CN107110227A - 滚珠轴承的组装方法和组装装置、以及由该组装方法制造的滚珠轴承 - Google Patents

滚珠轴承的组装方法和组装装置、以及由该组装方法制造的滚珠轴承 Download PDF

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Abstract

滚珠轴承的组装装置包括：使外圈滚道面和内圈滚道面在同一平面上互相偏心的状态下保持外圈与内圈并形成间隙空间的内外圈保持部；储料器；机器人臂；配置在机器人臂的末端部的滚珠保持机构；控制部。控制部从储料器使任意的滚珠保持在滚珠保持机构，利用机器人臂将保持的滚珠运送到与滚珠轴承的种类对应的间隙空间的滚珠投入位置，将保持的滚珠投入到间隙空间，将这样的动作反复实施与滚珠轴承的滚珠数相同的次数。

Description

滚珠轴承的组装方法和组装装置、以及由该组装方法制造的 滚珠轴承
技术领域
本发明涉及滚珠轴承的组装方法和组装装置、以及由该组装方法制造的滚珠轴承。
背景技术
滚动轴承的组装工序有在外圈与内圈之间装填滚动体即滚珠的入珠工序。例如在深槽滚珠轴承的情况下，该入珠工序是使外圈与内圈在水平面上偏心配置，从外圈内周面与内圈外周面之间所形成的间隙插入滚珠(例如参照专利文献1～3)。
在上述入珠工序中，面对外圈与内圈之间的间隙的一侧端部地配置入珠喷嘴，通过该入珠喷嘴将所需个数的滚珠投入到内外圈之间的空间。下面，参照附图来说明该入珠工序。
首先，在以往的深槽滚珠轴承的组装工序中，进行下面(1)～(3)的步骤。
(1)使深槽滚珠轴承的内圈301与外圈303偏心并固定在基座板305(参照图17)，在基座板305设置有俯视下形成为月牙形的月牙形突起307。月牙形突起307从基座板305表面起的高度H如图中虚线所示，与在滚珠309正确投入到内圈301与外圈303之间的情况(滚动面中心与滚珠中心一致的高度)下的滚珠309的最下表面的高度大致相同。
在该基座板305上，将月牙形突起307载放为在外圈303的内周侧，将内圈301载放为在外圈303的内侧且月牙形突起307的外周侧。通过夹着月牙形突起307来配置内圈301与外圈303，使内圈301在径向向月牙形突起307的相反侧移动，从而在月牙形突起307上确保作为滚珠309的投入空间的大间隙。
(2)向投入空间投入滚珠(参照图18(A))
在载放在基座板305的内圈301和外圈303的月牙形突起307的正上方(投入空间的正上方)配置入珠喷嘴311。然后，将预先容纳在入珠喷嘴311内的多个滚珠309投入到投入空间。在该入珠喷嘴311形成有大致1个滚珠量的内径的通路313，在该通路313内插入预先所需的个数的滚珠。即，入珠喷嘴311在通路313内准备了多个滚珠垂直堆积的滚珠列的状态下被配置在投入空间上，将滚珠列一下子投入到投入空间。
此时，碰到月牙形突起307的上表面的滚珠309边与周围的面、从后持续的滚珠碰撞，边被投入到内圈301与外圈303之间的间隙空间CS，在间隙空间CS内向沿着圆周方向的任意的端部流动。为了使从入珠喷嘴311投入的滚珠309在内圈301与外圈303之间的间隙空间CS内顺畅移动，如图18(B)所示，也可以构成为使基座板305从水平面以预定角度θ倾斜。
(3)内圈靠近(参照图19)
使与外圈303相对偏心地配置的内圈301向成为与外圈303同心的位置移动。月牙形突起307的径向宽度W在内圈301与外圈303为同心的状态下，设定为正好进入到内圈301与外圈303之间的宽度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-196666号公报
专利文献2：日本特开2008-25663号公报
专利文献3：日本特开2002-219623号公报
发明内容
本发明欲解决的问题
然而，在上述的深槽滚珠轴承的入珠工序中，可以例举如下所示的问题。
(1)伤痕的产生和尘埃、异物的附着
由于在内圈与外圈之间的间隙空间一下子投入许多滚珠，因此滚珠有时会由于滚珠彼此的碰撞、滚珠与夹具的碰撞而受损。另外，在通过入珠喷嘴311内的通路313时，有时在滚珠会附着尘埃、异物。
(2)滚珠阻塞
在上述构成的入珠喷嘴311中，有时会产生滚珠阻塞。作为滚珠阻塞的产生原因，如图20、图21所示从入珠喷嘴311供给的滚珠309会在内圈301与外圈303之间的间隙空间CS的一方偏向并流动，使得残留在入珠喷嘴311的滚珠309不能掉落。由于从入珠喷嘴311供给的滚珠309不能主动地在间隙空间CS的左右分开，因此，以某一特定的概率会成为图21所示的状态，即，滚珠309仅流动到一侧并产生滚珠阻塞。特别在滚珠数多的轴承名称型号时，存在滚珠阻塞的产生频度变高的倾向。
在滚珠数多的轴承名称型号中，从入珠喷嘴311具有某一初速度供给的滚珠309会由于与滚道面的摩擦、滚珠彼此的碰撞而失速。因此，如图22所示，滚珠309有时会滞留在间隙空间CS的图中虚线所示的区域T。根据留在入珠喷嘴311内的滚珠309的重量，存在滞留的滚珠309在间隙空间CS内不能在周向移动，不能完成入珠工序的情况。
(3)滚珠伤痕
如图23(A)所示，多个滚珠309的列在入珠喷嘴311的通路313内掉落，起始的滚珠309会碰撞到月牙形突起307的上表面。此时，如图23(B)所示，有的情况下会由于滚珠彼此的碰撞而产生滚珠伤痕。特别是在滚珠数多的轴承名称型号、滚珠直径大的轴承名称型号中，滚珠309受损的比例高。
滚珠数所导致的滚珠阻塞，滚珠伤痕的产生率的变化如表1所示，具有在滚珠数多的情况下产生率高的倾向。
[表1]
滚珠数(个) 3～8 9～12 13～16 17～19 20～24 25以上
滚珠阻塞 A A B B C D
滚珠伤痕 A A A B B C
A：几乎不产生(产生率：0.1％以下)
B：偶尔产生(产生率：0.1％～0.3％)
C：经常产生(产生率：0.3％～1.0％)
D：频繁产生(产生率：1.0％以上)
(4)需要轴承名称型号专用的夹具
由于入珠喷嘴311是作为入珠对象的滚珠轴承的名称型号专用零件，因此，存在与轴承的种类的数量相同的数量。所以，在滚珠轴承的制造、组装线中，需要保管、管理多个入珠喷嘴311，这是轴承的制造成本上升的主要原因。另外，由于在设置更换时需要更换入珠喷嘴311，因此，难以缩短设置更换时间。还具有的问题是：若入珠喷嘴311的设置位置产生偏离，则滚珠的流动不会顺畅，成为麻烦的原因。
因此，本发明的目的在于提供一种滚珠轴承的组装方法及其组装装置、以及由该组装方法制造的滚珠轴承，在向外圈的滚道面与内圈的滚道面之间围成的间隙空间插入多个滚珠时，防止插入的滚珠损伤；尘埃、异物附着，在滚珠插入时不会产生滚珠阻塞，而且不需要对每个轴承的专用夹具。
用于解决问题的方案
本发明具有下述构成。
(1)一种滚珠轴承的组装方法，所述滚珠轴承在外圈滚道面与内圈滚道面之间的间隙空间插入有多个滚珠，其特征在于，
在使所述外圈滚道面和所述内圈滚道面在同一平面上互相偏心地形成所述间隙空间后，以与所述滚珠轴承的滚珠数相同的次数反复实施如下工序：
滚珠保持工序，从排列配置多个滚珠的储料器将任意的滚珠保持在配置于机器人臂的末端的滚珠保持机构；
滚珠运送工序，基于控制程序利用所述机器人臂，将所保持的滚珠运送到根据所述滚珠轴承的类别而设定的所述间隙空间的滚珠投入位置；
滚珠投入工序，在将所保持的滚珠插入到所述间隙空间内的状态下，解除所述滚珠保持机构所进行的所述滚珠的保持。
(2)如(1)所述的滚珠轴承的组装方法，其特征在于，
所述间隙空间的滚珠投入位置是所述间隙空间的径向间隙最大的最大间隙位置，
所述滚珠投入工序在将所保持的滚珠插入到所述最大间隙位置的间隙空间内后，一边利用所述机器人臂使所保持的滚珠在沿着滚道面的周向移动，一边解除所述滚珠保持机构所进行的所述滚珠的保持。
(3)如(2)所述的滚珠轴承的组装方法，其特征在于，
所述滚珠投入工序在每次投入所述滚珠时使所述机器人臂在所述周向移动的方向交替反转。
(4)如(2)或(3)所述的滚珠轴承的组装方法，其特征在于，
所述多个滚珠各自的目标配置位置设定在所述控制程序中，
所述滚珠投入工序在将所保持的滚珠插入到所述最大间隙位置后，利用所述机器人臂使所保持的滚珠移动到与该滚珠对应的所述目标配置位置，在移动完成后解除所述滚珠保持机构所进行的所述滚珠的保持。
(5)如(1)至(4)的任一项所述的滚珠轴承的组装方法，其特征在于，
所述滚珠轴承是滚珠数为13个以上的滚珠轴承。
(6)如(1)至(4)的任一项所述的滚珠轴承的组装方法，其特征在于，
所述滚珠轴承是滚珠数为20个以上的滚珠轴承。
(7)如(1)至(6)的任一项所述的滚珠轴承的组装方法，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，
在将滚珠投入到所述第1滚珠列后，在所述多列滚珠轴承的第1滚珠列与第2滚珠列之间的轴向位置，插入具有部分圆环状的滚珠支持部的弯曲臂夹具，在将第2滚珠列的滚珠投入到被插入的所述滚珠支持部上后，使该投入的第2滚珠列的滚珠沿着滚道面向所述滚珠支持部之外的部分移动，并将所述弯曲臂夹具从所述第2滚珠列的滚珠的未占有部分拔出。
(8)一种滚珠轴承的组装装置，在外圈滚道面与内圈滚道面之间的间隙空间插入有多个滚珠，所述滚珠轴承的组装装置的特征在于，包括：
内外圈保持部，其使所述外圈滚道面与所述内圈滚道面在同一平面上互相偏心的状态下保持外圈和内圈，形成所述间隙空间；
储料器，其排列配置多个滚珠；
滚珠保持机构，其装拆自由地保持所述滚珠；
机器人臂，其在臂末端部配置有所述滚珠保持机构，能移动到指定的位置；
控制部，其基于控制程序驱动所述机器人臂和所述滚珠保持机构，所述控制程序根据所述滚珠轴承的类别来设定所述间隙空间的滚珠投入位置，
所述控制部将来自所述储料器任意的滚珠保持在所述滚珠保持机构，利用所述机器人臂将所保持的滚珠运送到被设定的所述间隙空间的滚珠投入位置，在将被保持的滚珠插入到所述间隙空间内的状态下，解除所述滚珠保持机构所进行的所述滚珠的保持。
(9)如(8)所述的滚珠轴承的组装装置，其特征在于，
所述滚珠保持机构将多个所述滚珠个别地装拆自如地保持。
(10)利用(1)至(7)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组装方法和组装装置，在外圈的滚道面与内圈的滚道面之间围成的间隙空间插入多个滚珠时，由于利用机器人臂将滚珠个别地空中运送，因此，能够防止插入的滚珠的损伤，抑制尘埃、异物的附着。另外，由于不使滚珠在入珠喷嘴这样的狭小的通路内滚动，因此，不会产生与通路壁面的摩擦、滚珠彼此的强力碰撞，不会产生滚珠伤痕、滚珠阻塞。并且，由于即使作为组装对象的滚珠轴承的种类变更，也能够根据轴承名称型号灵活地对应，因此，能够不使用专用夹具也能够容易缩短设置更换时间。由此，能够提高生产节拍，以低成本组装高品质的滚珠轴承。
根据本发明的滚珠轴承，得到滚珠伤痕、尘埃、异物的附着少的高品质、高性能的产品。
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组装装置的整体构成图。
图2(A)、(B)是示出在基座板载放外圈和内圈的形态的说明图。
图3是示出储料器的一个构成例的构成图，(A)是储料器的侧视图，(B)是从A方向观察储料器的最前部的主视图。
图4是滚珠轴承的入珠装置的控制框图。
图5(A)、(B)、(C)是示出在每个步骤滚珠保持工序的机器人臂的动作的说明图。
图6(A)是示出滚珠运送工序的机器人臂的动作的说明图，(B)是示出滚珠投入工序的机器人臂的动作的说明图。
图7是平行连杆型机器人的概要的构成图。
图8(A)、(B)是吸附保持多个滚珠的滚珠保持机构的概要示意图。
图9是示出在外圈与内圈之间的间隙空间滚珠能投入的区域的说明图。
图10(A)、(B)是滚珠轴承装置的第2入珠步骤的说明图。
图11是示出滚珠轴承装置的第3入珠步骤的说明图。
图12(A)、(B)是滚珠轴承装置的第3入珠步骤的说明图。
图13(A)、(B)是滚珠轴承装置的第3入珠步骤的说明图。
图14(A)、(B)是滚珠轴承装置的第4入珠步骤的说明图。
图15是弯曲臂夹具的立体图。
图16是示出从轴承拔出弯曲臂夹具的形态的说明图。
图17是示出使以往的深槽滚珠轴承的内圈与外圈偏心地配置的形态的剖视图。
图18(A)、(B)是示出向以往的滚珠轴承的投入空间投入滚珠的形态的剖视图。
图19是示出使以往的偏心配置的内圈向成为与外圈同心的位置移动的形态的剖视图。
图20是示出以往的滚珠阻塞的产生原因的图，是示出从入珠喷嘴供给的滚珠在内圈与外圈之间的间隙空间的一方偏向并流动的形态的说明图。
图21是示出以往的滚珠阻塞的产生原因的图，是以截面示出从入珠喷嘴供给的滚珠在内圈与外圈之间的间隙空间的一方偏向并流动的形态的说明图。
图22是以截面示出滚珠在以往的内圈与外圈之间的间隙空间滞留的形态的说明图。
图23(A)、(B)是示出多个滚珠的列在以往的入珠喷嘴的通路内掉落，并与月牙形突起的上表面碰撞的形态的说明图。
附图标记的说明
11：内外圈保持部
13：储料器
15：滚珠保持机构
17：机器人臂
19：臂驱动部
21：控制部
23：基座板
27：外圈
29：内圈
37：滚珠
49：储存部
50：服务器
75：多列滚珠轴承
77：外圈
79：第1滚珠列
81：第2滚珠列
83：弯曲臂夹具
85：滚珠支持部
87：垂直臂
89：未占有部分
100：滚珠轴承的组装装置
150：平行连杆型机器人
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组装装置的整体构成图。滚珠轴承的组装装置(此处作为入珠装置说明)100在滚珠轴承的外圈滚道面与内圈滚道面之间投入多个滚珠。入珠装置100包括：使外圈滚道面和内圈滚道面在同一平面上互相偏心的状态下，保持外圈和内圈，形成间隙空间的内外圈保持部11；排列配置有多个滚珠的储料器13；臂末端能移动到指定的位置的机器人臂17；配置在机器人臂17的臂末端，装拆自由地保持滚珠的滚珠保持机构15；驱动机器人臂17的未图示的臂驱动部；控制部21。
内外圈保持部11具有：载放滚珠轴承的外圈和内圈的基座板23；设置在基座板23的面上的月牙形突起25。月牙形突起25是与上述图17所示的月牙形突起307同样的构成。基座板23在本构成中从水平面倾斜，但也可以如后述详细叙述的是水平的。该基座板23除了固定在倾斜角为一定的基座的构成之外，也可以构成为固定在倾斜角能调整的台上。
图2(A)、(B)是示出在基座板23载放外圈27和内圈29的形态的说明图。设置在基座板23上的月牙形突起25将外圈27的内周面卡止，由此被卡止的外圈27在月牙形突起25的相反侧的内周面支持内圈29。这样，如图2(B)所示，外圈27与内圈29在基座板23的面上，外圈滚动面与内圈滚动面以在同一平面上互相偏心的状态被保持。
月牙形突起25与所述图17所示的情况同样，在内圈29与外圈27之间投入了滚珠(未图示)的情况下，设定从基座板23起的高度，使得该滚珠的中心与滚动面中心高度为相同高度。若将外圈27和内圈29在倾斜的基座板23上夹着月牙形突起25配置，则内圈29在外圈27的内侧滑落到与外圈内周面抵接，外圈27与内圈29偏心配置。由此，在月牙形突起25上确保作为滚珠的投入空间的间隙空间CS。外圈27和内圈29在基座板23上的配置是从未图示的内外圈供给机构供给的。
储料器13为了机器人臂17选择滚珠37，将多个滚珠以排列在预定位置的状态下保持。图3(A)、(B)示出储料器13的一个构成例，但储料器13的形式、构造不限于此。图3(A)是储料器13的侧视图；图3(B)是从A方向观察储料器13的最前部的主视图。
图示例的储料器13具有：具有V形槽31并倾斜配置的滚道33；配置在滚道33的最下端部的止动器35。在V形槽31载放有多个滚珠37，滚珠37由于自重移动到下方，最下部的滚珠37始终与止动器35抵接。由此，各滚珠37在滚道33上自动排列并定位。所以，若用机器人臂17选择最下部的滚珠37，则接下来最下部的滚珠37移动到与止动器35抵接的位置。
机器人臂17如图1所示具有多关节机构，包括在臂末端部保持滚珠37的滚珠保持机构15。机器人臂17在储料器13的位置、与内外圈保持部11的预定位置(在后述外圈27与内圈29的滚道面间围成的间隙空间)之间往返，将滚珠37反复供给到轴承侧。
图示例的机器人臂17具有：基端侧与底座41连接的第1臂43；基端侧与第1臂43连接，末端侧与滚珠保持机构15连接的第2臂45。在底座41与第1臂43之间、以及第1臂43与第2臂45之间，能利用未图示的驱动器旋转地连接。此外，机器人臂17与机器人的种类无关，但优选的是尽可能高速动作的机器人臂。
另外，配置在机器人臂17的各关节的驱动器，基于输入到臂驱动部的来自控制部21的臂驱动信号，分别被个别驱动。作为驱动器，例如可以利用伺服马达、油压或者气压缸等。
滚珠保持机构15是真空吸附机构，包括配置在机器人臂17的末端，仅装拆自由地吸附1个滚珠37的吸附垫47。滚珠保持机构15基于来自控制部21的保持信号、保持解除信号，对滚珠37吸附保持、保持解除。滚珠保持机构15不限于上述真空吸附式，可以是使用磁力的方式、利用2个爪、3个爪等机械卡盘的方式、其他方式。滚珠保持机构15的把持力只要具有能经受对运送中的滚珠37施加的加速度程度的把持力即可。
控制部21基于与作为组装对象的滚珠轴承的类别对应的控制程序，向臂驱动部和滚珠保持机构15输出驱动信号，分别驱动机器人臂17和滚珠保持机构15。具体而言，利用滚珠保持机构15从储料器13保持任意的滚珠37，将保持的滚珠37运送到内外圈保持部11的预定位置。然后，在该运送目的地的位置，解除被滚珠保持机构15保持的滚珠37的保持。控制部21将上述动作反复实施与滚珠轴承的滚珠数相同的次数。
图4示出滚珠轴承的入珠装置100的控制框图。滚珠轴承的入珠装置100包括：所述控制部21、臂驱动部19、滚珠保持机构15和储存部49，储存部49存储有执行下面说明的入珠步骤的控制程序。滚珠轴承的入珠装置100与服务器50连接，服务器50具有包含每个轴承名称型号的轴承的尺寸、滚珠数等各种要素信息的轴承数据库。
服务器50将与作为入珠对象的滚珠轴承的轴承名称型号对应的程序号码的信息输出给控制部21。控制部21基于从服务器50输入的程序号码的信息，选择性执行从预先在储存部49中准备的多个控制程序中指定的控制程序。另外，控制部21也可以根据需要向服务器50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21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49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19基于从控制部21输出的臂驱动信号，驱动机器人臂17的未图示的各驱动器。滚珠保持机构15基于从控制部21输出的保持信号或者保持解除信号，对与未图示的吸引泵连接的阀进行开关驱动，为了使滚珠37吸附保持在吸附垫47而进行吸引，另外，为了解除滚珠37的吸附保持而停止吸引。
＜第1入珠步骤＞
接下来，说明上述构成的滚珠轴承的入珠的装置100所涉及的入珠步骤。
首先，如上述图2(A)、(B)所示，将外圈27和内圈29放置在基座板23上。将外圈27载放在基座板23上的月牙形突起25成为外圈内周侧的位置，将内圈29载放在在外圈27的内周侧且基座板23上的月牙形突起25成为外周侧的位置。
基座板23倾斜，从而外圈27在倾斜的基座板23上外圈内周面卡止在月牙形突起25。另外，内圈29滑落到下侧使内圈外周面与外圈内周面抵接。由此，外圈27和内圈29在相互的滚道面在同一平面上互相偏心的状态下配置在基座板23上。另外，内圈29在外圈内周面与月牙形突起25之间具有径向的移动余量。
与作为组装对象的外圈27、内圈29对应的轴承名称型号(表示轴承的种类的识别号码)的信息根据入珠装置100的操作者、或者输入到入珠装置100的轴承生产的指示信号等，预先输入到图1所示的控制部21。所述基座板23具有与输入的轴承名称型号适合的形状的月牙形突起25。
在本滚珠轴承的入珠的步骤中，反复实施下面(1)～(3)所示的工序，直到轴承名称型号所规定的预定数量的滚珠37都投入到外圈27与内圈29之间的间隙空间CS。各工序是利用存储在图4所示的储存部49的控制程序来执行的。此外，控制程序预先设定有分别与滚珠轴承的类别对应的间隙空间CS的滚珠投入位置的空间坐标。
(1)从储料器13使任意的滚珠37保持在滚珠保持机构15的滚珠保持工序。
(2)利用机器人臂17将保持在滚珠保持机构15的滚珠37运送到间隙空间CS的滚珠投入位置的滚珠运送工序。
(3)在将保持的滚珠37插入到间隙空间CS内的状态下，解除滚珠保持机构15所进行的滚珠37的保持的滚珠投入工序。
在(1)的滚珠保持工序中，利用机器人臂17的臂末端部的滚珠保持机构15，吸附保持1个在储料器13排列的滚珠37。图5(A)、(B)、(C)是示出在每个步骤的滚珠保持工序的机器人臂17的动作的说明图。
完成内外圈保持部11上的内外圈的配置后，控制部21(参照图4)向臂驱动部19输出用于使滚珠37吸附保持的臂驱动信号。臂驱动部19基于输入的驱动信号将机器人臂17从图5(A)作为一个例子示出的当前姿势，如图5(B)所示使臂末端的滚珠保持机构15移动至储料器13的滚珠37的正上方位置。然后，控制部21向滚珠保持机构15输出保持信号，使1个滚珠37吸附在吸附垫47。接下来，如图5(C)所示，臂驱动部19使机器人臂17上升，从储料器13选择1个滚珠37。
在(2)的滚珠运送工序中，机器人臂17，将被臂末端的滚珠保持机构15吸附保持的滚珠37，从储料器13的位置运送到外圈27和内圈29的滚道面间形成的间隙空间CS的滚珠投入位置。
图6(A)是示出滚珠运送工序的机器人臂17的动作的说明图。完成滚珠保持工序后，控制部21(参照图4)向臂驱动部19输出用于运送滚珠的臂驱动信号。臂驱动部19基于输入的驱动信号来驱动机器人臂17，将被滚珠保持机构15吸附保持的滚珠37，从储料器13的位置运送到内外圈保持部11所载放的外圈27与内圈29的滚道面间的间隙空间CS的滚珠投入位置。
间隙空间CS的滚珠投入位置基于来自服务器50的指示被预先设定在控制部21选定的控制程序，机器人臂17将滚珠37运送到设定的滚珠投入位置。即，与生产预定的各种滚珠轴承对应的控制程序是基于服务器50的轴承数据库的信息预先作成的，存储在储存部49。控制部21执行准备的多个控制程序中的，与服务器50指定的组装对象的滚珠轴承对应的控制程序。由此，能够将滚珠37准确运送到适合组装对象的滚珠轴承的间隙空间CS的滚珠投入位置
在(3)的滚珠投入工序中，在滚道面间的间隙空间CS内将滚珠保持机构15吸附保持的滚珠37保持解除，向间隙空间CS内投入滚珠37。图6(B)是示出滚珠投入工序的机器人臂17的动作的说明图。控制部21(参照图4)驱动滚珠保持机构15，解除被吸附垫47保持的滚珠37的保持，向间隙空间CS内的滚珠投入位置即月牙形突起25上投入滚珠37。
此外，控制部21在将被滚珠保持机构15保持的滚珠37插入到间隙空间CS内时，控制为使所保持的滚珠37不与外圈27、内圈29等其他部件接触。即，控制部21将滚珠37表面与其他部件的距离维持在预定间隔以上并驱动机器人臂17。由此，能够可靠地防止在机器人臂17驱动时周围的部件与滚珠37干扰，使滚珠37受损。不使上述所保持的滚珠37与其他部件接触的驱动控制在后述的其他入珠步骤也同样实施。
而且，控制部21将上述(1)、(2)、(3)的各工序反复实施与组装对象的滚珠轴承对应的轴承名称型号所规定的滚珠数相同的次数。
接下来，说明本滚珠轴承的入珠装置100所涉及的作用效果。
本滚珠轴承的入珠装置100用机器人臂17将配置在储料器13的滚珠37从储料器13的位置运送到滚道面间的间隙空间CS的滚珠投入位置，在该滚珠投入位置投入滚珠37。以往，由于对每个轴承名称型号的轴承的尺寸、滚珠的数量不同，因此，需要准备分别对应的入珠夹具并固定在预定的位置。但是，在本构成中，机器人臂17根据控制程序在储料器13的位置到间隙空间CS的滚珠投入位置之间往返。因此，能够在每个轴承名称型号的适当的滚珠插入位置简单且准确地连续投入滚珠37。
即，在设置更换时，从服务器50(参照图4)向控制部21输入程序号码的信息，控制部21选择性执行与组装的轴承的名称型号对应的控制程序。因此，能够缩短设置更换时间，提高生产节拍。另外，在本构成中，没有从许多夹具中选定期望的夹具并更换这样麻烦的作业。另外，不需要预先准备多个入珠夹具，能够降低生产设备的成本。
在以往的准备许多入珠夹具的方式中，由于在产生问题时要立即更换相同的入珠夹具，因此，还要预先准备预备的夹具。因此，夹具的保管需要大的空间。但是，根据本构成，本身不需要夹具，能够省空间地进行高效率的生产。
另外，通过使基座板23倾斜，投入到间隙空间CS内的滚珠37会由于滚珠37的自重而掉落到形成为月牙形的间隙空间CS的任意一个周端侧，滚珠37不会阻塞。另外，与以往的在间隙空间CS一下子送入许多滚珠的方式相比，在本构成中滚珠37只是自然掉落，没有机械附加力所导致的滚珠37的损伤。
并且，滚珠37被机器人臂17空中运送，在从储料器13的位置到间隙空间CS的滚珠投入位置之间不会触碰其他部件。因此，其他部件与滚珠37不会干扰，防止滚珠37的损伤，抑制在滚珠37表面附着尘埃、异物。
＜机器人臂的其他构成例＞
作为上述构成的滚珠轴承的入珠装置100所使用的机器人臂17，除了图1所示的多关节机构的机器人臂17之外，也可以采用各种机构。例如，可以例举平行连杆型机器人、单轴机器人、2轴、3轴的垂直的滑动轴构成的垂直机器人等。其中，可以适当使用能高速动作的平行连杆型机器人。
图7示出平行连杆型机器人的概要构成图。平行连杆型机器人150被构成为主要具有：基础部51；可动板53；将基础部51和可动板53连结的3个连接部55、57、59。在可动板53安装有滚珠保持机构15。
连接部55将从基础部51延伸设置的驱动侧连接部件61；从可动板53延伸设置的2个被动侧连接部件63、65互相连结。另外，在基础部51配置有对驱动侧连接部件61进行驱动的驱动器67。此外，由于其他连接部57、59的构成与连接部55同样，因此其说明省略。通过个别驱动这些连接部55、57、59的驱动器67、69、71，从而能够使可动板53以3个自由度移动，并能够高速定位到期望的位置。
＜滚珠保持机构的其他构成例＞
所述滚珠保持机构15的构成是吸附1个滚珠37，但构成也可以是使多个滚珠37同时吸附。图8(A)、(B)示出吸附保持多个滚珠的滚珠保持机构的概要示意图。图8(A)所示的滚珠保持机构16A具有：安装在平行连杆型机器人150的可动板53的连结部93A；自由旋转地与连结部93A连接的旋转吸附部95A。
连结部93A由万向接头构成，变更旋转吸附部95相对于可动板53的倾斜角等。旋转吸附部95A在圆锥状块体97的侧面的2个部位，经由柱体设置有吸附垫47A、47B。各吸附垫47A、47B配置在圆锥状块体97的每旋转180°的位置。此外，连结部93A也可以是齿轮机构来代替万向接头。
在各吸附垫47A、47B连接有未图示的空气吸引路，利用来自控制部21的驱动信号，滚珠保持机构16A的吸引被接通断开驱动。根据该滚珠保持机构16A的构成，可以使吸附垫47A、47B分别同时保持滚珠37，在从储料器13选择滚珠37时，在使2个滚珠37被吸附的状态下，能够一次运送这些滚珠37。其结果是，能够削减机器人臂17从储料器13到滚珠投入位置往返的次数，能够进行更高速的入珠处理。
图8(B)所示的滚珠保持机构16B具有：安装在图1所示的机器人臂17的末端的连结部93B；自由旋转地与连结部93B连接的旋转吸附部95B。旋转吸附部95B在旋转轴99的2个部位经由柱体设置有吸附垫47A、47B。该情况下的吸附垫47A、47B配置在旋转轴99的每旋转180°的位置。根据该构成，也能够在各吸附垫47A、47B分别保持滚珠37，得到与上述的图8(A)所示的构成同样的作用效果。此外，能吸附的滚珠的数量也可以是3个以上。
＜第2入珠步骤＞接下来，说明滚珠轴承的入珠装置100所进行的第2入珠步骤。
在上述入珠步骤中，使外圈27与内圈29偏心配置。这是因为在内外圈的各滚道面有槽肩，在内外圈同心的状态下滚珠37会干扰槽肩，不能插入到滚道面间的间隙空间。然而，即使使外圈27与内圈29偏心，滚道面间的间隙空间CS中滚珠37能投入的区域也是有限的。
如图9所示，外圈27与内圈29之间的月牙形的间隙空间CS的滚珠37能投入的区域是根据外圈27的内径、内圈29的外径、滚珠37的直径决定的。一般而言，是内外圈之间的间隙空间CS的中央附近，沿着周向的滚珠直径的1.5～2.5倍左右的区域为能投入的区域。图中的长度L的范围是能投入的区域，包含径向间隙最大的最大间隙位置。
如上所述，由于能投入的区域是狭窄的范围，因此，只要之前投入的滚珠37不移动到间隙空间CS内的其他场所，就不能装入下面的滚珠。如上所述，如果使基座板23倾斜，那么投入的滚珠37会由于自重而移动到间隙空间CS的周向任一侧。但是，在该情况下，需要使基座板23倾斜的构造、机构。另外，入珠后不能原样进行后续的内圈靠近的工序。
因此，在本入珠步骤中，在滚珠保持机构15解除滚珠37的保持时，使滚珠37朝向内外圈的任意周向移动并解除保持。这样，滚珠37在带有初始速度的状态下被放到间隙空间CS内。通过这样，在间隙空间CS的滚珠投入位置可靠地确保下面的滚珠37的滚珠插入空间。因此，即使不使基座板23倾斜也能够防止滚珠37的滞留，能够简化装置构成。
上述入珠步骤是服务器50(参照图4)与上述同样将与轴承名称型号对应的控制程序号码输出至控制部21，控制部21执行指示的控制程序而进行的。此外，在以下的说明中，对与第1入珠步骤说明的部件共通的部件赋予相同的附图标记，简化或者省略其说明。
图10(A)、(B)示出滚珠轴承装置的第2入珠步骤的说明图。在本入珠步骤中，控制部21(参照图4)向臂驱动部19输出臂驱动信号，臂驱动部19基于输入的臂驱动信号来驱动机器人臂17，使臂末端移动至储料器13的位置。而且，控制部21向滚珠保持机构15输出保持信号，滚珠保持机构15从储料器13吸附保持滚珠37。
接下来，臂驱动部19利用机器人臂17将吸附保持的滚珠37运送到外圈27与内圈29之间的间隙空间CS的滚珠插入位置，从间隙空间CS的滚珠插入位置插入到间隙空间CS内。在该插入的时间点，滚珠保持机构15继续保持滚珠37。至此的步骤与上述的步骤同样。
然后，如图10(A)所示，臂驱动部19驱动机器人臂17，使保持在滚珠保持机构15的滚珠37向沿着间隙空间CS的周向的一个方向(图中为箭头D1方向)移动。在该滚珠移动中，控制部21输出保持解除信号，在滚珠保持机构15接收到保持解除信号的时点，解除滚珠37的保持。解除了保持的滚珠37在带有初始速度的状态下在间隙空间CS朝向周向端部滚动。由此，滚珠37不会在间隙空间CS的滚珠插入位置即中央附近滞留。
接下来，控制部21将向臂驱动部19运送下面的滚珠的臂驱动信号输出到臂驱动部19。臂驱动部19基于输入的臂驱动信号使机器人臂17返回到储料器13位置，与之前同样从储料器13保持滚珠37，再次将滚珠37运送到内外圈保持部11的间隙空间CS的滚珠插入位置。
然后，如图10(B)所示，臂驱动部19使保持在滚珠保持机构15的滚珠37向沿着间隙空间CS的周向的另一个方向(图中箭头D2方向)移动。在该滚珠移动中，控制部21输出保持解除信号，在滚珠保持机构15接收到保持解除信号的时点，解除滚珠37的保持。解除了保持的滚珠37在带有初始速度的状态下在间隙空间CS朝向周向端部滚动。此时，滚珠37也不会滞留在间隙空间CS的滚珠插入位置。
控制部21反复将滚珠37向上述的间隙空间CS的投入，在间隙空间CS内，将滚珠37在D1方向与D2方向均等分开。
根据本入珠步骤，由于即使不使基座板23倾斜，滚珠37也不会滞留在间隙空间CS的周向中央附近，能够防止由于滚珠阻塞使滚珠37受损、制造工序停止。另外，由于使滚珠37交替相反配置在间隙空间CS的周向两端，因此，滚珠37不会不平衡地积存在一侧，由此也能够防止滚珠阻塞。
＜第3入珠步骤＞
接下来，说明滚珠轴承的入珠的装置所进行的第3入珠步骤。
在上述滚珠轴承的入珠步骤中，滚珠保持机构15是真空吸附方式，利用机器人臂17的驱动边使滚珠保持机构15移动，边解除滚珠37的保持。在该情况下，需要使机器人臂17的动作与滚珠保持机构15的动作高精度同步。但是，若从切换真空接通/断开的阀(未图示)到机器人臂17末端的滚珠保持机构15的距离长，则容易产生从阀工作到滚珠37的真空吸附被解除的时间滞后。因此，另行需要使保持解除的时机一致的控制、机构。
因此，在本入珠步骤中，在外圈27与内圈29之间的间隙空间CS中，预先利用计算或者实验求出最终配置滚珠37的位置，利用机器人臂17将各滚珠37直接配置在该求出的目标配置位置。
即，对滚珠轴承的每个轴承名称型号预先作成将滚珠37分别配置在求出的各目标配置位置的控制程序，将其存储在图4所示的储存部49。服务器50将所述算法的控制程序中，与作为放入对象的滚珠轴承的轴承名称型号对应的程序号码的信息输出到控制部21。控制部21基于从服务器50输入的程序号码的信息，选择性执行指定的控制程序。
图11示出滚珠轴承装置的第3入珠步骤的说明图。
本入珠工序所使用的控制程序被作成为以下面的步骤进行入珠。首先，求出外圈27与内圈29之间的间隙空间CS中，具有能配置滚珠37的径向宽度的实际间隙区域Ar，求出将该实际间隙区域Ar沿着圆周方向除以滚珠数的分割区域。然后，求出所求出的各分割区域的滚珠中心位置P1～P8，将其储存为目标配置位置。
接下来，基于求出的滚珠中心位置P1～P8的信息即目标配置坐标，将滚珠37配置在各滚珠中心位置P1～P8。
在图示例中，实际间隙区域Ar的圆周角为180°，滚珠数为8个。此外，这些角度、滚珠数等是根据轴承名称型号决定的，根据内圈外径、外圈内径、滚珠直径唯一决定。
图12、图13示出滚珠轴承装置的第3入珠步骤的说明图。图12(A)是载放在内外圈保持部的外圈27和内圈29的平面图；图12(B)是以(A)所示的Q1-Q1截面省略了内圈29的示意剖视图。另外，图13(A)是载放在内外圈保持部的外圈27和内圈29的平面图；图13(B)是以(A)所示的Q2-Q2截面省略了内圈29的示意剖视图。
在本入珠步骤中，控制部21(参照图1)向臂驱动部19输出臂驱动信号，臂驱动部19基于输入的臂驱动信号来驱动机器人臂17，使臂末端移动至储料器13的位置。而且，控制部21向滚珠保持机构15输出保持信号，滚珠保持机构15从储料器13吸附保持滚珠37。接下来，臂驱动部19基于臂驱动信号利用机器人臂17，将滚珠37运送到外圈27与内圈29之间的间隙空间CS的周向中央附近的滚珠投入位置，如图12(B)所示，在继续保持滚珠37的状态下插入到间隙空间CS内。
之后，如图12(A)所示，臂驱动部19驱动机器人臂17，使保持在滚珠保持机构15的滚珠37移动至滚珠中心位置P1。在滚珠37移动完成后，利用控制部21输出的保持解除信号，滚珠保持机构15解除滚珠37的保持。由此，保持被解除的滚珠37被准确定位在滚珠中心位置P1。
在机器人臂17将滚珠37配置在滚珠中心位置P1后，控制部21向臂驱动部19输出臂驱动信号，臂驱动部19使机器人臂17再次移动至储料器13的位置。然后，利用从控制部21输出的保持信号，滚珠保持机构15重新从储料器13对滚珠37进行吸附保持。接下来，臂驱动部19基于臂驱动信号再次将滚珠37运送到间隙空间CS的周向中央附近的滚珠投入位置，如图13(B)所示，在继续保持滚珠37的状态下插入到间隙空间CS内。
之后，如图13(A)所示，臂驱动部19驱动机器人臂17，使吸附保持在滚珠保持机构15的滚珠37移动至滚珠中心位置P2。在滚珠37移动完成后，利用控制部21输出的保持解除信号，滚珠保持机构15解除滚珠37的保持。保持被解除的滚珠37被准确定位在滚珠中心位置P2。
下面，控制部21将上述步骤反复实施与其余的滚珠数相同的次数。由此，滚珠37以高精度定位的状态配置在预先求出的全部滚珠中心位置P1～P8。
根据该入珠步骤，由于即使滚珠保持机构15和机器人臂17的动作时机产生偏离，在滚珠保持机构15将滚珠37保持解除的时点，由于是机器人臂17停止的状态，因此，能够将滚珠37可靠地定位在预定的滚珠中心位置。
＜第4入珠步骤＞
上述的第1至第3入珠步骤在作为组装对象的滚珠轴承是多列滚珠轴承的情况下能够适用。此处，说明在多列滚珠轴承投入滚珠的步骤。图14(A)、(B)示出滚珠轴承装置的第4入珠步骤的说明图。
图14(A)是省略了配置在内外圈保持部的多列滚珠轴承75的内圈的外圈77的剖视图。多列滚珠轴承75具有第1滚珠列79和第2滚珠列81。
在该入珠步骤中，首先，控制部21(参照图4)与上述的单列的滚珠轴承的情况同样，向第1滚珠列79投入滚珠37。
接下来，控制部21使用图15所示的弯曲臂夹具83向第2滚珠列投入滚珠37。弯曲臂夹具83具有：俯视为部分圆环状的滚珠支持部85；从滚珠支持部85的一端向上方延伸设置的垂直臂87。
图14(B)示出在第2滚珠列81装填滚珠37的形态。控制部21在第2滚珠列81装填滚珠37时，与第1滚珠列79的滚珠在月牙形突起25上调整滚珠的高度位置同样，使用弯曲臂夹具83来调整第2滚珠列81的滚珠37的高度位置。
即，控制部21利用未图示的驱动机构使垂直臂87移动，将弯曲臂夹具83的滚珠支持部85配置为使得配置在滚珠支持部85上的滚珠的中心与内外圈的滚动面的中心一致的高度位置(轴向位置)。而且，控制部21在弯曲臂夹具83的滚珠支持部85上，与上述的单列的滚珠轴承的情况同样投入第2滚珠列81的滚珠37。
若向第2滚珠列81投入滚珠37完成，则控制部21进行滚珠收集动作，使投入的第2滚珠列81的滚珠37沿着滚道面从滚珠支持部85上移动。利用滚珠收集动作，将多个滚珠37集中在滚珠支持部85的相反侧的PCD上。之后，如图16所示，控制部21利用未图示的驱动机构，将弯曲臂夹具83从第2滚珠列81的滚珠37的未占有部分89向上方拔出。
上述滚珠收集动作除了使滚珠37移动以外，也可以使内圈91旋转，使弯曲臂夹具83的垂直臂87沿着轴承的PCD移动。
根据该入珠步骤，即使是多列轴承通过使用弯曲臂夹具83，也可以适用所述第1～第3入珠步骤。
如以上说明，根据本构成的滚珠轴承的组装装置和组装方法，由于根据控制程序实施各种入珠步骤，因此，当然能够以高速且高位置精度进行入珠处理，能够简单且短时间进行设置更换。另外，滚珠轴承的内外圈的端面、槽肩与滚珠没有干扰，滚珠不会带有伤痕。进一步，能够使投入的滚珠数与规定的数量准确一致。
另外，在所述滚珠轴承的入珠的装置100中，在入珠装置100的储存部49内置的ROM存储多个控制程序，控制部21选择性执行这些多个控制程序中任意的控制程序，从而实施各入珠步骤。但是，本发明不限于该形态，例如，也可以是如下形态：将多个控制程序储存在与入珠装置100不同的储存装置，控制部21与储存装置通信，从储存装置获取执行的控制程序。另外，构成也可以是服务器50的轴承名称型号信息储存在入珠装置100的储存部49。
若结束所述入珠，则使内圈29移动到与外圈27同心的位置，将滚珠37保持在轴承内使得滚珠37不会从滚道圈内飞出。
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，构成也可以是将滚珠保持机构固定，用机器人来移动内外圈、储料器。在该情况下，也能够相对地实现与本发明的构成等效的动作。
实施例
使用本构成的滚珠轴承的入珠装置100，利用第1入珠步骤在滚珠轴承的内圈与外圈之间的间隙空间进行入珠。表2示出该情况下的滚珠阻塞、滚珠伤痕的产生率。参考例是使用了从入珠喷嘴将多个滚珠一下子投入到间隙空间的入珠装置的情况下的结果。本构成的入珠装置100与参考例相比可知，从滚珠数为13个以上起观察到产生率下降，从滚珠数为20个以上起产生显著的差异。
[表2]
A：几乎不产生(产生率：0.1％以下)
B：偶尔产生(产生率：0.1％～0.3％)
C：经常产生(产生率：0.3％～1.0％)
D：频繁产生(产生率：1.0％以上)
本发明基于2014年9月12日申请的日本专利申请2014-186279号，其内容作为参照并入本文。

Claims (10)

1.一种滚珠轴承的组装方法，所述滚珠轴承在外圈滚道面与内圈滚道面之间的间隙空间插入有多个滚珠，其特征在于，
在使所述外圈滚道面和所述内圈滚道面在同一平面上互相偏心地形成所述间隙空间后，以与所述滚珠轴承的滚珠数相同的次数反复实施如下工序：
滚珠保持工序，从排列配置有多个滚珠的储料器将任意的滚珠保持在配置于机器人臂的末端的滚珠保持机构；
滚珠运送工序，基于控制程序利用所述机器人臂，将被保持的滚珠运送到根据所述滚珠轴承的类别而设定的所述间隙空间的滚珠投入位置；
滚珠投入工序，在将被保持的滚珠插入到所述间隙空间内的状态下，解除所述滚珠保持机构所进行的所述滚珠的保持。
2.如权利要求1所述的滚珠轴承的组装方法，其特征在于，
所述间隙空间的滚珠投入位置是所述间隙空间的径向间隙最大的最大间隙位置，
所述滚珠投入工序在将被保持的滚珠插入到所述最大间隙位置的间隙空间内后，一边利用所述机器人臂使被保持的滚珠在沿着滚道面的周向移动，一边解除所述滚珠保持机构所进行的所述滚珠的保持。
3.如权利要求2所述的滚珠轴承的组装方法，其特征在于，
所述滚珠投入工序在每次投入所述滚珠时使所述机器人臂在所述周向移动的方向交替反转。
4.如权利要求2或3所述的滚珠轴承的组装方法，其特征在于，
所述多个滚珠各自的目标配置位置设定在所述控制程序中，
所述滚珠投入工序在将被保持的滚珠插入到所述最大间隙位置后，利用所述机器人臂使被保持的滚珠移动到与该滚珠对应的所述目标配置位置，在移动完成后解除所述滚珠保持机构所进行的所述滚珠的保持。
5.如权利要求1至4的任一项所述的滚珠轴承的组装方法，其特征在于，
所述滚珠轴承是滚珠数为13个以上的滚珠轴承。
6.如权利要求1至4的任一项所述的滚珠轴承的组装方法，其特征在于，
所述滚珠轴承是滚珠数为20个以上的滚珠轴承。
7.如权利要求1至6的任一项所述的滚珠轴承的组装方法，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，
在将滚珠投入到所述第1滚珠列后，在所述多列滚珠轴承的第1滚珠列与第2滚珠列之间的轴向位置，插入具有部分圆环状的滚珠支持部的弯曲臂夹具，在将第2滚珠列的滚珠投入到被插入的所述滚珠支持部上后，使该投入的第2滚珠列的滚珠沿着滚道面向所述滚珠支持部之外的部分移动，并将所述弯曲臂夹具从所述第2滚珠列的滚珠的未占有部分拔出。
8.一种滚珠轴承的组装装置，所述滚珠轴承在外圈滚道面与内圈滚道面之间的间隙空间插入有多个滚珠，所述滚珠轴承的组装装置的特征在于，包括：
内外圈保持部，其使所述外圈滚道面与所述内圈滚道面在同一平面上互相偏心的状态下保持外圈和内圈，形成所述间隙空间；
储料器，其排列配置多个滚珠；
滚珠保持机构，其装拆自由地保持所述滚珠；
机器人臂，其在臂末端部配置有所述滚珠保持机构，能移动到指定的位置；
控制部，其基于控制程序驱动所述机器人臂和所述滚珠保持机构，所述控制程序根据所述滚珠轴承的类别来设定所述间隙空间的滚珠投入位置，
所述控制部将来自所述储料器任意的滚珠保持在所述滚珠保持机构，利用所述机器人臂将被保持的滚珠运送到被设定的所述间隙空间的滚珠投入位置，在将被保持的滚珠插入到所述间隙空间内的状态下，解除所述滚珠保持机构所进行的所述滚珠的保持。
9.如权利要求8所述的滚珠轴承的组装装置，其特征在于，
所述滚珠保持机构将多个所述滚珠个别地装拆自如地保持。
10.一种滚珠轴承，由权利要求1至7的任一项所述的方法制造。
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