專利名稱：工件裝配裝置和裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如便利于一邊搬送工件一邊組裝各種零件等的工件裝配裝置和裝配方法。
背景技術(shù)：
以往作為一邊搬送工件一邊組裝各種組裝零件的裝置，例如知曉這樣的技術(shù)方案，即，設(shè)置相對(duì)托板本體能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的輔助托板，在該輔助托板上固定工件進(jìn)行搬送，并在搬送到組裝部分后把輔助托板傾斜規(guī)定的角度而進(jìn)行定位，這樣使工件變化到規(guī)定的姿勢(shì)而容易進(jìn)行組裝作業(yè)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
作為向工件的被壓入部供給壓入零件并將其壓入的裝置例如知曉這樣的裝置，即，利用臂部前端的工件保持部且經(jīng)由浮動(dòng)機(jī)構(gòu)來握持壓入零件，通過零件供給裝置把它供給到規(guī)定的供給位置后通過升降頭來將其壓入(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
還知曉這樣的裝置，即，為了裝配而組合多個(gè)工件時(shí)為防止工件損傷，把第一個(gè)零件由夾持手握持，通過移動(dòng)裝置移動(dòng)它，在與第二個(gè)零件接觸之前通過壓力檢測(cè)傳感器檢測(cè)夾持手所受的壓力(例如參照專利文獻(xiàn)3)。
作為裝配車輛用發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配線例如知曉這樣的方案，即，一邊使工件本體沿主線和輔助線流動(dòng)，一邊將組裝用零件組裝(例如參照專利文獻(xiàn)4)。
還知曉這樣的方案，即，在進(jìn)行工件處理和加工的一連串工序途中通過工件翻轉(zhuǎn)工序來變換工件的姿勢(shì)，這樣在謀求減輕作業(yè)者作業(yè)負(fù)擔(dān)的同時(shí)來謀求縮短作業(yè)時(shí)間(例如參照專利文獻(xiàn)5)。
專利文獻(xiàn)1特開平10-235577號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2000-158242號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開2002-254254號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開平1-228741號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5特開平10-265015號(hào)公報(bào)但首先在專利文獻(xiàn)1公開的技術(shù)中，使工件的姿勢(shì)傾斜和固定該姿勢(shì)的作業(yè)都是依賴于作業(yè)者的人力，所以有在作業(yè)的效率化上有限度的課題。
另一方面若想在托板本體側(cè)上設(shè)置用于變化姿勢(shì)的驅(qū)動(dòng)源和固定機(jī)構(gòu)，則托板本體重量增大的同時(shí)還需要在所有的托板本體上設(shè)置驅(qū)動(dòng)源等，因此還有設(shè)備費(fèi)用增大的問題。
于是本發(fā)明的目的在于，一邊搬送例如車輛用發(fā)動(dòng)機(jī)等那樣在多個(gè)面上具備組裝面的工件一邊組裝工序中組裝各種零件等，使作業(yè)容易，且能形成簡(jiǎn)單且低價(jià)的設(shè)備。
在專利文獻(xiàn)2和3公開的技術(shù)中，由于所處理的工件和零件都限定于是一個(gè)種類，所以零件的握持和定位不是那樣困難，但在把多個(gè)零件向工件進(jìn)行組裝時(shí)若想由一個(gè)裝置來進(jìn)行，則有裝置復(fù)雜化的問題，同時(shí)還有設(shè)備費(fèi)用高的問題。
即使把零件定位和螺栓緊固由其他裝置來進(jìn)行，也有裝置復(fù)雜化的問題，同時(shí)還有作業(yè)效率低下的問題。
于是本發(fā)明的目的特別在于，是把多種組裝用零件向工件上組裝之際由一臺(tái)裝置就能高效率地進(jìn)行從組裝用零件的定位到緊固的作業(yè)，同時(shí)避免裝置復(fù)雜化，且以低價(jià)的設(shè)備費(fèi)用即可得到設(shè)備。
如專利文獻(xiàn)4那樣是一邊在主線和輔助線上游動(dòng)一邊將組裝用零件組裝的方法時(shí)，平面上所占有的空間大，同時(shí)根據(jù)需要還必須在各組裝步驟中變換工件的姿勢(shì)，從作業(yè)效率化方面看也有問題。
如專利文獻(xiàn)5那樣是在處理和加工等一連串工序的途中設(shè)置工件翻轉(zhuǎn)工序的方法的情況下，當(dāng)在多個(gè)面上具有零件組裝面的工件時(shí)也必須設(shè)置多個(gè)工件翻轉(zhuǎn)工序，在空間方面和作業(yè)效率化方面也是有限度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，對(duì)于在多個(gè)面上具有零件組裝面的工件能高效率地進(jìn)行組裝作業(yè)，且謀求組裝空間的節(jié)省空間化。
為了解決上述課題，方案1的發(fā)明是設(shè)置工件保持夾具，其使在多個(gè)面上具備零件組裝面的工件旋轉(zhuǎn)并使各零件組裝面順次變換成向上的水平姿勢(shì)；零件握持裝置，其設(shè)置在該工件保持夾具的上部且把組裝用零件定位在工件的上方并朝縱向緊固螺栓。
方案2的發(fā)明是，所述零件握持裝置具備有一對(duì)臂，在各臂的前端上設(shè)置能支承組裝用零件的底面的爪部和能緊固螺栓的緊固工具。
只要通過臂前端的一對(duì)爪部支承例如組裝用零件兩側(cè)端部的底面，就能以穩(wěn)定的狀態(tài)進(jìn)行支承。且當(dāng)把組裝用零件定位在規(guī)定位置上時(shí)通過緊固工具來緊固螺栓，這樣能謀求組裝作業(yè)的效率化。
方案3的發(fā)明是，使在多個(gè)面上具備零件組裝面的工件旋轉(zhuǎn)，使各零件組裝面順次變換成向上的水平姿勢(shì)，把組裝用零件順次定位在所述零件組裝面的上方，將螺栓朝縱向緊固。這樣能利用重力，例如能不擔(dān)心組裝用零件傾斜和螺栓歪斜等地順利地進(jìn)行組裝作業(yè)。且能簡(jiǎn)單構(gòu)成零件握持裝置的握持機(jī)構(gòu)等。
方案4的發(fā)明是，把組裝用零件定位在所述零件組裝面的上方時(shí)在至少一個(gè)螺栓插通孔中預(yù)先插入螺栓，把緊固工具的插座嵌合定位在該螺栓頭部上。
只要這樣把插座嵌合在螺栓頭部上來進(jìn)行定位，就能簡(jiǎn)單構(gòu)成定位機(jī)構(gòu)，同時(shí)在定位后能原封不動(dòng)地向緊固作業(yè)轉(zhuǎn)移，效率高。
在組裝用零件上有多個(gè)螺栓插通孔時(shí)，至少在一個(gè)螺栓插通孔內(nèi)插入螺栓便可。
根據(jù)需要也可以使嵌合在螺栓頭部上的插座也具有握持組裝用零件的握持機(jī)構(gòu)的一部分功能。這時(shí)通過由一側(cè)的爪部支承組裝用零件底面的同時(shí)把插座嵌合在螺栓頭部?jī)?nèi)，則就通過爪部和插座來握持組裝用零件。
方案5發(fā)明的工件裝配裝置具有把在多個(gè)面上具備零件組裝面的工件進(jìn)行保持的大致L字型的工件保持夾具，其特征在于，該工件保持夾具相對(duì)具備驅(qū)動(dòng)部的柱件能自由裝卸，在大致L字一側(cè)的面上設(shè)置有用于保持工件的保持部和使該保持部旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的一部分，在大致L字另一側(cè)的面的外側(cè)設(shè)置有用于與所述柱件連結(jié)的連結(jié)機(jī)構(gòu)和用于使工件保持夾具旋轉(zhuǎn)的第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在把所述工件保持夾具連結(jié)在柱件上的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部則工件的姿勢(shì)被變換，通過所述保持部的旋轉(zhuǎn)和工件保持夾具的旋轉(zhuǎn)的組合把所有的零件組裝面保持成向上的水平狀態(tài)。
這樣把保持工件的工件保持夾具和用于變換工件姿勢(shì)的驅(qū)動(dòng)部分離構(gòu)成，例如通過工件保持夾具在搬送工件的同時(shí)在組裝零件的場(chǎng)所使工件保持夾具與柱件結(jié)合，并通過驅(qū)動(dòng)部來變換工件的姿勢(shì)，這樣就沒有搬送夾具(工件保持夾具)重量增大的不好情況，在能簡(jiǎn)單構(gòu)成設(shè)備的同時(shí)還能把設(shè)備費(fèi)用也變低價(jià)。
在變更工件姿勢(shì)時(shí)只要把所有的零件組裝面變成向上的水平狀態(tài)并把所有的組裝用零件從上方進(jìn)行組裝，就能使結(jié)合螺栓的姿勢(shì)經(jīng)常是垂直姿勢(shì)而能在穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行組裝。
在此，把工件保持夾具連結(jié)在柱件上時(shí)需要采用能把驅(qū)動(dòng)部的旋轉(zhuǎn)力通過第一、第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)向保持部和工件保持夾具傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)，例如通過鍵嵌合和齒輪嚙合等能把驅(qū)動(dòng)部的輸出軸與工件保持夾具的輸入軸進(jìn)行結(jié)合。
方案6的發(fā)明是，在所述保持部上形成切開口。只要通過該切開口在工件的保持面?zhèn)壬辖M裝零件，就能在工件的保持面?zhèn)仁橇慵M裝面的情況下也能全部從上方來組裝零件。
方案7的發(fā)明是，用于使所述保持部旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用有與保持部側(cè)的齒輪嚙合的蝸桿。
這樣只要作為第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)而設(shè)置了與保持部側(cè)的齒輪嚙合的蝸桿，則例如在搬送中等工件旋轉(zhuǎn)了的情況下，也難于產(chǎn)生工件保持夾具的輸入軸與驅(qū)動(dòng)部的輸出軸的鍵嵌合等的相位偏離，在連結(jié)上不產(chǎn)生障礙。
方案8發(fā)明的工件裝配裝置具有組裝用零件的握持裝置，其以將組裝用零件組裝時(shí)使螺栓插入到組裝用零件的螺栓插通孔內(nèi)的狀態(tài)而被定位在規(guī)定的組裝位置，其特征在于，所述握持裝置具備爪部，其能支承所述組裝用零件的底面；插座，其能自由地嵌合在插入到所述螺栓插通孔內(nèi)的螺栓頭部上；螺母扳手，其用于使該插座旋轉(zhuǎn)；位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其檢測(cè)該插座的位置，其中，由所述爪部支承組裝用零件底面，并把所述插座嵌合在螺栓頭部?jī)?nèi)，這樣來進(jìn)行組裝用零件的握持和定位。
在把組裝用零件定位到工件規(guī)定的組裝位置之際，例如只要把工件本體的組裝面調(diào)整成向上水平姿勢(shì)的姿勢(shì)，并在該狀態(tài)下定位組裝用零件來進(jìn)行組裝，就能在穩(wěn)定的狀態(tài)下輕松地進(jìn)行組裝作業(yè)。
這時(shí)只要是成為螺栓被插入到組裝用零件的螺栓插通孔內(nèi)的狀態(tài)，由爪部支承該組裝用零件底面的規(guī)定部位，同時(shí)使插座嵌合在螺栓頭部上來進(jìn)行握持，則能簡(jiǎn)單構(gòu)成組裝用零件的握持機(jī)構(gòu)，同時(shí)通過插座的位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)能容易進(jìn)行定位，且在定位完了的同時(shí)能向螺栓的緊固作業(yè)轉(zhuǎn)移，所以能謀求一連串作業(yè)的效率化。
在此，爪部的數(shù)量是任意的，根據(jù)組裝用零件形狀等的不同也可以僅是一個(gè)，但只要設(shè)置多個(gè)就不管組裝用零件的形狀和尺寸等幾乎都能穩(wěn)定地握持組裝用零件，因此通用性增加。
在組裝用零件上有多個(gè)螺栓插通孔的情況下不需要預(yù)先在所有的螺栓插通孔內(nèi)插入螺栓，只要至少在一個(gè)螺栓插通孔內(nèi)插入螺栓便可。
方案9的發(fā)明是，所述爪部相對(duì)于所述插座可自由接近和離開。
只要是這樣使爪部對(duì)于插座能自由地接近·離開，則例如把組裝用零件定位在規(guī)定的位置上而在緊固螺栓的途中等就能使爪部離開，在組裝用零件底面與工件本體上面之間沒有間隙的情況下也能適用。
方案10的發(fā)明是，所述爪部設(shè)置一對(duì)，其能調(diào)整相互間隔這樣這樣設(shè)置一對(duì)爪部，則能在兩個(gè)部位支承組裝用零件的底面，即使是組裝用零件的尺寸等大或是形狀不同，也能以更穩(wěn)定的狀態(tài)握持。
本發(fā)明的工件保持夾具一邊搬送例如車輛用發(fā)動(dòng)機(jī)等那樣在多個(gè)面上具備組裝面的工件一邊使組裝工序中組裝各種零件等的作業(yè)容易，且能簡(jiǎn)單且低價(jià)地構(gòu)成設(shè)備，在組裝時(shí)通過本工件保持夾具能一邊使工件的組裝面經(jīng)常變換成向上的水平姿勢(shì)，一邊把組裝用零件從其上方縱向地進(jìn)行組裝。
方案1到4的發(fā)明是，只要通過工件保持部件把工件的零件組裝面順次變換成向上的水平姿勢(shì)，從其上方把螺栓在縱向上緊固來組裝組裝用零件，就能利用重力而不用擔(dān)心組裝用零件傾斜和螺栓歪斜等地順利地進(jìn)行組裝作業(yè)。且能簡(jiǎn)單構(gòu)成零件握持裝置的握持機(jī)構(gòu)等。
作為零件握持裝置，只要在一對(duì)臂的前端上設(shè)置能支承組裝用零件底面的爪部和能緊固螺栓的緊固工具，就能穩(wěn)定的狀態(tài)支承組裝用零件，且能謀求組裝作業(yè)的效率化。
且只要把組裝用零件定位在零件組裝面的上方時(shí)至少把螺栓插入在一個(gè)螺栓插通孔內(nèi)，并把緊固工具的插座嵌合在該螺栓頭部上來進(jìn)行定位，就能簡(jiǎn)單構(gòu)成定位機(jī)構(gòu)，且能有效地進(jìn)行其后的作業(yè)。
方案5到7的發(fā)明是，作為把在多個(gè)面上形成有零件組裝面的工件進(jìn)行保持的大致L字型的工件保持夾具，被設(shè)定為相對(duì)具備驅(qū)動(dòng)部的柱件能自由裝卸，當(dāng)在連結(jié)兩者的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)部時(shí)則能變換工件的姿勢(shì)并把各個(gè)零件組裝面保持成向上的水平狀態(tài)，這樣就能簡(jiǎn)單且低價(jià)地構(gòu)成工件保持夾具，同時(shí)通過一邊把零件組裝面變換成向上的水平狀態(tài)一邊進(jìn)行組裝，就能使組裝作業(yè)容易且在穩(wěn)定狀態(tài)下組裝零件。
只要在用于固定工件的保持部上形成切開口，就能在工件的固定面?zhèn)仁橇慵M裝面的情況下也能組裝全部零件。
作為用于使保持部旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，只要是設(shè)置與保持部側(cè)的齒輪嚙合的蝸桿，則例如在搬送中等工件旋轉(zhuǎn)了的情況下，也難于產(chǎn)生工件保持夾具的輸入軸與驅(qū)動(dòng)部的輸出軸的鍵嵌合等的相位偏離，能使連結(jié)順利進(jìn)行。
方案8到10的發(fā)明是，在組裝工件本體的組裝用零件之際，預(yù)先把螺栓插入在螺栓插通孔內(nèi)并用爪部支承組裝用零件的底面，同時(shí)把插座嵌合在螺栓頭部上并握持，通過位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)該插座的位置，這樣就把組裝用零件的握持和定位同時(shí)進(jìn)行，在能簡(jiǎn)單構(gòu)成握持機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)的同時(shí)能把從定位到組裝的一連串作業(yè)高效率進(jìn)行。
這時(shí)，只要是設(shè)定成使爪部對(duì)于插座能自由地接近·離開，就例如在組裝用零件底面與工件本體上面之間沒有間隙的情況下也能適用。
只要是設(shè)置一對(duì)爪部且能調(diào)整相互間隔，就能以穩(wěn)定的兩個(gè)部位支承組裝用零件的底面。


圖1是表示本工件裝配裝置樣子的立體圖；圖2是工件裝配系統(tǒng)整體的正面圖；圖3是同工件裝配系統(tǒng)的平面圖；圖4是工件保持夾具和柱件的說明圖；圖5是工件保持夾具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的說明圖；圖6是表示通過工件保持夾具使工件姿勢(shì)變化一例的說明圖；圖7是用零件握持裝置握持零件狀態(tài)的說明圖；圖8是表示縱向組裝情況有利性的說明圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)

本發(fā)明的實(shí)施例。
在此，圖1是表示本工件裝配裝置樣子的立體圖，圖2是工件裝配系統(tǒng)整體的正面圖，圖3是同工件裝配系統(tǒng)的平面圖，圖4是工件保持夾具和柱件的說明圖，圖5是工件保持夾具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的說明圖，圖6是表示通過工件保持夾具使工件姿勢(shì)變化一例的說明圖，圖7是用零件握持裝置握持零件狀態(tài)的說明圖，圖8是表示縱向組裝情況有利性的說明圖。
本發(fā)明的工件裝配裝置能對(duì)在多個(gè)面上具有零件組裝面的工件進(jìn)行高效率的組裝作業(yè)，且能謀求組裝空間的節(jié)省空間化，能適用這樣的裝配用設(shè)備，把在多個(gè)面上具有零件組裝面的工件W保持在工件保持夾具10上后，把其向組裝部分5的工件裝配裝置6搬送，通過變換工件W的姿勢(shì)而使零件組裝面順次變換成向上的水平姿勢(shì)，能把被零件握持裝置12從上方握持的組裝用零件B都從上方進(jìn)行組裝，本實(shí)施例適用車輛用發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配設(shè)備。
在說明本發(fā)明的工件裝配裝置6之前，先根據(jù)圖2和圖3說明工件裝配系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)概要。
如圖2所示，用于組裝車輛用發(fā)動(dòng)機(jī)的工件裝配系統(tǒng)1從下層向上方由三層構(gòu)成，即工件搬送傳送帶2，其用于搬送組合氣缸體和氣缸蓋的工件W；空托板給出傳送帶3，其用于給出并搬送空托板P；零件搬送傳送帶4，其用于使用托板P來搬送組裝用零件B。在各傳送帶的兩側(cè)設(shè)置有一對(duì)組裝部分5，也在圖1中表示了的工件裝配裝置6則配置在該組裝部分5上。
所述工件W以被保持在工件保持夾具10上的狀態(tài)被在工件搬送傳送帶2上搬送，該工件W在周圍六個(gè)以上具備零件組裝面。
在組裝部分5的工件裝配裝置6上配置有能與工件保持夾具10自由連結(jié)的柱件11，通過翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能使該柱件11繞垂直軸旋轉(zhuǎn)而變更方向的同時(shí)，在該柱件11的上方設(shè)置有具備用于握持組裝用零件B的一對(duì)臂的組裝用零件握持裝置12。
如圖3所示，在所述組裝部分5與所述工件搬送傳送帶2之間在前后方向上設(shè)置有多列移送路2a，且在組裝部分5與所述空托板給出傳送帶3之間也在前后方向上設(shè)置有多列移送路3a，同時(shí)在所述組裝部分5與所述零件搬送傳送帶4之間也在前后方向上設(shè)置有多列移送路4a，最上層的移送路4a和中層的移送路3a中在搬送路上游側(cè)的移送路4a、3a之間設(shè)置有未圖示的升降機(jī)構(gòu)。當(dāng)通過零件搬送傳送帶4來搬送托板P上的組裝用零件B并移送到搬送路上游側(cè)的移送路4a時(shí)，則通過所述升降機(jī)構(gòu)使每個(gè)托板P向中層的移送路3a下降，在把組裝用零件B轉(zhuǎn)交給零件握持裝置12后則把空托板P向空托板給出傳送帶3送出(圖2、圖3左側(cè)的流動(dòng)圖)。
另一方面，由工件保持夾具10所保持的工件W被在工件搬送傳送帶2上搬送，當(dāng)通過移送路2a移送到組裝部分5的工件裝配裝置6上時(shí)則使工件保持夾具10連結(jié)到柱件11上(參照?qǐng)D3右側(cè)的流動(dòng)圖)，使連結(jié)有工件保持夾具10的柱件11旋轉(zhuǎn)180度改變方向(參照?qǐng)D2、圖3左側(cè)的狀態(tài)圖)，這樣就能使工件W位于所述零件握持裝置12的下方。
根據(jù)圖4到圖6說明工件保持夾具10和柱件11結(jié)構(gòu)的詳細(xì)部分。
工件保持夾具10具備大致L字型的夾具本體13，在該夾具本體13垂直面?zhèn)鹊耐鈧?cè)具備用于與柱件11連結(jié)的連結(jié)機(jī)構(gòu)14，同時(shí)在另一面?zhèn)鹊膬?nèi)側(cè)具備用于保持工件W的保持部15，該保持部15上設(shè)置有自動(dòng)夾緊工件W的自動(dòng)夾緊器(未圖示)。
在該夾具本體13的內(nèi)部設(shè)置有用于使所述保持部15旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)16，如圖5所示，該第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)16包括從輸入齒輪17通過傳動(dòng)帶18被傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)的被動(dòng)齒輪19、設(shè)置在與該被動(dòng)齒輪19是一體的軸20上的蝸桿21、與該蝸桿21嚙合的蝸輪22，該蝸輪22與保持部15被設(shè)置成一體。
所述輸入齒輪17與所述連結(jié)機(jī)構(gòu)14的一部分，即鍵嵌合部23(圖4)一體旋轉(zhuǎn)，如后所述該鍵嵌合部23能鍵嵌合在柱件11上安裝的第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)24的輸出軸上。
所述連結(jié)機(jī)構(gòu)14除了所述鍵嵌合部23之外還具備作為固定在夾具本體13上的第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的齒輪嚙合部25(圖4)，該齒輪嚙合部25能與柱件11上安裝的第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)26輸出軸的齒輪(未圖示)嚙合。
因此通過連結(jié)機(jī)構(gòu)14在把工件保持夾具10連結(jié)到柱件11上后，若驅(qū)動(dòng)第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)26則通過齒輪嚙合部25能使工件保持夾具10的夾具本體13繞水平軸旋轉(zhuǎn)，若驅(qū)動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)24則通過第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)16能使保持部15繞與夾具本體13旋轉(zhuǎn)方向成直角的軸旋轉(zhuǎn)，能使工件W的所有面裝設(shè)成向上的水平姿勢(shì)，如圖6所示就是其姿勢(shì)變化的一例。即圖6(a)是把工件W裝設(shè)到保持部15上并被自動(dòng)夾緊的狀態(tài)，從該狀態(tài)通過第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)24把保持部15旋轉(zhuǎn)90度的狀態(tài)則如圖6(b)，通過第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)26把工件保持夾具10旋轉(zhuǎn)90度的狀態(tài)則如圖6(c)。
一邊把工件W的組裝面變換成向上的水平姿勢(shì)一邊把被所述零件握持裝置12握持的組裝用零件B從上方進(jìn)行組裝，但這時(shí)被保持部15自動(dòng)夾緊的工件W的夾緊面一側(cè)，即使被裝設(shè)成了向上的水平姿勢(shì)，也由于保持部15的存在而不能進(jìn)行組裝。因此如圖4所示，在保持部15中與零件組裝部位對(duì)應(yīng)的處所預(yù)先形成切開口H，通過該切開口H來將組裝用零件B組裝。
下面根據(jù)圖1和圖7說明工件裝配裝置6的零件握持裝置12結(jié)構(gòu)的細(xì)部。
也如在圖1中表示的那樣，零件握持裝置12具備一對(duì)水平聯(lián)結(jié)型固定式臂30，該臂30能上下自由活動(dòng)，且能通過肩部a和肘部B在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，且手腕的搖動(dòng)部件31也能在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
在該搖動(dòng)部件31的下方安裝有用于支承組裝用零件B底面的爪部32，在搖動(dòng)部件31的前端部安裝有作為緊固工具的螺母扳手33。在從該螺母扳手33向下方延伸的旋轉(zhuǎn)軸前端設(shè)置有插座34(圖7)，該插座34上設(shè)置有未圖示的位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
所述爪部32通過未圖示的驅(qū)動(dòng)源能相對(duì)插座34自由地接近和脫離。
如圖7所示，由這種零件握持裝置12握持組裝用零件B時(shí)，在把緊固用螺栓D插入到組裝用零件B的螺栓插通孔Bh內(nèi)且組裝用零件B大的情況下，是零件B的兩端底面分別被臂30的爪部32支承，同時(shí)把插座34嵌合在螺栓D頭部?jī)?nèi)，是在該狀態(tài)下把組裝用零件B向規(guī)定的緊固部位移動(dòng)，這樣能把零件B的握持和向規(guī)定部位的定位同時(shí)進(jìn)行。
說明一下以上工件裝配裝置6的作用等。
如圖2所示，通過工件搬送傳送帶2搬送保持在工件保持夾具10上的工件W，當(dāng)通過移送路2a向組裝部分5移送時(shí)則通過連結(jié)機(jī)構(gòu)14而把工件保持夾具10連結(jié)在柱件11上。這時(shí)，即使工件W由搬送時(shí)的振動(dòng)等而姿勢(shì)有變化，蝸輪22(圖5)隨著工件W而旋轉(zhuǎn)而相位有變化時(shí)，也由于蝸輪22上有蝸桿21嚙合，且通過該蝸桿21與鍵嵌合部23連接，所以鍵嵌合部23的相位難于變化，不會(huì)產(chǎn)生連結(jié)障礙的不好情況。
當(dāng)把工件保持夾具10連結(jié)到柱件11上，則柱件11通過翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)180度，使工件W位于零件握持裝置12下方后則驅(qū)動(dòng)第一、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)24、26使工件W所希望的零件組裝面裝設(shè)成向上的水平姿勢(shì)。
另一方面把組裝用零件B載置在托板P上由零件搬送傳送帶4搬送，當(dāng)移送到搬送路上游側(cè)的移送路4a時(shí)則通過升降機(jī)構(gòu)向中層的移送路3a轉(zhuǎn)移。當(dāng)零件握持裝置12握持住組裝用零件B時(shí)則空托板P被向空托板給出傳送帶3給出，握持著組裝用零件B的零件握持裝置12把組裝用零件B定位在工件W向上水平姿勢(shì)組裝面上的規(guī)定部位上。
這時(shí)由于嵌合在螺栓D頭部上的插座34上設(shè)置有位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)，所以容易進(jìn)行組裝用零件B的定位，且當(dāng)定位完了時(shí)能原封不動(dòng)地向螺栓D的緊固作業(yè)轉(zhuǎn)移，不出現(xiàn)空閑時(shí)間。
且螺栓D的緊固開始，在把螺栓D的前端向螺紋孔內(nèi)旋合的階段使爪部32向后方退避。因此，即使組裝用零件B的底面與工件W的上面之間沒有爪部32進(jìn)入間隙的情況下也不會(huì)成為以后組裝的障礙。
當(dāng)初始的組裝用零件B組裝完了，則把下一個(gè)組裝用零件B以同樣的順序向零件握持裝置12搬送，在零件握持裝置12握持它的同時(shí)則下方的柱件11側(cè)驅(qū)動(dòng)第一、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)24、26來進(jìn)行工件W零件組裝面的變更。即把與下一個(gè)組裝用零件B對(duì)應(yīng)的零件組裝面裝設(shè)成向上的水平姿勢(shì)，并以同樣的順序進(jìn)行組裝。根據(jù)需要反復(fù)進(jìn)行這種作業(yè)來把需要的組裝用零件B組裝在工件W的周圍，由于組裝用零件B的組裝方向和緊固螺栓的緊固方向是垂直姿勢(shì)，所以作業(yè)穩(wěn)定且作業(yè)容易。
即如圖8(b)所示，若從橫向組裝則由工件W的重量和螺栓D的自重而工件W和螺栓D的姿勢(shì)是傾斜的，或是容易偏離位置，若如圖8(a)所示那樣從上方組裝的話則能在穩(wěn)定狀態(tài)下輕松地進(jìn)行組裝。
如圖1所示，本實(shí)施例在組裝部分5的工件裝配裝置6近旁設(shè)置了能一邊以目視確認(rèn)組裝順序、機(jī)種對(duì)照、生產(chǎn)管理信息等一邊進(jìn)行作業(yè)的組裝支援引導(dǎo)系統(tǒng)40。
以上的實(shí)施例中表示了以一對(duì)爪部32支承組裝用零件B的例，但隨組裝用零件B的形狀和尺寸等的不同也可以僅通過一個(gè)側(cè)臂30的爪部32和插座34來進(jìn)行握持。
在設(shè)置有多個(gè)螺栓插通孔Bh的情況下，不需要預(yù)先在所有的插通孔Bh內(nèi)插入螺栓D，而是至少僅在一處插入螺栓D便可。
圖5所示第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)16的傳動(dòng)帶18，除了是帶傳動(dòng)以外例如也可以是軸傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)或其他的傳動(dòng)方式。
只要是按照以上的要領(lǐng)來組裝零件，就能對(duì)在多個(gè)面上具有零件組裝面的工件高效率地進(jìn)行組裝作業(yè)，且能謀求組裝空間的節(jié)省空間化。
本發(fā)明并不限定于以上的實(shí)施例。與本發(fā)明專利要求范圍所記載的事項(xiàng)具有實(shí)質(zhì)性相同結(jié)構(gòu)，有相同作用效果的，都屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
例如工件的種類等是任意的。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性把在多個(gè)面上具備零件組裝面的工件通過工件保持夾具保持并搬送后在組裝部分使工件旋轉(zhuǎn)，把各零件組裝面順次變換成向上的水平姿勢(shì)，通過零件握持裝置把零件握持在其上并從上方把螺栓縱向地進(jìn)行緊固組裝，這樣能高效率地進(jìn)行組裝作業(yè)，且能謀求組裝空間的節(jié)省空間化。
權(quán)利要求
1.一種工件裝配裝置，其特征在于，設(shè)置有工件保持夾具，其使在多個(gè)面上具備零件組裝面的工件旋轉(zhuǎn)并使各零件組裝面順次變換成向上的水平姿勢(shì)；零件握持裝置，其設(shè)置在該工件保持夾具的上部且把組裝用零件定位在工件的上方并朝縱向緊固螺栓。
2.如權(quán)利要求1所述的工件裝配裝置，其特征在于，所述零件握持裝置具備有一對(duì)臂，在各臂的前端上設(shè)置能支承組裝用零件的底面的爪部和能緊固螺栓的緊固工具。
3.一種工件裝配方法，其特征在于，使在多個(gè)面上具備零件組裝面的工件旋轉(zhuǎn)，使各零件組裝面順次變換成向上的水平姿勢(shì)，把組裝用零件順次定位在所述零件組裝面的上方，將螺栓朝縱向緊固。
4.如權(quán)利要求3所述的工件裝配方法，其特征在于，把組裝用零件定位在所述零件組裝面的上方時(shí)在至少一個(gè)螺栓插通孔中預(yù)先插入螺栓，把緊固工具的插座嵌合定位在該螺栓頭部上。
5.一種工件裝配裝置，其具有把在多個(gè)面上具備零件組裝面的工件進(jìn)行保持的大致L字型的工件保持夾具，其特征在于，該工件保持夾具相對(duì)具備驅(qū)動(dòng)部的柱件能自由裝卸，在大致L字一側(cè)的面上設(shè)置有用于保持工件的保持部和使該保持部旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的一部分，在大致L字另一側(cè)的面的外側(cè)設(shè)置有用于與所述柱件連結(jié)的連結(jié)機(jī)構(gòu)和用于使工件保持夾具旋轉(zhuǎn)的第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在把所述工件保持夾具連結(jié)在柱件上的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部則工件的姿勢(shì)被變換，通過所述保持部的旋轉(zhuǎn)和工件保持夾具的旋轉(zhuǎn)的組合把所有的零件組裝面保持成向上的水平狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求5所述的工件裝配裝置，其特征在于，在所述保持部上形成有切開口。
7.如權(quán)利要求6所述的工件裝配裝置，其特征在于，用于使所述保持部旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用有與保持部側(cè)的齒輪嚙合的蝸桿。
8.一種工件裝配裝置，具有組裝用零件的握持裝置，其以將組裝用零件組裝時(shí)使螺栓插入到組裝用零件的螺栓插通孔內(nèi)的狀態(tài)而被定位在規(guī)定的組裝位置，其特征在于，所述握持裝置具備爪部，其能支承所述組裝用零件的底面；插座，其能自由地嵌合在插入到所述螺栓插通孔內(nèi)的螺栓頭部上；螺母扳手，其用于使該插座旋轉(zhuǎn)；位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其檢測(cè)該插座的位置，其中，由所述爪部支承組裝用零件底面，并把所述插座嵌合在螺栓頭部?jī)?nèi)，這樣來進(jìn)行組裝用零件的握持和定位。
9.如權(quán)利要求8所述的工件裝配裝置，其特征在于，所述爪部相對(duì)于所述插座可自由接近和離開。
10.如權(quán)利要求8或9所述的具有組裝用零件握持裝置的工件裝配裝置，其特征在于，所述爪部設(shè)置一對(duì)，其能調(diào)整相互間隔。
全文摘要
一種工件裝配裝置以及裝配方法。通過工件保持夾具(10)使在多個(gè)面上具備零件組裝面的工件(W)旋轉(zhuǎn)，把各零件組裝面順次變換成朝上的水平姿勢(shì)，自上方通過零件握持裝置(12)握持組裝用零件(B)并把螺栓朝縱向進(jìn)行緊固，通過對(duì)此反復(fù)進(jìn)行而能順利地進(jìn)行組裝作業(yè)，且能謀求組裝空間的節(jié)省空間化。
文檔編號(hào)B23P21/00GK1925948SQ20048004245
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2004年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月3日
發(fā)明者吉田尚, 山田宗干, 石井哲夫, 椋本隆次 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社