JPH0780098B2 - 軸部品の自動挿入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、軸部品を他の部品の嵌合孔内に自動的に挿
入するための軸部品の自動挿入装置に関する。

《従来の技術》 軸部品を嵌合孔に挿入する組立作業は、孔径と軸径との
間に寸法余裕があまりなく、しかも軸および孔が比較的
長い場合、軸部品を嵌合孔に挿入するのには相当に微妙
な調芯・求芯動作が必要である。そのため、このような
微妙な挿入作業は一般に人手によって行なわれている
が、これを組立ロボットによって自動化しようとする要
求が強く、自動挿入装置も開発され始めている。

従来の軸部品の自動挿入装置では、軸部品と嵌合孔との
微妙な調芯作用を実現するために、力覚センサやRCO（R
emote Center Compliance）デバイスを用いている。

《発明が解決しようとする問題点》 従来の力覚センサを用いた自動挿入装置は、その制御系
は非常に高度な情報処理を必要とし、またハードウェア
も複雑である。そのため非常に高価であり、工場の組立
ラインに容易に導入できるものではない。

またRCOデバイスを用いた自動挿入装置では、構成はそ
れほど複雑ではないものの、基本的にバネ系の機構であ
るので信頼性に劣り、挿入不能が生じやすかった。

この発明は上述した従来の問題点に鑑みなされたもの
で、その目的は、簡単な構成で信頼性の高い動作を実現
できるようにした軸部品の自動挿入装置を提供すること
にある。

《問題点を解決するための手段》 この発明に係る軸部品の自動挿入装置は、ハンドリング
ユニットに次のような調芯ユニットと吸着ユニットとを
設けた。

調芯ユニットは、軸部品の外周をつかんで、その軸芯を
一定位置に揃えて垂直姿勢に保つためのものである。

吸着ユニットは、上記調芯ユニットに保持された上記部
品の上端面に吸着し、上記調芯ユニットが上記軸部品を
解放した状態にては、上記軸部品を垂直に吊下げて保持
し、かつ外力による上記軸部品の微動を許容する。

そして、待機位置の上記軸部品の上端側を上記調芯ユニ
ットでつかみ、次に上記軸部品の上端面に上記吸着ユニ
ットを吸着させ、次に上記ハンドリングユニットで上記
軸部品を嵌合孔の真上まで搬送し、次に上記調芯ユニッ
トを解放状態にし、次に吊下げた状態の上記軸部品を上
記ハンドリングユニットで上記嵌合孔に向けて下降させ
て上記吸着ユニットから解放・落下させ、次に上記軸部
品の上端側を上記調芯ユニットで再びつかんで直ぐに解
放させるシーケンス制御手段を設けた。

《作 用》 上記ハンドリングユニットで上記軸部品を上記嵌合孔に
向けて下降させると、上記軸部品の下端側が上記嵌合孔
の入口部分に接してほぼ芯が合う。しかし常に完全に芯
が合うわけではなく、位置誤差によって上記軸部品が上
記嵌合孔内に自重で挿入・落下されるとは限らない。上
記軸部品の下端のみが上記嵌合孔に入った状態で上記軸
部品がつっかえるが、上記軸部品の上端側が上記調芯ユ
ニットで再びつかまれると、上端側の位置ずれが修正さ
れ、上記軸部品は上記嵌合孔に自重で挿入・落下する。

《実施例》 第１図はこの発明による自動挿入装置の全体的な概略構
成を示している。１はハンドリングユニットで、これの
先端のフレーム２に以下に詳述する調芯ユニット３と吸
着ユニット４が取付けられている。ハンドリングユニッ
ト１はフレーム２を上下動させるとともに水平方向に旋
回させるものである。10はハンドリングユニット１、調
芯ユニット３、吸着ユニット４を後述する順序で動作さ
せるシーケンス制御手段である。

また、軸部品５はパレット６に垂直姿勢で多数ストック
されている。一方、軸部品５を挿入する嵌合孔を有する
孔部品７は、搬送台８の治具９にやはり垂直姿勢で保持
されている。

孔部品７は搬送台８によって１つずつステップフィード
され、軸部品５はハンドリングユニット１によって１つ
ずつパレット６から取り出され、孔部品７の嵌合孔に真
上から垂直方向に挿入される。この挿入は軸部品５と孔
部品７の軸芯が合った状態で、軸部品５が自重で落下す
ることによってなされる。

第２図はハンドリングユニット１の要部である調芯ユニ
ット３と吸着ユニット４の部分の詳細を示している。

調芯ユニット３は、空圧アクチュエータ3aによって一対
のクランプジョー3b,3bを水平方向に開閉するユニット
である。第３図（Ａ）はクランプジョー3b,3bでもって
軸部品５の外周をつかんだ状態を示し、同図（Ｂ）はク
ランプジョー3b,3bを開いて軸部品５を解放した状態を
示している。

クランプジョー3b,3bは水平方向に対称に開閉運動する
もので、両者の対向面は第３図のようにＶ字形になって
いる。このＶ字形のクランプジョー3b,3bで軸部品５の
外形をつかむと、軸部品５の軸芯はハンドリングユニッ
ト１のフレーム２に対して常に一定の位置に揃う。

なお、クランプジョー3b,3bで軸部品５をつかんだ状態
においても、その把持力は大きくなく、軸部品５は自重
で落下可能である。また、解放状態でもクランプジョー
3b,3bはあまり大きく開かず、軸部品５の外形との間の
余裕はそれほど大きくはない。

吸着ユニット４は、調芯ユニット３で保持した軸部品５
の軸線状の真上に位置するようにフレーム２に取付けら
れている。

吸着ユニット４は上端側がフレキシブルなホースで真空
状態につながったパイプ4aと、このパイプ4aの下端に取
付けられた吸着パイプ4bとを有する。パイプ4aの上端部
分がフレーム２に取付けられているが、パイプ4aの周囲
にはスプリング4cが弾装されていて、パイプ4aは取付け
点を中心に多少の揺動および上下動が可能になってい
る。

第２図に示すように、調芯ユニット３に保持された軸部
品５の上端に吸着ユニット４吸着パッド4bが当接し、そ
の状態でパイプ4aにつながる真空装置を作動させると、
軸部品５が負圧で吸着パッド4bに吸着する。吸着状態に
おいては、調芯ユニット３を解放状態にしても、軸部品
５は吸着パッド4bに吸着されて吊り下げ状態となる。こ
の吊り下げ状態の軸部品５は、ある程度の外力によって
揺動可能である。

次に、上記のように構成された装置の動作を順番に説明
する。

まず最初に、ハンドリングユニット１はパレット６のあ
る１つの軸部品５の真上にフレーム２を位置させ、その
状態でフレーム２を下降させる。このときクランプジョ
ー3b,3bは開いておく。フレーム２の下降にともなって
軸部品５が相対的にクランプジョー3b,3bの間に侵入し
てくる。所定位置までフレーム２を下降させたならば、
クランプジョー3b,3bを閉じて軸部品５をつかむ。ま
た、この軸部品５を上端面には吸着パッド4bが接してお
り、上記の真空装置を作動させて当該軸部品５を吸着パ
ッド4bで吸着する。

次にハンドリングユニット１によってフレーム２を上昇
させ、軸部品５をパレット６から抜き取り、さらに旋回
動作によってフレーム２を搬送台８側の孔部品７の上方
へと移動させる。保持した軸部品５を軸芯と孔部品７の
軸芯とが一応合う位置で旋回運動を停止する。つまり、
孔部品７の嵌合孔の真上に軸部品５が位置する。この状
態でクランプジョー3b,3bを開き、軸部品５を吸着パッ
ド4bで吊下げた状態とする。

そして、そのままでフレーム２を垂直方向に下降させ、
軸部品５の下端を孔部品７の嵌合孔の入口へと向かわせ
る。この状態を第４図（Ａ）および第５図に示してい
る。

第５図のように、軸部品５の下端には若干のテーパーが
あり、孔部品７の嵌合孔7aの入口部分にも若干のテーパ
ーがある。前述したハンドリングユニット１の運動によ
る軸芯合せ程度でも、これらテーパーがあるため、軸部
品５の下端部分は嵌合孔7aの入口部分に入り込む。

フレーム２を所定位置まで下降させたならば、下降を停
止し、次に上記真空装置の作動を停止し、吸着パッド4b
から軸部品５を離脱させ、軸部品５が自重で落下し得る
状態とする。

軸部品５を落下可能な状態に解放しても、軸部品５と嵌
合孔7aの軸芯が正確に一致しているわけではないので、
多くの場合、軸部品５の下端が嵌合孔7aの内壁につっか
えてしまい、第４図（Ｂ）に示すように軸部品５が傾い
て止まる。この傾いた軸部品５の上端部分を、開いた状
態のクランプジョー3b,3bが支える形となる。

次に、調芯ユニット３を作動させてクランプジョー3b,3
bを再び閉じる。これによって傾いていた軸部品５が再
び起こされることとなり、ほぼ垂直状態まで起きたとき
に軸部品５の軸芯が嵌合孔7aの軸芯と一致する。この状
態を第４図（Ｃ）に示している。クランプジョー3b,3b
を閉じた後、直ちに開く。この動作の過程で軸部品５は
自重によって嵌合孔7a内に落下する。これで軸部品５の
孔部品７への挿入作業が終わる。

《発明の効果》 以上詳細に説明したように、この発明に係る軸部品の自
動挿入装置では、軸部品５を嵌合孔に調芯・求芯するた
めのセンサ類を用いた高度な情報処理系および運動系を
用いずに、単純な機械運動だけで軸部品を嵌合孔に確実
に挿入でき、構成が簡単で安価になるとともに、動作の
信頼性も高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実例装置の全体的な概略構成を示す
斜視図、第２図は同装置の要部となる調芯ユニットおよ
び吸着ユニットの正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）、第
３図は軸部品を上記調芯ユニットでつかんだ状態（Ａ）
および解放した状態（Ｂ）を示す平面図、第４図は同装
置による自動挿入の過程を示す要部詳細図、第５図は同
装置による自動挿入の導入状態を示す要部拡大図であ
る。 １……ハンドリングユニット ２……フレーム、３……調芯ユニット 3a……空圧アクチエータ 3b……クランプジョー ４……吸着ユニット、4a……パイプ 4b……吸着パッド、4c……スプリング ５……軸部品、６……パレット ７……孔部品、7a……嵌合孔 ８……搬送台、９……治具 10……シーケンス制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハンドリングユニットに取り付けられ、軸
   部品の外周をつかんでその軸芯を一定位置に揃えて垂直
   姿勢に保つための調芯ユニットと； 上記ハンドリングユニットに取り付けられ、上記調芯ユ
   ニットに保持された上記軸部品の上端面に吸着し、上記
   調芯ユニットが上記軸部品を解放した状態にては、上記
   軸部品を垂直に吊下げて保持し、かつ外力による上記軸
   部品の微動を許容する吸着ユニットと； 待機位置の上記軸部品の上端側を上記調芯ユニットでつ
   かみ、次に上記軸部品の上端面に上記吸着ユニットを吸
   着させ、次に上記ハンドリングユニットで上記軸部品を
   嵌合孔の真上まで搬送し、次に上記調芯ユニットを解放
   状態にし、次に吊下げ状態の上記軸部品を上記ハンドリ
   ングユニットで上記嵌合孔に向けて下降させて上記吸着
   ユニットから解放・落下させ、次に上記軸部品の上端側
   を上記調芯ユニットで再びつかんで直ぐに解放させるシ
   ーケンス制御手段と； を備えたことを特徴とする軸部品の自動挿入装置。