JP6029709B1

JP6029709B1 - ワーク組付装置、ワーク組付装置の制御方法、及びワーク組付装置の制御プログラム、並びに記録媒体

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Publication number: JP6029709B1
Application number: JP2015093701A
Authority: JP
Inventors: 行雄清
Original assignee: KANAE KOGYO CO., LTD.
Current assignee: KANAE KOGYO CO., LTD.
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2035-04-30
Also published as: JP2016209940A

Abstract

【課題】ロボットによりワークを加圧するとき、ロボットの単純な構成によってワークに大きな加圧力を付与すること。【解決手段】ロボット１４０において、ロボット１４０が設置された空間に定めた主たる平面上で、第１アーム（上アーム１４３）の基端部と、第２アーム（前アーム１４４）の先端部とを結ぶ基準直線Ｌを想定し、第１アーム（上アーム１４３）と第２アーム（前アーム１４４）の基準直線Ｌを臨む側の交差角度αを拡大しつつ、第１アーム（上アーム１４３）が基準直線Ｌに対してなす角度βを縮小し、第２アーム（前アーム１４４）の先端部を基準直線Ｌに沿うように定めたワーク加圧方向（Ｆ方向）に移動させ、第２アーム（前アーム１４４）の先端部によりワーク加圧部（押込部１５３）を上記ワーク加圧方向（Ｆ方向）に加圧する制御部１６０を備えたもの。【選択図】図１０

Description

本発明は、ワーク組付装置、ワーク組付装置の制御方法、及びワーク組付装置の制御プログラム、並びに記録媒体に関する。

従来、ロボットは、特許文献１に記載の如く、ロボット固定台の上に、該ロボット固定台の側から順に、ロボット旋回ベース、上腕、前腕、手首ねじり部材、手首曲げ部材、手首回転部材等の各アーム部材を設けている。各アーム部材のそれぞれが対応する駆動モータによって旋回可能にされている。

そして、ロボットによりワークを一定の方向に加圧させるときには、ロボットの先端側のアーム部材に設けたワーク保持部を各アーム部材の駆動モータの駆動によって旋回させ、該ワーク保持部に保持したワークをその旋回の接線方向に加圧する。或いは、ロボットの先端側のアーム部材に設けた加圧シリンダ等の加圧アクチュエータにワーク保持部を設け、このワーク保持部に保持したワークを該アクチュエータの駆動によって直線動させ、その直線方向に加圧する。

特開平10-175188号公報

従来技術には以下の問題点がある。
(1)ロボットの先端側のアーム部材に設けたワーク保持部に保持したワークを、各アーム部材の駆動モータの駆動によって旋回させ、その旋回の接線方向に加圧するものにあっては、それらの駆動モータを相当に大容量化しない限り、大きな加圧力を得ることができない。

(2)ロボットの先端側のアーム部材に設けた加圧アクチュエータにワーク保持部を設け、このワーク保持部に保持したワークを、該アクチュエータの駆動によって直線動させ、その直線方向に加圧するものにあっては、該アクチュエータを相当に大容量化しない限り、大きな加圧力を得ることができない。同時に、ロボットの各アーム部材の旋回軸を含む旋回部に、加圧アクチュエータの駆動によって生ずる上記の加圧力の反力に抗し得るだけの大きな耐力を備える必要がある。

本発明の課題は、ロボットを用いたワーク組付装置によりワークを加圧するとき、ワーク組付装置の単純な構成によってワークに大きな加圧力を付与することにある。

請求項１に係る発明は、ベースに第１の旋回軸を介して第１アームの基端部を主たる軸に平行な軸線のまわりに旋回可能に支持し、第１アームの先端部に第２の旋回軸を介して第２アームの基端部を主たる軸に平行な軸線のまわりに旋回可能に支持し、第２アームの先端側に設けたワーク加圧部を有し、このワーク加圧部により加圧されるワークを物品のワーク組付部に組付けるワーク組付装置において、前記主たる軸に直交する平面上で、第１アームの基端部と、第２アームの先端部とを結ぶ基準直線を想定し、第１アームと第２アームの基準直線を臨む側の交差角度を拡大しつつ、第１アームが基準直線に対してなす角度を縮小し、第１アームと第２アームが折れ曲がり状態から基準直線に沿う一直線に近づく突張り状になるようにして該第２アームの先端部を基準直線に沿うように定めたワーク加圧方向に移動させ、第２アームの先端部に設けたワーク加圧部により加圧されるワークを上記ワーク加圧方向に位置して物品保持テーブルに保持されている物品のワーク組付部に組付ける制御部を備えたものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記第２アームの先端側に手首曲げ部材の基端部を主たる軸に平行な軸線のまわりに旋回可能に設け、手首曲げ部材の先端側にワーク加圧部を設けるとき、第２アームの先端部を基準直線に沿うように定めたワーク加圧方向に移動させるとともに、手首曲げ部材を上記ワーク加圧方向に位置付けるようにしたものである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において更に、前記第２アームの先端側に設けたワーク加圧部によりワークが加圧されて組付けられる物品を保持する物品保持テーブルと、物品保持テーブルが保持した物品のワーク組付部をワーク組付作業位置に位置付けるように物品保持テーブルを間欠的に正方向に移動させるモータとを有してなり、第２アームの先端側に設けたワーク加圧部がワーク及び物品を介して物品保持テーブルに加える加圧力が該物品保持テーブルを上記の正方向に対する逆方向に移動させようとするとき、物品保持テーブルを正方向に移動させるモータの作動は許容し、その逆方向へのモータの作動は阻止するワンウェイクラッチを、モータの出力経路に設けたものである。

請求項４に係る発明は、ベースに第１の旋回軸を介して第１アームの基端部を主たる軸に平行な軸線のまわりに旋回可能に支持し、第１アームの先端部に第２の旋回軸を介して第２アームの基端部を主たる軸に平行な軸線のまわりに旋回可能に支持し、第２アームの先端側に設けたワーク加圧部を有し、このワーク加圧部により加圧されるワークを物品のワーク組付部に組付けるワーク組付装置の制御方法において、前記主たる軸に直交する平面上で、第１アームの基端部と、第２アームの先端部とを結ぶ基準直線を想定し、第１アームと第２アームの基準直線を臨む側の交差角度を拡大しつつ、第１アームが基準直線に対してなす角度を縮小し、第１アームと第２アームが折れ曲がり状態から基準直線に沿う一直線に近づく突張り状になるようにして該第２アームの先端部を基準直線に沿うように定めたワーク加圧方向に移動させ、第２アームの先端部に設けたワーク加圧部により加圧されるワークを上記ワーク加圧方向に位置して物品保持テーブルに保持されている物品のワーク組付部に組付けるように制御するようにしたものである。

請求項５に係る発明は、ベースに第１の旋回軸を介して第１アームの基端部を主たる軸に平行な軸線のまわりに旋回可能に支持し、第１アームの先端部に第２の旋回軸を介して第２アームの基端部を主たる軸に平行な軸線のまわりに旋回可能に支持し、第２アームの先端側に設けたワーク加圧部を有し、このワーク加圧部により加圧されるワークを物品のワーク組付部に組付けるワーク組付装置の制御プログラムにおいて、前記主たる軸に直交する平面上で、第１アームの基端部と、第２アームの先端部とを結ぶ基準直線を想定し、第１アームと第２アームの基準直線を臨む側の交差角度を拡大しつつ、第１アームが基準直線に対してなす角度を縮小し、第１アームと第２アームが折れ曲がり状態から基準直線に沿う一直線に近づく突張り状になるようにして該第２アームの先端部を基準直線に沿うように定めたワーク加圧方向に移動させ、第２アームの先端部に設けたワーク加圧部により加圧されるワークを上記ワーク加圧方向に位置して物品保持テーブルに保持されている物品のワーク組付部に組付けるように制御する処理を実行させるようにしたものである。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載のワーク組付装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。

（請求項１、４〜６）
(a)第１アームの基端部と、第２アームの先端部とを結ぶ基準直線を想定し、第１アームと第２アームの基準直線を臨む側の交差角度を拡大しつつ、第１アームが基準直線に対してなす角度を縮小し、第２アームの先端部を基準直線に沿うように定めたワーク加圧方向に移動させ、第２アームの先端部によりワークを該ワーク加圧方向に加圧する。

第１アームと第２アームが折れ曲がり状態から基準直線に沿う一直線に近づくにつれて倍力機構（トグル機構）を形成するような突張り状になり、第２アームの先端部は上記ワーク加圧方向に移動して該方向に大きな加圧力Ｆを及ぼす。

（請求項２）
(b)ロボットの第２アームの先端側に手首曲げ部材の基端部を主たる軸に平行な軸線のまわりに旋回可能に設けるとき、第２アームの先端部を基準直線に沿うように定めたワーク加圧方向に移動させるとともに、手首曲げ部材を上記ワーク加圧方向に位置付ける。

手首曲げ部材に作用する加圧力Ｆの反力が、第２アームの先端側に対して手首曲げ部材の基端部が旋回する旋回軸を通るものになり、手首曲げ部材の上記旋回軸を含む旋回部に上記の加圧力の反力に対する大きな耐力を備える必要がなくなる。

（請求項３）
(c)第２アームの先端部側に設けたワーク加圧部により大きな加圧力Ｆで加圧されるワークが組付けられる物品を物品保持テーブルに保持し、この物品保持テーブルに保持した物品のワーク組付部をロボットによるワーク組付作業位置に位置付けるように物品保持テーブルを間欠的に正方向に移動させるモータは、ワークを当該物品のワーク組付部へ組付けるときには停止状態にあり、ロボットがワーク及び物品を介して該物品保持テーブルを上記の正方向の逆方向に移動させようとする大きな加圧力Ｆを受ける。このとき、物品保持テーブルのモータは、ワンウェイクラッチの存在により、大きな加圧力Ｆを受けてもその逆転を阻止される。従って、物品保持テーブルのモータは、物品保持テーブルに保持した物品のワーク組付部をロボットによるワーク組付作業位置に位置付けるように移動させるだけのトルクを出力できれば足り、小容量のモータで大きな加圧力Ｆを受け止め、物品を安定的に当該ワーク組付作業位置に設定し続けることができる。

図１はブレード組付装置を示す模式斜視図である。図２はシェルを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。図３はブレードを示す模式正面図である。図４はシェル保持台を示す模式斜視図である。図５はシェル保持台を示す断面図である。図６はロボットを示す模式斜視図である。図７はブレード挿入手段を示し、（Ａ）は模式斜視図、（Ｂ）は模式説明図、（Ｃ）はブレード挿入過程を示す模式斜視図である。図８はシェルに設けた溝列を示す模式斜視図である。図９はブレードの各爪の挿入工程を示す工程図である。図１０はロボットの倍力機構を示し、（Ａ）は模式側面図、（Ｂ）は模式説明図である。図１１はシェル保持台の逆転阻止機構を示し、（Ａ）は模式断面図、（Ｂ）は模式平面図、（Ｃ）はワンウェイクラッチ部分を示す模式説明図である。

図１に示したトルクコンバータのブレード組付装置１００は、トルクコンバータのインペラ又はタービンのシェル１０に多数のブレード２０を自動的に組付けるものである。

シェル１０は、図２に示す如く、円形お腕型に湾曲形成され、中心部に取付孔１０Ｈを備える。シェル１０は湾曲内面に多数組の溝列１１を周方向に沿って一定間隔をなす各位置に設け、各溝列１１は所定の弧状をなす複数、本実施例では３つの溝１１Ａ〜１１Ｃにより構成されている。シェル１０は湾曲外面において、上記各溝列１１の溝１１Ａ〜１１Ｃに対応する各位置に外方に向けて突出する各凸部１２Ａ〜１２Ｃを備える。

ブレード２０は、図３に示す如く、３次元的な形状に成形された翼型の板材からなり、下側外縁に複数、本実施例では３つの爪２１Ａ〜２１Ｃを突設している。爪２１Ａ〜２１Ｃのうちの少なくとも１つのもの、本実施例では爪２１Ｃの側面に溝１１Ｃへの圧入用のエンボス状突起Ｐ（爪２１Ｃに溝１１Ｃへの圧入用湾曲部等を設けても可）を備える。

ブレード２０の爪２１Ａ〜２１Ｃのそれぞれをシェル１０の溝１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれに根元まで挿着し、１枚のブレード２０の全爪２１Ａ〜２１Ｃをシェル１０の対応する１組の溝列における全溝１１Ａ〜１１Ｃに組付け、この組付操作をシェル１０の全組の溝列１１に対して繰り返すことにより、トルクコンバータ構成部品が製造される。

ブレード組付装置１００は、シェル１０を保持するシェル保持台１１０を有する。
シェル保持台１１０は、図４、図５に示す如く、架台１１１にダイレクトドライブモータ１１２を載せ置き支持し、モータ１１２の上部にシェル保持テーブル１１３を固定している。シェル保持台１１０は、シェル保持テーブル１１３の上面の周方向複数位置（本実施例では５位置）にシェル保持シート１１４を備え、シェル保持テーブル１１３の中心孔まわりの複数位置（本実施例では３位置）に該中心孔の半径方向に延在するクランプ爪１１５を枢支するとともに、シェル保持テーブル１１３の中心孔及びモータ１１２の中心孔に内蔵したカラー１１６の内周にクランプヘッド１１７に一体のスライドロッド１１８をスライド可能に挿通し、クランプヘッド１１７及びスライドロッド１１８をカラー１１６の孔軸に沿う上下方向に直線動自在に支持している。クランプヘッド１１７は、カラー１１６とスライドロッド１１８の下端部との間に介装したばね１１９により常に下向きに付勢され、その付勢力に基づく下向き移動によって各クランプ爪１１５の肩部１１５Ｋに上方から当接して該クランプ爪１１５を外方に向けて拡開させるように押動し、拡開された各クランプ爪１１５の先端爪部１１５Ｎによりシェル保持テーブル１１３のシェル保持シート１１４上に投入されたシェル１０の取付孔１０Ｈの内周縁をクランプし、シェル１０の湾曲外面を該シェル保持シート１１４上に固定的に着座させる。これにより、シェル１０をシェル保持テーブル１１３に保持する。このとき、シェル１０の湾曲外面の各凸部１２Ａ〜１２Ｃの少なくとも１つ（本実施例では凸部１２Ｃ）はシェル保持シート１１４への投入段階で予め、該シェル保持シート１１４に設けた凹部１１４Ｋに落ち込むように係合されている。クランプヘッド１１７は、架台１１１に押上げシリンダ１２０を吊下げ支持し、シリンダ１２０から突き出るピストンロッド１２１がスライドロッド１１８をばね１１９の付勢力に抗して押し上げるとき、クランプ爪１１５から離れるように上向き移動する。これにより、各クランプ爪１１５は当該クランプ爪１１５に作用する重力によって内方へ向けてスイングし、シェル１０の取付孔１０Ｈの内周縁に対する先端爪部１１５Ｎのクランプを解除する。

シェル保持台１１０は、架台１１１に設けた環状ハウジング１２２により、シェル保持テーブル１１３の外周部を囲み、シェル保持テーブル１１３の外周部を囲む環状ハウジング１２２の内周部に環状空気室１２３を形成し、環状ハウジング１２２に接続した空圧供給管１２４により環状空気室１２３に空圧を付与し、環状空気室１２３に付与された空圧をシェル保持テーブル１１３に穿設した空圧吐出路１２５からシェル保持テーブル１１３の上方へ吐出可能にしている。シェル１０の湾曲外面がシェル保持テーブル１１３のシェル保持シート１１４上に着座したことは、空圧供給管１２４に設けた圧力検出器が空圧吐出路１２５から吐出する空気量の低下を検出したことによって検出できる。

シェル保持台１１０は、モータ１１２によりシェル保持テーブル１１３を間欠的に正方向（図８のＮa方向）に移動（本実施例では回転）させ、シェル保持テーブル１１３に保持したシェル１０のワーク組付部（本実施例では、ブレード２０が今回組付けられるシェル１０の溝列１１）を、後述するロボット１４０によるブレード組付作業位置（ワーク組付作業位置）に位置付ける。このとき、シェル保持台１１０は、シェル保持テーブル１１３を正方向に回転させるモータ１１２の駆動は許容し、その逆方向へのモータ１１２の駆動は阻止するワンウェイクラッチ１２６を、モータ１１２の出力経路に設けてある。即ち、ワンウェイクラッチ１２６は架台１１１に固定的に支持され、ワンウェイクラッチ１２６の回転軸に設けたギヤ１２７とモータ１１２のロータの外周部に設けたギヤ１２８とが噛合いされる。

ブレード組付装置１００は、ブレード２０をシェル１０に組付けるために、該ブレード２０を保持し、このブレード２０をシェル保持台１１０に保持したシェル１０に対して相対移動させるロボット１４０を有する。

ロボット１４０は、図６に示す如く、ロボット固定台１４１の上に、ロボット固定台１４１の側から順に、ロボット旋回ベース１４２、上アーム１４３、前アーム１４４、手首ねじり部材１４５、手首曲げ部材１４６、手首回転部材１４７のそれぞれを設けている。

ここで、ロボット１４０は、ロボット固定台１４１の側から順に、第１軸Ｊ1、第２軸Ｊ2・・・第６軸Ｊ6で構成された６軸の多関節ロボットである。第１軸〜第３軸を基本３軸とし、第４軸〜第６軸を手首３軸とするものであり、各軸はいずれも旋回軸であって旋回運動方向を矢印で付記している。

今、ロボット１４０が設置された図６に示す空間で、紙面上右方をＸ軸、垂直向こう向き方向をＹ軸、上方をＺ軸とする座標系を定め、各軸の旋回運動の軸方向を示せば次の通りになる。

第１軸Ｊ1：Ｚ軸に平行な軸線まわりで、ロボット旋回ベース１４２をロボット固定台１４１に対して旋回させる軸
第２軸Ｊ2：Ｙ軸に平行な軸線まわりで、上アーム１４３をロボット旋回ベース１４２に対して前後に動かす軸
第３軸Ｊ3：Ｙ軸に平行な軸線まわりで、前アーム１４４を上アーム１４３に対して上下に動かす軸
第４軸Ｊ4：Ｙ軸に直交するＸ軸又はＺ軸に平行な軸線まわりで、手首ねじり部材１４５を前アーム１４４に対して回転させる軸
第５軸Ｊ5：Ｙ軸に平行な軸線まわりで、手首曲げ部材１４６を手首ねじり部材１４５に対して上下に振る軸
第６軸Ｊ6：Ｙ軸に直交するＸ軸又はＺ軸に平行な軸線まわりで、手首回転部材１４７を手首曲げ部材１４６に対して回転させる軸

そして、ロボット固定台１４１上に旋回可能に搭載されたロボット旋回ベース１４２の上部には第１軸駆動モータＭ1、第２軸駆動モータＭ2及びそれらの減速機が搭載されている。ロボット固定台１４１とロボット旋回ベース１４２の内部には、第１軸駆動モータＭ1の駆動力を第１軸Ｊ1に伝達するための駆動要素が配置されている。ロボット旋回ベース１４２、及びこのロボット旋回ベース１４２に旋回可能に連結された上アーム１４３の内部には、第２軸駆動モータＭ2の駆動力を第２軸Ｊ2に伝達するための駆動要素が配置されている。

また、前アーム１４４の上アーム１４３に旋回可能に連結された基端部には、第３軸駆動モータＭ3及びそれらの減速機が搭載されている。上アーム１４３と前アーム１４４の内部には、第３軸駆動モータＭ3の駆動力を第３軸Ｊ3に伝達するための駆動要素が配置されている。

また、前アーム１４４の基端部には、第４軸〜第６軸の駆動モータＭ4〜Ｍ6、及びそれらの減速機が搭載されている。前アーム１４４、及びこの前アーム１４４に旋回可能に連結された手首ねじり部材１４５の内部には、第４軸駆動モータＭ4の駆動力を第４軸Ｊ4に伝達するための駆動要素が配置されている。前アーム１４４、手首ねじり部材１４５、及びこの手首ねじり部材１４５に旋回可能に連結された手首曲げ部材１４６の内部には、第５軸駆動モータＭ5の駆動力を第５軸Ｊ5に伝達するための駆動要素が配置されている。前アーム１４４、手首ねじり部材１４５、手首曲げ部材１４６、及びこの手首曲げ部材１４６に旋回可能に連結された手首回転部材１４７の内部には、第６軸駆動モータＭ6の駆動力を第６軸Ｊ6に伝達するための駆動要素が配置されている。

ロボット１４０は、本実施例におけるアーム先端部としての手首回転部材１４７にブレード挿入手段１５０を設けている。ブレード挿入手段１５０は、図１、図７に示す如く、ロボット１４０の手首回転部材１４７に着脱されるコネクタ１５１と、コネクタ１５１に設けた取付部１５１Ａに支持したブレード保持手段としての吸着部１５２と、コネクタ１５１の取付部１５１Ａに支持した押込部１５３とを有する。吸着部１５２は、真空供給管に接続された吸着パッド等からなり、不図示のブレード送給装置により送給されたブレード２０の一側の翼面を吸着して保持する。吸着部１５２に吸着されたブレード２０は、シェル１０の湾曲内面（上面）に押圧されたとき、ロボット１４０のアーム先端部（手首回転部材１４７）に対し、吸着部１５２を構成しているゴムパッド等の弾性変形分だけ変位できる。押込部１５３は、ブレード２０の爪２１Ａ〜２１Ｃがシェル１０の溝１１Ａ〜１１Ｃに挿入されたとき、該ブレード２０の爪２１Ａ〜２１Ｃが設けられている下側外縁に対する反対側の上側外縁に当接し、シェル１０の上面に対する下向き押込力を該ブレード２０に付与する。

ロボット１４０は、制御部１６０に設けた制御プログラムにより、ブレード挿入手段１５０を下記(1)〜(7)に従って作動させ、吸着部１５２に保持したブレード２０をシェル１０に対して以下の如くに相対移動し、ブレード２０の各爪２１Ａ〜２１Ｃをシェル１０の対応する溝１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれに図７（Ｃ）に示す如くに挿入することを、シェル１０の全組の溝列１１に対して繰り返す。尚、制御部１６０に設けられる制御プログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録して用いることができる。

(1)シェル１０をシェル保持台１１０におけるシェル保持テーブル１１３のシェル保持シート１１４上に着座させる。空圧供給管１２４に設けた圧力検出器の検出結果によってシェル１０の湾曲外面がシェル保持テーブル１１３のシェル保持シート１１４上に着座したことが検出されると、クランプ爪１１５がシェル１０の取付孔１０Ｈの内周縁にクランプし、該シェル１０をシェル保持テーブル１１３に保持する。

(2)シェル保持台１１０のモータ１１２によりシェル保持テーブル１１３を間欠的に回転させ、シェル保持テーブル１１３に保持したシェル１０のワーク組付部（ブレード２０が今回組付けられるシェル１０の溝列１１）を、ロボット１４０によるブレード組付作業位置に位置付ける。

シェル１０のブレード組付作業位置の位置決めは、下記i又はiiによる。
i.シェル１０の最初にブレード２０が組付対象となる溝列１１の位置決めは、図８に示す如く、シェル１０の溝列１１（溝列１１の溝１１Ａ）がレーザーセンサ１５６の予め定めたレーザー光照射位置に合致したことを該センサ１５６によって検出したときに、モータ１１２を停止させることによって行なう。

ii.シェル１０において２枚目以後のブレード２０の組付対象となる溝列１１は、ブレード２０の組付けが１枚完了する都度、相隣る溝列１１のピッチ間隔だけモータ１１２を図８のＮa方向に間欠回転して行なう。

(3)ロボット１４０の手首回転部材１４７に設けたブレード挿入手段１５０の吸着部１５２により、不図示のブレード送給装置により送給されたブレード２０の一側の翼面を吸着して保持する。ロボット１４０は、不図示のカメラによってブレード２０を認識し、ブレード２０が吸着部１５２に対し一定の相対位置・姿勢をなすように、該吸着部１５２により該ブレード２０を吸着保持する。

(4)ロボット１４０は、吸着部１５２によって保持したブレード２０の少なくとも１つの爪（本実施例では爪２１Ａ）を、シェル保持台１１０に保持したシェル１０における溝列１１の対応する溝（本実施例では溝１１Ａ）に挿入して初期嵌めするように、該シェル１０の溝１１Ａに対して相対移動する。この初期嵌めは、下記i又はiiによる。

i.吸着部１５２によって保持したブレード２０の爪２１Ａをシェル１０の溝１１Ａに向けて移動し、吸着部１５２の吸着力によって該溝１１Ａに直に挿入する。

ii.吸着部１５２によって保持したブレード２０の爪２１Ａをシェル１０の周方向において対応する溝１１Ａの手前（ロボット１４０がブレード２０の爪２１Ａをシェル１０の溝１１Ａに対して移動する進み方向（図９（Ｂ）の矢印Ａ方向）に沿う該溝１１Ａの手前）（図９（Ａ）のＫａの位置）に配置した後、該爪２１Ａを吸着部１５２の吸着力によってシェル１０の上面（湾曲内面）に対して斜め前方下向きに押圧しつつ、該爪２１Ａを対応する溝１１Ａの手前から該溝１１Ａに向かう図９（Ｂ）の矢印Ａ方向に滑らせて該溝１１Ａに落とし込むように挿入する。

(5)ロボット１４０は、ブレード２０の爪２１Ａを上述(4)でシェル１０の溝１１Ａに挿入した状態下で、吸着部１５２によってブレード２０を下降して爪２１Ｂの先端を溝１１Ｂに少し挿入し、ブレード２０を爪２１Ａ、２１Ｂが溝１１Ａ、１１Ｂに対するガタ分だけ図９（Ｃ）のＢ方向にねじる（爪２１Ｃは溝１１Ｃの上を通り過ぎて該溝１１Ｃの向こう側に位置付けられる）。

(6)ロボット１４０は、ブレード２０の爪２１Ａ、２１Ｂの上述(4)、(5)の挿入後、ブレード２０の残りの爪２１Ｃを、シェル１０の周方向において溝１１Ｃの手前（ロボット１４０がブレード２０の爪２１Ｃを上述(5)でシェル１０の溝１１Ｃの上を通り過ぎた位置から該溝１１Ｃに対して移動する進み方向（図９（Ｄ）の矢印Ｃ方向）に沿う該溝１１Ｃの手前（向こう側の手前という））（図９（Ｃ）のＫcの位置）に配置した後、該爪２１Ｃを吸着部１５２の吸着力によってシェル１０の上面（湾曲内面）に対して斜め前方向きに押圧しつつ、該爪２１Ｃを対応する溝１１Ｃの手前から該溝１１Ｃに向かう矢印Ｃ方向に滑らせて該溝１１Ｃに落とし込むように挿入する（図９（Ｄ））。これにより、ブレード２０の全爪２１Ａ〜２１Ｃが、シェル１０の対応する全溝１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれに挿入されたものになる。

尚、上述(5)でブレード２０の爪２１Ｃがシェル１０の溝１１Ｃの上を通り過ぎた該溝１１Ｃの向こう側の手前に位置付けられたのは、シェル１０の溝１１Ｃまわりの湾曲内面の形状から、爪２１Ｃを上記溝１１Ｃに対して図９（Ｄ）の矢印Ｃ方向から押し進めるほうが該溝１１Ｃにスムースに落とし込み挿入できることによる。従って、シェル１０の溝１１Ｃまわりの湾曲内面の形状によっては、上述(5)でブレード２０の爪２１Ｃをシェル１０の溝１１Ｃの上を通り過ぎた向こう側の手前に位置付けることを要さず、爪２１Ｃは溝１１Ｃを通り過ぎることのない該溝１１Ｃの手前から該溝１１Ｃに向けて滑らせて該溝１１Ｃに落とし込み挿入させても良い。

(7)ロボット１４０は、上述(6)によってブレード２０の全爪２１Ａ〜２１Ｃをシェル１０の対応する全溝１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれに挿入した後、ブレード挿入手段１５０の押込部１５３の押込力Ｆ（図７（Ｂ））によって、ブレード２０をシェル１０の上面に対して下向きに押込み、全爪２１Ａ〜２１Ｃを対応する全溝１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれに根元まで突っ込む（図９（Ｅ））。押込部１５３は、図７（Ｂ）に示す如く、ブレード２０の爪２１Ａ〜２１Ｃが設けられている下側外縁の上下方向で反対側となる上側外縁を斜め前方下向きに押下する。

これにより、ブレード２０において爪２１Ｃの側面に備える突起Ｐ（又は爪２１Ｃに設けた湾曲部等）がシェル１０の溝１１Ｃの溝側壁に圧入され、全爪２１Ａ〜２１Ｃが全溝１１Ａ〜１１Ｃから脱落するおそれなく嵌合完了になる。

尚、ブレード挿入手段１５０の吸着部１５２は、上述(4)〜(7)の各動作で、そのゴムパッド等の弾性変形分だけ撓んでブレード２０を変位可能に保持している。従って、ブレード２０の各爪２１Ａ〜２１Ｃをシェル１０の溝１１Ａ〜１１Ｃに挿入するとき、又は押込部１５３によってそれらの爪２１Ａ〜２１Ｃを溝１１Ａ〜１１Ｃに根元まで突っ込むとき、該吸着部１５２はブレード２０の爪２１Ａ〜２１Ｃを溝１１Ａ〜１１Ｃの溝方向に倣わせて挿入し、又は突っ込み得るように柔軟に保持するものになる。

また、ロボット１４０は、上述(4)〜(6)の各動作で、ブレード２０の全爪２１Ａ〜２１Ｃをシェル１０の対応する溝１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれに根元まで挿入できてしまうときには、上述(7)の押込部１５３を用いた押込動作を不要とするものになる。

以下、上述(7)でブレード挿入手段１５０の押込部１５３がブレード２０をシェル１０の上面に対して押込む押込力Ｆ（加圧力）を大きくする、ロボット１４０の倍力機構について説明する。尚、ロボット１４０が設置された前述のＸＹＺ座標空間において、１つのＸＺ平面を主たる平面とし、ＸＺ平面に直交するＹ軸を主たる軸とする。

ここで、ロボット１４０は、主たる平面（ＸＺ平面）上で、上アーム１４３、前アーム１４４、手首曲げ部材１４６を主たる軸（主たる平面（ＸＺ平面）に直交するＹ軸）に平行な軸線まわりで旋回させ、それらの上アーム１４３、前アーム１４４、手首曲げ部材１４６を互いに折り曲げ可能にしている。

即ち、ロボット１４０は、前述の通り、ロボット旋回ベース１４２に第２軸Ｊ2（第１の旋回軸）を介して上アーム１４３（第１アーム）の基端部を主たる軸（Ｙ軸）に平行な軸線まわりに旋回可能に支持し、上アーム１４３（第１アーム）の先端部に第３軸Ｊ3（第２の旋回軸）を介して前アーム１４４（第２アーム）の基端部を主たる軸（Ｙ軸）に平行な軸線まわりに旋回可能に支持している。更に、ロボット１４０は、前アーム１４４の先端部に手首ねじり部材１４５、手首曲げ部材１４６、手首回転部材１４７を介してブレード挿入手段１５０（吸着部１５２、押込部１５３）（ワーク加圧部）を支持するものとし、前アーム１４４及び手首ねじり部材１４５に第５軸Ｊ5を介してブレード挿入手段１５０を支持している手首曲げ部材１４６を主たる軸（Ｙ軸）に平行な軸線まわりに旋回可能に支持している。

そして、ロボット１４０は、図１０に示す如く、制御部１６０に設けた制御プログラムにより、上アーム１４３と前アーム１４４を以下の如くに制御し、以下の如くの倍力機構を形成する。尚、制御部１６０に設けた制御プログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録して用いることができる。

前アーム１４４の基端部（前アーム１４４を主たる軸（Ｙ軸）に平行な軸線まわりで旋回させる旋回部、本実施例では第２軸Ｊ2）と、前アーム１４４の先端部（前アーム１４４に対してブレード挿入手段１５０（吸着部１５２、押込部１５３）を主たる軸（Ｙ軸）に平行な軸線まわりで旋回させる旋回部、本実施例では第５軸Ｊ5）とを結ぶ基準直線Ｌを想定する。

上アーム１４３と前アーム１４４の基準直線Ｌを臨む側の交差角度αを拡大しつつ、上アーム１４３が基準直線Ｌに対してなす角度βを縮小し、前アーム１４４の先端部（第５軸Ｊ5）を基準直線Ｌに沿うように定めたワーク加圧方向（Ｆ方向）に移動させる。

角度αの拡大は第３軸駆動モータＭ3の制御による。角度βの縮小は第２軸駆動モータＭ2の制御による。

これにより、前アーム１４４に手首ねじり部材１４５、手首曲げ部材１４６、手首回転部材１４７を介して設けたブレード挿入手段１５０の吸着部１５２が保持するブレード２０を、ブレード挿入手段１５０の押込部１５３（ワーク加圧部）によって上述のワーク加圧方向（Ｆ方向）に押込み、ブレード２０の各爪２１Ａ〜２１Ｃをシェル１０の対応する溝１１Ａ〜１１Ｃの溝方向に根元まで大きな加圧力Ｆで突込むものになる。

また、ロボット１４０は、前述の通り、前アーム１４４の先端側の手首ねじり部材１４５に第５軸Ｊ5を介して手首曲げ部材１４６を主たる軸（Ｙ軸）に平行な軸線まわりに旋回可能に設け、この手首曲げ部材１４６の先端部に手首回転部材１４７を介してブレード挿入手段１５０を設けている。そこで、ロボット１４０にあっては、前アーム１４４の先端部（前アーム１４４に対してブレード挿入手段１５０を主たる軸（Ｙ軸）に平行な軸線まわりで旋回させる第５軸（Ｊ5））を前述の如くに基準直線Ｌに沿うように定めたワーク加圧方向（Ｆ方向）に移動させるとともに、手首曲げ部材１４６を上記基準直線Ｌに沿うワーク加圧方向（Ｆ方向）の同一ライン上に位置付ける。手首曲げ部材１４６の位置付けは第５軸駆動モータＭ5の制御による。

従って、本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ロボット１４０における主たる平面（ＸＺ平面）上で、第１アーム（上アーム１４３の基端部と、第２アーム（前アーム１４４）の先端部とを結ぶ基準直線Ｌを想定し、第１アーム（上アーム１４３）と第２アーム（前アーム１４４）の基準直線Ｌを臨む側の交差角度αを拡大しつつ、第１アーム（上アーム１４３）が基準直線Ｌに対してなす角度βを縮小し、第２アーム（前アーム１４４）の先端部を基準直線Ｌに沿うように定めたワーク加圧方向（Ｆ方向）に移動させ、第２アーム（前アーム１４４）の先端部によりブレード２０を該ワーク加圧方向（Ｆ方向）に加圧する。

第１アーム（上アーム１４３）と第２アーム（前アーム１４４）が主たる平面（ＸＺ平面）上で折れ曲がり状態から基準直線Ｌに沿う一直線に近づくにつれて倍力機構（トグル機構）を形成するような突張り状になり、第２アーム（前アーム１４４）の先端部は上記ワーク加圧方向（Ｆ方向）に移動して該方向に大きな加圧力Ｆを及ぼす。

(b)ロボット１４０の第２アーム（前アーム１４４）の先端側に手首曲げ部材の基端部を主たる軸に平行な軸線のまわりに旋回可能に設けるとき、第２アーム（前アーム１４４）の先端部を基準直線Ｌに沿うように定めたワーク加圧方向（Ｆ方向）に移動させるとともに、手首曲げ部材１４６を上記ワーク加圧方向（Ｆ方向）に位置付ける。

手首曲げ部材１４６に作用する加圧力Ｆの反力が、第２アーム（前アーム１４４）の先端側に対して手首曲げ部材１４６の基端部が旋回する旋回軸（第５軸Ｊ5）を通るものになり、手首曲げ部材１４６の上記旋回軸（第５軸Ｊ5）を含む旋回部に上記の加圧力Ｆの反力に対する大きな耐力を備える必要がなくなる。

次に、シェル保持台１１０において、シェル保持テーブル１１３を間欠的に前述した正方向に移動させるモータ１１２の出力経路に設けた前述のワンウェイクラッチ１２６の作用について説明する。

尚、ワンウェイクラッチ１２６は、広く一般のワンウェイクラッチを採用できる。ワンウェイクラッチ１２６は、例えば図１１に示したカム式において、架台１１１に固定される外輪１２６Ａと、ギヤ１２７が固定される回転軸１２６Ｓに設けた内輪１２６Ｂと、内輪１２６Ｂの外側の周方向複数位置に設けたカム面１２６Ｃに配置されるローラー１２６Ｄと、ローラー１２６Ｄを外輪１２６Ａの内側に向けて付勢するスプリング１２６Ｅとを有する。ワンウェイクラッチ１２６の回転軸１２６Ｓが一方向（逆転方向Ｎs）に回転しようとするとき、カム面１２６Ｃとローラー１２６Ｄの接触面圧が高くなって回転軸１２６Ｓの回転を阻止し、ひいてはモータ１１２の回転（逆転）を阻止する。ワンウェイクラッチ１２６の回転軸１２６Ｓが他方向（正転方向Ｎa）に回転しようとするとき、カム面１２６Ｃとローラー１２６Ｄの接触面圧が低くなって回転軸１２６Ｓの回転を許容し、ひいてはモータ１１２の回転（正転）を許容する。

従って、本実施例によれば、以下の作用効果を奏する。即ち、第２アーム（前アーム１４４）の先端側に設けたワーク挿入手段１５０の押込部１５３（ワーク加圧部）により大きな加圧力Ｆで加圧されるブレード２０が組付けられるシェル１０を物品保持テーブル１１３に保持し、この物品保持テーブル１１３に保持したシェル１０のブレード組付部としての溝列１１をロボット１４０によるブレード組付作業位置に位置付けるように物品保持テーブル１１３を間欠的に正方向に移動させるモータ１１２は、ブレード２０を当該シェル１０のブレード組付部としての溝列１１へ組付けるときには停止状態にあり、ロボット１４０がブレード２０及びシェル１０を介して該物品保持テーブル１１３を上記の正方向の逆方向に移動させようとする大きな加圧力Ｆを受ける。このとき、物品保持テーブル１１３のモータ１１２は、ワンウェイクラッチ１２６の存在により、大きな加圧力Ｆを受けてもその逆転を阻止される。従って、物品保持テーブル１１３のモータ１１２は、物品保持テーブル１１３に保持したシェル１０のブレード組付部としての溝列１１をロボット１４０によるブレード組付作業位置に位置付けるように移動させるだけのトルクを出力できれば足り、小容量のモータ１１２で大きな加圧力Ｆを受け止め、シェル１０を安定的に当該ブレード組付作業位置に設定し続けることができる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明のロボットは、トルクコンバータ用ブレードの組付装置に用いるものに限らず、各種ワークを物品に加圧して組付ける装置、各種ワークを物品に単に加圧する装置等に広く適用できる。

本発明によれば、ロボットによりワークを加圧するとき、ロボットの単純な構成によってワークに大きな加圧力を付与することができる。

１０シェル（物品）
２０ブレード（ワーク）
１１２モータ
１１３シェル保持テーブル（物品保持テーブル）
１２６ワンウェイクラッチ
１４０ロボット
１４２ロボット旋回ベース
１４３上アーム（第１アーム）
１４４前アーム（第２アーム）
１４６手首曲げ部材
１５０ワーク挿入手段
１５３押込部（ワーク加圧部）
１６０制御部
α 交差角度
β 角度
Ｌ基準直線
Ｊ2 第２軸（第１の旋回軸）
Ｊ3 第３軸（第２の旋回軸）
Ｊ5 第５軸（第２アームの先端部）
Ｆ加圧力

Claims

ベースに第１の旋回軸を介して第１アームの基端部を主たる軸に平行な軸線のまわりに旋回可能に支持し、第１アームの先端部に第２の旋回軸を介して第２アームの基端部を主たる軸に平行な軸線のまわりに旋回可能に支持し、第２アームの先端側に設けたワーク加圧部を有し、このワーク加圧部により加圧されるワークを物品のワーク組付部に組付けるワーク組付装置において、
前記主たる軸に直交する平面上で、第１アームの基端部と、第２アームの先端部とを結ぶ基準直線を想定し、第１アームと第２アームの基準直線を臨む側の交差角度を拡大しつつ、第１アームが基準直線に対してなす角度を縮小し、第１アームと第２アームが折れ曲がり状態から基準直線に沿う一直線に近づく突張り状になるようにして該第２アームの先端部を基準直線に沿うように定めたワーク加圧方向に移動させ、第２アームの先端部に設けたワーク加圧部により加圧されるワークを上記ワーク加圧方向に位置して物品保持テーブルに保持されている物品のワーク組付部に組付ける制御部を備えたことを特徴とするワーク組付装置。
前記第２アームの先端側に手首曲げ部材の基端部を主たる軸に平行な軸線のまわりに旋回可能に設け、手首曲げ部材の先端側にワーク加圧部を設けるとき、第２アームの先端部を基準直線に沿うように定めたワーク加圧方向に移動させるとともに、手首曲げ部材を上記ワーク加圧方向に位置付ける請求項１に記載のワーク組付装置。
前記第２アームの先端側に設けたワーク加圧部によりワークが加圧されて組付けられる物品を保持する物品保持テーブルと、物品保持テーブルが保持した物品のワーク組付部をワーク組付作業位置に位置付けるように物品保持テーブルを間欠的に正方向に移動させるモータとを有してなり、
第２アームの先端側に設けたワーク加圧部がワーク及び物品を介して物品保持テーブルに加える加圧力が該物品保持テーブルを上記の正方向に対する逆方向に移動させようとするとき、物品保持テーブルを正方向に移動させるモータの作動は許容し、その逆方向へのモータの作動は阻止するワンウェイクラッチを、モータの出力経路に設けた請求項１又は２に記載のワーク組付装置。
ベースに第１の旋回軸を介して第１アームの基端部を主たる軸に平行な軸線のまわりに旋回可能に支持し、第１アームの先端部に第２の旋回軸を介して第２アームの基端部を主たる軸に平行な軸線のまわりに旋回可能に支持し、第２アームの先端側に設けたワーク加圧部を有し、このワーク加圧部により加圧されるワークを物品のワーク組付部に組付けるワーク組付装置の制御方法において、
前記主たる軸に直交する平面上で、第１アームの基端部と、第２アームの先端部とを結ぶ基準直線を想定し、第１アームと第２アームの基準直線を臨む側の交差角度を拡大しつつ、第１アームが基準直線に対してなす角度を縮小し、第１アームと第２アームが折れ曲がり状態から基準直線に沿う一直線に近づく突張り状になるようにして該第２アームの先端部を基準直線に沿うように定めたワーク加圧方向に移動させ、第２アームの先端部に設けたワーク加圧部により加圧されるワークを上記ワーク加圧方向に位置して物品保持テーブルに保持されている物品のワーク組付部に組付けるように制御することを特徴とするワーク組付装置の制御方法。
ベースに第１の旋回軸を介して第１アームの基端部を主たる軸に平行な軸線のまわりに旋回可能に支持し、第１アームの先端部に第２の旋回軸を介して第２アームの基端部を主たる軸に平行な軸線のまわりに旋回可能に支持し、第２アームの先端側に設けたワーク加圧部を有し、このワーク加圧部により加圧されるワークを物品のワーク組付部に組付けるワーク組付装置の制御プログラムにおいて、
前記主たる軸に直交する平面上で、第１アームの基端部と、第２アームの先端部とを結ぶ基準直線を想定し、第１アームと第２アームの基準直線を臨む側の交差角度を拡大しつつ、第１アームが基準直線に対してなす角度を縮小し、第１アームと第２アームが折れ曲がり状態から基準直線に沿う一直線に近づく突張り状になるようにして該第２アームの先端部を基準直線に沿うように定めたワーク加圧方向に移動させ、第２アームの先端部に設けたワーク加圧部により加圧されるワークを上記ワーク加圧方向に位置して物品保持テーブルに保持されている物品のワーク組付部に組付けるように制御する処理を実行させるためのワーク組付装置の制御プログラム。
請求項５に記載のワーク組付装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。