JP7331584B2 - 線状部材配置装置および線状部材配置方法 - Google Patents

Description

本発明は線状部材配置装置および線状部材配置方法に関する。

従来、リード線などの線状部材は、端子への圧着時などに線状部材の先端の位置決めが行われる。

特許文献１には、端子に片方の端部が固着された被覆線において、同じ装置内で端子に固着された端部の反対側の被覆線の先端付近をクランプ部でチャックすることにより先端の位置決めする装置が提案されている。当該装置によれば、被覆線の先端付近をクランプ部でチャックすることにより被覆線の先端が振れにくくなる。また、被覆線の先端が振れた場合であっても、被覆線の端部付近をクランプ部でチャックしているため、振れ幅が小さくなる。

特開平８－１０２３５４号公報（１９９６年４月１６日公開）

しかしながら、当該装置は、クランプ部によるリード線のチャック後、クランプ部とリード線との相対位置を変更できない。よって、リード線の先端の位置決め精度は、クランプ部の精度、リード線をクランプ部に搬送するロボットの位置精度、および、クランプ部へリード線を受け渡す受け渡しチャックの精度に依存することになる。すなわち、リード線の先端の位置決め精度を高めることが困難であった。

本開示の一側面では、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、線状部材の先端を正確に位置決めすることを実現する技術を提供することである。

前記の課題を解決するために、以下の構成を採用する。

すなわち、本開示の一側面に係る線状部材配置装置は、線状部材を所定位置に配置する線状部材配置装置であって、前記線状部材を搬送する移動部と、前記移動部によって搬送された前記線状部材を固定する状態および解放する状態との間で切り替える固定部と、前記線状部材が前記固定部に固定された状態において、前記線状部材を所定の間隙を開けた状態でガイドするガイド部と、前記移動部、前記固定部、および前記ガイド部の動作を制御する制御部と、を備え、前記固定部は、前記線状部材を延伸方向に移動させる機能を有し、前記ガイド部は、互いの距離を変更可能な第１ガイド部と第２ガイド部とを備え、前記制御部は、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部との距離を変更させることによって、前記第１ガイド部および前記第２ガイド部を、前記線状部材を所定の間隙を開けた状態でガイドする配置状態に設定する。

当該構成によれば、第１ガイド部と第２ガイド部とを線状部材を所定の間隔を開けてガイドした状態で、固定部によって線状部材を延伸方向に移動させることができる。すなわち、線状部材の先端の延伸方向に垂直な方向の位置をガイド部によって決めた状態で、線状部材の延伸方向での位置を調整することができる。よって、線状部材の先端の位置を正確に位置決めすることが可能となる。

なお、前記構成において、線状部材を所定の間隔を開けた状態でガイドするとは、第１ガイド部と第２ガイド部とを所定の間隔を開けて配置することにより形成される開口に線状部材をガイドすることを含む。

前記一側面に係る線状部材配置装置は、前記固定部は、２つのローラが互いにローラ面で対向して配置された構造でおり、２つの前記ローラの距離を変化させることによって前記線状部材を固定する状態および解放する状態との間で切り替える。

当該構成によれば、ローラを適宜回転させることによって、線状部材の延伸方向への移動を容易に実施することができ、線状部材を所望の位置に配置できる。

なお、前記構成において、固定部は、片側のローラに当該ローラを駆動させる回転モータを備える。当該構成によれば、線状部材の延伸方向への移動を容易に実施できる。

前記一側面に係る線状部材配置装置は、前記制御部は、前記固定部によって前記線状部材を、前記ガイド部から前記固定部側とは反対側に突出させた状態から、前記固定部側に移動させて前記線状部材の先端が前記ガイド部に隠れる状態とし、その後、前記固定部側から前記ガイド部側に所定量移動させる制御を行う。

当該構成によれば、線状部材の先端が一旦ガイド部に隠れる状態となることにより、当該先端の上下左右方向への振れを矯正し、線状部材をまっすぐな状態とすることができる。その後固定部側からガイド部側に所定量線状部材を移動させることにより、線状部材の先端の位置を所定の位置に正確に配置することができる。

前記一側面に係る線状部材配置装置は、前記ガイド部にガイドされている線状部材を検出する検出部をさらに備え、前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づき、前記線状部材の先端が前記ガイド部に隠れる状態となったことを検知する。

当該構成によれば、検出部は、線状部材の先端がガイド部に隠れる状態となったか否かの検出を例えば、光電センサなどの簡単なセンサ装置によって実現することができる。よって、高価な装置や複雑な制御を行うことなく、容易に線状部材の先端の位置決めを正確に実現することができる。

前記一側面に係る線状部材の配置方法は、線状部材配置装置を用いて前記線状部材を配置する線状部材の配置方法であって、前記固定部によって前記線状部材を、前記ガイド部から前記固定部側とは反対側に突出させた状態から、前記固定部側に移動させて前記ガイド部に隠れる状態とするステップと、その後、前記固定部側から前記ガイド部側に所定量移動させるステップと、を含む。

当該構成によれば、線状部材を固定部側に移動させてガイド部に隠れる状態とするステップと、前記固定部側から前記ガイド部側に所定量移動させるステップとを行うことにより、容易に線状部材の先端の位置決めを正確に実現することができる。

本発明の一態様によれば、線状部材の先端の位置決めを正確に実現することができる。

図１は、実施の形態に係る線状部材配置装置における、要部構成を示すブロック図である。 図２は、実施の形態に係る線状部材配置装置の構成の斜視図である。 図３は、実施の形態に係る線状部材配置装置の線状部材の延伸方向に対し垂直な方向から示す模式図である。 図４は、実施の形態に係る線状部材配置装置の線状部材の延伸方向から示す模式図である。 図５は、図４におけるＰＰで示す部分を拡大して示す図である。 図６は、実施の形態に係る線状部材配置装置の要部構成の一例を示す図である。 図７は、実施の形態に係る線状部材配置装置の処理手順の一例を例示する図である。

以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。

§１ 適用例
図１を用いて、本実施形態に係る線状部材配置装置の構成概要について説明する。図１は、本実施形態に係る線状部材配置装置における、要部構成を示すブロック図である。

線状部材配置装置１は、移動部１０と、固定部２０と、ガイド部３０と、制御部４０とを少なくとも備えた、線状部材５０の先端を所定位置に配置する装置である。

移動部１０は、線状部材５０を固定部２０へ搬送する。固定部２０は、移動部１０によって搬送された線状部材５０を固定する状態および解放する状態との間で切り替える。また、固定部２０は、線状部材５０を延伸方向に移動させる機能を有する。

ガイド部３０は、第１ガイド部３１および第２ガイド部３２を備える。ガイド部３０は、線状部材５０が固定部２０に固定された状態において、線状部材５０を所定の間隔を開けた状態でガイドする。第１ガイド部３１および第２ガイド部３２は、線状部材５０を挟み込む動作を行い、両者の間の距離が可変となっている。

制御部４０は、第１ガイド部３１と第２ガイド部３２との距離を変更する制御を行うことにより、第１ガイド部３１および第２ガイド部３２を、線状部材５０を所定の間隔を開けた状態でガイドする配置状態に設定する。

前記のような制御によれば、移動部１０により搬送される線状部材５０は、第１ガイド部３１および第２ガイド部３２の距離を変更することにより、第１ガイド部３１および第２ガイド部３２を、線状部材５０を所定の間隔を開けた状態でガイドする配置状態に設定できる。すなわち、第１ガイド部３１と第２ガイド部３２とを線状部材５０を所定の間隔を開けてガイドした状態で、固定部２０によって線状部材５０を延伸方向に移動させることができる。すなわち、線状部材５０の先端の延伸方向に垂直な方向の位置をガイド部３０によって決めた状態で、線状部材５０の延伸方向での位置を調整することができる。よって、線状部材５０の先端の位置を正確に位置決めすることが可能となる。

§２ 構成例
＜線状部材配置装置＞
次に、図２～６を用いて、本実施形態に係る線状部材配置装置１の構成の一例について説明する。図２は、本実施形態に係る線状部材配置装置１の構成を示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る線状部材配置装置１の構成を線状部材５０の延伸方向に延びる直線に対し垂直な方向から示す側面図である。図４は、本実施形態に係る線状部材配置装置１の構成を線状部材５０の延伸方向に延びる直線の方向から示す正面図である。図５は、図４におけるＰＰで示す部分を拡大して示す図である。図６は、移動部１０と、固定部２０と、ガイド部３０との一例を示す模式図であり、上側から見た際の図を５０１、側面側から見た際の図を５０２で表している。

図２～６に示すように、本実施形態に係る線状部材配置装置１は、第１移動部１１、第２移動部１２、移動駆動機構１３、第１ローラ２１、第２ローラ２２、回転モータ２３、第１ガイド部３１、第２ガイド部３２およびセンサ６０を備えている。

図２～４に示すように、第１移動部１１、第２移動部１２、および移動駆動機構１３は、移動部１０の一例である。移動駆動機構１３は、第１移動部１１の対向面と第２移動部１２の対向面とに内接する円の直径を変化させるとともに、第１移動部１１および第２移動部１２の前後方向の位置を変化させる。ここで、前後方向とは、線状部材５０の延伸方向に沿った方向である。

図５に示すように、第１移動部１１および第２移動部１２は、線状部材５０に対して所定の方向、図においては左右方向から挟み込むことによって、線状部材５０を保持することが可能となっている。ここで、第１移動部１１の対向面と第２移動部１２の対向面とに内接する円の直径は変更可能となっている。第１移動部１１の対向面と第２移動部１２の対向面とに内接する円の直径を線状部材５０の直径と等しい、あるいは線状部材５０の弾性変形分を考慮して直径よりも少し小さい値にすることによって、移動部１０は線状部材５０を保持することができる。一方、第１移動部１１の対向面と第２移動部１２の対向面とに内接する円の直径を線状部材５０の直径よりも所定量大きくすることによって、第１移動部１１および第２移動部１２と線状部材５０との間に間隙を設けることが可能な状態でガイドできる。

なお、第１移動部１１および第２移動部１２それぞれにおける、線状部材５０との当接面の下部には突起部が設けられている。これらの突起部によって線状部材５０の下部が支えられることによって、第１移動部１１の対向面と第２移動部１２の対向面とに内接する円の直径が線状部材５０の直径よりも所定量大きい状態であっても、線状部材５０が下方へ垂れ下がることを防止できる。

また、本実施形態では、第１移動部１１の対向面および第２移動部１２の対向面は互いに平行となっているが、これに限定されるものではない。例えば、第１移動部１１の対向面および第２移動部１２の対向面が、互いに平行な状態から所定の角度傾いた状態で配置されていてもよい。この構成において、第１移動部１１または第２移動部１２の少なくともいずれか一方の構造が、線状部材５０との当接面の下部において第１移動部１１および第２移動部１２の間の距離が短くなる構造であれば、突起部を設けなくても線状部材５０が下方へ垂れ下がることを防止できる。

図２～４および６に示すように、第１ローラ２１、第２ローラ２２、および回転モータ２３は、固定部２０の一例である。回転モータ２３は、例えば、第２ローラ２２を任意に回転させることにより、線状部材５０を延伸方向に移動させる。また、第１ローラ２１および第２ローラ２２は、互いのローラ面で対向して配置された構造である。固定部２０は、第１ローラ２１と第２ローラ２２との距離を変化させることにより、線状部材５０を固定する状態および解放する状態との間で切り替えることができる。また、固定部２０は、回転モータ２３により第２ローラ２２を適宜回転させることにより、移動部１０を用いなくても、線状部材５０を該線状部材の延伸方向への移動を容易に実施することができる。これにより、例えば、線状部材５０の延伸方向の位置を調整できる。以上のように固定部２０として第１ローラ２１、第２ローラ２２、および回転モータ２３を用いることで、固定部２０に線状部材５０を固定した状態または解放した状態とする機能と、線状部材５０を所定の位置に配置する機能と、を兼ね備えた固定部２０となる。

図２～４および６に示すように、ガイド部３０は、第１ガイド部３１および第２ガイド部３２を備えている。第１ガイド部３１および第２ガイド部３２は、例えば、ロボシリンダやエアシリンダなどによって駆動される。ロボシリンダは、ＡＣサーボモータ、ボールネジ、およびリニアガイドなどを有する電動シリンダである。また、第１ガイド部３１および第２ガイド部３２は、互いに対向して配置される。第１ガイド部３１および第２ガイド部３２は、線状部材５０に対して所定の方向、図においては上下方向から挟みこむことによって、線状部材５０をガイドすることが可能となっている。

線状部材５０は、先端の位置決めが行われる線状の部材であればよい。本実施形態では、線状部材５０として、電気配線としてのリード線を想定している。

センサ６０は、検出部の一例である。センサ６０は、例えば、光電センサなどによって構成され、所定の位置における線状部材５０の有無を検知する。

＜制御部＞
固定部制御部４１は、固定部２０を制御することにより、固定部２０が線状部材５０を固定する状態および開放する状態を制御する。また、固定部制御部４１は、固定部２０を制御することにより、線状部材５０の延伸方向の移動を制御する。

移動制御部４２は、移動部１０を制御することにより、線状部材５０の搬送を制御する。また、移動制御部４２は、移動部１０と線状部材５０とを固定する、または固定を解除する制御を行う。すなわち、移動制御部４２は、移動部１０における線状部材５０を把持する状態と把持しない状態との切り替えを制御する。

ガイド制御部４３は、第１ガイド部３１および第２ガイド部３２の相対位置を制御することにより、ガイド部３０が線状部材５０をガイドする状態とガイドしない状態との切り替えを制御する。

§３ 動作例
次に図７を用いて、線状部材配置装置１の動作例を説明する。図７は、線状部材配置装置１の処理手順の一例を例示する図である。なお、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する処理手順について、実際の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、および追加が可能である。

線状部材配置装置１は、１０１に示すように、移動制御部４２によって移動部１０が線状部材５０を把持するように制御を行う。そして、線状部材配置装置１は、移動制御部４２によって移動部１０を移動させることにより、第１ローラ２１および第２ローラ２２の間に線状部材５０を配置する（第１ステップ）。

次に、線状部材配置装置１は、１０２に示すように、固定部制御部４１により第１ローラ２１と第２ローラ２２との相対位置を制御することにより、線状部材５０を固定する（第２ステップ）。次に、線状部材配置装置１は、１０３に示すように、移動制御部４２により移動部１０と線状部材５０との固定を解除し、第１移動部１１および第２移動部１２と線状部材５０との間に所定の間隙を設ける。そして、線状部材配置装置１は、移動制御部４２により移動部１０を線状部材５０の延伸方向に移動させる制御を行う（第３ステップ）。これにより、線状部材５０は、固定部２０における固定位置から移動部１０の配置位置の間で直線状に整形されて配置されることになる。すなわち、その後の第１ガイド部３１と第２ガイド部３２とによる挟み込みを、線状部材５０の位置ずれなどがない状態で正確に実行することができる。

次に、線状部材配置装置１は、１０４に示すように、ガイド制御部４３により第１ガイド部３１と第２ガイド部３２との距離を変更し、第１ガイド部３１と第２ガイド部３２とを線状部材５０を所定の間隔を開けた状態でガイドする配置状態に制御する（第４ステップ）。次に、線状部材配置装置１は、１０５に示すように、移動制御部４２により移動部１０を、線状部材５０の位置決めの邪魔にならない位置に移動させる（第５ステップ）。なお、１０５において移動部１０を線状部材５０の位置決めの邪魔にならない位置に移動させるため、以降では移動部１０を示さない。

次に、線状部材配置装置１は、１０６に示すように、第１ローラ２１および第２ローラ２２により線状部材５０を所定の方向、図７においては右から左方向へ移動させる（第６ステップ）。換言すれば、固定部２０によって線状部材５０を、第１ガイド部３１および第２ガイド部３２から固定部２０側とは反対側に突出させた状態から、固定部２０側に移動させる。

次に、線状部材配置装置１は、１０７に示すように、センサ６０によって線状部材５０を検知できなくなるまで線状部材５０を移動させる（第７ステップ）。これにより、線状部材５０が第１ガイド部３１および第２ガイド部３２に隠れる状態となることにより、当該先端の上下左右方向への振れを矯正し、線状部材をまっすぐな状態とすることができる。これにより、線状部材の先端を延伸方向に高精度に位置決めできる。

次に、線状部材配置装置１は、１０８に示すように、固定部制御部４１によって線状部材５０を所定の方向、図７においては左から右方向に所定量移動させる（第８ステップ）。このように、固定部２０により、線状部材５０を所定量移動させることにより、線状部材５０の先端を所定の位置に正確に配置することができる。

１ 線状部材配置装置
１０ 移動部
２０ 固定部
２１ 第１ローラ
２２ 第２ローラ
３０ ガイド部
３１ 第１ガイド部
３２ 第２ガイド部
４０ 制御部
５０ 線状部材
６０ センサ

Claims (5)

1. 線状部材を所定位置に配置する線状部材配置装置であって、
   前記線状部材を搬送する移動部と、
   前記移動部によって搬送された前記線状部材を固定する状態および解放する状態との間で切り替える固定部と、
   前記線状部材が前記固定部に固定された状態において、前記線状部材を所定の間隙を開けた状態でガイドするガイド部と、
   前記移動部、前記固定部、および前記ガイド部の動作を制御する制御部と、を備え、
   前記ガイド部は、互いの距離を変更可能な第１ガイド部と第２ガイド部とを備え、
   前記固定部は、前記線状部材を固定させた状態で前記固定部を動作させることにより、前記線状部材を延伸方向に移動させる機能を有し、
   前記制御部は、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部との距離を変更させることによって、前記第１ガイド部および前記第２ガイド部を、前記線状部材を所定の間隙を開けた状態でガイドする配置状態に設定する線状部材配置装置。
2. 前記固定部は、２つのローラが互いにローラ面で対向して配置された構造であり、２つの前記ローラの距離を変化させることによって前記線状部材を固定する状態および解放する状態との間で切り替える請求項１に記載の線状部材配置装置。
3. 前記制御部は、前記固定部によって前記線状部材を、前記ガイド部から前記固定部側とは反対側に突出させた状態から、前記固定部側に移動させて前記線状部材の先端が前記ガイド部に隠れる状態とし、その後、前記固定部側から前記ガイド部側に所定量移動させる制御を行う請求項２に記載の線状部材配置装置。
4. 前記ガイド部にガイドされている線状部材を検出する検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づき、前記線状部材の先端が前記ガイド部に隠れる状態となったことを検知する請求項３に記載の線状部材配置装置。
5. 請求項３または４に記載の線状部材配置装置を用いて前記線状部材を配置する線状部材の配置方法であって、
   前記固定部によって前記線状部材を、前記ガイド部から前記固定部側とは反対側に突出させた状態から、前記固定部側に移動させて前記ガイド部に隠れる状態とするステップと、
   その後、前記固定部側に所定量移動させるステップと、を含む線状部材の配置方法。

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