JP7334477B2

JP7334477B2 - 組立装置

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Publication number: JP7334477B2
Application number: JP2019102595A
Authority: JP
Inventors: 勝高木
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2023-08-29
Anticipated expiration: 2039-05-31
Also published as: CN112008391A; US20200376682A1; JP2020196071A; US11312024B2; EP3744486A1; CN112008391B

Description

本発明は、組立装置に関する。

従来、ワークの面取り部を利用した位置ずれ修正技術が知られている（特許文献１参照）。

ある組立装置は、第１部品を把持し、第２部品への第１部品の嵌合の際に第２部品の面取り部から生じる反力をセンサーで検出し、反力の向きに応じて第１部品の位置ずれを修正する。

特開平７－１８５９５９号公報

従来の組立装置は、反力を検出するためのセンサーを備えたので、コスト高であり、また故障しやすいものであった。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、低コストで故障しにくい組立装置を提供することを目的とする。

本発明の組立装置は、第１部品と第２部品とを組み立てる組立装置であって、把持部と、修正部と、駆動部とを備える。前記把持部は、前記第１部品を把持する。前記修正部は、前記第２部品に対する前記第１部品の位置ずれを修正する。前記駆動部は、前記修正部を駆動する。前記修正部は、前記把持部に接続された第１機構と、前記駆動部に接続された第２機構とを有する。前記第１機構は、前記把持部に対向する面に第１テーパー部を有する。前記第２機構は、前記駆動部に対向する面に前記第１テーパー部と略同一形状の第２テーパー部を有する。前記第１テーパー部は、前記第２テーパー部に載置されている。

本発明によれば、低コストで故障しにくい組立装置を提供することができる。

実施形態に係る組立装置の一例を示す部分断面図である。位置ずれ修正装置の詳細構造を示す拡大図である。組立装置の第１工程を示す部分断面図である。組立装置の第２工程を示す部分断面図である。組立装置の第３工程を示す部分断面図である。組立装置の第４工程を示す部分断面図である。組立装置の第５工程を示す部分断面図である。組立装置の第６工程を示す部分断面図である。組立装置の第７工程を示す部分断面図である。組立装置の変形例を示す部分断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図１～図１０を参照しながら説明する。図１～図１０において、便宜上、左から右への向きをＸ軸の正の向き、奥から手前への向きをＹ軸の正の向き、上から下への向きをＺ軸の正の向きとする。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

まず、図１を参照して、実施形態に係る組立装置１００の全体構成について説明する。図１は、実施形態に係る組立装置１００の一例を示す部分断面図である。

図１に示されるように、組立装置１００は、第１部品４と第２部品５とを組み立てる装置である。組立装置１００は、ロボット１と、位置ずれ修正装置２と、把持機構３とを備える。

第１部品４は凹部を、第２部品５は凸部をそれぞれ備える。第２部品５の凸部は、面取り部を有する。第２部品５は、位置決め機構１０の上で位置決めされている。

把持機構３は、第１部品４を把持する。把持機構３は、ハウジング３１と、第１指部３２と、第２指部３３とを有する。把持機構３は、第１指部３２と第２指部３３との間隔を狭めることにより、第１部品４を把持する。把持機構３は、「把持部」の一例に相当する。

位置ずれ修正装置２は、第２部品５に対して、把持機構３が把持した第１部品４の位置ずれを修正する。位置ずれ修正装置２は、把持機構３に接続された第１機構２１と、ロボット１に接続された第２機構２２とを有する。第１機構２１は、把持機構３に対向する面に第１テーパー部２１５を有する。第２機構２２は、ロボット１に対向する面に第１テーパー部２１５と略同一形状の第２テーパー部２２３を有する。第１テーパー部２１５は、第２テーパー部２２３に載置されている。位置ずれ修正装置２は、「修正部」の一例に相当する。

ロボット１は、位置ずれ修正装置２を駆動する。把持機構３は、位置ずれ修正装置２に従動する。ロボット１は、「駆動部」の一例に相当する。

次に、図１及び図２を参照して、位置ずれ修正装置２の詳細構造について説明する。図２は、位置ずれ修正装置２の詳細構造を示す拡大図である。

図２に示されるように、第１機構２１及び第２機構２２の各々は、Ｚ軸方向の中心軸の周りに対称形に形成されている。

第１機構２１は、第１テーパー部２１５に加えて、第１接続部２１１と、収容部２１２と、空洞部２１３と、第１周縁部２１４と、第１円板部２１６と、貫通孔２１７とを有する。収容部２１２、第１周縁部２１４、及び第１円板部２１６は、箱体２１８を構成する。

第１接続部２１１は、中心軸上にあって、有底円筒形に形成された収容部２１２の底面と、ハウジング３１とを接続する。空洞部２１３は、収容部２１２の内部において円柱形に形成されている。第１周縁部２１４は、収容部２１２の蓋の周縁部をなすように、円環状に形成されている。第１周縁部２１４は、第１テーパー部２１５を介して、収容部２１２の蓋の中心部をなす第１円板部２１６に接続されている。第１テーパー部２１５は、円錐面の一部を構成する。その結果、第１機構２１には、すり鉢状の凹部が形成されている。第１円板部２１６の中心には、貫通孔２１７が設けられている。

第２機構２２は、第２テーパー部２２３に加えて、第２接続部２２１と、第２円板部２２２と、第２周縁部２２４とを有する。第２円板部２２２、第２テーパー部２２３、及び第２周縁部２２４は、板体２２５を構成する。

第２接続部２２１は、中心軸上にあって、第２円板部２２２の中心と、ロボット１とを接続する。第２接続部２２１は、貫通孔２１７を通過する。第２円板部２２２は、第２テーパー部２２３を介して、円環状の第２周縁部２２４に接続されている。第２テーパー部２２３は、円錐面の一部を構成する。その結果、第２機構２２にも、すり鉢状の凹部が形成されている。第２円板部２２２、第２テーパー部２２３、及び第２周縁部２２４は、箱体２１８の中に収容されている。

以上のように、第１機構２１は、把持機構３に接続された箱体２１８として形成されている。箱体２１８は、第１テーパー部２１５を有する。第２機構２２は、ロボット１に接続された板体２２５として形成されている。板体２２５は、箱体２１８の中に収容され、かつ第２テーパー部２２３を有する。

また、箱体２１８は、ロボット１の側に貫通孔２１７を有する。第２機構２２は、貫通孔２１７を通じてロボット１と板体２２５とを接続する第２接続部２２１を有する。

次に、図１～図９を参照して、組立装置１００の動作を説明する。図３～図９は、組立装置１００の第１工程から第７工程までを示す部分断面図である。

図３に示されるように、第１工程において、ロボット１は、第１部品４の直上まで把持機構３を移動させる。そのため、ロボット１は、第２機構２２を駆動する。第１テーパー部２１５は第２テーパー部２２３に載置されており、第１機構２１のすり鉢状の凹部は第２機構２２のすり鉢状の凹部に係合している。その結果、第２機構２２の移動に従って、第１機構２１及び把持機構３も移動する。把持機構３は、第１指部３２及び第２指部３３によって第１部品４を把持する。その後、ロボット１は、第２機構２２をＺ軸の負の向きに移動させる。第１部品４が把持機構３により把持されたまま、第１機構２１及び把持機構３もＺ軸の負の向きに移動する。

図４に示されるように、第２工程において、ロボット１は、第２部品５の直上まで第１部品４を搬送する。

図５に示されるように、第３工程において、ロボット１は、第２機構２２をＺ軸の正の向きに移動させる。第２部品５に対して第１部品４の位置ずれが生じている場合には、第１部品４の下端部が第２部品５の面取り部に接触する。第１部品４は、第２部品５の面取り部から反力を受ける。

図６に示されるように、第４工程において、ロボット１は、第２機構２２をＺ軸の正の向きに更に移動させる。一方、第１機構２１、把持機構３、及び第１部品４は、第２部品５の面取り部から受けた反力により、Ｚ軸の正の向きへの移動が規制される。その結果、第１機構２１及び第２機構２２のうち第２機構２２のみが第１機構２１の内部でＺ軸の正の向きに移動し、第２テーパー部２２３が第１テーパー部２１５から離れる。第１機構２１のすり鉢状の凹部と第２機構２２のすり鉢状の凹部との係合は、解除される。第１機構２１の移動は、第２機構２２から拘束を受けなくなる。

図７に示されるように、第５工程において、第１機構２１、把持機構３、及び第１部品４は、重力の作用によって、第２部品５の面取り部で横滑りしつつ、Ｚ軸の正の向きに移動する。その結果、第２部品５に対する第１部品４の位置ずれが修正されて、第１部品４と第２部品５との嵌合が達成される。

図８に示されるように、第６工程において、把持機構３は、第１指部３２と第２指部３３との間隔を拡げることにより、第１部品４の把持を解除する。ロボット１は、第２機構２２をＺ軸の負の向きに移動させる。その結果、第１テーパー部２１５及び第２テーパー部２２３において、第１機構２１が第２機構２２に対して横滑りし、第１機構２１のすり鉢状の凹部と第２機構２２のすり鉢状の凹部との係合が回復し始める。

図９に示されるように、第７工程において、ロボット１は、第２機構２２をＺ軸の負の向きに更に移動させる。その結果、第１機構２１のすり鉢状の凹部と第２機構２２のすり鉢状の凹部との係合が完全に回復する。位置ずれ修正装置２は、第１工程の状態に戻る。

次に、図１０を参照して、組立装置１００の変形例について説明する。図１０は、組立装置１００の変形例を示す部分断面図である。

図１０の組立装置１００は、ロボット１と第１機構２１との間にばね２３を有する点で、図１の組立装置１００と異なる。ばね２３は、第２テーパー部２２３が第１テーパー部２１５から離れるように第２機構２２がロボット１によって駆動されたときに蓄勢して、第１テーパー部２１５が第２テーパー部２２３に接近する方向に第１機構２１を付勢する。ばね２３は、「弾性部材」の一例に相当する。

ばね２３は、上記第４工程～第５工程における第１機構２１、把持機構３、及び第１部品４の移動を補助する。なお、第１機構２１と第２機構２２との間にばね２３が設けられても、同様の効果が得られる。

実施形態によれば、面取り部から生じる反力を検出するためのセンサーを要しないので、低コストで故障しにくい組立装置１００を提供することができる。

上記した各実施形態の説明は、本発明における好適な実施形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。上記実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

例えば、実施形態では、図２に示されたように、第１テーパー部２１５及び第２テーパー部２２３が各々円錐面の一部を構成したが、これに限られない。第１テーパー部２１５及び第２テーパー部２２３は、各々球面の一部を構成してもよい。

また、実施形態では、図２に示されたように、第１機構２１及び第２機構２２が各々中心軸の周りに対称形に構成されて、第１機構２１及び第２機構２２に各々すり鉢状の凹部が形成されたが、これに限られない。第１機構２１及び第２機構２２は、中心軸を含む面に対して対称形に、又は非対称形に形成されてもよい。

本発明は、組立装置の分野に利用可能である。

１ロボット（駆動部）
２位置ずれ修正装置（修正部）
３把持機構（把持部）
４第１部品
５第２部品
２１第１機構
２２第２機構
２３ばね（弾性部材）
１００組立装置
２１１第１接続部
２１５第１テーパー部
２１７貫通孔
２１８箱体
２２１第２接続部（接続部）
２２３第２テーパー部
２２５板体

Claims

第１部品と第２部品とを組み立てる組立装置であって、
前記第１部品を把持する把持部と、
前記第２部品に対する前記第１部品の位置ずれを修正する修正部と、
前記修正部を駆動する駆動部と
を備え、
前記修正部は、
前記把持部に接続された第１機構と、
前記駆動部に接続された第２機構と
を有し、
前記第１機構は、前記把持部に対向する面に第１テーパー部を有し、
前記第２機構は、前記駆動部に対向する面に前記第１テーパー部と略同一形状の第２テーパー部を有し、
前記第１テーパー部は、前記第２テーパー部に載置され、
前記第１機構は、前記把持部に接続された箱体として形成され、
前記箱体は、前記第１テーパー部を有し、
前記第２機構は、前記駆動部に接続された板体として形成され、
前記板体は、前記箱体の中に収容され、かつ前記第２テーパー部を有する、組立装置。
前記箱体は、前記駆動部の側に貫通孔を有し、
前記第２機構は、前記貫通孔を通じて前記駆動部と前記板体とを接続する接続部を更に有する、請求項１に記載の組立装置。
前記第２テーパー部が前記第１テーパー部から離れるように前記第２機構が前記駆動部によって駆動されたときに蓄勢して、前記第１テーパー部が前記第２テーパー部に接近する方向に前記第１機構を付勢する弾性部材を更に備えた、請求項１又は請求項２に記載の組立装置。