專(zhuān)利名稱:緊固裝置和緊固方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種在組裝例如汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)部件時(shí)緊固緊固螺栓的緊固裝置和一種通過(guò)使用所述緊固裝置緊固緊固螺栓的緊固方法。
背景技術(shù):
傳統(tǒng)地,已經(jīng)提出各種緊固裝置。例如,在根據(jù)日本專(zhuān)利申請(qǐng)公報(bào)N0.2008-93818(JP2008-93818A)的用于螺釘緊固工作的固定裝置中,當(dāng)車(chē)身通過(guò)高架吊架傳送到裝配線時(shí),操作員將螺帽扳手升高或降低到車(chē)身的底表面?zhèn)壬系臋C(jī)件位置,并且通過(guò)控制螺帽扳手而將螺母緊固到懸架系統(tǒng)的各種類(lèi)型的臂上。然而,在根據(jù)JP2008-93818A的用于螺釘緊固工作的固定裝置中,操作員使螺帽扳手移動(dòng)到機(jī)件的每個(gè)緊固位置,并且繼而通過(guò)拉動(dòng)觸發(fā)器而驅(qū)動(dòng)螺帽扳手轉(zhuǎn)動(dòng)。因此,諸如觸發(fā)操作的緊固工作是操作員的負(fù)擔(dān)。尤其,對(duì)于具有多個(gè)位于顯著不同的高度處的緊固位置的機(jī)件而言,需要操作員以不方便的姿勢(shì)重復(fù)地控制觸發(fā)器。這對(duì)操作員而言是很大的身體負(fù)擔(dān)。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題作出了本發(fā)明,并且本發(fā)明的目的是提供一種緊固裝置和緊固方法,所述緊固裝置和緊固方法能夠減輕操作員在緊固螺栓的緊固工作期間的負(fù)擔(dān)。為了解決上述問(wèn)題,根據(jù)本發(fā)明的一方面的緊固裝置包括:存儲(chǔ)單元,用于存儲(chǔ)機(jī)件的緊固位置;位置檢測(cè)單元,用于檢測(cè)緊固工具的位置;和控制單元,用于當(dāng)來(lái)自位置檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果與由存儲(chǔ)單元所存儲(chǔ)的機(jī)件的緊固位置一致時(shí)驅(qū)動(dòng)緊固工具。另外,根據(jù)本發(fā)明的另一方面的緊固方法包括以下步驟:將緊固件供給到緊固工具;在支撐臂的幫助下,使緊固工具朝向機(jī)件的緊固位置移動(dòng);以及,當(dāng)緊固工具到達(dá)所述機(jī)件的緊固位置時(shí),通過(guò)自動(dòng)地驅(qū)動(dòng)緊固工具而緊固緊固件。因此,減輕了操作員在組裝汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)部件時(shí)在緊固螺栓的緊固工作期間的負(fù)擔(dān)。以下將在本發(fā)明的方面中詳細(xì)地解釋根據(jù)本發(fā)明的緊固裝置和緊固方法的各種方面及其效果。將說(shuō)明本發(fā)明的被認(rèn)為包含有用于探尋保護(hù)的可要求保護(hù)的特征的各種方面(以下在適當(dāng)?shù)牡胤椒Q為“能夠要求保護(hù)的本發(fā)明”)。本發(fā)明的這些方面中的每個(gè)都如同所附權(quán)利要求書(shū)那樣被編號(hào),并且在適當(dāng)?shù)牡胤揭闷渌粋€(gè)或多個(gè)方面,以更容易地理解在本說(shuō)明書(shū)中所公開(kāi)的技術(shù)特征。將應(yīng)當(dāng)理解,能夠要求保護(hù)的本發(fā)明不限于將在這些方面中的每個(gè)中說(shuō)明的技術(shù)特征或技術(shù)特征的任何組合。即,能夠要求保護(hù)的發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)根據(jù)以下附有本發(fā)明的各種方面和優(yōu)選實(shí)施例的描述而解釋。在根據(jù)這種解釋的限度內(nèi),能夠要求保護(hù)的發(fā)明的方面不但可以由這些方面中的任一個(gè)構(gòu)成,而且也可以由以下任一個(gè)構(gòu)成:由這些方面中的任一個(gè)和其中包含的額外部件或額外的多個(gè)部件所提供的方面;和在其中沒(méi)有引入部件中的某些的情況下由這些方面中的任一個(gè)所提供的方面。根據(jù)本發(fā)明的第一方面,緊固裝置包括:緊固工具;支撐臂,所述支撐臂保持緊固工具,并且支撐緊固工具到機(jī)件的緊固位置的移動(dòng);存儲(chǔ)單元,用于存儲(chǔ)所述機(jī)件的緊固位置;位置檢測(cè)單元,用于檢測(cè)緊固工具的位置;和控制單元,用于當(dāng)來(lái)自位置檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果與由存儲(chǔ)單元所存儲(chǔ)的機(jī)件的緊固位置一致時(shí)驅(qū)動(dòng)緊固工具。在根據(jù)第一方面的緊固裝置中,在將緊固件供給到緊固工具之后,操作員在支撐臂的幫助下使緊固工具移動(dòng)到機(jī)件的給定緊固位置。然后,當(dāng)來(lái)自位置檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果與由存儲(chǔ)單元所存儲(chǔ)的機(jī)件的緊固位置一致時(shí),緊固工具被自動(dòng)地驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn),并利用緊固件緊固機(jī)件。根據(jù)本發(fā)明的第二方面,在根據(jù)第一方面的緊固裝置中,在機(jī)件中有多個(gè)緊固位置,并且存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)機(jī)件的各個(gè)緊固位置的緊固順序。借助于根據(jù)第二方面的緊固裝置,即使操作員遵循錯(cuò)誤的緊固順序,緊固工具也不會(huì)在順序錯(cuò)誤的緊固位置處被驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的第三方面,根據(jù)第一方面或第二方面的緊固裝置還包括導(dǎo)引夾具,所述導(dǎo)引夾具將緊固工具導(dǎo)引到機(jī)件的緊固位置。借助于根據(jù)第三方面的緊固裝置,導(dǎo)引夾具還簡(jiǎn)化了操作員進(jìn)行的緊固工作。根據(jù)本發(fā)明的第四方面,在根據(jù)第三方面的緊固裝置中,導(dǎo)引夾具包括導(dǎo)引板,所述導(dǎo)引板呈環(huán)狀在機(jī)件的緊固位置中的每個(gè)的外側(cè)上延伸,并且所述導(dǎo)引板具有導(dǎo)引凹槽,所述導(dǎo)引凹槽在與機(jī)件的各個(gè)緊固位置對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置在導(dǎo)引板的內(nèi)周面上,并且與緊固工具的外周面平行。借助于根據(jù)第四方面的緊固裝置,尤其,導(dǎo)引凹槽形成在導(dǎo)引板的內(nèi)周面上,從而沿著緊固工具的外周面放置。因此,當(dāng)操作員使緊固工具朝向機(jī)件的給定緊固位置移動(dòng)時(shí),操作員僅需要將緊固工具的外周面定位成與導(dǎo)引板的導(dǎo)引凹槽的內(nèi)周面平行,然后簡(jiǎn)單地使緊固工具沿著導(dǎo)引凹槽向前移動(dòng)。因此,顯著地簡(jiǎn)化了緊固工作。此外,在緊固工作完成之后,操作員能夠僅通過(guò)使緊固工具移動(dòng)到導(dǎo)引板的內(nèi)側(cè)而從導(dǎo)引凹槽收回緊固工具,并且使緊固工具移動(dòng)到下一個(gè)緊固位置。從而,將緊固工具的移動(dòng)范圍最小化。根據(jù)本發(fā)明的第五方面,在根據(jù)第一方面至第四方面中的任一方面的緊固裝置中,位置檢測(cè)單元由設(shè)置在支撐臂中的多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器構(gòu)成。借助于根據(jù)第五方面的緊固裝置,基于來(lái)自多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器的檢測(cè)結(jié)果確定緊固工具的位置。根據(jù)本發(fā)明的第六方面,在根據(jù)第一方面至第五方面中的任一方面的緊固裝置中,支撐臂包括:第一臂,所述第一臂連接到支撐本體,以便使第一臂能夠圍繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng);第二臂,所述第二臂連接到第一臂,以便使第二臂能夠圍繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),并且所述第二臂在其遠(yuǎn)側(cè)端部中保持緊固工具;和輔助單元,所述輔助單元與第二臂平行地延伸,所述輔助單元連接到第一臂,以便使輔助單元能夠圍繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),并且輔助緊固工具移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面,在根據(jù)第六方面的緊固裝置中,第一臂、第二臂、和輔助單元能夠在與機(jī)件緊固面大致平行的平面上分別圍繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),并且第二臂和輔助單元能夠圍繞它們的支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),以便使第二臂和輔助單元相對(duì)于緊固面前后移動(dòng)。在根據(jù)第六方面和第七方面的緊固裝置中,第一臂和第二臂允許緊固工具根據(jù)操作員的意愿移動(dòng)到緊固位置。此外,當(dāng)操作員移動(dòng)緊固工具時(shí),輔助單元輔助緊固工具移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的第八方面,在根據(jù)第一方面至第七方面中的任一方面的緊固裝置中,緊固工具是螺帽扳手,并且附裝到螺帽扳手的套筒具有套筒罩,所述套筒罩附裝到套筒并且保護(hù)套筒的外周。在根據(jù)第八方面的緊固裝置中,由于套筒受到套筒罩的保護(hù),所以當(dāng)套筒被驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),能夠防止套筒與導(dǎo)引板的導(dǎo)引凹槽直接接觸。這抑制了套筒的磨損,等等。根據(jù)本發(fā)明的第九方面,在根據(jù)第一方面至第八方面中的任一方面的緊固裝置中,機(jī)件是鏈罩,所述鏈罩是汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)部件。根據(jù)第九方面的緊固裝置是有效的,尤其在使用緊固件緊固作為汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)部件的具有多個(gè)緊固點(diǎn)且上緊固點(diǎn)和下緊固點(diǎn)的高度差較大時(shí)。根據(jù)本發(fā)明的第十方面,在根據(jù)第四方面至第九方面中的任一方面的緊固裝置中,在導(dǎo)引夾具的導(dǎo)引板的表面上,表示緊固順序的數(shù)字顯示在相應(yīng)的導(dǎo)引凹槽附近。根據(jù)本發(fā)明的第十一方面,在根據(jù)第四方面至第九方面中的任一方面的緊固裝置中,在導(dǎo)引夾具的導(dǎo)引板的表面上,在相應(yīng)的導(dǎo)引凹槽附近設(shè)置有顯示燈,以便識(shí)別出緊固順序。借助于根據(jù)第十方面和第十一方面的緊固裝置,操作員能夠準(zhǔn)確地識(shí)別出機(jī)件的緊固順序。根據(jù)本發(fā)明的第十二方面,提供一種使用緊固裝置緊固緊固件的緊固方法,所述緊固裝置具有緊固工具和支撐臂,所述支撐臂保持緊固工具,并且支撐緊固工具到機(jī)件的緊固位置的移動(dòng),所述緊固方法包括以下步驟:將緊固件供給到緊固工具;在支撐臂的幫助下,使緊固工具向機(jī)件的緊固位置移動(dòng);以及,當(dāng)緊固工具到達(dá)所述機(jī)件的緊固位置時(shí),通過(guò)自動(dòng)地驅(qū)動(dòng)緊固工具而緊固緊固件。借助于根據(jù)第十二方面的緊固方法,由于操作員不需要拉動(dòng)觸發(fā)器來(lái)驅(qū)動(dòng)緊固工具,所以與傳統(tǒng)的緊固方法相比,顯著簡(jiǎn)化了緊固工作。此外,即使當(dāng)緊固點(diǎn)位于顯著不同的高度時(shí),與傳統(tǒng)的緊固方法相比,也顯著地減輕了操作員的身體負(fù)擔(dān)。根據(jù)本發(fā)明的第十三方面,根據(jù)第十二方面的緊固方法還包括以下步驟:在供給緊固件的步驟之前,將導(dǎo)引夾具附裝到機(jī)件,所述導(dǎo)引夾具包括導(dǎo)引板和導(dǎo)引凹槽,所述導(dǎo)引板呈環(huán)狀在機(jī)件的多個(gè)緊固位置中的每個(gè)的外側(cè)上延伸,所述導(dǎo)引凹槽在與機(jī)件的各個(gè)緊固位置對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置在導(dǎo)引板的內(nèi)周面上,并且放置成與緊固工具的外周面平行。借助于根據(jù)第十三方面的緊固方法,通過(guò)提前將導(dǎo)引夾具附裝到機(jī)件,操作員僅需要沿著導(dǎo)引夾具進(jìn)行緊固工作。因此,顯著簡(jiǎn)化了緊固工作。根據(jù)本發(fā)明的第十四方面,在根據(jù)第十三方面的緊固方法中,在使緊固工具移動(dòng)的步驟中,緊固工具沿著附裝到機(jī)件的導(dǎo)引夾具的導(dǎo)引凹槽朝向機(jī)件的緊固面向前移動(dòng),以便使緊固工具到達(dá)機(jī)件的緊固位置。
借助于根據(jù)第十四方面的緊固方法,當(dāng)操作員將緊固工具移動(dòng)到機(jī)件的給定緊固位置時(shí),操作員僅需要將緊固工具的外周定位成與導(dǎo)引板的導(dǎo)引凹槽的內(nèi)周面平行,然后簡(jiǎn)單地使緊固工具沿著導(dǎo)引凹槽向前移動(dòng)。因此,進(jìn)一步簡(jiǎn)化了緊固工作。根據(jù)本發(fā)明的第十五方面,根據(jù)第十三方面或第十四方面的緊固方法還包括以下步驟:在緊固緊固件的步驟之后,從緊固位置收回緊固工具,并且使緊固工具從導(dǎo)引凹槽移動(dòng)到導(dǎo)引板的內(nèi)側(cè)。借助于根據(jù)第十五方面的緊固方法,在完成緊固之后,操作員能夠僅通過(guò)使緊固工具移動(dòng)到導(dǎo)引板的內(nèi)側(cè)而從導(dǎo)引凹槽收回緊固工具,并且使緊固工具移動(dòng)到下一個(gè)緊固位置。從而,最小化了緊固工具的移動(dòng)范圍。根據(jù)本發(fā)明的上述方面中的任一方面,能夠提供一種緊固裝置和一種緊固方法,所述緊固裝置和緊固方法在用于緊固緊固螺栓的工作期間減輕了操作員的負(fù)擔(dān)。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的緊固裝置的示意圖;圖2是示出鏈罩被附裝到汽車(chē)的內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)的視圖;圖3A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的緊固裝置采用的螺帽扳手的俯視圖,并且圖3B是螺帽扳手的側(cè)視圖;圖4A是套筒和附裝到螺帽扳手的套筒罩的主視圖,并且圖4B是套筒和套筒罩的側(cè)視圖;圖5A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的緊固裝置所采用的支撐臂的俯視圖,并且圖5B是支撐臂的側(cè)視圖;圖6A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的緊固裝置所采用的導(dǎo)引夾具的主視圖,并且圖6B是導(dǎo)引夾具的側(cè)視圖;和圖7是使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的緊固裝置的緊固方法中所包括的緊固緊固件的步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下將基于圖1至圖7詳細(xì)地說(shuō)明用于實(shí)施本發(fā)明的方法。如圖1和圖2中所示,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的緊固裝置I用于在作為發(fā)動(dòng)機(jī)部件的機(jī)件的鏈罩2組裝到內(nèi)燃機(jī)3時(shí)緊固多個(gè)緊固螺栓(緊固件)。在鏈罩2中至少有25個(gè)緊固位置(在圖2中由X標(biāo)記出),并且在上側(cè)緊固位置與下側(cè)緊固位置之間的高度差是至少 50cm。如圖1中所示,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的緊固裝置I包括:螺帽扳手5,其用作緊固工具;支撐臂6,所述支撐臂6保持螺帽扳手5并且當(dāng)操作員使螺帽扳手5朝向鏈罩2的緊固位置移動(dòng)時(shí)支撐螺帽扳手5的移動(dòng);第一至第三轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7a至7c,其用作位置檢測(cè)單元,所述第一至第三轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7a至7c設(shè)置在支撐臂6中,并且檢測(cè)螺帽扳手5的位置;和存儲(chǔ)單元8,用于存儲(chǔ)鏈罩2的多個(gè)緊固位置的位置信息。緊固裝置I還設(shè)有:用作控制單元的主控制器10,用于當(dāng)來(lái)自第一至第三轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7a至7c的檢測(cè)結(jié)果與由存儲(chǔ)單元8所存儲(chǔ)的鏈罩2的多個(gè)緊固位置中的每個(gè)的位置信息一致時(shí)驅(qū)動(dòng)螺帽扳手5 ;NR驅(qū)動(dòng)控制器11,其基于從主控制器10發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)螺帽扳手5 ;和導(dǎo)引夾具12 (參見(jiàn)圖6A和圖6B),其將螺帽扳手5導(dǎo)引到鏈罩2的多個(gè)緊固位置中的每個(gè)。如圖1、圖3A、圖3B、圖4A和圖4B中所示,用于支撐緊固螺栓的套筒15被固定到螺帽扳手5。在套筒15的周邊中設(shè)置有圓筒形套筒罩16,以便保護(hù)套筒15。如圖4B中所示,優(yōu)選的是在套筒罩16的遠(yuǎn)側(cè)端部中形成有朝向遠(yuǎn)側(cè)端部的漸縮部分16a。如下文中將說(shuō)明的那樣,這改進(jìn)了螺帽扳手5的套筒15定位到導(dǎo)引夾具12的導(dǎo)引板35的導(dǎo)引凹槽36時(shí)的可操作性。由于設(shè)置有套筒罩16,所以防止被驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的套筒15與以下將說(shuō)明的導(dǎo)引夾具12的導(dǎo)引板35的導(dǎo)引凹槽36直接接觸,從而抑制了套筒15上的磨損等。另外,螺帽扳手5電連接到NR驅(qū)動(dòng)控制器11,并且基于來(lái)自NR驅(qū)動(dòng)控制器11的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)。雖然在正常的緊固工作中沒(méi)有使用,但是在螺帽扳手5中設(shè)置有觸發(fā)器17。NR驅(qū)動(dòng)控制器11基于來(lái)自主控制器10的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)螺帽扳手5轉(zhuǎn)動(dòng)。而且,鏈罩2的緊固位置中的每個(gè)處的拉緊轉(zhuǎn)矩被提前存儲(chǔ)在NR驅(qū)動(dòng)控制器11中。當(dāng)在使用螺帽扳手5緊固緊固件時(shí)沒(méi)有施加給定的拉緊轉(zhuǎn)矩時(shí),NR驅(qū)動(dòng)控制器11通過(guò)例如顯示警報(bào)而提供警報(bào),并且控制螺帽扳手5,以便自動(dòng)地停止螺帽扳手5的轉(zhuǎn)動(dòng)。此外,當(dāng)在螺帽扳手5被驅(qū)動(dòng)以自動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)螺帽扳手5的轉(zhuǎn)動(dòng)方向換向開(kāi)關(guān)從正向轉(zhuǎn)動(dòng)方向切換到反向轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí),NR驅(qū)動(dòng)控制器11控制螺帽扳手5,以便(手動(dòng)地)停止螺帽扳手5的轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)一步地,當(dāng)螺帽扳手5的轉(zhuǎn)動(dòng)方向換向開(kāi)關(guān)從正向轉(zhuǎn)動(dòng)方向切換到反向轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí),NR驅(qū)動(dòng)控制器11控制螺帽扳手5,以便激活觸發(fā)操作的功能。如圖5A和5B中所示,當(dāng)操作員使螺帽扳手5朝向鏈罩2的每個(gè)緊固位置移動(dòng)時(shí),支撐臂6充當(dāng)支撐螺帽扳手5的移動(dòng)的支撐件的作用。支撐臂6包括:第一臂21,所述第一臂21連接到支撐本體(未示出),以便使第一臂21能夠轉(zhuǎn)動(dòng);第二臂22,所述第二臂22連接到第一臂21,以便使第二臂22能夠圍繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)并且將螺帽扳手5保持在其遠(yuǎn)側(cè)端部中;和氣彈簧20,所述氣彈簧20與第二臂22平行地延伸,所述氣彈簧20連接到第一臂21,以便使氣彈簧20能夠圍繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),并且用作用于輔助螺帽扳手5的移動(dòng)的輔助單元。下面將詳細(xì)地說(shuō)明支撐臂6。在第一臂21的一個(gè)端部部分中,固定有支撐桿24。支撐桿24沿著與第一臂21延伸的方向垂直的方向延伸。支撐桿24連接到支撐本體,以便使支撐桿24能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)果,第一臂21能夠在與鏈罩2的緊固面45 (參見(jiàn)圖2)平行的平面上圍繞支撐桿24轉(zhuǎn)動(dòng)。在支撐桿24側(cè)的相對(duì)側(cè)上的表面上,在第一臂21的所述一個(gè)端部部分中布置有第一轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7a。第一轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7a檢測(cè)第一臂21圍繞用作支點(diǎn)的支撐桿24相對(duì)于支撐本體的轉(zhuǎn)動(dòng)角,換言之,支撐桿24相對(duì)于支撐本體的轉(zhuǎn)動(dòng)角。在第一臂21的所述一個(gè)端部部分中設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)管制止動(dòng)件32,并且該轉(zhuǎn)動(dòng)管制止動(dòng)件32管制第一臂21 (支撐桿24)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍。在第一臂21的另一個(gè)端部部分中,支撐有沿著與支撐桿24延伸方向相同的方向延伸的連接桿25,以便使連接桿25能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。連接桿25固定到第一連接器26。第二臂22和氣彈簧20在第一連接器26與第二連接器27之間彼此平行地延伸。第二臂22和氣彈簧20通過(guò)第一連接器26和第二連接器27支撐,以便使第二臂22和氣彈簧20能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)果,如同第一臂21 —樣,第二臂22和氣彈簧20能夠在與鏈罩2的緊固面45 (參見(jiàn)圖2)平行的平面上圍繞用作支點(diǎn)的連接桿25轉(zhuǎn)動(dòng)。另外,第二連接器27能夠圍繞用作支點(diǎn)的第一連接器26轉(zhuǎn)動(dòng),以便使第二連接器27相對(duì)于鏈罩2的緊固面45 (參見(jiàn)圖2)前后移動(dòng)。支撐桿28固定到氣彈簧20。在第一臂21的所述另一個(gè)端部部分中,在與連接桿25側(cè)相對(duì)的側(cè)上的表面上布置有第二轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7b。第二轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7b檢測(cè)第二臂22圍繞用作支點(diǎn)的連接桿25相對(duì)于第一臂21的轉(zhuǎn)動(dòng)角,換言之,檢測(cè)連接桿25 (第一連接器26)相對(duì)于第一臂21的轉(zhuǎn)動(dòng)角。板狀工具附裝件30從第二連接器27沿著與第一臂21延伸方向相同的方向延伸。工具附裝件30具有通孔31,所述通孔31支撐螺帽扳手5。通孔31制成為面對(duì)鏈罩2的緊固面45。在第一連接器26的一個(gè)端面中布置有第三轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7c。第三轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7c檢測(cè)第二臂22相對(duì)于第一連接器26的轉(zhuǎn)動(dòng)角。第一轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7a至第三轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7c電連接到主控制器10。第一臂21的所述另一個(gè)端部部分設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)管制止動(dòng)件32,所述轉(zhuǎn)動(dòng)管制止動(dòng)件32管制第二臂22和氣彈簧20 (第一連接器26和連接桿25)沿著與第一臂21相同的方向的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍。附圖標(biāo)記33是用于調(diào)節(jié)氣彈簧20的支撐力的支撐力調(diào)節(jié)旋鈕。當(dāng)支撐力調(diào)節(jié)旋鈕33沿著逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí),氣彈簧20的支撐力增大。如圖1中所示,主控制器10電連接到第一轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7a至第三轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7c,并且也電連接到NR驅(qū)動(dòng)控制器11。主控制器10具有存儲(chǔ)單元8,所述存儲(chǔ)單元8事先存儲(chǔ)鏈罩2的緊固位置中的每個(gè)的位置信息和緊固位置的緊固順序。當(dāng)操作員使螺帽扳手5移動(dòng)到鏈罩2的第η個(gè)緊固位置時(shí),主控制器10控制NR驅(qū)動(dòng)控制器11,以便一旦由第一轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7a至第三轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7c所檢測(cè)到信號(hào)與第η個(gè)緊固位置的位置信息一致,使NR驅(qū)動(dòng)控制器11發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)。如圖6Α和6Β中所示,安裝有導(dǎo)引夾具12,以便覆蓋鏈罩2的緊固面45,所述鏈罩2被初步組裝到圖2中所示的內(nèi)燃機(jī)3。導(dǎo)引夾具12由以下部分形成:導(dǎo)引板35,所述導(dǎo)引板35呈環(huán)狀在鏈罩2的緊固位置(在圖2中由X標(biāo)記出)中的每個(gè)的外側(cè)上延伸;和導(dǎo)引凹槽36,所述導(dǎo)引凹槽36在與鏈罩2的相應(yīng)的緊固位置對(duì)應(yīng)的位置處被設(shè)置在導(dǎo)引板35的內(nèi)周面上,并且放置成與安裝在螺帽扳手5的套筒15上的套筒罩16 (參見(jiàn)圖4Α和4Β)的外周面平行。導(dǎo)引凹槽36中的每個(gè)都沿著螺帽扳手5的套筒罩16的外周面形成為弧狀形狀。雖然未示出,但是在導(dǎo)引板35的表面上在相應(yīng)的導(dǎo)引凹槽36附近顯示了表示緊固順序的數(shù)字。作為另一個(gè)實(shí)施例,在相應(yīng)的導(dǎo)引凹槽36附近可以設(shè)置有顯示燈,以便可以識(shí)別出緊固順序。支腿40從導(dǎo)引夾具12的下壁部分突出,以便使導(dǎo)引夾具12由臺(tái)(未示出)支撐,在所述臺(tái)上安裝有與鏈罩2初步組裝的內(nèi)燃機(jī)3。附圖標(biāo)記41是固定件,其用于將導(dǎo)引夾具12附裝到與鏈罩2初步組裝的內(nèi)燃機(jī)3上。固定件41構(gòu)造成橋接導(dǎo)引板35的上壁部分,并且能夠沿著上壁部分滑動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)引夾具12使用支腿40立在臺(tái)上(在所述臺(tái)上安裝有與鏈罩2初步組裝的內(nèi)燃機(jī)3)并且當(dāng)導(dǎo)引夾具12通過(guò)固定件41附裝到鏈罩2以覆蓋鏈罩2的緊固面45時(shí),在鏈罩2的緊固面45與導(dǎo)引板35的背面之間形成間隙。同時(shí),導(dǎo)引板35的導(dǎo)引凹槽36和用作鏈罩2的緊固位置的緊固孔分別被同心地定位。接下來(lái),將解釋一種緊固方法,所述緊固方法用于當(dāng)鏈罩2組裝到內(nèi)燃機(jī)3時(shí)通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的緊固裝置I緊固相應(yīng)的緊固螺栓。首先,在附裝導(dǎo)引夾具12的步驟中,導(dǎo)引夾具12通過(guò)固定件41和相應(yīng)的支腿40附裝,以覆蓋鏈罩12的緊固面45。因而,在鏈罩2的緊固面45與導(dǎo)引板35的背面之間形成間隙。同時(shí),設(shè)置在導(dǎo)引板35中的導(dǎo)引凹槽36和用作鏈罩2的緊固位置的緊固孔分別被同心地定位。此后,螺帽扳手5的遠(yuǎn)側(cè)端部插入工具附裝件30的通孔31中,所述工具附裝件30從支撐臂6的第二連接器27延伸。接下來(lái),在供給緊固螺栓的步驟中,操作員將緊固螺栓供給到附裝到螺帽扳手5的遠(yuǎn)側(cè)端部的套筒15。在接下來(lái)使螺帽扳手5移動(dòng)的步驟中,當(dāng)操作員在鏈罩2的第η個(gè)緊固位置處緊固緊固螺栓時(shí),操作員通過(guò)在與鏈罩2的緊固面45平行的平面上轉(zhuǎn)動(dòng)支撐臂6的第一臂21和第二臂22而使螺帽扳手5移動(dòng)。然后,操作員僅轉(zhuǎn)動(dòng)第二臂22,以便使螺帽扳手5朝向鏈罩2的緊固面45向前移動(dòng)。因而,螺帽扳手5的套筒罩16的外周面定位成與導(dǎo)引板35中的第η個(gè)導(dǎo)引凹槽36平行。此時(shí),借助由氣彈簧20產(chǎn)生的驅(qū)策力所導(dǎo)致的弱力,操作員能夠使螺帽扳手5移動(dòng)。而且,一旦螺帽扳手5的套筒罩16的外周面定位成與導(dǎo)引板35的第η個(gè)導(dǎo)引凹槽36平行,則在與鏈罩2的緊固面45平行的平面上確定螺帽扳手5的位置。換言之,在該時(shí)間點(diǎn)處,螺帽扳手5與鏈罩2的第η個(gè)緊固位置(緊固孔)同心地定位。此后,螺帽扳手5沿著第η個(gè)導(dǎo)引凹槽36朝向鏈罩2的緊固面45向前移動(dòng)。接下來(lái),在緊固緊固螺栓的步驟中,螺帽扳手5向前移動(dòng),使得套筒罩16放置成與導(dǎo)引凹槽36平行。然后,一旦套筒15的遠(yuǎn)側(cè)端面從導(dǎo)引板35的背面突出,換言之,一旦來(lái)自第一轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7a至第三轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7c的檢測(cè)結(jié)果與鏈罩2的第η個(gè)緊固位置的位置信息(所述位置信息由主控制器10的存儲(chǔ)單元8存儲(chǔ))一致,則主控制器10將驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送到NR驅(qū)動(dòng)控制器11。然后,NR驅(qū)動(dòng)控制器11將驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送到螺帽扳手5,并且螺帽扳手5被驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng),并緊固緊固螺栓。接下來(lái),在正常通過(guò)螺帽扳手緊固緊固螺栓的步驟之后,在隨后的收回螺帽扳手5的步驟中,自動(dòng)地停止螺帽扳手5的轉(zhuǎn)動(dòng),并且操作員沿著導(dǎo)引板35的導(dǎo)引凹槽36收回螺帽扳手5。然后,操作員使螺帽扳手5從導(dǎo)引凹槽36朝向?qū)б?5的內(nèi)側(cè)移動(dòng),并且使帽扳手5移動(dòng)到下一個(gè)緊固位置。通過(guò)重復(fù)上述的供給緊固螺栓的步驟、緊固緊固螺栓的步驟、和收回鏈罩2的每個(gè)緊固位置處的螺帽扳手5的步驟,鏈罩2通過(guò)緊固螺栓中的每個(gè)被組裝到內(nèi)燃機(jī)3。即使操作員按照鏈罩2的緊固位置的錯(cuò)誤的順序緊固緊固螺栓,在順序錯(cuò)誤的任何緊固位置處螺帽扳手5不被驅(qū)動(dòng),從而抑制了人為誤差。將基于圖7中所示的流程圖詳細(xì)地說(shuō)明緊固緊固螺栓的步驟的作業(yè)流程。在步驟SI中,操作員使螺帽扳手5沿著導(dǎo)引板35的第η個(gè)導(dǎo)引凹槽36朝向鏈罩2的緊固面45向前移動(dòng)。接下來(lái),在步驟S2中,主控制器10確定螺帽扳手5是否已經(jīng)到達(dá)鏈罩2的第η個(gè)緊固位置。一旦條件已經(jīng)滿足,則處理進(jìn)行到步驟S3。在步驟S3中,螺帽扳手5通過(guò)NR驅(qū)動(dòng)控制器11被自動(dòng)地驅(qū)動(dòng),并且緊固螺栓通過(guò)鏈罩2的緊固孔(緊固位置)被擰到內(nèi)燃機(jī)3的固定孔(未示出)中。另一方面,當(dāng)步驟S2中的條件未滿足時(shí),該處理返回到在緊接步驟S2之前的步驟,并且繼續(xù)確定步驟S2中的條件。在步驟S3中,當(dāng)操作員發(fā)現(xiàn)由某種原因所導(dǎo)致的螺帽扳手5的轉(zhuǎn)動(dòng)的缺陷時(shí),則處理進(jìn)行到步驟S12。在步驟S12中,操作員通過(guò)將螺帽扳手5的轉(zhuǎn)動(dòng)方向換向開(kāi)關(guān)從正向轉(zhuǎn)動(dòng)方向切換到反向轉(zhuǎn)動(dòng)方向而手動(dòng)地停止螺帽扳手5的轉(zhuǎn)動(dòng)。然后,在步驟S13中激活螺帽扳手5的觸發(fā)操作,并且操作員再次將螺帽扳手5的轉(zhuǎn)動(dòng)方向換向開(kāi)關(guān)從反向轉(zhuǎn)動(dòng)方向切換到正向轉(zhuǎn)動(dòng)方向。接下來(lái),在步驟S4中,NR驅(qū)動(dòng)控制器11確定緊固螺栓的拉緊轉(zhuǎn)矩是否已經(jīng)達(dá)到預(yù)定值。同時(shí),通過(guò)NR驅(qū)動(dòng)控制器11確定驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)周期是否在給定的時(shí)間段(在該實(shí)施例中5秒)內(nèi)。一旦兩個(gè)條件都滿足,則NR驅(qū)動(dòng)控制器11使螺帽扳手5停止轉(zhuǎn)動(dòng),并且在步驟S5中完成緊固。然后,在緊固位置處已經(jīng)完成緊固的信息被存儲(chǔ)在主控制器10中。另一方面,當(dāng)在步驟S4中兩個(gè)條件或兩個(gè)條件中的任一個(gè)未滿足時(shí),處理進(jìn)行到步驟S6,在該步驟,NR驅(qū)動(dòng)控制器11使螺帽扳手5自動(dòng)地停止轉(zhuǎn)動(dòng)。然后,由于在步驟S7中操作員將螺帽扳手5的轉(zhuǎn)動(dòng)方向換向開(kāi)關(guān)從正向轉(zhuǎn)動(dòng)方向切換到反向轉(zhuǎn)動(dòng)方向,所以在步驟S8中激活觸發(fā)操作。此后,在步驟S9中操作員通過(guò)操作觸發(fā)器而沿著相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)緊固螺栓,并且在步驟SlO中使緊固螺栓返回到這樣的位置,即,在所述位置處緊固螺栓從與內(nèi)燃機(jī)10的固定孔螺紋接合中釋放出來(lái)。然后,在步驟Sll中,操作員將螺帽扳手5的轉(zhuǎn)動(dòng)方向換向開(kāi)關(guān)從反向轉(zhuǎn)動(dòng)方向切換到正向轉(zhuǎn)動(dòng)方向。關(guān)于步驟Sll之后的工作,操作員能夠適當(dāng)?shù)剡x擇兩個(gè)流程中的一個(gè)(步驟S14或步驟S15)。這意味著,當(dāng)處理從步驟Sll進(jìn)行到步驟S14時(shí),操作員從導(dǎo)引板35的導(dǎo)引凹槽36收回螺帽扳手5,并且使螺帽扳手5移動(dòng)返回到與第η個(gè)導(dǎo)引凹槽36平行的位置。因此,操作員能夠再執(zhí)行上述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的緊固緊固螺栓的步驟。此時(shí),一旦使螺帽扳手5返回到與導(dǎo)引板35的第η個(gè)導(dǎo)引凹槽36平行的位置,則使螺帽扳手5的觸發(fā)操作的功能失效。另一方面,當(dāng)處理從步驟Sll進(jìn)行到步驟S15時(shí),操作員在步驟S15中通過(guò)操作觸發(fā)器而將緊固螺栓再次緊固在緊固位置處,并且處理進(jìn)行到步驟S5,在該步驟S5處完成緊固工作。然后,主控制器10存儲(chǔ)已經(jīng)在緊固位置處完成緊固工作的信息。正如迄今為止所解釋的那樣,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的緊固裝置I至少包括:第一至第三轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7a至7c (位置檢測(cè)單元),其設(shè)置在支撐臂6中并且檢測(cè)螺帽扳手5的位置;和主控制器10 (控制單元),其具有用于存儲(chǔ)鏈罩2的多個(gè)緊固位置的位置信息的存儲(chǔ)單元8,并且當(dāng)來(lái)自第一至第三轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器7a至7c的檢測(cè)結(jié)果與由存儲(chǔ)單元8所存儲(chǔ)的鏈罩2的緊固位置的位置信息一致時(shí)驅(qū)動(dòng)螺帽扳手5。因而,操作員不需要在緊固緊固螺栓的同時(shí)為了轉(zhuǎn)動(dòng)螺帽扳手5而拉動(dòng)觸發(fā)器,所以與傳統(tǒng)的緊固工作相比,本發(fā)明的緊固工作顯著地簡(jiǎn)化。此外,甚至對(duì)于具有多個(gè)位于顯著不同的高度處的緊固位置的鏈罩2而言,與傳統(tǒng)的緊固工作相比,顯著地減輕了在緊固工作期間尤其在操作員的背部和手腕上的身體負(fù)擔(dān)。進(jìn)一步地,主控制器10的存儲(chǔ)單元8不但存儲(chǔ)鏈罩2的相應(yīng)的緊固位置的位置信息,而且也存儲(chǔ)相應(yīng)的緊固位置的緊固順序。因此,即使操作員遵循鏈罩2的緊固位置的錯(cuò)誤的緊固順序,在順序錯(cuò)誤的緊固位置處,螺帽扳手5不被驅(qū)動(dòng),這提高了質(zhì)量。另外,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的緊固裝置I包括導(dǎo)引夾具12,所述導(dǎo)引夾具12將螺帽扳手5導(dǎo)引到鏈罩2的緊固位置中的每個(gè)處。在導(dǎo)引夾具12中,在導(dǎo)引板35的內(nèi)周面上,在與鏈罩2的相應(yīng)的緊固位置對(duì)應(yīng)的位置處形成導(dǎo)引凹槽36,所述導(dǎo)引板35呈環(huán)狀在鏈罩2的緊固位置中的每個(gè)的外側(cè)上延伸,并且導(dǎo)引凹槽36布置成與螺帽扳手5的套筒罩16的外周面平行。因此,當(dāng)操作員使螺帽扳手5移動(dòng)到鏈罩2的給定的緊固位置時(shí),操作員僅需要將螺帽扳手5的套筒罩16的外周面定位在與導(dǎo)引板35的導(dǎo)引凹槽36的內(nèi)周面平行的位置處,繼而簡(jiǎn)單地使螺帽扳手5沿著導(dǎo)引凹槽36向前移動(dòng)以完成緊固工作。因此,緊固工作被進(jìn)一步簡(jiǎn)化。此外,在緊固工作完成之后,操作員能夠僅通過(guò)使螺帽扳手5移動(dòng)到導(dǎo)引板35的內(nèi)側(cè)而從導(dǎo)引凹槽36收回螺帽扳手5,并且使螺帽扳手5移動(dòng)到下一個(gè)緊固位置。從而,將螺帽扳手5的移動(dòng)范圍最小化。另外,由于導(dǎo)引夾具12僅由在內(nèi)周面中具有多個(gè)導(dǎo)引凹槽36的環(huán)狀導(dǎo)引板35構(gòu)造而成,因此進(jìn)一步降低了導(dǎo)引夾具12的成本。
權(quán)利要求
1.一種緊固裝置,所述緊固裝置包括: 緊固工具; 支撐臂,所述支撐臂保持所述緊固工具并且支撐所述緊固工具到機(jī)件的緊固位置的移動(dòng); 存儲(chǔ)單元,所述存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)所述機(jī)件的緊固位置; 位置檢測(cè)單元,所述位置檢測(cè)單元用于檢測(cè)所述緊固工具的位置;和 控制單元,當(dāng)來(lái)自所述位置檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果與由所述存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的所述機(jī)件的緊固位置一致時(shí),所述控制單元驅(qū)動(dòng)所述緊固工具。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固裝置,其中,在所述機(jī)件中有多個(gè)緊固位置,并且所述存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)所述機(jī)件的各個(gè)緊固位置的緊固順序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的緊固裝置,所述緊固裝置還包括導(dǎo)引夾具,所述導(dǎo)引夾具將所述緊固工具導(dǎo)引到所述機(jī)件的緊固位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的緊固裝置,其中,所述導(dǎo)引夾具包括導(dǎo)引板,所述導(dǎo)引板呈環(huán)狀在所述機(jī)件的每一個(gè)緊固位置的外側(cè)上延伸,并且所述導(dǎo)引板具有導(dǎo)引凹槽,所述導(dǎo)引凹槽在與所述機(jī)件的各個(gè)緊固位置對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置在所述導(dǎo)引板的內(nèi)周面上,并且與所述緊固工具的外周面平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的緊固裝置,其中,所述位置檢測(cè)單元由設(shè)置在所述支撐臂中的多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器構(gòu)成。
6.一種使用緊固裝置緊固緊固件的緊固方法,所述緊固裝置具有緊固工具和支撐臂,所述支撐臂保持所述緊固工具并且支撐所述緊固工具到機(jī)件的緊固位置的移動(dòng),所述緊固方法包括以下步驟: 將緊固件供給到所述緊固工具; 在所述支撐臂的幫助下,使所述緊固工具朝向所述機(jī)件的緊固位置移動(dòng);以及, 當(dāng)所述緊固工具到達(dá)所述機(jī)件的緊固位置時(shí),通過(guò)自動(dòng)地驅(qū)動(dòng)所述緊固工具而緊固所述緊固件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的緊固方法,所述緊固方法還包括在供給所述緊固件的步驟之前將導(dǎo)引夾具附裝到所述機(jī)件的步驟,所述導(dǎo)引夾具包括導(dǎo)引板和導(dǎo)引凹槽,所述導(dǎo)引板呈環(huán)狀在所述機(jī)件的多個(gè)緊固位置中的每一個(gè)的外側(cè)上延伸,所述導(dǎo)引凹槽被設(shè)置在所述導(dǎo)引板的內(nèi)周面上與所述機(jī)件的各個(gè)緊固位置對(duì)應(yīng)的位置處,并且與所述緊固工具的外周面平行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的緊固方法,其中,在使所述緊固工具移動(dòng)的步驟中,所述緊固工具沿著附裝到所述機(jī)件的所述導(dǎo)引夾具的導(dǎo)引凹槽而朝向所述機(jī)件的緊固面向前移動(dòng),從而使得所述緊固工具到達(dá)所述機(jī)件的緊固位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的緊固方法,所述緊固方法還包括以下步驟:在緊固所述緊固件的步驟之后,從所述緊固位置收回所述緊固工具,并且使所述緊固工具從所述導(dǎo)引凹槽移動(dòng)到所述導(dǎo)引板的內(nèi)側(cè)。
全文摘要
緊固裝置和緊固方法。緊固裝置包括第一至第三轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器(位置檢測(cè)單元),其設(shè)置在支撐臂中并且檢測(cè)螺帽扳手(緊固工具)的位置;和主控制器(控制單元),其具有用于存儲(chǔ)鏈罩的多個(gè)緊固位置的存儲(chǔ)單元,當(dāng)來(lái)自第一至第三轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器的檢測(cè)結(jié)果與由存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的鏈罩的緊固位置的位置信息一致時(shí),所述主控制器驅(qū)動(dòng)螺帽扳手。因此,在緊固工作期間,操作員不需要拉動(dòng)觸發(fā)器來(lái)驅(qū)動(dòng)螺帽扳手轉(zhuǎn)動(dòng),從而減小緊固工作期間操作員的負(fù)擔(dān)。緊固方法包括以下步驟將緊固件供給到所述緊固工具;在所述支撐臂的幫助下,使所述緊固工具朝向所述機(jī)件的緊固位置移動(dòng);以及,當(dāng)緊固工具到達(dá)所述機(jī)件的緊固位置時(shí),通過(guò)自動(dòng)地驅(qū)動(dòng)所述緊固工具而緊固所述緊固件。
文檔編號(hào)B23P19/06GK103192253SQ20131000123
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者寺田勝?gòu)? 松崎泉, 廣瀨甚一郎, 國(guó)見(jiàn)孝文 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社