JPH084972B2 - 軟質環状ワ−クの組み付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は軟質環状ワークの組み付け装置、さらに詳細
には、例えばゴム製の歯付環状ベルトのような軟質環状
ワークを製品に組み付ける装置に関するものである。

［従来技術と発明が解決しようとする問題点］ 例えば、タイプライター、プリンター等の製品の印字
部の駆動系では、駆動源の動力を歯付環状ベルトに伝
え、印字部を駆動する。この歯付環状ベルト（以下、単
にベルトという）は軟質であるが殆ど伸びず、またかな
り長く、形態や寸法が一定せず、組み付け作業の自動化
に際し、例えばマガジンに垂直方向に積み上げた場合、
最上部のベルトの位置が一定せず、従来のNCロボットで
は取り出すことが困難で、また組み付けの際も、長さが
一定せず、所定の形状及び大きさに合わせることが困難
であるという欠点があった。

従って、本発明は上述従来例の欠点を除去し、寸法の
ばらつきや、マガジンでの収納状態が一定でなくてもベ
ルトの取り出し及び組み付けが可能な軟質環状ワークの
組み付け装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、 複数の軟質環状ワークを垂直方向に積み重ねたワーク
貯蔵部内に進退する少なくとも２つのフィンガーピン
と、 前記フィンガーピンをワーク貯蔵部内に進入させる第１
の方向と、この方向にほぼ直交する第２の方向に移動さ
せる移動手段と、 ワーク貯蔵部の最上部ワークを検出する手段と、 前記検出された最上部ワークを取り出す手段と、 最上部ワークを取り出す際、環状のワークの内周および
外周の２方向からワークの一部をクランプし移動するこ
とによりワークの長さのばらつきを吸収する手段とを設
け、 前記フィンガーピンを第１の方向に移動させてワーク貯
蔵部内に進入させた後、第２の方向に移動させてワーク
を外側に引張り、前記検出手段で検出された最上部ワー
クを取り出し、前記吸収手段によりワークをクランプし
移動させることにより組み付け形状を整合させつつ製品
に組み付ける構成を採用した。

［作 用］ このような構成によれば、ワーク貯蔵部の最上部のワ
ークを検出できるので、ワークの積み重ね方向の寸法や
ばらつき、さらにワークの浮き上り等の不規則性があっ
てもワークを確実に取り出すことができる。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基ずき、本発明を詳細に説
明する。

第１図には、本発明に係る組み付け装置の一実施例が
図示されており、下方部に符号100で示すものは、両端
に開口部100aを持つ突起を設けたマガジンで、複数の歯
付環状ベルト（以下単にベルトという）101を、その弾
性を利用して、常にマガジンに接するように垂直方向に
積み上げてワーク貯蔵部を形成する。

このベルトは、以下詳細に説明する組み付け装置のロ
ボットハンドで、その最上部１本のみが取り出され、第
２図に図示したように製品の駆動側プーリー歯車102
と、バネ105により軸104aを中心に時計方向に付勢され
たレバー104上のアイドラ103に組み込まれ歯合わせされ
る。

このロボットハンドは、第１図上部に詳細に図示され
ているように、ロボット本体（図示せず）への取付板１
が設けられており、この取付板１にガイド４とストッパ
５、シリンダー２、および軸受を介し、ピニオン７が取
り付いている。このピニオン７には、ベース９に固定さ
れたラック６、並びにベース10に固定されたラック８が
それぞれ噛み合っている。

第１図、第４図から明らかなように、取付板１の上方
部にはシリンダ２が固定され、このシリンダ２のピスト
ンロッド22にコマ３が固定され、引張りコイルバネ20を
介してベース９に固定された軸受台13に取り付けられた
コマ14にシリンダ２の動きを伝える。ピストンロッド22
が移動すると、ベース９がガイド４を介して摺動し、ラ
ック６、ピニオン７、ラック８の噛み合いを介して、ベ
ース10が同様にガイド４を介してベース９と反対方向に
同期移動するように構成されている。

ピストンロッド22がのびた時に、ベース９がストッパ
５に当たり、ベース９とベース10の間隔が最大となる。
このストッパ５は、後述する２つのフィンガーピン36と
44の中心が、それぞれ組み込み時の、第２図に示したア
イドラ103とプーリー歯車102の中心と合致するように取
り付けられる。

また、ピストンロッド22が縮んで、ピストンロッドに
固定されたナット22aがコマ14と当たり、軸受台13がス
トッパ1aを介して取付板１に当たり、ベース９とベース
10の間隔が最小となる。この時、後述するフィンガーピ
ン36と44が、それぞれワーク貯蔵部のマガジン100の開
口部100aに丁度挿入できるようになっている。

また、ベース９には検出ベース19を上下させるモータ
ー15が取り付けられており、このモーター15の回転を伝
達するボールネジ11がベース９に固定された軸受台13に
軸受を介して取り付けられる。またガイド31がボールネ
ジ11に噛み合うナット12に固定されたプレート17に固定
されており、ベース９に固定された軸受23によりボール
ネジ11と平行にスライドするようになっている。またガ
イド31のもう一方の軸端に検出ベース19が固定され、プ
レート17と検出ベース19との両方にまたがってストッパ
43の固定されたストッパベース21が取り付けられてい
る。

また、ボールネジ11の反モーター側の軸端にブレーキ
ディスク25が固定され、軸受台13に取り付けられたシリ
ンダー27のピストンにブレーキディスク25と相対してブ
レーキパッド26が取り付けられ、ボールネジ11の回転を
止められるようになっている。

以上の構成により、モーター15を回すと、ボールネジ
11の回転により検出ベース19が上下し、一方シリンダー
27に流体を供給するとブレーキパッド26とブレーキディ
スク25が接して、ボールネジ11およびモーター15の回転
を止められるようになる。

一方、第５図に詳細に図示したように、検出ベース19
にはセンサー38aが取り付けられており、更にベルト101
の最上端を検出するドグ37が検出ベース19に固定された
ガイド28とフィンガーピン36に沿ってバネ29の付勢力に
抗してスライドできるように取り付けられている。この
場合、検出ドグ37はバネ29により、センサー38aの応差
（動作位置から戻り位置までの距離）およびセンサー38
aが動作し、モーター15が止まるまでのオーバーラン量
を加えた間隔を保つように、ガイド28の突起に押さえら
れている。そして、センサー38aは、モーター15が検出
ベース19が下降するように回転し、検出ドグ37がワーク
101に当たってモーター15への電流が流れなくなり、さ
らにオーバーランしてモーター15が停止した時に、常に
検出ドグ37が検出ベース19に接するように取り付けてあ
る。

また第１図に図示したように、ベース９にはセンサー
47aが、ストッパベース21にはドグ47bが取り付けられて
おり、モーター15が回転し、検出ベース９が上昇してナ
ット12が軸受台13に当たったとき、センサー47aが作動
して、モーター15への電流を止めるように構成されてい
る。また、このときフィンガーピン36と44の先端の高さ
は等しくなるようになっている。

以上の構成は、第１図の右側半分に関するフィンガー
ピン36に関する構成であるが、これと同様なフィンガー
ピン44に関する構成が左側半分に図示されている。この
構成は、ベース９をベース10に、モーター15をモーター
16に、プレート17をプレート18に、フィンガーピン36を
フィンガーピン44に、シリンダー27をシリンダー30に、
センサー38aをセンサー38bに、センサー47aをセンサー4
8aに、ドグ47bをドグ48bに、それぞれ置きかえたものに
対応する。

さらに、ベース９およびベース10にはシリンダー33が
固定され、そのシリンダー33のピストンロッド34にピン
ベース35が取り付けられる。ピンベース35は、ピンベー
ス35に固定された軸受24により、ガイド31に沿ってスラ
イドし、ピストンロッド34が引込むと、ピンベース35と
ストッパ43が当たるようになっている。そしてこの時、
フィンガーピン36および44の先端と、検出ドグ37が検出
ベース19に接したときの検出ドグ37の下面との間隔がベ
ルト101、１本分の幅に対応するように構成されてい
る。

また、第５図に詳細に図示したように、フィンガーピ
ン36および44がピンベース35に固定されているガイド32
に沿ってバネ32aの付勢力に抗してピンベース35に固定
されているストッパ45内に形成された空間内をスライド
するようになっている。なお、フィンガーピン36および
44は、それぞれ製品であるアイドラー103の外径および
プーリー歯車102の歯先円の径にあうようにしてある。

また、本発明の組み付け装置では、第１図、第８図に
図示したように、最上端のベルト101を保持できるフッ
ク機構が設けられており、ベース９およびベース10にク
レビスを介してシリンダー39が取り付けられる。フック
機構のフック42は、シリンダー39のピストンロッド40に
固定されているナックルジョイント41により検出ベース
19に設けられたクレビスの中心ピン46を中心に回転でき
るように構成される。そして、ピストンロッド40がシリ
ンダーエンドまでのびて、フック42がフィンガーピン36
および44に近づいたとき、フック42の先端の上面は検出
ドグ37が検出ベース19に接したときの検出ドグ37の下面
との間隔がベルト101の１本分の幅に対応するようにな
っている。

次に、ベルト101のワークの長さのばらつきを吸収す
る構成を、第１図、第６図、第７図を用いて説明する。

プレート18に固定された取付座65にシリンダー66が固
定され、シリンダー66に固定されたピン64を中心に取付
板54がピストン62および引張りコイルバネ63により揺動
できるようになっている。ベース53とシリンダー55、ス
トッパ53a、床板52で枠型を形成し、ベース53が取付板5
4に固定されている。

またピニオン58とアーム59がシャフト67に固定され、
シャフト67はブッシュ67aを介して摺動可能のようにベ
ース53と床板52に取り付けられている。また床板52にガ
イド61が取り付けられ、ピニオン58と噛み合うラック57
が、ピストン56とバネ60により、床板52の溝とガイドに
沿って摺動し、それによりピニオン58が回り、アーム59
が回転するようになっている。床板52にはロッド50が、
アーム59にはロッド51が取り付けられている。そして、
第７図のようにロッド50とロッド51が最も近づいたとき
に、ロッド50とロッド51のすきまがベルト101の厚さよ
り狭くなるようになっている。また、ロッド50の中心
は、常にフィンガーピン36および44の中心を結んだ線上
にあるように配置される。

次に、このように構成された本発明の組み付け装置の
動作を説明する。

まず、シリンダー２を作動させ、ピストンロッド22を
縮めた状態でピストンロッド34をのばし、フィンガーピ
ン36および44を突出し、マガジン100の開口部100aにロ
ボットハンドを挿入する。さらに、ピストンロッド22を
のばし、コマ３、引張りコイルバネ20、コマ14、軸受台
13を介して、ベース９および10の間隔を広げると、フィ
ンガーピン36および44の間隔が広がり、ベルトが張られ
る。この時、引張りコイルバネ20の付勢力により、ベル
ト101およびマガジン100に無理な力がかからないように
なっている。

次に、モーター15および16に電流を流し、ボールネジ
11を回転させ、プレート17および18を下降させ、ガイド
31およびストッパベース21で連結された検出ベース19を
軸受23に沿って下降させる。そして、第８図に図示され
たように、検出ドグ37が最上部のベルト101に当たり、
ガイド28に沿ってスライドしてセンサ38a,38bにより検
出されると、モーター15,16への電流が遮断されると同
時に、シリンダー27,30に流体が供給される。それによ
り、ブレーキパッド26がブレーキディスク25に接し、ボ
ールネジ11の回転が止まり、検出ベース19の移動が停止
する。

なお、この時モーター15および16、シリンダー27およ
び30は互いに別途駆動させれば、ベルト101の寸法がば
らついたり、積み重ねたベルト101がマガジン上で浮い
ていたりしても、最上部のベルト101の位置をセンサー3
8aおよび38bでそれぞれ検出して、その位置で検出ベー
ス19を止めることができる。

次に、ピストンロッド34を縮ませ、ピンベース35をス
トッパ43に当てれば、フィンガーピン36および44に最上
部のベルト101が丁度１本残るようになる。そして、ピ
ストンロッド40をのばし、フック42を中心ピン46を中心
に回転させ、最上部のベルト101の下側に挿入する。こ
の時の状態が第８図に図示されている。

次に、ピストンロッド22を縮め、フィンガーピン36お
よび44の間隔を縮めてベルト101をたるませてロボット
ハンド全体を上昇させれば、最上部のベルト１本のみを
取り出すことができる。

続いて、シリンダー27および30への流体供給をやめ、
モーター15および16に、前述と逆の電流を流し、ボール
ネジ11を回転させ、プレート17および18を上昇させ、ガ
イド31およびストッパベース21で連結された検出ベース
19を軸受23に沿って上昇させる。そして、ナット12が軸
受台13に当たったときに、ドグ47bおよび48bがセンサー
47aおよび48aを動作させ、この時モーター15および16へ
の電流を止め、シリンダー27および30に流体を供給し、
フィンガーピン36および44の先端の高さを等しくさせ
る。

次に、シリンダー55に流体を供給し、ピストン56を突
出させ、ラック57を床板52の溝およびガイド61に沿って
スライドさせ、ラック57に噛み合うピニオン58を回転さ
せる。ピニオン58はシャフト67およびアーム59と固定さ
れているため、アーム59およびロッド50,51が第６図の
位置関係になる。次に、シリンダー66に流体を供給し、
ピストン62を突出させ、取付板54をピン64を中心に回転
させ、ロッド50および51がフィンガーピン36および44と
平行になるようにする。この時、１本のみ取り出したベ
ルト101の一部が、ピン50と51の間隙にはいる。それか
ら、シリンダー66への流体の供給を止めると、ラック57
がバネ60によりピストン56を引込める方向にスライドす
る。この時、ラック57と噛み合うピニオン58が回転し、
アーム59も回転し、ベルト101とロッド50および51は第
３図のような関係になり、フィンガーピン36および44の
間隔を一定にしても、ベルト101の長さのばらつきを吸
収することができる。

次に、ピストンロッド40を縮め、フック42を中心ピン
46を中心に回転させ、取り出したベルト101の下側から
解除する。この時、前述のように、ベルト101の長さの
ばらつきをロッド50および51で吸収してあるので、取り
出したベルト101は、フィンガーピン36および44にバネ6
0で発生した適当な張力によりおさえられており、フッ
ク42を解除してもベルト101は落下しない。

次に、第５図に示すように、ロボットハンドを組み付
けようとする製品のプーリー歯車102とアイドラ103の上
に垂直におろす。この時、アイドラ103は、テンション
レバー104に取り付けられ、またテンションレバー104は
バネ105に引張られていて位置が一定しないため、治具
アーム105でテンションレバー104を固定しておく。そし
てロボットハンドを検出ドグ37の下面がフィンガーピン
36および44の先端と面一になるまでおろすと、ベルト10
1が検出ドグ37により、フィンガーピン36および44から
外され、プーリー歯車102およびアイドラー103にかけら
れる。

続いて、シリンダー66への流体供給を止めると、取付
板54がバネ63により、ピストン62を引込める方向にピン
64を中心に回転し、同時にベース53、シリンダー55、ス
トッパ53a、床板52で形成された枠型も回転し、ロッド5
0および51は、第５図の矢印Ａの方向に回転する。この
時、ベルト101は、ロッド50と51によりクランプされて
いるので、ベルト101も矢印Ａの方向に動き、プーリー
歯車102の歯と、ベルト101の歯を噛み合わせることがで
きる。

続いて、シリンダー55に再び流体を供給すると、前述
のようにロッド50および51が第６図の位置関係になり、
ベルト101へのクランプが解除され、ロボットハンドを
上昇させると、ベルト101がプーリー歯車102およびアイ
ドラ103に残り、第２図のように製品が完成される。

以上説明した実施例では、ワークであるベルト101
が、伸縮性のある歯の無い環状ベルト、例えばゴムベル
トの場合、フィンガーピン36および44の間隔を広げた時
にベルトをのばしてベルト自身の弾性で落下しないよう
にできるので、50〜67aの機構を必要としない。

また、マガジン100の形状は、単にピンを４本立て、
そのまわりにベルトを積み重ねるような構成にしてもよ
い。また、ストッパベース21にドグを、ベース９および
10にセンサーを追加し、ベルトが無い位置まで検出ベー
ス19が下がった時にセンサーがはいるように設定し、セ
ンサー38aおよび38bと同様にモーター15および16を止め
る等の動作をさせて、異常検出をさせることもできる。
また、アーム59にセンサーを取り付けると、例えばマガ
ジン100の一方に、もう一方のマガジンでの２本目のベ
ルトが最上部に位置するベルトの交差があった場合、ア
ーム59が通常の可動範囲外まで動くので、交差の検出も
できる。

［効 果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、フ
ィンガーピンを第１の方向に移動させてワーク貯蔵部内
に進入させた後、第２の方向に移動させて軟質環状ワー
クを外側に引張り、検出手段で検出された最上部ワーク
を取り出し、環状のワークの内周および外周の２方向か
らワークの一部をクランプし移動することによりワーク
の長さのばらつきを吸収する吸収手段によりワークをク
ランプし移動させることにより組み付け形状を整合させ
つつ製品に組み付けるようにしているので、ワークの積
み重ね方向の寸法のばらつきやワークの浮きなどがあっ
ても、ワークの取り出し、および組み付けを確実に行な
える優れた軟質環状ワークの組み付け装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は軟質環状ワークの組み付けのロボットハンドの
実施例を示す斜視図、第２図は製品の組み付け例を示す
平面図、第３図は組み付け時のワーク状態例を示す平面
断面図、第４図はベルトを張る機構を説明する側面図、
第５図は組み付け時のロボットハンドの一部とワーク及
び製品の状態の例を示す側面断面図、第６図はワークの
長さのばらつきを吸収する機構例を示す平面断面図、第
７図はロッド50および51が最も近づいた位置での側面断
面図、第８図はワーク取り出し時のロボットハンドのク
ランプ例を示す側面断面図である。 11……ボールネジ、15,16……モーター 36,44……フィンガーピン 37……検出ドグ、42……フック 50,51……ロッド、100……マガジン 101……ベルト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の軟質環状ワークを垂直方向に積み重
   ねたワーク貯蔵部内に進退する少なくとも２つのフィン
   ガーピンと、 前記フィンガーピンをワーク貯蔵部内に進入させる第１
   の方向と、この方向にほぼ直交する第２の方向に移動さ
   せる移動手段と、 ワーク貯蔵部の最上部ワークを検出する手段と、 前記検出された最上部ワークを取り出す手段と、 最上部ワークを取り出す際、環状のワークの内周および
   外周の２方向からワークの一部をクランプし移動するこ
   とによりワークの長さのばらつきを吸収する手段とを設
   け、 前記フィンガーピンを第１の方向に移動させてワーク貯
   蔵部内に進入させた後、第２の方向に移動させてワーク
   を外側に引張り、前記検出手段で検出された最上部ワー
   クを取り出し、前記吸収手段によりワークをクランプし
   移動させることにより組み付け形状を整合させつつ製品
   に組み付けることを特徴とする軟質環状ワークの組み付
   け装置。
2. 【請求項２】前記２つのワーク貯蔵部の最上部ワークを
   検出する手段と、前記検出された最上部ワークを取り出
   す手段を独立して駆動できるようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の軟質環状ワークの組み
   付け装置。