(57)【要約】【課題】正確な位置に部品を接着することができる部品位置決め接着装置を提供する。【解決手段】光学的な位置検出手段によって検出される接着目標位置の近傍に、接着対象物の接着面１０７ａとの間に接着剤２０を介した状態の部品２を仮置きする仮置き手段と、仮置きした部品に押し付け部材１９を介して接着荷重をかけた状態で、これを接着剤２０の流動性・潤滑性により接着目標位置へ滑動させる移動手段とを設ける。【選択図】      図３
2004351550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着対象物上の部品の接着目標位置及び当該部品の現在位置を光学的に検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段によって検出される接着目標位置の近傍に、前記接着対象物との間に接着剤を介した状態の部品を仮置きする仮置き手段と、
仮置きした部品に接着荷重をかけた状態で、これを前記接着目標位置へ滑動させる移動手段と
を備えたことを特徴とする部品位置決め接着装置。
【請求項２】
前記移動手段は、仮置きした部品の上面に、弾性を有する押し付け部材を介して接着荷重をかける請求項１記載の部品位置決め接着装置。
【請求項３】
前記移動手段は、仮置きした部品の上面に接着荷重をかける部材と当該部品との静摩擦により当該部品を滑動させる請求項１記載の部品位置決め接着装置。
【請求項４】
前記移動手段は、接着荷重を計測するロードセルを有する請求項１記載の部品位置決め接着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品を対象物に精密に位置決めして接着する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
接着剤を用いて部品を対象物に固定する装置（例えば、特許文献１参照。）では、接着剤を部品自体や対象物の接着位置に塗布した後、部品を保持して位置決めし、所定の圧力で部品を対象物に押し付けながら接着する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１−１２８５９８号公報（第５０５頁、第４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の部品位置決め接着装置では、位置決め後の部品の押し付けにより、位置決めした位置から部品がずれることがある。また、部品を保持する部材が、接着後に退避する瞬間にも、部品が同様にずれることがある。従って、部品を正確な位置に接着することは困難である。
【０００５】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、正確な位置に部品を接着することができる部品位置決め接着装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の部品位置決め接着装置は、接着対象物上の部品の接着目標位置及び当該部品の現在位置を光学的に検出する位置検出手段と、前記位置検出手段によって検出される接着目標位置の近傍に、前記接着対象物との間に接着剤を介した状態の部品を仮置きする仮置き手段と、仮置きした部品に接着荷重をかけた状態で、これを前記接着目標位置へ滑動させる移動手段とを備えたものである。
上記のように構成された部品位置決め接着装置においては、接着対象物との間に接着剤を介した状態の部品に対して、移動手段により接着荷重をかけたままこれを移動させようとすると、接着剤の流動性・潤滑性により部品が滑動する。これにより、接着目標位置に部品を位置決めし、接着することができる。すなわち、位置決め完了後に別途接着荷重付与動作をするのではなく、位置決めと接着荷重付与とが同時に行われるので、移動部品の位置ずれが生じにくい。従って、正確な位置に部品を接着することができる。
【０００７】
また、上記部品位置決め接着装置において、移動手段は、仮置きした部品の上面に、弾性を有する押し付け部材を介して接着荷重をかけるようにしてもよい。この場合、接着面と移動手段のアクチュエータとの間の相対的な位置関係に若干の誤差があっても、その誤差は、押し付け部材が自在に微小な弾性変形を生じることにより補償される。従って、接着面と移動手段のアクチュエータとの相対的な位置関係の精度を高レベルに維持管理する必要が無く、これにより、製作コスト、調整コスト、及び、メンテナンスコストを低減することができる。
【０００８】
また、上記部品位置決め接着装置において、移動手段は、仮置きした部品の上面に接着荷重をかける部材と当該部品との静摩擦により当該部品を滑動させるものであってもよい。
この場合、移動手段は部品を把持しないので、位置決め接着後の移動手段離脱時に部品が位置ずれを生じることがない。
【０００９】
また、上記部品位置決め接着装置において、移動手段は、接着荷重を計測するロードセルを有するものであってもよい。
この場合、ロードセルの出力に基づいて、正確な接着荷重を付与することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態による部品位置決め接着装置の構成を示すブロック図である。この装置は、図示しない搬送装置によって搬送されてくる「接着対象物」としてのスピンドルアセンブリ１に、「部品」としてロータリエンコーダの固定スリット板２を位置決めして接着するものである。図において、装置の制御は、ＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）用のコンピュータ３と、これと接続されたプログラマブルコントローラ（図ではＰＬＣと表記。）４とによって行われる。プログラマブルコントローラ４は、固定スリット板２の仮置き及び接着剤塗布を行う３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）ロボット及びコントローラ５と、紫外線硬化性の接着剤を押し出す接着剤ディスペンサ６と、接着剤を固めるためのＵＶ光照射器７とを制御する。
【００１１】
スピンドルアセンブリ１上に仮置きされた固定スリット板２を精密に位置決めして接着するのは、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸ステージ８にＺ軸周りの回転動作をするθ軸ステージ９を加えた４軸ステージ装置１０である。固定スリット板２はＸ−Ｙ平面に平行であり、Ｚ軸はそれに対しての垂線方向となる。θ軸ステージ９は、ビーム（梁）型のロードセル１１を介して３軸ステージ８と接続されており、このロードセル１１は、固定スリット板２に対して垂直に付与される接着荷重を検出して出力する。ロードセル１１からの出力はデジタル指示計１２に表示されるとともに、プログラマブルコントローラ４に送られる。
【００１２】
上記４軸ステージ装置１０は、４軸ステージコントローラ１３によって制御され、この４軸ステージコントローラ１３はコンピュータ３からの指示により動作する。固定スリット板２に対して垂直上方には、例えば１３０万画素程度のＣＣＤカメラ１４が配置されている。ＣＣＤカメラ１４の先端に装着された同軸照明マクロレンズ１５は、光源ユニット１６から提供される光を固定スリット板２に導くとともに、固定スリット板２からの反射光をＣＣＤカメラ１４に取り込む。ＣＣＤカメラ１４の撮像した画像信号はコンピュータ３に入力され、コンピュータ３に接続されたモニタ１７に表示される。
【００１３】
一方、レーザ外径測定器１８は、図示を簡略化しているが実際にはスピンドルアセンブリ１のシャフト１０１を横方向から挟む投光部及び受光部からなり、シャフト１０１を回転させながらレーザ光を照射して回転ぶれを考慮した真の回転中心を計測し、その回転中心の位置情報をコンピュータ３に入力する。固定スリット板２の接着目標位置は、当該回転中心から所定距離の位置として、モニタ１７上に表示される。
【００１４】
図２の（ａ）は、スピンドルアセンブリ１及びθ軸ステージ９を拡大した断面図であり、（ｂ）は、スピンドルＳの平面図である。スピンドルアセンブリ１は、モータ１０２と、モータ１０２の出力軸１０２ａに接続された筒状のシャフト１０１と、一対の転がり軸受１０３，１０４を介してシャフト１０１を支持する環状の固定部１０５と、この固定部１０５及びモータ１０２を支持するハウジング１０６と、固定部１０５の外周近傍の一箇所に取り付けられた発光素子１０７とを備えている。通常、シャフト１０１及びこれを回転自在に支持する転がり軸受１０３，１０４及び固定部１０５を含めた全体を、スピンドルと称する。発光素子１０７の発光側端面（以下、接着面という。）１０７ａには固定スリット板２が接着される（詳細後述）。また、シャフト１０１の上端部には、固定スリット板２の取り付け完了後の次工程以降において、ディスク状の回転スリット板（図示せず。）が取り付けられる。（ｂ）のＡは、ＣＣＤカメラ１４の視野範囲を示す。
【００１５】
一方、θ軸ステージ９の下端中央に位置するアクチュエータ９ａには、弾性を有する樹脂製のリング状の押し付け部材１９が取り付けられている。この押し付け部材１９としては、適度な摩擦係数を有するものが好ましく、例えばシリコンゴムが好適である。なお、アクチュエータ９ａや押し付け部材１９は共に、ＣＣＤカメラ１４の視野を妨げないように、中央が空洞の形態となっている。
【００１６】
次に、上記のように構成された部品位置決め接着装置の動作について説明する。まず、スピンドルアセンブリ１が搬送されてくる。ここで、プログラマブルコントローラ４の指令を受けた３軸ロボット及びコントローラ５により、把持された固定スリット板２の裏面に接着剤ディスペンサ６から供給された接着剤が塗布され、接着面１０７ａ上に仮置きされる。図３の（ａ）はこの状態を簡略化して示した断面図であり、接着面１０７ａ上に接着剤２０の層を介して固定スリット板２が載置された状態となる。
【００１７】
次に、コンピュータ３から指示を受けた４軸ステージコントローラ１３が４軸ステージ１０を動作させ、図３の（ｂ）に示すように、押し付け部材１９を下端に有するアクチュエータ９ａを、固定スリット板２に対して垂直に押し付ける。このとき、接着面１０７ａに対してアクチュエータ９ａが相対的に完全に垂直ではなく、若干の誤差があっても、その誤差は、押し付け部材１９が自在に微小な弾性変形を生じることにより補償され、固定スリット板２は接着面１０７ａに対して正確な平行を保って、接着剤２０に押し付けられる。従って、接着面１０７ａとアクチュエータ９ａとの垂直の精度を高レベルに維持する必要が無く、また、垂直を厳格に管理しなくてもよいので、製作コスト、調整コスト、及び、メンテナンスコストを低減することができる。
【００１８】
そして、（ｂ）の状態から所定の接着荷重をかける。このとき、所定の接着荷重が付与されているかどうかは、ロードセル１１の出力に基づいて、容易にこれを確認及び調整することができる。また、作業者は、モニタ１７を見ながら接着目標位置に固定スリット板２を移動させるべく、コンピュータ３から４軸ステージコントローラ１３に指示を与える。このとき、押し付け部材１９は固定スリット板２を把持しておらず、単に押さえているだけであるが、その静摩擦により固定スリット板２は押し付け部材１９に従動し、両者の相対的な位置ずれは生じない。また、接着剤２０の流動性・潤滑性により、（ｃ）に示すように、固定スリット板２は接着剤２０を押し広げるようにしながら接着面１０７ａと平行に滑動して、接着目標位置に到達する。
【００１９】
接着目標位置に達したことがモニタ１７により確認されると、作業者はコンピュータ３からプログラマブルコントローラ４を介してＵＶ光照射器７を点灯して接着剤２０に紫外線を照射し、これを固化させる。続いて作業者は、コンピュータ３に指示を与えてθ軸ステージ９を上昇させ、固定スリット板２から離脱させる。このとき、前述のように、押し付け部材１９は固定スリット板２を把持していないので、離脱の瞬間に固定スリット板２の位置ずれが生じることは実質的にない。また、上記のような接着荷重のかけ方は、θ軸ステージ９の下降位置で荷重を判断する定位置荷重方式ではなく、弾性変形する押し付け部材１９を介して、ロードセル１１で実測するので、正確な接着荷重を位置決め完了までの間、付与することができる。
【００２０】
上記の構成及び動作において、ＣＣＤカメラ１４、コンピュータ３、モニタ１７、及び、レーザ外径測定器１８は、スピンドルアセンブリ１上の固定スリット板２の接着目標位置及び現在位置を光学的に検出する「位置検出手段」を構成している。また、コンピュータ３、プログラマブルコントローラ４、３軸ロボット及びコントローラ５、並びに、接着剤ディスペンサ６は、接着目標位置の近傍に、スピンドルアセンブリ１との間に接着剤を介した状態の固定スリット板２を仮置きする「仮置き手段」を構成している。さらに、コンピュータ３、モニタ１７、４軸ステージコントローラ１３、３軸ステージ８、θ軸ステージ９、ロードセル１１、及び、プログラマブルコントローラ４は、仮置きした固定スリット板２に接着荷重をかけた状態で、これを接着目標位置へ滑動させる「移動手段」を構成している。
【００２１】
なお、上記実施形態では押し付け部材１９を設けたが、アクチュエータ９ａと接着面１０７ａとの位置関係（本例では垂直）を高精度に維持管理できる場合や、部品の材質・大きさ等によっては、押し付け部材１９を省略し、アクチュエータ９ａで直接、部品を押さえ付けるようにしてもよい。その場合、若しくは、押し付け部材１９を設けても静摩擦力のみでは横方向への移動時に押し付け部材１９と部品との間に相対的な位置ずれが生じる場合には、位置決め接着時にアクチュエータ９ａ内部をバキュームポンプで負圧にし、部品を吸着する構成を採用してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明の部品位置決め接着装置によれば、接着対象物との間に接着剤を介した状態の部品に対して、移動手段により接着荷重をかけたままこれを移動させようとすると、接着剤の流動性・潤滑性により部品が滑動することにより、接着目標位置に部品を位置決めし、接着することができる。すなわち、位置決め完了後に別途接着荷重付与動作をするのではなく、位置決めと接着荷重付与とが同時に行われるので、部品の位置ずれが生じにくい。従って、正確な位置に部品を接着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による部品位置決め接着装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、図１におけるスピンドルアセンブリ及びθ軸ステージを拡大した断面図であり、（ｂ）は、スピンドルＳの平面図である。
【図３】固定スリット板を位置決め接着する過程を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１    スピンドルアセンブリ（接着対象物）
２    固定スリット板（部品）
３    コンピュータ
４    プログラマブルコントローラ
５    ３軸ロボット及びコントローラ
６    接着剤ディスペンサ
８    ３軸ステージ
９    θ軸ステージ
９ａ  アクチュエータ
１１    ロードセル
１３    ４軸ステージコントローラ
１４    ＣＣＤカメラ
１７    モニタ
１８    レーザ外径測定器
１９    押し付け部材
１０７ａ  接着面
（３，１４，１７，１８  位置検出手段）
（３，４，５，６  仮置き手段）
（３，４，８，９，１１，１３，１７  移動手段）
【図１】
2004351550.tif 000003
【図２】
2004351550.tif 000004
【図３】
2004351550.tif 000005