【実施例】
【0010】
図1〜
図6は、本発明の実施例を示す。
【0011】
最初に、供給の対象となる部品について説明する。
【0012】
供給される部品は、軸状部品、中空型軸状部品など種々なものがある。代表的な例としては、頭部付きボルト、フランジつきリベットなどが挙げられる。この実施例では、中実型の軸状部品である。
【0013】
部品1は、断面円形の軸部2とその端部に形成されている断面円形の頭部3によって構成されており、鉄製である。各部の寸法は、軸部2の全長と直径がそれぞれ13mmと6mm、頭部3の直径と厚さがそれぞれ12mmと3mmである。このような形状の部品は、ボルト、頭部付きシャフトなどである。
【0014】
つぎに、部品供給装置を全体的に説明する。
【0015】
装置の機枠などの静止部材30に固定された金属製の通路部材4に送給通路5が形成され、その終端位置に部品1を一時係止する仮止室6が形成してある。このように通路部材4の終端部分に仮止室6が設けられており、この部分が供給ヘッド7である。供給ヘッド7は、仮止室6が形成される部材を指しており、この部材が通路部材4に一体化されている。仮止室6に一時係止されている部品1は、仮止室6から押し出されて目的箇所に進入する。この目的箇所が相手方部品8に形成された受入孔9である。
【0016】
部品1は凹形状部に挿入されるものであり、凹形状部の具体的な形態としては真っ直ぐな断面円形の受入孔9であったり、図示していないが、部品を嵌め込む窪みであったりする。
【0017】
つぎに、送給通路について説明する。
【0018】
ウレタン樹脂のような合成樹脂で作られた供給ホース10が通路部材4に接続してある。部品1は、パーツフィーダ(図示していない)から供給ホース10を通って通路部材4の箇所に送給されてくる。通路部材4に形成されている送給通路5と同じ断面形状の送給通路11が、供給ホース10に設けてある。送給通路11と送給通路5は滑らかに連通している。
【0019】
送給通路11と5は、頭部3が通過する拡幅部12と、軸部2が通過する狭幅部13によって構成されており、頭部3の下面を滑動できる状態で支持する滑動面14が設けてある。
図1(B)に示すように、左右の滑動面14、14は紙面に対して垂直な方向に伸びた平行な状態で配置され、部品1は頭部3の下面が滑動面14上を摺動し、いわゆる首吊り状態で移送される。
【0020】
送給通路11および5内を部品1が移行するようにするために、送給通路11、5を傾斜させて部品を滑降させるか、送給通路11、5内に空気噴射をして搬送するか、あるいは送給通路11、5に送給振動を付与した直進フィーダーの形式とすることができる。
【0021】
つぎに、供給ヘッドについて説明する。
【0022】
送給通路5の終端部位に配置された仮止室6は、首吊り状態で送給されてきた部品1をそのままの姿勢で一時係止している。部品1は、送給通路5の送給方向に対して直交する向きに押し出されるもので、そのために出口開口15が設けてある。
【0023】
部品1を停止させるために、ストッパ面16Aが形成してある。このストッパ面16Aは、拡幅部12の延長上に配置してあり、円形の頭部3の外周面を受止めるのに適した円弧面としてある。この円弧面に頭部3の外周面がぴったりと合致する。
【0024】
図3(A)に示すように、部品1の下端部が過剰に揺動するのを防止するために、規制面16Bが設けてある。この規制面16Bはストッパ面16Aに連なった状態で形成され、同様に円弧面とされている。ストッパ面16Aと規制面16Bは、一連の円弧面とされ、部品1が押し出されるとき、頭部3が滑らかに摺動できるようになっている。
【0025】
部品1が高速で移送されてくると、最初に頭部3がストッパ面16Aに衝突するような状態で受け止められる。このときに、軸部2の下端部がその慣性力で規制面16Bに突き当たり、
図3(A)に2点鎖線で示すように、それ以上の揺動が規制され、過剰揺動が防止される。
【0026】
供給ヘッド7は、四角いブロック状の非磁性材料であるステンレス鋼製素材に機械加工を施して製作されている。
図3(C)に示すように、直方体のブロック状素材に機械加工を行って、基部材50と凸部51が形成されている。凸部51に凹溝52を形成して、この凹溝52による空間部が仮止室6を形成している。供給ヘッド7は、通路部材4の端部に切欠き部49を形成し、そこに合致させた状態でボルト付けのような方法で供給ヘッド7と通路部材4が一体化されている。
【0027】
上記ステンレス鋼製素材に、最初に凹溝52を形成してから、基部材50と凸部51を形成してもよい。供給ヘッド7は非磁性材料で製作されているので、磁石17の吸引力が十分に部品1に作用する。
【0028】
また、上記機械加工による成形に換えて、基部材50と、凹溝52を予め成形した凸部51を溶接することも可能である。
【0029】
頭部3をストッパ面16Aと仮止室6の天井面18に密着させるために、吸引手段が配置してある。吸引手段の具体的な構造としては、磁石式や空気吸引式など種々なものが採用できる。ここでは、前者の磁石式である。基部材50に埋め込んだ永久磁石17によって上記密着がなされている。
図3(D)に示すように平面的に見ると、永久磁石17は、2個埋設してあり、その一部がそれぞれ凹溝52に重複した状態になっている。
【0030】
このような磁石配置により、天井面18に対する頭部3の上面の密着と、ストッパ面16Aに対する頭部3の外周面の密着がなされる。これは、2個の永久磁石17を
図3(D)および同図(A)に示すように、左右対称で部品1を上方へ引き上げるとともに、ストッパ面16Aの方へ引きつけるような2方向の吸引力によって実現している。
【0031】
図1(A)で見ると、部品1を斜め上方に吸引するために、永久磁石17を頭部3の上側の方へ寄せ付けて配置し、永久磁石17の吸引力が斜め上方に作用するようになっている。したがって、吸引されて停止している部品1は、頭部3の上面が仮止室6の天井面18に密着している。頭部3の円筒外周面がストッパ面16Aに密着していることと、頭部3の上面が天井面18に密着していることにより、部品1の一時係止位置が常に一定箇所に定まっている。
【0032】
この実施例では、送給通路5の送給方向が水平方向であり、部品1はその中心軸線が鉛直方向を向いた状態で送給される。そして、仮止室6に一時係止されている部品1も鉛直方向の姿勢とされている。
図1に示す中心軸線O−Oも鉛直方向になっている。
【0033】
通路部材4と供給ヘッド7に鉛直方向に連通状態で通孔23が開けられている。この通孔23は、仮止室6の天井面18に開口しており、押出しロッド22が挿入されていて、仮止室6に一時係止されている部品1を押し出すようになっている。
【0034】
部品1を鉛直方向に押し出す押し出し手段20が設けてある。押し出し手段20としては、エアシリンダ式や進退出力式電動モータなど種々なものが採用できる。ここでは、エアシリンダ式である。通路部材4の上面にエアシリンダ21が固定され、そのピストンロッド22が通路部材4に開けた通孔23を貫通して仮止室16内に突き出るようになっている。このピストンロッド22が供給ロッドである。本実施例では、部品1が挟み付けられた状態で供給されるので、「押出しロッド」と表現することもある。供給ロッド、押出しロッドいずれにも符号22が付してある。
【0035】
つぎに、相手方部品の配置について説明する。
【0036】
一方、相手方部品8に開けられた受入孔9が、部品供給の目的箇所である。目的箇所の形状としては、受入孔9のような円形の真っ直ぐな孔であったり、四角い窪みであったりする。受入孔9は鉛直方向に配置してある。押出しロッド22、軸状の部品1、受入孔9および後述の受動ロッドは、中心軸線O−O上に配列されており、中心軸線O−Oの向きは鉛直方向になっている。この状態において部品1(軸部2)と受入孔9が押出し方向において一直線上に配置される。
【0037】
相手方部品8は、静止部材30に固定された支持部材24の受け凹部25に嵌め込まれている。受け凹部25の深さは、相手方部品8のずれ動きを防止する程度に浅く設定され、相手方部品8の下部がぴったりと嵌め込まれ、受入孔9の中心軸線が前記中心軸線O−Oと合致するようになっている。
【0038】
つぎに、受動ロッドについて説明する。
【0039】
断面円形の軸状部材で構成された受動ロッド27は、鉛直方向に配置してあり、受入孔9と同軸状態になって受入孔9から上方に突き出ている。そして、受動ロッド27の先端部は、軸部2の押出し方向側の近くに位置している。すなわち、受入孔9を貫通して突出している受動ロッド27の先端部が、仮止室6に一時係止されている部品1の押出し方向側の近傍に待機している。
【0040】
この「近傍」とは、押出しロッド22が進出を開始して部品1を押出し始めると、直ちに軸部2の下端面が受動ロッド27の上端面に突き当たるような状態を意味している。別の見方をすると「近傍」とは、出口開口15に接近した空間域に受動ロッド27の先端部が位置していることを意味している。さらに別の見方をすると「近傍」とは、部品1が押し出されるときに、部品1がストッパ面16Aや規制面16Bを擦りながらガイドされている間の区間のストローク範囲内に、受動ロッド27の先端部が待機していることを意味している。このようなガイドされている区間内に受動ロッド27の先端部が待機していることにより、少なくとも部品1が受動ロッド27に突き当たるまでは、部品1の傾きによる中心軸線O−Oからの位置ずれが防止され、受入孔9に対する部品1の挿入精度が向上する、という利点がある。
【0041】
受動ロッド27は進退作動式とされ、支持部材24の中央部を貫通して、受入孔9内を進退する。
【0042】
つぎに、制動手段について説明する。
【0043】
受入孔9を貫通している受動ロッド27は、その下側に制動力を受ける制動部28が受動ロッド27と一体的に形成されている。この制動部28は、受動ロッド27よりも大径の軸部材で構成され、静止部材30に支持されて進退動作をするようになっている。このため、静止部材30に支持孔29が形成されて、支持孔29に挿入された制動部28が進退動作式とされている。
【0044】
制動手段31は、受動ロッド27に復帰反力が生じることなく受動ロッド27の停止位置を維持するように構成されており、
図1および
図2においては2点鎖線で概括的に示され、符号31が付してある。
【0045】
制動手段31は、制動部28に制動力を付与するもので、種々な形式のものが採用できる。
【0046】
図4に示した制動手段31の事例は、加圧スプリングを用いたタイプのものであり、静止部材30に固定されたブロック状の部材からなる制動本体32の通孔33を制動部28が貫通し、制動本体32に設けた収容孔34に制動部材である押さえパッド35と加圧スプリング36を収容し、封鎖ボルト37を収容孔34にねじ込んである。押さえパッドとしては、耐摩耗性にすぐれた合成樹脂、例えば、
ポリテトラフルオロエチレン(商品名:テフロン・登録商標)を押さえ片として制動部28に押し付ける。このような制動構造によって、押し下げられた受動ロッド27は、復帰反力が生じることなくその停止位置を維持する。
【0047】
図5に示した制動手段31の事例は、制動部材として加圧ゴムを用いたタイプのものであり、制動部28の左右から押さえゴム38が弾力的に制動部28を加圧している。
【0048】
図6に示した制動手段31の事例は、制動部材として永久磁石を用いたタイプのものであり、永久磁石39の吸引力が制動部28に作用して、制動部28が通孔33の内面に引きつけられるようになっている。
図6の事例では、制動部28を磁性体である鉄製としてある。
【0049】
つぎに、受動ロッドの復帰機構について説明する。
【0050】
押出しロッド22の進出によって制動部28とともに押し下げられた受動ロッド27は、相手方部品8を取り出した後に、つぎの相手方部品8の受入孔9内に再び進入させる必要がある。そのために、
図1に示すように、復帰手段41によって受動ロッド27を押し戻すようになっている。復帰手段41としては、エアシリンダ、電磁ソレノイドなど種々な機構が採用できるが、ここではエアシリンダである。エアシリンダにも符号41が付されており、静止部材30に固定され、ピストンロッド42は鉛直方向に進退する。ピストンロッド42の先端に、プッシュ片43が固定してある。
【0051】
部品1は、空気噴射などで高速移送がなされる場合がある。これを一旦停止して低速で仮止室6へ移送している。そのためにストッパ部材48が送給通路5内に進入して、部品1を一旦停止させている。このストッパ部材48は通路部材4の上面に取り付けたエアシリンダ47によって進退するようになっている。ここでは、エアシリンダ47のピストンロッド自体がストッパ部材48とされている。
【0052】
つぎに、装置の動作を説明する。
【0053】
図1は、部品1が仮止室6内で永久磁石17に吸引されて、頭部3が天井面18とストッパ面16Aに密着して位置決めされている状態を示す。このとき、軸部2は受入孔9と同軸になっていて、中心軸線O−Oと同軸になっている。そして、押出しロッド22は最も後退した位置にあり、他方、受動ロッド27は受入孔9を貫通して、その先端部が軸部2の先端部の近傍に位置している。
【0054】
ここでエアシリンダ21によって押出しロッド22が進出すると、押出しロッド22の下端面が部品1の頭部2の上面に突き当たり、部品1はその頭部3がストッパ面16Aと規制面16Bに沿って押し出されて行く。この動作により軸部2の下端面が受動ロッド27の上端面に突き当たり、部品1は押出しロッド22と受動ロッド27によって挟み付けられ、軸部2、受入孔9、受動ロッド27が中心軸線O−O上に整列する。
【0055】
引き続いて押出しロッド22が進出すると、部品1は両ロッド22と27の間で挟み付けられ、
図2(A)に示すように、軸部2が受入孔9内に進入する。部品1が上記のように挟み付けられて移動するときには、制動手段31の動作で受動ロッド27の後退動作に制動がなされ、受動ロッド27に復帰反力は発生しない。つまり、受動ロッド27は、部品1を介して押出しロッド22によって受動的に押し下げられ、部品1の挟み付け状態が継続する。
【0056】
換言すると、押出しロッド22の押し下げ力を、受動ロッド27に付与されている、押さえパッド35、押さえゴム38、永久磁石39などによる制動力に打ち勝った値に設定しておくことにより、制動のかかった受動ロッド27の後退動作がなされる。
【0057】
さらに押出しロッド22が進出して、
図2(B)に示すように、軸部2が受入孔9内に入りきると、頭部3が相手方部品8の上面に当たって、押出しロッド22の進出が停止する。押出しロッド22の進出が停止したときに、受動ロッド27(制動部28)に対して、制動部材35、38、39などが作用し、受動ロッド27に復帰反力が生じることなく受動ロッド27の停止位置を維持する。
【0058】
ついで、
図2(C)に示すように、エアシリンダ21によって押出しロッド22が元位置に復帰すると、部品1が挿入された相手方部品8が支持部材24から取り出される。この取り出しは、作業者が手で取り出しても良いが、2点鎖線で示したように、ロボット装置44で取り出すことが望ましい。
【0059】
その後、新たな相手方部品8が支持部材24にセットされ、引き続いて受動ロッド27が進出し、仮止室6に入っている次の部品1の近傍に停止して、
図1に示す初期の状態に戻る。
【0060】
つぎに、部品の過大揺動の防止について説明する。
【0061】
仮止室6に進入してきた部品1は、最初にその頭部3の外周面がストッパ面16Aに突き当たる。このときの軸部2の慣性力によって、軸部先端が規制面16Bに突き当たる。この突き当たりにより、部品1の傾斜、すなわち揺動角度が小さくなり、それにともなって頭部3の上面と天井面18との間の隙間が小さくなる。この小さな隙間のため、永久磁石17による復帰吸引力が確実に頭部3の上面に作用し、部品1の中心軸線O−O上への復帰が確実に達成される。
【0062】
図3(B)に示すように、規制面16Bが形成されていないような供給ヘッド7の形状であると、部品1は軸部2の慣性力で大幅に揺動して、同図の2点鎖線で示す姿勢になったり、仮止室6から転落したりする。
【0063】
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、上記各種の永久磁石を電磁石に置き換えることも可能である。
【0064】
上述の押出しロッド22、ストッパ部材48の進退動作や、エアシリンダ(復帰手段)41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。
【0065】
以上に説明した実施例の作用効果は、つぎのとおりである。
【0066】
仮止室6に部品1が送り込まれると、頭部3の外側面が仮止室6のストッパ面16Aに衝突したような状態で受け止められる。このようにストッパ面16Aに頭部3が受止められると、軸部2はその慣性力で揺動し、軸部2の先端部はストッパ面16Aに連なっている規制面18Bに受け止められ、軸部2の揺動角度が過大になることが防止される。そして、このように揺動角度が過大にならないので、頭部3と仮止室6の天井面18との隙間が過大にならず、磁石17の吸引力が確実に頭部3に作用し、これにより頭部3が仮止室6の天井面18に確実に密着して、仮止室6における部品1の一時係止姿勢が正しく設定され、それに続く押出しロッド22(供給ロッド22)の送出動作が確実に達成され、動作信頼性の高い部品供給装置がえられる。
【0067】
仮止室6に進入してきた部品1は、最初にその頭部3の外周面がストッパ面16Aに突き当たる。このときの軸部2の慣性力によって、軸部先端が規制面16Bに突き当たる。この突き当たりにより、部品1の傾斜、すなわち揺動角度が小さくなり、それにともなって頭部3の上面と天井面18との間の隙間が小さくなる。この小さな隙間のため、永久磁石17による復帰吸引力が確実に頭部3上面に作用し、部品1の中心軸線O−O上への復帰が確実に達成される。
【0068】
供給ヘッド7は、基部材50から凸部51が突出した形状であり、この突出した凸部51に凹溝52を形成したものである。そして、基部材50に仮止室6の天井面18に開口する通孔23が形成されている。したがって、頭部3と軸部2からなる部品1を受け入れる供給ヘッド7の構造が簡単にしかも正確に形成できる。つまり、凸部51のような高さ寸法を取りやすい形状部分を形成し、そこに凹溝52を設けることにより、軸部2を有する長尺な部品の受け入れ空間を仮止室6として形成することが、簡単にしかも寸法精度を高めて形成できる。
【0069】
基部材50、凸部51、凹溝52などが形成された供給ヘッド7を、通路部材4に形成した切欠き部49に合致させることにより、通路部材4に形成した拡幅部12や狭幅部13からなる送給通路5に対して、仮止室6を正確に合致させることができる。
図3(C)に見られる前面46を、切欠き部49の内端面45に密着させることにより、上記合致が確保できる。