(57)【要約】【課題】管受口の内周面を損傷しないようにロックリングを装着する。【解決手段】ロックリング（２）を管受口（３１）に装着する装着装置（１）は、ロボットアーム（１１）と、ロックリングを保持する保持装置（１２）と、ロックリングを縮径する縮径装置（１３）と、アンロック状態でロボットアームと保持装置及び縮径装置とを非固定的に連結するコンプライアンス装置（１４）と、各装置を制御する制御装置（１５）と、を備える。【選択図】図１
2020104227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開環状のロックリングを管受口の内周面に形成された環状溝に装着する装着装置であって、
ロボットアームと、
前記ロックリングを保持する保持装置と、
前記ロックリングを縮径する縮径装置と、
前記ロボットアームと前記保持装置及び前記縮径装置との間に介在し、ロック状態において前記ロボットアームと前記保持装置及び前記縮径装置とを固定的に連結し、アンロック状態において前記ロボットアームと前記保持装置及び前記縮径装置とを非固定的に連結するコンプライアンス装置と、
前記ロボットアーム、前記保持装置、前記縮径装置、及び前記コンプライアンス装置を制御する制御装置と、を備えている、
ことを特徴とする装着装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記ロックリングを前記管受口に挿入するための挿入動作を前記ロボットアームに実行させると共に、前記ロボットアームが前記挿入動作を実行している間、前記コンプライアンス装置を前記アンロック状態に制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の装着装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記ロックリングを、前記ロックリングの張る面が前記管の管軸に直交しない傾立姿勢に維持したまま、前記管受口に挿入するための挿入動作と、
前記管受口に挿入された前記ロックリングを、前記傾立姿勢から、前記ロックリングの張る面が前記管の管軸に直交する直立姿勢に変化させるための姿勢変化動作とを、前記ロボットアームに実行させる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の装着装置。
【請求項４】
前記姿勢変化動作は、前記ロックリングと前記内周面との接触点、又は、前記ロックリングと前記内周面に装着されたロックリングホルダとの接触点を固定点として、前記ロックリングの姿勢を前記傾立姿勢から前記直立姿勢に変化させるための動作である、
ことを特徴とする請求項３に記載の装着装置。
【請求項５】
前記姿勢変化動作は、前記ロックリングの中心点を固定点として、前記ロックリングの姿勢を前記傾立姿勢から前記直立姿勢に変化させるための動作である、
ことを特徴とする請求項３に記載の装着装置。
【請求項６】
複数のロックリングをストックするストック装置を更に備えており、
前記制御装置は、前記ロックリングを前記管受口に挿入するための挿入動作を前記ロボットアームに実行させる前に、（１）前記保持装置及び前記縮径装置を前記ストック装置にストックされたロックリングに接近させるための接近動作を前記ロボットアームに実行させ、（２）当該ロックリングを保持する保持動作を前記保持装置に実行させ、（３）当該ロックリングを縮径する縮径動作を前記縮径装置に実行させる、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の装着装置。
【請求項７】
前記ロボットアームには、検査用の撮像装置が搭載されている、
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の装着装置。
【請求項８】
開環状のロックリングを管受口の内周面に形成された環状溝に装着する装着方法において、
ロボットアームを用いて、保持装置により保持され、縮径装置により縮径された前記ロックリングを、前記管受口に挿入する挿入工程を含み、
前記挿入工程は、前記ロボットアームと前記保持装置及び前記縮径装置とを、コンプライアンス装置を用いて非固定的に連結した状態で実施される、
ことを特徴とする装着方法。
【請求項９】
開環状のロックリングを管受口の内周面に形成された環状溝に装着する装着方法において、
ロボットアームを用いて、前記ロックリングを、前記ロックリングの張る面が前記管の管軸に直交しない傾立姿勢に維持したまま、前記管受口に挿入する挿入工程と、
前記ロボットアームを用いて、前記管受口に挿入された前記ロックリングを、前記傾立姿勢から、前記ロックリングの張る面が前記管の管軸に直交する直立姿勢に変化させる姿勢変化工程と、を含んでいる、
ことを特徴とする装着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロックリングを管受口に装着する装着装置及び装着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道用耐震管等として利用される鉄管の連結は、通常、第１の管の受口部（以下、「管受口」という）に第２の管の挿し口部（以下、「管挿し口」という）を挿入することによって実現される。管受口の内周面には、環状溝が形成されており、この環状溝には、予め開環状のロックリングが装着されている。管受口に管挿し口を挿入すると、このロックリングが、管挿し口の外周面に形成された突部と係合し、管挿し口が管受口から離脱することを防止する。
【０００３】
ロックリングの装着を自動で行う装置としては、例えば、特許文献１に記載の装着装置が挙げられる。このような装着装置を用いることによって、ロックリングの装着を手動で行う場合と比べて、装着作業を効率化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１７０８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の装着装置においては、以下の問題があった。すなわち、ロックリングの外径と管受口の内径との差は僅かである。このため、管受口又は装着装置の位置又は向きが所定の位置又は向きからずれると、そのずれが僅かであったとしても、ロックリングを管受口に挿入する際に、ロックリングが管受口の内周面に接触することがある。このとき、ロックリングが、管受口の内周面に強く押し付けられた状態で、管受口の内周面上を摺動すると、管受口の内周面が、塗膜を削られるなどの損傷を受ける。
【０００６】
本発明の一態様は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、管受口の内周面が損傷を受け難い装着装置及び装着方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る装着装置は、開環状のロックリングを管受口の内周面に形成された環状溝に装着する装着装置であって、ロボットアームと、前記ロックリングを保持する保持装置と、前記ロックリングを縮径する縮径装置と、前記ロボットアームと前記保持装置及び前記縮径装置との間に介在し、ロック状態において前記ロボットアームと前記保持装置及び前記縮径装置とを固定的に連結し、アンロック状態において前記ロボットアームと前記保持装置及び前記縮径装置とを非固定的に連結するコンプライアンス装置と、前記ロボットアーム、前記保持装置、前記縮径装置、及び前記コンプライアンス装置を制御する制御装置と、を備えている。
【０００８】
前記構成によれば、コンプライアンス装置をアンロック状態にすることによって、ロボットアームと保持装置及び縮径装置とを、非固定的に連結することができる。これにより、ロックリングが管受口の内周面に接触した際に、ロックリングが管受口の内周面に押し付けられる力を弱くすることができる。このため、ロックリングが管受口の内周面に接触した際に、管受口の内周面が損傷を受ける可能性を低減することができる。
【０００９】
また、本発明の一態様に係る装着装置において、前記制御装置は、前記ロックリングを前記管受口に挿入するための挿入動作を前記ロボットアームに実行させると共に、前記ロボットアームが前記挿入動作を実行している間、前記コンプライアンス装置を前記アンロック状態に制御してもよい。
【００１０】
前記構成によれば、ロボットアームと保持装置及び縮径装置とを非固定的に連結した状態でロックリングが管受口に挿入される。このため、ロボットアームと保持装置及び縮径装置とを固定的に連結した状態でロックリングを管受口に挿入する構成と比べて、ロックリングを管受口に挿入する際に、ロックリングが管受口の内周面に押し付けられる力を弱くすることができる。したがって、ロックリングを管受口に挿入する際に管受口の内周面が損傷を受ける可能性を更に低減することができる。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る装着装置において、前記制御装置は、前記ロックリングを、前記ロックリングの張る面が前記管の管軸に直交しない傾立姿勢に維持したまま、前記管受口に挿入するための挿入動作と、前記管受口に挿入された前記ロックリングを、前記傾立姿勢から、前記ロックリングの張る面が前記管の管軸に直交する直立姿勢に変化させるための姿勢変化動作とを、前記ロボットアームに実行させてもよい。
【００１２】
前記構成によれば、ロックリングが傾立姿勢を維持したまま管受口に挿入される。このため、ロックリングが直立姿勢を維持したまま管受口に挿入される構成と比べて、ロックリングを管受口に挿入する際に、ロックリングが管受口の内周面に接触する可能性を低減することができる。したがって、ロックリングを管受口に挿入する際に、管受口の内周面が損傷を受ける可能性を更に低減することができる。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る装着装置において、前記姿勢変化動作は、前記ロックリングと前記内周面との接触点、又は、前記ロックリングと前記内周面に装着されたロックリングホルダとの接触点を固定点として、前記ロックリングの姿勢を前記傾立姿勢から前記直立姿勢に変化させるための動作であってもよい。
【００１４】
姿勢変化動作においては、縮径されたロックリングが管受口の内周面に接触する可能性がある。前記構成によれば、ロックリングの外径と管受口の内径との差が比較的小さい場合に、ロックリングと内周面との接触点を高々１つにすることができる。したがって、姿勢変化動作において、管受口の内周面が損傷を受ける可能性を低減することができる。
【００１５】
また、本発明の一態様に係る装着装置において、前記姿勢変化動作は、前記ロックリングの中心点を固定点として、前記ロックリングの姿勢を前記傾立姿勢から前記直立姿勢に変化させるための動作であってもよい。
【００１６】
姿勢変化動作においては、縮径されたロックリングが管受口の内周面に接触する可能性がある。前記構成によれば、ロックリングの外径と管受口の内径との差が比較的大きい場合に、ロックリングと内周面との接触を回避することができる。したがって、姿勢変化動作において、管受口の内周面が損傷を受ける可能性を低減することができる。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る装着装置は、複数のロックリングをストックするストック装置を更に備えており、前記制御装置は、前記ロックリングを前記管受口に挿入するための挿入動作を前記ロボットアームに実行させる前に、（１）前記保持装置及び前記縮径装置を前記ストック装置にストックされたロックリングに接近させるための接近動作を前記ロボットアームに実行させ、（２）当該ロックリングを保持する保持動作を前記保持装置に実行させ、（３）当該ロックリングを縮径する縮径動作を前記縮径装置に実行させてもよい。
【００１８】
前記構成によれば、装着装置へのロックリングの供給を自動化することができる。したがって、複数の管の各々に複数のロックリングの各々を順次装着する作業を、装着装置へのロックリングの供給を手動で行う場合よりも効率的に実施することができる。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る装着装置において、前記ロボットアームには、検査用の撮像装置が搭載されていてもよい。
【００２０】
上記の構成によれば、ロックリングの装着前後の管受口の状態を、撮像装置により得られた画像を参照して検査することが可能になる。
【００２１】
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る装着方法は、開環状のロックリングを管受口の内周面に形成された環状溝に装着する装着方法であって、ロボットアームを用いて、保持装置により保持され、縮径装置により縮径された前記ロックリングを、前記管受口に挿入する挿入工程を含み、前記挿入工程は、前記ロボットアームと前記保持装置及び前記縮径装置とを、コンプライアンス装置を用いて非固定的に連結した状態で実施される。
【００２２】
前記構成によれば、ロボットアームと保持装置及び縮径装置とを非固定的に連結した状態でロックリングが管受口に挿入される。このため、ロボットアームと保持装置及び縮径装置とを固定的に連結した状態でロックリングを管受口に挿入する構成と比べて、ロックリングを管受口に挿入する際に、ロックリングが管受口の内周面に押し付けられる力を弱くすることができる。したがって、ロックリングを管受口に挿入する際に、管受口の内周面が損傷を受ける可能性を低減することができる。
【００２３】
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る装着方法は、開環状のロックリングを管受口の内周面に形成された環状溝に装着する装着方法において、ロボットアームを用いて、前記ロックリングを、前記ロックリングの張る面が前記管の管軸に直交しない傾立姿勢に維持したまま、前記管受口に挿入する挿入工程と、前記ロボットアームを用いて、前記管受口に挿入された前記ロックリングを、前記傾立姿勢から、前記ロックリングの張る面が前記管の管軸に直交する直立姿勢に変化させる姿勢変化工程と、を含んでいる。
【００２４】
前記構成によれば、ロックリングが傾立姿勢を維持したまま管受口に挿入される。このため、ロックリングが直立姿勢を維持したまま管受口に挿入される構成と比べて、ロックリングを管受口に挿入する際に、ロックリングが管受口の内周面に接触する可能性を低減することができる。したがって、ロックリングを管受口に挿入する際に、管受口の内周面が損傷を受ける可能性を低減することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一態様によれば、管受口の内周面が損傷を受け難い装着装置及び装着方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る装着装置及びその周辺の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る保持装置及び縮径装置がロックリングを支持しない状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る保持装置及び縮径装置がロックリングを支持する状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るコンプライアンス装置を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図６】ロックリングの装着方法の実施例１を示す断面図である。
【図７】ロックリングの装着方法の実施例２を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
〔本発明の一実施形態〕
（装着装置の概要）
本発明の一実施形態に係る装着装置１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、装着装置１の構成を示す斜視図である。
【００２８】
装着装置１は、開環状（Ｃ字状、周方向一つ割り）のロックリング２を円筒状の管３の受口部（以下、「管受口３１」と記載する）の内周面に形成された環状溝に装着する装置である。本実施形態においては、ロックリング２として、ダクタイル鋳鉄（ＦＣＤ６００−３相当）製の周方向一つ割りのリングを用いる。ロックリング２は、両端を互いに近づけることによって、弾性的に縮径することが可能である。また、本実施形態においては、管３として、水道用耐震管として利用される鉄管を用いる。管３は、テーブル上の予め定められた位置に、予め定められた向きで配置されている。
【００２９】
図１に示すように、装着装置１は、ロボットアーム１１、保持装置１２、縮径装置１３、コンプライアンス装置１４、及び制御装置１５を備えている。
【００３０】
保持装置１２は、ロックリング２を保持するための装置であり、縮径装置１３は、ロックリング２を縮径するための装置である。保持装置１２及び縮径装置１３の詳細については、参照する図面を代えて後述する。保持装置１２及び縮径装置１３は、コンプライアンス装置１４を介してロボットアーム１１の先端に連結されている。ロボットアーム１１は、保持装置１２により保持され、縮径装置１３により縮径されたロックリング２を自在に移動するための装置である。本実施形態においては、ロボットアーム１１として、６軸アームを用いている。ロボットアーム１１は、床上の予め定められた位置に、予め定められた向きで配置されている。
【００３１】
コンプライアンス装置１４は、ロック状態と、アンロック状態とを有する。コンプライアンス装置１４は、ロック状態において、ロボットアーム１１と保持装置１２及び縮径装置１３とを固定的に連結し、アンロック状態において、ロボットアーム１１と保持装置１２及び縮径装置１３とを非固定的に連結する。ここで、固定的に連結するとは、ロボットアーム１１と保持装置１２及び縮径装置１３とを、相対位置が不変な状態で連結すること、別の言い方をすれば、遊びのない状態で連結することを指す。一方、非固定的に連結するとは、ロボットアーム１１と保持装置１２及び縮径装置１３とを、相対位置が可変な状態で連結すること、別の言い方をすれば、遊びのある状態で連結することを指す。コンプライアンス装置１４がアンロック状態であれば、保持装置１２により保持され、縮径装置１３により縮径されたロックリング２が管受口３１の内周面に接触しても、当該内周面は、損傷（例えば、塗装削れ）を受け難い。コンプライアンス装置１４の詳細については、参照する図面を代えて後述する。
【００３２】
制御装置１５は、ロボットアーム１１、保持装置１２、縮径装置１３、及びコンプライアンス装置１４を制御する。本実施形態においては、制御装置１５として、ソフトウェアであるプログラムの命令を実行する汎用コンピュータを用いている。制御装置１５によって実現される装着装置１の動作については、参照する図面を代えて後述する。
【００３３】
本実施形態に係る装着装置１は、更に、ストック装置１６を備えている。ストック装置１６は、複数のロックリング２をストックするための装置である。ストック装置１６は、ロボットアーム１１と同様、床の予め定められた位置に、予め定められた向きで配置されている。本実施形態においては、ストック装置１６として、積み重ねられた複数のロックリング２を保持する、昇降式のストック装置を用いる。昇降式のストック装置は、最上段にあるロックリング２が取り去られると、残りのロックリング２をロックリング１枚分の厚みの分だけ上昇させる機構を有している。このため、装着装置１は、装着対象とするロックリング２を常に同じ位置（床面からの高さ）から取得することができる。なお、装着装置１は、装着対象とするロックリング２を異なる位置から取得するように構成することも可能である。この場合には、ストック装置１６から、積み重ねられたロックリング２をロックリング１枚分の厚みだけ上昇させる機構を省略することができる。
【００３４】
また、本実施形態に係る装着装置１は、更に、撮像装置１７を備えている。撮像装置１７は、例えば、ロックリング２を装着する前、又は、ロックリング２を装着した後、管受口３１の状態を検査するために用いられる。ロックリング２を装着する前の検査では、撮像装置１７により撮像された画像に基づいて、例えば、管受口３１の内周面に形成された環状溝に、ロックリングホルダ３２（図６及び図７参照）が正常に装着されているか否かを判定することができる。一方、ロックリング２を装着した後の検査では、撮像装置１７により撮像された画像に基づいて、例えば、管受口３１の内周面に形成された環状溝に、ロックリング２が正常に装着されえいるか否かを判定することができる。なお、撮像装置１７は、ロボットアーム１１又は後述するコンプライアンス装置１４におけるロボットアーム１１に固定されるプレート部１４１に搭載されていることが好ましい。撮像装置１７を保持装置１２又は縮径装置１３に取り付けた場合には、コンプライアンス装置１４がアンロック状態であると、撮像装置１７の位置を正確に制御することが困難になるという問題を生じ易いが、撮像装置１７をロボットアーム１１又はコンプライアンス装置１４におけるロボットアーム１１に固定されるプレート部１４１に取り付けた場合には、そのような問題を生じ難いからである。
【００３５】
（保持装置及び縮径装置の詳細）
次に、保持装置１２及び縮径装置１３の詳細について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、ロックリング２を保持及び縮径していない状態における保持装置１２及び縮径装置１３の先端を示す斜視図である。図３において、（ａ）は、ロックリング２を保持及び縮径している状態における保持装置１２及び縮径装置１３の先端を示す斜視図であり、（ｂ）は、Ａ−Ａ’断面図であり、（ｃ）は、Ｂ−Ｂ’断面図である。
【００３６】
保持装置１２の先端には、図２及び図３に示すように、２本のアーム１２１を有する平行チャックが設けられている。ロックリング２を保持する保持状態においては、図３に示すように、この平行チャックを開き、２本のアーム１２１の先端をロックリング２の内周面に接触させる。このとき、アーム１２１の先端がロックリング２の内周面に接触する箇所は、ロックリング２の中心から見て、割りのある方向を０時の方向として、３時の方向から９時の方向までの間にあることが好ましい。これにより、ロックリング２をより安定的に保持することが可能になる。逆に、保持状態を解除するときには、図２に示すように、この平行チャックを閉じ、２本のアーム１２１の先端をロックリング２の内周面から離間させる。なお、十分な保持力を確保するために、本実施形態においては、保持状態において２本のアームがロックリング２に所定の圧力を及ぼすことが可能な平行チャックを用いている。また、本実施形態においては、図３の（ａ）に示すように、先端に窪みのあるアーム１２１を用いている。ただし、アーム１２１の先端の形状は、これに限定されない。例えば、アーム１２１の先端は、平坦であってもよい。
【００３７】
縮径装置１３の先端には、図２及び図３に示すように、２本の爪１３１を有するエアニッパが設けられている。これら２本の爪は、ロックリング２の両端近傍に設けられた切り欠き２２に係止される。ロックリング２を縮径する縮径状態においては、図３に示すように、このエアニッパが閉じ、ロックリング２の両端を互いに近づけるように引き寄せる。逆に、縮径状態を解除するときには、図２に示すように、このエアニッパを開き、ロックリング２の両端を互いに遠ざけるように引き離す。なお、十分な縮径力を確保するために、本実施形態においては、縮径状態において２本の爪１３１がロックリング２に所定の圧力を及ぼすことが可能なエアニッパを用いている。
【００３８】
なお、本実施形態において、ロックリング２の縮径は、上方に配置されたロックリング２の両端を、縮径装置１３が互いに引き寄せることによって実現される。
【００３９】
（コンプライアンス装置の詳細）
次に、コンプライアンス装置１４の詳細について、図４を参照して説明する。図４は、コンプライアンス装置１４の斜視図である。
【００４０】
コンプライアンス装置１４は、ロボットアーム１１に固定されるプレート部１４１と、保持装置１２及び縮径装置１３に固定される本体部１４２とを備えている。上述したように、コンプライアンス装置１４は、ロック状態とアンロック状態とを有している。図４に示すコンプライアンス装置１４においては、配管口１４３からエア圧を印加することによって、ロック状態が実現される。ロック状態においては、本体部１４２内に設けられたピストンが位置決め用の剛球を押し、プレート部１４１が本体部１４２の中心に固定される。一方、図４に示すコンプライアンス装置１４においては、エア圧の印加を解除することによって、アンロック状態が実現される。アンロック状態においては、剛球による位置決めが解除され、プレート部１４１が、本体部１４２の主軸方向（図４におけるＺ軸方向）、主面方向（図４におけるＸ軸方向及びＹ軸方向）、仰角方向（図４におけるα方向）、及び方位角方向（図４におけるβ方向）に変位可能となる。
【００４１】
なお、アンロック状態における変位可能量は、ロボットアーム１１及び管２の配置精度やロボットアーム１１の動作精度などに応じて決めればよく、特に限定されない。
【００４２】
（装着装置の動作）
次に、制御装置１５によって実現される装着装置１の動作について、図５を参照して説明する。図５は、制御装置１５によって実現される装着装置１の動作の流れを示すフローチャートである。図５に示すフローチャートに含まれる各ステップについて順に説明すれば、以下のとおりである。
【００４３】
（ステップＳ５０１）
制御装置１５は、保持装置１２及び縮径装置１３を、ストック装置４にストックされたロックリング２に接近させるための接近動作をロボットアーム１１に実行させる。
【００４４】
（ステップＳ５０２）
制御装置１５は、ロックリング２を保持する保持動作（例えば、平行チャックを開く動作）を保持装置１２に実行させる。これにより、ロックリング２が保持装置１２により保持される。
【００４５】
（ステップＳ５０３）
制御装置１５は、ロックリング２を縮径する縮径動作（例えば、エアニッパを閉じる動作）を縮径装置１３に実行させる。これにより、ロックリング２が縮径装置１３により縮径される。なお、本ステップＳ５０３と前ステップＳ５０２の実行順序は特に限定されない。（１）前ステップＳ５０２を実行した後に、本ステップＳ５０３を実行してもよいし、（２）前ステップＳ５０２と同時に、本ステップＳ５０３を実行してもよいし、（３）前ステップＳ５０２を実行する前に、本ステップＳ５０３を実行してもよい。
【００４６】
（ステップＳ５０４）
制御装置１５は、保持装置１２により保持され、縮径装置１３により縮径されたロックリング２を管受口３１に接近させるための接近動作をロボットアーム１１に実行させる。
【００４７】
（ステップＳ５０５）
制御装置１５は、コンプライアンス装置１４をロック状態からアンロック状態に切り替える。
【００４８】
（ステップＳ５０６）
制御装置１５は、ロックリング２の姿勢を、直立姿勢から傾立姿勢へと変化させるための姿勢変化動作を、ロボットアーム１１に実行させる。ここで、直立姿勢とは、ロックリング２の張る面が管３の管軸に直交する姿勢のことを指す。また、傾立姿勢とは、ロックリング２の張る面が管３の管軸に直交しない姿勢のことを指す。直立姿勢から傾立姿勢への姿勢変化動作は、例えば、縮径装置１３によって縮径されたロックリング２を、管３の管軸に直交する軸を回転軸として僅かに回転させる（例えば、ロックリング２の下端がロックリング２の上端よりも管３の奥に入るように、ロックリング２を僅かに回転させる）ことによって実現される。なお、本ステップＳ５０６と前ステップＳ５０５の実行順序は特に限定されない。（１）前ステップＳ５０５を実行した後に、本ステップＳ５０６を実行してもよいし、（２）前ステップＳ５０５と同時に、本ステップＳ５０６を実行してもよいし、（３）前ステップＳ５０５を実行する前に、本ステップＳ５０６を実行してもよい。
【００４９】
（ステップＳ５０７）
制御装置１５は、ロックリング２を傾立姿勢に維持したまま、ロックリング２を管受口３１に挿入するための挿入動作をロボットアーム１１に実行させる。本ステップＳ５０７における挿入動作の具体例については、次ステップＳ５０８における姿勢変化動作の具体例と共に後述する。
【００５０】
（ステップＳ５０８）
制御装置１５は、ロックリング２の姿勢を、傾立姿勢から直立姿勢へと変化させるための姿勢変化動作を、ロボットアーム１１に実行させる。傾立姿勢から直立姿勢への姿勢変化動作は、例えば、縮径装置１３によって縮径されたロックリング２を、管３の管軸に直交する軸を回転軸として僅かに逆回転させる（ステップＳ５０６における回転と逆方向に回転させる）ことによって実現される。本ステップＳ５０８の姿勢変化動作の具体例については、前ステップＳ５０７の挿入動作の具体例と共に後述する。
【００５１】
（ステップＳ５０９）
制御装置１５は、コンプライアンス装置１４をアンロック状態からロック状態に切り替える。なお、本ステップＳ５０９と前ステップＳ５０８の実行順序は特に限定されない。（１）前ステップＳ５０８を実行した後に、本ステップＳ５０９を実行してもよいし、（２）前ステップＳ５０８と同時に、本ステップＳ５０９を実行してもよいし、（３）前ステップＳ５０８を実行する前に、本ステップＳ５０９を実行してもよい。
【００５２】
（ステップＳ５１０）
制御装置１５は、ロックリング２の縮径を解除する解除動作（例えば、エアニッパを開く動作）を縮径装置１３に実行させる。これにより、拡径されたロックリング２が管受口３１の環状溝に装着される。
【００５３】
（ステップＳ５１１）
制御装置１５は、ロックリング２の保持を解除する解除動作（例えば、平行チャックを閉じる動作）を保持装置１２に実行させる。これにより、保持装置１２及び縮径装置１３が管受口３１から抜出可能な状態となる。なお、本ステップＳ５１１と前ステップＳ５１０の実行順序は特に限定されない。（１）前ステップＳ５１０を実行した後に、本ステップＳ５１１を実行してもよいし、（２）前ステップＳ５１０と同時に、本ステップＳ５１１を実行してもよいし、（３）前ステップＳ５１０を実行する前に、本ステップＳ５１１を実行してもよい。
【００５４】
（ステップＳ５１２）
制御装置１５は、保持装置１２及び縮径装置１３を管受口３１から抜出するための抜出動作をロボットアーム１１に実行させる。
【００５５】
制御装置１５は、以上のステップを繰り返す。これにより、装着装置１は、複数のロックリング２を管受口３１に順次装着することが可能になる。
【００５６】
上記の動作によれば、保持装置１２により保持され、縮径装置１３により縮径されたロックリング２を管受口３１に挿入する挿入工程（ステップＳ５０６）を含み、当該挿入工程をロボットアーム１１と保持装置１２及び縮径装置１３とをコンプライアンス装置１４を用いて非固定的に連結した状態で実施する、ロックリング２の装着方法が実現される。
【００５７】
これにより、ロボットアーム１１と保持装置１２及び縮径装置１３とを固定的に連結した状態でロックリング２を管受口３１に挿入する構成と比べて、ロックリング２を管受口３１に挿入する際に、ロックリング２が管受口３１の内周面に押し付けられる力を弱くすることができる。したがって、ロックリング２を管受口３１に挿入する際に、管受口３１の内周面が損傷を受ける可能性を低減することができる。
【００５８】
また、以上の方法によれば、ロックリング２を傾立姿勢に維持したまま管受口３１に挿入する挿入工程（ステップＳ５０６）と、ロボットアーム１１を用いて、管受口３１に挿入されたロックリング２を傾立姿勢から直立姿勢に変化させる姿勢変化工程（ステップＳ５０７）と、を含む、ロックリング２の装着方法が実現される。
【００５９】
これにより、ロックリング２が直立姿勢を維持したまま管受口３１に挿入される構成と比べて、ロックリング２を管受口３１に挿入する際に、ロックリング２が管受口の内周面に接触する可能性を低減することができる。したがって、ロックリング２を管受口３１に挿入する際に、管受口３１の内周面が損傷を受ける可能性を低減することができる。
【００６０】
〔挿入動作及び姿勢変化動作の第１の具体例〕
ステップＳ５０６における挿入動作とステップＳ５０７における姿勢変化動作の第１の具体例ついて、図６を参照して説明する。図６において、（ａ）は、本具体例に係る挿入動作を実行中の装着装置１の側面図であり、（ｂ）は、本具体例に係る姿勢変化動作を実行中の装着装置１の側面図であり、（ｃ）は、本具体例に係る姿勢変化動作を実行後の装着装置１の側面図である。図６の（ａ）〜（ｃ）においては、管受口３１の断面も併せて図示している。
【００６１】
図６（ａ）の示すように、挿入動作においては、ロックリング２の姿勢を、ロックリング２の張る面が管３の管軸に直交しない傾立姿勢に維持したまま、ロックリング２を、管受口３１に挿入する。傾立姿勢においては、縮径されたロックリング２の下端が、縮径されたロックリング２の上端よりも管３の奥に入るように、ロックリング２が傾けられる。このため、挿入動作を実行する際に、ロックリング２の上端及び下端が管受口３１の内周面に接触する可能性を低減できる。
【００６２】
図６の（ｂ）の示すように、姿勢変化動作は、ロックリング２の上端が管受口３１の内周面（又は、この内周面に装着されたロックリングホルダ３２）と接触した状態で実施される。姿勢変化動作においては、ロックリング２の姿勢を、ロックリング２と管受口３１の内周面（又は、この内周面に装着されたロックリングホルダ３２）との接触点Ｐを固定点として、傾立姿勢から、ロックリング２の張る面が管３の管軸に直交する直立姿勢に変化させる。この場合、図６（ｂ）に示すように、接触点Ｐを通り、かつ、図６の紙面に垂直な軸を回転軸として、ロックリング２、保持装置１２、縮径装置１３、及びコンプライアンス装置１４が回転する。
【００６３】
なお、本具体例は、ロックリング２の外径と管受口３１の内径との差が比較的小さい場合（例えば、ロックリング２の外径が２００ｍｍ又は２５０ｍｍ等の場合）に有効である。この場合、ロックリング２の中心点を固定点としてロックリング２の姿勢を傾立姿勢から直立姿勢へと変化させようとすると、ロックリング２の上端及び下端の両方が管受口３１の内周面に接触して、姿勢変化動作を遂行できない可能性がある。本具体例によれば、このような可能性を排除することができる。
【００６４】
〔挿入動作及び姿勢変化動作の第２の具体例〕
ステップＳ５０６における挿入動作とステップＳ５０７における姿勢変化動作の第２の具体例ついて、図７を参照して説明する。図７において、（ａ）は、本具体例に係る挿入動作を実行中の装着装置１の側面図であり、（ｂ）は、本具体例に係る姿勢変化動作を実行中の装着装置１の側面図であり、（ｃ）は、本具体例に係る姿勢変化動作を実行後の装着装置１の側面図である。図７の（ａ）〜（ｃ）においては、管受口３１の断面も併せて図示している。
【００６５】
図７（ａ）の示すように、挿入動作においては、ロックリング２の姿勢を、ロックリング２の張る面が管３の管軸に直交しない傾立姿勢に維持したまま、ロックリング２を、管受口３１に挿入する。傾立姿勢においては、縮径されたロックリング２の下端が、縮径されたロックリング２の上端よりも管３の奥に入るように、ロックリング２が傾けられる。このため、挿入動作を実行する際に、ロックリング２の上端及び下端が管受口３１の内周面に接触する可能性を低減できる。
【００６６】
図７の（ｂ）の示すように、姿勢変化動作は、ロックリング２の上端及び下端を管受口３１の内周面（又は、この内周面に装着されたロックリングホルダ３２）から離間させた状態で実施される。姿勢変化動作においては、ロックリング２の姿勢を、ロックリング２の中心点Ｑを固定点として、傾立姿勢から、ロックリング２の張る面が管３の管軸に直交する直立姿勢に変化させる。この場合、図７（ｂ）に示すように、中心点Ｑを通り、かつ、図７の紙面に垂直な軸を回転軸として、ロックリング２、保持装置１２、縮径装置１３、及びコンプライアンス装置１４が回転する。
【００６７】
なお、本具体例は、ロックリング２の外径と管受口３１の内径との差が比較的大きい場合（例えば、ロックリング２の外径が１００ｍｍ等の場合）に有効である。本具体例によれば、ロックリング２の上端及び下端の両方を管受口３１の内周面に接触させることなく、姿勢変化動作を遂行することができる。
【００６８】
なお、ここでは、傾立姿勢から直立姿勢へのロックリング２の姿勢変化を、ロックリング２の中心点Ｑを固定点とする回転により実現したが、本具体例はこれに限定されない。例えば、傾立姿勢から直立姿勢へのロックリング２の姿勢変化を、ロックリング２の中心点Ｑを管３の中心軸の下方から管３の中心軸に向かって上方に移動させならが、ロックリング２を回転させることにより実現することも可能である。この場合でも、ロックリング２の上端及び下端の両方を管受口３１の内周面に接触させることなく、姿勢変化動作を遂行することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１  装着装置
２  ロックリング
３  管
４  ストック装置
１１  ロボットアーム
１２  保持装置
１３  縮径装置
１４  コンプライアンス装置
１５  制御装置
３１  管受口
３２  ロックリングホルダ
【図１】
2020104227.tif 000003
【図２】
2020104227.tif 000004
【図３】
2020104227.tif 000005
【図４】
2020104227.tif 000006
【図５】
2020104227.tif 000007
【図６】
2020104227.tif 000008
【図７】
2020104227.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月14日(2020.2.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開環状のロックリングを管受口の内周面に形成された環状溝に装着する装着装置であって、
ロボットアームと、
前記ロックリングを保持する保持装置と、
前記ロックリングを縮径する縮径装置と、
前記ロボットアームと前記保持装置及び前記縮径装置との間に介在し、ロック状態において前記ロボットアームと前記保持装置及び前記縮径装置とを固定的に連結し、アンロック状態において前記ロボットアームと前記保持装置及び前記縮径装置とを非固定的に連結するコンプライアンス装置と、
前記ロボットアーム、前記保持装置、前記縮径装置、及び前記コンプライアンス装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記ロックリングを前記管受口に挿入するための挿入動作を前記ロボットアームに実行させると共に、前記ロボットアームが前記挿入動作を実行している間、前記コンプライアンス装置を前記アンロック状態に制御し、
前記コンプライアンス装置は、前記ロボットアームに対して前記保持装置を前記ロボットアームの軸に平行な方向、前記ロボットアームの軸に垂直な方向、前記ロボットアームの軸に垂直な面に対する仰角方向及び方位角方向に変位可能とする、
ことを特徴とする装着装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記ロックリングを、前記ロックリングの張る面が前記管の管軸に直交しない傾立姿勢に維持したまま、前記管受口に挿入するための挿入動作と、
前記管受口に挿入された前記ロックリングを、前記傾立姿勢から、前記ロックリングの張る面が前記管の管軸に直交する直立姿勢に変化させるための姿勢変化動作とを、前記ロボットアームに実行させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の装着装置。
【請求項３】
前記姿勢変化動作は、前記ロックリングと前記内周面との接触点、又は、前記ロックリングと前記内周面に装着されたロックリングホルダとの接触点を固定点として、前記ロックリングの姿勢を前記傾立姿勢から前記直立姿勢に変化させるための動作である、
ことを特徴とする請求項２に記載の装着装置。
【請求項４】
前記姿勢変化動作は、前記ロックリングの中心点を固定点として、前記ロックリングの姿勢を前記傾立姿勢から前記直立姿勢に変化させるための動作である、
ことを特徴とする請求項２に記載の装着装置。
【請求項５】
複数のロックリングをストックするストック装置を更に備えており、
前記制御装置は、前記ロックリングを前記管受口に挿入するための挿入動作を前記ロボットアームに実行させる前に、（１）前記保持装置及び前記縮径装置を前記ストック装置にストックされたロックリングに接近させるための接近動作を前記ロボットアームに実行させ、（２）当該ロックリングを保持する保持動作を前記保持装置に実行させ、（３）当該ロックリングを縮径する縮径動作を前記縮径装置に実行させる、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の装着装置。
【請求項６】
前記ロボットアームには、検査用の撮像装置が搭載されている、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の装着装置。
【請求項７】
開環状のロックリングを管受口の内周面に形成された環状溝に装着する装着方法において、
ロボットアームを用いて、保持装置により保持され、縮径装置により縮径された前記ロックリングを、前記管受口に挿入する挿入工程を含み、
前記挿入工程は、前記ロボットアームと前記保持装置及び前記縮径装置とを、コンプライアンス装置を用いて非固定的に連結した状態で実施され、
前記コンプライアンス装置は、前記ロボットアームに対して前記保持装置を前記ロボットアームの軸に平行な方向、前記ロボットアームの軸に垂直な方向、前記ロボットアームの軸に垂直な面に対する仰角方向及び方位角方向に変位可能とする、
ことを特徴とする装着方法。
【請求項８】
前記挿入工程は、前記ロボットアームを用いて、前記ロックリングを、前記ロックリングの張る面が前記管の管軸に直交しない傾立姿勢に維持したままの状態で実施され、
前記ロボットアームを用いて、前記管受口に挿入された前記ロックリングを、前記傾立姿勢から、前記ロックリングの張る面が前記管の管軸に直交する直立姿勢に変化させる姿勢変化工程と、をさらに含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の装着方法。