JP2012161865A - ハニカム構造体の搬送装置、及び、ハニカム構造体の封口方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハニカム構造体の貫通孔と封口用マスクの貫通孔との正確な位置合わせを容易に行なうことのできるハニカム構造体の搬送装置及びハニカム構造体の封口方法を提供する。
【解決手段】初期回転角度認識部が、カメラ９０の画像に基づいてハニカム構造体７０の初期回転角度を認識し、必要回転角度取得部が、アーム水平旋回部６２の駆動に伴うハニカム構造体７０の回転角度に基づいて、封口用マスク１７０に対するハニカム構造体７０の回転角度を所望の最終回転角度とするために必要な回転角度を取得し、ハンド軸回転制御部が、必要な回転角度に基づいてハンド軸回転部２０を駆動してハンド１０が把持したハニカム構造体７０を回転させる。ハニカム構造体７０を封口用マスク１７０の上に所望の回転角度として配置できるので、封口用マスク１７０とハニカム構造体７０との位置合わせが容易となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハニカム構造体の搬送装置、及びハニカム構造体の封口方法に関する。

従来より、ハニカムフィルタが、ＤＰＦ（Diesel particulate filter）用等として広く知られている。このハニカムフィルタは、多数の貫通孔を有するハニカム構造体の一部の貫通孔の一端側を封口材で封じると共に、残りの貫通孔の他端側を封口材で封じた構造を有する。そして、特許文献１には、このようなハニカムフィルタを製造する方法が開示されている。特許文献１では、シリンダ内に配置したハニカム構造体の一端面に対して、封口する場所に貫通孔を有する封口用マスクを介してピストンにより封口材を貫通孔に押圧することにより、ハニカム構造体の所望の貫通孔の端部に封口材を供給している。

特公昭６３−２４７３１号公報

ところで、ハニカム構造体の貫通孔の径は小さい。また、封口用マスクの貫通孔の径もハニカム構造体の貫通孔と同程度である。したがって、ハニカム構造体の貫通孔と、マスクの貫通孔とを正しく重ね合わせた状態では、封口用マスクの開口から、ハニカム構造体の外壁の輪郭や貫通孔の輪郭を見ることは困難である。したがって、ハニカム構造体の貫通孔と、封口用マスクの貫通孔との正確な位置合わせが非常に困難であった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ハニカム構造体の貫通孔と、封口用マスクの貫通孔との正確な位置合わせを容易に行なうことのできるハニカム構造体の搬送装置及びハニカム構造体の封口方法を提供することを目的とする。

本発明は、柱状のハニカム構造体を把持可能であるハンドと、ハンドをその端部に保持するアームと、アームを少なくとも一つの鉛直軸周りに旋回させるアーム水平旋回部と、アームを少なくとも一つの水平軸周りに旋回させるアーム垂直旋回部と、アームに対してハンドをハニカム構造体の長手方向に垂直の軸周りに回転させるハンド旋回部と、アームに対してハンドをハニカム構造体の長手方向の軸周りに回転させるハンド軸回転部と、基準位置においてハンドが把持したハニカム構造体の端面を撮影するカメラと、カメラが撮影した画像に基づいて、基準位置におけるハニカム構造体の長手方向の軸周りの初期回転角度を認識する初期回転角度認識部と、アーム水平旋回部、アーム垂直旋回部及びハンド旋回部の少なくともいずれかを駆動することにより、ハンドが把持するハニカム構造体を基準位置から封口用マスクまで搬送させるアーム旋回制御部と、初期回転角度認識部が基準位置で認識した初期回転角度、及び基準位置から封口用マスクまでのアーム水平旋回部の駆動に伴うハニカム構造体の長手方向の軸周りの回転角度に基づいて、封口用マスクに対するハニカム構造体の回転角度を所望の最終回転角度とするために必要な回転角度を取得する必要回転角度取得部と、必要回転角度取得部が取得した必要な回転角度に基づいてハンド軸回転部を駆動して、ハンドが把持したハニカム構造体を長手方向の軸周りに回転させるハンド軸回転制御部とを備えるハニカム構造体の搬送装置である。

この構成によれば、初期回転角度認識部が、カメラが撮影した画像に基づいて、基準位置におけるハニカム構造体の長手方向の軸周りの初期回転角度を認識し、必要回転角度取得部が、初期回転角度認識部が基準位置で認識した初期回転角度、及び基準位置から封口用マスクまでのアーム水平旋回部の駆動に伴うハニカム構造体の長手方向の軸周りの回転角度に基づいて、封口用マスクに対するハニカム構造体の回転角度を所望の最終回転角度とするために必要な回転角度を取得し、ハンド軸回転制御部が、必要回転角度取得部が取得した必要な回転角度に基づいてハンド軸回転部を駆動して、ハンドが把持したハニカム構造体を長手方向の軸周りに回転させる。これにより、ハンドで把持したハニカム構造体を、封口用マスクの上に所望の回転角度として配置できるので、封口用マスクとハニカム構造体との位置合わせが容易となる。

この場合、アームは、水平軸周りに旋回可能な第１アーム、及び第１アームに対して、水平軸周りに旋回可能な第２アームを有し、アーム旋回部は、第１アーム及び第２アームを旋回させることが好適である。

この構成によれば、アーム旋回部は、第１アーム及び第２アームを水平軸周りに垂直旋回させるため、ハンドの移動の自由度やハニカム構造体の長手方向の軸周りの回転の自由度が高くなる。

また、カメラはハニカム構造体の下端面を撮影することが好適である。

この構成によれば、カメラはハニカム構造体の下端面を撮影する。これにより、ハニカム構造体をハンドで把持したままで端面を容易に撮影できるため、ハンドから開放して撮影し再度ハンドで把持する場合に比べて、角度検出精度や、位置合わせの精度が高くなる。

また、アーム旋回制御部によるアーム垂直旋回部及びハンド旋回部の少なくともいずれかの駆動の誤差を較正する較正部をさらに備えることが好適である。

この構成によれば、較正部は、アーム旋回制御部によるアーム垂直旋回部及びハンド旋回部の少なくともいずれかの駆動の誤差を較正する。このため、アーム垂直旋回部又はハンド旋回部によるハンドの水平軸周りの垂直旋回の精度を高め、封口用マスクに対して正しい角度でハニカム構造体を位置させることが容易となる。

また、本発明は、配置された柱状のハニカム構造体をアームの端部に設けたハンドで把持する工程と、ハンドが把持したハニカム構造体の端面の画像を撮影する工程と、画像に基づいて、撮影がなされた基準位置における、ハニカム構造体の長手方向の軸周りの初期回転角度を認識する工程と、アームを少なくとも一つの鉛直軸周りと少なくとも一つの水平軸周りとに旋回させ、アームに対してハンドをハニカム構造体の長手方向に垂直の軸周りに回転させることによって、ハンドが把持するハニカム構造体を基準位置から封口用マスクまで搬送する工程と、基準位置で認識した初期回転角度、及び基準位置から封口用マスクまでの搬送に伴うハニカム構造体の長手方向の軸周りの回転角度に基づいて、封口用マスクに対するハニカム構造体の回転角度を所望の最終回転角度とするために必要な回転角度を取得する工程と、必要な回転角度に基づいてアームに対してハンドをハニカム構造体の長手方向の軸周りに回転させる工程と、ハンドの回転後にハニカム構造体を封口用マスクに載置する工程と、載置された封口用マスクを介してハニカム構造体に封口材を供給する工程とを含むハニカム構造体の封口方法である。

この場合、アームを少なくとも一つの水平軸周りに旋回させる動作、及びアームに対してハンドをハニカム構造体の長手方向に垂直の軸周りに回転させる動作の少なくともいずれかの動作の誤差を較正する工程をさらに含むことが好適である。

本発明のハニカム構造体の搬送装置及びハニカム構造体の封口方法によれば、ハニカム構造体の貫通孔と、封口用マスクの貫通孔との正確な位置合わせを容易に行なうことができる。

本発明の実施形態に係る搬送装置、フィード装置、封口装置を示す斜視図である。 図１のコントローラ及びその周辺部の構成を示すブロック図である。 （ａ）はハニカム構造体７０の基準となる回転状態を示す平面図であり、（ｂ）はハニカム構造体７０が角度θ回転した状態を示す平面図である。 （ａ）は封口装置を示す断面図であり、（ｂ）は封口装置の動作を示す（ａ）に続く断面図である。 本発明の実施形態にかかる搬送装置のハニカム構造体の封口時における動作を示す図１に続く斜視図である。 本発明の実施形態にかかる搬送装置のハニカム構造体の封口時における動作を示す図５に続く斜視図である。 本発明の実施形態にかかる搬送装置の較正時における動作を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。まず、
ハニカム構造体について説明する。

まず、搬送対象となるハニカム構造体７０について説明する。

本実施形態に係るハニカム構造体７０は、図１に示すように、鉛直方向に延びて上下両端面に開口する多数の貫通孔７０ａを有する柱体である。ハニカム構造体７０の外形形状は特に限定されないが、例えば、円柱、楕円柱、角柱（例えば、正三角柱、正方形柱、正六角柱、正八角柱等の正多角柱や、正多角柱以外の、３角柱、４角柱、６角柱、８角柱等）等である。また、各貫通孔７０ａの断面形状も特に限定されず、例えば、円形、楕円形、正方形、長方形、三角形、六角形等の多角形等が挙げられる。貫通孔７０ａには、径の異なるもの、断面形状の異なるものが混在してもよい。

ハニカム構造体７０の上下の端面から見た場合の、貫通孔７０ａの配置の形態も特に限定されず、たとえば、貫通孔７０ａの中心軸が正方形の頂点にそれぞれ位置するように配置されている正方形配置、貫通孔７０ａの中心軸が正三角形の頂点に配置される正三角形配置等が挙げられる。

貫通孔７０ａの径も特に限定されず、例えば、断面が正方形の場合、一辺０．８〜２．５ｍｍとすることができる。貫通孔７０ａ同士を隔てる隔壁の厚みは、例えば、０．１５〜０．７６ｍｍとすることができる。

また、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａが延びる方向の長さ（鉛直方向の全長）は特に限定されないが、例えば、４０〜３５０ｍｍとすることができる。また、ハニカム構造体７０の外径も特に限定されないが、例えば、１００〜３２０ｍｍとすることできる。

ハニカム構造体７０は、後で焼成することによりセラミクスとなるグリーン（未焼成体）であることが好ましく、特に、多孔性セラミクスとなるグリーンであることが好ましい。セラミクスは特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素、金属等が挙げられる。なお、チタン酸アルミニウムは、さらに、マグネシウム及び／又はケイ素を含むことができる。なお、ハニカム構造体７０は、焼結後のセラミクスであってもよい。

続いて、このようなハニカム構造体７０の搬送装置４００について説明する。

この搬送装置４００は、フィード装置１、及び、封口装置２００に隣接して設けられている。フィード装置１は、ハニカム構造体７０を搬送装置４００にフィードする。搬送装置４００は、フィード装置１によりフィードされたハニカム構造体７０を、封口装置２００の封口用マスク１７０上に、定められた回転角度で載置する。封口装置２００は、ハニカム構造体７０の一端面に封口材を供給する。本実施形態では、封口装置２００は搬送装置４００の周りに二つ並んで設けられている。本実施形態の搬送装置４００は、ロボット搬送システムである。

搬送装置４００は、主として、ハンド１０、ハンド軸回転部２０、ハンド旋回部２２、第１アーム軸回転部４２、アーム垂直旋回部５０、アーム水平旋回部６２、カメラ９０及びコントローラ８０を主として備える。

ハンド１０は、ベース部１４及びベース部１４に固定され、ハニカム構造体７０を把持可能な把持部材１２を有している。把持部材１２は、鉛直方向に沿って配置された柱状のハニカム構造体７０を、当該方向を保持した状態で把持する。具体的には、例えば、把持部材１２は、ハニカム構造体７０の側面の上部を複数本の指部材で挟むことができる。ハンド１０には、鉛直回転軸１６が接続されている。

アーム３０は、第１アーム３２及び第２アーム３４を有する。第１アーム３２の一端には、第１アーム３２に対してハンド１０をハンド１０が把持するハニカム構造体７０の長手方向に沿ったハンド回転軸１６周りに回転させるハンド軸回転部２０を介してハンド１０が固定されている。

また、第１アーム３２には、第１アーム３２に対してハンド１０をハンド１０が把持するハニカム構造体７０の長手方向と垂直の軸周りに回転させるハンド旋回部２２が設けられている。さらに、第１アーム３２には、第１アーム３２の一端に設けられたハンド１０、ハンド回転軸１６、ハンド軸回転部２０及びハンド旋回部２２を第１アーム３２の他端に対して第１アーム３２の長手方向の軸周りに回転させる第１アーム軸回転部４２が設けられている。

第１アーム３２の他端は、第２アーム３４の一端と、第１アーム垂直旋回部５２により接続されている。第１アーム旋回部５２は、第２アーム３４に対して第１アーム３２を水平軸周りに旋回させる。第２アーム３４の他端は、ベース６０に対して第２アーム旋回部５４により接続されている。第２アーム垂直旋回部５４は、ベース６０に対して第２アーム３４を水平軸周りに旋回させる。第１アーム垂直旋回部５２及び第２アーム垂直旋回部５４が、アーム垂直旋回部５０を構成する。

また、第２アーム３４の他端は、ベース６０に対してアーム水平旋回部６２により接続されている。アーム水平旋回部６２は、ベース６０に対して第２アーム３４を鉛直軸周りに旋回させる。

カメラ９０は、ハニカム構造体７０を把持したハンド１０の端面、好ましくは、下端面を撮影できる位置に配置されている。

コントローラ８０は、図２に示すように、ハンド１０、ハンド軸回転部２０、ハンド旋回部２２、第１アーム軸回転部４２、アーム垂直旋回部５０、アーム水平旋回部６２及びカメラ９０と接続されている。コントローラ８０は、通常コンピュータにより構成され、以下の機能を発揮できる。

把持・初期移動部８０１は、ハンド１０、ハンド旋回部２２、第１アーム軸回転部４２、アーム垂直旋回部５０及びアーム水平旋回部６２を駆動して、フィード装置１によりフィードされたハニカム構造体７０を把持し、カメラ９０の上方の位置（以下、基準位置と呼ぶことがある）までハニカム構造体７０を搬送させる。

初期回転角度認識部８０２は、カメラ９０によるハニカム構造体７０の端面の撮影をすると共に、カメラ９０が撮影した画像に基づいて、撮影がなされた基準位置における、ハンド１０に把持されたハニカム構造体７０の鉛直軸周りの初期回転角度θを認識する。

回転角度とは、ハニカム構造体７０が、鉛直軸周りにおいて、基準となる回転状態に対して、どれだけの角度で回転中心周りに回転した状態となっているかを示す角度である。例えば、図３の（ａ）の状態を、ハニカム構造体７０の基準となる回転状態とする。ここでは、回転状態を容易に把握すべく、ハニカム構造体７０の周辺部にマーク７０ｍ（オリエンテーションフラットでもよい）を付与する。そして、基準となる回転状態を、マーク７０ｍが、回転中心Ｏを通るＸ軸上にある状態とする。そして、図３の（ｂ）のように、ハニカム構造体７０のマーク７０ｍが場所Ｂにあれば、回転角度θを、Ｘ軸と、中心Ｏ及び位置Ｂを結ぶ直線とのなす角と規定することができる。そして、初期回転角度θとは、カメラ９０の上の基準位置における回転角度である。

カメラ９０の画像に基づく初期回転角度の認識方法は公知の画像処理法を用いればよく、特に限定されない。例えば、予めハニカム構造体７０の端面における例えば周辺部にマーク７０ｍを設けておき、画像から当該マーク７０ｍ及び回転中心Ｏを抽出し、マーク７０ｍと回転中心Ｏとを結ぶ線と、基準となる方向例えばＸ軸とのなす角に基づいて、予め定められた基準状態に対する初期回転角度θを取得できる。また、図３（ａ）に示すように、回転中心Ｏをはさんでマーク７０ｍとは反対側に、マーク７０ｎを設け、マーク７０ｍ、７０ｎを結ぶ線と、基準方向とのなす角に基づいて初期回転角度θを得てもよい。

また、マーク７０ｍを設けない場合でも、初期回転角度θの取得は可能である。例えば、ハニカム構造体７０の外形形状が矩形等のように非円形である場合には、画像処理により輪郭を抽出し、頂点を結ぶ線等に基づいて初期回転角度θを求めることができる。また、画像処理によりハニカム構造体７０の貫通孔７０ａの並ぶ方向等を認識し、当該方向とＸ軸とのなす角によりハニカム構造体７０の初期回転角度θを認識することもできる。

アーム水平旋回制御部８０３、アーム垂直旋回制御部８０４、第１アーム軸回転制御部８０６及びハンド旋回制御部８０７は、それぞれアーム水平旋回部６２、アーム垂直旋回部５０、第１アーム軸回転部４２及びハンド旋回部２２を駆動することにより、ハンド１０が把持するハニカム構造体７０を基準位置（カメラ上）から封口用マスク１７０の上まで搬送させる。具体的には、基準位置及び封口用マスク１７０の位置の相対的位置関係は予めわかっているので、この位置関係に応じて、ハンド旋回部２２の旋回角度ａ、第１アーム垂直旋回部５２の旋回角度ｂ、第２アーム垂直旋回部５４の旋回角度ｃ、第１アーム軸回転部４２の回転角度ｄ及びアーム水平旋回部６２の旋回角度βをそれぞれ適切に定めることにより、このような搬送は容易である。すなわち、回転角度以外の、ＸＹ方向の位置をハニカム構造体７０と封口用マスク１７０との間で合わせることは容易である。

特に、アーム垂直旋回制御部８０４、第１アーム軸回転制御部８０６及びハンド旋回制御部８０７は、それぞれアーム垂直旋回部５０、第１アーム軸回転部４２及びハンド旋回部２２を駆動することにより、カメラ９０上の基準位置及び封口用マスク１７０上において、ハンド１０が把持するハニカム構造体７０の長手方向が鉛直方向と正確に平行になるように、ハンド旋回部２２の旋回角度ａ、第１アーム垂直旋回部５２の旋回角度ｂ、第２アーム垂直旋回部５４の旋回角度ｃ及び第１アーム軸回転部４２の回転角度ｄを制御する。

この場合、例えば、フィード装置１上でハニカム構造体７０の長手方向が正確に鉛直方向となるように載置されているものとし、フィード装置１上でハンド１０がハニカム構造体７０を把持したときにおいて、ハンド旋回部２２の旋回角度ａ、第１アーム垂直旋回部５２の旋回角度ｂ及び第２アーム垂直旋回部５４の旋回角度ｃの合計値がＬであり、第１アーム軸回転部４２の回転角度ｄがＭであったとする。この場合、ハニカム構造体７０がカメラ９０上の基準位置及び封口用マスク１７０上に搬送された際にも、Ｌ＝ａ＋ｂ＋ｃであり、且つＭ＝ｄである必要がある。アーム垂直旋回制御部８０４、第１アーム軸回転制御部８０６及びハンド旋回制御部８０７は、カメラ９０上の基準位置及び封口用マスク１７０上において、ハンド旋回部２２の旋回角度ａ、第１アーム垂直旋回部５２の旋回角度ｂ、第２アーム垂直旋回部５４の旋回角度ｃ及び第１アーム軸回転部４２の回転角度ｄが上記値になるように制御する。

必要回転角度取得部８４は、基準位置で認識した初期回転角度θ、及び、基準位置から封口用マスクの上までのアーム水平旋回部６２の駆動に伴うハニカム構造体７０の鉛直軸周りの回転角度βに基づいて、封口用マスク１７０の上におけるハニカム構造体７０の最終回転角度を所望の回転角度とするために必要な回転角度を取得する。

ここでは、図１に示すように封口用マスク１７０には周辺部にマーク１７０ｍがあり、このマーク１７０ｍと、ハニカム構造体７０のマーク７０ｍとが合致するように、封口用マスク１７０上においてハニカム構造体７０の最終回転角度を合わせなければならないものとする。封口用マスク１７０にも、ハニカム構造体７０と同様の回転角度を定義できる。ここでは、封口装置２００にセットされた封口用マスク１７０の回転角度がφであるとする。この場合、ハニカム構造体７０のとるべき最終回転角度はφとなる。

そして、カメラ９０の上の基準位置におけるハニカム構造体７０の初期回転角度はθであり、アーム水平旋回制御部８０３による駆動によるアーム水平旋回部６２の旋回角度はβとする。アーム水平旋回部６２が旋回角度β旋回すると、この旋回に伴って、第１アーム３２の先端に固定されたハニカム構造体７０は、中心軸周りに角度βで回転することとなる。

従って、カメラ９０の上の基準位置から封口用マスク１７０上までの搬送により、ハニカム構造体７０の回転角度は、初期回転角度から、角度β変化する。さらに、初期回転角度θ、及び最終回転角度φを考慮すると、封口用マスク１７０上において、ハニカム構造体７０の回転角度を、所望の最終回転角度φにするためには、α＝φ−（θ＋β）の角度だけ、ハンド１０を回転させる必要がある。ハンド軸回転制御部８０８は、上述の必要な回転角度αに基づいてハンド回転部２０を駆動してハニカム構造体７０を回転させる。

後工程指示部８０９は、ハンド回転制御部８５によるハンド１０の回転後に、ハンド旋回部２２、第１アーム垂直旋回部５２及び第２アーム垂直旋回部５４を駆動して、封口用マスク１７０上のハニカム構造体７０を封口用マスク１７０上に長手方向の角度を鉛直方向に保ちつつ降下させ、さらにハンド１０から開放して封口用マスク１７０上に載置させる。なお、ハンド１０からハニカム構造体７０を開放せず把持したままでもよい。

較正部８１０は、アーム垂直旋回制御部８０４、第１アーム軸回転制御部８０６及びハンド旋回制御部８０７が与えた制御信号に対するハンド旋回部２２、第１アーム垂直旋回部５２、第２アーム垂直旋回部５４及び第１アーム軸回転部４２の実際の動作の誤差を検出し、当該誤差を修正するためのものである。

続いて、封口装置２００の一例について、図４を参照して説明する。

本実施形態に係る封口装置２００は、主として、本体部２１０、弾性板２２０、ポンプ２５０を備える。

本体部２１０は、金属（例えばステンレス）やポリマー材料（例えば繊維強化プラスチック等の）等から形成された剛性部材である。本体部２１０には、凹部２１０ｄが形成され、凹部２１０ｄの内面には、多孔質部材２１０ｐが貼り付けられている。

弾性板２２０は、凹部２１０ｄの開口面を覆うように、本体部２１０の上に配置されている。弾性板２２０は、弾性を有し、容易に変形しうる。弾性板２２０としては、ゴム板が好ましい。

弾性板２２０は、リング部材２２５により本体部２１０に固定されている。リング部材２２５は、本体部２１０の凹部２１０ｄに対応する位置に開口２２５ａを有し、これにより環状形状をなしている。そして、リング部材２２５は、弾性板２２０における中央部（凹部２１０ｄとの対向部）が露出するように弾性板２２０上に配置されている。

本体部２１０は、さらに、凹部２１０ｄの底面の多孔質部材２１０ｐに連通する連通路２１０ｅを有している。連通路２１０ｅにはポンプ２５０が接続されている。

ポンプ２５０は、シリンダ２５１、及び、シリンダ２５１内に配置されたピストン２５３を備える。ピストン２５３には、ピストン２５３を軸方向に往復移動させるモータ２５５が接続されている。

本実施形態では、弾性板２２０と、ピストン２５３と、の間には、本体部２１０、連通路２１０ｅ、及び、シリンダ２５１により形成される閉鎖空間Ｖが形成され、閉鎖空間Ｖ内には、液体等の流体ＦＬが充填されている。

そして、ピストン２５３を移動させることにより、本体部２１０の凹部２１０ｄ内から流体ＦＬを排出して弾性板２２０を凹部２１０ｄの内面に密着させて弾性板２２０による凹部２２０ｄを形成することができ（図４の（ａ）の状態）、また、凹部２１０ｄ内に流体ＦＬを供給することに弾性板２２０を凹部２１０ｄの底部から引き離すこと（図４の（ｂ）の状態）が出来る。

そして、予め、図４の（ａ）のように、ピストン２５３を下げることにより、弾性板２２０による凹部２２０ｄを形成し、この凹部２２０ｄ内に封口ペーストＰを貯留しておく。

続いて、本体部２１０の凹部２１０ｄ上に、封口用マスク１７０を配置しておく。封口用マスク１７０の孔１７０ａは、セラミクスハニカム構造体７０の貫通孔７０ａの内、封口すべき孔のみに対向するようにハニカム構造体７０に対して位置決めされる必要がある。本実施形態では、図１に示すように、封口用マスク１７０は外周部にマーク１７０ｍを有する。マーク１７０ｍは、例えば、オリエンテーションフラット等である。

続いて、本実施形態にかかるハニカムフィルタの製造方法を説明する。

まず、図１のように、フィード装置１によりハニカム構造体７０を搬送装置４００の近傍まで搬送する。このとき、搬送されたハニカム構造体７０における回転角度は、通常不揃いである。一方、フィード装置１上のハニカム構造体７０の長手方向は、正確に鉛直方向となるように載置されている。

続いて、コントローラ８０の把持・初期移動部８０１の指示により、ハンド１０、ハンド旋回部２２、第１アーム軸回転部４２、アーム垂直旋回部５０及びアーム水平旋回部６２が駆動され、ハンド１０でハニカム構造体７０を把持し、その後、図５に示すようにカメラ９０上に搬送する。なお、本実施形態では、フィード装置１上でハンド１０がハニカム構造体７０を把持したときにおいて、ハンド旋回部２２の旋回角度ａ、第１アーム垂直旋回部５２の旋回角度ｂ及び第２アーム垂直旋回部５４の旋回角度ｃの合計値がＬであり、第１アーム軸回転部４２の回転角度ｄがＭである。そのため、カメラ１上でも、Ｌ＝ａ＋ｂ＋ｃ且つＭ＝ｄが保たれ、ハニカム構造体７０の長手方向は鉛直方向に保たれる。

次に、カメラ９０は、ハニカム構造体７０の端面を撮影する。

続いて、コントローラ８０の初期回転角度認識部８０２が、カメラ９０の画像に基づいて、撮影がなされた基準位置における、ハンド１０に把持されたハニカム構造体７０の鉛直軸周りの初期回転角度θを認識する。

続いて、コントローラ８０のアーム旋回制御部８０３は、図６に示すように、ハンド旋回部２２、第１アーム軸回転部４２、アーム垂直旋回部５０及びアーム水平旋回部６２を駆動することにより、ハンド１０が把持するハニカム構造体７０をカメラ９０上の基準位置から封口用マスク１７０の上まで搬送させる。例えば、ここでは、アーム水平旋回部がβ旋回するものとする。また、封口用マスク１７０上でも、Ｌ＝ａ＋ｂ＋ｃ且つＭ＝ｄが保たれ、ハニカム構造体７０の長手方向は鉛直方向に保たれる。本実施形態では、封口装置２００が複数あるので、搬送装置４００は、適宜、準備が完了した封口装置２００の封口用マスク１７０の上に搬送すればよい。

続いて、コントローラ８０の必要回転角度取得部８０５は、基準位置で認識した初期回転角度θ、及び基準位置から封口用マスク１７０の上までのアーム水平旋回部６２の駆動に伴うハニカム構造体７０の鉛直軸周りの回転角度βに基づいて、封口用マスク１７０の上におけるハニカム構造体７０の回転角度を所望の最終回転角度φとするために必要な回転角度αを取得する。本例の場合には、α＝φ−（θ＋β）である。

つづいて、ハンド軸回転制御部８０８は、上述の必要な回転角度αに基づいてハンド回転部２０を駆動してハニカム構造体７０を回転させる。これにより、封口用マスク１７０上において、ハニカム構造体７０の回転角度がφとなり、封口用マスク１７０との回転角度の位置合わせが完了する。

その後、後工程指示部８０９は、ハンド旋回部２２、第１アーム垂直旋回部５２及び第２アーム垂直旋回部５４を駆動して、封口用マスク１７０上のハニカム構造体７０を封口用マスク上に長手方向を鉛直方向に保ちつつ降下させ、さらに、ハンド１０から開放して封口用マスク１７０上に載置させる（図４の（ａ）の状態）。なお、ハンド１０からハニカム構造体７０を開放せず把持したままでもよい。

続いて、図４の（ｂ）に示すように、ポンプ２５０のピストン２５３を上方に移動させることにより、凹部２１０ｄ内に流体ＦＬを供給し、これによって、弾性板２２０をマスク１７０に向かって移動させる。これにより、封口ペーストＰがマスク１７０の貫通孔１７０ａを介して、セラミクスハニカム構造体７０の一部の貫通孔７０ａ内に供給され、封口部７２が形成される。

続いて、図示は省略するが、ピストン２５３をさらに上昇させ弾性板２２０と本体部２１０との間にさらに流体ＦＬを供給し、弾性板２２０を上方向に凸状に変形させ、セラミクスハニカム構造体７０及びマスク１７０を、弾性板２２０から引き離す。そして、必要に応じて、図示しない反転装置によりハニカム構造体の向きを上下反転させ、同様の操作により（なお、初期の回転角度が一定であれば、撮影や初期回転角度の認識は不要である）、ハニカム構造体７０を他の封口部２００に載置し、セラミクスハニカム構造体７０の他の面に対して同様の封口を行うことができる。そして、封口されたセラミクスハニカム構造体を乾燥、焼成することにより、セラミクスハニカムフィルタを製造することが出来る。このようなセラミクスハニカムフィルタは、例えば、ディーゼルパティキュレートフィルタとして用いることができる。

また、互いに種類や形態の異なる封口用マスク１７０を多数用意し、封口用マスク１７０の交換装置（不図示）を設けることにより、二種類以上のハニカム構造体を本装置で順番に封口することができる。

本実施形態では、ハニカムフィルタの製造時において、あるいは一定の期間をおいて定期的に、ハンド旋回部２２の旋回角度ａ、第１アーム垂直旋回部５２の旋回角度ｂ、第２アーム垂直旋回部５４の旋回角度ｃ及び第１アーム軸回転部４２の回転角度ｄの誤差を較正することができる。較正は、図７に示すように、較正用ニードル受け部材３００において正確な鉛直方向に設けられた較正用ニードル孔部３１０に対して、ハンド１０で把持した較正用ニードル３２０を挿入することにより、行なうことができる。コントローラ８０の較正部８１０は、アーム垂直旋回制御部８０４、第１アーム軸回転制御部８０６及びハンド旋回制御部８０７が与えた制御信号に対するハンド旋回部２２、第１アーム垂直旋回部５２、第２アーム垂直旋回部５４及び第１アーム軸回転部４２の実際の動作により、較正用ニードル孔部３１０に較正用ニードル３２０を挿入することが可能である否かを検出する。もし、較正用ニードル孔部３１０に較正用ニードル３２０を挿入することができないときは、較正部８１０は、アーム垂直旋回制御部８０４、第１アーム軸回転制御部８０６及びハンド旋回制御部８０７に対して、適宜、制御信号を修正するように指令を発行する。これにより、本実施形態では、ハンド１０で把持したハニカム構造体７０の長手方向の角度を正確に保つことが可能となる。

本実施形態によれば、コントローラ８０の初期回転角度認識部８０２が、カメラ９０が撮影した画像に基づいて、基準位置におけるハニカム構造体７０の長手方向の軸周りの初期回転角度を認識し、必要回転角度取得部８０５が、初期回転角度認識部８０２が基準位置で認識した初期回転角度、及び基準位置から封口用マスク１７０までのアーム水平旋回部６２の駆動に伴うハニカム構造体７０の長手方向の軸周りの回転角度に基づいて、封口用マスク１７０に対するハニカム構造体７０の回転角度を所望の最終回転角度とするために必要な回転角度を取得し、ハンド軸回転制御部８０８が、必要回転角度取得部８０５が取得した必要な回転角度に基づいてハンド軸回転部２０を駆動して、ハンド１０が把持したハニカム構造体７０を長手方向の軸周りに回転させる。これにより、予め回転角度が不揃いであるハニカム構造体７０を封口用マスク１７０の上に移送する際に、ハンド１０で把持したハニカム構造体７０を、封口用マスク１７０の上に所望の回転角度として配置できるので、封口用マスク７０とハニカム構造体１７０との位置合わせが容易となる。

また、本実施形態によれば、アーム垂直旋回部５０は、第１アーム３２及び第２アーム３４を水平軸周りに垂直旋回させるため、ハンド１０の移動の自由度やハニカム構造体７０の長手方向の軸周りの回転の自由度が高くなる。特に、本実施形態では、第１アーム３２及び第２アーム３４は、アーム垂直旋回部５０及びアーム水平旋回部６２により垂直にも水平にも旋回自在であるため、ハニカムフィルタ製造を行なう工場等における各装置の設置誤差を修正するとともに、アライメントの自由度を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、カメラ９０はハニカム構造体７０の下端面を撮影する。これにより、ハニカム構造体７０をハンド１０で把持したままで端面を容易に撮影できるため、ハンド１０から開放して撮影し再度ハンド１０で把持する場合に比べて、角度検出精度や、位置合わせの精度が高くなる。さらに、ハンド１０でハニカム構造体７０を把持したままハニカム構造体の端面を撮影し、そのまま、封口用マスク１７０に移動するため、工程時間を短縮できる。

また、本実施形態によれば、コントローラ８０の較正部８１０は、アーム垂直旋回制御部８０４及びハンド旋回制御部８０７によるアーム垂直旋回部５０及びハンド旋回部２２の少なくともいずれかの駆動の誤差を較正する。このため、アーム垂直旋回部５０又はハンド旋回部２２によるハンド１０の水平軸周りの垂直旋回の精度を高め、封口用マスク１７０に対して正しい角度でハニカム構造体７０を位置させることが容易となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、様々な変形態様が可能である。

例えば、上記実施形態では、カメラ９０は、フィード装置１とは離れた位置に配置されているが、フィード装置１の底面を透明とし、ハンド１０でフィード装置１からハニカム構造体７０を把持する位置で、撮影を行うこともできる。

また、上記実施形態では、ハンド回転部２０による回転角度αに基づくハンド１０の回転のタイミングは、ハニカム構造体７０が、封口用マスク１７０の上に搬送されてからであるが、これに限定されず、例えば、基準位置から封口用マスク１７０の上まで搬送する間であってもよく、また、搬送前に基準位置にいる間であってもよく、これらの期間の任意の複数の期間にわたって回転させてもよい。

また、アーム３０は、水平軸周りに旋回可能な第１アーム３２及び第２アーム３４を有するが、水平軸周りに旋回可能なアームを三つ以上有しても実施は可能である。さらに、本実施形態では、第１アーム軸回転部４２を有するが、状況に応じて第１アーム軸回転部４２を固定しても、装置から省略することも可能である。

さらに、本実施形態では、フィード装置１上に長手方向を鉛直方向にして載置されたハニカム構造体７０を封口用マスク１７０に長手方向を鉛直方向にして搬送する例について説明した。しかし、本実施形態では、ハニカムフィルタを製造する工場等の状況に応じて、フィード装置１上に載置されたハニカム構造体７０を、鉛直方向以外の水平方向に向いた封口用マスク１７０上に、封口用マスク１７０の方向にハニカム構造体７０の長手方向を合わせて搬送することも可能である。

１…フィード装置、１０…ハンド、１２…把持部材、１４…ベース部、１６…ハンド回転軸、２０…ハンド軸回転部、２２…ハンド旋回部、３２…第１アーム、３４…第２アーム、４２…第１アーム軸回転部、５０…アーム垂直旋回部、５２…第１アーム垂直旋回部、５４…第２アーム垂直旋回部、６０…ベース、６２…アーム水平旋回部、７０…ハニカム構造体、７０ａ…貫通孔、７０ｍ，７０ｎ…マーク、８０…コントローラ、９０…カメラ、１７０…封口用マスク、１７０ａ…貫通孔、１７０ｍ…マーク、２００…封口装置、２１０…本体部、２１０ｄ…凹部、２１０ｅ…連通路、２１０ｐ…多孔質部材、２２０…弾性板、２２５…リング部材、２２５ａ…開口、２５０…ポンプ、２５１…シリンダ、２５３…ピストン、２５５…モータ、３００…較正用ニードル受け部材、３１０…較正用ニードル孔部、３２０…較正用ニードル、４００…搬送装置、８０１…把持・初期移動部、８０２…初期回転角度認識部、８０３…アーム水平旋回制御部、８０４…アーム垂直旋回制御部、８０５…必要回転角度取得部、８０６…第１アーム軸回転制御部、８０７…ハンド旋回制御部、８０８…ハンド軸回転制御部、８０９…後工程指示部、８１０…較正部。

Claims (6)

1. 柱状のハニカム構造体を把持可能であるハンドと、
   前記ハンドをその端部に保持するアームと、
   前記アームを少なくとも一つの鉛直軸周りに旋回させるアーム水平旋回部と、
   前記アームを少なくとも一つの水平軸周りに旋回させるアーム垂直旋回部と、
   前記アームに対して前記ハンドを前記ハニカム構造体の長手方向に垂直の軸周りに回転させるハンド旋回部と、
   前記アームに対して前記ハンドを前記ハニカム構造体の長手方向の軸周りに回転させるハンド軸回転部と、
   基準位置において前記ハンドが把持したハニカム構造体の端面を撮影するカメラと、
   前記カメラが撮影した画像に基づいて、前記基準位置における前記ハニカム構造体の長手方向の軸周りの初期回転角度を認識する初期回転角度認識部と、
   前記アーム水平旋回部、前記アーム垂直旋回部及び前記ハンド旋回部の少なくともいずれかを駆動することにより、前記ハンドが把持するハニカム構造体を前記基準位置から封口用マスクまで搬送させるアーム旋回制御部と、
   前記初期回転角度認識部が前記基準位置で認識した前記初期回転角度、及び前記基準位置から前記封口用マスクまでの前記アーム水平旋回部の駆動に伴う前記ハニカム構造体の長手方向の軸周りの回転角度に基づいて、前記封口用マスクに対する前記ハニカム構造体の回転角度を所望の最終回転角度とするために必要な回転角度を取得する必要回転角度取得部と、
   前記必要回転角度取得部が取得した前記必要な回転角度に基づいて前記ハンド軸回転部を駆動して、前記ハンドが把持した前記ハニカム構造体を長手方向の軸周りに回転させるハンド軸回転制御部と、
   を備えるハニカム構造体の搬送装置。
2. 前記アームは、水平軸周りに旋回可能な第１アーム、及び、前記第１アームに対して、水平軸周りに旋回可能な第２アームを有し、
   前記アーム旋回部は、前記第１アーム及び前記第２アームを旋回させる、請求項１記載のハニカム構造体の搬送装置。
3. 前記カメラは前記ハニカム構造体の下端面を撮影する請求項１又は２記載のハニカム構造体の搬送装置。
4. 前記アーム旋回制御部による前記アーム垂直旋回部及び前記ハンド旋回部の少なくともいずれかの駆動の誤差を較正する較正部をさらに備えた、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハニカム構造体の搬送装置。
5. 配置された柱状のハニカム構造体をアームの端部に設けたハンドで把持する工程と、
   前記ハンドが把持した前記ハニカム構造体の端面の画像を撮影する工程と、
   前記画像に基づいて、前記撮影がなされた基準位置における、前記ハニカム構造体の長手方向の軸周りの初期回転角度を認識する工程と、
   前記アームを少なくとも一つの鉛直軸周りと少なくとも一つの水平軸周りとに旋回させ、前記アームに対して前記ハンドを前記ハニカム構造体の長手方向に垂直の軸周りに回転させることによって、前記ハンドが把持する前記ハニカム構造体を前記基準位置から封口用マスクまで搬送する工程と、
   前記基準位置で認識した初期回転角度、及び前記基準位置から前記封口用マスクまでの前記搬送に伴う前記ハニカム構造体の長手方向の軸周りの回転角度に基づいて、前記封口用マスクに対する前記ハニカム構造体の回転角度を所望の最終回転角度とするために必要な回転角度を取得する工程と、
   前記必要な回転角度に基づいて前記アームに対して前記ハンドを前記ハニカム構造体の長手方向の軸周りに回転させる工程と、
   前記ハンドの回転後に前記ハニカム構造体を前記封口用マスクに載置する工程と、
   載置された前記封口用マスクを介して前記ハニカム構造体に封口材を供給する工程と、
   を含むハニカム構造体の封口方法。
6. 前記アームを少なくとも一つの水平軸周りに旋回させる動作、及び前記アームに対して前記ハンドを前記ハニカム構造体の長手方向に垂直の軸周りに回転させる動作の少なくともいずれかの動作の誤差を較正する工程をさらに含む、請求項５に記載のハニカム構造体の封口方法。

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