CN107002764B - 滚珠轴承的滚珠排列方法和滚珠排列装置、以及由该滚珠排列方法制造的滚珠轴承 - Google Patents

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Abstract

插入到外圈滚道面与内圈滚道面之间的间隙空间的多个滚珠沿着圆周方向以等间隔排列。该滚珠轴承的滚珠排列方法的步骤具有：将间隙空间内的任意的滚珠保持在设置于机器人臂的末端的滚珠保持机构的滚珠保持工序；使被保持在滚珠保持机构的滚珠沿着节圆移动的滚珠移动工序，基于控制程序对多个滚珠重复实施这些工序。由此，多个滚珠在节圆上以等间隔排列。

Description

滚珠轴承的滚珠排列方法和滚珠排列装置、以及由该滚珠排 列方法制造的滚珠轴承
技术领域
本发明涉及滚珠轴承的滚珠排列方法和滚珠排列装置、以及由该滚珠排列方法制造的滚珠轴承。
背景技术
滚珠轴承的组装工序有滚珠排列工序，该滚珠排列工序是在外圈与内圈之间的间隙空间插入滚珠后，将这些插入的滚珠以等间隔排列。作为该滚珠排列工序的方法，例如可以例举以下的4种方法。
(1)手工：是使用竹签等使滚珠移动的方法。由于利用目视对滚珠进行定位，因此，难以准确以等间隔分开。
(2)滚珠分开箭头：如专利文献1公开的那样，是通过将梳齿状的滚珠分开夹具插入到内外圈间的间隙区域，从而将滚珠以等间隔排列的方法，其中，该梳齿状的滚珠分开夹具是将轴向长度不同的作业箭头沿着滚珠轴承的滚珠的节圆上突出设置多个。需要最初将多个滚珠集中在圆周方向的一个区域的滚珠集中件。另外，若滚珠数变多，则需要延长图16所示的滚珠分开箭头111的轴长，在该情况下，滚珠分开箭头制作困难并成为高价。
(3)空气滚珠分开：如专利文献2公开的那样，是利用空气的喷出、吸引将滚珠以等间隔排列的方法。不需要滚珠集中件，但需要空气的喷出、吸引用的高价的喷嘴。
(4)磁力滚珠分开：如专利文献3公开的那样，是使磁体接近内外圈间的滚道面空间并给滚道面空间带来磁场，从而使相邻的滚珠间分别产生磁斥力，将滚珠以等间隔排列的方法。不需要滚珠集中件，但需要强力的磁体。
在上述各方法中，由于空气滚珠分开、磁力滚珠分开需要高价的专用夹具、工具，因此一般不使用。现状下，滚珠分开箭头方式比较低廉作为适于批量生产的自动滚珠分开方法而被采用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-200789号公报
专利文献2：日本特开平5-104361号公报
专利文献3：日本特开2007-78043号公报
发明内容
本发明欲解决的问题
然而，即使是上述的滚珠分开箭头方式所涉及的滚珠均等分配工序，也会有如下所示的滚珠损伤、滚珠分开错误和使用滚珠分开箭头而导致的问题。
(I)滚珠损伤
在利用滚珠分开箭头进行滚珠分开时，用箭头的斜面按压滚珠时滚珠的表面有时会受损，或者附着尘埃、异物。特别是在像薄壁轴承那样滚珠数多的轴承型号名称时，由于在滚珠分开的初期阶段，滚珠分开箭头按压许多滚珠并使其移动，因此，需要用大的力来按压滚珠分开箭头。其结果是，滚珠在箭头的斜面被强力摩擦，滚珠容易损伤。图17(A)～(E)阶段性示出滚珠分开箭头111所进行的滚珠分开的形态。从图17(A)的准备状态，如图17(B)所示，若末端的箭头113插入到最端部的第1个滚珠115与第2个滚珠117之间，则末端的箭头113的斜面会按压所有第2个以后的滚珠。因此，末端的箭头113会用大的力来摩擦第2个滚珠117。之后如图17(C)～(E)所示，随着滚珠分开推进，箭头按压的滚珠的数量会减少。因此，滚珠分开的初期，滚珠最容易损伤。
(II)滚珠分开错误
由于为了缩短轴承制造的循环时间而加速滚珠分开箭头111的移动速度；或者根据附着在滚道圈、滚珠的防锈油的量(干燥状态)而滚珠分开箭头111按压滚珠列并使其移动时的阻力下降等，滚珠的移动速度有时会过大。在该情况下，滚珠分开箭头的上升时机和滚珠的位置会偏离。从图18(A)所示的准备状态起，若如图18(B)所示按压第2个以后的滚珠，则如图18(C)所示，第2个以后的滚珠会抢先跑开。其结果是，滚珠分开箭头111会与滚珠碰撞而产生滚珠分开错误。由于有这样的问题，因此，滚珠分开箭头111的移动速度有上限，难以进一步缩短循环时间。
(III)滚珠数所导致的滚珠分开错误、滚珠损伤的产生率的变化
滚珠分开错误、滚珠分开箭头所导致的滚珠损伤有滚珠数越多产生率越高的倾向。
(IV)滚珠分开箭头的成本和损坏
滚珠分开箭头是要求耐摩擦的表面硬度和高的尺寸精度的元件，加工成本高。而且，由于滚珠分开箭头是每个轴承型号名称所需的专用元件，因此，需要很多种类的滚珠分开箭头。另外，由于若产生如上所述的滚珠分开错误，则滚珠分开箭头有时会损坏，因此，需要始终准备备用元件，成为轴承的制造成本上升的主要原因。特别是，在对滚珠数多的轴承型号名称来制作滚珠分开箭头的情况下，由于各个箭头细长，因此，箭头的强度容易下降并损坏。
本发明是鉴于上述事项而完成的，其目的在于提供一种滚珠轴承的滚珠排列方法和滚珠排列装置、以及由该滚珠排列方法制造的滚珠轴承，其不使用高价的夹具，能够防止产生滚珠损伤、滚珠分开的错误，降低制造成本。
用于解决问题的方案
本发明具有下述构成。
(1)一种滚珠轴承的滚珠排列方法，将插入到外圈滚道面与内圈滚道面之间的间隙空间的多个滚珠沿着所述滚珠的节圆等间隔排列，所述滚珠轴承的滚珠排列方法的特征在于，
基于控制程序重复实施滚珠保持工序和滚珠移动工序，
所述滚珠保持工序中，将所述间隙空间内的多个滚珠中的任意的滚珠保持在设置于机器人臂的末端的滚珠保持机构，
所述滚珠移动工序中，通过所述机器人臂的驱动使被保持在所述滚珠保持机构的滚珠沿着所述节圆移动，
将所述多个滚珠排列在成为所述等间隔的各自的目标配置位置。
(2)如(1)所述的滚珠轴承的滚珠排列方法，其特征在于，
在实施所述滚珠保持工序和所述滚珠移动工序之前实施滚珠集中工序，使所述多个滚珠成为沿着所述节圆互相接触的滚珠列的状态。
(3)如(2)所述的滚珠轴承的滚珠排列方法，其特征在于，
使所述多个滚珠中的任意1个滚珠为不移动的不动滚珠，并使除了该不动滚珠之外的其余的滚珠沿着所述节圆移动。
(4)如(2)或(3)所述的滚珠轴承的滚珠排列方法，其特征在于，
将所述滚珠列分割为2个分组，使一个分组的滚珠向顺时针移动，使另一个分组的滚珠向逆时针移动。
(5)如(1)至(4)的任一项所述的滚珠轴承的滚珠排列方法，其特征在于，
所述滚珠轴承是具有第1滚珠列和第2滚珠列的多列滚珠轴承，
利用所述滚珠保持机构将在轴向重叠的所述第1滚珠列的滚珠和所述第2滚珠列的滚珠同时保持，并使其沿着所述节圆移动。
(6)一种滚珠轴承的滚珠排列装置，其将插入到滚珠轴承的外圈滚道面和内圈滚道面之间的间隙空间的多个滚珠沿着节圆以等间隔排列，所述滚珠轴承的滚珠排列装置的特征在于，包括：
轴承支承部，其支承所述滚珠轴承；
滚珠保持机构，其将所述间隙空间内的任意的滚珠装拆自如地保持；
机器人臂，其在末端部设置有所述滚珠保持机构；
控制部，其基于控制程序来驱动所述机器人臂和所述滚珠保持机构，
所述控制部使所述间隙空间内的任意的滚珠保持在所述滚珠保持机构，利用所述机器人臂使所述被保持的滚珠移动到成为所述等间隔的各滚珠的目标配置位置。
(7)如(6)所述的滚珠轴承的滚珠排列装置，其特征在于，
所述滚珠保持机构包括并设的一对板状部件，所述一对板状部件具有与所述滚珠的直径大致相同的间隔，用该一对板状部件夹持所述滚珠。
(8)如(7)所述的滚珠轴承的滚珠排列装置，其特征在于，
所述滚珠轴承是具有第1滚珠列和第2滚珠列的多列滚珠轴承，
所述一对板状部件至少具有如下的轴向长度：横跨在轴向重叠的所述第1滚珠列的滚珠和所述第2滚珠列的滚珠的各滚珠中心位置。
(9)由(1)至(5)的任一项所述的方法制造的滚珠轴承。
发明的效果
根据本发明的滚珠轴承的滚珠排列方法和滚珠排列装置，基于预先准备的控制程序，利用机器人臂使插入到外圈的滚道面与内圈的滚道面之间的间隙空间的多个滚珠移动并以等间隔排列。因此，即使作为对象的滚珠轴承的种类变更的情况下，也能够只变更控制程序以短时间且简单地进行设定更换。因此，不使用专用夹具也能防止产生滚珠损伤、滚珠分开的错误，能够提高生产节拍，降低轴承的制造成本。
另外，通过本发明的滚珠轴承，而成为低成本、稳定的高品质的产品，产品性能更均一。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施方式的图，是示意示出滚珠轴承的滚珠排列装置的整体构成图。
图2是滚珠保持机构的爪状夹具的构成图，(A)是爪状夹具的主视图，(B)是爪状夹具的侧视图。
图3是滚珠轴承的滚珠排列装置的控制框图。
图4(A)～(D)是滚珠轴承的平面图，是以每个步骤示出滚珠集中的步骤的说明图。
图5(A)～(D)是滚珠轴承的平面图，是以每个步骤示出滚珠分开的步骤的说明图。
图6(A)、(B)是示出爪状夹具所进行的滚珠的夹持步骤的说明图。
图7(A)、(B)是示出第2滚珠分开步骤的说明图。
图8是示出滚珠数为偶数的情况下的第2滚珠分开步骤的说明图。
图9(A)、(B)是示出滚珠数为偶数的情况下的第2滚珠分开步骤的说明图。
图10是示出在机器人臂末端的爪状夹具设置有拍摄部的形态的爪状夹具的放大立体图。
图11是第1变形例的滚珠排列装置的控制框图。
图12(A)、(B)是示出第1变形例的滚珠分开步骤的说明图。
图13是多列滚珠轴承的剖视图。
图14是示出爪状夹具的板状部件的轴向长度的说明图。
图15是示出多关节机构的机器人臂的立体图。
图16是滚珠分开箭头的立体图。
图17(A)～(E)是阶段性示出滚珠分开箭头所进行的滚珠分开的形态的说明图。
图18(A)～(C)是阶段性示出滚珠分开箭头的上升时机和滚珠的位置偏离的说明图。
附图标记的说明
11：滚珠轴承
15：滚珠保持机构
17：机器人臂
47：爪状夹具
49A、49B：板状部件
51：控制部
53：臂驱动部
61：外圈
63：内圈
65：滚珠
65S：不动滚珠
67：间隙空间
75：多列滚珠轴承
77：第1滚珠列
79：第2滚珠列
100：滚珠排列装置
具体实施方式
下面，参照附图来详细说明本发明的实施方式。
图1是用于说明本发明的实施方式的图，是示意示出滚珠轴承的滚珠排列装置的整体构成图。滚珠轴承的滚珠排列装置100将插入到外圈滚道面与内圈滚道面之间的间隙空间的多个滚珠沿着节圆的圆周方向以等间隔排列。滚珠排列装置100包括：支承滚珠轴承11的轴承支承部13；装拆自如地保持滚珠轴承11的间隙空间内的任意的滚珠的滚珠保持机构15；在末端部设置有滚珠保持机构15的机器人臂17；基于预先准备的控制程序对机器人臂17进行驱动的后述控制部(未图示)。
机器人臂17在图示例中由并联杆型的机器人构成。该机器人臂17主要具有：基础部19；连接有滚珠保持机构15的可动板21；从可动板21连结到基础部19的3个联杆部23、25、27；对滚珠保持机构15进行旋转驱动的旋转轴部29而构成。
基础部19容纳有：分别驱动联杆部23、25、27的马达31、33、35；驱动旋转轴部29的马达37，配置在可动板21的上方。
联杆部23具有驱动侧联杆部件39；2个被动侧联杆部件41、43。驱动侧联杆部件39的一端部与配置在基础部19的马达31连接，另一端部与被动侧联杆部件41、43连接。被动侧联杆部件41、43的与驱动侧联杆部件39连接的一端部的相反侧的另一端部与可动板21连接。联杆部23被马达31驱动，使可动板21移位。
其他联杆部25、27也同样，驱动侧联杆部件39与被动侧联杆部件41、43连结，被马达33、35驱动。可动板21根据马达31、33、35所进行的各联杆部23、25、27的驱动，在图中x、y、z轴方向移位。
与可动板21连接的滚珠保持机构15被支承于可动板21，能够与旋转轴部29的旋转一体地绕图中θ轴旋转驱动。旋转轴部29的末端部与滚珠保持机构15连接，基端部与马达37连接。在旋转轴部29的滚珠保持机构15与马达37之间设置有万向接头45、45；和在轴向伸缩自由的未图示的花键接合部，它们吸收伴随着可动板21的移动的旋转轴部29的移位、伸缩。
图2(A)、(B)是滚珠保持机构15的爪状夹具47的构成图，(A)是爪状夹具47的主视图，(B)是爪状夹具47的侧视图。如图2(A)所示，爪状夹具47包括具有与滚珠轴承11的滚珠的直径大致相同或者略大的间隔L且并设的一对板状部件49A、49B。一对板状部件49A、49B的间隔L优选设定为在滚珠的直径加上微小的间隙量的尺寸的长度。另外，一对板状部件49A、49B如图2(B)所示，具有能插入到滚珠轴承11的内圈与外圈之间的间隙空间的宽度W。这些板状部件49A、49B的末端角部49a被倒角为平滑的曲面形状，防止滚珠轴承11的滚道面、滚珠受损。
图3示出滚珠轴承的滚珠排列装置100的控制框图。滚珠轴承的滚珠排列装置100包括：控制部51；臂驱动部53；以及存储有执行下面说明的滚珠分开步骤的各工序的控制程序的储存部55。滚珠轴承的滚珠排列装置100与服务器57连接，服务器57具有包含对每个轴承型号名称设定的轴承的尺寸、滚珠数等各种要素信息的轴承数据库。
服务器57将与作为滚珠分开对象的滚珠轴承的轴承型号名称对应的程序号码的信息输出给控制部51。控制部51基于从服务器57输入的程序号码的信息，选择性地执行从预先在储存部55准备的多个控制程序中指定的控制程序。另外，控制部51也可以根据需要而向服务器57询问滚珠轴承的各种要素信息，将得到的信息用于控制程序的执行。
控制部51是个人计算机、可编程控制器等具有CPU、存储器、I/O接口等的计算机装置(信息处理装置)，储存部55是由硬盘、存储器等各种记录介质构成的储存单元。
臂驱动部53基于从控制部51输出的臂驱动信号，驱动机器人臂17的各驱动器(马达31、33、35、37)，将滚珠保持机构15的爪状夹具47插入到滚珠轴承的内外圈的间隙空间，进行变更滚珠位置的动作。
上述构成的滚珠轴承的滚珠排列装置100利用以下详细说明的滚珠排列方法，使滚珠沿着节圆均等排列。本滚珠排列方法的滚珠分开步骤包含：滚珠保持工序，其将间隙空间内的多个滚珠中的任意的滚珠保持在设置于机器人臂17的末端的滚珠保持机构15；和滚珠移动工序，其利用机器人臂17的驱动使被保持在滚珠保持机构15的滚珠65沿着节圆移动。这些各工序基于预先准备的控制程序而实施。
此外，在本滚珠排列方法中，在实施该滚珠分开步骤之前实施滚珠集中步骤，使随机配置的多个滚珠成为沿着节圆互相接触的滚珠列的状态。通过进行该滚珠集中步骤，从而能够准确掌握各滚珠的位置。
＜滚珠集中步骤＞
接下来，说明上述构成的滚珠轴承的滚珠排列装置100所进行的滚珠集中步骤。
图4(A)～(D)是滚珠轴承11的平面图，是以每个步骤示出滚珠集中的步骤的说明图。
首先，如上述图1所示，将插入有滚珠65的外圈61和内圈63放置在轴承支承部13。图4(A)示出被放置的滚珠轴承11的最初的状态。滚珠65从节圆上的滚珠放入位置69插入，在节圆上随机配置。在滚珠放入之后，在大部分的情况下，在滚珠放入位置69的180°相反侧附近的区域Wa不存在滚珠65。因此，控制部51(参照图3)如图4(B)所示驱动机器人臂17，在不存在滚珠65的区域Wa内插入滚珠保持机构15的爪状夹具47。具体而言，将滚珠保持机构15的轴中心与节圆上的区域Wa内的位置P0一致，将爪状夹具47插入到间隙空间67内。
此时，臂驱动部53利用马达37来驱动旋转轴部29，根据间隙空间67来调整爪状夹具47的朝向(图1所示的角度θ)。即，对爪状夹具47进行旋转驱动并调整，使得节圆的切线方向为与爪状夹具47的一对板状部件49A、49B的排列方向一致的方向。
接下来，控制部51如图4(C)所示驱动机器人臂17，使爪状夹具47从位置P0沿着节圆向逆时针方向移动到旋转了约90°的位置P1。
这样，爪状夹具47的移动方向前方侧的板状部件49A在节圆上推着滚珠65向逆时针方向移动。当爪状夹具47的中心到达位置P1时，间隙空间67内的滚珠的一端被配置在板状部件49A的移动方向前方侧的周位置(图中的半径线L1的周位置)。
接下来，控制部51驱动机器人臂17，如图4(D)所示，使爪状夹具47从位置P1沿着节圆向顺时针方向移动到旋转了200°～250°的位置P2。此时，爪状夹具47的移动方向前方侧的板状部件49B在节圆上以顺时针推着滚珠65移动。当爪状夹具47的中心到达P2时，间隙空间67内的滚珠的另一端被配置在图中的半径线L2的周位置，该图中的半径线L2的周位置表示板状部件49B的移动方向前方侧的周位置。
所述爪状夹具47的移动量根据半径线L1与半径线L2之间的内周角φ、滚珠65的直径和个数，由下面的关系式设定。
内周角φ＜与(滚珠直径×滚珠数)的周长相当的内周角
即，当使爪状夹具47顺时针移动到满足上述关系式的内周角φ的位置P2时，间隙空间67内的所有滚珠65成为相邻的滚珠彼此互相接触的状态的滚珠列。即，滚珠列的一端(移动方向末端)越过半径线L1的周位置并移动，间隙空间67内的滚珠65成为沿着节圆的一团的滚珠列。而且，滚珠列的另一端(移动方向后端)的滚珠被配置在半径线L2的周位置从而确定了多个滚珠65的各配置位置。所述滚珠聚拢步骤由预先准备的控制程序实施。
＜第1滚珠分开步骤＞
接下来，说明滚珠轴承的滚珠排列装置100所进行的第1滚珠分开步骤。
图5(A)～(D)是滚珠轴承的平面图，是以每个步骤示出滚珠分开的步骤的说明图。图5(A)是示出图4(D)所示的滚珠聚拢的状态的图，配置在所述滚珠列的另一端的1个滚珠为不动滚珠65S。若设想以该不动滚珠65S为基准，将其他滚珠65都以等间隔排列，则各滚珠65的目标配置位置如图5(B)所示。即，在图示例中，使不动滚珠65S与其他滚珠65合计的所有滚珠数是9个，其他滚珠65的目标配置位置是从不动滚珠65S起在节圆上以40°的内周角等分的位置PA1～PA8。
控制部51(参照图3)从所述滚珠65的目标配置位置PA1～PA8中的作为不动滚珠65S相邻的滚珠的目标配置位置PA8起，以降顺PA7、PA6、PA5……驱动机器人臂17来配置滚珠。首先，图如5(C)所示，用爪状夹具47夹持离不动滚珠65S最远的滚珠65E。即，将爪状夹具47的一对板状部件49A、49B插入到滚珠65E的两旁。
然后，控制部51用一对板状部件49A、49B夹持滚珠65E，利用马达37调整角度θ，并如图5(D)所示，使爪状夹具47沿着节圆移动到位置PA8。下面同样，使除了不动滚珠之外的其余滚珠65依次移动到目标配置位置PA7～PA1。由此，以不动滚珠65S为中心，各滚珠65成为在节圆上滚珠均等地被分开的状态。所述滚珠分开步骤由预先准备的控制程序实施。
此外，在利用爪状夹具47来夹持所述滚珠65时，即使板状部件49A、49B插入到滚珠列，与被夹持的滚珠相邻的滚珠也不会产生位置偏离。图6(A)、(B)示出爪状夹具47所进行的滚珠的夹持步骤的说明图。如图6(A)所示，包含夹持的滚珠65F与滚珠65F相邻的滚珠65G的接触点的垂直线为垂直边界线LB。在使滚珠65F夹持在板状部件49A与49B之间时，与该垂直边界线LB相比爪状夹具47的板状部件49A配置在滚珠65F侧。
使爪状夹具47下降，板状部件49A的下端抵接在滚珠65F的球面上。然后，如图6(B)所示，以板状部件49A与滚珠65F的球面上抵接的状态，使爪状夹具47进一步下降。这样，板状部件49A的下端一边在滚珠65F的倾斜面滑动一边插入到滚珠65F与滚珠65G之间。此时，由于滚珠65F与板状部件49A的滑动，向远离相邻的滚珠65G的方向移动。
由此，滚珠65F随着爪状夹具47的下降，移动并被夹持在板状部件49B与49A之间。另一方面，与滚珠65F相邻的滚珠65G不会与板状部件49A接触，不会从最初的滚珠位置偏离。这样，爪状夹具47不会给被夹持的滚珠65F以外的滚珠的滚珠位置带来影响。
此处，说明上述滚珠分开步骤所带来的作用效果。
本滚珠轴承的滚珠排列装置100利用机器人臂17使插入到滚珠轴承的滚道面间的滚珠65移动到期望的目标配置位置。另外，即使滚珠分开的轴承的尺寸、滚珠的数量不同，由于根据对每个轴承型号名称预先准备的控制程序来驱动机器人臂17，因此，能够简单且准确使滚珠65移动到每个轴承型号名称的适当的目标配置位置。而且，通过使用并联杆型机器人的机器人臂17，能够进行更高速的滚珠移动。
以往，需要准备与轴承型号名称分别对应的滚珠分开夹具，但在本构成中，不需要预先准备多种滚珠分开夹具，能够降低生产设备的成本。另外，在以往的准备多种滚珠分开夹具的方式中，在产生问题时由于要立即更换为相同的滚珠分开夹具，因此，还需要预先准备备用的夹具。因此，夹具的保管需要大空间，但根据本构成，不需要备用的夹具，能够省空间地进行高效率的生产。
另外，在利用手工进行滚珠分开的情况下，为了使滚珠准确与目标位置一致要花费相应的工时，假设即使准确配置在目标配置位置，夹具有时也会与滚珠触碰并产生位置偏离。因此，有时在滚珠存在位置偏离的状态下装入保持架，由于保持架与滚珠碰撞、摩擦而容易产生损伤。但是根据本构成，滚珠能够准确移动，能够防止滚珠、保持架的损伤。
进一步，在设置更换时，从服务器57(参照图3)向控制部51输入程序号码的信息，控制部51只选择性地执行与组装的轴承的型号名称对应的控制程序即可。另外，在本构成中，没有从多种夹具中选定期望的夹具并更换这样麻烦的作业。因此，能够缩短设置更换时间，提高生产节拍。
而且，由上述步骤制造的滚珠轴承11成为低成本且稳定的高品质的产品，产品性能更均一。
＜第2滚珠分开步骤＞
接下来，说明滚珠轴承的滚珠排列装置100所进行的第2滚珠分开步骤。
在上述第1滚珠分开步骤总，将滚珠列的端部的滚珠设定为不动滚珠，但在本步骤中，将滚珠列的中央的滚珠设定为不动滚珠。此外，在以后的说明中，对与上述的部件相同的部件赋予相同的附图标记，简化或者省略其说明。
图7(A)、(B)是示出第2滚珠分开步骤的说明图。如图7(A)所示，在滚珠数为奇数的情况下，滚珠列的中央的滚珠为不动滚珠65S。从该不动滚珠65S向顺时针方向配置的一个滚珠组为第1分组BL1，向逆时针方向配置的另一个滚珠组为第2分组BL2，以不动滚珠65S为中心将滚珠列分割为2个分组。由于在图示例中滚珠数为9个，因此，成为夹着中央的不动滚珠各有4个的分组。
控制部51在使各滚珠移动到与上述第1滚珠分开步骤同样地决定的滚珠的目标配置位置时，使第1分组BL1的滚珠组向顺时针移动，使第2分组BL2的滚珠组向逆时针移动。由此，滚珠65分别均等排列在各目标配置位置PA1～PA8。
根据本滚珠分开步骤，将滚珠列分割为2个分组并移动，从而能够缩短各滚珠65的总的移动量。其结果是，能够缩短机器人臂17所进行的滚珠分开的循环时间。另外，由于移动用的缩短，能够抑制滚珠65与外圈61与内圈63之间的滚道面接触而使滚珠65、滚道面受损。
图8是示出滚珠数为偶数的情况下的第2滚珠分开步骤的说明图。在滚珠数为偶数的情况下，滚珠列的中央的滚珠存在2个。这些滚珠65SA和滚珠65SB中，将任意一个设定为不动滚珠。而且，从不动滚珠向顺时针方向配置的滚珠组为第1分组BL1，向逆时针方向配置的滚珠组为第2分组BL2，将滚珠列分割为2个分组。在图示例中由于滚珠数为10个，因此，滚珠列的中央的滚珠65SA、65SB成为不动滚珠的候选。例如若将滚珠65SB设定为不动滚珠，则以与第2分组BL2的各滚珠65相同的处理使滚珠65SA移动。
控制部51以设定的不动滚珠65SB为基准，按照第1滚珠分开步骤来决定滚珠的目标配置位置，与图7(B)所示的情况同样，使第1分组BL1的各滚珠65向顺时针方向移动，使滚珠65SA和第2分组BL2的各滚珠65向逆时针方向移动。由此，能够与上述同样缩短循环时间，能够抑制滚珠、滚道面的损伤。
＜第3滚珠分开步骤＞
接下来，说明滚珠轴承的滚珠排列装置100所进行的第3滚珠分开步骤。
在上述滚珠分开步骤中设定了不动滚珠，但本滚珠分开步骤不设定不动滚珠，使所有的滚珠移动来进行滚珠分开。
图9(A)、(B)是示出滚珠数为偶数的情况下的第3滚珠分开步骤的说明图。在本滚珠分开步骤中，将滚珠集中为图9(A)所示的状态的滚珠，滚珠分开为与不动滚珠无关而任意设定的滚珠的目标配置位置。例如，如图9(B)所示，考虑任意设定了目标配置位置PA1～PA9的情况。在该情况下，对图9(A)的滚珠65-1～65-9与目标配置位置PA1～PA9进行比较，滚珠65-6(目标配置位置PA6)与滚珠65-7(目标配置位置PA7)之间成为移动方向相反的边界。
因此，使滚珠65-7～65-9为第1分组BL1，滚珠65-1～65-6为第2分组BL2，控制部51对于第1分组BL1的滚珠使其向顺时针方向移动，对于第2分组BL2的滚珠使其向逆时针方向移动。在该情况下，第1分组BL1与第2分组BL2的移动量非对称。
根据本滚珠分开步骤，利用滚珠集中动作进行滚珠分开之前的各滚珠的位置是确定的，滚珠分开之后的排列位置能够任意设定。因此，能够将滚珠排列在任意的位置，能够提高排列模式的自由度。另外，即使由于机器人臂17的配置、能动作的范围等滚珠排列装置100侧的情况而对滚珠分开动作产生限制的情况下，也能够进行适合于该装置侧的限制的动作。
＜滚珠集中步骤、滚珠分开步骤的第1变形例＞
接下来，说明滚珠集中步骤、滚珠分开步骤的第1变形例。
在实施上述的滚珠集中时，前提是：在将爪状夹具47的一对板状部件49A、49B插入到间隙空间的位置(图4(A)的区域Wa)不存在滚珠，但在本步骤中，在利用拍摄部拍摄滚珠轴承，确认了在间隙空间的区域Wa存在滚珠的情况下，变更爪状夹具47的一对板状部件49A、49B的插入位置。另外，在未确认的情况下，不进行插入位置的变更。
图10是示出在机器人臂末端的爪状夹具47设置有拍摄部的形态的爪状夹具47的放大立体图。在爪状夹具47的一部分安装有拍摄部71，其具有向板状部件49A、49B的延伸设置方向设定了拍摄区域的拍摄元件和透镜。
图11示出实施滚珠集中、滚珠分开步骤的滚珠排列装置100A的控制框图。滚珠排列装置100A的控制部51向臂驱动部53输出臂驱动信号并驱动机器人臂17，使爪状夹具47移动至滚珠轴承的间隙空间的上方。在机器人臂17移动后，控制部51向拍摄部71输出拍摄请求信号。接收到拍摄请求信号的拍摄部71对插入有爪状夹具47的一对板状部件49A、49B的滚珠轴承的间隙空间的区域进行拍摄，将该拍摄信号输出至控制部51。
控制部51对从拍摄部71输出的拍摄信号进行图像处理，例如如图12(A)所示的状态所示，判断为在区域Wa不存在滚珠的情况下，在该区域Wa插入爪状夹具47的一对板状部件49A、49B。另一方面，如图12(B)所示的状态所示，在判断为在区域Wa内存在滚珠65D的情况下，向臂驱动部53输出变更爪状夹具47的周向位置的臂驱动信号以避开该滚珠65D，变更爪状夹具47的位置。
利用本构成，在将爪状夹具47的一对板状部件49A、49B插入到滚珠轴承的间隙空间时，能够更可靠地防止与滚珠的干扰。
另外，在滚珠分开步骤中，通过根据从拍摄部71输出的图像信号求出各滚珠的位置，能够更准确地掌握滚珠位置，能够使爪状夹具47的移动目的地位置为更适当的位置。
＜滚珠集中步骤、滚珠分开步骤的第2变形例＞
接下来，说明滚珠集中步骤、滚珠分开步骤的第2变形例。
上述的滚珠集中和滚珠分开的步骤是对单列滚珠轴承实施的例子，但对于多列滚珠轴承也能够同样进行。在本滚珠集中步骤和滚珠分开步骤中，利用爪状夹具对多列滚珠轴承的滚珠与上述同样进行滚珠集中和滚珠分开。
图13是多列滚珠轴承的剖视图。多列滚珠轴承75具有第1滚珠列77和第2滚珠列79，在各滚珠列插入多个滚珠65。该情况下的爪状夹具47的板状部件49A、49B如图14所示，使用至少具有横跨第1滚珠列77的滚珠65、第2滚珠列79的滚珠65的各滚珠中心位置的轴向长度(延伸高度H)的板状部件。
在本构成中，首先如图4(A)、(B)所示，基于来自控制部51的驱动信号，臂驱动部53将板状部件49A、49B插入到多列滚珠轴承75的间隙空间67的区域Wa，如图4(C)、(D)所示，使第1滚珠列77的滚珠与第2滚珠列79的滚珠65一次就滚珠聚拢。当完成滚珠聚拢后，第1滚珠列77的滚珠65与第2滚珠列79的滚珠65分别成为圆周方向位置一致的状态。
接下来，在滚珠聚拢之后的轴向重叠配置的第1滚珠列77的滚珠65与第2滚珠列79的滚珠65的2个滚珠在被夹入到板状部件49A、49B之间的位置，臂驱动部53将一对板状部件49A、49B插入到多列滚珠轴承75的轴向。这样，2个滚珠65、65都被板状部件49A、49B夹持。
而且，控制部51与上述同样驱动机器人臂17，从而第1滚珠列77的滚珠65与第2滚珠列79的滚珠65的2个滚珠被同时夹持，一次就移动到目标配置位置。通过重复上述步骤，从而与单列滚珠轴承的情况同样，能够进行滚珠聚拢、滚珠分开。
＜其他构成例＞
作为上述构成的滚珠轴承的滚珠排列装置100所使用的机器人臂17，除了图1所示的并联杆型的机器人臂17之外，也可以采用各种机构的机器人臂。也可以例如是图15所示的多关节机构的机器人臂17A。在该情况下，在机器人臂17A的末端设置有爪状夹具47并进行滚珠的夹持、移动。作为其他的机器人臂，可以由单轴机器人、2轴、3轴的垂直的滑动轴所构成的垂直机器人等构成。
这样，本发明不限于上述实施方式，将实施方式的各构成相互组合，基于说明书的记载以及已知的技术，本领域技术人员进行变更、应用也被本发明涵盖，包含在要求保护的范围内。例如，滚珠保持机构15不一定需要利用爪状夹具47来夹持转动体，例如也可以将转动体真空吸附、电磁吸附、保持。
本发明基于2014年9月12日申请的日本专利申请2014-186214号，其内容作为参照并入本文。

Claims (7)

1.一种滚珠轴承的滚珠排列方法，将插入到外圈滚道面与内圈滚道面之间的间隙空间的多个滚珠沿着所述滚珠的节圆等间隔排列，所述滚珠轴承的滚珠排列方法的特征在于，
基于控制程序重复实施滚珠保持工序和滚珠移动工序，
所述滚珠保持工序中，所述间隙空间内的多个滚珠中的任意的滚珠由设置于机器人臂的末端，且并设的一对板状部件来保持，所述一对板状部件具有与所述滚珠的直径大致相同的间隔，
所述滚珠移动工序中，通过所述机器人臂的驱动使被保持在所述一对板状部件的滚珠沿着所述节圆移动，
将所述多个滚珠排列在成为所述等间隔的各自的目标配置位置。
2.如权利要求1所述的滚珠轴承的滚珠排列方法，其特征在于，
在实施所述滚珠保持工序和所述滚珠移动工序之前实施滚珠集中工序，使所述多个滚珠成为沿着所述节圆互相接触的滚珠列的状态。
3.如权利要求2所述的滚珠轴承的滚珠排列方法，其特征在于，
使所述多个滚珠中的任意1个滚珠为不移动的不动滚珠，并使除了该不动滚珠之外的其余的滚珠沿着所述节圆移动。
4.如权利要求2或3所述的滚珠轴承的滚珠排列方法，其特征在于，
将所述滚珠列分割为2个分组，使一个分组的滚珠向顺时针移动，使另一个分组的滚珠向逆时针移动。
5.如权利要求1至3的任一项所述的滚珠轴承的滚珠排列方法，其特征在于，
所述滚珠轴承是具有第1滚珠列和第2滚珠列的多列滚珠轴承，
所述一对板状部件至少具有如下的轴向长度：横跨在轴向重叠的所述第1滚珠列的滚珠和所述第2滚珠列的滚珠的各滚珠中心位置，利用所述一对板状部件将在轴向重叠的所述第1滚珠列的滚珠和所述第2滚珠列的滚珠同时保持，并使其沿着所述节圆移动。
6.一种滚珠轴承的滚珠排列装置，其将插入到滚珠轴承的外圈滚道面和内圈滚道面之间的间隙空间的多个滚珠沿着节圆以等间隔排列，所述滚珠轴承的滚珠排列装置的特征在于，包括：
轴承支承部，其支承所述滚珠轴承；
滚珠保持机构，其将所述间隙空间内的任意的滚珠装拆自如地保持；
机器人臂，其在末端部设置有所述滚珠保持机构；
控制部，其基于控制程序来驱动所述机器人臂和所述滚珠保持机构，
所述滚珠保持机构包括并设的一对板状部件，所述一对板状部件具有与所述滚珠的直径大致相同的间隔，用该一对板状部件夹持所述滚珠，
所述控制部使所述间隙空间内的任意的滚珠保持在所述滚珠保持机构，利用所述机器人臂使所述被保持的滚珠移动到成为所述等间隔的各滚珠的目标配置位置。
7.如权利要求6所述的滚珠轴承的滚珠排列装置，其特征在于，
所述滚珠轴承是具有第1滚珠列和第2滚珠列的多列滚珠轴承，
所述一对板状部件至少具有如下的轴向长度：横跨在轴向重叠的所述第1滚珠列的滚珠和所述第2滚珠列的滚珠的各滚珠中心位置。
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