JP2009255238A - 小物部品の自動作業装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】作業装置ユニットの段取り作業を簡単にでき、ワークの位置決め精度を向上させ、生産効率を著しく高めることができる小物部品の自動作業装置を提供すること。
【解決手段】小物部品のワークの組立てや検査等の作業を行う複数の作業装置ユニット30が、ワークを順次自動的に送る回転テーブル移送機構20の回転テーブル21の動作経路に沿う位置であって装置基体40に脱着可能に装着され、ワークを保持する治具として設けられ、回転テーブル21に所定の範囲内で変位可能に保持されて回転テーブル21の動作に伴って移送されるワーク保持治具10と、作業装置ユニット30の構成要素として設けられ、回転テーブル21の動作によって所定の位置に移送されたワーク保持治具10を、回転テーブル21に保持された状態で且つ作業装置ユニット30について位置決めされた状態で固定保持する位置決め機構31とを具備する。
【選択図】図1
【解決手段】小物部品のワークの組立てや検査等の作業を行う複数の作業装置ユニット30が、ワークを順次自動的に送る回転テーブル移送機構20の回転テーブル21の動作経路に沿う位置であって装置基体40に脱着可能に装着され、ワークを保持する治具として設けられ、回転テーブル21に所定の範囲内で変位可能に保持されて回転テーブル21の動作に伴って移送されるワーク保持治具10と、作業装置ユニット30の構成要素として設けられ、回転テーブル21の動作によって所定の位置に移送されたワーク保持治具10を、回転テーブル21に保持された状態で且つ作業装置ユニット30について位置決めされた状態で固定保持する位置決め機構31とを具備する。
【選択図】図1
Description
本発明は、小物部品のワークを対象とし、組立てや検査等の作業工程を自動化する小物部品の自動作業装置に関する。
従来の回転テーブル移送機構等のワーク移送機構によって移送されるワークについて、加工や組立て等を行う小物部品の自動作業装置にあっては、そのワーク移送機構側に、ワークの位置決め手段が設けられている。
また、ワークについて作業を行う作業装置ユニットの装着位置は、例えば回転テーブルの回転動作によって割り付けられる各停止位置に対応して設定される。そして、その作業装置ユニットは、全ての構成のベースとなる装置基体に装着・固定される。このため、ワークにかかる位置決め精度を高めるには、回転テーブル移送機構のワーク移送機構に対して、作業装置ユニットを装置基体に高い位置精度で固定することが必要になる。
そして、このような従来の小物部品の自動作業装置にあって、その繰返し位置決め精度は、ワーク移送機構のインデックス精度に依存することになる。
また、ワークについて作業を行う作業装置ユニットの装着位置は、例えば回転テーブルの回転動作によって割り付けられる各停止位置に対応して設定される。そして、その作業装置ユニットは、全ての構成のベースとなる装置基体に装着・固定される。このため、ワークにかかる位置決め精度を高めるには、回転テーブル移送機構のワーク移送機構に対して、作業装置ユニットを装置基体に高い位置精度で固定することが必要になる。
そして、このような従来の小物部品の自動作業装置にあって、その繰返し位置決め精度は、ワーク移送機構のインデックス精度に依存することになる。
例えば従来の回転テーブル移送機構は、回転テーブルにワークの保持治具が固定されている(特許文献1参照)。このワークの保持治具が、位置決め手段になっている。そして、その繰返し位置決め精度は、回転テーブル移送機構のインデックス精度に依存している。なお、この従来技術の部品組立装置では、ワークの向きを変えるための機構が、装置基体に装着・固定される。
特開平6−114655号公報(要約、図2)
また、このような従来の回転テーブル移送機構を備える自動作業装置にあっては、ワークの位置決め精度を高めるために、回転テーブル移送機構及び複数の作業装置ユニットを、装置基体に対して高い位置精度で装着・固定することが必須条件となっている。そのため、その装着調整作業が作業者の大きな負担になっている。
特に精密装置分野の小物部品を扱う装置の場合に、極めて高い位置決め精度が要求されるようになってきている。従って、その装着調整等の段取り作業は、益々手間のかかる負担の大きな作業になってきている。
特に精密装置分野の小物部品を扱う装置の場合に、極めて高い位置決め精度が要求されるようになってきている。従って、その装着調整等の段取り作業は、益々手間のかかる負担の大きな作業になってきている。
さらに、精密部品の軽薄短小化はめざましいものがあり、例えば5mm角程度以下の小部品を加工し、組み立て、検査をするような複雑な工程を処理する自動作業装置が必要になってきている。このような極小部品のワークにかかる作業を行う場合、ワークの位置決め精度は、例えば10μm以下程度まで要求されるようになっている。
このような精密作業を従来の装置で行うには、回転テーブルの移送にかかる繰返し位置決め精度をさらに高める必要性が生じる。しかし、一方では自動作業装置の高速運転化によって作業効率を高める要請もあり、その繰返し位置決め精度を高めることは限界にきている。
このような精密作業を従来の装置で行うには、回転テーブルの移送にかかる繰返し位置決め精度をさらに高める必要性が生じる。しかし、一方では自動作業装置の高速運転化によって作業効率を高める要請もあり、その繰返し位置決め精度を高めることは限界にきている。
小物部品の自動作業装置に関して解決しようとする問題点は、従来の装置では、作業装置ユニットの装着作業等の段取り作業に多大な労力を必要とするため、生産効率を高めることが難しい点にある。また、従来の装置では、小物部品のワークの位置決め精度をより高め、且つ装置の高速化を合理的に行うことが難しい点にもある。
そこで、本発明の目的は、作業装置ユニットの装着作業等の段取り作業を簡単にでき、ワークの位置決め精度を合理的に向上させ、生産効率を著しく高めることができる小物部品の自動作業装置を提供することにある。
そこで、本発明の目的は、作業装置ユニットの装着作業等の段取り作業を簡単にでき、ワークの位置決め精度を合理的に向上させ、生産効率を著しく高めることができる小物部品の自動作業装置を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明にかかる小物部品の自動作業装置の一形態によれば、小物部品のワークの組立てや検査等の作業を行う複数の作業装置ユニットが、前記ワークを順次自動的に送るワーク移送機構の移送動作部の動作経路に沿う位置であって装置基体に脱着可能に装着されている小物部品の自動作業装置であって、ワークを保持する治具として設けられ、前記移送動作部に所定の範囲内で変位可能に保持されて該移送動作部の動作に伴って移送されるワーク保持治具と、前記作業装置ユニットの構成要素として設けられ、前記移送動作部の動作によって所定の位置に移送された前記ワーク保持治具を、前記移送動作部に位置された状態で且つ前記作業装置ユニットについて位置決めされた状態で固定保持する位置決め機構とを具備する。
本発明にかかる小物部品の自動作業装置の一形態によれば、小物部品のワークの組立てや検査等の作業を行う複数の作業装置ユニットが、前記ワークを順次自動的に送るワーク移送機構の移送動作部の動作経路に沿う位置であって装置基体に脱着可能に装着されている小物部品の自動作業装置であって、ワークを保持する治具として設けられ、前記移送動作部に所定の範囲内で変位可能に保持されて該移送動作部の動作に伴って移送されるワーク保持治具と、前記作業装置ユニットの構成要素として設けられ、前記移送動作部の動作によって所定の位置に移送された前記ワーク保持治具を、前記移送動作部に位置された状態で且つ前記作業装置ユニットについて位置決めされた状態で固定保持する位置決め機構とを具備する。
また、本発明にかかる小物部品の自動作業装置の一形態によれば、前記ワーク移送機構が回転テーブル移送機構であって、前記移送動作部が回転テーブルであることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる小物部品の自動作業装置の一形態によれば、前記ワーク保持治具が、前記移送動作部上に設けられた複数の保持用ピンに複数の被保持用穴が遊嵌状態に嵌って、前記移送動作部上に載置されることで所定の範囲内で変位可能に保持されることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる小物部品の自動作業装置の一形態によれば、前記位置決め機構は、基準受け面となる基準下面と、該基準下面に前記ワーク保持治具を突き当てて前記移送動作部上から若干浮いた状態で前記作業装置ユニット側に固定保持するように押圧する押上げ機構とを備えることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる小物部品の自動作業装置の一形態によれば、前記位置決め機構は、基準受け面となる基準下面と、該基準下面に前記ワーク保持治具を突き当てて前記移送動作部上から若干浮いた状態で前記作業装置ユニット側に固定保持するように押圧する押上げ機構とを備えることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる小物部品の自動作業装置の一形態によれば、前記ワーク保持治具に複数の被位置決め用穴が設けられ、前記押上げ機構の前記ワーク保持治具を押圧する押圧部に、前記複数の被位置決め用穴に嵌って前記ワーク保持治具の位置決めを行う複数の位置決め用ピンが設けられていることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる小物部品の自動作業装置の一形態によれば、前記被位置決め用穴が二つ設けられ、一方が基準位置用の穴として円形に設けられ、他方が長穴であることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる小物部品の自動作業装置の一形態によれば、前記被位置決め用穴が二つ設けられ、一方が基準位置用の穴として円形に設けられ、他方が長穴であることを特徴とすることができる。
本発明にかかる小物部品の自動作業装置によれば、作業装置ユニットの装着作業等の段取り作業を簡単にでき、ワークの位置決め精度を合理的に向上させ、生産効率を著しく高めることができるという特別有利な効果を奏する。
以下、本発明にかかる小物部品の自動作業装置の最良の形態例を添付図面(図1〜3)と共に詳細に説明する。
図1は、小物部品の自動作業装置の主要部を示す側面から見た断面を含む説明図である。図2は、図1の形態例にかかる小物部品の自動作業装置の平面図である。また、図3は、本発明にかかる小物部品の自動作業装置に用いられるワーク保持治具の形態例を示す平面図である。
図1は、小物部品の自動作業装置の主要部を示す側面から見た断面を含む説明図である。図2は、図1の形態例にかかる小物部品の自動作業装置の平面図である。また、図3は、本発明にかかる小物部品の自動作業装置に用いられるワーク保持治具の形態例を示す平面図である。
この小物部品の自動作業装置は、小物部品のワークの加工、組立てや検査等の作業を行う複数の作業装置ユニット30が、ワークを順次自動的に送るワーク移送機構の移送動作部の動作経路に沿う位置であって装置基体40に脱着可能に装着されている。
本形態例の小物部品の自動作業装置では、ワーク移送機構が回転テーブル移送機構20であって、移送動作部が回転テーブル21である(図2参照)。なお、本発明はこれに限らず、ワークを直線的に送る小物部品の自動作業装置にも好適に応用できる。
本形態例の小物部品の自動作業装置では、ワーク移送機構が回転テーブル移送機構20であって、移送動作部が回転テーブル21である(図2参照)。なお、本発明はこれに限らず、ワークを直線的に送る小物部品の自動作業装置にも好適に応用できる。
10はワーク保持治具であり、ワークを保持する治具として設けられ、回転テーブル21に所定の範囲内で変位可能に保持されて、その回転テーブル21の動作に伴って移送される。本形態例では、ワーク保持治具10が、回転テーブル21上の水平面内で所定の範囲で変位可能にガタを持たせて設定されると共に、上方への変位も許容されるように回転テーブル21上に載置されている。
このようにワーク保持治具10は、回転テーブル21上に載置されるだけでセット・保持される構成になっているため、上方へ脱着が容易であり、段取りや保守管理等の作業性を向上できる。
このようにワーク保持治具10は、回転テーブル21上に載置されるだけでセット・保持される構成になっているため、上方へ脱着が容易であり、段取りや保守管理等の作業性を向上できる。
また、本形態例のワーク保持治具10は、回転テーブル21上に設けられた複数の保持用ピン22に複数の被保持用穴11が遊嵌状態に嵌って、回転テーブル21上に載置されることで所定の範囲内で変位可能に保持されている。本形態例では、二つの保持用ピン22に対して二つの被保持用穴11が嵌るように構成されているが、このようなピンと穴によるものに限定されるものではない。ワーク保持治具10が、所要のガタがある状態で回転テーブル21に保持されていればよい。すなわち、回転テーブル21に、保持用ピン22に替えて他の案内保持手段が設けられ、その案内保持手段によって案内されて所要のガタがある状態で保持されるように、ワーク保持治具10に、被保持用穴11に替えて他の被案内保持手段が設けられてもよい。なお、このガタの大きさは、ワークの位置決め精度に比較して、例えば寸法が一桁違うように、十分に大きく設定される。
31は位置決め機構であり、作業装置ユニット30の構成要素として設けられ、回転テーブル21の動作によって所定の位置に移送されたワーク保持治具10を、回転テーブル21に位置された状態で且つ作業装置ユニット30について位置決めされた状態で固定保持するように設けられている。
これによれば、ワーク保持治具10が、作業装置ユニット30に一体的にもうけられた位置決め機構31によって直接的に位置決めされる。従って、作業装置ユニット30自体の精度によって、ワークの位置決め精度が決定されることになる。このため、回転テーブル移送機構20と作業装置ユニット30との間の位置精度が、比較的低くてもその影響を受けない状況で、ワークの位置決め精度を向上できる。
このように、作業装置ユニット30にかかる装置基体40への取り付け精度が比較的低くても、作業装置ユニット30単独の内部的精度によって、ワークを高い精度で位置決めできる。従って、作業装置ユニット30にかかる装置基体40への取り付け精度を、ワークにかかる高い位置決め精度のレベルまで高めることを必要としない。このため、作業者はより精密な位置調整等の作業を行う必要がなく、設置や段取りの作業性を著しく向上できる。また、作業装置ユニット30の交換や保守管理における作業性を向上でき、生産効率を向上できる。
また、以上に説明したように、作業装置ユニット30ごとに位置決め機構31が設けられて、その作業装置ユニット30ごとについて位置決め精度を高めることができる構成になっている。従って、作業装置ユニット30ごとに、その精度を高める調整を行えば良いことになる。
このため、作業装置ユニット30を、小物部品の自動作業装置の本体から離れた位置に置かれた調整用治具で精度調整し、その調整済みの状態で装置基体40へ適宜装着することで高い位置決め精度を確保することができる。これによれば、作業者はより精密な調整作業を装置基体40上で行う必要がなく、設置や段取りの作業性を著しく向上できる。また、作業装置ユニット30の交換や保守管理における作業性を向上でき、生産効率を向上できる。
このため、作業装置ユニット30を、小物部品の自動作業装置の本体から離れた位置に置かれた調整用治具で精度調整し、その調整済みの状態で装置基体40へ適宜装着することで高い位置決め精度を確保することができる。これによれば、作業者はより精密な調整作業を装置基体40上で行う必要がなく、設置や段取りの作業性を著しく向上できる。また、作業装置ユニット30の交換や保守管理における作業性を向上でき、生産効率を向上できる。
また、以上の構成を、回転テーブル移送機構20を備える小物部品の自動作業装置に適用することで、回転テーブル移送機構20のインデックス精度に依存しないで、位置決め精度を向上させることができる。
このため、高精度で高価な回転テーブル移送機構20を必要とせず、製造コストを低減できる。さらに、インデックス精度を高めるために回転テーブル21が完全に停止することを必要条件としないため、サーボモータを用いて回転テーブル21の回転速度を高め、作業処理の高速化を図ることもできる。また、サーボモータを用いることで、カム機構を用いる際のような複雑で大きな構成を要しないため、小型化と低コストを図ることができる。
このため、高精度で高価な回転テーブル移送機構20を必要とせず、製造コストを低減できる。さらに、インデックス精度を高めるために回転テーブル21が完全に停止することを必要条件としないため、サーボモータを用いて回転テーブル21の回転速度を高め、作業処理の高速化を図ることもできる。また、サーボモータを用いることで、カム機構を用いる際のような複雑で大きな構成を要しないため、小型化と低コストを図ることができる。
本形態例の位置決め機構31は、基準受け面となる基準下面32と、その基準下面32にワーク保持治具10を突き当てて回転テーブル21上から若干浮いた状態で作業装置ユニット30側に固定保持するように押圧する押上げ機構33とを備える。この形態例の基準下面32は、作業装置ユニット30の本体から水平方向に突起した水平突起部36の下面に設けられている。水平突起部36は、回転テーブル21の縁部に上方からオーバーラップするように配設されている。また、この形態例の押上げ機構33は、作業装置ユニット30の本体に固定された上下方向の直線ガイド38と、その直線ガイド38に沿って移動する上下方向の移動体39を構成要素としている。
この位置決め機構31は、軽量の小物部品のワークをハンドリングするものであるため、大掛かりな機構とならずに好適に構成できる。
なお、本発明の位置決め機構31の方向性は、限定されるものではなく、いずれの方向であってもよい。例えば、鉛直面を基準面として水平方向に挟持することで、ワーク保持治具10を固定保持するような機構とすることも可能である。
この位置決め機構31は、軽量の小物部品のワークをハンドリングするものであるため、大掛かりな機構とならずに好適に構成できる。
なお、本発明の位置決め機構31の方向性は、限定されるものではなく、いずれの方向であってもよい。例えば、鉛直面を基準面として水平方向に挟持することで、ワーク保持治具10を固定保持するような機構とすることも可能である。
また、本形態例では、ワーク保持治具10に複数の被位置決め用穴12が設けられ、押上げ機構33のワーク保持治具10を押圧する押圧部34に、複数の被位置決め用穴12に嵌ってワーク保持治具10の位置決めを行う複数の位置決め用ピン35が設けられている。この位置決め用ピン35が設けられた押圧部34は、上下方向の移動体39と一体的に設けられており、上下方向に変位できるように構成されている。
これによれば、簡単な構成であるが、精度よく確実にワーク保持治具10を、作業装置ユニット30に位置決めしつつ保持・固定できる。
なお、位置決め機構31の構成は、ピンと穴によるものに限定されるものではない。すなわち、押圧部34に、位置決め用ピン35に替えて他の案内位置決め手段が設けられ、その案内位置決め手段に案内されて位置決めされるように、ワーク保持治具10に、被位置決め用穴12に替えて他の被案内位置決め手段が設けられてもよい。
これによれば、簡単な構成であるが、精度よく確実にワーク保持治具10を、作業装置ユニット30に位置決めしつつ保持・固定できる。
なお、位置決め機構31の構成は、ピンと穴によるものに限定されるものではない。すなわち、押圧部34に、位置決め用ピン35に替えて他の案内位置決め手段が設けられ、その案内位置決め手段に案内されて位置決めされるように、ワーク保持治具10に、被位置決め用穴12に替えて他の被案内位置決め手段が設けられてもよい。
そして、この形態例では、被位置決め用穴12が二つ設けられ、一方が基準位置用の穴12a(図3参照)として円形に設けられ、他方が長穴12b(図3参照)である。
このように、被位置決め用穴12が設けられることで、長穴12bが位置決め用ピン35の挿入されるガイド穴として作用し、ワーク保持治具10の位置決めをスムースに行うことができる。
このように、被位置決め用穴12が設けられることで、長穴12bが位置決め用ピン35の挿入されるガイド穴として作用し、ワーク保持治具10の位置決めをスムースに行うことができる。
なお、図1に示すように、37は作業ヘッドであり、作業装置ユニット30に設けられ、ワークについて加工、組立て、検査等の作業を行う部分である。この作業ヘッド37については既知の技術を適宜選択的に用いればよく、説明を省略する。
また、図3に示すように、15はワーク保持部であり、ワーク保持治具10上のワークが保持される部分である。このワーク保持部15にかかる構造の詳細については省略するが、例えば上下駆動力によって水平方向に開閉するチャック機構等を用いることができる。また、そのようなチャック機構に限定されず、既知の技術を適宜選択的に用いればよいのは勿論である。
また、図3に示すように、15はワーク保持部であり、ワーク保持治具10上のワークが保持される部分である。このワーク保持部15にかかる構造の詳細については省略するが、例えば上下駆動力によって水平方向に開閉するチャック機構等を用いることができる。また、そのようなチャック機構に限定されず、既知の技術を適宜選択的に用いればよいのは勿論である。
以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
10 ワーク保持治具
11 被保持用穴
12 被位置決め用穴
12a 基準位置用の穴
12b 長孔
15 ワーク保持部
20 回転テーブル移送機構
21 回転テーブル
22 保持用ピン
30 作業装置ユニット
31 位置決め機構
32 基準下面
33 押し上げ機構
34 押圧部
35 位置決め用ピン
37 作業ヘッド
40 装置本体
11 被保持用穴
12 被位置決め用穴
12a 基準位置用の穴
12b 長孔
15 ワーク保持部
20 回転テーブル移送機構
21 回転テーブル
22 保持用ピン
30 作業装置ユニット
31 位置決め機構
32 基準下面
33 押し上げ機構
34 押圧部
35 位置決め用ピン
37 作業ヘッド
40 装置本体
Claims (6)
- 小物部品のワークの組立てや検査等の作業を行う複数の作業装置ユニットが、前記ワークを順次自動的に送るワーク移送機構の移送動作部の動作経路に沿う位置であって装置基体に脱着可能に装着されている小物部品の自動作業装置であって、
ワークを保持する治具として設けられ、前記移送動作部に所定の範囲内で変位可能に保持されて該移送動作部の動作に伴って移送されるワーク保持治具と、
前記作業装置ユニットの構成要素として設けられ、前記移送動作部の動作によって所定の位置に移送された前記ワーク保持治具を、前記移送動作部に位置された状態で且つ前記作業装置ユニットについて位置決めされた状態で固定保持する位置決め機構とを具備することを特徴とする小物部品の自動作業装置。 - 前記ワーク移送機構が回転テーブル移送機構であって、前記移送動作部が回転テーブルであることを特徴とする請求項1記載の小物部品の自動作業装置。
- 前記ワーク保持治具が、前記移送動作部上に設けられた複数の保持用ピンに複数の被保持用穴が遊嵌状態に嵌って、前記移送動作部上に載置されることで所定の範囲内で変位可能に保持されることを特徴とする請求項1又は2記載の小物部品の自動作業装置。
- 前記位置決め機構は、基準受け面となる基準下面と、該基準下面に前記ワーク保持治具を突き当てて前記移送動作部上から若干浮いた状態で前記作業装置ユニット側に固定保持するように押圧する押上げ機構とを備えることを特徴とする請求項1、2又は3記載の小物部品の自動作業装置。
- 前記ワーク保持治具に複数の被位置決め用穴が設けられ、前記押上げ機構の前記ワーク保持治具を押圧する押圧部に、前記複数の被位置決め用穴に嵌って前記ワーク保持治具の位置決めを行う複数の位置決め用ピンが設けられていることを特徴とする請求項4記載の小物部品の自動作業装置。
- 前記被位置決め用穴が二つ設けられ、一方が基準位置用の穴として円形に設けられ、他方が長穴であることを特徴とする請求項5記載の小物部品の自動作業装置。
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