JP2012086339A - 部品組立方法および部品組立装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】部品組立方法および部品組立装置において、挿入部材が被挿入部材の凹部に引っかかりやすい場合にも、効率よく被挿入部材に挿入部材を挿入することができるようにする。
【解決手段】被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して部品を組み立てる部品組立方法であって、凹部の開口を上方に向けて被挿入部材の位置を固定する被挿入部材固定工程（ステップＳ１）と、挿入部材を凹部上に配置する挿入部材配置工程（ステップＳ２）と、ステップＳ２で配置された挿入部材の、凹部に対する偏心方向を検出する偏心方向検出工程（ステップＳ３）と、挿入部材の水平面に対する傾斜が、偏心方向に沿ってより増大するように被挿入部材を傾ける被挿入部材傾斜工程（ステップＳ４）と、ステップＳ４を行った後に挿入部材に衝撃を加える衝撃印加工程（ステップＳ５）と、を備える方法とする。
【選択図】図５
【解決手段】被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して部品を組み立てる部品組立方法であって、凹部の開口を上方に向けて被挿入部材の位置を固定する被挿入部材固定工程（ステップＳ１）と、挿入部材を凹部上に配置する挿入部材配置工程（ステップＳ２）と、ステップＳ２で配置された挿入部材の、凹部に対する偏心方向を検出する偏心方向検出工程（ステップＳ３）と、挿入部材の水平面に対する傾斜が、偏心方向に沿ってより増大するように被挿入部材を傾ける被挿入部材傾斜工程（ステップＳ４）と、ステップＳ４を行った後に挿入部材に衝撃を加える衝撃印加工程（ステップＳ５）と、を備える方法とする。
【選択図】図５
Description
本発明は、部品組立方法および部品組立装置に関する。例えば、被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、被挿入部材および挿入部材を含む部品を組み立てる部品組立方法および部品組立装置に関する。
従来、被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して部品を組み立てる際、被挿入部材の凹部と挿入部材との間に隙間代が少ないと、挿入部材の挿入姿勢によっては挿入部材が凹部に干渉して挿入に失敗し、挿入をやり直さなければならない場合がある。
このため、被挿入部材と挿入部材とを自動組立して部品を製造する場合には、画像処理等を用いて部材間の位置決めを高精度に行ったり、倣い機構を有する把持部を用いて挿入作業を行わせたりすることが一般的である。これらの技術は挿入作業時において、挿入部材の一端が被挿入部材の凹部に接触できることが前提となっている。
しかし、凹部が被挿入部材の奥まったところにある場合、挿入部材が凹部に到達する前に把持部が被挿入部材と干渉して、挿入部材の一端を凹部に当接させることができないため、同様の技術が適用できない。
そこで、特許文献１では、ロボットハンドを用いて、挿入部材である軸状部品を被挿入部材である本体部品の嵌入孔（凹部）付近まで挿入し、軸状部品をアンチャックするとともに、本体部品および治具を固有振動数付近の振動数にて振動させて、軸状部品を嵌入孔に嵌入させるようにした軸状部品の嵌め込み方法が提案されている。
このため、被挿入部材と挿入部材とを自動組立して部品を製造する場合には、画像処理等を用いて部材間の位置決めを高精度に行ったり、倣い機構を有する把持部を用いて挿入作業を行わせたりすることが一般的である。これらの技術は挿入作業時において、挿入部材の一端が被挿入部材の凹部に接触できることが前提となっている。
しかし、凹部が被挿入部材の奥まったところにある場合、挿入部材が凹部に到達する前に把持部が被挿入部材と干渉して、挿入部材の一端を凹部に当接させることができないため、同様の技術が適用できない。
そこで、特許文献１では、ロボットハンドを用いて、挿入部材である軸状部品を被挿入部材である本体部品の嵌入孔（凹部）付近まで挿入し、軸状部品をアンチャックするとともに、本体部品および治具を固有振動数付近の振動数にて振動させて、軸状部品を嵌入孔に嵌入させるようにした軸状部品の嵌め込み方法が提案されている。
しかしながら、上記のような従来の部品組立方法および部品組立装置には、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術は、例えば、挿入部材が被挿入部材の挿入穴に傾いた状態で引っかかった状態で嵌り込んでしまうと、引っ掛かり部の摩擦力によって挿入部材が被挿入部材と連結されてしまう。この場合、挿入部材が軽量であると、被挿入部材である本体部品および治具の固有振動数は、挿入部材の固有振動数に比べて低周波になる。そのため、本体部品および治具の固有振動数に一致する振動を加えると、挿入部材も本部品および治具と一体となって振動することになる。このため、相当な時間加振しても挿入穴に挿入することができない場合があるという問題がある。
この対策として、挿入部材と被挿入部材との引っ掛かり部における摩擦力を超える力を作用させるために、振動の振幅を大きくすることも考えられるが、このような加振力は、正負交替して周期的に作用する。すなわち、このようにして挿入部材を被挿入部材から離間させたとしても、挿入部材が被挿入部材から離間した後にも続けて同様の加振が続くため、挿入部材と被挿入部材との衝突が繰り返される。このため、挿入部材が動きすぎて挿入孔から飛び出してしまったり、挿入穴内に入り込むことができなくなったりするという問題がある。さらには、このような衝突が続く結果、挿入部材あるいは被挿入部材が破損したりするおそれがあるという問題がある。
特許文献１に記載の技術は、例えば、挿入部材が被挿入部材の挿入穴に傾いた状態で引っかかった状態で嵌り込んでしまうと、引っ掛かり部の摩擦力によって挿入部材が被挿入部材と連結されてしまう。この場合、挿入部材が軽量であると、被挿入部材である本体部品および治具の固有振動数は、挿入部材の固有振動数に比べて低周波になる。そのため、本体部品および治具の固有振動数に一致する振動を加えると、挿入部材も本部品および治具と一体となって振動することになる。このため、相当な時間加振しても挿入穴に挿入することができない場合があるという問題がある。
この対策として、挿入部材と被挿入部材との引っ掛かり部における摩擦力を超える力を作用させるために、振動の振幅を大きくすることも考えられるが、このような加振力は、正負交替して周期的に作用する。すなわち、このようにして挿入部材を被挿入部材から離間させたとしても、挿入部材が被挿入部材から離間した後にも続けて同様の加振が続くため、挿入部材と被挿入部材との衝突が繰り返される。このため、挿入部材が動きすぎて挿入孔から飛び出してしまったり、挿入穴内に入り込むことができなくなったりするという問題がある。さらには、このような衝突が続く結果、挿入部材あるいは被挿入部材が破損したりするおそれがあるという問題がある。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、挿入部材が被挿入部材の凹部に引っかかりやすい場合にも、効率よく被挿入部材に挿入部材を挿入することができる部品組立方法および部品組立装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、前記被挿入部材および前記挿入部材を含む部品を組み立てる部品組立方法であって、前記凹部の開口を上方に向けて前記被挿入部材の位置を固定する被挿入部材固定工程と、前記挿入部材を前記凹部上に配置する挿入部材配置工程と、該挿入部材配置工程において配置された前記挿入部材の、前記凹部に対する偏心方向を検出する偏心方向検出工程と、前記挿入部材の水平面に対する傾斜が、前記偏心方向検出工程において検出された前記偏心方向に沿ってより増大するように前記被挿入部材を傾ける被挿入部材傾斜工程と、該被挿入部材傾斜工程を行った後に前記挿入部材に衝撃を加える衝撃印加工程と、を備える方法とする。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の部品組立方法において、前記衝撃印加工程では、前記偏心方向に沿う方向において衝撃を加える方法とする。
請求項３に記載の発明では、被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、前記被挿入部材および前記挿入部材を含む部品を組み立てる部品組立装置であって、前記凹部の開口を上方に向けて前記被挿入部材の位置を固定する被挿入部材保持部と、前記被挿入部材上に配置された前記挿入部材の前記凹部に対する偏心方向を検出する偏心方向検出部と、前記被挿入部材保持部を、前記挿入部材の水平面に対する傾斜が、前記偏心方向検出部において検出された前記偏心方向に沿ってより増大するように前記被挿入部材を傾ける被挿入部材傾斜部と、該被挿入部材傾斜部によって傾けられた前記被挿入部材上に配置された前記挿入部材に、前記被挿入部材を介して衝撃を加える衝撃印加部と、を備える構成とする。
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の部品組立装置において、前記衝撃印加部の衝撃を加える方向を前記偏心方向に沿う方向に揃える衝撃方向調整部を備える構成とする。
請求項５に記載の発明では、請求項３または４に記載の部品組立装置において、前記衝撃印加部は、圧電アクチュエータで駆動される打撃部材によって衝撃を加える構成とする。
本発明の部品組立方法および部品組立装置によれば、被挿入部材上に配置された挿入部材の偏心を検出し、偏心方向に沿って挿入部材を傾斜させてから、被挿入部材を介して衝撃を加えることができるため、挿入部材が被挿入部材の凹部に引っかかりやすい場合にも、効率よく被挿入部材に挿入部材を挿入することができるという効果を奏する。
本発明の実施形態に係る部品組立装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る部品組立装置の概略構成を示す模式的な斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る部品組立装置で組み立てられた部品の一例を示す模式的な断面図である。図３は、本発明の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な側面図である。図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。
図１は、本発明の実施形態に係る部品組立装置の概略構成を示す模式的な斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る部品組立装置で組み立てられた部品の一例を示す模式的な断面図である。図３は、本発明の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な側面図である。図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。
図１に示す本実施形態の部品組立装置１は、被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、被挿入部材および挿入部材を含む部品を組み立てるものである。
被挿入部材と挿入部材とは、挿入部材を被挿入部材に設けられた凹部に挿入して組み立てることができるものであれば、特に限定されない。ただし、ここで言う「挿入して組み立てる」とは、挿入部材の自重による落下によって挿入して組み立てることを意味し、挿入部材を圧入する組み立ては含まない。
すなわち、被挿入部材の凹部と挿入部材の凸部との間の嵌め合いは、隙間嵌めに限るものとする。
このような組み立てに用いられる挿入部材は、被挿入部材の凹部内では滑らかに摺動できるようになっている。このため、挿入部材が被挿入部材の凹部の開口に引っ掛かることなく内部に進入した状態では、凹部内を自重で落下して挿入が完了できるようになっている。
被挿入部材の例としては、例えば、穴部や溝部を凹部として有するブロック状部材を挙げることができる、また、挿入部材の例としては、被挿入部材の穴部や溝部に挿入可能な軸部材やブロック部材を挙げることができる。
また凹部の断面形状は、挿入部材を一方向に挿入できる形状であれば、特に限定されない。また、凹部の内面は、挿入方向に対して真直に形成された面であってもよいし、傾斜した面であってもよい。
被挿入部材と挿入部材とは、挿入部材を被挿入部材に設けられた凹部に挿入して組み立てることができるものであれば、特に限定されない。ただし、ここで言う「挿入して組み立てる」とは、挿入部材の自重による落下によって挿入して組み立てることを意味し、挿入部材を圧入する組み立ては含まない。
すなわち、被挿入部材の凹部と挿入部材の凸部との間の嵌め合いは、隙間嵌めに限るものとする。
このような組み立てに用いられる挿入部材は、被挿入部材の凹部内では滑らかに摺動できるようになっている。このため、挿入部材が被挿入部材の凹部の開口に引っ掛かることなく内部に進入した状態では、凹部内を自重で落下して挿入が完了できるようになっている。
被挿入部材の例としては、例えば、穴部や溝部を凹部として有するブロック状部材を挙げることができる、また、挿入部材の例としては、被挿入部材の穴部や溝部に挿入可能な軸部材やブロック部材を挙げることができる。
また凹部の断面形状は、挿入部材を一方向に挿入できる形状であれば、特に限定されない。また、凹部の内面は、挿入方向に対して真直に形成された面であってもよいし、傾斜した面であってもよい。
以下では、図２に示すように、挿入部材としてはレンズ５１、被挿入部材としてはレンズ鏡筒５０を用い、部品としては、レンズ鏡筒５０にレンズ５１に挿入したレンズ組立体５２を組み立てる場合の例で説明する。
レンズ５１は、レンズ外径、すなわちレンズ側面５１ａの外径の公称値がＤとされ、光軸方向の両端部に凸面である第１レンズ面５１ｂおよび第２レンズ面５１ｃを有する両凸レンズである。
レンズ鏡筒５０は、側面５０ａが円筒面からなる全体として円筒状の部材であり、軸方向の一端側に断面円形の穴部である開口部５０ｂが形成され、開口部５０ｂの中心部にレンズ５１を挿入する凹部であるレンズ収容穴部５０ｃが設けられている。このため、開口部５０ｂの穴底部の中心には、レンズ収容穴部５０ｃの端部により円形の挿入開口５０ｄ（開口）が形成されている。
レンズ収容穴部５０ｃの内径の公称値は、レンズ側面５１ａの外径の公称値と同じＤである。
また、レンズ収容穴部５０ｃは、レンズ鏡筒５０の他端側において、レンズ収容穴部５０ｃの内周面よりも径方向内側に突出された平面視円環状のレンズ受け部５０ｅが形成されている。
レンズ５１とレンズ鏡筒５０との組み立ては無調整で行う。このため、レンズ５１とレンズ収容穴部５０ｃとの嵌め合い公差は、側面５０ａを基準としたときに、レンズ５１の偏心量が許容値以下となるようするとともに、隙間嵌めとなるように設定する。
例えば、レンズ外径Ｄに対する寸法公差は、０ｍｍ〜−０．０３０ｍｍに設定し、レンズ収容穴部５０ｃの内径Ｄに対する寸法公差は、＋０．０１０ｍｍ〜＋０．０３０ｍｍに設定する。
レンズ５１は、レンズ外径、すなわちレンズ側面５１ａの外径の公称値がＤとされ、光軸方向の両端部に凸面である第１レンズ面５１ｂおよび第２レンズ面５１ｃを有する両凸レンズである。
レンズ鏡筒５０は、側面５０ａが円筒面からなる全体として円筒状の部材であり、軸方向の一端側に断面円形の穴部である開口部５０ｂが形成され、開口部５０ｂの中心部にレンズ５１を挿入する凹部であるレンズ収容穴部５０ｃが設けられている。このため、開口部５０ｂの穴底部の中心には、レンズ収容穴部５０ｃの端部により円形の挿入開口５０ｄ（開口）が形成されている。
レンズ収容穴部５０ｃの内径の公称値は、レンズ側面５１ａの外径の公称値と同じＤである。
また、レンズ収容穴部５０ｃは、レンズ鏡筒５０の他端側において、レンズ収容穴部５０ｃの内周面よりも径方向内側に突出された平面視円環状のレンズ受け部５０ｅが形成されている。
レンズ５１とレンズ鏡筒５０との組み立ては無調整で行う。このため、レンズ５１とレンズ収容穴部５０ｃとの嵌め合い公差は、側面５０ａを基準としたときに、レンズ５１の偏心量が許容値以下となるようするとともに、隙間嵌めとなるように設定する。
例えば、レンズ外径Ｄに対する寸法公差は、０ｍｍ〜−０．０３０ｍｍに設定し、レンズ収容穴部５０ｃの内径Ｄに対する寸法公差は、＋０．０１０ｍｍ〜＋０．０３０ｍｍに設定する。
部品組立装置１の概略構成は、図１に示すように、架台２上に設けられた作業室４と、作業室４の内部を清浄化するクリーンユニット６と、作業室４の内部に設けられた、ストッカ８、搬送ロボット１１（挿入部材移動部）、組立ステージ１２（被挿入部材保持部）、カメラ２３（偏心方向検出部、挿入状態検出部、図３参照）、および接着剤塗布ユニット１３と、架台２の内部に設けられた制御ユニット１７（偏心方向検出部、挿入状態検出部）とを備える。
作業室４は、架台２上に設けられた矩形板状のベース３を上側から覆うカバー筐体５の内部に形成された直方体状の密閉空間である。
カバー筐体５は、ベース３の外周の四辺から立設された正面側壁５ａ、背面側壁５ｂ、左側側壁５ｃ、および右側側壁５ｄによって水平方向が囲まれ、これらの上端部が天面５ｅで覆われた直方体状の形状を有する。
正面側壁５ａおよび背面側壁５ｂは互いに対向する側壁部である。また、左側側壁５ｃ、右側側壁５ｄは、正面側壁５ａから背面側壁５ｂに向かう方向に見たとき、それぞれ左側、および右側に位置する側壁部である。
カバー筐体５は、ベース３の外周の四辺から立設された正面側壁５ａ、背面側壁５ｂ、左側側壁５ｃ、および右側側壁５ｄによって水平方向が囲まれ、これらの上端部が天面５ｅで覆われた直方体状の形状を有する。
正面側壁５ａおよび背面側壁５ｂは互いに対向する側壁部である。また、左側側壁５ｃ、右側側壁５ｄは、正面側壁５ａから背面側壁５ｂに向かう方向に見たとき、それぞれ左側、および右側に位置する側壁部である。
以下では、作業室４内の方向を参照する際に、簡単のため、水平面内で直交する２軸をｘ軸、ｙ軸と、鉛直軸をｚ軸とするｘｙｚ直交座標系を用いる場合がある。ｘ軸の正方向は、背面側壁５ｂから正面側壁５ａに向かう方向であり、ｙ軸の正方向は、左側側壁５ｃから右側側壁５ｄに向かう方向であり、ｚ軸の正方向は、鉛直上方である。
カバー筐体５の正面側壁５ａの下側の左側側壁５ｃ寄りには、後述するストッカ８を出し入れし、ストッカ８を搬入した後は、気密を保つストッカ搬入開口５ｆが設けられている。
カバー筐体５の天面５ｅの上部には、クリーンユニット６が取り付けられ、クリーンユニット６から供給される清浄化された空気を下向き（ｚ軸負方向）に送風する不図示の送風口が設けられている。
また、ベース３には、図示しない排気孔が多数設けられており、クリーンユニット６から送風される清浄化された空気が下方に抜けるようになっている。
このため、カバー筐体５およびベース３で囲まれた作業室４の内部には、上方から下方に向かう清浄化された空気のダウンフローが形成され、カバー筐体５の外部に対する正圧を保つことができるようになっている。
カバー筐体５の天面５ｅの上部には、クリーンユニット６が取り付けられ、クリーンユニット６から供給される清浄化された空気を下向き（ｚ軸負方向）に送風する不図示の送風口が設けられている。
また、ベース３には、図示しない排気孔が多数設けられており、クリーンユニット６から送風される清浄化された空気が下方に抜けるようになっている。
このため、カバー筐体５およびベース３で囲まれた作業室４の内部には、上方から下方に向かう清浄化された空気のダウンフローが形成され、カバー筐体５の外部に対する正圧を保つことができるようになっている。
ストッカ８は、作業室４内で用いる部材および部品の搬送治具である複数のパレット７を作業室４の内外に搬入搬出するための収容容器であり、カバー筐体５のストッカ搬入開口５ｆを通して、ｘ軸方向に沿って作業室４内に出し入れ可能に設けられている。
る。
本実施形態における各パレット７には、ストッカ８の搬入時には、レンズ組立体５２の組み立てに必要なレンズ鏡筒５０、レンズ５１が一定の位置関係に載置されている。
また、パレット７は、組み立てに使用されたレンズ鏡筒５０の代わりに、組み立てが終了したレンズ組立体５２を載置し、ストッカ８とともに、載置されたレンズ組立体５２を作業室４の外部に搬出できるようになっている。
る。
本実施形態における各パレット７には、ストッカ８の搬入時には、レンズ組立体５２の組み立てに必要なレンズ鏡筒５０、レンズ５１が一定の位置関係に載置されている。
また、パレット７は、組み立てに使用されたレンズ鏡筒５０の代わりに、組み立てが終了したレンズ組立体５２を載置し、ストッカ８とともに、載置されたレンズ組立体５２を作業室４の外部に搬出できるようになっている。
搬送ロボット１１は、レンズ組立体５２の組立作業を行うため、作業室４の内部で、レンズ鏡筒５０、レンズ５１、およびレンズ組立体５２を移動するものである。
搬送ロボット１１は、ベース３上においてｙ軸方向の中央部の背面側壁５ｂの近傍に基台部が固定された多関節ロボット１０と、多関節ロボット１０の先端部に設けられたハンド９とからなる。
多関節ロボット１０は、本実施形態では、基台部から先端部に向かって回転関節が６つ設けられており、これによりハンド９の位置および姿勢を作業室４内で変更することができるようになっている。
ハンド９は、レンズ鏡筒５０、レンズ５１、およびレンズ組立体５２を保持および保持解除するものである。ハンド９の構成としては、例えば、図１に示すように、対向する１対の把持アームによって被保持物を側方から把持して保持する構成を採用することができる。ただし、ハンド９の保持機構は、このような把持機構には限定されず、例えば、被保持物をエア吸着機構によって吸着して保持する構成を採用してもよい。
搬送ロボット１１は、ベース３上においてｙ軸方向の中央部の背面側壁５ｂの近傍に基台部が固定された多関節ロボット１０と、多関節ロボット１０の先端部に設けられたハンド９とからなる。
多関節ロボット１０は、本実施形態では、基台部から先端部に向かって回転関節が６つ設けられており、これによりハンド９の位置および姿勢を作業室４内で変更することができるようになっている。
ハンド９は、レンズ鏡筒５０、レンズ５１、およびレンズ組立体５２を保持および保持解除するものである。ハンド９の構成としては、例えば、図１に示すように、対向する１対の把持アームによって被保持物を側方から把持して保持する構成を採用することができる。ただし、ハンド９の保持機構は、このような把持機構には限定されず、例えば、被保持物をエア吸着機構によって吸着して保持する構成を採用してもよい。
多関節ロボット１０およびハンド９は、制御ユニット１７に電気的に接続され、制御ユニット１７からの制御信号に応じて、それぞれの動作が制御されるようになっている。
制御ユニット１７からの制御信号に応じて、搬送ロボット１１が行うことができる動作の例としては、例えば、パレット７上に配置されたレンズ鏡筒５０およびレンズ５１を右側側壁５ｄの近傍のベース３上に設置された組立ステージ１２上に移動する動作や、組立ステージ１２上で組み立てが終了したレンズ組立体５２をパレット７上に移動する動作などを挙げることができる。
制御ユニット１７からの制御信号に応じて、搬送ロボット１１が行うことができる動作の例としては、例えば、パレット７上に配置されたレンズ鏡筒５０およびレンズ５１を右側側壁５ｄの近傍のベース３上に設置された組立ステージ１２上に移動する動作や、組立ステージ１２上で組み立てが終了したレンズ組立体５２をパレット７上に移動する動作などを挙げることができる。
組立ステージ１２は、レンズ鏡筒５０のレンズ収容穴部５０ｃの開口部５０ｂを上方に向けてレンズ鏡筒５０の位置を固定するものである。組立ステージ１２の構成は、図３、図４（ａ）に示すように、右側側壁５ｄの近傍のベース３上に設置され（図１参照）ｙ軸方向に移動するＹ軸アクチュエータ１８と、Ｙ軸アクチュエータ１８によってｙ軸方向に移動可能に支持されたゴニオステージ２１（被挿入部材傾斜部）と、ゴニオステージ２１の上部に固定された回転アクチュエータ１９と、回転アクチュエータ１９の上面１９ａ上で水平方向に移動して上面１９ａ上に載置されたレンズ鏡筒５０の側面５０ａを把持および把持解除する一対のチャック部２２（被挿入部材固定部）と、ゴニオステージ２１の基台部２１ｂの側面に衝撃を加えるピエゾハンマ２０（衝撃印加部）とを備える。
Ｙ軸アクチュエータ１８の駆動機構の構成は、例えば、送りねじをモータで回転させる構成や、リニアモータを用いた構成などを採用することができる。
ゴニオステージ２１は、本実施形態では、外形線がｘ軸方向またはｙ軸方向に平行な平面視矩形状の基台部２１ｂと、基台部２１ｂ上でｙ軸に平行な軸回りに回動して、上側に形成されたステージ面２１ｃを水平面に対して傾動させる傾動ステージ部２１ａとを備える。
基台部２１ｂと傾動ステージ部２１ａとは、相対移動可能に機械的に連結されており、基台部２１ｂに衝撃が加えられると、衝撃による弾性波が基台部２１ｂから傾動ステージ部２１ａに伝播するようになっている。
基台部２１ｂと傾動ステージ部２１ａとは、相対移動可能に機械的に連結されており、基台部２１ｂに衝撃が加えられると、衝撃による弾性波が基台部２１ｂから傾動ステージ部２１ａに伝播するようになっている。
また、回転アクチュエータ１９は、ゴニオステージ２１のステージ面２１ｃの中央部に、例えば不図示のねじなどによって固定されている。
回転アクチュエータ１９の具体的な構成は、傾動ステージ部２１ａから伝播される弾性波を上面１９ａに伝達できる連結構造が設けられていれば、駆動機構の構成は特に限定されない。駆動機構としては、例えば、モータとギヤ伝達機構とを用いた構成や、ＤＤモータを用いた構成などを採用することができる。
また、回転アクチュエータ１９の配置姿勢は、ステージ面２１ｃが水平に配置されたときに、回転アクチュエータ１９の回転中心軸が鉛直軸に整列し、かつゴニオステージ２１の回動の中心軸と交差するようになっている。
回転アクチュエータ１９の具体的な構成は、傾動ステージ部２１ａから伝播される弾性波を上面１９ａに伝達できる連結構造が設けられていれば、駆動機構の構成は特に限定されない。駆動機構としては、例えば、モータとギヤ伝達機構とを用いた構成や、ＤＤモータを用いた構成などを採用することができる。
また、回転アクチュエータ１９の配置姿勢は、ステージ面２１ｃが水平に配置されたときに、回転アクチュエータ１９の回転中心軸が鉛直軸に整列し、かつゴニオステージ２１の回動の中心軸と交差するようになっている。
チャック部２２は、図４（ａ）に示すように、それぞれ対向する端部に側面５０ａの外径と同様の内径を有する平面視円弧状の溝が設けられている。これにより、レンズ収容穴部５０ｃの挿入開口５０ｄを上方に向けて上面１９ａ上に載置されたレンズ鏡筒５０の側面５０ａを、水平方向に挟持し、レンズ鏡筒５０の中心を回転アクチュエータ１９の回転中心位置と一致した状態に位置決めして把持できるようになっている。
このため、回転アクチュエータ１９の上面１９ａと、上面１９ａに設けられたチャック部２２とは、レンズ鏡筒５０の位置を固定する被挿入部材保持部を構成している。
このため、回転アクチュエータ１９の上面１９ａと、上面１９ａに設けられたチャック部２２とは、レンズ鏡筒５０の位置を固定する被挿入部材保持部を構成している。
なお、図４（ａ）に示すチャック部２２の形状は、側面５０ａがチャック部２２によって面受けされるため、後述する衝撃を効率的に伝達できて好ましいが、チャック部２２の形状は、レンズ鏡筒５０の側面５０ａを水平方向に把持できる形状であれば、特に限定されない。例えば、平面視Ｖ字状の溝として、側面５０ａの線受けする構成としてもよい。この場合、チャック部２２の対向間隔を変えることによって被挿入部材の外径が異なる部材でも把持することができる。
また、Ｙ軸アクチュエータ１８、ゴニオステージ２１、回転アクチュエータ１９、およびチャック部２２は、それぞれ、制御ユニット１７に電気的に接続され、制御ユニット１７からの制御信号に応じて、それぞれの移動量が制御されるようになっている。
ピエゾハンマ２０は、図３に示すように、電圧の印加によって一方向に伸縮するピエゾ素子（圧電素子）によって構成された圧電アクチュエータであるピエゾアクチュエータ２０ｂと、ピエゾアクチュエータ２０ｂの一方の端部に固定され、ピエゾアクチュエータ２０ｂの伸長の際にゴニオステージ２１の基台部２１ｂの側面を打撃する半球状の打撃部２０ａと、ピエゾアクチュエータ２０ｂの他方の端部をピエゾアクチュエータ２０ｂの伸縮方向に沿って一方の端部側に付勢する付勢部材２０ｃとを備える。
本実施形態では、打撃部２０ａの材質は、例えば金属やセラミックスなどからなる硬質材料を採用している。
また、付勢部材２０ｃとしてコイルスプリングを採用している。
本実施形態では、打撃部２０ａの材質は、例えば金属やセラミックスなどからなる硬質材料を採用している。
また、付勢部材２０ｃとしてコイルスプリングを採用している。
このような構成のピエゾハンマ２０は、ピエゾハンマホルダ２４によって、ゴニオステージ２１の基台部２１ｂの側部に固定されている。
ピエゾハンマホルダ２４は、ゴニオステージ２１の基台部２１ｂの側部に固定されて水平に延ばされたブロック状の固定ブロック２４ｂと、固定ブロック２４ｂ上に固定されたホルダ本体２４ａとを備える。
ホルダ本体２４ａは、付勢部材２０ｃおよびピエゾアクチュエータ２０ｂを進退可能に収容するピエゾハンマ収容穴２４ｃが中心部に設けられた有底筒状の部材である。
また、ホルダ本体２４ａは、ピエゾハンマ収容穴２４ｃの開口部が基台部２１ｂのｘ軸正方向側の側面に向けられ、ピエゾハンマ収容穴２４ｃの中心軸がｘ軸に平行となる姿勢で、固定ブロック２４ｂ上に固定されている。
ピエゾハンマ収容穴２４ｃには、穴底側から付勢部材２０ｃ、ピエゾアクチュエータ２０ｂの順に挿入され、これらが穴部内で進退可能に保持されている。
ピエゾアクチュエータ２０ｂは、打撃部２０ａを基台部２１ｂ側に向けた状態に配置され、付勢部材２０ｃを穴底側に圧縮した状態で挿入されている。
また、打撃部２０ａは、ホルダ本体２４ａの開口から水平方向に突出されホルダ本体２４ａに対向する基台部２１ｂの側面に当接されている。このため、打撃部２０ａは、付勢部材２０ｃの弾性復元力に等しい一定荷重で基台部２１ｂの側面に押圧されている。
ピエゾハンマホルダ２４は、ゴニオステージ２１の基台部２１ｂの側部に固定されて水平に延ばされたブロック状の固定ブロック２４ｂと、固定ブロック２４ｂ上に固定されたホルダ本体２４ａとを備える。
ホルダ本体２４ａは、付勢部材２０ｃおよびピエゾアクチュエータ２０ｂを進退可能に収容するピエゾハンマ収容穴２４ｃが中心部に設けられた有底筒状の部材である。
また、ホルダ本体２４ａは、ピエゾハンマ収容穴２４ｃの開口部が基台部２１ｂのｘ軸正方向側の側面に向けられ、ピエゾハンマ収容穴２４ｃの中心軸がｘ軸に平行となる姿勢で、固定ブロック２４ｂ上に固定されている。
ピエゾハンマ収容穴２４ｃには、穴底側から付勢部材２０ｃ、ピエゾアクチュエータ２０ｂの順に挿入され、これらが穴部内で進退可能に保持されている。
ピエゾアクチュエータ２０ｂは、打撃部２０ａを基台部２１ｂ側に向けた状態に配置され、付勢部材２０ｃを穴底側に圧縮した状態で挿入されている。
また、打撃部２０ａは、ホルダ本体２４ａの開口から水平方向に突出されホルダ本体２４ａに対向する基台部２１ｂの側面に当接されている。このため、打撃部２０ａは、付勢部材２０ｃの弾性復元力に等しい一定荷重で基台部２１ｂの側面に押圧されている。
また、ピエゾアクチュエータ２０ｂは、不図示の配線によって制御ユニット１７に電気的に接続され、制御ユニット１７からの駆動信号によって、伸縮量、伸縮速度が制御されるようになっている。
カメラ２３は、図３に示すように、組立ステージ１２のチャック部２２に把持されたレンズ鏡筒５０、およびレンズ鏡筒５０内に配置されたレンズ５１を撮像するものであり、不図示の支持部材によって作業室４内に支持され、図３に示すよう、予め決められたレンズ５１の挿入を行う位置（以下、組立位置と称する）に移動されたレンズ鏡筒５０、およびレンズ鏡筒５０内に配置されたレンズ５１を上方から撮像できるようになっている。
また、カメラ２３は、制御ユニット１７と電気的に接続され、撮像された画像は制御ユニット１７に送出されるようになっている。制御ユニット１７では、後述するようにカメラ２３からの画像に画像処理を施すことにより、レンズ収容穴部５０ｃに対するレンズ５１の偏心方向を画像によって検出できるようになっている。このため、カメラ２３は画像による偏心方向検出部を構成している。
また、カメラ２３と制御ユニット１７とは、レンズ鏡筒５０上に配置されたレンズ５１のレンズ収容穴部５０ｃにおける挿入状態を検出する挿入状態検出部を構成している。
また、カメラ２３は、制御ユニット１７と電気的に接続され、撮像された画像は制御ユニット１７に送出されるようになっている。制御ユニット１７では、後述するようにカメラ２３からの画像に画像処理を施すことにより、レンズ収容穴部５０ｃに対するレンズ５１の偏心方向を画像によって検出できるようになっている。このため、カメラ２３は画像による偏心方向検出部を構成している。
また、カメラ２３と制御ユニット１７とは、レンズ鏡筒５０上に配置されたレンズ５１のレンズ収容穴部５０ｃにおける挿入状態を検出する挿入状態検出部を構成している。
接着剤塗布ユニット１３は、組立ステージ１２上に配置されたレンズ鏡筒５０と、レンズ鏡筒５０のレンズ収容穴部５０ｃに挿入されたレンズ５１とを接着するためのものである。
接着剤塗布ユニット１３の概略構成は、図１に示すように、右側側壁５ｄに設置されｘ軸方向に沿って移動するＸ軸アクチュエータ１４と、Ｘ軸アクチュエータ１４によってｘ軸方向に移動可能に支持されｚ軸方向に移動するＺ軸アクチュエータ１５と、Ｚ軸アクチュエータ１５によってｚ軸方向に移動可能に支持され接着剤を下方に向けて供給するディスペンサ１６とを備える。
また、接着剤塗布ユニット１３は、不図示の配線によって制御ユニット１７に電気的に接続され、制御ユニット１７からの制御信号によって、Ｘ軸アクチュエータ１４、Ｚ軸アクチュエータ１５の移動量が制御されるようになっている。
接着剤塗布ユニット１３の概略構成は、図１に示すように、右側側壁５ｄに設置されｘ軸方向に沿って移動するＸ軸アクチュエータ１４と、Ｘ軸アクチュエータ１４によってｘ軸方向に移動可能に支持されｚ軸方向に移動するＺ軸アクチュエータ１５と、Ｚ軸アクチュエータ１５によってｚ軸方向に移動可能に支持され接着剤を下方に向けて供給するディスペンサ１６とを備える。
また、接着剤塗布ユニット１３は、不図示の配線によって制御ユニット１７に電気的に接続され、制御ユニット１７からの制御信号によって、Ｘ軸アクチュエータ１４、Ｚ軸アクチュエータ１５の移動量が制御されるようになっている。
制御ユニット１７は、部品組立装置１の動作全体を制御するもので、不図示の配線によって上記に説明した部品組立装置１の装置各部、および不図示の操作部に電気的に接続されている。
制御ユニット１７の装置構成は、適宜のハードウェアと、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータとから構成されている。コンピュータによって行われる制御機能や演算機能は、コンピュータに記憶された制御プログラムを実行することにより実現されている。
このため、制御ユニット１７は、不図示の操作部からの操作入力や制御プログラムに基づいて、部品組立装置１の動作を制御できるようになっている。
制御ユニット１７の装置構成は、適宜のハードウェアと、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータとから構成されている。コンピュータによって行われる制御機能や演算機能は、コンピュータに記憶された制御プログラムを実行することにより実現されている。
このため、制御ユニット１７は、不図示の操作部からの操作入力や制御プログラムに基づいて、部品組立装置１の動作を制御できるようになっている。
制御ユニット１７の機能構成としては、図３に示すように、部品組立装置１の動作全体を制御する装置制御部１７ａと、カメラ２３が取得した画像からレンズ５１の偏心方向を検出したり、レンズ５１の挿入状態を検出したりするための画像処理や演算処理を行う処理部１７ｂとを備える。
装置制御部１７ａが行う制御の例としては、例えば、クリーンユニット６を起動、停止する制御、搬送ロボット１１の動作制御、組立ステージ１２の動作制御、ピエゾハンマ２０の動作制御、接着剤塗布ユニット１３の動作制御を挙げることができる。
また、処理部１７ｂが行う画像処理としては、カメラ２３が撮像した画像から挿入開口５０ｄやレンズ５１の輪郭を抽出する画像処理を挙げることができる。また、処理部１７ｂが行う演算処理としては、抽出された輪郭から挿入開口５０ｄやレンズ５１の中心位置を算出したり、これらの中心位置からレンズ収容穴部５０ｃの中心軸に対するレンズ５１の偏心量を算出したりする演算処理を挙げることができる。
装置制御部１７ａが行う制御の例としては、例えば、クリーンユニット６を起動、停止する制御、搬送ロボット１１の動作制御、組立ステージ１２の動作制御、ピエゾハンマ２０の動作制御、接着剤塗布ユニット１３の動作制御を挙げることができる。
また、処理部１７ｂが行う画像処理としては、カメラ２３が撮像した画像から挿入開口５０ｄやレンズ５１の輪郭を抽出する画像処理を挙げることができる。また、処理部１７ｂが行う演算処理としては、抽出された輪郭から挿入開口５０ｄやレンズ５１の中心位置を算出したり、これらの中心位置からレンズ収容穴部５０ｃの中心軸に対するレンズ５１の偏心量を算出したりする演算処理を挙げることができる。
カメラ２３が撮像する画像では、挿入開口５０ｄの輪郭は、レンズ５１が引っ掛かっていない場合には、円になるため、抽出された輪郭に円の当て嵌めを行うことにより、挿入開口５０ｄの中心位置を算出することができる。
また、レンズ５１の輪郭は、レンズ５１の光軸が鉛直軸に対して傾斜している場合には、楕円になる。このため、レンズ５１の中心位置は、例えば、抽出された輪郭に楕円の当て嵌めを行って、各焦点位置を求め、これらを結ぶ線分の中点として算出することができる。
ただし、楕円の対称性によれば、楕円の焦点を結ぶ線分の中点は楕円の近似円の中心位置に一致するから、抽出された輪郭に円の当て嵌めを行ってこの近似円の中心位置を求めるだけでもよい。また、抽出された輪郭の長軸、短軸を求め、これらの交点を演算することによりレンズ５１の中心位置を算出してもよい。
また、レンズ５１の輪郭は、レンズ５１の光軸が鉛直軸に対して傾斜している場合には、楕円になる。このため、レンズ５１の中心位置は、例えば、抽出された輪郭に楕円の当て嵌めを行って、各焦点位置を求め、これらを結ぶ線分の中点として算出することができる。
ただし、楕円の対称性によれば、楕円の焦点を結ぶ線分の中点は楕円の近似円の中心位置に一致するから、抽出された輪郭に円の当て嵌めを行ってこの近似円の中心位置を求めるだけでもよい。また、抽出された輪郭の長軸、短軸を求め、これらの交点を演算することによりレンズ５１の中心位置を算出してもよい。
次に、部品組立装置１の動作について、部品組立装置１を用いた本実施形態の部品組立方法を中心として説明する。
図５は、本発明の実施形態に係る部品組立方法の工程フローを示すフローチャートである。図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る部品組立方法の被挿入部材傾斜工程について説明する工程説明図である。図７は、本発明の実施形態に係る部品組立方法に用いる衝撃の一例を示す加速度のグラフである。
図５は、本発明の実施形態に係る部品組立方法の工程フローを示すフローチャートである。図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る部品組立方法の被挿入部材傾斜工程について説明する工程説明図である。図７は、本発明の実施形態に係る部品組立方法に用いる衝撃の一例を示す加速度のグラフである。
部品組立装置１の電源を入れると、制御ユニット１７の制御によってクリーンユニット６を稼動される。これにより、作業室４内の雰囲気が清浄化される。
作業者は、部品組立装置１によって組立作業を行う準備として、パレット７にレンズ鏡筒５０、レンズ５１を載せて、これらのレンズ鏡筒５０、レンズ５１が載置された複数のパレット７をストッカ８へ投入する。
作業者が、不図示の操作部から組立作業の開始を指示すると、部品組立装置１は、図５に示すフローチャートにおけるステップＳ１〜Ｓ８を順次行って、レンズ組立体５２を組み立てる。
作業者は、部品組立装置１によって組立作業を行う準備として、パレット７にレンズ鏡筒５０、レンズ５１を載せて、これらのレンズ鏡筒５０、レンズ５１が載置された複数のパレット７をストッカ８へ投入する。
作業者が、不図示の操作部から組立作業の開始を指示すると、部品組立装置１は、図５に示すフローチャートにおけるステップＳ１〜Ｓ８を順次行って、レンズ組立体５２を組み立てる。
まずステップＳ１では、被挿入部材固定工程を行う。
本工程は、被挿入部材に設けられた凹部の開口を上方に向けて被挿入部材の位置を固定する工程である。
本工程は、被挿入部材に設けられた凹部の開口を上方に向けて被挿入部材の位置を固定する工程である。
制御ユニット１７は、組立ステージ１２のゴニオステージ２１、回転アクチュエータ１９を予め決められた移動の中立位置（移動の基準位置）に移動し、チャック部２２を互いに離間した把持解除状態に設定する。ゴニオステージ２１の移動の中立位置は、ステージ面２１ａが水平となる位置である。
そして、Ｙ軸アクチュエータ１８を駆動して、ｙ軸方向においてカメラ２３の直下の組立位置に組立ステージ１２を待機させる。
そして、Ｙ軸アクチュエータ１８を駆動して、ｙ軸方向においてカメラ２３の直下の組立位置に組立ステージ１２を待機させる。
次に、制御ユニット１７は、搬送ロボット１１を駆動してパレット７上のレンズ鏡筒５０をハンド９によって把持し、把持されたレンズ鏡筒５０を組立ステージ１２の上部に移動し、レンズ鏡筒５０のレンズ受け部５０ｅ側の端部をチャック部２２の間に挟まれた回転アクチュエータ１９の上面１９ａ上に載置した後に、ハンド９の把持を解除する。
ハンド９の把持解除後、制御ユニット１７は搬送ロボット１１を駆動して、ハンド９をパレット７の上方に移動する。
次に、制御ユニット１７は、各チャック部２２を対向方向に進出させ、チャック部２２によってレンズ鏡筒５０の側面５０ａを把持させる。
このようにして、レンズ鏡筒５０に設けられたレンズ収容穴部５０ｃの挿入開口５０ｄを上方に向けてレンズ鏡筒５０の位置が固定される。
ハンド９の把持解除後、制御ユニット１７は搬送ロボット１１を駆動して、ハンド９をパレット７の上方に移動する。
次に、制御ユニット１７は、各チャック部２２を対向方向に進出させ、チャック部２２によってレンズ鏡筒５０の側面５０ａを把持させる。
このようにして、レンズ鏡筒５０に設けられたレンズ収容穴部５０ｃの挿入開口５０ｄを上方に向けてレンズ鏡筒５０の位置が固定される。
次に、制御ユニット１７は、カメラ２３によってレンズ鏡筒５０を撮像し、撮像された画像に基づいて、組立ステージ１２上におけるレンズ鏡筒５０の挿入開口５０ｄの中心位置の情報を取得する。
すなわち、カメラ２３によって撮像された画像は、制御ユニット１７の処理部１７ｂに送出される。このとき、本工程に用いる画像は、挿入開口５０ｄの画像が含まれていればよいため、制御ユニット１７に送出する画像の撮像倍率は適宜調整しておく。
処理部１７ｂは、送出された画像に輪郭抽出などの画像処理を施し、これにより抽出された輪郭の中から、挿入開口５０ｄに対応する円状の輪郭を選択し、選択された輪郭に円の当て嵌めを行うことにより、挿入開口５０ｄの中心位置を算出する。
求められた挿入開口５０ｄの中心位置は、制御ユニット１７のメモリに記憶する。
以上で、ステップＳ１が終了する。
すなわち、カメラ２３によって撮像された画像は、制御ユニット１７の処理部１７ｂに送出される。このとき、本工程に用いる画像は、挿入開口５０ｄの画像が含まれていればよいため、制御ユニット１７に送出する画像の撮像倍率は適宜調整しておく。
処理部１７ｂは、送出された画像に輪郭抽出などの画像処理を施し、これにより抽出された輪郭の中から、挿入開口５０ｄに対応する円状の輪郭を選択し、選択された輪郭に円の当て嵌めを行うことにより、挿入開口５０ｄの中心位置を算出する。
求められた挿入開口５０ｄの中心位置は、制御ユニット１７のメモリに記憶する。
以上で、ステップＳ１が終了する。
次にステップＳ２では、挿入部材配置工程を行う。
本工程は、挿入部材を凹部上に配置する工程である。本実施形態では、凹部の上方から落とし込んで配置する。
本工程は、挿入部材を凹部上に配置する工程である。本実施形態では、凹部の上方から落とし込んで配置する。
制御ユニット１７は、搬送ロボット１１のハンド９によってパレット７上のレンズ５１のレンズ側面５１ａを把持し、多関節ロボット１０を駆動して、レンズ５１を組立ステージ１２上に固定されたレンズ鏡筒５０の上方に移動する。
次に、制御ユニット１７は、多関節ロボット１０を駆動して、ハンド９の姿勢を制御して、レンズ５１の姿勢を第１レンズ面５１ｂが下に向けられた状態でレンズ５１の光軸が鉛直軸に略整列された姿勢に調整する。また、レンズ５１のｘｙ平面内の位置は、ステップＳ１でメモリに記憶された挿入開口５０ｄの中心位置に基づいて、レンズ５１の光軸が、レンズ収容穴部５０ｃの中心軸と略同軸となる位置に位置合わせする。
また、この姿勢・位置合わせの動作は、カメラ２３で撮影したレンズ収納穴部５０ｃ、レンズ５１の画像から画像処理によりレンズ収納穴部５０ｃに対するレンズ５１の姿勢・位置ズレ量を算出し、その値を基にロボット１０を駆動させ、レンズ５１の姿勢・位置を補正しても良い。
そして、制御ユニット１７は、ハンド９を下降させ、レンズ５１を可能な限り開口部５０ｂに近づくように移動する。
本実施形態では、開口部５０ｂが狭いため、ハンド９で把持されたレンズ鏡筒５０は開口部５０ｂの内部に移動することはできない。そこで、ハンド９は、開口部５０ｂよりわずかに上方に移動する。
次に、制御ユニット１７は、ハンド９の把持を解除してレンズ５１を落下させる。
また、制御ユニット１７は、把持解除したハンド９を多関節ロボット１０とともにレンズ鏡筒５０上の領域から退避させる。これにより、カメラ２３がレンズ鏡筒５０および落下されたレンズ５１を撮像することができる。
以上で、ステップＳ２が終了する。
次に、制御ユニット１７は、多関節ロボット１０を駆動して、ハンド９の姿勢を制御して、レンズ５１の姿勢を第１レンズ面５１ｂが下に向けられた状態でレンズ５１の光軸が鉛直軸に略整列された姿勢に調整する。また、レンズ５１のｘｙ平面内の位置は、ステップＳ１でメモリに記憶された挿入開口５０ｄの中心位置に基づいて、レンズ５１の光軸が、レンズ収容穴部５０ｃの中心軸と略同軸となる位置に位置合わせする。
また、この姿勢・位置合わせの動作は、カメラ２３で撮影したレンズ収納穴部５０ｃ、レンズ５１の画像から画像処理によりレンズ収納穴部５０ｃに対するレンズ５１の姿勢・位置ズレ量を算出し、その値を基にロボット１０を駆動させ、レンズ５１の姿勢・位置を補正しても良い。
そして、制御ユニット１７は、ハンド９を下降させ、レンズ５１を可能な限り開口部５０ｂに近づくように移動する。
本実施形態では、開口部５０ｂが狭いため、ハンド９で把持されたレンズ鏡筒５０は開口部５０ｂの内部に移動することはできない。そこで、ハンド９は、開口部５０ｂよりわずかに上方に移動する。
次に、制御ユニット１７は、ハンド９の把持を解除してレンズ５１を落下させる。
また、制御ユニット１７は、把持解除したハンド９を多関節ロボット１０とともにレンズ鏡筒５０上の領域から退避させる。これにより、カメラ２３がレンズ鏡筒５０および落下されたレンズ５１を撮像することができる。
以上で、ステップＳ２が終了する。
このように、搬送ロボット１１は、レンズ５１をレンズ鏡筒５０のレンズ収容穴部５０ｃの上方に移動して、レンズ５１を開口部５０ｂの上方から落とし込んでレンズ鏡筒５０上に配置する挿入部材移動部を構成している。
ステップＳ２において、開口部５０ｂ内に落下したレンズ５１は、さらにレンズ収容穴部５０ｃ内に落下してレンズ収容穴部５０ｃの奥まで落とし込まれるか、または、図４（ａ）に示すように、挿入開口５０ｄに引っ掛かって止まる。
挿入開口５０ｄに引っ掛かって止まる場合、レンズ５１が挿入開口５０ｄに対して偏心しているため、レンズ５１は、偏心方向と反対側のレンズ側面５１ａの一部がレンズ収容穴部５０ｃの内部に落ち込むようにして水平面に対して傾斜している。
挿入開口５０ｄに引っ掛かって止まる場合、レンズ５１が挿入開口５０ｄに対して偏心しているため、レンズ５１は、偏心方向と反対側のレンズ側面５１ａの一部がレンズ収容穴部５０ｃの内部に落ち込むようにして水平面に対して傾斜している。
次に、ステップＳ３では、偏心方向検出工程を行う。
本工程は、挿入部材配置工程において配置された挿入部材の、凹部に対する偏心方向を検出する工程である。本実施形態では、偏心方向の検出は、挿入部材の中心位置を算出して、凹部の中心位置と比較することにより行う。
本工程は、挿入部材配置工程において配置された挿入部材の、凹部に対する偏心方向を検出する工程である。本実施形態では、偏心方向の検出は、挿入部材の中心位置を算出して、凹部の中心位置と比較することにより行う。
本ステップでは、制御ユニット１７は、カメラ２３によってレンズ鏡筒５０を撮像し、撮像された画像に基づいて、組立ステージ１２上におけるレンズ５１の中心位置の情報を取得する。
すなわち、例えば、カメラ２３によって撮像された画像は、制御ユニット１７の処理部１７ｂに送出される。このとき、カメラ２３は、例えば、図４（ａ）のような画像を撮像することができるが、本工程に用いる画像は、レンズ５１の画像が含まれていればよいため、制御ユニット１７に送出する画像の撮像倍率は適宜調整しておく。
処理部１７ｂは、送出された画像に輪郭抽出などの画像処理を施し、これにより抽出された輪郭の中から、レンズ５１における第２レンズ面５１ｃの外周エッジに対応する輪郭を選択し、選択された輪郭からレンズ５１の中心位置を算出する。
次に、処理部１７ｂは、このように算出されたレンズ５１の中心位置と、制御ユニット１７のメモリに記憶された挿入開口５０ｄの中心位置とから、挿入開口５０ｄ上におけるレンズ５１の偏心量および偏心方向を算出し、制御ユニット１７のメモリに記憶する。
すなわち、図４（ａ）に示すように、挿入開口５０ｄ、レンズ５１のそれぞれの中心を点Ｏ１、Ｏ２と表すと、偏心方向は、点Ｏ１から点Ｏ２に向かうベクトルＯ１Ｏ２で表される。
以上で、ステップＳ３が終了する。
すなわち、例えば、カメラ２３によって撮像された画像は、制御ユニット１７の処理部１７ｂに送出される。このとき、カメラ２３は、例えば、図４（ａ）のような画像を撮像することができるが、本工程に用いる画像は、レンズ５１の画像が含まれていればよいため、制御ユニット１７に送出する画像の撮像倍率は適宜調整しておく。
処理部１７ｂは、送出された画像に輪郭抽出などの画像処理を施し、これにより抽出された輪郭の中から、レンズ５１における第２レンズ面５１ｃの外周エッジに対応する輪郭を選択し、選択された輪郭からレンズ５１の中心位置を算出する。
次に、処理部１７ｂは、このように算出されたレンズ５１の中心位置と、制御ユニット１７のメモリに記憶された挿入開口５０ｄの中心位置とから、挿入開口５０ｄ上におけるレンズ５１の偏心量および偏心方向を算出し、制御ユニット１７のメモリに記憶する。
すなわち、図４（ａ）に示すように、挿入開口５０ｄ、レンズ５１のそれぞれの中心を点Ｏ１、Ｏ２と表すと、偏心方向は、点Ｏ１から点Ｏ２に向かうベクトルＯ１Ｏ２で表される。
以上で、ステップＳ３が終了する。
次に、ステップＳ４では、被挿入部材傾斜工程を行う。
本工程は、挿入部材の水平面に対する傾斜が、偏心方向検出工程において検出された偏心方向に沿ってより増大するように被挿入部材を傾ける工程である。
本工程は、挿入部材の水平面に対する傾斜が、偏心方向検出工程において検出された偏心方向に沿ってより増大するように被挿入部材を傾ける工程である。
処理部１７ｂは、図４（ａ）に示すように、ベクトルＯ１Ｏ２とｘ軸とのなす角度θを算出し、装置制御部１７ａに送出する。ここで、ベクトルＯ１Ｏ２の大きさが０の場合は、角度θは０度とする。
装置制御部１７ａは、まず、図４（ｂ）に示すように、角度θが０度となるように、回転アクチュエータ１９を回転させる。
これにより、レンズ５１は、ｘ軸正方向に偏心した状態となり、図６（ａ）に示すように、ｚｘ平面に平行断面において、水平に対してｘ軸負方向側が下がり、ｘ軸正方向側が上がるように傾斜している。
この状態では、レンズ５１に作用する重力Ｆと、挿入開口５０ｄから作用する抗力および摩擦力（いずれも不図示）とがつり合っているため、レンズ５１の位置は安定している。
装置制御部１７ａは、まず、図４（ｂ）に示すように、角度θが０度となるように、回転アクチュエータ１９を回転させる。
これにより、レンズ５１は、ｘ軸正方向に偏心した状態となり、図６（ａ）に示すように、ｚｘ平面に平行断面において、水平に対してｘ軸負方向側が下がり、ｘ軸正方向側が上がるように傾斜している。
この状態では、レンズ５１に作用する重力Ｆと、挿入開口５０ｄから作用する抗力および摩擦力（いずれも不図示）とがつり合っているため、レンズ５１の位置は安定している。
次に、装置制御部１７ａは、図６（ｂ）に示すように、ゴニオステージ２１を駆動して、水平に対するレンズ５１の傾きがより大きくなる方向に、ステージ面２１ｃを傾動させる。これにより、挿入開口５０ｄ上に引っ掛かったレンズ５１の水平面に対する傾斜が、ステップＳ３で検出された偏心方向に沿ってより増大するように高さが増加するようにレンズ鏡筒５０が傾けられる。
以上で、ステップＳ４が終了する。
以上で、ステップＳ４が終了する。
ステップＳ４の終了後の状態では、ゴニオステージ２１の傾動角をφとすると、重力Ｆによって、レンズ５１には、光軸方向に沿う分力Ｆ１＝ｃｏｓφと、レンズ５１の径方向に沿うとともにレンズ５１の挿入開口５０ｄに対する偏心方向と逆方向に作用する分力Ｆ２＝Ｆｓｉｎφとが作用している。
このため、ステップＳ４を実行する前の状態と比べると、静止摩擦力と逆方向に作用する分力Ｆ２が発生しているとともに、摩擦力に影響する垂直抗力成分がＦからＦ１に減少している。この結果、レンズ５１が偏心方向と逆方向により運動しやすい状態になっている。すなわち、より小さな力によってレンズ５１を傾斜方向に沿って移動させることが可能になっている。
このため、ステップＳ４を実行する前の状態と比べると、静止摩擦力と逆方向に作用する分力Ｆ２が発生しているとともに、摩擦力に影響する垂直抗力成分がＦからＦ１に減少している。この結果、レンズ５１が偏心方向と逆方向により運動しやすい状態になっている。すなわち、より小さな力によってレンズ５１を傾斜方向に沿って移動させることが可能になっている。
次に、ステップＳ５では、衝撃印加工程を行う。
本工程は、被挿入部材傾斜工程を行った後に挿入部材に衝撃を加える工程である。
本工程は、被挿入部材傾斜工程を行った後に挿入部材に衝撃を加える工程である。
本工程では、制御ユニット１７は、ピエゾハンマ２０を駆動して、ピエゾハンマ２０の打撃部２０ａによってゴニオステージ２１の基台部２１ｂに打撃を加える。
すなわち、制御ユニット１７の装置制御部１７ａは、ピエゾハンマ２０のピエゾアクチュエータ２０ｂに、ピエゾアクチュエータ２０ｂを短時間に伸長させた後、伸長前の長さに戻すような制御電圧を印加する。
本実施形態では、一例として、０．００１２ｓの間に加速度が０ｍ／ｓ２（０Ｇ）から最大１９．８ｍ／ｓ２（２Ｇ）に増大して０ｍ／ｓ２（０Ｇ）に戻るようなパルス状の制御電圧を印加している。
なお、レンズ５１に代えてサイズや質量の異なる他品種の挿入部材を挿入する場合には、駆動信号を変更して、必要な撃力を得ることができる。
すなわち、制御ユニット１７の装置制御部１７ａは、ピエゾハンマ２０のピエゾアクチュエータ２０ｂに、ピエゾアクチュエータ２０ｂを短時間に伸長させた後、伸長前の長さに戻すような制御電圧を印加する。
本実施形態では、一例として、０．００１２ｓの間に加速度が０ｍ／ｓ２（０Ｇ）から最大１９．８ｍ／ｓ２（２Ｇ）に増大して０ｍ／ｓ２（０Ｇ）に戻るようなパルス状の制御電圧を印加している。
なお、レンズ５１に代えてサイズや質量の異なる他品種の挿入部材を挿入する場合には、駆動信号を変更して、必要な撃力を得ることができる。
基台部２１ｂに加えられた打撃による衝撃は、パルス状の弾性波として基台部２１ｂ内を伝播し、傾動ステージ部２１ａ、回転アクチュエータ１９、およびチャック部２２を介してレンズ鏡筒５０に伝播する。そして、レンズ鏡筒５０に伝播した衝撃はレンズ５１との接触部を通してレンズ５１に伝播する。このようにしてレンズ５１に衝撃が加えられる。
したがって、ピエゾハンマ２０は、搬送ロボット１１によってレンズ鏡筒５０上に配置されたレンズ５１に、レンズ鏡筒５０を介して衝撃を加える衝撃印加部を構成している。
したがって、ピエゾハンマ２０は、搬送ロボット１１によってレンズ鏡筒５０上に配置されたレンズ５１に、レンズ鏡筒５０を介して衝撃を加える衝撃印加部を構成している。
図７には、チャック部２２上で測定した加速度波形の一例を示す。なお、曲線１００は、実測波形の曲線をそのまま転記しているため、測定ノイズにより衝撃印加前後の加速度が０Ｇ（０ｍ／ｓ２）からオフセットしている。
以上で、ステップＳ５が終了する。
以上で、ステップＳ５が終了する。
このように衝撃が伝播することにより、レンズ５１は、撃力を受け、重力の分力Ｆ２と撃力との和が最大静止摩擦力を上回ると、レンズ鏡筒５０に対して相対運動を起こす。この結果、レンズ鏡筒５０との接触部から離間してレンズ５１の姿勢が変化し、重力によって下方に再落下しようとする。
本実施形態では、このような衝撃印加工程を被挿入部材傾斜工程の後に行うため、被挿入部材傾斜工程を行わない場合に比べて、小さな撃力によって、レンズ５１を落下させることができる。
特に、本実施形態では、ピエゾハンマ２０が衝撃を加える方向と偏心方向とが揃えられている。この結果、水平面内における撃力の方向と、分力Ｆ２の方向とが略一致するため、撃力が効率的に加算される。
本実施形態では、このような衝撃印加工程を被挿入部材傾斜工程の後に行うため、被挿入部材傾斜工程を行わない場合に比べて、小さな撃力によって、レンズ５１を落下させることができる。
特に、本実施形態では、ピエゾハンマ２０が衝撃を加える方向と偏心方向とが揃えられている。この結果、水平面内における撃力の方向と、分力Ｆ２の方向とが略一致するため、撃力が効率的に加算される。
レンズ５１を落下させるのに必要なゴニオステージ２１の傾動角φと、撃力の大きさは、レンズ５１の質量や、レンズ５１およびレンズ鏡筒５０の間の静止摩擦係数によって異なるため、予め実験を行うなどして設定することができる。
このような衝撃の印加前後において、レンズ５１の位置、姿勢は、以下のケースＡ、Ｂの場合が考えられる。
ケースＡは、レンズ５１がレンズ収容穴部５０ｃ内に落とし込まれる結果、レンズ収容穴部５０ｃを穴底部まで落下して正確な挿入位置に落とし込まれる場合である。
ケースＡでは、衝撃を与えることで挿入が完了することになる。このため、ケースＡの場合が確認されれば、挿入後の組立工程を行うことができる。
本実施形態の場合、レンズ５１がレンズ収容穴部５０ｃの内部に進入すると、レンズ収容穴部５０ｃ内を自重で落下することができる。このため、カメラ２３による画像からレンズ５１と挿入開口５０ｄとの間に重なりがないことが確認できれば、ケースＡと判定することができる。
ケースＡは、レンズ５１がレンズ収容穴部５０ｃ内に落とし込まれる結果、レンズ収容穴部５０ｃを穴底部まで落下して正確な挿入位置に落とし込まれる場合である。
ケースＡでは、衝撃を与えることで挿入が完了することになる。このため、ケースＡの場合が確認されれば、挿入後の組立工程を行うことができる。
本実施形態の場合、レンズ５１がレンズ収容穴部５０ｃの内部に進入すると、レンズ収容穴部５０ｃ内を自重で落下することができる。このため、カメラ２３による画像からレンズ５１と挿入開口５０ｄとの間に重なりがないことが確認できれば、ケースＡと判定することができる。
ケースＢは、レンズ５１の位置または姿勢が変化するものの、挿入開口５０ｄに再度引っ掛かってしまう場合である。
ケースＢでは、挿入の完了には到らないものの、引っ掛かりは一旦解除され、新たな引っ掛かりの強さは、最初の引っ掛かりの強さよりも弱くなる。
したがって、撃力を繰り返し印加すれば、ケースＢの場合が繰り返されたとしても、最初の引っ掛かりよりも弱い状態の引っ掛かりが繰り返されることになる。
このため、レンズ５１は、撃力による相対移動が容易となり、ケースＡの場合に移行する確率が高まる。この結果、何回か衝撃の印加を繰り返した後にはケースＢの場合から、ケースＡの場合に移行することが期待される。
ケースＢでは、挿入の完了には到らないものの、引っ掛かりは一旦解除され、新たな引っ掛かりの強さは、最初の引っ掛かりの強さよりも弱くなる。
したがって、撃力を繰り返し印加すれば、ケースＢの場合が繰り返されたとしても、最初の引っ掛かりよりも弱い状態の引っ掛かりが繰り返されることになる。
このため、レンズ５１は、撃力による相対移動が容易となり、ケースＡの場合に移行する確率が高まる。この結果、何回か衝撃の印加を繰り返した後にはケースＢの場合から、ケースＡの場合に移行することが期待される。
そこで、本実施形態では、ステップＳ５の次に、衝撃を印加した後に挿入部材の挿入状態を確認する挿入状態確認工程であるステップＳ６を行う。
ステップＳ６では、制御ユニット１７は、カメラ２３によってレンズ鏡筒５０内のレンズ５１を撮像し、レンズ５１の挿入状態を確認する。
本実施形態では、レンズ５１が挿入状態にないと、挿入開口５０ｄ上にレンズ５１が重なる状態となるため、挿入開口５０ｄに対応する画像が全周にわたって取得できるかどうかを判定している。
挿入開口５０ｄに対応する画像が周方向にとぎれている場合は、制御ユニット１７は、挿入状態が不良と判定し、ステップＳ３に移行する。
挿入開口５０ｄに対応する画像が周方向にとぎれていない場合、制御ユニット１７は、挿入状態が合格（挿入ＯＫ）と判定し、ステップＳ７に移行する。
ステップＳ６では、制御ユニット１７は、カメラ２３によってレンズ鏡筒５０内のレンズ５１を撮像し、レンズ５１の挿入状態を確認する。
本実施形態では、レンズ５１が挿入状態にないと、挿入開口５０ｄ上にレンズ５１が重なる状態となるため、挿入開口５０ｄに対応する画像が全周にわたって取得できるかどうかを判定している。
挿入開口５０ｄに対応する画像が周方向にとぎれている場合は、制御ユニット１７は、挿入状態が不良と判定し、ステップＳ３に移行する。
挿入開口５０ｄに対応する画像が周方向にとぎれていない場合、制御ユニット１７は、挿入状態が合格（挿入ＯＫ）と判定し、ステップＳ７に移行する。
このように、本実施形態では、ステップＳ５とステップＳ７との間に、レンズ５１の挿入状態を判定するステップＳ７を設け、挿入状態が不良と判定された場合には、衝撃印加工程を含むステップＳ３〜Ｓ５を繰り返し、挿入状態が合格した場合のみ、ステップＳ７に移行できるようになっている。
かくして本実施形態では、レンズ５１の挿入状態が合格するまで衝撃印加工程が繰り返される。レンズ５１には、衝撃が断続的に繰り返して印加されるとレンズ５１の位置や姿勢が衝撃を受けるごとに徐々に変化し、やがてレンズ５１のレンズ収容穴部５０ｃ内へ挿入が完了する。
このような断続的な衝撃の繰り返しでは、固有振動数の振動を印加する従来の部品組立方法のように、加振力が正負交替して周期的に作用することがない。このため、挿入部材が共振することはなく、衝撃を繰り返しても、挿入部材の運動が激しくなるということがない。このため、挿入部材が動きすぎて挿入孔から飛び出してしまったり、恒常的に振動して挿入穴内に入り込むことができなくなったりすることを防止することができる。
また、このような衝突が続くことを回避できるため、挿入部材あるいは被挿入部材が破損することを防止することができる。
このような断続的な衝撃の繰り返しでは、固有振動数の振動を印加する従来の部品組立方法のように、加振力が正負交替して周期的に作用することがない。このため、挿入部材が共振することはなく、衝撃を繰り返しても、挿入部材の運動が激しくなるということがない。このため、挿入部材が動きすぎて挿入孔から飛び出してしまったり、恒常的に振動して挿入穴内に入り込むことができなくなったりすることを防止することができる。
また、このような衝突が続くことを回避できるため、挿入部材あるいは被挿入部材が破損することを防止することができる。
次に、ステップＳ７では、後処理工程を行う。
本工程は、レンズ鏡筒５０にレンズ５１を挿入した後に、レンズ組立体５２を完成させるための後処理を行う工程である。
本実施形態では、後処理の一例として、レンズ５１をレンズ組立体５２に接着する処理を行う。
制御ユニット１７は、Ｙ軸アクチュエータ１８を駆動して、組立ステージ１２に保持されたレンズ鏡筒５０およびレンズ５１を接着剤塗布ユニット１３の下方の所定位置（以下、塗布位置と称する）に移動する。
次に、制御ユニット１７は、接着剤塗布ユニット１３のＸ軸アクチュエータ１４およびＺ軸アクチュエータ１５を駆動して、ディスペンサ１６の先端部をレンズ収容穴部５０ｃ内に挿入し、ディスペンサ１６の先端部をレンズ５１のレンズ側面５１ａとレンズ収容穴部５０ｃとの隙間の上方に位置させる。
次に、制御ユニット１７は、回転アクチュエータ１９を１回転以上回転させるとともに、ディスペンサ１６から接着剤を滴下させる。これにより、レンズ５１の外周部とレンズ収容穴部５０ｃとの間に周方向にわたって接着剤が供給される。
制御ユニット１７は、接着剤の供給終了後に回転アクチュエータ１９を停止し、Ｘ軸アクチュエータ１４およびＺ軸アクチュエータ１５を駆動して、ディスペンサ１６をレンズ鏡筒５０の外部に移動する。
本工程は、レンズ鏡筒５０にレンズ５１を挿入した後に、レンズ組立体５２を完成させるための後処理を行う工程である。
本実施形態では、後処理の一例として、レンズ５１をレンズ組立体５２に接着する処理を行う。
制御ユニット１７は、Ｙ軸アクチュエータ１８を駆動して、組立ステージ１２に保持されたレンズ鏡筒５０およびレンズ５１を接着剤塗布ユニット１３の下方の所定位置（以下、塗布位置と称する）に移動する。
次に、制御ユニット１７は、接着剤塗布ユニット１３のＸ軸アクチュエータ１４およびＺ軸アクチュエータ１５を駆動して、ディスペンサ１６の先端部をレンズ収容穴部５０ｃ内に挿入し、ディスペンサ１６の先端部をレンズ５１のレンズ側面５１ａとレンズ収容穴部５０ｃとの隙間の上方に位置させる。
次に、制御ユニット１７は、回転アクチュエータ１９を１回転以上回転させるとともに、ディスペンサ１６から接着剤を滴下させる。これにより、レンズ５１の外周部とレンズ収容穴部５０ｃとの間に周方向にわたって接着剤が供給される。
制御ユニット１７は、接着剤の供給終了後に回転アクチュエータ１９を停止し、Ｘ軸アクチュエータ１４およびＺ軸アクチュエータ１５を駆動して、ディスペンサ１６をレンズ鏡筒５０の外部に移動する。
この状態で接着剤の硬化を進行させる。
例えば、接着剤が紫外線（ＵＶ）硬化接着剤の場合には、不図示のＵＶ光源によって、ＵＶ光を照射して接着剤の硬化を進行させる。
また、接着剤が２液反応によって硬化する接着剤の場合には、反応が進行して硬化が進む間、暫時放置する。
このようにして、接着剤の硬化がある程度進行したら、制御ユニット１７は、Ｙ軸アクチュエータ１８を駆動して、組立ステージ１２を塗布位置から組立位置に戻す。
以上で、ステップＳ７が終了する。
なお、挿入を行うだけで部品が完成する場合には、本工程は省略することができる。
例えば、接着剤が紫外線（ＵＶ）硬化接着剤の場合には、不図示のＵＶ光源によって、ＵＶ光を照射して接着剤の硬化を進行させる。
また、接着剤が２液反応によって硬化する接着剤の場合には、反応が進行して硬化が進む間、暫時放置する。
このようにして、接着剤の硬化がある程度進行したら、制御ユニット１７は、Ｙ軸アクチュエータ１８を駆動して、組立ステージ１２を塗布位置から組立位置に戻す。
以上で、ステップＳ７が終了する。
なお、挿入を行うだけで部品が完成する場合には、本工程は省略することができる。
次に、ステップＳ８では、完成部品払い出し工程を行う。
本工程は、組立ステージ１２上から、後処理工程が終了した完成部品であるレンズ組立体５２を払い出し、次のレンズ組立体５２を組み立てられるようにする工程である。
制御ユニット１７は、チャック部２２を駆動して、レンズ組立体５２に対する把持を解除する。そして、搬送ロボット１１を駆動して、レンズ組立体５２を空いているパレット７上に移動する。このようにして組立ステージ１２からレンズ組立体５２が払い出される。
以上で、ステップＳ８が終了する。
本工程は、組立ステージ１２上から、後処理工程が終了した完成部品であるレンズ組立体５２を払い出し、次のレンズ組立体５２を組み立てられるようにする工程である。
制御ユニット１７は、チャック部２２を駆動して、レンズ組立体５２に対する把持を解除する。そして、搬送ロボット１１を駆動して、レンズ組立体５２を空いているパレット７上に移動する。このようにして組立ステージ１２からレンズ組立体５２が払い出される。
以上で、ステップＳ８が終了する。
このようにして、パレット７上に完成したレンズ組立体５２が移動され、１個のレンズ組立体５２の組み立てが終了する。
さらに、他のパレット７上のレンズ鏡筒５０およびレンズ５１を、上記と同様にして、それぞれ組み立て、他の完成部品であるレンズ組立体５２を順次パレット７上に移動する。
レンズ組立体５２がすべてパレット７上に移動されたら、作業者はストッカ８を装置外部に引き出して、これらレンズ組立体５２を装置外部に取り出す。
このようにして、部品組立装置１により複数のレンズ組立体５２が組み立てられる。
さらに、他のパレット７上のレンズ鏡筒５０およびレンズ５１を、上記と同様にして、それぞれ組み立て、他の完成部品であるレンズ組立体５２を順次パレット７上に移動する。
レンズ組立体５２がすべてパレット７上に移動されたら、作業者はストッカ８を装置外部に引き出して、これらレンズ組立体５２を装置外部に取り出す。
このようにして、部品組立装置１により複数のレンズ組立体５２が組み立てられる。
以上に説明したように、部品組立装置１によれば、衝撃印加部としてピエゾハンマ２０を備えるため、レンズ５１がレンズ鏡筒５０の凹部であるレンズ収容穴部５０ｃに引っかかりやすい場合にも、効率よくレンズ鏡筒５０にレンズ５１を挿入することができる。
すなわち、ピエゾハンマ２０によれば、レンズ５１が挿入開口５０ｄに引っ掛かった場合にも、レンズ鏡筒５０を介してレンズ５１に断続的な衝撃を与えることでレンズ５１に撃力を作用させることができる。このため、挿入開口５０ｄまたは開口部５０ｂに引っ掛かったレンズ５１の位置または姿勢を断続的に変化させることができる。
したがって、衝撃を与えたレンズ５１がレンズ収容穴部５０ｃの奥まで落下せず挿入できなかったことがカメラ２３によって確認された場合、衝撃によるレンズ５１の動きが落ち着いた後に再度行われる衝撃印加工程によってさらに衝撃が印加される。このため、レンズ５１には、レンズ５１の固有周期よりもはるかに長い周期で断続的に衝撃与えることになり、レンズ５１が共振して飛び出したり暴れたりすることを抑制しつつ、レンズ収容穴部５０ｃ内に自重落下させていくことが可能となる。
また、レンズ５１やレンズ鏡筒５０の形状を変更して部品組み立てを行う場合にも、そのたびに加振に用いる固有振動数を測定したりしなくてもよいため、生産性を向上することができる。
すなわち、ピエゾハンマ２０によれば、レンズ５１が挿入開口５０ｄに引っ掛かった場合にも、レンズ鏡筒５０を介してレンズ５１に断続的な衝撃を与えることでレンズ５１に撃力を作用させることができる。このため、挿入開口５０ｄまたは開口部５０ｂに引っ掛かったレンズ５１の位置または姿勢を断続的に変化させることができる。
したがって、衝撃を与えたレンズ５１がレンズ収容穴部５０ｃの奥まで落下せず挿入できなかったことがカメラ２３によって確認された場合、衝撃によるレンズ５１の動きが落ち着いた後に再度行われる衝撃印加工程によってさらに衝撃が印加される。このため、レンズ５１には、レンズ５１の固有周期よりもはるかに長い周期で断続的に衝撃与えることになり、レンズ５１が共振して飛び出したり暴れたりすることを抑制しつつ、レンズ収容穴部５０ｃ内に自重落下させていくことが可能となる。
また、レンズ５１やレンズ鏡筒５０の形状を変更して部品組み立てを行う場合にも、そのたびに加振に用いる固有振動数を測定したりしなくてもよいため、生産性を向上することができる。
また、本実施形態では、衝撃印加工程に先立って、偏心方向検出工程、被挿入部材傾斜工程を行うため、被挿入部材上に配置された挿入部材の偏心を検出し、偏心方向に沿って挿入部材を傾斜させてから、被挿入部材を介して衝撃を加えることができる。
このため、偏心方向検出工程、被挿入部材傾斜工程を行わない場合に比べて、より小さな撃力を加えることによって、挿入部材を自重落下させることができ、装置の簡素化や小型化を図ることができる。
このため、偏心方向検出工程、被挿入部材傾斜工程を行わない場合に比べて、より小さな撃力を加えることによって、挿入部材を自重落下させることができ、装置の簡素化や小型化を図ることができる。
なお、上記の説明では、一例として、レンズ鏡筒５０にレンズ５１を挿入して、レンズ組立体５２を組み立てる場合の例で説明したが、いずれの実施形態においても、１つの被挿入部材に複数の挿入部材を挿入して部品を組み立ててもよい。
図８に、このような部品の一例を示す。
レンズ組立体６０（部品）は、上記に説明したレンズ鏡筒５０を被挿入部材として、凹部であるレンズ収容穴部５０ｃに、複数の挿入部材であるレンズ５１、間隔リング５３、絞り５４、レンズ５５をこの順に挿入し、レンズ５５の外周とレンズ収容穴部５０ｃの内周面とを接着して固定したものである。
これら挿入部材の外径の公称値は、いずれもＤであり、レンズ５１と同様な寸法公差で製作されている。
間隔リング５３は、レンズ５１、５５の間の面間隔を空けるため、レンズ収容穴部５０ｃに内嵌する円環状に設けられた部材であり、レンズ５１の第２レンズ面５１ｃに当接されている。
絞り５４は、レンズ組立体６０を透過する光束の光束径を規制する孔あき円板であり、レンズ収容穴部５０ｃに内嵌した状態で、間隔リング５３上に重ねて配置されている。
レンズ５５は、レンズ５１と同一の外径を有する両凸レンズであり、第１レンズ面５５ａが、絞り５４の開口部に当接して配置されている。
図８に、このような部品の一例を示す。
レンズ組立体６０（部品）は、上記に説明したレンズ鏡筒５０を被挿入部材として、凹部であるレンズ収容穴部５０ｃに、複数の挿入部材であるレンズ５１、間隔リング５３、絞り５４、レンズ５５をこの順に挿入し、レンズ５５の外周とレンズ収容穴部５０ｃの内周面とを接着して固定したものである。
これら挿入部材の外径の公称値は、いずれもＤであり、レンズ５１と同様な寸法公差で製作されている。
間隔リング５３は、レンズ５１、５５の間の面間隔を空けるため、レンズ収容穴部５０ｃに内嵌する円環状に設けられた部材であり、レンズ５１の第２レンズ面５１ｃに当接されている。
絞り５４は、レンズ組立体６０を透過する光束の光束径を規制する孔あき円板であり、レンズ収容穴部５０ｃに内嵌した状態で、間隔リング５３上に重ねて配置されている。
レンズ５５は、レンズ５１と同一の外径を有する両凸レンズであり、第１レンズ面５５ａが、絞り５４の開口部に当接して配置されている。
このようなレンズ組立体６０は、部品組立装置１を用いて同様にして組み立てることができる。
すなわち、上記実施形態の部品組立方法と同様に、ステップＳ１〜Ｓ６を行って、レンズ収容穴部５０ｃにレンズ５１を挿入する。
次に、間隔リング５３を挿入部材として、ステップＳ２〜Ｓ６を行って、レンズ収容穴部５０ｃ内のレンズ５１上に間隔リング５３を挿入する。
次に、絞り５４を挿入部材として、ステップＳ２〜Ｓ６を行って、レンズ収容穴部５０ｃ内の間隔リング５３上に絞り５４を挿入する。
次に、レンズ５５を挿入部材として、ステップＳ２〜Ｓ６を行って、レンズ収容穴部５０ｃ内の絞り５４上にレンズ５５を挿入する。
その後、ステップＳ７、Ｓ８を順次行う。
これにより、レンズ組立体６０を組み立てることができる。
すなわち、上記実施形態の部品組立方法と同様に、ステップＳ１〜Ｓ６を行って、レンズ収容穴部５０ｃにレンズ５１を挿入する。
次に、間隔リング５３を挿入部材として、ステップＳ２〜Ｓ６を行って、レンズ収容穴部５０ｃ内のレンズ５１上に間隔リング５３を挿入する。
次に、絞り５４を挿入部材として、ステップＳ２〜Ｓ６を行って、レンズ収容穴部５０ｃ内の間隔リング５３上に絞り５４を挿入する。
次に、レンズ５５を挿入部材として、ステップＳ２〜Ｓ６を行って、レンズ収容穴部５０ｃ内の絞り５４上にレンズ５５を挿入する。
その後、ステップＳ７、Ｓ８を順次行う。
これにより、レンズ組立体６０を組み立てることができる。
また、上記の説明では、衝撃方向調整部として回転アクチュエータ１９を備え、挿入部材および被挿入部材を回転させることによって、衝撃を加える方向を偏心方向に揃える場合の例で説明したが、衝撃を加える方向と偏心方向とを揃えるには、挿入部材および被挿入部材と、衝撃印加部とを相対的に移動させればよい。
すなわち、回転アクチュエータ１９を削除して挿入部材および被挿入部材を固定し、衝撃方向調整部として、ピエゾハンマ２０を保持するピエゾハンマホルダ２４をチャック部２２の把持中心回りに回転移動させる回転ステージ等を採用してもよい。このような衝撃方向調整部によれば、ピエゾハンマ２０による打撃方向を移動させて、衝撃を加える方向と偏心方向とを揃えることができる。
また、このようなピエゾハンマホルダ２４の移動と回転アクチュエータ１９による回転とを併用してもよい。
すなわち、回転アクチュエータ１９を削除して挿入部材および被挿入部材を固定し、衝撃方向調整部として、ピエゾハンマ２０を保持するピエゾハンマホルダ２４をチャック部２２の把持中心回りに回転移動させる回転ステージ等を採用してもよい。このような衝撃方向調整部によれば、ピエゾハンマ２０による打撃方向を移動させて、衝撃を加える方向と偏心方向とを揃えることができる。
また、このようなピエゾハンマホルダ２４の移動と回転アクチュエータ１９による回転とを併用してもよい。
また、上記実施形態の説明では、ピエゾハンマ２０が、ゴニオステージ２１の基台部２１ｂを打撃することで衝撃を加える場合の例で説明したが、ピエゾハンマ２０による打撃箇所は、基台部２１ｂには限定されない。
被挿入部材を介して挿入部材に衝撃を加えることができれば、被挿入部材保持部を構成するどの部材を打撃してもよい。例えば、レンズ鏡筒５０に接触する部材に直接的、間接的に連結された部材であって、衝撃による弾性波が伝播可能な固体部材を打撃してもよい。例えば、チャック部２２、回転アクチュエータ１９、Ｙ軸アクチュエータ１８等を打撃してもよい。
被挿入部材を介して挿入部材に衝撃を加えることができれば、被挿入部材保持部を構成するどの部材を打撃してもよい。例えば、レンズ鏡筒５０に接触する部材に直接的、間接的に連結された部材であって、衝撃による弾性波が伝播可能な固体部材を打撃してもよい。例えば、チャック部２２、回転アクチュエータ１９、Ｙ軸アクチュエータ１８等を打撃してもよい。
また、上記の説明では、衝撃印加工程では、偏心方向に沿う方向において衝撃を加える場合の例で説明したが、衝撃を加える方向は、偏心方向に沿う方向には限定されない。
偏心方向に沿う方向に撃力が作用する場合でも、挿入部材と被挿入部材との間の摩擦力による引っ掛かり状態を解除する作用がある。したがって、万一、撃力の成分が偏心方向と反対側に作用しない場合でも、引っ掛かり状態が解除されることにより、衝撃を受ける前に挿入部材の移動を阻止する摩擦力が一時的に解除される。このとき、挿入部材は偏心方向と反対側に下がる方向により傾斜されているため、重力Ｆの分力Ｆ２を受けて凹部に落ち込む方向に移動する。このように撃力が引っ掛かり状態を解除するきっかけとなる結果、挿入部材がより凹部内に落ち込む状態を実現することができる。
例えば、このような引っ掛かり状態を解除する作用は、撃力が鉛直上方に作用する場合に顕著となるため、鉛直上方に向けて衝撃を加えてもよい。
また、打撃位置から挿入部材と被挿入部材との引っ掛かり位置までの間の部材構成によっては、衝撃による弾性波の伝播経路が変化するため、打撃位置における衝撃を加える方向と、挿入部材に接する被挿入部材から最も強く伝達される衝撃の方向とは一致しない場合がある。このため、衝撃を加える方向は、衝撃の伝達系の特性を考慮して、適宜設定すればよい。
このため、上記実施形態の構成から、衝撃方向調整部を削除した構成としてもよい。
偏心方向に沿う方向に撃力が作用する場合でも、挿入部材と被挿入部材との間の摩擦力による引っ掛かり状態を解除する作用がある。したがって、万一、撃力の成分が偏心方向と反対側に作用しない場合でも、引っ掛かり状態が解除されることにより、衝撃を受ける前に挿入部材の移動を阻止する摩擦力が一時的に解除される。このとき、挿入部材は偏心方向と反対側に下がる方向により傾斜されているため、重力Ｆの分力Ｆ２を受けて凹部に落ち込む方向に移動する。このように撃力が引っ掛かり状態を解除するきっかけとなる結果、挿入部材がより凹部内に落ち込む状態を実現することができる。
例えば、このような引っ掛かり状態を解除する作用は、撃力が鉛直上方に作用する場合に顕著となるため、鉛直上方に向けて衝撃を加えてもよい。
また、打撃位置から挿入部材と被挿入部材との引っ掛かり位置までの間の部材構成によっては、衝撃による弾性波の伝播経路が変化するため、打撃位置における衝撃を加える方向と、挿入部材に接する被挿入部材から最も強く伝達される衝撃の方向とは一致しない場合がある。このため、衝撃を加える方向は、衝撃の伝達系の特性を考慮して、適宜設定すればよい。
このため、上記実施形態の構成から、衝撃方向調整部を削除した構成としてもよい。
また、上記の説明では、衝撃印加部は、１つのピエゾハンマ２０によって衝撃を加える場合の例で説明したが、衝撃印加部を複数設けて、複数の方向から同時に、あるいは複数の方向から選択して、衝撃を加えるようにしてもよい。
例えば、回転アクチュエータ１９によってレンズ鏡筒５０を回転させる代わりに、衝撃を加える部材の外周部に放射状に複数の衝撃印加部を設け、偏心方向検出工程で検出された偏心方向に最も近い方向となる衝撃印加部を駆動してもよい。
また、複数の衝撃印加部の撃力の大きさを変えて同時に印加してもよい。この場合、これらの撃力が合成された撃力が作用するため、撃力の大きさや方向の設定自由度を高めることができる。
例えば、回転アクチュエータ１９によってレンズ鏡筒５０を回転させる代わりに、衝撃を加える部材の外周部に放射状に複数の衝撃印加部を設け、偏心方向検出工程で検出された偏心方向に最も近い方向となる衝撃印加部を駆動してもよい。
また、複数の衝撃印加部の撃力の大きさを変えて同時に印加してもよい。この場合、これらの撃力が合成された撃力が作用するため、撃力の大きさや方向の設定自由度を高めることができる。
また、上記の説明では、挿入状態確認工程を衝撃印加工程と後処理工程との間で行う場合の例で説明したが、同様の工程を挿入部材配置工程と偏心方向検出工程との間で、例えばステップＳ２’として行い、挿入ＯＫの場合にはステップＳ７に移行し、挿入ＯＫでない場合には、ステップＳ３を行うようにし、ステップＳ６で挿入ＯＫでない場合には、ステップＳ３に代えてステップＳ２’に移行するような工程フローとしてもよい。
また、上記の説明では、レンズ５１が、レンズ収容穴部５０ｃの内部では引っ掛からないものとして説明したが、レンズ５１、レンズ鏡筒５０の形状や大きさや材質などによって、レンズ収容穴部５０ｃ内でも引っ掛かるおそれがある場合でも、上記と同様に部品組み立てを行うことができる。
この場合、レンズ５１の偏心量は、レンズ収容穴部５０ｃとレンズ５１との嵌め合いの隙間の範囲であり上記実施形態に比べてより小さくなっているが、レンズ５１の偏心方向とレンズ５１の傾斜方向とは、上記実施形態と同様な関係にある。このため、被挿入部材傾斜工程によって、レンズ５１に重力の分力Ｆ２が作用するようになるため、レンズ収容穴部５０ｃ内での相対移動が起こりやすくなり、レンズ５１の落下を促進する効果がある。
この場合、レンズ５１の偏心量は、レンズ収容穴部５０ｃとレンズ５１との嵌め合いの隙間の範囲であり上記実施形態に比べてより小さくなっているが、レンズ５１の偏心方向とレンズ５１の傾斜方向とは、上記実施形態と同様な関係にある。このため、被挿入部材傾斜工程によって、レンズ５１に重力の分力Ｆ２が作用するようになるため、レンズ収容穴部５０ｃ内での相対移動が起こりやすくなり、レンズ５１の落下を促進する効果がある。
また、上記の説明では、挿入部材移動部として、多関節ロボット１０を備える搬送ロボット１１を用いた場合の例で説明したが、挿入部材移動部の構成としては、これに限定されない。例えば、多関節ロボット１０に代えて、直交ロボットやスカラロボットを用いてもよい。
また、上記の説明では、偏心方向検出部、挿入状態検出部として、カメラ２３と制御ユニット１７とを組み合わせて、画像による検出を行う場合の例で説明したが、偏心方向や挿入状態を検出できれば、偏心方向検出部、挿入状態検出部はこれには限定されない。
例えば、カメラ２３に代えて、レーザー変位センサなどの測定機を採用することができる。
例えば、カメラ２３に代えて、レーザー変位センサなどの測定機を採用することができる。
また、上記の説明では、衝撃印加部として、圧電アクチュエータを用いた場合の例で説明したが、衝撃を加えることができれば、衝撃を加える部材を鋼球等の硬質部材によって、機械的に打撃を加える構成としてもよい。
また、上記の説明では、挿入状態確認工程を部品組立装置が行う場合の例で説明したが、例えば、カメラ２３が撮像した画像をモニタなどに表示して、この画像を作業者が見て挿入状態を確認してもよい。
また、例えば、挿入部材配置工程において挿入部材の配置位置が安定している等の理由で、挿入部材が被挿入部材に引っ掛かった場合でも確実に挿入できるような衝撃の大きさや衝撃の繰り返し数が予め知られている場合には、挿入状態確認工程を省略してもよい。
また、例えば、挿入部材配置工程において挿入部材の配置位置が安定している等の理由で、挿入部材が被挿入部材に引っ掛かった場合でも確実に挿入できるような衝撃の大きさや衝撃の繰り返し数が予め知られている場合には、挿入状態確認工程を省略してもよい。
また、上記の各実施形態で説明した構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
１ 部品組立装置
４ 作業室
７ パレット
８ ストッカ
９ ハンド
１０ 多関節ロボット
１１ 搬送ロボット（挿入部材移動部）
１２ 組立ステージ（被挿入部材保持部）
１３ 接着剤塗布ユニット
１７ 制御ユニット（偏心方向検出部、挿入状態検出部）
１９ 回転アクチュエータ（衝撃方向調整部）
２０ ピエゾハンマ（衝撃印加部）
２０ａ 打撃部（打撃部材）
２０ｂ ピエゾアクチュエータ（圧電アクチュエータ）
２０ｃ 付勢部材
２１ ゴニオステージ（被挿入部材傾斜部）
２１ａ 傾動ステージ部
２１ｂ 基台部
２１ｃ ステージ面
２２ チャック部（被挿入部材固定部）
２３ カメラ（偏心方向検出部、挿入状態検出部）
５０ レンズ鏡筒（被挿入部材）
５０ｂ 開口部（開口）
５０ｃ レンズ収容穴部（凹部）
５１、５５ レンズ（挿入部材）
５２、６０ レンズ組立体（部品）
５３ 間隔リング（挿入部材）
４ 作業室
７ パレット
８ ストッカ
９ ハンド
１０ 多関節ロボット
１１ 搬送ロボット（挿入部材移動部）
１２ 組立ステージ（被挿入部材保持部）
１３ 接着剤塗布ユニット
１７ 制御ユニット（偏心方向検出部、挿入状態検出部）
１９ 回転アクチュエータ（衝撃方向調整部）
２０ ピエゾハンマ（衝撃印加部）
２０ａ 打撃部（打撃部材）
２０ｂ ピエゾアクチュエータ（圧電アクチュエータ）
２０ｃ 付勢部材
２１ ゴニオステージ（被挿入部材傾斜部）
２１ａ 傾動ステージ部
２１ｂ 基台部
２１ｃ ステージ面
２２ チャック部（被挿入部材固定部）
２３ カメラ（偏心方向検出部、挿入状態検出部）
５０ レンズ鏡筒（被挿入部材）
５０ｂ 開口部（開口）
５０ｃ レンズ収容穴部（凹部）
５１、５５ レンズ（挿入部材）
５２、６０ レンズ組立体（部品）
５３ 間隔リング（挿入部材）
Claims (5)
- 被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、前記被挿入部材および前記挿入部材を含む部品を組み立てる部品組立方法であって、
前記凹部の開口を上方に向けて前記被挿入部材の位置を固定する被挿入部材固定工程と、
前記挿入部材を前記凹部上に配置する挿入部材配置工程と、
該挿入部材配置工程において配置された前記挿入部材の、前記凹部に対する偏心方向を検出する偏心方向検出工程と、
前記挿入部材の水平面に対する傾斜が、前記偏心方向検出工程において検出された前記偏心方向に沿ってより増大するように前記被挿入部材を傾ける被挿入部材傾斜工程と、
該被挿入部材傾斜工程を行った後に前記挿入部材に衝撃を加える衝撃印加工程と、
を備えることを特徴とする部品組立方法。 - 前記衝撃印加工程では、前記偏心方向に沿う方向において衝撃を加えることを特徴とする請求項１に記載の部品組立方法。
- 被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、前記被挿入部材および前記挿入部材を含む部品を組み立てる部品組立装置であって、
前記凹部の開口を上方に向けて前記被挿入部材の位置を固定する被挿入部材保持部と、
前記被挿入部材上に配置された前記挿入部材の前記凹部に対する偏心方向を検出する偏心方向検出部と、
前記被挿入部材保持部を、前記挿入部材の水平面に対する傾斜が、前記偏心方向検出部において検出された前記偏心方向に沿ってより増大するように前記被挿入部材を傾ける被挿入部材傾斜部と、
該被挿入部材傾斜部によって傾けられた前記被挿入部材上に配置された前記挿入部材に、前記被挿入部材を介して衝撃を加える衝撃印加部と、
を備えることを特徴とする部品組立装置。 - 前記衝撃印加部の衝撃を加える方向を前記偏心方向に沿う方向に揃える衝撃方向調整部を備えることを特徴とする請求項３に記載の部品組立装置。
- 前記衝撃印加部は、圧電アクチュエータで駆動される打撃部材によって衝撃を加えることを特徴とする請求項３または４に記載の部品組立装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010237510A JP2012086339A (ja) | 2010-10-22 | 2010-10-22 | 部品組立方法および部品組立装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010237510A JP2012086339A (ja) | 2010-10-22 | 2010-10-22 | 部品組立方法および部品組立装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012086339A true JP2012086339A (ja) | 2012-05-10 |
Family
ID=46258525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010237510A Withdrawn JP2012086339A (ja) | 2010-10-22 | 2010-10-22 | 部品組立方法および部品組立装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2012086339A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107891260A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-04-10 | 浙江向隆机械有限公司 | 一种三销节型等速驱动轴安装滚轮的工艺装备 |
| CN113732660A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-12-03 | 东莞长盈精密技术有限公司 | 辅料压装装置 |
-
2010
- 2010-10-22 JP JP2010237510A patent/JP2012086339A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107891260A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-04-10 | 浙江向隆机械有限公司 | 一种三销节型等速驱动轴安装滚轮的工艺装备 |
| CN113732660A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-12-03 | 东莞长盈精密技术有限公司 | 辅料压装装置 |
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