JP7361626B2 - Assembly equipment and electronic equipment manufacturing method - Google Patents
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Description
本開示は、力覚センサを備えたロボットにより組付物に被組付物を組み付ける組立装置及び電子機器の製造方法に関する。 The present disclosure relates to an assembly apparatus for assembling an object to be assembled to an assembly using a robot equipped with a force sensor, and a method for manufacturing an electronic device.
力覚センサを備えたロボットにより、組付物を被組付物に組み付ける組立装置が知られている。力覚センサを備えたロボットを用いた組立装置において、ロボットは、組付物を保持して、組付物にかかる荷重及び組付物の位置を検知しながらプログラムに従って嵌め合わせを行うことにより被組付物に対して組付物を組み付ける。 2. Description of the Related Art Assembling devices are known that assemble an object to an object to be assembled using a robot equipped with a force sensor. In an assembly device using a robot equipped with a force sensor, the robot holds the assembly and performs fitting according to a program while sensing the load on the assembly and the position of the assembly. Assemble the assembly to the assembly.
被組付物に組付物を組み付けるためには、組付物と被組付物との位置合わせを行う必要がある。組立の嵌め合い箇所を組付方向とは異なる方向から相手方に接触させることによって、組付物と被組付物との位置合わせを行う手法が一般的に用いられているが、組付物及び被組付物の一方の穴に他方の突起を貫通させるようにして組み付ける構造である場合、組立の嵌め合い箇所を組付方向と異なる方向から相手方に接触させることができない。 In order to assemble an assembly to an assembly, it is necessary to align the assembly and the assembly. A commonly used method is to align the parts to be assembled and the parts to be assembled by bringing the mating parts of the assembly into contact with the other party from a direction different from the assembly direction. If the assembly is structured such that the protrusion of the other is passed through the hole of one of the objects to be assembled, the fitting portion of the assembly cannot be brought into contact with the other from a direction different from the direction of assembly.
特許文献1には、ロボットで保持した組付物を被組付物に差し込むことで自動組立を行うにあたって、組付物と被組付物の位置合わせを行うために、ガイドを用いる技術が開示されている。特許文献1に開示される技術では、組立の嵌め合い箇所を嵌め合い時以外に接触させることなく、組付物と被組付物との位置合わせを行える。
しかしながら、上記特許文献1の技術では、組付物の位置合わせ基準となるガイドと、被組付物の位置合わせ基準となるガイドとが別体であるため、精密な位置合わせを行うためには各ガイドの相対位置の調整が必要であった。
However, in the technology disclosed in
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、組立の嵌め合い箇所を嵌め合い時以外に接触させることなく、容易に精密な位置合わせを行った上で嵌め合わせることができる組立装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and provides an assembly device that can easily perform precise positioning and fit together without causing the fitting parts of the assembly to come into contact with each other except during fitting. The purpose is to obtain.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る組立装置は、組付物を保持するためのハンド及びハンドに加わる力を検出する力覚センサを備えたロボットと、被組付物を搭載するステージと、ステージに搭載された被組付物に組付物を組み付ける組付方向と直交する平面に対して傾斜し、ステージと対向する傾斜部と、組付方向において傾斜部に隣接し組付方向と平行である平坦部とを備え、ステージと傾斜部との間に平坦部が位置するガイドを、組付方向と直交する平面内の異なる2方向の各々に備え、ステージに固定される位置決め部材とを有する。また、本開示に係る組立装置は、異なる2方向の各々の平坦部に対向して設置され、被組付物を平坦部の方向に押す力を発生させる押し当て機構と、押し当て機構により被組付物を平坦部に押し当てる制御と、ハンドで保持した組付物を傾斜部から平坦部に順に沿わせる制御とを異なる2方向の各々で行う制御部とを有する。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the purpose, an assembly device according to the present disclosure includes a robot equipped with a hand for holding an assembled object and a force sensor that detects the force applied to the hand, and an assembled object. A stage on which an accessory is mounted, an inclined part that is inclined with respect to a plane orthogonal to a plane perpendicular to an assembly direction in which an assembly is assembled to an object to be assembled mounted on the stage and faces the stage, and an inclined part in the assembly direction. a flat part adjacent to the stage and parallel to the assembly direction, and a guide in which the flat part is located between the stage and the inclined part, in each of two different directions in a plane orthogonal to the assembly direction; and a positioning member fixed to the positioning member. The assembly apparatus according to the present disclosure also includes a pressing mechanism that is installed facing each of the flat parts in two different directions, and that generates a force that pushes the object to be assembled in the direction of the flat part, and a pressing mechanism that is mounted by the pressing mechanism. It has a control section that performs control in two different directions of pressing the assembled object against the flat portion and controlling the assembled object held by the hand to move sequentially from the sloped portion to the flat portion.
本開示によれば、組立の嵌め合い箇所を嵌め合い時以外に接触させることなく、容易に精密な位置合わせを行った上で嵌め合わせることができる組立装置を得られるという効果を奏する。 According to the present disclosure, it is possible to obtain an assembly device that can easily perform accurate positioning and fit without causing the fitting portions of the assembly to come into contact with each other except during fitting.
以下に、実施の形態に係る組立装置及び電子機器の製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本開示が限定されるものではない。 Below, an assembly device and an electronic device manufacturing method according to an embodiment will be described in detail based on the drawings. Note that the present disclosure is not limited to this embodiment.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る組立装置の構成を示す図である。実施の形態1に係る組立装置10は、ハンド14によって保持した組付物2をステージ15に搭載された被組付物1に組み付けて組立作業を行う装置である。実施の形態1に係る組立装置10は、被組付物1が搭載されるステージ15と、組付物2を保持するロボット12と、制御プログラムを実行して組付物2を被組付物1に組み付ける動作をロボット12に行わせる制御部11とを有する。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an assembly apparatus according to the first embodiment. The
図2は、実施の形態1に係る組立装置によって組み立てられる電子機器の分解斜視図である。図3は、実施の形態1に係る組立装置によって組み立てられる電子機器の斜視図である。図1及び図2に示すように、被組付物1に組付物2が組み付けられることで、図3に示すように電子機器5が完成する。電子機器5は、サーボアンプといった駆動制御器である。被組付物1は、外形が直方体状のフロントカバーである。組付物2は、外形が直方体状であり、基板2a、サイドカバー2b及びアルミシャーシ2cを有する。基板2aは、アルミシャーシ2cにねじ止めされている。被組付物1及びサイドカバー2bは、樹脂材料で形成されている。
FIG. 2 is an exploded perspective view of an electronic device assembled by the assembly apparatus according to the first embodiment. FIG. 3 is a perspective view of an electronic device assembled by the assembly apparatus according to the first embodiment. As shown in FIGS. 1 and 2, the
被組付物1及び組付物2は、嵌め合い部3における凹凸嵌合によって互いに固定される。嵌め合い部3は、凹型スナップフィット3a及び凸型スナップフィット3bで構成される。凹型スナップフィット3aは、被組付物1に設けられている。凸型スナップフィット3bは、サイドカバー2bに設けられている。被組付物1へ組付物2を組み付ける際には、互いが接触することによって発生する力により、凹型スナップフィット3aが凸型スナップフィット3bに覆い被さるように弾性変形し、凹凸が噛み合うことにより嵌め合いが完了する。
The object to be assembled 1 and the object to be assembled 2 are fixed to each other by the concave-convex fitting in the
コネクタ4bは、基板2a上に実装されている。コネクタ4bは、電子機器5を使用する際に、各種ケーブルを接続するためのインタフェースである。コネクタ用開口部4aは、コネクタ4bへのアクセスを可能とするためにフロントカバーである被組付物1に設けられた開口部である。コネクタ4bがコネクタ用開口部4aを貫通する部分をコネクタ貫通部4という。コネクタ貫通部4は、嵌め合い部3とは異なり被組付物1と組付物2とが接触する箇所ではないが、コネクタ用開口部4aが形成されている面とコネクタ4bとの隙間は、0.5mm程度であり狭い。
電子機器5は、コネクタ4bの挿入方向と直交する方向において、コネクタ用開口部4aが形成されている面とコネクタ4bとの隙間が狭いため、組付方向以外の方向に組付物2を動かそうとすると、コネクタ貫通部4においてコネクタ4bがコネクタ用開口部4aに接触してしまう構造である。したがって、被組付物1に組付物2を組み付ける作業時に、凹型スナップフィット3aと凸型スナップフィット3bとを接触させて組付物2の位置決めをすることができない。
Since the
図1に示すように、ロボット12は、組付物2を保持可能なハンド14を備えた産業用ロボットである。ロボット12は、手先部分に力覚センサ13を備えている。力覚センサ13は、xyzの直交3軸方向の荷重と、各軸回りのモーメントとを測定可能な6軸センサである。また、ロボット12は、組付物2を保持するハンド14を備えている。ハンド14は、組付物2の形状に合わせて選択可能である。実施の形態1においては、ハンド14は、エアシリンダを備えたメカチャック機構であり、アルミシャーシ2cを保持することにより組付物2を保持する。なお、z方向は、被組付物1に組付物2を組み付ける際に組付物2を移動させる組付方向である。x方向及びy方向は、組付方向と直交する平面内において互いに直交する2方向である。
As shown in FIG. 1, the
ステージ15上には、x方向及びy方向の2方向にガイド16を有する位置決め部材18と押し当て機構17とが設けられている。図4は、実施の形態1に係る組立装置のガイドと押し当て機構との位置関係を示す図である。図4は、y方向の位置決め用のガイド16と押し当て機構17との位置関係を示しているが、x方向の位置決め用のガイド16及び押し当て機構17も、同様の位置関係で配置される。
A
ガイド16は、ステージ15に対向する傾斜部16aを上部に有しており、組付方向において傾斜部16aに隣接し組付方向と平行である平坦部16bを下部に有している。したがって、平坦部16bは、組付方向において傾斜部16aに隣接しており、ステージ15と傾斜部16aとの間に平坦部16bが位置している。ガイド16が被組付物1又は組付物2と接触する箇所は、被組付物1又は組付物2の形状にあわせて任意に決定することができる。ここでは、被組付物1及び組付物2の外形がともに直方体状であるため、x方向及びy方向それぞれにガイド16を備えることとする。また、x方向のガイド16とy方向のガイド16とは、z方向の長さが同じ長さであるとする。ガイド16は、嵌め合い部3と接触しない位置に配置することが望ましい。これは、被組付物1に組付物2を組み付ける際に、嵌め合い部3が弾性変形することをガイド16によって妨げないためである。なお、図1ではx方向のガイド16とy方向のガイド16とが別構造である位置決め部材18を示したが、x方向及びy方向にそれぞれ倣える面があるのであれば、x方向のガイド16とy方向のガイド16とは一体であっても構わない。
The
押し当て機構17は、例えばエアシリンダで駆動できるブロック状の機構であり、x方向においてガイド16と向かい合う位置と、y方向においてガイド16と向かい合う位置とにそれぞれ配置されている。押し当て機構17は、x方向及びy方向のそれぞれにおいて、被組付物1の外面に外力を加えてガイド16と押し当て機構17との間に被組付物1を挟み込む。言い換えれば、押し当て機構17が駆動することにより、被組付物1は、x方向及びy方向ともにガイド16に接した状態でステージ15上の一定の位置に保持される。
The
制御部11は、制御プログラムを実行することによりロボット12及び押し当て機構17の動作を制御する。制御部11は、例えばロボットコントローラである。ロボット12が力覚センサ13を備えているため、制御部11は、位置制御に加えて、力制御及び倣い制御を行うことができる。位置制御とは、制御部11が指示した座標へハンド14を移動させる制御方法である。力制御とは、制御部11が指示した荷重値が力覚センサ13から出力されるまでハンド14を移動させるフィードバック制御方法である。倣い制御とは、ハンド14を対象物に倣わせる制御方法である。これらの3種類の制御方法は、各軸個別に設定可能である。
The
組立装置10は、ロボット12と制御部11とより、組付物2を自在に移動させることができる。
The
実施の形態1に係る組立装置10によって組付物2を被組付物1に組み付ける動作について説明する。図5は、実施の形態1に係る組立装置によって組付物を被組付物に組み付ける動作の流れを示すフローチャートである。組付動作を開始するのに先だって、被組付物1をステージ15上に搭載する。ステップS1において、押し当て機構17により、ガイド16を基準に被組付物1をステージ15上の一定の位置に固定する。被組付物1はステージ15上に搭載された後、押し当て機構17によって外面が押されることにより、x方向及びy方向のそれぞれにおいて、ガイド16に押し付けられる。被組付物1は、ガイド16を基準に位置決めがなされた状態でステージ15上に保持される。
The operation of assembling the
ステップS2において、ハンド14により組付物2をロボット12で保持する。ハンド14で組付物2を保持することにより、ロボット12と制御部11とにより組付物2を自在に動かすことができる状態となる。
In step S2, the
図6は、実施の形態1に係る組立装置による被組付物に組付物を組み付ける動作中の組付物の状態を示す図である。なお、図6には、yz平面における被組付物1と組付物2との状態を示しているが、xz平面における被組付物1と組付物2との状態も同様である。ステップS3において、制御部11から位置制御指令を受けたロボット12は、図6の状態(a)のように組付物2を被組付物1の上に移動させる。この際、制御部11は、組付物2を被組付物1の直上ではなく、平坦部16bを基準として傾斜部16a側にずらした位置に移動させる。
FIG. 6 is a diagram illustrating the state of the assembly during the operation of assembling the assembly to the object to be assembled by the assembly apparatus according to the first embodiment. Although FIG. 6 shows the state of the
ステップS4において、制御部11から指令を受けたロボット12は、z方向を力制御、x方向及びy方向を倣い制御とすることにより組付物2を下降させて、図6の状態(b)のように、x方向及びy方向から組付物2を傾斜部16aに接触させる。制御部11は、組付物2と傾斜部16aとが接触することにより発生する荷重よりもz方向の力制御の荷重値を大きくする。これにより、ハンド14は、組付物2のx方向及びy方向をガイド16に倣わせながら更に下降を続ける。組付物2が傾斜部16aの下端部に到達してからもハンド14を下降させることにより、組付物2が平坦部16bに接触した状態となる。ステップS5において、制御部11から指令を受けたロボット12は、図6の状態(c)のように、組付物2を平坦部16bに倣わせながら被組付物1に向かってハンド14を下降させる。図6の状態(c)においては、ステージ15上に固定された被組付物1だけでなく、ハンド14が保持している組付物2も、x方向及びy方向それぞれにおいて平坦部16bに接している。したがって、組付物2が平坦部16bに倣う状態になることによりx方向及びy方向における被組付物1と組付物2との、ガイド16を基準にした位置合わせが完了する。
In step S4, the
ステップS6において、制御部11は、被組付物1への組付物2の組み付けが完了したか否かを判断する。被組付物1への組付物2の組み付けが完了したか否かを判断は、ハンド14のz軸の座標値に基づいて判断することができる。図6の状態(d)に示すように、被組付物1への組付物2の組付が完了すると、被組付物1と組付物2との間にz方向の隙間がなくなるため、被組付物1と組付物2との間にz方向の隙間がなくなる位置までハンド14が下降した場合に、被組付物1への組付物2の組付が完了したと判断できる。被組付物1への組付物2の組み付けが完了していなければ、ステップS5に進む。被組付物1への組付物2の組み付けが完了していれば、制御部11は、被組付物1へ組付物2を組み付ける動作を終了する。
In step S6, the
組付方向と垂直な面内での被組付物1と組付物2との位置合わせを先に完了させることにより、組付物2を組付方向に移動させるだけで嵌め合い部3の凹型スナップフィット3aと凸型スナップフィット3bとを接触させ、被組付物1に組付物2を組み付けることができる。
By first completing the alignment of the object to be assembled 1 and the
実施の形態1に係る組立装置10によれば、ガイド16を基準に位置合わせをした上で被組付物1に組付物2を組み付けることができるので、組立の嵌め合い箇所を嵌め合い時以外に接触させることなく、精密な位置合わせを容易に行った上で組み立てることができる。
According to the
なお、x方向及びy方向それぞれに設けるガイド16のz方向の長さを異ならせることもできる。x方向のガイド16とy方向のガイド16とでz方向の長さを異ならせる場合には、組付物2が一方の平坦部16bを倣うようになった後に、他方の傾斜部16aとの接触を開始する位置関係とすることが望ましい。このような構成の場合、倣い制御を方向ごとに順に行うことができるため、制御部11によるロボット12の制御が容易となる。すなわち各制御パラメータの裕度が大きくなるので、組立動作を安定化かつ高速化できる。また、精密な位置合わせが1方向でよい被組付物1と組付物2とにあっては、精密な位置合わせが必要な1方向のみに限定してガイド16を配置することにより、各制御パラメータの裕度が大きくなり、結果として組立動作を安定化かつ高速化できる。
Note that the lengths in the z direction of the
図7は、実施の形態1に係る組立装置によって被組付物に組み付けられる組付物の拡大図である。組付物2のうち傾斜部16aと最初に接触する箇所に図7のような傾斜部2dを設けることもできる。組付物2に傾斜部2dを設けることにより、倣い制御の最中に組付物2と傾斜部16aとが引っ掛かることを抑制し、組付物2及び傾斜部16aに傷がつくことを防止できる。
FIG. 7 is an enlarged view of an assembly assembled to an object to be assembled by the assembly apparatus according to the first embodiment. It is also possible to provide an
実施の形態2.
図8は、実施の形態2に係る組立装置の構成を示す図である。実施の形態2に係る組立装置10は、ステージ15に搭載された被組付物6に、ハンド14によって保持した組付物7を組み付けて組立作業を行う装置である。実施の形態2に係る組立装置10は、筐体である被組付物6とフロントカバーである組付物7との位置合わせ基準となるガイド16を備えた位置決め部材18がハンド14に設けられている。平坦部16bは、組付方向において傾斜部16aに隣接しており、ステージ15と平坦部16bとの間に傾斜部16aが位置している。被組付物6は、ステージ15上のエアシリンダを備えたメカチャック機構により、アルミシャーシ6cを介して保持される。また、組付物7は、ハンド14のx方向及びy方向にそれぞれ備えられたガイド16と、ハンド14のx方向及びy方向にそれぞれ備えられた押し当て機構17とによって、ガイド16を基準に位置合わせがなされた状態でハンド14により保持される。この他は、実施の形態1に係る組立装置10と同様である。
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of an assembly device according to the second embodiment. The
図9は、実施の形態2に係る組立装置によって組付物を被組付物に組み付ける動作の流れを示すフローチャートである。組付動作を開始するのに先だって、被組付物6をステージ15上に固定する。ステップS11において、ロボット12のハンド14により組付物7を保持する。組付物7は、押し当て機構17で外面が押されることにより、x方向及びy方向のそれぞれにおいて、ガイド16に押し付けられる。これにより、組付物7は、ガイド16を位置合わせ基準としてハンド14に保持される。
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of operations for assembling an object to an object to be assembled using the assembly apparatus according to the second embodiment. Prior to starting the assembly operation, the object to be assembled 6 is fixed on the
ステップS12において、制御部11から位置制御指令を受けたロボット12は、組付物7を被組付物6の上に移動させる。この際、制御部11は、組付物7を被組付物6の直上ではなく、平坦部16bを基準として傾斜部16a側にずらした位置に移動させる。
In step S12, the
ステップS13において、制御部11から指令を受けたロボット12は、z方向を力制御、x方向及びy方向を倣い制御としながらハンド14を下降させて、x方向及びy方向から傾斜部16aを被組付物6に接触させる。制御部11は、被組付物6と傾斜部16aとが接触することにより発生する荷重よりもz方向の力制御の荷重値を大きくする。被組付物6が傾斜部16aの下端部に到達してからもハンド14を下降させることにより、被組付物6が平坦部16bに接触した状態となる。
In step S13, the
ステップS14において、制御部11から指令を受けたロボット12は、被組付物6を平坦部16bに倣わせながら被組付物6に向かってハンド14を下降させる。ハンド14が保持している組付物7だけでなく、ステージ15上に固定された被組付物6も、x方向及びy方向それぞれにおいて平坦部16bに接している。したがって、被組付物6がガイド16の平坦部16bに倣う状態になることにより、ガイド16を位置合わせ基準として被組付物6と組付物7との位置合わせが完了する。
In step S14, the
ステップS15において、制御部11は、被組付物6への組付物7の組み付けが完了したか否かを判断する。被組付物6への組付物7の組み付けが完了したか否かの判断は、ハンド14のz軸の座標値に基づいて判断することができる。被組付物6への組付物7の組み付けが完了していなければ、ステップS14に進む。被組付物6への組付物7の組み付けが完了していれば、制御部11は、被組付物6へ組付物7を組み付ける動作を終了する。
In step S15, the
実施の形態2に係る組立装置10は、実施の形態1に係る組立装置10と同様に、組立の嵌め合い箇所を嵌め合い時以外に接触させることなく、精密な位置合わせを容易に行った上で組み立てることができる。
Similar to the
なお、実施の形態1に係る組立装置10と同様に、x方向のガイド16とy方向のガイド16とでz方向の長さを異ならせてもよいし、被組付物6にガイド16の傾斜部16aと接触する傾斜部を設けてもよい。また、ガイド16を1方向としてもよい。
Note that, similarly to the
図10は、実施の形態2の変形例に係る組立装置の上面図である。組立装置20は、ステージ15を複数備えている。組立装置20は、ハンド14にガイド16が設けられているため、個々のステージ15にガイド16を設ける必要がない。したがって、組立装置20は、ガイド16の固定位置、寸法及び形状がステージ15ごとに僅かに異なることに起因する誤差が発生しなくなるため、組立装置20の設置作業が容易となり、メンテナンス性も向上する。
FIG. 10 is a top view of an assembly apparatus according to a modification of the second embodiment. The
実施の形態3.
図11は、実施の形態3に係る組立装置の構成を示す図である。実施の形態3に係る組立装置10は、r方向及びθ方向における円筒状カバーである被組付物8と円筒状筐体である組付物9との位置合わせ基準となるガイド16を備えた位置決め部材18と、ガイド16に対向して設置され、ガイド16に向かって物体を押す動作が可能な押し当て機構17aと、ステージ15上に搭載された物体に、ステージ15の平行に回転させる力を加える押し当て機構17bとを有する。平坦部16bは、組付方向において傾斜部16aに隣接しており、ステージ15と傾斜部16aとの間に平坦部16bが位置している。実施の形態3に係る組立装置10は、ステージ15に搭載された被組付物8に、ハンド14によって保持した組付物9を組み付けて組立作業を行う装置である。
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of an assembly device according to the third embodiment. The
被組付物8には、円筒部分から径方向に突出する回転止め8aが設けられている。また、組付物9には、円筒部分から径方向に突出する回転止め9aが設けられている。実施の形態3においては、回転止め8a及び回転止め9aは、図11に示すように、z方向に延びる直方体状の構造物とする。押し当て機構17bは、回転止め8aをガイド16に押し当てることにより、ステージ15に搭載された被組付物8を、ステージ15と平行に回転させる。
The object to be assembled 8 is provided with a
被組付物8は、押し当て機構17a及び押し当て機構17bによって、ガイド16を基準に位置合わせがなされた状態でステージ15上に保持される。一方、組付物9は、エアシリンダを備えたメカチャック機構によってハンド14により保持される。
The object to be assembled 8 is held on the
図12は、実施の形態3に係る組立装置によって組付物を被組付物に組み付ける動作の流れを示すフローチャートである。組付動作を開始するのに先だって、被組付物8をステージ15上に搭載する。ステップS21において、押し当て機構17aで被組付物8の外面を押し、かつ押し当て機構17bで回転止め8aを押すことにより、r方向及びθ方向のそれぞれにおいて、被組付物8をガイド16に押し付ける。これにより、押し当て機構17a,17bによりガイド16を基準に被組付物8は、ステージ15上に固定される。ステップS22において、ハンド14により組付物9をロボット12で保持する。ハンド14で組付物9を保持することにより、ロボット12と制御部11とにより組付物9を自在に動かすことができる状態となる。
FIG. 12 is a flowchart showing the flow of operations for assembling an object to an object to be assembled by the assembly apparatus according to the third embodiment. Prior to starting the assembly operation, the object to be assembled 8 is mounted on the
ステップS23において、制御部11から位置制御指令を受けたロボット12は、組付物9を被組付物8の上に移動させる。この際、制御部11は、組付物9を被組付物8の直上ではなく、ガイド16の平坦部16bを基準として傾斜部16a側にずらした位置に移動させる。
In step S23, the
ステップS24において、制御部11から指令を受けたロボット12は、z方向を力制御、r方向及びθ方向を倣い制御とすることにより組付物9を下降させて、r方向及びθ方向から組付物9を傾斜部16aに接触させる。制御部11は、組付物9と傾斜部16aとが接触することにより発生する荷重よりもz方向の力制御の荷重値を大きくすることにより、ロボット12のハンド14は組付物9のr方向及びθ方向をガイド16に倣わせながら更に下降を続ける。組付物9がガイド16の傾斜部16aの下端部に到達してからもハンド14を下降させることにより、組付物9がガイド16の平坦部16bに接触した状態となる。
In step S24, the
ステップS25において、制御部11から指令を受けたロボット12は、組付物9を平坦部16bに倣わせながら被組付物8に向かってハンド14を下降させる。ステージ15上に固定された被組付物8だけでなく、ロボット12のハンド14が保持している組付物9も、r方向及びθ方向それぞれにおいてガイド16の平坦部16bに接している。したがって、組付物9がガイド16の平坦部16bに倣う状態になることにより、ガイド16を位置合わせ基準として被組付物8と組付物9との位置合わせが完了する。
In step S25, the
ステップS26において、制御部11は、被組付物8への組付物9の組み付けが完了したか否かを判断する。被組付物8への組付物9の組み付けが完了したか否かの判断は、ハンド14のz軸の座標値に基づいて判断することができる。被組付物8への組付物9の組み付けが完了していなければ、ステップS25に進む。被組付物8への組付物9の組み付けが完了していれば、制御部11は、被組付物8と組付物9とを嵌め合わせる動作を終了する。
In step S26, the
実施の形態3に係る組立装置10は、円筒状カバーである被組付物8と、円筒状筐体である組付物9との嵌め合わせにおいて、嵌め合い箇所を嵌め合い時以外に接触させることができない場合でも、精密な位置合わせを容易に行ってから組み立てることができる。
In the
なお、実施の形態1に係る組立装置10と同様に、x方向のガイド16とy方向のガイド16とでz方向の長さを異ならせてもよいし、被組付物8にガイド16の傾斜部16aと接触する傾斜部を設けてもよい。また、実施の形態2に係る組立装置10と同様に、ガイド16をハンド14側に設けてもよい。
Note that, similarly to the
上記の実施の形態1から実施の形態3に係る組立装置10,20の制御部11の機能は、処理回路により実現される。処理回路は、専用のハードウェアであっても、記憶装置に格納されるプログラムを実行する処理装置であってもよい。
The functions of the
処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又はこれらを組み合わせたものが該当する。図13は、実施の形態1から実施の形態3に係る組立装置の制御部の機能をハードウェアで実現した構成を示す図である。処理回路29には、制御部11の機能を実現する論理回路29aが組み込まれている。
If the processing circuitry is dedicated hardware, the processing circuitry may be a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an application-specific integrated circuit, a field programmable gate array, or a combination thereof. is applicable. FIG. 13 is a diagram showing a configuration in which the functions of the control section of the assembly apparatus according to
処理回路29が処理装置の場合、制御部11の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。
When the
図14は、実施の形態1から実施の形態3に係る組立装置の制御部の機能をソフトウェアで実現した構成を示す図である。処理回路29は、プログラム29bを実行するプロセッサ291と、プロセッサ291がワークエリアに用いるランダムアクセスメモリ292と、プログラム29bを記憶する記憶装置293を有する。記憶装置293に記憶されているプログラム29bをプロセッサ291がランダムアクセスメモリ292上に展開し、実行することにより、制御部11の機能が実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラム言語で記述され、記憶装置293に格納される。プロセッサ291は、中央処理装置を例示できるがこれに限定はされない。記憶装置293は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、又はEEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)といった半導体メモリを適用できる。半導体メモリは、不揮発性メモリでもよいし揮発性メモリでもよい。また記憶装置293は、半導体メモリ以外にも、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク又はDVD(Digital Versatile Disc)を適用できる。なお、プロセッサ291は、演算結果といったデータを記憶装置293に出力して記憶させてもよいし、ランダムアクセスメモリ292を介して不図示の補助記憶装置に当該データを記憶させてもよい。プロセッサ291、ランダムアクセスメモリ292及び記憶装置293を1チップに集積することにより、制御部11の機能をマイクロコンピュータにより実現することができる。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration in which the functions of the control unit of the assembly apparatus according to
処理回路29は、記憶装置293に記憶されたプログラム29bを読み出して実行することにより、制御部11の機能を実現する。プログラム29bは、制御部11の機能を実現する手順及び方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。
The
なお、処理回路29は、制御部11の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、制御部11の機能の一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。
Note that the
このように、処理回路29は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
In this way, the
以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above embodiments is an example, and it is possible to combine it with another known technology, and a part of the configuration can be omitted or changed without departing from the gist. It is possible.
1,6,8 被組付物、2,7,9 組付物、2a 基板、2b サイドカバー、2c,6c アルミシャーシ、2d,16a 傾斜部、3 嵌め合い部、3a 凹型スナップフィット、3b 凸型スナップフィット、4 コネクタ貫通部、4a コネクタ用開口部、4b コネクタ、5 電子機器、8a,9a 回転止め、10,20 組立装置、11 制御部、12 ロボット、13 力覚センサ、14 ハンド、15 ステージ、16 ガイド、16b 平坦部、17,17a,17b 押し当て機構、18 位置決め部材、29 処理回路、29a 論理回路、29b プログラム、291 プロセッサ、292 ランダムアクセスメモリ、293 記憶装置。 1, 6, 8 Part to be assembled, 2, 7, 9 Part to be assembled, 2a Board, 2b Side cover, 2c, 6c Aluminum chassis, 2d, 16a Inclined part, 3 Fitting part, 3a Concave snap fit, 3b Convex Type snap fit, 4 Connector penetration part, 4a Connector opening, 4b Connector, 5 Electronic device, 8a, 9a Rotation stopper, 10, 20 Assembly device, 11 Control unit, 12 Robot, 13 Force sensor, 14 Hand, 15 stage, 16 guide, 16b flat portion, 17, 17a, 17b pressing mechanism, 18 positioning member, 29 processing circuit, 29a logic circuit, 29b program, 291 processor, 292 random access memory, 293 storage device.
Claims (10)
被組付物を搭載するステージと、
前記ステージに搭載された前記被組付物に前記組付物を組み付ける組付方向と直交する平面に対して傾斜し、前記ステージと対向する傾斜部と、前記組付方向において前記傾斜部に隣接し前記組付方向と平行である平坦部とを備え、前記ステージと前記傾斜部との間に前記平坦部が位置するガイドを、前記組付方向と直交する平面内の異なる2方向の各々に備え、前記ステージに固定される位置決め部材と、
前記異なる2方向の各々の前記平坦部に対向して設置され、前記被組付物を前記平坦部の方向に押す力を発生させる押し当て機構と、
前記押し当て機構により前記被組付物を前記平坦部に押し当てる制御と、前記ハンドで保持した前記組付物を前記傾斜部から前記平坦部に順に沿わせる制御とを前記異なる2方向の各々で行う制御部とを有することを特徴とする組立装置。 a robot equipped with a hand for holding an assembly and a force sensor for detecting force applied to the hand;
a stage on which the object to be assembled is mounted;
an inclined part that is inclined with respect to a plane perpendicular to an assembly direction in which the object to be assembled is assembled to the object to be assembled mounted on the stage and faces the stage; and an inclined part that is adjacent to the inclined part in the assembly direction. and a flat part parallel to the assembling direction, the flat part being located between the stage and the inclined part, the guide in two different directions within a plane perpendicular to the assembling direction. a positioning member fixed to the stage;
a pressing mechanism that is installed opposite to the flat portion in each of the two different directions and generates a force that presses the object to be assembled in the direction of the flat portion;
Control of pressing the object to be assembled onto the flat part by the pressing mechanism and control of causing the object to be assembled held by the hand to follow the slope part to the flat part in order in each of the two different directions. An assembly device characterized by having a control unit that performs the assembly process.
被組付物を搭載するステージと、
前記ハンドに保持された前記組付物を前記被組付物に組み付ける組付方向と直交する平面に対して傾斜し、前記ステージと対向する傾斜部と、前記組付方向において前記傾斜部に隣接し前記組付方向と平行である平坦部とを備え、前記ステージと前記平坦部との間に前記傾斜部が位置するガイドを、前記組付方向と直交する平面内の異なる2方向の各々に備えた位置決め部材と、
前記異なる2方向の各々の前記平坦部に対向して設置され、前記組付物を前記平坦部の方向に押す力を発生させる押し当て機構と、
前記押し当て機構により前記組付物を前記平坦部に押し当てる制御と、前記ステージに搭載された前記被組付物を前記傾斜部から前記平坦部に順に沿わせる制御とを前記異なる2方向の各々で行う制御部とを有することを特徴とする組立装置。 a robot equipped with a hand for holding an assembly and a force sensor for detecting force applied to the hand;
a stage on which the object to be assembled is mounted;
an inclined part that is inclined with respect to a plane perpendicular to an assembly direction in which the assembly held by the hand is assembled to the assembly object, and faces the stage; and an inclined part that is adjacent to the inclined part in the assembly direction. and a flat part parallel to the assembly direction, the guide having the inclined part located between the stage and the flat part, in each of two different directions within a plane perpendicular to the assembly direction. a positioning member provided with the
a pressing mechanism that is installed opposite to the flat portion in each of the two different directions and generates a force that pushes the assembled object in the direction of the flat portion;
The pressing mechanism presses the assembled object against the flat part, and the assembled object mounted on the stage is moved sequentially from the inclined part to the flat part in the two different directions. An assembly device characterized by having a control section for each.
被組付物を搭載するステージと、
前記ステージに搭載された前記被組付物に前記組付物を組み付ける組付方向と直交する平面に対して傾斜し、前記ステージと対向する傾斜部と、前記組付方向において前記傾斜部に隣接し前記組付方向と平行である平坦部とを備え、前記ステージと前記傾斜部との間に前記平坦部が位置するガイドを、前記組付方向と直交する平面内の1方向に備え、前記ステージに固定される位置決め部材と、
前記平坦部に対向して設置され、前記被組付物を前記平坦部の方向に押す力を発生させる押し当て機構と、
前記押し当て機構により前記被組付物を前記平坦部に押し当てる制御と、前記ハンドで保持した前記組付物を前記傾斜部から前記平坦部に順に沿わせる制御とを行う制御部とを有することを特徴とする組立装置。 a robot equipped with a hand for holding an assembly and a force sensor for detecting force applied to the hand;
a stage on which the object to be assembled is mounted;
an inclined part that is inclined with respect to a plane perpendicular to an assembly direction in which the object to be assembled is assembled to the object to be assembled mounted on the stage and faces the stage; and an inclined part that is adjacent to the inclined part in the assembly direction. and a guide including a flat part parallel to the assembly direction, the flat part being located between the stage and the inclined part, in one direction within a plane orthogonal to the assembly direction, a positioning member fixed to the stage;
a pressing mechanism that is installed opposite to the flat part and generates a force that pushes the object to be assembled in the direction of the flat part;
a control unit that controls the pressing mechanism to press the object to be assembled against the flat portion; and controls the object to be assembled held by the hand to move along the flat portion sequentially from the inclined portion. An assembly device characterized by:
被組付物を搭載するステージと、
前記ハンドに保持された前記組付物を前記被組付物に組み付ける組付方向と直交する平面に対して傾斜し、前記ステージと対向する傾斜部と、前記組付方向において前記傾斜部に隣接し前記組付方向と平行である平坦部とを備え、前記ステージと前記平坦部との間に前記傾斜部が位置するガイドを、前記組付方向と直交する平面内の1方向に備えた位置決め部材と、
前記平坦部に対向して設置され、前記組付物を前記平坦部の方向に押す力を発生させる押し当て機構と、
前記押し当て機構により前記組付物を前記平坦部に押し当てる制御と、前記ステージに搭載された前記被組付物を前記傾斜部から前記平坦部に順に沿わせる制御とを行う制御部とを有することを特徴とする組立装置。 a robot equipped with a hand for holding an assembly and a force sensor for detecting force applied to the hand;
a stage on which the object to be assembled is mounted;
an inclined part that is inclined with respect to a plane perpendicular to an assembly direction in which the assembly held by the hand is assembled to the assembly object, and faces the stage; and an inclined part that is adjacent to the inclined part in the assembly direction. and a flat part parallel to the assembly direction, and a guide in which the inclined part is located between the stage and the flat part in one direction within a plane orthogonal to the assembly direction. parts and
a pressing mechanism that is installed opposite to the flat part and generates a force that pushes the assembled object in the direction of the flat part;
a control unit that controls the pressing mechanism to press the assembled object against the flat portion; and controls the assembled object mounted on the stage to sequentially move from the inclined portion to the flat portion; An assembly device comprising:
スナップフィットにより前記筐体に嵌め合わされるカバーを、組付方向と直交する面内の異なる2方向の各々においてガイドで位置決めして、ステージ上に固定するステップと、
前記ロボットが、前記異なる2方向の各々において前記ガイドに倣わせながら前記筐体を前記カバーに近づけるステップと、
前記ロボットが、前記異なる2方向の各々において前記ガイドに倣わせた前記筐体を前記カバーに押し当てて、前記スナップフィットを嵌め合わせるステップとを有することを特徴とする電子機器の製造方法。 holding the housing with a robot hand equipped with a force sensor;
positioning the cover to be fitted to the casing by snap-fitting with a guide in each of two different directions in a plane perpendicular to the assembly direction, and fixing it on a stage;
a step in which the robot moves the casing close to the cover while following the guide in each of the two different directions;
A method of manufacturing an electronic device, comprising the step of: the robot presses the casing, which is made to follow the guide, against the cover in each of the two different directions, and engages the snap fit.
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