JP6702648B2 - 組立装置のパレット案内装置 - Google Patents

Description

本発明は、組立装置のパレット案内装置に関する。更に詳しくは、多数の組立ステーションを有するレンズユニット組立装置等の組立装置で、パレットを循環式にして組立装置の全長を短くすることを可能にした組立装置のパレット案内装置に関する。

レンズユニット組立装置は、多数のレンズ及び遮光板を鏡筒に組み込むため、多数の組立ステーションが必要となる。組立工程を分割してサイクルタイムを短縮するために、組立ステーションを直線状に配置すると、レンズユニット組立装置の全長が長くなる（例えば、特許文献１参照）。レンズユニット組立装置の全長が長くなると、レンズユニット組立装置を設置可能なスペースを有する工場が限定されるため、好ましくない。

組立パレットにクランプした鏡筒を、組立パレットにクランプしたままで、組立ステーションの間を搬送して部品を鏡筒に組み付ける構造を採用すれば、鏡筒を組立パレットから外して次の組立ステーションに移す作業が不要になる。その結果、組立ステーションでの鏡筒の位置決め精度を一定に保持するのが容易になるため、レンズや遮光板を鏡筒に精度良く組み付けることが容易になり、好ましい。しかし、レンズユニット組立装置の全長が長くなると、組立パレットを案内する案内レールの全長が長くなり、複数の案内レールを平行に、かつ精度良く接続する必要があるため、案内レールの接続作業に多くの工数を必要とする（例えば、特許文献２参照）。

また、レンズユニット組立装置の全長が長くなると、最後尾の組立ステーションで組立作業が終了した組立パレットを先頭の組立ステーションに戻す搬送装置の全長が長くなる。しかし、組立パレットを戻す搬送装置の全長が長くなると、最後尾の組立パレットを先頭の組立ステーションに戻すのに必要な時間が長くなり、レンズユニットを組み立てるのに必要なサイクルタイムが長くなる不具合が生じる。

特開２００６−１９８７１２号公報 特開２００７−２７０８９６号公報

本発明は上述のような技術背景のもとになされたものであり、下記目的を達成する。
本発明の目的は、多数の組立ステーションを有する組立装置において、組立パレットの位置決め、及び搬送が簡素な組立装置のパレット案内装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、多数の組立ステーションを有する組立装置で、組立装置の全長を短くすることを可能にした組立装置のパレット案内装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、多数の組立ステーションを有する組立装置において、携帯電話等に使用されているレンズユニットの組立に最適な組立装置のパレット案内装置を提供することにある。

前記課題は以下の手段によって解決される。
すなわち、本発明１の組立装置のパレット案内装置は、
所定の工程の組立位置から次の工程の組立位置へ被組立品を搬送するための搬送装置を備えた組立装置のパレット案内装置であって、
前記搬送装置は、
直線状に形成され、転動体を転動するために軸方向の全長に渡って転動体軌道面が形成された直線状の案内レールと、
前記転動体を循環させるための無限循環路が形成され、前記転動体を保持し、かつ前記転動体軌道面に予圧が付与された状態で、前記転動体が前記転動体軌道面上で転動するスライダと、
前記スライダ上に搭載され、かつ前記被組立品を把持する組立治具を搭載し、前記案内レールに沿って前記所定の工程の組立位置から次の工程の組立位置へ前記被組立品を搬送するための組立パレットと、
前記案内レールに沿って所定の工程の組立位置から次の工程の組立位置へ前記組立パレットを順次駆動して搬送するためのパレット搬送装置と、
前記各工程の組立位置で前記組立パレットを前記案内レール上の所定の位置に位置決めする位置決め装置とからなり、
前記案内レール（２１，２２）は、互いに平行に配置された第１の案内レール（２１）と第２の案内レール（２２）を有し、
前記パレット搬送装置は、各々前記第１の案内レール（２１）及び前記第２の案内レール（２２）に沿って前記各組立位置へ前記組立パレット（２３）を順次搬送するものであり、
前記第１の案内レール（２１）及び前記第２の案内レール（２２）の軸方向の一端に形成され、前記第１の案内レール（２１）から前記第２の案内レール（２２）に前記組立パレット（２３）を移送する第１のパレット移送装置（３Ａ）と、
前記第１の案内レール（２１）及び前記第２の案内レール（２２）の軸方向の他端に形成され、前記第２の案内レール（２２）から前記第１の案内レール（２１）に前記組立パレット（２３）を移送する第２のパレット移送装置（３Ｂ）と、
前記組立パレット（２３）を前記第１の案内レール（２１）から前記第２の案内レール（２２）へ搬出入するとき、前記第１のパレット移送装置（３Ａ）に形成され、前記第１の案内レール（２１）と一直線上に整列して、前記第１の案内レール（２１）から前記組立パレット（２３）を搬出するとともに、前記組立パレット（２３）を前記第２の案内レール（２２）に一直線上に整列して、前記第２の案内レール（２２）に搬入するために、第１テーブルに取り付けられた直線状の第１の移送案内レールと、
前記組立パレット（２３）を前記第２の案内レール（２２）から前記第１の案内レール（２１）へ搬出入するとき、前記第２のパレット移送装置（３Ｂ）に形成され、前記第２の案内レール（２２）に一直線上に整列して、前記第２の案内レール（２２）から前記組立パレット（２３）を搬出するとともに、前記組立パレット（２３）を前記第１の案内レール（２１）に一直線上に整列して、前記第１の案内レール（２１）に搬入するために、第２テーブル（３３２）に取り付けられた直線状の第２の移送案内レール（３３５）と、
前記第１のパレット移送装置（３Ａ）は、
前記第１の案内レール（２１）から前記第１の移送案内レール側に前記組立パレット（２３）を搬出する第１パレット搬出装置と、
前記第１の移送案内レールから前記第２の案内レール（２２）側に前記組立パレット（２３）が搭載された前記第１テーブルから前記組立パレット（２３）を搬入する第２パレット搬入装置と、
前記第１の案内レール（２１）と前記第２の案内レール（２２）との間に配置された第１ベースに案内されて、前記第１テーブル及び前記第１テーブルに取り付けられている前記第１の移送案内レールを、前記第２パレット搬入装置側に移動するための第１のパレットシフト装置を有し、
前記第２のパレット移送装置（３Ｂ）は、
前記第２の案内レール（２２）から前記第２の移送案内レール（３３５）側に前記組立パレット（２３）を搬出する第３パレット搬出装置（３１）と、
前記第２の移送案内レール（３３５）から前記第１の案内レール（２１）側に前記組立パレット（２３）が搭載された前記第２テーブル（３３２）から前記組立パレット（２３）を搬入する第４パレット搬入装置（３２）と、
前記第２の案内レール（２２）と前記第１の案内レール（２１）との間に配置された第２ベース（３３１）に案内されて、前記第２テーブル（３３２）及び前記第２テーブル（３３２）に取り付けられている前記第２の移送案内レール（３３５）を、前記第４パレット搬入装置（３２）側に移動するための第２のパレットシフト装置（３３）を有し、
前記各工程の組立位置は、前記第１の案内レール（２１）及び前記第２の案内レール（２２）に沿って等間隔に配置され、かつ前記パレット搬送装置は同時に前記各工程の前記組立パレット（２３）を搬送することを特徴とする。

本発明２のレンズユニット組立方法は、本発明１において、前記組立治具は、レンズユニットを構成する鏡筒にレンズ及び遮光板を工程順に組み込んで前記レンズユニットを組み立てるものであることを特徴とする。

本発明３のレンズユニット組立方法は、本発明２において、前記組立治具上の前記鏡筒内へ小さな押圧力で前記レンズを挿入するレンズ挿入装置と、前記鏡筒内に挿入された前記レンズを前記押圧力より大きな押圧力で押圧して前記鏡筒内の所定位置に前記レンズを押し込むレンズ押し込み装置とを備えたことを特徴とする。

本発明の組立装置のパレット案内装置は、別途組立ステーションを配置することなく、組立パレットを搬送する案内レール上で部品の組み付けが可能になり、簡素な組立装置を実現できた。また、本発明の組立装置のパレット案内装置は、複数の組立ステーションを有する直線状の第１の案内レールと第２の案内レールを互いに平行に形成し、第１の案内レールと第２の案内レールとの間で組立パレットを循環して移動し、組立パレットを繰り返して使用する。従って、組立装置を従来のように一直線状に配置した場合と比較して、組立装置の全長がほぼ半分になるため、組立装置を設置可能なスペースを有する工場を確保することが容易になる。また、組立パレットを案内する案内レールの全長がほぼ半分で済むため、複数の案内レールを接続することが不要となり、案内レールの接続工数が削減され、案内レールの精度を確保するのが容易となる。

図１は、本発明の実施の形態のパレット案内装置を有するレンズユニット組立装置を示す全体平面図である。 図２は、図１のレンズユニット組立装置の右端部の組立ステーションを示す拡大平面図である。 図３は、図２の左側に隣接する組立ステーションを示す拡大平面図である。 図４は、図２のＡ−Ａ断面図である。 図５は、図２のＢ−Ｂ断面図である。 図６は、図３のＣ−Ｃ断面図である。 図７は、図２の右端のパレット移送装置の拡大平面図である。 図８（ａ）は、図７のＤ−Ｄ断面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。 図９は、本発明の実施の形態のパレット案内装置を有するレンズユニット組立装置のレンズユニット組立ステップを示す説明図である。

［レンズユニット組立ユニット１］
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態のパレット案内装置を有するレンズユニット組立装置１を示す全体平面図である。図１に示すように、本発明の実施の形態のレンズユニット組立装置１は、第１組立ステーション（１ＳＴ）から第１２組立ステーション（１２ＳＴ）までの１２個の組立ステーションで構成され、溶接構造のベース１１（図４から図６参照）上に取り付けられている。第１組立ステーション（１ＳＴ）から第６組立ステーション（６ＳＴ）までの６個の組立ステーションが、図１の下側の右端から左端まで等間隔に形成されている。また、第７組立ステーション（７ＳＴ）から第１２組立ステーション（１２ＳＴ）までの６個の組立ステーションが、図１の上側の左端から右端まで等間隔に形成されている。第１組立ステーション（１ＳＴ）から第１２組立ステーション（１２ＳＴ）までの１２個の組立ステーションの基本構造は同一であり、細部が若干異なる。

図１に示すように、図１の下側と上側の両方に、直線状の下側案内レール（第１の案内レール）２１と上側案内レール（第２の案内レール）２２が、図１の右端から左端に掛けて互いに平行に形成されている。下側案内レール２１と上側案内レール２２上には、各々１４個の矩形板状の組立パレット２３が等間隔に配置されている。１４個の組立パレット２３は、下側案内レール２１と上側案内レール２２に案内されて同時に１ピッチ移動し、所定の工程の組立位置から次の工程の組立位置へ鏡筒を順次搬送する。

下側の組立パレット２３は、下側案内レール２１の右端の組立位置Ｐ１から左端の組立位置Ｐ１４まで１ピッチずつ移動し、１４箇所の組立位置に各々位置決めされる。同様に、上側の組立パレット２３は、上側案内レール２２の左端の組立位置Ｐ１５から右端の組立位置Ｐ２８まで１ピッチずつ移動し、１４箇所の組立位置に各々位置決めされる。下側案内レール２１と上側案内レール２２には、軸方向（図１の左右方向）の全長に渡って転動体軌道面（図８（ａ）、図８（ｂ）参照）２２１が形成されている。組立パレット２３の下面にはスライダ２４（図８（ａ）、（ｂ）参照））が取り付けられ、スライダ２４が下側案内レール２１と上側案内レール２２に案内されて移動する。スライダ２４には、転動体（ボールまたはコロ）２４１が循環する無限循環路（図示せず）が形成されている。

スライダ２４が下側案内レール２１と上側案内レール２２に案内されて移動すると、下側案内レール２１と上側案内レール２２の転動体軌道面に沿って、スライダ２４内の転動体が転動し、スライダ２４が円滑に移動する。転動体軌道面と転動体との間には、小さい予圧が付与されている。従って、スライダ２４は、転動体軌道面に対して、バックラッシュが無く案内され、組立パレット２３は全ての組立ステーションに高精度に所定の位置に位置決めされる。このために部品の組立時に、転動体軌道面にスライダ２４をクランプ機構で固定する必要はない。また、案内レール上で部品を組み付けるために、別途組立ステーションを配置する必要がない。スライダ２４が下側案内レール２１と上側案内レール２２に案内されて移動すると、下側案内レール２１と上側案内レール２２の転動体軌道面２２１に沿ってスライダ２４の転動体２４１が転動し、スライダ２４が円滑に移動する。転動体軌道面２２１と転動体２４１との間には、小さい与圧が付与されている。従って、スライダ２４は転動体軌道面２２１に対してガタ無く案内され、組立パレット２３は全ての組立ステーションに高精度に位置決めされる。

レンズユニット組立装置１の左端には、下側案内レール２１から上側案内レール２２に組立パレット２３を移送するパレット移送装置（第１のパレット移送装置）３Ａが形成されている。また、レンズユニット組立装置１の右端には、上側案内レール２２から下側案内レール２１に組立パレット２３を移送するパレット移送装置（第２のパレット移送装置）３Ｂが形成されている。従って、第１組立ステーション（１ＳＴ）から第６組立ステーション（６ＳＴ）までの６個の組立ステーションでの組立作業が完了した組立パレット２３は、パレット移送装置３Ａによって下側案内レール２１から上側案内レール２２に移送される。

上側案内レール２２に移送された組立パレット２３は、第７組立ステーション（７ＳＴ）から第１２組立ステーション（１２ＳＴ）までの６個の組立ステーションで組立作業が行われ、第１２組立ステーション（１２ＳＴ）でレンズユニットの組立が完成する。第１２組立ステーション（１２ＳＴ）でレンズユニットの組立が完成した組立パレット２３は、完成したレンズユニットを組立パレット２３から取り外す。完成したレンズユニットを取り外した組立パレット２３は、パレット移送装置３Ｂによって上側案内レール２２から下側案内レール２１側に移送され、第１組立ステーション（１ＳＴ）での組立作業が再び開始される。すなわち、組立パレット２３は、下側案内レール２１と上側案内レール２２との間で時計方向回りに循環して移動し、繰り返し使用される。

パレット移送装置３Ａ、３Ｂは同一構造を有しているので、右端のパレット移送装置（第２のパレット移送装置）３Ｂについて詳細な構造を説明し、左端のパレット移送装置（第１のパレット移送装置）３Ａについての詳細な説明は省略する。図２は図１のレンズユニット組立装置の右端部の組立ステーションを示す拡大平面図、図７は図２の右端のパレット移送装置３Ｂの拡大平面図、図８（ａ）は図７のＤ−Ｄ断面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。図２、図７、図８に示すように、パレット移送装置３Ｂは、上側案内レール２２の上部に配置されたパレット搬出装置３１、下側案内レール２１の下部に配置されたパレット搬入装置３２、図２の上下方向に長く形成されたパレットシフト装置３３で構成されている。パレットシフト装置３３は、上側案内レール２２と下側案内レール２１との間に配置されている。

パレットシフト装置３３は、図２の上下方向に延びるベース３３１、ベース３３１に案内されて図２の上下方向に移動するテーブル３３２で構成されている。テーブル３３２は、サーボモータ３３３、ボールねじ３３４、図示しないボールナットによって駆動され、図２の上下方向に移動する。テーブル３３２には、上側案内レール２２及び下側案内レール２１に平行に、移送案内レール（第２の移送案内レール）３３５が取り付けられている。移送案内レール３３５の断面形状は、上側案内レール２２及び下側案内レール２１と同一形状で、軸方向の全長に渡って転動体軌道面が形成されている。また、移送案内レール３３５は、組立パレット２３の左右方向の長さよりも若干長く形成されている。

テーブル３３２が図２の上端位置に位置決めされると、上側案内レール２２と移送案内レール３３５が一直線上に整列し、上側案内レール２２から移送案内レール３３５側に組立パレット２３を搬出することが可能となる。また、テーブル３３２が図２の下端位置に位置決めされると、下側案内レール２１と移送案内レール３３５が一直線上に整列し、移送案内レール３３５から下側案内レール２１側に組立パレット２３を搬入することが可能となる。上側案内レール２２と移送案内レール３３５の左右方向の隙間、及び、下側案内レール２１と移送案内レール３３５の左右方向の隙間は小さく設定され、組立パレット２３下面のスライダ２４が通過することを許容する隙間寸法に設定されている。

パレット搬出装置３１、パレット搬入装置３２には、エアーシリンダによって図２の左右方向と上下方向に移動する二股上のフォーク３１１、３２１が各々取り付けられている。テーブル３３２が図２の上端位置に位置決めされると、フォーク３１１が下方向に移動して、組立位置Ｐ２８にある組立パレット２３を左右から挟み込み、フォーク３１１が右方向に移動して、上側案内レール２２から移送案内レール３３５側に組立パレット２３を搬出する。サーボモータ３３３によってボールねじ３３４を回転し、テーブル３３２が下方向に移動し、図２の下端位置に位置決めされると、組立パレット２３をフォーク３２１が左右から挟み込む。フォーク３２１が左方向に移動して、移送案内レール３３５から下側案内レール２１側に組立パレット２３を搬入し、組立位置Ｐ１に組立パレット２３を位置決めする。

同様に、左端のパレット移送装置（第１のパレット移送装置）３Ａでは、組立位置Ｐ２３にある組立パレット２３を、下側案内レール２１から図示しない移送案内レール（第１の移送案内レール）側に搬出し、移送案内レールから上側案内レール２２側に組立パレット２３を搬入し、組立位置Ｐ１５に組立パレット２３を位置決めする。

［第１及び第２組立ステーション（１ＳＴ）］
第１組立ステーション（１ＳＴ）の構造と組立動作について説明する。図２は図１のレンズユニット組立装置の右端部の組立ステーションを示す拡大平面図である。図４は図２のＡ−Ａ断面図、図５は図２のＢ−Ｂ断面図である。第１組立ステーション（１ＳＴ）は、組立位置Ｐ２の組立パレット２３に鏡筒Ｂ（図７（ａ）参照）を供給する組立ステーションである。図２、図４、図５に示すように、第１組立ステーション（１ＳＴ）は、部品トレー供給排出装置４、部品挿入装置５、画像検出装置６１、パレット位置決め装置６２、パレット搬送装置７で構成されている。

部品トレー供給排出装置４は、部品トレー供給排出装置４の上面に部品トレー４１を複数載置し、部品トレー４１には多数の鏡筒が等間隔に収納されている。下側４箇所のトレー載置位置Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に、鏡筒が収納された部品トレー４１を各々載置する。下側４箇所のトレー載置位置Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４から、上側２箇所のトレー載置位置Ｔ５、Ｔ６に鏡筒が収納された部品トレー４１を供給し、空になった部品トレー４１を、下側２箇所のトレー載置位置Ｔ７、Ｔ８に排出する。

部品挿入装置５は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直交３軸座標型のロボットで、Ｚ軸回りの回転軸θ軸を有している。すなわち、部品挿入装置５は、Ｘ軸移動装置５１、Ｙ軸移動装置５２、Ｚ軸移動装置５３、θ軸回転装置５４で構成されている。Ｙ軸移動装置５２は、上側案内レール２２と下側案内レール２１の間に配置されている。Ｙ軸移動装置５２は、図２の左右方向に延びるＹ軸ベース５２１、Ｙ軸ベース５２１に案内されて図２の左右方向（Ｙ軸方向）に移動するＹ軸スライド５２２で構成されている。Ｙ軸スライド５２２は、Ｙ軸サーボモータ５２３、Ｙ軸ボールねじ５２４、及び、図示しないボールナットによって駆動される。

Ｘ軸移動装置５１は、Ｙ軸スライド５２２に固定されて図２の上下方向に延びるＸ軸ベース５１１、Ｘ軸ベース５１１に案内されて図２の上下方向（Ｘ軸方向）に移動するＸ軸スライド５１２で構成されている。Ｘ軸スライド５１２は、Ｘ軸サーボモータ５１３、Ｘ軸ボールねじ５１４、及び、図示しないボールナットによって駆動される。

Ｚ軸移動装置５３は、Ｘ軸スライド５１２に固定されて図４の上下方向（Ｚ軸方向）に延びるＺ軸ベース５３１、Ｚ軸ベース５３１に案内されて図４の上下方向（Ｚ軸方向）に移動するＺ軸スライド５３２で構成されている。Ｚ軸スライド５３２は、Ｚ軸サーボモータ５３３、Ｚ軸ボールねじ５３４、及び、図示しないボールナットによって駆動される。

θ軸回転装置は、Ｚ軸スライド５３２に回転可能に支承され、図４の上下方向（Ｚ軸方向）に延びる部品挿入軸５４１を備えている。部品挿入軸５４１は、θ軸サーボモータ５４２によって回転駆動される。部品挿入軸５４１の下端には、鏡筒Ｂを真空吸着して、部品トレー４１から組立パレット２３へ搬送する鏡筒吸着ヘッド５４３が取り付けられている。鏡筒吸着ヘッド５４３は、黒色の合成樹脂（ＰＥＥＫ）で成形されている。

Ｘ軸ベース５１１はＹ軸スライド５２２からのＸ軸方向のオーバーハング量が大きいため、Ｘ軸ベース５１１の撓みや振動を抑制するための支持構造が採用されている。すなわち、下側案内レール２１と上側案内レール２２の外側に、各々２個の垂直な支柱５５、５５、５６、５６が固定され、支柱５５、５５、５６、５６の上端は、水平な梁５７１、５７２、５７３、５７４で連結されている。下側案内レール２１と上側案内レール２２に平行な梁５７１、５７２の上面には案内レール５８１、５８１が各々取り付けられている。スライダ５８２、５８２が案内レール５８１、５８１に案内されてＹ軸方向に移動する。スライダ５８２、５８２にその上端が取り付けられた垂直な支持板５８３、５８３の下端が、Ｘ軸ベース５１１、５１１に連結され、Ｘ軸ベース５１１、５１１のオーバーハング部を支持している。従って、Ｘ軸ベース５１１の撓みや振動が抑制され、部品挿入装置５の高精度な位置決めと高速動作が可能になる。

鏡筒吸着ヘッド５４３で部品トレー４１から取り出した鏡筒Ｂは、ＣＣＤカメラ等の画像検出装置６１で鏡筒Ｂの画像を検出し、鏡筒Ｂの回転方向の位相を検出する。その後、θ軸サーボモータ５４２によって部品挿入軸５４１を回転駆動し、鏡筒Ｂを所定の回転方向の位相に位置決めした後、組立パレット２３へ搬入する。組立パレット２３にはクランプ治具が載置されており、ばね力で鏡筒Ｂをクランプ治具２３１に固定する。鏡筒Ｂをパレット２３上の治具に固定する方法は、バネ力で常時押圧されている２枚の固定板で挟んで行う（図示せず）。鏡筒Ｂを治具に挿入固定するときは、エアーシリンダを駆動して、バネの押圧を解除する。エアーシリンダの駆動を解除すると、治具は鏡筒Ｂを固定する。図７（ａ）が、鏡筒Ｂを組立パレット２３のクランプ治具２３１に固定した状態を示す。

図２、図５、図７に示すように、パレット搬送装置７は、パレット係合装置７１とパレットピッチ送り装置７２で構成されている。パレット係合装置７１は、エアーシリンダ７１１によって図５の上下方向に移動可能で、上方向に移動して組立パレット２３に係合する。図５に示すように、パレット搬送装置７は、複数の組立パレット２３を同時に一斉に次工程に送るための機構であり、パレット係合装置７１とパレットピッチ送り装置７２で構成されている。パレット係合装置７１は、エアーシリンダ７１１によって図５の上下方向に移動可能で、上方向に移動して組立パレット２３に係合する。パレット位置決め装置６２、６２は、組立時に組立パレット２３をパレット係合装置７１と共に下側案内レール２１上の所定位置に位置決めするものであり、エアーシリンダ６２１によって図５の上下方向に移動可能で、下方向に移動して組立パレット２３、２３から離脱する。エアーシリンダ６２１のピストンロッドの先端には、軸受６２２が設けてあり、この軸受６２２が組立パレット２３の切欠きに挿入されて、組立パレット２３を位置決めする。

パレット係合装置７１のエアーシリンダ７１１のロッドの上端部には、回転自在に配置された円筒の軸受７１２を有している。エアーシリンダ７１１が上方に動作すると、この軸受が組立パレット２３に形成された半円筒（軸受７１２とほぼ同径）状の切欠きに挿入、又は離脱される。このパレット係合装置７１は、組立パレット２３、２３の搬送のための係脱と、組立時の位置決めの両方が同時に可能である。部品の組立時に、パレット位置決め装置６２とパレット係合装置７１の両方の動作で、組立パレッド２３を位置決めするだけで、組立パレッド２３は下側案内レール２１上にクランプする必要はない。この理由は、前述したように、下側案内レール２１、又は上側案内レール２２の転動体軌道面２２１に沿ってスライダ２４の転動体２４１が転動し、スライダ２４が円滑に移動する。転動体軌道面２２１と転動体２４１との間には、小さい与圧が付与されているためである（図８参照）。

パレットピッチ送り装置７２は、サーボモータ７２１、ボールねじ７２２、図示しないボールナットによって、図５の紙面に直交する方向の奥側にパレット係合装置７１、７１を１ピッチだけ移動する。その結果、組立位置Ｐ１の組立パレット２３を組立位置Ｐ２に移動し、組立位置Ｐ２の組立パレット２３を組立位置Ｐ３に移動する。同時に、組立位置Ｐ３の組立パレット２３を、第２組立ステーション（２ＳＴ）の組立位置Ｐ４に移動する。パレット位置決め装置６２、６２は、エアーシリンダによって図５の上方向に移動して組立パレット２３、２３に係合し、組立位置Ｐ２、Ｐ３に組立パレット２３、２３を位置決めする。従って、第１組立ステーション（１ＳＴ）の組立位置Ｐ２で、部品挿入装置５で鏡筒Ｂを搬入した組立パレット２３は、次の工程の組立位置Ｐ３に移動する。第１組立ステーション（１ＳＴ）の組立位置Ｐ３では、鏡筒Ｂの押し込み作業は不要なため、押し込み作業は行わない。

第２組立ステーション（２ＳＴ）の構造と組立動作について説明する。図３は図２の左側に隣接する第２組立ステーション（２ＳＴ）と第３組立ステーション（３ＳＴ）を示す拡大平面図である。第２組立ステーション（２ＳＴ）は、組立位置Ｐ４の組立パレット２３の鏡筒ＢにレンズＬ１（図７（ｂ）参照）を挿入するとともに、次の組立位置Ｐ５で組立パレット２３のレンズＬ１（図７（ｃ）参照）を押し込む組立ステーションである。図３、図４、図５、図６に示すように、第２組立ステーション（２ＳＴ）は、部品トレー供給排出装置４、部品挿入装置５、画像検出装置６１、パレット位置決め装置６２、パレット搬送装置７、レンズ押し込み装置８で構成されている。第２組立ステーション（２ＳＴ）と第１組立ステーション（１ＳＴ）の構造上の大きな相違点は、第２組立ステーション（２ＳＴ）にはレンズ押し込み装置８が付加されていることである。従って、以下の説明では、第１組立ステーション（１ＳＴ）と同一部分については、詳細な説明を省略する。

部品トレー供給排出装置４の部品トレー４１には多数のレンズＬ１が等間隔に収納されている。部品挿入装置５は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直交３軸座標型のロボットで、Ｚ軸回りの回転軸θ軸を有している。θ軸回転装置の部品挿入軸５４１は、θ軸サーボモータ５４２によって回転駆動される。部品挿入軸５４１の下端には、レンズＬ１を真空吸着して、部品トレー４１から組立パレット２３へレンズＬ１を搬送するレンズ吸着ヘッド５４４が取り付けられている。レンズ吸着ヘッド５４４は、レンズＬ１の画像を高精度に検出するために、黒色の合成樹脂（ＰＥＥＫ）で成形されている。

レンズ吸着ヘッド５４４で部品トレー４１から取り出したレンズＬ１は、ＣＣＤカメラ等の画像検出装置６１でレンズＬ１の画像を検出し、レンズＬ１の回転方向の位相を検出する。その後、θ軸サーボモータ５４２によって部品挿入軸５４１を回転駆動し、レンズＬ１を所定の回転方向の位相に位置決めした後、組立位置Ｐ４の組立パレット２３へレンズＬ１を搬入し、Ｚ軸サーボモータ５３３のトルクを制御して、鏡筒Ｂ内へレンズＬ１を小さな押圧力で挿入する。図７（ｂ）が、レンズＬ１を鏡筒Ｂに小さな押圧力で挿入した状態を示す。レンズＬ１は鏡筒ＢのレンズＬ１装着孔Ｂ１の入口に軽く置いた状態になる。レンズＬ１を鏡筒Ｂに小さな押圧力で挿入するため、合成樹脂製のレンズ吸着ヘッド５４４が潰れて変形することが無いため、レンズＬ１が傾いて組立精度が低下する不具合を回避することができる。

パレット搬送装置７を作動させて、組立位置Ｐ３の組立パレット２３を組立位置Ｐ４に移動し、組立位置Ｐ４の組立パレット２３を組立位置Ｐ５に移動する。同時に、組立位置Ｐ５の組立パレット２３を、第３組立ステーション（３ＳＴ）の組立位置Ｐ６に移動する。従って、第２組立ステーション（２ＳＴ）の組立位置Ｐ４で、部品挿入装置５で鏡筒ＢにレンズＬ１を挿入した組立パレット２３は、第２組立ステーション（２ＳＴ）の組立位置Ｐ５に移動する。組立位置Ｐ５には、レンズ押し込み装置８が配置されている。図４、図６に示すように、レンズ押し込み装置８は、ベース１１の上面に水平に取り付けられた矩形平板状のベースプレート８１、ベースプレート８１の上面に取り付けられた垂直なコラム８２、コラム８２の垂直面に垂直方向に移動可能に軸支された部品押し込み軸８３、部品押し込み軸８３を垂直方向に移動するエアーシリンダ８４で構成されている。このレンズ押し込み装置８は、本例ではエアーシリンダ８４を用いたが、これに換えて、ステッピングモーター、ＡＣサーボモータ、ＤＣサーボモータ等のサーボモータを用いても良い。

部品押し込み軸８３の下端には、レンズＬ１を押し込むレンズ押圧ヘッド８５が取り付けられている。レンズ押圧ヘッド８５は、硬い金属で成形され、研磨加工して表面を磨いている。エアーシリンダ８４の圧力を制御して、組立位置Ｐ５の組立パレット２３のレンズＬ１を大きな押圧力で押圧し、鏡筒ＢのレンズＬ１装着孔Ｂ１の底面にレンズＬ１を密着させる。図７（Ｃ）が、鏡筒ＢのレンズＬ１装着孔Ｂ１の底面にレンズＬ１を密着させた状態を示す。レンズＬ１を鏡筒Ｂに大きな押圧力で押圧するレンズ押圧ヘッド８５は、レンズＬ１を吸着してレンズＬ１の画像を検出する必要が無いため、表面を磨いた硬い金属を使用することができる。従って、速い押圧速度で、かつ、大きな押圧力で押圧しても、レンズ押圧ヘッド８５が潰れて変形することが無いため、レンズＬ１の組立精度が安定する。また、レンズＬ１を押圧する速度を速くすることが可能となるため、レンズユニットの組立時間を短縮することが可能となる。

［第３ないし第１２組立ステーション（１ＳＴ）］
第３組立ステーション（３ＳＴ）の構造と組立動作について説明する。第３組立ステーション（３ＳＴ）は、組立位置Ｐ６の組立パレット２３の鏡筒Ｂに遮光板Ｓ１（図７（ｄ）参照）を挿入する組立ステーションである。図１、図３、図６に示すように、第３組立ステーション（３ＳＴ）は第１組立ステーション（１ＳＴ）と全く同一の構造で、部品トレー供給排出装置４、部品挿入装置５、画像検出装置６１、パレット位置決め装置６２、パレット搬送装置７で構成されている。従って、以下の説明では、第１組立ステーション（１ＳＴ）と同一部分については、詳細な説明を省略する。

部品トレー供給排出装置４の部品トレー４１には多数の遮光板Ｓ１が等間隔に収納されている。部品挿入装置５は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直交３軸座標型のロボットである。遮光板Ｓ１の形状は回転方向に対称形状なので、部品挿入装置５には、Ｚ軸回りの回転軸θ軸は無い。部品挿入軸５４５（図６参照）の下端には、遮光板Ｓ１を真空吸着して、部品トレー４１から組立パレット２３へ搬送する遮光板吸着ヘッド５４６が取り付けられている。遮光板吸着ヘッド５４６は、黒色の合成樹脂（ＰＥＥＫ）で成形されている。

遮光板吸着ヘッド５４６で部品トレー４１から取り出した遮光板Ｓ１は、組立位置Ｐ６の組立パレット２３へ搬入し、Ｚ軸サーボモータ５３３のトルクを制御して、鏡筒Ｂ内へ遮光板Ｓ１を小さな押圧力で挿入する。図７（ｄ）が、遮光板Ｓ１を鏡筒Ｂに小さな押圧力で挿入した状態を示す。遮光板Ｓ１は鏡筒Ｂの内径に対して遮光板Ｓ１外径を少し小さくし、すきまばめにしている。従って、第３組立ステーション（３ＳＴ）の組立位置Ｐ７では、遮光板Ｓ１の押し込み作業は不要なため、押し込み作業は行わない。

第４組立ステーション（４ＳＴ）から第１２組立ステーション（１２ＳＴ）の構造と組立動作は、上記した第２組立ステーション（２ＳＴ）から第３組立ステーション（３ＳＴ）と同一なので、組立動作の要点についてのみ簡単に説明する。すなわち、第４組立ステーション（４ＳＴ）は、組立位置Ｐ８の組立パレット２３の鏡筒ＢにレンズＬ２を挿入するとともに、次の組立位置Ｐ９で、組立パレット２３のレンズＬ２を押し込む組立ステーションである。第５組立ステーション（５ＳＴ）は、組立位置Ｐ１０の組立パレット２３の鏡筒Ｂに遮光板Ｓ２を挿入するとともに、次の組立位置Ｐ１１の組立パレット２３には組立作業は行わない組立ステーションである。

第６組立ステーション（６ＳＴ）は、組立位置Ｐ１２の組立パレット２３の鏡筒ＢにレンズＬ３を挿入するとともに、次の組立位置Ｐ１３で、組立パレット２３のレンズＬ３を押し込む組立ステーションである。第６組立ステーション（６ＳＴ）での組立作業が完了した組立パレット２３は、パレット搬送装置７で左端の組立位置Ｐ１４に搬送した後、パレット移送装置（第１のパレット移送装置）３Ａによって下側案内レール２１から上側案内レール２２に移送される。第７組立ステーション（７ＳＴ）は、パレット搬送装置７で左端の組立位置Ｐ１５から組立位置Ｐ１６を経由して、組立位置Ｐ１７に組立パレット２３を搬送する。その後、第７組立ステーション（７ＳＴ）は、組立位置Ｐ１７の組立パレット２３の鏡筒Ｂに遮光板Ｓ３を挿入するとともに、次の組立位置Ｐ１８の組立パレット２３には組立作業は行わない組立ステーションである。

第８組立ステーション（８ＳＴ）は、組立位置Ｐ１９の組立パレット２３の鏡筒ＢにレンズＬ４を挿入するとともに、次の組立位置Ｐ２０の組立パレット２３のレンズＬ４を押し込む組立ステーションである。第９組立ステーション（９ＳＴ）は、組立位置Ｐ２１の組立パレット２３の鏡筒Ｂに遮光板Ｓ４を挿入するとともに、次の組立位置Ｐ２２の組立パレット２３には組立作業は行わない組立ステーションである。

第１０組立ステーション（１０ＳＴ）は、組立位置Ｐ２３の組立パレット２３の鏡筒ＢにレンズＬ５を挿入するとともに、次の組立位置Ｐ２４の組立パレット２３のレンズＬ５を押し込む組立ステーションである。第１１組立ステーション（１１ＳＴ）は、組立位置Ｐ２５の組立パレット２３の鏡筒Ｂに、ストッパーリング吸着ヘッド５４７（図７（ｅ）参照）で吸着したストッパーリングＳＲを挿入する。ストッパーリングＳＲは、鏡筒Ｂに組み付けたレンズ及び遮光板が鏡筒Ｂから抜け出すのを防止する部品である。また、次の組立位置Ｐ２６の組立パレット２３では、完成したレンズユニットの高さを検出する。図７（ｅ）が、鏡筒Ｂに全ての部品を組み付けた完成品のレンズユニットを示す。図７（ｄ）と図７（ｅ）の間の組立ステップを示す説明図は省略する。第１２組立ステーション（１２ＳＴ）は、組立位置Ｐ２７の組立パレット２３から良品のレンズユニットを取り外して、部品トレー供給排出装置４の良品用の部品トレー４１に搬出するとともに、不良品のレンズユニットを取り外して、不良品用の部品トレー４１に搬出する組立ステーションである。

第１２組立ステーション（１２ＳＴ）で完成したレンズユニットを組立パレット２３から取り外した後、パレット搬送装置７で組立位置Ｐ２７の組立パレット２３を組立位置Ｐ２８に移動した後、パレット移送装置（第２のパレット移送装置）３Ｂによって上側案内レール２２から下側案内レール２１側に移送され、第１組立ステーション（１ＳＴ）での組立作業が再び開始され、組立作業の最初のステップに戻る。上記した循環式パレット案内装置を有するレンズユニット組立装置によれば、複数の組立ステーションを有する直線状の第１の案内レールと第２の案内レールを互いに平行に形成し、第１の案内レールと第２の案内レールとの間で組立パレットを循環して移動し、組立パレットを繰り返して使用する。

従って、組立装置を従来のように一直線状に配置した場合と比較して、組立装置の全長がほぼ半分になるため、組立装置を設置可能なスペースを有する工場を確保することが容易になる。また、組立パレットを案内する案内レールの全長がほぼ半分で済むため、複数の案内レールを接続することが不要となり、案内レールの接続工数が削減され、案内レールの精度を確保するのが容易となる。さらに、第１の案内レールと第２の案内レールとの間で組立パレットを循環する第１のパレット移送装置及び第２のパレット移送装置の長さが短くて済むため、組立パレットを循環するのに必要な時間が短くなり、サイクルタイムを短縮することが可能となる。

［他の実施の形態］
前述した下側案内レール２１と上側案内レール２２は、１本のものであった。しかしながら、組立製品の大きいものであるときは、組立パレット２３が大きくなるので、平行な２本のレールで構成しても良い。また、パレット移送装置によって上側案内レール２２から下側案内レール２１側、又は下側案内レール２１側から上側案内レール２２側に組立パレットを移送するものであった。しかしながら、この移送を垂直多関節ロボット、スカラー型ロボット等の各種ロボットで行っても良い。また、組立パレットを搬送するためのパレット搬送装置は、トランスファーマシンのように、一斉に同時に複数の組立パレットを送るものであったが、ランダムに送るもの、いわゆるフリフロータイプの搬送装置であっても良い。この場合、所定の組立位置で組立パレットを位置決めするためのストッパー機構が必要となる。

１…レンズユニット組立装置
１１…ベース
２１…下側案内レール（第１の案内レール）
２２…上側案内レール（第２の案内レール）
２２１…転動体軌道面
２３…組立パレット
２３１…クランプ治具
２４…スライダ
２４１…転動体（ボールまたはコロ）
３Ａ…パレット移送装置（第１のパレット移送装置）
３Ｂ…パレット移送装置（第２のパレット移送装置）
３１…パレット搬出装置
３１１…フォーク
３２…パレット搬入装置
３２１…フォーク
３３…パレットシフト装置
３３１…ベース
３３２…テーブル
３３３…サーボモータ
３３４…ボールねじ
３３５…移送案内レール（第２の移送案内レール）
４…部品トレー供給排出装置
４１…部品トレー
５…部品挿入装置
５１…Ｘ軸移動装置
５１１…Ｘ軸ベース
５１２…Ｘ軸スライド
５１３…Ｘ軸サーボモータ
５１４…Ｘ軸ボールねじ
５２…Ｙ軸移動装置
５２１…Ｙ軸ベース
５２２…Ｙ軸スライド
５２３…Ｙ軸サーボモータ
５２４…Ｙ軸ボールねじ
５３…Ｚ軸移動装置
５３１…Ｚ軸ベース
５３２…Ｚ軸スライド
５３３…Ｚ軸サーボモータ
５３４…Ｚ軸ボールねじ
５４…θ軸回転装置
５４１…部品挿入軸
５４２…θ軸サーボモータ
５４３…鏡筒吸着ヘッド
５４４…レンズ吸着ヘッド
５４５…部品挿入軸
５４６…遮光板吸着ヘッド
５４７…ストッパーリング吸着ヘッド
５５、５６…支柱
５７１、５７２、５７３、５７４…梁
５８１…案内レール
５８２…スライダ
５８３…支持板
６１…画像検出装置
６２…パレット位置決め装置
７…パレット搬送装置
７１…パレット係合装置
７２…パレットピッチ送り装置
７２１…サーボモータ
７２２…ボールねじ
８…レンズ押し込み装置
８１…ベースプレート
８２…コラム
８３…部品押し込み軸
８４…エアーシリンダ
８５…レンズ押圧ヘッド
Ｂ…鏡筒
Ｂ１…レンズＬ１装着孔
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５…レンズ
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４…遮光板
ＳＲ…ストッパーリング

Claims (3)

1. 所定の工程の組立位置から次の工程の組立位置へ被組立品を搬送するための搬送装置を備えた組立装置のパレット案内装置であって、
   前記搬送装置は、
   直線状に形成され、転動体を転動するために軸方向の全長に渡って転動体軌道面が形成された直線状の案内レールと、
   前記転動体を循環させるための無限循環路が形成され、前記転動体を保持し、かつ前記転動体軌道面に予圧が付与された状態で、前記転動体が前記転動体軌道面上で転動するスライダと、
   前記スライダ上に搭載され、かつ前記被組立品を把持する組立治具を搭載し、前記案内レールに沿って前記所定の工程の組立位置から次の工程の組立位置へ前記被組立品を搬送するための組立パレットと、
   前記案内レールに沿って所定の工程の組立位置から次の工程の組立位置へ前記組立パレットを順次駆動して搬送するためのパレット搬送装置と、
   前記各工程の組立位置で前記組立パレットを前記案内レール上の所定の位置に位置決めする位置決め装置とからなり、
   前記案内レール（２１，２２）は、互いに平行に配置された第１の案内レール（２１）と第２の案内レール（２２）を有し、
   前記パレット搬送装置は、各々前記第１の案内レール（２１）及び前記第２の案内レール（２２）に沿って前記各組立位置へ前記組立パレット（２３）を順次搬送するものであり、
   前記第１の案内レール（２１）及び前記第２の案内レール（２２）の軸方向の一端に形成され、前記第１の案内レール（２１）から前記第２の案内レール（２２）に前記組立パレット（２３）を移送する第１のパレット移送装置（３Ａ）と、
   前記第１の案内レール（２１）及び前記第２の案内レール（２２）の軸方向の他端に形成され、前記第２の案内レール（２２）から前記第１の案内レール（２１）に前記組立パレット（２３）を移送する第２のパレット移送装置（３Ｂ）と、
   前記組立パレット（２３）を前記第１の案内レール（２１）から前記第２の案内レール（２２）へ搬出入するとき、前記第１のパレット移送装置（３Ａ）に形成され、前記第１の案内レール（２１）と一直線上に整列して、前記第１の案内レール（２１）から前記組立パレット（２３）を搬出するとともに、前記組立パレット（２３）を前記第２の案内レール（２２）に一直線上に整列して、前記第２の案内レール（２２）に搬入するために、第１テーブルに取り付けられた直線状の第１の移送案内レールと、
   前記組立パレット（２３）を前記第２の案内レール（２２）から前記第１の案内レール（２１）へ搬出入するとき、前記第２のパレット移送装置（３Ｂ）に形成され、前記第２の案内レール（２２）に一直線上に整列して、前記第２の案内レール（２２）から前記組立パレット（２３）を搬出するとともに、前記組立パレット（２３）を前記第１の案内レール（２１）に一直線上に整列して、前記第１の案内レール（２１）に搬入するために、第２テーブル（３３２）に取り付けられた直線状の第２の移送案内レール（３３５）と、
   前記第１のパレット移送装置（３Ａ）は、
   前記第１の案内レール（２１）から前記第１の移送案内レール側に前記組立パレット（２３）を搬出する第１パレット搬出装置と、
   前記第１の移送案内レールから前記第２の案内レール（２２）側に前記組立パレット（２３）が搭載された前記第１テーブルから前記組立パレット（２３）を搬入する第２パレット搬入装置と、
   前記第１の案内レール（２１）と前記第２の案内レール（２２）との間に配置された第１ベースに案内されて、前記第１テーブル及び前記第１テーブルに取り付けられている前記第１の移送案内レールを、前記第２パレット搬入装置側に移動するための第１のパレットシフト装置を有し、
   前記第２のパレット移送装置（３Ｂ）は、
   前記第２の案内レール（２２）から前記第２の移送案内レール（３３５）側に前記組立パレット（２３）を搬出する第３パレット搬出装置（３１）と、
   前記第２の移送案内レール（３３５）から前記第１の案内レール（２１）側に前記組立パレット（２３）が搭載された前記第２テーブル（３３２）から前記組立パレット（２３）を搬入する第４パレット搬入装置（３２）と、
   前記第２の案内レール（２２）と前記第１の案内レール（２１）との間に配置された第２ベース（３３１）に案内されて、前記第２テーブル（３３２）及び前記第２テーブル（３３２）に取り付けられている前記第２の移送案内レール（３３５）を、前記第４パレット搬入装置（３２）側に移動するための第２のパレットシフト装置（３３）を有し、
   前記各工程の組立位置は、前記第１の案内レール（２１）及び前記第２の案内レール（２２）に沿って等間隔に配置され、かつ前記パレット搬送装置は同時に前記各工程の前記組立パレット（２３）を搬送する
   ことを特徴とする組立装置のパレット案内装置。
2. 請求項１に記載の組立装置のパレット案内装置において、
   前記組立治具は、レンズユニットを構成する鏡筒にレンズ及び遮光板を工程順に組み込んで前記レンズユニットを組み立てる
   ものであることを特徴とする組立装置のパレット案内装置。
3. 請求項２に記載の組立装置のパレット案内装置において、
   前記組立治具上の前記鏡筒内へ小さな押圧力で前記レンズを挿入するレンズ挿入装置と、
   前記鏡筒内に挿入された前記レンズを前記押圧力より大きな押圧力で押圧して前記鏡筒内の所定位置に前記レンズを押し込むレンズ押し込み装置と
   を備えたことを特徴とする組立装置のパレット案内装置。

Images