(57)【要約】【課題】組立台と他の治具，装置等との芯合せを少なくし、かつ動作不良が少なく、小形のキセノン管にも対応可能であり、品種変更が容易でローコストな挿入・かしめ装置を提供する。【解決手段】スカラーロボット５７は、電極棒供給台４９から電極棒６を取り出し、組立台ユニット５１にセットする。この電極棒６を第１及び第２電極棒認識カメラ５２，５３で撮像し、その先端位置を検出する。カソード供給ユニット５６は、取出しステージ１０７上に複数個の筒状のカソード８を供給し、これを撮像して取り出し可能なカソード８の位置を検出する。スカラーロボット５７は、カソード８を取り出して電極棒６に挿入し、仮かしめを行う。次いで、組立台ユニット５１の本かしめチャックでカソード８の本かしめを行ない、完成した電極棒６を電極棒集積台５０に集積する。【選択図】図２
2007185679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状部品の先端部が露出されるように保持する組立台と、
前記棒状部品の先端の位置と、軸方向のベクトルとを検出する棒状部品検出手段と、
筒状の部品を供給する筒状部品供給手段と、
前記筒状部品を把持して筒状部品供給手段から取り出すとともに、筒状部品を把持する際の把持圧力が少なくとも２段階に切り換えられる筒状部品把持手段と、
前記棒状部品の先端位置と軸ベクトルとに基づいて前記筒状部品把持手段を移動し、棒状部品の中心軸と筒状部品の中心軸とを合致させ、かつ筒状部品把持手段を棒状部品の軸方向に沿って移動させて棒状部品に筒状部品を挿入させる移動手段とを備え、
前記筒状部品把持手段は、筒状部品供給手段から筒状部品を取り出す際に、筒状部品が変形されない第１の把持圧力を使用し、筒状部品を棒状部品に挿入した後で第１の把持圧力よりも強い第２の把持圧力に切り換えて筒状部品をかしめることを特徴とする挿入・かしめ装置。
【請求項２】
前記筒状部品供給手段は、
筒状部品が搬送される搬送路と、
この搬送路上に筒状部品を送り出す送出部と、
搬送路上に送り出された筒状部品を搬送方向に移動させる搬送部と、
この搬送部の動作が停止されているときに、搬送路上に設けられた取出しステージ内の筒状部品の位置及び姿勢を検出する筒状部品検出部とを備え、
前記移動手段は、筒状部品検出部によって検出された筒状部品の位置と姿勢とに基づいて前記筒状部品把持手段を移動させて、取出しステージ内の筒状部品を把持させることを特徴とする請求項１記載の挿入・かしめ装置。
【請求項３】
前記送出部は、搬送路上に筒状部品を所定量ずつ供給し、前記搬送部は、搬送路上に供給された複数個の筒状部品を搬送させる搬送動作と、複数個の筒状部品を搬送路上で分散させ、かつ姿勢を変化させる分散動作とを行うことを特徴とする請求項２記載の挿入・かしめ装置。
【請求項４】
前記搬送部は、搬送路を振動させて筒状部品を搬送させる振動フィーダであって、搬送路を連続的に振動させることで前記搬送動作および前記分散動作を同時に行うことを特徴とする請求項３記載の挿入・かしめ装置。
【請求項５】
前記分散動作時に、前記搬送路にさらに振動を与えて筒状部品の分散効果を高める加振手段を設けたことを特徴とする請求項４記載の挿入・かしめ装置。
【請求項６】
前記筒状部品検出部として、視覚センサを用いることを特徴とする請求項２ないし５いずれか記載の挿入・かしめ装置。
【請求項７】
前記取出しステージは、筒状部品を識別可能な透明度を有する材質で形成されており、前記視覚センサは搬送路の下方に配置されて、該搬送路上の筒状部品を検出することを特徴とする請求項２ないし６いずれか記載の挿入・かしめ装置。
【請求項８】
前記筒状部品把持手段は、筒状部品の外形を半径方向から挟み込んで把持する２つ以上のチャック爪と、これらのチャック爪を移動させるアクチュエータとを有することを特徴とする請求項１ないし７いずれか記載の挿入・かしめ装置。
【請求項９】
前記チャック爪の先端に、筒状部品の外形を規制して自動的にセンタリングする切欠を設けたことを特徴とする請求項８記載の挿入・かしめ装置。
【請求項１０】
前記移動手段として、３軸以上、６軸以下の可動軸を有する多軸ロボットを用いることを特徴とする請求項１ないし９いずれか記載の挿入・かしめ装置。
【請求項１１】
前記多軸ロボットとして、４軸スカラーロボット、または６軸多関節ロボットを用いることを特徴とする請求項１０記載の挿入・かしめ装置。
【請求項１２】
前記移動手段の移動量を変更することにより、棒状部品への筒状部品の挿入量を任意に設定できることを特徴とする請求項１ないし１１いずれか記載の挿入・かしめ装置。
【請求項１３】
前記棒状部品検出手段として、棒状部品を複数の方向から同時に撮像する視覚センサを用いることを特徴とする請求項１ないし１２いずれか記載の挿入・かしめ装置。
【請求項１４】
前記視覚センサは、棒状部品を側方から撮像する第１の撮像部と、この第１の撮像部の撮像方向に直交する方向から棒状部品の側方を撮像する第２の撮像部とを備えることを特徴とする請求項１３記載の挿入・かしめ装置。
【請求項１５】
前記棒状部品を保持して組立台に供給し、筒状部品が取り付けられた棒状部品を組立台から取り出して集積する棒状部品保持手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし１４いずれか記載の挿入・かしめ装置。
【請求項１６】
前記棒状部品保持手段は、筒状部品把持手段と一体に設けられ、前記移動手段により組立台まで移動されることを特徴とする請求項１５記載の挿入・かしめ装置。
【請求項１７】
前記筒状部品のかしめ後に、該筒状部品を所定の押圧力で軸方向に押圧し、前記棒状部品への締結力を検査する検査手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし１６いずれか記載の挿入・かしめ装置。
【請求項１８】
前記検査手段は、筒状部品把持手段と一体に設けられ、前記移動手段により組立台まで移動されることを特徴とする請求項１７記載の挿入・かしめ装置。
【請求項１９】
前記筒状部品把持手段による筒状部品のかしめ後に、第２の把持圧力よりも強い圧力で筒状部品をかしめる本かしめ手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし１８いずれか記載の挿入・かしめ装置。
【請求項２０】
前記棒状部品は、キセノン管の電極棒であり、前記筒状部品は、電極棒に取り付けられるカソードであることを特徴とする請求項１ないし１９いずれか記載の挿入・かしめ装置。
【請求項２１】
棒状部品の先端が露出されるように保持するステップと、
複数の筒状部品の位置と姿勢を検出するステップと、
複数の筒状部品の中から、把持可能な筒状部品を選択し、第１の把持圧力で筒状部品を把持するステップと、
棒状部品の先端位置と、軸方向のベクトルとを検出するステップと、
棒状部品の先端位置と、軸方向のベクトルに合せて筒状部品把持手段を移動し、筒状部品を棒状部品に挿入するステップと、
第１の把持圧力よりも強い第２の把持圧力で筒状部品を把持してかしめるステップとを含むことを特徴とする挿入・かしめ方法。
【請求項２２】
前記筒状部品をかしめるステップの後に、第２の把持圧力よりも強い圧力で筒状部品を押圧して本かしめを行うステップを設けたことを特徴とする請求項２１記載の挿入・かしめ方法。
【請求項２３】
前記本かしめを行うステップの後に、筒状部品を軸方向に押圧して棒状部品への締結力を検査するステップを設けたことを特徴とする請求項２２記載の挿入・かしめ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、棒状部品と筒状部品との中心軸を合せ、筒状部品を棒状部品に挿入し、筒状部品をかしめて棒状部品に固定する挿入・かしめ装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ストロボ装置の光源として用いられるキセノン管は、断面図である図１９、及び分解斜視図である図２０に示すように、筒状の透明なガラス管３と、このガラス管３の両端に形成された開口部４，５に挿入される陰極側電極棒６及び陽極側電極棒７と、陰極側電極棒６に取り付けられるカソード８と、ガラス管３の開口部４，５を密封するガラスビーズ９，１０と、ガラス管３内に封入されるキセノンガスから構成されている。
【０００３】
陰極側電極棒６は、ガラス管３内に納められる電極部１２と、ガラス管３外に突出されてプリント基板等への配線に使用されるリード部１３とからなり、電極部１２とリード部１３との間には、略ボール形状の溶接玉１４が設けられている。電極部１２は、例えばタングステン（Ｗ）を用いて棒状に形成されている。リード部１３は、例えばニッケル（Ｎｉ）を用いて形成されており、電極部１２と径が同等、もしくは若干太くされている。溶接玉１４は、電極部１２とリード部１３とを溶接して接合する際に、リード部１３が溶けて電極部１２の端部を包み込むことで形成される。陽極側電極棒７は、陰極側電極棒６と同様に、電極部１６，リード部１７，溶接玉１８からなり、電極部１６の長さが異なる以外は、同じ材質、同様の製造方法で製造される。
【０００４】
ガラスビーズ９，１０は、ガラスで略リング形状に形成されており、中央には電極棒６，７の電極部１２，１６が挿通される穴９ａ，１０ａが形成されている。このガラスビーズ９，１０は、電極部１２，１６に挿入後、ヒーターで加熱されて電極棒６，７に溶着される。その後、ガラス管３の開口部４，５に挿入されてヒーターで加熱されることで溶融し、ガラス管３を密封する。
【０００５】
カソード８は、金属粉末を筒状に成型，焼結したものにセシウム化合物等を添加処理したもので、放電時の電子放出効率を高めるために用いられている。このカソード８は、ガラスビーズ９が溶着された後で電極部１２の所定の位置に挿入され、外側からかしめられることにより電極部１２に固着される。
【０００６】
従来の陰極側電極棒６へのカソード８の取り付けは、次のような手順で行われている。まず、供給用パレットに整列されている陰極側電極棒６の電極部１２をエアチャックで把持して取り出し、組立台にセットする。図２１に示すように、組立台２１は、リード部１３をリード支持穴２１ａで支えるとともに、下方に配置された受け板２２でリード部１３の下端を受けている。さらに電極部１２を電極部位置決めチャック３０により保持する。陰極側電極棒６を保持した組立台２１は、次のステーションに搬送される。
【０００７】
次のステーションでは、フィーダ２５により整列されたカソード８が、カソード８の外径と微小なクリアランスを持つカソードガイドチャック２６のカソードガイド部２６ｂに挿入される。カソードガイドチャック２６は左右に開閉し、電極部ガイド爪２６ａで電極部１２とカソードガイド部２９の芯を一致させ、カソードガイドチャック２６を振動させると同時に、上部より軽衝撃荷重ピン２７でカソード８を叩き、陰極側電極棒６に押込み挿入し、カソードガイドチャック２６を開き、上部に退避させた後、組立台２１は次のステーションに搬送される。
【０００８】
図２２に示すように、次のステーションでは、電極部１２の先端径よりも太くカソード８の外径よりも細い穴３１ａが所定の深さで形成されたカソード位置決め治具３１を穴３１ａに電極部１２の先端が入り、カソード位置決め治具３１の下端がカソード８の上端にあたるまで押し下げ、カソード８の位置調整を行う。このとき、電極部１２の先端が治具３１に押圧されると、陰極側電極棒６の下端を受けている受け板２２がバネ３２の付勢に抗して押し下げられる。このようにしてカソード８の位置決めが行われた後、カソード８の外周が仮かしめチャック３３によって押圧され、仮かしめされる。
【０００９】
次のステーションでは、本かしめチャックによってカソード８の外周が仮かしめよりも強い力で押圧され、本かしめが行われる。更に次のステーションでは、カソード８が取り付けられた陰極側電極棒６が組立台２１から取り出され、集積用パレットに集積される。
【００１０】
上述したカソード８の取付方法は、比較的大型のキセノン管において用いられているが、例えばガラス管の直径が１．５ｍｍ以下の小形キセノン管では、陰極側電極棒にカソードを挿入する工程を手作業によって行い、その後の位置調整及びかしめ工程を機械によって行っている。これは、キセノン管の小型化により、上述した機械挿入では機構的な困難が生じるためである。
【特許文献１】特開２００３−０８６０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したカソードの挿入・かしめ方式には、以下のような欠点がある。
（１）  電極棒の搬送方式
ａ．移動式の組立台
・移動式の組立台を複数台用いるため組立台の搬送システムが必須。
・全ての組立台でカソードガイドチャック、仮かしめチャック、本かしめチャックとの芯合せが必要。
（２）  フィーダによるカソードの整列、切り出し
ａ．カソードの整列
・カソードを整列するための搬送シュートで、つまりが発生。
・キセノン管の細径化が進むにつれカソードを整列させる搬送路の精密加工が必須でコスト高。
・品種変更に対応できない。
ｂ．カソードの切り出し機構
・カソードを１つずつカソードガイド部に挿入するための切り出し機構が必要。
（３）  カソードガイドチャック
・カソードガイド部へのカソード挿入が困難。
・カソードガイド部の精密加工が必要。
・振動装置が必要。
・電極部ガイド爪、カソードガイド部の磨耗・腐食。
・品種変更に対応できない。
（４）  機械的なカソードの位置決め方式（突出量）
ａ．電極棒の上下摺動機構
・小さいスペースに複雑な機構が必要。
ｂ．カソード位置決め治具
・突出量の変更が困難。
（５）  品種変更
・品種の切り換えに対して素早い対応ができない。
（６）  人手作業によるカソードの挿入
・人手作業による品質劣化の恐れがある。
・人件費によるコスト高。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためのもので、組立台と他の治具，装置等との芯合せを少なくし、かつ動作不良が少なく、小形のキセノン管にも対応可能であり、品種変更が容易でローコストな挿入・かしめ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の挿入・かしめ装置は、棒状部品の先端部が露出されるように保持する組立台と、棒状部品の先端の位置と、軸方向のベクトルとを検出する棒状部品検出手段と、筒状の部品を供給する筒状部品供給手段と、筒状部品を把持して筒状部品供給手段から取り出すとともに、筒状部品を把持する際の把持圧力が少なくとも２段階に切り換えられる筒状部品把持手段と、棒状部品の先端位置と軸ベクトルとに基づいて筒状部品把持手段を移動し、棒状部品の中心軸と筒状部品の中心軸とを合致させ、かつ筒状部品把持手段を棒状部品の軸方向に沿って移動させて棒状部品に筒状部品を挿入させる移動手段とを備えるものである。筒状部品把持手段は、筒状部品供給手段から筒状部品を取り出す際に、筒状部品が変形されない第１の把持圧力を使用し、筒状部品を棒状部品に挿入した後で第１の把持圧力よりも強い第２の把持圧力に切り換えて筒状部品をかしめる。
【００１４】
また、筒状部品供給手段は、筒状部品が搬送される搬送路と、この搬送路上に筒状部品を送り出す送出部と、搬送路上に送り出された筒状部品を搬送方向に移動させる搬送部と、この搬送部の動作が停止されているときに、搬送路上に設けられた取出しステージ内の筒状部品の位置及び姿勢を検出する筒状部品検出部とを備える。移動手段は、筒状部品検出部によって検出された筒状部品の位置と姿勢とに基づいて筒状部品把持手段を移動させ、取出しステージ内の筒状部品を把持させる。
【００１５】
更に、送出部は、搬送路上に筒状部品を所定量ずつ供給し、搬送部は、搬送路上に供給された複数個の筒状部品を搬送させる搬送動作と、複数個の筒状部品を搬送路上で分散させ、かつ姿勢を変化させる分散動作とを同時に行うようにしたものである。搬送部は、搬送路を振動させて筒状部品を搬送させる振動フィーダである。なお、分散効果を高めるために別の加振手段等による振動を与えてもよい。
【００１６】
また、筒状部品検出部として、視覚センサを用いるのが好ましい。このときに、取出しステージを筒状部品が識別可能な透明度を有する材質で形成し、視覚センサは搬送路の下方に配置して、搬送路上の筒状部品を検出するのが好ましい。
【００１７】
また、筒状部品把持手段は、筒状部品の外形を半径方向から挟み込んで把持する２つ以上のチャック爪と、これらのチャック爪を移動させるアクチュエータとを有することが好ましい。このとき、チャック爪の先端に、筒状部品の外形を規制して自動的にセンタリングする切欠を設けるのが好ましい。
【００１８】
また、移動手段として、３軸以上、６軸以下の可動軸を有する多軸ロボットを用いるのが好ましい。また、多軸ロボットには、４軸スカラーロボット、または６軸多関節ロボットを用いることができる。
【００１９】
また、移動手段の移動量を変更することにより、棒状部品への筒状部品の挿入量を任意に設定できるようにしたものである。
【００２０】
更に、棒状部品検出手段として、棒状部品を複数の方向から同時に撮像する視覚センサを用いることが好ましい。この視覚センサとしては、棒状部品を側方から撮像する第１の撮像部と、この第１の撮像部の撮像方向に直交する方向から棒状部の側方を撮像する第２の撮像部とを備えることが好ましい。
【００２１】
また、棒状部品を保持して組立台に供給し、筒状部品が取り付けられた棒状部品を組立台から取り出して集積する棒状部品保持手段を設けてもよい。この棒状部品保持手段は、筒状部品把持手段と一体に設けられ、移動手段によって組立台まで移動されている。
【００２２】
更に、筒状部品のかしめ後に、該筒状部品を所定の押圧力で軸方向に押圧して、棒状部品への締結力を検査する検査手段を設けてもよい。この検査手段は、筒状部品把持手段と一体に設けられ、移動手段によって組立台まで移動される。
【００２３】
また、筒状部品把持手段による筒状部品のかしめ後に、第２の把持圧力よりも強い圧力で筒状部品をかしめる本かしめ手段を設けてもよい。
【００２４】
なお、棒状部品としてキセノン管の電極棒を用い、筒状部品として電極棒にとりつけられるカソードを用い、これらの組立に利用するようにしたものである。
【００２５】
また、本発明の挿入・かしめ方法は、棒状部品の先端が露出されるように保持するステップと、複数の筒状部品の位置と姿勢を検出するステップと、複数の筒状部品の中から、把持可能な筒状部品を選択し、第１の把持圧力で筒状部品を把持するステップと、棒状部品の先端位置と軸方向のベクトルとを検出するステップと、棒状部品の先端位置と軸方向のベクトルに合せて移動手段を駆動し、筒状部品を棒状部品に挿入するステップと、第１の把持圧力よりも強い第２の把持圧力で筒状部品を把持してかしめるステップとを備える。
【００２６】
また、筒状部品をかしめるステップの後に、第２の把持圧力よりも強い圧力で筒状部品を押圧して本かしめを行うステップを設けてもよい。
【００２７】
更に、本かしめを行うステップの後に、筒状部品を軸方向に押圧して棒状部品への締結力を検査するステップを設けてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、１つの固定された組立台を使用するようにしたので、組立台の搬送システムが不用となり、組立台と各装置の芯合せも少なくすることができる。また、カソードは、その位置と姿勢とを検出して把持し、棒状部品に直接挿入するようにしたので、カソードを整列させるフィーダや、カソードを１つずつカソードガイド部に挿入する切り出し機構、軽衝撃荷重ピンは不必要となる。更に、筒状部品の外形が小さくても確実に把持することができるので、完全に自動化することが可能である。また、挿入位置を調整すれば、電極棒の突出量も容易に変更することができ、品種の切り換えに迅速に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は、本発明の挿入・かしめ装置の構成を示す外観斜視図である。この挿入・かしめ装置４０は、図１９，２０に示すキセノン管２の陰極側電極棒（以下、電極棒と省略する）６にカソード８を挿入し、このカソード８をかしめて電極棒６に固着させる装置である。挿入・かしめ装置４０は、架台４１の上部台板４１ａに設置されて加工を行う加工部４２と、下部台板４１ｂに設置されて加工部４２を制御するハードウェアである制御部４３と、この制御部４３をソフトウェア的に制御する制御コンピュータ４４とから構成されている。上部台板４１ａの側縁には、挿入・かしめ装置４０の操作に用いられるスイッチやモニタを備えた操作盤４５が設けられている。
【００３０】
加工部４２には、電極棒６を供給する電極棒供給台４９と、カソード８が取り付けられた電極棒６（以下、加工済み電極棒４８と呼ぶ）を集積する電極棒集積台５０とが並んで配置されている。また、電極棒供給台４９から取り出された電極棒６を保持して本かしめを行う組立台ユニット５１と、この組立台ユニット５１に保持された電極棒６とカソード８との位置座標と軸方向のベクトルとを検出するために撮像する第１電極棒認識カメラ５２、第２電極棒認識カメラ５３とが近接して設けられている。
【００３１】
組立台ユニット５１の側方には、カソード８が供給されるカソード供給ユニット５６が配置されている。また、電極棒供給台４９から電極棒６を取り出して組立台ユニット５１にセットし、カソード供給ユニット５６からカソード８を取り出して組立台ユニット５１の電極棒６に挿入して仮かしめを行ない、加工済み電極棒４８を組立台ユニット５１から取り出して電極棒集積台５０に集積するスカラーロボット５７が設置されている。
【００３２】
制御部４３は、スカラーロボット５７と、組立台ユニット５１のロボシリンダとを制御するロボットコントローラ６０と、ロボット以外を制御する制御基板が組み込まれたコントロールボックス６１とが設置されている。制御コンピュータ４４は、このロボットコントローラ６０とコントロールボックス６１に接続されている。なお、下部台板４１ｂには、カソード供給ユニット５６を構成するカソード認識カメラ６２も設置されている。
【００３３】
図２は、加工部４２の構成を示す斜視図である。電極棒供給台４９及び電極棒集積台５０は、上部台板４１ａ上に固定された脚部４９ａ，５０ａと、板状の供給パレット６４，集積パレット６５が載置される台板４９ｂ，５０ｂから構成されている。供給パレット６４及び集積パレット６５は、板状の部材の上面に電極棒６がリード部１３側から挿入される穴６４ａ，６５ａが複数設けられたもので、電極棒６に挿入されたガラスビーズ９を溶着する際のパレットとしても利用されるため、耐熱性を有する材質で形成されている。
【００３４】
詳しくは図示しないが、供給パレット６４及び集積パレット６５は、少なくとも２本のピンによって電極棒供給台４９及び電極棒集積台５０に位置決めされるようになっている。また、電極棒供給台４９及び電極棒集積台５０には、供給パレット６４及び集積パレット６５が正確に設置されているか否かを検出するセンサが設けられており、正確に設置されていない場合に警告が発せられる。なお、電極棒供給台４９及び電極棒集積台５０への供給パレット６４及び集積パレット６５のセット及び取り出しは、オペレータの手作業によって行われるが、専用の装置やスカラーロボット５７によって自動化してもよい。
【００３５】
図３は、組立台ユニット５１の断面図である。組立台ユニット５１は、組立台本体６８、組立台６９、本かしめチャック７０、ロボシリンダ７１等から構成されてユニット化されており、品種変更の際には、この組立台ユニット５１ごと交換することで迅速に対応することができる。
【００３６】
組立台本体６８は、架台４１の上部台板４１ａに取り付けられる支持板７４と、この支持板７４の上面に取り付けられる上部フレーム７５と、支持板７４の下面に取り付けられ、組立台用開口７６に挿入されて上部台板４１ａの下方に配置される一対の下部フレーム７７とから構成されている。上部フレーム７５は、支持板７４に垂直に取り付けられる一対の支柱部７５ａと、これらの支柱部７５ａの上端を接続するように設けられる水平部７５ｂとを備えており、水平部７５ｂの上面中央には略円筒形状の組立台６９が取り付けられる。
【００３７】
組立台６９の断面を表す図４（Ａ）に示すように、組立台６９の上面中央には、溶接玉１４よりも大きな径を有する円形の開口部６９ａが設けられ、その下方には、電極棒６のリード部１３よりも径が大きく、かつ溶接玉１４より小さな径を有する支持穴６９ｂが形成されている。開口部６９ａと支持穴６９ｂとの間は、テーパー面６９ｃによって接続されている。組立台６９の下面には、支持穴６９ｂよりも大きな径を有する通気穴６９ｅが設けられており、この通気穴６９ｅは支持穴６９ｂに接続されている。通気穴６９ｅは、上部フレーム７５の水平部７５ｂに垂直方向に設けられた円形の垂直通気路７５ｃに接続される。また、水平部７５ｂには、垂直通気路７５ｃに接続される水平通気路７５ｄが設けられており、この水平通気路７５ｄには、ホースやパイプ等を介して組立台用エアポンプ８０が接続される。
【００３８】
垂直通気路７５ｃと通気穴６９ｅは同径とされ、これらで形成される空間内には、例えばステンレス等の金属で形成されたリフト球８３が収納されている。このリフト球８３は、通気穴６９ｅ及び垂直通気路７５ｃよりも小さな径を有しており、通気穴６９ｅ及び垂直通気路７５ｃとの間に通気可能な隙間が形成されるようになっている。なお、垂直通気路７５ｃには、リフト球８３が水平通気路７５ｄを塞がないように高さ位置を規制する規制ネジ８４が突き出されている。
【００３９】
図５（Ａ）に示すように、スカラーロボット５７は、電極棒供給台４９から１本の電極棒６を取り出して組立台ユニット５１の上方に移動し、電極棒６のリード部１３を組立台６９の開口部６９ａに挿入する。このときに、組立台用エアポンプ８０が吸気動作を開始し、開口部６９ａからエアと一緒に電極棒６を吸引して、組立台６９への電極棒６の挿入が的確に行えるようにアシストする。同図（Ｂ）に示すように、組立台６９に吸引された電極棒６は、リード部１３が支持穴６９ｂに収容され、溶接玉１４がテーパー面６９ｃに引っ掛かることにより電極部１２が組立台６９の上方に突出される。なお、支持穴６９ｂは、リード部１３よりも短くされているため、リード部１３の先端は通気穴６９ｅ内に突出される。
【００４０】
図５（Ｇ）に示すように、スカラーロボット５７によって組立台６９から加工済み電極棒４８を取り出す際には、組立台用エアポンプ８０の動作が排気に切り換えられ、組立台６９からスムーズに電極棒６が排出されるようにアシストする。
【００４１】
なお、カソード８の本かしめが行われた後に、カソード８だけを下方に押圧して締結力を検査する押込み検査が行われるが、この押込み検査によって溶接玉１４が支持穴６９ｂに食い込み、組立台用エアポンプ８０の排気だけでは電極棒６の排出をアシストできない場合がある。前述のリフト球８３は、このような場合に電極棒６の組立台６９への食い込みを解除するために設けられている。図４（Ｂ）及び図５（Ｆ）に示すように、組立台用エアポンプ８０の排気動作による圧力差によって通気穴６９ｅ内で押し上げられたリフト球８３は、リード部１３の先端を押圧して電極棒６を押し上げる。これにより、スカラーロボット５７による組立台６９からの電極棒６の取り出しに支障が生じることはない。
【００４２】
従来の電極棒製造装置の組立台には、電極棒６を挟み込んで位置決めするエアチャックが設けられていた。これは、予め組立台に対して芯合せされたカソードガイド治具によって電極棒６にカソード８を挿入し、同様に芯合せされたかしめチャックによってカソード８のかしめを行うため、電極棒６の位置ずれができるだけ少なくなるように保持するためである。しかしながら、本実施形態の挿入・かしめ装置４０では、組立台６９によって保持された電極棒６の先端の位置座標を検出し、この検出された位置座標に合せて、スカラーロボット５７が電極棒６にカソード８を挿入するので、電極棒６の厳密な位置決めは必要ない。よって、組立台６９の支持穴６９ｂに電極棒６を挿入し、テーパー面６９ｃによって溶接玉１４を受けて位置決めするという比較的ルーズな状態で電極棒６を保持することができるので、保持に必要な時間が非常に短く、組立台６９のコストも低くすることができる。
【００４３】
本かしめチャック７０は、電極棒６に挿入されて仮かしめが行われた後のカソード８を外周から押圧して本かしめを行う。本かしめチャック７０は、組立台６９の下方に配置されて中心がほぼ一致された略円筒形状のチャック本体７０ａと、このチャック本体７０ａの上面に、組立台６９の外周方向に等角度で配置され半径方向に移動自在とされた３個のスライド部材７０ｂと、これらのスライド部材７０ｂに取り付けられる３個の本かしめ爪７０ｃと、チャック本体７０ａ内に組み込まれてスライド部材７０ｂを移動させる機構とを備えている。図５（Ｄ）に示すように、本かしめ爪７０ｃは、スライド部材７０ｂの移動によってカソード８の外周を押圧して変形させ、電極棒６に固着させる。スライド部材７０ｂの１つは、上部フレーム７５の水平部７５ｂに形成された開口７５ｅ内に挿入されている。
【００４４】
本かしめチャック７０は、下部フレーム７７に取り付けられたロボシリンダ７１に保持されて上下方向で移動される。本かしめチャック７０は、本かしめ時に上方に移動されて本かしめ爪７０ｃがカソード８と同じ高さにセットされる。また、それ以外のときには、組立台６９にセットされた電極棒６の位置座標の検出を妨げないように下降されている。
【００４５】
ロボシリンダ７１は、シリンダコントローラ８７を介して前述のロボットコントローラ６０に接続され、ロボットコントローラ６０からの指令で本かしめチャック７０を指定の高さに移動させる。本かしめチャック７０のかしめ時の高さ位置は、第１，第２電極棒認識カメラ５２，５３により撮像されたカソード位置に合せて移動することができるので、品種切換によってカソード８の取付位置が変化しても簡単に対応することができる。また、本かしめ爪７０ｃは、スライド部材７０ｂに着脱自在とされているため、カソード８の径に合せて交換することで容易に品種切換に対応することができる。
【００４６】
組立台ユニット５１の周囲には、組立台６９に保持された電極棒６の先端の位置座標及び軸方向のベクトルと、カソード８の位置座標とを検出するために撮像する第１電極棒認識カメラ５２、第２電極棒認識カメラ５３が設けられている。組立台６９を挟んでこれらのカメラ５２，５３に正対する位置には、各カメラ５２，５３に対応して電極棒６とカソード８とを照明する第１電極棒照明９０，第２電極棒照明９１とが配置されている。これらのカメラ５２，５３及び照明９０，９１は、上部台板４１ａに取り付けられたブラケットによって保持されている。なお、図３に示す第２電極棒認識カメラ５３及び第２電極棒照明９１は、組立台ユニット５１の断面方向と正確には合致していないが、第２電極棒認識カメラ５３及び第２電極棒照明９１による電極棒６とカソード８との撮像を模式的に表すため、図示している。
【００４７】
挿入・かしめ装置４０の平面座標をＸＹ座標とし、このＸＹ座標からなる面に垂直な座標をＺ座標としたとき、第１電極棒認識カメラ５２はＸ方向から、第２電極棒認識カメラ５３はＹ方向から電極棒６とカソード８の全体とが納められる範囲を撮像し、第１電極棒照明９０，第２電極棒照明９１は、それぞれのカメラ５２，５３に対面する位置から電極棒６とカソード８とを照明する。
【００４８】
第１電極棒認識カメラ５２，第２電極棒認識カメラ５３は、制御コンピュータ４４に接続されており、制御コンピュータ４４の指令で撮像を行なう。また、第１電極棒照明９０，第２電極棒照明９１は、照明コントローラ９４を介して制御コンピュータ４４に接続されており、制御コンピュータ４４の指令で輝度調整、及び点灯／消灯する。なお、電極棒６の撮像時に外乱光の影響を防止する必要がある場合には、第１電極棒認識カメラ５２，第２電極棒認識カメラ５３にシャープカットフィルタを取り付けるとよい。
【００４９】
制御コンピュータ４４には、組立部（以下、Ｋ部と略称する）画像処理プログラムと、フィーダ部（Ｆ部）画像処理プログラムとが組み込まれている。Ｋ部画像処理プログラムは、第１電極棒認識カメラ５２，第２電極棒認識カメラ５３とともに、組立台６９での電極棒６及びカソード８の位置を検出する視覚センサを構成する。また、Ｆ部画像処理プログラムは、カソード認識カメラ６２とともに、カソード供給ユニット５６でカソード８の位置及び姿勢を検出する視覚センサを構成する。
【００５０】
ロボットコントローラ６０には、スカラーロボット５７によって電極棒６を組み立てるロボットプログラムが組み込まれている。このロボットプログラムは、制御コンピュータ４４によって算出された視覚センサのカメラ座標をロボット座標に変換し、このロボット座標に基づいてスカラーロボット５７及びロボシリンダ７１を動作させる。
【００５１】
カソード供給ユニット５６は、ボールフィーダ９７、行きラインフィーダ９８、戻りラインフィーダ９９と、ステージ照明１００と、下部台板４１ｂに設置されるカソード認識カメラ６２等から構成されており、カソード８のストック及び供給を行う。ボールフィーダ９７は、多数のカソード８をストックし、行きラインフィーダ９８上に所定量のカソード８を送出する送出手段である。詳しくは図示しないが、ボールフィーダ９７の上部からは、カソード８の酸化を防ぐために窒素が供給される。
【００５２】
行きラインフィーダ９８は、振動フィーダであり、所定量のカソード８が供給される搬送路１０３と、この搬送路１０３を振動させてカソード８を搬送する搬送手段である振動機構１０４とを備えている。搬送路１０３の上面の両側縁には、カソード８がこぼれ落ちるのを防止するために一段高くされたガイド１０３ａが設けられている。このガイド１０３ａは、スカラーロボット５７によって搬送路１０３上のカソード８を把持する際に、カソード８を把持する爪に干渉しない高さである。戻りラインフィーダ９９は、搬送路１０３の側面に取り付けられて一緒に振動される樋状の部材からなり、搬送路１０３上を搬送されてきたカソード８を受け取り、ボールフィーダ９７に向けて搬送する。
【００５３】
振動機構１０４は、搬送路１０３上のカソード８を搬送させる搬送動作と、カソード８の位置を分散させ、かつ姿勢を変化させる分散動作とを同時に行う。なお、スカラーロボット５７によって搬送路１０３上のカソード８を把持する際に、振動機構１０４による分散効果が不十分で位置及び姿勢が適当なカソード８が得られない場合には、別の振動機構等を併用して分散効果を高める施策を実施してもよい。
【００５４】
搬送路１０３の中央部分には、透明な材質で形成された板、例えばガラス板が嵌め込まれた取出しステージ１０７が設けられている。前述のカソード認識カメラ６２は、この取出しステージ１０７の下方に配置されており、取出しステージ１０７上に供給されたカソード８が撮像できるようになっている。カソード認識カメラ６２は、制御コンピュータ４４に接続されており、この制御コンピュータ４４の指令によって、取出しステージ１０７上のカソード８を撮像し、得た画像を制御コンピュータ４４に入力する。
【００５５】
ステージ照明１００は、カソード認識カメラ６２によって取出しステージ１０７上のカソード８を撮像する際に、取出しステージ１０７を照明する。ステージ照明１００は、照明シリンダ１１０によって取出しステージ１０７上と、この取出しステージ１０７から退避する位置との間で移動され、スカラーロボット５７によるカソード８の取り出しを阻害しないようになっている。このステージ照明１００は、制御コンピュータ４４に接続されており、制御コンピュータ４４の指令で輝度調整及び点灯／消灯が行われる。また、照明シリンダ１１０も制御コンピュータ４４に接続されており、制御コンピュータ４４の指令でステージ照明１００を取出しステージ１０７上に挿脱する。なお、ステージ照明１００をスカラーロボット５７に干渉しない高い位置に設置する場合には、照明シリンダ１１０は必要ない。
【００５６】
図１に示すように、スカラーロボット５７は、アームを水平方向で移動させる水平多間接ロボットであって、上部台板４１ａに固定される基台部５７ａと、この基台部５７ａに垂直に立設される円筒形状の支持部５７ｂと、この支持部５７ｂの上端に水平方向で回転自在に取り付けられる第１アーム５７ｃと、この第１アーム５７ｃの先端に回転自在に取り付けられる第２アーム５７ｄと、この第２アーム５７ｄの先端に回転及び昇降自在に設けられるリスト部５７ｅと、このリスト部５７ｅに取り付けられるロボットヘッド１１５とから構成されている。各アーム５７ｃ，５７ｄ及びリスト部５７ｅは、モータやギヤ等からなる駆動機構によって駆動され、ロボットヘッド１１５は加工部４２上で移動される。
【００５７】
図６は、ロボットヘッド１１５の外観形状を示す斜視図である。このロボットヘッド１１５は、リスト部５７ｅに取り付けられたオートツールチェンジャ１１８を介してスカラーロボット５７に取り付けられる。オートツールチェンジャ１１８は、ロボットヘッド１１５を保持する保持機構と、この保持機構にロボットヘッド１１５の保持動作と解除動作とを行わせるアクチュエータとを備えたもので、ロボットヘッド１１５の自動交換に用いられる。
【００５８】
ロボットヘッド１１５は、内部が空洞なフレーム状に形成されて軽量化されたヘッド本体１２１と、このヘッド本体１２１の上部に取り付けられてオートツールチェンジャ１１８に保持されるチェンジャアタッチメント１２２と、ヘッド本体１２１の下部に取り付けられる３爪チャック１２３と、ヘッド本体１２１の側面に取り付けられるヘッドシリンダ１２４と、このヘッドシリンダ１２４に保持される吸着ヘッド１２５、検査ヘッド１２６、ＮＧ用チャック１２７と、ヘッドシリンダ１２４と反対側でヘッド本体１２１の側面に取り付けられるキャリブレーション用照明１２８とを備えている。ヘッドシリンダ１２４は、３爪チャック１２３によってカソード８を取り出す際に、吸着ヘッド１２５、検査ヘッド１２６、ＮＧ用チャック１２７が邪魔にならないように上方に移動させる。
【００５９】
図７は、３爪チャック１２３を底面側から見た状態を示す斜視図である。３爪チャック１２３は、カソード供給ユニット５６の取出しステージ１０７からカソード８の外周を３個の爪で把持して取り出し、図５（Ｃ）に示すように、組立台６９に保持された電極棒６に挿入し、３個の爪の把持力を強くしてカソード８の外周を押圧して仮かしめを行う。３爪チャック１２３は、略円筒形状のチャック本体１３１と、このチャック本体１３１の下面に周方向で等角度に配置され、半径方向に移動自在とされた３個のスライド部材１３２と、これらのスライド部材１３２に取り付けられる３個のチャック爪１３３と、チャック本体１３１内に組み込まれてスライド部材１３２を移動させる機構とを備えている。
【００６０】
チャック爪１３３は、スライド部材１３２に取り付けられる爪本体１３３ａと、この爪本体１３３ａに取り付けられてカソード８を把持する把持爪１３３ｂとから構成されている。把持爪１３３ｂの先端部１３３ｃは、カソード８を把持する際にカソード供給ユニット５６のガイド１０３ａとの干渉を防ぐため、下方に突出されている。図８は、把持爪１３３ｂによるカソード８の把持状態を示す底面図である。把持爪１３３ｂの先端部１３３ｃには、カソード８の外径に合せた切欠１３３ｄが設けられているため、カソード８を把持する際にカソード８の中心と３爪チャック１２３の中心とが多少ずれていても、カソード８は３爪チャック１２３の中心に位置決めされる。
【００６１】
図９は、吸着ヘッド１２５の構成を示す断面図である。吸着ヘッド１２５は、供給パレット６４にセットされている電極棒６をエア吸着して保持し、組立台ユニット５１にセットし、加工済み電極棒４８を組立台ユニット５１から取り出して集積パレット６５に集積する。この吸着ヘッド１２５は、垂直な貫通穴１３６ａと、この貫通穴１３６ａに直交して接続される給気穴１３６ｂとが形成された吸着ブロック１３６と、吸着ブロック１３６の下部から貫通穴１３６ａに挿入される吸着ノズル１３７と、吸着ブロック１３６の上部から貫通穴１３６ａに挿入されて封止する封止部材１３８と、貫通穴１３６ａよりも径が細く、吸着ノズル１３７と封止部材１３８とに両端が保持される丸棒状のピン１３９とから構成されている。給気穴１３６ｂは、パイプやホースによってヘッド用エアポンプ１４０接続されている。
【００６２】
吸着ノズル１３７には、ガラスビーズ９とカソード８とが取り付けられた電極棒６が挿入可能な径と、電極棒６の全長がほぼ収容可能な深さとを有する吸着穴１３７ａと、この吸着穴１３７ａと貫通穴１３６ａとを接続するスリット１３７ｂとが設けられている。また、吸着穴１３７ａの開口部１３７ｃは、電極棒６を迎え入れやすくするために径が大きくされ、かつテーパー状に加工されている。
【００６３】
吸着ヘッド１２５が供給パレット６４の上に移動されると、ヘッド用エアポンプ１４０が吸気動作を開始する。すると、貫通穴１３６ａとスリット１３７ｂと吸着穴１３７ａとを経て吸着ノズル１３７の先端から空気が吸引され、供給パレット６４上の電極棒６が電極部１２側から吸着穴１３７ａに吸い込まれる。吸着ノズル１３７に吸い込まれた電極棒６は、先端がピン１３９の下端に突き当たり、吸着ノズル１３７内の所定の位置で保持される。
【００６４】
図５（Ａ）に示すように、ロボットヘッド１１５は、電極棒６を保持した吸着ヘッド１２５を組立台ユニット５１の上に移動させ、ついで、ヘッド用エアポンプ１４０の動作が吸気から排気に切り換えられる。このときに、組立台用エアポンプ８０が吸気動作を開始するため、吸着ヘッド１２５内の電極棒６は、吸着ノズル１３７内から送り出されてリード部１３側から組立台６９にセットされる。
【００６５】
図５（Ｇ）に示すように、吸着ヘッド１２５は、供給パレット６４から電極棒６を取り出すときと同様に、組立台６９から加工済み電極棒４８を取り出し、集積パレット６５に集積する。その際には、前述したように、組立台用エアポンプ８０が排気動作を開始して、加工済み電極棒４８の取り出しをアシストする。
【００６６】
図１０は、検査ヘッド１２６の構成を示す断面図である。検査ヘッド１２６は、電極棒６に取り付けられたカソード８の締結力が規定以上であるか否かを検査する押込み検査に用いられる。検査ヘッド１２６は、ヘッドシリンダ１２４に取り付けられるブッシュブロック１４４と、このブッシュブロック１４４に垂直に形成された貫通穴１４４ａに挿入されるスライドブッシュ１４５と、このスライドブッシュ１４５内に上下方向でスライド自在に挿入されるスライドシャフト１４６と、このスライドシャフト１４６に係止されるバネ受けリング１４７と、ヘッドシリンダ１２４に取り付けられるバネ受け板１４８と、スライドシャフト１４６の外周に挿入されてバネ受けリング１４７とバネ受け板１４８との間に組み込まれる検査バネ１４９と、スライドシャフト１４６の下端に取り付けられる検査治具１５０とからなる。
【００６７】
検査治具１５０の先端下部には、カソード８の外形よりも大きな円形の開口１５０ａが形成されており、内部にはカソード８の外径より細く、かつ電極部１２の外径よりも大きな径を有する逃げ穴１５０ｂが形成されている。開口１５０ａと逃げ穴１５０ｂとの間は、テーパー面１５０ｃによって接続されている。
【００６８】
図５（Ｅ）に示すように、検査ヘッド１２６は、スカラーロボット５７によって組立台ユニット５１の上方に移動され、次いで下降されて電極棒６の上端に押し付けられる。電極棒６の先端は検査治具１５０の開口１５０ａに挿入され、カソード８はテーパー面１５０ｃによって押圧される。カソード８が適正な締結力で電極棒６に取り付けられている場合には、検査バネ１４９の付勢に抗してスライドシャフト１４６がスライドされ、電極棒６が折れ曲がるのが防止される。また、カソード８の締結力が弱い場合には、スライドシャフト１４６がスライドする前にカソード８が電極棒からずれ動いてしまう。なお、カソード８を押圧する荷重は、ロボットヘッド１１５の上下位置を変更することで自在に変えることができる。
【００６９】
検査ヘッド１２６による検査の終了後、第１及び第２電極棒認識カメラ５２，５３、もしくはそのどちらか一方によって電極棒６の先端とカソード８の上端とが撮像され、カメラ座標内でのカソード８からの電極棒６の突出量が検出される。ロボットコントローラ６０は、このカソード８の突出量をロボット座標に変換し、規定値内にあるか否かを判定する。このときに、カソード８の位置が規定値以上にずれている場合にはＮＧ品となる。
【００７０】
ＮＧ用チャック１２７は、検査ヘッド１２６による検査によってＮＧ品と認識された電極棒６を組立台ユニット５１から取り出す際に使用される。ＮＧ用チャック１２７は、板状の一対のチャック爪１２７ａ，１２７ｂと、これらのチャック爪１２７ａ，１２７ｂを移動させて電極棒６を挟持させるアクチュエータ１２７ｃとを備えており、ＮＧ品と判定された電極棒６をチャック爪１２７ａ，１２７ｂで挟み込んで保持し、組立台ユニット５１から排除する。なお、板状のチャック爪１２７ａ，１２７ｂが用いられているのは、電極棒６が過度に曲がってしまった場合でも確実に取り出しが行なえるようにするためである。
【００７１】
キャリブレーション用照明１２８は、カソード認識カメラ６２のカメラ座標と、スカラーロボット５７のロボット座標との対応付け、いわゆるキャリブレーションを行なう際に使用される。従来のキャリブレーションでは、ロボットに設けられたキャリブレーション用の治具や、ロボットに持たせたワークの指標を照明し、ロボット座標上に設定されたキャリブレーション位置に指標を移動させてカメラで撮像していた。しかし、この方法では、照明を設置するスペースが必要であり、移動された指標を確実に照明するために大きな照明が必要となるため高コストであった。そこで、本実施形態では、ロボットヘッド１１５にそれ自体が指標となる照明を持たせることで、これらの問題を解決している。
【００７２】
第１電極棒認識カメラ５２の両側方には、予備電極棒供給台１５５と、カソード排出台１５６とが設置されている。予備電極棒供給台１５５は、電極棒のリード部１３側が挿入される穴１５５ａを複数備えており、これらの穴１５５ａに予備の電極棒６を収納している。電極棒６のＮＧが発生すると、そのＮＧ品は排出されるため、集積パレット６５に空きが生じてしまう。この集積パレット６５の空きを防止するために、ＮＧ品が排出された場合には、予備電極棒供給台１５５から新たな電極棒６が取り出され、カソード８が取り付けられて集積パレット６５に集積される。
【００７３】
カソード排出台１５６は、３爪チャック１２３に保持されているカソード８を排出する際に使用される。カソード排出台１５６は、両端にガイドを有する傾斜の途中から、カソード８とほぼ同径程度の先端形状をしているピン１５６ａが上方に突出されている。スカラーロボット５７は、カソード８がピン１５６ａに当たるように、ロボットヘッド１５１をピン１５６ａの上方から移動させ、３爪チャック１２３からカソード８を強制的に排出する。
【００７４】
次に、挿入・かしめ装置４０の作用について、図１１〜１８のフローチャート参照しながら、ロボットプログラムと、Ｋ部画像処理プログラム及びＦ部画像処理プログラムとを関連づけて説明する。オペレータは、供給パレット６４に電極棒６がセットされていること、空の集積パレット６５がセットされていること、予備電極棒供給台１５５に十分に電極棒６がセットされていること、ボールフィーダ９７内のカソード８の量が十分であることを確認して操作盤４５の自動運転スイッチを操作する。これにより、ロボットコントローラ６０のロボットプログラムが起動する。
【００７５】
ロボットプログラムは、制御コンピュータ４４にＦ部画像処理プログラムを起動させるＦ部スタートコマンドと、Ｋ部画像処理プログラムを起動させるＫ部スタートコマンドを送信する。すると制御コンピュータ４４では送信されてきたコマンドを受けプログラムを起動させると同時に、ロボットコントローラ６０へ「ＯＫ」のレスポンスコマンドを送信する。
【００７６】
ここで、Ｆ部画像処理プログラムは、カソード供給ユニット５６を制御し、カソード認識カメラ６２により取出しステージ１０７上に流れてきた力ソード８の姿勢と位置を認識して力ソード８の座標をロボットコントローラ６０へ返すプログラムであるまた、Ｋ部画像処理プログラムは、第１電極棒認識カメラ５２，第２電極棒認識カメラ５３を制御し、組立台６９にセットされた電極棒６の位置、カソード８の位置等の座標もしくは結果をロボットコントローラ６０へ返すプログラムであるＦ部、Ｋ部画像処理プログラムは、起動後に自動運転中の信号が入っている間、タスクスタートの信号が入るまで待機している。
【００７７】
次に、１つ目の組み立てに使用するカソード８を取得する。ロボットプログラムは、Ｆ部タスクスタート信号（Ｉ／Ｏ）をＯＮする。するとＦ部画像処理プログラムは待機状態から次の命令に進み、Ｆ部のタスクがスタートする。まず、前回のタスクで画像サーチされた残りのカソード８があるかどうかの確認を行い、ある場合はそのまま画像取込を行い、無い場合はボールフィーダ９７、行きラインフィーダ９８を駆動させ、取出しステージ１０７上のカソード８の払い出しと供給を行う。行きラインフィーダ９８及びボールフィーダ９７は一定時間駆動後停止させ、カソード認識カメラ６２により画像取込を行い、取出しステージ１０７上に供給されたカソード８を検出する。
【００７８】
カソード８が検出できない場合には、再びボールフィーダ９７、行きラインフィーダ９８を駆動させ、画像取込・カソード検出を繰り返す。検出された場合はカソード認識カメラ６２により取得した画像を２値化し、まず取出しステージ１０７上にあるカソード８の個数を検出する。次に目標となるカソード８の周囲の所定範囲内に他のカソードがないかを検査（そのカソード８を取り出しに行くときにチャック爪１３３が他のカソードと干渉するのを防止するための検査）し、カソード８の形状が欠けていないか等を検査し、これらの検査をクリアしたカソード８のカメラ座標（ｐｉｘｅｌ値）をロボットコントローラ６０へ送信する。
【００７９】
これらの検査でＮＧとなった場合は、同画像にて検出された他のカソードについて同検査を再度実施することを繰り返す。検査にてすべてＮＧとなった場合には行きラインフィーダ９８を駆動させて新たに取得できるカソード８を捜す。なお、取出しステージ１０７上にあるカソード８の個数は、ボールフィーダ９７内にストックしているカソード８の個数を反映している。そのため、検出されたカソード８の数が少ない場合には、「ボールフィーダ内のカソードの量が不足しています」等のメッセージを表示するための識別記号を出力座標に追加する。
【００８０】
カソード８の座標出力が終わると、ロボットプログラムではＯＮしてあったＦ部タスクスタート信号をＯＦＦし、受信したカメラ座標（ｐｉｘｅｌ）をロボット座標（ｍｍ）に変換する等の計算をすることでカソード８の取出し位置を計算し、計算終了信号を出す（内部Ｉ／ＯをＯＮ）。一方、Ｆ部画像処理プログラム側では、ロボットプログラム側が座標を受信したあとにタスクスタート信号を解除したことを確認し、次のタスクのスタート信号が来るまで待機する。なお、フローチャートには記載しないが、画像取込の際にはステージ照明１００を取出しステージ１０７上に移動させ、点灯させている。座標出力後は、カソード８の取り出しに邪魔にならない位置へ移動させ照明を消灯させる。
【００８１】
ロボットプログラムは、Ｆ部タスク計算終了の信号がＯＮするとロボットヘッド１１５を計算により求めた座標へ移動させ、カソード８を取り出す。このときロボットヘッド１１５の３爪チャック１２３は、カソード８を変形させない程度の圧力でカソード８を把持している。カソード８の取り出し後、ロボットヘッド１１５がステージ照明１００の稼動範囲を抜けたところで再びＦ部タスクスタート信号をＯＮし、次の組み立てのためのカソード検出を開始する。
【００８２】
次に、スカラーロボット５７は、電極棒６を取り出しに目的の電極棒６の上空へ移動し、吸着ヘッド１２５にて吸着しながらロボットヘッド１１５を下降させ、電極棒６を吸い上げ、吸着した電極棒６を組立台６９に挿入する。この時、吸着ヘッド１２５で吸着破壊を行うと同時に組立台６９にて吸気を行うことにより、電極棒６の挿入を安定化させている。次にカソード８を電極棒に挿入するため、電極棒６の先端位置を検出するＫ部タスクｉのスタート信号をＯＮする（同時にタスク識別信号、Ｋ部Ｓｉｇｎａｌｉ〜iiiを適宜ＯＮ／ＯＦＦする）。Ｋ部画像処理プログラムは待機状態から次へ進み、タスクの識別を行った後でＫ部タスクｉを実施する。
【００８３】
Ｋ部タスクｉでは、第１電極棒認識カメラ５２及び第２電極棒認識カメラ５３にてそれぞれ画像取込＆サーチを行い、それぞれ電極棒６が検出されたか、また、検出された電極棒６が所定の角度以上傾いていないかを検査したあと、問題がなければ電極棒６の先端の座標を、エラーがあればエラー内容をロボットコントローラ６０へ送信する。座標／エラー出力が終わると、ロボットプログラムはＯＮしてあったタスクスタート信号を解除し、受信したカメラ座標（ｐｉｘｅｌ）をロボット座標（ｍｍ）に直す等の計算をすることでカソードの挿入位置と挿入量を計算し、計算終了信号を出す（内部Ｉ／ＯをＯＮ）。一方Ｋ部画像処理プログラム側では、ロボットプログラム側が座標を受信したあとにタスクスタート信号を解除したことを確認し、次のタスクのスタート信号がくるまで待機する。
【００８４】
ロボットプログラムは、Ｋ部タスクｉの計算終了の信号がＯＮするとロボットヘッド１１５を計算により求めたカソード挿入座標の上空へ移動させ、そのまま降下して力ソード８を電極棒６に挿入し、一定の挿入量のところでロボットヘッド１１５を停止させた後、３爪チャック１２３の把持圧力を上昇させ仮かしめを行う。仮かしめ後、３爪チャック１２３を開き、ロボットヘッド１１５を退避させ、力ソード８の位置検出＆本かしめを行うＫ部タスクiiスタート信号をＯＮする（同時にタスク識別信号、Ｋ部Ｓｉｇｎａｌｉ〜iiiを適宜ＯＮ／ＯＦＦする）。Ｋ部画像処理プログラムが待機状態から次へ進み、タスクの識別を行った後で、Ｋ部タスクiiを実施する。
【００８５】
Ｋ部タスクiiでは、仮かしめ後のカソード８の位置を検出し、その座標をロボットコントローラ６０へ送信する。ロボットプログラムでは受信した座標より種々の計算を経て本かしめ位置を計算し、Ｋ部タスクiiの計算終了信号を出す。これを受けてロボットコントローラ６０は、ロポシリンダ７１に移動位置を送信し、ロポシリンダ７１を移動させた後、本かしめチヤック７０を閉じて本かしめを行う。本かしめチャック７０が閉じきった後、所定の時間だけその状態を保持し、チャックを開いてロボシリンダ７１は待機位置へ戻る。その後、本かしめ後のカソード８の位置検出を行うＫ部タスクiiiスタート信号をＯＮする（同時にタスク識別信号、Ｋ部Ｓｉｇｎａｌｉ〜iiiを適宜ＯＮ／ＯＦＦする）。Ｋ部画像処理プログラムが待機状態から次へ進み、タスクの識別を行った後で検査ヘッド１２６の降下座標を検出するＫ部タスクiiiを実施する。
【００８６】
Ｋ部タスクiiiでは、本かしめ後のカソード８の位置を検出し、その座標をロボットコントローラ６０へ送信する。ロボットプログラムでは受信した座標より種々の計算を経て検査ヘッド１２６の降下座標を計算し、Ｋ部タスク３の計算終了信号を出す。
【００８７】
一方、Ｋ部タスクiiスタート信号をＯＮ後、本かしめを実施している間、スカラーロボット５７は次の組み立てのためのカソード８の取り出しを行う。事前にＦ部のタスクをスタートしているので、タスク計算終了信号を確認し、終了していればカソード８の取り出しを行う。カソード８の取り出しを行ったあとは、さらに次に取り出すカソードのためのＦ部タスクをスタートする。
【００８８】
力ソード８の取り出しを終え、さらにＫ部タスクiiiの計算終了信号を確認すると、カソード８の押込み検査が行われる。スカラーロボット５７は、Ｋ部タスクiiiにより算出された検査ヘッド降下座標の上空へ検査ヘッド１２６を移動させ、検査ヘッド１２６のテーパー面１５０ｃをカソード８に押し付けながら検査ヘッド降下座標まで降下し、バネ力にて所定の力をかけた後、検査ヘッド１２６を退避させる。ロボットヘッド１１５が十分退避した後に、突出量を測定するＫ部タスクivのスタート信号をＯＮする（同時にタスク識別信号、Ｋ部Ｓｉｇｎａｌｉ〜iiiを適宜ＯＮ／ＯＦＦする）。Ｋ部画像処理プログラムは、待機状態から次へ進み、タスクの識別を行った後でＫ部タスクivを実施する。
【００８９】
Ｋ部タスクivでは、電極棒６の先端位置検出およびカソード８の上面の位置検出を行い、電極棒６の先端位置およびカソード８の上面が共に検出された場合それぞれのカメラ座標を、また、エラーが発生した場合エラー信号をロボットコントローラ６０へ送信する。ロボットプログラムでは、受信したそれぞれのカメラ座標（ｐｉｘｅｌ）をロボット座標（ｍｍ）に変換し、その高さの差をとって突出量を計算し、Ｋ部タスクiv計算終了信号をＯＮする。それを受けて突出量を事前に定めた規定の範囲内であるかを判別し、ＯＫであればＯＫ品として吸着ヘッド１２５により組立台６９から加工済み電極棒４８を取り出す。その後、電極棒６の取り出しでミスが発生していないかを検査するＫ部タスクvスタート信号をＯＮする（同時にタスク識別信号、K部Ｓｉｇｎａｌｉ〜iiiを適宜ＯＮ／ＯＦＦする）。Ｋ部画像処理プログラムは、待機状態から次へ進み、タスクの識別を行った後でＫ部タスクvを実施する。
【００９０】
Ｋ部タスクvは、電極棒の取り出し後、組立台６９に何も残っていないかを確認するためのタスクであるので、取り込んだ画像にはミスが無ければ何も写らない。その確認方法として、取得した画像を２値化し、その２値化したものの中に色が反転した部分、すなわち白色の物体が存在するかどうかを検出し、その結果をロボットコントローラ６０へ送信する。ロボットプログラムは、結果を受信すると同時にＫ部タスクv計算終了信号を出す。
【００９１】
Ｋ部タスクvの結果より電極棒６の取り出しミスが無ければ集積パレット６５の指定位置に電極棒６を集積する。その後、１バッチ終了したかと停止ＳＷが押されているかを確認し、どちらでもなければ次の電極棒６を取り出しに行き、どちらかであれば組み立てを終了し、把持しているカソード８をカソード排出台１５６で排出し待機位置に戻り自動組立を終了する。
【００９２】
各Ｋ部タスクでエラー／ＮＧが発生した場合には、ロボットヘッド１１５のＮＧ用チャック１２７にて組立台６９からＮＧ品を取り出し、排出する。その後、集積パレット６５に空きが生じないように、予備電極棒供給台１５５から電極棒６を取り出し、組立台６９に挿入し組み立てを継続する。
【００９３】
なお、上記実施形態では、キセノン管の電極棒にカソードを挿入する例について説明したが、その他の棒状部品に筒状部品を挿入してかしめる場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の挿入・かしめ装置の構成を示す外観斜視図である。
【図２】加工部の構成を示す外観斜視図である。
【図３】組立台ユニットの構成を示す断面図である。
【図４】組立台の構成を示す断面図である。
【図５】電極棒へのカソードの取り付け手順を示す概念図である。
【図６】ロボットヘッドの構成を示す外観斜視図である。
【図７】３爪チャックの底面側から見た斜視図である。
【図８】チャック爪によるカソード把持状態を示す平面図である。
【図９】吸着ヘッドの構成を示す断面図である。
【図１０】検査ヘッドの構成を示す断面図である。
【図１１】電極棒へのカソードの挿入・かしめ手順を示す組立フローチャートである。
【図１２】Ｆ部画像処理プログラムのフローチャートである。
【図１３】Ｋ部画像処理プログラムのフローチャートである。
【図１４】Ｋ部タスクｉのフローチャートである。
【図１５】Ｋ部タスクiiのフローチャートである。
【図１６】Ｋ部タスクiiiのフローチャートである。
【図１７】Ｋ部タスクivのフローチャートである。
【図１８】Ｋ部タスクvのフローチャートである。
【図１９】キセノン管の構成を示す断面図である。
【図２０】キセノン管の構成を示す分解斜視図である。
【図２１】従来のカソードの挿入方法を示す説明図である。
【図２２】従来のカソードのかしめ方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９５】
２  キセノン管
６  陰極側電極棒
８  カソード
４０  挿入・かしめ装置
４１  架台
４２  加工部
４３  制御部
４４  制御コンピュータ
４９  電極棒供給台
５０  電極棒集積台
５１  組立台ユニット
５２  第１電極棒認識カメラ
５３  第２電極棒認識カメラ
５６  カソード供給ユニット
５７  スカラーロボット
６０  ロボットコントローラ
６９  組立台
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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