JPH02212031A - Magnetic chuck - Google Patents
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Abstract
Description
（産業上の利用分野） 本発明は自動組立機に関する。 (Industrial application field) The present invention relates to an automatic assembly machine.
従来、電子部品等を組立る場合、それらの部品はロボッ
ト等に取付けられたメカニカルチャック、真空チャック
により、前記電子部品等を供給するパーツフィーダ、テ
ープからピックアップされ、前記ロボット等により組立
されていた。
近来、組立作業の高速化の要求はますます高くなり、ロ
ボット等のスピードを早くすることによって対応する場
合と、前記メカニカルチャック、真空チャックに工夫を
加え、かつ、部品の供給方法にも工夫を加え、−度に多
数の部品を供給、ピックアップして、組立るバッチ方式
で対応する場合がある。ロボット等の高速化には目覚ま
しいものがあるが、単に時間当りの生産性で比較すると
、バッチ方式での処理のほうが数倍から数百倍生産性が
高くなる。バッチ方式のもっとも一般的な手法としては
振り込み法がある。振り込み法とは、振動、揺動する板
に、整列させたい部品の外形よりやや大きめの穴、へこ
みが多数（多くはマトリックス状）に形成されており、
これらの穴、へこみの総数よりはるかに大量の部品を投
入し、前記板を振動、揺動させることにより、部品は前
記穴、へこみに定められた姿勢で整列させられるという
ものである。振り込み法が適用できる部品は形状、材質
等に制限はあるが、生産性は非常に高い、振り込み法を
使用した部品整列装置は、振り込み機と呼ばれる。
さて、自動組立機においては、整列させた部品を、整列
させた位置よりピックアップし、別の位置に移動させ、
治具、他の部品に組み合わせることが必要である。自動
組立機が人手による°作業の削減という目的を持ってい
る以上、部品のピックアップや、部品の位置決めには、
高い確実性が要求されることは当然であり、ピックアッ
プミスや組立不良が頻発するようでは自動組立機として
失格となる。特に、前記バッチ方式を利用した自動組立
機においては、−度に処理する部品の数が多いためピッ
クアップ、組み付は時に失敗する可能性も高くなり、た
とえば、−度に子側の部品をピックアップする場合、ピ
ックアップ成功率を９９゜９％とする場合、１ヶ当りの
成功確率は９９．９９９９％としなければならないほど
である。これは、１ヶ当り百万回に１回しか失敗できな
いことを意味し、技術的には非常に困難なことである。
本発明では、前記の困難を克服する方法を提供するもの
であり、以下、前記振り込み機から部品をピックアップ
する場合の従来の技術の問題点について具体的に説明す
る。
第１図は振り込み機に適用できる部品（１）の断面図で
あり、部品（１）はプレス探しぼり成形により製作され
、図面上下方向に開口部をもつリング形状をしている。
第２図は振り込み機の振り込み板（２）と振り込み穴（
３）の断面図であり、振り込み板（２）は図面垂直方向
に平面的な大きさをもっており、振り込み穴（３）は振
り込み板（２）に多数成形されている。第３図は振り込
み穴（３）に部品（１）が振り込まれた状態を示す第２
図と同方向の断面図である。第４図は部品（１）を振り
込み穴（３）よりピックアップするための吸着ビン（４
）と真空穴（５）を示した第２図と同方向の断面図であ
り、吸着ビン（４）の外形は部品（１）の内形よりやや
小さく、チャック本体（６）はロボット等（図示せず）
にとりつけられている図面垂直方向に平面的な大きさを
もつ板で、チャック本体（６）と振り込み板（２）を平
面的に合わせたとき吸着ビン（４）が振り込み穴（３）
に位置、数が一致するよう配置されている。真空穴は真
空ポンプ、ブロワ−等（図示せず）につながっている、
第５図は、吸着ビン（４）が振り込み穴（３）に振り込
まれた部品（１）を吸着するための位置関係を、第２図
と同方向の断面図である。第６図は部品（１）が吸着ビ
ン（４）に吸着されている状態の第２図と同方向の断面
図であり、チャック本体（６）はロボット等により図面
上方向に持ち上げられているので、部品＜１）は振り込
み穴（３）よりはずれている。圧力（７）とは、吸着ビ
ン（４）の真空穴（５）内の空気を真空ポンプ、ブロワ
−等で排気することによって生ずる大気圧との差圧が、
部品（１）の外側に働く様子を示したものである。第７
図は、振り込み機全体を第２図と同方向の断面図である
。チャック本体（６）がとりつけられているロボット等
、振り込み板（２）を振動、揺動させる機構、吸着ビン
（４）の真空穴につながる真空ポンプ、ブロワ−、チュ
ーブ等は省略しである。
さて、第３図で示した様に部品（１）が振り込み穴（３
）に振り込まれており、第５図で示した様に吸着ビン（
４）を部品（１）の内側に位置させ、真空穴（５）内の
空気を排気すると、吸着ビン（４）と部品（１）との間
の圧力が下がり、第６図に示す圧力（７）が部品（１）
の外側に働き、部品（１）の重量より、圧力（７）によ
る摩擦による力が大きければ部品（１）は吸着ビン（４
）よりはずれず、チャック本体（６）を持ち上げると部
品（１）は全数ピックアップできるはずである。
部品（１）が確実に吸着ビン（４）に吸着されるために
は、部品（１）と吸着ビン（４）との第５図の状態のと
きのすきまはある程度小さくなくてはならない、このす
きまは、単に部品（１）と吸着ビン（４）との関係だけ
で決まるものでなく、振り込み穴（３）と吸着ビン（４
）との位置精度が重要であることは明白である。しかし
ながら、吸着ビン（４）、振り込み穴（３）、チャック
本体（６）が機械加工等で成形される以上ある程度の加
工誤差は避けようがなく、該誤差分を見込んで、部品（
１）と振り込み穴（３）とのすきま、部品（１）と吸着
ビン（４）とのすきまを設定する必要がある。このこと
は第５図の状態をすべての振り込み穴（３）について実
現するための、前記のすきまの最小量は、加工精度から
決定されることを意味しており、吸着に必要な最大量の
すきまから決定されるのではないところに大きな問題が
ある。また、ピックアップされた部品（１）は、別の部
品、治具等に組み込まれるのであるから、真空穴（５）
を大気圧に戻したとき、部品（１）が自重で落下できる
だけのすきまが吸着ビン（４）と部品（１）との間に必
要である。つまり、第５図の状態を実現するためには、
前記すきまは大きいほうがよく、第６図の状態を実現す
るためには前記すきまは小さいほうがよい、また、部品
（１）を別の部品、治具等に組み込むには、前記すきま
は小さいほうがよく、部品（１）が吸着ビン（４）より
落下できるためには、前記すきまは大きいほうがよい。
〔発明が解決しようとする課題〕
実際には、矛盾する前記すきまの最適値をさがして決定
するのだが、多くは試行錯誤の作業となす労力と時間、
費用がかかる。また、部品（１）の形状、材質、振り込
み穴（３）等の加工精度によっては、どうしても生産性
、稼動率を高めることのできない場合も見受けられる。
さらに吸着ビン（４）は−個ではなく、数十〜数千個に
及ぶ数があり、その真空穴（５）内を一度に排気するに
は、大きな真空ポンプ、ブロワ−が必要となり、振動、
騒音、消費電力も大きく、経済面、環境面での問題も多
い。Conventionally, when assembling electronic parts, those parts were picked up from a parts feeder or tape that supplies the electronic parts by a mechanical chuck or vacuum chuck attached to a robot, etc., and then assembled by the robot, etc. . In recent years, the demand for faster assembly work has become higher and higher, and this can be met by increasing the speed of robots, etc., and by adding innovations to the mechanical chucks and vacuum chucks mentioned above, as well as devising ways to feed parts. In addition, there are cases where a batch method is used in which a large number of parts are supplied, picked up, and assembled at one time. There are remarkable improvements in the speed of robots, etc., but when simply comparing productivity per hour, batch processing is several to hundreds of times more productive. The most common batch method is the transfer method. In the transfer method, a large number of holes and depressions (often in a matrix shape) that are slightly larger than the outline of the parts to be aligned are formed on a vibrating and swinging plate.
By inserting a much larger quantity of parts than the total number of these holes and dents, and vibrating and rocking the plate, the parts are aligned in the positions determined by the holes and dents. Although there are restrictions on the shape, material, etc. of parts to which the transfer method can be applied, productivity is extremely high.A device for aligning parts using the transfer method is called a transfer machine. Now, in an automatic assembly machine, the aligned parts are picked up from the aligned position, moved to another position,
It is necessary to combine it with jigs and other parts. Since automatic assembly machines have the purpose of reducing manual work, picking up parts and positioning parts,
Naturally, a high level of reliability is required, and if pick-up mistakes or assembly defects occur frequently, the machine will be disqualified as an automatic assembly machine. In particular, in automatic assembly machines that use the batch method, there is a high possibility that picking up and assembling will sometimes fail due to the large number of parts that are processed at one time.For example, picking up child parts at one time In this case, if the pickup success rate is 99.9%, the success rate per piece must be 99.9999%. This means that each test can fail only once in a million times, which is technically extremely difficult. The present invention provides a method for overcoming the above-mentioned difficulties, and the problems of the conventional technology when picking up parts from the transfer machine will be specifically explained below. FIG. 1 is a cross-sectional view of a part (1) that can be applied to a transfer machine, and the part (1) is manufactured by press molding and has a ring shape with an opening in the vertical direction of the drawing. Figure 2 shows the transfer plate (2) of the transfer machine and the transfer hole (
3), the transfer plate (2) has a planar size in the direction perpendicular to the drawing, and a large number of transfer holes (3) are formed in the transfer plate (2). Figure 3 shows the state in which the part (1) has been transferred into the transfer hole (3).
It is a sectional view taken in the same direction as the figure. Figure 4 shows the suction bin (4) for picking up the part (1) from the transfer hole (3).
) and the vacuum hole (5) in the same direction as FIG. (not shown)
It is a plate with a planar size in the direction perpendicular to the drawing attached to the drawing, and when the chuck body (6) and the transfer plate (2) are aligned planarly, the suction bottle (4) is located in the transfer hole (3).
are arranged so that their positions and numbers match. The vacuum hole is connected to a vacuum pump, blower, etc. (not shown).
FIG. 5 is a sectional view taken in the same direction as FIG. 2, showing the positional relationship in which the suction bottle (4) suctions the component (1) transferred into the transfer hole (3). Figure 6 is a sectional view taken in the same direction as Figure 2, with the component (1) being sucked into the suction bottle (4), and the chuck body (6) being lifted upward in the drawing by a robot or the like. Therefore, the part <1) is out of the transfer hole (3). Pressure (7) is the pressure difference between atmospheric pressure and atmospheric pressure that is generated by exhausting the air in the vacuum hole (5) of the adsorption bottle (4) with a vacuum pump, blower, etc.
It shows how it works on the outside of part (1). 7th
The figure is a sectional view of the entire transfer machine taken in the same direction as FIG. 2. The robot to which the chuck body (6) is attached, the mechanism for vibrating and rocking the transfer plate (2), the vacuum pump, blower, tube, etc. connected to the vacuum hole of the suction bottle (4) are omitted. Now, as shown in Figure 3, part (1) is inserted into the transfer hole (3).
), and as shown in Figure 5, the suction bottle (
4) is placed inside the part (1) and the air in the vacuum hole (5) is exhausted, the pressure between the suction bottle (4) and the part (1) decreases, and the pressure ( 7) is part (1)
If the frictional force caused by the pressure (7) is greater than the weight of the part (1), the part (1) will be moved to the suction bin (4).
), and if you lift the chuck body (6), you should be able to pick up all parts (1). In order for the part (1) to be reliably attracted to the suction bottle (4), the gap between the part (1) and the suction bottle (4) in the state shown in Figure 5 must be small to some extent. The clearance is determined not only by the relationship between the part (1) and the suction bottle (4), but also by the relationship between the transfer hole (3) and the suction bottle (4).
) is clearly important. However, since the suction bottle (4), transfer hole (3), and chuck body (6) are formed by machining, a certain amount of processing error is unavoidable.
It is necessary to set the clearance between part 1) and transfer hole (3), and the clearance between part (1) and suction bottle (4). This means that the minimum amount of clearance mentioned above to achieve the condition shown in Figure 5 for all transfer holes (3) is determined from the machining accuracy, and the maximum amount required for suction. The big problem is that it is not determined based on the gap. In addition, since the picked up part (1) will be incorporated into another part, jig, etc., the vacuum hole (5)
There needs to be a gap between the suction bottle (4) and the part (1) that allows the part (1) to fall under its own weight when the pressure is returned to atmospheric pressure. In other words, in order to realize the state shown in Figure 5,
The larger the gap, the better; in order to achieve the state shown in Figure 6, the smaller the gap, the smaller the gap is, the better to incorporate part (1) into another part, jig, etc. In order for the component (1) to be able to fall from the suction bottle (4), the gap should be large. [Problem to be solved by the invention] In reality, the optimum value of the contradictory gap is found and determined, but in most cases it is a process of trial and error that requires a lot of effort and time.
It's expensive. Further, depending on the shape and material of the part (1), the machining accuracy of the transfer hole (3), etc., there are cases in which it is impossible to increase the productivity and operating rate. Furthermore, there are not just a few suction bottles (4), but tens to thousands of them, and in order to evacuate the inside of the vacuum hole (5) at once, a large vacuum pump or blower is required, which causes vibrations. ,
The noise and power consumption are large, and there are many economic and environmental problems.
前記の課題を解決するために、部品が強磁性を持ち、残
留磁気の影響を無視できるものである場合において、往
復運動する磁石と、該往復運動を作る機構部と、前記磁
石の運動に千渉せずかつ前記機構部の出力部と逆側にあ
って、前記往復運動の方向にほぼ垂直に配置された薄板
とで構成されたことを特徴とするマグネットチャック。
【作用】
本発明では、第３図に示した部品（１）の図面上方に薄
板を配置し、該薄板をはさんで部品（１）と逆の側に磁
石を配置し、該磁石を前記図面上方向に沿う方向で往復
運動させる機構部があり、該機構部によって前記磁石が
前記薄板に押しつけられると、前記磁石による磁力が薄
板を貫通し、部品（１）に作用し、部品（１）は薄板に
密着する。
この状態で前記薄板を第３図の図面上方に移動させれば
、部品（１）は振り込み穴（３）よりピックアップでき
るものである。
〔実施例〕
本発明の好適な実施例について第８図、第９図、第１Ｏ
図、第１１図を使用して説明する。第８図は、本発明、
以下マグネットチャックと呼ぶ、を単純化した構成例で
あり、第７図と同じ方向の断面図である。磁石（８）と
、磁石（８）を往復運動させるための機構部であるエア
シリンダー（９）、該機構部の出力部のピストンロッド
（ｌＯ）は磁石（８）に連結されており、エアシリンダ
ー（９）が固定されているベース（１１）には、薄板（
１２）が貼付もれている。第９図は、第８図と同方向の
断面図であり、エアシリンダー（９）が作動し、ピスト
ンロッド（１０）につながった磁石（８）が、薄板（１
２）に押しつけられた状態を示すものである。第１０図
は、第３図で示した振り込み穴（３）に部品（１）が振
り込まれているところに、第９図の状態にあるマグネッ
トチャックが、図面上方で、部品（＋）に薄板（１２）
を密着に近い状態で位置していることを示す第８図と同
方向の部分断面図である。第１１図は、部品（１）が磁
石（８）の磁力（１３）で薄板（１２）に密着し、振り
込み穴（３）よりピックアップされた状態を示している
。第８図、第９図、第１０図、第１１図ともマグネット
チャック全体が取付けであるロボット、エアシリンダー
（９）の配管等は省略しである。
〔発明の効果〕
本発明のマグネットチャックにおいては、従来の技術に
よる吸着ビン（４）のような突起物がなく、薄板（１２
）の平面部に部品（１）が密着する。したがって吸着ビ
ン（４）と部品（１）とのすきまなるものは存在せず、
したがって、従来の技術の大きな問題は、まったくなく
なるという効果を有する。また、部品（１）を別の部品
、治具等に組み込むという作業に関しても、部品（１）
が振り込み穴（３）の位置精度をそのままに薄板（１２
）に密着できるため、極めて良好な結果が得られる。さ
らに、磁石（８）によって部品（１）をピックアップす
るため、真空ポンプ、ブロワ−等は必要なくなり、経済
面環境面での問題も解決できる。
以上、本発明について述べてきたが、本発明は、バッチ
方式の自動組立機における部品のピックアップの手段と
して、従来の技術を上まわるものである。In order to solve the above problem, in the case where the parts have ferromagnetism and the influence of residual magnetism can be ignored, a magnet that moves reciprocatingly, a mechanism part that creates the reciprocating movement, and a 1. A magnetic chuck comprising: a thin plate disposed substantially perpendicularly to the direction of the reciprocating motion, and located on the opposite side of the output section of the mechanism section without interfering with the output section of the mechanism section. [Operation] In the present invention, a thin plate is placed above the component (1) shown in FIG. 3, and a magnet is placed on the opposite side of the component (1) across the thin plate. There is a mechanism part that makes reciprocating motion in the direction along the top of the drawing, and when the magnet is pressed against the thin plate by the mechanism part, the magnetic force of the magnet penetrates the thin plate and acts on the part (1). ) is in close contact with the thin plate. If the thin plate is moved upward in FIG. 3 in this state, the part (1) can be picked up from the transfer hole (3). [Example] Fig. 8, Fig. 9, and Fig. 1O regarding a preferred embodiment of the present invention.
This will be explained using FIG. FIG. 8 shows the present invention,
This is a simplified configuration example of a magnetic chuck, hereinafter referred to as a magnetic chuck, and is a sectional view taken in the same direction as FIG. 7. A magnet (8), an air cylinder (9) which is a mechanical part for reciprocating the magnet (8), and a piston rod (lO) at the output part of the mechanical part are connected to the magnet (8), and the air cylinder (9) is a mechanical part for reciprocating the magnet (8). The base (11) to which the cylinder (9) is fixed has a thin plate (
12) is not pasted. FIG. 9 is a sectional view taken in the same direction as FIG. 8, in which the air cylinder (9) is activated and the magnet (8) connected to the piston rod (10)
2). Figure 10 shows that while the part (1) is being transferred into the transfer hole (3) shown in Figure 3, the magnetic chuck in the state shown in Figure 9 is holding a thin plate of the part (+) at the top of the drawing. (12)
9 is a partial cross-sectional view taken in the same direction as FIG. 8, showing that the two are positioned in close contact with each other; FIG. FIG. 11 shows a state in which the component (1) is brought into close contact with the thin plate (12) by the magnetic force (13) of the magnet (8) and is picked up from the transfer hole (3). In FIG. 8, FIG. 9, FIG. 10, and FIG. 11, the entire magnetic chuck is attached to the robot, the piping of the air cylinder (9), etc. are omitted. [Effects of the Invention] In the magnetic chuck of the present invention, there is no protrusion like the suction bottle (4) in the conventional technology, and the thin plate (12
) The part (1) comes into close contact with the flat surface of the part (1). Therefore, there is no gap between the suction bottle (4) and the part (1),
Therefore, the major problems of the prior art have the effect of being completely eliminated. Also, regarding the work of incorporating part (1) into another part, jig, etc., part (1)
The thin plate (12) maintains the positional accuracy of the transfer hole (3)
), very good results can be obtained. Furthermore, since the component (1) is picked up by the magnet (8), vacuum pumps, blowers, etc. are not required, and economical and environmental problems can also be solved. The present invention has been described above, and the present invention is superior to conventional techniques as a means for picking up parts in a batch-type automatic assembly machine.
第１図・・・・部品の断面図
（１）・・・・・部品
第２図・・・・振り込み板の断面図
（２）・・・・・振り込み板
（３）・・・・・振り込み穴
第３図・・・・部品（１）の振り込まれた振り込み板（
２）の断面図
第４図・・・・吸着ビン部断面図
（４）・・・・・吸着ビン
（５）・・・・・真空穴
（６）・・・・・チャック本体
第５図・・・・吸着ビンと部品の断面図第６図・・・・
吸着ビンと部品の断面図（７）・・・・・圧力
第７図・・・・振り込み機会体の断面図第８図・・・・
マグネットチャックの断面図（８）・・・・・磁石
（９）・・・・・エアシリンダー
（ｌＯ）・・・ピストンロッド
（１１）・・・ベース
（１２）・・・薄板
第９図・・・・エアシリンダー動作時の断面図第１０図
・・マグネットチャックと振り込み機との位置関係の断
面図
第１１図・・マグネットチャックと部品（１）の吸着の
断面図
（１３）・・・磁力
′メ１図
肩？（２）
茗５図
業Ｇ口
百７回
′＊８国
ア９０
■１０目
゛虞１１のFigure 1... Cross-sectional view of parts (1)... Parts Figure 2... Cross-sectional view of transfer plate (2)... Transfer plate (3)... Transfer hole Figure 3...Transfer plate into which part (1) is transferred (
2) Cross-sectional view of Figure 4...Cross-sectional view of the suction bottle (4)...Suction bottle (5)...Vacuum hole (6)...Chuck body Figure 5 ...Cross-sectional view of the suction bottle and parts Figure 6...
Cross-sectional view of the suction bottle and parts (7)... Pressure Figure 7... Cross-sectional view of the transfer machine body Figure 8...
Cross-sectional view of magnetic chuck (8)... Magnet (9)... Air cylinder (lO)... Piston rod (11)... Base (12)... Thin plate Fig. 9. ...Cross-sectional view during operation of the air cylinder Fig. 10...Cross-sectional view of the positional relationship between the magnetic chuck and transfer machine Fig. 11...Cross-sectional view of the magnetic chuck and the adsorption of component (1) (13)... Magnetic force 'me 1 shoulder? (2) Mei 5 business G mouth 107 times'*8 country a 90 ■10th item 11
Claims (1)
磁石の運動に干渉せずかつ前記機構部の出力部と逆側に
あって、前記往復運動の方向にほぼ垂直に配置された薄
板とで構成されたことを特徴とするマグネットチャック
。A magnet that reciprocates, a mechanism section that creates the reciprocating motion, and a thin plate that does not interfere with the movement of the magnet, is located on the opposite side of the output section of the mechanism section, and is arranged substantially perpendicular to the direction of the reciprocating motion. A magnetic chuck characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3019989A JPH02212031A (en) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | Magnetic chuck |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3019989A JPH02212031A (en) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | Magnetic chuck |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02212031A true JPH02212031A (en) | 1990-08-23 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3019989A Pending JPH02212031A (en) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | Magnetic chuck |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02212031A (en) |
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1989
- 1989-02-09 JP JP3019989A patent/JPH02212031A/en active Pending
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