JPS58197899A - 部品組付装置 - 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】 本発明は、ロボットのアーム先端に取り付けられて組立
用部品を保持し、この部品を相手部材の所定の位置に組
みつけるチャック装置Ｋｌｌするものである。

従来、上記のチャック装置によって組立用部品を相手部
材の所定の位置に正確に位置決めして組み付ける場合は
、組立用部品と相手部材との何れか一方に位置決め用の
軸を固定するととも゛に、他方に孔を設けて上記の軸と
孔とを嵌め合わせて位置決めされる。

上記の位置決め用の軸及び孔の数が各１個である場合は
別設のセンサを設けずに軸と孔とを嵌合させる遠隔心合
わせ装置を用いることができるが、軸及び孔の数が各２
個着しくはそれ以上の場合は第１図に示すようにロボッ
トアーム先端の微操作精度に比して充分に大きいテーパ
状の面取９６ｆ：付したガイド軸５′ｔ−設けるか、又
は、位置合わせ用のセンナを別途に設けなければロボッ
トによる部品組立てができなかつ友。

＃Ｉ１図において１０は組立用の板状部品、１１は組立
用の相手部材、１２は板状部品に設けた孔、１３は相手
部材に固定した軸である。最近、各種の技術分野、特に
電子機器において部品の小形化、高密度化が進み、本図
に示したような太き％Ａ面取シロを有するガイド軸５を
設は難い場合が多くなつ九。

本発明は上述の事情に錨みて為され、複数個の位置決め
用の軸又は孔を有する組立用部品を相手部材に設けられ
た孔又は軸に嵌合させることができ、しかも別設の位置
決め用センサを設ける必要の無−ロボッ上用の部品チャ
ック装置を提供しようとするものであり１本発明は複数
個の位置決め用の軸又は孔を有する被加工部品を加工用
機器に設けられた孔又は軸に嵌合させる装置としても適
用し得るものである。

上記の目的を達成するため、本発明は、部品チャック装
置におφて、アームに取り付けた手先ベース及び上記と
別体の部品保持手段をｌｐｔ成し、上記の手先ベースに
対して部品保持手段を２次元的に摺動自在に支承し、か
つ、上記の手先ベースと部品保持手段との何れか一方の
部材に凹面ａｔ影形成るとと４に、上記双方の部材の他
方に上記の凹面座に係合する球状部材を設けてこの球状
Ｓ桐を凹面座に向けて付勢したことを特徴とする。

次に、本発明の一実施例を第２図乃至第１０図を順次に
参照しつつ＊明する。

第２ＩＱは本実施例に係る部品チャック装置を用ｉて組
付を行なう板状部品ｌＯと相手部材１１との組立完了状
態會示す。１２　、３２は板状部品ｌＯに設けられ九位
置決め用の孔である。１３　、３３は相手部材１１に固
着され丸軸て、位置決めの役目と板状部材１０の支柱の
役目とｔ兼ねている。７は板状部材取付ネジである。１
０　ｍは、この板状部材ｌＯを後述する部品チャック装
置に対して位置合わせするために穿つ丸孔である。

第３−は本発明の一実施例に係る部品チャック装置２を
取り付けたロボットｌｔ示し、部品チャック装置２はロ
ボットのアーム１１の先端に取り付けて水平面内におけ
る平行移動及び回動、並びに上下方向の平行移動を自在
に駆動制御できる。

ｌＯは部品チャック装置２に保持され九組立用部品、１
１は組立用の相手部材である。

第４翻は上記の部品チャック装置２の拡大断面″′ｉ 因である。

手先ベース３を構成してロボットアーム（−示せず）の
先端に（支）定する。

上記と別体に部品保持手段４を欠配のように構成する。

保持具ベース１９を形成してその下面に軸す、及び回ｐ
止め軸２６を固着する。

上記の軸すに嵌合する孔列および回り止め軸加に嵌合す
る孔２９ｔ−設は九保持具プレート２７ｔ−形成し、上
記の各軸５．２６と各孔２９　ｅ　２７とｔ−それぞれ
嵌合し、コイルバネ３ｏｆ：介して保持具ベース１９に
取ｐ付ける。２５ｍは抜は止めストッパである。

上記の保持具プレー）２７の下面に真空チャック１６　
ｔ　ｌｉｔ定する。

上記の保持真プレートγに透孔２７　ａ　ｔ−穿って部
品位置決めビン１５を摺動自在に嵌合し、バネ１４で下
方に付勢する。３１は部品位置決めビン１５の上端に形
成し九抜は止めフランジである。

以上の構成によシ、真空チャック１６を固定した保持真
プレートγは保持具ベース１９に対して弾性的に支承さ
れ、上記の保持具プレートγに対して部品位置決めビン
１５が弾性的に支承される。

以上のように構成し九部品保持手段４を次のようにし・
て手先ベース３に取付ける。

手先ベース３と部品保持手段４との間に介装する中間ペ
ースｓｔｙ＃成する。上記中間ペース８をローラーガイ
ド１７により手先ベース３に対して紙面に−直な方向の
摺動自在に支承し、かつ上記中間ペース８に対して保持
具ベース１９　ｔ−図示左右方向の摺動自在にローラー
ガイド１８によって支承する。

本実施例は以上のようＫして、手先ベース３に対して部
品保持手段４會水平面内において２次元的に摺動自在な
るごとく支承する。

前記の保持具ベース１９の上面の中央に円錐状の凹面座
２ｏ【形成する。上記の凹面座２０に対石せしめて、手
先ベース３に鋼球２２を設け、バネ塾によｐ凹面座２０
に向けて付勢する。２１は鋼球２２ｔ−上下方向に案内
する九めの円柱状の穴、Ｕはバネ押さえネジである。

本実施例は以上のようにして手先ベース３と部品保持手
段４との一方に凹面座加を形成し、他方に球状部材であ
る鋼球２２を設けてこの鋼球２２を凹面座加に向けてバ
ネｎで付勢しである。本発明を実地に適用する場合、上
記の球状部材は必ずしも立体幾何学的な球であることを
要しない。たとえば先端を球面、若しくは回転楕円面に
形成し丸棒でも良い。

以上の構成によシ、手先ベース３に対して摺動自在に支
承された部品保持手段４は、弾性的な力で手先ベース３
に対して同心状に保持される。

＃１４図は、本実施例の部品チャック装置の部品位置決
めピン１５の先端を板状部品１０の孔１０　ａに挿入し
、真空チャック１６により該板状部品ｌＯを吸着保持し
た状態を示してｉる。次に、上記板状部品１０に設けた
孔１２ｔ−相手部材の軸に低め合わせる操作について説
明する。

第５−は手先ベース３ｔ−固着し九ロボットアーム（図
示せず）を作動させて板状部品１０ｔ−相手部材１１０
組付位置付近に押し当てた状１ＩＩｔ−示す。この状態
におφて、過熱の場合會除′省孔ｎ、３２は軸１３　、
３３と合っていない。＠６図は孔１２　、諺と軸１３゜
３３０位置関係を模式化して示した平薗図である。

この状態でロボットアームを作動させて板状部品１０ｔ
−波形矢印Ｕのように動かす。

この波形矢印Ｕの形状は、ロボットアームの位置合わせ
精度、及び孔１２と軸１３との嵌合度を勘案して、この
波形移動中に孔１２と軸１３とが嵌合し得る状Ｓを現出
するように設定する。詳しくは、この波形の振幅及び長
さはロボットアームの位置合わゼ作動の最大誤差範囲【
覆うように設定し、かつ、上記波形のピッチ寸法は孔１
２と軸１３とが嵌合するために許容される最大６狂い寸
法よｐ４小さく設定する。これにより、板状部品が波形
矢印Ｕの如く動かされる途中で孔１２と軸１３とが嵌合
する。

第７図は孔稔と軸１３とが嵌合し良状態を模式的に示し
た平面図、第８図は同じく垂直断面−で参る。

真空チャック１６を固着した保持具ベース１９はコイル
バネＩによって下向きに付勢されているので、孔と軸と
の中心が合えばバネ付勢力によって直ちに自動的に嵌合
が行′□□薔゛われる。以上のようにして　　　　！嵌
合が行なわれるので、真空チャック１６に代えて機械的
なチャック手Ｒ（図示せず）ｔ−ｍ−で一同様に嵌合が
行なわれる。

第８１ｇ１Ｋ示すように孔稔と軸１３とが嵌合すると板
状部品ｌＯは相手部材ｌｌとの相対的移動を拘束される
が、ロボットアームに固着され九手先ベース３は所定の
ごとく波形移動を行、なうので、板状部品ｌＯを保持１
九部品保持手段４と手先ベース３との関に変位を生じな
ければならな−。本実施例においては同図に示すように
鋼球ｎがバネｎの付勢力に抗して円錐状の凹面座加の斜
面に乗り上げて上記の変位を許容する。

前述のようにしてロボットアーム（図示せず）が板状部
材１０　を波形に移動させ終った時点において、第７図
に示すように孔１２と軸１３とは嵌合を完了しているは
ずであり、過熱の場合ｔｍｉて孔部は軸あと嵌合して−
ない。次いでロボットアームを作動させて板状部品ｌＯ
ｔ軸１３０回シに円弧状往復矢印あのように角Ｖの範囲
で回動させる。

軸１３と回部との間の距離、並びに孔１２と同冨との間
の距離を所要の精度に構成しておき、かつ、上記の角Ｖ
がロボットアームＯ角度誤差をカバーし得るように設定
しておけば、この回動の途中で孔部と軸おとが一款して
嵌合する。第９図は嵌合終了状態の断面図である。この
状部になったならば真空チャック１６ｔ−解放して部品
チャック装置２を引き上げると組付用の板状部品１０は
相手部材１１に組み付けられたままで残り、組付作動が
完了する。

本実施例の装置が上述のような作用を円滑に行なう九め
には、鋼球４及び円錐状の凹面Ｍ２０による水平方向の
力の伝達が適縦でなければならな１０即ち、第６図につ
いて説明したように板状部品を波形矢印あのように動か
す途中で軸１３と孔１２との嵌合が起こるが、嵌合発生
前においては板状部品１０と軸１３とが互いに摺動する
ので、その摩擦抵抗に打ち勝って板状部品ｌＯを波形矢
印３４のごとく動かし得る力を伝達しなければならない
。セして又、嵌合が発生して板状部品１０が一束された
後はロボットアームが波形矢印あのように動いて屯その
動きを鋼球ｎと円錐状凹面座加との間で吸収して軸１３
に過大な力を及ぼさなφようにしなければならな−〇上
記の鋼球ｎと凹面座加とによる保持力Ｆは、（第１θ図
参照）　Ｆ　＃　ｐ　ｔａｎ＃で与えられる。

友だし、Ｐはバネによる鋼球ｎの押し付は力、−は円錐
状凹面かの傾斜角である。本発明を実地に適用する際上
記のＰ及び−の値を適宜に設定し、更にバネ押さえネジ
２４ｔ−適宜に調節することにより、適正表保持力Ｆｔ
得ることは容易に達成される。

以上の実施例は２個の孔１２　、３２を有する組立用部
品１０ｔ−１２個の軸１３．＆Ｓ’ｉ有する相手部材１
１に組みつける場合について述べ九が、２個の孔ｔ−１
する被加工部品を、２個の軸を有する加工機械に取り何
秒る場合も同様にして本発明を適用することができる。

また、３個又はそれ以上の孔を有する部品を１上記の孔
に対応する軸を有する相手部材に取り付ける場合も同様
にして嵌合を行ない得る。

更に、前述の実施例と反対、に、組立用部品に軸を固着
して相手部材に孔を設けた場合も本発明を適用して前例
と同様に嵌合せしめることができる。

以上詳述したように、本発明は、ロボットのアー五ＫＩ
ｉｌＤ付けられ、部品を保持して骸部品を相手部材の所
定の位置に組みつけるチャック装置腎おいて、アームに
取９付けた手先ベース及び上記と別体の部品保持手段ｔ
ａｇし、上記の手先ベースに対して部品保持手段を２次
元的に摺動自在に支承し、かつ、上記の手先ペースと部
品保持手段との何れか一方の部材に凹面座な形成すると
ともに１上紀双方の部材の内の他方に上記の凹面座と係
合する球状部材を設けてこの球状部材を凹面座に向けて
付勢することにより、複数個の位置決め用Ｏ軸又は孔を
有する組立用部品を相手部材に設けられ丸孔又は軸に嵌
合させることができ、しかも、別設のセンナを設けるこ
となくロボットによって自動的に嵌合炸動會行なわせゐ
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はテーバ状の面取シを施し危ガイド軸による位置
決めの説−図、第２図乃至第１０図は本発　　ｉ明に係
る部品チャック装置の一実施例を示し、第、＋１）　２
図は位置決め対象物である板状部品の取付状態Ｏ説明図
、第３図はロボットに取り付けた状態の全体的外観図く
第４図社板状部品を保持した状態の断面図、第５図社保
持した板状部品管相手部材に押し蟲てた状態の断面図、
第６．崗及び第７図は嵌合作動ｔ−説明するため組付用
部品を模式的に描い丸干面図、第８図は一方の軸と孔と
の涙金を終了した状態の断面図、第９図は軸と孔との嵌
合を完了した状態の断面図、第障図は鋼球と凹面座とに
よ）て生じる保持力の説明図である。 ｌ・・・ロボット、２・・・部品チャック装置、３・・
・手先ベース、４・・・部品保持手段、１ｏ・・・組立
用の板状部品、１１・・・相手部材、１２．３２・・・
孔、１３．３３・・・軸、１４・・・バネ、１６・・・
真空チャック、１７　、１８・・・ｏ−ラミイド、１９
・・・保持具ベース、加・・・円錐状の凹面座、η・・
・鋼球、お用バネ、谷・・・保持具グレート、Ｉ・・・
コイルバネ。 代理人　弁理士　　秋　本　正　実 第１図 第２図 第３図 ＾１２１４ −　　　　　　− 　　９

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロボットのアームに取ｐ付けられ、部品を保持して骸部
   品を相手部材の所定の位置に組みつけるチャック装置に
   おいて、アームに塩９付は九手先ベース、及び、上記と
   別体の部品保持手段を構成し、上記の手先ベースに対し
   て部品保持手段を２次元的に摺動自在に支承し、かつ、
   上記の手先ベースと部品保持手段との何れか一方の部材
   に凹面座を形成するとともに、上記双方の部材の内の他
   方に上記の凹面座と係合する球状部材を設けてこの球状
   部材を凹面座に向けて付勢したことｔ％徴とする部品チ
   ャック装置。