(57)【要約】      （修正有）【課題】プラグ装着作業に起因するドラム缶内容物の汚染を極めて効果的に抑制することができるプラグ装着装置を提供する。【解決手段】ドラム缶３０の口金フランジ１０にプラグ２０を装着するプラグ装着装置であって、プラグ供給手段、プラグつめ検出用カメラ１２０、口金フランジ検出用カメラ１４０、高さセンサ１５０、プラグ装着手段１３０、および制御手段とを備え、前記プラグ装着手段１３０が、前記プラグ２０の凹部内側をチャックして該プラグ２０を保持するプラグ保持部１３１と、前記プラグ保持部１３１を、前記口金フランジ１０の傾斜に倣って傾動自在に支持する支持部１３２と、前記プラグ保持部１３１を、高さ方向および前記高さ方向と直交する水平方向に駆動する駆動部と、前記プラグ保持部１３１によって保持されたプラグ２０を回転させる回転用モータ１３３と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドラム缶の口金フランジにプラグを装着するプラグ装着装置であって、
プラグ供給手段と、
プラグ供給手段によって供給されたプラグのつめ位置を検出するプラグつめ検出用カメラと、
前記ドラム缶の口金フランジの位置を検出する口金フランジ検出用カメラと、
前記ドラム缶の天板高さを測定する高さセンサと、
前記プラグを前記口金フランジに装着するプラグ装着手段と、
前記プラグつめ検出用カメラ、前記口金フランジ検出用カメラ、および前記高さセンサによって得られた情報に基づいて前記プラグ装着手段を制御する制御手段と、を備え、
前記プラグ装着手段が、
前記プラグの凹部内側をチャックして当該プラグを保持するプラグ保持部と、
前記プラグ保持部を、前記口金フランジの傾斜に倣って傾動自在に支持する支持部と、
前記プラグ保持部を、高さ方向および前記高さ方向と直交する水平方向に駆動する駆動部と、
前記プラグ保持部によって保持されたプラグを回転させる回転用モータと、を有する、
プラグ装着装置。
【請求項２】
さらに前記回転用モータの回転トルクを検知するトルク検知手段を備え、
前記プラグを前記口金フランジに装着する際に、前記制御装置が、前記トルク検知手段で検知された回転トルクに応じて前記プラグ装着手段を制御する、請求項１に記載のプラグ装着装置。
【請求項３】
前記プラグ供給手段が、少なくとも１つの垂直多関節ロボットを有する、請求項１または２に記載のプラグ装着装置。
【請求項４】
前記プラグ供給手段が、少なくとも１つのプラグ検査部を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラグ装着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドラム缶の口金フランジにプラグ（口金プラグ）を自動的に装着することができるプラグ装着装置に関し、特に、処理効率に優れ、かつ、プラグ装着作業に起因するドラム缶内の汚染を極めて効果的に抑制することができるプラグ装着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドラム缶は、石油製品や化成品を初めとする各種液体の運搬や貯蔵のための容器として幅広く使用されている。
【０００３】
一般的なドラム缶の天板面には、内容物を出し入れするための注入口としての大栓と、換気口としての小栓が設けられており、各口栓は、通常、図１に示すように、内周面に雌ネジが切られた口金フランジ１０と、前記口金フランジに螺合する雄ネジが外周面に切られたプラグ（栓）２０とで構成されている。
【０００４】
前記プラグの口金フランジへの装着、および口金フランジからの取り外しは、レンチ、スパナなどを用いて手作業で行うことができるが、近年では作業の効率化、省力化、安全性確保などの観点からプラグ着脱作業の自動化が進められている。そして、口金フランジへのプラグの着脱を自動的に行うための様々な装置が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、プラグを回転させるフィンガー部材と、口金フランジの外周を挟持する爪部材とを有するプラグ自動着脱装置が提案されている。
【０００６】
また、特許文献２では、ドラム缶の口金フランジを挟持する口金挟持部と、プラグを口金フランジに螺合させるプラグ把持部とを備え、ドラム缶に内容物を充填した後にプラグを自動的に取り付けることができる充填機が提案されている。また、前記充填機は、プラグを逆ねじ方向に回転させる逆回転手段と、前記逆回転した後にプラグを正回転させる正回転手段とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１−０４７３８９号公報
【特許文献２】特開平０６−２５５６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１、２に記載されているような従来の装置を使用してプラグを装着すると、ドラム缶内に微細な異物が混入し、その結果、ドラム缶内容物が汚染されてしまうという問題があった。
【０００９】
ドラム缶内容物の汚染を評価する指標の代表的なものとしては、オイル汚染度の管理指標であるＮＡＳ（National Aerospace Standard）等級が広く用いられている。ＮＡＳ等級では、液体中に含まれる汚染粒子の粒径と個数によって、最も清浄な００級から最も汚染粒子が多い１２級の間で汚染度の等級が定められている。用途にもよるが、近年では０級や００級と言った極めて高い清浄度が求められることもあるため、プラグ装着作業に起因するドラム缶内の汚染を防止することが求められる。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、プラグ装着作業に起因するドラム缶内容物の汚染を極めて効果的に抑制することができるプラグ装着装置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】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決するために検討を行った結果、次の知見を得た。
【００１２】
（１）特許文献１、２に記載された装置を初めとする従来の装置では、位置合せや固定のために、口金フランジを外側から機械的に挟持している。しかし、一般的なドラム缶の外面は塗装されているため、前記挟持により口金フランジの外周面、特にフランジのカール部分の塗膜が剥離して、ドラム缶内に混入してしまう。
【００１３】
（２）したがって、口金フランジを挟持して位置合せすることなくプラグを装着することができれば、上記（１）の塗膜混入を防止することができる。
【００１４】
（３）ドラム缶用プラグには鋼製プラグや樹脂製プラグなどがあるが、鋼製プラグの表面には耐食性向上のために亜鉛めっき処理、化成処理、塗装などが施されている。また、図１に示したように、鋼製、樹脂製を問わず、プラグ２０の外周には、密閉性確保のためのパッキン（ガスケット）２１が装着されている。したがって、プラグ装着作業時に、プラグの外周面を把持すると、めっき皮膜や塗膜の剥離やパッキンの破損による破片が発生し、前記破片がドラム缶内に混入してしまう。
【００１５】
（４）したがって、プラグの外側に触れることなくプラグを装着することができれば、上記（３）の破片混入を防止することができる。
【００１６】
（５）口金フランジにプラグをねじ込む際には、プラグと口金フランジとが擦れるため切粉が発生し、前記切粉がドラム缶内に混入してしまう。前記切粉の発生量は、ねじ込み時にプラグにかかるストレスが大きいほど多くなる。
【００１７】
（６）また、手作業で行うか機械で行うかにかかわらず、通常は、プラグをねじ込むためにはフランジ側のネジ開始位置とプラグ側のネジ開始位置とを合わせるために、一旦、プラグを逆回転させ、互いのネジがかみ合ったところで正回転させてねじ込みを行う必要がある。特許文献２にはこのことが明記されているが、従来は前記逆回転工程なしではスムーズにプラグをねじ込むことが出来なかったため、明示が無い場合でも通常、前記逆回転−正回転の手順が採用されていたのが実状である。その結果、切粉発生量が多くなることに加え、プラグ装着に要する時間が長くなるため処理効率が低いという問題があった。
【００１８】
（７）プラグ装着時に、プラグを口金フランジの傾きに倣わせるとともに、口金フランジに対するプラグの位置合せを正確に行うことにより、ねじ込み時にプラグにかかるストレスを十分に低減し、かつ、前記逆回転工程を不要とすることができる。そしてその結果、上記（５）、（６）の切粉発生量を低減することができることに加え、プラグ装着に要する時間を短縮することができる。
【００１９】
（８）上記（２）、（４）、および（７）の改良点を総合的に組み合わせることによって、プラグ装着作業に起因するドラム缶内の汚染を極めて効果的に抑制することができる。
【００２０】
本発明は前記知見に基づいてなされたものであり、その要旨構成は、次のとおりである。
【００２１】
１．ドラム缶の口金フランジにプラグを装着するプラグ装着装置であって、
プラグ供給手段と、
プラグ供給手段によって供給されたプラグのつめ位置を検出するプラグつめ検出用カメラと、
前記ドラム缶の口金フランジ位置を検出する口金フランジ検出用カメラと、
前記ドラム缶の天板高さを測定する高さセンサと、
前記プラグを前記口金フランジに装着するプラグ装着手段と、
前記プラグつめ検出用カメラ、前記口金フランジ検出用カメラ、および前記高さセンサによって得られた情報に基づいて前記プラグ装着手段を制御する制御手段と、を備え、
前記プラグ装着手段が、
前記プラグの凹部内側をチャックして当該プラグを保持するプラグ保持部と、
前記プラグ保持部を、前記口金フランジの傾斜に倣って傾動自在に支持する支持部と、
前記プラグ保持部を、高さ方向および前記高さ方向と直交する水平方向に駆動する駆動部と、
前記プラグ保持部によって保持されたプラグを回転させる回転用モータと、を有する、
プラグ装着装置。
【００２２】
２．さらに前記回転用モータの回転トルクを検知するトルク検知手段を備え、
前記プラグを前記口金フランジに装着する際に、前記制御装置が、前記トルク検知手段で検知された回転トルクに応じて前記プラグ装着手段を制御する、上記１に記載のプラグ装着装置。
【００２３】
３．前記プラグ供給手段が、少なくとも１つの垂直多関節ロボットを有する、上記１または２に記載のプラグ装着装置。
【００２４】
４．前記プラグ供給手段が、少なくとも１つのプラグ検査部を有する、上記１〜３のいずれか一項に記載のプラグ装着装置。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のプラグ装着装置によれば、短時間で効率的にプラグを膠着できることに加え、プラグ装着作業に起因するドラム缶内の汚染を極めて効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】一般的なドラム缶の口金フランジとプラグの構造を示す断面も模式図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるプラグ装着装置の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるプラグ装着装置本体部の構造を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるチャック部材とプラグの構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
次に、本発明を実施する方法について具体的に説明する。なお、以下の説明は、本発明の好適な実施態様を示すものであり、本発明は以下の説明によって何ら限定されるものではない。
【００２８】
本発明の一実施形態におけるプラグ装着装置は、次の（１）〜（６）の各手段を備えている。以下、これらの各手段について説明する。
（１）プラグ供給手段
（２）プラグつめ検出用カメラ
（３）口金フランジ検出用カメラ
（４）高さセンサ
（５）プラグ装着手段
（６）制御手段
【００２９】
［プラグ供給手段］
前記プラグ供給手段としては、後述するプラグ装着手段にプラグを供給することができる装置であれば任意の装置を用いることができる。前記プラグ供給手段は、例えば、パーツフィーダ、ロボットなどを備えることができる。前記パーツフィーダやロボットなどは、プラグを１つずつ供給するためのフィード部として用いることができる。
【００３０】
前記プラグ供給手段は、１または２以上のフィード部を備えることができる。複数のフィード部を備える場合には、各フィード部から異なるプラグを供給することができる。例えば、第１のフィード部を大栓用プラグの供給に、第２のフィード部を小栓用プラグの供給に用いることができる。また、ドラム缶用プラグには、形状、材質、表面処理、パッキンの種類などが異なる様々なタイプのものがある。したがって、プラグの種類ごとに複数のフィード部を設けることもできる。
【００３１】
前記パーツフィーダとしては、例えばドラムフィーダを用いることができる。パーツフィーダを用いることにより、低コストでプラグ供給手段を構成することができる。しかし、パーツフィーダでプラグを供給した場合、パーツフィーダの内部でプラグ同士が接触するため、プラグ表面に設けられているめっき皮膜や塗膜が剥離して剥離片が生じる場合がある。前記剥離片の一部はプラグに付着するため、その剥離片が付着したプラグをそのまま口金フランジに装着すると、該剥離片がドラム缶の内部に混入してしまう。そのため、コンタミネーション抑制の観点からはロボットを用いることが好ましく、前記プラグ供給手段はパーツフィーダを備えないことが好ましい。また、ロボットを用いる場合、該ロボットの周囲に複数種類のプラグを置いておけば、１台のロボットで複数種類のプラグを供給することもできる。
【００３２】
前記ロボットとしては、例えば、ＸＹＺ軸に駆動可能な直交ロボット、水平多関節ロボット、垂直多関節ロボットなど、任意のロボットを使用できるが、どのような向きや状態でおかれているプラグにも対応するという観点からは、垂直多関節ロボットを用いることが好ましい。ロボットを用いることにより、プラグ同士の接触による剥離片の発生を防止しつつ、確実にプラグの供給を行うことができる。
【００３３】
前記プラグ供給手段は、さらに１または２以上のプラグ搬送部を備えることもできる。前記プラグ搬送部は、例えば、前記フィード部によって１つずつフィードされたプラグを、さらに後述するプラグ装着手段に受け渡すための位置に搬送することができる。前記プラグ供給手段が、複数のフィード部を備える場合には、フィード部１つごとに１つのプラグ搬送部を備えることもできる。
【００３４】
前記プラグ搬送部としては、例えば、ベルトコンベアなどのコンベアや、ロボットを用いることができる。前記ロボットとしては、直交ロボット、水平多関節ロボット、垂直多関節ロボットなど、任意のロボットを使用できるが、動作の自由度の高さという観点からは、垂直多関節ロボットを用いることが好ましい。
【００３５】
［プラグ検査部］
上記プラグ供給手段は、さらに少なくとも１つのプラグ検査部を有することが好ましい。上述したように、ドラム缶用のプラグとしては、様々な種類のプラグが使用されている。したがって、プラグ検査部を備えることにより、供給しようとしているプラグが所望の種類のプラグであるかを検査することができる。また、プラグ検査部により、プラグへの異物の付着など、他の検査を行うこともできる。
【００３６】
前記プラグ検査部としては、プラグの検査を行うことができる装置であれば任意の装置を用いることができる。前記プラグ検査装置の例としては、カメラで撮影した画像に基づいて検査を行う外観検査装置などが挙げられる。
【００３７】
前記プラグ検査部は、任意の位置に設けることができる。例えば、前記プラグ搬送部としてコンベアを用いる場合には、前記コンベアにプラグ検査部を設けてもよい。また、前記プラグ搬送部としてロボットを用いる場合には、前記ロボットとして、外観検査装置としての機能を有するロボットを用いることにより、プラグ搬送部がプラグ検査部を兼ねることが好ましい。これにより、迅速にプラグの検査と搬送を行うことができ、処理効率をさらに向上させることができる。
【００３８】
［プラグつめ検出用カメラ］
図１に示したように、プラグ２０の凹部内側には、開閉作業時にレンチなどを固定するための突起であるつめ２２（プラグ回し用つめ）が設けられている。本発明では、上記プラグつめ検出用カメラを用いて前記つめを検出する。後述するプラグ装着手段のプラグ保持部は、前記プラグつめ検出用カメラによって得られた情報に基づいてプラグを把持する。これにより、プラグの形状が異なる場合であっても確実にプラグを把持することができる。
【００３９】
［口金フランジ検出用カメラ］
上記口金フランジ検出用カメラにより、ドラム缶の天板に設けられている口金フランジを検出する。前記口金フランジ検出用カメラで得られた情報に基づいて、プラグ装着部を移動させてプラグを口金フランジへ装着する。そのため、従来のように口金フランジを機械的に挟持して位置合せや固定を行うことなく、正確に位置合せを行うことができ、その結果、プラグをねじ込む際のストレスを低減できる。前記口金フランジ検出用カメラは１台であってもよいが、大栓用と小栓用に２台あってもよい。
【００４０】
上記プラグつめ検出用カメラおよび口金フランジ検出用カメラとしては、特に限定されることなく、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラなど、任意のカメラを用いることができる。上記プラグつめ検出用カメラおよび口金フランジ検出用カメラは、その目的から、ドラム缶の天板面よりも上方に、下方へ向けて設置することが好ましい。
【００４１】
［高さセンサ］
上記高さセンサにより、ドラム缶の天板面の高さを測定する。通常のドラム缶における口金フランジは、該ドラム缶の天板面から立ち上がるように設けられているが、口金フランジの高さは既知であるため、天板面の高さが分かればフランジの上下（Ｚ軸）方向位置を特定することができる。したがって、前記高さセンサによって得られた情報に基づいて前記プラグ装着手段を制御することにより、正確に位置合せを行うことが可能となり、その結果、プラグをねじ込む際のストレスを低減できる。
【００４２】
前記高さセンサとしては、例えば、レーザー変位計を用いることができる。
【００４３】
［プラグ装着手段］
上記プラグ装着手段により、上記プラグ供給手段によって供給されたプラグを把持し、口金フランジへねじ込んで装着する。前記プラグ装着装置は前記動作を行うために、次の（ａ）〜（ｄ）を有している。
（ａ）プラグ保持部
（ｂ）支持部
（ｃ）駆動部
（ｄ）回転用モータ
【００４４】
（プラグ保持部）
前記プラグ保持部によりプラグを保持する。その際、前記プラグ保持部は、プラグの凹部内側をチャックすることが重要である。内側をチャックすることにより、プラグの外側に触れる必要がなくなり、その結果、プラグの外側に設けられためっき皮膜や塗膜の剥離やパッキンの損傷を防ぎ、剥離片のドラム缶内への混入を防止できる。
【００４５】
前記プラグ保持部がプラグ保持する方式は特に限定されず、任意の方式とすることができる。例えば、平行に開閉動作が可能な１対の対向するチャック部材を用いることができる。前記チャック部材をプラグ凹部内に侵入させた状態でチャック部材を開動作させてプラグ内壁に押し当てることによりプラグ外側に触れることなくプラグを把持することができる。前記チャックとしては、例えば、平行開閉形のエアチャックを用いることが好ましい。
【００４６】
（支持部）
前記プラグ保持部は、支持部によって、前記口金フランジの傾斜に倣って傾動自在に支持される。これにより、ドラム缶が傾いている場合であっても、その傾斜に倣うようにプラグ保持部を傾動させ、口金フランジとプラグとを平行に保った状態でねじ込みを行うことができる。そしてその結果、ねじ込みの際にネジ部にかかるストレスを低減し、切粉の発生を抑制することができる。
【００４７】
（駆動部）
上記プラグ装着手段は、前記プラグ保持部を、高さ方向および前記高さ方向と直交する水平方向に駆動するための駆動部を有している。これにより、上述したプラグつめ検出用カメラ、口金フランジ検出用カメラ、および高さセンサによって得られた情報に基づいて、正確に位置合せを行うことが可能となり、その結果、プラグをねじ込む際のストレスを低減できる。
【００４８】
前記駆動部の方式は特に限定されないが、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の各方向に独立して移動させることが可能な装置を用いることが好ましい。例えば、単軸方向に駆動可能な駆動装置（単軸ロボット）を２台またはそれ以上組み合わせて用いてもよい。
【００４９】
（回転用モータ）
上記プラグ装着手段は、前記プラグ保持部によって保持されたプラグを回転させる回転用モータを有する。前記回転用モータを用いてプラグのねじ込み動作が行われる。前記モータとしては、特に限定されることなく任意のモータを用いることが出来るが、サーボモータを用いることが好ましい。
【００５０】
［制御手段］
本発明のプラグ装着装置は、前記プラグつめ検出用カメラ、前記口金フランジ検出用カメラ、および前記高さセンサによって得られた情報に基づいて前記プラグ装着手段を制御する制御手段を備える。これにより、前記カメラやセンサによって得られた情報に基づいて、正確に位置合せを行うことが可能となり、その結果、プラグをねじ込む際のストレスを低減できる。前記制御手段としては、例えば、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）や汎用コンピュータなどを用いることができる。
【００５１】
［トルク検知手段］
本発明のプラグ装着装置は、さらに前記回転用モータの回転トルクを検知するトルク検知手段を備えることが好ましい。プラグを口金フランジに装着する際に、上記制御装置が、前記トルク検知手段で検知された回転トルクに応じて前記プラグ装着手段を制御することにより、さらにネジ部にかかるストレスを低減し、切粉の発生を抑制することができる。
【００５２】
前記回転トルクに基づく制御の内容は、特に限定されないが、例えば、回転トルクに応じて前記駆動部のＺ軸方向への移動、すなわち、下方への移動を制御することができる。
【００５３】
［その他］
本発明のプラグ装着装置は、さらに必要に応じて他の装置を備えることができる。例えば、プラグを装着する位置へドラム缶を設置し、プラグ装着後のドラム缶を搬出するためのドラム缶搬送装置を有することができる。
【００５４】
また、さらにドラム缶内の汚染を低減するという観点からは、外部からの埃の侵入を防ぐためのカバー部材、プラグへの異物の付着を防止するための除電気（静電気除去装置）、プラグに付着した異物を除去するためのブロアから選択される少なくとも１つを備えることが好ましい。前記除電気とブロアは、静電除去ブロアで兼ねることもできる。
【００５５】
（実施形態）
次に、本発明の一実施形態におけるプラグ装着装置について、さらに図面を参照して説明する。
【００５６】
図２に、本発明の一実施形態におけるプラグ装着装置の構成を示す概略図である。本実施形態のプラグ装着装置は、プラグ供給手段と、前記プラグ供給手段以外の部分からなる。ここでは前記プラグ供給手段以外の部分を便宜的に「本体部」と称する。
【００５７】
前記プラグ供給手段は、第１の垂直多関節ロボットと第２の垂直多関節ロボットを備えている。前記第１の垂直多関節ロボットはフィード部として機能するものであり、具体的には、該垂直多関節ロボットの周囲に置かれた複数種類のプラグから適切な種類のものを選択してピッキングし、該プラグを第２の垂直多関節ロボットへ受け渡すための受け渡し位置へ置く。
【００５８】
前記第２の垂直多関節ロボットは、プラグの外観検査装置を内蔵したものであり、搬送部およびプラグ検査部として機能する。前記第２の垂直多関節ロボットは、前記受け渡し位置に置かれたプラグを把持し、内蔵した外観検査装置のカメラと画像処理装置によって正しい種類のプラグであるかどうかを確認する。プラグの種類が誤っている場合には、当該プラグを使用せず、別の位置に回収する。プラグの種類が適切であった場合には、該プラグを本体部へ搬送し、後述する受け渡し台上に置く。
【００５９】
図３は、本実施形態におけるプラグ装着装置の本体部１００の構造を示す模式図である。本体部１００には、前記第２の垂直多関節ロボットによって搬送されてきたプラグ２０を載置するための受け渡し台１１０が設けられている。受け渡し台１１０の上方には、載置されたプラグ２０の略直上となる位置に、プラグつめ検出用カメラ１２０が設置されている。
【００６０】
受け渡し台１１０の上方、プラグつめ検出用カメラ１２０の下方となる位置には、プラグ装着手段１３０が設置されている。プラグ装着手段１３０は、プラグを保持するためのプラグ保持部１３１と、プラグ保持部を支持する支持部１３２を有している。プラグ保持部１３１の先端には、プラグ２０の凹部内側をチャックして該プラグを保持するための、１対の対向するチャック部材１３１ａが設けられている。また、支持部１３２には、図示されない３つのバネが内蔵されており、プラグ保持部１３１は前記バネを介して傾動自在に支持されている。
【００６１】
プラグ装着手段１３０には回転用モータ１３３が備えられており、回転用モータ１３３によってプラグ保持部１３１を回転させることができる。
【００６２】
さらに、プラグ装着手段１３０には、プラグ保持部１３１を高さ（Ｚ軸）方向に移動させるためのＺ軸用サーボモータ１３４とボールねじ１３５が備えられており、Ｚ軸用サーボモータ１３４を回転させることによってプラグ保持部１３１を昇降させることができる。
【００６３】
また、プラグ装着手段１３０には、プラグ保持部１３１をＸ軸方向（図３における紙面左右方向）に移動させるためのＸ軸用直動装置（単軸ロボット）１３６と、プラグ保持部１３１をＹ軸方向（図３における紙面に垂直な方向）に移動させるための図示されないＹ軸用直動装置（単軸ロボット）とが備えられており、プラグ保持部１３１をＸＹ方向に自在に移動させることができる。
【００６４】
プラグ装着手段１３０の下方には、図示されないドラム缶搬送装置によってドラム缶３０が設置される。ドラム缶３０の天板には口金フランジ１０があり、口金フランジ１０の上方には、口金フランジ１０の位置を検出するための口金フランジ検出用カメラ１４０が設置されている。また、ドラム缶３０の上方には、ドラム缶３０の天板高さを測定するための高さセンサとして、レーザー変位計１５０が設置されている。
【００６５】
図４は、本実施形態におけるチャック部材とプラグを上方から見た場合の構造を示す模式図である。チャック部材１３１ａは、１対の対向する板状部材であり、プラグ凹部の内面と接触する側の角が面取りされている。一方、プラグ２０の凹部内面にはつめ２２が設けられているため、チャック部材１３１ａをプラグ２０の凹部内面で正しく固定するためには、プラグ２０が置かれている位置に加えて、つめ２２の向きを知る必要がある。
【００６６】
そこで、まずプラグつめ検出用カメラ１２０によって得られた画像を処理することによって、つめ２２の向きを把握する。図４（ｂ）に示すように、基準の向きに対してつめ２２が角度θだけずれている場合、その情報に基づいてプラグ保持部１３１を回転させてチャック部材１３１ａを、つめ２２と干渉せずにプラグ２０を保持できる方向へ向ける。また、前記回転動作と同時またはその次に、Ｘ軸用直動装置１３６および図示されないＹ軸用直動装置を駆動して、プラグ保持部１３１を受け渡し台１１０に載置されたプラグ２０の上方へ移動させる。
【００６７】
プラグ保持部の回転およびＸＹ方向への移動が完了した後、Ｚ軸用サーボモータ１３４を駆動して、プラグ保持部１３１を下降させ、チャック部材１３１ａがプラグ２０の凹部内へ入ったら、チャック部材１３１ａを開いてプラグ２０の凹部内面へ押し付けることによりプラグ２０の外側に触れることなくプラグ２０を把持する。プラグ２０を把持した後は、Ｚ軸用サーボモータ１３４を駆動して、プラグ保持部１３１を上昇させる。
【００６８】
上記プラグ把持動作と平行して、またはその後に、口金フランジ検出用カメラ１４０を用いて口金フランジ１０を撮影し、得られた画像を処理することによって口金フランジ１０の正確な位置を測定する。また、レーザー変位計１５０によってドラム缶３０の天板面の高さを測定する。これにより、口金フランジのＺ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の各方向における位置を正確に知ることができる。
【００６９】
得られた口金フランジの位置情報に基づいて、プラグ保持部１３１をＸ軸およびＹ軸方向へ駆動して、口金フランジ１０の上方に移動させる。次いで、回転用モータ１３３によってプラグ保持部１３１を回転させつつ、Ｚ軸用サーボモータ１３４を駆動してプラグ保持部１３１を下降させて口金フランジ１０へプラグ２０を螺合させる。このとき、上述したように支持部１３２にはバネが内蔵されており、プラグ保持部１３１は前記バネを介して傾動自在に支持されているため、口金フランジ１０が傾いていたとしてもプラグ２０を口金フランジ１０に平行に押し込むことができる。また、バネの緩衝作用により、プラグ保持部１３１を下降させてプラグ２０が口金フランジ１０に押し付けられた際に、ネジ部に過度に力がかかることを防止できる。
【００７０】
このように、プラグ装着時に、プラグを口金フランジの傾きに倣わせるとともに、口金フランジに対するプラグの位置合せを正確に行うことにより、ねじ込み時にプラグにかかるストレスを十分に低減することができる。また、本発明のプラグ装着装置を用いれば、ネジ開始位置を合わせるための逆回転を行うことなく、正回転を行うのみでプラグ２０を口金フランジ１０に螺合させることができる。そのため、切粉発生量を低減することができることに加え、プラグ装着に要する時間を短縮することができる。
【００７１】
また、本実施形態のプラグ装着装置は、図示されないトルク検知手段を備えており、プラグ２０を口金フランジ１０に装着する際に、前記トルク検知手段で検知された回転トルクに応じてプラグ装着手段１３０を制御することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０  口金フランジ
２０  プラグ
２１  パッキン
２２  つめ
３０  ドラム缶
１００  本体部
１１０  受け渡し台
１２０  プラグつめ検出用カメラ
１３０  プラグ装着手段
１３１  プラグ保持部
１３１ａ  チャック部材
１３２  支持部
１３３  回転用モータ
１３４  Ｚ軸用サーボモータ
１３５  ボールねじ
１３６  Ｘ軸用直動装置（単軸ロボット）
１４０  口金フランジ検出用カメラ
１５０  レーザー変位計（高さセンサ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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