(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材供給源からの線材をワークに巻くための巻線装置において、
前記ワークの搬送手段と、
複数のワークを着脱自在に保持するインデックス手段であって、ワークへ線材を巻くための巻線位置と、これから線材を巻こうとするワークを供給し線材の巻き終わったワークを位置決めする給排出位置に、それぞれワークを位置決めするためのインデックス手段と、
前記巻線位置に位置決めされたこれから線材を巻こうとするワークに対して線材を巻くための巻回手段と、
前記搬送手段のこれから線材を巻こうとするワークを前記インデックス手段の給排出位置に移し、当該インデックス手段の給排出位置に位置決めされた線材の巻き終わったワークを前記搬送手段に移すための給排出手段と、を備え、
前記巻回手段は、双腕型ロボットの第１アーム組立体に形成されると共に、アーム部内に設けたガイドローラ及び線材テンショナとアーム先端に設けたノズルユニットとを有し、前記給排出手段は、双腕型ロボットの第２アーム組立体に形成されたことを特徴とする巻線装置。
【請求項２】
前記インデックス手段は、複数のワーク保持具を備え、各ワーク保持具はワークを回転可能である請求項１に記載の巻線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに線材を巻くための巻線装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワークとして例えばテレビジョン受像機のような陰極線管に用いられる偏向ヨークは、電子線を偏向するための偏向コイルの巻線を必要とする。この種の偏向ヨーク（ボビン）には、巻線装置が線材を巻線するのであるが、従来の巻線装置は、１つのボビン保持部に対して空のボビンを装着し、そしてそのボビンに対して所定のパターンで線材を巻線した後に、巻線したボビンをそのボビン保持部から排出するようにしている。つまり同じ１つのボビン保持部においてボビンの給排出動作と線材の巻線動作を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の巻線装置では１つのボビン保持部でボビンの給排出動作および線材の巻線動作を行うようにしているので、次のような問題がある。つまり、ボビン保持部に対してボビンを供給する時間と、ボビンに対して線材を巻線する巻線の時間と、そして巻き終わったボビンをボビン保持部から外部に排出する排出時間が必要であり、ボビンの給排出動作の間はボビンに対する線材の巻線動作を行えず待機時間となってしまう。従って、ボビンに対する巻線の生産効率が悪いという問題がある。
そこで本発明は上記課題を解消するためになされたものであり、ワークに対する線材の巻線の生産効率を向上することができる巻線装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明にあっては、線材供給源からの線材をワークに巻くための巻線装置において、ワークの搬送手段と、複数のワークを着脱自在に保持するインデックス手段であって、ワークへ線材を巻くための巻線位置と、これから線材を巻こうとするワークを供給し線材の巻き終わったワークを位置決めする給排出位置に、それぞれワークを位置決めするためのインデックス手段と、巻線位置に位置決めされたこれから線材を巻こうとするワークに対して線材を巻くための巻回手段と、搬送手段のこれから線材を巻こうとするワークをインデックス手段の給排出位置に移し、インデックス手段の給排出位置に位置決めされた線材の巻き終わったワークを搬送手段に移すための給排出手段と、を備え、巻回手段は、双腕型ロボットの第１アーム組立体に形成されると共に、アーム部内に設けたガイドローラ及び線材テンショナとアーム先端に設けたノズルユニットとを有し、給排出手段は、双腕型ロボットの第２アーム組立体に形成されることにより、達成される。
【０００５】
本発明では、インデックス手段が、巻線位置と給排出位置にそれぞれワークを位置決めできるようになっている。この巻線位置は、ワークに対して線材を巻く位置である。給排出位置は、これから線材を巻こうとするワークを供給して線材の巻き終わったワークを位置決めする位置である。このインデックス手段は、複数のワークを着脱自在に保持可能であって、巻線位置と給排出位置にそれぞれワークを位置決めする。
【０００６】
巻回手段は、双腕型ロボットの第1アーム組立体に形成されると共にガイドローラ及び線材テンショナとノズルユニットとを有しており、巻線位置に位置決めされたこれから巻こうとするワークに対して線材を巻くようになっている。
給排出手段は、双腕型ロボットの第２アーム組立体に形成され、搬送手段のこれから巻こうとするワークをインデックス手段の給排出位置に移して、インデックス手段の給排出位置に位置決めされた線材を巻き終わったワークを搬送手段側に移すようになっている。巻線位置にあるワークに対しては巻回手段が線材をワークに対して巻いていく。これと同時に給排出手段はインデックス手段の給排出位置にある既に巻き終わったワークを搬送手段側に移す。そして給排出手段は、空となったインデックス手段の給排出位置に対して新たなこれから線材を巻こうとするワークを、搬送手段から給排出位置に移すことができる。
従って、ワークに対する線材の巻線動作と、これから線材を巻こうとするワークおよび巻き終わったワークの給排出動作と、を同時に行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
図１は、本発明の巻線装置の好ましい実施の形態を示す平面図である。この巻線装置は、ワークとして例えばテレビジョン受像機のような陰極線管に用いられる偏向ヨーク（ボビン）に対して線材を巻回し、かつ巻線の終わったボビンを排出し、新たなボビンを供給することができるものである。
【０００８】
図１の巻線装置は、概略搬送手段としてのコンベア５０、インデックス手段４０、巻回手段１００、そして給排出手段２００等を備えている。まず搬送手段であるコンベア５０は、プラテン５１を順次所定間隔で矢印ＦＤ方向に送ることができる。これらのプラテン５１は、ボビンＢを着脱可能に保持できるようになっている。コンベア５０は、ワーク供給位置Ａとワーク排出位置Ｂにそれぞれ順次プラテン５１が位置決めできる。ワーク供給位置Ａとワーク排出位置Ｂは、後で述べる給排出手段２００の近くに配置されている。
【０００９】
次にインデックス手段４０は、インデックステーブル４１と、２つのワーク保持具４３，４３およびモータ４２等を備えている。モータ４２は、インデックステーブル４１をＲ方向に沿って中心軸ＣＬを中心として１８０゜毎にインデックス可能である。このモータ４２は、例えばダイレクトドライブモータ（ＤＤモータ）を用いることができる。
なおこのモータ４２は、インデックステーブル４１を正方向へ１８０゜回転してインデックスした後に、逆の負方向へ１８０゜回転してインデックスする。このようにするのは、インデックステーブル４１およびワーク保持具４３，４３の周りに、エネルギー供給用の配線や配管が設けられているためである。
【００１０】
ワーク保持具４３，４３は、ワークであるボビンＮを着脱可能に水平に保持可能である。つまりボビンＮの軸ＣＬ１は、インデックス用の中心軸ＣＬと平行である。
インデックステーブル４１には、図３に示すように軸ＣＬを中心として回転するための回転装置４０ａが設けられている。回転装置４０ａのモータ４０ｂは、プーリー４０ｃを備えている。プーリー４０ｃとボビンＮの外周部を着脱可能に保持するプーリー４０ｄの間にはベルト４０ｅが設けられている。これによりモータ４０ｂが作動すると、ボビンＮは軸ＣＬを中心にＳ方向に回転もしくはインデックス可能である。
【００１１】
図1のインデックステーブル４１は、一方のワーク保持具４３を巻線位置Ｐに位置決めし、他方のワーク保持具４３を給排出位置Ｑに位置決めできる。
なお、このインデックス手段４０のインデックステーブル４１は、２つのワーク保持具４３，４３を備えているが、更に３つ以上のワーク保持具を備えるようにしても勿論構わない。この場合には、巻線位置Ｐ、給排出位置Ｑおよび、検査ステーションや接着ステーション等に対応してインデックスすることもできる。この検査ステーションとは、カメラ等によるファンネル部とネック部の巻線状態のチェック及び絡げ部の線材の緩みチェックを画像処理と係合して行う機能を有し、接着ステーションとは、絡げ部の線材に接着剤を塗付し、絡げ部の線材の緩み対策処理をし、端子ピンの半田付け等も行える機能を有している。
【００１２】
次に、巻回手段１００と給排出手段２００について図１と図２により説明する。この巻回手段１００は、線材供給ボビン７、ダンサーローラ１５、ガイドローラ１６，１７，１８、線材テンショナ２５、ノズルユニット２６、ガイドユニット３０等を有している。
巻回手段１００の一部、即ち巻回手段１００のガイドローラ１６，１７，１８および線材テンショナ２５とノズルユニット２６は、双腕型ロボット２０の第１アーム組立体１５０側に設けられている。これに対して双腕型ロボット２０の第２アーム組立体は、給排出手段２００を構成している。
【００１３】
双腕型ロボット２０の第１アーム組立体１５０は、アーム部２１ａ、アーム部２１ｂを有している。
アーム部２１ａの一端側が図２の基台２１ｃに回転可能に支持されている。このアーム部２１ａは、モータＭ１の作動により軸ＣＬ２を中心として回転する。アーム部２１ａの他端は、アーム部２１ｂの一端に回転可能に連結されている。アーム部２１ｂは、アーム部２１ａに対してモータＭ２の作動により中心軸ＣＬ３を中心に回転できるようになっている。アーム部２１ｂの他端部には、モータＭ３が設けられており、このモータＭ３はノズルユニット２６を中心軸ＣＬ４を中心に回転できるようになっている。このノズルユニット２６は、モータＭ４の作動によりα方向に旋回可能である。
【００１４】
ガイドローラ１６は、アーム部２１ａに取付けられている。ガイドローラ１７，１８はアーム部２１ｂに取付けられている。アーム部２１ｂは、ガイドローラ１７，１８の間に線材テンショナ２５を備えている。
この線材テンショナ２５は、３つのプーリー２１，２２，２４を有している。この３つのプーリーの内のプーリー２２は、線材Ｗに加わるテンションを検出する可動プーリーである。プーリー２２は、テンション検出用のヒステリシスモータＭＴの作動により、線材Ｗの張力の制御動作を行って、線材を適度な張力で線材Ｗをノズル２６側に送れるようになっている。
【００１５】
図１と図２に示すように、線材供給ボビン７の線材Ｗはダンサーローラ１５、ガイドローラ１６，１７を経て線材テンショナ２５のプーリー２１、可動プーリー２２およびプーリー２４を通る。そして線材Ｗはガイドローラ１８を経てガイドユニット２６の中を通りガイドユニット２６の先端から導き出されるようになっている。
ガイドユニット２６から導き出された線材Ｗは、線材供給停止時においてはノズルユニット２６内の線材クランプ（図示せず）により保持した状態で所定位置に停止させて、線材Ｗのテンションを維持できるようになっている。これにより線材Ｗの供給は即時可能な状態である。
【００１６】
次に巻回手段１００のガイドユニット３０は、ノズルユニット２６と協働することにより、図２と図５に示すボビンＮの開口部溝Ｎ１とネック部溝Ｎ２にそれぞれ線材Ｗを巻き、かつボビンＮの軸方向ＣＬＮに沿ってボビンＮの内周側に線材Ｗを所定のパターンで巻いていくのに使われる。
【００１７】
このガイドユニット３０は、図１と図２に示すようにアクチュエータ３３，３４を有している。アクチュエータ３３の作動により、移動体３３ａが矢印Ｙ方向に移動可能である。またアクチュエータ３４を作動することにより、移動体３３ａに沿ってガイドユニット３０のガイド３１，３２が矢印Ｘ方向に移動可能である。
【００１８】
次に、図１の給排出手段２００について説明する。
給排出手段２００は、双腕型ロボット２０の第２アーム組立体であり、アーム部２２ａ、アーム部２２ｂを有している。
アーム部２２ａの一端側は図２の基台２１ｃに取付けられていて、モータＭ１の作動により中心軸ＣＬ２を中心に回転できる。アーム部２２ａの他端側がアーム部２２ｂの一端側に連結されている。モータＭ５が作動すると、アーム部２２ｂはアーム部２２ａに対して中心軸ＣＬ５を中心に回転できるようになっている。
このアーム部２２ｂの他端側にはチャック部７０が設けられている。このチャック部７０は、ボビンＮを図２と図４に示すように着脱可能に保持する部分である。チャック部７０は、チャック用の爪７０ａ，７０ａを有し、これらの爪７０ａ，７０ａは取付板７０ｂに対してアクチュエータ７０ｃ，７０ｃによりボビンＮの開口部溝Ｎ１側を着脱可能に保持できるようになっている。この取付板７０ｂは、アクチュエータ７０ｄにより矢印Ｄ１の方向に移動可能である。
【００１９】
アクチュエータ７０ｄの取付端はアーム部２２ｂの他端部に取付けられていて、中心軸ＣＬ６を中心に回転できる。このアクチュエータ７０ｄは、別のアクチュエータ７０ｅにより中心軸ＣＬ６を中心として垂直下方に矢印Ｔ方向に沿って９０゜下がるようになっている。
この給排出手段２００のモータＭ１，Ｍ５およびアクチュエータ７０ｃ，７０ｃ，７０ｄが作動することにより、給排出手段２００は、コンベア５０のワーク供給位置Ａにあるこれから巻線しようとするボビンＮを図１の給排出位置Ｑに対応するワーク保持具４３に移して設定し、そして給排出位置Ｑに位置された既に巻線の終わったボビンＮをコンベア５０のワーク排出位置Ｂ側に排出する。
なお、上述したアクチュエータやモータは図示しない制御手段によりそれぞれ制御する。
【００２０】
次に、上述した巻線装置の動作について説明する。
図１のコンベア５０は、ボビンＮを保持したプラテン５１をワーク供給位置Ａに搬送して位置決めする。
図１の給排出手段２００のモータＭ１，Ｍ５が作動して、アーム部２２ｂのチャック部７０がそのワーク供給位置Ａの真上に達する。図４のチャック部７０のアクチュエータ７０ｅが収縮してアクチュエータ７０ｄおよび取付板７０ｂが垂直下方に向く。そしてアクチュエータ７０ｄが伸長して、取付板７０の爪７０ａ，７０ａが開いた状態で図１のワーク供給位置Ａにあるこれから巻線しようとするボビンＮの開口部溝Ｎ１側に近づく。
図４のアクチュエータ７０ｃ，７０ｃが作動して爪７０ａ，７０ａが図１のワーク供給位置ＡのボビンＮをしっかりとつかむと、アクチュエータ７０ｄが収縮作動してボビンＮをワーク供給位置Ａのプラテン５１から引き抜く。
【００２１】
その後図２の給排出手段２００のモータＭ１，Ｍ５が作動して、アーム部２２ｂがインデックス手段４０の給排出位置Ｑ側に向く。これによりチャック部７０が図２と図４に示す状態で給排出位置Ｑに位置しているワーク保持具４３に対面する。この状態で図４のアクチュエータ７０ｄをＤ１の方向に伸長させるとノズルＮのネック部溝Ｎ２側がワーク保持具４３の穴に嵌まり込む。
その後再びアクチュエータ７０ｃ，７０ｃを作動して爪７０ａ，７０ａをボビンＮから離してかつシリンダ７０ｄを収縮作動することでチャック部７０はボビンＮから離れる。
【００２２】
モータ４２がインデックステーブル４１を１８０゜回転して、ボビンを有するワーク保持具４３が給排出位置Ｑから巻線位置Ｐにインデックスされる。巻線位置ＰのボビンＮに対しては、巻回手段１００が線材Ｗの所定の巻線パターンに従って巻線を施すことになる。
【００２３】
巻線手段１００の線材供給ボビン７から供給される線材Ｗは、ダンサーローラ１５、ガイドローラ１６，１７、線材テンショナ２５を通りガイドローラ１８を経てノズルユニット２６に至る。ノズルユニット２６から出た線材Ｗは、ガイドユニットのガイド３１，３２との協働により、次のようにしてボビンＮに対して所定のパターンで線材を巻いていく。
【００２４】
つまり線材Ｗは線材テンショナ２５で所定の張力が与えられた状態でノズルユニット２６に至り、ノズルユニット２６とガイドユニット３０のガイド３１との協働により、図５のボビンＮの係止片Ｎ３の線材Ｗを絡げて図５のボビンＮの開口部溝Ｎ１に対してボビンＮの軸ＣＬＮに直交する方向に線材Ｗを巻いていく。そしてノズルユニット２６はボビンＮの中を通ってネック部溝Ｎ２側に達し、ボビンＮのネック部溝Ｎ２の係止片Ｎ４に線材Ｗを絡げ、そしてノズルユニット２６とガイドユニット３０のガイド３２との協働により、図５のボビンＮのネック部溝Ｎ２に対して中心軸ＣＬＮと直交する方向に線材Ｗを巻いていく。
このような動作をボビンＮの全周方向に沿って繰り返すことにより、ボビンＮに対して所定の巻線パターンで線材Ｗを巻線することができる。
【００２５】
一方、上述のような要領でボビンＮに対して線材Ｗを巻線している間に、図１と図２の給排出手段２００は、給排出位置Ｑに対応している空のワーク保持具４３に対して、コンベア５０のプラテン５１から新たなこれから巻線しようとするボビンＮを上述したのと同様の要領で供給する。これにより、巻線位置Ｐのワーク保持具４３のボビンＮは、線材Ｗが巻線されているとともに、給排出位置Ｑのワーク保持具４３には、これから巻線しようとするボビンＮが装着されていることになる。しかもコンベア５０は、空となったプラテン５１をワーク供給位置Ａからワーク排出位置Ｂに位置決めする。
【００２６】
巻線位置ＰにおけるボビンＮに対する巻線が終了すると、ノズルユニット２６はボビンＮから退出し、かつガイドユニット３０のボビンＮから退出する。そしてインデックス手段４０のモータ４２が作動して、インデックステーブル４１が１８０゜反転する。これにより巻線されたボビンＮが給排出位置Ｑに位置するとともに、巻線位置Ｐにはこれから巻線しようとするボビンＮが位置決めされる。そして給排出手段２００が給排出位置Ｑに位置している既に巻線の終わったボビンＮを上述したボビンの供給動作と逆の動作で行うことで、ワーク保持具４３から巻線の終わったボビンＮを抜き出して、そしてコンベア５０のワーク排出位置にあるプラテン５１に巻線の終わったボビンＮを嵌め込む。
【００２７】
このように本発明の実施の形態の巻線装置は、インデックス手段４０を用いて、これから巻線しようとするボビンＮの供給動作、巻線の終わったボビンＮの排出動作と、ボビンに対する線材Ｗの巻線動作を同時に行うことができるので、巻線作業の効率化が図れる。しかも双腕型ロボット２０を用いて、第１アーム組立体１５０側を巻回手段１００の一部に採用し、かつ双腕型ロボット２０の第２アーム組立体側を給排出手段２００として機能させることにより、巻回手段と給排出手段をそれぞれ別個の水平多関節型ロボットを用いて機能させるのに比べて装置をコンパクト化することができる。
【００２８】
本発明の実施の形態では双腕型ロボット２０やインデックス手段４０等の組合せ動作により、偏向ヨーク等のボビン形状のワークに対する線材Ｗの巻回作業や、ワークの搬入排出動作を平行して行うことができる。従って巻線作業のタクトタイムが短縮され、生産効率の飛躍的な向上を図ることができる。
また双腕型ロボットを用いて、ワークに対する線材の巻回動作とワークの給排出動作を同時に行うので、スペース、ワークに対する線材の巻回動作とワークの給排出動作を別々の多関節型ロボットで行うよりも小型化でき、スペース効率が良い。
【００２９】
ところで本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、図１の実施の形態では、テンショナ２５が第１アーム組立体１５０のアーム部２１ｂ側に設定されている。しかし図６に示すようにテンショナ２５は、アーム部２１ａ側に配置するようにしても勿論構わない。この場合にテンショナ２５のプーリー２４は、アーム部２１ａ，２１ｂの中心軸ＣＬ３に沿って位置している。
【００３０】
また図７の実施の形態では、テンショナ２５がアーム部２１ａの中央部に位置している。
また図示の実施の形態では、陰極線管に用いる偏向ヨークをワークとして、線材Ｗをこのワークに対して巻回するようにしている。しかしこれに限らず、他の分野のワークに対して線材を巻回する場合にも本発明は適用できるものである。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ワークに対する線材の巻線の生産効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の巻線装置の好ましい実施の形態を示す平面図。
【図２】図１の巻線装置の巻回手段と給排出手段を示す斜視図。
【図３】インデックス手段におけるボビンの回転用の回転装置を示す図。
【図４】図２の給排出手段のチャック部を示す斜視図。
【図５】ボビンに対して線材を巻いていく状態の一部を示す図。
【図６】本発明の他の実施の形態を示す図。
【図７】本発明の他の実施の形態を示す図。
【符号の説明】
２０    双腕型ロボット
２６    ノズルユニット
３０    ガイドユニット
４０    インデックス手段
４１    インデックステーブル
４３    ワーク保持具
５０    コンベア（搬送手段）
７０    チャック部
１００  巻回手段
１５０  第１アーム組立体
２００  給排出手段（第２アーム組立体）
Ｎ      ボビン（ワーク）
Ｗ      線材
【図１】
0003713771.tif 000002
【図２】
0003713771.tif 000003
【図３】
0003713771.tif 000004
【図４】
0003713771.tif 000005
【図５】
0003713771.tif 000006
【図６】
0003713771.tif 000007
【図７】
0003713771.tif 000008