JPH0929556A - 自動調芯ビット装置とこれを有する作業機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造および制御のままでボリュームの
位置精度が低くてもビットを自動調芯して確実に挿入で
きるようにする。 【構成】 ビット２を持ち運びかつ作業対象に対して離
接させるためのビット支持体３にビット２の駆動機構４
をも備え、ビット２は駆動軸５の伸縮軸６に対し可撓性
のあるカップリング７を介して連結し、ビット２にこの
ビット２の先端に向け先細りとなるテーパ状の芯出しブ
ロック８を設けるとともにビット２を進出側にばね９で
付勢し、ビット支持体３上で芯出しブロック８を出入り
できるように受入れてビット２を芯出しし、かつ前記ば
ね９に抗して所定の位置に保持するガイドブロック１１
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動調芯ビット装置およ
びこれを有する作業機に関し、プリント基板や製品に装
備されたボリュームを回転操作してボリユーム調整した
り、その他の回転操作を自動的に行うのに利用される。

【０００２】

【従来の技術】このような作業に用いられる従来のビッ
ト装置は図７に示すように、ビットａを持ち運びかつ作
業対象に対して離接させるためのビット支持体ｂに、ビ
ットａの駆動機構ｃをも備えている。ビットａは駆動軸
ｄの伸縮軸ｅに対しカップリングｆを介して連結すると
ともに進出方向にばねｈで付勢し、ビットａの途中をビ
ット支持体ｂの上でスライドできるように軸受して芯出
しする軸受ブロックｇを有し、この軸受ブロックｇによ
って前記カップリングｆを受止めてビットａをばねｈに
抗して所定の後退位置に保持するようにしている。

【０００３】ビット支持体は本発明の作業機に係る実施
例を示す図５、図６のようなロボットＡ、Ｂの作業動作
部に装備されて、所定位置に持ち運ばれ、作業対象への
挿入および回転操作されるようにして、近時の組み立て
や調整の設備において要求される高い生産性や多品種へ
の対応性を確保できるようにしている。

【０００４】ロボットＡ、Ｂを利用した作業機は先ず、
ビット支持体ｂを作業対象となる例えば図８、図９に示
すようなボリュームｊに対して位置合わせするように持
ち運び、図８に示すようにボリュームｊに当接させる。
次いで、ビット支持体ｂをボリュームｊの側にさらに移
動させてビットａを図９に示すようにばねｈのチャージ
を伴ってボリュームｊに適度に押しつけボリュームｊに
嵌め合わせる。この状態でビットａを駆動機構ｃによっ
て駆動し、ビットａの回転をボリュームｊに伝達して必
要なボリューム調整を行う。

【０００５】このようなボリューム調整のための前記位
置合わせのために、ボリュームｊを有したプリント基板
や製品は、作業機に対し一定の位置に位置決めされる
し、作業機ではこの位置決めされたボリユームｊの位置
情報と、ビットａの現在位置の情報とに基づき、ビット
ａを特定のボリュームｊに位置合わせするように移動さ
せて、ボリューム調整できる状態とする。また、ボリュ
ーム調整のために作業機はビットａの回転の制御も行
う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、プリント基板
上に実装されたボリュームは、通常その実装位置にばら
つきがある。また、このようなプリント基板が製品上に
組付けられた状態では、さらに基板の組付け位置にばら
つきがある。このことにより、ボリュームの位置精度
は、一般的なロボットの位置決め精度を大きく下回る。

【０００７】このため、作業機側でのボリュームｊの位
置情報に基づくビットａの位置合わせが適正であって
も、ボリュームｊ側の位置精度が適正でないことがしば
しばある。

【０００８】図８、図９はこの位置合わせが適正でない
状態を示している。図８の状態からビット支持体ｂをボ
リュームｊの側にさらに近づけ、ビットａをボリューム
ｊに押付けて嵌め合わせようとしても、ボリュームｊの
中心への嵌め合わせは無理でビットａは駆動軸ｄとの間
の伸縮構造上、ばねｈに抗しビット支持体ｂに対して軸
受ブロックｇの案内を受けながら図９のように後退する
だけである。

【０００９】このような状態のままで、駆動機構ｃによ
りビットａを回転制御して所定の調整動作に移っても、
ビットａの回転がボリュームｊに正確に伝達されず、調
整が全くできなかったり、調整不良が生じたりする。

【００１０】さらに、プリント基板や製品に複数のボリ
ュームｊが実装された場合、それぞれのボリュームの実
装位置にばらつきがあるうえ、これらを実装している調
整対象物自体の位置にばらつきがあるので、これら複数
のボリュームｊについて図６に示すロボットＢのように
複数装備した従来のビット装置にて同時にボリューム調
整して生産性を上げようとしても、各ビットａを各ボリ
ュームｊに同時に正しく位置合わせすることはできず、
全てのボリュームｊについて対応するビットａを挿入す
ることは極めて困難である。

【００１１】これらのことは、生産上の調整設備として
は、不良品が発生する大きな原因になり、稼働率や製品
品質の向上を阻害する。

【００１２】また、このような問題を解消する方法とし
て、ボリュームｊの実際位置の正規位置からの差を、画
像認識装置により測定し、この測定データを作業機の制
御装置に転送し、制御装置はこれを基にビットａを位置
合わせするためのポイントデータを補正しビットａの挿
入が適正に行われるようにすることも行われている。

【００１３】しかし、これでは余分な装置や時間が要る
ので、生産タクト面およびコスト面でのデメリットがあ
る。

【００１４】本発明はこのような問題点を解消すること
を課題とし、簡単な構造および制御のままでボリューム
の位置精度が低くてもビットを自動調芯して確実に挿入
することができる自動調芯ビット装置およびこれを有す
る作業機を提供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明の自動調芯ビット装置は、ビットを
持ち運びかつ作業対象に対して離接させるためのビット
支持体にビットの駆動機構をも備え、ビットは駆動軸の
伸縮軸に対し可撓性のあるカップリングを介して連結
し、ビットにこのビットの先端に向け先細りとなるテー
パ状の芯出しブロックを設けるとともにビットを進出側
にばねで付勢し、ビット支持体上で芯出しブロックを出
入りできるように受入れてビットを芯出しし、かつ前記
ばねに抗してビットを所定の位置に保持するガイドブロ
ックを設けたことを特徴とするものである。

【００１６】また、本発明の作業機は、ロボットの作業
動作部に上記の自動調芯ビット装置を装備したことを特
徴とするものである。

【００１７】また、本発明の今１つの作業機は、ロボッ
トの作業動作部に上記の自動調芯ビット装置を複数同時
使用できるように装備したことを特徴とするものであ
る。

【００１８】

【作用】本発明の自動調芯ビット装置の上記構成、およ
びこの装置を単数または複数持った各作業機の上記構成
では、ビット支持体が移動されて、ビットをこれの駆動
機構とともに持ち運び、作業対象に対して離接させられ
るので、ビットを作業対象であるボリューム等に挿入
し、この状態でビットを回転制御することにより、ボリ
ューム等の作業対象を所定量、あるいは所定の状態に回
転操作して、ボリューム調整やその他の回転作業を行う
ことができる。

【００１９】この際ビットは、当初ばねで進出方向に付
勢されて芯出しブロックをビット支持体のガイドブロッ
クに受入られて所定の位置に保持された状態にあり、駆
動軸との連結と相まってビット支持体上で芯出しされて
いる。

【００２０】そして、ビット支持体がビットをボリュー
ム等の作業対象に位置合わせしてこれに押し当てるよう
に近づくとき、まずビットは作業対象に当接しそれ以上
進出できなくなり、ビット支持体がさらに作業対象側へ
近づくと、ビットは駆動軸との間の伸縮構造によって、
前記ばねをチャージしながらビット支持体に対し後退し
て、徐々に増大するばねの復元力によって作業対象に押
付けられる。

【００２１】同時にこのときのビットのビット支持体に
対する後退により、ビットの芯出しブロックがビット支
持体のガイドブロックから抜け出て、これによるビット
の芯出し状態を解除され、ビットが駆動軸との間の可撓
性のあるカップリング部分を支点としてガイドブロック
内を限度に振り動ける状態とするので、ビットはばねで
押付けられている作業対象の当接面が作業対象の中心位
置に向かって傾斜していさえすれば、この傾斜に沿って
作業対象の中心位置側に滑り込みこの中心位置に確実に
挿入するように自動調芯される。

【００２２】したがって、ビットの芯だし構造を若干改
良するだけで、高価な補正装置や補正のための余分な時
間を費やさずに、作業対象の位置精度の低さの影響なく
ビットを作業対象の中心位置に確実に挿入することがで
きるし、この挿入状態でビットが駆動軸に対しカップリ
ング部で芯が振れていたとしても、このカップリングは
可撓性のあるもので、回転伝達上のいわゆるユニバーサ
ルジョイントの役目をして、ビットに回転ずれや振れな
く伝達するので、ビットにより作業対象を回転制御通り
に正確に回転させて、ボリューム調整等の各種回転操作
を高精度に達成することができ、生産性の向上と高品質
化が実現する。

【００２３】そして、作業機に複数同時使用できるよう
に自動調芯ビット装置が装備されている構成でも、それ
ぞれの自動調芯ビット装置は上記と同様な作用効果を発
揮するので、複数実装されているボリューム等の作業対
象につき、それぞれの実装位置のばらつきや、これらが
実装されているプリント基板や製品自体の位置のばらつ
きを一度に吸収しながら同時に確実に回転操作すること
ができ、適正作業による高品質を保持したまま生産性が
さらに向上する。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の自動調芯ビット装置の一実施
例について、図１〜図４を参照しながら説明する。

【００２５】本実施例の自動調芯ビット装置Ｃは図４に
示すようなボリューム１を作業対象とした場合を示し、
図１に示すような構成を有している。ボリューム１は図
２、図３に示すプリント基板３３やその他の製品に実装
されて、これを必要量回転操作することにより電気回路
等の特性の調整を行う。しかし、作業対象はこれに限ら
れることはなく、回転操作する種々のものに対応でき
る。

【００２６】図１において自動調芯ビット装置Ｃは、ビ
ット２を持ち運びかつボリューム１に対して離接させる
ためのビット支持体３にビット２の駆動機構４をも備え
ている。

【００２７】これによって、ビット支持体３は従来通り
に移動されることにより、ビット２をこれの駆動機構４
とともに持ち運び、ボリューム１に対して離接させられ
るので、ビット２をボリューム１に挿入し、この状態で
ビット２を回転制御することにより、ボリューム１を所
定量回転させて、ボリューム調整を行うことができる。

【００２８】また、駆動機構４は従来同様のもので、ビ
ット支持体３に固定したモータ１３と、このモータ１３
にカップリング１４により連結された駆動軸５、および
この駆動軸５の一部として伸縮できるように設けられた
伸縮軸６を有したもので、駆動軸５はビット支持体３に
固定したハウジング１７に保持した２つのボールベアリ
ング１８によって回転できるように保持されている。伸
縮軸６は駆動軸５内に摺動できるように嵌め合わされ
て、長孔２１とピン２２とによって伸縮の動作範囲を規
制されるとともに、駆動軸５と伸縮軸６とが一体に回転
するようになっている。

【００２９】特に本実施例では、ビット２は駆動軸５の
伸縮軸６に対し可撓性のあるカップリング７を介して連
結し、ビット２にこのビット２の先端に向け先細りとな
るテーパ状の芯出しブロック８を設けるとともにビット
２を従来と同様に進出側にばね９で付勢し、ビット支持
体３上で芯出しブロック８を出入りできるように受入れ
てビット２を芯出しし、かつ前記ばね９に抗して所定の
後退位置に保持するガイドブロック１１を設けてある。

【００３０】以下実際のボリューム調整動作について説
明すると、図１の状態の自動調芯ビット装置Ｃがビット
支持体３部にて一体に移動されることにより、ビット２
を作業対象であるボリューム１の側に持ち運ぶ。この際
ビット２は、ばね９で進出方向に付勢されて芯出しブロ
ック８をビット支持体３のガイドブロック１１に受入ら
れて位置保持された状態にあり、駆動軸５との連結と相
まってビット支持体３上で芯出しされている。

【００３１】そして、ビット支持体３がビット３をボリ
ューム１に位置合わせしてこれに押し当てるように近づ
くとき、まずビット２はボリューム１に図２に示すよう
に当接しそれ以上進出できなくなり、ビット支持体３が
さらにボリューム１側へ図３に示すように近づくと、ビ
ット２は伸縮軸６を介した駆動軸５との間の伸縮構造に
よって、前記ばね９をチャージしながらビット支持体３
に対し後退して、徐々に増大するばね９の復元力によっ
てボリューム１に押付けられる。

【００３２】同時にこのときのビット２のビット支持体
３に対する後退により、ビット２の芯出しブロック８が
ビット支持体３のガイドブロック１１から図３に示すよ
うに抜け出て、これによるビット２の芯出し状態を解除
され、ビット２が駆動軸５との間の可撓性のあるカップ
リング７の部分を支点としてガイドブロック１１内を限
度に振り動ける状態とするので、ビット２はばね９で押
付けられているボリューム１の当接面１ａがボリューム
１の中心位置Ｘに向かって図に示すように傾斜していさ
えすれば、この当接面１ａの傾斜に沿ってボリューム１
の中心位置Ｘ側に滑り込みこの中心位置Ｘに挿入するよ
うに自動調芯される。

【００３３】したがって、ビット２の芯だし構造を若干
改良するだけで、高価な補正装置や補正のための余分な
時間を費やさずに、ビット支持体３を従来とほぼ同様な
簡単な作業機により、ボリューム１の位置精度の低さの
影響なくビット２をボリューム１の中心位置Ｘに確実に
挿入することができるし、この挿入状態でビット２が駆
動軸５に対しカップリング７の部分で芯がある角度振れ
ていたとしても、このカップリング７は可撓性のあるも
ので、回転伝達上のいわゆるユニバーサルジョイントの
役目をして、ビット２に回転ずれや振れなく伝達するの
で、ビット２によりボリューム１を回転制御通りに正確
に回転させて、ボリューム調整を高精度に達成すること
ができ、生産性の向上と高品質化とが実現する。

【００３４】図５は本発明の作業機の一実施例を示し、
図に示すように第１の実施例の自動調芯ビット装置Ｃ
を、ロボットＡの作業動作部であるヘッド３０に装備し
たものである。

【００３５】ロボットＡは平面上でヘッド３０を直交す
るＸＹ２方向に水平面上で移動させる移動機構３１を持
ったいわゆる直交系ロボットである場合を示し、基台３
２の上に作業対象としてのボリューム１が実装されたプ
リント基板３３、ないしは他の製品を載置し、ボリュー
ム１に対し自動調芯ビット装置Ｃを位置合わせして挿入
し、ボリューム１を回転操作する。

【００３６】そして、作業対象であるボリューム１が複
数ある場合でも、それぞれの位置に順次に移行して位置
合わせして挿入し、回転操作することで対応することが
でき、それぞれの回転操作に際して奏する作用効果は第
１の実施例の場合と変わりはない。

【００３７】図６は本発明の作業機の今１つの実施例を
示し、図に示すように第１の実施例の自動調芯ビット装
置Ｃを、垂直多関節系のロボットＢの作業動作部である
作業アーム３１に、複数の作業対象であるボリューム１
に対応して複数装備したものである。

【００３８】複数のボリューム１は１つのプリント基板
３３、ないしは他の１つの製品に実装されていて、それ
ぞれの実装位置のばらつきとともに、プリント基板３４
や製品自体の位置のばらつきも加わるが、それぞれのボ
リューム１に対応するように設けられた前記自動調芯ビ
ット装置Ｃの自動調芯作用によって、これらのロボット
Ｂによる位置合わせ位置に対する各ボリューム１の位置
のばらつきを同時に吸収することができるとともに、複
数のボリューム１に対して対応する自動調芯ビット装置
Ｃの各ビット２を同時にかつ確実に挿入することができ
る。

【００３９】これにより、１回のロボット位置合わせ動
作で複数のボリューム１の所定の回転操作をすることが
でき、高品質を保って、生産性の極めて高い作業機を実
現することができる。

【００４０】また、一般に言われている垂直多関節系ロ
ボットの位置決め精度が直交系ロボットＡに比し劣って
いる点も、第１の実施例の自動調芯ビット装置Ｃを装備
することにより、これをも吸収しながら、垂直多関節系
ロボットの骨格の特徴を活かした動作自由度の高い作業
機を得ることができ、回転操作の自動化の対象製品の拡
大を図ることができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明の自動調芯ビット装置およびこれ
を装備した作業機によれば、ビットの芯だし構造を若干
改良するだけで、高価な補正装置や補正のための余分な
時間を費やさず、ビットの位置合わせ時に作業対象の実
装位置のばらつきやこれが実装されている基板や製品の
他への組付けの位置のばらつきを吸収してこれらの影響
をなくし、ビットを作業対象に正しく挿入して確実に回
転操作できるようにするので、設備費は生産設備のボリ
ューム調整工程等において、生産設備の稼働率を向上す
るとともに、高品質化が実現し、しかもコストは上昇し
ない。

【００４２】そして、作業機に複数同時使用できるよう
に自動調芯ビット装置が装備されている構成でも、各自
動調芯ビット装置は同様な作用効果を発揮するので、複
数実装されているボリューム等の作業対象を前記特長を
損なうことなく同時に回転操作して生産性をさらに向上
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動調芯ビット装置の一実施例を示す
断面図である。

【図２】図１の装置の位置合わせ初期の状態を示す要部
の断面図である。

【図３】図１の装置のビット挿入状態を示す要部の断面
図である。

【図４】作業対象としてのボリュームの一例を示す断面
図および平面図である。

【図５】本発明の作業機の一実施例を示す正面図であ
る。

【図６】本発明の作業機の今１つの実施例を示す側面図
である。

【図７】従来の自動調芯機能のないビット装置を示す断
面図である。

【図８】図７の装置の位置合わせ初期の状態を示す要部
の断面図である。

【図９】図７の装置の挿入不良状態を示す要部の断面図
である。

【符号の説明】

Ａ、Ｂ 作業機 Ｃ 自動調芯ビット装置 １ ボリューム ２ ビット ３ ビット支持体 ４ 駆動機構 ５ 駆動軸 ６ 伸縮軸 ７ カップリング ８ 芯出しブロック ９ ばね １１ ガイドブロック ３０ ヘッド ３１ 作業アーム ３３ プリント基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビットを持ち運びかつ作業対象に対して
   離接させるためのビット支持体にビットの駆動機構をも
   備え、ビットは駆動軸の伸縮軸に対し可撓性のあるカッ
   プリングを介して連結し、ビットにこのビットの先端に
   向け先細りとなるテーパ状の芯出しブロックを設けると
   ともにビットを進出側にばねで付勢し、ビット支持体上
   で芯出しブロックを出入りできるように受入れてビット
   を芯出しし、かつ前記ばねに抗してビットを所定の位置
   に保持するガイドブロックを設けたことを特徴とする自
   動調芯ビット装置。
2. 【請求項２】 ロボットの作業動作部に請求項１に記載
   の自動調芯ビット装置を装備した作業機。
3. 【請求項３】 ロボットの作業動作部に請求項１に記載
   の自動調芯ビット装置を複数同時使用できるように装備
   した作業機。