WO2014049863A1 - 作業装置 - Google Patents
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- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
- B23P19/001—Article feeders for assembling machines
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- B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
- B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
- B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
Definitions
- the present invention relates to a work device, and more particularly to replenishment of objects necessary for work.
- Patent Document 1 describes an apparatus for assembling a plurality of members by tightening male screw members.
- the male screw member is sent from the supply unit to the chuck unit one by one through the hose, the relay unit, and the hose by the pressurized air, and is held by the advancement of the driver bit.
- a work device that performs a predetermined work on a work target is (a) a device main body, (b) a work head that performs the work, and (c) the work head and the device main body.
- a motion imparting device that imparts a motion necessary for the work to the work head and (d) a storage device that is supported by the device main body and stores an object necessary for performing the work, e) provided in a movable part that performs at least a part of the motion imparted to the work head by the motion imparting device together with the work head, and the amount required for work by the work head is less than the storage capacity of the storage device.
- the work head uses an object supplied by a temporary storage unit that performs at least a part of the movement, and the work head is separated from the storage device, the work head is moved and the movable range of the work head is limited by the connection member. There is no limit.
- the amount stored in the temporary storage unit is smaller than the storage capacity of the storage device, the mass to be moved is smaller than when the storage device itself is moved together with the work head, and the temporary storage unit Since the work head stores an amount sufficient to perform a plurality of operations, it is not necessary to replenish the temporary storage unit frequently.
- the temporary storage unit can be arranged closer to the work head than the storage device, what is necessary for the work is quickly supplied and the work is performed efficiently.
- the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiment, the prior art, the common general technical knowledge, and the like.
- An aspect in which a constituent element is added and an aspect in which the constituent element is deleted from the aspect of each section can be an aspect of the claimable invention.
- a working device that performs a predetermined work on a work object, The device body; A working head for performing the work; An exercise applying device that is provided between the working head and the apparatus main body, and applies an exercise necessary for the work to the working head; A storage device that is supported by the device main body and stores items necessary for performing the work;
- the work head is provided in a movable part that performs at least a part of the motion imparted to the work head by the work imparting device together with the work head, and requires less work than the storage capacity of the storage device.
- a temporary storage unit for temporary storage With the temporary storage unit disconnected from the storage device, the work head is caused to perform the operation by the material stored in the temporary storage unit, and the temporary storage unit is configured to transfer the necessary items from the storage device to the temporary storage unit. And a control device that performs replenishment in a replenishable state.
- the storage device may be provided above the work head or may be provided below.
- a storage device that takes into account whether the work itself is a solid or a fluid, supply form from the storage device to the temporary storage unit, ease of supply to the storage device by workers, etc. Should be determined.
- the motion imparting device includes a movable member that is movable in the X-axis and Y-axis directions orthogonal to each other in one plane and movable in the Z-axis direction perpendicular to the one plane.
- the member is provided with a first connection portion connected to the temporary storage portion, and the control device controls the exercise applying device, whereby the first connection portion is connected to a second connection portion connected to the storage device.
- the working device according to item (1) including a connection / separation control unit that generates a connection state and a separation state separated from the second connection unit.
- the first connection portion is opposed to the second connection portion by movement in the X-axis direction and the Y-axis direction, and is moved closer to and away from the second connection portion by movement in the Z-axis direction.
- the temporary storage section is provided in a second movable member that is relatively movable with respect to the first movable member as the movable member provided with the first connection section.
- Work equipment (5) The working device according to (4), wherein the temporary storage unit is connected to the first connection unit via a flexible hose.
- (6) The working device according to any one of (1) to (5), wherein a material necessary for performing the work is a fluid.
- the working device according to any one of (1) to (5), wherein the object necessary for executing the work is a solid.
- the work object is a solid material, and the work apparatus is further supported by the apparatus main body and the work object after the work is performed by the work head and before the work is performed.
- the control device causes at least a part of replenishment from the storage device to the temporary storage unit to be performed in parallel with the work related change operation of the work object by the work object change related device (1) to (7).
- the working device according to any one of items.
- the work object replacement-related apparatus includes, for example, a work object transport device that carries a work object into and out of the work area by the work head, and a work object holding apparatus that holds the work object in the work area.
- a device and a position correcting device for correcting the position of the work object are included.
- the work head does not work during shift-related operations, and by performing replenishment in parallel, the work unexecutable time for replenishment is reduced, and the work efficiency improvement effect by providing a temporary storage unit can be enjoyed effectively Can do.
- the working device described in the next section is particularly effective.
- the temporary storage unit has a capacity capable of storing an object necessary for the work more than an amount necessary for the work on at least one work object, and the control device is configured to temporarily store the temporary work from the storage device.
- the work device according to item (8), wherein all of the replenishment to the storage unit is performed in parallel with the work related change operation of the work object by the work object change related device. It is avoided that work is stopped for replenishment.
- the working device according to any one of (7) to (9), wherein the working head is a screw fastening working head for assembling a plurality of members by fastening a male screw member, and the solid matter is the male screw member. .
- the working head is A male screw member rotating member having an engaging portion that engages with the head of the male screw member;
- a male screw member rotating member drive device for advancing the male screw member rotating member to engage the head of the male screw member and rotating the male screw member of the male screw member into the female screw hole;
- the male screw members sequentially supplied one by one from the temporary storage unit are held in a state where the head thereof faces the male screw member rotating member, and the male screw member is allowed to advance with the advancement of the male screw member rotating member.
- the working device according to item (10) including a male screw member holding portion.
- the motion imparting device includes a movable member that is movable in the X-axis and Y-axis directions orthogonal to each other in one plane and movable in the Z-axis direction perpendicular to the one plane.
- the member is provided with a first connection portion connected to the temporary storage portion, and the control device controls the exercise applying device, whereby the first connection portion is connected to a second connection portion connected to the storage device.
- a connection / separation control unit that generates a connection state and a separated state separated from the second connection unit, and the temporary storage unit and the working head are movable members provided with the first connection unit Provided on a second movable member that can move relative to a certain first movable member in the Z-axis direction, and the motion imparting device moves the second movable member relative to the first movable member in the Z-axis direction.
- Second movable Including wood mobile device (11) working apparatus according to item. During the work, the work head is moved in the Z-axis direction with respect to the first connection part, so that the first connection part is prevented from interfering with the work object.
- the second movable member constitutes the head body of the work head and the temporary storage unit is provided in the work head.
- the work head and the temporary storage unit are particularly close to each other, so that the necessary items for performing the work can be supplied more quickly.
- the configuration described in each of the items (12) to (20) can be applied to solids other than the male screw member by replacing “male screw member” with “solid”.
- the temporary storage unit is provided on the second movable member so as to be movable together with the male screw member holding unit, and a part of the storage unit stores a plurality of male screw members,
- the working device according to item (12) including an individual supply device that sequentially supplies male screw members one by one to the male screw member holding portion.
- the working device includes a pinch-type delivery device that delivers male screw members to the temporary storage unit one by one at intervals.
- a counter that counts the number of male screw members that are sent one by one from the pinch type delivery device;
- the work apparatus according to item (14), further comprising: a transmission stop instruction unit that instructs the scissor-type transmission device to stop transmission when the count value of the counter reaches a set value.
- the motion imparting device includes a movable member that is movable in the X-axis and Y-axis directions orthogonal to each other in one plane and movable in the Z-axis direction perpendicular to the one plane.
- the member is provided with a first connection portion connected to the temporary storage portion, and the control device controls the exercise applying device, whereby the first connection portion is connected to a second connection portion connected to the storage device.
- a first movable unit including a connection / separation control unit that generates a connection state and a separated state separated from the second connection unit, and wherein the temporary storage unit is a movable member provided with the first connection unit
- the working head is provided on a second movable member that is movable relative to the first movable member in the Z-axis direction, and the motion imparting device moves the second movable member to the first movable member.
- Z axis direction with respect to It includes a second movable member moving device for relatively moving (11) the working device according to claim.
- the storage device includes a batch delivery device that aligns a plurality of male screw members and sends the plurality of male screw members at a time, while the temporary storage unit is attached to the first movable member.
- a plurality of male screw members that are opposed to the delivery device and that can receive a plurality of male screw members that are collectively delivered from the collective delivery device are provided in a collective manner.
- the working device according to item (16) including individual supply devices that sequentially supply the male screw member holding portions one by one. By batch delivery, a plurality of male screw members can be replenished at once.
- the batch delivery device aligns the plurality of male screw members along a straight line, and the temporary storage device is coaxially opposed to the batch delivery device and places the plurality of male screw members on a straight line.
- the individual supply device is Two male screw members arranged in a row are arranged at the front side of the row and spaced apart from each other, and each of the two male screw members is movable to an advance prevention position for preventing the advancement of the male screw member and an advance allowance position for allowing the advancement.
- a biasing device that biases a plurality of male screw members arranged in a row in a direction toward the first blocking member;
- An air ejection part for ejecting pressurized air between the first blocking member and the second blocking member;
- the working device according to (13) or (17), comprising: a blocking member driving device that selectively moves the first blocking member and the second blocking member to a forward allowable position.
- the urging device acts on the space between the first blocking member and the second blocking member by the ejection of air from the air ejection portion at the tail of the plurality of male screw members arranged in a row.
- the working device including an air pressure acting portion that applies an air pressure higher than the air pressure.
- the temporary storage unit is A fluid storage chamber for storing the fluid, A discharge port provided at the bottom of the fluid containing chamber;
- the working device according to item (6) including a pressurizing device that pressurizes the fluid in the fluid containing chamber and discharges the fluid by a desired amount from the discharge port.
- the apparatus includes a discharge nozzle connected to the discharge port, and the motion imparting device is movable in the X-axis and Y-axis directions orthogonal to each other in one plane and is perpendicular to the one plane.
- a movable member that is movable in the Z-axis direction is provided, and the movable member is provided with a first connection portion that is connected to the temporary storage unit, and the control device controls the exercise applying device, whereby the first connection portion Includes a connection / separation control unit that generates a connection state connected to the second connection part connected to the storage device and a separation state separated from the second connection part, and at least the above-described connection state in the separation state of both the connection parts While the discharge nozzle is opposed to a desired portion of the work object by moving in the X-axis and Y-axis directions, a desired amount of fluid is discharged, while the connection state of the two connection portions is the front of the storage device.
- FIG. 8 It is a top view which shows the screw fastening operation
- FIG. It is a front view (partial cross section) which shows the said screw fastening operation head. It is a front view (partial cross section) which shows the said temporary storage apparatus. It is a bottom view which shows the sensor etc. which were provided in the external thread member holding
- FIG. 1 shows an assembling apparatus as a working apparatus according to an embodiment of the claimable invention.
- a main circuit board 10 (hereinafter, abbreviated as main board 10) as a first member as a work object is used as a second member as another member.
- Sub circuit boards (hereinafter abbreviated as sub boards 12) 12 are assembled by at least one, here a plurality of, for example, four male screw members 14.
- the male screw member 14 has a head portion 16 and a male screw portion 18.
- a positive groove-like engaged portion 20 is provided on the head portion 18 and passes through the through hole 22 of the sub-board 12.
- the main board 10 is screwed into a female screw hole (not shown).
- the tightening of one male screw member 14 is one work, and the work required for the main board 10 is a plurality of work, here, four work.
- the assembling apparatus includes an apparatus main body 30, a screw tightening work head 32, a head moving device 34 as a motion imparting device, and a plurality of male screw member supply units 36 each serving as a storage device (hereinafter referred to as supply unit 36).
- a temporary storage device 38 a substrate transfer device 40 that is a work object transfer device, a substrate holding device 42 that is a work object holding device, and a control device 44.
- the substrate transfer device 40 transfers the main substrate 10 in one horizontal direction.
- the substrate holding device 42 is provided in the middle of the substrate transfer device 40 and positions and holds the main substrate 10 stopped at a predetermined assembly position in the horizontal direction.
- a horizontal plane that is a plane parallel to the assembly surface of the main substrate 10 held by the substrate holding device 42, the direction parallel to the transfer direction of the main substrate 10 by the substrate transfer device 40 is the X axis direction.
- the direction perpendicular to the X-axis direction is the Y-axis direction
- the direction perpendicular to the one plane and the vertical direction is the Z-axis direction.
- the supply unit 36 is provided in the apparatus main body 30, and feeds a large number of male screw members 14 stored in the storage chamber one by one by air, and sends them out at intervals from the connection portion 50 (see FIG. 3). (Not shown).
- the types of the male screw members 14 supplied by the plurality of supply units 36 are the same, but may be different. This type of supply unit is already known, and detailed illustration and description thereof will be omitted.
- the head moving device 34 includes an X-axis direction moving device 70, a Y-axis direction moving device 72, and a Z-axis direction moving device 74.
- the Y-axis direction moving device 72 includes a Y-axis slide 80 and a Y-axis slide moving device 82, and the X-axis direction moving device 70 is provided on the Y-axis slide 80, and the X-axis slide 84 and the X-axis slide moving device 86 are installed. Including.
- the Z-axis direction moving device 74 is provided on the X-axis slide 84 as shown in FIG. 3, and the main body 98, the first Z-axis slide 100 as the first movable member, and the first Z-axis slide moving device as the first movable member moving device. 102, a second Z-axis slide 104 serving as a second movable member, and a second Z-axis slide moving device 106 serving as a second movable member moving device.
- the first Z-axis slide moving device 102 uses an air cylinder 110, which is a kind of fluid pressure actuator, as a drive source, and the first Z-axis slide 100 is moved to an ascending end position and a descending end position.
- the second Z-axis slide moving device 106 is provided on the first Z-axis slide 100 and includes an electric motor 120 as a drive source, a feed screw 122, and a nut 124.
- the second Z-axis slide 104 is relative to the first Z-axis slide 100. To any position in the Z-axis direction.
- the screw tightening operation head 32 and the temporary storage device 38 are held on the second Z-axis slide 104 so as not to move relative to each other.
- the lower side is the front and the upper side is the rear.
- the screw tightening operation head 32 includes a driver bit 150 as a male screw member rotating member, a driver bit driving device 152 as a male screw member rotating member driving device, and a male screw member holding portion 154.
- the driver bit 150 includes an engaging portion 156 that engages with the engaged portion 20 of the head portion 16 of the male screw member 14, and is rotated by the driver bit driving device 152 and advanced and retracted in the axial direction.
- the male screw member holding part 154 includes a cylindrical main body part 160 and a pair of holding bodies 162.
- the main body 160 is protruded downward from the driver bit 150 in the retracted end position or the non-operating position, and a pair of holding bodies 162 each having a plate shape are separated by 2 in the diameter direction of the protruding end of the main body 160.
- Each part is attached by a connecting member 164 made of an elastic material, for example, a synthetic resin, so as to be rotatable around horizontal axes parallel to each other.
- the pair of holding bodies 162 extend downward from the main body 160 and are inclined so as to approach each other toward the lower side, and the male screw member 14 at the holding position where the lower end portions of the pair of holding bodies 162 are closest to each other.
- the head 16 is engaged from below, and the male screw member 14 is held with the head 16 facing the driver bit 150.
- the holding body 162 may be rotatably attached to the main body 160 by a shaft and may be positioned at the holding position by a spring and a stopper.
- the temporary storage device 38 includes a storage 170 serving as a storage member and an individual supply device 172, constitutes a temporary storage unit, and is movable together with the male screw member holding unit 154.
- the reservoir 170 is provided with a male screw storage path 174 (hereinafter abbreviated as a storage path 174) having a circular cross-sectional shape and penetrating in the vertical direction.
- the front end of the male screw portion 18 of the male screw member 14 and the top surface of the head portion 16 are each flat, and one male screw portion 18 of two adjacent male screw members 14 with respect to the head portion 16 of the other male screw member 14.
- a plurality of male screw members 14 are accommodated in the storage path 174 in a posture arranged in a line in the vertical direction.
- the storage path 174 is smaller than the maximum accommodation number (accommodation capacity) of the male screw member 14 in the storage chamber of the supply unit 36, at least one, in this embodiment, the sub board 12 is fixed to the plurality of main boards 10. Have a length that can be accommodated.
- a shutter 180 serving as an opening / closing member is provided at the upper end of the reservoir 170.
- the shutter 180 has an opening 182 having the same diameter as that of the storage path 174, and the opening 182 is detached from the storage path 174 by the air cylinder 184 that is an opening / closing member driving device.
- the closed position is closed, and the position of the opening 182 coincides with the storage path 174, and the storage path 174 is moved upward.
- An engaging plate 190 as a first blocking member and a shutter 192 as a second blocking member are provided at the lower end, which is the tip of the reservoir 170.
- the engagement plate 190 has an opening 194 having the same diameter as that of the storage path 174, and a notch 196 extending from the opening 194 and having a width slightly larger than the diameter of the male screw portion 18 of the male screw member 14. Is provided.
- the engagement plate 190 is moved by the air cylinder 198 so that the notch 196 is positioned in the storage path 174 and the male screw portion 18 is inserted, and the portion defining the notch 196 is engaged with the head 16 to advance the male screw member 14. It is moved to the advance prevention position for preventing and the advance allowance position where the opening 194 coincides with the storage path 174 and the advancement of the male screw member 14 is allowed.
- the shutter 192 is configured in the same manner as the shutter 180, and, as shown in FIG. 4, the downstream side of the engagement plate 190 in the traveling direction of the male screw member 14 in the storage path 174, in this embodiment, from the top to the bottom. And an advance prevention position where the opening 202 is disengaged from the storage path 174 and prevents the male screw member 14 from moving forward, and the opening 202 coincides with the storage path 174 and allows the male screw member 14 to advance. It is moved to the allowable position.
- the air cylinders 198 and 200 constitute a blocking member driving device.
- the second male screw member 14 in the storage path 174 is positioned between the engagement plate 190 and the shutter 192 and the forward movement is prevented by the engagement plate 190. It is set as the state cut
- a port 208 is provided in a portion between the engagement plate 190 and the shutter 192 of the storage path 174 to form an air ejection portion, and pressurized air is ejected.
- a port 210 is provided below the portion of the storage path 174 where the shutter 180 is provided to form an air pressure acting portion, and a plurality of male screw members 14 accommodated in a line in the storage path 174 are arranged.
- An air pressure higher than the air pressure acting on the space between the engagement plate 190 and the shutter 192 is applied to the tail, and urged toward the engagement plate 190.
- the high-pressure air is always acted while the shutter 180 is in the closed position, so that the plurality of male screw members 14 are prevented from bouncing in the storage path 174 and pushed downward when the engagement plate 190 is opened. .
- a sensor 220 is provided at the upper end of the reservoir 170 at a portion below the shutter 180.
- the sensor 220 is configured by a non-contact sensor such as a reflective or transmissive photoelectric sensor, a capacitive sensor, an inductive sensor, or the like.
- the sensor 220 is configured to output an ON signal when the male screw member 14 is detected, and output an OFF signal when the male screw member 14 is not detected.
- a sensor 222 is provided at a portion between the engagement plate 190 and the shutter 192 of the reservoir 170 so as to detect the presence or absence of the leading male screw member 14 between them.
- the sensor 222 is configured by a non-contact sensor, similar to the sensor 220.
- the lower end of the storage path 174 is connected to a portion of the main body 160 of the male screw member holding portion 154 between the driver bit 150 and the holding body 162 by a pipe 230 serving as a connecting member.
- a passage 240 is formed so as to penetrate in the vertical direction as shown in FIG.
- the passage 240 has a circular cross-sectional shape, and a connection portion 242 is provided at the lower end portion thereof, and the upper end portion is connected to the upper end of the storage passage 174 by a flexible hose 244 serving as a connection member.
- the screw tightening work head 32 and the temporary storage device 38 are unitized together with the Z-axis direction moving device 74 and can be attached to and detached from the X-axis slide 84, and the type of the driver bit 150 is different.
- a unit having a work head that performs a work different from the tightening of the male screw member 14 such as a unit having a component holding head including a suction nozzle that sucks electronic circuit components by negative pressure It is possible.
- control device 44 is mainly composed of a computer 250, and controls drive sources and the like of various devices constituting the assembly device such as the head moving device 34, the supply unit 36, and the substrate transport device 40. .
- An output signal from the sensors 220 and 222 is input to the computer 250.
- the main board 10 placed with the sub board 12 positioned is loaded by the board conveying apparatus 40, stopped at the assembling position, and then positioned by the board holding apparatus 42. Being held.
- the screw tightening head 32 and the temporary storage device 38 are moved in the horizontal direction, and the driver bit 150 is moved above the through hole 22 of the sub-board 12.
- the connection portion 242 is separated from the connection portion 50.
- the second Z-axis slide 104 is lowered with respect to the first Z-axis slide 100, and the screw tightening operation head 32 is brought close to the through hole 22, and is positioned upward by a predetermined distance.
- the driver bit 150 is lowered while being rotated, and the engaging portion 156 is engaged with the engaged portion 20 of the male screw member 14 held by the holding body 162 and is lowered while rotating the male screw member 14. And is screwed into the female screw hole of the main board 10 through the through hole 22 of the sub board 12.
- the pair of holding bodies 162 rotate away from each other by elastic deformation of the connecting member 164 to allow the male screw member 14 to descend, and the male screw member 14 is detached from the holding body 162 and screwed into the female screw hole.
- the holding body 162 is returned to the holding position for receiving the male screw member 14 by the elastic restoring force of the connecting member 164.
- the driver bit 150 is retracted to the non-driving position, and the screw tightening head 32 is lifted by the ascent of the second Z-axis slide 104, and is moved horizontally along with the temporary storage device 38 by the head moving device 34.
- a region where the screw tightening work head 32 performs the screw tightening operation is a work region by the screw tightening work head 32.
- the shutter 192 is moved to the advance allowance position, and air is supplied between the engagement plate 190 and the shutter 192, and only the leading male screw member 14 passes through the pipe 230 and holds the male screw member. Sent to the unit 154 and held by the holding body 162.
- the engagement plate 190 is moved to the advance allowance position, the male screw member 14 in the storage path 174 is advanced, and is received by the shutter 192. In this state, the engagement plate 190 is moved to the advance prevention position. This movement is allowed by fitting the male screw portion 18 into the notch 196. If the detection signal of the sensor 222 is OFF even though the engagement plate 190 has been moved to the advance allowable position and the male screw member 14 should have been advanced, a notification device such as a display device is displayed by the computer 250. The occurrence of abnormality is notified using.
- the number of used male screw members 14 is counted by a counter, and the remaining number of male screw members 14 in the reservoir 170 is obtained.
- the remaining number is obtained by subtracting the number of uses from the total number of male screw members 14 stored in the reservoir 170 immediately after the supply of the male screw member 14 from the supply unit 36 to the reservoir 170 (this number is referred to as the initial storage number). can get.
- the initial storage number is the number necessary for assembling the sub-board 12 to one main board 10, more than four here, at least one, and in this embodiment, a plurality of main boards.
- the number of sub-boards 12 can be just assembled (multiple of 4), and the supply of the male screw member 14 from the supply unit 36 to the reservoir 170 is the holding release of the main board 10 by the board holding device 42.
- the number of the main substrate 10 unloaded by the substrate transfer device 40, and then the main substrate 10 being fixed and the sub-substrate 12 fixed, and the number of the substrate can be accommodated in the storage path 174.
- the number that can be accommodated is a number that does not prevent the shutter 220 from opening and closing the storage path 174 and does not reach the sensor 220.
- the replenishment of the male screw member 14 by the supply unit 36 is performed when the remaining number at the time when the fixing of the sub-board 12 to the main board 10 is less than the set number, for example, one main board 10. This is performed when it is less than the number necessary for fixing all the sub-boards 12 and it is impossible to complete all the operations scheduled for one main board 10.
- the initial storage number is set to a number that allows the assembly of the plurality of main boards 10, so that the set number is 0 and the replenishment is in the remaining number 0 state. All of this is performed in parallel with the holding and releasing, carrying out, carrying in, and holding of the main board 10.
- the sensor 222 When the remaining number is 1 and the last male screw member 14 is sent to the male screw member holding portion 154, the sensor 222 generates an OFF signal, but this is not abnormal and is ignored.
- the temporary storage device 38 is moved to one of the plurality of supply units 36 by the head moving device 34, the connecting portion 242 is positioned on the connecting portion 50, and lowered by the lowering of the first Z-axis slide 100. And connected to the connecting portion 50 as shown in FIG. In this state, the male screw members 14 are sent out one by one from the supply unit 36.
- the shutter 180 is located in the open position, the engagement plate 190 is located in the advancement-permitted position, and the shutter 192 is located in the advancement prevention position.
- the male screw member 14 passes through the connection portions 50 and 242, the passage 240, and the hose 244. Then, it enters the storage path 174 and is stored in a line in the vertical direction.
- the signal of the sensor 220 changes from OFF to ON, and further changes from ON to OFF, whereby the number of male screw members 14 that have entered is counted in the computer 250.
- the computer 250 instructs the pinch type sending device of the supply unit 36 to stop sending.
- This set value takes into account the delay from the instruction output until the delivery is actually stopped, and the number of male screw members 14 scheduled to be supplied from the supply unit 36 to the reservoir 170 (here, a number equal to the initial storage number). ) Is set to a number that is less than the number of male screw members 14 to be replenished and is stopped in a state where the last one has been sent out.
- the first Z-axis slide 100 is raised, and the connecting portion 242 is disconnected from the connecting portion 50.
- the shutter 180 is moved to the closed position, and the engagement plate 190 is moved to the advance prevention position.
- the leading male screw member 14 is sent to the male screw member holding portion 154 by the movement of the shutter 192 to the forward movement allowable position, and the assembly is resumed.
- the temporary storage device 38 and the screw tightening work head 32 are provided on the second Z-axis slide 104, the screw tightening work head 32 and the temporary storage device 38 are particularly close to each other.
- the male screw member 14 is supplied to the screw tightening head 32 more quickly. Further, there are a plurality of supply units 36, and even when one of them is supplied with the male screw member 14 to the storage chamber, the male screw member 14 can be supplied to the temporary storage device 38 by another supply unit 36. And the interruption of assembly work is avoided.
- a temporary storage device 302 is provided on the first Z-axis slide 300 to form a temporary storage unit, and a screw tightening work head 306 is provided on the second Z-axis slide 304.
- the first Z-axis slide 300 includes a plurality of members as shown in FIG. As shown in FIG.
- the temporary storage device 302 includes a storage device 310 and an individual supply device 312, and an upper end portion of a male screw member storage path 314 provided through the storage device 310 in the vertical direction is screwed by a hose 316. It is connected to the main body 160 of the male screw member holding part 154 of the fastening work head 306 (see FIG. 11).
- the upper direction is the front and the lower direction is the rear in the vertical direction.
- a sensor 318 is provided at the lower end of the main body 160 of the male screw member holding portion 154 as shown in FIG.
- the sensor 318 is constituted by, for example, a non-contact sensor like the sensors 220 and 222, and detects whether or not the male screw member 14 is held by the holding body 162, and should be held when it should be held. For example, notification or the like is performed based on the detection signal of the sensor 318.
- a shutter 330 as a second blocking member is provided at the upper end portion of the reservoir 310, and the forward blocking position where the storage path 314 is closed by the air cylinder 332 and the opening 334 coincide with the storage path 314.
- the storage path 314 is moved to an advance allowable position for opening.
- the reservoir 310 is also provided with an engagement plate 336 serving as a first blocking member at a portion upstream of the shutter 330 in the traveling direction of the male screw member 14 in the storage path 314, in this embodiment from the bottom to the top. ing.
- the engagement plate 336 is moved forward by the air cylinder 338 so that the opening 340 is disengaged from the storage path 314 and the notch 342 is positioned in the storage path 314.
- a pair of air passages 344 are formed in the engagement plate 336 as shown in FIG. 13 and are opened upward at a portion defining the notch 342 of the engagement plate 336 so as to be added between the shutter 330 and the engagement plate 336.
- An air ejecting portion for ejecting the pressurized air is configured, and pressurized air is applied to the head 16 of the male screw member 14 upward from the lower side, and is sent to the hose 316.
- a sensor 348 is provided in a portion between the shutter 330 and the engagement plate 336 of the reservoir 310 and functions in the same manner as the sensor 222.
- the push-up device 360 includes a push-up member 362 and a push-up member driving device 364, and constitutes an urging device.
- the push-up member 362 has a plate shape with a width smaller than the diameter of the storage path 314, and has a protruding push-up portion 366 at the tip, and is provided in the reservoir 310 in the vertical direction. It is positioned in the notch 368 and is movable in the vertical direction. As shown in FIG.
- the push-up member driving device 364 includes an air cylinder 370, a pulley 372, and a wire 374, and the push-up member 362 is moved up and down by movement of the wire 374 due to expansion and contraction of the piston rod 376.
- the push-up device 360 is moved in the horizontal direction by the push-up device moving device 380 using the air cylinder 378 shown in FIG. 9 as a drive source, and is moved closer to and away from the reservoir 310.
- the push-up member 362 is stored in the push-up portion 366. It is moved to the push-up position located in the path 314 and the retracted position retracted from the storage path 314.
- the male screw member supply unit 400 of the present assembling apparatus includes a batch delivery device 402 and a connecting portion 404 as shown in FIG.
- the batch sending device 402 includes a push-up device 408.
- the lifting device 408 includes a lifting member 410 and a lifting member driving device 412.
- the push-up member 410 has a U-shape in plan view
- the pair of push-up portions 414 are positioned in the alignment path 415
- a plurality of male screw members 14 are aligned on 414 along a straight line parallel to the Z-axis direction.
- the lifting member driving device 412 is configured in the same manner as the lifting member driving device 364. As shown in FIG.
- connection portion 404 is provided with a pair of notches 418 that allow movement of the delivery port 416 and the push-up portion 414 following the alignment path 415 in the Z-axis direction. Note that a part of the connection portion 404 is shown in cross section at one of the delivery port 416 and the pair of notches 418.
- a pair of notches 420 are provided at the lower end of the reservoir 310 so as to open on the bottom and side surfaces and orthogonal to the storage path 314, and as shown in FIG. It is allowed to enter the storage path 314 without interfering with the push-up member 362.
- the lower end portion of the reservoir 310 constitutes the connection portion 422.
- the reservoir 310 is shown in cross section at one of the notch 368 and the pair of notches 420.
- the shutter 330 and the engagement plate 336 are selectively moved to the advance allowable position, and the leading male screw member 14 between the shutter 330 and the engagement plate 336 passes through the hose 316 by the injection of pressurized air. Then, it is sent to the male screw member holding portion 154 of the screw tightening operation head 306 and the push-up member 362 is raised to push up the male screw member 14. As shown in FIG. 15, the last male screw member 14 in the storage path 314 is brought into contact with the shutter 330 by the push-up portion 366, but the engagement plate 336 is prevented from being interfered with the push-up portion 366 by the notch 342.
- the pressurized air is ejected from the air passage 344, and the last male screw member 14 is sent out.
- the push-up member 362 is lowered to the lower end position as shown in FIG. 16 and is moved to the retracted position, so that the push-up portion 366 is removed from the storage path 314.
- the shutter 330 is moved to the advance prevention position, and the engagement plate 336 is moved to the advance allowance position.
- the temporary storage device 302 is moved to the supply unit 400 by the head moving device 34, the storage path 314 is coaxially opposed to the alignment path 415 and lowered, and the connection is made as shown in FIG.
- the unit 422 is connected to the connection unit 404.
- the push-up member 410 of the supply unit 400 is raised, the plurality of male screw members 14 aligned in the alignment path 415 are pushed up, and are fed into the storage path 314 in a state where they are aligned vertically. As shown in FIG.
- the push-up member 410 enters the notch 420 and enters the reservoir 310, the plurality of male screw members 14 are collectively received by the reservoir 310, and the leading male screw member 14 is moved to the shutter 330. Abutted.
- the push-up member 362 is moved to the push-up position, the push-up portion 366 is moved between the pair of push-up portions 414, and the male screw member 14 can be pushed up.
- the push-up member 410 is lowered to be removed from the reservoir 310 and returned to the supply unit 400.
- the engagement plate 336 is moved to the advance prevention position, and the leading male screw member 14 is sent to the screw tightening operation head 306.
- the first Z-axis slide 100 is raised to separate the connection portion 422 from the connection portion 404, and the screw tightening operation head 306 and the temporary storage device 302 are moved in the horizontal direction to resume the operation.
- the first Z-axis slide 300 is provided with the temporary storage device 302, and the plurality of male screw members 14 aligned along a straight line parallel to the Z-axis direction in the supply unit 400 are: Since the supply unit 400 is collectively sent to the temporary storage device 302 and received in a straight line storage path 314 extending in parallel with the Z-axis direction of the reservoir 310 in a state of being aligned in a straight line, The male screw member 14 can be replenished quickly and with a short replenishment time, and batch delivery and batch acceptance are particularly easy.
- An application head 504 as a working head includes an adhesive storage chamber 506 as a fluid storage chamber, a discharge port 508, a temporary storage unit 512 including a pressurizing device 510, and a discharge nozzle 513, and an X-axis direction moving device, It is moved by a head moving device (not shown) as a motion applying device including a Y-axis direction moving device and a Z-axis direction moving device.
- This Z-axis direction moving device includes one Z-axis slide, and a coating head 504 is mounted on the Z-axis slide.
- the discharge port 508 is provided at the lowermost part of the adhesive storage chamber 506, and the discharge nozzle 513 is connected to the discharge port 508 and is provided in a state of extending downward from the adhesive storage chamber 506.
- the adhesive in the adhesive storage chamber 506 is pressurized by the pressurized air supplied by the pressurizing device 510 via the float 514, and preset by a program or the like from the discharge nozzle 513 through the discharge port 508. A desired amount is discharged and applied to the circuit board.
- a connector 518 is provided at the lower end portion of the adhesive accommodating chamber 506 to constitute a connection portion.
- the connector 518 is provided with a check valve (not shown) that prevents the adhesive in the adhesive storage chamber 506 from flowing out of the connector 518 during the pressurization.
- An adhesive storage device 530 is provided in the main body of the coating device.
- the adhesive storage device 530 includes a connector 532 serving as a connection portion.
- the coating head 504 is moved and lowered in the horizontal direction by the head moving device in the separated state of the connectors 518 and 532, and faces a coating position that is a desired portion of the circuit board and is predetermined by a program or the like. And apply a set amount of adhesive. If the amount of the adhesive 500 in the adhesive storage chamber 506 is insufficient, the coating head 504 is moved and lowered to the adhesive storage device 530, and the connector 518 is connected to the connector 532, and the adhesive storage device 530 The adhesive 500 is supplied to the adhesive storage chamber 506. At this time, the front end opening of the discharge nozzle 513 is closed by the closing device 534 provided together with the adhesive storage device 530, and leakage of the adhesive 500 is avoided. After replenishment, the coating head 504 is raised, the connectors 518 and 532 are separated, and coating is resumed.
- a plurality of work heads may be provided.
- the plurality of work heads may be the same or different. In the latter case, for example, the type of work is tightening of the male screw member and is the same, but the type of male screw member may be different, or the type of work may be different.
- the male screw member may have a tapered portion at the tip of the male screw portion, and may be fitted into a groove-like engaged portion at the head of another male screw member so as to be kept in a line.
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Abstract
作業に必要な物の供給のために作業ヘッドの移動形態の制限等の問題を生じることのない作業装置を提供する。X軸,Y軸方向に移動させられ、第1Z軸スライドに対してZ軸方向に移動する第2Z軸スライド(104)にねじ締め作業ヘッド(32),一時貯蔵装置(38)を設け、貯蔵路(174)に貯蔵した複数の雄ねじ部材(14)を1個ずつねじ締め作業ヘッド(32)に供給し、ねじ締め作業ヘッド(32)はX軸,Y軸,Z軸方向に移動して対象物への雄ねじ部材(14)の締付けを行う。雄ねじ部材(14)の補給が必要になれば、一時貯蔵装置(38)は、組付装置の本体に設けた雄ねじ部材供給ユニットへ移動させられ、供給ユニットの接続部と、第1Z軸スライドに設けた接続部との接続により、第1Z軸スライドに設けた通路,ホース(244)を通って貯蔵路(174)に雄ねじ部材(14)が供給される。一時貯蔵装置は第1Z軸スライドに設けてもよい。
Description
本発明は作業装置に関するものであり、特に、作業に必要な物の補給に関する。
下記の特許文献1には、雄ねじ部材の締付けによる複数の部材の組付けを行う装置が記載されている。この装置において雄ねじ部材は、供給ユニットから加圧エアによりホース,中継ユニットおよびホースを経て1個ずつチャックユニットへ送られて保持され、ドライバビットの前進により締め付けられる。
しかしながら、特許文献1に記載の装置には、チャックユニットと供給ユニットとが常時ホース等の接続部材により接続されているため、チャックユニットが移動させられるものである場合には、接続部材により移動形態と移動可能範囲との少なくとも一方が制限される不利がある。移動可能範囲を広くしようとすればホースが長くなり、その長いホースが邪魔になるという別の問題が生じる。本発明の課題は、この問題を解決することである。
上記の課題は、作業対象物に対して予め定められた作業を行う作業装置を、(a)装置本体と、(b)前記作業を行う作業ヘッドと、(c)その作業ヘッドと前記装置本体との間に設けられ、作業ヘッドに前記作業に必要な運動を付与する運動付与装置と、(d)前記装置本体に支持され、前記作業の実行に必要な物を貯蔵する貯蔵装置と、(e)前記運動付与装置により前記作業ヘッドに付与される運動の少なくとも一部を作業ヘッドと共に行う可動部に設けられ、前記作業ヘッドによる作業に必要な物を、前記貯蔵装置の貯蔵容量より少ないが作業ヘッドが複数回の作業を行うに足る量、一時的に貯蔵する一時貯蔵部と、(f)その一時貯蔵部を前記貯蔵装置から切り離した状態で、その一時貯蔵部に貯蔵された物により前記作業ヘッドに前記作業を行わせるとともに、一時貯蔵部へ前記貯蔵装置から前記作業に必要な物の補給が可能な状態として補給を行わせる制御装置とを含む装置とすることにより解決される。
作業ヘッドは、少なくとも一部の運動を共に行う一時貯蔵部により供給される物を使用し、貯蔵装置から切り離された状態で作業を行うため、接続部材により作業ヘッドの移動形態や移動可能範囲が制限されることがない。しかも、一時貯蔵部に貯蔵される量は貯蔵装置の貯蔵容量よりは少ないため、貯蔵装置自体を作業ヘッドと共に移動させる場合に比較して、移動させるべき質量が小さくて済み、かつ、一時貯蔵部には作業ヘッドが複数回の作業を行うに足る量が貯蔵されるため、一時貯蔵部への補給を頻繁に行う必要がない。
その上、一時貯蔵部の方が貯蔵装置より作業ヘッドの近くに配置し得るため、作業に必要なものが迅速に供給されて能率良く作業が行われる。
その上、一時貯蔵部の方が貯蔵装置より作業ヘッドの近くに配置し得るため、作業に必要なものが迅速に供給されて能率良く作業が行われる。
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある。「請求可能発明」は、特許請求の範囲に記載の発明である「本発明」ないし「本願発明」のみならず、それの下位概念発明あるいは上位概念発明を含み得、別概念の発明を含むこともある。)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施形態の記載,従来技術,技術常識等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
(1)作業対象物に対して予め定められた作業を行う作業装置であって、
装置本体と、
前記作業を行う作業ヘッドと、
その作業ヘッドと前記装置本体との間に設けられ、作業ヘッドに前記作業に必要な運動を付与する運動付与装置と、
前記装置本体に支持され、前記作業の実行に必要な物を貯蔵する貯蔵装置と、
前記運動付与装置により前記作業ヘッドに付与される運動の少なくとも一部を作業ヘッドと共に行う可動部に設けられ、前記作業ヘッドによる作業に必要な物を、前記貯蔵装置の貯蔵容量より少ないが作業ヘッドが複数回の作業を行うに足る量、一時的に貯蔵する一時貯蔵部と、
その一時貯蔵部を前記貯蔵装置から切り離した状態で、その一時貯蔵部に貯蔵された物により前記作業ヘッドに前記作業を行わせるとともに、一時貯蔵部へ前記貯蔵装置から前記作業に必要な物の補給が可能な状態として補給を行わせる制御装置と
を含むことを特徴とする作業装置。
貯蔵装置は作業ヘッドより上方に設けられてもよく、下方に設けられてもよい。作業の実行に必要な物自体が固形物であるか流動物であるか、貯蔵装置から一時貯蔵部への供給形態、作業者等による貯蔵装置への供給の容易さ等を考慮して貯蔵装置の配設位置が決められるべきなのである。
(2)前記運動付与装置が、一平面内において互いに直交するX軸およびY軸の方向に移動可能であるとともに、その一平面に直角なZ軸方向に移動可能な可動部材を含み、その可動部材に前記一時貯蔵部に連なる第1接続部が設けられ、前記制御装置が、前記運動付与装置を制御することにより、前記第1接続部が前記貯蔵装置に連なる第2接続部に接続された接続状態と第2接続部から離間させられた離間状態とを生じさせる接続・離間制御部を含む(1)項に記載の作業装置。
第1接続部は、X軸方向およびY軸方向の移動により第2接続部に対向させられ、Z軸方向の移動により第2接続部に対して接近、離間させられる。
(3)前記一時貯蔵部が、前記第1接続部が設けられた前記可動部材に設けられた(2)項に記載の作業装置。
(4)前記一時貯蔵部が、前記第1接続部が設けられた前記可動部材としての第1可動部材に対して相対的に移動可能な第2可動部材に設けられた(2)項に記載の作業装置。
(5)前記一時貯蔵部が可撓性を有するホースを介して前記第1接続部に接続された(4)項に記載の作業装置。
(6)前記作業の実行に必要な物が流動物である(1)項ないし(5)項のいずれかに記載の作業装置。
流動物には、例えば、接着剤,クリーム状はんだ,フラックス等の高粘性流体や洗浄液等の液体がある。
(7)前記作業の実行に必要な物が固形物である(1)項ないし(5)項のいずれかに記載の作業装置。
(8)前記作業対象物が固形物であり、当該作業装置が、さらに、前記装置本体に支持され、前記作業ヘッドにより作業が行われた後の前記作業対象物と、作業が行われる前の作業対象物との交替に必要な動作を行う作業対象物交替関連装置を含み、かつ、
前記制御装置が、前記貯蔵装置から前記一時貯蔵部への補給の少なくとも一部を、前記作業対象物交替関連装置による作業対象物の交替関連動作と並行して行わせる(1)項ないし (7)項のいずれかに記載の作業装置。
作業対象物交替関連装置には、例えば、作業ヘッドによる作業領域へ作業対象物を搬入し、その作業領域から搬出する作業対象物搬送装置や、作業領域において作業対象物を保持する作業対象物保持装置や、作業対象物の位置を修正する位置修正装置が含まれる。交替関連動作時には作業ヘッドは作業を行わず、並行して補給を行うことにより、補給のための作業実行不可時間が低減され、一時貯蔵部を設けることによる作業能率向上効果を有効に享受することができる。次項に記載の作業装置では特に有効である。
(9)前記一時貯蔵部が、前記作業に必要な物を、少なくとも1つの作業対象物に対する作業に必要な量より多く貯蔵可能な容量を有し、前記制御装置が、前記貯蔵装置から前記一時貯蔵部への補給のすべてを、前記作業対象物交替関連装置による作業対象物の交替関連動作と並行して行わせる(8)項に記載の作業装置。
補給のために作業が停止されることが回避される。
(10)前記作業ヘッドが複数の部材を雄ねじ部材の締付けによって組み付けるねじ締め作業ヘッドであり、前記固形物が前記雄ねじ部材である(7)項ないし(9)項のいずれかに記載の作業装置。
(11)前記作業ヘッドが、
雄ねじ部材の頭部に係合する係合部を有する雄ねじ部材回転部材と、
その雄ねじ部材回転部材を前進させて雄ねじ部材の頭部に係合させるとともに、回転させて雄ねじ部材の雄ねじ部を雌ねじ穴に螺合させる雄ねじ部材回転部材駆動装置と、
前記一時貯蔵部から1個ずつ順次供給される雄ねじ部材をそれの頭部が前記雄ねじ部材回転部材に対向する状態で保持するとともに、その雄ねじ部材の前記雄ねじ部材回転部材の前進に伴う前進を許容する雄ねじ部材保持部と
を含む(10)項に記載の作業装置。
(12)前記運動付与装置が、一平面内において互いに直交するX軸およびY軸の方向に移動可能であるとともに、その一平面に直角なZ軸方向に移動可能な可動部材を含み、その可動部材に前記一時貯蔵部に連なる第1接続部が設けられ、前記制御装置が、前記運動付与装置を制御することにより、前記第1接続部が前記貯蔵装置に連なる第2接続部に接続された接続状態と第2接続部から離間させられた離間状態とを生じさせる接続・離間制御部を含み、かつ、前記一時貯蔵部および前記作業ヘッドが、前記第1接続部が設けられた可動部材である第1可動部材に対してZ軸方向に相対移動可能な第2可動部材に設けられるとともに、前記運動付与装置が前記第2可動部材を前記第1可動部材に対してZ軸方向に相対移動させる第2可動部材移動装置を含む(11)項に記載の作業装置。
作業時に作業ヘッドが第1接続部に対してZ軸方向に移動させられ、第1接続部が作業対象物と干渉することが回避される。第2可動部材が作業ヘッドのヘッド本体を構成し、一時貯蔵部が作業ヘッドに設けられていると考えることもできる。作業ヘッドと一時貯蔵部とが特に近く、作業の実行に必要な物の供給がより迅速に行われる。
(12)項ないし(20)項の各々に記載の構成は、「雄ねじ部材」を「固形物」と読み替えて、雄ねじ部材以外の固形物に対しても採用可能である。
(13)前記一時貯蔵部が前記第2可動部材に前記雄ねじ部材保持部と共に移動可能に設けられ、その一部貯蔵部が、雄ねじ部材を複数個貯蔵するものであり、かつ、それら複数個の雄ねじ部材を1個ずつ順次前記雄ねじ部材保持部へ供給する個別供給装置を含む(12)項に記載の作業装置。
(14)前記貯蔵装置が、雄ねじ部材を1個ずつ間隔をあけて前記一時貯蔵部へ送出するさみだれ式送出装置を含む(12)項または(13)項に記載の作業装置。
(15)さらに、
前記さみだれ式送出装置から1個ずつ間隔をあけて送られて来る雄ねじ部材の数をカウントするカウンタと、
そのカウンタのカウント値が設定値に達したとき、前記さみだれ式送出装置に対して送出停止を指示する送出停止指示部と
を含む(14)項に記載の作業装置。
(16)前記運動付与装置が、一平面内において互いに直交するX軸およびY軸の方向に移動可能であるとともに、その一平面に直角なZ軸方向に移動可能な可動部材を含み、その可動部材に前記一時貯蔵部に連なる第1接続部が設けられ、前記制御装置が、前記運動付与装置を制御することにより、前記第1接続部が前記貯蔵装置に連なる第2接続部に接続された接続状態と第2接続部から離間させられた離間状態とを生じさせる接続・離間制御部を含み、かつ、前記一時貯蔵部が、前記第1接続部が設けられた可動部材である第1可動部材に設けられ、前記作業ヘッドが前記第1可動部材に対してZ軸方向に相対移動可能な第2可動部材に設けられるとともに、前記運動付与装置が前記第2可動部材を前記第1可動部材に対してZ軸方向に相対移動させる第2可動部材移動装置を含む(11)項に記載の作業装置。
(17)前記貯蔵装置が、雄ねじ部材を複数個整列させるとともに、それら複数個の雄ねじ部材を一括して送出する一括送出装置を備える一方、前記一時貯蔵部が前記第1可動部材に、前記一括送出装置と対向し、その一括送出装置から一括して送出される複数個の雄ねじ部材を一括して受け入れ可能な状態で設けられ、かつ、その一括して受け入れた複数個の雄ねじ部材を1個ずつ順次前記雄ねじ部材保持部へ供給する個別供給装置を含む(16)項に記載の作業装置。
一括送出により、複数個の雄ねじ部材の補給が一挙に、迅速に行われる。
(18)前記一括送出装置が、前記複数個の雄ねじ部材を一直線に沿って整列させるものであり、前記一時貯蔵装置がその一括送出装置に同軸に対向して前記複数個の雄ねじ部材を一直線上に整列した状態で一括して受け入れるものである(17)項に記載の作業装置。
一括送出,一括受入れが特に容易となる。
(19)前記個別供給装置が、
一列に並んだ複数個の雄ねじ部材の列の先頭側に互いに間隔をあけて配設され、それぞれ雄ねじ部材の前進を阻止する前進阻止位置と前進を許容する前進許容位置とに移動可能な2つの阻止部材であって、雄ねじ部材の進行方向における上流側の第1阻止部材および下流側の第2阻止部材と、
一列に並んだ複数個の雄ねじ部材を前記第1阻止部材に向かう向きに付勢する付勢装置と、
前記第1阻止部材と前記第2阻止部材との間に加圧したエアを噴出させるエア噴出部と、
前記第1阻止部材および第2阻止部材を択一的に前進許容位置へ移動させる阻止部材駆動装置と
を含む(13)項または(17)項に記載の作業装置。
(20)前記付勢装置が、一列に並んだ複数個の雄ねじ部材の後尾に前記エア噴出部からのエアの噴出により前記第1阻止部材と前記第2阻止部材との間の空間に作用するエア圧より高いエア圧を作用させるエア圧作用部を含む(19)項に記載の作業装置。
(21)前記一時貯蔵部が、
流動物を収容する流動物収容室と、
その流動物収容室の最下部に設けられた吐出口と、
前記流動物収容室内の流動物を加圧して前記吐出口から所望量ずつ吐出させる加圧装置とを含む(6)項に記載の作業装置。
(22)さらに、前記吐出口に連なる吐出ノズルを含み、かつ、前記運動付与装置が、一平面内において互いに直交するX軸およびY軸の方向に移動可能であるとともに、その一平面に直角なZ軸方向に移動可能な可動部材を含み、その可動部材に前記一時貯蔵部に連なる第1接続部が設けられ、前記制御装置が、前記運動付与装置を制御することにより、前記第1接続部が前記貯蔵装置に連なる第2接続部に接続された接続状態と第2接続部から離間させられた離間状態とを生じさせる接続・離間制御部を含み、それら両接続部の離間状態において少なくとも前記X軸およびY軸方向の移動により前記吐出ノズルを作業対象物の所望部分に対向させ、所望量の流動物を吐出させる一方、前記両接続部の接続状態において前記貯蔵装置から前記一時貯蔵部へ流動物を補給させるものである(21)項に記載の作業装置。
前記(2)項ないし(6)項,(8)項,(9)項およびそれらの項に関連する説明の各々に記載の事項や、(12)項,(16)項をはじめとする複数の項に記載の事項のうち雄ねじ部材をはじめとする固形物に特有の事項を除く事項は上記(21)項,(22)項に記載の作業装置にも適用可能である。
装置本体と、
前記作業を行う作業ヘッドと、
その作業ヘッドと前記装置本体との間に設けられ、作業ヘッドに前記作業に必要な運動を付与する運動付与装置と、
前記装置本体に支持され、前記作業の実行に必要な物を貯蔵する貯蔵装置と、
前記運動付与装置により前記作業ヘッドに付与される運動の少なくとも一部を作業ヘッドと共に行う可動部に設けられ、前記作業ヘッドによる作業に必要な物を、前記貯蔵装置の貯蔵容量より少ないが作業ヘッドが複数回の作業を行うに足る量、一時的に貯蔵する一時貯蔵部と、
その一時貯蔵部を前記貯蔵装置から切り離した状態で、その一時貯蔵部に貯蔵された物により前記作業ヘッドに前記作業を行わせるとともに、一時貯蔵部へ前記貯蔵装置から前記作業に必要な物の補給が可能な状態として補給を行わせる制御装置と
を含むことを特徴とする作業装置。
貯蔵装置は作業ヘッドより上方に設けられてもよく、下方に設けられてもよい。作業の実行に必要な物自体が固形物であるか流動物であるか、貯蔵装置から一時貯蔵部への供給形態、作業者等による貯蔵装置への供給の容易さ等を考慮して貯蔵装置の配設位置が決められるべきなのである。
(2)前記運動付与装置が、一平面内において互いに直交するX軸およびY軸の方向に移動可能であるとともに、その一平面に直角なZ軸方向に移動可能な可動部材を含み、その可動部材に前記一時貯蔵部に連なる第1接続部が設けられ、前記制御装置が、前記運動付与装置を制御することにより、前記第1接続部が前記貯蔵装置に連なる第2接続部に接続された接続状態と第2接続部から離間させられた離間状態とを生じさせる接続・離間制御部を含む(1)項に記載の作業装置。
第1接続部は、X軸方向およびY軸方向の移動により第2接続部に対向させられ、Z軸方向の移動により第2接続部に対して接近、離間させられる。
(3)前記一時貯蔵部が、前記第1接続部が設けられた前記可動部材に設けられた(2)項に記載の作業装置。
(4)前記一時貯蔵部が、前記第1接続部が設けられた前記可動部材としての第1可動部材に対して相対的に移動可能な第2可動部材に設けられた(2)項に記載の作業装置。
(5)前記一時貯蔵部が可撓性を有するホースを介して前記第1接続部に接続された(4)項に記載の作業装置。
(6)前記作業の実行に必要な物が流動物である(1)項ないし(5)項のいずれかに記載の作業装置。
流動物には、例えば、接着剤,クリーム状はんだ,フラックス等の高粘性流体や洗浄液等の液体がある。
(7)前記作業の実行に必要な物が固形物である(1)項ないし(5)項のいずれかに記載の作業装置。
(8)前記作業対象物が固形物であり、当該作業装置が、さらに、前記装置本体に支持され、前記作業ヘッドにより作業が行われた後の前記作業対象物と、作業が行われる前の作業対象物との交替に必要な動作を行う作業対象物交替関連装置を含み、かつ、
前記制御装置が、前記貯蔵装置から前記一時貯蔵部への補給の少なくとも一部を、前記作業対象物交替関連装置による作業対象物の交替関連動作と並行して行わせる(1)項ないし (7)項のいずれかに記載の作業装置。
作業対象物交替関連装置には、例えば、作業ヘッドによる作業領域へ作業対象物を搬入し、その作業領域から搬出する作業対象物搬送装置や、作業領域において作業対象物を保持する作業対象物保持装置や、作業対象物の位置を修正する位置修正装置が含まれる。交替関連動作時には作業ヘッドは作業を行わず、並行して補給を行うことにより、補給のための作業実行不可時間が低減され、一時貯蔵部を設けることによる作業能率向上効果を有効に享受することができる。次項に記載の作業装置では特に有効である。
(9)前記一時貯蔵部が、前記作業に必要な物を、少なくとも1つの作業対象物に対する作業に必要な量より多く貯蔵可能な容量を有し、前記制御装置が、前記貯蔵装置から前記一時貯蔵部への補給のすべてを、前記作業対象物交替関連装置による作業対象物の交替関連動作と並行して行わせる(8)項に記載の作業装置。
補給のために作業が停止されることが回避される。
(10)前記作業ヘッドが複数の部材を雄ねじ部材の締付けによって組み付けるねじ締め作業ヘッドであり、前記固形物が前記雄ねじ部材である(7)項ないし(9)項のいずれかに記載の作業装置。
(11)前記作業ヘッドが、
雄ねじ部材の頭部に係合する係合部を有する雄ねじ部材回転部材と、
その雄ねじ部材回転部材を前進させて雄ねじ部材の頭部に係合させるとともに、回転させて雄ねじ部材の雄ねじ部を雌ねじ穴に螺合させる雄ねじ部材回転部材駆動装置と、
前記一時貯蔵部から1個ずつ順次供給される雄ねじ部材をそれの頭部が前記雄ねじ部材回転部材に対向する状態で保持するとともに、その雄ねじ部材の前記雄ねじ部材回転部材の前進に伴う前進を許容する雄ねじ部材保持部と
を含む(10)項に記載の作業装置。
(12)前記運動付与装置が、一平面内において互いに直交するX軸およびY軸の方向に移動可能であるとともに、その一平面に直角なZ軸方向に移動可能な可動部材を含み、その可動部材に前記一時貯蔵部に連なる第1接続部が設けられ、前記制御装置が、前記運動付与装置を制御することにより、前記第1接続部が前記貯蔵装置に連なる第2接続部に接続された接続状態と第2接続部から離間させられた離間状態とを生じさせる接続・離間制御部を含み、かつ、前記一時貯蔵部および前記作業ヘッドが、前記第1接続部が設けられた可動部材である第1可動部材に対してZ軸方向に相対移動可能な第2可動部材に設けられるとともに、前記運動付与装置が前記第2可動部材を前記第1可動部材に対してZ軸方向に相対移動させる第2可動部材移動装置を含む(11)項に記載の作業装置。
作業時に作業ヘッドが第1接続部に対してZ軸方向に移動させられ、第1接続部が作業対象物と干渉することが回避される。第2可動部材が作業ヘッドのヘッド本体を構成し、一時貯蔵部が作業ヘッドに設けられていると考えることもできる。作業ヘッドと一時貯蔵部とが特に近く、作業の実行に必要な物の供給がより迅速に行われる。
(12)項ないし(20)項の各々に記載の構成は、「雄ねじ部材」を「固形物」と読み替えて、雄ねじ部材以外の固形物に対しても採用可能である。
(13)前記一時貯蔵部が前記第2可動部材に前記雄ねじ部材保持部と共に移動可能に設けられ、その一部貯蔵部が、雄ねじ部材を複数個貯蔵するものであり、かつ、それら複数個の雄ねじ部材を1個ずつ順次前記雄ねじ部材保持部へ供給する個別供給装置を含む(12)項に記載の作業装置。
(14)前記貯蔵装置が、雄ねじ部材を1個ずつ間隔をあけて前記一時貯蔵部へ送出するさみだれ式送出装置を含む(12)項または(13)項に記載の作業装置。
(15)さらに、
前記さみだれ式送出装置から1個ずつ間隔をあけて送られて来る雄ねじ部材の数をカウントするカウンタと、
そのカウンタのカウント値が設定値に達したとき、前記さみだれ式送出装置に対して送出停止を指示する送出停止指示部と
を含む(14)項に記載の作業装置。
(16)前記運動付与装置が、一平面内において互いに直交するX軸およびY軸の方向に移動可能であるとともに、その一平面に直角なZ軸方向に移動可能な可動部材を含み、その可動部材に前記一時貯蔵部に連なる第1接続部が設けられ、前記制御装置が、前記運動付与装置を制御することにより、前記第1接続部が前記貯蔵装置に連なる第2接続部に接続された接続状態と第2接続部から離間させられた離間状態とを生じさせる接続・離間制御部を含み、かつ、前記一時貯蔵部が、前記第1接続部が設けられた可動部材である第1可動部材に設けられ、前記作業ヘッドが前記第1可動部材に対してZ軸方向に相対移動可能な第2可動部材に設けられるとともに、前記運動付与装置が前記第2可動部材を前記第1可動部材に対してZ軸方向に相対移動させる第2可動部材移動装置を含む(11)項に記載の作業装置。
(17)前記貯蔵装置が、雄ねじ部材を複数個整列させるとともに、それら複数個の雄ねじ部材を一括して送出する一括送出装置を備える一方、前記一時貯蔵部が前記第1可動部材に、前記一括送出装置と対向し、その一括送出装置から一括して送出される複数個の雄ねじ部材を一括して受け入れ可能な状態で設けられ、かつ、その一括して受け入れた複数個の雄ねじ部材を1個ずつ順次前記雄ねじ部材保持部へ供給する個別供給装置を含む(16)項に記載の作業装置。
一括送出により、複数個の雄ねじ部材の補給が一挙に、迅速に行われる。
(18)前記一括送出装置が、前記複数個の雄ねじ部材を一直線に沿って整列させるものであり、前記一時貯蔵装置がその一括送出装置に同軸に対向して前記複数個の雄ねじ部材を一直線上に整列した状態で一括して受け入れるものである(17)項に記載の作業装置。
一括送出,一括受入れが特に容易となる。
(19)前記個別供給装置が、
一列に並んだ複数個の雄ねじ部材の列の先頭側に互いに間隔をあけて配設され、それぞれ雄ねじ部材の前進を阻止する前進阻止位置と前進を許容する前進許容位置とに移動可能な2つの阻止部材であって、雄ねじ部材の進行方向における上流側の第1阻止部材および下流側の第2阻止部材と、
一列に並んだ複数個の雄ねじ部材を前記第1阻止部材に向かう向きに付勢する付勢装置と、
前記第1阻止部材と前記第2阻止部材との間に加圧したエアを噴出させるエア噴出部と、
前記第1阻止部材および第2阻止部材を択一的に前進許容位置へ移動させる阻止部材駆動装置と
を含む(13)項または(17)項に記載の作業装置。
(20)前記付勢装置が、一列に並んだ複数個の雄ねじ部材の後尾に前記エア噴出部からのエアの噴出により前記第1阻止部材と前記第2阻止部材との間の空間に作用するエア圧より高いエア圧を作用させるエア圧作用部を含む(19)項に記載の作業装置。
(21)前記一時貯蔵部が、
流動物を収容する流動物収容室と、
その流動物収容室の最下部に設けられた吐出口と、
前記流動物収容室内の流動物を加圧して前記吐出口から所望量ずつ吐出させる加圧装置とを含む(6)項に記載の作業装置。
(22)さらに、前記吐出口に連なる吐出ノズルを含み、かつ、前記運動付与装置が、一平面内において互いに直交するX軸およびY軸の方向に移動可能であるとともに、その一平面に直角なZ軸方向に移動可能な可動部材を含み、その可動部材に前記一時貯蔵部に連なる第1接続部が設けられ、前記制御装置が、前記運動付与装置を制御することにより、前記第1接続部が前記貯蔵装置に連なる第2接続部に接続された接続状態と第2接続部から離間させられた離間状態とを生じさせる接続・離間制御部を含み、それら両接続部の離間状態において少なくとも前記X軸およびY軸方向の移動により前記吐出ノズルを作業対象物の所望部分に対向させ、所望量の流動物を吐出させる一方、前記両接続部の接続状態において前記貯蔵装置から前記一時貯蔵部へ流動物を補給させるものである(21)項に記載の作業装置。
前記(2)項ないし(6)項,(8)項,(9)項およびそれらの項に関連する説明の各々に記載の事項や、(12)項,(16)項をはじめとする複数の項に記載の事項のうち雄ねじ部材をはじめとする固形物に特有の事項を除く事項は上記(21)項,(22)項に記載の作業装置にも適用可能である。
以下、請求可能発明のいくつかの実施形態を、図を参照しつつ説明する。なお、請求可能発明は、下記実施形態の他、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。
図1には、請求可能発明の一実施形態である作業装置たる組付装置が図示されている。本組付装置においては、図2に示すように、例えば、作業対象物としての第1部材たるメイン回路基板10(以後、メイン基板10と略称する)に、別の部材である第2部材としてのサブ回路基板(以後、サブ基板12と略称する)12が、少なくとも1つ、ここでは複数、例えば、4個の雄ねじ部材14により組み付けられる。雄ねじ部材14は、図4に示すように、頭部16および雄ねじ部18を有し、頭部18にはプラス溝状の被係合部20が設けられ、サブ基板12の貫通穴22を通ってメイン基板10の雌ねじ穴(図示省略)に螺合される。1個の雄ねじ部材14の締付けが1作業であり、メイン基板10に対して必要な作業は複数作業、ここでは4作業である。
本組付装置は、図1に示すように、装置本体30,ねじ締め作業ヘッド32,運動付与装置としてのヘッド移動装置34,それぞれ貯蔵装置たる複数の雄ねじ部材供給ユニット36(以後、供給ユニット36と略称する),一時貯蔵装置38,作業対象物搬送装置たる基板搬送装置40,作業対象物保持装置たる基板保持装置42および制御装置44を含む。
基板搬送装置40は、メイン基板10を水平な一方向に搬送する。基板保持装置42は基板搬送装置40の途中に設けられ、所定の組付位置に停止させられたメイン基板10を水平方向に位置決めして保持する。本実施形態においては、基板搬送装置40によるメイン基板10の搬送方向に平行な方向をX軸方向、基板保持装置42に保持されたメイン基板10の被組付面に平行な一平面である水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、上記一平面に直角な方向であって鉛直方向をZ軸方向とする。
供給ユニット36は装置本体30に設けられ、貯蔵室に貯蔵された多数の雄ねじ部材14を1個ずつ、エアにより圧送し、接続部50(図3参照)から間隔をあけて送り出すさみだれ式送出装置(図示省略)を含む。複数の供給ユニット36が供給する各雄ねじ部材14の種類は同じものとされているが、異ならせてもよい。この種の供給ユニットは既に知られており、詳細な図示および説明は省略する。
ヘッド移動装置34は、図1に示すように、X軸方向移動装置70,Y軸方向移動装置72,Z軸方向移動装置74を含む。Y軸方向移動装置72は、Y軸スライド80およびY軸スライド移動装置82を含み、X軸方向移動装置70はY軸スライド80上に設けられ、X軸スライド84およびX軸スライド移動装置86を含む。
Z軸方向移動装置74は、図3に示すようにX軸スライド84上に設けられ、本体98,第1可動部材たる第1Z軸スライド100,第1可動部材移動装置たる第1Z軸スライド移動装置102,第2可動部材たる第2Z軸スライド104,第2可動部材移動装置たる第2Z軸スライド移動装置106を含む。第1Z軸スライド移動装置102は流体圧アクチュエータの一種であるエアシリンダ110を駆動源とし、第1Z軸スライド100は上昇端位置と下降端位置とに移動させられる。第2Z軸スライド移動装置106は第1Z軸スライド100上に設けられ、駆動源たる電動モータ120,送りねじ122,ナット124を含み、第2Z軸スライド104は第1Z軸スライド100に対して相対的にZ軸方向の任意の位置へ移動させられる。
図4に示すように、第2Z軸スライド104にねじ締め作業ヘッド32および一時貯蔵装置38が相対移動不能に保持されている。ねじ締め作業ヘッド32および一時貯蔵装置38については下方を前方、上方を後方とする。ねじ締め作業ヘッド32は雄ねじ部材回転部材たるドライバビット150,雄ねじ部材回転部材駆動装置たるドライバビット駆動装置152および雄ねじ部材保持部154を含む。ドライバビット150は雄ねじ部材14の頭部16の被係合部20に係合する係合部156を備え、ドライバビット駆動装置152により回転させられるとともに軸方向に進退させられる。
雄ねじ部材保持部154は、円筒状の本体部160と一対の保持体162とを含む。本体部160は、後退端位置ないし非作動位置にあるドライバビット150より下方へ突出させられ、それぞれ板状を成す一対の保持体162は、本体部160の突出端部の直径方向に隔たった2個所にそれぞれ、弾性材料製、例えば合成樹脂製の接続部材164により、互いに平行な水平軸線まわりに回動可能に取り付けられている。一対の保持体162は、本体部160から下方へ延び出させられるとともに、下方ほど互いに接近する向きに傾斜させられ、一対の保持体162の各下端部が最も接近した保持位置において、雄ねじ部材14の頭部16に下方から係合し、雄ねじ部材14をそれの頭部16がドライバビット150に対向する状態で保持する。なお、保持体162は軸により本体部160に回動可能に取り付け、スプリングおよびストッパにより保持位置に位置させるようにしてもよい。
一時貯蔵装置38は、図4に示すように、貯蔵部材たる貯蔵器170および個別供給装置172を含み、一時貯蔵部を構成し、雄ねじ部材保持部154と共に移動可能である。貯蔵器170内には、横断面形状が円形を成し、上下方向に貫通する雄ねじ貯蔵路174(以後、貯蔵路174と略称する)が設けられている。雄ねじ部材14の雄ねじ部18の先端および頭部16の頂面はそれぞれ平面状を成し、隣接する2個の雄ねじ部材14の一方の雄ねじ部18の、他方の雄ねじ部材14の頭部16に対する当接により、貯蔵路174には複数の雄ねじ部材14が上下方向に一列に並んだ姿勢で収容される。貯蔵路174は、供給ユニット36の貯蔵室における雄ねじ部材14の最大収容数(収容容量)より少ないが、少なくとも1枚、本実施形態においては複数枚のメイン基板10に対してサブ基板12の固定を行うことができる数、収容可能な長さを有する。
貯蔵器170の上端部には、開閉部材たるシャッタ180が設けられている。シャッタ180には、図5に示すように、貯蔵路174の直径と同じ直径の開口182が形成され、開閉部材駆動装置たるエアシリンダ184により、開口182が貯蔵路174から外れ、貯蔵路174を閉じる閉位置と、開口182の位置が貯蔵路174と一致し、貯蔵路174を上方に開く開位置とに移動させられる。
貯蔵器170の先端部である下端部には、第1阻止部材たる係合板190および第2阻止部材たるシャッタ192が設けられている。係合板190は、図6に示すように、貯蔵路174の直径と同じ直径の開口194と、開口194から延び出させられ、雄ねじ部材14の雄ねじ部18の直径よりやや大きい幅の切欠196とが設けられている。係合板190はエアシリンダ198により、切欠196が貯蔵路174内に位置し、雄ねじ部18が嵌入させられるとともに、切欠196を画定する部分が頭部16に係合して雄ねじ部材14の前進を阻止する前進阻止位置と、開口194が貯蔵路174と一致し、雄ねじ部材14の前進を許容する前進許容位置とに移動させられる。
シャッタ192は、前記シャッタ180と同様に構成され、図4に示すように、雄ねじ部材14の貯蔵路174内における進行方向、本実施形態においては上から下へ向かう方向において係合板190の下流側に設けられ、エアシリンダ200により、開口202が貯蔵路174から外れて雄ねじ部材14の前進を阻止する前進阻止位置と、開口202が貯蔵路174と一致して雄ねじ部材14の前進を許容する前進許容位置とに移動させられる。本実施形態においてはエアシリンダ198,200が阻止部材駆動装置を構成している。係合板190,シャッタ192が前進阻止位置に位置する状態では、貯蔵路174内の先頭の雄ねじ部材14が係合板190,シャッタ192間に位置し、係合板190により前進を阻止された2個目以降の雄ねじ部材14から切り離された状態とされる。
貯蔵路174の係合板190,シャッタ192の間の部分には、図4に示すようにポート208が設けられてエア噴出部を構成し、加圧したエアを噴出させる。また、貯蔵路174のシャッタ180が設けられた部分の下側にはポート210が設けられてエア圧作用部を構成し、貯蔵路174に一列に並んで収容された複数個の雄ねじ部材14の後尾に、係合板190,シャッタ192の間の空間に作用するエア圧より高いエア圧を作用させ、係合板190に向かう向きに付勢するようにされている。この高圧エアはシャッタ180が閉位置にある間は常時作用させられ、複数の雄ねじ部材14が貯蔵路174内で弾んだりすることが回避されるとともに、係合板190が開かれれば下方へ押し下げられる。
また、貯蔵器170の上端部には、図4に示すように、シャッタ180より下側の部分にセンサ220が設けられている。センサ220は、例えば、反射型あるいは透過型の光電センサ,静電容量式センサ,誘導型センサ等、非接触センサにより構成される。センサ220は、本実施形態においては、雄ねじ部材14を検出する状態ではON信号を出力し、検出しない状態ではOFF信号を出力するように構成されている。貯蔵器170の係合板190とシャッタ192との間の部分にはセンサ222が設けられ、それらの間における前記先頭の雄ねじ部材14の有無を検出するようにされている。センサ222は、本実施形態においては、センサ220と同様に、非接触センサにより構成されている。
貯蔵路174の下端は、接続部材たるパイプ230により、雄ねじ部材保持部154の本体部160の、後退端位置に位置するドライバビット150と保持体162との間の部分に接続されている。
前記第1Z軸スライド100には、図3に示すように上下方向に貫通して通路240が形成されている。通路240は横断面形状が円形を成し、その下端部には接続部242が設けられ、上端部は接続部材たる可撓性を有するホース244によって貯蔵路174の上端に接続されている。なお、本実施形態においてはねじ締め作業ヘッド32および一時貯蔵装置38はZ軸方向移動装置74と共にユニット化され、X軸スライド84に対して着脱可能とされており、ドライバビット150の種類を異にする別のユニットや、雄ねじ部材14の締付けとは異なる作業を行う作業ヘッドを備えたユニット、例えば、電子回路部品を負圧により吸着する吸着ノズルを含む部品保持ヘッドを備えたユニット等と交換可能とされている。
前記制御装置44は、図1に示すようにコンピュータ250を主体として構成され、ヘッド移動装置34,供給ユニット36,基板搬送装置40等、組付装置を構成する各種装置の駆動源等を制御する。コンピュータ250には前記センサ220,222等の出力信号等が入力される。
以上のように構成された組付装置には、サブ基板12が位置決めされた状態で載せられたメイン基板10が基板搬送装置40により搬入され、組付位置において停止後、基板保持装置42により位置決めされて保持される。その状態でねじ締め作業ヘッド32および一時貯蔵装置38が水平方向に移動させられ、ドライバビット150がサブ基板12の貫通穴22の上方へ移動させられる。ねじ締め作業時には、接続部242が接続部50から離間させられている。そして、第2Z軸スライド104が第1Z軸スライド100に対して下降させられ、ねじ締め作業ヘッド32が貫通穴22に接近させられ、所定距離、上方に位置させられる。
この状態でドライバビット150が回転させられつつ下降させられ、係合部156が、保持体162に保持された雄ねじ部材14の被係合部20に係合し、雄ねじ部材14を回転させつつ下降させ、サブ基板12の貫通穴22を通ってメイン基板10の雌ねじ穴に螺合させる。一対の保持体162は、接続部材164の弾性変形により互いに離間する向きに回動して雄ねじ部材14の下降を許容し、雄ねじ部材14は保持体162から外れて雌ねじ穴に螺合される。保持体162は接続部材164の弾性復元力により、雄ねじ部材14を受ける保持位置へ戻される。
雄ねじ部材14の締付け後、ドライバビット150が非駆動位置へ後退させられるとともに、ねじ締め作業ヘッド32が第2Z軸スライド104の上昇により上昇させられ、ヘッド移動装置34により一時貯蔵装置38と共に水平方向に移動させられて次の締付け位置へ移動させられる。ねじ締め作業ヘッド32がねじ締め動作を行う領域がねじ締め作業ヘッド32による作業領域である。ねじ締め作業ヘッド32の移動の間にシャッタ192が前進許容位置へ移動させられるとともに、係合板190,シャッタ192間にエアが供給され、先頭の雄ねじ部材14のみがパイプ230を通って雄ねじ部材保持部154へ送られ、保持体162に保持される。そして、シャッタ192が前進阻止位置へ移動させられた後、係合板190が前進許容位置へ移動させられ、貯蔵路174内の雄ねじ部材14が前進させられ、シャッタ192により受けられる。その状態で係合板190が前進阻止位置へ移動させられる。この移動は切欠196に雄ねじ部18が嵌入することにより許容される。なお、係合板190が前進許容位置へ移動させられて雄ねじ部材14が前進させられたはずであるにもかかわらず、センサ222の検出信号がOFFであれば、コンピュータ250により表示装置等の報知装置を用いて異常の発生が報知される。シャッタ192が開かれて雄ねじ部材14が雄ねじ部材保持部154へ送られたはずであるにもかかわらず、センサ222の検出信号がONである場合にも異常の発生が報知される。また、組付装置の組付動作が禁止される。
コンピュータ250においてカウンタにより、使用された雄ねじ部材14の数がカウントされ、貯蔵器170における雄ねじ部材14の残数が取得される。残数は、供給ユニット36から貯蔵器170への雄ねじ部材14の供給直後において貯蔵器170に貯蔵されている雄ねじ部材14の総数(この数を貯蔵初期数と称する)から使用数を引くことにより得られる。
貯蔵初期数は、本実施形態においては、1枚のメイン基板10に対するサブ基板12の組付けに必要な数、ここでは4個より多く、少なくとも1枚、本実施形態においては複数枚のメイン基板10についてサブ基板12の組付けが丁度可能な数(4の倍数)であり、かつ、供給ユニット36から貯蔵器170への雄ねじ部材14の供給が、基板保持装置42によるメイン基板10の保持解放,基板搬送装置40によるメイン基板10の搬出,次にサブ基板12の固定が行われるメイン基板10の搬入,保持が行われる間に終了する数であり、貯蔵路174内に収容可能な数とされている。この収容可能数は、本実施形態では、シャッタ180による貯蔵路174の開閉を妨げず、センサ220には到達しない数である。
供給ユニット36による雄ねじ部材14の補給は、本実施形態においては、メイン基板10についてサブ基板12の固定が終了した時点における残数が設定数以下になった場合、例えば、1枚のメイン基板10についての全部のサブ基板12の固定に必要な数より少なく、1枚のメイン基板10に予定された全部の作業の完了が不可能となったときに行われる。本実施形態では、前述のように貯蔵初期数が複数枚のメイン基板10についての組付けが丁度可能な数とされているため、設定数は0であり、補給は、残数0の状態で、すべてがメイン基板10の保持解放,搬出,搬入,保持と並行して行われることとなる。なお、残数が1になり、最後の雄ねじ部材14が雄ねじ部材保持部154へ送られた状態ではセンサ222がOFF信号を発するが、これは異常ではなく、無視される。
補給時には一時貯蔵装置38はヘッド移動装置34により複数の供給ユニット36のうちの1つへ移動させられ、接続部242が接続部50上に位置させられるとともに、第1Z軸スライド100の下降により下降させられ、図7に示すように接続部50に接続される。その状態で供給ユニット36から雄ねじ部材14が1個ずつ送り出される。この際、シャッタ180は開位置に、係合板190は前進許容位置に、シャッタ192は前進阻止位置にそれぞれ位置させられており、雄ねじ部材14は接続部50,242,通路240,ホース244を通って貯蔵路174内に進入し、上下に一列に並んだ状態で貯蔵される。
雄ねじ部材14が貯蔵路174内に進入する毎にセンサ220の信号がOFFからONに変わり、さらにONからOFFに変わることにより、進入した雄ねじ部材14の数がコンピュータ250においてカウントされる。カウント値が設定値になれば、コンピュータ250により、供給ユニット36のさみだれ式送出装置に対して送出停止が指示される。この設定値は、指示出力から実際に送出が停止されるまでの遅れを考慮し、供給ユニット36から貯蔵器170への補給が予定された雄ねじ部材14の数(ここでは貯蔵初期数に等しい数)より少なく、補給予定数の雄ねじ部材14の最後のものが送り出された状態で送出が停止される数に設定されている。
送出停止後、第1Z軸スライド100が上昇させられ、接続部242が接続部50から切り離される。また、最後の雄ねじ部材14の貯蔵路174内への進入がカウントされたならばシャッタ180が閉位置へ移動させられ、係合板190が前進阻止位置へ移動させられる。続いてシャッタ192の前進許容位置への移動により先頭の雄ねじ部材14が雄ねじ部材保持部154へ送られ、組付けが再開される。本組付装置においては、一時貯蔵装置38およびねじ締め作業ヘッド32が第2Z軸スライド104に設けられているため、ねじ締め作業ヘッド32と一時貯蔵装置38とが特に近く、一時貯蔵装置38からねじ締め作業ヘッド32への雄ねじ部材14の供給がより迅速に行われる。また、供給ユニット36は複数あり、そのうちの1つについて貯蔵室への雄ねじ部材14の補給が行われる場合でも、別の供給ユニット36により一時貯蔵装置38に対して雄ねじ部材14を供給することができ、組付け作業の中断が回避される。
別の実施形態を説明する。なお、上記実施形態の組付装置の構成要素と同じ作用を成す部分については同じ符号を付して対応関係を示し、説明を省略する。
本組付装置においては、図8に示すように、第1Z軸スライド300に一時貯蔵装置302が設けられて一時貯蔵部を構成し、第2Z軸スライド304にねじ締め作業ヘッド306が設けられている。なお、本第1Z軸スライド300は、図9に示すように複数の部材により構成されている。一時貯蔵装置302は、図11に示すように、貯蔵器310および個別供給装置312を含み、貯蔵器310を上下方向に貫通して設けられた雄ねじ部材貯蔵路314の上端部はホース316によってねじ締め作業ヘッド306の雄ねじ部材保持部154の本体部160に接続されている(図11参照)。本実施形態においては、上下方向において上方を前方、下方を後方とする。雄ねじ部材保持部154の本体部160の下端部には、図12に示すようにセンサ318が設けられている。センサ318は、例えば、前記センサ220,222と同様に非接触センサにより構成され、保持体162に雄ねじ部材14が保持されているか否かを検出し、保持されているべきときに保持されていなければ、センサ318の検出信号に基づいて報知等が行われる。
本組付装置においては、図8に示すように、第1Z軸スライド300に一時貯蔵装置302が設けられて一時貯蔵部を構成し、第2Z軸スライド304にねじ締め作業ヘッド306が設けられている。なお、本第1Z軸スライド300は、図9に示すように複数の部材により構成されている。一時貯蔵装置302は、図11に示すように、貯蔵器310および個別供給装置312を含み、貯蔵器310を上下方向に貫通して設けられた雄ねじ部材貯蔵路314の上端部はホース316によってねじ締め作業ヘッド306の雄ねじ部材保持部154の本体部160に接続されている(図11参照)。本実施形態においては、上下方向において上方を前方、下方を後方とする。雄ねじ部材保持部154の本体部160の下端部には、図12に示すようにセンサ318が設けられている。センサ318は、例えば、前記センサ220,222と同様に非接触センサにより構成され、保持体162に雄ねじ部材14が保持されているか否かを検出し、保持されているべきときに保持されていなければ、センサ318の検出信号に基づいて報知等が行われる。
図11に示すように、貯蔵器310の上端部に第2阻止部材たるシャッタ330が設けられ、エアシリンダ332により、貯蔵路314を閉じる前進阻止位置と、開口334が貯蔵路314と一致して貯蔵路314を開く前進許容位置とに移動させられる。貯蔵器310にはまた、貯蔵路314内における雄ねじ部材14の進行方向、本実施形態においては下から上に向かう方向においてシャッタ330より上流側の部分に第1阻止部材たる係合板336が設けられている。係合板336はエアシリンダ338により、図13に示すように、開口340が貯蔵路314から外れ、切欠342が貯蔵路314内に位置する前進阻止位置と、図16に示すように、開口340が貯蔵路314と一致する前進許容位置とに移動させられる。係合板336内には、図13に示すようにエア通路344が一対形成され、係合板336の切欠342を画定する部分に上向きに開口させられて、シャッタ330と係合板336との間に加圧したエアを噴出させるエア噴出部を構成し、雄ねじ部材14の頭部16に、その下側から上向きに加圧エアを作用させ、ホース316へ送り出す。さらに、貯蔵器310のシャッタ330と係合板336との間の部分にセンサ348が設けられ、前記センサ222と同様に機能させられる。
貯蔵路314内に上下に一列に並び、一直線上に整列した状態で収容された雄ねじ部材14は、図11に示す押上装置360により押し上げられる。押上装置360は、本実施形態においては、押上部材362および押上部材駆動装置364を含み、付勢装置を構成している。押上部材362は、図14に示すように、貯蔵路314の直径より小さい幅の板状を成し、先端部に突部状の押上部366を備え、貯蔵器310に上下方向に設けられた切欠368内に位置させられて、上下方向に移動可能とされている。押上部材駆動装置364は、図11に示すように、エアシリンダ370,プーリ372,ワイヤ374を含み、ピストンロッド376の伸縮によるワイヤ374の移動により、押上部材362が昇降させられる。押上装置360は、図9に示すエアシリンダ378を駆動源とする押上装置移動装置380により水平方向に移動させられて貯蔵器310に接近,離間させられ、押上部材362が、押上部366が貯蔵路314内に位置する押上位置と、貯蔵路314から退避させられた退避位置とに移動させられる。
本組付装置の雄ねじ部材供給ユニット400は、図16に示すように、一括送出装置402および接続部404を備えている。一括送出装置402は、押上装置408含む。押上装置408は押上部材410および押上部材駆動装置412を含む。押上部材410は、図14に示すように平面視の形状がコの字形を成し、一対の押上部414が整列路415内に位置させられ、下降端位置に位置する押上部材410の押上部414上に、複数個の雄ねじ部材14がZ軸方向に平行な一直線に沿って整列させられる。押上部材駆動装置412は押上部材駆動装置364と同様に構成されている。接続部404には、図16に示すように、整列路415に続く送出口416および押上部414のZ軸方向の移動を許容する一対の切欠418が設けられている。なお、接続部404は、その一部が、送出口416および一対の切欠418の一方において断面にされて図示されている。
貯蔵器310の下端部には、図11に示すように、下面および側面に開口し、貯蔵路314と直交する一対の切欠420が設けられ、図14に示すように、一対の押上部414が押上部材362と干渉することなく、貯蔵路314内に進入することが許容されるようにされている。貯蔵器310の下端部が接続部422を構成している。なお、図11等においては、貯蔵器310が切欠368および一対の切欠420の一方において断面にされて図示されている。
本組付装置においては、シャッタ330,係合板336が択一的に前進許容位置へ移動させられ、シャッタ330,係合板336間の先頭の雄ねじ部材14が加圧エアの噴出によりホース316を通ってねじ締め作業ヘッド306の雄ねじ部材保持部154へ送られることと、押上部材362が上昇して雄ねじ部材14を押し上げることとが行われる。貯蔵路314内の最後尾の雄ねじ部材14は、図15に示すように、押上部366によってシャッタ330に当接させられるが、係合板336は切欠342により押上部366との干渉を回避されて前進阻止位置へ移動させられ、エア通路344から加圧エアを噴出し、最後の雄ねじ部材14を送り出す。最後の雄ねじ部材14が送り出されれば、図16に示すように押上部材362が下降端位置へ下降させられるとともに、退避位置へ移動させられ、押上部366が貯蔵路314から抜け出させられる。また、シャッタ330が前進阻止位置、係合板336が前進許容位置へ移動させられる。
雄ねじ部材14の補給時には、ヘッド移動装置34により一時貯蔵装置302が供給ユニット400へ移動させられ、貯蔵路314が整列路415に同軸に対向させられるとともに下降させられ、図16に示すように接続部422が接続部404に接続される。その状態で供給ユニット400の押上部材410が上昇させられ、整列路415内に整列させられた複数の雄ねじ部材14を押し上げ、上下に一列に整列したままの姿勢で貯蔵路314内へ送り込む。図16に示すように、押上部材410は切欠420内に進入して貯蔵器310内に入り、複数の雄ねじ部材14は一括して貯蔵器310により受け入れられ、先頭の雄ねじ部材14がシャッタ330に当接させられる。その状態で押上部材362が押上位置へ移動させられ、押上部366が一対の押上部414の間へ進入させられ、雄ねじ部材14を押上可能な状態となる。その状態で押上部材410が下降させられて貯蔵器310から抜け出させられ、供給ユニット400へ戻される。また、図11に示すように、係合板336が前進阻止位置へ移動させられ、先頭の雄ねじ部材14がねじ締め作業ヘッド306へ送られるようにされる。そして、第1Z軸スライド100が上昇させられて接続部422が接続部404から離間させられ、ねじ締め作業ヘッド306および一時貯蔵装置302が水平方向へ移動させられて作業が再開される。本実施形態の組付装置においては、第1Z軸スライド300に一時貯蔵装置302が設けられ、供給ユニット400においてZ軸方向に平行な一直線に沿って整列させられた複数個の雄ねじ部材14が、供給ユニット400から一時貯蔵装置302へ一括して送り出され、一直線上に整列した状態で貯蔵器310のZ軸方向に平行に延びる一直線状の貯蔵路314に一括して受け入れられるため、複数個の雄ねじ部材14の補給が一挙に、迅速に行われて補給時間が短くて済むとともに、一括送出,一括受入れが特に容易に行われる。
さらに別の実施形態を図17に示す。本実施形態の作業装置たる塗布装置においては流動物たる接着剤500が回路基板に塗布される。作業ヘッドたる塗布ヘッド504は、流動物収容室たる接着剤収容室506と、吐出口508と、加圧装置510とを含む一時貯蔵部512と吐出ノズル513とを備え、X軸方向移動装置,Y軸方向移動装置,Z軸方向移動装置を含む運動付与装置たるヘッド移動装置(図示省略)により移動させられる。本Z軸方向移動装置はZ軸スライドを1つ備え、そのZ軸スライドに塗布ヘッド504が搭載されている。
吐出口508は接着剤収容室506の最下部に設けられ、吐出ノズル513は吐出口508に連なり、接着剤収容室506から下方へ延び出す状態で設けられている。加圧装置510によって供給される加圧エアにより、フロート514を介して接着剤収容室506内の接着剤が加圧され、吐出口508を経て吐出ノズル513から、プログラム等によって予め設定されている所望量ずつ吐出され、回路基板に塗布される。接着剤収容室506の下端部にはコネクタ518が設けられ、接続部を構成している。このコネクタ518には、上記加圧時に接着剤収容室506内の接着剤がコネクタ518から流出することを防止する逆止弁(図示省略)が設けられている。塗布装置の本体には接着剤貯蔵装置530が設けられている。接着剤貯蔵装置530は接続部たるコネクタ532を有する。
塗布ヘッド504は、コネクタ518,532の離間状態において、ヘッド移動装置により水平方向に移動させられるとともに下降させられ、回路基板の所望部分であって、プログラム等によって予め定められている塗布位置に対向させられ、設定量の接着剤を塗布する。接着剤収容室506内の接着剤500の量が不足すれば、塗布ヘッド504は接着剤貯蔵装置530へ移動させられるとともに下降させられ、コネクタ518がコネクタ532に接続され、接着剤貯蔵装置530から接着剤収容室506へ接着剤500が補給される。この際、吐出ノズル513の先端開口は、接着剤貯蔵装置530と共に設けられた閉塞装置534により塞がれ、接着剤500の漏れが回避される。補給後、塗布ヘッド504が上昇させられてコネクタ518,532が離間させられ、塗布が再開される。
なお、作業ヘッドは複数設けてもよい。複数の作業ヘッドは同じものでもよく、異なるものでもよい。後者の場合、例えば、作業の種類は雄ねじ部材の締付けであって同じであるが、雄ねじ部材の種類が異なるものとされる場合や、作業の種類が異なる場合がある。
また、雄ねじ部材を雄ねじ部の先端部をテーパ部とし、別の雄ねじ部材の頭部の溝状の被係合部に嵌入させられて一列に整列した状態に保たれるようにしてもよい。
32:ねじ締め作業ヘッド 38,302:一時貯蔵装置 306:ねじ締め作業ヘッド 504:塗布ヘッド
Claims (6)
- 作業対象物に対して予め定められた作業を行う作業装置であって、
装置本体と、
前記作業を行う作業ヘッドと、
その作業ヘッドと前記装置本体との間に設けられ、作業ヘッドに前記作業に必要な運動を付与する運動付与装置と、
前記装置本体に支持され、前記作業の実行に必要な物を貯蔵する貯蔵装置と、
前記運動付与装置により前記作業ヘッドに付与される運動の少なくとも一部を作業ヘッドと共に行う可動部に設けられ、前記作業ヘッドによる作業に必要な物を、前記貯蔵装置の貯蔵容量より少ないが作業ヘッドが複数回の作業を行うに足る量、一時的に貯蔵する一時貯蔵部と、
その一時貯蔵部を前記貯蔵装置から切り離した状態で、その一時貯蔵部に貯蔵された物により前記作業ヘッドに前記作業を行わせるとともに、一時貯蔵部へ前記貯蔵装置から前記作業に必要な物の補給が可能な状態として補給を行わせる制御装置と
を含むことを特徴とする作業装置。 - 前記運動付与装置が、一平面内において互いに直交するX軸およびY軸の方向に移動可能であるとともに、その一平面に直角なZ軸方向に移動可能な可動部材を含み、その可動部材に前記一時貯蔵部に連なる第1接続部が設けられ、前記制御装置が、前記運動付与装置を制御することにより、前記第1接続部が前記貯蔵装置に連なる第2接続部に接続された接続状態と第2接続部から離間させられた離間状態とを生じさせる接続・離間制御部を含む請求項1に記載の作業装置。
- 前記一時貯蔵部および前記作業ヘッドが、前記第1接続部が設けられた可動部材である第1可動部材に対してZ軸方向に相対移動可能な第2可動部材に設けられるとともに、前記運動付与装置が前記第2可動部材を前記第1可動部材に対してZ軸方向に相対移動させる第2可動部材移動装置を含む請求項2に記載の作業装置。
- 前記一時貯蔵部が、前記第1接続部が設けられた可動部材である第1可動部材に設けられ、前記作業ヘッドが前記第1可動部材に対してZ軸方向に相対移動可能な第2可動部材に設けられるとともに、前記運動付与装置が前記第2可動部材を前記第1可動部材に対してZ軸方向に相対移動させる第2可動部材移動装置を含む請求項2に記載の作業装置。
- 前記作業ヘッドが、
雄ねじ部材の頭部に係合する係合部を有する雄ねじ部材回転部材と、
その雄ねじ部材回転部材を前進させて雄ねじ部材の頭部に係合させるとともに、回転させて雄ねじ部材の雄ねじ部を雌ねじ穴に螺合させる雄ねじ部材回転部材駆動装置と、
前記一時貯蔵部から1個ずつ順次供給される雄ねじ部材をそれの頭部が前記雄ねじ部材回転部材に対向する状態で保持するとともに、その雄ねじ部材の前記雄ねじ部材回転部材の前進に伴う前進を許容する雄ねじ部材保持部と
を含み、前記一時貯蔵部が雄ねじ部材を複数個貯蔵するものであり、かつ、それら複数個の雄ねじ部材を1個ずつ順次前記雄ねじ部材保持部へ供給する個別供給装置を含む請求項3または4に記載の作業装置。 - 前記一時貯蔵部が、
流動物を収容する流動物収容室と、
その流動物収容室の最下部に設けられた吐出口と、
前記流動物収容室内の流動物を加圧して前記吐出口から所望量ずつ吐出させる加圧装置と
を含む請求項1ないし4のいずれかに記載の作業装置。
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