特開 2024-30242 クリップ組付け装置および樹脂部材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024030242

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】クリップ組付け装置および樹脂部材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/02 20060101AFI20240229BHJP

   B23P 21/00 20060101ALN20240229BHJP

   B62D 65/14 20060101ALN20240229BHJP

【ＦＩ】

B23P19/02 D

B23P21/00 303B

B62D65/14 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022132959

(22)【出願日】2022-08-24

(71)【出願人】

【識別番号】000119232

【氏名又は名称】株式会社イノアックコーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】110002424

【氏名又は名称】ケー・ティー・アンド・エス弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】田島 智宣

【テーマコード（参考）】

3C030

3D114

【Ｆターム（参考）】

3C030BB15

3C030BC16

3C030BC35

3C030CC03

3D114AA01

3D114BA21

3D114GA12

3D114GA13

(57)【要約】

【課題】クリップを正確に組付けできるクリップ組付け装置およびこのクリップ組付け装置を用いた樹脂部材の製造方法を提供する。
【解決手段】本開示に係るクリップ組付け装置は、クリップ装着面を備える台座を有するワークにクリップを組付けするクリップ組付け装置であって、前記クリップ装着面に組み付けされた前記クリップを識別し、識別した前記クリップ上に位置する第１点を決定し、前記第１点から前記クリップ装着面に沿った第１方向に第１距離だけ離れた第２点を前記ワーク上に決定し、前記第１方向と交差する第２方向の前記第１点から前記第２点までの距離である第２距離を算出し、前記第２距離に基づいて前記クリップの組付け状態を判定する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

クリップ装着面を備える台座を有するワークにクリップを組付けするクリップ組付け装置であって、
前記クリップ装着面に組み付けされた前記クリップを識別し、
識別した前記クリップ上に位置する第１点を決定し、
前記第１点から前記クリップ装着面に沿った第１方向に第１距離だけ離れた第２点を前記ワーク上に決定し、
前記第１方向と交差する第２方向の前記第１点から前記第２点までの距離である第２距離を算出し、
前記第２距離に基づいて前記クリップの組付け状態を判定する、
制御装置を備えるクリップ組付け装置。

【請求項2】

前記クリップは、前記第１方向に沿ってスライドしながら組付けされ、
前記クリップの組付け位置は、前記クリップを組み付けるスライド限界から前記クリップのスライド方向と反対方向に沿った第３距離分の遊びを有し、
前記第１距離は、前記第３距離に基づいて設定される、
請求項１に記載のクリップ組付け装置。

【請求項3】

前記クリップおよび前記クリップの周囲の画像を撮像するカメラをさらに備え、
前記制御装置は、前記カメラから前記画像を取得するとともに、取得した前記画像の色の情報に基づいて前記クリップと前記クリップの周囲との境界を識別する、
請求項１に記載のクリップ組付け装置。

【請求項4】

前記クリップを保持可能なアームと、
基準位置から前記第１点および前記第２点までの前記第２方向の距離を計測可能な距離センサと、
をさらに備え、
前記カメラおよび前記距離センサは、前記アームに取り付けられ
前記制御装置は、
前記アームによって前記クリップを保持しながら、前記台座の前記クリップ装着面に前記クリップを組付けし、
前記クリップを組付けした状態で前記カメラを作動させて前記クリップを識別し、
前記距離センサを作動させて、前記基準位置から前記第１点までの前記第２方向の距離である第４距離と、前記基準位置から前記第２点までの前記第２方向の距離である第５距離と、を計測し、
前記第４距離から前記第５距離までの差である前記第２距離を算出し、
前記第２距離に基づいて前記クリップの前記組付け状態を判定し、
前記クリップが組付け位置に組付けされていると判定した場合、前記アームから前記クリップを開放する、
請求項３に記載のクリップ組付け装置。

【請求項5】

前記ワークは樹脂部材であって、
請求項１から４のいずれか１項に記載のクリップ組付け装置を用いて、前記台座にクリップを組付ける樹脂部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、クリップ組付け装置およびこのクリップ組付け装置を用いた樹脂部材の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、クリップ装着面を備える台座を有するワークに、クリップを自動で組み付ける装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１４７１９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このようなクリップ組付け装置は、クリップがクリップ装着面に正確に組付けられていることを判定する必要がある。クリップが正確に組付けられていない場合、このようなクリップを用いた樹脂部材からクリップが脱落するおそれもある。

【0005】

本開示の課題は、クリップを正確に組付けできるクリップ組付け装置およびこのクリップ組付け装置を用いた樹脂部材の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係るクリップ組付け装置は、クリップ装着面を備える台座を有するワークにクリップを組付けするクリップ組付け装置であって、前記クリップ装着面に組み付けされた前記クリップを識別し、識別した前記クリップ上に位置する第１点を決定し、前記第１点から前記クリップ装着面に沿った第１方向に第１距離だけ離れた第２点を前記ワーク上に決定し、前記第１方向と交差する第２方向の前記第１点から前記第２点までの距離である第２距離を算出し、前記第２距離に基づいて前記クリップの組付け状態を判定する。

【0007】

また、本開示に係る樹脂部材の製造方法は、上記のクリップ組付け装置を用いて、前記台座にクリップを組付ける。

【発明の効果】

【0008】

このクリップ組付け装置によれば、第２距離を用いてクリップの組付け状態を判定することができる。これによって、このクリップ組付け装置によれば、クリップを正確に組付けることができる。また、このようなクリップ組付け装置を用いた樹脂部材の製造方法であれば、正確にクリップが取り付けられる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施形態におけるクリップ組付け装置のシステム図。

【図2】本開示の実施形態における樹脂成形部材（ワーク）を示す図。

【図3】本開示の実施形態における樹脂成形部材（ワーク）のクリップ装着面の拡大図。

【図4】本開示の実施形態におけるクリップ組付け装置の制御手順を示すフローチャート。

【図5】本開示の実施形態における樹脂成形部材にクリップを組み付ける際の模式図。

【図6】本開示の実施形態におけるクリップ組付け状態判定時のＡ点とＢ点を示す図。

【図7】本開示の他の実施形態におけるクリップ組付け状態判定時のＡ点とＢ点を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0011】

図１に示すように、クリップ組付け装置１は、アーム２と、カメラ４と、距離センサ６と、制御装置８と、を備える。本実施形態ではクリップ組付け装置１は、ワークＷにクリップＣを組付けするクリップ組付け装置１である。

【0012】

本実施形態のワークＷは、自動車などの内装部材として使用される樹脂成形部材（樹脂部材の一例）である。図２に示すように、ワークＷは、クリップＣを組付けるための台座Ｗ１を有する。本実施形態ではワークＷは、ワークＷの形状に合わせて、複数の台座Ｗ１を有する。ワークＷは、このような台座Ｗ１にクリップＣが組付き、クリップＣが自動車のインナーパネルなどに設けられた係合孔に係合される。これによって、ワークＷを自動車などの部材に容易に取り付けることができる。

【0013】

以下明細書においては、このワークＷの設置位置を基準として、ワークＷの短手方向の図２の上側を前、下側を後、ワークＷの長手方向の図２の右側を右、左側を左、およびワークＷの台座Ｗ１がある方を上、反対側を下と図面および明細書に記す。

【0014】

図１に拡大して示すように、本実施形態ではクリップＣは、例えば取付軸Ｃ１と、上フランジＣ２と、下フランジＣ３と、係止部Ｃ４と、を含む樹脂クリップである。クリップＣは、係止部Ｃ４が弾性変形することによって、自動車のインナーパネルなどの部材に係合する。クリップＣは、このような樹脂クリップに限らず、取付軸Ｃ１を有する種々の形状および材料のクリップであればよい。また、本実施形態のクリップＣは、ワークＷと異なる色の樹脂で形成される。例えば、ワークＷが黒色の場合、クリップＣは白色で形成される。これによって、クリップＣがワークＷから脱落した場合に目視しやすい。しかし、クリップＣの色は、ワークＷと異なる色であればどのような色であってもよい。

【0015】

図３に示すように、台座Ｗ１は、クリップ装着面Ｗ２を備える。クリップ装着面Ｗ２は、スライド孔Ｗ３と、規制突部Ｗ４と、を含む。図６に示すように、台座Ｗ１は、ワークＷの基材面ＷＦ上の基部Ｗ７から立設される。すなわち、基部Ｗ７は、台座Ｗ１の基材面ＷＦに対する付け根に相当する。

【0016】

図３に示すように、スライド孔Ｗ３は、クリップ装着面Ｗ２に沿って左右方向に開けられた孔である。スライド孔Ｗ３は、取付軸Ｃ１（図３二点鎖線参照）よりも前後方向の幅が大きい長孔で形成されたスライド部Ｗ５と、取付軸Ｃ１の直径に合わせた半円で形成された止め部Ｗ６と、を含む。クリップＣの取付軸Ｃ１は、スライド部Ｗ５を左右方向にスライドしながら通過し、最終的には取付軸Ｃ１が止め部に接触してクリップＣが止まるスライド限界位置Ｖ１まで進む。上フランジＣ２および下フランジＣ３は、クリップ装着面Ｗ２に接触することによって、取付軸Ｃ１の傾きを防止する。

【0017】

規制突部Ｗ４は、クリップＣの取付軸Ｃ１がスライド孔Ｗ３から脱落することを防止する機能を有する。本実施形態では規制突部Ｗ４は、クリップ装着面Ｗ２から上方に突出する半球状の突起である。規制突部Ｗ４は、スライド孔Ｗ３を挟んで２つ配置される。本実施形態では規制突部Ｗ４は、クリップＣの上フランジＣ２が規制突部Ｗ４に接触することによって、取付軸Ｃ１がスライド孔Ｗ３から脱落することを防止する。しかし、規制突部Ｗ４は、クリップＣの取付軸Ｃ１がスライド孔Ｗ３から脱落することを防止できる形状であれば、半球状に限らず種々の形状に変更可能である。

【0018】

クリップＣの組付け位置は、スライド限界位置Ｖ１から上フランジＣ２が規制突部Ｗ４に接触する規制位置Ｖ２までの距離（第３距離の一例）Ｄ３の遊びを有する。すなわち、スライド方向と反対方向に沿ったスライド限界位置Ｖ１から規制位置Ｖ２分の距離Ｄ３の遊びを有する。このようなクリップＣの組付け位置が距離Ｄ３の遊びを有することにより、ワークＷを自動車などに組み付ける際に、複数のクリップＣが相手部材（例えばインナーパネルなど）の係合孔の位置に合わせて動く。これによって、相手部材に組付けやすい。

【0019】

アーム２は、クリップＣを保持し、クリップＣを台座Ｗ１まで搬送し、クリップＣをクリップ装着面Ｗ２に装着する多関節ロボットである。図１および図５に示すように、アーム２の先端には、クリップＣを保持する保持装置１０が取り付けられる。保持装置１０は、例えばクリップＣを掴んで保持する装置や、負圧によってクリップＣを吸い込んで保持する装置などであってもよい。

【0020】

図１に示すように、カメラ４は、クリップＣおよびクリップＣの周囲の画像を撮像する。本実施形態では、カメラ４は、一般的なエリアカメラ（２Ｄカメラ）である。しかしカメラ４は、クリップＣおよびクリップＣの周囲の画像を撮像することができるカメラであればどのようなものであってもよい。

【0021】

距離センサ６は、基準位置Ｘから、カメラ４で撮像した範囲に映る対象物までの距離を計測可能なセンサである。距離センサ６は、例えば赤外線レーザなどを対象物に照射し、赤外線レーザの反射を利用して、赤外線レーザの発射位置（基準位置Ｘの一例）から対象物までの距離を計測できるセンサである。本実施形態では、距離センサ６は、カメラ４に内蔵され、アーム２に固定される。

【0022】

制御装置８は、アーム２、カメラ４、および距離センサ６を制御可能な装置である。制御装置８は、実際には、演算装置と、メモリと、入出力バッファ等とを含むマイクロコンピュータによって構成される。制御装置８は、メモリに格納されたプログラムに基づいて、アーム２、カメラ４、および距離センサ６を制御する。

【0023】

次に図４のフローチャートを用いて、制御装置８が実行する処理手順について説明する。制御装置８は、ワークWがセットされると処理手順を開始する。

【0024】

ステップＳ１では、制御装置８は、アーム２を制御してクリップＣを保持する。制御装置８は、アーム２がクリップＣを保持すると、アーム２を台座近傍まで移動させ、ステップＳ２に処理を進める。

【0025】

ステップＳ２では制御装置８は、アーム２を制御しクリップＣを台座Ｗ１のスライド孔Ｗ３まで移動させる。制御装置８は、その後取付軸Ｃ１をスライド孔Ｗ３に差し込んでスライドさせ、クリップＣを台座Ｗ１のクリップ装着面Ｗ２に装着する。図５に示すように、本実施形態では制御装置８は、左右方向にクリップＣをスライドさせて、クリップＣをクリップ装着面Ｗ２に差し込む。制御装置８は、クリップＣをクリップ装着面Ｗ２に装着すると、ステップＳ３に処理を進める。

【0026】

ステップＳ３では、制御装置８は、クリップ装着面Ｗ２に組み付けされたクリップＣを識別し、識別したクリップＣ上に位置するＡ点（第１点の一例）を決定する。より具体的には、制御装置８は、カメラ４からクリップＣおよびクリップＣの周囲の画像を取得するとともに、取得した画像の色の情報に基づいてクリップＣとクリップＣの周囲との境界を識別する。色の情報は、色彩、明度、色温度のうち少なくともいずれか一つを含む情報である。例えば、クリップＣが白色であり、台座Ｗ１およびクリップ装着面Ｗ２を含むワークＷが黒色であった場合、制御装置８は、黒色と白色の色彩の違いを認識し、クリップＣとその周囲との境界を識別する。このほか、制御装置８は、色の明るさの度合いである明度や、クリップＣおよびワークＷの反射光を用いた色温度などを利用して、クリップＣとその周囲との境界を識別してもよい。

【0027】

制御装置８は、クリップＣとその周囲との境界の識別からクリップＣの外周形状を算出する。制御装置８は、算出した外周形状をもとに、予め設定されたクリップＣ上のポイントを算出する。制御装置８は、このポイントをＡ点として決定する。図６に示すように、制御装置８は、例えばクリップＣの上フランジＣ２の外周上のＡ点を決定する。制御装置８は、Ａ点を決定するとステップＳ４に処理を進める。

【0028】

ステップＳ４では制御装置８は、Ａ点からクリップ装着面Ｗ２に沿った左右方向または前後方向（第１方向の一例）に、距離Ｄ１（第１距離の一例）だけ離れたＢ点（第２点の一例）をワークＷ上に決定する。図６に示すように、本実施形態ではＢ点は、上フランジＣ２上のＡ点に対してスライド方向（本実施形態では左右方向）に距離Ｄ１だけ離れた位置に決定される。距離Ｄ１は、スライド限界位置Ｖ１から規制位置Ｖ２までの距離Ｄ３に応じて決定する距離である。すなわち、距離Ｄ１は、クリップＣの遊びを考慮して決定される。より具体的には、距離Ｄ１は、スライド限界位置Ｖ１のクリップＣ上のＡ点からスライド方向（挿入方向）における台座Ｗ１の基部Ｗ７のポイントまでの距離Ｄ６に距離Ｄ３を加えた値である。このように、距離Ｄ１を台座Ｗ１の基部Ｗ７のポイントから距離Ｄ３だけ離すことにより、クリップＣの組付け位置が正規の位置にある場合、Ｂ点が必ずクリップ装着面Ｗ２から離れた位置となる。すなわち、Ｂ点はＡ点よりも下方の位置となる。ここで、距離Ｄ３にＡ点から台座Ｗ１の基部Ｗ７のポイントまでの距離Ｄ６を加えたのは、台座Ｗ１の側壁がワークＷの成形による抜きテーパーを有して傾斜しているためである。本実施形態では正規の位置は、上フランジＣ２が規制突部Ｗ４に乗り上げておらず、クリップＣが台座Ｗ１から脱落しない位置である。制御装置８は、Ｂ点を決定するとステップＳ５に処理を進める。

【0029】

ステップＳ５では制御装置８は、基準位置ＸからＡ点までの、左右方向または前後方向と交差する上下方向（第２方向の一例）の距離Ｄ４（第４距離の一例）を測定する。本実施形態では、制御装置８は、決定したＡ点に向けて距離センサ６から赤外線レーザを照射して基準位置ＸからＡ点までの上下方向の距離Ｄ４（図６参照）を取得する。制御装置８は、距離Ｄ４を取得すると、ステップＳ６に処理を進める。

【0030】

ステップＳ６では、制御装置８は、基準位置ＸからＢ点までの、右方向または前後方向と直交する上下方向（第２方向の一例）の距離Ｄ５（第５距離の一例）を測定する。本実施形態では、制御装置８は、決定したＢ点に向けて距離センサ６から赤外線レーザを照射して基準位置ＸからＢ点までの上下方向の距離Ｄ５（図６参照）を取得する。制御装置８は、距離Ｄ５を取得すると、ステップＳ７に処理を進める。

【0031】

ステップＳ７では、制御装置８は、距離Ｄ５と距離Ｄ４の差である距離Ｄ２（第２距離の一例）を算出し、ステップＳ８に処理を進める。ステップＳ８では、制御装置８は、距離Ｄ２が判定基準値Ｄｔよりも大きいか否か判定する。例えば、クリップＣの差し込みが不完全な場合、Ａ点から第１距離離れたＢ点がクリップ装着面Ｗ２上となる。この場合、距離Ｄ２が小さくなるため、制御装置８は、クリップＣの組付けが不完全であると判定できる。制御装置８は、距離Ｄ２が判定基準値Ｄｔ以下の場合、（ステップＳ８ ＮＯ）、クリップＣの組付けが不完全であると判定し、クリップＣをさらに規制位置Ｖ２に向けてスライドさせる。一方、制御装置８は、距離Ｄ２が判定基準値Ｄｔよりも大きい場合、クリップＣが完全に組付けされたと判定し（ステップＳ８ ＹＥＳ）、処理を終了する。

【0032】

以上説明した通り、本開示のクリップ組付け装置１によれば、距離Ｄ２を用いてクリップＣが正確に組付けられていることを判定できる。なお、一般的なエリアカメラ（いわゆる２Dカメラ）ではワークWが単色（特に黒一色）である場合、台座W１を認識するのが困難である。しかし、本開示のクリップ組付け装置１は、このような一般的なエリアカメラに対して距離センサ６を併用している。これによって、例えば黒色単色のワークWであっても、台座Ｗ１の位置を精度よく認識するとともに、クリップCの位置を精度よく判定できる。さらに、このようなクリップ組付け装置１によって製造された樹脂部材を内装部材として用いる場合、自動車などの相手部材に組み付ける際にクリップＣが外れることもなく、生産性がよい。

【0033】

＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0034】

例えば、上記実施形態では、距離Ｄ２が判定基準値Ｄｔよりも大きい場合、クリップＣが正確に組付けされたと判定したが、本開示はこれに限定されない。図７に示すように、例えば、制御装置８は、クリップＣが正確に組付けられた状態において、必ずクリップ装着面Ｗ２上に来る位置にＢ点を決定してもよい。この場合制御装置８は、距離Ｄ４と距離Ｄ５の差である距離Ｄ２（図示せず）が、判定基準値Ｄｔ以下である場合、クリップＣが正確に組付けられたと判定してもよい。

【0035】

また、上記実施形態では、Ａ点からＢ点までの距離Ｄ１を計測した方向（第１方向）と、Ａ点からＢ点までの距離Ｄ２を算出した方向（第２方向）とが直行する例を用いて説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、Ａ点からＢ点まで左右方向の距離Ｄ１を計測し、左右方向と交差する方向のＡ点からＢ点までの直線距離を距離Ｄ２として計測してもよい。

【符号の説明】

【0036】

１ ：クリップ組付け装置
２ ：アーム
４ ：カメラ
６ ：距離センサ
８ ：制御装置
Ｃ ：クリップ
Ｄ１ ：距離（第１距離の一例）
Ｄ２ ：距離（第２距離の一例）
Ｄ３ ：距離（第３距離の一例）
Ｄ４ ：距離（第４距離の一例）
Ｄ５ ：距離（第５距離の一例）
Ｄｔ ：判定基準値
Ｖ１ ：スライド限界位置
Ｖ２ ：規制位置
Ｗ ：ワーク
W ：ワーク
Ｗ１ ：台座
Ｗ２ ：クリップ装着面
Ｘ ：基準位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】