JPS6322230A - ロボツトハンド用組付治具 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、各種機器の製造ラインに組込まれて稼働され
るロボットの治具に係り、特に内燃機関のシリンダヘッ
ドに対するバルブアセンブリの組付に好適なロボットハ
ンド用組付治具に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関のシリンダヘッドなどにおいては、その組立に
際して、そこに種々多数の部品の組付を要する。

そこで、従来から、このような、＋！ｉ器の組立に。

いわゆる組立ライン方式が広く用いられるようになり、
リフトアンドキャリイ装置などにより１例えばシリンダ
ヘッドを順次、移動させ、多数の作業場所（ステーショ
ンという）において火成と必要な組立処理が施こされて
ゆく方法が広く採用されていた。

ところで、このような組立ラインで１例えば。

シリンダヘッドにバルブアセンブリの組付を行なうよう
な場合には、従来から、手作業によりアッパーシートと
コツターの仮組み部品をバルブのスプリングの上に供給
し１次のステーションにおいて専用機により加圧して組
付ける方法が、主として採用されていた。

なお、この種の技術として関連するものとしては、例え
ば、特開昭５３−１１１５８０号公報および特開昭５６
−１３５３０２号公報などが挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、バルブシステムにおけるアッパーシー
トとコツターなどの仮組み部品の組付に専用機を用いて
いるため、混流生産（仕様の異なる機器の組立を同じラ
イン上に混在させて行なう方法）に対して配慮がされて
おらず、自動化レベル、省スペース、ラインのフレキシ
ビリティなどの点で問題があった。

そこで、このような問題に対処するため、上記したバル
ブシステムの組付にロボットを用いることが考えられる
。

ところが、このような、バルブシステムに対するアッパ
ーシートの組付に際しては、そこで必要とする加圧操作
によってバルブスプリングに水平分力が現われてしまう
。

一方、ロボットには、本質的に選択的柔軟性（セレクテ
イブ・コンプライアンス）が残っており、このような水
平分力に耐るような剛性を持たせるのは、一般的に言っ
てかなり困難で、このため、上記したアッパーシートの
組付に際して、これとバルブステムの中心線にずれを生
じる。

しかして、従来のロボットハンド用組付治具では、この
ようなずれの発生について配慮されておらず、従って、
従来技術では、バルブアセンブリ組付のロボット化が困
難であるという問題点があった・ 本発明の目的は、上記従来例の問題点に充分に対処でき
、ロボット化が容易で、これにより高い自動化レベルを
備え、少いスペースで、しかも大きなフレキシビリティ
を容易に持たせることができる自動化組立ラインの構成
に役立つロボットハンド用組付治具の提供にある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は１本発明によれば、ロボットのハンドに取付
けてバルブシステムに対するアッパーシート組付に使用
する治具本体に、バルブのステムに対して位置誘導体と
して働く第２の筒状部材を設けることにより達成される
。

〔作　用〕

治具本体により、組付るべきアッパーシートをバルブス
プリングの弾性に抗して押下げたとき。

上記第２の筒状部材の下端部がバルブのステムの上端部
に係合してそれをアッパーシートの中心線に位置決めし
、正確な組付を可能にする。

〔実施例〕

以下、本発明によるロボット用ハンド機構について１図
示の実施例により詳細に説明する。

ところで、以下に説明する実施例は１本発明を。

ガソリンエンジンなど内燃機関のシリンダヘッドに対す
るバルブアセンブリの組付を対象としたものなので、ま
ず、はじめに、このバルブアセンブリの組付について説
明する。

第６図はバルブアセンブリの一例を示したもので、バル
ブ１はシリンダヘッド２に設けられているバルブガイド
３に、そのステム部１ａが挿入された後、ロワーシート
４、バルブシール５、戻しスプリング６、それにアッパ
ーシート７を挿入し、コツター８をバルブ１のステム部
１ａＫ形成されているリング状の溝ｔｂに嵌合させるこ
とにより。

このアッパーシート７をステム部１ａに固定して組立ら
れる。

そして、本発明の一実施例が対象としているのは、この
フッタ−８によるアッパーシート７のステム部１ａに対
する組付作業で、バルブガイド３に挿入されたバルブ１
にロワーシート４．バルブシール５．それに戻しスプリ
ング６が挿入された状態で所定の位置に移送されてきた
シリンダヘッド２に、予め、所定の位置に用意されてい
る仮組み品（アッパーシート７にフッタ−８を載置した
もの）の移送と治具による組付けとを行なうようになっ
ているものである。

第１図は本発明の一実施例で、１０はロボットの上下軸
、１１は取付板、１２はスライド軸受、１３はハンド本
体、１４はスライド軸、１５は組付治具本体、１６は爪
である。第２図はハンド１３の詳細を示したもので、１
７はセンタリング部材、１８．１９はスプリング、２０
はコツターガイドである。

ロボットの上下軸１０は水平多関節型のロボットのもの
で、これに取付板１１を介してスライド軸受１２が取付
られでいる。

ハンド本体１３はスライド軸１４によりスライド軸受１
２に上下動可能に保持され、その下部に組付治具本体１
５と、＠には現われていないが。

３本の爪１６が取付けられている。

組付治具本体１５は筒状に作られ、その内部には、これ
も筒状のセンタリング部材１７が摺動可能に挿入されて
おり、さらに、その内部には尖端を持った棒状のコツタ
ーガイド２０が、これも摺動可能に保持されている。ま
た、これら組付治具本体１５およびセンタリング部材１
７の内部には。

それぞれスプリング１８．１９が設られ、これによりセ
ンタリング部材１７はかなり強い力で、他方、コツター
ガイド２０は比較的弱い力で、それぞれ下方に押されて
おり、外部から何も力が加えられていないときには、第
２図の状態に変位させられている。

３本の爪１６はハンド本体１３の中に設けである、図に
は現われていない空気シリンダなどのアクチュエータに
より、移動可能に保持されており。

チャックとしての働きをするようになっている。

次に、この実施例の動作について説明する６第１図にお
いて、この実施例によるハンドを備えたロボットは１組
立ラインのバルブアセンブリ組付ステーションの近傍に
据付けられている。

一方、このステーションにはコンベア２１とリフトユニ
ット２２とが設けられ、仮組み品７８を逐次、ｔｇづつ
リフトユニット２２の上に載置してゆくようになってい
る。

そこで、このロボットは、まず、このハンド本体１３を
リフトユニット２２の上方に位置決めし、次いで、この
リフトユニット２２の上方への移動に合わせて、ハンド
本体１３を下方に動かし、これにより、リフトユニット
２２に載置されている仮組み品７８に、組付治具本体１
５の下端部を係合させるようにする。

この組付治具本体１５の下端部には、第２図に示すよう
に、仮組み品７８の形状に合せて嵌合部１５ａが形成し
てあり、ここに３本の爪１６の先端部１６ａが位置して
いる。

そこで、この嵌合部１５ａに仮組み品７８が係合した後
、これら３本の爪１６を作動させて仮組み品７８の外周
部を押えるようにすれば、この仮組み品７８は組付治具
本体１５の下端部に確実に保持されるようになる。

こうして、仮組み品７８を組付治具本体１５の下端部に
確実に保持したら、次にロボットはハンド本体１３の位
置を水平に移動させ、その下端部が、このステーション
内に移送されて予め位置決めされているシリンダヘッド
２に嵌合保持しであるバルブ１のステム１ａの上に正確
に位置決めされるようにし、ついで、このハンド本体１
３を下降させ、これにより、第１図の右側に１４線で描
いであるように１．その下端部に保持しである仮組み品
７８の中心孔がバルブのステム１ａの上端部に浅く挿入
された状態にする。

一方、このステーションの、このシリンダヘッド２が位
置決めされた場所の上方には、加圧装置２３が設置され
ており、上記のようにして、ロボットによりハンド本体
１３がバルブ１の上方に位置決めされた後、この加圧装
置２３が作動して。

ハンド本体１３のスライド軸１４の上端を加圧し、これ
によりハンド本体１３をさらに強い力で下方に押下げる
ように鋤＜、なお１図には現われていないが、スライド
軸受１２の中にはスプリングが組込まれており、これに
より、ハンド本体１３は、通常は第１図に示されている
ように、スライド軸１４が上方に突出した位置に保持さ
れている。

こうして、加圧装置２３によりハンド本体１３が下方に
押下げられると、組付治具本体１５の下端部により仮組
み品７８のアッパーシート７が加圧され、これにより、
このアッパーシート７は戻しスプリング６の弾性に抗し
て下方に動き、フッタ−８がステム１ａの溝１ｂに嵌合
する位置に達すると、このコツター８がアッパーシート
７の円錐孔と溝１ｂの間に嵌合してバルブアセンブリの
組付が行なわれる。

そこで、この後、爪１６を緩め、加圧装置１２３を上方
に戻し、ロボットがハンド本体１３を最初の位置に戻す
ことにより、一連のバルブアセンブリ組付処理が完了す
ることになる。

そこで、このときの一連の動作をフローチャートで示す
と、第３図のようになり、従って、この実施例によれば
、１ステーシヨンでのロボットの１動作だけで、シリン
ダヘッド２に対するバルブアセンブリの組付を行なうこ
とができる。

次に、本発明の特徴である組付治具本体１５の働きにつ
いて説明する。

上記したように、ロボットの位置決め精度や。

その剛性に限度があること、および、アッパーシート７
の加圧操作に伴なって戻しスプリング６に発生する水平
分力などにより１組付治具本体１５を第１図の右側のよ
うにして、バルブのステム１ａに浅く嵌合させたとき、
および、それに統いて加圧装ｆｉ２３による加圧操作を
開始したとき。

この組付治具本体１５の中心軸とステム１ａの中心軸と
は、常に正確に一致しているとは限らない。

そこで、いま、上記のようｉこして１組付治具本体１５
をバルブステム１ａに浅く嵌合させたときに、これらの
中心軸に、第４図に示すようなずれδを生じていたとす
る。

ところで、まだ詳しく説明しなかったが、この実施例で
は、第２図およびこの第４図から明らかな如く１組付治
具本体１５の内部に筒状のセンタリング部材１７が収め
られており、その下端部の内径部分が面取りされてテー
パ一部１７ａを形成している。

この結果、この実施例では、ロボットによるハンド本体
１３の移動により、組付治具本体１５が。

シリンダヘッド２のバルブガイド３に挿入されているバ
ルブ１のステム１ａの上端に浅く嵌合して。

第４図の状態になった後、さらに加圧装ｆｆｌ！２３に
よって押下げられたとき、このテーパ一部１７ａの斜面
によるステムｌａの上端部に対する中心位置合わせ作用
が働らき、ひき続き継続している組付治具本体１５の下
降に伴なって、このステム１ａの上端部は、第５図に示
すように、センタリング部材１７の中空部分内に滑らか
に誘導され、そこに正しく嵌合されでしまう、そして、
この結果。

コツター８も、第４図のようにずれた位置から、正しい
状態に矯正され、やがて第５図のように。

正確にステム１ａの溝１ｂに嵌合させられてしまうこと
になる。

従って、この実施例によれば、バルブアセンブリに対す
る仮組み品７８の組付が常に滑らかに進行され、確実な
組付を容易に得ることができ、バルブアセンブリの組付
のロボット化を容易に、しかも確実に行なうことができ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、内燃機関のバル
ブ機構におけるアッパーシートの組付に際して、アッパ
ーシートとバルブステムの間にずれを生じても、このず
れは常に自動的に補正されてゆくため、従来技術の問題
点に充分に対処でき２作業のロボット化を充分に可能に
し１組立ラインの省スペース化、低コスト化を容易に得
ることができる。

また、この発明によれば１周知のハンドチェンジャー機
能を備えたロボットとの組合わせにより。

どのような混流生産にも簡単に対応でき、フレキシブル
な組立ラインを容易に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるロボットハンド用組付治具の一実
施例を示す説明図、第２図は第１図の実施例の一部の拡
大断面図、第３図は動作説明用のフローチャート、第４
図及び第５図はそれぞれ動作説明用の一部拡大断面図、
第６図はバルブアセンブリの説明図である。 １・・・・バルブ、２・・・・シリンダヘッド、３・・
・・バルブガイド、４・・・・ロワーシート、５・・・
−バルブシール、６・・・・戻しスプリング、７・・・
・アッパーシート、８・・・・コツター、１０・・・・
ロボットの上下軸、１１・・・・取付板、１２・・・・
スライド軸受。 １３・・・・ハンド本体、１４・・・・スライド軸、１
５・・・・組付治具本体、１６・・・・爪、１７・・・
・センタリング部材、１８．１９・・・・スプリング、
２０・・°°コツターガイド、２１・・・・コンベア、
２２・・・・リフトユニット、２３・・°°加圧装置。 １０：バ′「レフめステ’　　　　　　　１３　Ｉｔ＋
＞Ｆ’ｉ％　　　　　　　　　η　　リ２トユ；ｒト２
：ソソノハ、７ド１４ＩスライＬ−申出　　　　　　　
　２３　〃ｏ丘匿ア１ｏ：ロホレトらｔ″Ｆ＠　　　　
　１５：、恨υ１下お鼻不不　　　　　７８　イ反占し
洋品１１；＆寸Ａ欠　　　　　　　１６：〜１２＋　ス
＋イｒ’ｍｘ　　　　　　　２１１　コツ＜７第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関のバルブ機構におけるアッパーシート組付
   のためのロボットハンド用組付治具において、組付治具
   の本体を形成する第１の筒状部材の内部に第２の筒状部
   材を設け、この第２の筒状部材の下端部内周縁端に形成
   した面取り部により、アッパーシート加圧時でのバルブ
   ステム上端部のガイドを行なうように構成したことを特
   徴とするロボットハンド用組付治具。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記第２の筒状部
   材が、上記第１の筒状部材に対してその軸方向に摺動可
   能に保持され、かつスプリング加圧により上記軸力向の
   所定の位置に保持されていることを特徴とするロボット
   ハンド用組付治具。