JP2013071213A - Apparatus and method for assembling component - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、部品組み付け装置および方法を開示する。 The present application discloses a component assembling apparatus and method.
各種製品の製造ラインでは、例えば、ねじ等の部品を自動的に組み付ける装置が用いられている。また、製造ラインでは、コンベアベルトを使った製品の搬送が行なわれている(例えば、特許文献1−2を参照)。 In a production line for various products, for example, an apparatus for automatically assembling parts such as screws is used. In the production line, products are conveyed using a conveyor belt (see, for example, Patent Document 1-2).
製品に部品を組み付ける作業は、製品をコンベアベルトに載せたままの状態で行なわれる場合がある。例えば、コンベアベルト上に設置した自動装置でねじを製品に組み付ける場合、自動装置は、製品に設けられているねじ穴の位置をカメラで確認した後、ねじ締めを行うドライバを2軸のアクチュエータでねじ穴の上に移動させ、ねじ締めを行う。 The operation of assembling the parts to the product may be performed while the product is still on the conveyor belt. For example, when a screw is assembled to a product with an automatic device installed on a conveyor belt, the automatic device uses a two-axis actuator to confirm the screw hole position provided in the product with a camera and then use a two-axis actuator to tighten the screw. Move it over the screw hole and tighten it.
コンベアベルトに載せた製品は、製品の形状如何で、部品を組み付ける部位が傾いた状態になる場合がある。例えば、ノート型パーソナルコンピュータ(以下、単にノートPC(Personal Computer)という)の厚さが一様でない場合、ノートPCをコンベアベルト
に裏返しで載せると、背面がコンベアベルトに対して傾く場合がある。
Depending on the shape of the product, the product placed on the conveyor belt may be tilted at the part assembly site. For example, when the thickness of a notebook personal computer (hereinafter simply referred to as a notebook PC (Personal Computer)) is not uniform, when the notebook PC is placed upside down on the conveyor belt, the back surface may be inclined with respect to the conveyor belt.
部品を組み付ける部位が傾いた状態でコンベアベルトに載っている製品に対し、自動装置で部品を組み付ける場合、部品を組み付ける部位の傾斜角度如何で、自動装置による部品の組み付け角度を調整する必要が生じる場合がある。例えば、ねじ穴が傾いた状態でコンベアベルトに載っているノートPCに対し、自動装置でねじを組み付ける場合、ねじ穴に対する自動装置のドライバの傾斜角度が許容範囲に収まるよう、ドライバを傾けてねじの組み付け角度を調整する必要がある。 When assembling a part with an automatic device for a product placed on a conveyor belt with the part assembling part tilted, it is necessary to adjust the assembling angle of the part by the automatic device depending on the inclination angle of the part assembling part. There is a case. For example, when attaching screws with an automatic device to a notebook PC that is mounted on a conveyor belt with the screw holes tilted, the screw must be tilted so that the tilt angle of the driver of the automatic device with respect to the screw holes is within an allowable range. It is necessary to adjust the assembly angle.
組み付ける部品を傾けると、自動装置の位置を補正する必要がある。例えば、自動装置でねじを組み付ける場合、ドライバを傾けると、ドライバの先端の位置がずれるため、ドライバの先端がねじ穴の位置に合うように、自動装置の位置を補正する必要がある。しかしながら、位置の補正量は、傾斜角度や部品の大きさ、部品を組み付ける部位の高さに応じて異なるため、位置の補正が複雑で困難である。 If the parts to be assembled are tilted, it is necessary to correct the position of the automatic device. For example, when assembling a screw with an automatic device, if the driver is tilted, the position of the tip of the driver is displaced. Therefore, it is necessary to correct the position of the automatic device so that the tip of the driver matches the position of the screw hole. However, the correction amount of the position differs depending on the inclination angle, the size of the component, and the height of the part where the component is assembled, so that the correction of the position is complicated and difficult.
そこで、本願は、部品の組み付け角度を容易に調整可能な部品組み付け装置および方法を提供することを課題とする。 Then, this application makes it a subject to provide the component assembly apparatus and method which can adjust the assembly | attachment angle of components easily.
本願は、次のような装置を開示する。
部品を製品に組み付ける部品組み付け装置であって、
前記製品を流すコンベアベルトと、
前記コンベアベルトに載っている前記製品に、前記部品を組み付ける部品組み付け部と、
前記部品組み付け部による前記部品の組み付け角度が、前記部品を組み付ける前記製品の被組み付け部の角度と合うように、前記コンベアベルトを傾ける傾き調整部と、を備える、
部品組み付け装置。
The present application discloses the following apparatus.
A component assembling apparatus for assembling components into products,
A conveyor belt for flowing the product;
A component assembly part for assembling the component to the product on the conveyor belt;
An inclination adjusting unit for inclining the conveyor belt so that an assembly angle of the component by the component assembly unit matches an angle of an assembly portion of the product to which the component is assembled.
Parts assembly device.
なお、本願は、上記部品組み付け装置を方法の側面から捉えた部品組み付け方法を開示する。 In addition, this application discloses the component assembly method which caught the said component assembly apparatus from the side surface of the method.
部品の組み付け角度を容易に調整可能である。 The assembly angle of the parts can be easily adjusted.
以下、本願で開示する部品組み付け装置および方法の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本願で開示する部品組み付け装置および方法の一態様を例示するものであり、本願で開示する部品組み付け装置および方法の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of a component assembling apparatus and method disclosed in the present application will be described. The following embodiments exemplify one aspect of the component assembling apparatus and method disclosed in the present application, and the technical scope of the component assembling apparatus and method disclosed in the present application is not limited to the following aspect.
実施形態に係る部品組み付け装置の構成を図1に示す。部品組み付け装置10は、コンベア(本願でいうコンベアベルトの一態様である)20、ノートPC1にねじを組み付けるドライバ(本願でいう部品組み付け部の一態様である)30、コンベア20を傾ける傾き調整部40と、を備える。
FIG. 1 shows a configuration of a component assembling apparatus according to the embodiment. The
コンベア20は、ベルト式のコンベアであり、ノートPC1を載せて搬送する。コンベア20は、部品組み付け装置10に隣接する図示しない装置から送られるノートPC1を載せて搬送する。そして、コンベア20は、ねじの組み付けが終わったノートPC1を、部品組み付け装置10に隣接する図示しない装置へ搬出する。
The
ドライバ30は、多数のねじをノートPC1に自動的に組み付ける装置である。ドライバ30は、コンベア20の搬送方向に沿って延在するレール51Xの方向(以下、X軸方向という)、コンベア20の上を跨ぐように搬送方向と直交するレール51Yの方向(以下、Y軸方向)、及びX軸方向とY軸方向の何れにも直交する方向(以下、Z軸方向という)にドライバ30を移動可能な3軸アクチュエータ50に取り付けられている。ドライバ30および3軸アクチュエータ50は、図示しない制御装置によって制御され、ノートPC1にねじを組み付ける。すなわち、3軸アクチュエータ50は、コンベア20に載っているノートPC1の画像を解析することによって特定されたねじ穴(本願でいう被組み付け部の一態様である)の位置にドライバ30を動かす。また、ドライバ30は、ねじ穴の位置に移動すると、ねじ穴にねじを組み付ける。
The
傾き調整部40は、コンベア20の傾きを調整する装置であり、カムシャフト41に固定されたカム42、カムシャフト41を回転させるカム駆動部43を備える。カム駆動部43は、サーボ機構であり、カム42を任意の角度に回転させることができる。図2は、部品組み付け装置10のA−A断面図である。コンベア20は、コンベア20を回動可能な状態で支持する第一の支点44と、各カム42の周面に当接する第二の支点45とによって支持される。第一の支点44は、部品組み付け装置10を支持する架台3に固定されている軸受部材46に、コンベア20に設けられている軸47が嵌ることで、コンベア2
0を回動可能な状態で支持する。第二の支点45は、コンベア20に設けられているローラ48がカム42に載ることで、カム42の周面にローラ48が当接してコンベア20を支持する。
The
0 is supported in a rotatable state. The
カム42は、カムシャフト41の回転中心から偏心するように取り付けた円板状の部材である。カム42は、カムシャフト41の回転により、コンベア20のローラ48を、カムシャフト41の回転中心から最も近い外周部分までの距離Rcと、カムシャフト41の回転中心から最も遠い外周部分までの距離Rfとの間の範囲内で、任意の高さに上げ下げ可能である。コンベア20のローラ48が上げ下げされると、コンベア20が軸47を中心に回動し、コンベア20が搬送方向に対し側方へ傾く。
The
コンベア20が傾き調整部40によって任意の傾斜角度に傾くことにより、コンベア20に載っているノートPC1のねじ穴の角度を、ドライバ30の角度に合わせることができる。カムシャフト41を回転させた場合の、ノートPC1のねじ穴とドライバ30との角度の関係を図3に示す。
When the
図3(A)に示すように、ノートPC1の厚さが一様でなく、ノートPC1を裏返しにしてコンベア20に載せると、ノートPC1の背面にあるねじ穴2がドライバ30に対して左側へ傾く場合がある。本実施形態に係る部品組み付け装置10であれば、カム42を回転させることにより、図3(B)に示すように、コンベア20を傾けることができる。よって、コンベア20の傾斜を、ノートPC1の寸法に応じてカム42で調整し、図3(C)に示すように、ねじ穴2の角度とドライバ30の角度とを一致させておくことにより、ドライバ30を傾ける必要がなくなる。なお、裏返しにすると背面にあるねじ穴2が傾くノートPC1をコンベア20に載せる場合には、ねじ穴2がコンベア20の進路に対して側方へ傾くように、ノートPC1をコンベア20に載せる。
As shown in FIG. 3A, the thickness of the notebook PC 1 is not uniform, and when the notebook PC 1 is turned upside down and placed on the
ドライバ30を傾けると、ドライバ30の先端の位置もずれるため、3軸アクチュエータ50によるドライバ30の位置も補正する必要がある。しかしながら、本実施形態に係る部品組み付け装置10であれば、ねじ穴2の角度とドライバ30の角度とが一致するようにコンベア20を傾けているため、ドライバ30を傾ける場合に必要となるドライバ30の位置補正の必要が無い。
When the
なお、傾き調整部40は、図示しない制御装置によって自動的に制御してもよいし、オペレータが手動で制御してもよい。すなわち、傾き調整部40は、例えば、ノートPC1の生産ラインを管理するコンピュータから、ノートPC1に規定されている角度に関するデータの信号を受けると、カム駆動部43を作動させてコンベア20をノートPC1に規定の角度に傾けるようにしてもよい。また、傾き調整部40は、例えば、コンベア20の傾きがノートPC1に規定されている角度となるように、オペレータがスイッチを操作してカム駆動部43を作動させるようにしてもよい。また、傾き調整部40は、例えば、コンベア20に載っているノートPC1のねじ穴2がある面の傾きをカメラや光学式のセンサ等で検知し、この面が水平になるようにコンベア20の傾きを自動的に調整してもよい。
The
ここで、傾き調整部40は、コンベア20の傾きの調整に関し、コンベア20の傾斜角度を計測するセンサに基づいてコンベア20の傾きを調整してもよいし、カム42の回転角度を計測するセンサに基づいてコンベアの傾きを調整してもよい。
Here, regarding the adjustment of the inclination of the
すなわち、傾き調整部40は、例えば、軸47に直結した回転角センサ等によって検知されるコンベア20の傾斜角度が、ノートPC1に規定の傾斜角度に一致するよう、カム駆動部43を作動させてもよい。また、傾き調整部40は、例えば、カム42の回転角度
とコンベア20の傾斜角度との相関関係を定義したマップを記憶装置に予め有しており、カム42の回転角度から推定されるコンベアの傾斜角度が、ノートPC1に規定の傾斜角度に一致するよう、カム駆動部43を作動させてもよい。
That is, the
また、コンベア20は、図示しない制御装置によって自動的に制御してもよいし、オペレータが手動で制御してもよい。すなわち、コンベア20は、例えば、ノートPC1を光学式センサ4で自動的に所定の位置に搬送し、ドライバ30を制御する装置からねじの組み付けが終わった旨の信号を受けると、ノートPC1を搬出するようにしてもよい。また、コンベア20は、例えば、オペレータがスイッチを操作してノートPC1を所定の位置に搬送し、ドライバ30がねじの組み付けを終えると、オペレータがスイッチを再び操作してノートPC1を搬出するようにしてもよい。
The
なお、図2では、コンベア20のローラ48が、カムシャフト41の回転中心から最も近い外周部分で支持された状態で、コンベア20が略水平になるように図示されている。よって、図2に示す部品組み付け装置10は、コンベア20を図2の右側にのみ傾けることが可能であるが、本願で開示する部品組み付け装置は、このような態様に限定されるものではない。すなわち、部品組み付け装置10は、例えば、コンベア20を図2の左側に傾けることができるようにカムシャフト41の高さ或いは第一の支点44の高さを調整してもよいし、コンベア20を図2の左側と右側の何れの側にも傾けることができるようにカムシャフト41の高さ或いは第一の支点44の高さを調整してもよい。
In FIG. 2, the
また、コンベア20を傾けることが可能な傾斜角度の範囲は、カム42の大きさや第一の支点44と第二の支点45との間の距離に応じて異なる。すなわち、カム42の大きさを大きくすれば、コンベア20を傾けることが可能な傾斜角度の範囲は広がる。また、第一の支点44と第二の支点45との間の距離を小さくすれば、コンベア20を傾けることが可能な傾斜角度の範囲は広がる。よって、部品組み付け装置10を製作する際は、少なくとも、ねじの組み付けを想定しているノートPC1のねじ穴の角度に、ドライバ30の角度を合わせることができるよう、コンベア20を傾けることが可能な傾斜角度の範囲を決定する。そして、決定した傾斜角度の範囲内でコンベア20を傾けることができるよう、カム42の大きさや第一の支点44と第二の支点45との間の距離を決定する。
Further, the range of the tilt angle at which the
また、上記部品組み付け装置10は、コンベア20を傾ける機構として、カム42を用いた傾き調整部40を用いていたが、本願で開示する部品組み付け装置は、このような態様に限定されるものではない。すなわち、コンベア20を傾ける機構として、例えば、ボールスクリューや油圧シリンダ、空気圧シリンダ等の伸縮部材で第一の支点44を上下させる傾き調整部を適用してもよい。または、コンベア20を傾ける機構として、例えば、内圧に応じて膨張収縮可能な伸縮性の袋をコンベア20の下側に置いて膨張収縮させて第一の支点44を上下させる傾き調整部を適用してもよい。または、コンベア20を傾ける機構として、例えば、第一の支点44にある軸47を回動させる回転駆動装置を用いた傾き調整部を適用してもよい。
Moreover, although the said
また、上記部品組み付け装置10は、コンベア20の進路に対して側方にコンベア20が傾くように傾き調整部40が構成されていたが、本願で開示する部品組み付け装置は、このような態様に限定されるものではない。
Moreover, although the said
すなわち、傾き調整部は、コンベア20の進路に対して前方あるいは後方にコンベア20が傾くようにしてもよい。コンベア20の進路に対して前方あるいは後方にコンベア20が傾くように傾き調整部が構成されている場合において、裏返しにすると背面にあるねじ穴2が傾くノートPC1をコンベア20に載せる場合には、ねじ穴2がコンベア20の進路に対して前方あるいは後方へ傾くように、ノートPC1をコンベア20に載せる。
That is, the inclination adjusting unit may cause the
また、傾き調整部は、コンベア20の進路に対して前方、後方および側方にコンベア20が傾くようにしてもよい。コンベア20の進路に対して前方、後方および側方にコンベア20が傾くように傾き調整部が構成されている場合において、裏返しにすると背面にあるねじ穴2が傾くノートPC1をコンベア20に載せる場合には、ねじ穴2がコンベア20の進路に対して前方あるいは後方へ傾くか或いは側方へ傾くように、ノートPC1をコンベア20に載せる。
Further, the inclination adjusting unit may cause the
また、上記部品組み付け装置10は、ねじをノートPC1の背面に組み付けるように構成されていたが、本願で開示する部品組み付け装置は、このような態様に限定されるものではない。すなわち、本願で開示する部品組み付け装置は、例えば、ノートPC1の正面にねじを組み付けるようにしてもよいし、ノートPC1にねじ以外の部品を組み付けるようにしてもよいし、ノートPC1以外の各種製品に各種の部品を組み付けるようにしてもよい。
Moreover, although the said
1・・ノートPC;2・・ねじ穴;3・・架台;4・・光学式センサ;10・・部品組み付け装置;20・・コンベア;30・・ドライバ;40・・傾き調整部;41・・カムシャフト;42・・カム;43・・カム駆動部;44・・第一の支点;45・・第二の支点;46・・軸受部材;47・・軸;48・・ローラ;50・・3軸アクチュエータ;51X,51Y・・レール 1 .... Note PC; 2 .... Screw hole; 3 .... Stand base; 4 .... Optical sensor; 10 .... Part assembly device; 20 .... Conveyor; 30 ... Driver; · Camshaft; 42 · · Cam; 43 · · Cam drive; 44 · · First fulcrum; 45 · · Second fulcrum; 46 · · Bearing member; 47 · · Shaft; 48 · · Roller;・ 3-axis actuator; 51X, 51Y ・ ・ Rail
Claims (5)
前記製品を流すコンベアベルトと、
前記コンベアベルトに載っている前記製品に、前記部品を組み付ける部品組み付け部と、
前記部品組み付け部による前記部品の組み付け角度が、前記部品を組み付ける前記製品の被組み付け部の角度と合うように、前記コンベアベルトを傾ける傾き調整部と、を備える、
部品組み付け装置。 A component assembling apparatus for assembling components into products,
A conveyor belt for flowing the product;
A component assembly part for assembling the component to the product on the conveyor belt;
An inclination adjusting unit for inclining the conveyor belt so that an assembly angle of the component by the component assembly unit matches an angle of an assembly portion of the product to which the component is assembled.
Parts assembly device.
請求項1に記載の部品組み付け装置。 The tilt adjustment unit tilts the conveyor belt so that an assembly angle of the component by the component assembly unit matches an angle of the assembly portion that is defined in advance for the product flowing through the conveyor belt.
The component assembling apparatus according to claim 1.
前記傾き調整部は、前記部品組み付け部による前記部品の組み付け角度が、前記コンベアベルトを流れる前記製品に予め規定されている前記被組み付け部の角度と合うように、前記コンベアベルトを前記搬送方向に対し側方へ傾ける、
請求項1または2に記載の部品組み付け装置。 The conveyor belt flows the product placed so that the assembly portion is inclined to the side with respect to the conveying direction of the conveyor belt,
The inclination adjusting unit moves the conveyor belt in the transport direction so that an assembly angle of the component by the component assembly unit matches an angle of the assembly portion that is defined in advance in the product flowing through the conveyor belt. Tilt to the side,
The component assembling apparatus according to claim 1 or 2.
前記傾き調整部は、前記部品組み付け部による前記部品の組み付け角度が、前記コンベアベルトを流れる前記製品に予め規定されている前記被組み付け部の角度と合うように、前記コンベアベルトを前記搬送方向に沿って傾ける、
請求項1から3の何れか一項に記載の部品組み付け装置。 The conveyor belt flows the product placed so that the assembly portion is inclined along the conveying direction of the conveyor belt,
The inclination adjusting unit moves the conveyor belt in the transport direction so that an assembly angle of the component by the component assembly unit matches an angle of the assembly portion that is defined in advance in the product flowing through the conveyor belt. Tilt along,
The component assembling apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記製品を流すコンベアベルトに載っている前記製品に、前記部品を組み付ける部品組み付け部による前記部品の組み付け角度が、前記部品を組み付ける前記製品の被組み付け部の角度と合うように、前記コンベアベルトを傾ける、
部品組み付け方法。 A part assembly method for assembling a part into a product,
The conveyor belt is mounted so that the assembly angle of the component by the component assembly portion for assembling the component matches the angle of the assembly portion of the product for assembling the component to the product placed on the conveyor belt through which the product flows. Tilt,
Part assembly method.
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