特許 7489202 制御装置、圧入ユニット、圧入システム及び制御方法

(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】2024-05-15

(45)【発行日】2024-05-23

(54)【発明の名称】制御装置、圧入ユニット、圧入システム及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/02 20060101AFI20240516BHJP

【ＦＩ】

B23P19/02 B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020037628

(22)【出願日】2020-03-05

(65)【公開番号】P2021137914

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2023-01-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000002325

【氏名又は名称】セイコーインスツル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】安井 良平

(72)【発明者】

【氏名】河合 聡志

(72)【発明者】

【氏名】岩舘 光男

【審査官】中田 誠二郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－１９０１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１５８２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１３１７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２７７１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２３９４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６０８５６０４（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｐ １９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧入材を軸線方向に加圧することにより被圧入材に圧入する圧入軸が前記圧入材に接触する接触面の軸線方向の位置を検出する位置センサから、前記接触面の軸線方向の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記接触面にかかる圧を検出する圧力センサから前記接触面にかかる圧の情報を取得する圧情報取得部と、
前記圧入軸が加圧方向に駆動され、前記圧情報取得部により前記圧入軸が前記圧入材に当接したことを示す所定の圧を取得したときに前記位置情報取得部が取得する前記接触面の軸線方向の位置を、前記圧入軸が前記圧入材に当接したときの前記圧入材の軸線方向の位置として求める演算部と、
前記演算部により演算された前記圧入軸が前記圧入材に当接したときの前記圧入材の軸線方向の位置と、予め記憶された前記圧入材が前記被圧入材に圧入される基準位置との差が、所定値以上であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部が所定値以上であると判定した場合に、前記圧入軸を加圧方向に駆動する駆動制御部と
を備える制御装置。

【請求項2】

前記演算部は、前記圧入材を前記被圧入材に圧入する際の加圧が解除された後、前記圧入軸が加圧方向に駆動され、前記圧情報取得部が所定の圧を取得したときに前記位置情報取得部が取得する前記接触面の位置に基づき、前記圧入材の軸線方向の位置を演算する
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記演算部は、前記圧入軸が減圧方向に駆動され、前記圧情報取得部により前記圧入軸が前記圧入材と離間したことを示す所定の圧を取得したときに前記位置情報取得部が取得する前記接触面の軸線方向の位置を、前記圧入軸が前記圧入材と離間したときの前記圧入材の軸線方向の位置として求める
請求項１又は請求項２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記判定部は、前記演算部が演算する前記圧入材の位置と、前記基準位置との差分を算出し、
前記駆動制御部は、前記判定部が算出する差分に基づき、差分が存在する場合には前記圧入軸を加圧方向に駆動することにより、先の圧入により不足した差分の圧入を後の圧入により補い、差分が存在しない場合には前記圧入軸を加圧方向に駆動しない
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の制御装置。

【請求項5】

前記判定部が算出する差分に基づき、差分が存在する場合には前記基準位置の情報が記憶された記憶部を更新し、差分が存在しない場合には前記基準位置の情報が記憶された記憶部を更新しない更新部を更に備える
請求項４に記載の制御装置。

【請求項6】

前記判定部は、前記圧入軸が減圧方向に駆動され、前記圧情報取得部が取得する前記接触面にかかる圧の情報が閾値と一致又は閾値以下となったときに前記接触面と前記圧入材とが離間していると判定する
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の制御装置。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の制御装置と、
前記接触面の軸線方向の位置を検出する位置センサと、
前記接触面にかかる圧を検出する圧力センサと、
前記圧入軸を軸線方向に駆動する駆動部と
を備える圧入ユニット。

【請求項8】

請求項７に記載の圧入ユニットと、
前記圧入ユニットから次工程の作業スペースへ、前記圧入材と前記被圧入材とを搬送する搬送ユニットと
を備える圧入システム。

【請求項9】

圧入材を軸線方向に加圧することにより被圧入材に圧入する圧入軸が前記圧入材に接触する接触面の軸線方向の位置を検出する位置センサから、前記接触面の軸線方向の位置情報を取得する位置情報取得工程と、
前記接触面にかかる圧を検出する圧力センサから前記接触面にかかる圧の情報を取得する圧情報取得工程と、
前記圧入軸が加圧方向に駆動され、前記圧情報取得工程により前記圧入軸が前記圧入材に当接したことを示す所定の圧が取得されたときに前記位置情報取得工程により取得された前記接触面の軸線方向の位置を、前記圧入軸が前記圧入材に当接したときの前記圧入材の軸線方向の位置として求める演算工程と、
前記演算工程により演算された前記圧入軸が前記圧入材に当接したときの前記圧入材の軸線方向の位置と、予め記憶された前記圧入材が前記被圧入材に圧入される基準位置との差が、所定値以上であるか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程により所定値以上であると判定された場合に、前記圧入軸を加圧方向にさらに駆動する駆動制御工程と
を有する制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置、圧入ユニット、圧入システム及び制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、圧入技術において、複数回にわたり圧入材を加圧することにより、被圧入材に対する圧入材の位置（以下、圧入位置と記載する。）を、目標とする圧入位置まで圧入する技術が知られている。（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平９－２７７１２２公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載のような従来技術によると、圧入軸と圧入材とが離隔する際に被圧入材が振動することにより、圧入位置が正確に測定できないといった問題が生じていた。圧入位置が正確に測定できないことにより、実際の圧入位置と目標とする圧入位置との間に差が生じる場合がある。

【0005】

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、被圧入材の振動による影響を受けることなく圧入材の圧入位置を測定可能な制御装置、圧入ユニット、圧入システム及び制御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】

本発明の一態様に係る制御装置は、圧入材を軸線方向に加圧することにより被圧入材に圧入する圧入軸が前記圧入材に接触する接触面の軸線方向の位置を検出する位置センサから、前記接触面の軸線方向の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記接触面にかかる圧を検出する圧力センサから前記接触面にかかる圧の情報を取得する圧情報取得部と、前記圧入軸が加圧方向に駆動され、前記圧情報取得部により前記圧入軸が前記圧入材に当接したことを示す所定の圧を取得したときに前記位置情報取得部が取得する前記接触面の軸線方向の位置を、前記圧入軸が前記圧入材に当接したときの前記圧入材の軸線方向の位置として求める演算部と、前記演算部により演算された前記圧入軸が前記圧入材に当接したときの前記圧入材の軸線方向の位置と、予め記憶された前記圧入材が前記被圧入材に圧入される基準位置との差が、所定値以上であるか否かを判定する判定部と、前記判定部が所定値以上であると判定した場合に、前記圧入軸を加圧方向に駆動する駆動制御部とを備える。

【0007】

また、本発明の一態様に係る制御装置において、前記演算部は、前記圧入材を前記被圧入材に圧入する際の加圧が解除された後、前記圧入軸が加圧方向に駆動され、前記圧情報取得部が所定の圧を取得したときに前記位置情報取得部が取得する前記接触面の位置に基づき、前記圧入材の軸線方向の位置を演算する。
また、本発明の一態様に係る制御装置において、前記演算部は、前記圧入軸が減圧方向に駆動され、前記圧情報取得部により前記圧入軸が前記圧入材と離間したことを示す所定の圧を取得したときに前記位置情報取得部が取得する前記接触面の軸線方向の位置を、前記圧入軸が前記圧入材と離間したときの前記圧入材の軸線方向の位置として求める。

【0008】

また、本発明の一態様に係る制御装置において、前記判定部は、前記演算部が演算する前記圧入材の位置と、前記基準位置との差分を算出し、前記駆動制御部は、前記判定部が算出する差分に基づき、差分が存在する場合には前記圧入軸を加圧方向に駆動することにより、先の圧入により不足した差分の圧入を後の圧入により補い、差分が存在しない場合には前記圧入軸を加圧方向に駆動しない。

【0009】

また、本発明の一態様に係る制御装置は、前記判定部が算出する差分に基づき、差分が存在する場合には前記基準位置の情報が記憶された記憶部を更新し、差分が存在しない場合には前記基準位置の情報が記憶された記憶部を更新しない更新部を更に備える。
また、本発明の一態様に係る制御装置において、前記判定部は、前記圧入軸が減圧方向に駆動され、前記圧情報取得部が取得する前記接触面にかかる圧の情報が閾値と一致又は閾値以下となったときに前記接触面と前記圧入材とが離間していると判定する。

【0010】

また、本発明の一態様に係る圧入ユニットは、上述した制御装置と、前記接触面の軸線方向の位置を検出する位置センサと、前記接触面にかかる圧を検出する圧力センサと、前記圧入軸を軸線方向に駆動する駆動部とを備える。

【0011】

また、本発明の一態様に係る圧入システムは、上述した圧入ユニットと、前記圧入ユニットから次工程の作業スペースへ、前記圧入材と前記被圧入材とを搬送する搬送ユニットとを備える。

【0012】

また、本発明の一態様に係る制御方法は、圧入材を軸線方向に加圧することにより被圧入材に圧入する圧入軸が前記圧入材に接触する接触面の軸線方向の位置を検出する位置センサから、前記接触面の軸線方向の位置情報を取得する位置情報取得工程と、前記接触面にかかる圧を検出する圧力センサから前記接触面にかかる圧の情報を取得する圧情報取得工程と、前記圧入軸が加圧方向に駆動され、前記圧情報取得工程により前記圧入軸が前記圧入材に当接したことを示す所定の圧が取得されたときに前記位置情報取得工程により取得された前記接触面の軸線方向の位置を、前記圧入軸が前記圧入材に当接したときの前記圧入材の軸線方向の位置として求める演算工程と、前記演算工程により演算された前記圧入軸が前記圧入材に当接したときの前記圧入材の軸線方向の位置と、予め記憶された前記圧入材が前記被圧入材に圧入される基準位置との差が、所定値以上であるか否かを判定する判定工程と、前記判定工程により所定値以上であると判定された場合に、前記圧入軸を加圧方向にさらに駆動する駆動制御工程とを有する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、被圧入材の振動による影響を受けることなく圧入材の圧入位置を測定可能な制御装置、圧入ユニット、圧入システム及び制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施形態に係る圧入システムの構成の一例を示す図である。

【図2】本実施形態に係る圧入システムの動作の一例を示す図である。

【図3】本実施形態に係る圧入ユニットが備える圧入制御部の機能構成の一例を示す図である。

【図4】本実施形態に係る加圧時における被圧入材のたわみについて説明するための図である。

【図5】本実施形態に係る加圧時及び減圧時における圧入反力について説明するための図である。

【図6】本実施形態に係る圧入ユニットの動作の一例を示す図である。

【図7】本実施形態に係る圧入材の位置が所定の範囲内にある場合の動作の一例を説明するための図である。

【図8】本実施形態に係る圧入材の位置が所定の範囲内にない場合の動作の一例を説明するための図である。

【図9】本実施形態に係る圧入ユニットが差分算出部を備える場合の機能構成の一例を示す図である。

【図10】本実施形態に係る圧入ユニットが更新部を備える場合の機能構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

【0016】

［圧入システム１の構成］
図１は、本実施形態に係る圧入システム１の構成の一例を示す図である。同図を参照しながら圧入システム１の構成について説明する。圧入システム１は、被圧入材８２に対し圧入材８１を加圧することにより圧入する圧入工程から、圧入工程が行われた圧入材８１及び被圧入材８２を次工程の作業スペースまで搬送する一連の動作を行う。以降の説明において、圧入システム１が行う種々の動作の方向を、ｘ軸及びｙ軸の直交座標系によって説明する場合がある。

【0017】

圧入システム１は、圧入ユニット１０と、システム制御部５０と、搬送ユニット７０とを備える。
圧入ユニット１０は、圧入制御部（制御装置）１１と、モータ（駆動部）２１と、エンコーダ（位置センサ）２２と、ロードセル（圧力センサ）２３とを備える。

【0018】

モータ２１は、圧入軸１５を軸線方向（ｙ軸方向）に駆動する。圧入軸１５は、圧入材８１を軸線方向に加圧することにより、被圧入材８２に圧入する。
以後、圧入軸１５の圧入材８１に接触する面を接触面１６と記載する。軸線方向のうち、圧入材８１を被圧入材８２加圧する方向を加圧方向（＋ｙ軸方向）と記載し、軸線方向の加圧方向とは異なる方向を減圧方向（－ｙ軸方向）と記載する。

【0019】

エンコーダ２２は、接触面１６の軸線方向の位置を検出する。
以降、位置センサがエンコーダ２２である場合の一例について説明するが、本実施形態において位置センサは、接触面１６の軸線方向の位置を検出可能な、その他のセンサにより構成されていてもよい。

【0020】

ロードセル２３は、圧入軸１５が備える接触面１６にかかる圧を検出する。
以降、圧力センサがロードセル２３である場合の一例について説明するが、本実施形態において圧力センサは、接触面１６にかかる圧を検出可能な、その他のセンサにより構成されていてもよい。

【0021】

圧入制御部１１は、エンコーダ２２から接触面１６の位置を取得し、ロードセル２３から接触面１６にかかる圧を取得する。圧入制御部１１は取得した接触面１６の位置と、接触面１６にかかる圧とに基づき、モータ２１を駆動する。

【0022】

搬送ユニット７０は、圧入材８１と、被圧入材８２とを搬送する。具体的には、搬送ユニット７０は、圧入ユニット１０の作業スペースにおいて圧入ユニット１０により圧入工程が行われた圧入材８１及び被圧入材８２を、次工程の作業スペースに搬送する。例えば、搬送ユニット７０はベルトコンベアである。

【0023】

［圧入システム１の動作］
図２は、本実施形態に係る圧入システム１の動作の一例を示す図である。同図を参照しながら、圧入システム１の動作について説明する。
（ステップＳ１１）搬送ユニット７０は、圧入ユニット１０の作業スペースに圧入材８１及び被圧入材８２を搬送する。
（ステップＳ１２）圧入ユニット１０は、圧入軸１５を加圧方向に駆動させることにより、被圧入材８２に対し圧入材８１を圧入する。
（ステップＳ１３）システム制御部５０は、圧入ユニット１０による圧入が行われた後、搬送ユニット１０を制御する。搬送ユニット７０は、圧入ユニット１０の作業スペースから次工程の作業スペースへ、圧入材８１及び被圧入材８２を搬送する。

【0024】

［圧入ユニット１０の機能構成］
図３は、本実施形態に係る圧入ユニット１０が備える圧入制御部１１の機能構成の一例を示す図である。同図を参照しながら、圧入制御部１１の機能構成について説明する。
圧入制御部１１は、位置情報取得部１１１と、圧情報取得部１１２と、演算部１１３と、判定部１１４と、駆動制御部１１５とを備える。

【0025】

位置情報取得部１１１は、エンコーダ２２から、圧入軸１５が備える接触面１６の軸線方向の位置情報（位置情報Ｉ１）を取得する。位置情報取得部１１１は、取得した位置情報Ｉ１を演算部１１３に提供する。

【0026】

圧情報取得部１１２は、ロードセル２３から、圧入軸１５が備える接触面１６にかかる圧の情報（圧情報Ｉ２）を取得する。圧情報取得部１１２は、取得した圧情報Ｉ２を演算部１１３に提供する。

【0027】

演算部１１３は、位置情報取得部１１１から位置情報Ｉ１を取得し、圧情報取得部１１２から圧情報Ｉ２を取得する。演算部１１３は、取得した位置情報Ｉ１と、圧情報Ｉ２とに基づき、圧入材８１の軸線方向の位置を演算する。具体的には、演算部１１３は、圧入軸１５が加圧方向に駆動され、圧情報取得部１１２が所定の圧を取得したとき（つまり、圧入軸１５が圧入材８１に当接したとき）の接触面１６の位置に基づき、圧入材８１の軸線方向の位置を演算する。演算部１１３は、演算した結果である圧入材８１の位置情報（圧入材位置情報Ｉ３）を判定部１１４に提供する。

【0028】

判定部１１４は、演算部１１３から圧入材位置情報Ｉ３を取得する。判定部１１４は、圧入材位置情報Ｉ３に示される圧入材８１の位置と、圧入材８１が被圧入材８２に圧入される基準位置との差が所定値以上であるか否かを判定する。
例えば、判定部１１４は、基準位置記憶部（記憶部）１２から基準位置を示す情報（基準位置情報Ｉ４）を取得する。判定部１１４は、取得した基準位置情報Ｉ４に示される基準位置と、圧入材位置情報Ｉ３に示される圧入材８１の位置とを比較し、その差が所定値以上であるか否かを判定する。
判定部１１４は、判定した結果を判定情報Ｉ５として駆動制御部１１５に提供する。

【0029】

駆動制御部１１５は、判定部１１４が判定した結果に基づき、モータ２１を駆動する。具体的には、駆動制御部１１５は判定部１１４から判定情報Ｉ５を取得し、取得した判定情報Ｉ５に基づき、モータ２１を駆動する。例えば、駆動制御部１１５は、判定部１１４により、圧入材位置情報Ｉ３に示される圧入材８１の位置情報と基準位置情報Ｉ４に示される基準位置との差が所定値以上であると判定された場合に、モータ２１を駆動することにより圧入軸１５を加圧方向に駆動する。駆動制御部１１５は、圧入軸１５を加圧方向に駆動することにより、圧入材８１の位置が、基準位置情報Ｉ４に示される基準位置に近づくよう、更に圧入する。

【0030】

図４は、本実施形態に係る加圧時における被圧入材８２のたわみについて説明するための図である。同図を参照しながら、被圧入材８２のたわみについて説明する。同図は、圧入ユニット１０の作業スペースにおいて、圧入ユニット１０が被圧入材８２に対し圧入材８１を圧入する場合の、圧入ユニット１０、圧入材８１及び被圧入材８２のｘ－ｙ平面における断面図である。

【0031】

図４（Ａ）は、加圧前の状態を示す図である。この一例において、被圧入材８２は、符号Ｌ１の厚さと符号Ｌ２の幅とを有する被加圧部８１１と、符号Ｌ３の幅と符号Ｌ４の高さとを有する支部８１２とを有する。同図に示すように構成される被圧入材８２には、圧入軸１５により圧入材８１が加圧されることにより、たわみが生じる場合がある。

【0032】

図４（Ｂ）は、加圧中の状態を示す図である。同図に示す一例において、圧入材８１は、圧入軸１５により被圧入材８２に圧入されている。ここで、被圧入材８２の被加圧部８１１の厚さＬ１と幅Ｌ２とにより、たわみが発生する場合がある。具体的には、Ｌ１：Ｌ２＝１：１～５の場合において、たわみが発生する場合がある。なお、圧入材８１の材質、はめ合い等によりたわみの発生しやすさは変動する。
図４（Ｂ）に示す一例では、被圧入材８２には符号Ｌ５のたわみが生じている。

【0033】

図４（Ｃ）は、減圧後の状態を示す図である。圧入軸１５による加圧が解除された後、被圧入材８２と、圧入軸１５が備える接触面１６とは離隔する。図４（Ｂ）に示したたわみが弾性変形によるものである場合、被圧入材８２の被加圧部８１１には復元変形（スプリングバック）が生じる。このように被圧入材８２の被加圧部８１１に弾性変形が生じることにより、符号Ｌ６に示す圧入不足が生じる。

【0034】

圧入軸１５の減圧時において、圧入軸１５が軸線方向に駆動される速さによっては、圧入軸１５が圧入材８１から離隔する際に、復元変形により被圧入材８２の被加圧部８１１に振動が生じる場合がある。
例えば、圧入軸１５が備える接触面１６と圧入材８１とが離隔する際に接触面１６の軸線方向の位置を測定する場合、被圧入材８２の被加圧部８１１に振動が生じているため、測定結果と実際の値との間に差が生じる場合がある。したがって本実施形態において、圧入ユニット１０は、接触面１６と圧入材８１とが当接する際に、接触面１６の軸線方向の位置を測定する。

【0035】

図５は、本実施形態に係る加圧時及び減圧時における圧入反力について説明するための図である。図５（Ａ）には、圧入軸１５、圧入材８１及び被圧入材８２のｘ－ｙ平面における断面図を示す。図５（Ｂ）には、圧入軸１５が備える接触面１６にかかる圧入反力の時間毎の変化を示す。図５（Ｃ）には、圧入軸１５が備える接触面１６の軸線方向の位置（座標）の時間毎の変化を示す。

【0036】

図５（Ａ－１）は時刻ｔ１１以前における状態を示す図である。
時刻ｔ１１以前において、圧入軸１５は圧入材８１と離隔した状態で停止している。圧入軸１５は圧入材８１と離隔しているため、圧入反力はゼロである。
圧入軸１５の停止位置の座標をゼロとする。時刻ｔ１１以前において、座標はゼロである。時刻ｔ１１において、圧入軸１５は加圧方向に駆動される。

【0037】

図５（Ａ－２）は時刻ｔ１２における状態を示す図である。時刻ｔ１２において、接触面１６と圧入材８１とは当接する。すなわち、時刻ｔ１２において圧入反力が発生する。圧入制御部１１は、圧入制御部１１が取得する接触面１６の圧が、閾値Ｐｔｈと一致した場合又は閾値Ｐｔｈを超えた場合には、接触面１６と圧入材８１とは当接していると判定する。

【0038】

時刻ｔ１２から時刻ｔ１３において、圧入軸１５は加圧方向に駆動される。時刻ｔ１２から時刻ｔ１３において、座標の変化に伴い、圧入反力は変化する。
時刻ｔ１３から時刻ｔ１４において、圧入軸１５は加圧状態を保持したまま制止される。

【0039】

時刻ｔ１４において、圧入軸１５は減圧方向に駆動される。時刻ｔ１４から時刻ｔ１５において、座標の変化に伴い、圧入反力は変化する。時刻ｔ１５において、接触面１６と圧入材８１とは離隔する。すなわち、時刻ｔ１５において圧入反力は消失する。圧入制御部１１は、圧入制御部１１が取得する接触面１６の圧が、閾値Ｐｔｈと一致した場合又は閾値Ｐｔｈ以下になった場合には、接触面１６と圧入材８１とは離隔していると判定する。

【0040】

図５（Ａ－３）は時刻ｔ１６以降における状態を示す図である。時刻ｔ１６以降において、圧入軸１５は圧入材８１と離隔した状態で停止している。圧入軸１５は圧入材８１と離隔しているため、圧入反力はゼロである。

【0041】

図６は、本実施形態に係る圧入ユニット１０の動作の一例を示す図である。同図を参照しながら、圧入ユニット１０の一連の動作について説明する。
（ステップＳ２１）駆動制御部１１５は、圧入材８１を被圧入材８２に特定量圧入する。例えば特定量とは、不図示の記憶部に記憶された値である。駆動制御部１１５は、特定量の圧入を行うと、処理をステップＳ２２に進める。

【0042】

（ステップＳ２２）演算部１１３は、ステップＳ２１による圧入材８１を被圧入材８２に圧入する際の加圧が解除された後、圧入材８１の軸線方向の位置を演算する。駆動制御部１１５は圧入軸１５の接触面１６を軸線方向に駆動し、圧情報取得部１１２は接触面１６にかかる圧の情報を取得する。演算部１１３は、接触面１６の圧が、所定の閾値と一致した場合又は閾値Ｐｔｈを超えた場合には、接触面１６と圧入材８１とは当接していると判定する。演算部１１３は、接触面１６と圧入材８１とが当接した状態における接触面１６の位置情報を、圧入材８１の軸線方向の位置として算出する。

【0043】

（ステップＳ２３）判定部１１４は、演算部１１３が算出した圧入材８１の軸線方向の位置と、基準位置情報とを比較し、圧入材８１の位置が所定の範囲内にあるか否かを判定する。圧入材８１が所定の範囲内にある場合（すなわち、ステップＳ２３；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ２５に進める。圧入材８１が所定の範囲内にない場合（すなわち、ステップＳ２３；ＮＯ）には、処理をステップＳ２４に進める。

【0044】

（ステップＳ２４）駆動制御部１１５は、圧入軸１５を駆動することにより、圧入材８１を更に被圧入材８２に圧入する。駆動制御部１１５は、更に圧入を行った後、処理をステップＳ２２に進める。

【0045】

（ステップＳ２５）搬送ユニット７０は、圧入材８１及び被圧入材８２を、圧入ユニット１０の作業スペースから、次工程の作業スペースに移動させる。搬送ユニット７０は搬送を行った後、処理を終了する。

【0046】

図７は、本実施形態に係る圧入材８１の位置が所定の範囲内にある場合の動作の一例を説明するための図である。図７（Ａ）には、圧入軸１５が備える接触面１６にかかる圧入反力の時間毎の変化を示す。図７（Ｂ）には、圧入軸１５が備える接触面１６の軸線方向の位置（座標）の時間毎の変化を示す。

【0047】

時刻ｔ２１以前において、圧入軸１５は停止位置で、圧入材８１と離隔した状態で停止している。圧入軸１５は圧入材８１と離隔しているため、圧入反力はゼロである。時刻ｔ２１において、圧入軸１５は加圧方向に駆動される。時刻ｔ２２において、接触面１６と圧入材８１とは、座標ｚ２１で当接する。すなわち、被圧入材８２には、時刻ｔ２２において圧入反力が発生する。圧入軸１５は、時刻ｔ２２から時刻ｔ２３において加圧方向に駆動され、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４において加圧状態を保持したまま制止される。接触面１６が加圧状態を保持したまま制止される場合の座標は、座標ｚ２２であり、接触面１６が加圧状態を保持したまま制止しているときの圧入反力は圧入反力ｆ２１である。

【0048】

時刻ｔ２４から時刻ｔ２６において、圧入軸１５は減圧方向に駆動される。時刻ｔ２５において、接触面１６と圧入材８１とは座標ｚ２３で離隔する。圧入材８１は、被圧入材８２に圧入されているため、加圧方向（＋ｙ軸方向）において、座標ｚ２３は、座標ｚ２１より大きい。

【0049】

圧入軸１５は、時刻ｔ２７において、加圧方向に駆動される。時刻ｔ２８において接触面１６と圧入材８１とは座標ｚ２４で当接する。この一例において、座標ｚ２４は所定の範囲内であるため、圧入軸１５は更に加圧を行わず、減圧方向に駆動される。圧入材８１と被圧入材８２とは、搬送ユニット７０により次工程の作業スペースに搬送される。

【0050】

図８は、本実施形態に係る圧入材８１の位置が所定の範囲内にない場合の動作の一例を説明するための図である。図７（Ａ）には、圧入軸１５が備える接触面１６にかかる圧入反力の時間毎の変化を示す。図７（Ｂ）には、圧入軸１５が備える接触面１６の軸線方向の位置（座標）の時間毎の変化を示す。
同図における一例では、圧入材８１の位置が所定の範囲内にない場合である点において図７と異なる。図７と同じタイミングについては、同様の符号を付すことにより説明を省略する場合がある。

【0051】

圧入軸１５は、時刻ｔ３１において、加圧方向に駆動される。時刻ｔ３２において接触面１６と圧入材８１とは座標ｚ３１で当接する。この一例において、座標ｚ３１は所定の範囲内でないため、圧入軸１５は加圧方向に更に駆動される。
圧入軸１５は、時刻ｔ３２から時刻ｔ３３において加圧方向に更に駆動され、時刻ｔ３３において座標ｚ３３で制止される。圧入軸１５は、時刻ｔ３３から時刻ｔ３４において加圧状態を保持したまま制止される。

【0052】

時刻ｔ３４から時刻ｔ３６において、圧入軸１５は減圧方向に駆動される。時刻ｔ３５において、接触面１６と圧入材８１とは座標ｚ３２で離隔する。この場合、１回目の圧入工程より更に圧入されているため、座標ｚ３２は、座標ｚ２３より大きい。

【0053】

次に、図７にて説明したように、圧入軸１５は、時刻ｔ２７において、加圧方向に駆動される。時刻ｔ２８において接触面１６と圧入材８１とは座標ｚ２４で当接する。この一例において、座標ｚ２４は所定の範囲内であるため、圧入軸１５は更に加圧を行わず、減圧方向に駆動される。圧入材８１と被圧入材８２とは、搬送ユニット７０により次工程の作業スペースに搬送される。

【0054】

このように、本実施形態に係る圧入ユニット１０の圧入制御部１１は、演算部１１３が算出した圧入材８１の軸線方向の位置と、基準位置情報とを比較し、圧入材８１の位置が所定の範囲内にあるか否かを判定する判定部１１４と、判定部１１４が所定値以上であると判定した場合に、圧入軸１５を加圧方向に駆動する駆動制御部１１５とを備える。

【0055】

［差分算出部１１６］
図９は、本実施形態に係る圧入ユニット１０Ａの圧入制御部１１Ａが差分算出部１１６を備える場合の機能構成の一例を示す図である。圧入ユニット１０Ａは、差分算出部１１６を備える点において、圧入ユニット１０とは異なる。圧入ユニット１０と同様の構成については、図３と同様の符号を付すことにより、説明を省略する場合がある。

【0056】

この一例において、圧入制御部１１Ａの判定部１１４Ａは差分算出部１１６を備える。圧入制御部１１Ａ及び判定部１１４Ａは、それぞれ、圧入制御部１１及び判定部１１４の一例である。差分算出部１１６は、圧入材位置情報Ｉ３に示される圧入材８１の位置と、基準位置情報Ｉ４に示される基準位置を示す情報との差分を算出する。判定部１１４Ａは、差分算出部１１６が算出した差分を、差分情報Ｉ７とし、判定情報Ｉ５と共に駆動制御部１１５に提供する。
この場合、駆動制御部１１５は、差分情報Ｉ７に示される差分に基づいて、圧入軸１５を加圧方向に駆動する。

【0057】

［更新部１１７］
図１０は、本実施形態に係る圧入ユニット１０Ｂの圧入制御部１１Ｂが更新部１１７を備える場合の機能構成の一例を示す図である。圧入ユニット１０Ｂは、更新部１１７を備える点において、圧入ユニット１０Ａとは異なる。圧入ユニット１０Ａと同様の構成については、図９と同様の符号を付すことにより、説明を省略する場合がある。

【0058】

この一例において、圧入制御部１１Ｂは更新部１１７を備える。圧入制御部１１Ｂは、圧入制御部１１の一例である。更新部１１７は、差分算出部１１６が算出した差分情報Ｉ７を取得する。更新部１１７は、差分情報Ｉ７に基づいて、基準位置記憶部１２を更新する。
すなわち、更新部１１７は、圧入材位置情報Ｉ３に示される圧入材８１の位置と、基準位置情報Ｉ４に示される基準位置を示す情報との間に差分がある場合には、その差分を補正するよう更新部１１７により基準位置情報Ｉ４を更新する。

【0059】

［実施形態の効果のまとめ］
以上説明したように、圧入ユニット１０は、エンコーダ２２が検出した接触面１６の軸線方向の位置と、ロードセル２３が検出した接触面１６にかかる圧とに基づき、圧入材８１の位置を検出する。具体的には、圧入軸１５が加圧方向に駆動され、接触面１６と圧入材８１とが当接したときの接触面１６の位置に基づき、圧入材８１の軸線方向の位置を検出する。圧入ユニット１０は、検出した圧入材８１の位置が所定の範囲内にない場合、更に圧入を行う。
したがって、圧入ユニット１０が測定する圧入材８１の位置は、被圧入材８２の弾性変形による振動の影響を受けない。よって、圧入ユニット１０は、被圧入材８２の振動による影響を受けることなく圧入材８１の圧入位置を測定することができる。

【0060】

また、上述した実施形態によれば、圧入ユニット１０は、加圧が解除された後、圧入軸１５が圧入材８１に当接したときの位置情報に基づき、圧入材８１の軸線方向の位置を算出する。したがって、圧入ユニット１０は、圧入を行った後、圧入後の圧入材８１の軸線方向の位置を、被圧入材８２の振動による影響を受けることなく検出することができる。

【0061】

また、上述した実施形態によれば、圧入ユニット１０は、演算部１１３が算出する圧入材８１の軸線方向の位置と、基準位置との差を算出し、算出された差分に基づき圧入軸１５を駆動する。したがって、圧入ユニット１０は、先の圧入により不足した差分の圧入を、後の圧入により補うことができる。

【0062】

また、上述した実施形態によれば、圧入ユニット１０は、基準位置記憶部１２に記憶された基準位置情報Ｉ４を更新する更新部１１７を更に備える。更新部１１７は、差分算出部１１６が算出した差分に基づき、基準位置記憶部１２に記憶された基準位置情報Ｉ４を更新する。したがって、圧入ユニット１０は、検出された圧入材８１の軸線方向の位置と、基準位置との差がある場合には、基準位置の情報を更新することにより、圧入による誤差の発生を抑制することができる。

【0063】

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明したが、具体的な構成が上述した実施形態に限られるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での設計変更等も含まれる。

【0064】

本実施例において、駆動部としてモータ２１を使用した例を挙げたが、圧入材８１の軸線方向の位置を被圧入材８２に対して調整可能なアクチュエータであればよい。例えば、比較的大きな圧入材では油圧シリンダ等を用い、比較的小さな圧入材ではピエゾアクチュエータ等を用いてもよい。

【符号の説明】

【0065】

１…圧入システム、１０…圧入ユニット、５０…システム制御部、７０…搬送ユニット、８１…圧入材、８２…被圧入材、１１…圧入制御部、１５…圧入軸、１６…接触面、２１…モータ、２２…エンコーダ、２３…ロードセル、１１１…位置情報取得部、１１２…圧情報取得部、１１３…演算部、１１４…判定部、１１５…駆動制御部、１２…基準位置記憶部、Ｉ１…位置情報、Ｉ２…圧情報、Ｉ３…圧入材位置情報、Ｉ４…基準位置情報、Ｉ５…判定情報、Ｉ６…駆動情報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】