JPH0225735B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、電子部品の自動挿入機などに用いる
組立機用チヤツク装置に関する。

「従来の技術及び問題点」 従来、組立機用のチヤツク装置としては、チヤ
ツク開閉力の駆動源を空圧シリンダ，油圧シリン
ダ，ばねあるいはこれらを組合わせる事で構成し
たものが知られている。これら従来の方法ではチ
ヤツク爪の開閉ストロークは一定であり、寸法の
異なる大小の部品を同一のチヤツクで把持しよう
とした場合に、チヤツク爪の開き寸法を大部品に
合わせる必要があり小部品を把持する場合でもチ
ヤツク爪の開き寸法は必然的に大部品と同一とな
り、小部品を組立てる際も小部品の周囲に大部品
と同一のチヤツク爪を開くための空間が必要とな
り部品を高密度に実装することができないという
問題点がある。

尚、特開昭50−481号公報には、チヤツク爪の
開閉ストロークを可変とした緊締把持装置が開示
されているが、把持力が一定であるので、脆弱な
部品の把持は困難である。

また、実開昭59−69887号公報には、数種ある
いは複数の被把持物をその被把持物に応じた把持
力で把持することができる把持装置が開示されて
いるが、回転駆動源（モータ）と直線駆動源（シ
リンダ）を必要とすることから構成が複雑となる
ばかりでなく、前記の二つの駆動源で一組の把持
体しか作動できない。

一方、１台（１ステーシヨン）の組立機で多種
の部品を組立てるには部品形状に応じた複数のチ
ヤツクが必要である。これに対応するため、チヤ
ツク格納装置を設けて多数のチヤツクを格納し部
品形状が変わる毎にチヤツク交換を行う方法、あ
るいは多数個のチヤツクを回転軸に対して放射状
に配置し組立部品に応じて軸を回転させ選択し使
用する方法が知られている。前者の方法では、チ
ヤツク交換に要する時間が長く（約５秒）部品組
立に要する時間よりチヤツク交換時間がかえつて
長くなる、また多数のチヤツクを収容するチヤツ
ク格納装置の容積が大きくなり組立機が大型とな
るといつた問題がある。後者の方法では、放射状
に多数のチヤツクを配置するためチヤツク装置全
体としての占有容積が大きく大型となり重量も重
くなるため高速での組立動作が困難であるという
問題がある。

尚、実開昭58−160729号公報には、複数個のチ
ヤツクをタレツト状に配置した装入ヘツドを有す
る装入ユニツトが開示されているが、チヤツクの
選択を割出し盤の回転により行うため、チヤツク
の選択的使用が迅速にできないという不都合があ
る。さらに、異なるラインで流れてくる種々の部
品を自動組立する場合には、回転移動するチヤツ
クと部品とが干渉して、部品を損傷させる虞れが
ある。

「発明の目的」 本発明の目的は、上記の点に鑑み、複数のチヤ
ツクを一個のモータで駆動するようにして、チヤ
ツク爪の開き寸法を任意に調節し、寸法の異なつ
た部品に対応可能とするとともに、チヤツク爪の
把持力を調節して脆弱な部品を容易に把持するこ
とができ、さらに、複数のチヤツクの選択的使用
をも迅速にできる小型軽量でかつ構成の簡単な組
立機用チヤツク装置を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 前記目的を達成するための具体的手段として、
それぞれのチヤツク爪を有し、対向して水平移動
可能に配置された２個の移動部材と、その対向面
に形成されたラツクに係合するピニオンとから構
成され、前記移動部材の一方には前記ラツクを形
成した面と反対側の面に外側ラツクを形成して同
一円周上に配置した複数個のチヤツク機構と、該
複数個のチヤツク機構毎に付設され、各チヤツク
機構を直線状に上下に移行させるエアシリンダ
と、複数個のチヤツク機構の中心位置に配置さ
れ、前記外側ラツクと係合する歯車と、前記歯車
を駆動する１個のモータと、該モータの回転位置
を検出するエンコーダと、該エンコーダによつて
検出されたモータの回転位置により前記チヤツク
爪の開き量を演算し、前記モータを制御して前記
チヤツク爪の開閉量を任意に調節するとともに、
前記モータの出力トルクを制御してチヤツク爪の
把持力を調節する制御装置とを備えることを特徴
とする組立機用チヤツク装置が提供される。

「作用」 前記した組立機用チヤツク装置の作用は以下の
通りである。

同一円周上に配置された複数個のチヤツク機構
のチヤツク爪の開閉動作は、チヤツク機構の外側
ラツクに係合する歯車を回転することにより行
う。該歯車は複数個のチヤツク機構の中心位置に
配置され、１個のモータにより駆動される。該モ
ータにはエンコーダが接続されモータの回転位置
が検出され、その検出された回転位置により制御
装置がモータを制御する。従つてチヤツク爪の開
閉量を任意に調節でき、被組立部品の寸法に応じ
てチヤツク爪の開き量を制御できる。さらに、モ
ータの出力トルクを制御することにより把持力を
調節し、脆弱な部品であつても容易に把持するこ
とができる。前記複数個のチヤツク機構にはそれ
ぞれエアシリンダが付設され、各チヤツク機構を
直線状に上下に移行させることができるので、所
定のチヤツク機構の選択的使用を迅速に行うこと
が可能となるとともに、近接して配設されている
他のチヤツク機構との干渉を防ぐことができる。

「実施例」 第１図は実施例の基本構造を模式的に示したも
のであり、１６，１７はチヤツク爪，１２，１５
は２個の移動部材である。１４はピニオン，１１
は歯車，１０は減速機，９はモータ，８はエンコ
ーダ，１８は制御装置である。チヤツク爪１６，
１７はそれぞれ移動部材１２，１５に固着され、
移動部材１２，１５は互いにピニオン１４で係合
されチヤツク機構を構成している。すなわち、そ
れぞれのチヤツク爪１６，１７を有する２個の移
動部材１２，１５が対向して水平移動可能に配置
され、該移動部材１２，１５の対向面にはラツク
１２ｂ，１５ｂを形成し、該ラツク１２ｂ，１５
ｂに係合するピニオン１４と、前記移動部材１２
に、前記ピニオン１４と係合するラツク１２ｂを
形成した面と反対側の面に外側ラツク１２ｃを形
成している。モータ９により歯車１１が回動され
移動部材１２と１５が駆動されてチヤツク爪１
６，１７が開閉動作をする。モータ９はエンコー
ダ８からの信号及び図示しない組立制御装置から
の信号に従い、制御装置１８によつて制御され
る。

第２図及び第３図は本発明の一実施例を示す図
面である。１はチヤツク装置全体を移動させ組立
動作をするアーム、たとえばロボツトアームであ
り、チヤツク保持軸２及びケース３を介して筐体
４が固着されている。筐体４にはエアシリンダ４
ａが設けられピストン５が嵌挿されている。１９
及び２０はエアシリンダ４ａに圧縮空気を供給す
る配管である。ピストン５にはロツド７を介して
チヤツクブロツク１３がボルト６により固着され
ている。チヤツクブロツク１３には２つの移動部
材１２及び１５が摺動自在に取付けられ、ピニオ
ン１４により互いに係合されている。それぞれの
移動部材１２，１５の突起部１２ａ，１５ａにチ
ヤツク爪１６，１７が固着されている。筐体４の
中央部には、回転位置を検出するエンコーダ８を
有するモータ９によつて駆動される減速機１０が
組付けられ、減速機１０の出力軸１０ａには歯車
１１が軸着されている。歯車１１に移動部材１２
の外側ラツク１２ｃが噛合している。

本実施例では筐体４は同一円周上に５つのエア
シリンダ４ａを付設し、それぞれのピストン５に
形状種類の異なるチヤツク爪を有するチヤツク機
構が取付けられている。それぞれのチヤツク機構
における移動部材１２の外側ラツク１２ｃは歯車
１１に噛合されている。

「作動」 本実施例の作動について説明する。

５つのチヤツク機構のうち組立部品の形状に応
じたチヤツク機構が選択され、エアシリンダ４ａ
に圧縮空気が供給され、選択されたチヤツク機構
が結合しているロツド７及びピストン５を下降さ
せる。他のチヤツク機構は干渉を避けるため上昇
したままにされる。このように多数のチヤツク機
構を歯車１１の回りに配設し、ピストン５により
選択されたチヤツク機構を下降させ選択的に使用
することにより、従来の放射状に多数のチヤツク
機構を配置し回転させて選択使用する装置に比べ
て、各チヤツク機構をはるかに密接して配置でき
小型化，軽量化を図ることができる。

各チヤツク機構のチヤツク爪１６，１７の開閉
動作は、モータ９が歯車１１を回動させることに
より行われる。チヤツク爪１６，１７の開き量
は、エンコーダ８で検出され、図示しない既知の
モータ制御手段である制御装置１８によつて制御
される。従つて、チヤツク爪１６，１７の開閉量
を任意に調節でき、寸法の大きな部品を把持する
時は開き量を大きくし寸法の小さな部品を把持す
る時は開き量を小さくしてチヤツク，アンチヤツ
ク動作を行うことができる。

さらに、第４図ａに示すように、供給された組
立部品２１を把持しようとする時は、部品供給装
置２４の供給位置精度のばらつきをカバーするた
めチヤツク爪１６，１７を大きく開き（例えばe₁
＝２mm）、第４図ｂに示すように、プリント板２
３へ部品２１を挿入した後でのアンチヤツク時に
は部品寸法より僅かに大きく（例えばe₂＝0.3mm）
開くことにより既に組立てられている隣りの部品
２２にチヤツク爪１６，１７が干渉する事を防ぐ
ことができ、高密度実装を可能とする。

また、被組立部品の強度が小さく変形を起こし
易い等の理由で把持力を調整したい場合は、モー
タ９に印加する電流、従つてモータ９の出力トル
クを既知の制御手段により制御する事でチヤツク
爪１６，１７の把持力を任意に調節できる。

従来の放射状にチヤツク機構を配置する装置で
は、たとえば６種のチヤツク機構を擁するチヤツ
ク装置ではその占有容積は11，重量は4.5Kgを
要した。これと同等以上の能力を持つ本実施例の
装置では、チヤツク機構の種類は５種であるがチ
ヤツク爪の開き量を部品寸法に合わせて調節でき
るため16形状の部品に対応できる能力を持ち、そ
の占有容積は1.4，重量1.4Kgにすぎず非常に小
型軽量化することができた。また動作時間も、従
来はチヤツク機構交換時間を含めると約９秒を要
していたのが、本実施例の装置では3.5秒を要す
るのみで高速組立が可能となり作業能率を大幅に
向上させることができた。

尚、モータ９は直流モータの他、エアモータ，
油圧モータ，あるいは電気油圧パルスモータ等の
駆動モータにすることも可能である。この場合は
流量，圧力の制御により出力トルクを制御しチヤ
ツク爪１６，１７の把持力が制御される。

「発明の効果」 本発明は上記したように、移動部材の一方に外
側ラツクを形成したチヤツク機構を、円心円上に
複数個配置し、複数個のチヤツク機構毎に付設さ
れたエアシリンダにより上下に直線状に移行させ
るようにするとともに、各チヤツク機構のチヤツ
ク爪の開閉制御は、複数個のチヤツク機構の円心
位置に配置して前記外側ラツクに係合した歯車を
１個のモータにより駆動することにより行う。そ
して、モータの回転位置はエンコーダにより検出
され、その回転位置により制御装置がモータを制
御するから、次の様な優れた効果がある。

(1)チヤツク爪の開閉量を任意にできるため１つ
のチヤツク機構で寸法の異なる部品を扱うことが
できる。(2)チヤツク時のチヤツク爪開き量を大き
くしアンチヤツク時のチヤツク爪開き量を小さく
することができるため比較的粗い精度で部品を供
給でき、かつ高密度実装をすることができる。(3)
チヤツク力を任意に調節できるので脆弱な部品も
容易に扱うことができる。(4)各チヤツク機構の上
下の移行をエアシリンダで行うから、迅速に行う
ことができるとともに、他のチヤツク機構やライ
ン状に流れる部品等との干渉を避けることができ
る。またエアシリンダの作動を選択的に行うこと
で異なつた位置でチヤツク機構を作動させること
が可能となる。(5)多数のチヤツク機構を同一円周
上に配置するとともに、一個のモータで駆動する
構造により、多数のチヤツク機構を密接して配置
でき、かつチヤツク装置が小型軽量化できるため
高速で移動させることができ組立時間を短縮し作
業能率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の模式図、第２図は実
施例の斜視図、第３図は断面図、第４図はチヤツ
ク時及びアンチヤツク時を示す断面図である。 ４ａ…エアシリンダ、５…ピストン、７…ロツ
ド、８…エンコーダ、９…モータ、１１…歯車、
１２…移動部材、１２ｂ…ラツク、１２ｃ…外側
ラツク、１４…ピニオン、１５…移動部材、１５
ｂ…ラツク、１６，１７…チヤツク爪、１８…制
御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれのチヤツク爪を有し、対向して水平
   移動可能に配置された２個の移動部材と、その対
   向面に形成されたラツクに係合するピニオンとか
   ら構成され、前記移動部材の一方には前記ラツク
   を形成した面と反対側の面に外側ラツクを形成し
   て同一円周上に配置した複数個のチヤツク機構
   と、 該複数個のチヤツク機構毎に付設され、各チヤ
   ツク機構を直線状に上下に移行させるエアシリン
   ダと、 複数個のチヤツク機構の中心位置に配置され、
   前記外側ラツクと係合する歯車と、 前記歯車を駆動する１個のモータと、 該モータの回転位置を検出するエンコーダと、 該エンコーダによつて検出されたモータの回転
   位置により前記チヤツク爪の開き量を演算し、前
   記モータを制御して前記チヤツク爪の開閉量を任
   意に調節するとともに、前記モータの出力トルク
   を制御してチヤツク爪の把持力を調節する制御装
   置と、 を備えることを特徴とする組立機用チヤツク装
   置。