JP6754234B2 - 供給ユニット及び供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、供給ユニット及び供給装置に関する。

従来、ボルトにワッシャを組み付ける組付装置としては、例えば、傾斜したガイドレールにボルトを吊り下げて支持したのち、係止爪の作動によりボルトを落下させ、軸部をワッシャの穴に挿通させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この組付装置は、回転円板ホッパーフィーダによりワッシャを供給路に送り、振動によりワッシャを整列させて、ボルトの組付位置へワッシャを供給するワッシャ供給装置を備える。

特開平８−７１８７０号公報

しかしながら、この特許文献１に記載されたワッシャ供給装置では、例えば、平座金の一部が切れてねじれた形をしたスプリングワッシャなどを供給しようとすると、複数のワッシャが重なり合ったり、ねじれて突出した部分が引っかかったりして、供給路でワッシャがかみ合うことがあった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、ねじれた部分を有するねじれワッシャの取り出しをより確実に行うことができる供給ユニット及び供給装置を提供することを主目的とする。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本明細書で開示する供給ユニットは、
ねじれワッシャを採取する採取部に該ねじれワッシャを供給する供給ユニットであって、
ねじれワッシャを通過させる通過溝と該通過溝に形成された段差溝とが形成され該ねじれワッシャを整列させるシュート部材と
前記シュート部材の先端に配設され前記通過溝に繋がる載置面と前記段差溝に繋がる段差面とが形成され、且つ該載置面と該段差面とが前記ねじれワッシャの１つが載置される大きさに形成され、前記シュート部材の先に位置する導入位置と前記採取部が採取する採取位置との間でスライドする位置決め部と、
を備えたものである。

この供給ユニットでは、ねじれワッシャの突出部分が段差溝に入った状態でねじれワッシャが通過溝を通過し、位置決め部の載置面及び段差面上に１つのねじれワッシャが載置された状態で採取位置へスライドする。このように、このユニットでは、段差溝及び段差面によりねじれワッシャの回転がより抑制され整列しやすい。また、位置決め部において、ねじれワッシャの突出部分が段差面上に収まるため、ねじれワッシャが載置面上に平坦に保持される。更に、位置決め部は、１つのねじれワッシャを載置した状態でスライドするため、採取部は、他のねじれワッシャから干渉されない状態でこれを採取することができる。したがって、この供給ユニットでは、ねじれワッシャの取り出しをより確実に行うことができる。ここで「ねじれワッシャ」とは、ねじれ部分を有するワッシャをいい、例えば、スプリングワッシャやウエーブワッシャなどが含まれる。

この供給ユニットにおいて、前記位置決め部は、前記通過溝に直交する方向にスライドするものとしてもよい。この供給ユニットでは、位置決め部上のねじれワッシャは、他のねじれワッシャからより干渉されにくい。

この供給ユニットにおいて、前記位置決め部は、前記導入位置においてスライドせず固定された固定部材の露出面が前記載置面及び前記段差面の中央の一部を形成しており、前記採取位置へスライドした際に前記固定部材がスライドしないことにより前記載置面及び前記段差面の中央の一部に前記採取部の先端を挿入可能な挿入空間が形成されるものとしてもよい。この供給ユニットでは、位置決め部が導入位置にあるときは、固定部材の露出面によって開口部がない状態でねじれワッシャを受け入れるため、ねじれワッシャの引っかかりなどを防止できる。一方、この供給ユニットでは、位置決め部が採取位置にあるときは、挿入空間が形成されることにより、採取部の先端を挿入空間に入れることが可能であり、採取部はねじれワッシャを採取しやすい。

この供給ユニットにおいて、前記シュート部材には、前記通過溝上に沿って設けられた積層防止部材が配設されているものとしてもよい。この供給ユニットでは、ねじれワッシャが重なりにくいため、通過溝でねじれワッシャがつまってしまうのを防止することができる。

この供給ユニットにおいて、前記シュート部材は、前記段差溝の形成されている側が上方になるよう傾けて配置されており、前記位置決め部は、前記段差面が前記段差溝と繋がるよう傾けて配置されているものとしてもよい。この供給ユニットでは、上方に位置した段差溝にねじれワッシャの突出した一部が引っ掛かって吊り下げられた状態になるため、ねじれワッシャを１枚ずつ整列させやすい。

この供給ユニットにおいて、前記位置決め部には、前記シュート部材の前記段差溝と外部との間を直線で連通する連通空間又は連通溝が形成されているものとしてもよい。この供給ユニットでは、段差溝の幅、深さに合わせた押出部材を、連通空間又は連通溝から段差溝に挿入することにより、シュート部材に残っているねじれワッシャを押し出して取り除くことができる。この供給ユニットでは、異なる種類のねじれワッシャへの変更が容易である。

前記位置決め部は、前記採取位置へのスライド方向に面しており前記ねじれワッシャの外周面に当接する当接壁が前記載置面に隣接して形成されているものとしてもよい。この供給ユニットでは、当接壁で支持することによって、確実に採取位置へねじれワッシャを移動できる。この当接壁は、ねじれワッシャの外周面に沿って円弧状に形成されているものとしてもよい。

本明細書で開示する供給装置は、上述したいずれかに記載の供給ユニットと、前記供給ユニットの前記シュート部材へ前記ねじれワッシャを供給する供給部と、を備えたものである。この供給装置は、上述した供給ユニットのいずれかを備えるため、採用した態様の供給ユニットの効果を得ることができる。

この供給装置において、前記位置決め部には前記載置面上にねじれワッシャの存在を検出する検出部が配設されており、前記導入位置において前記載置面上にねじれワッシャが検出されたときには前記位置決め部を前記採取位置へ移動させ、前記採取位置で前記ねじれワッシャが検出されなくなったときには前記位置決め部を前記導入位置へ移動させる制御部、を備えたものとしてもよい。この供給装置では、ねじれワッシャの有無に応じて適切に位置決め部の位置を変更することができる。

組付システム１０の一例を表す概略説明図。 ワッシャ供給装置２０の一例を表す概略説明図。 位置決め部２３の一例を表す概略説明図。

次に、本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、組付システム１０の一例を表す概略説明図である。図２は、ワッシャ供給装置２０の一例を表す概略説明図である。図３は、位置決め部２３の一例を表す概略説明図である。なお、説明の便宜のため、ワッシャ供給装置２０における、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１に示した通りとして以下説明する。

組付システム１０は、図１に示すように、システム制御部１１と、搬送部１４と、ワッシャ供給装置２０と、組付装置４０とを備えている。システム制御部１１は、システム全体を制御するものであり、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されている。このシステム制御部１１は、搬送部１４、ワッシャ供給装置２０及び組付装置４０と電気的に接続されており、これらの装置へ信号を出力し、これらの装置から信号を入力する。搬送部１４は、ボルトＢが配列された作業用プレート１２を搬送するベルトコンベアである。

ワッシャ供給装置２０は、組付装置４０が採取可能な状態でワッシャＷを供給する装置である。ワッシャＷは、例えば、ねじれ部分を有するものであり、例えば、スプリングワッシャやウエーブワッシャなどが含まれる。ここでは、スプリングワッシャを用いて説明する。このワッシャ供給装置２０は、供給部２１と、シュート部材２２と、位置決め部２３とを備えている。このシュート部材２２及び位置決め部２３は、供給ユニット１６を構成する。供給部２１は、ドラムを回転することにより、その内部に収容したワッシャＷを１枚ずつの状態でシュート部材２２へ供給するものである。シュート部材２２は、ワッシャＷが一枚通過可能な厚さ及び幅を有する空間が形成された部材である。シュート部材２２は図２に示すように、ワッシャＷを通過させる通過溝２４と、通過溝２４に形成された段差溝２５とを有し、ワッシャＷを１枚ずつ整列させる直線状の長手部材である。シュート部材２２は、先端側が低い位置で固定されており、供給部２１の振動によってワッシャＷを１枚ずつ先端側へ移動させる。また、シュート部材２２は、段差溝２５の形成されている側が上方になるよう傾けて配置されている。このシュート部材２２には、通過溝２４上に沿って板状の積層防止部材２６が配設されている。積層防止部材２６は、通過溝２４に対して、ワッシャＷが１枚は入るが２枚までは入らない高さで固定されている。

位置決め部２３は、ワッシャＷを１枚収容した状態で位置決めする部材である。位置決め部２３は、シュート部材２２の先端に配設されている。この位置決め部２３は、図３に示すように、支持板３０と、駆動部３１と、Ｌ字部材３２と、載置部材３３と、固定部材３７と、検出部３９とを備えている。支持板３０は、平板状の部材であり、駆動部３１、Ｌ字部材３２、載置部材３３、固定部材３７及び検出部３９が配設された状態で、組付システム１０の基台１９上に固定されている。駆動部３１は、供給されるエアによりＬ字部材３２を所定の導入位置と採取位置との間で移動させる。Ｌ字部材３２は、駆動部３１上にスライド可能に配設されており、その上部に載置部材３３が固定されている。載置部材３３は、ワッシャＷを１つ載置した状態で位置決めする部材である。

載置部材３３には、載置面３４、段差面３５、当接壁３６、連通溝２８、検出溝２９などが形成されている。載置面３４は、シュート部材２２の通過溝２４に繋がる面である。また、段差面３５は、シュート部材２２の段差溝２５に繋がる面である。この載置面３４と段差面３５とは、ワッシャＷの１つが載置される大きさに形成されている。また、載置面３４と段差面３５との中央部分には、開口が形成されており、その開口には固定部材３７の上端部分が挿入されている。載置部材３３は、駆動部３１により、シュート部材２２の先に位置する導入位置と組付装置４０の組付ヘッド４２がワッシャＷを採取する採取位置との間でスライド移動する。この載置部材３３は、通過溝２４に対して直交する方向にスライドする。載置部材３３には、採取位置へのスライド方向に面しておりワッシャＷの外周面に当接する当接壁３６が載置面３４に隣接して形成されている。この当接壁３６は一部がワッシャＷの外周面に沿って円弧状に形成されている。

固定部材３７は、導入位置においてスライドせず支持板３０に固定された部材である。固定部材３７の上端部に形成された露出面３８は、載置面３４及び段差面３５の中央の一部を形成している。この位置決め部２３では、載置部材３３が採取位置へスライドした際に、固定部材３７がスライドしないことにより載置面３４及び段差面３５の中央の一部に、組付装置４０の採取部材４５の先端を挿入可能な挿入空間３８ａが形成される。この位置決め部２３は、段差面３５が段差溝２５と繋がるよう傾けて配置されている。連通溝２８は、シュート部材２２の段差溝２５と外部との間を直線で連通する溝である。平板状の押出部材を連通溝２８からシュート部材２２側へ挿入すると、押出部材は、連通溝２８、段差面３５及び段差溝２５の奥まで挿入可能である。また、載置部材３３には、検出部３９，３９が固定されている。検出部３９は、照射部と受光部とを有する光学センサであり、光路の遮りを検出する。検出溝２９は、検出部３９の光軸上に形成された溝であり、載置面３４、段差面３５の端部にもかかって形成されている。載置面３４上にワッシャＷが載置されると、検出溝２９が遮られることにより、検出部３９は、ワッシャＷを検出することができる。

ワッシャ供給装置２０は、装置全体を制御する供給制御部１５を備える（図１参照）。この供給制御部１５は、導入位置において載置面３４上にワッシャＷが検出されたときには載置部材３３を採取位置へ移動させ、採取位置でワッシャＷが検出されなくなったときには載置部材３３を導入位置へ移動させる。

組付装置４０は、図１に示すように、多軸ロボットアーム４１と、組付ヘッド４２と、撮像ユニット４３と、組付制御部４４とを備えている。多軸ロボットアーム４１は、作業用プレート１２のボルトＢ上とワッシャＷを供給するワッシャ供給装置２０との間で組付ヘッド４２を移動する。この多軸ロボットアーム４１は、各軸において図１に示す太線矢印方向に旋回や上下動が可能となっている。組付ヘッド４２は、作業用プレート１２に配列されたボルトＢにワッシャＷを組み付けるものである。組付ヘッド４２は、多軸ロボットアーム４１のアーム先端に取り付けられている。この組付ヘッド４２には、ワッシャ供給装置２０の位置決め部２３に位置決めされたワッシャＷを把持する採取部材４５が下面側に配設されている。撮像ユニット４３は、採取対象物であるワッシャＷなどの画像を撮像するユニットであり、組付ヘッド４２の先端に固定されている。組付制御部４４は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成され、組付装置４０の動作を制御する。採取部材４５は、先端がピンセット状に形成された部材であり、ワッシャＷの穴に挿入されたのち外側に開くことによりワッシャＷを採取する。また、採取部材４５は、ワッシャＷを採取したのち、内側に閉じることによりワッシャＷの保持を解除する。

次に、こうして構成された本実施形態の組付システム１０の動作、特に、ワッシャ供給装置２０がワッシャＷを供給し、組付装置４０がワッシャＷを採取する処理について説明する。ワッシャ供給装置２０の供給制御部１５は、ワッシャＷのボルトＢへの組付処理が開始されると、供給部２１を駆動して、ワッシャＷを１枚ずつシュート部材２２へ供給させる。シュート部材２２では、供給されたワッシャＷが整列して位置決め部２３へ移動し、位置決め部２３の載置面３４へワッシャＷが載置される。すると、供給制御部１５は、検出部３９からの信号に基づいてワッシャＷを検出し、駆動部３１を駆動させ、載置部材３３を導入位置から採取位置へ移動させる。このとき、固定部材３７が移動しないことにより、載置面３４、段差面３５には、開口ができ、ワッシャＷの下方には、挿入空間３８ａが形成される。また、シュート部材２２の先端に至ったワッシャＷは載置部材３３の壁に当接して止まる。組付装置４０は、採取位置に組付ヘッド４２を移動させ、ワッシャＷを採取する採取部材４５をワッシャＷの穴に挿入し、ワッシャＷを採取する。供給制御部１５は、検出部３９からの信号に基づいて載置面３４上からワッシャＷがなくなったことを検出し、載置部材３３を導入位置へ移動させる。すると、載置部材３３の壁に堰き止められていた、シュート部材２２の先端に至ったワッシャＷが載置面３４へ移動する。このような処理を繰り返すことにより、ワッシャ供給装置２０は、ワッシャＷを供給し、組付装置４０は、ワッシャＷをボルトＢへ組み付ける。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のシュート部材２２が本発明のシュート部材に相当し、位置決め部２３が位置決め部に相当し、供給制御部１５が制御部に相当し、積層防止部材２６が積層防止部材に相当し、供給部２１が供給部に相当し、組付ヘッド４２が採取部に相当する。

以上説明した実施形態のワッシャ供給装置２０では、ねじれ部を有するワッシャＷの突出部分が段差溝２５に入った状態でワッシャＷが通過溝２４を通過し、位置決め部２３の載置面３４及び段差面３５上に１つのワッシャＷが載置された状態で位置決め部２３が採取位置へスライドする。ワッシャ供給装置２０では、段差溝２５及び段差面３５により、ワッシャＷの回転がより抑制され整列しやすい。また、位置決め部２３において、ワッシャＷの突出部分が段差面３５上に収まるため、ワッシャＷが載置面３４上に平坦に保持される。更に、位置決め部２３は、１つのワッシャＷを載置した状態でスライドするため、組付ヘッド４２は、供給部２１の振動など、他のワッシャＷから干渉されない状態でこれを採取することができる。したがって、ワッシャ供給装置２０では、ワッシャＷの取り出しをより確実に行うことができる。

また、位置決め部２３は、通過溝２４に直交する方向にスライドするため、位置決め部２３上のワッシャＷは、他のワッシャＷからより干渉されにくい。更に、位置決め部２３は、導入位置においてスライドせず固定された固定部材３７の露出面３８が載置面３４及び段差面３５の中央の一部を形成しており、採取位置へスライドした際に、固定部材３７がスライドしないことにより、載置面３４及び段差面３５の中央の一部に採取部材４５の先端を挿入可能な挿入空間３８ａが形成される。この供給ユニット１６では、位置決め部２３が導入位置にあるときは、固定部材３７の露出面３８によって開口部がない状態でワッシャＷを受け入れるため、ワッシャＷの引っかかりなどを防止できる。一方、この供給ユニット１６では、位置決め部２３が採取位置にあるときは、挿入空間３８ａが形成されることにより、採取部材４５の先端を挿入空間３８ａに入れることが可能であり、組付装置４０はワッシャＷを採取しやすい。更にまた、シュート部材２２には、通過溝２４上に沿って設けられた積層防止部材２６が配設されているため、ワッシャＷが重なりにくく、通過溝２４でワッシャＷがつまってしまうのを防止することができる。そして、シュート部材２２は、段差溝２５の形成されている側が上方になるよう傾けて配置されており、位置決め部２３は、段差面３５が段差溝２５と繋がるよう傾けて配置されている。この供給ユニット１６では、上方に位置した段差溝２５にワッシャＷの突出した一部が引っ掛かって吊り下げられた状態になるため、ワッシャＷを１枚ずつ整列させやすい。

また、位置決め部２３には、シュート部材２２の段差溝２５と外部との間を直線で連通する連通溝２８が形成されているため、例えば、段差溝２５の幅、深さに合わせた押出部材を、連通溝２８から段差溝２５に挿入することにより、シュート部材２２に残っているワッシャＷを押し出して取り除くことができる。この供給ユニット１６では、異なる種類のワッシャＷへの変更が容易である。更に、位置決め部２３は、採取位置へのスライド方向に面しておりワッシャＷの外周面に当接する当接壁３６が載置面３４に隣接して形成されているため、当接壁３６で支持することによって、確実に採取位置へワッシャＷを移動できる。更にまた、ワッシャ供給装置２０は、位置決め部２３には載置面３４上にワッシャＷの存在を検出する検出部３９が配設されており、供給制御部１５は、導入位置において載置面３４上にワッシャＷが検出されたときには位置決め部２３を採取位置へ移動させ、採取位置でワッシャＷが検出されなくなったときには位置決め部２３を導入位置へ移動させる。このワッシャ供給装置２０では、ワッシャＷの有無に応じて適切に位置決め部２３の位置を変更することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、位置決め部２３は、段差溝２５に直交する方向にスライドするものとしたが、位置決め部２３上のワッシャＷとシュート部材２２上のワッシャＷとを切り離すことができれば、特にこれに限定されず、位置決め部２３は、斜めにスライドしてもよいし、段差溝２５の形成方向にスライドしてもよい。このワッシャ供給装置でも、ワッシャＷの取り出しをより確実に行うことができる。

上述した実施形態では、固定部材３７が固定され載置部材３３が移動することにより、挿入空間３８ａが形成されるものとしたが、ワッシャＷの下方に挿入空間３８ａが形成されるものとすれば、特にこれに限定されない。例えば、固定部材３７が下方に移動するものとしてもよい。あるいは、ワッシャ供給装置２０は、ワッシャＷの下方に挿入空間３８ａが形成されなくてもよい。なお、ワッシャＷの下方に挿入空間３８ａが形成される方が、ワッシャＷを採取しやすい。

上述した実施形態では、シュート部材２２には積層防止部材２６が配設されているものとしたが、これを省略してもよい。なお、シュート部材２２でのワッシャＷの詰まりなどを考慮すれば、積層防止部材２６を配設した方が望ましい。

上述した実施形態では、シュート部材２２や載置部材３３は、段差溝２５の形成されている側が上方になるよう傾けて配置されているものとしたが、特にこれに限定されず、例えば、シュート部材２２は、水平に配置されていてもよい。

上述した実施形態では、載置部材３３には連通溝２８が形成されているものとしたが、特にこれに限定されず、段差溝２５に連通する連通空間が載置部材３３に形成されているものとしてもよい。あるいは、載置部材３３は、連通溝２８や連通空間の形成が省略されていてもよい。連通溝２８がなくとも、ワッシャ供給装置２０では、ワッシャＷの取り出しをより確実に行うことができる。

上述した実施形態では、検出部３９の検出結果に応じて載置部材３３の位置を変更するものとしたが、特にこれに限定されず、検出部３９を省略してもよい。この場合において、ワッシャ供給装置２０は、組付装置４０でのワッシャＷの採取結果に基づいて載置部材３３を移動するものとしてもよい。なお、検出部３９は、非接触式のセンサであるものとしたが、特にこれに限定されず、ワッシャＷとの接触を検出するセンサとしてもよい。

上述した実施形態では、供給ユニット１６を備えたワッシャ供給装置２０として説明したが、供給ユニット１６のみであってもよい。

本発明は、ワッシャを供給して装置を組み立てる分野に利用可能である。

１０ 組付システム、１１ システム制御部、１２ 作業用プレート、１４ 搬送部、１５ 供給制御部、１６ 供給ユニット、１９ 基台、２０ ワッシャ供給装置、２１ 供給部、２２ シュート部材、２３ 位置決め部、２４ 通過溝、２５ 段差溝、２６ 積層防止部材、２８ 連通溝、２９ 検出溝、３０ 支持板、３１ 駆動部、３２ Ｌ字部材、３３ 載置部材、３４ 載置面、３５ 段差面、３６ 当接壁、３７ 固定部材、３８ 露出面、３８ａ 挿入空間、３９ 検出部、４０ 組付装置、４１ 多軸ロボットアーム、４２ 組付ヘッド、４３ 撮像ユニット、４４ 組付制御部、４５ 採取部材、Ｂ ボルト、Ｗ ワッシャ。

Claims (8)

1. ねじれワッシャを採取する採取部に該ねじれワッシャを供給する供給ユニットであって、
   ねじれワッシャを通過させる通過溝と該通過溝に形成された段差溝とが形成され該ねじれワッシャを整列させるシュート部材と
   前記シュート部材の先端に配設され前記通過溝に繋がる載置面と前記段差溝に繋がる段差面とが形成され、且つ該載置面と該段差面とが前記ねじれワッシャの１つが載置される大きさに形成され、前記シュート部材の先に位置する導入位置と前記採取部が採取する採取位置との間でスライドする位置決め部と、を備え、
   前記位置決め部は、前記導入位置においてスライドせず固定された固定部材の露出面が前記載置面及び前記段差面の中央の一部を形成しており、前記採取位置へスライドした際に前記固定部材がスライドしないことにより前記載置面及び前記段差面の中央の一部に前記採取部の先端を挿入可能な挿入空間が形成される、供給ユニット。
2. 前記位置決め部は、前記通過溝に直交する方向にスライドする、請求項１に記載の供給ユニット。
3. 前記シュート部材には、前記通過溝上に沿って設けられた積層防止部材が配設されている、請求項１又は２に記載の供給ユニット。
4. 前記シュート部材は、前記段差溝の形成されている側が上方になるよう傾けて配置されており、
   前記位置決め部は、前記段差面が前記段差溝と繋がるよう傾けて配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の供給ユニット。
5. 前記位置決め部には、前記シュート部材の前記段差溝と外部との間を直線で連通する連通空間又は連通溝が形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の供給ユニット。
6. 前記位置決め部は、前記採取位置へのスライド方向に面しており前記ねじれワッシャの外周面に当接する当接壁が前記載置面に隣接して形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の供給ユニット。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の供給ユニットと、
   前記供給ユニットの前記シュート部材へ前記ねじれワッシャを供給する供給部と、
   を備えた供給装置。
8. 前記位置決め部には前記載置面上にねじれワッシャの存在を検出する検出部が配設されており、
   前記導入位置において前記載置面上にねじれワッシャが検出されたときには前記位置決め部を前記採取位置へ移動させ、前記採取位置で前記ねじれワッシャが検出されなくなったときには前記位置決め部を前記導入位置へ移動させる制御部、を備えた請求項７に記載の供給装置。

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