JP6191969B2 - 部品供給制御ユニット - Google Patents

Description

この発明は、供給通路内を移動する部品を停止させたり、通過させたりする制御部材に、部品の後戻りを防止する吸引手段を取り付けた、部品供給制御ユニットに関している。

特許第４６０９６７２号公報には、進退動作式のストッパ片に通過孔と停止部が形成され、供給管を移動してきた部品を停止部で一旦停止を行ったり、通過孔によって部品を通過させたりすることが記載されている。

特開２０１５−１３４６８２号公報には、供給通路内の部品に空気噴射をして部品移送を行うものにおいて、噴射空気の背圧で部品が後戻りするのを制動手段で防止することが記載されている。

特許第４６０９６７２号公報 特開２０１５−１３４６８２号公報

上記特許文献１に記載された技術では、ロボット装置で上下左右前後など種々な方向に変位するような場合には、停止部で停止させられた部品が供給管内を後戻りする、という問題がある。

上記特許文献２に記載された技術では、最先の部品を停止させるストッパ部材の動作と、後戻り防止の制動手段の動作が、別々の独立した手段で行われるようになっている。したがって、構造的にコンパクト化が行いにくいものとなっている。

本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、構造簡素化とそれに伴う動作信頼性の向上、種々な箇所への取り付けを可能とする汎用性の向上を実現する、部品供給制御ユニットの提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、
部品の供給通路を停止部で閉鎖したり、停止部を移動させて供給通路を開通させたりする進退動作式の制御部材が設けられ、
停止部に衝突した部品が供給通路を後戻りするのを防止する吸引手段が制御部材に取り付けられ、
吸引手段と供給通路の位置関係は、停止部が供給通路を閉鎖している動作位置において、吸引手段の吸引力が部品に作用するとともに、停止部が移動して供給通路を開通している動作位置において、吸引手段の吸引力が部品に作用しなくなるように設定されていることを特徴とする部品供給制御ユニットである。

制御部材の停止部が供給通路を閉鎖しているときには、移動してきた部品は停止部に衝突して停止する。停止部が供給通路を開通すると、停止部によって停止していた部品は、通過孔を通って目的箇所へ移送される。

そして、吸引手段と供給通路の位置関係は、停止部が供給通路を閉鎖している動作位置において、吸引手段の吸引力が部品に作用するとともに、停止部が移動して供給通路を開通している動作位置において、吸引手段の吸引力が部品に作用しなくなるように設定されている。

停止部に衝突した部品は、停止部に跳ね返されて後戻りするのであるが、停止部が部品停止位置に待機しているときには、吸引手段が吸引動作状態になっている。このため、跳ね返された部品は吸引手段の吸引力で供給通路の内壁面に吸着されて停止し、後戻り距離を許容範囲の短い長さとすることができ、実質的に後戻り防止がなされる。さらに、供給通路がロボット装置に付属した状態になっているような場合には、ロボット装置が上下左右前後など種々な方向に変位しても、部品は供給通路の内壁面に吸着されているので、部品の後戻りが確実に防止できる。

吸引手段が制御部材に取り付けられて一体化されているので、制御部材の動作位置と吸引手段の吸引機能位置を適正に合致させることができる。すなわち、制御部材が部品停止位置に存在しているときには、吸引手段が部品吸引位置となる。したがって、制御部材と吸引手段の位置関係が、移送されてきた部品の停止機能と、停止後の部品の吸着・拘束機能の両機能を果たすこととなる。また、制御部材と吸引手段の位置関係が、停止している部品の通過機能と、通過部品に対する非吸着・通過許容機能の両機能を果たすこととなる。このように、部品停止時の吸引手段の動作状態と、部品通過時の吸引手段の動作状態が、定形化されているので、誤動作を起こしたりすることがなく、部品供給制御ユニットとしての動作信頼性の向上が実現する。

吸引手段が制御部材に取り付けられた一体構造となっているので、停止部と吸引手段を近づけて配置することができ、これによって、吸引手段や制御部材などの主要部材を小型化した組み立て品にすることができ、部品供給制御ユニット全体のコンパクト化にとって有効である。

さらに、吸引手段が制御部材に取り付けられた一体構造物が主要な組み立て品になっており、吸引手段と制御部材の移動動作で上記のような制御機能を果たす部品供給制御ユニットであるから、例えば、ねじ締め装置のボルト供給や、電気抵抗溶接機へのプロジェクションボルト供給などの分野において、幅広く活用することができ、汎用性の高い装置がえられる。

ユニット全体および各部の断面図である。 部品停止時の作動状態を示す断面図である。 ねじ締め機に応用した場合の側面図である。 他の実施例を示す断面図である。

つぎに、本発明の部品供給制御ユニットを実施するための形態を説明する。

図１〜図３は、本発明の実施例１を示す。

最初に、供給される部品について説明する。

部品としては、プロジェクションナット、プロジェクションボルト、通常のボルト、頭部付き軸状部品など種々なものがある。ここでは、通常の鉄製のボルト１が供給対象とされている。各図に示すように、六角形の頭部２に、雄ねじが切られた軸部３が一体化されている。

つぎに、全体的な構成を説明する。

部品供給制御ユニットは、符号１００で示されている。パーツフィーダ４から伸びている合成樹脂製の供給ホース５が、部品供給制御ユニット１００に接続されている。パーツフィーダ４には、空気噴射管６が取り付けられ、ここからの噴射空気でボルト１が部品供給制御ユニット１００に高速で搬送されるようになっている。部品供給制御ユニット１００を通過したボルト１は、合成樹脂製の送出ホース７から低速で、目的箇所へ供給される。

つぎに、部品供給制御ユニットについて説明する。

本体８は、ほぼ直方体の形状とされた部材であり、真っ直ぐな断面円形の供給通路９が形成してある。本体８は、ステンレス鋼や合成樹脂などの非磁性材料で構成してある。制御部材１０は、細長くて平たい厚板材で構成され、本体８に開けたガイド孔１１内を摺動するように、ガイド孔１１内に挿入してある。ガイド孔１１は、制御部材１０の断面形状と同じ形状とされ、供給通路９を含む空間形状、すなわち図１（Ｂ）や（Ｃ）に示すように、供給通路９の内径よりもガイド孔１１の幅の方が大きく設定されている。制御部材１０は、進退動作をするもので、その進退方向は供給通路９の中心線に直交している。

制御部材１０の進退動作は、エアシリンダ１２によって行われる。エアシリンダ１２は、ブラケット１３を介して本体８に結合され、そのピストンロッド１４が制御部材１０の端部に結合してある。

つぎに、制御部材と吸引手段について説明する。

前記制御部材１０には、停止部１５が設けられ、供給通路９を停止部１５で閉鎖したり、停止部１５を移動させて供給通路９を開通させたりする。停止部１５は、制御部材１０の一部がそのままの形状とされることによって構成されている。ここでは、供給通路９を開通するために、停止部１５に並べて通過孔１６が設けてある。制御部材１０が進退することにより、停止部１５が供給通路９を閉鎖し、通過孔１６が供給通路９に合致すると、供給通路９が開通する。

吸引手段は、供給通路９内のボルト１を供給通路９の内壁面に吸着して、ボルト移動を拘束する機能を果たしている。このような機能をえるために、種々な構造が採用できるが、この実施例では磁石の吸引力を活用している。

制御部材１０の上端に、板状の支持部材１８がボルト付けまたは溶接などで結合してある。そして、支持部材１８は、ボルト１の移送方向で見て上流側に伸ばされている。支持部材１８の下面に永久磁石１９が、下方に突き出た状態で取り付けてある。永久磁石１９は、四角い箱状の容器２０内に収容され、この容器２０が溶接などで支持部材１８の下面に結合してある。このような構造によって、吸引手段は、永久磁石１９の配置によって構成されている。したがって、吸引手段である永久磁石１９は、支持部材１８を介して制御部材１０に一体化され、「吸引手段１９」なる記載をしている。

本体８に凹部２１が形成され、ここに容器２０が嵌まり込むようになっている。したがって、凹部２１の各部の寸法は、容器２０の各部の寸法よりもわずかに大きく設定してある。この凹部２１の形成によって、本体８に薄肉部２２が形成されている。

吸引手段１９と供給通路９の位置関係は、停止部１５が供給通路９を閉鎖している動作位置において、吸引手段１９の吸引力がボルト１に作用するとともに、停止部１５が移動して供給通路９を開通している動作位置において、吸引手段１９の吸引力がボルト１に作用しなくなるように設定されている。

すなわち、エアシリンダ１２の動作で、図２に示すように、停止部１５が供給通路９を閉鎖しているときには、永久磁石１９、すなわち吸引手段１９が凹部２１内に嵌まり込んでいて、永久磁石１９の吸引磁力がボルト１に作用し、ボルト１は供給通路９の内壁面に吸着され、移動できない状態になる。

また、エアシリンダ１２の動作で、図１に示すように、停止部１５が供給通路９から外れて通過孔１６が供給通路９に合致し、供給通路９を開通しているときには、永久磁石１９が凹部２１から離隔していて、永久磁石１９の吸引磁力がボルト１に作用することなく、ボルト１は供給通路９を滑らかに通過する状態になる。

通過孔１６を設けることなく、停止部１５だけの進退で供給通路９を開閉することもできる。この場合には、図１（Ａ）に２点鎖線で示すように、制御部材１０の上部にエアシリンダ１２の進退力が伝達されるように構成する。

支持部材１８の長さを調整することにより、永久磁石１９の位置が設定され、これによりボルト１の吸着位置が停止部１５の近傍に設定される。

符号２３は、部品供給制御ユニット１００が取付けられる機枠などの静止部材である。

つぎに、部品供給制御ユニットの適用事例を説明する。

図３は、部品供給制御ユニット１００をねじ締め工程に組み込んだ場合である。移行装置２５は、スライド板２６上に直方体形状の受けブロック２７が摺動可能な状態で載せられ、スライド板２６に固定したエアシリンダ２８によって、受けブロック２７が進退する。受けブロック２７には、ボルト１の軸部３が挿入される受入孔２９が開けられている。受入孔２９と同軸の状態で供給管３０が配置してある。

エアシリンダ２８の動作で受けブロック２７が２点鎖線で示す位置に進出する。この進出位置における頭部２を、ねじ締め装置（図示していない）のねじ締めロッド３１が保持する。そのために、ねじ締めロッド３１にソケット３２が結合され、頭部２を受け入れる六角孔３３が下向きに開けられている。六各孔３３の奥に、落下防止用の永久磁石３４が固定してある。

頭部２が２点鎖線図示の位置に移行されると、今度は、ねじ締めロッド３１が下降して頭部２が相対的に六角孔３３内に進入し、永久磁石３４で保持される。その後、ねじ締めロッド３１が移動して目的箇所のねじ孔にボルト１をねじ込む。

つぎに、部品供給制御ユニットの動作を説明する。

図２は、制御部材１０がエアシリンダ１２によって引き下げられ、停止部１５が供給通路９を閉鎖している状態を示す。この状態では、吸引手段である永久磁石１９が収容された容器２０が凹部２１内に嵌まり込んでおり、永久磁石１９の吸引磁力は供給通路９内に及んでいる。そして、通過孔１６は供給通路９から外れた位置に待機している。

この状態のところへボルト１が空気噴射で搬送されてくると、ボルト１は高速で停止部１５に衝突し、その反力で跳ね返されようとするが、跳ね返された直後に、永久磁石１９の吸引磁力で供給通路９の内壁面に吸着される。これにより、ボルト１の一旦停止がなされ、ボルト１が高速で移行装置２５の受入孔２９を直撃することがなく、受入孔２９の耐久性向上がなされる。また、部品供給制御ユニット１００や移行装置２５がロボット装置に付属した状態になっている場合、ロボット装置が上下左右前後に移動しても、ボルト１が供給ホース５の方へ後戻りすることがない。

その後、エアシリンダ１２が動作すると、図１に示すように、停止部１５が供給通路９から離れ、通過孔１６が供給通路９に合致し、さらに、永久磁石１９が凹部２１から離隔する。この離隔により、永久磁石１９の吸引磁力は供給通路９内に作用しなくなるので、供給通路９の内壁面に吸着されていたボルト１は、噴射空気または供給通路９の下り傾斜によって通過孔１６を通過し、低速で受入孔２９に供給される。その後は、前述のように、ねじ締めロッド３１が動作して、ねじ締めがなされる。

なお、上記各種のエアシリンダに換えて、進退出力をする電動モータを採用することもできる。また、上記の永久磁石を電磁石に置き換えることも可能である。

上述の制御部材１０の進退動作や、空気噴射管６からの空気噴射などの動作は、一般的に採用されている制御手法で容易に行うことが可能である。制御装置またはシーケンス回路からの信号で動作する空気切換弁や、エアシリンダの所定位置で信号を発して前記制御装置に送信するセンサー等を組み合わせることによって、所定の動作を確保することができる。

以上に説明した実施例１の作用効果は、つぎのとおりである。

制御部材１０の停止部１５が供給通路９を閉鎖しているときには、移動してきたボルト１は停止部１５に衝突して停止する。停止部１５が供給通路９を開通すると、停止部１５によって停止していたボルト１は、通過孔１６を通って目的箇所である受入孔２９へ移送される。

そして、吸引手段１９と供給通路９の位置関係は、停止部１５が供給通路９を閉鎖している動作位置において、吸引手段１９の吸引力がボルト１に作用するとともに、停止部１５が移動して供給通路９を開通している動作位置において、吸引手段１９の吸引力がボルト１に作用しなくなるように設定されている。

停止部１５に衝突したボルト１は、停止部１５に跳ね返されて後戻りするのであるが、停止部１５がボルト停止位置に待機しているときには、吸引手段１９が吸引動作状態になっている。このため、跳ね返されたボルト１は吸引手段１９の吸引力で供給通路９の内壁面に吸着されて停止し、後戻り距離を許容範囲の短い長さとすることができ、実質的に後戻り防止がなされる。さらに、供給通路９がロボット装置に付属した状態になっているような場合には、ロボット装置が上下左右前後など種々な方向に変位しても、ボルト１は供給通路９の内壁面に吸着されているので、ボルト１の後戻りが確実に防止できる。

吸引手段１９が制御部材１０に取り付けられて一体化されているので、制御部材１０の動作位置と吸引手段１９の吸引機能位置を適正に合致させることができる。すなわち、制御部材１０がボルト停止位置に存在しているときには、吸引手段１９がボルト吸引位置となる。したがって、制御部材１０と吸引手段１９の位置関係が、移送されてきたボルト１の停止機能と、停止後のボルト１の吸着・拘束機能の両機能を果たすこととなる。また、制御部材１０と吸引手段１９の位置関係が、停止しているボルト１の通過機能と、通過ボルトに対する非吸着・通過許容機能の両機能を果たすこととなる。このように、ボルト停止時の吸引手段１９の動作状態と、ボルト通過時の吸引手段１９の動作状態が、定形化されているので、誤動作を起こしたりすることがなく、部品供給制御ユニット１００としての動作信頼性の向上が実現する。

吸引手段１９が制御部材１０に取り付けられた一体構造となっているので、停止部１５と吸引手段１９を近づけて配置することができ、これによって、吸引手段１９や制御部材１０などの主要部材を小型化した組み立て品にすることができ、部品供給制御ユニット１００全体のコンパクト化にとって有効である。

さらに、吸引手段１９が制御部材１０に取り付けられた一体構造物が主要な組み立て品になっており、吸引手段１９と制御部材１０の移動動作で上記のような制御機能を果たす部品供給制御ユニット１００であるから、例えば、ねじ締め装置のボルト供給や、電気抵抗溶接機へのプロジェクションボルト供給などの分野において、幅広く活用することができ、汎用性の高い装置がえられる。

本体８に凹部２１を設け、そこに吸引手段１９がはまり込むので、供給通路９内のボルト１に対する吸引力の作用位置が常に均一に設定され、ボルト１の拘束位置が一定になる。また、凹部２１を設けることにより、本体８に薄肉部２２が形成され、これにより永久磁石１９の磁力がより強くボルト１に対して作用し、ボルト拘束が確実に達成される。

制御部材１０の端部に支持部材１８が結合され、その下面に吸引手段１９が固定されている。そして、吸引手段１９を受け入れる凹部２１が吸引手段１９に対向した位置関係とされている。したがって、支持部材１８の長さを選定することと、支持部材１８や凹部２１の設置箇所を選定することにより、吸引手段１９の吸引力が作用する箇所を自由に選定することができる。これにより、停止部１５と吸引力作用箇所の距離がボルト１の寸法に適したものとすることができ、ボルト１の停止箇所を適正なものとすることができる。とくに、ボルト１は、停止部１５に衝突した後、跳ね返されるので、この跳ね返し距離の全部または一部を含めて、停止部１５と吸引力作用箇所の距離を設定するのが望ましく、上記構成によって、望ましい態様とすることができる。

図４は、本発明の実施例２を示す。

この実施例２は、吸引手段１９が、前述のように永久磁石１９を用いた形式ではなく、空気吸引の形式とされたものである。

凹部２１の薄肉部２２に、複数個の微小な吸引口３６が開けられ、この吸引口３６によって凹部２１と供給通路９が連通している。支持部材１８の下面に吸引突起３７が溶接またはボルト付けで固定されている。吸引突起３７は、四角いブロック状の部材で構成され、その下面に吸引凹部３８が下向きに開放した状態で形成されている。吸引突起３７の下面が凹部２１の底面に密着し、吸引凹部３８の空気圧が低圧になると、ボルト１の頭部２が供給通路９の内壁面に吸着される。吸引凹部３８は、換言すると、多数の吸引口３６からの空気を集合する、集合室の機能を果たしている。

吸引凹部３８に開口する空気通路３９が、吸引突起３７と支持部材１８に開けられ、支持部材１８に結合された空気ホース４０が吸引ポンプ（図示していない）に接続してある。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実施例１と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。

上述の制御部材１０の進退動作、空気噴射管６からの空気噴射などの動作、吸引突起３７の下面が凹部２１の底面に密着しているときの空気吸引動作などは、一般的に採用されている制御手法で容易に行うことが可能である。制御装置またはシーケンス回路からの信号で動作する空気切換弁や、エアシリンダの所定位置で信号を発して前記制御装置に送信するセンサー等を組み合わせることによって、所定の動作を確保することができる。

図４は、吸引突起３７の下面が凹部２１の底面に密着し、停止部１５が供給通路９を閉鎖している状態であり、このときには空気吸引が行われている。ここで、ボルト１が高速で移送されてくると、ボルト１は停止部１５で受け止められ、その直後に、吸引口３６に引きつけられて供給通路９の内壁面に吸着される。

以上に説明した実施例２の作用効果は、つぎのとおりである。

吸引口３６の個数、開口密度、開口箇所などを選定することにより、ボルト１に対する吸引力の作用箇所を適確に設定することができ、ボルト１の停止箇所が確実に設定できる。それ以外の作用効果は、先の実施例１と同じである。

上述のように、本発明の部品供給制御ユニットによれば、構造簡素化とそれに伴う動作信頼性の向上、種々な箇所への取り付けを可能とする汎用性の向上を実現する。したがって、自動車の車体組立工程や、家庭電化製品の板金組立工程などの広い産業分野で利用できる。

１ ボルト、部品
２ 頭部
３ 軸部
８ 本体
９ 供給通路
１０ 制御部材
１５ 停止部
１６ 通過孔
１９ 吸引手段、永久磁石
２１ 凹部
３６ 吸引口
３７ 吸引突起
３８ 吸引凹部
３９ 空気通路

Claims (1)

1. 部品の供給通路を停止部で閉鎖したり、停止部を移動させて供給通路を開通させたりする進退動作式の制御部材が設けられ、
   停止部に衝突した部品が供給通路を後戻りするのを防止する吸引手段が制御部材に取り付けられ、
   吸引手段と供給通路の位置関係は、停止部が供給通路を閉鎖している動作位置において、吸引手段の吸引力が部品に作用するとともに、停止部が移動して供給通路を開通している動作位置において、吸引手段の吸引力が部品に作用しなくなるように設定されていることを特徴とする部品供給制御ユニット。

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