JP2005119812A

JP2005119812A - 部品整列装置

Info

Publication number: JP2005119812A
Application number: JP2003357176A
Authority: JP
Inventors: Jiro Matsuyama; 二郎松山; Yutaka Hashioka; 豊橋丘; Naoki Muramatsu; 直樹村松
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2005-05-12

Abstract

【課題】リード線を有する部品を、リード線を基準として整列させる部品整列装置を得ること。
【解決手段】二本のリード線２０aを有する略円筒状のコンデンサ２０を案内しながら移動させる案内溝１０uを備えた搬送テーブル１０と、案内溝１０ｕの方向と非平行な傾きを有すると共に、テーブル１０を振動させることによりコンデンサ２０を回転しながら移動させる加振台５と、案内溝１０ｕの下端部に設けられると共に、リード線２０a及びコンデンサ２０に接触してコンデンサ２０の回転と移動とを止める回転停止板１３とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、リード線を有する部品を整列させる部品整列装置の改良に関するものである。

従来の部品整列装置では、特許文献１に記載のように、水平面に対して適宜な角度で傾斜した傾斜部と、この傾斜部の下端部に連続する水平端部とを備え、かつ前記傾斜部および水平端部上を部品が移動可能な搬送テーブルを形成し、この搬送テーブルをほぼ鉛直方向に立設された板バネにより支持すると共に、搬送テーブルを駆動源によりほぼ水平方向に振動可能に構成したものが示されている。
かかる部品整列装置によれば、最先端の部品が後続の部品によって持ちあがることを防止できるものである。
実開昭５９−１１６３１５号公報

しかしながら、上記部品整列装置では、部品を単に整列されるのみで、部品のリード線を基準として整列させることができなかったので、次工程において、ロボットハンドにより部品を把持して、部品のリード線をプリント基板の孔に挿入する用途には適用しずらいという問題点があった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、リード線を有する部品を、リード線を基準として整列させる部品整列装置を提供することを目的とするものである。

第１の発明に係る部品整列装置は、少なくとも二本のリード線を有する略円筒状の部品を案内しながら移動させる案内溝を備えた搬送部材と、前記部品の移動方向と非平行な傾きを有すると共に、前記搬送部材を振動させることにより前記部品を回転しながら移動させる加振手段と、前記案内溝の下端部に設けられると共に、前記リード線及び前記部品に接触して前記部品の回転と移動とを止める回転停止手段と、を備えたことを特徴とするものである。

第２の発明に係る部品整列装置は、加振手段と搬送部材との重なり範囲を変更することにより傾きを調整する調整手段と、を備えたことを特徴とするものである。

第３の発明に係る部品整列装置は、案内溝の端部に案内溝の中心部とほぼ交差するように部品を把持する把持部が移動する経路に切欠きを設けたことを特徴とするものである。

第４の発明に係る部品整列装置における回転停止手段は、案内溝に対向して設けられ、前記案内溝の中心部とほぼ平行すると共に、リード線の間に挿入する板状部材であり、該板状部材は前記部品が接触した状態において、前記リード線の先端から根元方向に下降する傾斜面を有する、ことを特徴とするものである。

第５の発明に係る部品整列装置における回転停止手段は、リード線の間に挿入すると共に、立設した棒部材である、ことを特徴とするものである。

第６の発明に係る部品整列装置における回転停止手段は、部品の底面に接触する第1の面と、リード線を載せると共に、案内溝に対してほぼ水平な第２の面と、前記第２の面から前記第１の面に向かって下降する傾斜面とを有する載置部材を、を備えたことを特徴とするものである。

第７の発明に係る部品整列装置における板状部材は、案内溝の中心部を基準に傾きを変更することにより前記リード線の回転停止位置を変更する変更手段と、を備えたことを特徴とするものである。

以上のように、第１の発明によれば、搬送部材の案内溝内の部品は、加振手段により回転しながら移動し、回転停止手段によりリード線を基準として停止する。したがって、リード線を基準として部品を整列できるという効果がある。

第２の発明によれば、搬送部材の案内溝にある部品が移動する回転速度及び搬送速度を調整手段により調整できるので、回転停止手段によりリード線を基準により一層部品を整列し易くなるという効果がある。

第３の発明によれば、例えばロボットのハンド等が切欠きを通過して部品を容易に把持できるという効果がある。

第４、第５、第６の発明によれば、回転停止手段をそれぞれ板状部材、棒部材、載置部材により簡易に構成できるという効果がある。

第７の発明によれば、傾き変更手段により部品が停止した際におけるリード線の回転停止位置を変更できるので、例えば部品を把持するロボットにおけるハンド等の姿勢制御に融通性を有するという効果がある。

実施の形態１
本発明の一実施の形態を図１乃至図４によって説明する。図１は、部品整列装置を示す斜視図、図２は図１に示す部品整列装置の回転停止板近傍の拡大図、図３は搬送テーブルを加振することによりコンデンサに作用する力を示した模式図、図４はコンデンサに作用する力のベクトル図である。
図１及び図２において、部品整列装置１は、床面状に設置される四角柱状のベース３を備えている。このベース３上に固定されると共に、加振方向を矢印Ｐｄ(以下、加振方向Ｐｄという)のようにベース３に対して水平方向に振動を発生させる加振手段としての加振台５が設けられている。加振台５の上に固定されると共に、二本のリード線２０ａを有する略円筒状の部品としてのコンデンサ２０を矢印Ｐｈ(以下、搬送方向Ｐｈという)のように搬送するために凹状の案内溝１０ｕを有する板状の搬送テーブル１０がベース３の上面の水平面に対して第1の傾きφを有するように設けられている。なお、加振方向Ｐdに平行な面を加振平面Ａfといい、搬送方向Ｐｈに平行な面を搬送平面Ｐｆという。

搬送部材としての搬送テーブル１０の案内溝１０ｕには、リード線２０ａを下向き姿勢に複数のコンデンサ２０が並べられており、コンデンサ２０を回転しながら摺動して案内溝１０ｕ内を搬送方向Ｐhの方向に下降(移動)するように形成されている。
案内溝１０ｕの下端部には、案内溝１０ｕと直交すると共に、ロボットのハンド(図示せず)によりコンデンサ２０の円筒面を把持するために、該ハンドの移動経路に設けられた把持用切欠き１０hと、コンデンサ２０の二つのリード線２０ａの間に挿入させて、リード線２０ａに接触することによりコンデンサ２０の回転を停止すると共に、コンデンサ２０の底面を接触することによりコンデンサ２０の下降を停止させる回転停止手段及び板状部材としての回転停止板１３とが設けられている。
回転停止板１３には、コンデンサ２０の底面が回転停止板１３に接触した状態において、リード線２０ａの先端から根元方向に向かって下降するように形成された傾斜面１３ａを有している。

そして、可振台５の加振方向Ｐd(加振平面Ａf)と搬送方向Ｐh(搬送平面Ｐf)と互いにゼロでない第２の角θをなしている。角θを適当に選べば、コンデンサ２０の搬送速度や回転速度を調整することが可能である。このため、角θを調整できる調整手段を有している。かかる調整手段は、搬送テーブル１０の中央を支点として搬送テーブル１０が水平方向に回転可能に形成し、加振台５と搬送テーブル１０との重なり範囲を変更するように形成されており、搬送テーブル１０が加振台５に装着及び取外し可能に形成されている。

＜コンデンサの搬送原理＞
Ｉ．概要
まず、図３に示すように加振台５の加振方向Ｐdによって生じるコンデンサ２０の加振力Ｆaはコンデンサ２０を下降して移動させる搬送方向分力Ｆhと、コンデンサ２０を回転させる回転方向分力Ｆrと、コンデンサ２０を上昇させようとする上昇方向分力Ｆuの互いに直交する３つの分力に分解することができる。かかる搬送方向分力Ｆhによりコンデンサ２０と案内溝１０ｕに生じる摩擦力μに抗してコンデンサ２０を下降しながら、コンデンサ２０に回転方向分力Ｆrによりコンデンサ２０の中心軸まわりに回転力が作用してコンデンサ２０を回転しながら下降する。

II.コンデンサ２０のＸ方向に搬送
まず、コンデンサ２０に作用する加速度の関係を図４(ａ)に示す。搬送テーブル１０に発生する加速度ベクトルをａ、この加速度ベクトルaの直交方向成分をそれぞれa_x，a_y，a_zとし、加速度ベクトルａとＸＹ平面のなす角をφ、加速度ベクトルａをＸＹ平面に投影したベクトルとＸ軸のなす角をθとすると、加速度ベクトルａの各方向成分は下式となる。
ａ_x=acosφcosθ ・・・・(1)
a_y=acosφsinθ ・・・・(2)
a_z=asinφ ・・・・(3)

ここで、図４(ｂ)，(ｃ)は搬送案内溝１０ｕをＹ軸方向からみた図である。図図４(ｂ)に示すように、搬送テーブル１０に加速度a_x，a_y，a_zのうち、加速度a_x，a_zのみが作用する場合を考える。コンデンサ２０に重力加速度gが作用しているとき、コンデンサ２０と搬送テーブル１０との接触により生じる摩擦力f_xと、慣性力F_xとがコンデンサ２０に作用する。このとき摩擦力f_xおよび慣性力F_xは、コンデンサ２０の重量をｍとすると下式となる。
f_x= mm(g+a_z ) ・・・・(4)
F_x= ma_x ・・・・(5)
かかる状態において、コンデンサ２０と搬送テーブル１０が相対的に滑らない条件は下式となる。
f_x＞F_x ・・・・(6)
上記(1)〜(6)の関係を整理すると、図４(ｂ)の状態においてコンデンサ２０と搬送テーブル１０が相対的に滑らない条件は下式となる。
m (g＋asinφ)＞acosφ ・・・・(7)

同様に図４(ｃ)に示すように、図４(ｂ)における搬送テーブル１０に作用する加速度が逆方向に作用する場合において、摩擦力f_xおよび慣性力F_xは下式となる。
f_x= mm(g −a_z ) ・・・・(8)
F_x=ma_x ・・・・(9)
かかる状態において、コンデンサ２０と搬送テーブル１０が相対的に滑る条件は下式となる。
f_x＜F_x ・・・・(10)
上記(1)〜（3）式および上記(8)〜(10)式の関係を整理すると、図４(ｃ)の状態においてコンデンサ２０と搬送テーブル１０が相対的に滑る条件は下式となる。
m (g−asinφ)＜acosφ ・・・・(11)
以上から、(7)式および(11)式を同時に満足する条件を選ぶと、加振方向に対応してコンデンサ２０が搬送テーブル１０に対して滑る状態と滑らない状態が交互に現れるため、コンデンサ２０はＸ方向に搬送される。したがって、図1において、搬送テーブル１０の案内溝１０ｕがベース３の上面の水平面に対して第1の傾きφを有するように設けたが、搬送テーブル１０の案内溝１０ｕがベース３の上面の水平面に対してほぼ水平になるように形成しても、コンデンサ２０はＸ方向に搬送される。

III.コンデンサが中心軸まわりに回転
次に、コンデンサ２０が円筒形の中心軸まわりに回転する原理について説明する。図４(a)に示す加速度a_x，a_y，a_zが全てコンデンサ２０に作用する場合、コンデンサ２０が搬送テーブル１０に対して滑らない状態においては、図４(ｄ)における摩擦力f_yおよびF_yが作用するため、コンデンサ２０には回転力が生じる。
また、コンデンサ２０が搬送テーブル１０に対して相対的に滑る状態においては、摩擦力f_yが作用しないため、コンデンサ２０に作用する力はF_yのみとなり、回転力は生じない。このように、一方向の回転力のみが発生する状態と発生しない状態が交互に現れるため、結果的にコンデンサ２０は搬送テーブル１０上を一方向に回転する。
加振力の搬送方向成分Ｆhと回転方向成分Ｆrの大きさは、加振平面Ａfと搬送平面Ｐfのなす角θに依存するため、角θを適当に選べば、コンデンサ２０の搬送速度や回転速度を調整することが可能である。

＜コンデンサの搬送動作説明＞
次に、上記のように構成された部品整列装置の動作を図1乃至図３によって説明する。多数のコンデンサ２０が積み重ねられた積層ラック(図示せず)から搬送テーブル１０の案内溝１０ｕにコンデンサ２０を一つ乗せた状態で、可振台５を振動させると、コンデンサ２０には搬送方向分力Ｆh、回転方向分力Ｆr、上昇方向分力Ｆuの互いに直交する３つの分力が生じ、搬送方向分力Ｆhによりコンデンサ２０と案内溝１０ｕに生じる摩擦力μに抗してコンデンサ２０を下降しながら、コンデンサ２０に、上昇方向分力Ｆｕ及び回転方向分力Ｆrによりコンデンサ２０の中心軸まわりに回転力を作用させてコンデンサ２０が案内溝１０ｕ内を回転しながら下降する。

やがて、コンデンサ２０のリード線２０ａが回転停止板１３に接触する位置まで進むと、コンデンサ２０の回転がリード線２０ａと回転停止板１３との接触によって規制される。すなわち、コンデンサ２０のリード線２０ａが回転停止板１３を挟んだ状態になると、コンデンサ２０の回転が停止する。一方、コンデンサ２０の下降は、コンデンサ２０の底面が回転停止板１３の先端面と接触することにより停止する。
以上のようにして、搬送案内溝１０ｕを進んできたコンデンサ２０は終端部に設けられた回転停止板１３によって所定の回転位置及び停止位置に整列される。

また、リード線２０ａを基準にしたコンデンサ２０の整列角度は、回転停止板１３の角度を、案内溝１０ｕの中心部を基準に傾きを変更できる傾き変更手段を有しても良い。これにより、コンデンサ２０のリード線２０ａの位置を図２に示すような水平方向ばかりでなく、図２に示す「Ａ」の位置にリード線２０ａの一つを位置させることができる。また、リード線２０ａが図２に示すほぼ水平方向を基準にして１５°等のように所望の位置にコンデンサ２０を停止できる。かかる変更手段によりリード線２０ａの停止位置を適宜変更することによりロボット等の把持ハンドの姿勢制御等に融通性を持たせることができる。
また、上記実施の形態においてコンデンサ２０の回転を規制手段として回転停止板１３を設けたが、図５に示すように、搬送テーブル１０の案内溝１０ｕの下端部に棒部材としてのピン３１を立設して、リード線２０ａの間にピン３１を挿入することによりコンデンサ２０の回転及び下降を停止しても良い。

また、上記実施の形態においてコンデンサ２０の回転を停止させる回転停止手段として回転停止板１３を設けたが、図６に示すようにコンデンサ２０の底面に接触する第1の面４１ａと、リード線２０ａを載せる案内溝１０ｕに対してほぼ水平な第２の面４１ｂと、第１の面４１ａと第２の面４１ｂとの間に傾斜面４１ｃとを有する載置部材としての停止台４１を設けて、コンデンサ２０のリード線２０ａが第２の面４１ｂに接触し、コンデンサ２０の底面が第２の面４１ｂに接触して、コンデンサ２０の回転及び下降を停止しても良い。

上記のようにコンデンサ２０等の円筒部品を整列して搬送する用途に適用できる。

一実施の形態を示す部品整列装置の斜視図である。図１に示す部品整列装置の回転停止板近傍の拡大図である。図１に示す部品整列装置における加振によるコンデンサに作用する力のベクトル図である。図１に示す部品整列装置における加振によるコンデンサに作用する加速度のベクトル図である。他の実施の形態による回転停止手段の斜視図である。他の実施の形態による回転停止手段の斜視図である。

符号の説明

５加振台、１０搬送テーブル、１０ｈ切欠き、１０ｕ案内溝、１３回転停止板、２０コンデンサ(部品)、２０a リード線、３１ピン、４１停止台。

Claims

少なくとも二本のリード線を有する略円筒状の部品を案内しながら移動させる案内溝を備えた搬送部材と、
前記部品の移動方向と非平行な傾きを有すると共に、前記搬送部材を振動させることにより前記部品を回転しながら移動させる加振手段と、
前記案内溝の下端部に設けられると共に、前記リード線及び前記部品に接触して前記部品の回転と移動とを止める回転停止手段と、
を備えたことを特徴とする部品整列装置。
前記加振手段と前記搬送部材との重なり範囲を変更することにより前記傾きを調整する調整手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の部品整列装置。
前記案内溝の端部に前記案内溝の中心部とほぼ交差するように前記部品を把持する把持部が移動する経路に切欠きを設けた、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の部品整列装置。
前記回転停止手段は、前記案内溝に対向して設けられ、前記案内溝の中心部とほぼ平行すると共に、前記リード線の間に挿入する板状部材であり、
該板状部材は前記部品が接触した状態において、前記リード線の先端から根元方向に下降する傾斜面を有する、
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の部品整列装置。
前記回転停止手段は、前記リード線の間に挿入すると共に、立設した棒部材である、
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の部品整列装置。
前記回転停止手段は、前記部品の底面に接触する第1の面と、前記リード線を載せると共に、前記案内溝に対してほぼ水平な第２の面と、前記第２の面から前記第１の面に向かって下降する傾斜面とを有する載置部材を、
備えたことを特徴とする請求項1から３の何れかに記載の部品整列装置。
前記板状部材は、前記中心部を基準に傾きを変更することにより前記リード線の回転停止位置を変更する変更手段と、
を備えたことを特徴とする請求項４に記載の部品整列装置。