JPH10109229A - 部品挿入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複雑な動作プログラムを必要としない部品挿入
装置を提供する。 【解決手段】本発明は、揺動自在に支持される揺動部材
３と、この揺動部材３とともに揺動可能かつ軸線方向に
移動自在に支持される軸部材５と、この軸部材５の先端
側において被挿入部品を把持可能なチャック爪９と、前
記軸部材５と一体に移動可能な倣い部材７と、この倣い
部材７を案内して前記軸部材５を軸線方向に移動させつ
つ揺動部材３と一体に揺動させる案内部材１０と、ＡＣ
サーボモータ１２の駆動を受けて回転し前記倣い部材７
を案内部材１０に沿って移動するよう支持するクランク
部材１４とを備えて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークに設けられ
た挿入穴に被挿入部品を挿入する部品挿入装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、自動車のダッシュボード、メ
ータパネルなどのワークに照明用のバルブなどの被挿入
部品を取り付ける場合には、一般にスカラロボットなど
の多関節型ロボット（以下、単にロボットという）が利
用されている。このロボットは、複数のアームをそれぞ
れモータなどの駆動により水平旋回可能に連結し、最も
先端のアームには、ボールねじ機構などの昇降駆動源に
連結されて垂直動可能なロボットハンドが設けられてい
る。このロボットハンドは、開閉自在に構成されてお
り、被挿入部品を挟持、解放可能である。このロボット
は、あらかじめ設定された動作プログラムに基づいて動
作するものであり、ロボット近傍に設けられた部品の供
給位置においてロボットハンドで被挿入部品を挟持し、
各アームの旋回によって所定の挿入位置上方に挟持した
被挿入部品を移動させ、昇降駆動源の駆動によりロボッ
トハンドが下降して部品の挿入を行う。なお、被挿入部
品の中にはワークに挿入後、所定角度の回転しなければ
らないものもあるが、そのような被挿入部品に対応する
ため、ロボットハンドをモータなどの回転駆動源の駆動
により所定角度回転可能に構成したロボットも開発使用
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ロボット
を使用して被挿入部品の挿入作業を行うには、複雑な動
作プログラムが必要であり、これをロボットに教示しな
ければならないため、例えば被挿入部品の供給位置から
挿入位置までの移送経路を変更しなければならない場合
のように、ロボットの動作プログラムの修正、変更が必
要な場合には、対応が極めて困難になっている等の問題
が発生している。また、ロボットを用いるとアームの旋
回領域などの関係でその動作範囲が大きくなるばかり
か、ロボット自体も比較的大型のものが多いため、設置
場所によっては作業領域の確保が困難である等の問題が
発生している。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の部品挿入装置
は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、揺動自在
に支持される揺動部材と、この揺動部材とともに揺動可
能かつ軸線方向に移動自在に支持される軸部材と、この
軸部材の先端側において被挿入部品を挟持可能なチャッ
ク爪と、前記軸部材と一体に移動可能な倣い部材と、こ
の倣い部材を案内して前記軸部材を軸線方向に移動させ
つつ揺動部材と一体に揺動させる案内部材と備えて構成
されている。前記倣い部材は、例えばＡＣサーボモータ
などの第２回転駆動源の駆動を受けて回転するクランク
部材に支持されて動作するように構成されており、軸部
材の軸線回りに回転自在に構成されている。また、前記
揺動部材には、例えばＡＣサーボモータなどの第１回転
駆動源の駆動を受けて回転可能な回転部材が一体に揺動
するよう内包されており、前記軸部材は、この回転部材
と一体に回転可能なようにも構成されている。さらに、
前記軸部材には、軸線に沿って延びるスプライン溝が形
成されている。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１ないし図６において、１は部
品挿入装置であり、対向する２枚の支持板２，２間に揺
動自在に支持される揺動機構Ｓを有している。この揺動
機構Ｓは、前記各支持板２，２に回転自在に支持される
揺動部材３と、この揺動部材３の回転軸線と直交する軸
線回りに回転自在なよう揺動部材３に支持される回転部
材４と、この回転部材４に摺動自在に嵌合する軸部材５
とから構成されている。

【０００６】前記揺動部材３には、その上部にブラケッ
ト３ａが一体に固定されており、このブラケット３ａに
は、第１回転駆動源の一例であるＡＣサーボモータ６が
取り付けられている。前記回転部材４は、このＡＣサー
ボモータ６の出力軸と、プーリＰ１，Ｐ２および無端ベ
ルトＢ１を介して連結されており、ＡＣサーボモータ６
の駆動を受けて回転するように構成されている。

【０００７】前記軸部材５には、軸線に沿って延びるス
プライン溝５ａが複数形成されており、前記回転部材４
は、このスプライン溝５ａと合致して、摺動時における
軸部材５の回転を阻止するように構成されている。ま
た、軸部材５の先端近傍には、軸部材５と直交する倣い
部材７が軸部材５の軸線回りに回転自在に取り付けられ
ており、この倣い部材７の両端には、カムフォロアなど
の回転体７ａがそれぞれ回転自在に取り付けられるとと
もに、軸途中にはローラ部材７ｂが回転自在に挿通支持
されている。

【０００８】また前記軸部材５の先端には、ばねにより
常時は軸部材５先端方向に付勢される緩衝機構８を介し
て、一対のチャック爪９，９が取り付けられている。こ
のチャック爪９，９は、圧縮エアの供給、排出によって
開閉自在に構成されており、この開閉動作に応じて被挿
入部品の一例であるバルブ３０を挟持、解放することが
可能なように構成されている。なお、前記バルブ３０
は、主に自動車内のメータパネルの照明用器具として利
用されるものであり、ワーク４０の挿入穴に挿入して
後、軸線回りに所定角度回転させることで固定できるよ
うに構成されている。

【０００９】前記各支持板２，２には、それぞれ円盤状
の案内部材１０が固定されており、これら案内部材１
０，１０の対向面には、円弧状の湾曲路１１ａと、この
湾曲路１１ａに連続する直線状の垂直路１１ｂおよび傾
斜路１１ｃとから成る略Ｖ字様の案内路１１がそれぞれ
刻設されている。この案内路１１には、前記倣い部材７
両端の回転体７ａが常時転動可能に嵌合しており、回転
体７ａが案内路１１に沿って転動すれば、前記軸部材５
が傾斜した状態から垂直な状態へ、あるいはその逆方向
へ摺動しつつ揺動するように構成されている。

【００１０】また、一方の案内部材１０には、クランク
軸１３が回転自在に配置されており、このクランク軸１
３には、クランク部材１４が一体に回転するよう固定さ
れている。このクランク部材１４は一体形成される２本
の支持片１４ａ，１４ａにより、前記倣い部材７のロー
ラ部材７ｂを転動自在に支持している。前記クランク軸
は、プーリＰ３，Ｐ４およびこれらプーリＰ３，Ｐ４に
巻き掛けられる無端ベルトＢ２を介して第２回転駆動源
の一例であるＡＣサーボモータ１２の出力軸１２ａに連
結されており、ＡＣサーボモータ１２の駆動を受けて回
転可能に構成されている。

【００１１】一方、前記支持板２，２の下方には、図示
しない部品供給装置本体から傾斜して延びる部品移送レ
ール１５が配設されている。この部品移送レール１５
は、バルブ３０を整列移送し、前記軸部材５が傾斜した
状態にある時の軸線延長上に先頭のバルブ３０を停止さ
せるように構成されている。

【００１２】なお、前記各ＡＣサーボモータ６，１２
は、図示しない制御手段に連結されて、その駆動を制御
されるよう構成されており、位相制御により出力軸がそ
れぞれ所定角度回転する毎に停止する。

【００１３】上記部品挿入装置では、部品移送レールの
供給位置にバルブ３０が移送されると、ＡＣサーボモー
タ１２が正転駆動してクランク軸１３およびクランク部
材１４を一体に回転させる。この時、クランク部材１４
によってローラ部材７ｂが案内されるため、倣い部材７
の回転体７ａは案内路１１に沿って垂直路１１ｂから湾
曲路１１ａを通じ傾斜路１１ｃ終端まで転動する。この
ことによって、揺動機構Ｓは揺動部材３を中心に揺動す
る。この時、軸部材５は揺動と同時に回転部材４に対し
て軸線方向に摺動する。

【００１４】軸部材５の動作によってチャック爪９，９
は、回転体７ａが垂直路１１ｂを転動している時はワー
ク４０から離間するよう垂直に上昇し、湾曲路１１ａを
転動する間は僅かに弧を描いて部品移送レール上方に達
し、傾斜路１１ｃを転動する間は直線的に部品移送レー
ル１５に向かう軌跡Ｒで、部品移送レール１５に到達
し、部品移送レール１５を送られてきたバルブ３０を把
持する。

【００１５】チャック爪９，９により部品移送レール１
５のバルブ３０を把持して後、続いてＡＣサーボモータ
１２が逆転駆動し、回転体７ａを案内路１１に沿って逆
行させ、軸部材５を軸線垂直な状態に復帰させる。この
時、軸部材５のスプライン溝５ａには回転部材４が合致
しているため、軸部材５は摺動動作、揺動動作にともな
って回転することがなく、チャック爪９，９に把持した
バルブ３０を回転させることなくワーク４０まで移送す
ることができる。チャック爪９，９は前述の軌跡を逆に
辿ってワーク４０に近接する位置に復帰し、バルブ３０
をワーク４０の挿入穴に挿入する。

【００１６】バルブ３０がワーク４０の挿入穴に挿入さ
れると、そこでＡＣサーボモータ１２の駆動は停止し、
代わってＡＣサーボモータ６が駆動して出力軸を所定角
度回転させる。このため、回転部材４および軸部材５が
一体に所定角度回転し、チャック爪９，９に把持されて
いるバルブ３０を軸線回りに回転させ、ワーク４０の挿
入穴において抜け止めする。

【００１７】なお、本部品挿入装置では、ＡＣサーボモ
ータ６，１２を使用しているため、出力軸の位相制御を
簡単に行うことができ、例えばワークの形状変更により
挿入位置の高さが高くなった場合には、これに合わせて
ＡＣサーボモータの出力軸の回転角度を変更し、回転体
７ａの転動を垂直路１１ｂの途中で停止させることも可
能である。また、以上の説明では、被挿入部品としてバ
ルブ３０を例に挙げたが、被挿入部品は、本発明の要旨
を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の部品挿入
装置は、軸部材が揺動と同時に案内路の形状に倣って軸
線方向へ移動するため、バルブの供給位置から挿入位置
までの移動軌跡が比較的複雑であっても、これに対処す
ることができるとともに、案内路の形状変更によってバ
ルブの供給位置とバルブの挿入位置との間の移動軌跡を
任意に変更することができ、また、軸部材は回転駆動源
の駆動により軸線回りに回転するため、挿入して後に所
定角度回転させなければならない被挿入部品の挿入作業
にも対応できる。したがって、多関節型ロボットなどの
複雑な動作プログラムを必要とする装置に依存すること
なく被挿入部品の移送、挿入作業を行うことができる等
の利点がある。さらに、軸部材がスプライン溝の作用で
常時は回転できないため、正しい向きで被挿入部品を移
送することができ、挿入時の被挿入部品の向きが限定さ
れる部品の挿入作業を極めて正確に行うことができる等
の利点がある。しかも、案内路と揺動部材の揺動支点が
離間しているため、案内路が小さくてもチャック先端の
動作を大きくでき、装置の小型化を図ることができる等
の利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の部品挿入装置の一方の支持板を取り外
して内部機構を明らかにした正面図である。

【図２】本発明の部品挿入装置の要部拡大正面図であ
る。

【図３】本発明の部品挿入装置の一部を切り欠いた要部
拡大背面図である。

【図４】本発明の部品挿入装置の拡大平面図である。

【図５】本発明の部品挿入装置の要部拡大一部切欠断面
図である。

【図６】本発明の部品挿入装置の要部拡大一部切欠断面
図である。

【符号の説明】

１ 部品挿入装置 ２ 支持板 ３ 揺動部材 ４ 装置本体 ５ 軸部材 ６ ＡＣサーボモータ ７ 倣い部材 ９ チャック爪 １０ 案内部材 １１ 案内路 １２ ＡＣサーボモータ １４ クランク部材 １５ 部品移送レール ３０ バルブ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】揺動自在に支持される揺動部材と、 この揺動部材と一体に揺動可能かつ軸線方向に移動自在
   な軸部材と、 この軸部材の先端側において被挿入部品を把持可能なチ
   ャック爪と、 前記軸部材と一体に移動可能な倣い部材と、 この倣い部材を案内して、前記軸部材を軸線方向に移動
   させつつ揺動部材と一体に揺動させる案内部材とを備え
   てなることを特徴とする部品挿入装置。
2. 【請求項２】揺動自在に支持される揺動部材と、 この揺動部材に内包されて一体に揺動可能かつ第１回転
   駆動源の駆動を受けて揺動部材に対して回転可能な回転
   部材と、 この回転部材を挿通して一体に回転可能かつ軸線方向に
   移動自在な軸部材と、 この軸部材の先端側において被挿入部品を把持可能なチ
   ャック爪と、 前記軸部材と一体に移動可能かつ軸部材の軸線回りに回
   転自在な倣い部材と、 この倣い部材を案内して前記軸部材を軸線方向に移動さ
   せつつ揺動部材と一体に揺動させる案内部材と、 第２回転駆動源の駆動を受けて回転し前記倣い部材を案
   内部材に沿って移動するよう支持するクランク部材とを
   備えてなることを特徴とする部品挿入装置。
3. 【請求項３】軸部材に軸線に沿って延びるスプライン溝
   を複数形成したことを特徴とする請求項１または請求項
   ２に記載の部品挿入装置。
4. 【請求項４】第１、第２回転駆動源は、何れもＡＣサー
   ボモータであることを特徴とする請求項１、請求項２ま
   たは請求項３に記載の部品挿入装置。