JP5910725B2 - ロボットシステム - Google Patents

Description

開示の実施形態は、ロボットシステムに関する。

従来、加工品の製造ラインなどにおいて人によってなされていた作業をロボットに行わせることで自動化するロボットシステムが種々提案されている。

たとえば、かかるロボットシステムの一つに、加工品の組立作業に用いられる各種の機械部品（以下、「ワーク」と記載する）や加工品自体の形状を自動で測定する自動測定システムがある（たとえば、特許文献１参照）。

なお、かかる自動測定システムでは、ロボットによってコンベア上へ移載された各種ワークや加工品の形状について、画像処理による画像測定や探針による接触測定といった測定手法が用いられる場合が多い。

特開平１０−２８８５１８号公報

しかしながら、上述した自動測定システムには、モータのように回転軸を含んで形成され、回転運動をともなって動作する加工品の形状を測定する点で更なる改善の余地がある。

たとえば、モータには通常、回転軸であるシャフトをブレなく正確に回転させることが求められるが、かかる点については、シャフトを軸支する部材のシャフトに対する直角度や同心度などを正確に測定する必要がある。

しかし、従来技術のように測定対象がコンベア上で静止した状態においては、上述の直角度や同心度などを正確に測定しづらい場合があった。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、回転軸を含んで形成された加工品の組立精度を正確に測定することができるロボットシステムを提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係るロボットシステムは、ロボットと、精度測定装置とを備える。前記ロボットは、回転軸を含んで形成された加工品を搬送する。前記精度測定装置は、前記ロボットによって搬送された前記加工品の前記回転軸を鉛直方向と略平行に保持し、該回転軸を回転させることによって前記加工品全体を回転させながら該加工品の組立精度を測定する。また、前記加工品は、前記回転軸を軸支する１対のブラケットを有しており、前記精度測定装置は、前記回転軸に対する前記ブラケットの直角度および同心度を同時に測定する。

実施形態の一態様によれば、回転軸を含んで形成された加工品の組立精度を正確に測定することができる。

図１は、実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示す上面模式図である。 図２は、ロボットの構成を示す斜視模式図である。 図３Ａは、ロボットハンドの構成を示す斜視模式図である。 図３Ｂは、ロボットハンドがモータを保持した状態を示す斜視模式図である。 図４は、コギングトルク測定装置の斜視模式図である。 図５Ａは、精度測定装置の正面図である。 図５Ｂは、精度測定装置の側面図である。 図６Ａは、モータの側面模式図である。 図６Ｂは、モータの負荷側を示す模式図である。 図６Ｃは、モータの反負荷側を示す模式図である。 図７Ａは、精度測定装置の動作を説明するための説明図である。 図７Ｂは、精度測定装置が備えるセンサ部を示す模式図である。 図７Ｃは、精度測定装置が備えるセンサ部を示す模式図である。 図８は、シール圧入装置の斜視模式図である。 図９Ａは、シール圧入の準備動作を説明するための説明図である。 図９Ｂは、シール圧入の準備動作を説明するための説明図である。 図１０Ａは、グリス塗布装置の斜視模式図である。 図１０Ｂは、グリス塗布動作を説明するための説明図である。 図１０Ｃは、シール圧入動作を説明するための説明図である。 図１０Ｄは、シール圧入動作を説明するための説明図である。 図１１Ａは、接着剤塗布装置の側面模式図である。 図１１Ｂは、接着剤塗布装置が備えるカメラ部の一例を示す図である。 図１２は、バッファステージの斜視模式図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットシステムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

また、以下に示す実施形態では、前工程において粗組み立てが完了したモータを加工品とし、かかるモータの組立精度の測定などを行うロボットシステムを例に挙げて説明を行う。また、組立精度を示す例として、直角度や同心度などのいわゆる幾何公差を例に挙げることとする。

図１は、実施形態に係るロボットシステム１の全体構成を示す上面模式図である。なお、図１には、説明を分かりやすくするために、鉛直上向きを正方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、以下の説明で用いる他の図面においても示す場合がある。

また、以下では、複数個で構成される構成要素については、複数個のうちの１個にのみ符号を付し、その他については符号の付与を省略する場合がある。かかる場合、符号を付した１個とその他とは同様の構成であるものとする。

図１に示すように、ロボットシステム１は、直方体状の作業スペースを形成するセル２を備える。また、ロボットシステム１は、かかるセル２の内部に、ロボット１０と、搬入路２０と、コギングトルク測定装置３０と、精度測定装置４０と、シール圧入装置５０と、シールストッカ６０と、グリス塗布装置７０と、接着剤塗布装置８０と、バッファステージ９０と、搬出路１００とを備える。

なお、セル２には図示略の開口部が設けられており、かかる開口部を介して上述の搬入路２０、シールストッカ６０および搬出路１００はセル２の外部へ通じている。また、ロボット１０を含むセル２内部の各種装置には、図示略の制御装置が情報伝達可能に接続される。

ここで、制御装置は、接続された各種装置の動作を制御する制御部であり、種々の制御機器や演算処理装置、記憶装置などを含んで構成される。

ロボット１０は、かかる制御装置からの動作指示を受けて動作するマニュピレータであり、エンドエフェクタとしてロボットハンド（後述）を備える。なお、ロボット１０の構成の詳細については、図２、図３Ａおよび図３Ｂを用いて後述する。

搬入路２０からは、前工程において粗組み立ての完了したモータが搬入される。コギングトルク測定装置３０は、ロボット１０によって搬入路２０から移載されたモータのコギングトルクおよび軸ブレを測定する装置である。かかるコギングトルク測定装置３０の詳細については、図４を用いて後述する。

精度測定装置４０は、ロボット１０によってコギングトルク測定装置３０から移載されたモータの幾何公差を測定する装置である。かかる精度測定装置４０の詳細については、図５Ａから図７Ｃを用いて後述する。

シール圧入装置５０は、ロボット１０によって精度測定装置４０から移載されたモータの負荷側ブラケットについて、シャフトの周囲をシール部材でシールする装置である。なお、このときシール部材は、ロボット１０によってシールストッカ６０から取り出され、グリス塗布装置７０においてグリスを塗布される。かかるシール圧入装置５０に係る一連の動作については、図８から図１０Ｄを用いて後述する。

接着剤塗布装置８０は、ロボット１０によってシール圧入装置５０から移載されたモータの反負荷側のブラケットについて、軸受のアウターレースとかかるブラケットとの間隙に接着剤を塗布し、軸受を固定する装置である。また、接着剤塗布装置８０は、カメラによってかかる接着剤の塗布状態を確認する。かかる接着剤塗布装置８０の詳細については、図１１Ａおよび図１１Ｂを用いて後述する。

バッファステージ９０は、ロボット１０によって接着剤塗布装置８０から移載されたモータについて、規定時間の間、接着剤を乾燥させる領域である。かかるバッファステージ９０については、図１２を用いて後述する。

搬出路１００からは、セル２内部における工程を完了したモータが搬出される。なお、搬出路１００は、セル２内部で異常判定を受けたモータ、たとえば、精度測定装置４０において幾何公差が許容範囲外であったモータの搬出路を兼ねてもよい。なお、本実施形態では、正常判定を受けた場合および異常判定を受けた場合のいずれについても、モータは搬出路１００から搬出されるものとする。

次に、ロボット１０の構成例について、図２を用いて説明する。図２は、ロボット１０の構成を示す斜視模式図である。

図２に示すように、ロボット１０は、単腕型の多軸ロボットである。具体的には、ロボット１０は、第１アーム部１１と、第２アーム部１２と、第３アーム部１３と、第４アーム部１４とを備える。

第１アーム部１１は、基端部を第２アーム部１２によって支持される。第２アーム部１２は、基端部を第３アーム部１３によって支持され、先端部において第１アーム部１１を支持する。

第３アーム部１３は、基端部を第４アーム部１４によって支持され、先端部において第２アーム部１２を支持する。第４アーム部１４は、セル２（図１参照）の床面などに固定された基台部（図示略）によって基端部を支持され、先端部において第３アーム部１３を支持する。

また、第１アーム部１１〜第４アーム部１４の各連結部分である各関節部（図示略）にはそれぞれアクチュエータが搭載されており、かかる各アクチュエータの駆動により、ロボット１０は多軸動作を行う。

具体的には、第１アーム部１１および第２アーム部１２を連結する関節部のアクチュエータは、かかる関節部を支点として、第１アーム部１１を両矢印２０１の向きに回動させる。また、第２アーム部１２および第３アーム部１３を連結する関節部のアクチュエータは、かかる関節部を支点として、第２アーム部１２を両矢印２０２の向きに回動させる。

また、第３アーム部１３および第４アーム部１４を連結する関節部のアクチュエータは、かかる関節部を支点として、第３アーム部１３を両矢印２０３の向きに回動させる。

また、ロボット１０は、第１アーム部１１を両矢印２０４の向きに、第２アーム部１２を両矢印２０５の向きに、第４アーム部１４を両矢印２０６の向きに、それぞれ回動させる個別のアクチュエータを備える。

なお、第１アーム部１１の先端部には、ロボットハンドが取り付けられる。次に、かかるロボットハンドの構成例について、図３Ａおよび図３Ｂを用いて説明する。図３Ａは、ロボットハンド１５の構成を示す斜視模式図であり、図３Ｂは、ロボットハンド１５がモータＭを保持した状態を示す斜視模式図である。

図３Ａに示すように、ロボットハンド１５は、第１グリッパ１５ａと、第２グリッパ１５ｂと、グリッパ駆動部１５ｃとを備える。第１グリッパ１５ａは、４個の把持爪を有しており、図３Ｂに示すように、かかる把持爪でモータＭの負荷側に形成されたフランジ部を把持することによってモータＭを把持する。

また、図３Ａに示すように、第２グリッパ１５ｂは、２個の把持爪を有しており、かかる把持爪で後述するシール部材などの比較的小さな部材を把持する。グリッパ駆動部１５ｃは、上述した制御装置からの駆動指示に基づき、これら第１グリッパ１５ａおよび第２グリッパ１５ｂを駆動する。

なお、ロボットハンド１５は、図２にも示した第１アーム部１１に固定して取り付けられている。すなわち、ロボットハンド１５は、第１アーム部１１とともに両矢印２０４（図２参照）の向きに回動可能であり、これにより、把持したモータＭやシール部材の向きを両矢印２０４に沿って自在に変えることができる。

次に、コギングトルク測定装置３０の構成例について、図４を用いて説明する。図４は、コギングトルク測定装置３０の斜視模式図である。なお、ここでコギングトルクとは、非励磁状態でシャフトＭ１（およびそれに固着された回転子）を回転させた際にラジアル方向に生じる磁気吸引力のことを指す。

図４に示すように、コギングトルク測定装置３０は、モータスライダ部３１と、第１位置決め部３２と、第２位置決め部３３と、回転機構３４と、トルク測定部３５と、ブレーキ開放部３６と、軸ブレ測定部３７とを備える。

まず、モータＭは、ロボット１０によって搬入路２０からモータスライダ部３１へ移載される。モータスライダ部３１は、図中のＸ軸方向に沿ってスライド可能に配設されたモータＭの載置台である。

このとき、モータＭは、負荷側をＸ軸の負方向へ、反負荷側をＸ軸の正方向へ、それぞれ向けて載置される。

そして、第１位置決め部３２が、図中の矢印３０１の向きにモータＭの負荷側ブラケットを押圧して、モータＭをモータスライダ部３１ごとスライドさせ、回転機構３４の有する外部シャフト３４ａとモータＭのシャフトＭ１とを連結させる。

つづいて、第２位置決め部３３が、かかる外部シャフト３４ａとシャフトＭ１との連結部を図中の矢印３０２の向きから係止する。これにより、シャフトＭ１は、モータＭの反負荷側において回転機構３４によって保持されたこととなる。

そして、回転機構３４が、外部シャフト３４ａを両矢印３０３の向きに回転させることによって、シャフトＭ１を非励磁状態で回転させる。そして、トルク測定部３５が、かかる回転時のコギングトルクを測定する。なお、かかる際、モータＭのブレーキは、ブレーキ開放部３６によって開放されている。

また、かかるコギングトルクの測定とあわせて、軸ブレ測定部３７が、センサ３７ａをモータＭの負荷側においてシャフトＭ１へ接触させ、シャフトＭ１の軸ブレを測定する。

なお、コギングトルク測定装置３０によって測定されたコギングトルクおよび軸ブレの測定結果は制御装置へ通知される。制御装置は、かかる測定結果が許容範囲内であるならば、モータＭを精度測定装置４０へ搬送するようにロボット１０に対して指示する。また、測定結果が許容範囲外であるならば、モータＭを搬出路１００へ搬送するようにロボット１０に対して指示する。

次に、精度測定装置４０の構成例について、図５Ａおよび図５Ｂを用いて説明する。図５Ａは、精度測定装置４０の正面図であり、図５Ｂは、精度測定装置４０の側面図である。

図５Ａおよび図５Ｂに示すように、精度測定装置４０は、第１保持部４１（第１の保持部）と、第２保持部４２（第２の保持部）と、第１サーボモータ４３（駆動源）と、第２サーボモータ４４と、スライド溝４５とを備える。

第１保持部４１は、先端部が略円錐状に形成された部材である。また、第１保持部４１は、第１サーボモータ４３に連結されており、かかる第１サーボモータ４３の回転駆動によって、鉛直方向に略平行な軸ＡＸＺまわりに回転する。なお、図示していないが、第１保持部４１の先端部には、シャフトＭ１の反負荷側の端部と嵌合するための凸部が設けられている。

第２保持部４２もまた同様に、先端部が略円錐状に形成された部材である。また、第２保持部４２は、その基部４２ａにおいて図示略の軸受によって軸支されており、軸ＡＸＺまわりに自在に回動可能に配設される。

また、第２保持部４２は、第２サーボモータ４４の駆動により、鉛直方向に略平行に切られたスライド溝４５に沿ってスライドすることが可能であり、その先端部の高さ位置を自在に調整することができる。

なお、精度測定装置４０は、ほかにモータＭの幾何公差を測定するセンサ類を備えるが、かかる点については図７Ｂおよび図７Ｃを用いて後述する。

ここで、かかる幾何公差に関連して、モータＭの形状について図６Ａから図６Ｃを用いて説明しておく。図６Ａは、モータＭの側面模式図である。また、図６Ｂは、モータＭの負荷側を示す模式図であり、図６Ｃは、モータＭの反負荷側を示す模式図である。

図６Ａに示すように、モータＭは、回転軸であるシャフトＭ１を含んで略円柱状に形成された加工品である。かかる略円柱状の形状は、略円筒状のハウジングＭ２の内周に固着された固定子（図示略）へシャフトＭ１を含む回転子（図示略）を対向配置させ、ハウジングＭ２の負荷側へブラケットＭ３を、反負荷側へブラケットＭ４を取り付けることによって形成される。

また、図６Ｂに示すように、ブラケットＭ３は、シャフトＭ１の軸心を中心とした同心円状の凸部Ｍ３ａを有する。凸部Ｍ３ａは、モータＭが製品として配設される際の嵌合部となる部位である。なお、シャフトＭ１は中空構造となっており、負荷側の端部には穴部Ｍ１ａを有する。かかる穴部Ｍ１ａは、上述した第２保持部４２の先端部に設けられた凸部が挿し込まれる係合部となる。

精度測定装置４０は、かかる凸部Ｍ３ａのシャフトＭ１に対する同心度を測定する。また、精度測定装置４０は、あわせてかかる凸部Ｍ３ａの周縁の直角度を測定する。

なお、図６Ｂに示すように、ブラケットＭ３は、シャフトＭ１の周囲にシール部Ｍ３ｂを有する。かかるシール部Ｍ３ｂについては、シール圧入装置５０に関する説明で後述する。

また、図６Ｃに示すように、ブラケットＭ４は、シャフトＭ１の軸心を中心とした同心円状の凹部Ｍ４ａを有する。凹部Ｍ４ａもまた、上述の嵌合部となる部位である。精度測定装置４０は、かかる凹部Ｍ４ａのシャフトＭ１に対する同心度を測定する。また、精度測定装置４０は、あわせてかかる凹部Ｍ４ａのインローの直角度を測定する。

なお、図６Ｃに示すように、シャフトＭ１は、反負荷側の端部に穴部Ｍ１ｂを有する。かかる穴部Ｍ１ｂは、上述した第１保持部４１の先端部に設けられた凸部が挿し込まれる係合部となる。

また、図６Ｃに示すように、ブラケットＭ４は、接着孔Ｍ４ｂを有する。かかる接着孔Ｍ４ｂについては、接着剤塗布装置８０に関する説明において後述する。

次に、図７Ａから図７Ｃを用いて、精度測定装置４０における一連の動作を説明する。図７Ａは、精度測定装置４０の動作を説明するための説明図である。また、図７Ｂおよび図７Ｃは、精度測定装置４０が備えるセンサ部を示す模式図である。

まず、ロボット１０によってコギングトルク測定装置３０から搬送されるモータＭは、あわせて反負荷側を鉛直下向きとされ、シャフトＭ１の穴部Ｍ１ｂ（図６Ｃ参照）へ第１保持部４１の先端部を挿し込ませつつ、図７Ａに示すように第１保持部４１へ載置される。

そして、第２保持部４２が、スライドされてその高さ位置を下げることによってシャフトＭ１の穴部Ｍ１ａ（図６Ｂ参照）へその先端部を挿し込ませ、シャフトＭ１と係合する。すなわち、モータＭは、第１保持部４１と第２保持部４２とにシャフトＭ１を両端から挟みつけられることによって保持される。

そして、第１サーボモータ４３が回転駆動することによって、第１保持部４１が軸ＡＸＺまわりに回転する（図中の矢印４０１参照）。このとき、第１保持部４１の先端部には、図中の矢印４０２に示すモータＭの荷重にともなう相当の摩擦力が作用しているため、第１保持部４１の回転は、あわせてモータＭ全体を回転させる（図中の矢印４０３参照）。

また、上述したように軸ＡＸＺまわりに自在に回転可能である第２保持部４２もあわせて従動して回転させる（図中の矢印４０４参照）。すなわち、精度測定装置４０においてモータＭは、シャフトＭ１を鉛直方向と略平行な軸ＡＸＺに沿わせて保持されたまま、かかる軸ＡＸＺまわりに回転する。

これにより、同心度などの幾何公差の測定を精度よく容易に行うことが可能となる。また、シャフトＭ１を鉛直方向に沿わせて回転させるので、回転方向に対して均一に荷重がかかり、モータＭを滑らかに回転させることができる。すなわち、モータＭの組立精度を正確に測定することができる。

また、シャフトＭ１は、先端部が略円錐状の第１保持部４１および第２保持部４２によってその両端を保持されるので軸心が定まりやすい。すなわち、精度よくモータＭを回転させることができるので、やはりモータＭの組立精度を正確に測定することができる。

なお、ここで幾何公差を測定するセンサ部について説明する。図７Ｂに示すように、精度測定装置４０は、第１保持部４１の近傍に、第１センサ部４６ａと、第２センサ部４６ｂとを備える。

第１センサ部４６ａは、モータＭの反負荷側のブラケットＭ４（図６Ｃ参照）の直角度を測定する。第２センサ部４６ｂは、同じくブラケットＭ４の同心度を測定する。

なお、ブラケットＭ４の凹部Ｍ４ａ（図６Ｃ参照）のように凹んだ形状を測定する場合、第１センサ部４６ａおよび第２センサ部４６ｂには、接触式センサを用いるのが好適である。なお、かかる点は、非接触式センサを用いることを妨げるものではない。

また、図７Ｃに示すように、精度測定装置４０は、第３センサ部４６ｃと、第４センサ部４６ｄとを備える。第３センサ部４６ｃは、モータＭの負荷側のブラケットＭ３の直角度を測定する。第４センサ部４６ｄは、同じくブラケットＭ３の同心度を測定する。

なお、ブラケットＭ３の凸部Ｍ３ａ（図６Ｂ参照）のように凸状の形状を測定する場合、第３センサ部４６ｃおよび第４センサ部４６ｄには、非接触式センサを用いることができる。また、かかる非接触式センサを可動式とすることで、モータＭの大きさに影響を受けない測定を行うことができる。なお、かかる点は、接触式センサを用いることを妨げるものではない。

これらのセンサ部を用いて、精度測定装置４０は、モータＭを回転させつつ、負荷側および反負荷側の組立精度を同時に測定することができる。これにより、精度のよい測定を行うだけでなく、あわせてスループットの向上も図ることができる。

なお、精度測定装置４０によって測定された幾何公差の測定結果は、上述したコギングトルク測定装置３０の場合と同様に制御装置へ通知される。制御装置は、かかる測定結果が許容範囲内であるならば、モータＭをシール圧入装置５０へ搬送するようにロボット１０に対して指示する。また、測定結果が許容範囲外であるならば、モータＭを搬出路１００へ搬送するようにロボット１０に対して指示する。

次に、シール圧入装置５０の構成例について、図８を用いて説明する。図８は、シール圧入装置５０の斜視模式図である。

図８に示すように、シール圧入装置５０は、載置台５１と、シール圧入部５２と、治具ストッカ５３とを備える。

載置台５１は、ロボット１０によって精度測定装置４０から搬送されるモータＭが文字通り載置される台である。なお、かかる載置台５１において、モータＭは、負荷側を鉛直上向きとして載置される。

シール圧入部５２は、エアシリンダなどを用いて構成され、後述するシール部材をブラケットＭ３のシール部Ｍ３ｂ（図６Ｂ参照）へ圧入する。治具ストッカ５３は、後述するシール圧入治具を吊持する部材であり、その先端部は二股に形成される。

ここで、シール圧入の準備動作およびシール部材へのグリス塗布について、図９Ａから図１０Ｂを用いて説明しておく。図９Ａおよび図９Ｂは、シール圧入の準備動作を説明するための説明図である。また、図１０Ａは、グリス塗布装置７０の斜視模式図であり、図１０Ｂは、グリス塗布動作を説明するための説明図である。

図９Ａに示すように、シール圧入前においては、シール圧入治具Ｊは治具ストッカ５３において保持されている。ここで、シール圧入治具Ｊは、首部がくびれた中空構造に形成されており、首部を治具ストッカ５３の先端部の二股に挟まれて吊持されている。

そして、まず、ロボット１０によって精度測定装置４０から搬送されたモータＭは、あわせて負荷側を鉛直上向きとされ、さらに図９Ａの矢印５０１に示すようにシャフトＭ１をシール圧入治具Ｊへ挿し込まれる。

つづいて、図９Ｂに示すように、モータＭは、矢印５０２の向きに移動されることによって、シール圧入治具ＪをシャフトＭ１へ装着したままの状態で治具ストッカ５３から引き抜いた後、載置台５１へ載置される。

そして、グリス塗布装置７０においてシール部材へのグリス塗布が行われる。図１０Ａに示すように、グリス塗布装置７０は、環状のシール部材Ｓの内径に応じてそれぞれ異なる径を有する複数個の塗布部７１を備える。すなわち、シール部材Ｓは、その内径に応じた径の塗布部７１へ通される（図中の矢印６０１参照）。

また、塗布部７１は、それぞれ所定の間隔で設けられた孔部７１ａを有しており、かかる孔部７１ａからはグリスが漏出される。

そして、シール部材Ｓへのグリス塗布は、ロボット１０によって行われる。すなわち、図１０Ｂに示すように、シール部材Ｓは、上述したロボット１０の第２グリッパ１５ｂ（図３Ａ参照）によって把持され、塗布部７１へ通される。

なお、シール部材Ｓは、シール切り出し装置（図示略）などから切り出されてあらかじめシールストッカ６０（図１参照）へストックされたものがロボット１０によって取り出される。

そして、図１０Ｂに示すように、シール部材Ｓは、たとえば、鉛直方向に略平行な軸ＡＸＺ２まわりに回動されながら塗布部７１へ押し付けられ（図中の両矢印６０２参照）、その内周にグリスを塗布される。このとき、軸ＡＸＺ２の直交方向からシール部材Ｓをやや傾けて回動させてもよい。

次に、シール圧入装置５０におけるシール圧入動作について、図１０Ｃおよび図１０Ｄを用いて説明する。図１０Ｃおよび図１０Ｄは、シール圧入動作を説明するための説明図である。

図１０Ｃに示すように、グリス塗布装置７０においてグリスを塗布されたシール部材Ｓは、モータＭのシャフトＭ１へ装着されたままのシール圧入治具Ｊへ、ロボット１０によって通される（図中の矢印７０１参照）。

そして、図１０Ｄに示すように、シール圧入装置５０のシール圧入部５２が図中の矢印７０２の向き（すなわち、鉛直下向き）に駆動される。シール圧入部５２は、図１０Ｄに示すように中空構造となっており、シール圧入治具Ｊを中に通してシール部材Ｓのみをシール部Ｍ３ｂ（図６Ｂ参照）へ圧入する。

次に、接着剤塗布装置８０の構成例について、図１１Ａおよび図１１Ｂを用いて説明する。図１１Ａは、接着剤塗布装置８０の側面模式図であり、図１１Ｂは、接着剤塗布装置８０が備えるカメラ部８２の一例を示す図である。

図１１Ａに示すように、接着剤塗布装置８０は、ノズル部８１と、カメラ部８２とを備える。

ノズル部８１は、吐出口を鉛直下向きにして配設され、制御装置の吐出指示に応じて接着剤を所定量吐出する供給デバイスである。カメラ部８２は、接着剤の塗布状態を撮像データによって確認するための撮像デバイスである。

そして、シール圧入装置５０からロボット１０によって反負荷側を鉛直上向きとされつつ搬送されたモータＭは、つづいてロボット１０によって、まず、ノズル部８１の下方へ位置付けられる。そして、上述した接着孔Ｍ４ｂ（図６Ｃ参照）においてノズル部８１から吐出された接着剤の注入を受ける。

接着孔Ｍ４ｂは、モータＭの反負荷側の軸受のアウターレースとブラケットＭ４との間隙に対応しており、注入された接着剤はかかる双方の部材を固着させる。

そして、ロボット１０は、図中の矢印８０１の向きへモータＭを移動させ、モータＭをカメラ部８２の撮像領域に位置付ける。そして、カメラ部８２は、撮像した撮像データを制御装置へ通知する。

制御装置は、撮像データを解析し、接着剤の塗布状態が良好であるならば、モータＭをバッファステージ９０へ搬送するようにロボット１０に対して指示する。また、塗布状態が不良であるならば、ふたたび接着剤塗布装置８０において接着剤を塗布するようにロボット１０に対して指示する。

なお、接着剤について、たとえば、蛍光着色剤などが添加されている場合には、図１１Ｂに示すように、カメラ部８２の近傍に紫外線ライト８３を設けることとしてもよい。これにより、接着剤の塗布状態の視覚的な確認をより精度を増して行うことが可能となる。なお、接着剤が、紫外線硬化タイプのものである場合に、同様にかかる紫外線ライト８３を設けることとしてもよい。

次に、バッファステージ９０の構成例について、図１２を用いて説明する。図１２は、バッファステージ９０の斜視模式図である。

図１２に示すように、バッファステージ９０は、多段に配列された複数個の載荷台９１を備える。載荷台９１は、モータ受け９１ａをさらに備える。

接着剤塗布装置８０において接着剤を塗布されたモータＭは、ロボット１０によってかかるバッファステージ９０へ搬送され、反負荷側を鉛直上向きにモータ受け９１ａへ載置される。

なお、載荷台９１へ感圧センサを備え、載荷台９１ごとの在荷状態を制御装置へ通知することとしてもよい。

そして、モータＭは、接着剤の乾燥の規定時間分、バッファステージ９０へ置かれた後、ロボット１０によって搬出路１００（図１参照）へ移載され、エンコーダ組み込みなどの次工程へ搬送されることとなる。なお、かかる規定時間は、制御装置によって管理される。

上述してきたように、実施形態に係るロボットシステムは、ロボットと、精度測定装置とを備える。ロボットは、モータのように回転軸を含んで形成された加工品を搬送する。精度測定装置は、ロボットによって搬送された加工品の回転軸を鉛直方向と略平行に保持し、かかる回転軸を回転させることによって加工品全体を回転させながらかかる加工品の組立精度を測定する。

したがって、実施形態に係るロボットシステムによれば、回転軸を含んで形成された加工品の組立精度を正確に測定することができる。

ところで、上述した実施形態では、主にモータのブラケットの直角度や同心度などの幾何公差を測定する場合を例に挙げたが、組立精度を示すものであればよく、たとえば、寸法公差を測定することとしてもよい。また、ブラケットに限らず、たとえば、ハウジングを測定対象とできることは言うまでもない。

また、上述した実施形態では、加工品がモータである場合を例に挙げて説明したが、モータに限られるものではなく、シャフトのような回転軸を含んで形成された加工品であればよい。

また、上述した実施形態では、シール圧入装置および接着剤塗布装置を別体の装置として構成した例を示したが、これに限られるものではなく、たとえば、回転軸の周囲へ所定の部材を組み込む１個の組み込み装置として構成してもよい。

同様に、コギングトルク測定装置および精度測定装置を１装置として構成してもよい。なお、かかる場合、シャフトを鉛直方向に沿わせてモータを保持することとしたうえで、コギングトルクの測定にあたってはブレーキを開放してシャフトのみを回転させればよい。

また、上述した実施形態では、単腕ロボットを例示したが、これに限られるものではなく、たとえば、双腕ロボットや３つ以上の腕を備える多腕ロボットを用いることとしてもよい。また、上述した実施形態では、６軸ロボットを例示したが、軸数を限定するものではない。

また、上述した実施形態において例示した各種装置や各種部材、加工品などの形状は、図示した例に限定されるものではない。したがって、組立精度の測定対象となる部位は、たとえば、加工品の形状に応じたものとすればよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ ロボットシステム
２ セル
１０ ロボット
１１ 第１アーム部
１２ 第２アーム部
１３ 第３アーム部
１４ 第４アーム部
１５ ロボットハンド
１５ａ 第１グリッパ
１５ｂ 第２グリッパ
１５ｃ グリッパ駆動部
２０ 搬入路
３０ コギングトルク測定装置
３１ モータスライダ部
３２ 第１位置決め部
３３ 第２位置決め部
３４ 回転機構
３４ａ 外部シャフト
３５ トルク測定部
３６ ブレーキ開放部
３７ 軸ブレ測定部
３７ａ センサ
４０ 精度測定装置
４１ 第１保持部
４２ 第２保持部
４２ａ 基部
４３ 第１サーボモータ
４４ 第２サーボモータ
４５ スライド溝
４６ａ 第１センサ部
４６ｂ 第２センサ部
４６ｃ 第３センサ部
４６ｄ 第４センサ部
５０ シール圧入装置
５１ 載置台
５２ シール圧入部
５３ 治具ストッカ
６０ シールストッカ
７０ グリス塗布装置
７１ 塗布部
７１ａ 孔部
８０ 接着剤塗布装置
８１ ノズル部
８２ カメラ部
８３ 紫外線ライト
９０ バッファステージ
９１ 載荷台
９１ａ モータ受け
１００ 搬出路
Ｊ シール圧入治具
Ｍ モータ
Ｍ１ シャフト
Ｍ１ａ 穴部
Ｍ１ｂ 穴部
Ｍ２ ハウジング
Ｍ３ ブラケット
Ｍ３ａ 凸部
Ｍ３ｂ シール部
Ｍ４ ブラケット
Ｍ４ａ 凹部
Ｍ４ｂ 接着孔
Ｓ シール部材

Claims (6)

1. 回転軸を含んで形成された加工品を搬送するロボットと、
   前記ロボットによって搬送された前記加工品の前記回転軸を鉛直方向と略平行に保持し、該回転軸を回転させることによって前記加工品全体を回転させながら該加工品の組立精度を測定する精度測定装置と
   を備え、
   前記加工品は、
   前記回転軸を軸支する１対のブラケットを有しており、
   前記精度測定装置は、
   前記回転軸に対する前記ブラケットの直角度および同心度を同時に測定すること
   を特徴とするロボットシステム。
2. 前記精度測定装置は、
   駆動源に連結されて設けられ、前記回転軸の一端を鉛直下側において保持する第１の保持部と、
   鉛直方向に沿ってスライド可能に設けられ、前記回転軸の他端を鉛直上側において保持する第２の保持部と
   を有し、
   前記ロボットによって前記第１の保持部へ載置された前記回転軸を前記第２の保持部をスライドさせて挟みつけることによって保持するとともに、前記駆動源の回転を前記第１の保持部を介して伝達することによって前記回転軸を回転させること
   を特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
3. 前記第１の保持部および前記第２の保持部は、
   先端部が略円錐状に形成されており、
   前記精度測定装置は、
   前記先端部をそれぞれ前記回転軸の端部に設けられた穴部へ係合させて該回転軸を保持すること
   を特徴とする請求項２に記載のロボットシステム。
4. 前記加工品はモータであって、
   前記回転軸を前記モータの反負荷側から保持して非励磁状態で回転させる回転機構と、
   前記回転機構による回転時の前記回転軸の軸ブレおよび前記モータのコギングトルクを測定するコギングトルク測定装置
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
5. 前記精度測定装置および前記コギングトルク測定装置における測定結果が許容範囲内である場合に、前記ロボットによって搬送される前記モータについて前記回転軸の周囲へ所定の部材を組み込む組み込み装置
   をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のロボットシステム。
6. 前記組み込み装置は、
   前記所定の部材として、前記ブラケットに設けられた軸受のアウターレースと該ブラケットとの間隙に塗布される接着剤および前記回転軸の周囲をシールするシール部材を組み込むこと
   を特徴とする請求項５に記載のロボットシステム。

Images