(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の加工を施す加工手段に向けて被加工品を載置する受け治具を移動させる受け治具装置であって、
対向して立設される一対の支持体を有する基台と、
該一対の支持体上にそれぞれ設けられる軸受部と、
該軸受部に支持される回転軸と、
該回転軸を回動させる回動手段と、
前記回転軸に固定された支持アームを有する第１受け治具と、
前記回転軸に回転自在にされた支持アームを有する第２受け治具と、
前記第１受け治具の支持アームと第２受け治具の支持アームとを連結状態または非連結状態にする係合手段と、
前記回動手段と係合手段とを連動して駆動することにより、前記基台に隣接して配置される加工手段に対して前記第１受け治具と第２受け治具とを交互に垂直姿勢に保持するとともに、被加工品のセット側に前記第１受け治具と第２受け治具とを交互に傾動姿勢に保持する制御を行う制御手段
とを備えてなる受け治具装置。
【請求項２】
請求項１記載の受け治具装置と、
該受け治具装置における基台の端部に設けられる枠組体と、
該枠組体に設置され、加工手段をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動させるＸ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構およびＺ軸駆動機構
とを備えてなる加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は受け治具装置および該装置を用いる加工機に関する。さらに詳しくは、たとえば自動車用内装品の溶着接合、またはビス締めや、加締めの接合などに用いられる受け治具装置および該装置を用いる加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用内装品、たとえばドアトリムは樹脂芯材の表面に表皮が溶着接合されて製造されている。この溶着接合に使用される溶着機としては、被加工品の形状に合わせられた専用治具を用いる溶着機がある(たとえば特許文献１参照)。
また、２つの治具をスライド機構に設けて被加工品セットと溶着加工を交互に行う水平スライド式溶着機や、２つの治具を回転テーブル機構に設けて被加工品セットと溶着加工を交互に行うロータリー式溶着機がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０２９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記専用治具を用いる溶着機では、容易に被加工品の品種を変更できないという問題がある。また、前記水平スライド式溶着機では、治具の入替え機構が複雑になり設備費が高くなるとともに、ロータリー式溶着機では、２台の受け治具が旋回するため、設置スペースが大きくなるという問題がある。前記水平スライド式溶着機およびロータリー式溶着機においては、治具が水平状態のときに溶着ポイントのティーチングを行わなければならないが、作業者に対して奥側の位置は、ポイントを垂直に見られないため、溶着ポイントのティーチングが難しいという問題がある。さらに、これら従来の溶着機は、被加工品に対して専用設計であることから、汎用性が無く設備費の高騰を招くという問題もある。
【０００５】
そこで、本発明は、叙上の事情に鑑み、設備費の低減と設置スペースを小さくすることをできるとともに、加工ポイント、たとえば溶着ポイントのティーチングを容易にすることができる受け治具装置および該装置を用いる加工機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の受け治具装置は、所定の加工を施す加工手段に向けて被加工品を載置する受け治具を移動させる受け治具装置であって、対向して立設される一対の支持体を有する基台と、該一対の支持体上にそれぞれ設けられる軸受部と、該軸受部に支持される回転軸と、該回転軸を回動させる回動手段と、前記回転軸に固定された支持アームを有する第１受け治具と、前記回転軸に回転自在にされた支持アームを有する第２受け治具と、前記第１受け治具の支持アームと第２受け治具の支持アームとを連結状態または非連結状態にする係合手段と、前記回動手段と係合手段とを連動して駆動することにより、前記基台に隣接して配置される加工手段に対して前記第１受け治具と第２受け治具とを交互に垂直姿勢に保持するとともに、被加工品のセット側に前記第１受け治具と第２受け治具とを交互に傾動姿勢に保持する制御を行う制御手段とを備えてなることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の加工機は、前記受け治具装置と、該受け治具装置における基台の端部に設けられる枠組体と、該枠組体に設置され、加工手段をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動させるＸ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構およびＺ軸駆動機構とを備えてなることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回動手段と係合手段とを連動して駆動することにより、第１受け治具と第２受け治具とを回転軸周りに交互に垂直姿勢と傾動姿勢に保持することができる。これにより、垂直状態の第１受け治具に載置される被加工品に対して所定の加工（溶着またはカシメ）しているあいだに、被加工品のセット側に位置する、傾動状態に保持されている第２受け治具Ｂから加工処理が終えた被加工品を取り出して被加工品を載置（材料セット・リセット）することができる。そして、加工終了後、第１受け治具と第２受け治具の支持アームの非連結（解除）と第１受け治具の回転、支持アームの連結と第１、第２受け治具の回転、ならびに支持アームの非連結（解除）と第１受け治具の回転を連動させて、第２受け治具を加工側に、第１受け治具をセット側に移動させることができる。
したがって、第１受け治具と第２受け治具を１つの回転軸周りに回転させることにより、加工側の受け治具と被加工品のセット側の受け治具の配置構造が簡単になるため設備費を削減させることができ、かつ設置スペース（面積）も小さくすることができる。
また、加工時に受け治具を垂直姿勢にできることで加工位置（ポイント）のティーチングに際して全体の加工ポイントが見やすくなりティーチングが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、所定の加工を施す加工手段に向けて被加工品を載置する受け治具を移動させる受け治具装置であって、第１受け治具と第２受け治具を回転軸周りに１台の回動手段と係合手段でそれぞれ垂直姿勢と傾動姿勢（傾斜姿勢）に保持できる受け治具装置および該受け治具装置を用いる加工機である。
前記加工手段には、超音波溶着や振動溶着、熱溶着の溶着手段またはビス締め手段などが含まれる。このため、前記加工機には、加工手段の種類によって溶着機や加締め機などがある。
なお、加工ポイントのティーチングとは、加工手段が、たとえば溶着手段である場合、部品と部品を固定するのに突起が出ておりそれを溶着手段で加締める位置を決めて行く作業をいう。
【００１０】
以下、添付図面に基づいて本発明の受け治具装置および該装置を用いる加工機を説明する。本発明の一実施の形態にかかわる加工機は、図１〜３に示されるように、フレーム構造の基台１、軸受部Ｍ１、回転軸２、回動手段Ｍ２、第１受け治具Ａ、第２受け治具Ｂ、係合手段Ｍ３および制御手段（図示せず）からなる受け治具装置と、加工手段としての溶着手段５１を具備する駆動機構Ｍ４とを備えるドアトリム用溶着機である。なお、図１は図２のI−I線断面図であって、第１受け治具Ａは溶着加工側、第２受け治具Ｂは被加工品を載置したり加工処理が終えた被加工品を取り出したりするセット側にある状態を表している。また、図２において、内部を示すために第２受け治具Ｂは輪郭で示している。
前記第１受け治具Ａと第２受け治具Ｂは、本発明において、とくに限定されるものではないが、本実施の形態では、ベース３１、該ベース３１に配置される被加工品Ｗの受け部材３２、該受け部材３２にセットされる被加工品Ｗの所定の加工周辺部（図示せず）に対向して配置されるとともに、該加工周辺部を上方から押さえる押さえ手段（図示せず）を有する押さえ部材３３、および前記押さえ部材３１を開閉自在にする開閉レバー３４を具備している。前記押さえ部材３３は、軽量化のためにフレームを格子状に組み付けた構造をしている。
押さえ部材３３の開閉は、作業者による開閉レバー３４の操作、または開閉レバー３４に係合して開閉駆動する開閉駆動機構（図示せず）を用いることができる。また、ロボットのアームアクチュエータによる操作により開閉させることもできる。
前記第１受け治具Ａのベース３１には、固着されたフレーム３５ａとともに回転軸２に固定させるための一対の支持アーム３６ａが設けられている。また、前記第２受け治具Ｂのベース３１には、固着されたフレーム３５ｂとともに回転軸２に軸受３７を介して回転自在にされる一対の支持アーム３６ｂが設けられている。なお、この支持アーム３６ａ、３６ｂは、第１受け治具Ａと第２受け治具Ｂを安定して回転軸周りに保持させるために一対（２つ）にされているが、３つ設けたり、またはアームの厚さを大きくして（厚肉にして）１つとすることができる。
【００１１】
前記基台１の両側に位置（立設）する支持体１ａの上面には、それぞれ軸受部Ｍ１としてのピローユニット３が固定されている。そして、その一方のピローユニット３の外側に回転軸２を回動させる回動手段Ｍ２としての駆動モータ４が配置されている。この駆動モータ４は、エンコーダを内蔵しており受け治具の回転位置検出ができるサーボモータである。回転軸２は、この駆動モータ４とピローユニット３をつなぐ形で連結されている。また、前記第２受け治具Ｂは、第１受け治具Ａの幅より大きくされており、係合手段Ｍ３の位置決めが解除されているときに受け治具Ｂを保持させるために、前記基台１の支持体１ａにはフレーム３５ｂ用固定ストッパ３８、３９が回転円周上に配置されている。
なお、本実施の形態では、前記軸受部Ｍ１としてピローユニット３が用いられているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、軸受部Ｍ１として含油軸受などを用いることができる。また、回動手段Ｍ２として駆動モータ４が用いられているが、回動手段Ｍ２としてシリンダと該シリンダの推力により可動するラックアンドピニオントとを用いた構成、またはシリンダとリンク機構とを用いた構成することができる。
【００１２】
前記係合手段Ｍ３は、第１受け治具Ａの支持アーム３６ａと第２受け治具Ｂの支持アーム３６ｂとを連結状態または非連結状態にすることができる構造であれば、本発明においては、とくに限定されるものではないが、本実施の形態では、一対の支持アーム３６ｂの外側に該支持アーム３６ａに向けてストッパシリンダ４１が配置されており、第１受け治具Ａと第２受け治具Ｂには、図４に示されるようにＰ１〜Ｐ４の４種類の状態（姿勢）を再現するため回転円周上にストッパシリンダ４１のロッド４１ａが嵌入できる３箇所の位置決め孔４２ａ、４２ｂ、４２ｃが形成されている。
なお、本実施の形態では、前記係合手段Ｍ３がストッパシリンダ４１と位置決め孔４２ａ、４２ｂ、４２ｃから構成されているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、電磁クラッチなどから構成することができる。
【００１３】
前記制御手段は、駆動モータ４とストッパシリンダ４１とを連動して駆動することにより、前記溶着手段５１に対して前記第１受け治具Ａと第２受け治具Ｂとを交互に垂直姿勢に保持するとともに、被加工品Ｗのセット側に前記第１受け治具Ａと第２受け治具Ｂとを交互に傾動姿勢に保持する制御を行うことができれば、とくに限定されるものではなく、少なくとも駆動モータ４による回転位置調整回路を含んでいる。また、本発明においては、この回転位置調整回路は駆動モータ４に代えて、受け治具Ａ、Ｂの回転位置を検出するセンサを設置して回転位置を調整することもできる。
【００１４】
前記駆動機構Ｍ４は、前記基台１の端部に設けられる枠組体５２と、前記基台１に隣接して該枠組体５２の背面側に設置され、溶着手段５１をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動させるＸ軸駆動機構Ｍ４ａ、Ｙ軸駆動機構Ｍ４ｂおよびＺ軸駆動機構Ｍ４ｃとを備えている。
このＸ軸駆動機構Ｍ４ａとしては、カバー５３内に内蔵されるモータ５４とボールねじ５５とを具備する機構、Ｙ軸駆動機構Ｍ４ｂとしては、前記ボールねじ５５のナットに連結板５６を介して連結されるモータ５７とカバー５８内に内蔵されるボールねじ５９とを具備する機構とすることができる。また、Ｚ軸駆動機構Ｍ４ｃとしては、該ボールねじ５９のナットにアングル６０を介して連結されるモータ６１と、カバー６２内に内蔵されるボールねじ６３と、該ボールねじ６３のナットに連結されるブラケット部材６４を介して取り付けられる、前記溶着手段５１を被加工品Ｗの表面に対して上下（前進後退）させるエアシリンダ６５とを具備する機構とすることができる。また、前記ボールねじ５９の下部はＸ軸方向に延びるレール部材６６に連結されており、Ｙ軸駆動機構Ｍ４ｂおよびＺ軸駆動機構Ｍ４ｃはＸ軸方向にスライドできるようにされている。
【００１５】
つぎに、図１と図４に基づいて前述の構成を用いた装置の動作について説明する。図４（ａ）に示される状態は図１の状態と同じであって状態Ｐ１とする。この状態Ｐ１から、まず、ストッパシリンダ４１を収縮作動してロッド４１ａを位置決め孔４２ａから抜き出す（開状態）。なお、このとき第２受け治具Ｂはストッパ３９に保持されているため、自重により下方に回動しない。
ついで、図４（ａ）〜図４（ｂ）に示されるように、駆動モータ４をＲ１方向に逆転する。これにより第１受け治具Ａが回転されて状態Ｐ２で停止したのち、ストッパシリンダ４１を伸長作動してロッド４１ａを位置決め孔４２ｂに嵌め込む（閉状態）。
ついで、図４（ｂ）〜図４（ｃ）に示されるように、駆動モータ４をＲ２方向に逆転する。これにより第１受け治具Ａと第２受け治具Ｂが回転されて第２受け治具Ｂがストッパ３８に当接して状態Ｐ３で停止する。
ついで、図４（ｃ）〜図４（ｄ）に示されるように、ストッパシリンダ４１を収縮作動してロッド４１ａを位置決め孔４２ｂから抜き出したのち（開状態）、駆動モータ４をＲ３方向に逆転する。これにより第１受け治具Ａが傾動されて状態Ｐ４で停止する。そして、ストッパシリンダ４１を伸長作動してロッド４１ａを位置決め孔４２ｃに差し込む（閉状態）。
この状態Ｐ４の垂直姿勢になった第２受け治具Ｂは溶着加工で、第１受け治具Ａから加工処理が終えた被加工品を取り出して該第１受け治具Ａに被加工品を載置（材料セット・リセット）する。
作業終了後、状態Ｐ１から状態Ｐ４への動作を逆に行う。すなわち、ストッパシリンダ４１のロッド４１ａを位置決め孔４２ｃから抜き出し、駆動モータ４を正転して第１受け治具Ａを状態Ｐ４から状態Ｐ３で停止する。ついで、ストッパシリンダ４１のロッド４１ａを位置決め孔４２ｂに差し込む。そして、駆動モータ４を正転して第１受け治具Ａと第２受け治具Ｂを状態Ｐ３から状態Ｐ２で停止する。ついで、ストッパシリンダ４１のロッド４１ａを位置決め孔４２ｂから抜き出したのち、駆動モータ４を正転して第１受け治具Ａを状態Ｐ１で停止し、そして、ストッパシリンダ４１のロッド４１ａを位置決め孔４２ｂに差し込む。これにより、第１受け治具Ａに載置される被加工品に対して溶着加工をし、セット側の第２受け治具Ｂでは材料セット・リセットする。溶着加工は、溶着ポイントの上方まで溶着手段５１を１軸のＸ軸駆動機構Ｍ４ａとＹ軸駆動機構Ｍ４ｂを使って移動するとともに、Ｚ軸駆動機構Ｍ４ｃを使って移動し、さらにエアシリンダ６５を下降させて溶着させる。
【００１６】
本実施の形態では、第１受け治具Ａを垂直状態で溶着加工をして、第２受け治具Ｂを傾動状態で材料セット・リセットを行う。加工終了後回転軸を反転して第２受け治具Ｂが加工側に、第１受け治具Ａはセット側に移動することを連続して行うことができる。
そして、この第１受け治具と第２受け治具を加工側とセット側に移動させるのに、１台の駆動モータとストッパシリンダを用いて、１つの回転軸周りの回転で行うことができるため、装置の構造が簡単になり設置面積も小さくできる。また、セット側の受け治具を傾動状態としているので、材料セット・リセット性が向上する。
また、溶着加工時に受け治具を垂直姿勢にできることで作業者の姿勢が楽なことと全体が見渡せるため、溶着ポイントのティーチングが楽になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態にかかわる加工機の部分切り欠き平面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の背面図である。
【図４】第１受け治具と第２受け治具の位置変化とストッパシリンダの開閉タイミングとを説明する図である。
【符号の説明】
【００１８】
Ａ                第１受け治具
Ｂ                第２受け治具
Ｍ１              軸受部
Ｍ２              回動手段
Ｍ３              係合手段
Ｍ４              駆動機構
Ｍ４ａ            Ｘ軸駆動機構
Ｍ４ｂ            Ｙ軸駆動機構
Ｍ４ｃ            Ｚ軸駆動機構
１                基台
１ａ              支持体
２                回転軸
３                ピローユニット
４                駆動モータ
３１              ベース
３２              被加工品受け部材
３３              押さえ部材
３４              開閉レバー
３５ａ、３５ｂ    フレーム
３６ａ、３６ｂ    支持アーム
３７              軸受
３８、３９        ストッパ
４１              ストッパシリンダ
４１ａ            ロッド
４２ａ、４２ｂ、
４２ｃ            位置決め孔
５１              溶着手段
５２              枠組体
５３、５８、６２  カバー
５４、５７、６１  モータ
５５、５９、６３  ボールねじ
５６              連結板
６０              アングル
６４              ブラケット部材
６５              エアシリンダ
６６              レール部材
【図１】
0004240412.tif 000002
【図２】
0004240412.tif 000003
【図３】
0004240412.tif 000004
【図４】
0004240412.tif 000005