JP4457886B2 - 組付方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品を部品供給部から取り出して被組付物に組み付ける組付方法及びそのための装置に関する。

従来、部品の被組付物への組付方法では、図に示されるように部品供給部Ａを固定し、組付部Ｂのチャック具Ｂ１が部品供給部Ａへ上下移動して部品Ｃを取り出し、被組付物Ｄを保持する組付位置へチャック具Ｂ１が水平移動して部品Ｃを被組付物Ｄに組み付けていた（特許文献１及び２を参照）。この場合、チャック具Ｂ１が部品供給部Ａと組付位置の間を移動するときに、被組付物Ｄは組付け完成品を取出し、未組付け品を組付位置に搬送部Ｅで移動していた。

特許第３０２７５１７号公報 特開昭６２−１４０４９９号公報

しかしながら、この従来の組付方法では、組付部Ｂに上下動と水平移動の２軸方向の移動が必要なため、組付部Ｂの構造が複雑になり、部品の組付時に圧入等のように大きな組付荷重がかかると組付部Ｂが変形してしまうという問題があった。
また、そのために組付部Ｂの剛性を大きくすると、組付部Ｂが重く大きくなってしまうという問題があった。
更に、上述の組付部Ｂは２軸方向の移動であるが、これが３軸方向の移動を行えるようにすると、一層組付部Ｂの構造が大型化し、複雑になるという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品の被組付物への組付時における大きな組付荷重に対しても、組付部の変形等が生じることなく、小型、軽量で簡素な組付部構造とすることが可能な組付方法及びそのための装置を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の組付方法及び組付装置を提供する。
請求項１に記載の組付方法は、被組付物１０が移動する搬送ラインＬ上にある該被組付物１０を、搬送部４のグリッパ６によって保持し、グリッパ６と一緒に搬送ラインＬに対して直角に水平方向に移動すると共に、該被組付物の移動に伴って、部品供給部５の移動テーブル部５１を組付部３のチャック部３１の真下の搬送ラインＬ上に移動させる第１の移動工程と、上下方向だけに移動可能なチャック部３１によって移動テーブル部５１から部品１１を取り出す部品取出工程と、被組付物１０を保持しているグリッパ６を水平方向に斜め前方に移動して、被組付物１０を前進させてチャック部３１真下の搬送ラインＬ上に位置決めして、グリッパ６による被組付物の保持を解除すると共に、部品供給部５の移動テーブル部５１を元に戻す第２の移動工程と、チャック部３１によって移動テーブル部５１から取り出された部品１１を、搬送ラインＬ上に位置決めされた被組付物１０に組み付ける組付工程とからなるものであり、これにより、組付部３のチャック部３１は上下方向の一軸方向の動作のみで部品１１の取出しと被組付物１０への組み付けができるようになり、組付部の小型、軽量化が可能となる。また、部品供給部の移動テーブル部５１と被組付物１０とを交互に組付部３のチャック部３１真下に移動させることができ、部品の高速組み付けが可能となる。

請求項２に記載の組付装置は、搬送部４と、組付部３と、部品供給部５とが組付装置本体２に組み込まれたものであって、搬送部４は、被組付物１０の保持及び保持解除と共に、被組付物１０を保持して水平方向に搬送移動させるグリッパ６と、グリッパ６を搬送ラインＬに対して直角に搬送ラインＬから離れるように及び搬送ラインＬに対して斜め前方へ搬送ラインＬに向かうようにと水平方向に移動させる駆動部９とを備えていて、また部品供給部５は、部品１１が連続的に送られてくる固定テーブル部５１とは分離されて、送られてきた１つの部品１１を載せて搬送ラインＬ上に水平移動する移動テーブル部５２を備えており、かつ移動テーブル部５２には、移送パレット押付ガイド５３が固定されていて、この移送パレット押付ガイド５３が被組付物１０と係合するようになっており、被組付物１０の移動に伴って移動テーブル部５２が搬送ラインＬに対して直角に水平方向に移動するようになっており、また組付部３は、移動テーブル部５２から部品１１を取り出し、被組付物１０に部品１１を組み付ける、上下方向だけに移動可能なチャック部３１を備えるものであり、これにより、請求項１と同様に、組付部３のチャック部３１が上下の一軸方向にしか移動できなくても、組付部のチャック部で部品の取り出しと被組付物への組み付けが可能となり、組付部の構造を簡素化でき、小型、軽量化が可能となる。
また、連続的な部品の供給及び被組付物への組み付が可能となる。更に、１つの駆動部９で搬送部のグリッパによる被組付物の搬送動作と部品供給部の移動テーブル部５２を作動させることができ、組付装置の一層の小型化を可能とする。

請求項３の組付装置は、駆動部９の正転駆動によって、グリッパ６が搬送ラインＬに対して直角に水平に移動し、駆動部９の逆転駆動によって、グリッパ６が搬送ラインＬに対して斜め前方へ水平方向に移動するようにしたものであり、駆動部９の正逆転駆動によって、搬送部４のグリッパ６が水平面内を２次元の搬送動作をする。
請求項４の組付装置は、搬送部４は、グリッパ６を移動可能に保持していて、駆動部９の動きをグリッパ６に伝達する伝達部７と、この伝達部７を一軸方向に移動可能に保持する搬送部本体８とを更に備え、グリッパ６に設けられたカムフロア６３が、搬送部本体８に設けられたカム８５及び切換カム８６に案内されて、グリッパ６を移動させているものであり、これにより、１つの駆動部９で搬送部４の被組付物１０の水平面内での２次元の搬送動作を簡単な構造で作動させることができる。

以下、図面に従って本発明の実施の形態の組付装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態の組付装置の概略の全体構成を示す正面図と平面図である。本発明の組付装置１は、ベースとなる組付装置本体２、被組付物１０に部品１１を組み付ける組付部３、被組付物１０を水平方向に搬送移動させる搬送部４、部品１１を連続的に供給する部品供給部５等から基本的に構成されており、組付部３、搬送部４及び部品供給部５が、組付装置本体２に組み込まれて取り付けられている。なお本実施形態では、被組付物１０としてパレットを使用している。

組付部３は、部品１１の把持及び把持解除を行うチャック部３１と、このチャック部３１を上下に昇降移動させる昇降部３２及びこの昇降部３２を組付装置本体２上に固定して支持する支持部３３とよりなる。チャック部３１は、吸着、磁気力等の公知の把持機構が採用可能であり、また昇降部３２においても、例えばボールネジ機構等の公知の直線移動機構を採用することができる。本実施形態においては、組付部３のチャック部３１が搬送ラインＬの直上に位置するように、組付部３が組付装置本体２に取り付けられており、チャック部３１は上下方向の一軸方向のみの移動が可能である。即ち、組付部３は一軸方向のみしか移動することができない。

部品供給部５は、部品１１が連続的に送られてくる固定テーブル部５１と、この固定テーブル部５１とは分離されていて、送られてきた１つの部品１１を載せて搬送ライン上に移動する移動テーブル部５２及びこの移動テーブル部５２に固定され、移動テーブル部５２を移動させる作動源である移送パレット押付ガイド５３とからなる。移送パレット押付ガイド５３は、本実施形態では、被組付物１０であるパレット４個分の長さを有しており、その裏面には溝５３ａが形成されている。この溝５３ａは、図４（ｂ）に示すように被組付物１０の突起１０ａが係合するようになっており、これによって、被組付物１０が溝５３ａに沿って搬送方向Ｆに移動可能であると共に、被組付物１０が後述の爪部開閉機により把持されて、搬送方向Ｆと略直角方向に移動するときに、移送パレット押付ガイド５３及び移動テーブル部５２も一緒になって搬送方向Ｆと略直角方向に移動することができるようになっている。

次に本発明の最も特徴部分である搬送部４の構成について説明する。図２は、搬送部４の斜視図であり、図３は、搬送部４の分解斜視図を示している。搬送部４は、被組付物１０を保持し移動させるグリッパ６と、このグリッパ６を移動可能に保持する伝達部７と、この伝達部７を一軸方向に移動可能に保持する搬送部本体８と、伝達部７を移動させる駆動部９とより構成されている。

搬送部本体８は、天板８１と底板８２及び左右の側板８３とからなり、両面が開放されている矩形状筺体である。天板８１には、後述するピニオンギアの一部を入り込む貫通した開口８１ａが形成されていると共に、天板８１の下面には、後述する第１のスライド体を案内する第１のガイド体８４が、左右に２つ間隔を置いて取り付けられている。第１のガイド体８４は、断面逆凹形状をしていて、この凹部に第１のスライド体が嵌合されるようになっている。底板８２の上面には、後に詳述する、カム８５、切換カム８６及び爪アンクランプ用カム８７とが取り付けられている。

駆動部９は、モータ９１とこのモータ９１の軸に固定されたピニオンギア９２とからなり、搬送部本体８の天板８１の上面に設置されている。ピニオンギア９２の一部は、開口８１ａを通って、後述するラックに噛合している。

伝達部７は、一枚の伝達用プレート板７１と、この伝達用プレート板７１の上面に固定されたラック７２と、伝達用プレート板７１の上面の左右両側に固定された一対の第１のスライド体７３と、伝達用プレート板７１の下面に固定された第２のガイド体７４とから構成されている。ラック７２及び第１のスライド体７３は、搬送方向Ｆと略直角に設けられているのに対し、第２のガイド体７４は、搬送方向Ｆに略平行に設けられている。このようにして、モータ９１の正逆回転に応じて、伝達部７が搬送方向Ｆと略直角方向に前後移動する。

グリッパ６は、板状のグリッパ本体６１と、このグリッパ本体６１の上面に固定された第２のスライド体６２と、スライド体６２の下面の図において右側後端部に設けられたカムフロア６３と、スライド体６２の下面前部に設けられた爪部開閉機構６４とより構成されている。第２のスライド体６２は断面凹状をしていて、この凹部に伝達部７の第２のガイド体７４が嵌合するようになっていて、グリッパ本体６１を伝達部７に対して横方向（搬送方向）に移動可能にしている。カムフロア６３は、カム８５に係合し、カム８５の開口８５ａの形状及び切換カム８６に案内されて移動するようになっている。切換カム８６はカム８５の開口８５ａの略中心位置にスプリング（図示せず）によって反時計回りに付勢され、その両端が開口８５ａの内壁に当接するようにして底板８２に取り付けられている。切換カム８６には、切欠部８６ａが形成されていて、カムフロア６３が切欠部８６ａに突入したとき、グリッパ６が一時的に停止するようになっている。また、切換カム８６は、カムフロア６３を開口８５ａに沿って時計回り方向にしか移動できないようにしている。このようにして、グリッパ６は、伝達部７の搬送方向と略直角方向の前後の動きに対して、カム８５の開口８５ａの形状に沿って時計回りの動きをする。図５は、カムフロア６３のカム８５内の動きを説明する図である。即ち、カムフロア６３は、Ｐ１の位置から切換カム８６を時計回り方向に回動させながらＰ２の位置に達し、Ｐ２の位置からは、切換カム８６に沿って斜めに移動し、その途中で切換カム８６は、段差部であるストッパ８５ｂに当たるまで時計回りに回転し、その後、カム８５の溝８５ｃ内に入り、Ｐ３の位置へと向かう。Ｐ３の位置からＰ１の位置に戻る途中で、切換カム８６の切欠部８６ａで一時的に停止する。

爪部開閉機構６４は、固定爪６４ａと２枚の可動爪６４ｂとが重ね合わせられていて、２枚の可動爪６４ｂはリンク機構６４ｃによって結合されている。固定爪６４ａと２枚の可動爪６４ｂが、図４に示すように被組付物１０であるパレットの爪引掛け部１０ｂに係合することによって、パレット１０を保持するようになっている。２枚の可動爪６４ｂは、常時は開く方向、即ちパレット１０を把持する方向にバネ（図示せず）によって付勢されている。リンク機構６４ｃの端部には、爪開閉レバー６４ｄが設けられていて、この爪開閉レバー６４ｄが搬送部本体８の底板８２に固定された爪アンクランプ用カム８７に当接して押圧されることによって可動爪６４ｂが閉じる方向に移動し、パレット１０の把持を解除するようになっている。図４（ｃ）は、爪部開閉機構６４のパレット１０の把持を説明する図である。

上記構成よりなる本実施形態の組付装置１の作動（組付方法）について、図６に従って説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、被組付物（パレット）１０を搬送部４の爪部開閉機構６４で保持する。このとき、被組付物１０は搬送ラインＬ上にあり、被組付物１０の突起１０ａが図４（ｂ）に示すようにパレット押付ガイド５３の溝５３ａに係合している。この状態においては、カムフロア６３のカム８５内の位置は、図５中のＰ１の位置にある。この状態において、駆動部９を正転駆動して、伝達部７及びグリッパ６を後退させ、被組付物１０を搬送ラインＬに対して略直角方向に移動させる。このとき、搬送部４に被組付部１０及びパレット押付ガイド５３を介して係合している部品供給部５の移動テーブル部５１は、図６（ｂ）に示すように組付部３の真下の搬送ラインＬ上に移動する。カムフロア６３の位置は、図５のＰ２の位置にくる。

このとき、組付部３のチャック部３１が降下して部品１１を把持し、上昇する。
次に、駆動部９を逆転駆動して搬送部４を略斜め前方に移動し、被組付物１０を組付部３の真下の搬送ラインＬ上に移動、位置決めする。このとき、爪部開閉機構６４の爪開閉レバー６４ｄが爪アンクランプ用カム８７に当接して、被組付物１０の把持が解除される。この状態が、図６（ｃ）に示されている。このとき、カムフロア６３の位置は、図５のＰ３の位置にくる。部品供給部５の移動テーブル部５１は元の位置に戻る。
次に、組付部３のチャック部３１が降下して部品１１を被組付物１０に組み付ける。

次に、駆動部９を正転駆動して、搬送部４を途中まで後退させ、カムフロア６３が切換カム８６の切欠部８６ａに突入した位置Ｐ４で搬送部４を一時停止させる。即ち、カムフロア６３の位置は、図５のＰ４の位置にくる。この状態が図６（ｄ）に示されている。この状態で、部品１１を組み付けられた完成した被組付物１０が取り出され、新しい被組付物１０がパレット押付ガイド５３に係合される。次いで、搬送部４を更に移動させて、図６（ａ）の初期位置に戻る。カムフロア６３の位置は、図５のＰ４からＰ１に移動する。このとき、被組付物１０は、爪部開閉機構６４によって把持される。このように、本発明では、図６（ａ）〜（ｄ）に示される工程を繰り返しながら、部品１１の被組付物１０への組み付けを行っている。

このようにして、被組付物１０を２次元に移動させながら搬送することにより、搬送方向Ｆと略直角方向に移動したときに、部品供給部５（移動テーブル部５２）を組付部３（チャック部３１）の真下に移動させることができ、上下方向にしか移動できない簡単な組付部３で部品１１の取り出しと、さらに被組付物１０への組み付けを行うことができるようになる。

また、搬送部４の動きは、グリッパ６の爪部開閉機構６４で被組付物１０を保持し、駆動部９により伝達部７の伝達用プレート板７１が搬送方向Ｆと直角方向（前方）に移動すると伝達部７の動きがカム８５に案内されたカムフロア６３により、グリッパ６のグリッパ本体６１に伝達され、搬送方向Ｆと略直角方向（前方）に移動する（Ｐ１→Ｐ２）。ここで、部品１１の取り出しが行われる。
次に、駆動部９の動きにより伝達部７（伝達用プレート板７１）は搬送方向Ｆと直角方向（後方）に移動し、伝達部７の動きがカム８５に案内され、切換カム８６により方向を変えられたカムフロア６３により、グリッパ６（グリッパ本体６１）は搬送方向Ｆと直角方向（後方）に移動しながら搬送方向Ｆに送られる（Ｐ２→Ｐ３）。
ここで部品１１を被組付物１０に組み付ける。グリッパ６の爪部開閉機構６４は、被組付物１０を放す。

次に再度駆動部９の動きにより伝達部７（伝達用プレート板７１）が搬送方向Ｆと直角方向（前方）に移動すると、伝達部７の動きがカム８５に案内され、切換カム８６で方向を変えられて、中間位置Ｐ４まで前方に移動すると同時に搬送方向Ｆと逆方向に移動する（Ｐ３→Ｐ４）。
次に、駆動部９の動きにより伝達部７（伝達用プレート板７１）は、搬送方向Ｆと直角方向（後方）に移動し、伝達部７の動きがカム８５に案内されたカムフロア６３により、グリッパ６（グリッパ本体６１）は搬送方向Ｆと直角方向（後方）に移動しながら、搬送方向Ｆと逆方向に送られて、最初の位置に戻る（Ｐ４→Ｐ１）。

以上説明したように、本発明では、搬送部が水平面内を２次元に移動すること、水平移動可能に支持される部品供給部（移動テーブル部）が設けられていること、部品供給部（移動テーブル部）が搬送部によって駆動されること、グリッパにカムフロアを設け、搬送部本体にカムと切換カムを設けたことにより、圧入等のように大きな組付荷重がかかる場合でも、小さな組付部にすることが可能である。

本発明の実施の形態の組付装置の概略の全体構成を示す正面図と平面図である。 伝達部の全体構成を示す斜視図である。 伝達部の分解斜視図である。 （ａ）は被組付物（パレット）の斜視図であり、（ｂ）は、被組付物と移送パレット押付ガイド（部品供給部）との係合状態を説明する図であり、（ｃ）は、被組付物の爪部開閉機構による把持を説明する図である。 カム内におけるカムフロアの動きを説明する図である。 本発明の実施の形態の組付装置の動作（ａ）〜（ｄ）を説明する図である。 従来の組付装置を説明する図である。

符号の説明

１ 組付装置
１０ 被組付物（パレット）
１０ａ 突起
１０ｂ 爪引掛け部
１１ 部品
２ 組付装置本体
３ 組付部
３１ チャック部
３２ 昇降部
４ 搬送部
５ 部品供給部
５１ 固定テーブル部
５２ 移動テーブル部
５３ 移送パレット押付ガイド
５３ａ 溝
６ グリッパ
６１ グリッパ本体
６２ 第２のスライド体
６３ カムフロア
６４ 爪部開閉機構
６４ａ 固定爪
６４ｂ 可動爪
６４ｃ リンク機構
６４ｄ 爪開閉レバー
７ 伝達部
７１ 伝達用プレート板
７２ ラック
７３ 第１のスライド体
７４ 第２のガイド体
８ 搬送部本体
８１ 天板
８２ 底板
８４ 第１のガイド体
８５ カム
８６ 切換カム
８７ 爪アンクランプ用カム
９ 駆動部
９１ モータ
９２ ピニオンギア

Claims (4)

1. 部品（１１）を部品供給部（５）から取り出して被組付物（１０）に組み付ける組付方法が、
   被組付物（１０）が移動する搬送ライン（Ｌ）上にある前記被組付物（１０）を、搬送部（４）のグリッパ（６）によって保持し、前記グリッパ（６）を搬送ライン（Ｌ）に対して直角に水平方向に移動して、前記グリッパ（６）に保持されている前記被組付物（１０）を搬送ライン（Ｌ）から水平に直角方向に後退させると共に、前記被組付物（１０）の移動に伴って、部品供給部（５）の移動テーブル部（５２）を組付部（３）のチャック部（３１）の真下の搬送ライン（Ｌ）上に移動させる第１の移動工程と、
   上下方向だけに移動可能な前記チャック部（３１）によって、前記移動テーブル部（５２）から部品（１１）を取り出す部品取出工程と、
   前記被組付物（１０）を保持している前記グリッパ（６）を水平方向に斜め前方に移動して、前記被組付物（１０）を前進させて前記チャック部（３１）真下の搬送ライン（Ｌ）上に位置決めして、前記グリッパ（６）による前記被組付物（１０）の保持を解除すると共に、前記部品供給部（５）の前記移動テーブル部（５２）を元の位置に戻す第２の移動工程と、
   前記チャック部（３１）によって前記移動テーブル部（５２）から取り出された前記部品（１１）を、搬送ライン（Ｌ）上に位置決めされた前記被組付物（１０）に組み付ける組付工程と、からなることを特徴とする組付方法。
2. ベースとなる組付装置本体（２）と、
   前記組付装置本体（２）に組み込まれる、被組付物（１０）を水平方向に搬送移動させる搬送部（４）と、前記被組付物（１０）に部品（１１）を組み付ける組付部（３）と、前記部品（１１）を連続的に供給する部品供給部（５）とから構成される組付装置において、
   前記搬送部（４）は、前記被組付物（１０）の保持及び保持解除と共に、前記被組付物（１０）を保持して水平方向に搬送移動させるグリッパ（６）と、前記グリッパ（６）を搬送ライン（Ｌ）に対して直角に搬送ライン（Ｌ）から離れるように及び搬送ライン（Ｌ）に対して斜め前方へと搬送ライン（Ｌ）に向かうように水平方向に移動させる駆動部（９）とを備え、
   前記部品供給部（５）は、前記部品（１１）が連続的に送られてくる固定テーブル部（５１）とは分離されて、送られてきた１つの前記部品（１１）を載せて搬送ライン（Ｌ）上に水平移動する移動テーブル部（５２）を備えており、かつ前記移動テーブル部（５２）には、移送パレット押付ガイド（５３）が固定されていて、前記移送パレット押付ガイド（５３）が前記被組付物（１０）と係合するようになっており、前記被組付物（１０）の移動に伴って前記移動テーブル部（５２）が搬送ライン（Ｌ）に対して直角に水平方向に移動することができ、
   前記組付部（３）は、前記移動テーブル部（５２）から前記部品（１１）を取り出し、前記被組付物（１０）に前記部品（１１）を組み付ける、搬送ライン（Ｌ）の真上にあり、上下方向だけに移動可能なチャック部（３１）を備えていることを特徴とする組付装置。
3. 前記駆動部（９）の正転駆動によって、前記グリッパ（６）が搬送ライン（Ｌ）に対して直角に水平方向に移動し、前記駆動部（９）の逆転駆動によって、前記グリッパ（６）が搬送ライン（Ｌ）に対して斜め前方へ水平方向に移動することを特徴とする請求項２に記載の組付装置。
4. 前記搬送部（４）は、前記グリッパ（６）を移動可能に保持していて、前記駆動部（９）の動きを前記グリッパ（６）に伝達する伝達部（７）と、前記伝達部（７）を一軸方向に移動可能に保持する搬送部本体（８）とを更に備え、
   前記グリッパ（６）に設けられたカムフロア（６３）が、前記搬送部本体（８）に設けられたカム（８５）及び切換カム（８６）に案内されて、前記グリッパ（６）を移動させていることを特徴とする請求項２又は３に記載の組付装置。

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