とさ
れている。

次いで、ハンド２１のクランプ取出し爪２２，
２２によつてバルブ１０の鍔部１２をクランプし
た状態において、組付芯出し爪２３，２４を鉛直
閉状態となすと、該組付芯出し爪２３，２４のチ
ヤツク部２３ａ，２４ａによつてバルブ１０の軸
部１１がクランプされ、バルブ１０の芯出しが行
なわれる（第４図参照）。かくしてハンド２１に
芯出し状態でクランプされたバルブ１０は、組付
ロボツト４の作動により組付ステーシヨン３上に
固定されたシリンダヘツド１５のバルブガイド５
１にその軸部１１を嵌挿される。その後、第６図
図示の如く、バルブ１０に対するクランプ取出し
爪２２，２２および組付芯出し爪２３，２４によ
るクランプを解除した後、組付芯出し爪２３，２
４を鉛直閉状態となして、該組付芯出し爪２３，
２４の下端面でバルブ１０の鍔部１２上面を押圧
することによつて、バルブ１０は、バルブガイド
５１およびシール部材５２から受ける摺接抵抗に
打ち勝つて組付けられるのである。かかる被組付
部品収納箱９からのバルブ１０の取り出しおよび
組付ステーシヨン３におけるシリンダヘツド１５
へのバルブ１０の組付は、組付ステーシヨン３へ
のシリンダヘツド１５の搬送毎に連続的に行なわ
れ、被組付部品収納箱９内に収納されたバルブ１
０は、次々と取り出される。その結果、被組付部
品収納箱９内において、中敷板２７に支持された
１段目のバルブ１０，１０…が全部取り出される
と、組付ロボツト４の作動によりハンド２１に付
設された吸着ハンド５８を中敷板２７上に臨ませ
て、該吸着ハンド５８の真空吸着パツド５９，５
９…に中敷板２７を吸着させた後、ハンド２１を
駆動させて中敷板２７をフレーム３３の受台４７
に一時預けする（第８図参照）。その後、被組付
部品収納箱９内の底板２８に支持された２段目の
バルブ１０，１０…を前記と同様にして順次取り
出してシリンダヘツド１５に組付け、被組付部品
収納箱９内の総てのバルブ１０，１０…を組付け
終わると、前記受台４７に一時預けされた中敷板
２７を吸着ハンド５８の作動により前記と逆に被
組付部品収納箱９内に戻した後、収納箱位置決め
装置２の昇降台１３を下降させて、空になつた被
組付部品収納箱９を空箱返却用のホイールコンベ
ア７上に送り出すのである。

上記した如く、本実施例によれば、被組付部品
であるバルブ１０の搬送、被組付部品収納箱９か
らのバルブ１０の取り出し、取り出したバルブ１
０の組付部品であるシリンダヘツド１５への組付
および空になつた被組付部品収納箱９の返却を自
動的に行い得ることとなるのである。

なお、本発明は、図示の実施例に限定されるも
のではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て適宜設計変更可能なことは勿論である。

（発明の効果） 叙上の如く、本発明によれば、被組付部品収納
箱に鍔部を上方に位置させた状態で収納された被
組付部品を、組付ロボツトのハンドに設けられた
クランプ取出し爪によつて鍔部をクランプして取
り出した後、クランプ取出し爪によりクランプさ
れた状態を保持しつつ組付芯出し爪によつて被組
付部品の軸部をクランプして芯出しし、その状態
で組付部品に組付けるようにしたので、被組付部
品収納箱に収納されたままの状態の被組付部品を
セツトし直さなくとも、被組付部品の取り出し、
芯出しおよび組付が簡単且つ確実に行え、部品組
付作業の自動化に寄与すること大であるという優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例にかかる部品組付装
置の部品取り出し時における要部を示す側面図、
第２図は、第１図図示の部品組付装置のＡ矢視
図、第３図は、第２図の−断面図、第４図お
よび第６図は、第１図図示の部品組付装置の部品
組付時における要部を示す側面図、第５図は、第
４図の−断面図、第７図は、被組付部品収納
箱の一部拡大平面図、第８図は、本発明の実施例
にかかる部品組付装置の側面図、第９図は、第８
図図示の部品組付装置の平面図、第１０図は、第
８図図示の部品組付装置におけるリフター部分の
正面図である。 ４……組付ロボツト、９……被組付部品収納
箱、１０……被組付部品（バルブ）、１１……軸
部、１２……鍔部、１５……組付部品（シリンダ
ヘツド）、２１……ハンド、２２……クランプ取
出し爪、２３，２４……組付芯出し爪。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被組付部品収納箱内に収納され、軸部の一端
   部に鍔部を有する被組付部品を組付ロボツトのハ
   ンドによつてクランプして組付部品に組付けるも
   のであつて、前記被組付部品収納箱が、前記被組
   付部品の鍔部を上方に位置させた状態で該鍔部直
   下方を支持して被組付部品を収納し得る如く構成
   され、前記ハンドが、前記被組付部品の鍔部をク
   ランプして前記被組付部品収納箱から被組付部品
   を取り出すべく構成された一対のクランプ取出し
   爪と、該クランプ取出し爪間に配設され且つクラ
   ンプ取出し爪により取り出された被組付部品の軸
   部をクランプして芯出しを行いつつ前記組付部品
   に組付けるべく構成された一対の組付芯出し爪と
   を備えていることを特徴とする部品組付装置。