JP2017205802A - 打鋲装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】狭隘部でのリベットの打鋲を可能にしつつ、多品種のリベットを用いて打鋲を行う際の生産性を向上させる。
【解決手段】リベット３００の頭部３１０を吸着させるリベット吸着ユニットと、リベット３００によりストリンガ２１０およびクリップ２２０をかしめるかしめユニット５０と、制御部と、を備え、制御部が、リベット３００の頭部３１０を吸着させたリベット吸着ユニットを上側支持体１１へ移動させてリベット３００の軸部３２０を打鋲位置Ｐに形成される貫通孔２３０へ挿入するようリベット吸着ユニットを制御し、リベット吸着ユニットがリベット３００を貫通孔２３０へ挿入して打鋲位置Ｐから退避した後に上部アンビル５１および下部アンビル５２を近接させてリベット３００によりストリンガ２１０およびクリップ２２０をかしめるようにかしめユニット５０を制御する自動打鋲装置を提供する。
【選択図】図１４

Description

本発明は、打鋲装置およびその制御方法に関するものである。

従来から、航空機の胴体パネル等の被締結物にリベットを自動的に打鋲して被締結物を締結する自動打鋲装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に開示される打鋲装置は、部材の角部分や部材同士の交差部分など狭隘部に存在する打鋲ポイントにて打鋲処理を行うために、開閉動作する把持部材に替えて鋲を吸着する端面を有する軸体を採用したものである。特許文献１によれば、かしめ位置への鋲の移送や装填が吸着により行われるため、軸体を収容する支持体をコンパクトなものとし、部材の角部分や部材同士の交差部分など狭隘部に存在する打鋲ポイントにも、支持体を無理なく位置させることが可能となる。

特許第４３７９６５６号公報

しかしながら、特許文献１においては、鋲の移送や装填に用いられる軸体が、鋲をかしめるための部材として兼用されている。そのため、鋲の頭部に接触する軸体の端面の形状は、鋲の頭部を吸着可能かつ鋲をかしめる際の位置決めとして適した形状とする必要がある。
そのため、特許文献１においては、軸体の端面の形状を特定の鋲の形状と一致させた形状とする必要がある。この場合、多品種の鋲を用いて打鋲を行う場合には、多品種の鋲の端面の形状と一致する多品種の軸体を予め用意しておき、打鋲に用いる鋲の形状と一致する軸体に交換した上で、打鋲処理を行う必要がある。
したがって、特許文献１においては、狭隘部での打鋲が可能であるものの、多品種の鋲を用いて打鋲を行う際の生産性を向上させることができない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、狭隘部でのリベットの打鋲を可能にしつつ、多品種のリベットを用いて打鋲を行う際の生産性を向上させた打鋲装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の一態様の打鋲装置は、相対位置が固定された一対の被締結部材の打鋲位置にリベットを打鋲し、軸線に沿って延びる貫通孔を有する棒状に形成されて前記一対の被締結部材の一方を前記打鋲位置で支持する第１支持体と、前記軸線に沿って延びる貫通孔を有する棒状に形成されて前記一対の被締結部材の他方を前記打鋲位置で支持する第２支持体と、前記軸線に沿って延びる円筒状に形成され、一端を前記リベットの頭部に接触させた状態で内部を負圧状態として該頭部を吸着させるリベット吸着部と、前記一対の被締結部材の前記打鋲位置に形成される貫通孔に前記リベットが挿入された状態で、前記第１支持体および前記第２支持体に一対のかしめ部材を挿入し、該一対のかしめ部材を近接させて前記リベットにより前記一対の被締結部材をかしめるかしめ部と、前記リベット吸着部および前記かしめ部を制御する制御部と、を備え、前記制御部が、前記リベットの前記頭部を吸着させた前記リベット吸着部を前記第１支持体へ移動させて前記リベットの軸部を前記打鋲位置に形成される前記貫通孔へ挿入するよう前記リベット吸着部を制御し、該リベット吸着部が前記リベットを前記貫通孔へ挿入して前記打鋲位置から退避した後に前記一対のかしめ部材を近接させて前記リベットにより前記一対の被締結部材をかしめるように前記かしめ部を制御する。

本発明の一態様の打鋲装置によれば、相対位置が固定された一対の被締結部材の一方が打鋲位置で第１支持体により支持され、一対の被締結部材の他方が打鋲位置で第２支持体により支持される。第１支持体は、軸線に沿って延びる貫通孔を有する棒状に形成されており、円筒状に形成されるリベット吸着部に吸着したリベットが挿入され、一対のかしめ部材の一方が挿入される。
このように、本発明の一態様の打鋲装置によれば、第１支持体が軸線に沿って延びる貫通孔を有する棒状に形成されているため、打鋲位置が狭隘部であっても第１支持体を適切に打鋲位置へ移動させることができる。

また、本発明の一態様の打鋲装置によれば、リベットを貫通孔へ挿入してリベット吸着部を第１支持体から退避させた後に一対のかしめ部材を近接させるため、リベットの挿入とリベットのかしめをそれぞれ独立した動作として行うことができる。そのため、リベット吸着部をリベットの吸着に適した形状とし、かつかしめ部材をかしめに適した形状とすることができる。例えば、多品種のリベットをそれぞれ吸着可能な形状のリベット吸着部とし、多品種のリベットをそれぞれかしめ可能な形状のかしめ部材とすることができる。
したがって、リベットの挿入とリベットのかしめを単一の部材を用いて行う場合に比べて、多品種のリベットを用いて打鋲を行うことが可能となり、打鋲を行う際の生産性が向上する。

このように、本発明の一態様の打鋲装置によれば、狭隘部でのリベットの打鋲を可能にしつつ、多品種のリベットを用いて打鋲を行う際の生産性を向上させることができる。

本発明の一態様の打鋲装置は、前記打鋲位置において前記一対の被締結部材に前記貫通孔の孔明けを行う孔明け部を備え、前記制御部が、前記第１支持体および前記第２支持体により前記打鋲位置で支持された前記一対の被締結部材に前記貫通孔の孔明けを行うよう前記孔明け部を制御し、前記孔明け部が前記貫通孔の孔明けを行って前記打鋲位置から退避した後に前記リベットの軸部を前記打鋲位置に形成される前記貫通孔へ挿入するよう前記リベット吸着部を制御する構成であってもよい。
このようにすることで、一対の被締結部材の打鋲位置に対して事前に他の装置で貫通孔を形成しておく必要がないため、生産性が向上する。

上記構成において、前記第１支持体には、前記孔明け部による孔明けにより生成される前記一対の被締結部材の切削屑を排出するための排出孔が形成されていてもよい。
このようにすることで、孔明け部による孔明けにより生成される切削屑を排出孔から吸引して外部へ排出し、貫通孔を良好に仕上げることができる。
上記構成において、前記孔明け部は、前記貫通孔の孔明けを行う際に前記被締結部材から受ける反力による変位量を測定する測定器を備え、前記制御部は、前記測定器が測定する前記変位量と、該変位量を得た前記貫通孔とを関連付けて記憶してもよい。
このようにすることで、打鋲位置での締結状態の検査等をする場合に、貫通孔の品質が低い可能性のある箇所を特定することができる。

また、本発明の一態様の打鋲装置の制御方法は、相対位置が固定された一対の被締結部材の打鋲位置にリベットを打鋲する打鋲装置が、軸線に沿って延びる貫通孔を有する棒状に形成されて前記一対の被締結部材の一方を前記打鋲位置で支持する第１支持体と、前記軸線に沿って延びる貫通孔を有する棒状に形成されて前記一対の被締結部材の他方を前記打鋲位置で支持する第２支持体と、前記軸線に沿って延びる円筒状に形成され、一端を前記リベットの頭部に接触させた状態で内部を負圧状態として該頭部を吸着させるリベット吸着部と、前記一対の被締結部材の前記打鋲位置に形成される貫通孔に前記リベットが挿入された状態で、前記第１支持体および前記第２支持体に一対のかしめ部材を挿入し、該一対のかしめ部材を近接させて前記リベットにより前記一対の被締結部材をかしめるかしめ部と、を備え、前記リベットの前記頭部を吸着させた前記リベット吸着部を前記第１支持体へ移動させて前記リベットの軸部を前記打鋲位置に形成される前記貫通孔へ挿入するよう前記リベット吸着部を制御する第１制御工程と、該リベット吸着部が前記リベットを前記貫通孔へ挿入して前記打鋲位置から退避した後に前記一対のかしめ部材を近接させて前記リベットにより前記一対の被締結部材をかしめるように前記かしめ部を制御する第２制御工程と、を備える。

本発明の一態様の打鋲装置の制御方法によれば、リベットを貫通孔へ挿入してリベット吸着部を第１支持体から退避させた後に一対のかしめ部材を近接させるため、リベットの挿入とリベットのかしめをそれぞれ独立した動作として行うことができる。そのため、リベット吸着部をリベットの吸着に適した形状とし、かつかしめ部材をかしめに適した形状とすることができる。例えば、多品種のリベットをそれぞれ吸着可能な形状のリベット吸着部とし、多品種のリベットをそれぞれかしめ可能な形状のかしめ部材とすることができる。
したがって、リベットの挿入とリベットのかしめを単一の部材を用いて行う場合に比べて、多品種のリベットを用いて打鋲を行うことが可能となり、打鋲を行う際の生産性が向上する。

本発明によれば、狭隘部でのリベットの打鋲を可能にしつつ、多品種のリベットを用いて打鋲を行う際の生産性を向上させた打鋲装置およびその制御方法を提供することができる。

本発明の一実施形態の自動打鋲装置の概略構成を示す構成図である。 ストリンガおよびクリップを示す斜視図である。 図１に示す制御部が実行する処理を示すフローチャートである。 図１に示す制御部が実行する処理を示すフローチャートである。 ストリンガおよびクリップから支持ユニットが退避した状態を示す縦断面図である。 ストリンガおよびクリップが支持ユニットにより支持された状態を示す縦断面図である。 孔明けユニットによる孔明け動作前のストリンガおよびクリップを示す縦断面図である。 孔明けユニットによる孔明け動作中のストリンガおよびクリップを示す縦断面図である。 リベット吸着ユニットによるリベット挿入前のストリンガおよびクリップを示す縦断面図である。 リベット吸着ユニットによるリベット挿入中のストリンガおよびクリップを示す縦断面図である。 かしめユニットによるかしめ動作前のストリンガおよびクリップを示す縦断面図である。 かしめユニットによるリベットの押し込み動作中のストリンガおよびクリップを示す縦断面図である。 かしめユニットによるかしめ動作前のストリンガおよびクリップを示す縦断面図である。 かしめユニットによるかしめ動作後のストリンガおよびクリップを示す縦断面図である。 支持ユニットの上側支持体の変形例を示す縦断面図である。 ストリンガおよびクリップの打鋲位置の法線方向を検出する検出装置を示す縦断面図である。 リベット吸着ユニットがリベットを離す位置を示す縦断面図である。 かしめユニットの上部アンビルの下端面の形状を示す縦断面図である。 孔明けを行う際に孔明けユニットが受ける反力を測定する測定器を示す正面図である。

以下、本発明の一実施形態の自動打鋲装置１００について、図面を参照して説明する。
本実施形態の自動打鋲装置１００は、図２に示すストリンガ２１０（縦通材）およびクリップ２２０からなる一対の被締結部材の打鋲位置Ｐ（図５等参照）にリベット３００を打鋲する装置である。
ストリンガ２１０は、航空機の機軸方向に間隔を持って配置される長尺上の部材であり。クリップ２２０は、パネル状に分割された航空機の胴体を円筒状に保持するフレーム（図示略）とストリンガ２１０とを締結するための部材である。ストリンガ２１０およびクリップ２２０は、例えば、アルミニウム合金により形成されている。

図２に示すように、ストリンガ２１０とクリップ２２０とは、例えばアルミニウム合金により形成されるリベット３００によって締結されている。図２には、単一のクリップ２２０のみが示されているが、ストリンガ２１０には、長さ方向の複数箇所において複数のクリップ２２０が自動打鋲装置１００によって締結される。
なお、ストリンガ２１０およびクリップ２２０は、自動打鋲装置１００によって締結されるまでは、ロボットハンド等の把持装置（図示略）や仮止め用の固定器具等により相対位置が固定されるものとする。

図１の概略構成に示すように、自動打鋲装置１００は、支持ユニット１０と、孔明けユニット２０と、リベット供給ユニット３０と、リベット吸着ユニット４０と、かしめユニット５０と、制御部６０と、を備える。図１に示すように、制御部６０とその他の各部とは、信号線を介して通信可能なように電気的に接続されている。

なお、本実施形態において、図３および図４は、制御部６０が実行する処理を示すフローチャートである。図５および図６は、支持ユニット１０によるストリンガ２１０およびクリップ２２０を支持する動作を説明する縦断面図である。また、図７および図８は、孔明けユニット２０によるストリンガ２１０およびクリップ２２０の孔明け動作を説明する縦断面図である。また、図９および図１０は、リベット吸着ユニット４０によるリベット３００の挿入動作を説明する縦断面図である。また、図１１から図１４は、かしめユニット５０によるリベット３００のかしめ動作を説明する縦断面図である。
以下、自動打鋲装置１００が備える各部について説明する。

支持ユニット１０は、ストリンガ２１０およびクリップ２２０を、打鋲位置Ｐ（図５等参照）で挟むように支持する装置である。
支持ユニット１０は、打鋲位置Ｐを通過する鉛直方向の軸線Ｘと同軸の位置に移動するとともに、軸線Ｘとは異なる軸線上に退避することが可能な移動機構（図示略）を有する。また、図５および図６に示すように、支持ユニット１０は、軸線Ｘ上に同軸に配置された上側支持体（第１支持体）１１および下側支持体（第２支持体）１２を有する。

図５に示すように、上側支持体１１は、軸線Ｘに沿って延びる貫通孔１１Ａａを有する棒状に形成された棒状部１１Ａと、棒状部１１Ａに連結されて棒状部１１Ａとの連結位置に近付くに連れて外径および内径が縮小する縮径部１１Ｂとを備えており、クリップ２２０の上面を打鋲位置Ｐで支持する部材である。
縮径部１１Ｂが連結位置に近付くに連れて外径及び内径が収縮する形状となっているのは、孔明けユニット２０やかしめユニット５０の軸受部との干渉を防止する為である。
下側支持体１２は、軸線Ｘに沿って延びる貫通孔１２ａを有する棒状に形成されており、ストリンガ２１０の下面を打鋲位置Ｐで支持する部材である。

孔明けユニット２０は、打鋲位置Ｐにおいてストリンガ２１０およびクリップ２２０に貫通孔２３０の孔明けを行う装置である。
図７および図８に示すように、孔明けユニット２０は、先端および外周面に刃が形成されたドリル２１と、ドリル２１を軸線Ｘ回りに回転させるとともに軸線Ｘに沿って移動させる駆動部（図示略）が内蔵された本体部２２とを有する。また、孔明けユニット２０は、打鋲位置Ｐを通過する鉛直方向の軸線Ｘと同軸の位置に移動するとともに、軸線Ｘとは異なる軸線上に退避することが可能な移動機構（図示略）を有する。

リベット供給ユニット３０は、リベット吸着ユニット４０が吸着して打鋲位置Ｐの貫通孔２３０へ挿入するリベット３００を供給する装置である。リベット供給ユニット３０は、制御部６０からの指示に従って、打鋲位置Ｐへ挿入するべきリベット３００を多品種のリベット３００の中から選択的に供給する。

リベット吸着ユニット４０は、図９および図１０に示すように、軸線Ｘに沿って延びる円筒状に形成され、一端をリベット３００の頭部３１０に接触させた状態で内部を負圧状態として頭部３１０を吸着させる装置である。リベット吸着ユニット４０は、頭部３１０を吸着した状態でリベット３００を搬送し、リベット３００の軸部３２０を打鋲位置Ｐの貫通孔２３０へ挿入する。

リベット吸着ユニット４０は、図９および図１０に示すように、軸線Ｘに沿って延びる円筒状に形成されて先端側が開口した吸着軸４１と、吸着軸４１の基端側が取り付けられるとともに吸着軸４１を軸線Ｘに沿って進退させる駆動機構（図示略）が内蔵されたシリンダ４２と、を備える。また、リベット吸着ユニット４０は、打鋲位置Ｐを通過する鉛直方向の軸線Ｘと同軸の位置に移動するとともに、軸線Ｘとは異なる軸線上に退避することが可能な移動機構（図示略）を有する。

かしめユニット５０は、貫通孔２３０にリベット３００の軸部３２０が挿入された状態で、上側支持体１１および下側支持体１２に軸状の上部アンビル（かしめ部材）５１および軸状の下部アンビル（かしめ部材）５２を挿入し、これらを近接させてストリンガ２１０およびクリップ２２０をかしめる装置である。かしめユニット５０は、打鋲位置Ｐを通過する鉛直方向の軸線Ｘと同軸の位置に移動するとともに、軸線Ｘとは異なる軸線上に退避することが可能な移動機構（図示略）を有する。

制御部６０は、支持ユニット１０と、孔明けユニット２０と、リベット供給ユニット３０と、リベット吸着ユニット４０と、かしめユニット５０と、を制御する装置である。
なお、制御部６０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。

次に、本実施形態の制御部６０が実行する処理について、図３および図４を参照して説明する。
ステップＳ３０１で、制御部６０は、支持ユニット１０が打鋲位置Ｐを通過する鉛直方向の軸線Ｘと同軸の位置に移動するように移動機構（図示略）を制御する。ステップＳ３０１による支持ユニット１０の移動が完了すると図５に示す状態となる。

ステップＳ３０２で、制御部６０は、上側支持体１１および下側支持体１２を互いに近接するように軸線Ｘに沿って移動させ、上側支持体１１がクリップ２２０の上面を打鋲位置Ｐで支持し、下側支持体１２がストリンガ２１０の下面を打鋲位置Ｐで支持した状態とする。ステップＳ３０２による支持動作が完了すると図６に示す状態となる。なお、支持ユニット１０がストリンガ２１０およびクリップ２２０を打鋲位置Ｐで支持する状態は、後述するステップＳ３１２まで保持される。

ステップＳ３０３で、制御部６０は、孔明けユニット２０が打鋲位置Ｐを通過する鉛直方向の軸線Ｘと同軸の位置に移動するように移動機構（図示略）を制御する。ステップＳ３０３による孔明けユニット２０の移動が完了すると図７に示す状態となる。

ステップＳ３０４で、制御部６０は、孔明けユニット２０を軸線Ｘに沿って下方に移動させてドリル２１の先端を打鋲位置Ｐに突き当て、孔明け動作を実行する。ステップＳ３０３による孔明け動作が完了すると図８に示す状態となり、ストリンガ２１０およびクリップ２２０を貫通する貫通孔２３０が形成される。
ステップＳ３０５で、制御部６０は、孔明けユニット２０を軸線Ｘに沿った上方に移動させ、更に打鋲位置Ｐを通過する鉛直方向の軸線Ｘとは異なる他の軸線上の退避位置に退避するように移動機構（図示略）を制御する。

ステップＳ３０６で、制御部６０は、リベット吸着ユニット４０が打鋲位置Ｐを通過する鉛直方向の軸線Ｘと同軸の位置に移動するように移動機構（図示略）を制御する。ステップＳ３０６によるリベット吸着ユニット４０の移動が完了すると図９に示す状態となる。
なお、図９に示すように、リベット吸着ユニット４０は、円筒状の吸着軸４１の先端にリベット３００の頭部３１０を接触させて吸着軸４１の内部を負圧状態とすることで、リベット３００を吸着している。

ステップＳ３０７で、制御部６０は、リベット３００を吸着した状態で、吸着軸４１をシリンダ４２から軸線Ｘに沿って下方に突出させてリベット３００の軸部３２０の先端を貫通孔２３０に挿入する挿入動作を実行する。ステップＳ３０７によるリベット３００の挿入動作が完了すると図１０に示す状態となる。
ステップＳ３０８で、制御部６０は、リベット吸着ユニット４０を軸線Ｘに沿った上方に移動させ、更に打鋲位置Ｐを通過する鉛直方向の軸線Ｘとは異なる他の軸線上の退避位置に退避するように移動機構（図示略）を制御する。

ステップＳ３０９で、制御部６０は、かしめユニット５０が打鋲位置Ｐを通過する鉛直方向の軸線Ｘと同軸の位置に移動するように移動機構（図示略）を制御する。また、かしめユニット５０の上部アンビル５１を軸線Ｘに沿って下方に移動させ、上部アンビル５１の先端部がリベット３００の頭部３１０に突き当てられた状態とする。ステップＳ３０９によるかしめユニット５０の移動が完了すると図１１に示す状態となる。

ステップＳ３１０で、制御部６０は、かしめ動作を実行するようにかしめユニット５０を制御する。
制御部６０は、図１２に示すように、かしめユニット５０の上部アンビル５１を軸線Ｘに沿って更に下方に移動させ、リベット３００の頭部３１０の下面とクリップ２２０の上面とが接触した状態とする。なお、上部アンビル５１は、後述するかしめ動作においてリベット３００の頭部３１０の下面がクリップ２２０の上面から離間しないようにリベット３００の頭部３１０の軸線Ｘ上の位置を保持する。

また、制御部６０は、図１３に示すように、かしめユニット５０の下部アンビル５２を軸線Ｘに沿って上方に移動させ、下部アンビル５２の先端部がリベット３００の軸部３２０の先端に突き当てられた状態とする。
また、制御部６０は、図１４に示すように、下部アンビル５２を軸線Ｘに沿って更に上方に移動させ、金属製（例えば、アルミニウム合金製）のリベット３００の軸部３２０を塑性変形させて貫通孔２３０の内径よりも大きい形状とする。

ステップＳ３１１で、制御部６０は、上部アンビル５１を軸線Ｘに沿って上方に移動させ、下部アンビル５２を軸線Ｘに沿って下方に移動させ、更にこれらが打鋲位置Ｐを通過する鉛直方向の軸線Ｘとは異なる他の軸線上の退避位置に退避するように移動機構（図示略）を制御する。

ステップＳ３１２で、制御部６０は、かしめユニット５０によるかしめ動作が終了し、ストリンガ２１０およびクリップ２２０が打鋲位置Ｐにおいてリベット３００により締結されたため、支持ユニット１０による支持を解除して支持ユニット１０を退避させる。具体的には、制御部６０は、上側支持体１１および下側支持体１２を互いに離間するように軸線Ｘに沿って移動させる。さらに、制御部６０は、支持ユニット１０が打鋲位置Ｐを通過する鉛直方向の軸線Ｘとは異なる他の軸線上の退避位置に退避するように移動機構（図示略）を制御する。

ステップＳ３１３で、制御部６０は、ステップＳ３０１−ステップＳ３１２による１つのリベット３００の締結動作（孔明け動作、挿入動作、かしめ動作）が終了したことから、リベット３００の打鋲を終了させるかどうかを判断する。
制御部６０は、他のリベット３００の締結動作を行う場合はＮＯと判断してステップＳ３０１−ステップＳ３１２の処理を他のリベット３００について再び繰り返す。一方、制御部６０は、他のリベット３００の締結動作を行わない場合はＹＥＳと判断して本フローチャートの処理を終了させる。

ここで、本実施形態の上側支持体１１についてより詳細に説明する。
図１５に示すように、上側支持体１１には、下端側の外周面に切削屑を外部へ排出するための排出孔１１ａおよび排出孔１１ｂが設けられている。
上側支持体１１は、孔明けユニット２０によりストリンガ２１０およびクリップ２２０の孔明け動作を行う際に、内部で生成される切削屑が排出孔１１ａおよび排出孔１１ｂから外部へ排出可能となっている。切削屑を外部へ排出するためには、排出孔１１ａ，１１ｂの外周面にそれぞれ吸引部４１０，４２０を近づけ、吸引部４１０，４２０の内部に発生する負圧の作用によって切削屑を吸引部４１０，４２０の内部へ導く。
なお、本実施形態においては、上側支持体１１に排出孔１１ａおよび排出孔１１ｂを設ける態様としたが、上側支持体１１に排出孔１１ａおよび排出孔１１ｂを設けない態様とすることも可能である。例えば、発生した切削屑を取り除く為にドリルと貫通孔１１Ａａとの間に隙間を設け上側支持体１１の縮径部１１Ｂから切削屑を排出してもよい。

ここで、本実施形態の自動打鋲装置１００が備える検出装置７０について説明する。検出装置７０は、打鋲位置Ｐにおける法線方向を検出する装置である。検出装置７０は、打鋲位置Ｐにおけるクリップ２２０の上面に対する自動打鋲装置１００の各ユニット（図１６に示す例は孔明けユニット２０）の軸線方向を検出する装置である。図１６に示す例において、孔明けユニット２０が図中の破線で示す位置にある場合、検出装置７０はクリップ２２０の上面に対する孔明けユニット２０の軸線Ｘ１の角度を角度θ１として検出する。図１６に示す角度θ１は、クリップ２２０の上面に対する法線（軸線Ｘ２）の角度である角度θ２（９０°）とは一致していない。

そこで、制御部６０は、検出装置７０が検出した角度θ１に基づいて、孔明けユニット２０の軸線Ｘ１がクリップ２２０の上面に対する法線（軸線Ｘ２）と一致するように孔明けユニット２０の移動機構を制御する。これにより、孔明けユニット２０が図１６中に実線で示す位置に移動し、孔明けユニット２０の軸線Ｘ１が法線である軸線Ｘ２と一致する。このようにすることで、孔明けユニット２０による孔明け動作をクリップ２２０の上面の法線方向から行い、法線方向に沿った貫通孔を形成することができる。

なお、図１６に示す例は、孔明けユニット２０を法線方向に沿った位置に移動させるものであったが、支持ユニット１０，リベット吸着ユニット４０，かしめユニット５０についても、これらを検出装置７０が検出する角度に基づいて法線方向に沿った位置に移動させるようにしてもよい。

また、本実施形態のリベット吸着ユニット４０がリベット３００を離間させる位置について詳細に説明する。
本実施形態のリベット吸着ユニット４０は、シリンダ４２から吸着軸４１の先端までの距離が一定のＬとなった場合に、リベット３００の軸部３２０を貫通孔２３０へ挿入した後に軸部３２０を離間させる。リベット吸着ユニット４０は、シリンダ４２から吸着軸４１の先端までの距離が一定のＬとなったことを検出する単一の着座センサ（図示略）を有しているものとする。

単一の着座センサを有したリベット吸着ユニット４０は、シリンダ４２から吸着軸４１の先端までの距離が一定のＬとなったことのみを検出することができる。この場合、リベット吸着ユニット４０が吸着するリベットの種類によって、貫通孔２３０に対するリベットの軸部の先端の位置等は異なったものとなる。例えば、図１７中に実線で示すリベット３００と破線で示すリベット３００Ａは、異なる形状となっている。そのため、リベット３００Ａの軸部３２０Ａの下端の方が、リベット３００の軸部３２０の下端よりも下方に配置される。同様に、リベット３００Ａの頭部３１０Ａの下端の方が、リベット３００の頭部３１０の下端よりも下方に配置される。

例えば、図１７に示すリベット３００とリベット３００Ａのように、多品種のリベットを扱う場合には、各リベットの頭部の下面がクリップ２２０の上面と接触した（着座した）ことを検出する着座センサを設けるのが最適である。しかしながら、この場合、多品種のリベットの複数の着座位置をそれぞれ検出するための複数の着座センサが必要となってしまう。一方、図１７に示す変形例では、単一の着座センサのみで足りるため、複数の着座センサを設ける必要がない。また、単一の着座センサのみを用いる場合であっても、シリンダ４２から吸着軸４１の先端までの距離Ｌを適切に設定することにより、単一の着座センサのみを用いて、多品種のリベットをリベット吸着ユニット４０から離間させる位置を適切に設定することができる。

次に、本実施形態のかしめユニット５０が備える上部アンビル５１の形状について詳細に説明する。
図１８に示すように、上部アンビル５１の下端側の面には、凹所５１ａが形成されている。凹所５１ａの底面は平面形状となっている。一方、凹所５１ａに保持されるリベット３００は、頭部３１０の上面が凹所５１ａの底面と接触する緩やかな凸面形状となっている。
また、凹所５１ａの底面は、リベット３００Ａの頭部３１０Ａの上面との接触も可能となっている。ここで、リベット３００Ａの頭部３１０Ａはリベット３００の頭部３１０よりも小径である。このように、凹所５１ａは、異なる形状のリベット３００，リベット３００Ａの双方に対応可能な形状となっている。このように、本実施形態のかしめユニット５０が備える上部アンビル５１は、多品種のリベットのかしめ動作を実行可能な形状となっている。

また、本実施形態の自動打鋲装置１００の孔明けユニット２０は、更に、孔明けユニット２０が孔明けを行う際にストリンガ２１０およびクリップ２２０から受ける軸線Ｘの上方に向けた反力による変位量（押し戻し量の最大値）を測定する測定器２３を備えるものであってもよい。
図１９に示す測定器２３は、孔明けユニット２０による孔明け動作中に孔明けユニット２０に与えられた反力による変位量（押し戻し量の最大値）を測定し、制御部６０へ伝達する。変位量（押し戻し量の最大値）が大きい場合、孔明け動作により形成される貫通孔２３０の品質が低くなる可能性がある。これは、大きな反力によって貫通孔２３０の形状等に誤差が生じる可能性が高いためである。

本実施形態の自動打鋲装置１００は、制御部６０が、測定器２３が測定する変位量（押し戻し量）と、その変位量を得た貫通孔２３０とを関連付けて記憶する。このようにすることで、打鋲位置Ｐでの締結状態の検査等をする場合に、貫通孔２３０の品質が低い可能性のある箇所を特定することができる。

以上説明した本実施形態が奏する作用及び効果について説明する。
本実施形態の自動打鋲装置１００によれば、相対位置が固定されたストリンガ２１０およびクリップ２２０のうちクリップ２２０が打鋲位置Ｐで上側支持体１１により支持され、ストリンガ２１０が打鋲位置Ｐで下側支持体１２により支持される。上側支持体１１は、軸線Ｘに沿って延びる貫通孔１１Ａａを有する棒状に形成されており、円筒状に形成されるリベット吸着ユニット４０に吸着したリベット３００が挿入され、上部アンビル５１が挿入される。
このように、本実施形態の自動打鋲装置１００によれば、上側支持体１１が軸線Ｘに沿って延びる貫通孔１１Ａａを有する棒状に形成されているため、打鋲位置Ｐが狭隘部であっても上側支持体１１を適切に打鋲位置Ｐへ移動させることができる。

また、本実施形態の自動打鋲装置１００によれば、リベット３００を貫通孔２３０へ挿入してリベット吸着ユニット４０を上側支持体１１から退避させた後に上部アンビル５１および下部アンビル５２を近接させるため、リベット３００の挿入とリベット３００のかしめをそれぞれ独立した動作として行うことができる。そのため、リベット吸着ユニット４０をリベット３００の吸着に適した形状とし、かつ上部アンビル５１をかしめに適した形状とすることができる。例えば、多品種のリベットをそれぞれ吸着可能な形状のリベット吸着ユニット４０とし、多品種のリベットをそれぞれかしめ可能な形状の上部アンビル５１とすることができる。
したがって、リベットの挿入とリベットのかしめを単一の部材を用いて行う場合に比べて、多品種のリベットを用いて打鋲を行うことが可能となり、打鋲を行う際の生産性が向上する。

本実施形態の自動打鋲装置１００は、制御部６０が、ストリンガ２１０およびクリップ２２０に貫通孔２３０の孔明け動作を行うよう孔明けユニット２０を制御し、孔明けユニット２０が孔明け動作を行って打鋲位置Ｐから退避した後にリベット３００の軸部３２０を打鋲位置Ｐに形成される貫通孔２３０へ挿入するようリベット吸着ユニット４０を制御する。
このようにすることで、ストリンガ２１０およびクリップ２２０の打鋲位置Ｐに対して事前に他の装置で貫通孔２３０を形成しておく必要がないため、生産性が向上する。

また、上側支持体１１には、孔明けユニット２０による孔明けにより生成される切削屑を排出するための排出孔１１ａ，１１ｂが形成されている。このようにすることで、孔明けユニット２０による孔明け動作により生成される切削屑を排出孔１１ａ，１１ｂから吸引して外部へ排出し、貫通孔２３０を良好に仕上げることができる。

また、本実施形態の自動打鋲装置１００は、上側支持体１１および下側支持体１２によって相対位置が固定された被締結部材（ストリンガ２１０，クリップ２２０）が途中で分離されることなく継続的に支持された状態となる。そのため、孔明けからリベット３００のかしめまでの一連の作業を、被締結部材が継続的に支持された状態で完了させることができるため、生産性が向上する。

１０ 支持ユニット
１１ 上側支持体（第１支持体）
１１Ａ 棒状部
１１Ａａ 貫通孔
１１Ｂ 縮径部
１１ａ 排出孔
１１ｂ 排出孔
１２ 下側支持体（第２支持体）
２０ 孔明けユニット（孔明け部）
２１ ドリル
２２ 本体部
２３ 計測器
３０ リベット供給ユニット
４０ リベット吸着ユニット（リベット吸着部）
４１ 吸着軸
４２ シリンダ
５０ かしめユニット（かしめ部）
５１ 上部アンビル（かしめ部材）
５１ａ 凹所
５２ 下部アンビル（かしめ部材）
６０ 制御部
７０ 検出装置
１００ 自動打鋲装置
２１０ ストリンガ（縦通材）
２２０ クリップ
２３０ 貫通孔
３００ リベット
３１０ 頭部
３２０ 軸部
４１０，４２０ 吸引部
Ｐ 打鋲位置
Ｘ，Ｘ１，Ｘ２ 軸線
θ１，θ２ 角度

Claims (5)

1. 相対位置が固定された一対の被締結部材の打鋲位置にリベットを打鋲する打鋲装置であって、
   軸線に沿って延びる貫通孔を有する棒状に形成されて前記一対の被締結部材の一方を前記打鋲位置で支持する第１支持体と、
   前記軸線に沿って延びる貫通孔を有する棒状に形成されて前記一対の被締結部材の他方を前記打鋲位置で支持する第２支持体と、
   前記軸線に沿って延びる円筒状に形成され、一端を前記リベットの頭部に接触させた状態で内部を負圧状態として該頭部を吸着させるリベット吸着部と、
   前記一対の被締結部材の前記打鋲位置に形成される貫通孔に前記リベットが挿入された状態で、前記第１支持体および前記第２支持体に一対の軸状のかしめ部材を挿入し、該一対のかしめ部材を近接させて前記リベットにより前記一対の被締結部材をかしめるかしめ部と、
   前記リベット吸着部および前記かしめ部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部が、
   前記リベットの前記頭部を吸着させた前記リベット吸着部を前記第１支持体へ移動させて前記リベットの軸部を前記打鋲位置に形成される前記貫通孔へ挿入するよう前記リベット吸着部を制御し、
   該リベット吸着部が前記リベットを前記貫通孔へ挿入して前記打鋲位置から退避した後に前記一対のかしめ部材を近接させて前記リベットにより前記一対の被締結部材をかしめるように前記かしめ部を制御する打鋲装置。
2. 前記打鋲位置において前記一対の被締結部材に前記貫通孔の孔明けを行う孔明け部を備え、
   前記制御部が、前記第１支持体および前記第２支持体により前記打鋲位置で支持された前記一対の被締結部材に前記貫通孔の孔明けを行うよう前記孔明け部を制御し、
   前記孔明け部が前記貫通孔の孔明けを行って前記打鋲位置から退避した後に前記リベットの軸部を前記打鋲位置に形成される前記貫通孔へ挿入するよう前記リベット吸着部を制御する請求項１に記載の打鋲装置。
3. 前記第１支持体には、前記孔明け部による孔明けにより生成される前記一対の被締結部材の切削屑を排出するための排出孔が形成されている請求項２に記載の打鋲装置。
4. 前記孔明け部は、前記貫通孔の孔明けを行う際に前記被締結部材から受ける反力による変位量を測定する測定器を備え、
   前記制御部は、前記測定器が測定する前記変位量と、該変位量を得た前記貫通孔とを関連付けて記憶する請求項２または請求項３に記載の打鋲装置。
5. 相対位置が固定された一対の被締結部材の打鋲位置にリベットを打鋲する打鋲装置の制御方法であって、
   前記打鋲装置が、
   軸線に沿って延びる貫通孔を有する棒状に形成されて前記一対の被締結部材の一方を前記打鋲位置で支持する第１支持体と、
   前記軸線に沿って延びる貫通孔を有する棒状に形成されて前記一対の被締結部材の他方を前記打鋲位置で支持する第２支持体と、
   前記軸線に沿って延びる円筒状に形成され、一端を前記リベットの頭部に接触させた状態で内部を負圧状態として該頭部を吸着させるリベット吸着部と、
   前記一対の被締結部材の前記打鋲位置に形成される貫通孔に前記リベットが挿入された状態で、前記第１支持体および前記第２支持体に一対のかしめ部材を挿入し、該一対のかしめ部材を近接させて前記リベットにより前記一対の被締結部材をかしめるかしめ部と、を備え、
   前記リベットの前記頭部を吸着させた前記リベット吸着部を前記第１支持体へ移動させて前記リベットの軸部を前記打鋲位置に形成される前記貫通孔へ挿入するよう前記リベット吸着部を制御する第１制御工程と、
   該リベット吸着部が前記リベットを前記貫通孔へ挿入して前記打鋲位置から退避した後に前記一対のかしめ部材を近接させて前記リベットにより前記一対の被締結部材をかしめるように前記かしめ部を制御する第２制御工程と、を備える打鋲装置の制御方法。

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