(57)【要約】【課題】  ワークへの圧入部材の圧入状態を高精度に判定する圧入装置を提供する。【解決手段】  ワークが有する圧入孔に圧入部材を圧入可能な圧入装置は、圧入孔に圧入部材を圧入可能な荷重を発生可能なサーボシリンダ２３、サーボシリンダ２３が発生する荷重の作用軸Ａ３０上に設けられるボルト３３及びナット３４、ボルト３３の周囲に設けあることが可能なよう環状に形成されている荷重センサ３５、荷重センサ３５のサーボシリンダ２３側に設けられるトッププレート３１、荷重センサ３５の圧入部材側に設けられるベースプレート３２、並びに、判定部を備える。荷重センサ３５は、水晶圧電式のセンサであって、圧入部材に作用する荷重を検出し、当該検出した荷重に応じた信号を出力する。判定部は、荷重センサ３５が出力する信号に基づいてワークへの圧入部材の圧入状態を判定する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク（２）が有する圧入孔（３）に圧入部材（４）を圧入可能な圧入装置であって、
前記圧入孔に前記圧入部材を圧入可能な荷重を発生可能な荷重発生部（２３）と、
前記荷重発生部と前記圧入部材との間において前記荷重発生部が発生する荷重の作用軸（Ａ３０）に沿うよう設けられる軸部（３３，３４）と、
前記軸部の周囲に設けることが可能なよう環状に形成され、前記圧入部材に作用する荷重を検出し、当該検出した荷重に応じた信号を出力する水晶圧電式の荷重センサ（３５）と、
前記荷重センサの前記荷重発生部側に設けられる荷重発生部側プレート（３１）と、
前記荷重センサの前記圧入部材側に設けられる部材側プレート（３２）と、
前記部材側プレートの前記圧入部材側に設けられるパンチ（３６）と、
前記荷重センサが出力する信号に基づいて前記ワークへの前記圧入部材の圧入状態を判定可能な判定部（２５）と、
を備える圧入装置。
【請求項２】
前記判定部は、
前記パンチのストローク量と荷重との関係を示す関係図において、前記パンチのストローク量と荷重との最終結果に基づいて前記ワークへの前記圧入部材の圧入状態が正常であるときに通過する判定ゾーン（ＪＡ１，ＪＡ２）を設定するゾーン設定部（２５１）と、
前記ワークに前記圧入部材を圧入するときの前記パンチのストローク量と荷重との関係が、前記判定ゾーンを通るか否かを判定するゾーン判定部（２５２）と、
を有する請求項１に記載の圧入装置。
【請求項３】
前記軸部、前記荷重センサ、前記荷重発生部側プレート、前記部材側プレート、及び、前記パンチは、ユニット化されている請求項１または２に記載の圧入装置。
【請求項４】
前記軸部は、前記荷重発生部側プレートと前記部材側プレートとの距離を調整可能に形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧入装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧入装置（２０）と、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧入装置の所定の位置に前記ワークを搬送可能なワーク搬送装置（１０）と、
前記荷重発生部が発生する荷重によって前記圧入部材を前記ワークに圧入可能な圧入ハンド（４４）を換装可能かつ請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧入装置の所定の位置に移動可能な圧入ハンド搬送装置（４０）と、
を備える圧入システム。
【請求項６】
前記ワーク搬送装置における前記ワークの搬送方向において前記圧入装置の下流側に設けられ、前記圧入部材が圧入された前記ワークに付着している異物を除去可能な流体の流れを形成可能な異物除去装置（４５）をさらに備える請求項５に記載の圧入システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧入装置、及び、圧入システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧入部材をワークの所定の圧入孔に圧入可能な圧入装置が知られている。例えば、特許文献１には、ワークの所定の圧入孔への圧入部材の移動と圧入部材のワークへの圧入とを一つのステージで行う圧入装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７６７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の圧入装置では、圧入部材が所望の状態でワークに圧入されたか否かを近接スイッチによって判定する。しかしながら、対象となる圧入部材との距離を電気的に検出する近接スイッチは、当該距離の大小のみに基づいて圧入が完了したか否かを判定するため、圧入部材の形状によっては圧入が不完全な状態でも圧入が完了したと判定するおそれがある。このため、圧入状態の誤判定が発生するおそれがある。
【０００５】
また、ワークへの圧入部材の圧入において圧入部材に作用する荷重を歪みゲージによって検出する方法も知られている。しかしながら、歪みゲージは、圧入部材に作用する荷重の中心軸上に位置させる必要があるため、圧入部材に作用する荷重が偏心していると高精度に荷重を検出することができない。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワークへの圧入部材の圧入状態を高精度に判定する圧入装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ワーク（２）が有する圧入孔（３）に圧入部材（４）を圧入可能な圧入装置であって、荷重発生部（２３）、軸部（３３，３４）、荷重センサ（３５）、荷重発生部側プレート（３１）、部材側プレート（３２）、パンチ、（３６）及び、判定部（２５）を備える。
【０００８】
荷重発生部は、圧入孔に圧入部材を圧入可能な荷重を発生可能である。
軸部は、荷重発生部と圧入部材との間において荷重発生部が発生する荷重の作用軸（Ａ３０）に沿うよう設けられる。
荷重センサは、軸部の周囲に設けることが可能なよう環状に形成されている。荷重センサは、水晶圧電式のセンサであって、圧入部材に作用する荷重を検出し、当該検出した荷重に応じた信号を出力する。
荷重発生部側プレートは、荷重センサの荷重発生部側に設けられる。
部材側プレートは、荷重センサの圧入部材側に設けられる。
パンチは、部材側プレートの圧入部材側に設けられる。
判定部は、荷重センサが出力する信号に基づいてワークへの圧入部材の圧入状態を判定可能である。
【０００９】
本発明の圧入装置は、圧入部材に作用する荷重の大きさを電気的に検出することが可能な水晶圧電式の荷重センサを備えている。これにより、圧入部材の形状に影響されることなくワークへの圧入部材の圧入の状態を判定することができる。また、荷重センサは、荷重発生部が発生する荷重の作用軸に沿うよう設けられる軸部の周囲に設けることが可能なよう環状に形成されている。これにより、圧入部材に作用する荷重が偏心していても高精度に荷重を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態による圧入装置が適用される圧入システムの側面図である。
【図２】一実施形態による圧入装置が適用される圧入システムの上面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図３のＩＶ部拡大図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】一実施形態による圧入装置が備える制御部の作用を説明する特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の圧入装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
（一実施形態）
一実施形態による圧入装置について、図１〜６に基づいて説明する。圧入装置１は、ワーク２が有する圧入孔３に圧入部材４を圧入可能な装置であって、本実施形態では、ワーク２が有する複数の圧入孔３のそれぞれに圧入部材４を連続して圧入可能な圧入システム５に適用されている。
【００１３】
最初に、圧入システム５の構成に図１〜３に基づいて説明する。圧入システム５は、図１に示すように、「ワーク搬送装置」としてのベルトコンベア１０、二つの圧入装置１、二つの「圧入ハンド搬送装置」としてのロボットハンド装置４０、「異物除去装置」としてのガス吸引装置４５、及び、圧入深さ検査装置５０を備える。図１、３には、圧入システム５の天方向及び地方向を矢印で示す。
【００１４】
ベルトコンベア１０は、例えば、可変バルブタイミング装置などワーク２が載置可能なパレット７を搬送可能に設けられている。ベルトコンベア１０には、パレット７が搬送される搬送方向（図１の実線矢印Ｆ１）に沿って、二つの圧入装置１、ガス吸引装置４５、圧入深さ検査装置５０が順に設けられている。ベルトコンベア１０によって搬送されるパレット７は、二つの圧入装置１、ガス吸引装置４５、及び、圧入深さ検査装置５０を通過する。本実施形態では、パレット７には、一つのワーク２、及び、当該ワーク２に圧入される二つの圧入部材４がセットされている。パレット７は、圧入装置１において、ワーク２に圧入部材４が圧入されるとき、ワーク２に作用する荷重を受けることが可能な構成となっている。
【００１５】
圧入装置１は、ベルトコンベア１０上のパレット７に載置されているワーク２に圧入部材４を圧入可能な装置である。本実施形態では、圧入システム５には、二つの圧入装置１が設けられている。圧入装置１は、支持部２１、「荷重発生部」としてのサーボシリンダ２３、センサユニット３０、及び、「判定部」としての制御部２５を有する。
【００１６】
支持部２１は、図１，３に示すように、ベルトコンベア１０を跨ぐよう設けられている。支持部２１は、四本の支柱２１１及び四本の支柱２１１によって支持されるプレート２１２を有する。プレート２１２は、ベルトコンベア１０の天方向に位置する。
【００１７】
サーボシリンダ２３は、主にプレート２１２の天側に設けられている。サーボシリンダ２３は、サーボモータ２３１、連結部２３２、及び、駆動部２３３を有する。サーボモータ２３１は、制御部２５と電気的に接続している。サーボモータ２３１は、制御部２５が出力する指令信号に応じて回転トルクを出力する。連結部２３２は、図示しないタイミングプーリ及びベルトを有している。連結部２３２は、サーボモータ２３１が出力する回転トルクを駆動部２３３に伝達する。駆動部２３３は、連結部２３２が伝達する回転トルクによって回転する図示しないボールねじ、及び、当該ボールねじに連結し天地方向に往復移動可能なピストンロッド２３４を有する。駆動部２３３では、ボールねじの回転によってピストンロッド２３４を天地方向に移動する。
【００１８】
センサユニット３０は、ピストンロッド２３４の地側に設けられている。センサユニット３０は、図４に示すように、「荷重発生部側プレート」としてのトッププレート３１、「部材側プレート」としてのベースプレート３２、「軸部」としてのボルト３３及びナット３４、荷重センサ３５、並びに、パンチ３６を有する。トッププレート３１、ベースプレート３２、ボルト３３、ナット３４、荷重センサ３５、及び、パンチ３６は、一体にユニット化されている。図４には、圧入システム５の天方向及び地方向を矢印で示す。
【００１９】
トッププレート３１は、センサユニット３０においてピストンロッド２３４側に設けられている。トッププレート３１は、一体に形成されている大径部３１１及び小径部３１２を有する。大径部３１１は、略円板状に形成されている部位であって、ピストンロッド２３４の地側の端部に設けられている取り付けプレート２３５に複数のボルト３１３によって固定されている。小径部３１２は、大径部３１１の地側に設けられている。小径部３１２は、大径部３１１に比べ外径が小さい円柱状の部位である。
大径部３１１及び小径部３１２には、天地方向に貫通する通孔３１０を有する。通孔３１０は、小径部３１２において内径が小さくなるよう形成されている。これにより、小径部３１２は、通孔３１０を形成する内壁に段差面３１４を有する。
【００２０】
ベースプレート３２は、センサユニット３０において圧入部材４側に設けられている。ベースプレート３２は、一体に形成されている大径部３２１及び小径部３２２を有する。大径部３２１は、略円板状に形成されている部位であって、パンチ３６の天側の端面３６１に複数のボルト３２３によって固定されている。小径部３１２は、大径部３１１の天側に設けられている。小径部３１２は、大径部３１１に比べ外径が小さい円柱状の部位である。
大径部３２１及び小径部３２２には、天地方向に貫通する通孔３２０を有する。通孔３２０は、大径部３２１において内径が小さくなるよう形成されている。これにより、大径部３２１は、通孔３２０を形成する内壁に段差面３２４を有する。
【００２１】
ボルト３３及びナット３４は、駆動部２３３と圧入部材４との間において駆動部２３３による荷重の作用軸（図４に示す二点鎖線Ａ３０）に沿うよう設けられる。ボルト３３は、一体に形成されている頭部３３１、及び、軸部３３２を有する。頭部３３１は、通孔３１０に位置し地側の端面３３３が段差面３１４に当接するよう設けられている。軸部３３２は、通孔３１０と通孔３２０とを連通する荷重センサ３５が有する通孔３５０に位置する。ナット３４は、軸部３３２の頭部３３１とは反対側に設けられ、軸部３３２とねじ締結している。ナット３４の天側の端面３４１は、段差面３２４に当接している。これにより、ボルト３３の締め込み具合によって、頭部３３１とナット３４との距離を調整することが可能となる。
【００２２】
荷重センサ３５は、ボルト３３の軸部３３２の径外方向に設けられている。荷重センサ３５は、水晶圧電式のセンサであって、環状に形成されている。荷重センサ３５の外径は、トッププレート３１の大径部３１１の外径に比べ小さい。荷重センサ３５は、出力端子３５１（図５参照）を介して制御部２５と電気的に接続している。荷重センサ３５は、圧入部材４に作用する荷重を検出可能である。荷重センサ３５は、当該検出した荷重に応じた信号を例えばアナログの電圧信号として制御部２５に出力する。
【００２３】
パンチ３６は、ベースプレート３２の圧入部材４側に設けられる、パンチ３６は、駆動部２３３の荷重をロボットハンド装置４０が有するロボットハンド部４３に伝達する。
【００２４】
制御部２５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成されている。制御部２５は、サーボモータ２３１及び荷重センサ３５と電気的に接続している。制御部２５は、ワーク２への圧入部材４の圧入状態が正常か否かを判定するための設定を行う「ゾーン設定部」としての設定部２５１、及び、ワーク２への圧入部材４の圧入状態が正常か否かを判定する「ゾーン判定部」としての判定部２５２を有する。制御部２５は、事前に入力されているプログラムに従ってサーボモータ２３１を駆動するとともに、荷重センサ３５が出力する電圧信号に基づいてワーク２への圧入部材４の圧入状態が正常か否かを判定する。制御部２５におけるワーク２への圧入部材４の圧入状態の判定方法の詳細は、後述する。
【００２５】
ロボットハンド装置４０は、一つの圧入装置１に対して一つずつ設けられている。ロボットハンド装置４０は、ベース部４１、アーム部４２、ロボットハンド部４３、及び、複数の圧入ハンド４４を有する。ベース部４１は、アーム部４２を支持するとともに、複数の圧入ハンド４４を収容している。アーム部４２は、複数の関節を有する。ロボットハンド部４３は、アーム部４２のベース部４１に支持されている端部とは反対側の端部に支持されている。ロボットハンド部４３は、パンチ３６に当接可能に形成されており、複数の圧入ハンド４４のそれぞれを支持可能に形成されている。圧入ハンド４４は、ワーク２に圧入される圧入部材４の形状に合わせて複数設けられている。圧入ハンド４４は、ロボットハンド部４３に支持されている状態において、パレット７に収容される予定の所定の圧入部材４を保持するとともに、保持している圧入部材４をワーク２の所定の圧入孔３にセットすることが可能である。
【００２６】
ガス吸引装置４５は、ベルトコンベア１０上のパレット７に載置されているワーク２を収容可能に形成されている。ガス吸引装置４５は、圧入部材４が圧入された圧入孔３の周囲の異物を除去可能なようガス吸引装置４５のハウジング内の空気を吸引することが可能である。
【００２７】
圧入深さ検査装置５０は、図示しないリニアゲージを有している。圧入深さ検査装置５０は、ワーク２に対する圧入部材４の圧入深さを検出する。検出された圧入深さは、制御部２５に出力される。
【００２８】
次に、圧入システム５におけるワーク２への圧入部材４の圧入工程について説明する。
ベルトコンベア１０の天側に置かれるパレット７には、二つの圧入孔３を有するワーク２と、二つの圧入部材４が収容されている。ここで、便宜的に、二つの圧入孔３のそれぞれを圧入孔３０１，３０２とし、二つの圧入部材４のうち圧入孔３０１に圧入される圧入部材４を圧入部材４０１とし、圧入孔３０２に圧入される圧入部材４を圧入部材４０２とする。
【００２９】
パレット７は、ベルトコンベア１０によって一つ目の圧入装置１のパンチ３６の地方向に移動する。パレット７が一つ目の圧入装置１のパンチ３６の地方向に移動すると、一つ目の圧入装置１に設けられている一つ目のロボットハンド装置４０は、パレット７に収容されている一つ目の圧入部材４０１に対応した圧入ハンド４４を複数の圧入ハンド４４から選択し保持する。一つの圧入ハンド４４を保持したロボットハンド部４３は、アーム部４２の動きによってパレット７に収容されている圧入部材４０１を持ち上げ、ワーク２の対応する圧入孔３０１の入口に圧入部材４０１をあてがう。
【００３０】
圧入部材４０１が圧入孔３０１の入口にあてがわれた状態でサーボモータ２３１を駆動し、ピストンロッド２３４を地方向に移動する。これにより、パンチ３６がロボットハンド部４３の天側の端面４３１に接触し（図４参照）、圧入ハンド４４に保持された圧入部材４０１を圧入孔３０１に圧入する。
【００３１】
圧入部材４０１が圧入孔３０１に圧入されるとき、制御部２５では、パンチ３６、ロボットハンド部４３、及び、圧入ハンド４４を介して圧入部材４０１に作用する荷重の変化を、パンチ３６のストローク量に対応する形式でデータを取得する。
【００３２】
圧入部材４０１の圧入孔３０１への圧入が完了すると、ピストンロッド２３４を天方向に移動する。ピストンロッド２３４が天方向に移動すると、パレット７は、ベルトコンベア１０によって二つ目の圧入装置１のパンチ３６の地方向に移動する。パレット７が二つ目の圧入装置１のパンチ３６の地方向に移動すると、二つ目の圧入装置１に設けられている二つ目のロボットハンド装置４０は、パレット７に収容されている二つ目の圧入部材４０２に適応した圧入ハンド４４を複数の圧入ハンド４４から選択し保持する。一つの圧入ハンド４４を保持したロボットハンド部４３は、アーム部４２の動きによってパレット７に収容されている圧入部材４０２を持ち上げ、ワーク２の対応する圧入孔３０２の入口に圧入部材４０２をあてがう。
【００３３】
圧入部材４０２が圧入孔３０２にあてがわれた状態でサーボモータ２３１を駆動し、ピストンロッド２３４を地方向に移動する。これにより、パンチ３６がロボットハンド部４３の天側の端面４３１に接触し、圧入ハンド４４に保持された圧入部材４０２を圧入孔３０２に圧入する。
【００３４】
圧入部材４０２が圧入孔３０２に圧入されるとき、制御部２５では、パンチ３６、ロボットハンド部４３、及び、圧入ハンド４４を介して圧入部材４０２に作用する荷重の変化を、パンチ３６のストローク量に対応する形式でデータを取得する。
【００３５】
圧入部材４０２の圧入孔３０２への圧入が完了すると、ピストンロッド２３４を天方向に移動する。ピストンロッド２３４が天方向に移動すると、パレット７は、ベルトコンベア１０によってガス吸引装置４５に収容されるよう移動する。ガス吸引装置４５では、ガス吸引装置４５内の空気を吸引し、ワーク２に付着している異物を吸引し除去する。
【００３６】
ガス吸引装置４５において付着している異物が除去されたワーク２が搭載されたパレット７は、ベルトコンベア１０によって圧入深さ検査装置５０に収容されるよう移動する。圧入深さ検査装置５０では、リニアゲージによってワーク２に対する圧入部材４の圧入深さが検出される。検出されたデータは、制御部２５に出力される。
圧入システム５では、このようにして、ワーク２の圧入孔３に圧入部材４を圧入する。
【００３７】
次に、制御部２５におけるワーク２への圧入部材４の圧入状態の判定方法の詳細について、図６に基づいて説明する。図６は、パンチ３６のストローク量と荷重センサ３５が制御部２５に出力した圧入部材４に作用する荷重との関係を示す特性図である。横軸にパンチ３６のストローク量が示され、縦軸に圧入部材４に作用する荷重が示されている。
【００３８】
制御部２５には、パンチ３６のストローク量及び圧入部材４に作用する荷重が入力されている。図６には、パンチ３６のストローク量及び圧入部材４に作用する荷重がほぼ０の状態での特性が示されている。図６に示すように、パンチ３６のストローク量が比較的小さいとき、ピストンロッド２３４がストロークするものの圧入ハンド４４が圧入部材４に当接していないため、圧入部材４には荷重がほとんど作用しないこととなる。
【００３９】
パンチ３６のストローク量がストローク量Ｓ０１程度になるとき、圧入部材４が圧入孔３の入口に当接し、圧入部材４に作用する荷重の増加率が急激に増加する。このとき、圧入部材４は圧入孔３の入口において圧入孔３に押し込まれていることが予想される。
【００４０】
パンチ３６のストローク量がストローク量Ｓ０２程度になると、圧入部材４に作用する荷重の増加率が低下する。このとき、圧入部材４の先端部分は圧入孔３に押し込まれ、圧入部材４は圧入孔３を移動していることが予想される。
【００４１】
パンチ３６のストローク量がストローク量Ｓ０３程度になると、圧入部材４に作用する荷重の増加率が再び増加する。このとき、圧入部材４の先端部分が圧入孔３の底壁に当接しようとしていることが予想される。さらに、パンチ３６のストローク量がストローク量Ｓ０４になると、圧入部材４の先端部分が圧入孔３の底壁に当接し、圧入部材４の圧入孔３への圧入が完了したこととなる。
【００４２】
制御部２５におけるワーク２への圧入部材４の圧入状態の判定では、図６に示すように、二つの判定ゾーンが設定部２５１によって設定される。ここで、二つの判定ゾーンを判定ゾーンＪＡ１，ＪＡ２とする。判定ゾーンＪＡ１，ＪＡ２は、「最終結果」としてのストローク量Ｓ０４と荷重Ｌ０４との関係を、２以上のｎ回分析することによって設定部２５１が設定する。
【００４３】
判定ゾーンＪＡ１は、パンチ３６のストローク量が比較的小さい領域において設定される。判定ゾーンＪＡ１におけるストローク量の最小値をストローク量ｓ１１とし、ストローク量の最大値をｓ１２とする。また、判定ゾーンＪＡ１における荷重の最小値を荷重Ｌｏ１１とし、荷重の最大値をＬｏ１２とする。判定ゾーンＪＡ１では、ピストンロッド２３４がストロークするものの圧入部材４には荷重がほとんど作用しないこととから、圧入部材４が圧入孔３の入口に当接していない状態を示している。このとき、図６に示す実線Ｌ０のように判定ゾーンＪＡ１を通過する場合、圧入ハンド４４は、正常な状態で圧入部材４を保持していることを示す。一方、図６に示す二点鎖線Ｌ１のように判定ゾーンＪＡ１を通過しない場合、圧入ハンド４４は、正常でない状態で圧入部材４を保持していることを示す。ここで、「正常でない状態」とは、例えば、圧入部材４を保持する位置が正常でない、圧入ハンド４４に保持されている圧入部材４の姿勢が圧入孔３に圧入可能でないなどが挙げられる。
【００４４】
判定ゾーンＪＡ２は、パンチ３６のストローク量が比較的大きい領域において設定される。判定ゾーンＪＡ２におけるストローク量の最小値をストローク量ｓ２１とし、ストローク量の最大値をｓ２２とする。また、判定ゾーンＪＡ２における荷重の最小値を荷重Ｌｏ２１とし、荷重の最大値をＬｏ２２とする。判定ゾーンＪＡ２が設定されている領域では、ピストンロッド２３４のストロークするものの圧入部材４に作用する荷重はほとんど変化しないこととから、圧入部材４が圧入孔３の内壁に摺動しつつ移動している状態を示している。このとき、図６に示す実線Ｌ０のように判定ゾーンＪＡ２を通過する場合、圧入部材４は、正常な状態で圧入孔３を移動していることを示す。一方、図６に示す二点鎖線Ｌ２のように判定ゾーンＡ１を通過しない場合、圧入部材４は、正常でない状態で圧入孔３を移動していることことを示す。ここで、「正常でない状態」とは、例えば、圧入孔３を移動する圧入部材４の姿勢が正常でない、圧入部材４の先端部分が圧入孔３の底壁に予定より早く当接しようとしていることなどが挙げられる。
【００４５】
制御部２５では、図６に示すようなパンチ３６のストローク量と圧入部材４に作用する荷重との関係に基づいて、ワーク２への圧入部材４の圧入状態を判定する。制御部２５は、当該関係が判定ゾーンＪＡ１，ＪＡ２を通過するとき、ワーク２への圧入部材４の圧入状態は、正常であると判定する。制御部２５は、当該関係が判定ゾーンＪＡ１またはＪＡ２のいずれかを通過しないとき、ワーク２への圧入部材４の圧入状態は、異常であると判定する。
【００４６】
一実施形態による圧入装置１では、圧入部材４に作用する荷重の大きさを電気的に検出することが可能な水晶圧電式の荷重センサ３５を備えている。これにより、圧入部材４の形状に影響されることなくワーク２への圧入部材４の圧入状態を判定することができる。また、荷重センサ３５は、駆動部２３３が発生する荷重の作用軸Ａ３０に沿うよう設けられるボルト３３の軸部３３２の周囲に設けられることが可能なよう環状に形成されている。これにより、圧入装置１は、圧入部材４に作用する荷重が作用軸Ａ３０に対して偏心していても高精度に荷重を検出することができる。
【００４７】
また、荷重センサ３５として用いられている水晶圧電式センサは、比較的剛性が高い。これにより、圧入装置１は、圧入状態の判定において高い耐久性を有することができる。また、荷重センサ３５は、パンチ３６に当接するよう設けることができるため、例えば、ガイドを設けるため圧入部材から比較的離れた位置に設けられる歪みセンサに比べ、荷重される方向の作用軸Ａ３０に対して偏心しても、圧入部材４に作用する荷重を高精度に検出することができる。
【００４８】
一実施形態による圧入装置１では、制御部２５は、図６に示すようなパンチ３６のストローク量と圧入部材４に作用する荷重との関係に基づいてワーク２への圧入部材４の圧入状態を判定する。このとき、制御部２５は、最終結果であるストローク量Ｓ０４と荷重Ｌ０４との関係から図６上に判定ゾーンＪＡ１，ＪＡ２を設定する。制御部２５では、図６上のパンチ３６のストローク量と圧入部材４に作用する荷重との関係が判定ゾーンＪＡ１，ＪＡ２に通るか否かによって圧入部材４の圧入状態を判定する。これにより、制御部２５は、高精度に圧入部材４の圧入状態を判定することができる。
【００４９】
また、設定部２５１が設定する判定ゾーンＪＡ１，ＪＡ２は、パンチ３６のストローク量及び圧入部材４に作用する荷重に対して一定の幅をもつよう設定されている。これにより、圧入装置１では、ワーク２や圧入部材４の設計公差に起因する微妙な形状の違いによる影響を考慮した判定をすることができる。
【００５０】
一実施形態による圧入装置１では、荷重センサ３５を含むセンサユニット３０は、ユニット化されている。これにより、圧入装置１は、センサユニット３０を容易に交換することができる。
【００５１】
また、センサユニット３０は、ボルト３３の締め込み具合によって、トッププレート３１とベースプレート３２との距離を調整することが可能となっている。これにより、荷重センサ３５に初期状態から荷重を作用させておくことによって、荷重センサ３５の最も感度が範囲において圧入部材４への荷重を検出することができる。したがって、圧入装置１は、圧入部材４への荷重を高精度に検出することができる。
【００５２】
一実施形態による圧入システム５は、複数の圧入ハンド４４を支持可能なロボットハンド装置４０を備えている。これにより、圧入部材４の形状などによって適した圧入ハンド４４に換装することができる。したがって、圧入システム５は、比較的高い汎用性を有することができる。
【００５３】
一実施形態による圧入システム５は、一つのベルトコンベア１０に対して複数の圧入装置１を備えている。複数の圧入装置１のそれぞれでは、一つのワーク２が有する複数箇所での圧入工程のそれぞれを別個に行うことができる。これにより、一実施形態では、生産効率を向上することができるため、圧入工程の工数低減をすることができるととともに、製造コストを低減することができる。
【００５４】
一実施形態による圧入システム５が備えるガス吸引装置４５は、空気の流れによって圧入部材４が圧入されたワーク２に付着している異物を除去可能なよう空気を吸引することができる。これにより、圧入部材４が圧入されたワーク２の不良の発生率を低減することができる。
【００５５】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、圧入装置は、圧入システムに適用されるとした。しかしながら、圧入装置は、単独で用いてもよい。
【００５６】
上述の実施形態では、制御部は、ピストンロッドのストローク量と圧入部材に作用する荷重との関係において、ワークへの圧入部材の圧入状態の判定のための判定ゾーンを設定するとした。しかしながら、制御部におけるワークへの圧入部材の圧入状態の判定方法はこれに限定されない。また、判定ゾーンを用いて判定する場合、判定ゾーンの数は二つに限定されない。
【００５７】
上述の実施形態では、センサユニットは、ユニット化されているとした。しかしながら、ユニット化されていなくてもよい。
【００５８】
上述の実施形態では、センサユニットでは、ボルトの締め込み具合によってトッププレートとベースプレートとの距離を調整することが可能であるとし、荷重センサにあらかじめ圧力を作用させることが可能であるとした。しかしながら、荷重センサにあらかじめ圧力を作用させなくてもよい。
【００５９】
上述の実施形態では、圧入システムは、二つの圧入装置を備えるとした。しかしながら、圧入装置の数はこれに限定されない。また、ガス吸引装置は、二つの圧入装置の下流側に設けられるとしたが、一つの圧入装置ごとに設けられてもよい。また、ワークに付着している異物を除去可能な装置として、流体の流れを形成する方法でなくてもよい。また、「異物除去装置」はなくてもよい。
【００６０】
上述の実施形態では、圧入部材を保持する装置として、複数の間接を有する、いわゆる多関節ロボットハンド装置を備えるとした。しかしながら、圧入部材を保持する装置の構成はこれに限定されない。
【００６１】
上述の実施形態では、圧入システムは、二つの圧入部材をワークに圧入するとした。しかしながら、圧入システムが圧入可能な圧入部材の数はこれに限定されない。圧入装置を３つ以上備えることによって、３つ以上の圧入部材を圧入することができる。また、圧入システムを複数回使用することによって、一つのベルトコンベアに対して設けられている圧入装置の数以上の圧入部材を圧入することができるようにしてもよい。
【００６２】
上述の実施形態では、圧入部材は、ワークとともにパレットに収容されているとした。しかしながら、圧入部材のワークへの供給方法は、これに限定されない。ワークとは別に、パーツフィーダーなどによって供給されてもよい。
【００６３】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１・・・圧入装置
４・・・圧入部材
２３・・・サーボシリンダ（荷重発生部）
２５・・・制御部（判定部）
３１・・・トッププレート（荷重発生側プレート）
３２・・・ベースプレート（部材側プレート）
３３・・・ボルト（軸部）
３４・・・ナット（軸部）
３５・・・荷重センサ
３６・・・パンチ
【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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