KR20150020042A - 렌즈 유닛 조립 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20150020042A KR20140076194A KR20140076194A KR20150020042A KR 20150020042 A KR20150020042 A KR 20150020042A KR 20140076194 A KR20140076194 A KR 20140076194A KR 20140076194 A KR20140076194 A KR 20140076194A KR 20150020042 A KR20150020042 A KR 20150020042A
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도요카즈 다나카
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가부시키가이샤 하마세이사쿠죠
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Abstract

<과제> 경통에 조립되는 렌즈의 조립 정밀도가 안정됨과 아울러, 조립 시간을 단축한 렌즈 유닛 조립 장치 및 방법을 제공한다.
<해결 수단> 부품 삽입축(541)의 하단에는 경통 B를 진공 흡착하여 부품 트레이(41)로부터 조립 팔레트(23)로 반송하는 경통 흡착 헤드(543)가 장착되어 있다. 경통 흡착 헤드(543)는 흑색의 합성수지(PEEK)로 성형되어 있다. 부품 밀어 넣기 축(83)의 하단에는 렌즈 L1을 밀어 넣는 렌즈 압압 헤드(85)가 장착되어 있다. 렌즈 압압 헤드(85)는 단단한 금속으로 성형되고, 연마 가공하여 표면을 갈고 있다. 따라서, 빠른 압압 속도로, 또한 큰 압압력으로 압압해도 렌즈 압압 헤드(85)가 찌부러져 변형하는 일이 없기 때문에 렌즈 L1의 조립 정밀도가 안정된다.

Description

렌즈 유닛 조립 장치 및 방법{LENS UNIT ASSEMBLING APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 렌즈 유닛 조립 장치 및 방법에 관한 것이다. 더욱 자세하게는, 카메라 부착 휴대전화 등의 카메라로 사용되고 있는 렌즈 유닛에 있어서, 이 경통 내에 조립되는 렌즈의 조립 정밀도가 안정되고, 또한 렌즈 유닛의 조립 시간을 단축한 렌즈 유닛 조립 장치 및 방법에 관한 것이다.
휴대전화 등에 사용되는 비구면 렌즈 등으로 이루어지는 렌즈 유닛은, 그 조립 작업을 자동화하여 인건비를 삭감함과 아울러, 조립 시간을 단축하여 소정의 시간에 소정의 제조 개수를 생산하는 것이 요구되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 경통에 삽입하여 조립되는 렌즈는, 경통의 내경에 렌즈를 정밀도 좋게 조립해 넣기 위해서, 경통의 내경에 대해서 렌즈 외경을 조금 크게 하여 약하게 조여끼고 있다.
따라서, 경통의 내경에 렌즈를 정밀도 좋게 조립해 넣기 위해서는, 조여끼움의 저항에 대항하여, 경통의 내경에 렌즈를 밀어 넣어 압입할 필요가 있다. 종래의 렌즈 유닛 조립 장치는, 예를 들면, 흑색이고 합성수지제(예를 들면 PEEK(폴리에테르에테르케톤)인 진공 흡착 노즐로 렌즈를 파지하고, 이 렌즈를 경통에 삽입함과 아울러, 이 진공 흡착 노즐로 렌즈를 경통에 밀어 넣어, 경통의 렌즈 장착 구멍의 저면에 렌즈를 밀착시키고, 렌즈를 경통 내에 올바른 자세로 조립해 넣고 있다. 일반적으로, 진공 흡착 노즐을 합성수지제로 하는 이유는 렌즈에 흠집을 내지 않기 때문이다.
또, 진공 흡착 노즐을 흑색으로 하는 이유는 렌즈의 회전 방향의 조립 위상을 보정하기 위해서, 렌즈의 화상 검출 장치를 사용하지만, 이 화상 검출 장치가 렌즈의 화상을 정확하게 검출할 수 있도록 하기 위해서 이다. 합성수지제의 진공 흡착 노즐을 사용하면, 렌즈를 경통의 내경에 밀어 넣을 때의 반력으로 진공 흡착 노즐이 찌부러져 변형하기 때문에, 렌즈가 기울어 렌즈를 경통의 내경에 올바른 자세로 조립할 수가 없게 되는 불편함이 발생한다. 진공 흡착 노즐이 찌부러져 변형하는 것을 방지하기 위해서, 렌즈의 조립 속도를 늦게 하거나 렌즈를 경통의 내경에 밀어 넣는 힘을 약하게 하거나 하여 대응하고 있지만, 조립 시간이 길어지는 불편함이 생기기 때문에, 최적인 조립 조건을 설정하는 것이 곤란하였다.
진공 흡착 노즐이 찌부러져 변형하는 것을 방지하기 위해서, 금속제의 진공 흡착 노즐을 채용하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 금속제의 진공 흡착 노즐을 채용하기 위해서는, 상기한 이유로 흑색 도금 처리를 하는 것이 필요하기 때문에, 사용 도중에 도금이 벗겨져 버려 금속제의 진공 흡착 노즐의 내구성에 문제가 생긴다. 특허 문헌 2에 기재의 렌즈 유닛 조립 장치는, 경통에 충격을 가함으로써, 렌즈를 경통에 원활히 밀어 넣도록 하고 있다. 또, 특허 문헌 3에 기재의 렌즈 유닛 조립 장치는, 렌즈의 상면에 공기를 내뿜음으로써, 진공 흡착 노즐을 상방으로 이동하여 렌즈로부터 떼어 놓을 때에, 렌즈가 따라 올라가는 것을 방지하고 있다.
일본국 특허공개 2006-198712호 공보 일본국 특허공개 2012-81560호 공보 일본국 특허공개 2012-206218호 공보
그렇지만, 종래로부터 제안되어 있는 이러한 렌즈 조립 방법은 반드시 정확하게 경통의 내경과 렌즈의 사이의 자세를 정확하게 유지하는 것은 아니고, 정확한 조립을 하는 결정적 수단은 아니다.
본 발명은 상술과 같은 기술 배경 하에서 이루어진 것으로 아래와 같은 목적을 달성한다.
본 발명의 목적은, 경통에 조립되는 렌즈의 조립 정밀도가 안정되고, 불량률이 낮은 렌즈 유닛 조립 장치 및 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 경통에 조립되는 렌즈의 조립 시간을 단축할 수 있는 렌즈 유닛 조립 장치 및 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제는 이하의 수단에 의해 해결된다.
즉, 본 발명 1의 렌즈 유닛 조립 장치는, 렌즈 및 차광판을 미리 정해진 공정순으로 경통 내에 조립하여 렌즈 유닛을 형성하는 렌즈 유닛 조립 장치로서, 소정의 공정의 조립 위치로부터 다음의 공정의 조립 위치로 상기 경통을 반송하기 위한 반송 장치와, 상기 경통을 상기 반송 장치 상에 재치하기 위한 경통 공급 장치와, 상기 반송 장치 상에 탑재된 상기 경통 내에 렌즈를 삽입하기 위한 렌즈 삽입 장치와, 상기 경통 내에 삽입된 상기 렌즈를 압압하여 상기 경통 내의 소정 위치에 상기 렌즈를 밀어 넣기 위한 렌즈 밀어 넣기 장치와, 상기 반송 장치 상에 재치된 상기 경통 내에 상기 차광판을 삽입하기 위한 차광판 삽입 장치와, 상기 경통의 상기 재치 작업, 상기 렌즈 삽입 작업, 상기 렌즈 밀어 넣기 작업, 및 상기 차광판 삽입 작업을 동시에 행하도록 제어하는 제어 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명 2의 렌즈 유닛 조립 장치는, 본 발명 1에 있어서, 상기 각 공정의 조립 위치가 상기 반송 장치 상에 등간격으로 배치되고, 또한 상기 반송 장치는 직선 모양으로 형성되어 있는 안내 레일과, 상기 안내 레일을 따라 소정의 공정의 조립 위치로부터 다음의 공정의 조립 위치로 상기 경통을 반송하기 위한 조립 팔레트와, 각 공정의 조립 위치에서 상기 조립 팔레트를 소정의 조립 위치에 위치 결정하는 위치 결정 장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명 3의 렌즈 유닛 조립 장치는, 본 발명 1 또는 2에 있어서, 상기 렌즈 삽입 장치는, 상기 렌즈 밀어 넣기 장치의 상기 렌즈를 밀어 넣는 압압력(押壓力)에 비해 작은 압압력으로 상기 렌즈를 상기 경통에 삽입하는 것인 것을 특징으로 한다.
본 발명 4의 렌즈 유닛 조립 장치는, 본 발명 1 내지 3에 있어서, 상기 렌즈 삽입 장치의 하단에 형성되고, 상기 렌즈를 진공 흡착하여 경통 내에 삽입하는 렌즈 흡착 헤드와, 상기 렌즈 밀어 넣기 장치의 하단에 형성되고, 상기 렌즈를 밀어 넣는 렌즈 압압 헤드와, 상기 차광판 삽입 장치의 하단에 형성되고, 상기 차광판을 진공 흡착하여 경통 내에 삽입하는 차광판 흡착 헤드로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명 5의 렌즈 유닛 조립 장치는, 본 발명 4에 있어서, 상기 렌즈 흡착 헤드와 상기 차광판 흡착 헤드는 합성수지로 형성되고, 상기 렌즈 압압 헤드는 금속으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명 6의 렌즈 유닛 조립 방법은, 반송 장치에 의해 소정의 공정으로부터 다음의 공정으로 조립 팔레트 상의 경통을 반송하고, 렌즈 및 차광판을 공정순으로 경통 내에 조립하여 렌즈 유닛을 형성하는 렌즈 유닛 조립 방법으로서, 상기 경통을 상기 조립 팔레트 상에 재치하는 경통 공급 스텝과, 상기 조립 팔레트 상에 재치된 경통 내에 렌즈를 삽입하는 렌즈 삽입 스텝과, 상기 경통 내에 삽입된 상기 렌즈를 압압하여 경통 내의 소정 위치에 렌즈를 밀어 넣는 렌즈 밀어 넣기 스텝과, 상기 반송 장치 상에 재치된 경통 내에 차광판을 삽입하는 차광판 삽입 스텝과, 상기 경통 재치 스텝, 상기 렌즈 삽입 스텝, 상기 렌즈 밀어 넣기 스텝 및 상기 차광판 삽입 스텝을 동시에 행하도록 제어하는 제어 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명 7의 렌즈 유닛 조립 방법은, 본 발명 6에 있어서, 상기 경통 내로의 상기 렌즈 삽입 스텝에 의한 상기 렌즈의 삽입 위치는, 상기 경통 내의 최종조립 위치가 아닌 가조립 위치이며, 상기 렌즈 밀어 넣기 스텝에 의해 상기 최종조립 위치에 상기 렌즈를 밀어 넣는 것을 특징으로 한다.
본 발명 8의 렌즈 유닛 조립 방법은, 본 발명 6 또는 7에 있어서, 상기 렌즈 삽입 장치의 상기 렌즈를 밀어 넣는 압압력은 상기 렌즈 밀어 넣기 장치의 상기 렌즈를 밀어 넣는 압압력에 비해 작은 압압력으로 상기 렌즈를 삽입하는 것인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 렌즈 유닛 조립 장치는, 경통 내에 렌즈를 렌즈 삽입 장치로 삽입한 후, 이 경통 내에 삽입된 렌즈를 렌즈 밀어 넣기 장치로 압압하여, 경통 내의 최종조립 위치에 렌즈를 밀어 넣는 것이다. 렌즈 조립을 2개 공정으로 분리했기 때문에, 확실하게, 또한 높은 정밀도로 렌즈의 조립이 가능하게 되었다. 이 결과, 렌즈 유닛의 불량률이 저하하였다. 또, 2개 공정으로 조립을 분리하였으므로, 공정 중에서 가장 시간을 필요로 하는 렌즈 삽입 공정의 작업시간을 고속으로 행할 수가 있으므로, 렌즈 유닛의 조립 시간을 단축하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태의 렌즈 유닛 조립 장치를 나타내는 전체 평면도이다.
도 2는 도 1의 렌즈 유닛 조립 장치의 우단부의 조립 스테이션을 나타내는 확대 평면도이다.
도 3은 도 2의 좌측에 인접하는 조립 스테이션(station)을 나타내는 확대 평면도이다.
도 4는 도 2의 A-A 단면도이다.
도 5는 도 2의 B-B 단면도이다.
도 6은 도 3의 C-C 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시의 형태의 렌즈 유닛 조립 장치의 렌즈 유닛 조립 스텝을 나타내는 설명도이다.
[렌즈 유닛 조립 장치(1)의 개략 구조］
이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시의 형태의 렌즈 유닛 조립 장치(1)를 나타내는 전체 평면도이다. 도 1에 나타내듯이, 본 발명의 실시의 형태의 렌즈 유닛 조립 장치(1)는 제1 조립 스테이션(1ST)으로부터 제12 조립 스테이션(12ST)까지의 12개의 조립 스테이션으로 구성되어 있다. 12개의 각 조립 스테이션은 용접 구조의 베이스(11)(도 4로부터 도 6 참조) 상에 탑재되어 장착되어 있다. 제1 조립 스테이션(1ST)으로부터 제6 조립 스테이션(6ST)까지의 6개의 조립 스테이션이, 도 1에 나타낸 하방측의 우단으로부터 좌단까지 등간격으로 형성되어 있다. 또, 제7 조립 스테이션(7ST)으로부터 제12 조립 스테이션(12ST)까지의 6개의 조립 스테이션이, 도 1에 나타내듯이, 상방측의 좌단으로부터 우단까지 등간격으로 형성되어 있다. 제1 조립 스테이션(1ST)으로부터 제12 조립 스테이션(12ST)까지의 12개의 조립 스테이션의 기본 구조는 동일하고 세부가 약간 다르다.
도 1에 나타내듯이, 도 1의 하방측과 상방측(도시의 상)의 양방에 직선 모양의 하측 안내 레일(21)과 상측 안내 레일(22)이 도 1의 우단으로부터 좌단(도시의 상) 방향으로 걸쳐 놓여 형성되어 있다. 이 안내 레일은, 주로 레일과 슬라이더의 2개 부품으로 이루어지고, 기계의 직선 운동부를 「롤링(rolling)」을 이용하여 가이드하는 일반적인 기계 요소 부품이다. 하측 안내 레일(21)과 상측 안내 레일(22) 상에는, 이것에 안내되는 블록이 하면에 고정된 직사각형 판 모양의 조립 팔레트(23)가 배치되어 있다. 이 조립 팔레트(23)는 상기 하측 안내 레일(21)과 상측 안내 레일(22)에, 각각 등간격 위치에 14개가 배치되어 있다. 14개의 조립 팔레트(23)는 하측 안내 레일(21)과 상측 안내 레일(22) 상에서 안내되어, 동시에 1피치 이동하고, 소정의 공정의 조립 위치로부터 다음의 공정의 조립 위치로 경통을 차례차례 반송한다.
하방측의 조립 팔레트(23)는 하측 안내 레일(21)의 우단의 조립 위치 P1로부터 좌단의 조립 위치 P14까지 1피치씩 이동하고, 14개소의 조립 위치에 각각 위치 결정된다(본 예에서는, 좌우 양단은 반송을 위한 대기 스테이션). 마찬가지로 상방측의 조립 팔레트(23)는 상측 안내 레일(22)의 좌단의 조립 위치 P15로부터 우단의 조립 위치 P28까지 1피치씩 이동하고, 14개소의 조립 위치에 각각 위치 결정된다(본 예에서는, 좌우 양단은 반송을 위한 대기 스테이션). 또한, 렌즈 유닛에 따라 부품 점수 등이 다르므로, 본 예의 14개소의 모든 조립 위치에서 조립 작업을 행한다고는 할 수 없기 때문에, 본 실시의 형태에서는, 이 14개소의 조립 위치는 조립 팔레트(23)의 정지 위치를 의미한다.
하측 안내 레일(21)과 상측 안내 레일(22)에는 이 축방향(도 1의 좌우 방향)의 전체 길이에 걸쳐 전동체(베어링의 볼(ball), 굴림대(roller))를 안내하는 궤도면이 형성되어 있다. 조립 팔레트(23)의 하면에는 슬라이더(24)(도 5, 도 6 참조)가 장착되고, 이 슬라이더(24)가 하측 안내 레일(21)과 상측 안내 레일(22)에 안내되어 이동한다. 슬라이더(24)에는 전동체(볼 또는 굴림대)가 순환하는 무한 순환로가 형성되어 있다. 슬라이더(24)가 하측 안내 레일(21)과 상측 안내 레일(22)에 안내되어 이동하면, 하측 안내 레일(21)과 상측 안내 레일(22)의 전동체 궤도면을 따라 슬라이더(24) 내의 전동체(轉動體)가 전동(轉動)하고, 슬라이더(24)가 원활히 이동한다. 전동체 궤도면과 전동체와의 사이에는 작은 예압(豫壓)이 부여되어 있다. 따라서, 슬라이더(24)는 전동체 궤도면에 대해서 백래시(back lash)가 없이 안내되고, 조립 팔레트(23)는 모든 조립 스테이션에 높은 정밀도로 소정의 위치에 위치 결정된다. 이 때문에 부품의 조립시에 전동체 궤도면에 슬라이더(24)를 클램프 하여 고정할 필요는 없다.
렌즈 유닛 조립 장치(1)의 좌단에는 하측 안내 레일(21)로부터 상측 안내 레일(22)로 조립 팔레트(23)를 이송하는 팔레트 이송 장치(3A)가 형성되어 있다. 또, 렌즈 유닛 조립 장치(1)의 우단에는 상측 안내 레일(22)로부터 하측 안내 레일(21)로 조립 팔레트(23)를 이송하는 팔레트 이송 장치(3B)가 형성되어 있다. 따라서, 제1 조립 스테이션(1ST)으로부터 제6 조립 스테이션(6ST)까지의 6개의 조립 스테이션에서의 조립 작업이 완료한 조립 팔레트(23)는 팔레트 이송 장치(3A)에 의해 하측 안내 레일(21)로부터 상측 안내 레일(22)로 이송된다.
상측 안내 레일(22)에 이송된 조립 팔레트(23)는 제7 조립 스테이션(7ST)으로부터 제12 조립 스테이션(12ST)까지의 6개의 조립 스테이션에서 조립 작업이 행지지고 제12 조립 스테이션(12ST)에서 렌즈 유닛의 조립이 완성된다. 제12 조립 스테이션(12ST)에서 렌즈 유닛의 조립이 완성된 조립 팔레트(23)는 완성된 렌즈 유닛을 조립 팔레트(23)로부터 떼어낸다. 렌즈 유닛을 떼어낸 조립 팔레트(23)는 팔레트 이송 장치(3B)에 의해 상측 안내 레일(22)로부터 하측 안내 레일(21)측으로 이송되고, 제1 조립 스테이션(1ST)에서의 조립 작업이 다시 개시된다. 즉, 조립 팔레트(23)는 하측 안내 레일(21)과 상측 안내 레일(22)과의 사이에서 시계 방향(도 1상)으로 순환하여 이동하고 반복 사용된다.
[팔레트 반출 장치(31)와 팔레트 반입 장치(32)］
팔레트 이송 장치(3A, 3B)는 동일 구조를 가지고 있으므로, 우단의 팔레트 이송 장치(3B)에 대해 상세한 구조를 설명하고, 좌단의 팔레트 이송 장치(3A)에 대한 상세한 설명은 생략한다. 도 2는 도 1의 렌즈 유닛 조립 장치의 우단부의 조립 스테이션을 나타내는 확대 평면도이다. 도 2에 나타내듯이, 팔레트 이송 장치(3B)는, 개략하면 상측 안내 레일(22)의 상부에 배치된 팔레트 반출 장치(31), 하측 안내 레일(21)의 하부에 배치된 팔레트 반입 장치(32), 도 2의 상하 방향으로 길게 형성된 팔레트 쉬프트 장치(33) 등으로 구성되어 있다. 팔레트 쉬프트 장치(33)는 상측 안내 레일(22)과 하측 안내 레일(21)과의 사이에 배치되어 있다.
팔레트 쉬프트 장치(33)는 도 2의 상하 방향(도시의 상)으로 뻗는 베이스(331), 베이스(331)에 안내되어 도 2의 상하 방향으로 이동하는 테이블(332)로 구성되어 있다. 테이블(332)은 서보 모터(333), 볼 나사(334), 도시하지 않는 볼 너트에 의해 구동되어 도 2의 상하 방향으로 이동한다. 테이블(332)에는 상측 안내 레일(22) 및 하측 안내 레일(21)에 평행하게 이송 안내 레일(335)이 장착되어 있다. 이송 안내 레일(335)의 단면 형상은 상측 안내 레일(22) 및 하측 안내 레일(21)과 동일 형상으로 조립 팔레트(23)의 좌우 방향(도시의 상)의 길이보다 약간 길게 형성되어 있다.
테이블(332)이 도 2의 상단 위치에 위치 결정되면, 상측 안내 레일(22)과 이송 안내 레일(335)이 동일 직선 상에 정렬하고, 상측 안내 레일(22)로부터 이송 안내 레일(335)측에 조립 팔레트(23)를 반출하는 것이 가능하게 된다. 또, 테이블(332)이 도 2의 하단 위치에 위치 결정되면, 하측 안내 레일(21)과 이송 안내 레일(335)이 동일 직선 상에 정렬하고, 이송 안내 레일(335)로부터 하측 안내 레일(21)측에 조립 팔레트(23)를 반입하는 것이 가능하게 된다. 상측 안내 레일(22)과 이송 안내 레일(335)이 동일 직선 상에 정렬했을 때, 좌우 방향의 간극, 및 하측 안내 레일(21)과 이송 안내 레일(335)의 좌우 방향의 간극은 작게 설정되고, 조립 팔레트(23) 하면의 슬라이더(24)가 통과하는 것을 허용하는 간극 치수로 설정되어 있다.
팔레트 반출 장치(31), 팔레트 반입 장치(32)에는 에어 실린더에 의해 도 2의 좌우 방향과 상하 방향으로 이동하는 양쪽 다리 상의 포크(311, 321)가 각각 장착되어 있다. 테이블(332)이 도 2에 나타낸 상단 위치에 위치 결정되면, 포크(311)가 하방향으로 이동하고, 조립 위치 P28에 있는 조립 팔레트(23)를 좌우로부터 끼워 넣고, 포크(311)가 우방향으로 이동하여, 상측 안내 레일(22)로부터 이송 안내 레일(335)측에 조립 팔레트(23)를 반출한다. 서보 모터(333)에 의해 볼 나사(334)를 회전 구동하고, 테이블(332)을 하방향으로 이동시킨다. 다음에, 테이블(332)이 도 2에 나타내는 하단 위치에 위치 결정되면, 조립 팔레트(23)를 포크(321)가 좌우로부터 끼워 넣는다. 포크(321)가 좌방향으로 이동하여, 이송 안내 레일(335)로부터 하측 안내 레일(21)측에 조립 팔레트(23)를 반입하고, 조립 위치 P1에 조립 팔레트(23)를 위치 결정한다.
[제1 조립 스테이션(1ST)］
제1 조립 스테이션(1ST)의 구조와 조립 동작에 대해 설명한다. 제1 조립 스테이션(1ST)은 경통 B를 공급하기 위한 조립 스테이션이다. 도 2는 도 1의 렌즈 유닛 조립 장치의 우단부의 조립 스테이션을 나타내는 확대 평면도이다. 도 4는 도 2의 A-A 단면도, 도 5는 도 2의 B-B 단면도이다. 제1 조립 스테이션(1ST)은 조립 위치 P2의 조립 팔레트(23)에 경통 B(도 7(a) 참조)를 공급하는 조립 스테이션이다. 도 2, 도 4, 도 5에 나타내듯이, 제1 조립 스테이션(1ST)은 개략하면 부품 트레이 공급 배출 장치(4), 부품 삽입 장치(5), 화상 검출 장치(61), 팔레트 위치 결정 장치(62), 팔레트 반송 장치(7) 등으로 구성되어 있다.
부품 트레이 공급 배출 장치(4)는 부품 트레이 공급 배출 장치(4)의 상면에, 복수개의 부품을 수납하기 위한 부품 트레이(41)를 복수 재치하고, 부품 트레이(41)에는 다수의 경통 B(도 7 참조)가 등간격 위치에 정렬되어 수납되어 있다(도시하지 않음). 하방측 4개소의 트레이 재치 위치 T1, T2, T3, T4에 경통 B가 수납된 부품 트레이(41)를 수동으로 각각 재치한다. 하방측 4개소의 트레이 재치 위치 T1, T2, T3, T4로부터 상방측 2개소의 트레이 재치 위치 T5, T6로 경통 B가 수납된 부품 트레이(41)를 공급하고, 비워진 부품 트레이(41)를 하측 2개소의 트레이 재치 위치 T7, T8로 배출한다.
부품 삽입 장치(5)는 X축, Y축, Z축의 직교 3축 좌표형의 로봇이며, 또한 Z축 회전의 회전축 θ축을 가지고 있다. 즉, 부품 삽입 장치(5)는 X축 이동 장치(51)(도 5 참조), Y축 이동 장치(52)(도 3 참조), Z축 이동 장치(53)(도 4 참조), θ축 회전 장치(54)(도 4및 5 참조)로 구성되어 있다. Y축 이동 장치(52)는 상측 안내 레일(22)과 하측 안내 레일(21)의 사이에 배치되어 있다. Y축 이동 장치(52)를 이 위치에 배치한 이유는 상하 위치(도 3 참조)를 개방하고, 이들 장치가 서로 간섭하지 않게 가능한 한 방지하기 위해서 이다. Y축 이동 장치(52)는 도 2의 좌우 방향으로 뻗는 Y축 베이스(521), Y축 베이스(521)에 안내되어 도 2의 좌우 방향(Y축 방향)으로 이동하는 Y축 슬라이드(522)로 구성되어 있다.
Y축 슬라이드(522)는 Y축 서보 모터(523), Y축 볼 나사(524), 및 도시하지 않는 볼 너트에 의해 Y축 방향으로 구동된다. X축 이동 장치(51)(도 5 참조)는 Y축 슬라이드(522)에 고정되어 도 2의 상하 방향으로 뻗는 X축 베이스(511), X축 베이스(511)에 안내되어 도 2의 상하 방향(X축 방향)으로 이동하는 X축 슬라이드(512)로 구성되어 있다. X축 슬라이드(512)는 X축 서보 모터(513), X축 볼 나사(514), 및 도시하지 않는 볼 너트에 의해 X축 방향으로 구동된다(도 5의 좌우 방향). Z축 이동 장치(53)는 X축 슬라이드(512) 상에 탑재되어 있다. Z축 이동 장치(53)는 도 4의 상하 방향(Z축 방향)으로 뻗는 Z축 베이스(531), 이 Z축 베이스(531)에 안내되어 도 4의 상하 방향(Z축 방향)으로 이동하는 Z축 슬라이드(532)로 구성되어 있다.
Z축 슬라이드(532)는 도 5에 나타내듯이, Z축 서보 모터(533), Z축 볼 나사(534), 및 도시하지 않는 볼 너트에 의해 Z축 방향(상하 방향)으로 구동된다. θ축 회전 장치는 도 4에 나타내듯이, Z축 슬라이드(532)에 회전 가능하게 지지되고, 도 4의 상하 방향(Z축 방향)으로 뻗는 부품 삽입축(541)을 구비하고 있다. 부품 삽입축(541)은 θ축 서보 모터(542)에 의해 소망의 각도로 회전 구동된다. 부품 삽입축(541)의 하단에는 렌즈 유닛을 구성하는 경통 B를 진공 흡착하여 부품 트레이(41)로부터 조립 팔레트(23)로 반송하는 경통 흡착 헤드(543)가 장착되어 있다. 경통 흡착 헤드(543)는 본 예에서는 흑색의 합성수지(PEEK)로 성형되어 있지만, 비교적 부드러운 금속제라도 좋다.
경통 B를 팔레트(23) 상의 치구에 고정하는 방법은 스프링 힘으로 상시 압압되어 있는 2매의 고정판으로 끼워서 행한다(도시하지 않음). 경통 B를 치구에 삽입 고정할 때에는 에어 실린더를 구동하여 스프링의 압압을 해제한다. 에어 실린더의 구동을 해제하면, 치구는 경통 B를 고정한다. X축 베이스(511)는 Y축 슬라이드(522)로부터의 X축 방향의 오버행(overhang) 양이 크기 때문에, X축 베이스(511)의 휘어짐이나 진동을 억제하기 위한 지지 구조가 채용되어 있다. 즉, 하측 안내 레일(21)과 상측 안내 레일(22)의 외측에 각각 2개의 수직인 지주(55, 55, 56, 56)가 베이스(11) 상에 이 하단이 고정되어 있다. 지주(55, 55, 56, 56)의 상단은 수평인 들보(571, 572, 573, 574)로 서로 연결되어 있다. 하측 안내 레일(21)과 상측 안내 레일(22)에 평행한 들보(571, 572)의 상면에는 안내 레일(581, 581)이 탑재되고 각각 장착되어 있다.
슬라이더(582, 582)가 안내 레일(581, 581)에 안내되어 Y축 방향으로 이동한다. 슬라이더(582, 582)에는 수직인 지지판(583, 583)의 상단이 장착되어 있다. 이 지지판(583, 583)의 하단은 X축 베이스(511, 511)에 연결되어 있다. 지지판(583, 583)은 X축 베이스(511, 511)의 오버행부를 지주(55, 55, 56, 56), 들보(571, 572, 573, 574) 등으로 지지하고 안내하게 된다. 따라서, X축 베이스(511)의 휘어짐이나 진동이 억제되고, 부품 삽입 장치(5)의 고정밀의 위치 결정과 고속 동작이 가능하게 된다.
경통 흡착 헤드(543)로 부품 트레이(41)로부터 꺼낸 경통 B는 CCD 카메라 등의 화상 검출 장치(61)로 그 하면을 촬영하여 화상을 검출하고, 경통 B의 회전 방향의 위상을 검출한다. 그 후, θ축 서보 모터(542)에 의해 부품 삽입축(541)을 회전 구동하고, 경통 B를 소정의 회전 각도 방향의 위상에 위치 결정한 후, 조립 팔레트(23)로 반입한다. 조립 팔레트(23)에는 도시하지 않는 클램프 치구가 재치되어 있고, 스프링 힘으로 경통 B를 클램프 치구(231)에 고정한다. 도 7(a)는 경통 B를 조립 팔레트(23)의 클램프 치구(231)에 고정한 상태를 나타내는 예이다.
도 5에 나타내듯이, 팔레트 반송 장치(7)는 팔레트 계합 장치(71)와 팔레트 피치 전송 장치(72)로 구성되어 있다. 팔레트 계합 장치(71)는 에어 실린더에 의해 도 5의 상하 방향으로 이동 가능하고, 상방향으로 이동하여 조립 팔레트(23)에 계합한다. 팔레트 위치 결정 장치(62, 62)는 에어 실린더에 의해 도 5의 상하 방향으로 이동 가능하고, 하방향으로 이동하여 조립 팔레트(23, 23)로부터 이탈한다. 팔레트 계합 장치(71)의 상단부에는 회전 자유롭게 배치된 원통의 베어링을 가지고 있고, 이 베어링이 조립 팔레트(23)의 반원통(베어링과 거의 동일 직경) 형상의 절결(notch)에 삽입, 또는 절결로부터 이탈하여 계합이탈하는 것이다. 이 팔레트 계합 장치(71)는 조립 팔레트(23, 23)의 반송을 위한 계합이탈과 조립시의 위치 결정의 양방이 동시에 가능하다.
팔레트 피치 전송 장치(72)는 서보 모터(721), 도시하지 않는 볼 나사, 도시하지 않는 볼 너트에 의해 도 5의 지면에 직교하는 방향의 안쪽 측으로 팔레트 계합 장치(71, 71)를 1피치만큼 이동시킨다. 그 결과, 조립 위치 P1의 조립 팔레트(23)를 조립 위치 P2로 이동시키고, 조립 위치 P2의 조립 팔레트(23)를 조립 위치 P3로 이동시킨다. 동시에 조립 위치 P3의 조립 팔레트(23)를 제2 조립 스테이션(2ST)의 조립 위치 P4로 이동한다. 팔레트 위치 결정 장치(62, 62)는 에어 실린더에 의해 도 5의 상방향으로 이동하여 조립 팔레트(23, 23)에 계합하고, 조립 위치 P2, P3에 조립 팔레트(23, 23)를 위치 결정한다. 따라서, 제1 조립 스테이션(1ST)의 조립 위치 P2에서 부품 삽입 장치(5)로 경통 B를 반입한 조립 팔레트(23)는 다음의 공정의 조립 위치 P3로 이동한다. 제1 조립 스테이션(1ST)의 조립 위치 P3에서는 경통 B의 밀어 넣기 작업은 불필요하기 때문에 밀어 넣기 작업은 행하지 않는다.
[제2 조립 스테이션(2ST)］
다음에, 제2 조립 스테이션(2ST)의 구조와 조립 동작에 대해 설명한다. 도 3은 도 2의 좌측에 인접하는 제2 조립 스테이션(2ST)과 제3 조립 스테이션(3ST)을 나타내는 확대 평면도이다. 제2 조립 스테이션(2ST)은 조립 위치 P4의 조립 팔레트(23)의 경통 B에 렌즈 L1(도 7(b) 참조)을 삽입함과 아울러, 다음의 조립 위치 P5에서 조립 팔레트(23)의 렌즈 L1(도 7(c) 참조)을 밀어 넣는 조립 스테이션이다. 도 3, 도 4, 도 5, 및 도 6에 나타내듯이, 제2 조립 스테이션(2ST)은 부품 트레이 공급 배출 장치(4), 부품 삽입 장치(5), 화상 검출 장치(61), 팔레트 위치 결정 장치(62), 팔레트 반송 장치(7), 렌즈 밀어 넣기 장치(8) 등으로 구성되어 있다. 제2 조립 스테이션(2ST)과 제1 조립 스테이션(1ST)의 구조 상의 큰 차이점은 제2 조립 스테이션(2ST)에는 렌즈 밀어 넣기 장치(8)가 부가되어 있는 것이다. 따라서, 이하의 설명에서는 제1 조립 스테이션(1ST)과 동일한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
부품 트레이 공급 배출 장치(4)의 부품 트레이(41)에는 다수의 렌즈 L1이 등간격으로 수납되어 있다. 부품 삽입 장치(5)는 전술한 것처럼 X축, Y축, Z축의 직교 3축 좌표형의 로봇이며, Z축 회전의 회전축 θ축을 가지고 있다. θ축 회전 장치의 부품 삽입축(541)(도 4 참조)은 θ축 서보 모터(542)에 의해 회전 구동된다. 부품 삽입축(541)의 하단에는 렌즈 L1을 진공 흡착하여 부품 트레이(41)로부터 조립 팔레트(23)에 렌즈 L1을 반송하는 렌즈 흡착 헤드(544)가 장착되어 있다. 렌즈 흡착 헤드(544)는 렌즈 L1의 화상을 높은 정밀도로 검출하기 위해서, 본 예에서는 흑색의 합성수지(PEEK)로 성형되어 있다.
렌즈 흡착 헤드(544)로 부품 트레이(41)로부터 꺼낸 렌즈 L1은 CCD 카메라 등의 화상 검출 장치(61)로 렌즈 L1의 화상을 검출하고, 렌즈 L1의 회전 방향의 위상을 검출한다. 그 후, θ축 서보 모터(542)에 의해 부품 삽입축(541)을 회전 구동하고, 렌즈 L1을 소정의 회전 각도의 위상에 위치 결정한 후, 조립 위치 P4의 조립 팔레트(23)에 렌즈 L1을 반입하고, Z축 서보 모터(533)의 토크(torque)를 제어하고, 경통 B 내에 렌즈 L1을 작은 압압력으로 삽입한다. 이 압압력은 Z축 서보 모터(533)의 회전 토크를 제어하여 조정한다. 도 7(b)은 렌즈 L1을 경통 B에 작은 압압력으로 삽입한 상태를 나타낸다. 렌즈 L1은 경통 B의 렌즈 L1 장착 구멍 B1의 입구에 가볍게 둔 상태로 된다.
렌즈 L1을 경통 B에 작은 압압력으로 삽입하기 때문에, 합성수지제의 렌즈 흡착 헤드(544)가 찌부러져 변형하는 일이 없기 때문에 렌즈 L1의 중심선과 경통 B의 중심선이 일치하지 않고, 렌즈 L1의 중심선이 기운 상태 등 조립 정밀도가 저하하는 불편함을 회피할 수가 있다. 전술한 팔레트 반송 장치(7)를 작동시키고, 조립 위치 P3의 조립 팔레트(23)를 조립 위치 P4로 이동시키고, 동시에 조립 위치 P4의 조립 팔레트(23)를 조립 위치 P5로 이동시킨다. 동시에 조립 위치 P5의 조립 팔레트(23)를 제3 조립 스테이션(3ST)의 조립 위치 P6으로 이동한다.
따라서, 제2 조립 스테이션(2ST)의 조립 위치 P4에서 부품 삽입 장치(5)로 경통 B에 렌즈 L1을 삽입한 조립 팔레트(23)는 제2 조립 스테이션(2ST)의 조립 위치 P5로 이동한다. 조립 위치 P5에는 렌즈 밀어 넣기 장치(8)가 배치되어 있다. 도 4, 도 6에 나타내듯이, 렌즈 밀어 넣기 장치(8)는 베이스(11)의 상면에 탑재되어 있다. 렌즈 밀어 넣기 장치(8)는 수평으로 장착된 직사각형 평판 모양의 베이스 플레이트(81), 이 베이스 플레이트(81)의 상면에 장착된 수직인 칼럼(82), 이 칼럼(82)의 수직면에 수직 방향으로 이동 가능하게 축지(軸支)된 부품 밀어 넣기 축(83), 부품 밀어 넣기 축(83)을 수직 방향으로 이동하는 에어 실린더(84) 등으로 구성되어 있다.
부품 밀어 넣기 축(83)의 하단에는 렌즈 L1을 밀어 넣는 렌즈 압압 헤드(85)가 장착되어 있다(도 7(c) 참조). 렌즈 압압 헤드(85)는 단단한 금속으로 성형되고, 연마 가공하여 표면을 갈고 있다. 렌즈 압압 헤드(85)는 에어 실린더(84)의 에어의 압력을 조임 벨브 등으로 제어하여 조립 위치 P5의 조립 팔레트(23)의 렌즈 L1을 렌즈 흡착 헤드(544)에 비해 큰 압압력으로 압압한다. 그리고, 렌즈 압압 헤드(85)는 경통 B의 렌즈 L1 장착 구멍 B1의 저면에 렌즈 L1을 밀착시킨다. 도 7(c)은 렌즈 압압 헤드(85)에 의해 경통 B의 렌즈 L1 장착 구멍 B1의 저면에 렌즈 L1을 밀착시킨 상태를 나타낸다. 렌즈 L1을 경통 B에 큰 압압력으로 압압하는 렌즈 압압 헤드(85)는 렌즈 L1을 흡착하여 렌즈 L1의 화상을 검출할 필요가 없기 때문에, 표면을 가는 단단한 금속을 사용할 수가 있다. 따라서, 빠른 압압 속도로, 또한 비교적 큰 압압력으로 압압해도 렌즈 압압 헤드(85)가 찌부러져 변형하는 일이 없기 때문에 렌즈 L1의 조립 정밀도가 안정되는 것이 가능하게 되었다. 또, 렌즈 L1을 압압하는 속도를 빠르게 하는 것이 가능하게 되기 때문에 렌즈 유닛의 조립 시간을 단축하는 것이 가능하게 된다.
[제3 조립 스테이션(2ST)］
제3 조립 스테이션(3ST)의 구조와 조립 동작에 대해 설명한다. 제3 조립 스테이션(3ST)은 조립 위치 P6의 조립 팔레트(23)의 경통 B에 차광판 S1(도 7(d) 참조)을 삽입하는 조립 스테이션이다. 도 1, 도 3, 도 6에 나타내듯이, 제3 조립 스테이션(3ST)은 제1 조립 스테이션(1ST)과 완전히 동일한 구조이고, 부품 트레이 공급 배출 장치(4), 부품 삽입 장치(5), 화상 검출 장치(61), 팔레트 위치 결정 장치(62), 팔레트 반송 장치(7)로 구성되어 있다. 따라서, 이하의 설명에서는 제1 조립 스테이션(1ST)과 동일한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
부품 트레이 공급 배출 장치(4)의 부품 트레이(41)에는 다수의 차광판 S1이 등간격으로 수납되어 있다. 부품 삽입 장치(5)는 X축, Y축, Z축의 직교 3축 좌표형의 로봇이다. 차광판 S1의 형상은 회전 방향에 대칭 형상이므로, 부품 삽입 장치(5)에는 Z축 회전의 회전축 θ축은 없다. 부품 삽입축(545)(도 6 참조)의 하단에는 차광판 S1을 진공 흡착하여 부품 트레이(41)로부터 조립 팔레트(23)로 반송하는 차광판 흡착 헤드(546)가 장착되어 있다. 차광판 흡착 헤드(546)는 본 예에서는 스테인리스강제이지만, 흑색의 합성수지(PEEK)로 성형되어 있어도 좋다.
차광판 흡착 헤드(546)로 부품 트레이(41)로부터 꺼낸 차광판 S1은 조립 위치 P6의 조립 팔레트(23)로 반입하고, Z축 서보 모터(533)의 토크를 제어하고, 경통 B 내에 차광판 S1을 작은 압압력으로 삽입한다. 도 7(d)는 차광판 S1을 경통 B에 작은 압압력으로 삽입한 상태를 나타낸다. 차광판 S1은 경통 B의 내경에 대해서 차광판 S1 외경을 조금 작게 하여 간극 끼움으로 하고 있다. 따라서, 본 예의 제3 조립 스테이션(3ST)의 조립 위치 P7에서는 차광판 S1의 밀어 넣기 작업은 불필요하기 때문에 밀어 넣기 작업은 행하지 않는다.
[제4 내지 제12 조립 스테이션(4ST 내지 12ST)］
제4 조립 스테이션(4ST)으로부터 제12 조립 스테이션(12ST)의 구조와 조립 동작은 상기한 제2 조립 스테이션(2ST)으로부터 제3 조립 스테이션(3ST)과 실질적으로 동일한 구조, 기능이므로, 그 조립 동작의 요점에 대해서만 간단하게 설명한다. 즉, 제4 조립 스테이션(4ST)은 조립 위치 P8의 조립 팔레트(23)의 경통 B에 렌즈 L2를 삽입함과 아울러, 다음의 조립 위치 P9에서 조립 팔레트(23)의 렌즈 L2를 밀어 넣는 조립 스테이션이다. 제5 조립 스테이션(5ST)은 조립 위치 P10의 조립 팔레트(23)의 경통 B에 차광판 S2를 삽입함과 아울러, 다음의 조립 위치 P11의 조립 팔레트(23)에는 조립 작업은 행하지 않는 조립 스테이션이다.
제6 조립 스테이션(6ST)은 조립 위치 P12의 조립 팔레트(23)의 경통 B에 렌즈 L3을 삽입함과 아울러, 다음의 조립 위치 P13에서 조립 팔레트(23)의 렌즈 L3을 밀어 넣는 조립 스테이션이다. 제6 조립 스테이션(6ST)에서의 조립 작업이 완료한 조립 팔레트(23)는 팔레트 반송 장치(7)로 좌단의 조립 위치 P14에 반송한 후, 팔레트 이송 장치(3A)에 의해 하측 안내 레일(21)로부터 상측 안내 레일(22)로 이송된다. 제7 조립 스테이션(7ST)은 팔레트 반송 장치(7)로 좌단의 조립 위치 P15로부터 조립 위치 P16을 경유하여 조립 위치 P17에 조립 팔레트(23)를 반송한다. 그 후, 제7 조립 스테이션(7ST)은 조립 위치 P17의 조립 팔레트(23)의 경통 B에 차광판 S3을 삽입함과 아울러, 다음의 조립 위치 P18의 조립 팔레트(23)에는 조립 작업은 행하지 않는 조립 스테이션이다.
제8 조립 스테이션(8ST)은 조립 위치 P19의 조립 팔레트(23)의 경통 B에 렌즈 L4를 삽입함과 아울러, 다음의 조립 위치 P20의 조립 팔레트(23)의 렌즈 L4를 밀어 넣는 조립 스테이션이다. 제9 조립 스테이션(9ST)은 조립 위치 P21의 조립 팔레트(23)의 경통 B에 차광판 S4를 삽입함과 아울러, 다음의 조립 위치 P22의 조립 팔레트(23)에는 조립 작업은 행하지 않는 조립 스테이션이다.
제10 조립 스테이션(10ST)은 조립 위치 P23의 조립 팔레트(23)의 경통 B에 렌즈 L5를 삽입함과 아울러, 다음의 조립 위치 P24의 조립 팔레트(23)의 렌즈 L5를 밀어 넣는 조립 스테이션이다. 제11조립 스테이션(11ST)은 조립 위치 P25의 조립 팔레트(23)의 경통 B에 스토퍼 링(stopper ring) 흡착 헤드(547)(도 7(e) 참조)로 흡착한 스토퍼 링 SR을 삽입한다. 스토퍼 링 SR은 경통 B에 조립한 렌즈 및 차광판이 경통 B로부터 빠져 나가는 것을 방지하는 부품이다. 또, 다음의 조립 위치 P26의 조립 팔레트(23)에서는 완성된 렌즈 유닛의 높이를 검출한다. 도 7(e)는 경통 B에 모든 부품을 조립한 완성품의 렌즈 유닛의 예를 나타낸다. 도 7(d)와 도 7(e)의 사이의 조립 스텝을 나타내는 설명도는 생략한다. 제12 조립 스테이션(12ST)은 조립 위치 P27의 조립 팔레트(23)로부터 우량품의 렌즈 유닛을 떼어내어 부품 트레이 공급 배출 장치(4)의 우량품용의 부품 트레이(41)로 반출함과 아울러, 불량품의 렌즈 유닛을 떼어내어 불량품용의 부품 트레이(41)로 반출하는 조립 스테이션이다.
제12 조립 스테이션(12ST)에서 완성된 렌즈 유닛을 조립 팔레트(23)로부터 떼어낸 후, 전술한 팔레트 반송 장치(7)로 조립 위치 P27의 조립 팔레트(23)를 조립 위치 P28로 이동한 후, 팔레트 이송 장치(3B)에 의해 상측 안내 레일(22)로부터 하측 안내 레일(21)측으로 이송되고, 제1 조립 스테이션(1ST)에서의 조립 작업이 다시 개시되어 조립 작업의 최초의 스텝으로 되돌아온다.
상기한 렌즈 유닛 조립 장치에 의하면, 렌즈를 흡착하여 반송한 후, 작은 압압력으로 삽입하는 합성수지제의 렌즈 흡착 헤드와, 렌즈를 이 작은 압압력에 비해, 큰 압압력으로 압압하는 금속제의 렌즈 압압 헤드와의 2종류의 헤드를 사용하고, 각각의 헤드의 조립 공정을 분할하여 동시에 행하므로, 렌즈 유닛의 1조립 공정 당의 조립 시간을 단축하는 것이 가능하게 된다. 또, 합성수지제의 렌즈 흡착 헤드는 작은 압압력으로 렌즈를 삽입하고, 금속제의 렌즈 압압 헤드는 큰 압압력으로 렌즈를 압압하기 때문에, 각각의 헤드가 찌부러져 변형하는 일이 없기 때문에 렌즈의 조립 정밀도가 안정되어, 각각의 헤드의 내구성도 향상된다.
[다른 실시의 형태］
전술한 렌즈 흡착 헤드(544)는 도 7(b)에 나타내듯이, 렌즈 L1은 경통 B의 렌즈 L1 장착 구멍 B1의 입구에 가볍게 둔 상태의 위치에 삽입하고 있다. 즉, 렌즈 L1은 가조립한 상태이며, 경통 B의 최종조립 위치인 렌즈 L1 장착 구멍 B1의 소정 위치에 삽입되지는 않았다. 그렇지만, 렌즈 흡착 헤드(544)에 의해, 이 렌즈 삽입 공정에서 렌즈 L1 장착 구멍 B1의 소정의 최종조립 위치에 이 렌즈 L1을 삽입하는 방법이어도 좋다. 다음 공정의 렌즈 압압 헤드(85)는 이 렌즈 L1의 삽입 공정에서 렌즈 L1이 소정의 최종조립 위치에 조립되어 있지 않을 때에 경통 B 내의 렌즈 L1 장착 구멍 B1의 저면에 렌즈 L1을 밀착시킨다. 바꾸어 말하면, 렌즈 압압 헤드(85)의 압압 동작은 렌즈 L1이 최종조립 위치에 조립되어 있는지 아닌지의 확인, 또는 경정하는 공정으로 된다.
또한, 전술한 합성수지제의 렌즈 흡착 헤드(544)는 작은 압압력으로 렌즈를 삽입하고, 다음에 금속제의 렌즈 압압 헤드(85)는 큰 압압력으로 렌즈 L1을 압압하는 것이었다. 그렇지만, 이러한 헤드의 재질은 조립 부품의 재질, 형상 등에 따라서 다른 것이므로, 이 압압 조건에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 압압력도 최초의 렌즈 삽입을 위한 압압력이 작고, 다음의 경통 B 내의 소정 위치에 렌즈 L1을 밀어 넣는 렌즈 밀어 넣기 장치(8)의 압압력이 큰 것을 반드시 의미하지는 않는다. 또, 전술한 렌즈 밀어 넣기 장치(8)는 에어 실린더(84)를 이용했지만, 이에 대신하여 스테핑 모터, AC 서보 모터, DC 서보 모터 등의 서보 모터를 이용해도 좋다.
전술한 렌즈 유닛 조립 장치(1)는 하측 안내 레일(21) 및 상측 안내 레일(22) 상의 조립 팔레트(23)로 렌즈 L1을 경통 B에 조립하는 것이었다. 즉, 반송 라인 상에서 렌즈 L1을 경통 B에 조립하는 것이었다. 그렇지만, 이 조립은 반송 라인 상에서가 아니라 별도 배치한 조립 스테이션에 경통 B를 이동하여 렌즈 L1 등을 조립하는 것이라도 좋다. 따라서, 본 발명에서 말하는 반송 장치는 반송 라인뿐만 아니라 별도 배치한 조립 스테이션도 포함한 개념이다.
본 발명은 경통에 조립되는 렌즈의 조립 정밀도가 안정되고, 불량률이 낮은 렌즈 유닛 조립 장치에 적용하며, 또한 경통에 조립되는 렌즈의 조립 시간을 단축할 수 있는 렌즈 유닛 조립 장치에 적용할 수 있다.
1 렌즈 유닛 조립 장치 11 베이스(base)
21 하측 안내 레일 22 상측 안내 레일
23 조립 팔레트 231 클램프 치구
24 슬라이더(slider)
3A, 3B 팔레트 이송 장치
31 팔레트 반출 장치 311 포크
32 팔레트 반입 장치 321 포크
33 팔레트 쉬프트 장치
331 베이스(base) 332 테이블(table)
333 서보 모터 334 볼 나사
335 이송 안내 레일
4 부품 트레이 공급 배출 장치 41 부품 트레이
5 부품 삽입 장치 51 X축 이동 장치
511 X축 베이스(base) 512 X축 슬라이드
513 X축 서보 모터 514 X축 볼 나사
52 Y축 이동 장치
521 Y축 베이스 522 Y축 슬라이드
523 Y축 서보 모터 524 Y축 볼 나사
53 Z축 이동 장치
531 Z축 베이스 532 Z축 슬라이드
533 Z축 서보 모터 534 Z축 볼 나사
54 θ축 회전 장치
541 부품 삽입축 542 θ축 서보 모터
543 경통 흡착 헤드 544 렌즈 흡착 헤드
545 부품 삽입축 546 차광판 흡착 헤드
547 스토퍼 링(stopper ring) 흡착 헤드
55, 56 지주
571, 572, 573, 574 들보
581 안내 레일 582 슬라이더(slider)
583 지지판 61 화상 검출 장치
62 팔레트 위치 결정 장치
7 팔레트 반송 장치 71 팔레트 계합 장치
72 팔레트 피치 전송 장치
721 서보 모터(servo meter)
8 렌즈 밀어 넣기 장치
81 베이스 플레이트(base plate) 82 칼럼(column)
83 부품 밀어 넣기 축
84 에어 실린더 85 렌즈 압압 헤드
B 경통 B1 렌즈 L1 장착 구멍
L1, L2, L3, L4, L5 렌즈
S1, S2, S3, S4 차광판
SR 스토퍼(stopper ring) 링

Claims (8)

  1. 렌즈 및 차광판을 미리 정해진 공정순으로 경통 내에 조립하여 렌즈 유닛을 형성하는 렌즈 유닛 조립 장치로서,
    소정의 공정의 조립 위치로부터 다음의 공정의 조립 위치로 상기 경통을 반송하기 위한 반송 장치와,
    상기 경통을 상기 반송 장치 상에 재치하기 위한 경통 공급 장치와,
    상기 반송 장치 상에 탑재된 상기 경통 내에 렌즈를 삽입하기 위한 렌즈 삽입 장치와,
    상기 경통 내에 삽입된 상기 렌즈를 압압하여 상기 경통 내의 소정 위치에 상기 렌즈를 밀어 넣기 위한 렌즈 밀어 넣기 장치와,
    상기 반송 장치 상에 재치된 상기 경통 내에 상기 차광판을 삽입하기 위한 차광판 삽입 장치와,
    상기 경통의 상기 재치 작업, 상기 렌즈 삽입 작업, 상기 렌즈 밀어 넣기 작업 및 상기 차광판 삽입 작업을 동시에 행하도록 제어하는 제어 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 렌즈 유닛 조립 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 공정의 조립 위치가 상기 반송 장치 상에 등간격으로 배치되고, 또한 상기 반송 장치는 직선 모양으로 형성되어 있는 안내 레일과,
    상기 안내 레일을 따라 소정의 공정의 조립 위치로부터 다음의 공정의 조립 위치로 상기 경통을 반송하기 위한 조립 팔레트와,
    각 공정의 조립 위치에서 상기 조립 팔레트를 소정의 조립 위치에 위치 결정하는 위치 결정 장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 유닛 조립 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 렌즈 삽입 장치는, 상기 렌즈 밀어 넣기 장치의 상기 렌즈를 밀어 넣는 압압력에 비해 작은 압압력으로 상기 렌즈를 상기 경통에 삽입하는 것인 것을 특징으로 하는 렌즈 유닛 조립 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 렌즈 삽입 장치의 하단에 형성되고, 상기 렌즈를 진공 흡착하여 경통 내에 삽입하는 렌즈 흡착 헤드와,
    상기 렌즈 밀어 넣기 장치의 하단에 형성되고, 상기 렌즈를 밀어 넣는 렌즈 압압 헤드와,
    상기 차광판 삽입 장치의 하단에 형성되고, 상기 차광판을 진공 흡착하여 경통 내에 삽입하는 차광판 흡착 헤드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 렌즈 유닛 조립 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 렌즈 흡착 헤드와 상기 차광판 흡착 헤드는 합성수지로 형성되고,
    상기 렌즈 압압 헤드는 금속으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 유닛 조립 장치.
  6. 반송 장치에 의해 소정의 공정으로부터 다음의 공정으로 조립 팔레트 상의 경통을 반송하고, 렌즈 및 차광판을 공정순으로 경통 내에 조립하여 렌즈 유닛을 형성하는 렌즈 유닛 조립 방법으로서,
    상기 경통을 상기 조립 팔레트 상에 재치하는 경통 공급 스텝과,
    상기 조립 팔레트 상에 재치된 경통 내에 렌즈를 삽입하는 렌즈 삽입 스텝과,
    상기 경통 내에 삽입된 상기 렌즈를 압압하여 경통 내의 소정 위치에 렌즈를 밀어 넣는 렌즈 밀어 넣기 스텝과,
    상기 반송 장치 상에 재치된 경통 내에 차광판을 삽입하는 차광판 삽입 스텝과,
    상기 경통 재치 스텝, 상기 렌즈 삽입 스텝, 상기 렌즈 밀어 넣기 스텝 및 상기 차광판 삽입 스텝을 동시에 행하도록 제어하는 제어 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 유닛 조립 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 경통 내로의 상기 렌즈 삽입 스텝에 의한 상기 렌즈의 삽입 위치는, 상기 경통 내의 최종조립 위치가 아닌 가조립 위치이며, 상기 렌즈 밀어 넣기 스텝에 의해 상기 최종조립 위치에 상기 렌즈를 밀어 넣는 것을 특징으로 하는 렌즈 유닛 조립 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 렌즈 삽입 장치의 상기 렌즈를 밀어 넣는 압압력은 상기 렌즈 밀어 넣기 장치의 상기 렌즈를 밀어 넣는 압압력에 비해 작은 압압력으로 상기 렌즈를 삽입하는 것인 것을 특징으로 하는 렌즈 유닛 조립 방법.
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