CN101583459B - 零件安装检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明的零件安装检测装置包括：检测零件的有无或者是否安装了零件的检测头部(70)、在零件的安装方向上驱动检测头部的驱动机构(80)。检测头部(70)包括：具有能与零件的规定部接触的前端部的可动件(72)、在安装方向上引导可动件自由往复运动的引导通路(71c)、在前端部与零件的规定部抵接而被推压的可动件移动到规定位置时供流体通过的流体通路(71d)、对在流体通路内流动的流体的压力或流量进行检测的检测部。通过该装置和方法，与以往那样的使用光传感器或者电导通方法时相比，能简化构造，与零件的材质等无关，能容易且高精度地检测出零件是否被安装在规定的安装位置上(零件是否存在于规定的安装位置)。

Description

零件安装检测装置和方法

技术领域

本发明涉及在电子元器件等的安装工序中检测零件的有无或者零件是否被可靠地安装在规定的安装位置上的零件安装检测装置和方法，尤其涉及在通过按压(压入)进行的安装动作完成的同时检测该零件是否被可靠地安装在规定的安装位置上的零件安装检测装置和方法。

背景技术

作为检测零件的有无的检测装置，已知有一种检测装置，为了检测零件是否被吸附在将零件吸附保持的喷嘴的前端而包括：设置成能在喷嘴内的通路中往复运动地自由进出的可动件、形成在可动件中间的外周面上的环状槽(groove)、在可动件缩入喷嘴内时与其环状槽连通并在可动件从喷嘴突出时与其环状槽的连通被切断的光通路、设置在光通路上的透射型光传感器等(例如参照专利文献1)。

在上述装置中，在可动件缩入、环状槽与光通路连通时(即光接收元件接收到从光发射元件发出的检测光时)，检测出零件被吸附(残留)在喷嘴上，在可动件突出、环状槽与光通路的连通被切断时(即检测光被切断时)，检测出零件从喷嘴脱离(未残留)。

然而，在上述装置中，需要相对于喷嘴高精度地配置透射型光电传感器(光发射元件、光接收元件)，因此，构造变得复杂，需要管理组装精度，导致成本上升。另外，可动件(环状槽)的微小位置偏离会导致从光发射元件发出的检测光无法被光接收元件可靠地接收，可能无法高精度地检测零件的有无。此外，即使能检测出零件是否被吸附在喷嘴上，也无法检测出该零件是否被可靠地安装在规定位置上。

另外，作为对零件的压入不良的有无进行检测的检测装置，已知有一种检测装置，包括：具有阶梯孔和横穿阶梯孔的光轴孔的壳体、能自由进出地收容在阶梯孔内且具有在外周面上形成并能与光轴孔连通的环状槽(阶梯槽)的探测器(probe)、分别配置在光轴孔的两端的照明器和光接收器等(例如参照专利文献2)。

在上述装置中，在探测器被推入至壳体内的规定位置、环状槽与光轴孔连通时(即从照明器发出的检测光被光接收器接收到时)，检测出零件(接触销)被正确压入，在探测器未被推入至壳体内的规定位置、环状槽与光通孔的连通处于切断状态时(即检测光被切断时)，检测出零件(接触销)未被正确压入(即存在压入不良的接触销)。

然而，在上述装置中，需要相对于壳体高精度地配置透射型光传感器(照明器、光接收器)，因此与上述装置一样，构造变得复杂，需要管理组装精度，导致成本上升。另外，探测器(环状槽)的微小位置偏离会导致从照明器发出的检测光无法被光接收器可靠地接收，可能无法高精度地检测出零件是否被正确压入。

此外，作为其它零件检测装置，已知有一种零件检测装置，包括：在以按压方式朝印制电路板安装具有电连接的端子的零件时在按压之际保持零件的检查块、能沿按压方向自由移动地收容在检查块内并能与零件的端子接触的检查探测器等(例如参照专利文献3)。

在上述装置中，在零件的端子被正确插入时，检查探测器与该端子接触，从而实现电导通，检测出端子被正确插入，另一方面，在零件的端子弯曲而未被正确插入时，检查探测器与该端子不接触，因此无法实现电导通，检测出端子未被正确插入。

然而，在上述装置中，由于根据是否实现电导通来检测零件的有无(是否被正确安装)，因此作为检查对象的零件必须为导电性材质，另外，当检查探测器(检测块)安装在可动的部分上时，与检查探测器连接的配线等的弯曲频度增加，有可能发生断线等，并且，检查探测器与零件的端子反复接触和脱离，可能会导致接触不良，无法可靠地进行原来的检测。

专利文献1：日本专利特开2000-133996号公报

专利文献2：日本专利特开平8-184632号公报

专利文献3：日本专利特开平5-55795号公报

发明的公开

发明所要解决的技术问题

本发明鉴于上述现有技术的问题而作，其目的在于提供一种零件安装检测装置和方法，利用简单的构造，与零件的材质等无关，能容易且高精度地检测零件的有无或者零件是否被可靠地安装在规定的安装位置上，特别是在通过推压(按压)进行的安装动作完成的同时检测该零件是否被可靠地安装在规定的安装位置上。

解决技术问题所采用的技术方案

实现上述目的本发明的零件安装检测装置是一种包括检测零件的有无或者是否安装了零件的检测头部、在零件的安装方向上驱动检测头部的驱动机构的零件安装检测装置，上述检测头部包括：具有能与零件的规定部接触的前端部的可动件、在安装方向上引导可动件自由往复运动的引导通路、在前端部与零件的规定部抵接而被推压的可动件移动到规定位置时供流体通过的流体通路、对在流体通路内流动的流体的压力或流量进行检测的检测部。

根据上述结构，在利用驱动机构沿安装方向驱动检测头部、可动件的前端部与零件的规定部抵接、可动件移动到规定位置时，流体在流体通路内流动，该流体的压力或流量由检测部进行检测。因此，在由检测部检测出规定的值时，能检测出零件被安装在规定的安装位置(或者零件存在于规定的安装位置)，另一方面，若可动件未移动到规定位置，流体不在流体通路内流动，或者即使流动，检测部也未检测出规定的值，则检测出零件未被安装在规定的安装位置(零件未处于规定的安装位置)。

这样，由于检测与可动件的移动连动的流体的变动，因此与以往那样的使用光传感器或电导通方法时相比，能简化构造，与零件的材质等无关，能容易且高精度地检测出零件是否被安装在规定的安装位置上(零件是否存在于规定的安装位置)。

在上述结构的装置中，可采用这样的结构：流体通路形成为与引导通路交叉地连通，可动件具有连通路，在上述可动件移动到规定位置时，上述连通路与流体通路连通而允许流体流动。

根据上述结构，在可动件被零件的规定部推压而移动至引导通路内的规定位置时，形成在可动件上的连通路与流体通路连通，因此，流体会在流体通路内流动。因此，通过利用检测部检测该流动的流体的压力或流量，能更为高精度地检测出零件是否被安装在规定的安装位置上(零件是否存在于规定的安装位置)。

在上述结构的装置中，可采用这样的结构：可动件具有划定前端部的缩径可动部、具有比缩径可动部大的直径并划定连通路的扩径可动部，引导通路具有：隔开规定的间隙空间收容缩径可动部的缩径引导通路；将扩径可动部以能自由滑动的形态予以收容、引导并与流体通路交叉地连通的扩径引导通路；以及形成在缩径引导通路与扩径引导通路的边界上的台阶部。

根据上述结构，可动件中，具有前端部的缩径可动部能自由往复运动地收容在缩径引导通路内，且扩径可动部能自由滑动地配置在扩径引导通路内，因此，通过使用适当的施力装置(例如磁力、弹簧力、其它作用力)，能使扩径可动部与台阶部抵接，使其位于停顿位置。

在上述结构的装置中，可采用这样的结构：检测头部包括弹簧，该弹簧朝着扩径可动部与台阶部抵接的停顿位置对可动件施力。

根据上述结构，作为将可动件定位在停顿位置上的施力方式，采用弹簧，因此，能简化构造，并能利用弹簧力容易地使可动件朝停顿位置进行复原动作。

在上述结构的装置中，可采用这样的结构：检测头部包括后端侧辅助通路，该后端侧辅助通路是为了使流体相对于流体通路从扩径引导通路的后端侧附近的侧面朝着外部流动而形成的。

根据上述结构，在流体从流体通路流入引导通路内、经由引导通路与可动件间的间隙而流入可动件的前端侧时，可经由缩径可动部与缩径引导通路间的间隙而朝外部排出，另外，在流体经由引导通路与可动件间的间隙而流入可动件(扩径可动部)的后端侧时，可经由后端侧辅助通路而朝外部排出。因此，在可动件的移动方向上能防止流体的压力(从可动件的两端侧)起作用，可动件被(具有不封闭引导通路的前端开口那样的形状的)零件的规定部推压而能可靠地移动到规定的位置。由此，能防止误检测，能进行高精度的检测。

在上述结构的装置中，可采用这样的结构：检测头部包括：为了使流体相对于流体通路从扩径引导通路的前端侧附近的侧面朝着外部流动而形成的前端侧辅助通路、为了使流体相对于流体通路从扩径引导通路的后端侧附近的侧面朝着外部流动而形成的后端侧辅助通路。

根据上述结构，在流体从流体通路流入引导通路内、经由引导通路与可动件间的间隙而流入可动件(扩径可动部)的前端侧时，可经由前端侧辅助通路朝外部排出，另外，在流体经由引导通路与可动件间的间隙而流入可动件(扩径可动部)的后端侧时，可经由后端侧辅助通路朝外部排出。因此，在可动件的移动方向上能防止流体的压力(从可动件的两端侧)起作用，可动件被(具有封闭引导通路的前端开口那样的形状的)零件的规定部推压而能可靠地移动到规定的位置。由此，能防止误检测，能进行高精度的检测。

在上述结构的装置中，可采用这样的结构：检测头部包括：朝着扩径可动部与台阶部抵接的停顿位置对可动件施力的弹簧、为了使流体相对于流体通路从扩径引导通路的前端侧附近的侧面朝着外部流动而形成的前端侧辅助通路、为了使流体相对于流体通路从扩径引导通路的后端侧附近的侧面朝着外部流动而形成的后端侧辅助通路，可动件、引导通路和弹簧的组合排列设置有多个。

根据上述结构，在共用流体通路、前端侧辅助通路和后端侧辅助通路的状态下，由可动件、引导通路和弹簧形成的组合排列设置有多个，因此，通过将多个可动件与分别对应的零件的规定部对应地配置，能同时检测多个零件的安装状态(所有零件是否均被正确安装)。

在上述结构的装置中，可采用这样的结构：流体通路、前端侧辅助通路、后端侧辅助通路的在扩径引导通路内开口的区域的通路面积形成得比其它区域的通路面积小。

根据上述结构，能使扩径引导通路内的可动件(的扩径可动部)的滑动顺利地进行，能抑制通路对在流体通路、前端侧辅助通路和后端侧辅助通路内流动的流体的影响(压力损耗等)。

在上述结构的装置中，可采用这样的结构：检测头部具有推压面，该推压面推压零件的规定部以外的区域。

根据上述结构，利用驱动机构来驱动检测头部，使其推压面压紧(按压)在零件的规定部以外的区域，从而能推压(按压)零件来进行安装动作，另外，在该推压动作完成的同时，能通过可动件的移动进行检测动作。

在上述结构的装置中，可采用这样的结构：可动件形成为：在位于停顿位置时，前端部不从推压面突出。

根据上述结构，可动件形成为不从推压面突出，因此，在推压动作和检测动作以外的情况下检测头部移动时，能防止可动件与其它部件碰撞而弯曲或破损。

在上述结构的装置中，可采用这样的结构：包括：将载放有零件的托盘定位在规定的作业位置上的定位单元、在保持定位单元的状态下升降的升降保持件，升降保持件在与定位单元相对的上方区域内保持检测头部，并保持对检测头部进行驱动的驱动机构。

根据上述结构，升降保持件在下方区域内保持定位单元，在上方区域内保持检测头部，在期望的位置上保持驱动机构，因此，通过升降保持件上升，定位单元将载放有零件的托盘定位在规定的作业位置上，在此状态下，通过驱动机构驱动检测头部下降，能通过零件的推压来进行安装动作并检测出零件是否被安装在规定的安装位置上。

这样，在共用的升降保持件上保持定位单元和检测头部，因此，能高精度地进行两者的相对定位，并能简化构造。

在上述结构的装置中，可采用这样的结构：升降保持件形成为侧视呈大致コ或C字形状，以将在水平方向上搬运托盘的搬运线从上下方向夹持。

根据上述结构，该装置可沿水平方向朝生产系统(安装线、生产线等)中已设的搬运线移动进行设置，以使升降保持件夹持搬运线。因此，利用搬运线，能自动地将托盘搬入规定的作业区域并自动地从作业区域将托盘搬出。另外，通过将升降保持件形成为大致コ或C字形状，能实现构造的简化、零件的集中化、装置的小型化等。

在上述结构中，可采用这样的结构：还包括搬运单元，该搬运单元与在水平方向上搬运托盘的搬运线连接，升降保持件形成为侧视呈大致コ或C字形状，以将搬运单元从上下方向夹持。

根据上述结构，通过以朝生产系统(安装线、生产线等)中设有的搬运线连接搬运单元的形态设置该装置，能自动地将托盘搬入规定的作业区域并自动地从作业区域将托盘搬出。另外，通过将升降保持件形成为大致コ或C字形状，能实现构造的简化、零件的集中化、装置的小型化等。

另外，实现上述目的本发明的零件安装检测方法是一种使用与零件的规定部接触的可动件来检测零件的有无或者是否安装了零件的零件安装检测方法，在可动件与零件的规定部抵接并被推压移动时，检测出流动的流体的压力或流量，从而检测出零件的有无或者零件是否被安装在规定的安装位置上。

根据上述结构，通过检测出与可动件的移动连动的流体的变动，能检测出零件是否被安装在规定的安装位置上(零件是否存在于规定的安装位置)，与以往那样的使用光传感器的情况相比，能简化应用该方法的装置的构造，降低成本，与零件的材质等无关，能容易且高精度地进行检测。

在上述结构的方法中，可采用这样的结构：在通过推压来安装零件的推压动作完成的同时，检测出可动件的移动中产生的流体的变动。

根据上述结构，能大致同时或者连续的进行零件的安装动作、零件的检测动作，不需要中途的切换调整作业，能简化整体的处理动作，缩短处理动作的循环时间。

发明效果

根据构成上述结构的零件安装检测装置和方法，利用简单的构造，与零件的材质等无关，能容易且高精度地检测零件的有无或者零件是否被可靠地安装在规定的安装位置上，另外，在通过推压(按压)来进行的安装动作完成的同时，能检测该零件是否被可靠地安装在规定的安装位置上。

附图说明

图1A是表示作为被安装侧的基座的零件的俯视图。

图1B是表示被安装侧的零件的剖视图。

图1C是表示安装的零件(电子基板)的俯视图。

图2是表示在作为基座的零件(零件)上安装有其它零件(电子基板)的状态的侧视图。

图3是本发明的零件安装检测装置的侧视图。

图4是图3所示的零件安装检测装置的主视图。

图5是图3所示的零件安装检测装置的俯视图。

图6是构成图3至图5所示的零件安装检测装置的一部分的检测头部的侧视图。

图7A是构成图3至图5所示的零件安装检测装置的一部分的检测头部的主视图。

图7B是构成图3至图5所示的零件安装检测装置的一部分的检测头部的端面(仰视)图。

图8是表示图6至图7B所示的检测头部的内部的局部剖视图。

图9A是用于说明图8所示的检测头部的动作的局部剖视图。

图9B是用于说明图8所示的检测头部的动作的局部剖视图。

图10A是用于说明图8所示的检测头部的动作的局部剖视图。

图10B是用于说明图8所示的检测头部的动作的局部剖视图。

图11A是表示在检测头部内流动的流体的压力的曲线图。

图11B是表示利用检测头部进行零件安装时的推压的曲线图。

图12是说明本发明的零件安装检测装置的动作的动作图。

图13是说明本发明的零件安装检测装置的动作的动作图。

图14是说明本发明的零件安装检测装置的动作的动作图。

(符号说明)

P托盘

W1零件

W11销(零件的规定部)

W12载放部

W2零件

W21销孔

W22限制孔

10底座

20支柱

30导向机构

31导轨

32导向块

33下端限位件

34上端限位件

40升降保持件

41保持件基部

42下侧腕部

43上侧腕部

44下表面部

50保持件驱动机构

51驱动致动器

52伸缩杆

60定位单元

61支承部

62定位销

70检测头部

71头部主体

71a推压面

71b挖空部

71c引导通路

71c’缩径引导通路

71c”扩径引导通路

71c’”台阶部

71d流体通路

71e前端侧辅助通路

71f后端侧辅助通路

72可动件

72a缩径可动部

72a’前端部

72b扩径可动部

72c环状槽(连通路)

73弹簧

74配管

74a连接器

75检测部

80头部驱动机构

81驱动致动器

82伸缩杆

90控制单元

100搬运单元

101搬运导向件

102滚筒

L搬运线

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的最佳实施方式。

在本实施方式中，作为构成检测和安装的对象的零件，如图1A至图1C所示，表示了被安装侧的基座即箱状的零件W1、安装在零件W1的内侧的平板状(电路基板等)的零件W2。

零件W1包括从底面突出设置的作为零件的规定部的销W11、从底面突出形成并具有直径缩小的限制销的载放部W12、设置在侧面上的限制肋W13等。

如图1C所示，零件W2包括供销W11插入的销孔W21、供载放部W12的限制销插入的限制孔W22等。

此处，销W11在中途具有贯穿孔，包括比销孔W21形成得大并形成为能弹性变形的区域。

另外，如图2所示，使零件W2从零件W1的上方下降，并将零件W2朝零件W1推压(按压)，以使销W11插入销孔W21且使限制销插入限制孔W22的状态将零件W2载放在载放部W12上，由此安装零件W2。

如图3至图5所示，该零件安装检测装置包括：底座10，直立设置在底座10上的支柱20，在支柱20的侧面上沿上下方向Z延伸设置的导向机构30，能自由升降地被导向机构30支撑的升降保持件40，设置在底座10上并驱动升降保持件40升降的保持件驱动机构50，用于将载放有零件W1、W2的托盘P定位在规定的作业位置上的、设置在升降保持件40上的定位单元60，设置在升降保持件40上的检测头部70和头部驱动机构80以及控制单元90，在定位单元60的上方区域内用于沿水平方向(X方向)搬运托盘P的、设置在底座10上的搬运单元100等。

如图3和图4所示，底座10使用金属板等，形成为大致矩形的平板状。此处表示的是将底座10设置在地板上的情况，但也可在底座10的下表面设置滚筒等，使其相对于地板能自由移动。

如图1和图3所示，支柱20使用金属板等，其轮廓形成为大致矩形截面的方柱状，支柱20牢固地固定在底座10上。

如图3和图5所示，导向机构30设置在支柱20的侧面上，包括沿上下方向(Z方向)延伸的导轨31、固定在升降保持件40上并能自由滑动地连结在导轨31上的导向块32、规定升降保持件40的下降端位置并吸收冲击的下端限位件33、规定升降保持件40的上升端位置并吸收冲击的上端限位件34等。

如图3至图5所示，升降保持件40侧视形成为大致コ或C字形状，包括：固定导向块32的保持件基部41、从保持件基部41的下方区域沿水平方向(Y方向)伸出的下侧腕部42、从保持件基部41的上方区域沿水平方向(Y方向)伸出的上侧腕部43、连结保持件驱动机构50的下表面部44等。

下侧腕部42形成为将定位单元60保持在搬运单元100的下方区域内。

上侧腕部43形成为将检测头部70保持在搬运单元100上方的、与定位单元60相对的区域内，在检测头部70的正上方保持头部驱动机构80，并将控制单元90与头部驱动机构90相邻地保持。

下表面部44形成为与后述的保持件驱动机构50的伸缩杆52(的上端部)连结。

即，升降保持件40侧视呈大致コ或C字形状，形成为从上下方向(Z方向)夹持搬运单元100。这样，通过将升降保持件40形成为大致コ或C字形状，能实现构造的简化、零件的集中化、装置的小型化等。另外，能容易地将该搬运单元100与设置在安装线(生产系统)中的搬运线L连接。

另外，升降保持件40将定位单元60和检测头部70以在上下方向(Z方向)上相对的形态一体保持，并通过保持件驱动机构50的驱动力的作用一边被导向机构30导向一边在规定的移动范围内升降。

即，升降保持件40在下方区域内保持定位单元60，在上方区域内保持检测头部70，在期望的位置上保持头部驱动机构80，因此，通过升降保持件40的上升，定位单元60将载放有零件的托盘P定位在规定的作业位置上，在此状态下，头部驱动机构80驱动检测头部70下降，由此通过零件的推压来进行安装动作，并对零件是否被安装在规定的安装位置上进行检测。

这样，在共用的升降头部40上保持定位单元60和检测头部70，因此，能高精度地进行两者的相对定位，并能简化构造。

如图3和图4所示，保持件驱动机构50设置在底座10上，包括产生升降驱动力的驱动致动器51、通过驱动致动器51的作用进行伸缩且其上端部与升降保持件40的下表面部44连结的伸缩杆52等。

驱动致动器51是使用液压或气压等的缸，伸缩杆52通过液压或气压的作用进行伸缩。

即，在驱动致动器51朝一个方向产生驱动力时，伸缩杆52从收缩的状态以朝上方突出的形态伸长，使升降保持件40上升，另一方面，在驱动致动器51朝另一个方向产生驱动力时，伸缩杆52从伸长的状态朝下方收缩，使升降保持件40下降。

另外，作为驱动致动器51和伸缩杆52的代替，也可采用使用驱动电动机、滚珠丝杠和球状螺母、齿轮齿条机构、链和链轮等的驱动机构。

如图3和图4所示，定位单元60包括支承托盘P的下表面的支承部61、从支承部61的上表面突出而能与托盘P的定位孔嵌合的定位销62等。

另外，定位单元60被升降保持件40的下侧腕部43保持，通过升降保持件40的驱动进行升降，并沿上下方向(Z方向)在位于从托盘P离开的下方的待机位置与上升而将托盘P抬起并定位的作业位置之间往复运动。

如图6至图8所示，检测头部70包括头部主体71、配置在头部主体71内的两个可动件72、分别将可动件72朝下方施力的两个弹簧73、安装在头部主体71上的供流体流通的配管74、设置在配管74中途的检测部75、设置在配管74的上游侧的流体供给源(未图示)等。

如图6至图8所示，头部主体71使用钢材等，形成为将两个大致长方体形状的块体重叠的轮廓，并形成为划定平坦的呈大致矩形环状的推压面71a、形成在推压面71a的内侧的挖空部71b、沿上下方向(Z方向)延伸的两个引导通路71c、以与两个引导通路71c、71c交叉地连通的形态沿水平方向(Y方向)延伸的流体通路71d、在流体通路71d的下侧以与两个引导通路71c、71c交叉地连通的形态形成的前端侧辅助通路71e、在流体通路71d的上侧以与两个引导通路71c、71c交叉地连通的形态形成的后端侧辅助通路71f等。

推压面71a形成为与零件W1的销W11(规定部)和零件W2的销孔W21以及零件W1的载放部W12和零件W2的限制孔W22的区域以外的零件W2的上表面抵接。

即，在将零件W2以推压方式安装在零件W1上时，推压面71a将推压力直接施加给零件W2。

挖空部71b形成为在零件W2被正确安装在零件W1的规定安装位置上的状态下，不接触载放部W12的限制销。

引导通路71c引导可动件72，使其能沿上下方向(零件W2的安装方向，Z方向)自由往复运动，如图8所示，形成为划定缩径引导通路71c’、同轴状地接着缩径引导通路71c’的扩径引导通路71c”、在缩径引导通路71c’与扩径引导通路71c”的边界上形成的台阶部71c’”。

如图8所示，缩径引导通路71c’形成为圆形截面且其前端(下端)在推压面71a上开口，以规定的间隙空间(非接触地)收容后述的可动件72的缩径可动部72a，使其能自由往复运动。

如图8所示，扩径引导通路71c”形成为内径比缩径引导通路71c’大的圆形截面且其后端(上端)被封闭，收容并引导后述的可动件72的扩径可动部72b，使其能自由滑动。

如图8所示，台阶部71c’”形成为环状的平坦面，形成为能与后述的可动件72的扩径可动部72b的前端(下端)抵接。

如图8所示，在两个扩径引导通路71c”、71c”的上下方向(Z方向)的大致中间区域内，流体通路71d形成为圆形截面并与水平方向(Y方向)正交地延伸，流体通路71d的一端侧连接有引导流体的配管74的连接器74a，另一端侧朝外部(大气)开口。

另外，流体通路71d的朝两个扩径引导通路71c”、71c”开口的区域71d’的通路面积(内径)形成得比两端侧的区域71d”的通路面积(内径)小。由此，在扩径引导通路71c”内，能使可动件72(的扩径可动部72b)顺利地滑动，并且，通过扩大两侧的区域71d”的通路面积，能抑制通路对在流体通路71d内流动的流体的影响(压力损耗等)。

如图8所示，前端侧辅助通路71e形成为圆形截面并从两个扩径引导通路71c”、71c”的前端侧(下端侧)附近的侧面与水平方向(Y方向)正交地延伸，其一端侧朝外部(大气)开口。

另外，前端侧辅助通路71e的朝两个扩径引导通路71c”、71c”开口的区域71e’的通路面积(内径)形成得比朝向外部的开口端侧的区域71e”的通路面积(内径)小。由此，在扩径引导通路71c”内，能使可动件72(的扩径可动部72b)顺利地滑动，并且，通过扩大其它区域71e”的通路面积，能抑制通路对在前端侧辅助通路71e内流动的流体的影响(压力损耗等)。

另外，在流体(此处是洁净空气)从流体通路71d流入引导通路71c内、经由引导通路71c与可动件72间的间隙而流动到可动件72的前端侧时，前端侧辅助通路71e起到将该流体朝外部(外部)排出的作用。

由此，例如在缩径引导通路71c’的前端开口与零件W2紧贴而被封闭时，能防止缩径引导通路71c’内的流体压力上升而影响可动件72。

如图8所示，后端侧辅助通路71f形成为圆形截面，并从两个扩径引导通路71c”、71c”的后端侧(上端侧)附近的侧面与水平方向(Y方向)正交地延伸，其一端侧朝外部(大气)开口。

另外，后端侧辅助通路71f的朝两个扩径引导通路71c”、71c”开口的区域71f’的通路面积(内径)形成得比朝向外部的开口端侧的区域71f”的通路面积(内径)小。由此，在扩径引导通路71f”内，能使可动件72(的扩径可动部72b)顺利地滑动，并且，通过扩大其它区域71f”的通路面积，能抑制通路对在后端侧辅助通路71f内流动的流体的影响(压力损耗等)。

另外，在流体(此处是洁净空气)从流体通路71d流入引导通路71c内、经由引导通路71c与可动件72间的间隙而流动到可动件72的后端侧时，后端侧辅助通路71f起到将流体朝外部(外部)排出的作用。

由此，例如在可动件72移动到扩径引导通路71c”的后端侧时，能防止扩径引导通路71c”内的流体压力上升而影响可动件72。

即，通过设置前端侧辅助通路71e和后端侧辅助通路71f，在可动件72的移动方向(Z方向)上，能防止流体的压力从可动件72的两端侧进行作用，可动件72被零件W1的销W11(规定部)推压，能可靠地移动。由此，能防止误检测，能进行高精度的检测。

如图8所示，可动件72包括划定能与零件W1的销W11(规定部)抵接的前端部72a’的缩径可动部72a、同轴状地接着缩径可动部72a的扩径可动部72b、形成在扩径可动部72b的中间部分的后方(上方)附近的作为连通路的环状槽72c等。

如图8至图9B所示，缩径可动部72a形成为圆柱状，在缩径引导通路71c’和扩径引导通路71c”的前端侧区域内以规定的间隙空间(非接触地)沿上下方向(Z方向)往复运动。

如图8至图9B所示，扩径可动部72b形成为外径比缩径可动部72a大的圆柱状，在扩径引导通路71c”内沿上下方向(Z方向)滑动来进行往复运动。另外，扩径可动部72b的外周面与扩径引导通路71c”的内周面之间存在使滑动可以进行的微小间隙，流体(洁净空气)能经由该间隙流动。

另外，扩径可动部72b的前端(下端)与引导通路71c的台阶部71c’”抵接，规定可动件72的停顿位置。

如图8至图9B所示，环状槽72c形成为将扩径可动部72b的外周面在规定宽度的范围内挖成环状，形成为：在可动件72移动到规定位置(即与零件W2相对于零件W1被正确安装在规定的安装位置上的状态对应的位置)时，与流体通路71d排列在大致一直线上，使位于引导通路71c两侧的流体通路71d彼此连通，允许流体通路71d内的流体流动。

另外，此处采用环状槽72c以作为连通路，但不局限于此，也可将可动件72限制成不会旋转或者将可动件72形成为不会旋转的形状，并采用沿水平方向(Y方向)将扩径可动部72b贯穿的贯穿孔。

此处，可动件72(缩径可动部72a、扩径可动部72b、环状槽72c)、引导通路71c、流体通路71d、前端侧辅助通路71e、后端侧辅助通路71f形成为如图8至图9B所示的位置关系。

即，如图8和图9A所示，形成为：在可动件72位于停顿位置(扩径可动部72b的前端(下端)与台阶部71c’”抵接的状态)时，可动件72的前端部72a’不从推压面71a突出，处于大致同一个面内，环状槽72c从流体通路71d离开，位于下方，扩径可动部72b的外周面封闭前端侧辅助通路71e和流体通路71d，扩径可动部72b的后端(上端)从后端侧辅助通路71f离开，位于下方。

另外，如图9B所示，形成为：在可动件72被零件W1的销W11推入而移动到规定位置(即与零件W2相对于零件W1被正确安装在规定的安装位置上的状态对应的位置)时，扩径可动部72b的前端(下端)的外周面从前端侧辅助通路71e离开而开放，环状槽72c与流体通路71d大致对齐地排列在一直线上，扩径可动部72b的后端(上端)位于紧靠后端侧辅助通路71f的下方。

如图8所示，弹簧73是压缩型的螺旋弹簧，在扩径引导通路71c”内以按规定的压缩余量压缩的状态配置，以从上方朝下方对可动件72(扩径可动部82b)的后端(上端)施力。

另外，在检测头部70不进行推压动作和检测动作的状态下，弹簧73将可动件72朝着停顿位置施力，在检测头部70下降、进行将零件W2以推压方式安装在零件W1上的动作时，弹簧73被销W11推压，允许可动件72被推入(朝上方移动)。

配管74形成为通过连接器74a与头部主体71的流体通路71d连接，将从上游侧的流体供给源(未图示)以规定压力供给来的流体(此处是洁净空气)朝着流体通路71d引导。

检测部75设置在配管74的中途，对在配管74(即流体通路71d)内流动的流体的流量或压力进行检测。

另外，由检测部75检测出的信息送往后述的控制单元90，为了对零件W2相对于零件W1是否被正确安装(零件W2是否存在于零件W1上的规定安装位置)进行检测，进行规定的运算处理。

此处，参照图9A至图10B来说明上述检测头部70的动作。。

首先，在检测头部70处于停顿状态时，即在可动件72位于停顿位置的状态下，如图9A所示，前端部71a’不从推压面71a突出，因此，即使检测头部70移动，也能防止可动件72与其它部件碰撞而弯曲或破损。

另外，在可动件72位于停顿位置时，如图9A所示，流体通路71d和前端侧辅助通路71e被扩径可动部72b的外周面封闭，通过配管74供给来的流体(洁净空气)经由扩径可动部72b的外周面与引导通路71c的内周面间的微小间隙从前端侧辅助通路71e、后端侧辅助通路71f、缩径引导通路71c’朝外部(大气)微量地排出。

接着，检测头部70下降，其推压面71a将零件W2朝着零件W1压下(按压)，且可动件72与零件W1的销W11抵接而被上推，如图9B所示，一旦零件W2相对于零件W1被正确安装在规定的安装位置上，可动件72的环状槽72c便与流体通路71d对齐，通过配管74供给来的流体(洁净空气)主要在流体通路71d内流动。此时，利用检测部75对在配管74(即流体通路71d)内流动的流体的流量或压力进行检测。

如图11A所示，该检测值与预先求出的规定基准数据进行比较，若检测头部70到达规定的安装位置时检测数据(实线)位于检测合格区域，则判断为满足规定的级别，检测出零件W2相对于零件W1被正确安装在规定的安装位置上(即零件存在于规定的安装位置)。

另一方面，如图10A所示，当即便在检测头部70下降、推压面71a与零件W2抵接而进行推压动作的情况下零件W2相对于零件W1也未完全安装好(零件W2的压下量不足)时，可动件72未移动至环状槽72c与流体通路71d对齐的规定位置，而是在中途位置停止。

这种情况下，前端侧辅助通路71e和流体通路71d处于被扩径可动部72b的外周面封闭的状态，此外，缩径引导通路71c’的前端开口也处于被封闭的状态，因此，通过配管74供给来的流体(洁净空气)经由扩径可动部72b的外周面与引导通路71c的内周面间的微小间隙从前端侧辅助通路71e和后端侧辅助通路71f朝外部(大气)微量地排出，另外也从流体通路71d微量地排出。此时，利用检测部75对在配管74(即流体通路71d)内流动的流体的流量或压力进行检测。

如图11A所示，该检测值与预先求出的规定基准数据进行比较，若检测头部70到达规定的安装位置时检测数据(虚线)位于检测不合格区域，则判断为未满足规定的级别，检测出零件W2相对于零件W1未被正确安装在规定的安装位置上(即零件未处于规定的安装位置)。

另一方面，如图10B所示，当即使在检测头部70下降、推压面71a与零件W2抵接而进行推压动作的情况下零件W2相对于零件W1也未完全安装好(将零件W2压下过多)时，可动件72越过环状槽72c与流体通路71d对齐的规定位置而在移动过多的上方位置停止。

这种情况下，除了前端侧辅助通路71e和流体通路71d以外，后端侧辅助通路71f也成为被扩径可动部72b的外周面封闭的状态，此外缩径引导通路71c’的前端开口也成为被封闭的状态，因此，通过配管74供给来的流体(洁净空气)经由扩径可动部72b的外周面与引导通路71c的内周面间的微小间隙从前端侧辅助通路71e和后端侧辅助通路71f朝外部(大气)微量地排出，另外也从流体通路71d微量地排出。此时，利用检测部75对在配管74(即流体通路71d)内流动的流体的流量或压力进行检测。

如图11A所示，该检测值与预先求出的规定基准数据进行比较，若检测头部70到达规定的安装位置时(经过安装位置时)检测数据(虚线)位于检测不合格区域，则判断为不满足规定的级别，检测出零件W2相对于零件W1未被正确安装在规定的安装位置上(即零件未处于规定的安装位置)。

这样，利用检测与可动件72的移动连动的流体的变动这样的简单构造，与零件W1、W2的材质等无关，能容易且高精度地检测出零件W2是否被安装在规定的安装位置上(零件W2是否存在于规定的安装位置)。

另外，在该装置的检测头部70上，在共用流体通路71d、前端侧辅助通路71e和后端侧辅助通路71f的状态下，由可动件72、引导通路71c和弹簧73形成的组合排列设置有二组，并与两个可动件72分别对应的两个销W11对应配置，因此，在两个可动件72一起移动到规定位置时，能检测出零件W2在没有倾斜的情况下处于被可靠地安装在零件W1上的状态。

如图3、图4、图6所示，头部驱动机构80设置在升降保持件40的上侧腕部43上，包括产生升降驱动力的驱动致动器81、通过驱动致动器81的作用进行伸缩且在其下端部连结有检测头部70的伸缩杆82等。

驱动致动器81是使用液压或气压驱动电动机等的NC缸，伸缩杆82通过液压或气压驱动电动机的旋转进行伸缩。

即，在驱动致动器81朝一个方向产生驱动力时，伸缩杆82朝下方伸长而使检测头部70下降，另一方面，在驱动致动器81朝另一个方向产生驱动力时，伸缩杆82朝上方收缩而使检测头部70上升。

另外，作为驱动致动器81和伸缩杆82的代替，也可采用使用驱动电动机、滚珠丝杠和球状螺母、齿轮齿条机构等的驱动机构。

控制单元90包括控制部、存储部等，控制部管理保持件驱动机构50和头部驱动机构80的驱动控制和流体供给源的驱动控制并适当运算处理检测部75的检测信息，存储部预先存储有如图11B所示的作为零件安装时的推压基准的流体的压力波形或其它各种信息。

另外，在安装零件时，控制单元90在实时地检测施加给伸缩杆82的压力值的同时，进行监视，以相对于基准的压力波形在规定的范围内进行零件的安装。

如图3至图5所示，搬运单元100在定位单元60的上方区域内包括沿水平方向(X方向)延伸的两个搬运导向件101、101、在搬运导向件101的内侧被旋转驱动力驱动而旋转的多个滚筒102等。

另外，搬运单元100将由上游侧的搬运线L搬运来的载放有零件W1、W2的托盘P搬入至定位单元60的正上方，使其停止，并将载放有已完成规定安装处理的零件W1、W2的托盘P朝着下游侧的搬运线L搬出。

这样，通过设置搬运单元100，能自动地将托盘P搬入规定的作业区域并自动地从作业区域搬出托盘P。

接着，参照图12至图14来说明该零件安装检测装置的动作(零件安装检测方法)。

首先，如图12的步骤(S1)所示，载放有零件W1、W2的托盘P被上游侧的搬运线L搬入搬运单元100。另外，零件W2在被临时安装在零件W1上的状态下通过作业用的保持件被载放在托盘P上。

接着，搬运单元100接收托盘P，将其搬入至定位单元60的正上方而使其停止。然后，通过保持件驱动机构50的上升驱动，升降保持件40上升至规定的高度，如图12的步骤(S2)所示，定位单元60将托盘P从滚筒102抬起并支承，将其定位在规定的作业位置上。

接着，通过头部驱动机构80的下降驱动，如图12的步骤(S3)所示，检测头部70下降，如图13的步骤(S4)所示，检测头部70的推压面71a与零件W2的上表面抵接。

接着，检测头部70下降，其推压面71a将零件W2的上表面压下，如图13的步骤(S5)所示，零件W2相对于零件W1到达规定的安装位置(推压动作完成)，与此同时，可动件72与销W11抵接而被朝上方抬高，到达引导通路71c内的规定位置。

此时，可动件72的环状槽72c与流体通路71d对齐，流体在流体通路71d内流动，该流体的压力(或流量)由检测部75进行检测，该检测信息送往控制单元90。然后，利用控制单元90，对该检测信息适当地进行运算处理，此处，检测出零件W2相对于零件W1的规定安装位置被正确安装(零件W2存在于零件W1上的规定安装位置)。

该结果通过规定的显示装置，作为信息“合格”通知管理者。

另外，在可动件72没有到达规定位置时，如图10A和图10B所示，检测出零件W2相对于零件W1未被正确安装(零件W2未处于零件W1上的规定安装位置)，该检测结果通过规定的显示装置，作为信息“不合格”通知管理者。

这样，在以推压方式安装零件W2的推压动作完成的同时，检测可动件72的移动中产生的流体的变动，从而能大致同时或连续地进行零件W2的安装动作和零件W2的检测动作，不需要中途的切换调整作业，能简化整体的处理动作，缩短处理动作的循环时间。

之后，通过头部驱动机构80的上升驱动，如图13的步骤(S6)所示，检测头部70开始上升而从零件W2脱离，可动件72通过弹簧73的作用力而复原到停顿位置，封闭流体通路71d。

接着，检测头部70上升，如图14的步骤(S7)所示，在复原到规定的待机位置时，通过保持件驱动机构50的下降驱动，升降保持件40下降，如图14的步骤(S8)所示，定位单元60下降到待机位置，将托盘P移送到搬运单元100上。

之后，如图14的步骤(S9)所示，搬运单元100将托盘P朝着下游侧的搬运线L搬出。

根据上述装置，由于检测与可动件72的移动连动的流体的变动，因此与以往那样的使用光传感器或电导通方法时相比，能简化构造，与零件W2、W1的材质等无关，能容易且高精度地检测出零件W2是否被安装在规定的安装位置上(零件W2是否存在于规定的安装位置)。

另外，由于应用了这样的方法：在可动件72与零件W1的销W11(规定部)抵接并被推压移动时，检测流动的流体的压力或流量来检测零件W2的有无或者零件W2是否被安装在规定的安装位置上，因此，能容易且高精度地进行该检测。

此外，在以推压方式安装零件W2的推压动作完成的同时，检测可动件72的移动中产生的流体的变动，因此，能大致同时或者连续的进行零件W2的安装动作和零件W2的检测动作，不需要中途的切换调整作业，能简化整体的处理动作，缩短处理动作的循环时间。

在上述实施方式中，表示的是使用洁净空气以作为流经流体通路71d的流体的情况，但并不局限于此，也可应用惰性气体或其它气体、或者液体等。另外，在应用空气以外的气体或液体时，也可以不将流体通路71d、前端侧辅助通路71e和后端侧辅助通路71f的端部与作为外部的大气连通，而是构成闭环路，使流体循环。

在上述实施方式中，流体的流动方向是从流体供给源朝着大气侧排出的方向，但也可将大气朝流体供给源侧吸引。这样一来，能在洁净气氛下采用本发明的结构。

在上述实施方式中，表示的是两个可动件72形成为与设置在一个零件W1上的两个销W11抵接的情况，但并不局限于此，也能以分别与一个零件的规定部对应的形态、即以分别与多个零件对应的形态设置可动件，对各零件是否被安装在规定的安装位置上(各零件是否处于对应的各安装位置)进行检测。

在上述实施方式中，表示的是在头部主体71上除了流体通路71d以外还设置有前端侧辅助通路71e和后端侧辅助通路71f的情况，但并不局限于此，也可仅采用后端侧辅助通路71f，另外，在能忽略可动件72的移动方向上的流体压力的影响时，也可取消这些辅助通路。

在上述实施方式中，表示的是沿上下方向驱动检测头部70、将零件W2安装在零件W1上并进行检测动作的情况，但并不局限于此，也可沿横向或斜向往复运动地进行安装动作和检测动作。

在上述实施方式中，表示的是在检测头部70上设置推压面71a、进行零件的推压动作和检测动作的情况，但并不局限于此，也可使检测头部只进行检测动作。

在上述实施方式中，表示的是装置一体包括搬运单元100的情况，但并不局限于此，也可不设置搬运单元100，而是将生产系统(安装线、生产线等)中已设的搬运线设置成夹在升降保持件40之间。

工业上的可利用性

如上所述，本发明的零件安装检测装置和方法利用简单的构造，与零件的材质等无关，能容易且高精度地检测零件的有无或者零件是否被可靠地安装在规定的安装位置上，并能在推压(按压)动作完成的同时进行检测动作，因此，不仅能应用于电子元器件等的安装线，还适用于机械零件或其它零件等的生产线。

Claims (11)

1.一种零件安装检测装置，包括检测零件的有无或者是否安装了零件的检测头部、在零件的安装方向上驱动所述检测头部的驱动机构，其特征在于，

所述检测头部包括：

可动件，该可动件具有能与零件的规定部接触的前端部；

引导通路，该引导通路在所述安装方向上引导所述可动件自由往复运动；

流体通路，在所述前端部与零件的规定部抵接而被推压使所述可动件移动到规定位置时，流体流过所述流体通路；以及

检测部，该检测部对在所述流体通路内流动的流体的压力或流量进行检测，

所述流体通路形成为与所述引导通路交叉地连通，

所述可动件具有连通路，在所述可动件移动到所述规定位置时，所述连通路与所述流体通路连通而允许流体流动，

所述可动件具有：划定所述前端部的缩径可动部、具有比所述缩径可动部大的直径并划定所述连通路的扩径可动部，

所述引导通路具有：隔开规定的间隙空间收容所述缩径可动部的缩径引导通路；将所述扩径可动部以能自由滑动的形态予以收容、引导并与所述流体通路交叉地连通的扩径引导通路；以及形成在所述缩径引导通路与扩径引导通路的边界上的台阶部。

2.如权利要求1所述的零件安装检测装置，其特征在于，所述检测头部包括弹簧，该弹簧朝着所述扩径可动部与所述台阶部抵接的停顿位置对所述可动件施力。

3.如权利要求1所述的零件安装检测装置，其特征在于，所述检测头部包括后端侧辅助通路，该后端侧辅助通路是为了使流体相对于所述流体通路从所述扩径引导通路的后端侧附近的侧面朝着外部流动而形成的。

4.如权利要求1所述的零件安装检测装置，其特征在于，所述检测头部包括：

前端侧辅助通路，该前端侧辅助通路是为了使流体相对于所述流体通路从所述扩径引导通路的前端侧附近的侧面朝着外部流动而形成的；以及

后端侧辅助通路，该后端侧辅助通路是为了使流体相对于所述流体通路从所述扩径引导通路的后端侧附近的侧面朝着外部流动而形成的。

5.如权利要求1所述的零件安装检测装置，其特征在于，所述检测头部包括：

弹簧，该弹簧朝着所述扩径可动部与所述台阶部抵接的停顿位置对所述可动件施力；

前端侧辅助通路，该前端侧辅助通路是为了使流体相对于所述流体通路从所述扩径引导通路的前端侧附近的侧面朝着外部流动而形成的；以及

后端侧辅助通路，该后端侧辅助通路是为了使流体相对于所述流体通路从所述扩径引导通路的后端侧附近的侧面朝着外部流动而形成的，

所述可动件、所述引导通路和所述弹簧的组合排列设置有多个。

6.如权利要求4所述的零件安装检测装置，其特征在于，所述流体通路、所述前端侧辅助通路、所述后端侧辅助通路的在所述扩径引导通路内开口的区域的通路面积形成得比其它区域的通路面积小。

7.如权利要求2所述的零件安装检测装置，其特征在于，所述检测头部具有推压面，该推压面推压零件的规定部以外的区域。

8.如权利要求7所述的零件安装检测装置，其特征在于，所述可动件形成为：在位于所述停顿位置时，所述前端部不从所述推压面突出。

9.如权利要求7所述的零件安装检测装置，其特征在于，包括：

定位单元，该定位单元将载放有零件的托盘定位在规定的作业位置上；以及

升降保持件，该升降保持件在保持所述定位单元的状态下升降，

所述升降保持件在与所述定位单元相对的上方区域内保持所述检测头部，并保持对所述检测头部进行驱动的所述驱动机构。

10.如权利要求9所述的零件安装检测装置，其特征在于，所述升降保持件形成为侧视呈大致コ或C字形状，以将在水平方向上搬运托盘的搬运线从上下方向夹持。

11.如权利要求9所述的零件安装检测装置，其特征在于，还包括搬运单元，该搬运单元与在水平方向上搬运托盘的搬运线连接，

所述升降保持件形成为侧视呈大致コ或C字形状，以将所述搬运单元从上下方向夹持。

Images