(57)【要約】【課題】設置スペースの省スペース化とコストダウンを図ることができる締結装置を実現する。【解決手段】本発明の一形態に係る締結装置１は、支柱２と、第１のモータ９を介して支柱２に回動可能に連結された第１のアーム３ａと、第２のモータ１０を介して第１のアーム３ａに回動可能に連結された第２のアーム３ｂと、第２のアーム３ｂに連結された締結工具４と、締結具の締結位置情報を記憶する記憶手段５と、締結工具４の位置を検出する位置検出手段６と、締結工具４の移動開始スイッチ７と、移動開始スイッチ７がＯＮ状態に操作された場合、締結工具４の現在位置から次の締結具の締結位置近傍まで締結工具４が移動するように、第１のモータ９及び第２のモータ１０の少なくとも一方を制御する制御手段８と、を備える。【選択図】図１
2018114574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支柱と、
一端部を第１のモータを介して前記支柱の上端部に第１の回転軸を中心に回動可能に連結された第１のアームと、
一端部を第２のモータを介して前記第１のアームの他端部に前記第１の回転軸と平行に延在する第２の回転軸を中心に回動可能に連結された第２のアームと、
前記第２の回転軸の延在方向に移動可能に前記第２のアームの他端部に連結され、締結具を被締結具に締結する締結工具と、
前記締結具の締結位置情報を記憶する記憶手段と、
前記締結工具の位置を検出する位置検出手段と、
前記締結工具の移動開始スイッチと、
前記移動開始スイッチがＯＮ状態に操作された場合、前記締結工具の現在位置から次の締結具の締結位置近傍まで前記締結工具が移動するように、前記記憶手段に記憶された前記締結具の締結位置情報及び前記位置検出手段が検出した前記締結具の位置を示す情報を参照しつつ、前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも一方を制御する制御手段と、
を備える、締結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締結装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の組み立てラインなどにおいて、締結具を被締結具に締結するために締結装置が用いられている。このような締結装置は、例えば、特許文献１に開示されているように、締結工具が反力規制部を介して支柱に連結されており、車体の下方から締結工具によって締結具を締結する際に、反力規制部によって締結工具を支持し、作業者の負担を軽減することができる構成とされている。ここで、反力規制部は、締結工具を車両の上下方向に昇降させる平行リンク機構、及び平行リンク機構の向かい合う角部を連結するシリンダを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９３８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の締結装置においては、シリンダによって締結工具を支持する構成とされているため、大掛かりである。そのため、締結装置を設置するために広いスペースを必要とし、しかも、部品点数が多くてコストアップの要因になっていた。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、設置スペースの省スペース化とコストダウンを図ることができる締結装置を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る締結装置は、
支柱と、
一端部を第１のモータを介して前記支柱の上端部に第１の回転軸を中心に回動可能に連結された第１のアームと、
一端部を第２のモータを介して前記第１のアームの他端部に前記第１の回転軸と平行に延在する第２の回転軸を中心に回動可能に連結された第２のアームと、
前記第２の回転軸の延在方向に移動可能に前記第２のアームの他端部に連結され、締結具を被締結具に締結する締結工具と、
前記締結具の締結位置情報を記憶する記憶手段と、
前記締結工具の位置を検出する位置検出手段と、
前記締結工具の移動開始スイッチと、
前記移動開始スイッチがＯＮ状態に操作された場合、前記締結工具の現在位置から次の締結具の締結位置近傍まで前記締結工具が移動するように、前記記憶手段に記憶された前記締結具の締結位置情報及び前記位置検出手段が検出した前記締結具の位置を示す情報を参照しつつ、前記第１のモータ及び前記第２のモータの少なくとも一方を制御する制御手段と、
を備える。
このような構成では、第１のモータの駆動力によって第１のアーム、第２のアーム及び締結工具などを支持する。そのため、締結装置の構成が大掛かりにならず、設置スペースの省スペース化と、部品点数の削減によりコストダウンを図ることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、設置スペースの省スペース化とコストダウンを図ることができる締結装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態の締結装置を模式的に示す図である。
【図２】実施の形態の締結装置の制御系のブロック図である。
【図３】実施の形態の締結装置を用いて締結具を締結する流れを説明するための図である。
【図４】一般的な締結装置を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１０】
先ず、本実施の形態の締結装置の構成を説明する。図１は、本実施の形態の締結装置を模式的に示す図である。図２は、本実施の形態の締結装置の制御系のブロック図である。なお、以下の説明では、説明を明確にするために、図１に示すように、締結装置の左右方向をｘ軸方向と規定し、締結装置の上下方向をｙ軸方向と規定し、締結装置の前後方向をｚ軸方向と規定している。
【００１１】
図１に示す締結装置１は、例えば、自動車におけるエンジンのチェーンカバーなどをボルト（締結具）を介して当該エンジン（被締結具）に締結する際に好適である。ここで、被締結具は、締結装置１に対してｚ軸＋側に配置される。但し、締結具は、ボルトに限らず、ナットであってもよい。また、被締結具は、エンジンに限らず、ボルトやナットが締結される部材であればよい。
【００１２】
締結装置１は、図１及び図２に示すように、支柱２、トレーサアーム３、締結工具４、記憶手段５、位置検出手段６、移動開始スイッチ７及び制御手段８を備えている。
【００１３】
支柱２は、ｙ軸方向に延在しており、例えば、エンジンが搬送されるパレットと同期して移動する。トレーサアーム３は、第１のアーム３ａ及び第２のアーム３ｂを備えている。
【００１４】
第１のアーム３ａにおけるｘ軸＋側の端部（但し、ｘ軸−側の端部でもよい。）は、第１のモータ９を介して支柱２におけるｙ軸＋側の端部に連結されている。そして、第１のアーム３ａは、ｚ軸方向に延在する第１の回転軸ＡＸ１を中心に回動する。
【００１５】
第２のアーム３ｂにおけるｙ軸＋側の端部は、第２のモータ１０を介して第１のアーム３ａにおけるｘ軸−側の端部に連結されている。そして、第２のアーム３ｂは、ｚ軸方向に延在する、即ち、第１の回転軸ＡＸ１と平行に延在する第２の回転軸ＡＸ２を中心に回動する。
【００１６】
締結工具４は、所謂ナットランナであり、締結具を被締結具に締結する。締結工具４は、平行リンク機構を介してｚ軸方向、即ち、第２の回転軸ＡＸ２の延在方向に移動可能に第２のアーム３ｂにおけるｙ軸−側の端部に連結されている。但し、本実施の形態では、平行リンク機構によって締結工具４をｚ軸方向に移動可能な構成としているが、締結工具４をｚ軸方向に移動させることができる機構であればよく、摺動機構などでもよい。
【００１７】
記憶手段５は、予め設定されている締結具の締結位置情報が記憶されている。記憶手段５は、例えば、複数のボルトをエンジンに締結する位置を示す情報が予め設定された締結順で記憶されている。つまり、締結具の締結位置情報としては、少なくとも複数の締結具を締結する位置を示す情報、及び当該複数の締結具の締結順を示す情報を含む。
【００１８】
位置検出手段６は、締結工具４の位置を検出する。位置検出手段６は、例えば、第１のエンコーダ６ａ、第２のエンコーダ６ｂ及び第３のエンコーダ６ｃを備えている。第１のエンコーダ６ａは、支柱２に対する第１のアーム３ａの回転角度を検出し、検出した第１のアーム３ａの回転角度情報を制御手段８に出力する。第２のエンコーダ６ｂは、第１のアーム３ａに対する第２のアーム３ｂの回転角度を検出し、検出した第２のアーム３ｂの回転角度情報を制御手段８に出力する。第３のエンコーダ６ｃは、締結工具４を第２のアーム３ｂに連結する平行リンク機構の回転角度を検出し、平行リンク機構の回転角度情報を制御手段８に出力する。但し、位置検出手段６は、締結工具４の位置を検出することができれば、他のセンサなどを用いることができ、例えば、第３のエンコーダ６ｃの代わりに測距センサを用いてもよい。
【００１９】
移動開始スイッチ７は、締結工具４を次の締結位置近傍まで移動させる際に作業者によって操作される。
【００２０】
制御手段８は、詳細は後述するが、第１のモータ９及び第２のモータ１０を制御して締結工具４を次の締結位置近傍まで移動させる。また、制御手段８は、被締結具に対して締結工具４が所定の距離以下に近付くと、締結工具４を制御してソケットを回転させる。
【００２１】
次に、本実施の形態の締結装置１を用いて締結具を締結する流れを説明する。図３は、本実施の形態の締結装置を用いて締結具を締結する流れを説明するための図である。なお、図３では、第１の締結具を締結する前の状態から第１の締結具の締結位置に締結工具を移動させて第１の締結具を締結し、その後、次の第２の締結具を締結するために第２の締結具の締結位置近傍に締結工具を移動させるまでの流れを示している。
【００２２】
先ず、被締結具が締結装置１に対してｚ軸＋側に配置された状態で、作業者が移動開始スイッチ７を操作してＯＮ状態にする（Ｓ１）。これにより、制御手段８は、記憶手段５から第１の締結具の締結位置情報を読み出し、第１の締結具の締結位置情報が示すｘｙ座標上に締結工具４が配置されるように、第１の締結具の締結位置情報、第１のエンコーダ６ａから入力される支柱２に対する第１のアーム３ａの回転角度情報、及び第２のエンコーダ６ｂから入力される第１のアーム３ａに対する第２のアーム３ｂの回転角度情報を参照しつつ、第１のモータ９及び第２のモータ１０を制御する。その結果、締結工具４は、第１の締結具の締結位置情報が示すｘｙ座標上に配置される（Ｓ２）。
【００２３】
次に、作業者は、締結工具４のソケットに第１の締結具を保持させ、手動によって締結工具４をｚ軸＋側に押し込んで、締結工具４を被締結具に接近させる（Ｓ３）。制御手段８は、第１の締結具の締結位置情報、及び第３のエンコーダ６ｃから入力される平行リンク機構の回転角度情報を参照しつつ、被締結具に対して締結工具４が所定の距離以下に近付くと、締結工具４を制御して当該締結工具４のソケットを回転させる（Ｓ４）。その結果、第１の締結具が被締結具に締結される。
【００２４】
次に、第１の締結具が被締結具に締結されると、作業者は、手動によって締結工具４をｚ軸−側に引き込んで、締結工具４を被締結具から離間させ（Ｓ５）、移動開始スイッチ７を操作してＯＮ状態にする（Ｓ６）。制御手段８は、記憶手段５から第２の締結具の締結位置情報を読み出し、第２の締結具の締結位置情報が示すｘｙ座標上に締結工具４が配置されるように、第２の締結具の締結位置情報、第１のエンコーダ６ａから入力される支柱２に対する第１のアーム３ａの回転角度情報、及び第２のエンコーダ６ｂから入力される第１のアーム３ａに対する第２のアーム３ｂの回転角度情報を参照しつつ、第１のモータ９及び第２のモータ１０を制御する（Ｓ７）。その後、Ｓ３〜Ｓ７の工程を繰り返すことで、全ての締結具を被締結具に締結することができる。
【００２５】
ここで、図４は、一般的な締結装置１００を模式的に示す図である。図４に示すように、一般的な締結装置１００は、４本の支柱１０１ａにおけるｙ軸＋側の端部が梁１０１ｂによって連結されたフレーム１０１、一端部が支柱１０１ａに連結されたトレーサアーム１０２、トレーサアーム１０２の他端部に連結された締結工具１０３、及びトレーサアーム１０２並びに締結工具１０３をフレーム１０１から引き上げ支持する第１、第２のバランサ１０４ａ、１０４ｂを備えている。
【００２６】
トレーサアーム１０２は、第１のアーム１０２ａ及び第２のアーム１０２ｂを備えている。第１のアーム１０２ａにおけるｘ軸＋側の端部は、ｚ軸方向に延在する第１の回転軸を中心に回動可能に支柱１０１ａに連結されている。第２のアーム１０２ｂにおけるｙ軸＋側の端部は、ｚ軸方向に延在する第２の回転軸を中心に回動可能に第１のアーム１０２ａにおけるｘ軸−側の端部に連結されている。締結工具１０３は、平行リンク機構によってｚ軸方向に移動可能に第２のアーム１０２ｂにおけるｙ軸−側の端部に連結されている。そして、支柱１０１ａと第１のアーム１０２ａとの連結部、第１のアーム１０２ａと第２のアーム１０２ｂとの連結部、及び平行リンク機構には、エンコーダが設けられており、当該エンコーダの検出結果に基づいて、締結工具１０３の位置が検出可能である。
【００２７】
図４に示す締結装置１００を用いて締結具を被締結具に締結する場合、フレーム１０１内に搬送された被締結具に対して、作業者が手動によって締結工具１０３を所定の締結位置に移動させると、締結工具１０３のソケットが回転して締結具を被締結具に締結する。このとき、締結工具１０３は、ガイド治具によって案内されつつ移動する。そして、トレーサアーム１０２及び締結工具１０３の重量は、第１、第２のバランサ１０４ａ、１０４ｂを介してフレーム１０１で支持される。
【００２８】
このように締結装置１００は、トレーサアーム１０２及び締結工具１０３の重量を第１、第２のバランサ１０４ａ、１０４ｂを介してフレーム１０１で支持する構成とされているため、フレーム１０１が大掛かりになり、締結装置１００を設置するために広いスペースが必要で、しかも、部品点数が多くてコストアップの要因になっている。また、締結工具１０３を締結位置に案内するためのガイド治具が必要である。さらに、締結工具１０３を移動中に第１のバランサ１０４ａと第２のバランサ１０４ｂとで引き上げる補助力が異なり、締結工具１０３を移動させ難く、操作性が悪い。
【００２９】
それに対して、本実施の形態の締結装置１は、第１のモータ９の駆動力によってトレーサアーム３及び締結工具４などを支持する。そのため、締結装置１の構成が大掛かりにならず、設置スペースの省スペース化と、部品点数の削減によりコストダウンを図ることができる。
【００３０】
しかも、移動開始スイッチ７を作業者が操作すると、第１のモータ９及び第２のモータ１０の駆動力によって次の締結位置近傍まで締結工具４の移動がアシストされるので、一般的な締結装置１００で用いられるガイド治具を省略でき、また、作業者の負担軽減や操作性の向上を図ることができる。
【００３１】
本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００３２】
例えば、本実施の形態の締結工具４は、ｚ軸方向に移動させることで締結具を被締結具に締結しているが、ｙ軸方向に移動させることで締結具を被締結具に締結してもよい。この場合、第１の回転軸ＡＸ１及び第２の回転軸ＡＸ２は、ｙ軸方向に延在するように配置され、平行リンク機構によって締結工具４がｙ軸方向に移動可能とされる。つまり、本実施の形態の締結装置１を横に倒した形態で使用される。
【符号の説明】
【００３３】
１  締結装置
２  支柱
３  トレーサアーム
３ａ  第１のアーム
３ｂ  第２のアーム
４  締結工具
５  記憶手段
６  位置検出手段、６ａ  第１のエンコーダ、６ｂ  第２のエンコーダ、６ｃ  第３のエンコーダ
７  移動開始スイッチ
８  制御手段
９  第１のモータ
１０  第２のモータ
ＡＸ１  第１の回転軸
ＡＸ２  第２の回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2018114574.tif 000006