特許7153584傾斜補正システム、部品挿入システム、傾斜補正方法及び部品挿入方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-05
(45)【発行日】2022-10-14
(54)【発明の名称】傾斜補正システム、部品挿入システム、傾斜補正方法及び部品挿入方法
(51)【国際特許分類】
B25J 13/08 20060101AFI20221006BHJP
【ＦＩ】
B25J13/08 Z
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2019029869
(22)【出願日】2019-02-21
(65)【公開番号】P2020131386
(43)【公開日】2020-08-31
【審査請求日】2021-06-24
(73)【特許権者】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】西田 隆博
(72)【発明者】
【氏名】河本 洋
(72)【発明者】
【氏名】河野 恵多
【審査官】松浦 陽
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－０３９１８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－２８９０８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１５５１２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２１０３１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－２４１９２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１２１１６９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
部品を保持し、前記部品の保持によって生じる応力を検出し、同一直線状に配置されていない保持部を少なくとも３つ有する保持部材と、前記保持部材において前記保持部を駆動して前記部品を保持させる保持部駆動装置と、
前記保持部材の傾斜角を変更する保持部材傾斜装置と、
前記保持部材、前記保持部駆動装置及び前記保持部材傾斜装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記保持部が検出した前記応力を取得し、取得した前記保持部についての鉛直方向における前記応力の偏りと前記部品の大きさ及び形状を少なくとも含んだ仕様の情報に基づいて、前記保持部で保持されている前記部品の傾斜状態を算出し、算出した前記傾斜状態に基づいて、前記保持部材傾斜装置に前記傾斜状態を解消させることを特徴とする傾斜補正システム。
【請求項2】
前記制御装置は、一定時間ごとに、前記応力の取得、前記傾斜状態の算出及び前記傾斜状態の解消を実行することを特徴とする請求項１に記載の傾斜補正システム。
【請求項3】
前記保持部は、前記保持部材において相対的に径方向に移動可能に設けられており、相対的に径方向の内側に移動することで前記部品の外周部で外側から挟み込むように保持可能であり、
相対的に径方向の外側に移動することで前記部品の内側で内側から保持可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の傾斜補正システム。
【請求項4】
前記保持部は、前記部品に設けられた開口の内側で、前記部品を保持することを特徴とする請求項３に記載の傾斜補正システム。
【請求項5】
前記制御装置は、隣接して設けられた前記保持部が検出した前記応力に基づいて、隣接して設けられた前記保持部の間に保持部が設けられた場合、当該保持部に生じる応力を見積もることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の傾斜補正システム。
【請求項6】
部品をハウジングの被挿入部に挿入する部品挿入システムであって、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の傾斜補正システムと、
前記ハウジングの前記被挿入部を検出する被挿入部検出装置と、
前記保持部材を移動させる保持部材移動装置と、を備え、
前記制御装置は、さらに、
前記被挿入部検出装置及び前記保持部材移動装置を制御し、
前記被挿入部検出装置に前記被挿入部を検出させて、検出した前記被挿入部に基づいて前記保持部に保持させる前記部品を決定し、
前記保持部材移動装置に前記保持部材を移動させて、先に決定した前記部品を前記保持部に保持させ、前記保持部に保持させた前記部品を前記被挿入部まで搬送して前記被挿入部に挿入する、
ことを特徴とする部品挿入システム。
【請求項7】
部品の保持によって保持部材が有し、同一直線状に配置されていない少なくとも３つの保持部に生じる応力を検出して取得する応力取得ステップと、取得した前記保持部についての鉛直方向における前記応力の各偏りと前記部品の大きさ及び形状を少なくとも含んだ仕様の情報に基づいて、前記保持部で保持されている前記部品の傾斜状態を算出する傾斜算出ステップと、
算出した前記傾斜状態に基づいて、前記保持部材の傾斜角を変更して前記傾斜状態を解消させる傾斜状態解消ステップと、
を有することを特徴とする傾斜補正方法。
【請求項8】
部品をハウジングの被挿入部に挿入する部品挿入方法であって、前記ハウジングの前記被挿入部を検出する被挿入部検出ステップと、
検出した前記被挿入部に基づいて決定した前記部品を前記保持部で保持する保持ステップと、
請求項７に記載の傾斜補正方法に基づく傾斜補正ステップと、
前記傾斜補正ステップによって傾斜状態を解消した状態で、前記保持部に保持させた前記部品を前記被挿入部まで搬送して前記被挿入部に挿入する挿入ステップと、
を有することを特徴とする部品挿入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、傾斜補正システム、部品挿入システム、傾斜補正方法及び部品挿入方法に関する。
【背景技術】
【0002】
部品をハウジングの被挿入部に挿入する方法として、部品を被挿入部に向けて載置してから、部品の姿勢を変更させるという方法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１１－１９４４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載の方法では、部品が傾斜された状態で被挿入部に向けて載置してから、部品の傾斜状態を変更させる場合があるので、部品が正しい姿勢で被挿入部に挿入されなかったり、部品の載置の仕方次第では被挿入部に挿入することが困難な状態に至ったりする可能性が高いという問題があった。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、部品を正しい姿勢で被挿入部に挿入される可能性を向上させることができる傾斜補正システム、部品挿入システム、傾斜補正方法及び部品挿入方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、傾斜補正システムは、部品を保持し、前記部品の保持によって生じる応力を検出する保持部を少なくとも３つ有する保持部材と、前記保持部材において前記保持部を駆動して前記部品を保持させる保持部駆動装置と、前記保持部材の傾斜角を変更する保持部材傾斜装置と、前記保持部材、前記保持部駆動装置及び前記保持部材傾斜装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記保持部が検出した前記応力を取得し、取得した前記応力に基づいて、前記保持部で保持されている前記部品の傾斜状態を算出し、算出した前記傾斜状態に基づいて、前記保持部材傾斜装置に前記傾斜状態を解消させることを特徴とする。
【0007】
この構成によれば、保持部で保持されている部品の傾斜状態を、部品を保持したまま、解消させることができるので、部品を正しい姿勢で被挿入部に挿入される可能性を向上させることができる。
【0008】
この構成において、制御装置は、一定時間ごとに、前記応力の取得、前記傾斜状態の算出及び前記傾斜状態の解消を実行することが好ましい。この構成によれば、保持部で保持されている部品が搬送中に再び傾斜状態となった場合でも、再び傾斜状態を解消することができるので、部品を正しい姿勢で被挿入部に挿入される可能性をより向上させることができる。
【0009】
これらの構成において、前記保持部は、前記保持部材において相対的に径方向に移動可能に設けられており、相対的に径方向の内側に移動することで前記部品の外周部で外側から挟み込むように保持可能であり、相対的に径方向の外側に移動することで前記部品の内側で内側から保持可能であることが好ましい。この構成によれば、部品の形状等に応じて、適宜保持の仕方を変更することができるので、部品の形状等に依らず、部品を正しい姿勢で被挿入部に挿入される可能性をより向上させることができる。さらに、前記保持部は、前記部品に設けられた開口の内側で、前記部品を保持することがより好ましい。この構成によれば、部品の保持によって生じる応力をより正確に検出することができるので、より高い精度で傾斜状態を解消することができ、部品を正しい姿勢で被挿入部に挿入される可能性をより向上させることができる。
【0010】
これらの構成において、制御装置は、隣接して設けられた前記保持部が検出した前記応力に基づいて、隣接して設けられた前記保持部の間の状態を見積もることが好ましい。この構成によれば、保持部で保持されている部品の傾斜状態をより高い精度で算出することができるので、より高い精度で傾斜状態を解消することができ、部品を正しい姿勢で被挿入部に挿入される可能性をより向上させることができる。
【0011】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、部品挿入システムは、部品をハウジングの被挿入部に挿入する部品挿入システムであって、上記したいずれかの傾斜補正システムと、前記ハウジングの前記被挿入部を検出する被挿入部検出装置と、前記保持部材を移動させる保持部材移動装置と、を備え、前記制御装置は、さらに、前記被挿入部検出装置及び前記保持部材移動装置を制御し、前記被挿入部検出装置に前記被挿入部を検出させて、検出した前記被挿入部に基づいて前記保持部に保持させる前記部品を決定し、前記保持部材移動装置に前記保持部材を移動させて、先に決定した前記部品を前記保持部に保持させ、前記保持部に保持させた前記部品を前記被挿入部まで搬送して前記被挿入部に挿入する、ことを特徴とする。この構成によれば、本発明に係る傾斜補正システムと同様に、保持部で保持されている部品の傾斜状態を、部品を保持したまま、解消させることができるので、部品を正しい姿勢で被挿入部に挿入される可能性を向上させることができる。
【0012】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、傾斜補正方法は、部品の保持によって保持部材が有する保持部に生じる応力を検出して取得する応力取得ステップと、取得した前記応力に基づいて、前記保持部で保持されている前記部品の傾斜状態を算出する傾斜算出ステップと、算出した前記傾斜状態に基づいて、前記保持部材の傾斜角を変更して前記傾斜状態を解消させる傾斜状態解消ステップと、を有することを特徴とする。この構成によれば、本発明に係る傾斜補正システムと同様に、保持部で保持されている部品の傾斜状態を、部品を保持したまま、解消させることができるので、部品を正しい姿勢で被挿入部に挿入される可能性を向上させることができる。
【0013】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、部品挿入方法は、部品をハウジングの被挿入部に挿入する部品挿入方法であって、前記ハウジングの前記被挿入部を検出する被挿入部検出ステップと、検出した前記被挿入部に基づいて決定した前記部品を前記保持部で保持する保持ステップと、上記した傾斜補正方法に基づく傾斜補正ステップと、前記傾斜補正ステップによって傾斜状態を解消した状態で、前記保持部に保持させた前記部品を前記被挿入部まで搬送して前記被挿入部に挿入する挿入ステップと、を有することを特徴とする。この構成によれば、本発明に係る傾斜補正システムと同様に、保持部で保持されている部品の傾斜状態を、部品を保持したまま、解消させることができるので、部品を正しい姿勢で被挿入部に挿入される可能性を向上させることができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、部品を正しい姿勢で被挿入部に挿入される可能性を向上させることができる傾斜補正システム、部品挿入システム、傾斜補正方法及び部品挿入方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【0017】
［実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る傾斜補正システム１００を含む部品挿入システム１０００の構成図である。傾斜補正システム１００は、図１に示すように、保持部材１０と、保持部駆動装置２０と、保持部材傾斜装置３０と、制御装置６０と、を備える。傾斜補正システム１００は、保持部材１０の保持部１１で保持されている部品１の傾斜状態を、部品１を保持したまま、解消させるシステムである。ここで、傾斜状態とは、部品１が、要求された姿勢状態に対して所定の閾値より大きな角度で傾斜している状態であることを言い、傾斜状態を解消するとは、傾斜状態にある部品１が、要求された姿勢状態に補正されることを言う。なお、傾斜状態等に関する具体的な例については、後述する。
図１は、本発明の実施形態に係る傾斜補正システム１００を含む部品挿入システム１０００の構成図である。傾斜補正システム１００は、図１に示すように、保持部材１０と、保持部駆動装置２０と、保持部材傾斜装置３０と、制御装置６０と、を備える。傾斜補正システム１００は、保持部材１０の保持部１１で保持されている部品１の傾斜状態を、部品１を保持したまま、解消させるシステムである。ここで、傾斜状態とは、部品１が、要求された姿勢状態に対して所定の閾値より大きな角度で傾斜している状態であることを言い、傾斜状態を解消するとは、傾斜状態にある部品１が、要求された姿勢状態に補正されることを言う。なお、傾斜状態等に関する具体的な例については、後述する。
【0018】
また、部品挿入システム１０００は、図１に示すように、傾斜補正システム１００と、保持部材移動装置４０と、被挿入部検出装置５０と、を備える。部品挿入システム１０００は、部品１をハウジング２の被挿入部２ａに挿入するシステムである。
【0019】
なお、本実施形態では、ハウジング２を水平方向であるＸＹ平面に沿って、被挿入部２ａを鉛直方向上方である＋Ｚ方向に向けて載置し、部品１を鉛直方向下方である－Ｚ方向に向けて被挿入部２ａに挿入する形態について説明する。これに鑑み、本実施形態では、保持部材１０の保持部１１で保持されている部品１の重心軸が鉛直方向であるＺ軸方向と一致するまたは所定の閾値以下の角度でしか傾斜していない場合に、部品１が傾斜していない状態であるとし、保持部材１０の保持部１１で保持されている部品１の重心軸が鉛直方向に対して所定の閾値より大きな角度で傾斜している場合に、部品１が傾斜している状態である傾斜状態であるとして説明する。また、保持部材１０の保持部１１で保持されている部品１の重心軸と鉛直方向とが形成する角度を、部品１の傾斜状態を客観的に表示するパラメータである傾斜角とする。
【0020】
部品１及びハウジング２は、部品１の外側形状がハウジング２に穴状に形成された被挿入部２ａの内側形状に嵌め合わせされるという条件を満たせば、どのような大きさ及び形状のものであってもよい。本実施形態では、部品１とハウジング２の被挿入部２ａとの嵌め合わせにかかる余裕代が小さければ小さいほど、より顕著に本発明の効果を奏する形態となり、例えば、部品１としてハウジング２の被挿入部２ａにインストールされるブッシュが採用されるような形態であることが、より顕著に本発明の効果を奏するという点で好ましい。また、部品１は、開口が設けられていることが好ましく、この場合、開口の内側１ａで保持して、搬送及び挿入することが可能となる。
【0021】
図２は、図１の保持部材１０の一例を示す概略図である。図２は、図１の保持部材を＋Ｚ方向から見た上面図であり、保持部材１０の鉛直方向下側に向けて設けられている保持部１１の位置を点線で示している。保持部材１０は、部品１を保持するための保持部１１を円周方向に等間隔に３つ有する。以下において、３つの保持部１１を区別する必要がある場合には、それぞれ、保持部１１－１、保持部１１－２、保持部１１－３と称する。
【0022】
保持部材１０は、本実施形態では３つの保持部１１を有しているが、本発明ではこれに限定されず、保持部材１０において同一直線状に配されていない保持部１１を少なくとも３つ有していればよく、例えば、４つ以上の保持部１１を有していてもよい。また、保持部材１０は、３つの保持部１１を円周方向に等間隔に有しているが、本発明はこれに限定されない。なお、保持部材１０は、複数の保持部１１を円周方向に等間隔に有していることが好ましく、この場合、部品１が傾斜していない状態となるように、保持部１１でより好適に保持することができるとともに、後述する応力のバランスをより好適に取得することができる。
【0023】
保持部１１は、保持部駆動装置２０により、保持部材１０において相対的に径方向に移動可能に設けられている。保持部１１は、部品１の外周部で外側から保持する場合、相対的に径方向の内側に移動して挟み込むように保持する。一方、保持部１１は、部品１の開口の内側１ａで内側から保持する場合、相対的に径方向の外側に移動して保持する。このように、保持部１１は、部品１の形状等に応じて、適宜保持の仕方を変更することができる。なお、保持部１１は、本実施形態では、部品１の開口の内側１ａで内側から保持する場合として説明する。
【0024】
保持部１１は、部品１の保持によって保持部１１自身に生じる応力を検出する応力センサとしても機能する。保持部材１０は、少なくとも同一直線状にない３つの保持部１１を有するので、少なくとも同一直線状にない３つの応力センサを有している。このため、保持部材１０は、保持部１１により、部品１の保持によって生じる応力のＸＹ平面における偏りを検出することができる。
【0025】
保持部材１０は、保持部１１が部品１の開口の内側１ａで内側から保持する場合、具体的には、図２に示すように、保持部１１－１が、径方向の外側へ向かって部品１に対して印加している応力Ｐ１を検出し、保持部１１－２が、径方向の外側へ向かって部品１に対して印加している応力Ｐ２を検出し、保持部１１－３が、径方向の外側へ向かって部品１に対して印加している応力Ｐ３を検出する。
【0026】
図３は、図１の保持部１１が検出した応力の一例を示すグラフである。図３の上段のグラフは、保持部１１－１による応力Ｐ１の検出例であり、図３の中段のグラフは、保持部１１－２による応力Ｐ２の検出例であり、図３の下段のグラフは、保持部１１－３による応力Ｐ３の検出例である。図３の上段、中段、下段のいずれのグラフも、横軸は、保持部１１の鉛直方向上側の基端部からの距離となっており、縦軸は、保持部１１の鉛直方向下側の先端部からの応力の積算量となっている。
【0027】
保持部駆動装置２０は、保持部材１０と電気的に接続されて保持部材１０の付近に設けられており、保持部材１０において保持部１１を駆動して、保持部１１に部品１を保持させる装置である。保持部駆動装置２０は、保持部材１０において保持部１１を相対的に径方向に移動させることで、保持部１１が部品１を保持する保持状態と、保持部１１が部品１の保持を解消した保持解消状態とを、切り替えることができる。保持部駆動装置２０は、また、保持状態下にある場合、部品１の保持によって保持部１１自身に生じる応力を保持部１１に検出させて、検出した応力の情報を取得することができる。
【0028】
保持部材傾斜装置３０は、保持部材１０の鉛直方向上側に取り付けられており、保持部材１０の傾斜角を変更する装置である。保持部材傾斜装置３０は、保持部材１０の傾斜角を変更することに伴って、保持部１１及び保持部１１に保持された部品１の傾斜角を同時に変更することができる。保持部材傾斜装置３０は、自動ゴニオステージが好適なものとして例示される。
【0029】
保持部材移動装置４０は、保持部材傾斜装置３０に取り付けられており、保持部材傾斜装置３０とともに保持部材１０を、３次元的に移動させる装置である。保持部材移動装置４０は、保持部材傾斜装置３０によって制御された保持部材１０の立体角を維持した状態で、保持部材１０を、水平方向であるＸ軸方向またはＹ軸方向に沿って移動させたり、鉛直方向であるＺ軸方向に沿って移動させたりすることができる。また、保持部材移動装置４０は、常に、保持部材１０の３次元的な位置の情報を取得することができる。保持部材移動装置４０は、ロボットアーム及びクレーンのアーム等が好適なものとして例示される。
【0030】
被挿入部検出装置５０は、保持部材１０に対して水平方向に隣接した位置に、鉛直方向下方に向けて取り付けられており、ハウジング２の被挿入部２ａを検出する装置である。被挿入部検出装置５０は、保持部材移動装置４０により、保持部材１０、保持部駆動装置２０及び保持部材傾斜装置３０と共に移動する。被挿入部検出装置５０は、光学カメラ及びレーザーカメラ等の撮像装置が好適なものとして例示され、このような撮像装置である場合、ハウジング２を鉛直方向上側から撮像し、撮像した画像を解析することで、被挿入部２ａの位置、大きさ及び形状等を検出することができる。
【0031】
傾斜補正システム１００及び部品挿入システム１０００は、傾斜補正及び部品挿入に関する情報の入力を受け付ける入力装置７０をさらに備えていてもよい。また、傾斜補正システム１００及び部品挿入システム１０００は、傾斜補正及び部品挿入に関する情報を出力する出力装置８０をさらに備えていてもよい。
【0032】
入力装置７０は、高機能携帯電話（いわゆる、スマートフォン）を含む携帯電話機、タブレット端末、ノート型またはデスクトップ型のＰＣ（Personal Computer）、携帯情報端末であるＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、及び、眼鏡型や時計型のウェアラブルデバイス（Wearable Device）等に例示される情報処理端末である。
【0033】
入力装置７０は、制御装置６０が実施形態に係る傾斜補正方法及び部品挿入方法に関する各種電算処理を実行する際に必要となる各種情報を入力するための機能、例えば、制御装置６０から送信される各種情報の入力を受け付けるための入力画面等を入力装置７０の表示部に表示する機能、及び、入力を受け付けた各種情報を制御装置６０に送信する機能を有する。入力装置７０は、これらの様々な機能を、制御装置６０を利用するためのソフトウェアまたはアプリケーションを実行したり、制御装置６０を利用するためのインターネットブラウザ機能を実行したりすることで、実現する。
【0034】
出力装置８０は、受信した情報に基づいて、文字、画像、動画等により表示する。出力装置８０は、制御装置６０が実行する実施形態に係る傾斜補正方法及び部品挿入方法に関する各種電算処理の結果として得られる出力情報を出力するための機能、例えば、制御装置６０から出力された出力情報を受信する機能、及び、出力情報に基づく出力画面等を出力装置８０の表示部に表示する機能を有する。出力装置８０は、これらの様々な機能を、制御装置６０を利用するためのソフトウェアまたはアプリケーションを実行したり、制御装置６０を利用するためのインターネットブラウザ機能を実行したりすることで、実現する。
【0035】
なお、傾斜補正システム１００及び部品挿入システム１０００は、本実施形態では、入力装置７０と出力装置８０とを別々に設けたが、本発明はこれに限定されず、入力装置７０と出力装置８０とが一体化された形態であってもよい。この場合、例えば、入力装置７０の表示部が出力装置８０として機能する。
【0036】
制御装置６０は、各装置、すなわち、保持部駆動装置２０、保持部材傾斜装置３０、保持部材移動装置４０、被挿入部検出装置５０、入力装置７０及び出力装置８０と電気的に接続されており、これらの各装置の動作を制御する。また、制御装置６０は、保持部駆動装置２０を介して、保持部材１０を制御する。
【0037】
制御装置６０は、傾斜補正システム１００及び部品挿入システム１０００を制御するコンピュータシステムを含む情報処理装置である。制御装置６０は、図１に示すように、処理部６１と、記憶部６２と、情報通信インターフェイス６３と、を有する。
【0038】
処理部６１は、コントローラ（controller）であり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等によって、制御装置６０内部の記憶装置である記憶部６２に記憶されている各種プログラム（傾斜補正プログラムまたは部品挿入プログラムの一例に相当）がＲＡＭ（Random Access Memory）を作業領域として実行されることにより実現される。また、処理部６１は、例えば、コントローラであり、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現される。処理部６１は、各装置からの情報の入力を受け付けたり、制御装置６０と電気的に接続されている出力装置８０に傾斜補正システム１００及び部品挿入システム１０００に関する各種パラメータ、計測結果、及び算出結果等の情報の出力を行ったりする情報通信インターフェイス６３が接続されている。
【0039】
処理部６１は、図１に示すように、記憶部６２及び情報通信インターフェイス６３と、互いに情報通信可能に電気的に接続されており、これらの各構成要素をそれぞれ制御する制御部として機能する。すなわち、処理部６１は、記憶部６２とともに、制御部として機能して、本発明の実施形態に係る傾斜補正方法を傾斜補正システム１００に実行させ、部品挿入方法を部品挿入システム１０００に実行させるものである。
【0040】
処理部６１は、図１に示すように、保持動作制御部６５と、応力取得部６６と、傾斜算出部６７と、傾斜状態解消部６８と、挿入動作制御部６９と、を有する。処理部６１に含まれる各部、すなわち、保持動作制御部６５、応力取得部６６、傾斜算出部６７、傾斜状態解消部６８及び挿入動作制御部６９は、いずれも、処理部６１が傾斜補正プログラムまたは部品挿入プログラムを実行することにより、実現される機能部である。なお、処理部６１に含まれる各部の具体的な機能は、実施形態に係る傾斜補正方法及び部品挿入方法の詳細な説明と併せて、説明する。
【0041】
記憶部６２は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory)、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。記憶部６２は、傾斜補正システム１００及び部品挿入システム１０００の各装置を制御するための制御信号の生成処理に必要な各種出力処理情報、及び、傾斜補正システム１００及び部品挿入システム１０００の各装置から得られる受信信号の解析処理に必要な各種入力処理情報を記憶する。また、記憶部６２は、傾斜補正システム１００及び部品挿入システム１０００の各装置から得られる受信信号を解析して得られる各種入力情報を、随時記憶する。
【0042】
情報通信インターフェイス６３は、処理部６１と、制御装置６０と電気的に接続されている各装置とを、互いに情報通信可能に接続している。情報通信インターフェイス６３は、保持部駆動装置２０が取得した、部品１の保持によって保持部１１自身に生じる応力の情報を、保持部駆動装置２０から受信して処理部６１に送信する。また、情報通信インターフェイス６３は、保持部材傾斜装置３０が取得した保持部材１０の傾斜角の情報を保持部材傾斜装置３０から受信して処理部６１に送信する。また、情報通信インターフェイス６３は、保持部材移動装置４０が取得した保持部材１０の３次元的な位置の情報を保持部材移動装置４０から受信して処理部６１に送信する。また、情報通信インターフェイス６３は、被挿入部検出装置５０が取得したハウジング２の被挿入部２ａの位置、大きさ及び形状等の情報を被挿入部検出装置５０から受信して処理部６１に送信する。また、情報通信インターフェイス６３は、入力装置７０から入力を受け付けた各種情報を入力装置７０から受信して処理部６１に送信する。
【0043】
情報通信インターフェイス６３は、処理部６１で生成される各情報、例えば、各装置を制御するための制御信号を処理部６１から受信し、それぞれ、各装置に向けて送信する。また、情報通信インターフェイス６３は、処理部６１で生成される実施形態に係る傾斜補正方法及び部品挿入方法に関する各種電算処理の結果として得られる出力情報を処理部６１から受信し、出力装置８０に向けて送信する。
【0044】
実施形態に係る傾斜補正システム１００及び部品挿入システム１０００の作用について以下に説明する。図４は、本発明の実施形態に係る傾斜補正方法を含む部品挿入方法を示すフローチャートである。傾斜補正システム１００によって実行される傾斜補正方法と、部品挿入システム１０００によって実行される部品挿入方法とについて、傾斜補正システム１００及び部品挿入システム１０００の制御装置６０の処理部６１における各部の詳細な機能と併せて、以下に説明する。
【0045】
本発明の実施形態に係る部品挿入方法は、部品１をハウジング２の被挿入部２ａに挿入する方法であり、図４に示すように、被挿入部検出ステップＳ１１と、保持ステップＳ１２と、本発明の実施形態に係る傾斜補正方法に基づく傾斜補正ステップＳ１３と、挿入ステップＳ１４と、を有する。
【0046】
被挿入部検出ステップＳ１１は、保持動作制御部６５が、ハウジング２の被挿入部２ａを検出するステップである。被挿入部検出ステップＳ１１では、具体的には、保持動作制御部６５が、被挿入部検出装置５０を制御して、被挿入部検出装置５０にハウジング２の被挿入部２ａを検出させて、部品１を挿入する被挿入部２ａの位置、大きさ及び形状等の情報を取得する。
【0047】
保持ステップＳ１２は、保持動作制御部６５が、被挿入部検出ステップＳ１１で検出した被挿入部２ａに基づいて決定した部品１を保持部１１で保持するステップである。保持ステップＳ１２では、具体的には、保持動作制御部６５が、被挿入部検出装置５０により検出した被挿入部２ａの位置、大きさ及び形状等の情報に基づいて、被挿入部２ａに嵌め合わせされる部品１の大きさ及び形状等の仕様を決定する。保持ステップＳ１２では、保持動作制御部６５が、次に、保持部材移動装置４０を制御して、先に決定した大きさ及び形状等の仕様の部品１の供給部へ保持部材１０を移動させる。保持ステップＳ１２では、保持動作制御部６５が、その次に、保持部駆動装置２０を制御して、当該仕様の部品１を保持部１１に保持させる。
【0048】
本発明の実施形態に係る傾斜補正方法は、保持部材１０の保持部１１で保持されている部品１の傾斜状態を、部品１を保持したまま、解消させる方法である。傾斜補正ステップＳ１３は、保持部材１０の保持部１１で保持されている部品１の傾斜状態を、部品１を保持したまま、解消させるステップであり、図４に示すように、応力取得ステップＳ２１と、傾斜算出ステップＳ２２と、傾斜有無判定ステップＳ２３と、傾斜状態解消ステップＳ２４と、を有する。
【0049】
応力取得ステップＳ２１は、応力取得部６６が、部品１の保持によって保持部材１０が有する保持部１１に生じる応力を検出して取得するステップである。応力取得ステップＳ２１では、具体的には、応力取得部６６が、保持部駆動装置２０を制御して、保持部駆動装置２０を介して、部品１の保持によって保持部１１自身に生じる応力を保持部１１に検出させて、検出した応力の情報を取得する。応力取得ステップＳ２１では、例えば、応力取得部６６が、図３に示す応力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のグラフを取得することができる。
【0050】
図５は、図４の応力取得ステップＳ２１を説明する説明図である。図５において、箇所１－１は、保持部１１－１によって支持されている部品１における箇所であり、箇所１－２は、保持部１１－２によって支持されている部品１における箇所であり、箇所１－３は、保持部１１－３によって支持されている部品１における箇所である。図５において、グラフ１ｐ及びグラフ１ｑは、いずれも、応力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を合わせて示すことで、応力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のバランスを示すグラフであり、応力Ｐ１の相対的な大きさは、各グラフにおいて原点から箇所１－１に向かう方向の長さで示され、応力Ｐ２の相対的な大きさは、各グラフにおいて原点から箇所１－２に向かう方向の長さで示され、応力Ｐ３の相対的な大きさは、各グラフにおいて原点から箇所１－３に向かう方向の長さで示されている。
【0051】
図５において実線で示されたグラフ１ｐは、応力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が均衡を保持しており、保持部１１で保持された部品１が傾斜していない状態であることを示している。一方、図５において破線で示されたグラフ１ｑは、応力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が均衡を保持しておらず、保持部１１で保持された部品１が傾斜状態であることを示している。より詳細には、グラフ１ｑは、応力Ｐ３が応力Ｐ１及び応力Ｐ２に比して大きくなっていることを示しており、保持部１１で保持された部品１が、箇所１－３が箇所１－１及び箇所１－２に比して鉛直方向上側にずれた傾斜状態であることを示している。
【0052】
応力取得ステップＳ２１では、例えば、応力取得部６６が、図３に示す応力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のグラフに基づいて、図５に示すグラフ１ｑを取得する。応力取得ステップＳ２１では、具体的には、応力取得部６６が、まず、図３に示す応力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のグラフにおける応力分布が、部品１が傾斜していない状態と比較して、保持部１１の鉛直方向上側の基端部側に偏っているか、保持部１１の鉛直方向下側の先端部側に偏っているかを判定する。応力取得ステップＳ２１では、本実施形態では、応力取得部６６が、図３に示す応力Ｐ１及び応力Ｐ２のそれぞれのグラフでは、部品１が傾斜していない状態と比較してわずかではあるが保持部１１の鉛直方向下側の先端部側に偏っていると判定し、図３に示す応力Ｐ３のグラフでは、部品１が傾斜していない状態と比較して有意に保持部１１の鉛直方向上側の基端部側に偏っていると判定する。
【0053】
応力取得ステップＳ２１では、応力取得部６６が、次に、応力のグラフが保持部１１の鉛直方向下側の先端部側に偏っていると判定した場合、部品１が傾斜していない状態と比較して応力が相対的に小さいと認識し、応力のグラフが保持部１１の鉛直方向上側の基端部側に偏っていると判定した場合、部品１が傾斜していない状態と比較して応力が相対的に大きいと認識する。応力取得ステップＳ２１では、本実施形態では、応力取得部６６が、図３に示す応力Ｐ１及び応力Ｐ２のそれぞれのグラフに基づいて、部品１が傾斜していない状態と比較して応力Ｐ１及び応力Ｐ２が相対的にわずかに小さいと認識し、図３に示す応力Ｐ３のグラフに基づいて、部品１が傾斜していない状態と比較して応力Ｐ３が相対的に有意に大きいと認識する。応力取得ステップＳ２１では、応力取得部６６が、これらの図３に示す応力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のグラフにおける判定結果及び認識結果に基づいて、図５に示すグラフ１ｑを取得する。
【0054】
また、応力取得ステップＳ２１では、応力取得部６６が、隣接して設けられた保持部１１が検出した応力に基づいて、隣接して設けられた保持部１１の間の状態を見積もることが好ましい。応力取得ステップＳ２１では、具体的には、応力取得部６６が、隣接して設けられた保持部１１－１及び保持部１１－２がそれぞれ検出した応力Ｐ１及び応力Ｐ２の各グラフに基づいて、保持部１１－１と保持部１１－２との間に保持部１１が設けられていた場合、どの程度の応力が検出されていた可能性があるかを見積もることができる。応力取得ステップＳ２１では、応力取得部６６が、本実施形態では、３つの保持部１１－１，１１－２，１１－３に基づいて三角形状の応力のバランスのグラフを取得することについて説明しているが、保持部１１間の応力を見積もることで、六角形状の応力のバランスのグラフを取得することもできる。また、応力取得ステップＳ２１で応力取得部６６が隣接して設けられた保持部１１の間の状態を見積もる場合、追って説明する傾斜算出ステップＳ２２において、傾斜状態をより精度よく算出することを可能にする。
【0055】
傾斜算出ステップＳ２２は、傾斜算出部６７が、応力取得ステップＳ２１で応力取得部６６が取得した応力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に基づいて、保持部１１で保持されている部品１の傾斜状態を算出するステップである。
【0056】
図６及び図７は、図４の傾斜算出ステップＳ２２を説明する説明図である。図６は、保持部１１で保持されている部品１において＋Ｚ軸方向に最も傾斜している部分を含むＸ´Ｚ平面における断面図である。図７は、図６におけるＸ´軸方向及びＹ´軸方向と、図１、図２及び図５におけるＸ軸方向及びＹ軸方向との相関関係を、＋Ｚ方向から見た図である。
【0057】
傾斜算出ステップＳ２２において傾斜算出部６７が算出する傾斜状態は、図６に示す傾斜角θと、傾斜している方向を示す図７に示す傾斜方向φと、の２つのパラメータで表現される。傾斜方向φは、図６に示す例では、図７に示すように、保持部１１で保持されている部品１において＋Ｚ軸方向に最も傾斜している部分を含む断面である図６のＸ´Ｚ平面の、ＸＺ平面を基準として＋Ｚ方向から見て反時計回りに設定された相対角度座標で示される。
【0058】
傾斜算出ステップＳ２２では、傾斜算出部６７が、具体的には、応力Ｐ３が応力Ｐ１及び応力Ｐ２に比して相対的に優位に大きいことに基づいて、傾斜方向φが、保持部１１－３の方向、すなわち部品１における箇所１－３を指し示す方向、すなわち約３３０度（－３０度）であると算出する。傾斜算出ステップＳ２２では、傾斜算出部６７が、また、応力Ｐ３と応力Ｐ１及び応力Ｐ２との差分に基づいて、所定の計算式に応力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の値を代入することにより、傾斜角θを算出する。
【0059】
傾斜有無判定ステップＳ２３は、傾斜状態解消部６８が、傾斜算出ステップＳ２２で傾斜算出部６７が算出した傾斜状態に基づいて、保持部１１で保持されている部品１が傾斜していない状態に該当するか傾斜状態に該当するかを判定するステップである。傾斜有無判定ステップＳ２３では、具体的には、傾斜状態解消部６８が、傾斜算出部６７が算出した傾斜角θが予め定めた閾値以下である場合、保持部１１で保持されている部品１が傾斜していない状態に該当すると判定して一連の傾斜補正ステップＳ１３を終了させて処理を挿入ステップＳ１４に進める。一方、傾斜有無判定ステップＳ２３では、傾斜状態解消部６８が、傾斜算出部６７が算出した傾斜角θが予め定めた閾値より大きい場合、保持部１１で保持されている部品１が傾斜状態に該当すると判定して、処理を傾斜状態解消ステップＳ２４に進める。
【0060】
傾斜状態解消ステップＳ２４は、傾斜状態解消部６８が、傾斜算出ステップＳ２２で傾斜算出部６７が算出した傾斜状態に基づいて、保持部材１０の傾斜角を変更して、保持部１１で保持されている部品１の傾斜状態を解消させるステップである。
【0061】
図８は、図４の傾斜状態解消ステップＳ２４を説明する説明図である。図８の左側では、傾斜方向φで示されるＸ´Ｚ平面において、保持部１１で保持されている部品１が傾斜角θだけ傾斜している状態を示している。図８の右側では、図８の左側の保持部材１０、保持部１１及び部品１の全体を、傾斜方向φで示されるＸ´Ｚ平面において、傾斜角－θだけ傾斜させた状態を示している。
【0062】
傾斜状態解消ステップＳ２４では、具体的には、図８に示すように、傾斜状態解消部６８が、保持部材傾斜装置３０を制御して、傾斜算出ステップＳ２２で傾斜算出部６７が算出した傾斜方向φにおいて、傾斜算出ステップＳ２２で傾斜算出部６７が算出した傾斜角θを解消するように、すなわち傾斜角－θだけ、保持部材傾斜装置３０に保持部材１０の傾斜角を変更させることで、保持部材１０及び保持部１１は傾斜角－θ及び傾斜方向φの傾斜状態として、部品１の傾斜状態を解消する。
【0063】
なお、実施形態に係る傾斜補正システム１００及び部品挿入システム１０００は、本発明の実施形態に係る傾斜補正方法を、一定時間ごとに繰り返し実行することが好ましい。具体的には、実施形態に係る傾斜補正システム１００及び部品挿入システム１０００の制御装置６０は、一定時間ごとに、応力取得ステップＳ２１での応力の取得、傾斜算出ステップＳ２２での傾斜状態の算出、傾斜有無判定ステップＳ２３での傾斜状態の判定、及び、傾斜状態解消ステップＳ２４での傾斜状態の解消、を繰り返し実行することが好ましい。これにより、実施形態に係る傾斜補正システム１００及び部品挿入システム１０００は、比較的長い時間をかけて部品１をハウジング２の被挿入部２ａに搬送する必要がある場合でも、一定時間ごとに部品１の傾斜状態を検出及び補正することで、保持部１１で保持されている部品１を傾斜していない状態にして、正しい姿勢とすることができる。
【0064】
挿入ステップＳ１４は、挿入動作制御部６９が、一連の傾斜補正ステップＳ１３によって部品１の傾斜状態を解消した状態で、保持部１１に保持させた部品１をハウジング２の被挿入部２ａまで搬送して被挿入部２ａに挿入するステップである。
【0065】
挿入ステップＳ１４では、具体的には、挿入動作制御部６９が、まず、保持部材移動装置４０を制御して、傾斜状態を解消した状態で部品１を保持している保持部材１０を、ハウジング２の被挿入部２ａの鉛直方向上側の位置まで搬送する。挿入ステップＳ１４では、挿入動作制御部６９が、次に、保持部材移動装置４０を制御して、傾斜状態を解消した状態で部品１を保持している保持部材１０を、ハウジング２の被挿入部２ａへ鉛直方向下側に向けて接近させることで、傾斜状態を解消した状態で保持している部品１をハウジング２の被挿入部２ａへ向けて挿入する。挿入ステップＳ１４では、挿入動作制御部６９が、最後に、保持部駆動装置２０を制御して、保持部材１０に、傾斜状態を解消した状態で保持している部品１の保持状態を解消させることで、部品１が正しい姿勢でハウジング２の被挿入部２ａに挿入される。
【0066】
本発明の実施形態に係る傾斜補正システム１００、部品挿入システム１０００、傾斜補正方法及び部品挿入方法は、以上のような構成を有するので、保持部１１で保持されている部品１の傾斜状態を、部品１を保持したまま、解消させることができるため、部品１を正しい姿勢で被挿入部２ａに挿入される可能性を向上させることができる。
【0067】
また、本発明の実施形態に係る傾斜補正システム１００、部品挿入システム１０００、傾斜補正方法及び部品挿入方法は、制御装置６０が、一定時間ごとに、応力の取得、傾斜状態の算出及び傾斜状態の解消を実行する。このため、本発明の実施形態に係る傾斜補正システム１００、部品挿入システム１０００、傾斜補正方法及び部品挿入方法は、保持部１１で保持されている部品１が搬送中に再び傾斜状態となった場合でも、再び傾斜状態を解消することができるので、部品１を正しい姿勢で被挿入部２ａに挿入される可能性をより向上させることができる。
【0068】
また、本発明の実施形態に係る傾斜補正システム１００、部品挿入システム１０００、傾斜補正方法及び部品挿入方法は、保持部１１が、保持部材１０において相対的に径方向に移動可能に設けられており、相対的に径方向の内側に移動することで部品１の外周部で外側から挟み込むように保持可能であり、相対的に径方向の外側に移動することで部品１の内側１ａで内側から保持可能である。このため、本発明の実施形態に係る傾斜補正システム１００、部品挿入システム１０００、傾斜補正方法及び部品挿入方法は、部品１の形状等に応じて、適宜保持の仕方を変更することができるので、部品１の形状等に依らず、部品１を正しい姿勢で被挿入部２ａに挿入される可能性をより向上させることができる。さらに、本発明の実施形態に係る傾斜補正システム１００、部品挿入システム１０００、傾斜補正方法及び部品挿入方法は、保持部１１が、部品１に設けられた開口の内側１ａで、部品１を保持する。このため、本発明の実施形態に係る傾斜補正システム１００、部品挿入システム１０００、傾斜補正方法及び部品挿入方法は、部品１の保持によって生じる応力をより正確に検出することができるので、より高い精度で傾斜状態を解消することができ、部品１を正しい姿勢で被挿入部２ａに挿入される可能性をより向上させることができる。
【0069】
また、本発明の実施形態に係る傾斜補正システム１００、部品挿入システム１０００、傾斜補正方法及び部品挿入方法は、制御装置６０が、隣接して設けられた保持部１１が検出した応力に基づいて、隣接して設けられた保持部１１の間の状態を見積もることが好ましい。この場合、本発明の実施形態に係る傾斜補正システム１００、部品挿入システム１０００、傾斜補正方法及び部品挿入方法は、保持部１１で保持されている部品１の傾斜状態をより高い精度で算出することができるので、より高い精度で傾斜状態を解消することができ、部品１を正しい姿勢で被挿入部２ａに挿入される可能性をより向上させることができる。
【符号の説明】
【0070】
１ 部品
１－１，１－２，１－３ 箇所
１ａ 内側
１ｐ，１ｑ グラフ
２ ハウジング
２ａ 被挿入部
１０ 保持部材
１１，１１－１，１１－２，１１－３ 保持部
２０ 保持部駆動装置
３０ 保持部材傾斜装置
４０ 保持部材移動装置
５０ 被挿入部検出装置
６０ 制御装置
６１ 処理部
６２ 記憶部
６３ 情報通信インターフェイス
６５ 保持動作制御部
６６ 応力取得部
６７ 傾斜算出部
６８ 傾斜状態解消部
６９ 挿入動作制御部
７０ 入力装置
８０ 出力装置
１００ 傾斜補正システム
１０００ 部品挿入システム
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 応力
１－１，１－２，１－３ 箇所
１ａ 内側
１ｐ，１ｑ グラフ
２ ハウジング
２ａ 被挿入部
１０ 保持部材
１１，１１－１，１１－２，１１－３ 保持部
２０ 保持部駆動装置
３０ 保持部材傾斜装置
４０ 保持部材移動装置
５０ 被挿入部検出装置
６０ 制御装置
６１ 処理部
６２ 記憶部
６３ 情報通信インターフェイス
６５ 保持動作制御部
６６ 応力取得部
６７ 傾斜算出部
６８ 傾斜状態解消部
６９ 挿入動作制御部
７０ 入力装置
８０ 出力装置
１００ 傾斜補正システム
１０００ 部品挿入システム
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 応力
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】