JPH0422897Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は組立ロボツト等に利用される部品挿入
装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の部品挿入装置は、一般に所定位
置に置かれた電子部品（挿入部品）を把持して運
搬し、そのリード（脚部）を固定された基板（被
挿入部品）上の孔や凹所に上下から自動的に挿入
して組付けるようになつている。

これら部品の加工精度が高く、しかも組立ロボ
ツト等の支持アームの修正位置が正確になされて
いれば、電子部品は基板上の孔等に円滑に挿入さ
れる。

しかしながら、電子部品を把持したり、挿入し
たりする場合、実際上組立ロボツト等の支持アー
ムの停止位置、部品寸法、被挿入部品の固定位置
等に誤差がある。

このため電子部品のリードと基板上の孔との間
の相対的な位置ずれを修正する手段を必要として
いる。

そこで、上記修正手段を備えた部品挿入装置と
して、特願昭59−79955号に開示された装置があ
る。これは第５図ａ，ｂに示すように、つかみ装
置本体１と支持アーム２との間の間隙Ａにエアを
供給して、つかみ装置本体１と支持アーム２とを
備えており、つかみ装置本体１は、支持アーム２
を遊挿して上方へ延ばした軸部１ａの上端に傘部
１ｂを有し、常時はこの傘部１ｂを支持アーム２
の上端に着座させることにより該支持アーム２に
抜け不能に支持されている。一方、支持アーム２
には、その上端に環状のエア通路２ａが設けられ
ると共に、その内部に前記エア通路２ａにエアを
供給するためのエア供給路２ｂが設けられてお
り、いま、エア供給路２ｂを通じてエア通路２ａ
に圧縮エアを供給すると、第５図ａに示すように
エア圧によつて傘部１ｂが持上げられ、つかみ装
置本体１はフローテイング状態となる。なお、５
はつかみ装置本体１に内蔵した駆動手段により開
閉駆動され挿入部品３を把持するフインガー、８
は支持アームに設けたシリンダ７により水平方向
へ進退動してつかみ装置本体１の軸部１ａをロツ
ク・アンロツクするロツク機構、８′は、支持ア
ーム２に取付けたシリンダ７′により上下動し該
支持アームとの間に前記傘部１ｂを挟持する第２
のロツク機構である。これにより、第６図に示す
挿入部品３と被挿入部材４（例えばプリント基
板）との相対的な位置ずれをカバーして、フイン
ガー５に把持された挿入部品３を被挿入部材４の
孔部６に容易に挿入できるようにした装置となつ
ている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、上記装置において、エアフロー
テイングさせたつかみ装置本体１が所定場所に位
置決めされた挿入部品３に倣いつつ、該部品３を
把持し、その後、支持アーム２を被挿入部品４上
に移動させることとなるが、この時つかみ装置本
体１を一時的に支持アーム２に対してロツクさせ
るため、シリンダ７の作動によるロツク機構８が
必要であつた。

このロツク機構８を設けると、移動体としての
つかみ装置本体１や支持アーム２の重量が増すこ
とになり、装置が大形化する。

また、空気によるフローテイング方式のため挿
入部品の重量が変わると、供給空気圧や空気の流
量等を調整制御しなければ、安定したフローテイ
ング（遊離）状態を得ることができない。

そこで、挿入部品の把持能力やその制御を安定
させるためにエアサーボ弁等の使用も考えられて
いるが、これでは配管系および電気系統の付属装
置が必要となり、装置全体が複雑化するという問
題があつた。

本考案の目的は、このような問題点を解消する
ために、挿入部品と被挿入部材との相対的な位置
ずれを広範囲に修正可能とするとともに、円滑な
追従性を有する部品挿入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） 上記目的を達成するため、下部には挿入部品を
把持する把持機構部を備え、上部には支持アーム
に挿通する軸部の上端に固設した傘部を備えてな
るつかみ装置本体を前記支持アームに遊びをもつ
て支持させ、該支持アームと前記つかみ装置本体
の傘部のいずれか一方に永久磁石を配置し、他方
に該永久磁石に対向させて、一方向への通電によ
つて永久磁石との反発を生じさせて前記つかみ装
置本体を浮遊状態とし、逆方向への通電によつて
永久磁石との吸引によりつかみ装置本体を固定す
る電磁石を配置したことを特徴とするものであ
る。

（作用） 上述の構成としたことにより、本考案は挿入部
品がつかみ装置本体に把持されて、被挿入部材上
に移動した後、被挿入部材に挿入部品を挿入する
際、電磁石の永久磁石側を永久磁石と同じ極とな
るように通電すると、磁気的反発力でつかみ装置
本体を支持アームに対してフローテイング（遊
離）させることができ、つかみ装置本体を所定範
囲内で自由に移動させることが可能となり、挿入
部品と被挿入部材との位置ずれをカバーして円滑
な挿入作業が行なえる。さらに、支持アームを移
動させるときなどには、電磁石の永久磁石側を永
久磁石と異なる極となるように通電するか、また
は、電磁石への通電を停止することにより、電磁
石と永久磁石とが吸引してつかみ装置本体を支持
アームに固定することができる。

（実施例） 本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図ないし第３図は第１実施例の部品挿入装
置１０の要部を示すもので、概略、つかみ装置本
体１１とそのつかみ装置本体１１を支持する支持
アーム１２とから構成され、図示しない組立ロボ
ツトのアームに取付けられて所要の作業を行なう
ようになつている。つかみ装置本体１１は挿入部
品としての電子部品１３を把持するフインガー
（把持機構部）１４、このフインガー１４を開閉
させるためのアクチユエータ（図示略）を内装す
る駆動部１５、その上端から延びた小径の軸部１
６、および軸部１６に固設される傘部１７を有
し、この傘部１７の中心から等距離の周上で３等
分された位置の下面に、鉛直方向に向けてＮ極お
よびＳ極を配列した永久磁石１８が埋込まれてい
る。

支持アーム１２は、その外径をここでは傘部１
７の外径とほぼ同一とし、その中心部に孔１９を
備えており、この孔１９につかみ装置本体１１の
軸部１６が遊嵌状態ではめ込まれる。支持アーム
１２には、上記永久磁石１８と対向するように設
けられた電磁石２０があり、この電磁石２０は
各々、支持アーム１２の上面に形成された凹部２
１内に樹脂によつて埋込まれて固定されている。

次に、上記構成からなる第一実施例における動
作を説明する。

組立ロボツトのアームにより本装置１０を所定
位置に設けた電子部品１３上に移動させる。次
に、フインガー１４を開いた状態にして組立ロボ
ツトにおけるアームのＺ軸を降下させ、支持アー
ム１２と磁気的に一体化したつかみ装置本体１１
を電子部品１３に近づける。そして、電磁石２０
の巻線の各両端Ａ，Ｂに、永久磁石１８と反発し
合うように電流を流し、電磁石２０に磁界を発生
させる。

このとき、支持アーム１２に対してつかみ装置
本体１１はフローテイング（遊離）状態となり、
このフローテイングの負荷容量は、 Ｆ＝Ｂ・ｉ ただし、Ｆ：力 Ｂ：磁束密度 ｉ：電流 で表わすことができ、Ｂは巻線の巻数によつて決
定される。

したがつて、電流ｉを変化させることで、上記
負荷容量を可変にし、つかみ装置本体１１と電子
部品１３との重量に見合うフローテイング状態を
作り出すことができる。

このフローテイング状態となつたつかみ装置本
体１１のフインガー１４を閉じることにより、電
子部品１３は簡単に把持され、この把持動作が完
了する。次に、電磁石２０に流れる電流の方向
を、今度は逆にすると、永久磁石１８を吸引する
ように力Ｆが働く。この結果、支持アーム１２に
つかみ装置本体１１が一体となつて電子部品１３
の向きにならつて固定される。

その後、組立ロボツトのアームを駆動させるこ
とにより、電子部品１３を被挿入部材としての基
板４上に移動させる。この状態から電磁石２０へ
の通電を切換えて、つかみ装置本体１１が支持ア
ームに対して、再度フローテイング状態となるよ
うにすると、基板４上の孔６に電子部品１３を挿
入する際、基板４上の孔６と電子部品１３のリー
ド２２との位置ずれが生じていても、つかみ装置
本体１１が抵抗なく所定範囲内の平面上をスライ
ドするので、リード２２が孔６に倣つて、上記位
置ずれを修正しながら孔６内に挿入される。

このようなことから、第一実施例においては、
つかみ装置本体１１が支持アーム１２に対して水
平方向に所定範囲内で移動可能となり、基板の孔
６と電子部品のリード２２との位置ずれを修正で
きる。なお、上記第一実施例において、つかみ装
置本体１１の傘部１７に永久磁石１８を、支持ア
ーム１２に電磁石２０をそれぞれ設けるようにし
たが、両者の設置は逆、すなわちつかみ装置本体
１１の傘部１７に電磁石を、支持アーム１２に永
久磁石をそれぞれ設けるようにしてもよい。

次に、本考案の第二実施例を第４図に基づいて
説明する。

この装置３０はつかみ装置本体３１と第１、第
２の支持アーム３２，３３とにより概略構成され
ている。

つかみ装置本体３１にフインガ３４、駆動部３
５、軸部３６、および湾曲した曲面を有する傘部
３７とからなり、第一実施例と同様に傘部３７下
面の所定位置に永久磁石３８が埋込まれている。

第１の支持アーム３２は傘部３７下面の湾曲面
に当接する湾曲面をその上部に有する環状体であ
つて、永久磁石３８，…に対向するように凹部を
形成し、その凹部内に樹脂によつて埋込まれた電
磁石３９，…が配置されている。

また、第１の支持アーム３２の下側部に水平面
上に切欠れた周溝４０が設けられており、その周
溝上壁部に穿設された凹部に電磁石４１，…が所
定位置に間隔を置いて配設されている。さらに、
この周溝４０内に第２の支持アーム３３の環状舌
部４２が遊嵌状態ではめ込まれており、環状舌部
４２の上面に電磁石４１に対向して永久磁石４
３，…が埋設されている。

第２の支持アーム３３は傘部３７と第１の支持
アーム３２の大部分を取囲んで収納するための中
空部４４が設けられ、上部中心軸４５には、組立
ロボツトのアームに組付けられ、芯出しを行なう
ためのサンタ穴４６を有している。

上記構成を有する装置３０では、電磁石４１と
永久磁石４３とを磁気作用で反発させて、第１の
支持アーム３２に連結したつかみ装置本体３１を
第２の支持アーム３３に対してフローテイングさ
せることにより、つかみ装置本体３１は平面Ｐ上
を移動可能となる。

また、永久磁石３８と電磁石３９とを磁気作用
で反発させて、つかみ装置本体３１を第１の支持
アーム３２に対してフローテイングさせることに
よりつかみ装置本体が曲面Ｑ上を移動可能とな
る。

さらに、上記２組の対向する永久磁石３８，４
３と電磁石３９，４１間で磁気反発力を作用させ
ると、平面Ｐと曲面Ｑとの両面でフローテイング
状態が形成され、より一層挿入部品３と被挿入部
材４間の相対的位置ずれを修正することができ
る。

このようなことから、電子部品１３のリードが
曲つており、フインガー３４で正確に電子部品１
３を把持できても基板４上の孔６内にリード２２
を挿入することができないような時でも、十分こ
れに対処してつかみ装置本体３１を自由に傾けさ
せることにより円滑に挿入動作を行なうことがで
きる。

なお、本考案の第一、第二実施例において、永
久磁石と電磁石の個数ならびにその位置は各々３
個づつで120°間隔と等分に配置されなくてもよ
く、任意の個数で所定場所に設けることができ
る。また、これらを環状のものに形成して各１個
づつであつてもよい。

（考案の効果） 以上説明したことから明らかなように、本考案
は磁気的反発力によりつかみ装置本体を支持アー
ムに対して遊離状態とするので、挿入部品と被挿
入部材との相対的位置ずれを円滑に修正して挿入
部品を挿入することができる。そして、支持アー
ムを移動させるときなどには、電磁石と永久磁石
との吸引力によつてつかみ装置本体を支持アーム
に固定することができる。

また、従来の装置たとえばエアーフローテイン
グ方式では、電気、空気の二系統により制御する
ため、そのエネルギー消費量が多くなるのに比較
して、本考案では電磁石への電流を供給するのみ
で足りるのでエネルギ消費量が少なく、かつ、磁
気的吸引力によりつかみ装置本体と支持アームと
を強固に連結可能であるため、従来のロツク機構
を設ける必要がないので、装置の小形化および追
従性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の部品挿入装置に係る、第一実
施例においてつかみ装置本体をフローテイングさ
せた状態を示す一部縦断正面図、第２図は第１図
の装置において、つかみ装置本体を支持アームに
連結した状態を示す一部縦断正面図、第３図は第
１の−線に沿う平面図、第４図は本考案の第
２実施例を示す一部縦断正面図、第５図中、ａは
従来例の部品挿入装置における、フローテイング
状態時を示す一部縦断正面図、ｂはロツク状態時
の一部縦断側面図、第６図は挿入部品と被挿入部
材との相対的位置関係を示す模式図である。 ４……被挿入部材、１０，３０……部品挿入装
置、１１，３１……つかみ装置本体、１２……支
持アーム、１３……電子部品（挿入部品）、１６
……軸部、１７……傘部、１８，３８，４３……
永久磁石、２０，３９，４１……電磁石。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 下部には挿入部品を把持する把持機構部を備
   え、上部には支持アームに挿通する軸部の上端に
   固設した傘部を備えてなるつかみ装置本体を前記
   支持アームに遊びをもつて支持させ、 該支持アームと前記つかみ装置本体の傘部のい
   ずれか一方に永久磁石を配置し、 他方に該永久磁石に対向させて、一方向への通
   電によつて永久磁石との反発を生じさせて前記つ
   かみ装置本体を浮遊状態とし、逆方向への通電に
   よつて永久磁石との吸引によりつかみ装置本体を
   固定する電磁石を配置したことを特徴とする部品
   挿入装置。