(57)【要約】【課題】複数のワークを収容箱の中に配置する作業を、高い位置決め精度で行え、これによりワークの搬送を容易に自動化できるワークの搬送装置、ワークの搬送方法、転がり軸受の搬送方法、及び転がり軸受、機械、車両の製造方法を提供する。【解決手段】搬送用ロボット１５に支持させた複数のワーク１１からなる配列体６５を、搬送用ロボット１５の駆動により、箱床５１と側壁５３，５７を有する収容箱２７の上方の初期準備位置に搬送する。初期準備位置から配列体６５を少なくとも上下方向を含む複数方向へ移動させて、ワーク１１と箱床５１及び側壁５３，５７との干渉を検知した位置に配列体６５を位置決めする。位置決めされた配列体６５を収容箱内２７に載置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のワークからなる配列体を支持する搬送用ロボットと、
前記搬送用ロボットを駆動して前記配列体を搬送するロボット駆動部と、
箱床と側壁を有する収容箱と、
前記搬送用ロボットに設けられ、前記搬送用ロボットに支持された前記ワークに作用する外力を検出する外力センサと、
前記ロボット駆動部に、前記配列体を前記収容箱の上方の初期準備位置に搬送させ、前記初期準備位置から前記配列体を少なくとも上下方向を含む複数方向へ移動させて、前記外力センサにより前記ワークと前記箱床及び前記側壁との干渉を検知した位置に前記配列体を位置決めし、前記配列体を前記収容箱に載置させる制御部と、
を備えるワークの搬送装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記搬送用ロボットに支持された前記配列体を、前記搬送用ロボットの駆動により前記初期準備位置に搬送する工程と、
前記初期準備位置から前記配列体を下降させて、前記ワークと前記箱床との干渉を検知した場合に、前記配列体の下降を停止して前記配列体を上下方向に関して位置決めする上下方向位置決め工程と、
上下方向に位置決めされた前記配列体を、前記箱床の面内のいずれか一方向に移動させ、前記ワークと前記収容箱の前記側壁との干渉を検知した場合に、前記配列体の前記一方向への移動を停止して前記配列体を前記一方向に関して位置決めする一方向位置決め工程と、
前記一方向に位置決めされた前記配列体を、前記上下方向と前記一方向とに直交する他方向に移動させ、前記ワークと前記収容箱の前記側壁との干渉を検知した場合に、前記配列体の前記他方向への移動を停止して前記配列体を前記他方向に関して位置決めする他方向位置決め工程と、
前記上下方向、前記一方向、及び前記他方向に位置決めされた前記配列体の前記搬送用ロボットによる支持を解除して、前記配列体を前記収容箱内に載置する載置工程と、
を実施する請求項１に記載のワークの搬送装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記位置決めされた前記配列体の位置を基準位置として記憶し、前記基準位置の情報を用いて、次の配列体を前記収容箱の上方に搬送するための次準備位置を設定し、前記搬送用ロボットに前記次の配列体を支持させ、当該次の配列体を前記次準備位置に搬送し、前記次準備位置から前記上下方向位置決め工程、前記一方向位置決め工程、及び前記他方向位置決め工程を実施して、前記次の配列体をワーク設置位置に位置決めし、前記載置工程により前記次の配列体を前記収容箱内に載置する、
ことを繰り返す請求項２に記載のワークの搬送装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記次準備位置から前記ワーク設置位置までの距離を、前記初期準備位置から前記基準位置までの距離よりも短く設定する請求項３に記載のワークの搬送装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記配列体を支持して前記初期準備位置及び前記次準備位置へ搬送するワーク移動速度よりも、前記配列体の前記初期準備位置から前記基準位置への移動時、及び前記次準備位置から前記ワーク設置位置へ移動させるワーク移動速度を遅く設定する請求項４に記載のワークの搬送装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記次準備位置を、前記基準位置から前記ワークと前記収容箱の寸法に応じて補正した位置に設定する請求項３〜５のいずれか一項に記載のワークの搬送装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記次準備位置を、前回の搬送で前記配列体が載置された前記ワーク設置位置から、前記ワークと前記収容箱の寸法に応じて補正した位置に設定する請求項３〜５のいずれか一項に記載のワークの搬送装置。
【請求項８】
前記ワークは中心孔を有するリング状であり、
前記搬送用ロボットのロボットアーム先端軸に棒体の基端部が固定され、
前記ワークの前記中心孔に前記棒体を先端部から挿入して、前記棒体に複数の前記ワークを支持させる請求項１〜７のいずれか一項に記載のワークの搬送装置。
【請求項９】
前記ワークは、転動輪と、該転動輪に転がり接触する複数の転動体とを有する転がり軸受である請求項１〜８のいずれか一項に記載のワークの搬送装置。
【請求項１０】
搬送用ロボットに支持させた複数のワークからなる配列体を、前記搬送用ロボットの駆動により、箱床と側壁を有する収容箱の上方の初期準備位置に搬送し、前記初期準備位置から前記配列体を少なくとも上下方向を含む複数方向へ移動させて、前記ワークと箱床及び前記側壁との干渉を検知した位置に前記配列体を位置決めし、位置決めされた前記配列体を前記収容箱内に載置するワークの搬送方法。
【請求項１１】
前記ワークは、転動輪と、該転動輪に転がり接触する複数の転動体とを有する転がり軸受であり、
前記転がり軸受を、請求項１０に記載のワークの搬送方法により搬送する転がり軸受の搬送方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の転がり軸受の搬送方法を用いる転がり軸受の製造方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の転がり軸受の搬送方法を用いる機械の製造方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の転がり軸受の搬送方法を用いる車両の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの搬送装置、ワークの搬送方法、転がり軸受の搬送方法、及び転がり軸受、機械、車両の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、転がり軸受が搭載される機械や車両等の製造現場や作業現場においては、多数の転がり軸受を搬送台車等に纏めて載置して、所望の位置へ搬送する作業等が行われる。その際、作業者は、軸受外周面を作業台上に載置して、つまり、転がり軸受を立てた姿勢にして作業台上に一列に並べて配置しておき、連通された各軸受の中心孔に、棒体を作業台と平行な方向に挿入する。そして、棒体が中心孔に挿入された各軸受を、棒体に支持させながら搬送台車に纏めて移載する。転がり軸受を搬送台車の収容箱に移載する際、作業者は、搬送台車の位置を目視で確認し、収容箱の壁面や底面と軸受との接触状態を手の感触により調整しながら各軸受を配置させている。このようなワークの搬送台車への移載は、作業者の視覚や触覚を多用するために作業負担が大きく、タクトタイムの増加の要因となるため、自動化が要望されている。
【０００３】
この種のワーク搬送作業をロボットにより自動化するためには、ワークを個々に又は一定数単位で収容箱に搬送し、所定数のワークを収容箱に配置する一連の動作を、ロボットに教示する必要がある。
しかし、搬送台車には、使用による経年劣化等によって歪みが生じている場合があり、その寸法には個体差がある。また、搬送台車は、所定の定位置に正確に配置されているとは限らない。したがって、ワークと収容箱との位置関係は、それぞれの形状、寸法、配置位置が、搬送の度に異なってしまう。そのため、ロボットの駆動のためには、正確な位置情報を逐一求める必要があり、一連の動作をロボットに教示する作業は容易ではない。
【０００４】
このような事情から、ロボットの教示作業を簡単化するための技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ワークを対象物に押し当てて、対象物に対するワークの位置を自動探索するようにした作業ロボットの教示装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１９０１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の技術は、対象物の穴に対しワークを正確に挿入するための技術であり、３次元的な広がりを持った収容箱に、その収容箱に対して、空間的な広がりがはるかに小さいワークを位置決めするために適用することは難しい。このように、ワークの自動搬送を行うには依然として課題が多いのが実情であった。
【０００７】
そこで本発明は、複数のワークを収容箱の中に配置する作業を、高い位置決め精度で行え、これによりワークの搬送を容易に自動化できるワークの搬送装置、ワークの搬送方法、転がり軸受の搬送方法、及び転がり軸受、機械、車両の製造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】
【０００８】
本発明は下記の構成からなる。
（１）  複数のワークからなる配列体を支持する搬送用ロボットと、
前記搬送用ロボットを駆動して前記配列体を搬送するロボット駆動部と、
箱床と側壁を有する収容箱と、
前記搬送用ロボットに設けられ、前記搬送用ロボットに支持された前記ワークに作用する外力を検出する外力センサと、
前記ロボット駆動部に、前記配列体を前記収容箱の上方の初期準備位置に搬送させ、前記初期準備位置から前記配列体を少なくとも上下方向を含む複数方向へ移動させて、前記外力センサにより前記ワークと前記箱床及び前記側壁との干渉を検知した位置に前記配列体を位置決めし、前記配列体を前記収容箱に載置させる制御部と、
を備えるワークの搬送装置。
このワークの搬送装置によれば、搬送用ロボットに正確な移動目標位置を教示させなくても、複数回のワークの移動時における干渉を検知することで、ワークを正確に位置決めできる。よって、複数のワークを収容箱に簡単に自動搬送させることができる。
【０００９】
（２）  前記制御部は、
前記搬送用ロボットに支持された前記配列体を、前記搬送用ロボットの駆動により前記初期準備位置に搬送する工程と、
前記初期準備位置から前記配列体を下降させて、前記ワークと前記箱床との干渉を検知した場合に、前記配列体の下降を停止して前記配列体を上下方向に関して位置決めする上下方向位置決め工程と、
上下方向に位置決めされた前記配列体を、前記箱床の面内のいずれか一方向に移動させ、前記ワークと前記収容箱の前記側壁との干渉を検知した場合に、前記配列体の前記一方向への移動を停止して前記配列体を前記一方向に関して位置決めする一方向位置決め工程と、
前記一方向に位置決めされた前記配列体を、前記上下方向と前記一方向とに直交する他方向に移動させ、前記ワークと前記収容箱の前記側壁との干渉を検知した場合に、前記配列体の前記他方向への移動を停止して前記配列体を前記他方向に関して位置決めする他方向位置決め工程と、
前記上下方向、前記一方向、及び前記他方向に位置決めされた前記配列体の前記搬送用ロボットによる支持を解除して、前記配列体を前記収容箱内に載置する載置工程と、
を実施する（１）に記載のワークの搬送装置。
このワークの搬送装置によれば、配列体を収容箱上方の初期準備位置に搬送し、配列体を箱床まで下降させて上下方向に位置決めし、次に、配列体を側壁に突き当たるまで一方向と他方向に移動させて一方向と他方向に位置決めすることで、収容箱のサイズや位置に誤差が生じていても、これを許容してワークを収容箱内に搬送することができる。
【００１０】
（３）  前記制御部は、
前記位置決めされた前記配列体の位置を基準位置として記憶し、前記基準位置の情報を用いて、次の配列体を前記収容箱の上方に搬送するための次準備位置を設定し、前記搬送用ロボットに前記次の配列体を支持させ、当該次の配列体を前記次準備位置に搬送し、前記次準備位置から前記上下方向位置決め工程、前記一方向位置決め工程、及び前記他方向位置決め工程を実施して、前記次の配列体をワーク設置位置に位置決めし、前記載置工程により前記次の配列体を前記収容箱内に載置する、
ことを繰り返す（２）に記載のワークの搬送装置。
このワークの搬送装置によれば、最初に搬送された配列体の位置決め位置（基準位置）に応じて、次の配列体のワーク配置位置を決定することで、効率よく複数のワークを収容箱に搬送でき、タクトタイムを短縮できる。
【００１１】
（４）  前記制御部は、前記次準備位置から前記ワーク設置位置までの距離を、前記初期準備位置から前記基準位置までの距離よりも短く設定する（３）に記載のワークの搬送装置。
このワークの搬送装置によれば、ワーク設置位置までの距離が短縮されることで、２回目以降のワークの搬送に要するタクトタイムを短縮できる。
【００１２】
（５）  前記制御部は、前記配列体を支持して前記初期準備位置及び前記次準備位置へ搬送するワーク移動速度よりも、前記配列体の前記初期準備位置から前記基準位置への移動時、及び前記次準備位置から前記ワーク設置位置へ移動させるワーク移動速度を遅く設定する（４）に記載のワークの搬送装置。
このワークの搬送装置によれば、ワークの移動速度を遅くしても、短い距離の移動に留められるため、タクトタイムの影響を小さくできる。また、移動速度を低下させるため、ワークと接触対象との干渉発生位置を、初期準備位置や次準備位置への移動速度で行う場合よりも正確に検知でき、ワークの位置決め精度を向上できる。
【００１３】
（６）  前記制御部は、前記次準備位置を、前記基準位置から前記ワークと前記収容箱の寸法に応じて補正した位置に設定する（３）〜（５）のいずれか一つに記載のワークの搬送装置。
このワークの搬送装置によれば、１回目の搬送でワークが位置決めされた基準位置を基準として、次準備位置が設定される。そのため、逐一目標位置を搬送用ロボットに教示する場合と比較して、ロボット駆動が簡単になり、効率のよい搬送が可能となる。
【００１４】
（７）  前記制御部は、前記次準備位置を、前回の搬送で前記配列体が載置された前記ワーク設置位置から、前記ワークと前記収容箱の寸法に応じて補正した位置に設定する（３）〜（５）のいずれか一つに記載のワークの搬送装置。
このワークの搬送装置によれば、前回の搬送でワークが位置決めされた位置を基準として、次準備位置が設定される。そのため、１回目の搬送時の移動先である基準位置から補正する方式と比較して、基準位置からの累積誤差が大きくならず、常に正確な位置への搬送が可能となる。
【００１５】
（８）  前記ワークは中心孔を有するリング状であり、
前記搬送用ロボットのロボットアーム先端軸に棒体の基端部が固定され、
前記ワークの前記中心孔に前記棒体を先端部から挿入して、前記棒体に複数の前記ワークを支持させる（１）〜（７）のいずれか一つに記載のワークの搬送装置。
このワークの搬送装置によれば、複数のワークを棒体に一度に支持させるため、効率よくワークの搬送が行える。
【００１６】
（９）  前記ワークは、転動輪と、該転動輪に転がり接触する複数の転動体とを有する転がり軸受である（１）〜（８）のいずれか一つに記載のワークの搬送装置。
このワークの搬送装置によれば、転がり軸受を収容箱の中に並べて積み重ねる作業を、簡単に自動化できる。
【００１７】
（１０）  搬送用ロボットに支持させた複数のワークからなる配列体を、前記搬送用ロボットの駆動により、箱床と側壁を有する収容箱の上方の初期準備位置に搬送し、前記初期準備位置から前記配列体を少なくとも上下方向を含む複数方向へ移動させて、前記ワークと箱床及び前記側壁との干渉を検知した位置に前記配列体を位置決めし、位置決めされた前記配列体を前記収容箱内に載置するワークの搬送方法。
このワークの搬送方法によれば、搬送用ロボットに正確な移動目標位置を教示させなくても、複数回のワークの移動時における干渉を検知することで、ワークを正確に位置決めできる。よって、複数のワークを収容箱に簡単に自動搬送させることができる。
【００１８】
（１１）  前記ワークは、転動輪と、該転動輪に転がり接触する複数の転動体とを有する転がり軸受であり、
前記転がり軸受を、（１０）に記載のワークの搬送方法により搬送する転がり軸受の搬送方法。
この転がり軸受の搬送方法によれば、転がり軸受を収容箱の中に並べて積み重ねる作業を、簡単に自動化できる。
【００１９】
（１２）  （１１）に記載の転がり軸受の搬送方法を用いる転がり軸受の製造方法。
この転がり軸受の製造方法によれば、複数の転がり軸受を纏めて搬送でき、生産性を向上できる。
【００２０】
（１３）  （１１）に記載の転がり軸受の搬送方法を用いる機械の製造方法。
この機械の製造方法によれば、転がり軸受を備えた機械の生産効率を向上でき、低コスト化が図れる。
【００２１】
（１４）  （１１）に記載の転がり軸受の搬送方法を用いる車両の製造方法。
この車両の製造方法によれば、転がり軸受を備えた車両の生産効率を向上でき、低コスト化が図れる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、複数のワークを収容箱の中に配置する作業を、高い位置決め精度で行える。これにより、ワークの搬送を容易に自動化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るワーク搬送装置の概略構成図である。
【図２】搬送台車の斜視図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、搬送用ロボットによる軸受の支持動作を段階的に示す工程説明図である。
【図４】棒体に支持された軸受を収容箱に載置させる１回目の搬送工程を示すフローチャートである。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は配列体の上下方向（Ｚ方向）の位置決め動作を段階的に示す動作説明図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は配列体のＸ方向の位置決め動作を段階的に示す動作説明図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は配列体の側壁側への（Ｙ方向）位置決め動作を段階的に示す動作説明図である。
【図８】収容箱内の基準位置に位置決めされた配列体を示す断面図である。
【図９】配列体を収容箱へ載置させる２回目以降の搬送工程を示すフローチャートである。
【図１０】配列体の収容箱への移載位置と移載順を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
ここでは、ワークとして、転動輪と、転動輪に転がり接触する複数の転動体とを有し、中心孔を有するリング状の転がり軸受（以下、単に「軸受」と記す。）を例示して説明するが、これに限らない。
【００２５】
図１は本発明に係るワーク搬送装置の概略構成図である。
ワーク搬送装置１００（以下、単に「搬送装置」と記す。）は、複数の軸受１１を棒体１３に支持させて搬送する搬送用ロボット１５と、搬送用ロボット１５を駆動するロボット駆動部１７と、外力センサ１９と、制御部２１と、記憶部２３とを備える。搬送装置１００は、制御部２１からの指令に基づいて、搬送用ロボット１５に支持された複数の軸受１１を、搬送台車２５に搭載された収容箱２７に搬送する。
【００２６】
搬送用ロボット１５は、棒体１３の一端部が固定され、棒体１３に支持された軸受１１を押さえるストッパ３０を有するスライダ３１と、スライダ３１を支持する多軸ロボット３３と、を備える。なお、以下の説明では、上下方向をＺ方向、収容箱２７に軸受１１を搬送する際の棒体１３の軸方向をＸ方向、Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向とする。
【００２７】
スライダ３１は、詳細は省略するが、例えばモータ駆動されるボールねじ軸と、ボールねじ軸に螺合するボールねじナットとを有し、一軸方向に進退移動可能な直動案内ユニットが用いられる。スライダ３１は、スライドレール３５と、スライドレール３５に沿ったＷｘ方向に相対移動するスライド部３７とを有する。スライド部３７には、上下動する一軸シリンダ（不図示）を介してストッパ３０が取り付けられる。つまり、このスライダ３１は、スライダ全体が多軸ロボット３３のロボットアーム先端軸に支持され、Ｗｘ方向にストッパ３０を移動自在に支持する。
【００２８】
スライドレール３５の一端部には、Ｌ字形のホルダ４１が下方に向けて固定される。ホルダ４１の先端部には、棒体１３の基端部１３ａが支持される。棒体１３は、スライドレール３５から下方に離間させて、スライドレール３５と平行に配置される。よって、スライド部３７を駆動すると、ストッパ３０が棒体１３に沿って移動する。
【００２９】
多軸ロボット３３は、先端軸３９を６軸方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向、及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸回りの各回転方向Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）に制御可能な多関節ロボットである。多軸ロボット３３は、先端軸３９の位置や向きを変更することで、スライダ３１と共に棒体１３の位置や姿勢が６軸方向に変更自在となる。
【００３０】
多軸ロボット３３の先端軸３９とスライダ３１との間には、外力センサ１９が配置される。外力センサ１９は、棒体１３（棒体１３に支持される軸受１１）に付加される外力を検出する。この外力センサ１９は、任意の一軸方向の力と、一軸方向に直交し且つ互いに交差する少なくとも２方向の力とを検出できるセンサであればよい。外力センサ１９の外力検出方向は、上記一軸方向を棒体１３の軸方向と一致させることが好ましい。
【００３１】
このような外力センサ１９として、例えば、歪みセンサを有する多軸荷重センサや６軸力覚センサを利用できる。特に、６軸力覚センサを用いる場合には、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の力と、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸回りのトルクとを、それぞれ独立して同時に検出できる。
【００３２】
記憶部２３は、軸受１１を収容箱２７に搬送するために必要となる各種情報が記憶される。つまり、記憶部２３には、収容箱２７の位置関連情報、即ち、収容箱２７の規定の配置位置を示す情報、空の収容箱２７に軸受１１を搬送する際の初期準備位置の情報（詳細は後述）等が記憶される。
【００３３】
制御部２１は、外力センサ１９からの検出信号及び記憶部２３に記憶された情報に応じて制御信号を生成し、この制御信号をロボット駆動部１７に出力する。ロボット駆動部１７は、制御部２１からの制御信号に応じて、搬送用ロボット１５を駆動する。
【００３４】
図２は搬送台車２５の斜視図である。
搬送台車２５は、収容箱２７がフレーム４５の上部に搭載され、フレーム４５の下部に車輪４７が設けられる。収容箱２７は、長方形の箱床５１と、箱床５１の３辺に立設され、対面し合う一対の側壁５３，５５、及び奥側の側壁５７と、側壁５７と対面する手前側の位置に設けられヒンジ５９により開閉自在に接続された開閉壁６１と、を有する。開閉壁６１は、チェーン６３等の適宜な開き止めによって、開状態の内側面６１ａが箱床５１と面一にされる。
【００３５】
収容箱２７には、側壁５３，５５，５７、及び開閉壁６１によって、直方体の収容空間が画成される。箱床５１は、開閉壁６１から側壁５７に向けて下方へ傾斜していると、軸受１１の開閉壁６１側からの落下を防止できるため好ましい。なお、図１においては傾斜を誇張して表しているが、実際の傾斜は僅かである。また、仮に箱床５１に傾斜があったとしても、多軸ロボット３３を制御して、この傾斜に合わせた角度を棒体１３に持たせたることができる。さらに、収容箱２７が規定位置から斜めに配置されていても、多軸ロボット３３を制御して、その位置ずれの位相に合わせて棒体１３を配置させることができる。
【００３６】
図１に示す棒体１３には、複数の軸受１１が支持される。棒体１３に軸受１１を支持させる工程は、搬送用ロボット１５の駆動により行ってもよく、手作業で行ってもよい。
【００３７】
図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、搬送用ロボット１５による軸受１１の支持動作を段階的に示す工程説明図である。
まず、不図示の軸受製造装置によって製造された軸受１１を、図３（Ａ）に示すように、所定数をそれぞれの中心孔１１ａを連通させて並べた配列体６５として、ワーク載置台６７に載置する。ワーク載置台６７から複数の軸受１１からなる配列体６５を搬送する際には、多軸ロボット３３の駆動により、図３（Ｂ）に示すように、スライダ３１に基端部１３ａが固定された棒体１３を、その反対側の先端部１３ｂから軸受１１の中心孔１１ａに挿入する。そして、図３（Ｃ）に示すように、配列体６５の全ての軸受１１に棒体１３が挿入された時点で棒体１３の挿入動作を停止する。
【００３８】
軸受１１を手動で棒体１３に支持させる場合は、上記同様の棒体１３の挿入動作を行ってもよく、個々の軸受１１を、順次に棒体１３を挿通させる作業を繰り返し行ってもよい。
【００３９】
棒体１３に支持させる軸受１１の個数は、搬送台車２５の収容箱２７における箱床５１のＸ方向長さに応じて最大個数が設定される。
【００４０】
次に、上記した構成の搬送装置１００により、棒体１３に支持された軸受１１（ワーク）を、搬送台車２５の収容箱２７に移載するワークの搬送方法を説明する。
図４は棒体１３に支持された軸受１１を収容箱２７に載置させる１回目の搬送工程を示すフローチャートである。以下に示す各工程は、図１に示す制御部２１からの指令に応じてロボット駆動部１７が搬送用ロボット１５を駆動することで行われる。
【００４１】
（初期準備位置へのワーク搬送工程）
まず、図１に示す多軸ロボット３３を駆動して、棒体１３に支持された複数の軸受１１からなる配列体６５を、搬送台車２５の収容箱２７の上方における初期準備位置（後述する図１０のＰａ０）に移動させる（Ｓ１１）。搬送台車２５は、配列体６５の移動に先立って、規定の待機位置に配置させ、収容箱２７の開閉壁６１を、図１及び図３に示すように開けておく。
【００４２】
ここで、初期準備位置とは、規定位置に配置された搬送台車２５の収容箱２７の直上であって、長方形の箱床５１の長辺と平行に棒体１３が配置され、且つ、棒体１３を下降させた際に、配列体６５が収容箱２７の側壁５３，５５，５７に干渉することなく、対面する一対の側壁５３，５５の一方（ここでは側壁５３）の近くに配置される位置である。
【００４３】
（上下方向位置決め工程）
次に、多軸ロボット３３を駆動して、棒体１３を下降させる（Ｓ１２）。
図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は配列体６５の上下方向（Ｚ方向）の位置決め動作を段階的に示す動作説明図である。
図５（Ａ）に示すように、棒体１３の下降動作によって配列体６５が箱床５１に向けて移動する。ここでの棒体１３の下降動作は、Ｓ１１の初期準備位置へのワーク移動速度Ｖ０よりも遅いワーク移動速度Ｖａ（Ｖａ＜Ｖ０）に設定される。これは、図１に示す外力センサ１９による外力検出を行いながら移動させるためである。図５（Ｂ）に示すように、配列体６５の外周面が箱床５１に突き当たると、外力センサ１９が棒体１３に作用する箱床５１からの反力を検出する。このように、配列体６５と干渉相手である箱床５１との干渉を検知した場合には（Ｓ１３）、図５（Ｃ）に示すように、棒体１３の下降動作を停止するとともに、棒体１３を僅かに逆方向（上方）に移動させる（Ｓ１４）。この上昇動作により、配列体６５と箱床５１との接触抵抗を軽減させる。
【００４４】
上記の棒体１３の下降、停止、上昇動作によって、配列体６５が上下方向（Ｚ方向）に位置決めされる。
【００４５】
（一方向位置決め工程）
そして、多軸ロボット３３を駆動して、棒体１３を、収容箱２７の箱床５１の面内における一方向である奥行き方向（Ｘ方向）に移動させる（Ｓ１５）。
図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は配列体６５のＸ方向の位置決め動作を段階的に示す動作説明図である。
【００４６】
図６（Ａ）に示すように、棒体１３の奥行き方向への移動動作によって配列体６５が側壁５７に向けて移動する。図６（Ｂ）に示すように、配列体６５の移動方向先端の軸受１１が側壁５７に突き当たると、図１に示す外力センサ１９が棒体１３に作用する側壁５７からの反力を検出する。このように、配列体６５と側壁５７との干渉を検知した場合には（Ｓ１６）、図６（Ｃ）に示すように、棒体１３の奥行き方向への移動動作を停止するとともに、棒体１３を僅かに逆方向（手前方向）に移動させる（Ｓ１７）。この逆移動動作により、配列体６５と側壁５７との接触抵抗を軽減させる。
【００４７】
上記の棒体１３の移動、停止、逆移動動作によって、配列体６５が奥行き方向（Ｘ方向）に位置決めされる。
【００４８】
（他方向位置決め工程）
さらに、多軸ロボット３３を駆動して、棒体１３を収容箱２７の一方の側壁５３に向けた、上記した上下方向及び一方向と直交する他方向へ移動させる（Ｓ１８）。
図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は配列体６５の側壁５３側への（Ｙ方向）位置決め動作を段階的に示す動作説明図である。
【００４９】
図７（Ａ）に示すように、棒体１３の側壁５３側への移動動作によって配列体６５が側壁５３に向けて移動する。図７（Ｂ）に示すように、配列体６５の移動方向先端側の軸受１１外周面が側壁５３に突き当たると、図１に示す外力センサ１９が棒体１３に作用する側壁５３からの反力を検出する。このように、配列体６５と側壁５３との干渉を検知した場合には（Ｓ１９）、図７（Ｃ）に示すように、棒体１３の側壁５３側への移動動作を停止するとともに、棒体１３を僅かに逆方向（反側壁５３側）に移動させる（Ｓ２０）。
【００５０】
（基準位置の記憶工程）
上記の棒体１３の移動、停止、逆移動動作によって、配列体６５が側壁５３に向かう方向（Ｙ方向）に位置決めされる。その結果、配列体６５は、図８に示すように、収容箱２７内の箱床５１上で、一方の側壁５３に沿って配列され、奥側の側壁５７に突き当たる位置に位置決めされる。図１に示す制御部２１は、図８における配列体６５の配置位置を基準位置Ｐ０（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）として、記憶部２３に登録する（Ｓ２１）。
【００５１】
（載置工程）
配列体６５を基準位置Ｐ０に位置決めした後、棒体１３を、配列体６５の各軸受１１の中心孔１１ａに浮かした状態にして、配列体６５から引き抜き（Ｓ２２）、配列体６５を基準位置Ｐ０に載置する（Ｓ２３）。これにより、搬送用ロボット１５による配列体６５の支持が解除される。
【００５２】
具体的には、多軸ロボット３３による棒体１３の引き抜き動作に同期させて、ストッパ３０を、スライダ３１の駆動によって棒体１３の引き抜き方向とは逆方向に移動させる。このストッパ３０の逆方向移動によって、配列体６５が基準位置Ｐ０に位置決めされたまま、棒体１３だけを引き抜くことができる。以上より、図８に示すように配列体６５の１回目の搬送による収容箱２７への載置が完了する。ストッパ３０は、棒体１３の引き抜きを完了した後、スライダ３１の駆動によって初期状態のホルダ４１側に移動させておく。
【００５３】
次に、棒体１３に次の配列体６５を支持させて、配列体６５を収容箱２７へ移載する。
２回目以降の配列体６５の収容箱２７への搬送は、前回（ここでは１回目）の搬送時における基準位置Ｐ０の位置情報を用いて搬送用ロボット１５を駆動する。
【００５４】
（２回目以降の搬送工程）
図９は配列体６５を収容箱２７へ載置させる２回目以降の搬送工程を示すフローチャートである。
まず、前述の図３に示すように、棒体１３に複数の軸受１１からなる配列体６５を支持させる。そして、次の配列体６５が支持された棒体１３の移動先となる、基準位置Ｐ０に応じた次準備位置を設定する（Ｓ３１）。
【００５５】
図１０は配列体６５の収容箱２７への移載位置と移載順を示す説明図である。
配列体６５の１回目の載置先である基準位置Ｐ０は、箱床５１上の側壁５３に沿った片隅部であり、基準位置Ｐ０の上方の所定距離ＬＨ２を離間した点が前述した初期準備位置Ｐａ０である。
【００５６】
また、配列体６５の２回目の載置先は、箱床５１上で基準位置Ｐ０に隣接する位置であり、基準位置Ｐ０から反側壁５３側にΔＷ（軸受１１の直径寸法に相当）だけ離れた位置である。このΔＷだけ補正した位置を、次ワークのワーク設置位置Ｐ１とする。このワーク設置位置Ｐ１の上方に予め定めた所定距離ＬＨ１を離間させ、Ｘ方向及びＹ方向に関しても基準位置Ｐ０から僅かに離間させた空間位置を次準備位置Ｐａ１に設定する。そして、多軸ロボット３３を駆動して、この次準備位置Ｐａ１に、図１に示す棒体１３に支持された２回目の搬送用の配列体６５を配置させる（Ｓ３２）。
【００５７】
次準備位置Ｐａ１に配置された配列体６５は、前述した図４に示すＳ１２〜Ｓ２３の各手順と同様に移動動作させて、ワーク設置位置Ｐ１に載置させる（Ｓ３３）。このワーク設置位置Ｐ１を基準位置に設定し、記憶部２３に記憶された基準位置の情報を更新する（Ｓ３４）。
【００５８】
上記のＳ３１〜Ｓ３４を、用意される全ての配列体６５（軸受１１）に繰り返し実施して、複数の配列体６５を順次に収容箱２７に載置する（Ｓ３５）。
【００５９】
ここで、収容箱２７は、Ｙ方向の幅Ｌｗが限られているため、配列体６５の載置位置が側壁５３側から、側壁５５側に最も近い最大のｎ列目に至った後は、載置位置を再び側壁５３側に戻し、１回目に載置した基準位置Ｐ０よりも例えばΔＨだけ上をワーク設置位置Ｐｎ＋１として配列体６５を積層する。このようにワーク設置位置Ｐ１〜Ｐｎ、Ｐｎ＋１，Ｐｎ＋２、・・・は、軸受１１や収容箱２７の形状等に応じて、適宜に調整される。
【００６０】
配列体６５の収容箱２７内への載置形態は、載置済みの隣接する配列体同士の間の上に積み重ね、層毎に軸受の中心をずらして配置してもよい（図２参照）。その場合、特に軸受１１のような断面円形のワークを、高い収容効率で、安定性を高めて配置できる。また、配列体６５の載置順は、一方の側壁５３から他方の側壁５５まで載置した後、次の配列体６５を他方の側壁５５側の載置済みの配列体上に積み重ねる順であってもよい。
【００６１】
また、収容箱２７の高さ方向（Ｚ方向）に関しても同様に、高さＬＨが限られているため、配列体６５の積層高さは、高さＬＨを超えない範囲に留める。
【００６２】
このように、配列体６５を順次に収容箱２７に載置する手順によれば、図１０に示す１回目の配列体６５を載置する際に、図１に示す棒体１３を初期準備位置Ｐａ０へ移動させるときよりも、２回目以降の配列体６５を載置する際に、棒体１３を次準備位置Ｐａ１に移動させるときの方が、棒体１３を載置位置（基準位置Ｐ０，ワーク設置位置Ｐ１，Ｐ２，・・・に近づけられる。
【００６３】
つまり、ＬＨ１＜ＬＨ０とすることで、Ｐａ０からＰ０までの高さよりもＰａ１からＰ１までの高さを低くでき、棒体１３の下降移動量を短縮できる。棒体１３を基準位置Ｐ０やワーク設置位置Ｐ１へ下降させる際のロボット移動速度は、外力センサ１９による検出を同時に行うため、棒体１３の待機位置から収容箱２７への移動時のロボット移動速度よりも遅く設定される。そのため、棒体１３の下降移動量の短縮は、Ｚ方向に位置決めするタクトタイムの短縮に大きく寄与でき、より高速な軸受１１の搬送作業が行える。
【００６４】
また、棒体１３のＹ方向の移動についても同様に、基準位置Ｐ０と初期準備位置Ｐａ０とのＹ方向差ΔＹ０を、ワーク設置位置Ｐ１と次準備位置Ｐａ１とのＹ方向差ΔＹ１より短縮する（ΔＹ０＞ΔＹ１）。さらに、図示はしないがＸ方向に関しても、基準位置Ｐ０と初期準備位置Ｐａ０とのＸ方向差ΔＸ０を、ワーク設置位置Ｐ１と次準備位置Ｐａ１とのＸ方向差ΔＸ１より短縮する（ΔＸ０＞ΔＸ１）。これにより、Ｘ方向、Ｙ方向の位置決め時においても、タクトタイムの短縮が図れる。
【００６５】
上記のように構成された搬送装置１００及びワーク搬送方法によれば、所定数の軸受１１からなる配列体６５を、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の干渉の有無を検出しながら収容箱２７の中に配列させることで、軸受１１の高精度な位置決めが可能となる。よって、載置済みの軸受１１の上に新たに軸受１１を積み重ねる作業も可能となる。また、搬送台車２５の設置位置や、収容箱２７の寸法等の精度が低くても、安定して軸受１１の位置決めと搬送が行える。これにより、軸受１１の搬送の自動化、つまり無人搬送が可能となり、視覚や触覚を多用する労力の大きい搬送作業から作業者を解放できる。
【００６６】
また、配列体６５の収容箱２７内へ載置する際の移動方向は、上下方向を含む複数方向であればよい。移動順は、ここではＺ方向、Ｘ方向、Ｙ方向の順で説明したが、Ｚ方向、Ｙ方向、Ｘ方向の順であってもよい。また、Ｘ方向、Ｙ方向に代えて、互いに交差する方向としてもよい。そして、配列体６５の移動順は、搬送台車２５の収容箱２７の形態等、環境条件に応じて適宜変更することが可能である。
【００６７】
３回目以降の搬送においては、上記したように、次ワークのワーク設置位置を、直前の搬送における基準位置をもとにして補正してもよいが、１回目の搬送時における基準位置Ｐ０をもとにして補正してもよい。その場合、搬送処理の制御がより簡単になり、より高速な搬送が行える。また、直前の搬送における基準位置をもとに補正する場合には、基準位置Ｐ０からの累積誤差の影響を受けにくくなり、より高精度な搬送が可能となる。
【００６８】
外力センサ１９として、６軸力覚センサを用いた場合、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の力と、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸回りのトルクとを、それぞれ独立して同時に検出できる。このため、各検出値を組み合わせることで、箱床５１や側壁５３，５５等との干渉によって棒体１３に作用する反力をより高感度に検出でき、より精密な棒体１３の移動動作が可能となる。
【００６９】
そして、複数の軸受１１の搬送が完了すると、図１、図２に示す搬送台車２５の開閉壁６１を閉じ、所望の移動先へ搬送台車２５を移動させる。
【００７０】
上記した軸受１１（ワーク）の搬送装置、製造装置及び製造方法は、転がり軸受の製造の他、転がり軸受を備える各種の機械（器械等の動力が手動のものも含む）の製造にも適用可能である。例えば、レール、スライダ等の直動案内装置、ねじ軸、ナット等のボールねじ装置やねじ装置、直動案内軸受とボールねじとを組み合わせた装置やＸＹテーブル等のアクチュエータ、等の直動装置への適用も可能である。
また、ステアリングコラム、自在継手、中間ギア、ラックアンドピニオン、電動パワーステアリング装置、ウォーム減速機、トルクセンサ等の操舵装置への適用も可能である。
そして、上記機械、操舵装置等を含む車両、工作機械、住宅機器等に、上記搬送装置及び製造装置並びに製造方法を広く適用することができる。
これにより得られた機械、車両等によれば、効率よく搬送が行えるため、生産性を高めて、しかも低コストな構成にできる。
【００７１】
このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
上記説明では、リング状のワークとして転がり軸受を例示しているが、これに限らず、軸断面が逆Ｕ字形等の、断面の一部に開放部を有する形状の部材であってもよい。また、ワークを支持する棒体は、軸断面が矩形状、多角形状等の棒体、又は板材であってもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１１  転がり軸受（ワーク）
１１ａ  中心孔
１３  棒体
１５  搬送用ロボット
１７  ロボット駆動部
１９  外力センサ
２１  制御部
２３  記憶部
２５  搬送台車
２７  収容箱
３３  多軸ロボット
５１  箱床
５３，５５，５７  側壁
６５  配列体
１００  ワーク搬送装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2020062727.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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