JPS62277231A - 部品組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） この発明は、部品組立装置に関し、さらに詳しくは、自
動車用ホイールを形成するリムとディスクのような二部
品を、相互に円周方向位置を合わせて嵌入せしめて自動
的に組立体を形成する部品組立装置に関するものである
。

（従来の技術） 自動車用ホイールは、第９図にその正面図、第１０図に
その断面図で示すように、略円筒形状のリム１０１　と
お椀形のディスク１０２の二部品から構成されている。

第１１図にはその組立工程を示しており、同図（ａ）の
ようにリム１０１にディスク１０２を嵌入して同図（ｂ
ｌの仮組立体１０３を形成する。次にこの仮組立体１０
３を同図（Ｃ１のようにプレス機の上型１０４と下型１
０５との間にセントし、下型１０５を上昇せしめて、同
図（ｄｌに示すような嵌入状態になるまで圧入する。そ
の後プレス機より取り出し、この工大成形品の外周数点
１０６をスポット溶接して製品としている。

ところで、第１１図（ａ）および（ｂ）に示した仮組立
体１０３の組立工程では、単にリム１０１にディスク１
０２を自重落下により嵌入せしめるというだけでなく、
第９図に示すように、相互の円周方向位置関係を合わせ
る作業が必要である。なぜならば、リム１０１にはその
外周一箇所に空気孔１０７が加工されており、一方ディ
スク１０２にはその中心部領域に４箇のボルト貫通用穴
１０８が、外周には多数の飾り穴１０９が形成されてお
り、これらによって、両者の円周方向位置関係は予め特
定されているからである。

したがって、上記組立作業は、まず水平面上に載置され
たリム１０１においてその空気孔１０７の位置を確認し
、その後その上にディスク１０２を配し、所要の位置関
係を与えた上でディスク１０２の水平を保ちながら降下
させていくという操作が必要であり、これまでこの作業
は人手により行なうのが普通であった。

また、このよう・な組立工場では、定期的あるいは不定
期的に機種変更が度々行なわれるものであり、外径寸法
あるいは各種穴の数や配置・形状の異なるディスクとリ
ムの種々の組み合わせを取り扱うことが必要とされてい
る。こうした機種変更時にはその都度作業者がディスク
とリムの組み込み位置を確認し直した上で、作業に当た
っていた。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように、これまではリムとディスクの組立作業は
人手によって行なわれていたために、当然のことながら
充分な作業能率は得られてはいなかった。また取扱い数
が増大してくるとリムへのディスクの組み込み位置精度
にばらつきが生じ、品質が不安定となっていた。さらに
機種変更が頻繁になされると誤認により不良発生が生ず
る場合もあった。

一方、自動機を導入し、この組立工程を自動化すること
考えるとき、上記のように取扱う部品の機種変更を想定
して複雑・法尻な動作機能を有する装置を採用した構成
ではかえって高価なものとなり実用性の面で問題があっ
た。

この発明は、上記した従来の欠点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、上記した組立作業の自
動化を可能とし、かつ機種変更にも容易に対応できる経
済的な装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明の部品組立装置は、少なくともアーム７
の回動点５と先端把持部上下動軸８とその下端に内周面
または外周面把持機構部９とを有するハンドリングロボ
ット３と、その動作領域内に、一方の側に配置された一
方の部品の割り出し台１０と、前記ハンドリングロボッ
トを挟んで他方の側に配置された他方の部品の割り出し
台１２とを有し、上記ハンドリングロボット３で上記両
部品を交互に上記両割り出し台ｌ０１１２の間の中間部
領域２に搬送すると共に上記両部品を嵌合すべく構成し
、さらに上記両割り出し台１０．１２及び上記中間部領
域２は上記各部品の軸心がほぼ同一仮想円２２周上に位
置するよう配置し、上記ハンドリングロボット３の上記
アーム７の回動点５を上記仮想円２２のほぼ中心に配置
するように構成している。

（作用） この発明は上記した構成によって、まず両割り出し台ｌ
０１１２でそれぞれの部品を予め定められた特定の円周
方向位置に定置せしめ、それらをハンドリングロボット
３により中間部領域２に交互に搬送して嵌合するもので
あり、中間部領域２では、所定の円周方向位置関係での
自動組み立てが実現できる。また両割り出し台１０．１
２の間にハンドリングロボット３を配置し、かつ、その
アーム７の回動点５を中心とした仮想円２２周上に両割
り出し台１０．１２と、組み立てを行なう中間部領域２
とが位置しているので、眼送に伴うアーム７の占有領域
は必要最小限で済み、またハンドリングロボット３によ
る二部品の把持および載置箇所への移動は、アーム７の
旋回のみで行なねれることとなり単純かつ短経路の制御
動作で可能となる。

さらに、機種変更に対して、特にリムおよびディスク等
の円形断面を有する部品に対しては、その口径が変化し
ても中心位置の変化は生じないので内周面または外周面
把持機構部９をそのまま使用することができる。またリ
ム幅等の変化に対し、その把持する高さ位置を変更する
ことは、先端把持部を上下する上下動軸８の動作制御の
変更のみで可能である。

このように、簡単な機能を備えたハンドリングロボット
を中心にして構成し得、経済的な部品組立装置を実現す
ることができる。

（実施例） 次にこの発明の部品組立装置の具体的な実施例について
、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図は、この発明の実施例における部品組立装置の構
成を示す平面図であり、第２図は正面図である。

第１図で、圧入プレス機１前面には、組立を行なう中間
部領域２を挟んでスカラー型ロボット３が設置されてい
る。このスカラー型ロボット３はハントリングロボット
となるものであって、ロボット固定架台４と、第１回動
点５および第２回動点６の三箇所で旋回可能なアーム７
と、このアーム７の先端で第２図に示すような上下動す
る上下動軸８とを有している。この上下動軸８の下端に
は、内周面把持機構部９が取り付けられている。

この内周面把持機構部９については、後に詳述する。

また、第１図に示すようにロボット固定架台４の左側に
はリム割り出し台１０が設置されており、これに隣接し
て配置されているリム供給コンベア１１よりリムが搬入
される。このリム割り出し台１０の構造・動作について
も後に詳述する。

一方、ロボット固定架台４の右側には、ディスク割り出
し台１２が設置されている。さらにこのディスク割り出
し台１２に隣接してディスクストッカ１３が配置されて
いる。このディスクストッカ１３−ヒでは、第２図に示
されているようにディスク１５が段積みされたディスク
カセット】４が間欠移送される。さらにこのディスクス
トッカ１３の側面には、ロータリーアクチュエータ１６
と、回動アーム１７と、この回動アーム１７の先端部に
取り付けられた上下動シリンダ１８と、この上下動シリ
ンダ１８の下端に取り付けられたディスクチャック１９
とから構成された移載ローダ２０が取り付けられている
。この移載ローダ２０は、その下端のディスクチャック
１９の円形移動経路上に、上記ディスク割り出し台１２
の中心とディスクカセット１４の中心とが位置するよう
に取り付けられている。したがって、ロータリーアクチ
ュエータ１６によるディスクチャック１９の旋回、上下
動シリンダによるディスクチャック１９の昇降、ディス
クチャック１９の把持および把持解除動作を連動させる
ことによって、ディスクカセット１４内のディスク１５
を順次ディスク割り出し台１２上へ供給することができ
るものである。

一方、第１図に示されているように、先に述べたリム割
り出し台１０とディスク割り出し台１２と組立を行なう
中間部領域２とにおいては、それぞれに載置されるリム
２１またはディスク１５の軸心がほぼ同一仮想円２２の
周上に位置するように、上記リム割り出し台１ｏ、ディ
スク割り出し台１２及び中間部領域２が配置されている
。さらに、前記仮想円２２のほぼ中心位置にスカラー型
ロボット３の第１回動点５が位置するように、このスカ
ラー型ロボット３を配置しているのである。

また中間部領域２には、第３図に示すように移動台２６
の前端部が前進待機しているが、これは上型３１と、上
下動する下型３２との間に加工領域３３を有する圧入プ
レスＲ］から前方に延びるものである。この移動台２６
は、下型３２が上下に挿通し得る間隔で配置された一対
のＩ殻送部材２５を有しており、中間部領域２にはこの
一対の搬送部材２５の間に、昇降シリンダ２７に直結さ
れたディスク台２８が設置されている。このディスク台
２８上面には、組み立てられるディスクの中心部領域に
あるボルト貫通穴に挿通し得る配置の４本のピン２９と
、また組み立て後のこれらボルト穴位置と所定の位置関
係にあるリムの空気孔に挿通し得るピン３０とが形成さ
れている。

以上のように構成されたこの発明の実施例の動作につい
て第１図および第２図を参照して次に説明する。

まず、リム供給コンベア１１上に所定の間隔で縦列載置
され、このリム供給コンベア１１により間欠移送されて
きたリム２１は、間欠送り毎にその先頭のリム２１がこ
のリム供給コンベア１１の先端より押し出され、リム割
り出し台ｌｏ上に移載される。このとき、その円周方向
の位置は任意の状態であり、後述するこのリム割り出し
台１゜の動作により、所定の円周方向位置を向くよう回
転され、割り出しが実行される。一方、はぼ同時期にデ
ィスク割り出し台１２上には、前述したように移載ロー
ダ２０を駆動することにより、ディスクストッカ１３上
のディスクカセット１４がらディスク１５が移載される
。このディスク割り出し台１２は、ディスク１５が載置
される回転載置板と、ディスク１５に加工されている穴
の形状、および数に合わせてその円周方向の位置が特定
できるように配置された適当数の光電検出器とを有して
いる。そこで、上記回転載置板上に任意の方向でディス
ク１５が載置されると、上記光電検出器により得られる
信号が所定の条件を満たすまで、上記回転載置板を回転
し、こうしてディスク１５の割り出しを行なう。

以上のように、少なくともリム割り出し台１０側で割り
出し操作が完了すると、スカラー型ロボット３による搬
送操作が開始される。このスカラー型ロボット３のアー
ム７はその先端部の上下動軸８の軸心が、仮想円２２の
周上に位置するように初めに第２回動点６で調節されて
いる。したがって、第１回動点５回りの旋回角を制御す
るだけで上下動軸８の軸心をリム割り出し台ＩＯ上に定
置させることができる。その後上下動軸８を作動して内
周面把持機構部９を所定距離下降し、内周面把持機構部
９を作動して、リム２１を把持する。

その後上下動軸８を上昇し、アーム７を第１回動点５回
りに旋回して、中間部領域２へ搬送する。

中間部領域２には、第３図に示すように、前述の移動台
２６が前−進待機しており、またディスク台２８が上昇
位置にある。ここで、上下動軸８を所定距離下降し、内
周面把持機構部９による把持状態を解除し、リム２１を
移動台２６上に載置させる。このとき、リム２１は、そ
の空気孔にディスク台２８上面のピン３０が嵌入した状
態で載置される。これは、アーム７により搬送されると
きに生ずるリム割り出し台１０上と搬送後組立位置とに
おけるリム２１の円周方向位置のずれを、予め見込んで
、その分だけ内周面把持機構部９を逆転させることによ
って解消可能となる。このずれはアーム７の旋回角度と
同一で方向逆の値であり、リム割り出し台１０と組立位
置との位置関係で容易に決まる値である。

次に、同様にディスク割り出し台１２上で割り出しが完
了しているディスク１５をアーム７の第１回動点５回り
の旋回、直進軸８の上下操作、ワーク内周面把持機構の
操作により、中間部領域２へ搬送する。中間部領域２上
で、上下動軸８を下降させることによって、ディスク１
５は、先に載置されていたリム２１内に自動的に嵌入さ
れ、このとき、同時にディスク台２８上の４本のピン２
９がディスク１５の中心部の４箇のボルト貫通用穴に挿
通した状態、すなわち、リムとディスクとが相互に所定
の円周方向位置関係の状態で自動的に組み立てられるこ
ととなる。

その後、ディスク台２８を下降し、移動台２６がプレス
機１内に移動して、この組み立て体が加工領域３３内に
移動される。このとき、移動台２６の後端部には、下型
３２の下降の途中でこの下型３２上より順送部材２５上
に移載された成形体が載置されている。したがって、移
動台２６がプレス機ｌ内に移動していくことによって、
前述した組み立て体は加工領域３３へ、成形体ばプレス
機１後方へ搬送され、そこでこの成形体は取り出される
。次いでプレス機１内では下型３２が上昇を開始し、移
動台２６より上方に突出する際に、移動台２６上に載置
していた組み立て体を持ち上げ、上型３１との間で正大
加工を行なう。この圧大加工時に再び移動台２６がプレ
ス機１の前方に移動され、上述の動作が繰り返されるこ
ととなって、連続して自動的にリムとディスクの組み立
て・正大加工が継続されてい（こととなる。

以上の説明のように、リム割り出し台１０と中間部領域
２とディスク割り出し台１２とは、はぼ同一円周上に配
置され、この円のほぼ中心にスカラー型ロボット３の第
１回動点５が位置し、またアーム７先端部の上下動シリ
ンダ１８の軸心も上記円周上を移動するようにアーム７
は調節されているので、このスカラー型ロボット３の動
作制御は、第１回動点５回りの旋回と、上下動軸８の昇
降制御だけであり、そのため操作は簡単である。

また、機種の変更に際しては、上述のように内周面把持
機構部９を有すると共に、各ワークの中心点座標で搬送
ロボットに移動指令を与え得るので、リム或いはディス
クの口径変更に対しては、同等変更操作を必要とせず、
一方リム幅等が変更になり、内周面把持の高さを変更す
べき場合には上下動軸８の昇降距離を変更するのみで容
易に対応できる。さらに、このスカラー型ロボットが占
有する動作領域も必要最小限に設定でき、経済的なシス
テムとして構築できるものである。

次に上下動軸８の下端に取り付けられている内周面把持
機構部９について、第４図の正面図および第５図の底面
図を参照して説明する。

第４図で、その上端部を上下動軸８下端に取り付けられ
ている内周面把持機構部９は、同軸上にトルクモータ４
１と、固定板４２と、この固定板４２の下側に内周把持
部４３とを有している。内周把持部４３は、第５図に示
されているように、その中心に、上記トルクモータ４１
により回転駆動される頂点円弧形状した三角形のカム部
材４４と、固定板４２下面で円周三等配された点に立設
されたレバ゛−ピン４７にそれぞれ一端が嵌入されると
ともに揺動可能に支持された三筒のレバ一部材４５とを
有している。これらのレバ一部材４５の他端には把持部
材４６がそれぞれ揺動可能にビン結合されている。これ
ら把持部材４６の最外周面は、リム或いはディスクの内
面に当接して、これを把持する面であり、この面はリム
或いはディスクの内径に近似する曲率で形成されている
。一方各レバ一部材４５は、各レバ一部材４５の内側辺
がカム部材４４の各円弧状頂点に当たるように、３本の
コイルハネ４８で相互に連結され、中心軸方向に付勢さ
れている。

以上のように内周面把持機構部９は構成されているので
、トルクモータ４１を作動し、カム部材４４を回転する
ことによって、レバ一部材４５がレバーピン４７回りに
揺動され、これに連結されている把持部材４６の最外周
面の中心からの距離を変化させることができる。

この構成によれば、コンパクトな構成であるにもかかわ
らず三角形のカム部材４４を微小に回転変位させること
で、この変位がレバ一部材４５により拡大されて、比較
的大きな把持動作領域を得ることができる。したがって
、リムとディスクとの口径の異なる部材の把持に共用で
きるばかりでなく、機種変更に伴う径のさらに異なる部
品に対しても使用することができる。

また、最外周の把持面も円周上に広（形成できるので、
把持力が一点に葉中せず分散することとなって把持部品
にｍ傷を与えることが少ないという利点がある。

次に第６図、第７図、第８図を参照して、リム割り出し
台１０について説明する。

第６図はリム割り出し台１０の平面図であり、第７図は
正面図、第８図は左側面図である。このリム割り出し台
１０は第８図に示されている昇降シリンダ５０で上下動
されるリム受は台５１と、中心回転軸５２に取り付けら
れた回転ｉ５３と、回転盤５３の外周にあってリムが載
置される載置台５４を有している。リム受は台５１は第
６図に示されているように、リムが送られてくる方向に
延びた平行な二本の板材５５を前後端でＬ形材５６にて
連結した構成であり、このＬ形材５６の下側に、それぞ
れ前記昇降シリンダ５０が取り付けられている。また後
端のＬ形材５６上面には供給されてくるリムのストッパ
５７が取り付けられている。

一方このリム受は台５１内に前記回転ｉ５３が配置され
ており、この回転盤５３は、第８図に示す中心回転軸５
２、および第７図に示す前記中心回転軸５２に取り付け
られたギヤ５８およびこれに咬み合っている駆動ギヤ５
９を介して、モータ６０により回転させることができる
。この回転盤５３には第８図に示すように、バネで上方
に付勢され、上下動可能な割り出しピン６１が取り付け
られている。この割り出しピン６１は、その上昇位置に
おいて先端部がリムの空気孔に嵌入し得る寸法・形状を
している。また第６図および第７図に示すように、前記
リム受は台５１の両側には供給されるリムの外周を挟む
間隔で二本のガイドピン６２が設置されており、したが
って、供給されてくるリムは、この二本のガイドピン６
２と前述のストレバ５７の三点により回転盤５３上にほ
ぼ同心位置で定置されることとなる。

以上のような構成のリム割り出し台１０の操作について
次に説明する。初めに、リム受は台５１が載置台５４の
上面を越えて上方に昇降シリンダ５０により上昇される
。このときリム受は台５１はリム供給コンベア１１と同
一高さとなるように調節されている。そこで、リム供給
コンベア１１を間欠送りすることにより、その先頭のリ
ム２１がリム受は台５１上に送られてくる。これは、前
述したようにストッパ５７に当たるまで送られ、同時に
二本のガイドピン６２により両サイドも規制されて、回
転盤５３とほぼ同心位置で、リム受は台５１上に載置さ
れる。次にリム受は台５１を下降する。このとき、リム
受は台５１が載置台５４より下方に没入する際にリム２
１はガイドピン６２に案内されなから載置台５４上に移
載される。

リム受は台５１は、回転盤５３が回転するときにこれと
干渉しない位置までさらに下降される。

このとき、載置台５４上に載置されたリム２１は任意の
円周方向位置で載置されており、その空気孔と割り出し
ピン６１とは通常同一点には存在しない。したがって、
割り出しピン６１はリムの下面に押されて下降状態にあ
る。その後回転盤５３の回転を開始する。この回転を行
なっていくうちに、割り出しピン６１がリムの空気孔の
下位にくることとなり、割り出しピン６１が上昇して空
気孔に嵌入する。その後はこの割り出しピン６１に引か
れてリムは回転盤５３と一体となって回転をし始める。

そこでリム２１の円周方向位置を特定したい位置に割り
出しピン６１の下端の突出状態を検出するマイクロスイ
ッチ、光電検出器（図示していない）などの検出器を取
り付けておき、この検出器からの信号で回転を停止させ
ることによって、割り出し作業を完了する。

以上のような操作で、リムの自動的な割り出しが実行さ
れる。

以上に、本発明の部品組立装置における一実施例の説明
をしたが、この発明の部品組立装置は上記実施例に限定
されるものではなく、種々変更して実施することが可能
であり、例えば、前述の実施例では、内周面把持機構部
９をその軸心回りに回転せしめる機構をさらに設け、ア
ーム７の旋回中にその旋回角と同角度で逆方向に回転さ
せることによって各割り出し台１０．１２での割り出し
位置をそのまま維持するようにしたが、内周面把持機構
部９を回転させることなく、各割り出し台ｌ０１１２で
の割り出し位置を、スカラー型ロボット３による搬送に
伴う変化を見込んだ位置に設定してもよい。

また、上記実施例では２箇所の回動点５．６と上下動軸
８とを有するスカラー型ロボット３を採用したが、一箇
所の回動点と上下動軸とを有してさえいれば、種々の搬
送ロボットを使用することが可能である。

（発明の効果） 以上のように、本発明は、少なくともアームの回動点と
先端把持部上下動軸と、その下端に内周面把持機構部と
を有するハンドリングロボ７）を中心におき、その両側
に、それぞれ各部品の割り出し台を配置し、上記割り出
し台、および中間部領域の組立箇所をほぼ同一円周上に
、またその円の中心に上記アームの回動点を配置する構
成であるので、ハンドリングロボットの構成、および動
作制御も簡単であり、また搬送経路も短（、迅速な処理
が可能で生産能率が向上し、さらに空間占有領域も必要
最小限で構成でき、機種変更への対応も容易であるので
、経済性にも秀れ、大きな実用価値がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の部品組立装置の一実施例を示す平面
図、第２図は正面図、第３図は圧入プレス機の構成を示
す斜視図、第４図は内周面把持機構部を示す正面図、第
５図は底面図、第６図はリム割り出し台を示す平面図、
第７図は正面図、第８図は左側面図、第９図は自動車用
ホイールの一形態を示す正面図、第１０図は断面図、第
１１図は自動車用ホイールの組立工程概略図である。 ｌ・・・圧入プレス機、２・・・中間部領域、３・・・
ハンドリングロボット、５・・・第１回動点、７・・・
アーム、８・・・上下動軸、９・・・内周面把持機構部
、１０・・・リム割り出し台、１２・・・ディスク割り
出し台、２２・・・仮想円。 第４図 第５図 ｌ １ｒａ　　　４５ 第９図 第１Ｏ図 第ｆ１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、自動車用ホィールを形成するリムとディスクのよう
   な内径または外径の把持される二部品を、相互に円周方
   向位置を合わせて嵌入せしめて組立体を形成する部品組
   立装置であって、少なくともアーム（７）の回動点（５
   ）と先端把持部上下動軸（８）とその下端に内周面また
   は外周面把持機構部（９）とを有するハンドリングロボ
   ット（３）と、その動作領域内に、一方の側に配置され
   た一方の部品の割り出し台（１０）と、前記ハンドリン
   グロボットを挟んで他方の側に配置された他方の部品の
   割り出し台（１２）とを有し、上記ハンドリングロボッ
   ト（３）で上記両部品を交互に上記両割り出し台（１０
   ）（１２）の間の中間部領域（２）に搬送すると共に上
   記両部品を嵌合すべく構成し、さらに上記両割り出し台
   （１０）（１２）及び上記中間部領域（２）は上記各部
   品の軸心がほぼ同一仮想円（２２）周上に位置するよう
   配置し、上記ハンドリングロボット（３）の上記アーム
   （７）の回動点（５）を上記仮想円（２２）のほぼ中心
   に配置したことを特徴とする部品組立装置。