JPH078461B2 - 位置決め挿入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明ははめ合いのきつい部品同志の組立に使用される
位置決め挿入装置に関する。

（従来の技術） 従来、はめ合いのきつい部品同志は手作業による組立
か、組立ロボットを使用しロボットアームとグリッパの
間にリモートセンターコンプライアンス（以下RCCと言
う）を装着して組立てる方法がとられている。

このRCCを用いた装置は第13図に示すように、ロボット
アーム１の先端にRCC2のアーム側プレート３を固定し、
RCC2のグリッパ側プレート４にグリッパ５を取付け、こ
のグリッパ５により部品６を把持して所定位置まで搬送
した後、組付部品６のシャフト部6aをワークの挿入穴７
に挿入して組付けするもので、組付部品６と挿入穴７と
の間に位置ずれδが生じてもRCC2が水平方向及び角度
（こじり）方向の誤差が修正されて組立が容易になるも
のである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記RCC2を装着した組立ロボットを使用し
た装置では、組付部品６の先端部に面取りが少ない場合
や、はめ合いがきつい場合には挿入不可になる場合があ
り、また多数個の組付部品を同時に挿入し組付けること
が難しいという問題があった。

本発明の目的は、はめ合いのきつい部品同志の挿入組付
けを簡単に、また多数個の部品の挿入組付けも同時に行
うことができる位置決め挿入装置を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明は、挿入穴を有するワークを支持する固定装置
と、水平方向及び垂直方向に移動可能に設けられたブラ
ケット、このブラケットに所定の距離だけ移動可能に支
持され且つ固定可能なホルダ及びこのホルダに取付けら
れ二分割されて径方向に拡張及び縮小が可能でワークの
挿入穴に出し入れされるガイドピンを有する位置決め装
置と、水平方向及び垂直方向に移動可能に設けられた部
品支持具を有しこの部品支持具により組付部品を支持し
てガイドピンの内側を通してワークの挿入穴に組付部品
を挿入する搬送装置とからなり、ガイドピンは縮小状態
でワークの挿入穴に挿入されホルダを固定することによ
り位置決めされ、ワークの挿入穴から抜き出されて拡張
状態で組付部品を案内するように構成されていることを
特徴とする。

（作用） このように構成されていることにより、ガイドピンを縮
小状態でワークの挿入穴に挿入しホルダを固定すること
により、挿入穴の中心とガイドピンの中心とがずれない
ように位置決めでき、またガイドピンを挿入穴より抜き
出して、二分割されているガイドピンを拡張してガイド
ピンの内面で組付部品を案内することにより、組付部品
を簡単にワークの挿入穴に挿入して組付けることができ
る。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面によって説明する。第１図
は本発明の位置決め挿入装置の正面図、第２図はその平
面図である。第１図及び第２図において、機台８の上
に、ワーク9aを位置決めし固定する装置10と、ワーク9a
の挿入穴9bに組付部品12を搬送して挿入する搬送装置13
と、組付部品12をワーク9aの挿入穴9bに位置決めする位
置決め装置11とが設けられている。搬送装置13は機台８
上に設けられたフレーム14に取付けられている。このフ
レーム14には水平方向に延びるガイド軸15が設けられて
おり、このガイド軸15にスライドブロック16が移動可能
な状態で保持され、シリンダ17により水平方向に移動さ
れるようになっている。スライドブロック16にはさらに
垂直方向に延びるガイド軸18が設けられている。このガ
イド軸18にはスライドブロック22が垂直方向に移動自在
に保持されており、このスライドブロック22はモータ19
からベルト20及びクラッチブレーキ21を介して、ネジ軸
（図示しない）に伝達された回動力により垂直方向に移
動されるようになっている。このスライドブロック22に
は部品支持具としてのチャック23が複数個設けられてお
り、それぞれパーツフィーダなどで供給された組付部品
12をチャックしてワーク9aに組付けるようになってい
る。

位置決め装置11は移動機構と位置決め治具とから構成さ
れている。移動機構は機台８上のフレーム14と対向する
位置に設けられたフレーム24に取付けられる。フレーム
24にはさらにフレーム24aが設けられ、このフレーム24a
に垂直方向に延びるガイド軸25が取付けられ、このガイ
ド軸25にスライドブロック26が移動可能な状態に保持さ
れている。フレーム24aにはモータ27及びクラッチブレ
ーキ28が取付けられており、ベルト29を介してモータ27
の回動力がクラッチブレーキ28に伝達されるようになっ
ている。クラッチブレーキ28の出力軸側にはカップリン
グ30を介して図示しないネジ軸が接合されており、モー
タ27の回動力はクラッチブレーキ28、カップリング30及
びネジ軸に伝達され、これによりスライドブロック26が
垂直方向に移動可能な状態に保持されている。スライド
ブロック26にはさらにシリンダ31により垂直方向に移動
可能なスライダ32が設けられており、このスライダ32の
下端部に位置決め治具33が取付けられている。従ってこ
の位置決め治具33はモータ27の回動力により垂直方向に
移動するスライダブロック26と、シリンダ31により垂直
方向に移動するスライダ32とにより垂直方向に移動でき
るようになっている。

この位置決め治具33の詳細を第３図乃至第７図を参照し
て説明する。位置決め治具33は、第３図及び第４図に示
すように、ブラケット34によりスライダ32に固定され、
図示しないシリンダにより垂直方向に移動できるように
なっている。ブラケット34の水平方向の中央部には、第
７図に詳細を示すように、上端部に矩形の鍔部35aを有
する円筒状のホルダ35がブラケット34を貫通するように
設けられている。このホルダ35は、鍔部35aの上下に設
けられた複数のボール軸受37a,37bを介してXY方向に所
定の距離A,B（第４図参照）だけ水平方向に移動可能に
支持されている。またこのホルダ35はブラケット34に設
けられた固定手段としてのシリンダ38a,38bによりブラ
ケット34に固定できるようになっている。

ホルダ35の円筒状部分の外周には、二分割され径方向に
拡張及び縮小が可能なガイドピン39a,39bがホルダ35を
覆うように設けられている。ガイドピン39a,39bは下方
に向かって先細りの形状を有し、その先端部は縮小状態
で後述するワーク9aの挿入穴9bに挿入できる外形寸法と
なっている。またガイドピン39a,39bは、上端部がガイ
ドピン39a,39bの分割方向に沿って配置された一対のプ
レート40a,40bにそれぞれ固定されている。このプレー
ト40a,40bはそれぞれリニアスライド軸受41a,41bに固定
され、さらにリニアスライド軸受41a,41bがガイドレー
ル42a,42bに係合されていることから、ガイドピン39a,3
9bはガイドレール42a,42b上を水平方向にスライドして
径方向に拡張及び縮小することができるようになってい
る。

尚、ガイドレール42a,42bは、ホルダ35の軸方向中間部
外周の座35bに固定されていてガイドピン39a,39bの分割
方向に沿って延びている。

プレート40a,40b上には第５図及び第６図に示すよう
に、それぞれシリンダ43a及び44a、43b及び44bが上下２
段に配置されて取付プレート46a,46bにより一体に固定
されており、そのうちシリンダ43a,43bはロッド先端部4
5a,45bがホルダ35に固定されており、シリンダ43a,43b
が作動することにより、シリンダ44a,44b及びプレート4
0a,40bを介して二分割されたガイドピン39a,39bが分割
方向に移動して径方向に拡張又は縮小するようになって
いる。

他方のシリンダ44a,44bのロッド先端部はフリーになっ
ていてロッドを前進または後退させることにより、ガイ
ドピン39a,39bの拡張量をかえることができるようにな
っている。47はスライドするプレート40a,40bのストッ
パーで、ガイドピン39a,39bを縮小したときにガイドピ
ン39a,39bの中心を出すために用いられる。

次に第８図乃至第12図により、上述した構造の位置決め
挿入装置による位置決め方法について詳細に説明する。
位置決め治具33は、位置決め機構により水平及び垂直方
向に移動できるので、第８図に示すように、ガイドピン
39a,39bを縮小した状態で、ワーク9aの挿入穴9b（複数
個）に、ワーク9aの上面よりX1寸法だけ降下させて挿入
する。この挿入作業はガイドピン39a,39bを支持するホ
ルダ35がブラケット34に対して遊動することができ、ま
たガイドピン39a,39bの先端部がテーパになっているこ
とから、ワーク9aの挿入穴9bのピッチ間寸法にバラツキ
があってもセンタリングしながら行うことができ、これ
によりワーク9aの挿入穴9bの中にガイドピン39a,39bが
収まってガイドピン39a,39bによる芯出しがなされる。
ガイドピン39a,39bによる芯出し作業が終ると、シリン
ダ38a,38bを作動させてホルダ35をブラケット34に固定
し位置決めする。第９図はガイドピン39a,39bをワーク9
aの挿入穴9bに挿入して芯出しを行った状態を示してい
る。

ガイドピン39a,39bにより芯出しした状態で、次にモー
タ27を駆動させてX1より少し長いX2寸法だけ位置決め治
具33を上昇させ、挿入穴9bからガイドピン39a,39bを抜
き出す。第10図はガイドピン39a,39bをX2寸法だけ抜き
出し、次に組付部品12のシャフト部12aをワーク9aの挿
入穴9bに挿入する状態を示している。組付部品12のシャ
フト部12aをワーク9aの挿入穴9bに挿入するにあたって
は、まずシリンダ43a,43bを作動させて（シリンダ44a,4
4bはロッドが前進したままの状態）ガイドピン39a,39b
をそれぞれ規定寸法Y1づつ拡張させ、ガイドピン39a,39
bの形成する内接円径がワーク9aの挿入穴9bの穴内径と
ほぼ同一となるようにする。この状態で組付部品12をチ
ャック23でチャックした状態でモータ19を駆動させて、
スライダ22と共にチャック23を降下させて、ガイドピン
39a,39bの内面をガイドにしながら組付部品12のシャフ
ト部12aを挿入穴9bにＺ寸法だけ挿入する。第11図はガ
イドピン39a,39bをそれぞれY1寸法づつ拡張してガイド
ピン39a,39bの形成する内接円径がワーク9aの挿入穴9b
の穴内径とほぼ同一となるように拡張した状態を示して
いる。

次にシャフト部12aが挿入穴9bに挿入された状態から、
位置決め治具33のシリンダ44a,44bのロッドを前進させ
るように作動させ、ガイドピン39a,39bを組付部品12の
最大径寸法よりも大きいY2寸法まで拡張させる。第12図
は、組付部品12の最大径寸法がシャフト部12aよりも大
きい場合のガイドピン39a,39bの最大拡張時を示してい
る。このようにしてガイドピン39a,39bの内径を拡張さ
せた状態に保持し、ガイドピン39a,39bの内側を通して
組付部品12を最後までワーク9aの挿入穴9bに挿入して組
付けを終了する。そして組付部品12の突出寸法より大き
いX3寸法だけガイドピン39a,39bを持ち上げ、チャック2
3を組付部品12から切り離して次の挿入組付作業に移
る。

上述した実施例においては、挿入穴9bのピッチ間寸法に
バラツキがある場合であっても、遊動状態にあるホルダ
35をガイドピン39a,39bにより位置決めをして挿入穴9b
の中心とガイドピン39a,39bの中心とがずれないように
しており、またその後、移動機構により位置決め治具33
全体を上昇させて挿入穴6bより抜き出し、二分割されて
いるガイドピン39a,39bを拡張してガイドピン39a,39bの
内接円径を挿入穴6b内径とほぼ同じにして、搬送装置に
より供給される組付部品12の案内として作用させること
により、はめ合いがきつい部品同志の組付けであっても
簡単に行うことができる。また位置決め治具33及びチヤ
ツク23を複数個並べて設けることにより、多数個の組付
部品を同時に組付けることも可能である。

尚、上述した実施例においては、ホルダをブラケット上
で遊動させる手段として、ボール軸受を利用している
が、エア軸受等の他の軸受を利用しても同様の効果が得
られる。同様に固定手段にクランプを利用したり、駆動
手段にシリンダに代えてモータを利用することも可能で
ある。

（発明の効果） 上述した通り本発明によれば、はめ合いがきつく、挿入
穴のピッチ間寸法にバラツキがある場合でも、組付部品
を挿入穴に簡単に挿入することができ、しかも複数個の
組付部品を一度に位置決め挿入することも可能となる位
置決め挿入装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す位置決め挿入装置の概
略正面図、第２図は第１図の平面図、第３図は位置決め
装置の構成図、第４図は第３図のIII−III矢視断面図、
第５図は第１図の位置決め装置の側面図、第６図は第５
図のVI−VI矢視要部断面、第７図は位置決め装置の要部
断面図、第８図は挿入穴にガイドピンを挿入して位置決
めしている状態の説明図、第９図はガイドピン先端部を
ワークの挿入穴に挿入した状態の説明図、第10図はガイ
ドピンを拡張してワークの挿入穴に組付部品を挿入して
いる状態の説明図、第11図はガイドピン先端部の断面
図、第12図は挿入完了した状態の説明図、第13図は従来
の部品挿入装置の要部構成図である。 9a……ワーク、9b……ワークの挿入穴、11……位置決め
装置、12……組付部品、13……搬送装置、23……チャッ
ク（部品支持具）、33……位置決め治具、34……ブラケ
ット、35……ホルダ、37……ボール軸受、38a,38b……
シリンダ、39a,39b……ガイドピン、43a,43b,44a、44b
……シリンダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】挿入穴を有するワークを支持する固定装置
   と、水平方向及び垂直方向に移動可能に設けられたブラ
   ケツト、このブラケットに所定の距離だけ移動可能に支
   持され且つ固定可能なホルダ及びこのホルダに取付けら
   れ二分割されて径方向に拡張及び縮小が可能で前記ワー
   クの挿入穴に出し入れされるガイドピンを有する位置決
   め装置と、水平方向及び垂直方向に移動可能に設けられ
   た部品支持具を有しこの部品支持具により組付部品を支
   持して前記ガイドピンの内側を通して前記ワークの挿入
   穴に組付部品を挿入する搬送装置とからなり、前記ガイ
   ドピンは縮小状態で前記ワークの挿入穴に挿入され前記
   ホルダを固定することにより位置決めされ、前記ワーク
   の挿入穴から抜き出されて拡張状態で前記組付部品を案
   内するように構成されていることを特徴とする位置決め
   挿入装置。