JPH042925A - 秤量機能付きの微小部品のハンドリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、微小軽量の部品の重量を、計量検査すること
ができるハンドリング装置に係わり、特に、前記部品を
その把持手段とともに搬送中に計量検査するのに好適な
秤量機能付きの微小部品のハンドリング装置に関する。

［従来の技術］ 従来、微小量の物品を搬送中に計量検査する装置として
は、物品を搬送中の生産ラインから、被Ｈ］景物を真空
吸着ヘッド或いはピンチャ−を有するロボットなどの搬
送手段により、−個ずつ電子天秤などの計量手段に移送
し、該計量手段にて計量後、被計量物を搬送手段により
生産ラインに戻す構成のもの（例えば、特開昭６４−５
９１２８号公報）が−船釣であった。

一方、製造ラインによって製造された搬送中の物品を、
その搬送を停止させることなく全数計量検査する装置と
しては、搬送コンベアの途中に、該搬送コンベアから切
り離した比較的短尺の独立の計量コンベアを設け、該計
量コンベア上に被計量物かに載って搬送されている間に
、被計量物を別置コンベアの重量とともに計量し、計量
した全体重量から計量コンベアの重量を差し引いて被Ｈ
」景物の重量を求める構成のもの（例えば、特開昭６４
、−７８１１８号公報）が開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記生産ラインから、被計量物を真空吸着ヘラ１く或い
はロボットなどの搬送手段により、−個ずつ計量手段に
移送して計量検査する構成のものにおいては、被計量物
と計量手段との位置を相対的に位置決めして配置する必
要があり、また、被計量物の搬送手段による把持からの
解放や掴み変えなどのタイミングを制御する必要がある
など、ハンドリングおよびその装置が複雑になる問題が
あり、さらに、搬送手段と計量手段とを別に設置する関
係上、装置全体が大型になる問題点を有していた。

一方、前記被計量物を計量コンベアの重量とともに計量
する構成のものにおいては、被削置物は計量コンベア上
において、その向きや位置・姿勢等を規制されることな
く任意に載せられているため、計量コンベア上から被計
量物を組立てなどの目的で取り出すべく把持するために
は、被計量物の向きや位置・姿勢等を認識または修正す
る必要があり、それだけ装置が複雑化するとともに大型
化するという問題点を有していた。また、被計量物とと
もに計量コンベアの重量を同時に計量する関係上、被計
量物の重量が計量コンベアの重量に比べて極めて微小軽
量の場合には、現状では被計量物のみの重量を計量コン
ベアの重量より分離して計量する分解能が不足し、所望
の精度にて計量することができない問題点をも有してい
た。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、微小軽量の部
品の重量を、該部品を把持した把持手段とともに搬送中
に高精度で計量検査することができるコンパクトな秤量
機能付きの微小部品のハンドリング装置を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明の微小部品のハンドリ
ング装置は、微小部品を把持する把持手段と、該微小部
品を把持した把持手段を移動させる移動手段と、前記把
持手段の下げ移動により前記微小部品を把持した把持手
段を支持する秤量部材と、該秤量部材と接触して前記秤
量部材にて支−４＝ 持した把持手段の重量を負荷する作用点を有し、該作用
点を介して前記微小部品を把持した把持手段の重量を秤
量する計量手段とを備える構成にしたものである。

そして、前記秤量部材による微小部品を把持した把持手
段の重量の支持が、前記移動手段に設けた支点に該把持
手段の一端部を枢着して把持手段を前記支点の回りに揺
動可能にし、該揺動により前記重量が秤量部材上に解放
されるように構成されることが好ましい。

また、前記計量手段は、該計量手段の作用点の変位量に
応じて流れる電磁コイルの電流値から、前記作用点に作
用する重量を秤量する構成としてもよく、或いは前記作
用点の変位量に応じて変位するばねの変位量を利用する
構成、さらには前記作用点の変位量に応じて変化する歪
ゲージの歪による出力電圧の変化量を利用する構成にし
てもよい。

［作用］ 本発明の微小部品のハンドリング装置を上記の構成とし
たことにより、微小部品を把持した把持手段を移動手段
によりＺ軸方向へ下げ移動させると、該把持手段は秤量
部材に接触するが、該接触位置よりさらに下げると微小
部品を把持した把持手段の重量は秤量部材に預けられ、
該重量は秤量部材を介して計量手段の作用点に作用する
。この場合、微小部品を把持した把持手段の重量が、秤
量部材に確実に解放されるように、前記移動手段に設け
た支点に該把持手段の一端部を枢着して把持手段を前記
支点の回りに揺動可能に構成することが望ましい。

前記作用点に作用した前記重量は、計量手段が電磁コイ
ルを利用する場合には、計量手段の作用点の変位量に応
して流れる電磁コイルの電流値から、また、ばねを利用
する構成である場合には、前記作用点の変位量に応じて
変位するばねの変位量から、さらに歪ゲージを利用する
構成である場合には、前記作用点の変位量に応して変化
する歪ゲージの歪による出力電圧の変化量からそれぞれ
秤量される。秤量された重量には微小部品を把持した把
持手段の重量が含まれているが、この場合把持手段の重
量は、従来技術のように微小部品を計量手段等を含むハ
ンドリング装置全体とともに計量する場合の重量に比べ
てはるかに軽量であり、微小部品と把持手段との重量比
を小さくし、前記秤量された重量から既知の把持手段の
重量を差し引くことにより、微小部品のみの重量を精度
良く計量することが可能になった。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

第１図はハンドリング装置の全体側面図である。図にお
いて、１はベースプレート、２はベースプレート１上に
固設されたスタンド、３はスタンド２上に固設された水
平のリニアガイド、４はベースプレート１上に固設され
たモータで、図示しないボールねじと直結していて該ボ
ールねしを回動させることによりリニアガイド３と平行
に配設されている水平プレート５をＸ方向に移動させる
ようになっている。６は水平プレート５に垂直に突設さ
れた垂直プレートで、垂直プレート６には該垂直プレー
ト６に沿ってスタンド７、垂直のリニアガイド８および
モータ９が取り付けられている。１．０は垂直方向（Ｚ
方向）に移動可能な可動プレートで、可動プレート１ｏ
はモータ９により該モータ９と直結されている図示しな
いボールねしを回動させることによりリニアガイド８に
沿って移動させられる。１１はモータ１３を取り付ける
ための可動プレート１ｏに固着されているブラケッ１−
１１２はブラケット１１の前端部に固着されている減速
機構１４取付は用の支持板である。モータ１３の出力軸
にはプーリー１−５が、また、減速機構１４の六方軸に
はプーリー１６がそれぞれ固着されており、プーリー１
５．１６はタイミングベルト１７により接続されている
。１８は減速機構１４の出力軸で、出方軸１８には該出
力軸１８と一体に回動可能な回転ステージ１９が固着さ
れている。

２１は回転ステージ１９上に設けられた軸２゜を支点と
して軸２０回りに揺動可能に配設されたー形状のプレー
ト、２２はプレート２１の揺動支点と反対側の端部に固
設されているアームで、アーム２２の下端部にはハンド
ブラケッ１−２３が固着されていて、ハンドブラケット
２３の上部にはモータブラケッ１〜２４を介してモータ
２５が取り付けられ、下部にはクロスローラテーブル２
６が取り付けられている。クロスローラテーブル２６上
にはハンドプレート２７．２８が固着されており、ハン
ドプレー１−２７．２８には被計量部品を把持する一対
のフィンガー３２が固着されている。

２９．３０はハンドプレート２７．２８に固着されてい
るラック、３１はモータ２５の出力軸に固着されている
ピニオンで、ピニオン３１を回動させることによりラッ
ク２９．３０を介してフィンガー３２の把持動作および
該把持動作の解除を行うようになっている。上記ハンド
ブラケット２３゜モータブラケット２４．モータ２５．
クロスローラテーブル２６．ハンドプレート２７，２８
．ラック２９，３０．ピニオン３１およびフィンガー３
２によりハンド部Ｈを構成し、該ハンド部Ｈと、プレー
ト２１およびアーム２２とにより被計量部品を把持する
把持手段Ａを構成している。

把持手段Ａはモータ１３により出力軸１８の回りに所定
の角度範囲を回動させられ、把持手段Ａを回動させるモ
ータ１３．減速機構１４２回転ステージ等は、把持手段
Ａとともに垂直のリニアガイド８．モータ９．可動プレ
ート１０．ブラケッ１−１１　、支持板１２等からなる
移動手段により上下方向（Ｚ軸方向）に移動させられる
。

３３は水平プレート５」二に設置されている計量手段で
、計量手段３３には被計量部品を把持した把持手段Ａの
重量を負荷する作用点３３ａを有しており、該作用点３
３ａを介して被計量部品を把持した把持手段Ａの重量を
秤量するようになっている。３４は秤量部材３６を軸３
５を介して支持するブラケットで、秤量部材３６をブラ
ケット３４の上部に軸３５を支点にして揺動可能に取り
付けている。秤量部材３６には揺動支点の軸３５と反対
側の端部に、プレート２１と接触して被計量部品を把持
した把持手段Ａの重量を受けるロッド３７が固着されて
おり、該重量を受けたとき秤量部材３６の中間部が作用
点３３ａを押圧して計量手段３３に力を伝達させるよう
になっている。

モータ４．モータコ３およびモータ２５を作動して、生
産ライン上の微小軽量の被計量部品をフィンガー３２に
把持させ、被計量部品を把持した把持手段Ａを第１図に
示す状態に位置させる。この状態でモータ９を作動し、
垂直のリニアガイド８に沿って可動プレート１０を介し
て、モータ１３、減速機構１４および把持手段ＡをＺ軸
方向へ下げ移動させる。この下げ移動により把持手段Ａ
のプレート２１は、秤量部材３６のロッド３７に接触し
、該接触位置よりさらに下げると、下がるに従い把持手
段へ全体が、その端部が枢着されている軸２０の回りに
揺動し、被計量部品を把持した把持手段Ａの重量が秤量
部材３６に預けられる。

秤量部材３６上に解放された前記重量は、秤量部材３６
を介して作用点３３ａに作用し、ＨＪ量平手段かかる力
が計量される。その後プレート２］の軸２０の中心から
ロッド３７との接触点までの長さ、秤量部材３６の軸３
５からロット３７までの］１ 長さおよび秤量部月３６の軸３５から作用点３３ａまで
の長さの関係から把持手段Ａの重量が計算される。

計量の一例として、把持手段Ａの重量を１．５ｋｇｆと
し、アーム３６の軸３５からロッド３７までの長さと、
アーム３６の軸３５から作用点３３ａまでの長さとの比
を２：１とすると、作用点３３ａに負荷する重量は３ｋ
ｇｆとなる。この場合、使用する計量手段の分解能を１
．　／　３００　、　ＯＯＯとすると、０．０１．ｇｆ
の精度にて計量することが可能になり、被計量部品の重
量が２ｇｆの場合には、±０．２５％の精度で計量可能
になる。このように被計量部品と把持手段Ａとの重量比
をホさくし、前記秤量された重量から既知の把持手段Ａ
の重量を差し引くことにより、被計量部品のみの重量を
精度良く計量することが可能になる。従って、不良品の
判定を例えば±１．０％の精度で行うことは十分に可能
であり、しかも被計量部品を把持したままＢ１重量定を
行うことができるので、Ｈ］量判定のスピード化が図ら
れ、また、ハンドリング装置を小型化することができる
効果を有する。

第２図ないし第４図は、前記計量手段３３の各種実施例
を示す断面図で、第２図は電磁コイルを利用した構成か
らなる第１の実施例である。図において３３ａは作用点
、３３ｂは作用点３３ａと一体に接続されている計測用
のロッドで、ロッド３３ｂは筐体４０に弾性体４１．　
ａ　、　４１．　ｂ　、　４１ｃ、４１ｄおよびプレー
ト４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４−３ｂにより固定されて
いる。４４は一端側を筺体４０に板ばね４５ａにより接
続され、また、ロッド３３ｂに板ばね４５ｂにより接続
されているレバーで、レバー４４の他端側には電磁コイ
ル４６が固定されている。４７は電磁コイル４６の内周
側に設けられたＮ極の磁石、４８は電磁コイル４６の外
周側に設けられたＳ極の磁石で、磁石４．７．４８は筐
体４０に固設されているプレート４９に固定されている
。５０はロッド３３ｂに固着されている指針、５１は筐
体４０に固設されているセンサーで、センサー５１によ
り指針５０の位置を認識するようになっている。

被計量部品を把持した把持手段Ａの重量が作用点３３ａ
に負荷されると、弾性体４１ａ、４１ｂ。

４１ｃ、４］、ｄがたわみ、それによってロッド３３ｂ
がＺ軸方向へ変位する。この変位により電磁コイル４６
が板ばね４．５　ｂおよびレバー４４を介して連動して
変位させられ、その変位量がセンサー５１によって認識
される。本計量手段３３においては、センサー５１によ
って認識する変位量がＯとなるように電磁コイル４６に
電流■を流すようになっており、流した電流値Ｔに応じ
て電磁コイル４６には電磁力が作用し、レバー４４およ
び板ばね４５ｂを介してロッド３３ｂを押し上げる。

そして流した電流■を安定度の高い抵抗Ｒを介して電圧
Ｅを発生させ、その値をＡ／Ｄ変換して作用点３３ａに
負荷した力をデジタル値で認識し、前記重量を容易に、
かつ精度よく計測することができる。

第３図はばねを利用する構成からなる計量手段３３の第
２の実施例である。ロッド３３ｂはベアリング５２を介
して筐体５３に直線運動可能に取り付けられており、ま
た、ロッド３３１〕には筐体５３内において、プレート
５４を挾んでばね５５およびリニアセンサー５６が取り
付けられている。

被計量部品を把持した把持手段Ａの重量が作用点３３ａ
に負荷されると、ロッド３３ｂおよびプレー１−５４を
介してばね５５が押し下げられ、同時にリニアセンサー
５６も同量だけ押し下げられる。押し下げられた変位量
をリニアセンサー５６により認識し、ばね５５の既知の
ばね定数より作用点３３ａに負荷した力を算出して、前
記重量を容易に、かつ精度よく計測する。

第４図は歪ゲージを利用する構成からなる計量手段３３
の第３の実施例である。ロッド３３ｂは筐体５９に弾性
体５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄおよびプレート５８
ａ、５８ｂにより固定されている。また、筐体５９には
歪ゲージ６０を貼着したたわみ板６１が設けられ、該た
わみ板６１の上面とロッド３３ｂの下端面とが接触する
ように配設されている。

被計量部品を把持した把持手段Ａの重量が作用点３３ａ
に負荷されると、弾性体５７ａ、５７ｂ。

５７ｃ、５７ｄがたわみ、それによってロッド３３ｂが
２軸方向へ変位する。この変位によりロッド３３ｂの下
端面と接触しているたわみ板６１が連動して変位させら
れ、その変位量が歪ゲージ６０より電圧Ｅとして出力さ
れる。この電圧値を増幅し、該電圧値と作用点３３ａに
負荷した力との相関関係より、前記重量を容易に、かつ
精度よく計測する。

［発明の効果コ 本発明は、以上説明したように構成されているので、微
小軽量部品のハンドリング装置を、把持手段に把持した
該部品の重量を搬送中に高精度で計量検査することがで
きるコンパクトな秤量機能付きのハンドリング装置とす
ることができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のハンドリング装置の一実施例の全体側
面図、第２図は電磁コイルを利用する構成からなる第１
の計量手段の実施例を示す断面図、−１６＝ 第３図はばねを利用する構成からなる第２の計量手段の
実施例を示す断面図、第４図は歪ゲージを利用する構成
からなる第３の計量手段の実施例を示す断面図である。 ８・・・垂直のリニアガイド、９，１３，２５・・・モ
ータ、１０・・・可動プレート、１１・・・ブラケット
、１４・・・減速機構、１９・・・回転ステージ、２］
・・プレート、２２・・・アーム、３２・・・フィンガ
ー、３３・・・計量手段、３３ａ・・作用点、３３ｂ・
・・計測用のロッド、３６・・・秤量部材、３７・・ロ
ッド、４６・・電磁コイル、５５・・・ばね、６０・歪
ゲージ、Ｈ・・・ハンド部、Ａ・・・把持手段。 代理人　弁理士　　秋　　本　正　　実第２ 図 第３ 図 ３ａ 第４ 図 ６０−−一歪乍゛−ジ゛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、微小部品を把持する把持手段と、該把持手段を移動
   させる移動手段と、前記把持手段の下げ移動により前記
   微小部品を把持した把持手段を支持する秤量部材と、該
   秤量部材と接触して前記秤量部材にて支持した把持手段
   の重量を負荷する作用点を有し、該作用点を介して前記
   微小部品を把持した把持手段の重量を秤量する計量手段
   とを備えたことを特徴とする秤量機能付きの微小部品の
   ハンドリング装置。 ２、前記秤量部材による微小部品を把持した把持手段の
   重量の支持が、前記移動手段に設けた支点に該把持手段
   の一端部を枢着して把持手段を前記支点の回りに揺動可
   能にし、該揺動により前記重量が秤量部材上に解放され
   るように構成した請求項１記載の秤量機能付きの微小部
   品のハンドリング装置。 ３、前記計量手段が、該計量手段の作用点の変位量に応
   じて流れる電磁コイルの電流値から、前記作用点に作用
   する重量を秤量する構成である請求項１記載の秤量機能
   付きの微小部品のハンドリング装置。 ４、前記計量手段が、該計量手段の作用点の変位量に応
   じて変位するばねの変位量から、前記作用点に作用する
   重量を秤量する構成である請求項１記載の秤量機能付き
   の微小部品のハンドリング装置。 ５、前記計量手段が、該計量手段の作用点の変位量に応
   じて変化する歪ゲージの歪による出力電圧の変化量から
   、前記作用点に作用する重量を秤量する構成である請求
   項１記載の秤量機能付きの微小部品のハンドリング装置
   。