DE102015111601B4

DE102015111601B4 - Bauteilfördersystem und Lageeinstellvorrichtung

Info

Publication number: DE102015111601B4
Application number: DE102015111601.4A
Authority: DE
Inventors: Yuichiro Kiyama; Masaru Oda; Toshimichi Yoshinaga
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2023-08-10
Anticipated expiration: 2035-07-18
Also published as: US10093025B2; CN105293021B; CN105293021A; JP6545936B2; DE102015111601A1; US20160023850A1; JP2016023079A

Abstract

Bauteilfördersystem (S), das Folgendes umfasst:eine Lageeinstellvorrichtung (1), die eine Lage eines Bauteils (P), das einen Achsenteil (PA) und einen Kopfteil (PH) hat, der von einem Ende des Achsenteils (PA) auswärts überhängt, einstellt, undeine Fördervorrichtung (2), die das Bauteil (P) aus der Lageeinstellvorrichtung (1) herausnimmt und befördert, wobeidie Lageeinstellvorrichtung (1) Folgendes umfasst:einen vertieften Teil (12), der einen Innenraum hat, der zwischen einem Paar aufwärts abgeschrägter Oberflächen (13, 13), die einander gegenüberliegen, liegt,einen Nutabschnitt (14), der an einem Boden des vertieften Teils (12) zum Halten des Achsenteils (PA) ausgebildet ist; gekennzeichnet durcheinen Magnet (M), der in dem Nutabschnitt (14) angeordnet ist; undeine Berührungsoberfläche (16), die sich zwischen einem unteren Ende jeder der aufwärts abgeschrägten Oberflächen (13, 13) und einem oberen Ende jeder eines Paars von Innenoberflächen (15, 15) des Nutabschnitts (14) derart erstreckt, dass eine überhängende Oberfläche des Kopfteils (PH), die nach außen von dem Achsenteil (PA) überhängt, berührt wird.

Description

STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteilfördersystem, das die Lage eines Bauteils, das einen Achsenteil und einen Kopfteil hat, während dessen Beförderung einstellt, und eine Lageeinstellvorrichtung, die die Lage des Bauteils, das einen Achsenteil und einen Kopfteil hat, einstellt.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Eine Bauteilausrichtvorrichtung zum Ausrichten eines Bauteils, das einen Kopfteil und einen Achsenteil hat, wie zum Beispiel ein Bolzen oder eine Schraube, auf dieselbe Lage, ist gemäß dem Stand der Technik bekannt. JP 5 429 961 B2 schlägt zum Beispiel eine Bolzenausrichtvorrichtung vor, die eine Mehrzahl von Walzen umfasst, die parallel angeordnet sind, eine Antriebseinheit, die die Mehrzahl von Walzen in dieselbe Richtung dreht, und ein bürstenförmiges Drehelement, das oberhalb der Mehrzahl von Walzen angeordnet ist. Die Bolzenausrichtvorrichtung von JP 5 429 961 B2 ist mit Ausrichtungsabständen versehen, die zwischen nebeneinanderliegenden Walzen ausgebildet sind, und ist ausgelegt, um nicht ausgerichtete Bolzen durch Drehbewegung des bürstenförmigen Drehelements in die Ausrichtungsabstände fallen zu lassen. Das stellt sicher, dass die Achsenteile der Bolzen in die Ausrichtungsabstände geführt werden, und dass die Bolzen daher auf dieselben Lagen eingestellt werden, so dass die jeweiligen Achsenteile nach unten gerichtet sind. Die Bolzenausrichtvorrichtung von JP 5 429 961 B2 erfordert jedoch ein Antriebsmittel, wie zum Beispiel einen Motor, um die oben liegenden Walzen und das Drehelement anzutreiben, und ist daher dadurch nachteilig, dass die Struktur der Vorrichtung insgesamt kompliziert ist und die Herstellungskosten der Vorrichtung insgesamt erhöht werden.
Ein Bauteilfördersystem, das die Lagen der Bauteile, die Achsenteile und Kopfteile haben, während ihres Beförderns einstellen kann, ohne ein Antriebsmittel, wie zum Beispiel einen Motor zu verwenden, wurde angestrebt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bauteilfördersystem bereitgestellt, das eine Lageeinstellvorrichtung umfasst, die eine Lage eines Bauteils, das einen Achsenteil und einen Kopfteil hat, der von dem Ende des Achsenteils nach außen überhängt, umfasst, und eine Fördervorrichtung, die das Bauteil aus der Lageeinstellvorrichtung herausnimmt und befördert, wobei die Lageeinstellvorrichtung einen vertieften Teil umfasst, der einen Innenraum hat, der zwischen einem Paar von aufwärts abgeschrägten Oberflächen, die einander gegenüber liegen, liegt, wobei ein Nutabschnitt an einem Boden des vertieften Teils zum Halten des Achsenteils ausgebildet ist, und ein Magnet in dem Nutabschnitt angeordnet ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bauteilfördersystem gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, wobei die Lageeinstellvorrichtung ferner eine Berührungsoberfläche umfasst, die sich zwischen einem unteren Ende jeder des Paars von aufwärts abgeschrägten Oberflächen und einem oberen Ende jeder Paars von Innenoberflächen des Nutabschnitts derart erstreckt, dass eine überhängende Oberfläche des Kopfteils, die aus dem Achsenteil heraus überhängt, berührt wird.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bauteilfördersystem gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt bereitgestellt, wobei die Fördervorrichtung ein Roboter ist.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bauteilfördersystem irgendeines des ersten bis dritten Aspekts bereitgestellt, das ferner eine Erfassungsvorrichtung umfasst, die eine Position des Bauteils in der Lageeinstellvorrichtung erfasst.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bauteilfördersystem gemäß dem vierten Aspekt bereitgestellt, wobei die Erfassungsvorrichtung ein Verschiebungsmesser oder visueller Sensor ist.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bauteilfördersystem gemäß irgendeinem des ersten bis fünften Aspekt bereitgestellt, wobei das Bauteil ein Bolzen ist.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Lageeinstellvorrichtung bereitgestellt, die eine Lage eines Bauteils, das einen Achsenteil und einen Kopfteil, der von einem Ende des Achsenteils nach außen überhängt, hat, die einen vertieften Teil umfasst, der einen Innenraum hat, der zwischen einem Paar von aufwärts abgeschrägten Oberflächen liegt, die einander gegenüber liegen, einen Nutabschnitt, der an einem Boden des vertieften Teils und zum Halten des Achsenteils ausgebildet ist, und einen Magnet, der in dem Nutabschnitt angeordnet ist, umfasst.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Lageeinstellvorrichtung gemäß dem siebten Aspekt bereitgestellt, die ferner eine Berührungsoberfläche 16 umfasst, die sich zwischen einem unteren Ende jeder der aufwärts abgeschrägten Oberflächen und einem oberen Ende jeder des Paars Innenoberflächen des Nutabschnitts erstreckt, um eine überhängende Oberfläche des Kopfteils, die von dem Achsenteil nach außen überhängt, zu berühren.
Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Lageeinstellvorrichtung gemäß dem siebten oder achten Aspekt bereitgestellt, wobei das Bauteil ein Bolzen ist.
Diese sowie andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die ausführliche Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in den anliegenden Zeichnungen gezeigt ist, klarer.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines veranschaulichenden Bauteilfördersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine veranschaulichende Lageeinstellvorrichtung in dem Bauteilfördersystem der vorliegenden Ausführungsform gemeinsam mit einem Bauteil zeigt.
3 ist eine Vorderansicht, die eine Lageeinstellvorrichtung der 2 gemeinsam mit einem Bauteil zeigt.
4 ist eine erste perspektivische Ansicht, die einen Achsenteil eines Bauteils zeigt, der innerhalb eines Nutabschnitts in der Lageeinstellvorrichtung der 2 und 3 schwingt.
5 ist eine zweite perspektivische Ansicht, die einen Achsenteil eines Bauteils zeigt, der innerhalb eines Nutabschnitts in der Lageeinstellvorrichtung der 2 und 3 schwingt.
6 ist eine vergrößerte Teilansicht, die die Hand und ihre Umgebung der Fördervorrichtung der 1 zeigt.
7 ist eine Skizze zum Erklären eines Positionserfassungsvorgangs, der die Erfassungsvorrichtung in 6 verwendet.
8 ist eine vergrößerte Teilansicht ähnlich wie 6, die die Hand und ihre Umgebung der Fördervorrichtung in einem Bauteilfördersystem zeigt, das eine andere Erfassungsvorrichtung verwendet
9 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines erfassten Bilds zeigt, das von einer Kamera der Erfassungsvorrichtung in 8 erzielt wird.
10 ist ein Flussdiagramm, das eine Vorgehensweise eines veranschaulichenden Fördervorgangs gemäß einem Bauteilfördersystem der vorliegenden Erfindung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unten wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. In den Zeichnungen sind ähnlichen Bauteilen ähnliche Bezugszeichen zugeordnet. Zu bemerken ist, dass die folgende Erklärung den technischen Geltungsbereich der Erfindung, der in den Ansprüchen oder der Bedeutung der Begriffe beschrieben ist, nicht einschränkt.
Unter Bezugnahme auf 1 bis 10 wird ein Bauteilfördersystem einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Das Bauteilfördersystem der vorliegenden Ausführungsform ist ein Automatisierungssystem, das ein Bauteil, wie zum Beispiel einen Bolzen, der einen Achsenteil und einen Kopfteil hat, durch Betätigen einer Fördervorrichtung befördert. Der Vorgang, durch welchen das Bauteilfördersystem der vorliegenden Ausführungsform ein Bauteil befördert, wird gelegentlich „Fördervorgang“ genannt. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines veranschaulichenden Bauteilfördersystems S gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 1 gezeigt, weist das Bauteilfördersystem S des vorliegenden Beispiels eine Lageeinstellvorrichtung 1 auf, die verwendet wird, um die Lage eines Bauteils P während des Fördervorgangs einzustellen, und eine Fördervorrichtung 2, die ein Bauteil, das auf die Lageeinstellvorrichtung 1 platziert wird, herausnimmt und befördert.
Die Fördervorrichtung 2 des vorliegenden Beispiels ist ein Roboter, der sowohl einen Erfassungsvorgang eines Bauteils, das auf einen vorbestimmten Startbereich platziert wird, nach einem anderen ausführen kann und es in die Lageeinstellvorrichtung 1 lädt, als auch einen Vorgang des Herausnehmens eines Bauteils nach dem anderen aus der Lageeinstellvorrichtung 1 und des Ausladens in einen vorbestimmten Zielbereich. Unten wird der erstere Vorgang gelegentlich ein „Ladevorgang“ genannt, während der letztere Vorgang gelegentlich ein „Herausnahmevorgang“ genannt wird. Das Bauteilfördersystem S der vorliegenden Ausführungsform kann auch einen einzelnen Roboter umfassen, der den Ladevorgang ausführen kann, und einen anderen Roboter, der den Herausnahmevorgang ausführen kann. Der oben genannte Startbereich ist zum Beispiel ein Innenraum eines Behälters, in dem zahllose Bauteile lose angehäuft sind, und der oben erwähnte Zielbereich ist zum Beispiel der nächste Prozessbereich, in dem einzelne Bauteile in Halbfertigteile zusammengefügt werden. Die Layouts des Startbereichs und des Zielbereichs können beliebig innerhalb des Arbeitsraums der Fördervorrichtung 2 geändert werden. Die spezifische Struktur der Fördervorrichtung 2 des vorliegenden Beispiels wird weiter unten erklärt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine veranschaulichende Lageeinstellvorrichtung 1 in dem Bauteilfördersystem S der vorliegenden Ausführungsform gemeinsam mit einem Bauteil P zeigt, und 3 ist eine Vorderansicht, die eine Lageeinstellvorrichtung 1 der 2 gemeinsam mit einem Bauteil P zeigt. Wie in 2 und 3 gezeigt, hat das Bauteil P, das durch das Bauteilfördersystem S der vorliegenden Ausführungsform zu befördern ist, einen säulenförmigen Achsenteil PA und einen Kopfteil PH, der von einem Basisende des Achsenteils PA heraus überhängt. Das heißt, dass der Kopfteil PH des Bauteils P eine untere Oberfläche TS hat, die von einem Basisende des Achsenteils PA heraus überhängt. Das Bauteil P der vorliegenden Erfindung ist typischerweise ein Bolzen, eine Schraube usw., der/die aus unterschiedlichen elektromagnetischen Materialien ausgebildet ist. Wie in 2 gezeigt, hat die Lageeinstellvorrichtung 1 des vorliegenden Beispiels einen Hauptkörper 10, der eine vorbestimmte Querschnittform hat und sich in die Richtung des Pfeils A20 in der FIG. erstreckt, und einen Magnet M, der an einer vorbestimmten Stelle des Hauptkörpers 10 befestigt ist. Der Hauptkörper 10 kann aus unterschiedlichen nicht magnetischen Materialien hergestellt sein. Der Magnet M0 ist typischerweise ein Dauermagnet, wie zum Beispiel ein Ferritmagnet oder ein Neodymmagnet. Die Form des Hauptkörpers 10 der Lageeinstellvorrichtung 1 wird unten ausführlich erklärt.
Wie in 2 und in 3 gezeigt, hat der Hauptkörper 10 des vorliegenden Beispiels eine Bodenoberfläche 11, die gegen eine horizontale Oberfläche anschlagen kann, und einen vertieften Teil 12, der zu der Bodenoberfläche 11 vertieft ist. Die Richtung senkrecht zu der oberen Oberfläche 11 des Hauptkörpers 10 wird unten gelegentlich „Aufwärts-Abwärts-Richtung“ des Hauptkörpers 10 genannt. Wie in 2 gezeigt, hat der vertiefte Teil 12 des Hauptkörpers 10 einen Innenraum, der zwischen einem Paar abgeschrägter Oberflächen 13, 13, die einander gegenüber liegen, liegt. An dem Boden des vertieften Teils 12 befindet sich ein Nutabschnitt 14 mit vorbestimmtem Maß. Das Paar abgeschrägter Oberflächen 13, 13 und der Nutabschnitt 14 erstrecken sich alle in die Richtung des Pfeils A20 in 2. Wie in 3 gezeigt, ist das Paar abgeschrägter Oberflächen 13, 13 aufwärts in die Aufwärts-Abwärts-Richtung des Hauptkörpers 10 (die Richtung des Pfeils A30 in der FIG.) abgeschrägt. Wenn daher ein Bauteil P in den vertieften Teil 12 von oben her geladen wird, gleitet das Bauteil P entlang einer der abgeschrägten Oberflächen 13 und fällt zu dem Boden des vertieften Teils 12.
Ferner hat der Nutabschnitt 14, der an dem Boden des vertieften Teils 12 ausgebildet ist, einen Innenraum, der zwischen einem Paar von Innenoberflächen 15, 15, die einander gegenüber liegen, liegt und bemessen ist, um nur den Achsenteil PA des Bauteils P aufzunehmen. Genauer genommen ist das Paar Innenoberflächen 15, 15 im Allgemeinen parallel zu der Aufwärts-Abwärts-Richtung, und die Maße der Innenoberflächen 15, 15 in die Aufwärts-Abwärts-Richtung (das heißt die Tiefe des Nutabschnitts 14) sind größer als die Länge des Achsenteils PA des Bauteils P. Die Entfernung zwischen den Innenoberflächen 15, 15 (das heißt die Breite des Nutabschnitts 14) ist größer als der Durchmesser des Achsenteils PA des Bauteils P und kleiner als der Durchmesser des Kopfteils PH. Wenn daher ein Bauteil P zu dem Boden des vertieften Teils 12 fällt, kann der Achsenteil PA des Bauteils P in den Nutabschnitt 14 eintreten, aber der Kopfteil PH dieses Bauteils P bleibt oberhalb des Nutabschnitts 14, ohne in den Nutabschnitt 14 einzutreten (siehe 2 und 3). Derart kann die Lageeinstellvorrichtung 1 des vorliegenden Beispiels die Lage des Bauteils P, das in den vertieften Teil 12 von oben geladen wird, derart einstellen, dass der Achsenteil PA nach unten gerichtet ist (das heißt, dass der Achsenteil PA innerhalb des Nutabschnitts 14 gehalten wird und der Kopfteil PH oberhalb des Nutabschnitts 14 exponiert ist).
Nachfolgend, unter Bezugnahme auf 2 und 3, befindet sich der oben erwähnte Magnet M an dem Boden des Nutabschnitts 14 des Hauptkörpers 10. Wie in 2 gezeigt, hat der Magnet M dieses Beispiels die Form einer Platte, die sich in die Richtung des Pfeils A20 über im Wesentlichen die gesamte Länge des Nutabschnitts 14 erstreckt. Ferner ist der Magnet M des vorliegenden Beispiels auf den Boden des Nutabschnitts 14 geklebt oder zwischen die Innenoberflächen 15, 15 gepasst. Die Form, die Abmessungen, das Befestigungsverfahren usw. des Magnets M sind jedoch nicht auf das oben stehende Beispiel beschränkt. Wie in 3 gezeigt, ist die Entfernung in die Aufwärts-Abwärts-Richtung von den oberen Enden der Innenoberflächen 15, 15 zu dem Magnet M etwas größer als die Länge des Achsenteils PA des Bauteils P. Wenn das Bauteil P daher zu dem Boden des vertieften Teils 12 fällt, kann der Achsenteil PA des Bauteils P an der Innenseite des Nutabschnitts 14 ohne Interferenz mit dem Magnet M schwingen. Dieser Aspekt wird unter Bezugnahme auf 4 und 5 ausführlich erklärt.
4 ist eine erste perspektivische Ansicht, die den Achsenteil PA des Bauteils P, der in dem Inneren des Nutabschnitts 14 der Lageeinstellvorrichtung 1 der 2 und 3 schwingt, zeigt. 4 zeigt den Zustand gleich nachdem das Bauteil P entlang der abgeschrägten Oberflächen 13 geglitten und zu dem Boden des vertieften Teils 12 gefallen ist. In dem Zeitpunkt der 4 ist die äußere umfängliche Oberfläche des Kopfteils PH in Berührung mit den weiter unten erklärten Berührungsoberflächen 16, 16, und der Achsenteil PA liegt im Allgemeinen parallel zu der Ausbreitungsrichtung des Nutabschnitts 14 (das heißt Richtung des Pfeils A41 in der FIG.). Der Achsenteil PA tritt jedoch sofort in den Nutabschnitt 14 ein und beginnt in Schwingungsbewegung unter dem Einfluss der Schwerkraft, die auf den Achsenteil PA, und der Anziehungskraft des Magnets M einwirkt. Die Richtung der Schwingungsbewegung des Achsenteils PA in diesem Zeitpunkt ist durch die Pfeilkennzeichnung A42 in der FIG. gezeigt. Nachfolgend und obwohl der Achsenteil PA die Schwingungsbewegung in dem Inneren des Nutabschnitts 14 fortsetzt, dämpft sich die Schwingungsbewegung des Achsenteils und stoppt in einer relativ kurzen Zeit unter dem Einfluss der Anziehkraft des Magnets M, der auf den Vorderendteil des Achsenteils PA einwirkt. Dieser Aspekt wird unten ausführlich erklärt.
5 ist eine zweite perspektivische Ansicht, die den Achsenteil PA des Bauteils P, der in dem Inneren des Nutabschnitts 14 der Lageeinstellvorrichtung 1 der 2 und 3 schwingt, zeigt. 5 zeigt den Zustand, in dem der Neigungswinkel des Achsenteils PA in Bezug auf die Aufwärts-Abwärts-Richtung (Richtung des Pfeils A50 in der FIG.) im Allgemeinen null ist. Übrigens ist die Größe der Anziehkraft des Magnets M umgekehrt proportional zu dem Quadrat der Entfernung von dem Magnet M, und die Anziehkraft des Magnets M, die auf den Vorderendteil des Achsenteils PA einwirkt, nimmt rasch zu, während die Entfernung von dem Vorderendteil des Achsenteils PA, die sich in einer Schwingungsbewegung befindet, zu dem Magnet M kleiner wird (das heißt, während sich der Achsenteil PA, der sich in einer Schwingungsbewegung befindet, dem Zustand der 5 nähert). Unter dem Einfluss einer solchen Einwirkung der Anziehkraft des Magnets M, dämpft sich die Schwingungsbewegung des Achsenteils PA und stoppt in relativ kurzer Zeit. Das Bauteil P kommt daher in einer Lage mit dem Achsenteil PA nach unten gerichtet zum Ruhen. Sogar nachdem das Bauteil P an der oben erwähnten Lage zum Ruhen kommt, wirkt eine starke Anziehkraft weiter auf den Vorderendteil des Achsenteils PA ein, und das Bauteil P, das auf der Lageeinstellvorrichtung 1 platziert ist, kann ferner stabil in der Lage mit dem Achsenteil PA nach unten gerichtet, so wie es ist, gehalten werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 und 3, ist eine Berührungsoberfläche 16 zwischen dem unteren Ende jeder der abgeschrägten Oberflächen 13, 13 des vertieften Teils 12 des Hauptkörpers 10 und dem oberen Ende jeder des Paars der Innenoberflächen 15, 15 des Nutabschnitts so ausgebildet, dass die oben erwähnte untere Oberfläche TS des Kopfteils PH berührt wird (siehe auch 4 und 5). Die unteren Enden der abgeschrägten Oberflächen 13, 13 können jedoch auch mit den jeweiligen Innenoberflächen 15, 15 kontinuierlich sein. In diesem Fall werden die oben erwähnten Berührungsoberflächen 16, 16 weggelassen. Wie in 3 gezeigt, sind die Berührungsoberflächen 16, 16 gemäß dem vorliegenden Beispiel im Allgemeinen in Bezug zu der Aufwärts-Abwärts-Richtung des Hauptkörpers 10 vertikal und sind in der Lage, mindestens einen Teil der unteren Oberfläche TS des Kopfteils PH zu berühren. Wenn die Schwingungsbewegung des Achsenteils PA des Bauteils P stoppt, schlägt die untere Oberfläche TS des Kopfteils PH gegen die Berührungsoberfläche 16, 16 an. Nachfolgend wird die untere Oberfläche TS des Kopfteils PH von den Berührungsoberfläche 16, 16 getragen, und daher kann das Bauteil P, das auf der Lageeinstellvorrichtung 1 platziert ist, stabil in einer Lage mit dem Achsenteil PA nach unten gerichtet, so wie er ist, gehalten werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 wird eine Fördervorrichtung 2 in dem Bauteilfördersystem S der vorliegenden Ausführungsform erklärt. Wie in 1 gezeigt, ist die Fördervorrichtung 2 des vorliegenden Beispiels ein vertikaler artikulierter Roboter, der einen Arm A umfasst, der einen Gelenkteil W an seinem Vorderende hat, und eine Hand H, die an dem Gelenkteil W befestigt ist. Der Arm A der Fördervorrichtung 2 des vorliegenden Beispiels kann ferner frei die Position und Lage der Hand H, die an dem Gelenkteil W befestigt ist, durch eine Mehrzahl von Servomotoren wechseln. 1 zeigt einen sechsachsigen vertikalen artikulierten Roboter, der sechs Servomotoren hat, aber die Anzahl der Achsen des Arms A der Fördervorrichtung 2 ist nicht darauf beschränkt.
Ferner ist die Hand H der Fördervorrichtung 2 des vorliegenden Beispiels mit einer Saugdüse N versehen, die eine längliche Röhrenform hat. Das Basisende der Saugdüse N ist durch eine Luftröhre (nicht gezeigt) mit einer Vakuumzufuhrquelle, wie zum Beispiel mit einer Vakuumpumpe verbunden. Wenn der Arm A daher das Vorderende der Saugdüse N mit irgendeiner Stelle des Bauteils P in Berührung bringt und die Vakuumzufuhrquelle Luft von der Innenseite der Saugdüse N in diesem Zustand ansaugt, klebt das Bauteil P an dem Vorderende der Saugdüse N unter dem Einfluss des Niederdrucks, der an der Innenseite der Saugdüse N gebildet wird. Derart erfasst die Fördervorrichtung 2 ein Bauteil P, das auf dem Startbereich während des Ladevorgangs platziert wird, und erfasst auch ein Bauteil P, das auf der Lageeinstellvorrichtung 1 während des Herausnahmevorgangs platziert ist. Wenn das Vakuum in der Saugdüse N, die das Bauteil P erfasst, unterbrochen wird, wird das Bauteil P von dem Vorderende der Saugdüse N freigegeben. Derart gibt die Fördervorrichtung 2 das Bauteil P oberhalb der Lageeinstellvorrichtung frei und lässt es während des Ladevorgangs in den vertieften Teil 12 fallen, und gibt das Bauteil P frei und lädt es an dem Zielbereich während des Herausnahmevorgangs aus.
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst das Bauteilfördersystem S der vorliegenden Ausführungsform ferner eine Erfassungsvorrichtung 3, die die Position des Bauteils P, das auf der Lageeinstellvorrichtung 1 platziert ist, erfasst. Die Erfassungsvorrichtung 3 des vorliegenden Beispiels hat einen Verschiebungsmesser G, der die Entfernung zu dem gemessenen Objekt messen und die Position des Bauteils P, das auf der Lageeinstellvorrichtung 1 platziert wird, in Zusammenarbeit mit der Fördervorrichtung 2 erfassen kann. Der Vorgang, durch den die Erfassungsvorrichtung 3 des Bauteilfördersystems S der vorliegenden Ausführungsform die Position des Bauteils P in Zusammenarbeit mit der Fördervorrichtung 2 erfasst, wird unten gelegentlich der „Positionserfassungsvorgang“ genannt. Das Bauteilfördersystem S der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch auch eine Erfassungsvorrichtung 3 umfassen, die unabhängig von der Förderrichtung 2 arbeitet.
6 ist eine vergrößerte Teilansicht, die die Hand H und ihre Umgebung der Fördervorrichtung 2 in 1 zeigt. Der Verschiebungsmesser G der Erfassungsvorrichtung des vorliegenden Beispiels ist ein optischer Verschiebungsmesser, wie zum Beispiel ein Laser-Verschiebungsmesser. Der Verschiebungsmesser des vorliegenden Beispiels sendet daher Licht zu einem gemessenen Objekt, um die Entfernung zu dem gemessenen Objekt zu messen. Der Typ des Verschiebungsmessers G der Erfassungsvorrichtung 3 ist jedoch nicht darauf beschränkt. An Stelle eines optischen Verschiebungsmessers G kann ein Verschiebungsmesser des Ultraschalltyps, Wirbelstromtyps oder Kontakttyps ebenfalls verwendet werden. Wie in 6 gezeigt, ist der Verschiebungsmesser G der Erfassungsvorrichtung 3 des vorliegenden Beispiels an einer vorbestimmten Stelle der Hand H befestigt. Die Befestigungsstelle des Verschiebungsmessers G ist jedoch nicht auf das veranschaulichte Beispiel beschränkt. Die Messresultate des Verschiebungsmessers des vorliegenden Beispiels werden zu einem Datenanalyseteil (nicht gezeigt) übertragen. Das Datenanalyseteil des vorliegenden Beispiels ist typischerweise in die Steuervorrichtung der Fördervorrichtung 2 eingebaut, kann aber auch in den Verschiebungsmesser G selbst eingebaut sein.
Unter Bezugnahme auf 7 wird ein Positionserfassungsvorgang, der die Erfassungsvorrichtung 3 des vorliegenden Beispiels verwendet, erklärt. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Verschiebungsmesser G und eine Lageeinstellvorrichtung 1 in einem bestimmten Zeitpunkt in einem veranschaulichenden Positionserfassungsvorgang zeigt. In 7 wurde die Fördervorrichtung 2 (das heißt der Arm A und die Hand H) weggelassen, um die Positionsbeziehung zwischen dem Verschiebungsmesser G und der Lageeinstellvorrichtung 1 leichter verständlich zu machen. Bei dem Positionserfassungsvorgang des vorliegenden Beispiels positioniert zuerst der Arm A der Fördervorrichtung 2 den Verschiebungsmesser G oberhalb der Lageeinstellvorrichtung 1. Das stellt sicher, dass der Verschiebungsmesser G Licht L abwärts im Allgemeinen parallel zu der Aufwärts-Abwärts-Richtung des Hauptkörpers 10 zu dem Nutabschnitt 14 senden kann. Nachfolgend bewegt der Arm A der Fördervorrichtung 2 den Verschiebungsmesser G entlang der Ausbreitungsrichtung des Nutabschnitts 14. Zwischenzeitlich misst der Verschiebungsmesser G nacheinander die Entfernung zu dem gemessenen Objekt, das sich auf dem Weg des Lichts L befindet, und das oben erwähnte Datenanalyseteil vergleicht nacheinander das Messresultat des Verschiebungsmessers und einen vorbestimmten Schwellenwert. Die Bewegungsrichtung des Verschiebungsmessers G ist in diesem Schritt durch den Pfeil A70 in der FIG. ausgedrückt. Falls das Messresultat des Verschiebungsmessers G ferner kleiner wird als ein vorbestimmter Schwellenwert, kann die Position des gemessenen Objekts in dem Zeitpunkt als die Position des Bauteils P, das auf der Lageeinstellvorrichtung 1 platziert ist, erfasst werden. Falls eine Erfassungsvorrichtung 3 mit einem solchen Verschiebungsmesser G verwendet wird, ist es möglich, das Bauteilfördersystem S kostengünstig zu bauen.
Hier wird ein anderes Beispiel der Erfassungsvorrichtung 3 in dem Bauteilfördersystem S der vorliegenden Ausführungsform erklärt. 8 ist eine vergrößerte Teilansicht ähnlich 6, die die Hand H und ihre Umgebung des Bauteilfördersystems S, das die Erfassungsvorrichtung 3 des vorliegenden Beispiels verwendet, zeigt. Die Erfassungsvorrichtung 3 des vorliegenden Beispiels ist ein visueller Sensor, der eine Kamera C und eine Bildverarbeitungseinheit hat und die Position des Bauteils P, das auf der Lageeinstellvorrichtung 1 in Zusammenarbeit mit der Fördervorrichtung 2 platziert ist, erfasst. Die Kamera C der Erfassungsvorrichtung 3 des vorliegenden Beispiels ist eine digitale Kamera, die mit einer Bilderfassungsvorrichtung versehen ist, wie zum Beispiel ein CCD (Charge Coupled Device)-Bildsensor oder CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor)-Bildsensor. Wie in 8 gezeigt, ist der Verschiebungsmesser G der Erfassungsvorrichtung 3 des vorliegenden Beispiels an einer vorbestimmten Stelle der Hand H befestigt. Die Befestigungsstelle der Kamera C ist jedoch nicht auf das Beispiel in der FIG. beschränkt.
9 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines erfassten Bilds zeigt, das durch eine Kamera der Erfassungsvorrichtung in 8 erzielt wird. Ein solches erfasstes Bild I wird zu dem oben erwähnten Bildverarbeitungssystem übertragen. Das Bildverarbeitungssystem des vorliegenden Beispiels ist typischerweise in die Steuervorrichtung der Fördervorrichtung 2 eingebaut, kann aber auch in die Kamera C selbst eingebaut sein. Das Bildverarbeitungssystem des vorliegenden Beispiels führt ferner eine Musterabstimmung in Bezug auf das empfangene Bild I aus, um zu urteilen, ob das empfangene Bild I ein Muster enthält, das dem Bauteil P entspricht. Das Verarbeitungssystem des vorliegenden Beispiels kann unterschiedliche Muster, die unterschiedlichen Bauteilen P entsprechen, verwenden, um die oben erwähnte Musterabstimmung auszuführen. Unter Bezugnahme auf 9 wird ein Positionserfassungsvorgang, der die Erfassungsvorrichtung 3 des vorliegenden Beispiels verwendet, erklärt. Bei dem Positionserfassungsvorgang des vorliegenden Beispiels positioniert der Arm A der Fördervorrichtung 2 zuerst die Kamera C oberhalb der Lageeinstellvorrichtung 1. Das stellt sicher, dass die Kamera C den Nutabschnitt 14 der Lageeinstellvorrichtung 1 von oben her erfassen kann. Ein Beispiel des in diesem Schritt erfassten Bilds I ist in 9 gezeigt.
Nachfolgend führt das oben erwähnte Bildverarbeitungssystem das Musterabstimmen in Bezug zu dem erfassten Bild, das von der Kamera C empfangen wird, aus. Falls das erfasste Bild I das Muster enthält, das dem Bauteil P entspricht, wird die Position des erfassten Objekts, das von dem Muster dargestellt wird, als die Position des Bauteils P, das auf die Erfassungseinstellungsvorrichtung 1 platziert ist, erfasst. Wenn bei diesem Schritt eine Mehrzahl von Mustern verwendet wird, ist es möglich, den Typ des Bauteils P sowie die Position des Bauteils P zu erfassen. Die Position des Bauteils P, das von dem Bildverarbeitungssystem erkannt wird, wird durch den Pfeil A90 in der FIG. ausgedrückt. Falls das erfasste Bild I andererseits das Muster, das dem Bauteil P entspricht, nicht enthält, wechselt der Arm A die Position der Kamera C in Bezug zu der Lageeinstellvorrichtung 1, dann erfasst die Kamera C wieder ein Bild des Nutabschnitts 14 und überträgt es zu dem Bildverarbeitungssystem. Die Erfassungsvorrichtung 3 des vorliegenden Beispiels kann ferner das erfasste Bild I der Kamera C analysieren, um die Lage des Bauteils P zusätzlich zu der Position und dem Typ des Bauteils P zu erfassen. Falls ferner bestätigt wird, dass das Bauteil P nicht auf die oben erwähnte Lage, bei der der Achsenteil PA nach unten gerichtet ist, eingestellt ist, kann dem Benutzer eine vorbestimmte Warnmitteilung von der Steuervorrichtung der Fördervorrichtung 2 usw. gemeldet werden.
Unten wird der Fördervorgang gemäß dem Bauteilfördersystem S der vorliegenden Ausführungsform erklärt. 10 ist ein Flussdiagramm, das eine Vorgehensweise eines veranschaulichenden Fördervorgangs zeigt. Wie in 10 gezeigt, lädt die Fördervorrichtung 2 zuerst bei Schritt S101 ein Bauteil P, das von der Ansaugung in dem Startbereich gehalten wird, in den vertieften Teil 12 der Lageeinstellvorrichtung 1. Wenn das Bauteil P in den vertieften Teil 12 der Lageeinstellvorrichtung 1 geladen wird, tritt der Achsenteil PA des Bauteils P in den Nutabschnitt 14 ein, und die untere Oberfläche TS des Kopfteils PH schlägt gegen das Paar Berührungsoberflächen 16, 16 an. Das stellt sicher, dass die Lage dieses Bauteils P auf eine vorbestimmte Lage mit dem Achsenteil PA nach unten gerichtet eingestellt ist (siehe 2 und 3). Nachfolgend führt die Erfassungsvorrichtung 3 bei Schritt S102 den Positionserfassungsvorgang zum Erfassen der Position des Bauteils P, das auf der Lageeinstellvorrichtung 1 platziert ist, aus. Die spezifische Vorgehensweise des Positionserfassungsvorgangs ist die oben unter Bezugnahme auf 6 und 9 usw. erklärte. Falls es der Erfassungsvorrichtung 3 gelingt, die Position des Bauteils P zu erfassen (Schritt S103, JA), geht das Bauteilfördersystem S zu dem unten erklärten Schritt S104 weiter.
Falls die Erfassungsvorrichtung andererseits die Position des Bauteils P nicht erfasst (Schritt S103, NEIN), wechselt die Fördervorrichtung 2 entsprechend die Position der Erfassungsvorrichtung 3 in Bezug zu der Lageeinstellvorrichtung 1 (siehe 7 usw.), und die Erfassungsvorrichtung 3 führt den Positionserfassungsvorgang (Schritt S102) wieder aus. Ferner nimmt die Fördervorrichtung 2 bei Schritt S104 das Bauteil P, das auf der Lageeinstellvorrichtung 1 platziert ist, heraus und befördert es zu dem Zielbereich. Dabei positioniert die Fördervorrichtung 2 das Vorderende der Saugdüse N der Hand H in Bezug zu dem Bauteil P basierend auf der Position des Bauteils P, das durch den Positionserfassungsvorgang erfasst wird (Schritt S102). In diesem Zeitpunkt wird das Bauteil P, das auf der Lageeinstellvorrichtung 1 platziert ist, in der Lage gehalten, in der der Achsenteil PA nach unten gerichtet ist (das heißt die Lage, bei der der Kopfteil PH nach oben gerichtet ist) (siehe 2 und 3), und die Saugdüse N der Hand H kann daher durch Ansaugen die obere Oberfläche des Kopfteils PH des Bauteils P zuverlässig halten.
Auf die oben beschriebene Art ist es gemäß dem Bauteilfördersystem S der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Lage eines Bauteils P, das einen Achsenteil PA und einen Kopfteil PH hat, einzustellen, während dieses Bauteil P befördert wird, ohne ein Antriebsmittel, wie zum Beispiel einen Motor zu verwenden, und es ist daher möglich, die Struktur des Systems insgesamt zu vereinfachen, und es ist möglich, die Herstellungskosten des Systems zu verringern. Gemäß dem Bauteilfördersystem S der vorliegenden Ausführungsform wird ferner die Schwingungsbewegung des Achsenteils PA, das in den Nutabschnitt 14 der Lageeinstellvorrichtung 1 eintritt, innerhalb einer kurzen Zeit unter dem Einfluss der Anziehkraft des Magnets M gedämpft, und es ist daher möglich, die Totzeit zwischen dem Ladevorgang des Bauteils P in die Lageeinstellvorrichtung 1 und dem Herausnahmevorgang dieses Bauteils P aus der Lageeinstellvorrichtung 1 zu verkürzen. Gemäß dem Bauteilfördersystem S der vorliegenden Ausführungsform ist es daher möglich, die Zeit zu verkürzen, die für den Einstellvorgang der Lage eines Bauteils P, das einen Achsenteil PA und einen Kopfteil PH hat, die während des Beförderns dieses Bauteils P erforderlich ist.
AUSWIRKUNG DER ERFINDUNG
Gemäß dem ersten und siebten Aspekt der vorliegenden Vorrichtung gleitet ein Bauteil, wenn ein Bauteil, das einen Achsenteil und einen Kopfteil hat, in einen vertieften Teil eine Lageeinstellvorrichtung geladen wird, entlang der aufwärts abgeschrägten Oberflächen und fällt zu dem Boden des vertieften Teils. Das stellt sicher, dass der Achsenteil des Bauteils in den Nutabschnitt unter dem Einfluss von Schwerkraft und der Anziehkraft des Magnets eintritt, und dass das Bauteil daher auf eine Lage eingestellt wird, in der sein Achsenteil nach unten gerichtet ist. Derart ist es gemäß dem ersten und siebten Aspekt möglich, die Lage eines Bauteils, das einen Achsenteil und einen Kopfteil hat, während des Beförderns des Bauteils einzustellen, ohne ein Antriebsmittel, wie zum Beispiel einen Motor, zu verwenden, und daher ist es möglich, die Struktur des Systems insgesamt zu vereinfachen und die Herstellungskosten des Systems zu verringern. Ferner wird gemäß dem ersten und dem siebten Aspekt die Schwingungsbewegung des Achsenteils, der in den Nutabschnitt der Lageeinstellvorrichtung eintritt, innerhalb einer kurzen Zeit unter dem Einfluss der Anziehkraft des Magnets gedämpft, und ist es daher möglich, die Totzeit zwischen dem Ladevorgang eines Bauteils in die Lageeinstellvorrichtung und dem Herausnahmevorgang des Bauteils aus der Lageeinstellvorrichtung zu verkürzen. Gemäß dem ersten und siebten Aspekt ist es daher möglich, die Zeit, die für einen Einstellvorgang der Lage eines Bauteils, das einen Achsenteil und einen Kopfteil hat, erforderlich ist, während des Beförderns dieses Bauteils zu verkürzen.
Gemäß dem zweiten und achten Aspekt der vorliegenden Erfindung, falls das Bauteil entlang der aufwärts abgeschrägten Oberflächen zu dem Boden des vertieften Teils fällt, tritt der Achsenteil dieses Bauteils in den Nutabschnitt ein, und die überhängende Oberfläche des Kopfteils schlägt gegen die Berührungsoberflächen an, weshalb es möglich ist, das Bauteil stabil in einer Lage zu halten, in der sein Achsenteil nach unten gerichtet ist.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Herausnahmevorgang und das Befördern eines Bauteils von der Lageeinstellvorrichtung zu automatisieren. Gemäß einem dritten Aspekt ist es ferner möglich, den Zielort des Bauteils durch den oben stehenden Vorgang innerhalb des Arbeitsraums des Roboters frei zu wechseln.
Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Fördervorrichtung ein Bauteil, das auf der Lageeinstellvorrichtung platziert ist, präzis unter Bezugnahme auf die Position des Bauteils, die von der Erfassungsvorrichtung erfasst wird, aufnehmen.
Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Bauteilfördersystem kostengünstig zu bauen, indem eine Erfassungsvorrichtung verwendet wird, die einen Verschiebungsmesser umfasst, und ist es auch möglich, den Typ des Bauteils, der auf die Lageeinstellvorrichtung platziert wird, sowie die Position des Bauteils zu bestätigen, indem eine Erfassungsvorrichtung, die einen visuellen Sensor umfasst, verwendet wird.
Gemäß dem sechsten und neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Lagen unterschiedlicher Bolzen präzis einzustellen, während diese Bolzen befördert werden, ohne ein Antriebsmittel, wie zum Beispiel einen Motor, zu verwenden, und es ist daher möglich, die Struktur des Bolzenfördersystems insgesamt zu vereinfachen und daher die Herstellungskosten des Bolzenfördersystems zu verringern.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erwähnte Ausführungsform beschränkt und kann auf unterschiedliche Arten innerhalb des Geltungsbereichs, der in den Ansprüchen beschrieben ist, geändert werden. Bei der oben stehenden Ausführungsformen ist als Fördervorrichtung 2 ein vertikal artikulierter Roboter veranschaulicht, aber die Fördervorrichtung 2 des Bauteilfördersystems S der vorliegenden Erfindung kann irgendeine mechanische Vorrichtung sein, die den oben stehenden Herausnahmevorgang ausführen kann, wie zum Beispiel ein horizontal artikulierter Roboter und ein orthogonaler Roboter usw. Ferner kann die Fördervorrichtung 2 des Bauteilfördersystems S der vorliegenden Erfindung auch mit einer Hand H mit elektromagnetischer Anziehung oder mit einer Hand H mit Servoantrieb an Stelle der Hand H mit Ansaugung, die in der oben stehenden Ausführungsform veranschaulicht ist, versehen sein. Ferner erfasst und befördert die Fördervorrichtung 2 bei der oben stehenden Ausführungsform ein Bauteil P auf einmal, aber die Fördervorrichtung 2 des Bauteilfördersystems S der vorliegenden Erfindung kann auch zwei oder mehr Bauteile P gleichzeitig erfassen und befördern. Ferner sind die Abmessungen, Formen, Materialien usw. der Lageeinstellvorrichtung 1, die in den oben stehenden Ausführungsformen beschrieben wurden, nur Beispiele. Unterschiedliche Abmessungen, Formen, Materialien usw. können zum Verwirklichen der Effekte der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Claims

Bauteilfördersystem (S), das Folgendes umfasst: eine Lageeinstellvorrichtung (1), die eine Lage eines Bauteils (P), das einen Achsenteil (PA) und einen Kopfteil (PH) hat, der von einem Ende des Achsenteils (PA) auswärts überhängt, einstellt, und eine Fördervorrichtung (2), die das Bauteil (P) aus der Lageeinstellvorrichtung (1) herausnimmt und befördert, wobei die Lageeinstellvorrichtung (1) Folgendes umfasst: einen vertieften Teil (12), der einen Innenraum hat, der zwischen einem Paar aufwärts abgeschrägter Oberflächen (13, 13), die einander gegenüberliegen, liegt, einen Nutabschnitt (14), der an einem Boden des vertieften Teils (12) zum Halten des Achsenteils (PA) ausgebildet ist; gekennzeichnet durch einen Magnet (M), der in dem Nutabschnitt (14) angeordnet ist; und eine Berührungsoberfläche (16), die sich zwischen einem unteren Ende jeder der aufwärts abgeschrägten Oberflächen (13, 13) und einem oberen Ende jeder eines Paars von Innenoberflächen (15, 15) des Nutabschnitts (14) derart erstreckt, dass eine überhängende Oberfläche des Kopfteils (PH), die nach außen von dem Achsenteil (PA) überhängt, berührt wird.
Bauteilfördersystem (S) nach Anspruch 1, wobei die Fördervorrichtung (2) ein Roboter ist.
Bauteilfördersystem (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, das ferner eine Erfassungsvorrichtung (3) umfasst, die eine Position des Bauteils (P) in der Lageeinstellvorrichtung (1) erfasst.
Bauteilfördersystem (S) nach Anspruch 3, wobei die Erfassungsvorrichtung (3) einen Verschiebungsmesser oder einen visuellen Sensor hat.
Bauteilfördersystem (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Bauteil (P) ein Bolzen ist.
Lageeinstellvorrichtung (1), die eine Lage eines Bauteils (P), das einen Achsenteil (PA) und einen Kopfteil (PH) hat, der von einem Ende des Achsenteils (PA) auswärts überhängt, einstellt, und die Folgendes umfasst: einen vertieften Teil (12), der einen Innenraum hat, der zwischen einem Paar aufwärts abgeschrägter Oberflächen (13, 13), die einander gegenüberliegen, liegt, einen Nutabschnitt (14), der an einem Boden des vertieften Teils (12) zum Halten des Achsenteils (PA) ausgebildet ist; gekennzeichnet durch einen Magnet (M), der in dem Nutabschnitt (14) angeordnet ist; und eine Berührungsoberfläche (16), die sich zwischen einem unteren Ende jeder der aufwärts abgeschrägten Oberflächen (13, 13) und einem oberen Ende jeder eines Paars von Innenoberflächen (15, 15) des Nutabschnitts (14) derart erstreckt, dass eine überhängende Oberfläche des Kopfteils (PH), die nach außen von dem Achsenteil (PA) überhängt, berührt wird.
Lageeinstellvorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei das Bauteil (P) ein Bolzen ist.