JPH065077Y2 - 平行２動作に対する位置検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、機械装置部品のかしめや圧入等の組み付け
作業を１台の装置で行う当該装置の構造の技術分野に属
する。

〈従来の技術〉 周知の如く、近時機械装置はあらゆる分野に広く用いら
れており、しかも、機械装置は１部品から成る単純な構
造のものは少く、各種の複数部品が相互に有機的な関係
を有して組み付けられている構造のものがほとんどであ
る。

特に、精密機械にあっては多くの各種部品が相互に全体
的に有機的牽連関係を有して組み付けられており、した
がって、１つの機械装置の製造に際しては母材を成すベ
ースに各種部品が設定位置関係で正確に組み付けられる
ようにされている。

而して、当然のことながら、該種精密機械の製造に際し
てはその生産性の向上とコストダウンを図るために、一
連の流れ作業で全自動的な組み付けや加工が行われてお
り、手作業等はほとんどないようにされている。

そして、かかる部品組み付けの際にベースにセットされ
た母材に対する各部品が１種類の場合には比較的組み付
け作業が簡単なラインプロセスで行われるが、例えば、
１つの母材に対する複数部品の圧入や穴明け加工やかし
め作業等が行われる場合には、組付部品や加工作業の種
類や点数が多くなるに従って高能率の作業を行うべく、
当該各部品に対するホルダヘッドの数を専用的に有した
治具を設けて、各ホルダヘッドごとに種類別のワークに
対する近接、チャッキング、組み付け、加工作業を行わ
ねばならず、１部品の組み付け作業に比し製造組付装置
が複雑になる。

かかる技術に対処するに、例えば、実開昭５５−８０１
３４号公報考案等が案出されてベースに母材をセット
し、該ベースを１つの方向、例えば、Ｘ方向に移動さ
せ、フレームに立設させたスタンドにＹ方向のガイドレ
ールを設けてヘッドホルダをしてＸ、Ｙ方向に自在に変
位させるようにし、該ヘッドホルダに昇降用の油圧シリ
ンダ等のアクチュエータを設け、ヘッドブラケットに設
けられた所定数のワークの種類ごとのヘッドホルダをし
て選択的に位置換えし、ヘッドホルダに設けた他のアク
チュエータとしてのサーボモータ等により母材に対して
位置決めされた各ヘッドホルダを昇降させて、チャッキ
ングしたワークを母材に位置決めして、穴明け、圧入、
かしめ等の加工、組み付け作業を行っていた。

そして、かかる装置をより効率的に改良改善して作業の
高能率化を図るようにした、例えば、出願人の先願発明
である特願昭６２−１４００５４号発明等も実用化され
るようになってきた。

例えば、第５図に示す様に、該種組付加工装置１はコン
トローラ2、3を有するフレーム4の上面にＸ方向のガイド
レール5、5を設けてベース6をＸ方向に平行移動自在にす
ると共に、該ベース6にスタンド7、7を立設してその上部
にＹ方向のガイド8を渡設し、ヘッドブラケット9をＹ方
向に平行移動自在にし、したがって、コントローラ2、3
によりヘッドブラケット9はＸ、Ｙ方向、即ち、平面上
に平行移動自在にするようにし、更に、該ヘッドブラケ
ット9には圧入やかしめを行うためのアクチュエータの
サーボモータ10を設けると共に、実質的な作業を行う他
のアクチュエータの油圧シリンダ11を設けて所定種類の
ヘッドホルダ12、12…に対する選択的な作動を行い、母
材6′にセットされた所定種類のワーク14、14…に対する
穴明け、圧入、かしめ等の加工組み付け作業を行うこと
が出来るようにされている。

〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、該種在来様態の複数多数部品の母材に対
する加工、組み付け等のワーク14、14…の処理に際して
は、当該第５図に示す様に、ヘッドブラケット9に設け
た所定種類のヘッドホルダ12、12…の選択的なワークに
対する係合に続いて、母材6′に対する昇降近接離反、
及び、所定の加工、組み付け等のワーク処理を行わねば
ならず、図示する様に、各ヘッドホルダ12は母材6′へ
の近接離反と所定の加工、組み付け等のワーク処理の２
段工程を経ることになり、先述した如く、作業能率の向
上のために各ヘッドホルダ12の処理作業位置までの空移
動と圧入やかしめ等の実動作業に際し、実態的な加工、
組み付けには何の係りもない当該空移動の近接離反は無
負荷状態であるために、急速接近離反を行い、実動作は
負荷を伴うために、且つ、製品精度を上げるべく低速移
動を行うことが望ましい。

したがって、ワーク14、14…の処理作業に際し、ヘッド
ブラケット9に於けるアクチュエータ10によるヘッドホ
ルダ12の低負荷高速移動と、ワーク14、14…に対する処
理における高負荷低速移動を行う必要がある。

しかしながら、かかる低負荷高速移動と高負荷低速移動
は当然のことながら、低負荷高速移動をどの位置まで行
うかはワーク14や治具の損傷や精度に対処するために不
可欠であり、又、ワーク14、14に対する処理のストロー
クエンド位置は高負荷低速移動にあって不可欠であるに
もかかわらず、上述在来態様においてはこれらの検出機
構が設けられておらず、例えば、低負荷高速移動のスト
ロークエンドの位置検出に光電センサ等を用いることが
出来ても、ワーク14、14…の処理における高負荷低速移
動における位置検出機構は、部品が細かい場合や内部加
工の場合には対処出来ないという不都合さがあった。

又、高負荷低速移動のストロークエンドの位置検出に一
対づつ光電センサ等を設けることは、もともと構造が著
しく複雑な加工組付装置に更に精巧な検出装置を狭隘な
部分に組み込むことが著しく装置の複雑さを増すのみな
らず、保守点検整備も煩瑣となり、管理が難しくなると
いう難点があるうえに、結果的に、イニシャルコスト、
及び、ランニングコストが高くなり、経済性が見合わな
くなるという不利点があった。

〈考案の目的〉 この考案の目的は上述従来技術に基づく機械装置の加
工、組み付け部品の加工、組み付け等の処理における低
負荷高速移動と高負荷低速移動の平行２動作等における
ワーク処理のストロークエンドの位置の検出の問題点を
解決すべき技術的課題とし、低負荷高速移動、高負荷低
速移動の平行２動作に対しても１つの位置検出装置でも
って該低負荷高速移動と高負荷低速移動のストロークエ
ンド等の位置が確実に検出出来、複数部品の加工組み付
け等の作業が設計通りにスムース、且つ、高能率に行
え、しかも、コストを抑えることが出来、保守点検整備
もし易く、耐久性も充分であるようにして機械製造産業
における部品処理技術利用分野に益する優れた平行２動
作に対する位置検出装置を提供せんとするものである。

〈課題を解決するための手段〉 上述目的に沿い先述実用新案登録請求の範囲を要旨とす
るこの考案の構成は前述課題点を解決するために、第１
の線的移動を行う装置とこれに平行に配設された第２の
線的移動を行う装置が連係されて該第２の線的移動を行
う装置に設けられたワーク処理装置の動作位置の検出を
行う平行２動作に対する位置検出装置において、上記第
１の線的移動を行う装置のアクチュエータのボールネジ
に位置検出用のエンコーダが連結され、又該ボールネジ
に移動ナットが螺合し、該移動ナットに上記第２の線的
移動を行う装置を介して上記ワーク処理装置が連結され
ている技術的手段を講じたものである。

〈作用〉 而して、昇降動作等の第１の線的移動を行うサーボモー
タ等のアクチュエータと、該昇降動作等の第１の線的移
動に平行な同じく昇降動作等の第２の線的移動を行うサ
ーボモータや油圧シリンダ等の第２のアクチュエータと
が併設され、該第２の線的移動を行う装置の先端には圧
入、穴明け、かしめ等の作業を行うワーク処理装置が設
けられ、ベース上の母材に対するワーク処理装置の低負
荷高速移動の第１の線的移動を行うに際し、第１のアク
チュエータのボールネジにエンコーダが連結されて、該
エンコーダの動作によりワーク処理装置の低負荷高速移
動のストロークエンドの位置を検出し、所定の制御装置
を介し第２のアクチュエータの作動を行って第１の線的
移動に平行な昇降等の第２の線的移動を高負荷低速移動
で行って、ワーク処理装置のワークに対する穴明けや圧
入、更には、かしめ等の処理動作を行い、その高負荷低
速移動のストロークエンドの位置は第１の線的移動を行
う装置のボールネジに螺合された移動ナットにより、該
低負荷高速移動のストロークエンドと高負荷低速移動の
ストロークエンドの位置が共にエンコーダにより正確に
検出されて第１の線的移動から第２の線的移動への切り
換え、及び、離反上昇等が確実になされるようにしたも
のである。

〈実施例〉 次に、この考案の実施例を第１〜４図に基づいて説明す
れば以下の通りである。尚、第５図と同一態様部分は同
一符合を用いて説明するものとする。

第１、２、３図に示す実施例において、各態様に共通な
第３図に於て、1′は圧入を行う組付加工装置であり、
第５図に示す在来態様の対応部分の要部を示すものであ
り、当該第５図に示す在来態様同様に、図示しないＸ，
Ｙ方向にヘッドブラケット9が平行移動自在にされてお
り、Ｘ方向に平行移動するベース6には組付部材を所定
にセットするサブベース6′が設けられており、ベース6
には一対のスタンド7、7が立設されたその上部にはＹ方
向の平行移動を行うガイド8′が渡設されてヘッドブラ
ケット9が所定の駆動装置により平行移動自在にされて
低負荷高速移動を行う一方のアクチュエータのサーボモ
ータ10が設けられると共に、他の高負荷低速移動を行う
アクチュエータとしての油圧シリンダ10′には下向きに
ロッド14′を介して図示しないワークに対するヘッドホ
ルダ12が設けられている。

尚、第１、２図に示す実施例においては事例を簡単にす
るために、１つのワークの圧入処理を行うように示され
ているが、複数ワークの複数処理を行うにはヘッドブラ
ケット9に所定数のワーク処理装置としてのヘッドホル
ダ12、12…が当該数だけ設けられるものであって、それ
は、設計変更の態様の対象である。

そして、ヘッドブラケット9には第１図に示す様に、支
持ブラケット11を介してサーボモータ10が一体的に設け
られ、又、ガイド18を介し他のアクチュエータの油圧シ
リンダ10′の上延する支持ロッド14にクランプブラケッ
ト11′を介して連結されており、該クランプブラケット
11′は電磁ブレーキ13によりガイド18を介し支持ロッド
14に対して油圧シリンダ10′を昇降プロセスで停止する
ことが出来るようにされている。

又、該油圧シリンダ10′の下方にはロッド14′が延出さ
れて、その下端には上記ホルダブラケット12が設けられ
て図示しない圧入ワークをチャッキングするようにされ
ている。

又、一方のアクチュエータのサーボモータ10の上部には
周公知のエンコーダとしてのロータリーエンコーダ17が
該サーボモータ10のボールネジ15の頭部にロックアンロ
ック自在に配設されており、該ボールネジ15に螺合した
移動ナット16は油圧シリンダ10′に支持ブラケット11″
を介して一体的に共役的に連結されている。

したがって、電磁ブレーキ13によりクランプブラケット
11′が開放されて油圧シリンダ10′の上方のロッド14を
アンクランプしている状態では、サーボモータ10の作動
によりボールネジ15が回転して移動ナット16の昇降によ
り支持ブラケット11″を介して油圧シリンダ10′、及
び、ロッド14′を介してヘッドホルダ12も一体的に昇降
し、その間は全てリニアに連結されていることにより、
ロータリーエンコーダ17はホルダブラケット12の位置を
一対一に検出することが出来る。

又、電磁ブレーキ13によりクランプブラケット11′がロ
ッド14をロック状態にすることにより、油圧シリンダ1
0′はガイド18に対して昇降不能になり、油圧作動によ
りロッド14に対し油圧シリンダ10′自体、及び、下方の
ロッド14′を介してヘッドホルダ12が昇降し、したがっ
て、支持ブラケット11″を介して移動ナット16が昇降す
ることにより、ボールネジ15が強制的に回転されること
になってロータリーエンコーダ17も作動して、この場合
もヘッドホルダ12の昇降と該ロータリーエンコーダ17の
作動は一対一に対応することになり、該ヘッドホルダ12
の位置は確実に検出される。

このようにして、サーボモータ10の回転、及び、油圧シ
リンダ10′の伸縮作動により、いづれの場合もヘッドホ
ルダ12の位置はロータリーエンコーダ17により確実にそ
の位置が検出される。

そのため、サーボモータ10の回動によるヘッドホルダ12
の低負荷高速移動の所望位置の位置、及び、油圧シリン
ダ10′による高負荷低速移動のヘッドホルダ12の位置
も、ロータリーエンコーダ17により確実に検出すること
が出来る。

上述構成において、サブベース6′上に図示しない母材
のワークを所定にセットし、先述した如く、ベース6の
Ｘ、Ｙ方向に対する平行移動を行ってヘッドホルダ12を
当該母材の圧入穴に芯出しし、サーボモータ10を起動す
ることによりボールネジ15が回転し、ロータリーエンコ
ーダ17を介し油圧シリンダ10′はロッド14′、ヘッドホ
ルダ12と共に低負荷高速移動により急速下降し、該ヘッ
ドホルダ12の位置は時事刻々常にロータリーエンコーダ
17により検出されて、図示しない制御装置に入力され
る。

而して、ヘッドホルダ12がストロークエンド、即ち、そ
の先端の圧入ワークが母材の圧入位置に対し設定微小距
離まで近接すると、図示しない制御装置を介しサーボモ
ータ10が停止し、電磁ブレーキ13が作動してクランプブ
ラケット11′によりロッド14をクランプし、油圧シリン
ダ10′を停止させる。

そして、該油圧シリンダ10′自体を油圧作動させると、
その上方のロッド14が電磁ブレーキ13により固定されて
いることにより、油圧シリンダ10′自体が下降し始めて
下方のロッド14′を介しヘッドホルダ12が高負荷低速移
動し始める。

そして、該ヘッドホルダ12にクランプされた図示しない
圧入ワークが母材の圧入穴に対し圧入作動の処理作業を
行い、その間、油圧シリンダ10′の下降は支持ブラケッ
ト11″を介して移動ナット17の昇降を行い、したがっ
て、ボールネジ15は回転してロータリーエンコーダ16は
作動し、ヘッドホルダ12、即ち、該ホルダブラケット12
にクランプされているワークの圧入位置が常に検出され
る。

そして、所定深さ圧入されると、ロータリーエンコーダ
17によりその圧入深さが検出されてストロークエンドで
図示しない制御装置により油圧シリンダ10′が停止し、
該油圧シリンダ10′が縮小してヘッドホルダ12がワーク
をアンクランプし、空上昇して所定のストロークエンド
に達したところで制御装置により油圧シリンダ10′が停
止し、サーボモータ10が逆転して移動ナット16、及び、
ボールネジ15を介し電磁ブレーキ13が作動してクランプ
ブラケット11′がロッド14をアンクランプして自由とな
った該ロッド14を介して油圧シリンダ10′、ロッド1
4′、ヘッドホルダ12は急速に上昇して母材から離反し
て一連の作業を終了する。

したがって、ヘッドホルダ12にクランプされたワークを
母材に対する低負荷高速移動、高負荷低速移動を所定設
定ストロークで最短時間で行い、その限り、ワーク圧入
処理は高い能率で行われることになる。

次に、第４図に示す実施例は第２のアクチュエータとし
て上述実施例の油圧シリンダ10′に代えて別のサーボモ
ータ10″を支持ブラケット11にサーボモータ10と併列に
設置し、そのボールネジ15′はサーボモータ10のボール
ネジ15と平行に下延させ、各ボールネジ15、15′に螺合
した各移動ナット16、16′は１つの支持ブラケット11″
によって別体に連結されると共に、該支持ブラケット1
1″の端部にはロッド14′を介してヘッドホルダ12を下
端に有するようにした態様であり、該ヘッドホルダ12に
クランプされた圧入用ワークの母材に対する低負荷高速
移動はサーボモータ10により行って、該サーボモータ10
のボールネジ15に連結された上端のロータリーエンコー
ダ17はその移動ナット16′、支持ブラケット11″を介し
てヘッドホルダ12の位置を常に一対一に検出し、低負荷
高速移動のストロークエンドに於てサーボモータ10から
サーボモータ10″に駆動が切り換えられて、低負荷高速
移動が行われ、そのストロークエンドは移動ナット1
6′、及び、移動ナット16、並びに、サーボモータ10の
ボールネジ15の回動により同じくロータリーエンコーダ
17により検出されるようにされている。

したがって、当該実施例においても、上述実施例同様
に、低負荷高速移動におけるワークの位置も高負荷低速
移動におけるワークの位置も、１つのロータリーエンコ
ーダ17により確実に検出することが出来る。

尚、この考案の実施態様は上述各実施例に限るものでな
いことは勿論であり、例えば、かしめ作業等のワークの
処理に用いたり、穴明け加工等のワーク処理に用いるこ
とが出来ることは勿論のことである。

そして、対象とする移動については第１の線的移動と第
２の線的移動は昇降等の直線的移動ばかりでなく、横方
向の線的移動は勿論、円弧状の線的移動に対しても適用
出来ることは勿論のことである。

又、ワーク処理装置のワークに対する処理作業は他の溶
接等の処理にも適用可能であり、ワークの位置の検出に
対応して作動出来るような作業には全て適用可能であ
る。

〈考案の効果〉 以上、この考案によれば、昇降動作等の第１の線的移動
を行う装置と、これに平行な同じく昇降動作するような
第２の線的移動を行う装置が相互に連係されて、当該第
２の線的移動を行う装置に設けたワーク処理装置の動作
位置の検出を行う装置において、１つのエンコーダによ
り第１の線的移動の低負荷高速移動と第２の線的移動の
高負荷低速移動の位置が共に正確に一対一に検出するこ
とが出来るために、組み付け加工等を行う装置の作動に
おけるワークの位置が簡単な構造で検出することが出来
ることになり、所定のストローク位置におけるワークの
位置が検出出来て、次の動作へ確実に移行することが出
来るとう優れた効果が奏される。

したがって、組付加工装置等がコンパクトな精密な装置
に形成されている場合の狭隘な機構部に於ける位置検出
装置が複雑にならずに簡単に１つで済み、しかも、周知
のロータリーエンコーダ等のエンコーダを用いることが
出来るために単に構造を簡単に出来るばかりでなく、初
期組み付けにおけるイニシャルコストを安く抑えること
が出来る効果がある。

又、構造を簡単にすることが出来るために、保守点検整
備や管理が煩瑣とならず、この点からもランニングコス
トが安く抑えられ、しかも、寿命が向上するという利点
がある。

而して、第１の線的移動を行う装置のアクチュエータに
位置検出用のエンコーダを設け、該エンコーダに緊結さ
れたボールネジに移動ナットが螺合されて第２の線的移
動を行う装置を介してワーク処理装置を連結したことに
より、第１の線的移動を行う装置と第２の線的移動を行
う装置とがエンコーダにワークの位置を一対一に検出さ
せることが出来るようにする優れた効果が奏される。

しかも、第１の線的移動が低負荷高速移動を第２の線的
移動が高負荷低速移動を行うようにすることが保証され
るために、加工組み付けの作業が最短距離、最短時間で
行われることが保証されて、作業能率が著しく向上して
無駄がなくなるという優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図はこの考案の実施例の説明図であり、第１図
は１実施例の要部側面図、第２図は第２のアクチュエー
タの断面図、第３図は装置全体の要部斜視図、第４図は
第１図相当他の実施例の概略側面図、第５図は従来技術
に基づく組付加工装置の斜視図である。 10……第１の線的移動を行う装置（アクチュエータ）、 10′、10″……第２の線的移動を行う装置、 12……ワーク処理装置、 17……エンコーダ（ロータリーエンコーダ）、 15……ボールネジ、 16……移動ナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小室 文彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)考案者 西川 栄蔵 愛知県豊田市トヨタ町６番地 株式会社協 豊製作所内 (72)考案者 宮崎 秋野 愛知県豊田市トヨタ町６番地 株式会社協 豊製作所内 (72)考案者 林 淳 愛知県豊田市トヨタ町６番地 株式会社協 豊製作所内 (72)考案者 天野 格良 愛知県豊田市トヨタ町６番地 株式会社協 豊製作所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の線的移動を行う装置とこれに平行に
   配設された第２の線的移動を行う装置が連係されて該第
   ２の線的移動を行う装置に設けられたワーク処理装置の
   動作位置の検出を行う平行２動作に対する位置検出装置
   において、上記第１の線的移動を行う装置のアクチュエ
   ータのボールネジに位置検出用のエンコーダが連結さ
   れ、又該ボールネジに移動ナットが螺合し、該移動ナッ
   トに上記第２の線的移動を行う装置を介して上記ワーク
   処理装置が連結されていることを特徴とする平行２動作
   に対する位置検出装置。