部品組立方法および部品組立装置
【課題】部品組立方法および部品組立装置において、挿入部材が被挿入部材の凹部に引っかかりやすい場合にも、効率よく被挿入部材に挿入部材を挿入することができるようにする。
【解決手段】被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、被挿入部材および挿入部材を含む部品を組み立てる部品組立方法であって、凹部の開口を上方に向けて被挿入部材の位置を被挿入部材保持部に固定して（ステップＳ１）、被挿入部材保持部に衝撃を加えることにより、被挿入部材を介して挿入部材に衝撃を加える（ステップＳ３）方法とする。
【解決手段】被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、被挿入部材および挿入部材を含む部品を組み立てる部品組立方法であって、凹部の開口を上方に向けて被挿入部材の位置を被挿入部材保持部に固定して（ステップＳ１）、被挿入部材保持部に衝撃を加えることにより、被挿入部材を介して挿入部材に衝撃を加える（ステップＳ３）方法とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品組立方法および部品組立装置に関する。例えば、被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、被挿入部材および挿入部材を含む部品を組み立てる部品組立方法および部品組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して部品を組み立てる際、被挿入部材の凹部と挿入部材との間に隙間代が少ないと、挿入部材の挿入姿勢によっては挿入部材が凹部に干渉して挿入に失敗し、挿入をやり直さなければならない場合がある。
このため、被挿入部材と挿入部材とを自動組立して部品を製造する場合には、画像処理等を用いて部材間の位置決めを高精度に行ったり、倣い機構を有する把持部を用いて挿入作業を行わせたりすることが一般的である。これらの技術は挿入作業時において、挿入部材の一端が被挿入部材の凹部に接触できることが前提となっている。
しかし、凹部が被挿入部材の奥まったところにある場合、挿入部材が凹部に到達する前に把持部が被挿入部材と干渉して、挿入部材の一端を凹部に当接させることができないため、同様の技術が適用できない。
そこで、特許文献１では、ロボットハンドを用いて、挿入部材である軸状部品を被挿入部材である本体部品の嵌入孔（凹部）付近まで挿入し、軸状部品をアンチャックするとともに、本体部品および治具を固有振動数付近の振動数にて振動させて、軸状部品を嵌入孔に嵌入させるようにした軸状部品の嵌め込み方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２６７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の部品組立方法および部品組立装置には、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術は、例えば、挿入部材が被挿入部材の挿入穴に傾いた状態で引っかかった状態で嵌り込んでしまうと、引っ掛かり部の摩擦力によって挿入部材が被挿入部材と連結されてしまう。この場合、挿入部材が軽量であると、被挿入部材である本体部品および治具の固有振動数は挿入部材の固有振動数に比べて低周波になるため、本体部品および治具の固有振動数に一致する振動を加えると、挿入部材も本体部品および治具と同様に振動することになる。このため、相当な時間加振しても挿入穴に挿入することができない場合があるという問題がある。
この対策として、挿入部材と被挿入部材との引っ掛かり部における摩擦力を超える力を作用させるために、振動の振幅を大きくすることも考えられるが、このような加振力は、正負交替して周期的に作用する。すなわち、このようにして挿入部材を被挿入部材から離間させたとしても、挿入部材が被挿入部材から離間した後にも続けて同様の加振が続くため、挿入部材と被挿入部材との衝突が繰り返される。このため、挿入部材が動きすぎて挿入孔から飛び出してしまったり、挿入穴内に入り込むことができなくなったりするという問題がある。さらには、このような衝突が続く結果、挿入部材あるいは被挿入部材が破損したりするおそれがあるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、挿入部材が被挿入部材の凹部に引っかかりやすい場合にも、効率よく被挿入部材に挿入部材を挿入することができる部品組立方法および部品組立装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、前記被挿入部材および前記挿入部材を含む部品を組み立てる部品組立方法であって、前記凹部の開口を上方に向けて前記被挿入部材の位置を被挿入部材保持部に固定して、前記被挿入部材保持部に衝撃を加えることにより、前記被挿入部材を介して前記挿入部材に衝撃を加える方法とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、前記被挿入部材および前記挿入部材を含む部品を組み立てる部品組立装置であって、前記凹部の開口を上方に向けて前記被挿入部材の位置を固定する被挿入部材保持部と、前記被挿入部材を介して衝撃を加える衝撃印加部と、を備える構成とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の部品組立装置において、前記衝撃印加部は、前記被挿入部材保持部に衝撃を加えることにより、前記被挿入部材を介して前記挿入部材に衝撃を加える構成とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項２または３に記載の部品組立装置において、前記衝撃印加部は、圧電アクチュエータで駆動される打撃部材によって衝撃を加える構成とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項２〜４のいずれか１項に記載の部品組立装置において、前記被挿入部材上に配置された前記挿入部材の前記凹部における挿入状態を検出する挿入状態検出部を備える構成とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の部品組立方法および部品組立装置によれば、被挿入部材上に配置された挿入部材に、被挿入部材を介して衝撃を加えることができるため、挿入部材が被挿入部材の凹部に引っかかりやすい場合にも、効率よく被挿入部材に挿入部材を挿入することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置の概略構成を示す模式的な斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置で組み立てられた部品の一例を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る部品組立方法の工程フローを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る部品組立方法の挿入部材配置工程において被挿入部材上に配置された挿入部材を示す模式的な断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る部品組立方法に用いる衝撃の一例を示す加速度のグラフである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な側面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な側面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。
【図１２】本発明の各実施形態に係る部品組立装置で組み立てることができる部品の他の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１４】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置の概略構成を示す模式的な斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置で組み立てられた部品の一例を示す模式的な断面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な側面図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。
【００１５】
図１に示す本実施形態の部品組立装置１は、被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、被挿入部材および挿入部材を含む部品を組み立てるものである。
被挿入部材と挿入部材とは、挿入部材を被挿入部材に設けられた凹部に挿入して組み立てることができるものであれば、特に限定されない。ただし、ここで言う「挿入して組み立てる」とは、挿入部材よりも大きな開口を有する被挿入部材の凹部に挿入して組み立てることを意味する。したがって、挿入部材の自重によって落下させて挿入したり、同等の軽荷重で挿入したりすることができる。
このため、被挿入部材の凹部と挿入部材の凸部との間の嵌め合いは、隙間嵌めに限り、挿入部材を圧入する組み立ては含まない。
被挿入部材の例としては、例えば、穴部や溝部を凹部として有するブロック状部材を挙げることができる、また、挿入部材の例としては、被挿入部材の穴部や溝部に挿入可能な軸部材やブロック部材を挙げることができる。
また凹部の断面形状は、挿入部材を一方向に挿入できる形状であれば、特に限定されない。また、凹部の内面は、挿入方向に対して真直に形成された面であってもよいし、傾斜した面であってもよい。
【００１６】
以下では、図２に示すように、挿入部材としてはレンズ５１、被挿入部材としてはレンズ鏡筒５０を用い、部品としては、レンズ鏡筒５０にレンズ５１に挿入したレンズ組立体５２を組み立てる場合の例で説明する。
レンズ５１は、レンズ外径、すなわちレンズ側面５１ａの外径の公称値がＤとされ、光軸方向の両端部に凸面である第１レンズ面５１ｂおよび第２レンズ面５１ｃを有する両凸レンズである。
レンズ鏡筒５０は、側面５０ａが円筒面からなる全体として円筒状の部材であり、軸方向の一端側に断面円形の穴部である開口部５０ｂが形成され、開口部５０ｂの中心部にレンズ５１を挿入する凹部であるレンズ収容穴部５０ｃが設けられている。このため、開口部５０ｂの穴底部の中心には、レンズ収容穴部５０ｃの端部により円形の挿入開口５０ｄ（開口）が形成されている。
レンズ収容穴部５０ｃの内径の公称値は、レンズ側面５１ａの外径の公称値と同じＤである。
また、レンズ収容穴部５０ｃは、レンズ鏡筒５０の他端側において、レンズ収容穴部５０ｃの内周面よりも径方向内側に突出された平面視円環状のレンズ受け部５０ｅが形成されている。
レンズ５１とレンズ鏡筒５０との組み立ては無調整で行う。このため、レンズ５１とレンズ収容穴部５０ｃとの嵌め合い公差は、側面５０ａを基準としたときに、レンズ５１の偏心量が許容値以下となるようするとともに、隙間嵌めとなるように設定する。
例えば、レンズ外径Ｄに対する寸法公差は、０ｍｍ〜−０．０３０ｍｍに設定し、レンズ収容穴部５０ｃの内径Ｄに対する寸法公差は、＋０．０１０ｍｍ〜＋０．０３０ｍｍに設定する。
【００１７】
部品組立装置１の概略構成は、図１に示すように、架台２上に設けられた作業室４と、作業室４の内部を清浄化するクリーンユニット６と、作業室４の内部に設けられた、ストッカ８、搬送ロボット１１（挿入部材移動部）、組立ステージ１２（被挿入部材保持部）、カメラ２３（挿入状態観察部、図３参照）、および接着剤塗布ユニット１３と、架台２の内部に設けられた制御ユニット１７とを備える。
【００１８】
作業室４は、架台２上に設けられた矩形板状のベース３を上側から覆うカバー筐体５の内部に形成された直方体状の密閉空間である。
カバー筐体５は、ベース３の外周の四辺から立設された正面側壁５ａ、背面側壁５ｂ、左側側壁５ｃ、および右側側壁５ｄによって水平方向が囲まれ、これらの上端部が天面５ｅで覆われた直方体状の形状を有する。
正面側壁５ａおよび背面側壁５ｂは互いに対向する側壁部である。また、左側側壁５ｃ、右側側壁５ｄは、正面側壁５ａから背面側壁５ｂに向かう方向に見たとき、それぞれ左側、および右側に位置する側壁部である。
【００１９】
以下では、作業室４内の方向を参照する際に、簡単のため、水平面内で直交する２軸をｘ軸、ｙ軸と、鉛直軸をｚ軸とするｘｙｚ直交座標系を用いる場合がある。ｘ軸の正方向は、背面側壁５ｂから正面側壁５ａに向かう方向であり、ｙ軸の正方向は、左側側壁５ｃから右側側壁５ｄに向かう方向であり、ｚ軸の正方向は、鉛直上方である。
【００２０】
カバー筐体５の正面側壁５ａの下側の左側側壁５ｃ寄りには、後述するストッカ８を出し入れし、ストッカ８を搬入した後は、気密を保つストッカ搬入開口５ｆが設けられている。
カバー筐体５の天面５ｅの上部には、クリーンユニット６が取り付けられ、クリーンユニット６から供給される清浄化された空気を下向き（ｚ軸負方向）に送風する不図示の送風口が設けられている。
また、ベース３には、図示しない排気孔が多数設けられており、クリーンユニット６から送風される清浄化された空気が下方へ抜けるようになっている。
このため、カバー筐体５およびベース３で囲まれた作業室４の内部には、上方から下方に向かう清浄化された空気のダウンフローが形成され、カバー筐体５の外部に対する正圧を保つことができるようになっている。
【００２１】
ストッカ８は、作業室４内で用いる部材および部品の搬送治具である複数のパレット７を作業室４の内外に搬入搬出するための収容容器であり、カバー筐体５のストッカ搬入開口５ｆを通して、ｘ軸方向に沿って作業室４内に出し入れ可能に設けられている。
る。
本実施形態における各パレット７には、ストッカ８の搬入時には、レンズ組立体５２の組み立てに必要なレンズ鏡筒５０、レンズ５１が一定の位置関係に載置されている。
また、パレット７は、組み立てに使用されたレンズ鏡筒５０の代わりに、組み立てが終了したレンズ組立体５２を載置し、ストッカ８とともに、載置されたレンズ組立体５２を作業室４の外部に搬出できるようになっている。
【００２２】
搬送ロボット１１は、レンズ組立体５２の組立作業を行うため、作業室４の内部で、レンズ鏡筒５０、レンズ５１、およびレンズ組立体５２を移動するものである。
搬送ロボット１１は、ベース３上においてｙ軸方向の中央部の背面側壁５ｂの近傍に基台部が固定された多関節ロボット１０と、多関節ロボット１０の先端部に設けられたハンド９とからなる。
多関節ロボット１０は、本実施形態では、基台部から先端部に向かって回転関節が６つ設けられており、これによりハンド９の位置および姿勢を作業室４内で変更することができるようになっている。
ハンド９は、レンズ鏡筒５０、レンズ５１、およびレンズ組立体５２を保持および保持解除するものである。ハンド９の構成としては、例えば、図１に示すように、対向する１対の把持アームによって被保持物を側方から把持して保持する構成を採用することができる。ただし、ハンド９の保持機構は、このような把持機構には限定されず、例えば、被保持物をエア吸着機構によって吸着して保持する構成を採用してもよい。
【００２３】
多関節ロボット１０およびハンド９は、制御ユニット１７に電気的に接続され、制御ユニット１７からの制御信号に応じて、それぞれの動作が制御されるようになっている。
制御ユニット１７からの制御信号に応じて、搬送ロボット１１が行うことができる動作の例としては、例えば、パレット７上に配置されたレンズ鏡筒５０およびレンズ５１を右側側壁５ｄの近傍のベース３上に設置された組立ステージ１２上に移動する動作や、組立ステージ１２上で組み立てが終了したレンズ組立体５２をパレット７上に移動する動作などを挙げることができる。
【００２４】
組立ステージ１２は、レンズ鏡筒５０のレンズ収容穴部５０ｃの開口部５０ｂを上方に向けてレンズ鏡筒５０の位置を固定するものである。組立ステージ１２の構成は、図３、４に示すように、右側側壁５ｄの近傍のベース３上に設置され（図１参照）ｙ軸方向に移動するＹ軸アクチュエータ１８と、Ｙ軸アクチュエータ１８によってｙ軸方向に移動可能に支持されｚ軸回りに回転する回転アクチュエータ１９と、回転アクチュエータ１９によってｚ軸回りに回転可能に支持されｘ軸およびｙ軸に沿う方向に移動するＸＹステージ２１と、ＸＹステージ２１によってｘ軸およびｙ軸に沿って移動可能に支持されたチャック部２２（被挿入部材固定部）と、チャック部２２に取り付けられたピエゾハンマ２０（衝撃印加部）とを備える。
【００２５】
Ｙ軸アクチュエータ１８、回転アクチュエータ１９、およびＸＹステージ２１は、それぞれ、制御ユニット１７に電気的に接続され、制御ユニット１７からの制御信号に応じて、それぞれの移動量が制御されるようになっている。
これにより、Ｙ軸アクチュエータ１８、回転アクチュエータ１９、およびＸＹステージ２１の移動量を制御ユニット１７によって制御して、チャック部２２のベース３に対するｘ軸、ｙ軸方向における位置と、チャック部２２のｚ軸回りの回転角度を変更できるようになっている。
【００２６】
チャック部２２は、レンズ鏡筒５０の挿入開口５０ｄを上方に向けてレンズ鏡筒５０の位置を固定するものである。
チャック部２２の概略構成は、ＸＹステージ２１上に設置されＸＹステージ２１によってｘ軸、ｙ軸方向に移動可能に設けられたベース２２ａと、レンズ鏡筒５０の側面５０ａを側方から把持するため対向間隔可変に設けられた１対のチャック部材２２ｃと、これら１対のチャック部材２２ｃを対向方向に進退させてレンズ鏡筒５０の把持と把持解除とを行うチャックスライド部２２ｂと、一方のチャック部材２２ｃに接続され水平方向に延ばされた棒状の衝撃伝達部材２２ｄと、ピエゾハンマ２０を保持するピエゾハンマホルダ２２ｅとを備える。
チャックスライド部２２ｂは、不図示の配線により制御ユニット１７と電気的に接続され、制御ユニット１７からの制御信号により、把持および把持解除の動作が制御されるようになっている。
【００２７】
本実施形態では、ピエゾハンマホルダ２２ｅは、ピエゾハンマ２０を鉛直軸に沿って保持するため、鉛直方向に延ばされ、鉛直上方が開口した穴部を備え、衝撃伝達部材２２ｄの下方側においてベース２２ａの側面に固定されている。
また、各チャック部材２２ｃは、図４に示すように、それぞれ対向する端部に平面視Ｖ字状の溝が設けられている。これにより、レンズ鏡筒５０の側面５０ａを４箇所で受けてレンズ鏡筒５０の中心を水平面内の一定位置に位置決めして把持できるようになっている。
【００２８】
ピエゾハンマ２０は、図３に示すように、電圧の印加によって一方向に伸縮するピエゾ素子（圧電素子）によって構成された圧電アクチュエータであるピエゾアクチュエータ２０ｂと、ピエゾアクチュエータ２０ｂの一方の端部に固定され、ピエゾアクチュエータ２０ｂの伸長の際に衝撃伝達部材２２ｄを打撃する半球状の打撃部２０ａ（打撃部材）と、ピエゾアクチュエータ２０ｂの他方の端部をピエゾアクチュエータ２０ｂの伸縮方向に沿って一方の端部側に付勢する付勢部材２０ｃとを備える。
本実施形態では、打撃部２０ａの材質は、例えば金属やセラミックスなどからなる硬質材料を採用している。
また、付勢部材２０ｃとしてコイルスプリングを採用している。
【００２９】
このような構成のピエゾハンマ２０は、ピエゾハンマホルダ２２ｅの穴部に、穴部の底側から付勢部材２０ｃ、ピエゾアクチュエータ２０ｂの順に挿入され、穴部内で進退可能に保持されている。
なお、ピエゾアクチュエータ２０ｂは、打撃部２０ａを上に向けた状態に配置され、付勢部材２０ｃを下方に圧縮した状態でピエゾアクチュエータ２０ｂの穴部に挿入されている。
また、打撃部２０ａは、ピエゾハンマホルダ２２ｅの上方に突出されているとともに、ピエゾハンマホルダ２２ｅに対向する位置に延ばされた衝撃伝達部材２２ｄの下面に当接されている。
この結果、打撃部２０ａは、付勢部材２０ｃの弾性復元力に等しい一定荷重で衝撃伝達部材２２ｄに押圧されている。
【００３０】
また、ピエゾアクチュエータ２０ｂは、不図示の配線によって制御ユニット１７に電気的に接続され、制御ユニット１７からの駆動信号によって、伸縮量、伸縮速度が制御されるようになっている。
【００３１】
カメラ２３は、図３に示すように、組立ステージ１２のチャック部２２に把持されたレンズ鏡筒５０、およびレンズ鏡筒５０内に配置されたレンズ５１を撮像するものであり、不図示の支持部材によって作業室４内に支持され、予め決められたレンズ５１の挿入を行う位置（以下、組立位置と称する）に移動されたチャック部２２の直上に配置されている。このためカメラ２３は、組立位置に移動されたレンズ鏡筒５０、およびレンズ鏡筒５０内に配置されたレンズ５１を上方から撮像できるようになっている。
本実施形態では、カメラ２３は、例えば、コントラスト検出方式などによるオートフォーカス機構を備え、レンズ繰り出し量などを検出することで、光軸上における合焦位置を測定できるようになっている。
また、カメラ２３は、制御ユニット１７と電気的に接続され、撮像された画像は制御ユニット１７に送出されるようになっている。制御ユニット１７では、後述するようにカメラ２３からの画像に画像処理を施すなどして、レンズ鏡筒５０にレンズ５１が正しく挿入されたかどうかを画像によって確認できるようになっている。このため、カメラ２３は画像による挿入状態観察部を構成している。
また、カメラ２３と制御ユニット１７とは、レンズ鏡筒５０上に配置されたレンズ５１のレンズ収容穴部５０ｃにおける挿入状態を検出する挿入状態検出部を構成している。
【００３２】
接着剤塗布ユニット１３は、組立ステージ１２上に配置されたレンズ鏡筒５０と、レンズ鏡筒５０のレンズ収容穴部５０ｃに挿入されたレンズ５１とを接着するためのものである。
接着剤塗布ユニット１３の概略構成は、図１に示すように、右側側壁５ｄに設置されｘ軸方向に沿って移動するＸ軸アクチュエータ１４と、Ｘ軸アクチュエータ１４によってｘ軸方向に移動可能に支持されｚ軸方向に移動するＺ軸アクチュエータ１５と、Ｚ軸アクチュエータ１５によってｚ軸方向に移動可能に支持され接着剤を下方に向けて供給するディスペンサ１６とを備える。
また、接着剤塗布ユニット１３は、不図示の配線によって制御ユニット１７に電気的に接続され、制御ユニット１７からの制御信号によって、Ｘ軸アクチュエータ１４、Ｚ軸アクチュエータ１５の移動量が制御されるようになっている。
【００３３】
制御ユニット１７は、部品組立装置１の動作全体を制御するもので、不図示の配線によって上記に説明した部品組立装置１の装置各部、および不図示の操作部に電気的に接続されている。
制御ユニット１７の装置構成は、適宜のハードウェアと、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータとから構成されている。コンピュータによって行われる制御機能や演算機能は、コンピュータに記憶された制御プログラムを実行することにより実現されている。
このため、制御ユニット１７は、不図示の操作部からの操作入力や制御プログラムに基づいて、部品組立装置１の動作を制御できるようになっている。
【００３４】
制御ユニット１７が行う制御としては、例えば、クリーンユニット６を起動、停止する制御、搬送ロボット１１の動作制御、組立ステージ１２の動作制御、ピエゾハンマ２０の動作制御、カメラ２３の撮像動作制御、接着剤塗布ユニット１３の動作制御を挙げることができる。
また、制御ユニット１７は、画像処理ハードウェアや画像処理プログラムなどにより画像処理を行う画像処理部を備えている。このため、カメラ２３で撮像した画像を画像処理することによって、ベース３上におけるレンズ鏡筒５０の位置を検出したり、レンズ５１のレンズ鏡筒５０に対する挿入状態を確認したりすることができるようになっている。
【００３５】
カメラ２３が撮像した画像によってベース３上のレンズ鏡筒５０の位置を検出するには、例えば、撮像した画像から輪郭抽出する画像処理を行い、側面５０ａの輪郭や挿入開口５０ｄの輪郭を求め、これらの中心位置を算出することにより、ｘｙ平面内での位置を検出する。
【００３６】
カメラ２３が撮像した画像によってレンズ５１の挿入状態を確認する方法は、例えば、オートフォーカスを行うことによって、フォーカスされた部材のｚ方向の位置を検出する方法を採用することができる。フォーカスを検出する方法としては、例えば、撮像された画像のコントラストを検出する方法を採用することができる。
本実施形態では、制御ユニット１７は、予め制御ユニット１７内に記憶された組立条件の情報に基づいて、挿入開口５０ｄにカメラ２３のフォーカスを移動することを試みる。挿入開口５０ｄに合焦したら、例えばエッジ抽出等の画像処理を施して、挿入開口５０ｄの輪郭を検出して、挿入開口５０ｄの内径を算出する。
算出された内径が予め制御ユニット１７内に記憶された挿入開口５０ｄの内径Ｄに許容範囲内で一致したら、その位置からレンズ収容穴部５０ｃの内部側にフォーカス位置を移動して、レンズ５１の第２レンズ面５１ｃにフォーカス位置を合わせる。
制御ユニット１７は、このときのレンズ繰り出し量等を検出して、挿入開口５０ｄに対する第２レンズ面５１ｃのｚ軸方向の位置を算出することができる。
制御ユニット１７は、このｚ軸方向の位置が制御ユニット１７に予め記憶されている、レンズ組立体５２における第２レンズ面５１ｃの位置に許容範囲内で一致したとき、レンズ５１の挿入状態が合格である（挿入ＯＫ）と判定する。
一方、制御ユニット１７は、挿入開口５０ｄの輪郭を正確に検出できない、もしくは検出された輪郭の内径が許容範囲外の場合には、制御ユニット１７はレンズ５１が挿入開口５０ｄに引っ掛かっていると判断し、挿入状態が不良である（挿入ＯＫでない）と判定する。
また、挿入開口５０ｄの輪郭が正確に検出できても、第２レンズ面５１ｃのｚ軸方向の位置が、予め制御ユニット１７に記憶された組み立て完成時の第２レンズ面５１ｃのｚ軸方向の位置の許容範囲外の場合、制御ユニット１７は、レンズ５１がレンズ収容穴部５０ｃ内に引っ掛かっていると判断し、挿入状態が不良である（挿入ＯＫでない）と判定する。
【００３７】
次に、部品組立装置１の動作について、部品組立装置１を用いた本実施形態の部品組立方法を中心として説明する。
図５は、本発明の第１の実施形態に係る部品組立方法の工程フローを示すフローチャートである。図６は、本発明の第１の実施形態に係る部品組立方法の挿入部材配置工程において被挿入部材上に配置された挿入部材を示す模式的な断面図である。図７は、本発明の第１の実施形態に係る部品組立方法に用いる衝撃の一例を示す加速度のグラフである。
【００３８】
部品組立装置１の電源を入れると、制御ユニット１７の制御によってクリーンユニット６を稼動される。これにより、作業室４内の雰囲気が清浄化される。
作業者は、部品組立装置１によって組立作業を行う準備として、パレット７にレンズ鏡筒５０、レンズ５１を載せて、これらのレンズ鏡筒５０、レンズ５１が載置された複数のパレット７をストッカ８へ投入する。
作業者が、不図示の操作部から組立作業の開始を指示すると、部品組立装置１は、図５に示すフローチャートにおけるステップＳ１〜Ｓ６を順次行って、レンズ組立体５２を組み立てる。
【００３９】
まずステップＳ１では、被挿入部材固定工程を行う。
本工程は、挿入部材を凹部上に配置する工程である。本実施形態では、凹部の上方から落とし込んで配置する。
【００４０】
制御ユニット１７は、組立ステージ１２の回転アクチュエータ１９、ＸＹステージ２１を予め決められた移動の中立位置（移動の基準位置）に移動し、チャック部２２の各チャック部材２２ｃを互いに離間した把持解除状態に設定する。そして、Ｙ軸アクチュエータ１８を駆動して、ｙ軸方向においてカメラ２３の直下の組立位置に組立ステージ１２を待機させる。
【００４１】
次に、制御ユニット１７は、搬送ロボット１１を駆動してパレット７上のレンズ鏡筒５０をハンド９によって把持し、把持されたレンズ鏡筒５０を組立ステージ１２のチャック部２２まで移動し、レンズ鏡筒５０のレンズ受け部５０ｅ側の端部をチャックスライド部２２ｂ上に載置した後、ハンド９の把持を解除する。
ハンド９の把持解除後、制御ユニット１７は搬送ロボット１１を駆動して、ハンド９をパレット７の上方に移動する。
次に、制御ユニット１７は、１対のチャック部材２２ｃを対向方向に進出させ、図３、４に示すように、チャック部材２２ｃにレンズ鏡筒５０の側面５０ａを把持させる。
このようにして、レンズ鏡筒５０に設けられたレンズ収容穴部５０ｃの挿入開口５０ｄを上方に向けてレンズ鏡筒５０の位置が固定される。
【００４２】
次に、制御ユニット１７は、カメラ２３によってレンズ鏡筒５０を撮像し、撮像された画像に基づいて、組立ステージ１２上におけるレンズ鏡筒５０の位置情報を取得する。
例えば、レンズ鏡筒５０の上端部のｘ軸方向、ｙ軸方向の位置、およびｚ軸方向の位置、挿入開口５０ｄのｘ軸方向、ｙ軸方向の位置、およびｚ軸方向の位置などを算出し、これらの位置情報をメモリに記憶する。
そして、本実施形態では、制御ユニット１７は、挿入開口５０ｄの位置情報から回転アクチュエータ１９の回転中心に対する挿入開口５０ｄの中心の位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量を補正するようにＸＹステージ２１を駆動する。これにより、挿入開口５０ｄの中心が回転アクチュエータ１９の回転中心に一致される。
以上で、ステップＳ１が終了する。
【００４３】
次にステップＳ２では、挿入部材配置工程を行う。
本工程は、挿入部材を凹部の上方から落とし込んで被挿入部材上に配置する工程である。
【００４４】
制御ユニット１７は、搬送ロボット１１のハンド９によってパレット７上のレンズ５１のレンズ側面５１ａを把持し、多関節ロボット１０を駆動して、レンズ５１を組立ステージ１２上に固定されたレンズ鏡筒５０の上方に移動する。
次に、制御ユニット１７は、多関節ロボット１０を駆動して、ハンド９の姿勢を制御して、レンズ５１の姿勢を第１レンズ面５１ｂが下に向けられた状態でレンズ５１の光軸が鉛直軸に略整列された姿勢に調整する。また、レンズ５１のｘｙ平面内の位置は、レンズ５１の光軸が、レンズ収容穴部５０ｃの中心軸と略同軸となる位置に位置合わせする。
また、この姿勢・位置合わせの動作は、カメラ２３で撮影したレンズ収納穴部５０ｃ、レンズ５１の画像から画像処理によりレンズ収納穴部５０ｃに対するレンズ５１の姿勢・位置ズレ量を算出し、その値を基にロボット１０を駆動させ、レンズ５１の姿勢・位置を補正しても良い。
そして、制御ユニット１７は、ハンド９を下降させ、レンズ５１を可能な限り開口部５０ｂに近づくように移動する。
本実施形態では、開口部５０ｂが狭いため、ハンド９で把持されたレンズ鏡筒５０は開口部５０ｂの内部に移動することはできない。そこで、ハンド９は、開口部５０ｂよりわずかに上方に移動する。
次に、制御ユニット１７は、ハンド９の把持を解除してレンズ５１を落下させる。
また、制御ユニット１７は、把持解除したハンド９を多関節ロボット１０とともにレンズ鏡筒５０上の領域から退避させる。これにより、カメラ２３がレンズ鏡筒５０および落下されたレンズ５１を撮像することができる。
以上で、ステップＳ２が終了する。
【００４５】
このように、搬送ロボット１１は、レンズ５１をレンズ鏡筒５０のレンズ収容穴部５０ｃの上方に移動して、レンズ５１を開口部５０ｂの上方から落とし込んでレンズ鏡筒５０上に配置する挿入部材移動部を構成している。
【００４６】
ステップＳ２において、開口部５０ｂ内に落下したレンズ５１は、さらにレンズ収容穴部５０ｃ内に落下してレンズ収容穴部５０ｃの奥まで落とし込まれる（図６の二点鎖線参照）か、または、図６に実線および破線で示すように、挿入開口５０ｄやレンズ収容穴部５０ｃ内に引っ掛かって止まる。
引っ掛かって止まる場合は、レンズ鏡筒５０との接触部に働く静止摩擦力や抗力とレンズ５１に作用する重力とがつり合う位置で止まる。
レンズ５１の外径とレンズ収容穴部５０ｃの内径との嵌め合いは、上述の寸法公差の例では、最大でも０．０６０ｍｍの隙間しかないため、例えば、カメラ２３による位置検出誤差や搬送ロボット１１による移動誤差等によって、レンズ５１を挿入開口５０ｄの内部に落下させることができないと、レンズ５１が挿入開口５０ｄまたはレンズ収容穴部５０ｃ内で引っ掛かって止まった状態となる。また、挿入開口５０ｄの内部に落下させることができても、レンズ５１の落下姿勢によっては、レンズ収容穴部５０ｃの内部で引っ掛かってしまう場合がある。
【００４７】
次に、ステップＳ３では、衝撃印加工程を行う。
本工程は、被挿入部材上に配置された後の挿入部材に衝撃を加える工程である。
【００４８】
本工程では、制御ユニット１７は、ピエゾハンマ２０を駆動して、ピエゾハンマ２０の打撃部２０ａによって衝撃伝達部材２２ｄに打撃を加える。
すなわち、制御ユニット１７は、ピエゾハンマ２０のピエゾアクチュエータ２０ｂに、ピエゾアクチュエータ２０ｂを短時間に伸長させた後、伸長前の長さに戻すような制御電圧を印加する。
本実施形態では、一例として、０．００１２ｓの間に加速度が０ｍ／ｓ２（０Ｇ）から最大１９．８ｍ／ｓ２（２Ｇ）に増大して０ｍ／ｓ２（０Ｇ）に戻るようなパルス状の制御電圧を印加している。
なお、レンズ５１に代えてサイズや質量の異なる他品種の挿入部材を挿入する場合には、駆動信号を変更して、必要な撃力を得ることができる。
【００４９】
衝撃伝達部材２２ｄに加えられた打撃による衝撃は、パルス状の弾性波として衝撃伝達部材２２ｄ内を伝播し、チャック部材２２ｃを介してレンズ鏡筒５０に伝播する。そして、レンズ鏡筒５０に伝播した衝撃はレンズ５１との接触部を通してレンズ５１に伝播する。このようにしてレンズ５１に衝撃が加えられる。
したがって、ピエゾハンマ２０は、搬送ロボット１１によってレンズ鏡筒５０上に配置されたレンズ５１に、レンズ鏡筒５０を介して衝撃を加える衝撃印加部を構成している。
【００５０】
図７には、チャック部材２２ｃ上で測定した加速度波形の一例を示す。なお、曲線１００は、実測波形の曲線をそのまま転記しているため、測定ノイズにより衝撃印加前後の加速度が０Ｇ（０ｍ／ｓ２）からオフセットしている。
以上で、ステップＳ３が終了する。
【００５１】
このように衝撃が伝播することにより、レンズ５１は、撃力を受け、撃力が最大静止摩擦力を上回ると、レンズ鏡筒５０に対して相対運動を起こす。この結果、レンズ鏡筒５０との接触部から離間してレンズ５１の姿勢が変化し、重力によって下方に再落下しようとする。
【００５２】
具体的な撃力の大きさは、レンズ５１の質量や、レンズ５１およびレンズ鏡筒５０の間の静止摩擦係数によって異なるため、予め実験を行うなどして設定することができる。
【００５３】
このような衝撃の印加前後において、レンズ５１の位置、姿勢は、以下のケースＡ、Ｂの場合が考えられる。
ケースＡは、レンズ５１がレンズ収容穴部５０ｃ内に落とし込まれる結果、レンズ収容穴部５０ｃを穴底部まで落下して正確な挿入位置に落とし込まれる場合である（図６の二点鎖線参照）。
ケースＡでは、衝撃を与えることで挿入が完了することになる。このため、ケースＡの場合が確認されれば、挿入後の組立工程を行うことができる。
【００５４】
ケースＢは、レンズ５１の位置または姿勢が変化するものの、挿入開口５０ｄまたはレンズ収容穴部５０ｃ内で再度引っ掛かってしまう場合である（図６の実線または破線参照）。
ケースＢでは、挿入の完了には到らないものの、引っ掛かりは一旦解除され、新たな引っ掛かりの強さは、落下高さが最初の落下よりも小さくなるため最初の引っ掛かりの強さよりも弱くなる。
したがって、撃力を繰り返し印加すれば、ケースＢの場合が繰り返されたとしても、最初の引っ掛かりよりも弱い状態の引っ掛かりが繰り返されることになる。
このため、レンズ５１は、撃力による相対移動が容易となり、ケースＡの場合に移行する確率が高まる。この結果、何回か衝撃の印加を繰り返した後にはケースＢの場合から、ケースＡの場合に移行することが期待される。
【００５５】
そこで、本実施形態では、ステップＳ３の次に、衝撃を印加した後に挿入部材の挿入状態を確認する挿入状態確認工程であるステップＳ４を行う。
ステップＳ４では、制御ユニット１７は、カメラ２３によってレンズ鏡筒５０内のレンズ５１を撮像し、上述したような、撮像した画像によってレンズ５１の挿入状態を確認する方法によって、レンズ５１の挿入状態を確認する。
すなわち、まず、カメラ２３のフォーカスを挿入開口５０ｄに移動し、撮像した画像から挿入開口５０ｄの内径が予め制御ユニット１７に記憶された値Ｄの許容範囲に入るかどうか判定する。
測定値がＤの許容範囲に入らないのは、レンズ５１が挿入開口５０ｄに引っ掛かっている結果、挿入開口５０ｄの画像がレンズ５１越しに撮像されるためである。したがって、この場合には、挿入状態が不良と判定し、ステップＳ３に移行する。
測定値がＤの許容範囲に入った場合、制御ユニット１７は、レンズ収容穴部５０ｃの奥側の第２レンズ面５１ｃにフォーカスを合わせ、これにより、挿入開口５０ｄに対する第２レンズ面５１ｃのｚ軸方向の位置を検出する。
そして、制御ユニット１７は、検出されたｚ軸方向の位置が制御ユニット１７に予め記憶された許容範囲に入るかどうか判定し、許容範囲外である場合には挿入状態が不良と判定し、ステップＳ３に移行する。
許容範囲内である場合には、ステップＳ５に移行する。
【００５６】
このように、本実施形態では、ステップＳ３とステップＳ５との間に、レンズ５１の挿入状態を判定するステップＳ４を設け、挿入状態が不良と判定された場合には、ステップＳ３の衝撃印加工程を繰り返し、挿入状態が合格した場合のみ、ステップＳ５に移行できるようになっている。
【００５７】
かくして本実施形態では、レンズ５１の挿入状態が合格するまで衝撃印加工程が繰り返される。レンズ５１には、衝撃が断続的に繰り返して印加されるとレンズ５１の位置や姿勢が衝撃を受けるごとに徐々に変化し、やがてレンズ５１のレンズ収容穴部５０ｃ内へ挿入が完了する。
このような断続的な衝撃の繰り返しでは、固有振動数の振動を印加する従来の部品組立方法のように、加振力が正負交替して周期的に作用することがない。このため、挿入部材が共振することはなく、衝撃を繰り返しても、挿入部材の運動が激しくなるということがない。このため、挿入部材が動きすぎて挿入孔から飛び出してしまったり、恒常的に振動して挿入穴内に入り込むことができなくなったりすることを防止することができる。
また、このような衝突が続く結果、挿入部材あるいは被挿入部材が破損したりすることを防止することができる。
【００５８】
次に、ステップＳ５では、後処理工程を行う。
本工程は、レンズ鏡筒５０にレンズ５１を挿入した後に、レンズ組立体５２を完成させるための後処理を行う工程である。
本実施形態では、後処理の一例として、レンズ５１をレンズ組立体５２に接着する処理を行う。
制御ユニット１７は、Ｙ軸アクチュエータ１８を駆動して、組立ステージ１２に保持されたレンズ鏡筒５０およびレンズ５１を接着剤塗布ユニット１３の下方の所定位置（以下、塗布位置と称する）に移動する。
次に、制御ユニット１７は、接着剤塗布ユニット１３のＸ軸アクチュエータ１４およびＺ軸アクチュエータ１５を駆動して、ディスペンサ１６の先端部をレンズ収容穴部５０ｃ内に挿入し、ディスペンサ１６の先端部をレンズ５１のレンズ側面５１ａとレンズ収容穴部５０ｃとの隙間の上方に位置させる。
次に、制御ユニット１７は、回転アクチュエータ１９を１回転以上回転させるとともに、ディスペンサ１６から接着剤を滴下させる。これにより、レンズ５１の外周部とレンズ収容穴部５０ｃとの間に周方向にわたって接着剤が供給される。
制御ユニット１７は、接着剤の供給終了後に回転アクチュエータ１９を停止し、Ｘ軸アクチュエータ１４およびＺ軸アクチュエータ１５を駆動して、ディスペンサ１６をレンズ鏡筒５０の外部に移動する。
【００５９】
この状態で接着剤の硬化を進行させる。
例えば、接着剤が紫外線（ＵＶ）硬化接着剤の場合には、不図示のＵＶ光源によって、ＵＶ光を照射して接着剤の硬化を進行させる。
また、接着剤が２液反応によって硬化する接着剤の場合には、反応が進行して硬化が進む間、暫時放置する。
このようにして、接着剤の硬化がある程度進行したら、制御ユニット１７は、Ｙ軸アクチュエータ１８を駆動して、組立ステージ１２を塗布位置から組立位置に戻す。
以上で、ステップＳ５が終了する。
なお、挿入を行うだけで部品が完成する場合には、本工程は省略することができる。
【００６０】
次に、ステップＳ６では、完成部品払い出し工程を行う。
本工程は、組立ステージ１２上から、後処理工程が終了した完成部品であるレンズ組立体５２を払い出し、次のレンズ組立体５２を組み立てられるようにする工程である。
制御ユニット１７は、チャック部２２を駆動して、レンズ組立体５２に対する把持を解除する。そして、搬送ロボット１１を駆動して、レンズ組立体５２を空いているパレット７上に移動する。このようにして組立ステージ１２からレンズ組立体５２が払い出される。
以上で、ステップＳ６が終了する。
【００６１】
このようにして、パレット７上に完成したレンズ組立体５２が移動され、１個のレンズ組立体５２の組み立てが終了する。
さらに、他のパレット７上のレンズ鏡筒５０およびレンズ５１を、上記と同様にして、それぞれ組み立て、他の完成部品であるレンズ組立体５２を順次パレット７上に移動する。
レンズ組立体５２がすべてパレット７上に移動されたら、作業者はストッカ８を装置外部に引き出して、これらレンズ組立体５２を装置外部に取り出す。
このようにして、部品組立装置１により複数のレンズ組立体５２が組み立てられる。
【００６２】
以上に説明したように、部品組立装置１によれば、衝撃印加部としてピエゾハンマ２０を備えるため、レンズ５１がレンズ鏡筒５０の凹部であるレンズ収容穴部５０ｃに引っかかりやすい場合にも、効率よくレンズ鏡筒５０にレンズ５１を挿入することができる。
すなわち、ピエゾハンマ２０によれば、レンズ５１が挿入開口５０ｄおよびレンズ収容穴部５０ｃに引っ掛かった場合にも、レンズ鏡筒５０を介してレンズ５１に断続的な衝撃を与えることでレンズ５１に撃力を作用させることができる。このため、挿入開口５０ｄまたはレンズ収容穴部５０ｃに引っ掛かったレンズ５１の位置または姿勢を断続的に変化させることができる。
したがって、衝撃を与えたレンズ５１がレンズ収容穴部５０ｃの奥まで落下せず挿入できなかったことがカメラ２３によって確認された場合、衝撃によるレンズ５１の動きが落ち着いた後に再度行われる衝撃印加工程によってさらに衝撃が印加される。このため、レンズ５１には、レンズ５１の固有周期よりもはるかに長い周期で断続的に衝撃与えることになり、レンズ５１が共振して飛び出したり暴れたりすることを抑制しつつ、レンズ収容穴部５０ｃ内に自重落下させていくことが可能となる。
【００６３】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態の部品組立装置について説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な側面図である。図９は、本発明の第２の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。
【００６４】
本実施形態の部品組立装置１Ａは、図１に示すように、上記第１の実施形態における組立ステージ１２、制御ユニット１７に代えて、組立ステージ１２Ａ（被挿入部材保持部）、制御ユニット１７Ａを備える。
組立ステージ１２Ａは、図８、９に示すように、組立ステージ１２においてチャック部２２およびピエゾハンマ２０に代えて、チャック部２２Ａ（被挿入部材固定部）および衝撃発生器２４（衝撃印加部）を備えるものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６５】
チャック部２２Ａは、上記第１の実施形態におけるチャック部２２からピエゾハンマホルダ２２ｅと衝撃伝達部材２２ｄとを削除したものである。
衝撃発生器２４は、円板状のブロック部材の内部に空洞部２４ｂ、２４ｃがそれぞれ１対ずつ設けられた被打撃部材２４ａと、各空洞部２４ｂ、２４ｃに１個ずつ収容され空洞部２４ｂ、２４ｃ内を自由に移動できる移動体である鋼球２４ｄ（打撃部材）とを備える。
【００６６】
被打撃部材２４ａは、図８に示すように、下面において回転アクチュエータ１９によってｚ軸回りに回転可能に支持されており、上面にはＸＹステージ２１がねじ締結などによって連結されている。
空洞部２４ｂは、図８、９に示すように、矩形断面が水平方向の一方向に延ばされた一対の直方体状の空洞からなる。各空洞部２４ｂは、被打撃部材２４ａの外周近傍において被打撃部材２４ａの中心を挟んで対向して平行に配置されている。また各空洞部２４ｂの配置姿勢は、回転アクチュエータ１９の回転の中立位置においてｙ軸方向に沿うように設定されている。
空洞部２４ｃは、図９に示すように、空洞部２４ｂと同様の矩形断面が周方向に沿って円弧状に延ばされた一対の空洞からなる。各空洞部２４ｃは、被打撃部材２４ａの外周近傍において被打撃部材２４ａの中心を挟んで対向して配置されている。各空洞部２４ｃの対向方向は、各空洞部２４ｂの対向方向と直交する方向に設定されている。
被打撃部材２４ａの材質は、鋼球２４ｄによる打撃によって衝撃が発生し、かつ連結されたＸＹステージ２１に効率的に伝播させることができる材料であれば、適宜の材質を採用することができる。すなわち、被打撃部材２４ａの材質の密度、硬度、縦弾性係数はいずれも大きいほど好ましい。例えば、ステンレス鋼などの金属を採用することができる。
また、空洞部２４ｂ、２４ｃの内面は、焼き入れ処理などの硬化処理が施されていることが好ましい。
【００６７】
制御ユニット１７Ａは、制御ユニット１７の制御機能からピエゾハンマ２０の制御機能を削除し、衝撃を加えるための回転アクチュエータ１９およびＹ軸アクチュエータ１８の制御機能を追加したものである。
すなわち、制御ユニット１７Ａは、上記第１の実施形態の制御ユニット１７と同様に、回転アクチュエータ１９およびＹ軸アクチュエータ１８の動作を制御するものであるが、起動および停止における加速時間および減速時間の可変範囲がより広くなっている。このため、回転アクチュエータ１９およびＹ軸アクチュエータ１８の起動停止を急峻に行う高加速モードと、より起動停止時の速度変化を緩やかにした低加速モードとを備える。
【００６８】
このような構成の部品組立装置１Ａによる部品組立方法は、部品組立装置１Ａが上記第１の実施形態のピエゾハンマ２０に代えて衝撃発生器２４を備えるため、上記第１の実施形態の部品組立方法において、ステップＳ３の衝撃印加工程のみが異なる。そこで、以下では、部品組立装置１Ａによる衝撃印加工程について説明する。
【００６９】
本実施形態の衝撃印加工程では、制御ユニット１７Ａは、回転アクチュエータ１９またはＹ軸アクチュエータ１８を、急加速モードを用いて、急峻に起動するか、駆動状態から急峻に停止するか、あるいはこの両方を行うことにより、衝撃を発生させる。
【００７０】
例えば、回転アクチュエータ１９を停止状態から急峻に起動して回転させると、空洞部２４ｂ、２４ｃ内の回転系では、各鋼球２４ｄに対して急峻に増大する慣性力が作用する。この結果、各鋼球２４ｄは、回転方向と反対側に急峻に相対移動し、空洞部２４ｂ、２４ｃの回転方向と反対側の内面に衝突する。これにより被打撃部材２４ａに内部から打撃を加えられる。この打撃で発生した衝撃による弾性波は、被打撃部材２４ａおよび被打撃部材２４ａと連結されたＸＹステージ２１に伝播し、チャック部２２Ａおよびレンズ鏡筒５０を介して、レンズ５１に伝播する。
また、回転アクチュエータ１９が回転状態から急峻に停止した場合には、空洞部２４ｂ、２４ｃにおいて起動時と反対側の内面に鋼球２４ｄが衝突して衝撃が発生する。
したがって、回転アクチュエータ１９の回転方向を切り替えて起動と停止とを繰り返せば、繰り返しの衝撃を発生させることができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、回転アクチュエータ１９の回転開始時において鋼球２４ｄの位置が不確定であるため、すべての鋼球２４ｄが回転開始時において空洞部２４ｂ、２４ｃの回転方向と反対側の内面に当接している場合には、回転開始時には衝撃は発生しないことになる。
そこで、常に確実に衝撃を発生させるためには、急峻な回転開始および急峻な回転停止を行うようにすることが好ましい。
ただし、空洞部２４ｂ、２４ｃの底面に緩やかな傾斜を設けて高さが最低となる部位を形成しておき、停止時における各鋼球２４ｄの位置が確定する構成としてもよい。この場合は、急峻な回転開始および急峻な回転停止のいずれかを行うだけでも、確実に衝撃を発生させることができる。
【００７２】
また、Ｙ軸アクチュエータ１８によって衝撃を発生させる場合には、回転アクチュエータ１９の位置を回転の中立位置に固定し、図９に示すように、空洞部２４ｂの延びる方向をｙ軸方向と一致させた後に、停止状態からｙ軸方向の一方に急峻に起動する。
この場合、空洞部２４ｂ、２４ｃ内の加速系では、各鋼球２４ｄに対してｙ軸方向の他方に向いて急峻に増大する慣性力が作用する。この結果、各鋼球２４ｄは、空洞部２４ｂ、２４ｃにおいてｙ軸方向の他方に向かって急峻に相対移動し、空洞部２４ｂ、２４ｃのｙ軸方向の他方側の内面に衝突する。これにより被打撃部材２４ａに内部から打撃を加えられる。
この打撃で発生した衝撃による弾性波は、被打撃部材２４ａおよび被打撃部材２４ａと連結されたＸＹステージ２１に伝播し、チャック部２２Ａおよびレンズ鏡筒５０を介して、レンズ５１に伝播する。
ただし、空洞部２４ｃでは、衝突が発生するまでの距離が空洞部２４ｂに比べて短いため、空洞部２４ｂの内面で発生する衝撃に比べると、空洞部２４ｃの内面で発生する衝撃は無視できる程度の大きさになる。したがって、Ｙ軸アクチュエータ１８によって発生する衝撃は、空洞部２４ｂ内の２個の鋼球２４ｄの寄与による衝撃であり、衝撃の方向はｙ軸に沿う方向が支配的である。
また、Ｙ軸アクチュエータ１８が駆動状態から急峻に停止した場合には、空洞部２４ｂ、２４ｃにおいて起動時と反対側の内面に鋼球２４ｄが衝突して衝撃が発生する。
したがって、Ｙ軸アクチュエータ１８の駆動方向を切り替えて起動と停止とを繰り返せば、断続的に繰り返す衝撃を発生させることができる。
【００７３】
このように本実施形態では、衝撃を１回以上発生させた後、回転アクチュエータ１９またはＹ軸アクチュエータ１８の駆動を停止し、ステップＳ３を終了する。
そして、ステップＳ４以下を上記第１の実施形態と同様にして行う。
【００７４】
このように、本実施形態における衝撃発生器２４は、空洞部２４ｂ、２４ｃを有する被打撃部材２４ａと、被打撃部材２４ａの空洞部２４ｂ、２４ｃの内部に移動自在に設けられた打撃部材である鋼球２４ｄとを備えている。また、本実施形態における回転アクチュエータ１９またはＹ軸アクチュエータ１８は、被打撃部材２４ａを断続的に移動させ、鋼球２４ｄに作用する慣性力によって鋼球２４ｄを被打撃部材２４ａに衝突させる被打撃部材駆動手段を構成している。このため、衝撃発生器２４と回転アクチュエータ１９またはＹ軸アクチュエータ１８とは衝撃印加部を構成している。
【００７５】
以上に説明したように、本実施形態によれば、衝撃印加部として衝撃発生器２４を備えるため、上記第１の実施形態と同様に、レンズ５１がレンズ鏡筒５０の凹部であるレンズ収容穴部５０ｃに引っかかりやすい場合にも、効率よくレンズ鏡筒５０にレンズ５１を挿入することができる。
【００７６】
また、本実施形態の衝撃発生器２４によれば、回転アクチュエータ１９またはＹ軸アクチュエータ１８を駆動することにより、それぞれ、強さと方向が異なる二様の衝撃を発生させることができる。
このため、回転アクチュエータ１９を駆動するか、Ｙ軸アクチュエータ１８を駆動するかは、被挿入部材と挿入部材との間に発生する引っ掛かりに方向性があるかどうかによって、適宜選択することができる。
例えば、レンズ鏡筒５０、レンズ５１のように、円断面の穴に円断面の軸を挿入する場合には、引っ掛かりの方向性が不明であるため回転アクチュエータ１９による衝撃を用い、被挿入部材の凹部が矩形断面の溝であって挿入部材がこの溝幅に嵌合する矩形断面を有する凸部を有する場合には、ｙ軸方向を溝幅方向に合わせてＹ軸アクチュエータ１８による衝撃を用いる、といった使い分けが可能となる。
また、円断面の穴に円断面の軸を挿入する場合であっても、引っ掛かりは、周方向の一部で発生する。このため、ステップＳ４の挿入状態確認工程において、カメラ２３で撮像した画像から引っ掛かりの部位の位置、方向が確認できた場合には、引っ掛かりの部位の位置や方向性に合わせて、Ｙ軸アクチュエータ１８による衝撃を用いるようにしてもよい。
【００７７】
また、本実施形態では、複数の鋼球２４ｄの打撃によって衝撃を発生させるため、鋼球２４ｄの質量や数を変更したり、回転アクチュエータ１９およびＹ軸アクチュエータ１８の駆動条件、例えば、加速度変化や衝撃の繰り返し回数、往復駆動の周期などを変更したりすることによって、衝撃の大きさを容易に変更することができる。
このため、挿入部材のサイズや質量が異なる他品種の部品組立を行う場合に、挿入部材のサイズや質量に応じて衝撃の大きさを容易に変更できるので、部品構成に合った効率的な挿入を行うことができる。
【００７８】
なお、本実施形態では、制御ユニット１７Ａは、衝撃印加工程以外の工程では、Ｙ軸アクチュエータ１８、回転アクチュエータ１９を低加速モードで駆動する。このため、衝撃印加工程以外の工程では、鋼球２４ｄによる打撃が発生しても衝撃の大きさは小さくなる。
【００７９】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態の部品組立装置について説明する。
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な側面図である。図１１は、本発明の第３の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。
【００８０】
本実施形態の部品組立装置１Ｂは、図１に示すように、上記第１の実施形態における組立ステージ１２、制御ユニット１７に代えて、組立ステージ１２Ｂ（被挿入部材保持部）、制御ユニット１７Ｂを備える。
組立ステージ１２Ｂは、図１０、１１に示すように、組立ステージ１２においてチャック部２２およびピエゾハンマ２０に代えて、チャック部２２Ａ（被挿入部材固定部）および衝撃発生器２５を備えるものである。
以下、上記第１および第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８１】
衝撃発生器２５は、円板状のブロック部材の外周側面に複数の凹部２６ｂが形成された凹凸ブロック２６と、凹凸ブロック２６の側面に対向して配置され、凹凸ブロック２６を打撃する打撃プランジャ２７と、打撃プランジャ２７を凹凸ブロック２６の径方向に進退可能に保持する打撃プランジャ移動部３１とを備える。
【００８２】
凹凸ブロック２６は、図１０に示すように、下面において回転アクチュエータ１９によってｚ軸回りに回転可能に支持されており、上面にはＸＹステージ２１がねじ締結などによって連結されている。
各凹部２６ｂの形状は、図１１に示すように、円弧状もしくはＵ字状の断面形状が、凹凸ブロック２６の厚さ方向に貫通するように設けられた凹溝からなる。
各凹部２６ｂは、凹凸ブロック２６の外周側面である円筒部２６ａの周方向に一定ピッチで間を空けて形成されている。このため、凹凸ブロック２６の外周面は、周方向に沿って、相対的な凸部である円筒部２６ａにおける円筒面と、凹部２６ｂにおける溝面が交替に現れる凹凸形状が形成されている。
凹凸ブロック２６の材質は、打撃プランジャ２７による打撃によって衝撃が発生し、かつ連結されたＸＹステージ２１に効率的に伝播させることができる材料であれば、適宜の材質を採用することができる。すなわち、凹凸ブロック２６の材質の密度、硬度、縦弾性係数はいずれも大きいほど好ましい。例えば、ステンレス鋼などの金属を採用することができる。
また、凹凸ブロック２６の外周面は、後述する打撃プランジャ２７の打撃ヘッド２８ａが周方向の低負荷で摺動できるように滑らかな曲面が組み合わされている。
また、凹凸ブロック２６の外周面は、焼き入れ処理など硬化処理が施されていることが好ましい。
【００８３】
打撃プランジャ２７は、先端部に半球状の打撃ヘッド２８ａを有する軸状の打撃シャフト２８と、打撃シャフト２８の基端部を打撃シャフト２８の軸方向に付勢するコイルスプリング２９と、コイルスプリング２９および打撃シャフト２８を収容するため一方に開口した収容穴３０ａを有するシリンダ部３０とを備える。
シリンダ部３０の収容穴３０ａには、穴底にコイルスプリング２９が配置された状態で打撃シャフト２８が基端部側から挿入されている。打撃シャフト２８の打撃ヘッド２８ａは、収容穴３０ａの開口から外側に突出されており、打撃ヘッド２８ａを軸方向に押圧すると、コイルスプリング２９から弾性復元力が働くようになっている。
【００８４】
打撃プランジャ移動部３１は、制御ユニット１７Ｂに電気的に接続され制御ユニット１７Ｂからの制御信号によって１軸方向に進退する移動ステージからなる。
また、打撃プランジャ移動部３１は、その進退方向が凹凸ブロック２６の径方向に整列した状態で、回転アクチュエータ１９の底部に固定された固定ベース１９ａ上に支持されている。
打撃プランジャ移動部３１の移動範囲は、少なくとも、打撃プランジャ２７の打撃ヘッド２８ａが凹凸ブロック２６の凹部２６ｂに当接するとともに、コイルスプリング２９が適宜圧縮されて打撃ヘッド２８ａから凹凸ブロック２６に向かって反力が発生する進出時の位置と、打撃ヘッド２８ａが凹凸ブロック２６の円筒部２６ａから離間する後退時の位置とが切り替えられるようになっている。
本実施形態では、進出時の位置には幅が設けられており、必要な衝撃の大きさに応じて、打撃ヘッド２８ａから働く反力の大きさを変化させることができるようになっている。
【００８５】
制御ユニット１７Ｂは、制御ユニット１７の制御機能からピエゾハンマ２０の制御機能を削除し、打撃プランジャ移動部３１に対する制御機能を追加したものである。
すなわち、制御ユニット１７Ｂは、打撃プランジャ移動部３１に制御信号を送出し、打撃プランジャ移動部３１の進出および後退の制御を行い、進出時には、進出位置の制御を行えるようになっている。
【００８６】
このような構成の部品組立装置１Ｂによる部品組立方法は、部品組立装置１Ｂが上記第１の実施形態のピエゾハンマ２０に代えて衝撃発生器２５を備えるため、上記第１の実施形態の部品組立方法において、ステップＳ３の衝撃印加工程のみが異なる。そこで、以下では、部品組立装置１Ｂによる衝撃印加工程について説明する。
【００８７】
本実施形態の衝撃印加工程では、制御ユニット１７Ｂは、打撃プランジャ移動部３１を進出させて打撃ヘッド２８ａを凹凸ブロック２６に押圧し、この状態で、回転アクチュエータ１９を回転させて衝撃を発生させる。
回転アクチュエータ１９が回転すると、打撃ヘッド２８ａは、凹凸ブロック２６の凹凸形状にならって打撃シャフト２８の軸方向に進退する。
このため、打撃ヘッド２８ａが円筒部２６ａに当接している間は、打撃シャフト２８がコイルスプリング２９側に押し付けられて、弾性復元力が増加し、打撃ヘッド２８ａが凹部２６ｂに当接している間は、打撃シャフト２８が先端側に移動してコイルスプリング２９に対する押し付け力が低減されるため、弾性復元力が減少する。
このため、回転アクチュエータ１９の回転に伴い、打撃ヘッド２８ａが円筒部２６ａから凹部２６ｂ上に移動する境界では、増加していた弾性復元力に対する抗力が開放されるため、打撃シャフト２８が凹凸ブロック２６に向かって加速され、打撃ヘッド２８ａが凹部２６ｂを打撃する。
この打撃で発生した衝撃による弾性波は、凹凸ブロック２６および凹凸ブロック２６と連結されたＸＹステージ２１に伝播し、チャック部２２Ａおよびレンズ鏡筒５０を介して、レンズ５１に伝播する。
【００８８】
さらに回転アクチュエータ１９の回転が進むと、凹部２６ｂの深さが浅くなり徐々にコイルスプリング２９が圧縮され、隣接する円筒部２６ａにおいて、弾性復元力が最大となる。そして、円筒部２６ａと凹部２６ｂとの境界に達すると、上記と同様の打撃が繰り返される。
このようにして、打撃シャフト２８は、円筒部２６ａを乗り越えるたびに、凹凸ブロック２６を打撃するため、回転アクチュエータ１９の回転が停止するまで、凹凸ブロック２６には、断続的に繰り返す衝撃が発生する。
【００８９】
制御ユニット１７Ｂは、予め決められた衝撃印加回数となるように、回転アクチュエータ１９を回転したら、回転アクチュエータ１９の回転を停止し、打撃プランジャ移動部３１を後退させて、打撃ヘッド２８ａを凹凸ブロック２６から離間させる。
以上で、本実施形態のステップＳ３を終了する。
そして、ステップＳ４以下を上記第１の実施形態と同様にして行う。
【００９０】
このように、本実施形態における衝撃発生器２５は、表面に複数の凹凸が形成された凹凸部を有する被打撃部材である凹凸ブロック２６と、凹凸ブロック２６の凹凸部に対して付勢された打撃部材である打撃ヘッド２８ａとを備えている。また、本実施形態における回転アクチュエータ１９は、打撃ヘッド２８ａを凹凸ブロック２６の複数の凹凸を横切る方向に相対移動させて、打撃ヘッド２８ａによって凹凸ブロック２６を繰り返し打撃する相対移動手段を構成している。このため、衝撃発生器２５と回転アクチュエータ１９とは衝撃印加部を構成している。
【００９１】
以上に説明したように、本実施形態によれば、衝撃印加部として衝撃発生器２５、回転アクチュエータ１９を備えるため、上記第１の実施形態と同様に、レンズ５１がレンズ鏡筒５０の凹部であるレンズ収容穴部５０ｃに引っかかりやすい場合にも、効率よくレンズ鏡筒５０にレンズ５１を挿入することができる。
【００９２】
また、本実施形態では、凹凸ブロック２６の凹凸形状の凸部を乗り越える際に生じる打撃ヘッド２８ａの打撃によって衝撃を発生させるため、回転アクチュエータ１９の速度、コイルスプリング２９のバネ定数、凹凸ブロック２６の凹凸形状の変更などを変更することによって、衝撃の大きさを容易に変更することができる。
このため、挿入部材のサイズや質量が異なる他品種の部品組立を行う場合に、挿入部材のサイズや質量に応じて衝撃の大きさを容易に変更できるので、部品構成に合った効率的な挿入を行うことができる。
【００９３】
なお、上記の説明では、一例として、レンズ鏡筒５０にレンズ５１を挿入して、レンズ組立体５２を組み立てる場合の例で説明したが、いずれの実施形態においても、１つの被挿入部材に複数の挿入部材を挿入して部品を組み立ててもよい。
図１２に、このような部品の一例を示す。
レンズ組立体６０（部品）は、上記に説明したレンズ鏡筒５０を被挿入部材として、凹部であるレンズ収容穴部５０ｃに、複数の挿入部材であるレンズ５１、間隔リング５３、絞り５４、レンズ５５をこの順に挿入し、レンズ５５の外周とレンズ収容穴部５０ｃの内周面とを接着して固定したものである。
これら挿入部材の外径の公称値は、いずれもＤであり、レンズ５１と同様な寸法公差で製作されている。
間隔リング５３は、レンズ５１、５５の間の面間隔を空けるため、レンズ収容穴部５０ｃに内嵌する円環状に設けられた部材であり、レンズ５１の第２レンズ面５１ｃに当接されている。
絞り５４は、レンズ組立体６０を透過する光束の光束径を規制する孔あき円板であり、レンズ収容穴部５０ｃに内嵌した状態で、間隔リング５３上に重ねて配置されている。
レンズ５５は、レンズ５１と同一の外径を有する両凸レンズであり、第１レンズ面５５ａが、絞り５４の開口部に当接して配置されている。
【００９４】
このようなレンズ組立体６０は、部品組立装置１、１Ａ、１Ｂのいずれを用いても同様にして組み立てることができる。
すなわち、上記第１の実施形態の部品組立方法と同様に、ステップＳ１〜Ｓ４を行って、レンズ収容穴部５０ｃにレンズ５１を挿入する。
次に、間隔リング５３を挿入部材として、ステップＳ２〜Ｓ４を行って、レンズ収容穴部５０ｃ内のレンズ５１上に間隔リング５３を挿入する。
次に、絞り５４を挿入部材として、ステップＳ２〜Ｓ４を行って、レンズ収容穴部５０ｃ内の間隔リング５３上に絞り５４を挿入する。
次に、レンズ５５を挿入部材として、ステップＳ２〜Ｓ４を行って、レンズ収容穴部５０ｃ内の絞り５４上にレンズ５５を挿入する。
その後、ステップＳ５、Ｓ６を順次行う。
これにより、レンズ組立体６０を組み立てることができる。
【００９５】
また、上記第１の実施形態の説明では、被挿入部材固定部であるチャック部２２をピエゾアクチュエータ２０ｂで駆動される打撃部２０ａによって打撃することで衝撃を加える場合の例で説明したが、ピエゾハンマ２０による打撃箇所は、チャック部２２には限定されない。
被挿入部材を介して挿入部材に衝撃を加えることができれば、被挿入部材保持部を構成するどの部材を打撃してもよい。例えば、レンズ鏡筒５０に接触する部材に直接的、間接的に連結された部材であって、衝撃による弾性波が伝播可能な固体部材を打撃してもよい。例えば、ＸＹステージ２１、回転アクチュエータ１９、Ｙ軸アクチュエータ１８等を打撃してもよい。
【００９６】
また、上記の説明では、組立ステージ１２、１２Ａ、１２Ｂを複数のアクチュエータ等の部材を積層させて構成した場合の例で説明したが、これらの部品配置は、一例であって、部材の取り付け位置や積み重ねる順序等は機能上支障のない範囲で適宜変更することができる。
例えば、組立ステージ１２において、ピエゾハンマ２０は、ｚ軸方向に沿って配置された場合の例で説明したが、水平方向等の他の方向から打撃するようにしてもよい。また、ピエゾハンマ２０を複数設けて、複数の方向から同時に、あるいは複数の方向から選択して、衝撃を加えるようにしてもよい。
また、ピエゾハンマ２０がチャックスライド部２２ｂやチャック部材２２ｃを直接打撃できる場合には、衝撃伝達部材２２ｄを設けることなく、チャックスライド部２２ｂやチャック部材２２ｃを直接打撃する構成としてもよい。
また、組立ステージ１２Ａ（１２Ｂ）において、衝撃発生器２４（２５）を、ＸＹステージ２１とチャック部２２Ａとの間に設置してもよい。この場合、衝撃発生器２４（２５）で発生した衝撃がチャック部２２Ａに直接伝播するため、衝撃の伝播効率を向上することができる。
【００９７】
また、上記第１の実施形態の説明では、組立ステージ１２が、ＸＹステージ２１および回転アクチュエータ１９を備える場合の例で説明したが、組み立て作業において、チャック部２２の位置を水平方向に移動したり、回転させたりする必要がない場合には、これらの移動機構は削除してもよい。また、組立作業において、他の移動機構が必要な場合には、適宜追加することができる。
【００９８】
また、上記の説明では、挿入部材移動部として、多関節ロボット１０を備える搬送ロボット１１を用いた場合の例で説明したが、挿入部材移動部の構成としては、これに限定されない。例えば、多関節ロボット１０に代えて、直交ロボットやスカラロボットを用いてもよい。
【００９９】
また、上記の説明では、挿入状態検出部として、カメラ２３と制御ユニット１７（１７Ａ、１７Ｂ）とを組み合わせて、画像による検出を行う場合の例で説明したが、挿入状態検出部はこれには限定されない。
例えば、カメラ２３に代えて、レーザー変位センサなどの測定機を採用することができる。
【０１００】
また、上記第２の実施形態の説明では、一例として、被打撃部材２４ａが円盤状であり、直線状、円弧状の空洞部２４ｂ、２４ｃを備える場合の例で説明したが、これらの形状や数の組み合わせは適宜変形することができる。
例えば、被打撃部材２４ａは矩形状でもよく、空洞部２４ｂ、２４ｃはいずれか一方のみであってもよい。
また、空洞部２４ｂ、２４ｃの断面形状は、矩形には限定されず、円形、多角形なども採用することができる。
また、打撃部材としては、鋼球２４ｄに限定されず、回転楕円体、円柱、多角柱、その他の形状を有するブロック形状等を採用することができる。
【０１０１】
また、上記第３の実施形態の説明では、一例として、円筒部２６ａと凹部２６ｂとで構成される凹凸形状であり、打撃ヘッド２８ａが半球状である場合の例で説明したが、これらの形状は適宜変形することができる。
例えば、凹凸ブロック２６の外周面の凹凸形状は、波形断面、三角形断面、矩形断面によって形成されていてもよい。また、打撃ヘッド２８ａの形状は、球状、円錐状、三角錐状、多角錐状であってもよい。
また、打撃ヘッド２８ａは、例えば、カムフォロアなどの倣い機構を付けた構成としてもよい。
【０１０２】
また、上記の説明では、衝撃印加工程を行ってから、挿入状態確認工程を行う場合の例で説明したが、衝撃印加工程が衝撃を繰り返し加える工程である場合には、衝撃印加工程と並行して、挿入状態確認工程を行い、挿入状態が合格となったら、挿入印加工程を終了するようにしてもよい。
【０１０３】
また、上記の説明では、衝撃印加工程の後に挿入状態確認工程を行う場合の例で説明したが、挿入部材配置工程（ステップＳ２）と衝撃印加工程（ステップＳ３）との間にステップＳ４と同様な挿入状態確認工程を設け、挿入ＯＫの場合にはステップＳ５に移行し、挿入ＯＫでない場合にはステップＳ３に移行するようにしてもよい。
【０１０４】
また、上記の説明では、挿入状態確認工程を部品組立装置が行う場合の例で説明したが、例えば、カメラ２３が撮像した画像をモニタなどに表示して、この画像を作業者が見て挿入状態を確認してもよい。
また、例えば、挿入部材配置工程において挿入部材の配置位置が安定している等の理由で、挿入部材が被挿入部材に引っ掛かった場合でも確実に挿入できるような衝撃の大きさや衝撃の繰り返し数が予め知られている場合には、挿入状態確認工程を省略してもよい。
【０１０５】
また、上記の各実施形態で説明した構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１、１Ａ、１Ｂ 部品組立装置
４ 作業室
７ パレット
８ ストッカ
９ ハンド
１０ 多関節ロボット
１１ 搬送ロボット（挿入部材移動部）
１２、１２Ａ、１２Ｂ 組立ステージ（被挿入部材保持部）
１３ 接着剤塗布ユニット
１７、１７Ａ、１７Ｂ 制御ユニット（挿入状態検出部）
１８ Ｙ軸アクチュエータ（衝撃印加部）
１９ 回転アクチュエータ（衝撃印加部、被打撃部材駆動手段、相対移動手段）
２０ ピエゾハンマ（衝撃印加部）
２０ａ 打撃部（打撃部材）
２０ｂ ピエゾアクチュエータ（圧電アクチュエータ）
２０ｃ 付勢部材
２１ ＸＹステージ
２２、２２Ａ チャック部（被挿入部材固定部）
２２ｃ チャック部材
２２ｄ 衝撃伝達部材
２３ カメラ（挿入状態観察部、挿入状態検出部）
２４、２５ 衝撃発生器（衝撃印加部）
２４ａ 被打撃部材
２４ｂ、２４ｃ 空洞部
２４ｄ 鋼球（打撃部材）
２６ 凹凸ブロック（被打撃部材）
２６ａ 円筒部
２６ｂ 凹部
２７ 打撃プランジャ
２８ａ 打撃ヘッド（打撃部材）
２９ コイルスプリング
３１ 打撃プランジャ移動部
５０ レンズ鏡筒（被挿入部材）
５０ｂ 開口部
５０ｃ レンズ収容穴部（凹部）
５０ｄ 挿入開口（開口）
５１、５５ レンズ（挿入部材）
５２、６０ レンズ組立体（部品）
５３ 間隔リング（挿入部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品組立方法および部品組立装置に関する。例えば、被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、被挿入部材および挿入部材を含む部品を組み立てる部品組立方法および部品組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して部品を組み立てる際、被挿入部材の凹部と挿入部材との間に隙間代が少ないと、挿入部材の挿入姿勢によっては挿入部材が凹部に干渉して挿入に失敗し、挿入をやり直さなければならない場合がある。
このため、被挿入部材と挿入部材とを自動組立して部品を製造する場合には、画像処理等を用いて部材間の位置決めを高精度に行ったり、倣い機構を有する把持部を用いて挿入作業を行わせたりすることが一般的である。これらの技術は挿入作業時において、挿入部材の一端が被挿入部材の凹部に接触できることが前提となっている。
しかし、凹部が被挿入部材の奥まったところにある場合、挿入部材が凹部に到達する前に把持部が被挿入部材と干渉して、挿入部材の一端を凹部に当接させることができないため、同様の技術が適用できない。
そこで、特許文献１では、ロボットハンドを用いて、挿入部材である軸状部品を被挿入部材である本体部品の嵌入孔（凹部）付近まで挿入し、軸状部品をアンチャックするとともに、本体部品および治具を固有振動数付近の振動数にて振動させて、軸状部品を嵌入孔に嵌入させるようにした軸状部品の嵌め込み方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２６７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の部品組立方法および部品組立装置には、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術は、例えば、挿入部材が被挿入部材の挿入穴に傾いた状態で引っかかった状態で嵌り込んでしまうと、引っ掛かり部の摩擦力によって挿入部材が被挿入部材と連結されてしまう。この場合、挿入部材が軽量であると、被挿入部材である本体部品および治具の固有振動数は挿入部材の固有振動数に比べて低周波になるため、本体部品および治具の固有振動数に一致する振動を加えると、挿入部材も本体部品および治具と同様に振動することになる。このため、相当な時間加振しても挿入穴に挿入することができない場合があるという問題がある。
この対策として、挿入部材と被挿入部材との引っ掛かり部における摩擦力を超える力を作用させるために、振動の振幅を大きくすることも考えられるが、このような加振力は、正負交替して周期的に作用する。すなわち、このようにして挿入部材を被挿入部材から離間させたとしても、挿入部材が被挿入部材から離間した後にも続けて同様の加振が続くため、挿入部材と被挿入部材との衝突が繰り返される。このため、挿入部材が動きすぎて挿入孔から飛び出してしまったり、挿入穴内に入り込むことができなくなったりするという問題がある。さらには、このような衝突が続く結果、挿入部材あるいは被挿入部材が破損したりするおそれがあるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、挿入部材が被挿入部材の凹部に引っかかりやすい場合にも、効率よく被挿入部材に挿入部材を挿入することができる部品組立方法および部品組立装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、前記被挿入部材および前記挿入部材を含む部品を組み立てる部品組立方法であって、前記凹部の開口を上方に向けて前記被挿入部材の位置を被挿入部材保持部に固定して、前記被挿入部材保持部に衝撃を加えることにより、前記被挿入部材を介して前記挿入部材に衝撃を加える方法とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、前記被挿入部材および前記挿入部材を含む部品を組み立てる部品組立装置であって、前記凹部の開口を上方に向けて前記被挿入部材の位置を固定する被挿入部材保持部と、前記被挿入部材を介して衝撃を加える衝撃印加部と、を備える構成とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の部品組立装置において、前記衝撃印加部は、前記被挿入部材保持部に衝撃を加えることにより、前記被挿入部材を介して前記挿入部材に衝撃を加える構成とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項２または３に記載の部品組立装置において、前記衝撃印加部は、圧電アクチュエータで駆動される打撃部材によって衝撃を加える構成とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項２〜４のいずれか１項に記載の部品組立装置において、前記被挿入部材上に配置された前記挿入部材の前記凹部における挿入状態を検出する挿入状態検出部を備える構成とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の部品組立方法および部品組立装置によれば、被挿入部材上に配置された挿入部材に、被挿入部材を介して衝撃を加えることができるため、挿入部材が被挿入部材の凹部に引っかかりやすい場合にも、効率よく被挿入部材に挿入部材を挿入することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置の概略構成を示す模式的な斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置で組み立てられた部品の一例を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る部品組立方法の工程フローを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る部品組立方法の挿入部材配置工程において被挿入部材上に配置された挿入部材を示す模式的な断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る部品組立方法に用いる衝撃の一例を示す加速度のグラフである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な側面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な側面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。
【図１２】本発明の各実施形態に係る部品組立装置で組み立てることができる部品の他の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１４】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置の概略構成を示す模式的な斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置で組み立てられた部品の一例を示す模式的な断面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な側面図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。
【００１５】
図１に示す本実施形態の部品組立装置１は、被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、被挿入部材および挿入部材を含む部品を組み立てるものである。
被挿入部材と挿入部材とは、挿入部材を被挿入部材に設けられた凹部に挿入して組み立てることができるものであれば、特に限定されない。ただし、ここで言う「挿入して組み立てる」とは、挿入部材よりも大きな開口を有する被挿入部材の凹部に挿入して組み立てることを意味する。したがって、挿入部材の自重によって落下させて挿入したり、同等の軽荷重で挿入したりすることができる。
このため、被挿入部材の凹部と挿入部材の凸部との間の嵌め合いは、隙間嵌めに限り、挿入部材を圧入する組み立ては含まない。
被挿入部材の例としては、例えば、穴部や溝部を凹部として有するブロック状部材を挙げることができる、また、挿入部材の例としては、被挿入部材の穴部や溝部に挿入可能な軸部材やブロック部材を挙げることができる。
また凹部の断面形状は、挿入部材を一方向に挿入できる形状であれば、特に限定されない。また、凹部の内面は、挿入方向に対して真直に形成された面であってもよいし、傾斜した面であってもよい。
【００１６】
以下では、図２に示すように、挿入部材としてはレンズ５１、被挿入部材としてはレンズ鏡筒５０を用い、部品としては、レンズ鏡筒５０にレンズ５１に挿入したレンズ組立体５２を組み立てる場合の例で説明する。
レンズ５１は、レンズ外径、すなわちレンズ側面５１ａの外径の公称値がＤとされ、光軸方向の両端部に凸面である第１レンズ面５１ｂおよび第２レンズ面５１ｃを有する両凸レンズである。
レンズ鏡筒５０は、側面５０ａが円筒面からなる全体として円筒状の部材であり、軸方向の一端側に断面円形の穴部である開口部５０ｂが形成され、開口部５０ｂの中心部にレンズ５１を挿入する凹部であるレンズ収容穴部５０ｃが設けられている。このため、開口部５０ｂの穴底部の中心には、レンズ収容穴部５０ｃの端部により円形の挿入開口５０ｄ（開口）が形成されている。
レンズ収容穴部５０ｃの内径の公称値は、レンズ側面５１ａの外径の公称値と同じＤである。
また、レンズ収容穴部５０ｃは、レンズ鏡筒５０の他端側において、レンズ収容穴部５０ｃの内周面よりも径方向内側に突出された平面視円環状のレンズ受け部５０ｅが形成されている。
レンズ５１とレンズ鏡筒５０との組み立ては無調整で行う。このため、レンズ５１とレンズ収容穴部５０ｃとの嵌め合い公差は、側面５０ａを基準としたときに、レンズ５１の偏心量が許容値以下となるようするとともに、隙間嵌めとなるように設定する。
例えば、レンズ外径Ｄに対する寸法公差は、０ｍｍ〜−０．０３０ｍｍに設定し、レンズ収容穴部５０ｃの内径Ｄに対する寸法公差は、＋０．０１０ｍｍ〜＋０．０３０ｍｍに設定する。
【００１７】
部品組立装置１の概略構成は、図１に示すように、架台２上に設けられた作業室４と、作業室４の内部を清浄化するクリーンユニット６と、作業室４の内部に設けられた、ストッカ８、搬送ロボット１１（挿入部材移動部）、組立ステージ１２（被挿入部材保持部）、カメラ２３（挿入状態観察部、図３参照）、および接着剤塗布ユニット１３と、架台２の内部に設けられた制御ユニット１７とを備える。
【００１８】
作業室４は、架台２上に設けられた矩形板状のベース３を上側から覆うカバー筐体５の内部に形成された直方体状の密閉空間である。
カバー筐体５は、ベース３の外周の四辺から立設された正面側壁５ａ、背面側壁５ｂ、左側側壁５ｃ、および右側側壁５ｄによって水平方向が囲まれ、これらの上端部が天面５ｅで覆われた直方体状の形状を有する。
正面側壁５ａおよび背面側壁５ｂは互いに対向する側壁部である。また、左側側壁５ｃ、右側側壁５ｄは、正面側壁５ａから背面側壁５ｂに向かう方向に見たとき、それぞれ左側、および右側に位置する側壁部である。
【００１９】
以下では、作業室４内の方向を参照する際に、簡単のため、水平面内で直交する２軸をｘ軸、ｙ軸と、鉛直軸をｚ軸とするｘｙｚ直交座標系を用いる場合がある。ｘ軸の正方向は、背面側壁５ｂから正面側壁５ａに向かう方向であり、ｙ軸の正方向は、左側側壁５ｃから右側側壁５ｄに向かう方向であり、ｚ軸の正方向は、鉛直上方である。
【００２０】
カバー筐体５の正面側壁５ａの下側の左側側壁５ｃ寄りには、後述するストッカ８を出し入れし、ストッカ８を搬入した後は、気密を保つストッカ搬入開口５ｆが設けられている。
カバー筐体５の天面５ｅの上部には、クリーンユニット６が取り付けられ、クリーンユニット６から供給される清浄化された空気を下向き（ｚ軸負方向）に送風する不図示の送風口が設けられている。
また、ベース３には、図示しない排気孔が多数設けられており、クリーンユニット６から送風される清浄化された空気が下方へ抜けるようになっている。
このため、カバー筐体５およびベース３で囲まれた作業室４の内部には、上方から下方に向かう清浄化された空気のダウンフローが形成され、カバー筐体５の外部に対する正圧を保つことができるようになっている。
【００２１】
ストッカ８は、作業室４内で用いる部材および部品の搬送治具である複数のパレット７を作業室４の内外に搬入搬出するための収容容器であり、カバー筐体５のストッカ搬入開口５ｆを通して、ｘ軸方向に沿って作業室４内に出し入れ可能に設けられている。
る。
本実施形態における各パレット７には、ストッカ８の搬入時には、レンズ組立体５２の組み立てに必要なレンズ鏡筒５０、レンズ５１が一定の位置関係に載置されている。
また、パレット７は、組み立てに使用されたレンズ鏡筒５０の代わりに、組み立てが終了したレンズ組立体５２を載置し、ストッカ８とともに、載置されたレンズ組立体５２を作業室４の外部に搬出できるようになっている。
【００２２】
搬送ロボット１１は、レンズ組立体５２の組立作業を行うため、作業室４の内部で、レンズ鏡筒５０、レンズ５１、およびレンズ組立体５２を移動するものである。
搬送ロボット１１は、ベース３上においてｙ軸方向の中央部の背面側壁５ｂの近傍に基台部が固定された多関節ロボット１０と、多関節ロボット１０の先端部に設けられたハンド９とからなる。
多関節ロボット１０は、本実施形態では、基台部から先端部に向かって回転関節が６つ設けられており、これによりハンド９の位置および姿勢を作業室４内で変更することができるようになっている。
ハンド９は、レンズ鏡筒５０、レンズ５１、およびレンズ組立体５２を保持および保持解除するものである。ハンド９の構成としては、例えば、図１に示すように、対向する１対の把持アームによって被保持物を側方から把持して保持する構成を採用することができる。ただし、ハンド９の保持機構は、このような把持機構には限定されず、例えば、被保持物をエア吸着機構によって吸着して保持する構成を採用してもよい。
【００２３】
多関節ロボット１０およびハンド９は、制御ユニット１７に電気的に接続され、制御ユニット１７からの制御信号に応じて、それぞれの動作が制御されるようになっている。
制御ユニット１７からの制御信号に応じて、搬送ロボット１１が行うことができる動作の例としては、例えば、パレット７上に配置されたレンズ鏡筒５０およびレンズ５１を右側側壁５ｄの近傍のベース３上に設置された組立ステージ１２上に移動する動作や、組立ステージ１２上で組み立てが終了したレンズ組立体５２をパレット７上に移動する動作などを挙げることができる。
【００２４】
組立ステージ１２は、レンズ鏡筒５０のレンズ収容穴部５０ｃの開口部５０ｂを上方に向けてレンズ鏡筒５０の位置を固定するものである。組立ステージ１２の構成は、図３、４に示すように、右側側壁５ｄの近傍のベース３上に設置され（図１参照）ｙ軸方向に移動するＹ軸アクチュエータ１８と、Ｙ軸アクチュエータ１８によってｙ軸方向に移動可能に支持されｚ軸回りに回転する回転アクチュエータ１９と、回転アクチュエータ１９によってｚ軸回りに回転可能に支持されｘ軸およびｙ軸に沿う方向に移動するＸＹステージ２１と、ＸＹステージ２１によってｘ軸およびｙ軸に沿って移動可能に支持されたチャック部２２（被挿入部材固定部）と、チャック部２２に取り付けられたピエゾハンマ２０（衝撃印加部）とを備える。
【００２５】
Ｙ軸アクチュエータ１８、回転アクチュエータ１９、およびＸＹステージ２１は、それぞれ、制御ユニット１７に電気的に接続され、制御ユニット１７からの制御信号に応じて、それぞれの移動量が制御されるようになっている。
これにより、Ｙ軸アクチュエータ１８、回転アクチュエータ１９、およびＸＹステージ２１の移動量を制御ユニット１７によって制御して、チャック部２２のベース３に対するｘ軸、ｙ軸方向における位置と、チャック部２２のｚ軸回りの回転角度を変更できるようになっている。
【００２６】
チャック部２２は、レンズ鏡筒５０の挿入開口５０ｄを上方に向けてレンズ鏡筒５０の位置を固定するものである。
チャック部２２の概略構成は、ＸＹステージ２１上に設置されＸＹステージ２１によってｘ軸、ｙ軸方向に移動可能に設けられたベース２２ａと、レンズ鏡筒５０の側面５０ａを側方から把持するため対向間隔可変に設けられた１対のチャック部材２２ｃと、これら１対のチャック部材２２ｃを対向方向に進退させてレンズ鏡筒５０の把持と把持解除とを行うチャックスライド部２２ｂと、一方のチャック部材２２ｃに接続され水平方向に延ばされた棒状の衝撃伝達部材２２ｄと、ピエゾハンマ２０を保持するピエゾハンマホルダ２２ｅとを備える。
チャックスライド部２２ｂは、不図示の配線により制御ユニット１７と電気的に接続され、制御ユニット１７からの制御信号により、把持および把持解除の動作が制御されるようになっている。
【００２７】
本実施形態では、ピエゾハンマホルダ２２ｅは、ピエゾハンマ２０を鉛直軸に沿って保持するため、鉛直方向に延ばされ、鉛直上方が開口した穴部を備え、衝撃伝達部材２２ｄの下方側においてベース２２ａの側面に固定されている。
また、各チャック部材２２ｃは、図４に示すように、それぞれ対向する端部に平面視Ｖ字状の溝が設けられている。これにより、レンズ鏡筒５０の側面５０ａを４箇所で受けてレンズ鏡筒５０の中心を水平面内の一定位置に位置決めして把持できるようになっている。
【００２８】
ピエゾハンマ２０は、図３に示すように、電圧の印加によって一方向に伸縮するピエゾ素子（圧電素子）によって構成された圧電アクチュエータであるピエゾアクチュエータ２０ｂと、ピエゾアクチュエータ２０ｂの一方の端部に固定され、ピエゾアクチュエータ２０ｂの伸長の際に衝撃伝達部材２２ｄを打撃する半球状の打撃部２０ａ（打撃部材）と、ピエゾアクチュエータ２０ｂの他方の端部をピエゾアクチュエータ２０ｂの伸縮方向に沿って一方の端部側に付勢する付勢部材２０ｃとを備える。
本実施形態では、打撃部２０ａの材質は、例えば金属やセラミックスなどからなる硬質材料を採用している。
また、付勢部材２０ｃとしてコイルスプリングを採用している。
【００２９】
このような構成のピエゾハンマ２０は、ピエゾハンマホルダ２２ｅの穴部に、穴部の底側から付勢部材２０ｃ、ピエゾアクチュエータ２０ｂの順に挿入され、穴部内で進退可能に保持されている。
なお、ピエゾアクチュエータ２０ｂは、打撃部２０ａを上に向けた状態に配置され、付勢部材２０ｃを下方に圧縮した状態でピエゾアクチュエータ２０ｂの穴部に挿入されている。
また、打撃部２０ａは、ピエゾハンマホルダ２２ｅの上方に突出されているとともに、ピエゾハンマホルダ２２ｅに対向する位置に延ばされた衝撃伝達部材２２ｄの下面に当接されている。
この結果、打撃部２０ａは、付勢部材２０ｃの弾性復元力に等しい一定荷重で衝撃伝達部材２２ｄに押圧されている。
【００３０】
また、ピエゾアクチュエータ２０ｂは、不図示の配線によって制御ユニット１７に電気的に接続され、制御ユニット１７からの駆動信号によって、伸縮量、伸縮速度が制御されるようになっている。
【００３１】
カメラ２３は、図３に示すように、組立ステージ１２のチャック部２２に把持されたレンズ鏡筒５０、およびレンズ鏡筒５０内に配置されたレンズ５１を撮像するものであり、不図示の支持部材によって作業室４内に支持され、予め決められたレンズ５１の挿入を行う位置（以下、組立位置と称する）に移動されたチャック部２２の直上に配置されている。このためカメラ２３は、組立位置に移動されたレンズ鏡筒５０、およびレンズ鏡筒５０内に配置されたレンズ５１を上方から撮像できるようになっている。
本実施形態では、カメラ２３は、例えば、コントラスト検出方式などによるオートフォーカス機構を備え、レンズ繰り出し量などを検出することで、光軸上における合焦位置を測定できるようになっている。
また、カメラ２３は、制御ユニット１７と電気的に接続され、撮像された画像は制御ユニット１７に送出されるようになっている。制御ユニット１７では、後述するようにカメラ２３からの画像に画像処理を施すなどして、レンズ鏡筒５０にレンズ５１が正しく挿入されたかどうかを画像によって確認できるようになっている。このため、カメラ２３は画像による挿入状態観察部を構成している。
また、カメラ２３と制御ユニット１７とは、レンズ鏡筒５０上に配置されたレンズ５１のレンズ収容穴部５０ｃにおける挿入状態を検出する挿入状態検出部を構成している。
【００３２】
接着剤塗布ユニット１３は、組立ステージ１２上に配置されたレンズ鏡筒５０と、レンズ鏡筒５０のレンズ収容穴部５０ｃに挿入されたレンズ５１とを接着するためのものである。
接着剤塗布ユニット１３の概略構成は、図１に示すように、右側側壁５ｄに設置されｘ軸方向に沿って移動するＸ軸アクチュエータ１４と、Ｘ軸アクチュエータ１４によってｘ軸方向に移動可能に支持されｚ軸方向に移動するＺ軸アクチュエータ１５と、Ｚ軸アクチュエータ１５によってｚ軸方向に移動可能に支持され接着剤を下方に向けて供給するディスペンサ１６とを備える。
また、接着剤塗布ユニット１３は、不図示の配線によって制御ユニット１７に電気的に接続され、制御ユニット１７からの制御信号によって、Ｘ軸アクチュエータ１４、Ｚ軸アクチュエータ１５の移動量が制御されるようになっている。
【００３３】
制御ユニット１７は、部品組立装置１の動作全体を制御するもので、不図示の配線によって上記に説明した部品組立装置１の装置各部、および不図示の操作部に電気的に接続されている。
制御ユニット１７の装置構成は、適宜のハードウェアと、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータとから構成されている。コンピュータによって行われる制御機能や演算機能は、コンピュータに記憶された制御プログラムを実行することにより実現されている。
このため、制御ユニット１７は、不図示の操作部からの操作入力や制御プログラムに基づいて、部品組立装置１の動作を制御できるようになっている。
【００３４】
制御ユニット１７が行う制御としては、例えば、クリーンユニット６を起動、停止する制御、搬送ロボット１１の動作制御、組立ステージ１２の動作制御、ピエゾハンマ２０の動作制御、カメラ２３の撮像動作制御、接着剤塗布ユニット１３の動作制御を挙げることができる。
また、制御ユニット１７は、画像処理ハードウェアや画像処理プログラムなどにより画像処理を行う画像処理部を備えている。このため、カメラ２３で撮像した画像を画像処理することによって、ベース３上におけるレンズ鏡筒５０の位置を検出したり、レンズ５１のレンズ鏡筒５０に対する挿入状態を確認したりすることができるようになっている。
【００３５】
カメラ２３が撮像した画像によってベース３上のレンズ鏡筒５０の位置を検出するには、例えば、撮像した画像から輪郭抽出する画像処理を行い、側面５０ａの輪郭や挿入開口５０ｄの輪郭を求め、これらの中心位置を算出することにより、ｘｙ平面内での位置を検出する。
【００３６】
カメラ２３が撮像した画像によってレンズ５１の挿入状態を確認する方法は、例えば、オートフォーカスを行うことによって、フォーカスされた部材のｚ方向の位置を検出する方法を採用することができる。フォーカスを検出する方法としては、例えば、撮像された画像のコントラストを検出する方法を採用することができる。
本実施形態では、制御ユニット１７は、予め制御ユニット１７内に記憶された組立条件の情報に基づいて、挿入開口５０ｄにカメラ２３のフォーカスを移動することを試みる。挿入開口５０ｄに合焦したら、例えばエッジ抽出等の画像処理を施して、挿入開口５０ｄの輪郭を検出して、挿入開口５０ｄの内径を算出する。
算出された内径が予め制御ユニット１７内に記憶された挿入開口５０ｄの内径Ｄに許容範囲内で一致したら、その位置からレンズ収容穴部５０ｃの内部側にフォーカス位置を移動して、レンズ５１の第２レンズ面５１ｃにフォーカス位置を合わせる。
制御ユニット１７は、このときのレンズ繰り出し量等を検出して、挿入開口５０ｄに対する第２レンズ面５１ｃのｚ軸方向の位置を算出することができる。
制御ユニット１７は、このｚ軸方向の位置が制御ユニット１７に予め記憶されている、レンズ組立体５２における第２レンズ面５１ｃの位置に許容範囲内で一致したとき、レンズ５１の挿入状態が合格である（挿入ＯＫ）と判定する。
一方、制御ユニット１７は、挿入開口５０ｄの輪郭を正確に検出できない、もしくは検出された輪郭の内径が許容範囲外の場合には、制御ユニット１７はレンズ５１が挿入開口５０ｄに引っ掛かっていると判断し、挿入状態が不良である（挿入ＯＫでない）と判定する。
また、挿入開口５０ｄの輪郭が正確に検出できても、第２レンズ面５１ｃのｚ軸方向の位置が、予め制御ユニット１７に記憶された組み立て完成時の第２レンズ面５１ｃのｚ軸方向の位置の許容範囲外の場合、制御ユニット１７は、レンズ５１がレンズ収容穴部５０ｃ内に引っ掛かっていると判断し、挿入状態が不良である（挿入ＯＫでない）と判定する。
【００３７】
次に、部品組立装置１の動作について、部品組立装置１を用いた本実施形態の部品組立方法を中心として説明する。
図５は、本発明の第１の実施形態に係る部品組立方法の工程フローを示すフローチャートである。図６は、本発明の第１の実施形態に係る部品組立方法の挿入部材配置工程において被挿入部材上に配置された挿入部材を示す模式的な断面図である。図７は、本発明の第１の実施形態に係る部品組立方法に用いる衝撃の一例を示す加速度のグラフである。
【００３８】
部品組立装置１の電源を入れると、制御ユニット１７の制御によってクリーンユニット６を稼動される。これにより、作業室４内の雰囲気が清浄化される。
作業者は、部品組立装置１によって組立作業を行う準備として、パレット７にレンズ鏡筒５０、レンズ５１を載せて、これらのレンズ鏡筒５０、レンズ５１が載置された複数のパレット７をストッカ８へ投入する。
作業者が、不図示の操作部から組立作業の開始を指示すると、部品組立装置１は、図５に示すフローチャートにおけるステップＳ１〜Ｓ６を順次行って、レンズ組立体５２を組み立てる。
【００３９】
まずステップＳ１では、被挿入部材固定工程を行う。
本工程は、挿入部材を凹部上に配置する工程である。本実施形態では、凹部の上方から落とし込んで配置する。
【００４０】
制御ユニット１７は、組立ステージ１２の回転アクチュエータ１９、ＸＹステージ２１を予め決められた移動の中立位置（移動の基準位置）に移動し、チャック部２２の各チャック部材２２ｃを互いに離間した把持解除状態に設定する。そして、Ｙ軸アクチュエータ１８を駆動して、ｙ軸方向においてカメラ２３の直下の組立位置に組立ステージ１２を待機させる。
【００４１】
次に、制御ユニット１７は、搬送ロボット１１を駆動してパレット７上のレンズ鏡筒５０をハンド９によって把持し、把持されたレンズ鏡筒５０を組立ステージ１２のチャック部２２まで移動し、レンズ鏡筒５０のレンズ受け部５０ｅ側の端部をチャックスライド部２２ｂ上に載置した後、ハンド９の把持を解除する。
ハンド９の把持解除後、制御ユニット１７は搬送ロボット１１を駆動して、ハンド９をパレット７の上方に移動する。
次に、制御ユニット１７は、１対のチャック部材２２ｃを対向方向に進出させ、図３、４に示すように、チャック部材２２ｃにレンズ鏡筒５０の側面５０ａを把持させる。
このようにして、レンズ鏡筒５０に設けられたレンズ収容穴部５０ｃの挿入開口５０ｄを上方に向けてレンズ鏡筒５０の位置が固定される。
【００４２】
次に、制御ユニット１７は、カメラ２３によってレンズ鏡筒５０を撮像し、撮像された画像に基づいて、組立ステージ１２上におけるレンズ鏡筒５０の位置情報を取得する。
例えば、レンズ鏡筒５０の上端部のｘ軸方向、ｙ軸方向の位置、およびｚ軸方向の位置、挿入開口５０ｄのｘ軸方向、ｙ軸方向の位置、およびｚ軸方向の位置などを算出し、これらの位置情報をメモリに記憶する。
そして、本実施形態では、制御ユニット１７は、挿入開口５０ｄの位置情報から回転アクチュエータ１９の回転中心に対する挿入開口５０ｄの中心の位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量を補正するようにＸＹステージ２１を駆動する。これにより、挿入開口５０ｄの中心が回転アクチュエータ１９の回転中心に一致される。
以上で、ステップＳ１が終了する。
【００４３】
次にステップＳ２では、挿入部材配置工程を行う。
本工程は、挿入部材を凹部の上方から落とし込んで被挿入部材上に配置する工程である。
【００４４】
制御ユニット１７は、搬送ロボット１１のハンド９によってパレット７上のレンズ５１のレンズ側面５１ａを把持し、多関節ロボット１０を駆動して、レンズ５１を組立ステージ１２上に固定されたレンズ鏡筒５０の上方に移動する。
次に、制御ユニット１７は、多関節ロボット１０を駆動して、ハンド９の姿勢を制御して、レンズ５１の姿勢を第１レンズ面５１ｂが下に向けられた状態でレンズ５１の光軸が鉛直軸に略整列された姿勢に調整する。また、レンズ５１のｘｙ平面内の位置は、レンズ５１の光軸が、レンズ収容穴部５０ｃの中心軸と略同軸となる位置に位置合わせする。
また、この姿勢・位置合わせの動作は、カメラ２３で撮影したレンズ収納穴部５０ｃ、レンズ５１の画像から画像処理によりレンズ収納穴部５０ｃに対するレンズ５１の姿勢・位置ズレ量を算出し、その値を基にロボット１０を駆動させ、レンズ５１の姿勢・位置を補正しても良い。
そして、制御ユニット１７は、ハンド９を下降させ、レンズ５１を可能な限り開口部５０ｂに近づくように移動する。
本実施形態では、開口部５０ｂが狭いため、ハンド９で把持されたレンズ鏡筒５０は開口部５０ｂの内部に移動することはできない。そこで、ハンド９は、開口部５０ｂよりわずかに上方に移動する。
次に、制御ユニット１７は、ハンド９の把持を解除してレンズ５１を落下させる。
また、制御ユニット１７は、把持解除したハンド９を多関節ロボット１０とともにレンズ鏡筒５０上の領域から退避させる。これにより、カメラ２３がレンズ鏡筒５０および落下されたレンズ５１を撮像することができる。
以上で、ステップＳ２が終了する。
【００４５】
このように、搬送ロボット１１は、レンズ５１をレンズ鏡筒５０のレンズ収容穴部５０ｃの上方に移動して、レンズ５１を開口部５０ｂの上方から落とし込んでレンズ鏡筒５０上に配置する挿入部材移動部を構成している。
【００４６】
ステップＳ２において、開口部５０ｂ内に落下したレンズ５１は、さらにレンズ収容穴部５０ｃ内に落下してレンズ収容穴部５０ｃの奥まで落とし込まれる（図６の二点鎖線参照）か、または、図６に実線および破線で示すように、挿入開口５０ｄやレンズ収容穴部５０ｃ内に引っ掛かって止まる。
引っ掛かって止まる場合は、レンズ鏡筒５０との接触部に働く静止摩擦力や抗力とレンズ５１に作用する重力とがつり合う位置で止まる。
レンズ５１の外径とレンズ収容穴部５０ｃの内径との嵌め合いは、上述の寸法公差の例では、最大でも０．０６０ｍｍの隙間しかないため、例えば、カメラ２３による位置検出誤差や搬送ロボット１１による移動誤差等によって、レンズ５１を挿入開口５０ｄの内部に落下させることができないと、レンズ５１が挿入開口５０ｄまたはレンズ収容穴部５０ｃ内で引っ掛かって止まった状態となる。また、挿入開口５０ｄの内部に落下させることができても、レンズ５１の落下姿勢によっては、レンズ収容穴部５０ｃの内部で引っ掛かってしまう場合がある。
【００４７】
次に、ステップＳ３では、衝撃印加工程を行う。
本工程は、被挿入部材上に配置された後の挿入部材に衝撃を加える工程である。
【００４８】
本工程では、制御ユニット１７は、ピエゾハンマ２０を駆動して、ピエゾハンマ２０の打撃部２０ａによって衝撃伝達部材２２ｄに打撃を加える。
すなわち、制御ユニット１７は、ピエゾハンマ２０のピエゾアクチュエータ２０ｂに、ピエゾアクチュエータ２０ｂを短時間に伸長させた後、伸長前の長さに戻すような制御電圧を印加する。
本実施形態では、一例として、０．００１２ｓの間に加速度が０ｍ／ｓ２（０Ｇ）から最大１９．８ｍ／ｓ２（２Ｇ）に増大して０ｍ／ｓ２（０Ｇ）に戻るようなパルス状の制御電圧を印加している。
なお、レンズ５１に代えてサイズや質量の異なる他品種の挿入部材を挿入する場合には、駆動信号を変更して、必要な撃力を得ることができる。
【００４９】
衝撃伝達部材２２ｄに加えられた打撃による衝撃は、パルス状の弾性波として衝撃伝達部材２２ｄ内を伝播し、チャック部材２２ｃを介してレンズ鏡筒５０に伝播する。そして、レンズ鏡筒５０に伝播した衝撃はレンズ５１との接触部を通してレンズ５１に伝播する。このようにしてレンズ５１に衝撃が加えられる。
したがって、ピエゾハンマ２０は、搬送ロボット１１によってレンズ鏡筒５０上に配置されたレンズ５１に、レンズ鏡筒５０を介して衝撃を加える衝撃印加部を構成している。
【００５０】
図７には、チャック部材２２ｃ上で測定した加速度波形の一例を示す。なお、曲線１００は、実測波形の曲線をそのまま転記しているため、測定ノイズにより衝撃印加前後の加速度が０Ｇ（０ｍ／ｓ２）からオフセットしている。
以上で、ステップＳ３が終了する。
【００５１】
このように衝撃が伝播することにより、レンズ５１は、撃力を受け、撃力が最大静止摩擦力を上回ると、レンズ鏡筒５０に対して相対運動を起こす。この結果、レンズ鏡筒５０との接触部から離間してレンズ５１の姿勢が変化し、重力によって下方に再落下しようとする。
【００５２】
具体的な撃力の大きさは、レンズ５１の質量や、レンズ５１およびレンズ鏡筒５０の間の静止摩擦係数によって異なるため、予め実験を行うなどして設定することができる。
【００５３】
このような衝撃の印加前後において、レンズ５１の位置、姿勢は、以下のケースＡ、Ｂの場合が考えられる。
ケースＡは、レンズ５１がレンズ収容穴部５０ｃ内に落とし込まれる結果、レンズ収容穴部５０ｃを穴底部まで落下して正確な挿入位置に落とし込まれる場合である（図６の二点鎖線参照）。
ケースＡでは、衝撃を与えることで挿入が完了することになる。このため、ケースＡの場合が確認されれば、挿入後の組立工程を行うことができる。
【００５４】
ケースＢは、レンズ５１の位置または姿勢が変化するものの、挿入開口５０ｄまたはレンズ収容穴部５０ｃ内で再度引っ掛かってしまう場合である（図６の実線または破線参照）。
ケースＢでは、挿入の完了には到らないものの、引っ掛かりは一旦解除され、新たな引っ掛かりの強さは、落下高さが最初の落下よりも小さくなるため最初の引っ掛かりの強さよりも弱くなる。
したがって、撃力を繰り返し印加すれば、ケースＢの場合が繰り返されたとしても、最初の引っ掛かりよりも弱い状態の引っ掛かりが繰り返されることになる。
このため、レンズ５１は、撃力による相対移動が容易となり、ケースＡの場合に移行する確率が高まる。この結果、何回か衝撃の印加を繰り返した後にはケースＢの場合から、ケースＡの場合に移行することが期待される。
【００５５】
そこで、本実施形態では、ステップＳ３の次に、衝撃を印加した後に挿入部材の挿入状態を確認する挿入状態確認工程であるステップＳ４を行う。
ステップＳ４では、制御ユニット１７は、カメラ２３によってレンズ鏡筒５０内のレンズ５１を撮像し、上述したような、撮像した画像によってレンズ５１の挿入状態を確認する方法によって、レンズ５１の挿入状態を確認する。
すなわち、まず、カメラ２３のフォーカスを挿入開口５０ｄに移動し、撮像した画像から挿入開口５０ｄの内径が予め制御ユニット１７に記憶された値Ｄの許容範囲に入るかどうか判定する。
測定値がＤの許容範囲に入らないのは、レンズ５１が挿入開口５０ｄに引っ掛かっている結果、挿入開口５０ｄの画像がレンズ５１越しに撮像されるためである。したがって、この場合には、挿入状態が不良と判定し、ステップＳ３に移行する。
測定値がＤの許容範囲に入った場合、制御ユニット１７は、レンズ収容穴部５０ｃの奥側の第２レンズ面５１ｃにフォーカスを合わせ、これにより、挿入開口５０ｄに対する第２レンズ面５１ｃのｚ軸方向の位置を検出する。
そして、制御ユニット１７は、検出されたｚ軸方向の位置が制御ユニット１７に予め記憶された許容範囲に入るかどうか判定し、許容範囲外である場合には挿入状態が不良と判定し、ステップＳ３に移行する。
許容範囲内である場合には、ステップＳ５に移行する。
【００５６】
このように、本実施形態では、ステップＳ３とステップＳ５との間に、レンズ５１の挿入状態を判定するステップＳ４を設け、挿入状態が不良と判定された場合には、ステップＳ３の衝撃印加工程を繰り返し、挿入状態が合格した場合のみ、ステップＳ５に移行できるようになっている。
【００５７】
かくして本実施形態では、レンズ５１の挿入状態が合格するまで衝撃印加工程が繰り返される。レンズ５１には、衝撃が断続的に繰り返して印加されるとレンズ５１の位置や姿勢が衝撃を受けるごとに徐々に変化し、やがてレンズ５１のレンズ収容穴部５０ｃ内へ挿入が完了する。
このような断続的な衝撃の繰り返しでは、固有振動数の振動を印加する従来の部品組立方法のように、加振力が正負交替して周期的に作用することがない。このため、挿入部材が共振することはなく、衝撃を繰り返しても、挿入部材の運動が激しくなるということがない。このため、挿入部材が動きすぎて挿入孔から飛び出してしまったり、恒常的に振動して挿入穴内に入り込むことができなくなったりすることを防止することができる。
また、このような衝突が続く結果、挿入部材あるいは被挿入部材が破損したりすることを防止することができる。
【００５８】
次に、ステップＳ５では、後処理工程を行う。
本工程は、レンズ鏡筒５０にレンズ５１を挿入した後に、レンズ組立体５２を完成させるための後処理を行う工程である。
本実施形態では、後処理の一例として、レンズ５１をレンズ組立体５２に接着する処理を行う。
制御ユニット１７は、Ｙ軸アクチュエータ１８を駆動して、組立ステージ１２に保持されたレンズ鏡筒５０およびレンズ５１を接着剤塗布ユニット１３の下方の所定位置（以下、塗布位置と称する）に移動する。
次に、制御ユニット１７は、接着剤塗布ユニット１３のＸ軸アクチュエータ１４およびＺ軸アクチュエータ１５を駆動して、ディスペンサ１６の先端部をレンズ収容穴部５０ｃ内に挿入し、ディスペンサ１６の先端部をレンズ５１のレンズ側面５１ａとレンズ収容穴部５０ｃとの隙間の上方に位置させる。
次に、制御ユニット１７は、回転アクチュエータ１９を１回転以上回転させるとともに、ディスペンサ１６から接着剤を滴下させる。これにより、レンズ５１の外周部とレンズ収容穴部５０ｃとの間に周方向にわたって接着剤が供給される。
制御ユニット１７は、接着剤の供給終了後に回転アクチュエータ１９を停止し、Ｘ軸アクチュエータ１４およびＺ軸アクチュエータ１５を駆動して、ディスペンサ１６をレンズ鏡筒５０の外部に移動する。
【００５９】
この状態で接着剤の硬化を進行させる。
例えば、接着剤が紫外線（ＵＶ）硬化接着剤の場合には、不図示のＵＶ光源によって、ＵＶ光を照射して接着剤の硬化を進行させる。
また、接着剤が２液反応によって硬化する接着剤の場合には、反応が進行して硬化が進む間、暫時放置する。
このようにして、接着剤の硬化がある程度進行したら、制御ユニット１７は、Ｙ軸アクチュエータ１８を駆動して、組立ステージ１２を塗布位置から組立位置に戻す。
以上で、ステップＳ５が終了する。
なお、挿入を行うだけで部品が完成する場合には、本工程は省略することができる。
【００６０】
次に、ステップＳ６では、完成部品払い出し工程を行う。
本工程は、組立ステージ１２上から、後処理工程が終了した完成部品であるレンズ組立体５２を払い出し、次のレンズ組立体５２を組み立てられるようにする工程である。
制御ユニット１７は、チャック部２２を駆動して、レンズ組立体５２に対する把持を解除する。そして、搬送ロボット１１を駆動して、レンズ組立体５２を空いているパレット７上に移動する。このようにして組立ステージ１２からレンズ組立体５２が払い出される。
以上で、ステップＳ６が終了する。
【００６１】
このようにして、パレット７上に完成したレンズ組立体５２が移動され、１個のレンズ組立体５２の組み立てが終了する。
さらに、他のパレット７上のレンズ鏡筒５０およびレンズ５１を、上記と同様にして、それぞれ組み立て、他の完成部品であるレンズ組立体５２を順次パレット７上に移動する。
レンズ組立体５２がすべてパレット７上に移動されたら、作業者はストッカ８を装置外部に引き出して、これらレンズ組立体５２を装置外部に取り出す。
このようにして、部品組立装置１により複数のレンズ組立体５２が組み立てられる。
【００６２】
以上に説明したように、部品組立装置１によれば、衝撃印加部としてピエゾハンマ２０を備えるため、レンズ５１がレンズ鏡筒５０の凹部であるレンズ収容穴部５０ｃに引っかかりやすい場合にも、効率よくレンズ鏡筒５０にレンズ５１を挿入することができる。
すなわち、ピエゾハンマ２０によれば、レンズ５１が挿入開口５０ｄおよびレンズ収容穴部５０ｃに引っ掛かった場合にも、レンズ鏡筒５０を介してレンズ５１に断続的な衝撃を与えることでレンズ５１に撃力を作用させることができる。このため、挿入開口５０ｄまたはレンズ収容穴部５０ｃに引っ掛かったレンズ５１の位置または姿勢を断続的に変化させることができる。
したがって、衝撃を与えたレンズ５１がレンズ収容穴部５０ｃの奥まで落下せず挿入できなかったことがカメラ２３によって確認された場合、衝撃によるレンズ５１の動きが落ち着いた後に再度行われる衝撃印加工程によってさらに衝撃が印加される。このため、レンズ５１には、レンズ５１の固有周期よりもはるかに長い周期で断続的に衝撃与えることになり、レンズ５１が共振して飛び出したり暴れたりすることを抑制しつつ、レンズ収容穴部５０ｃ内に自重落下させていくことが可能となる。
【００６３】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態の部品組立装置について説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な側面図である。図９は、本発明の第２の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。
【００６４】
本実施形態の部品組立装置１Ａは、図１に示すように、上記第１の実施形態における組立ステージ１２、制御ユニット１７に代えて、組立ステージ１２Ａ（被挿入部材保持部）、制御ユニット１７Ａを備える。
組立ステージ１２Ａは、図８、９に示すように、組立ステージ１２においてチャック部２２およびピエゾハンマ２０に代えて、チャック部２２Ａ（被挿入部材固定部）および衝撃発生器２４（衝撃印加部）を備えるものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６５】
チャック部２２Ａは、上記第１の実施形態におけるチャック部２２からピエゾハンマホルダ２２ｅと衝撃伝達部材２２ｄとを削除したものである。
衝撃発生器２４は、円板状のブロック部材の内部に空洞部２４ｂ、２４ｃがそれぞれ１対ずつ設けられた被打撃部材２４ａと、各空洞部２４ｂ、２４ｃに１個ずつ収容され空洞部２４ｂ、２４ｃ内を自由に移動できる移動体である鋼球２４ｄ（打撃部材）とを備える。
【００６６】
被打撃部材２４ａは、図８に示すように、下面において回転アクチュエータ１９によってｚ軸回りに回転可能に支持されており、上面にはＸＹステージ２１がねじ締結などによって連結されている。
空洞部２４ｂは、図８、９に示すように、矩形断面が水平方向の一方向に延ばされた一対の直方体状の空洞からなる。各空洞部２４ｂは、被打撃部材２４ａの外周近傍において被打撃部材２４ａの中心を挟んで対向して平行に配置されている。また各空洞部２４ｂの配置姿勢は、回転アクチュエータ１９の回転の中立位置においてｙ軸方向に沿うように設定されている。
空洞部２４ｃは、図９に示すように、空洞部２４ｂと同様の矩形断面が周方向に沿って円弧状に延ばされた一対の空洞からなる。各空洞部２４ｃは、被打撃部材２４ａの外周近傍において被打撃部材２４ａの中心を挟んで対向して配置されている。各空洞部２４ｃの対向方向は、各空洞部２４ｂの対向方向と直交する方向に設定されている。
被打撃部材２４ａの材質は、鋼球２４ｄによる打撃によって衝撃が発生し、かつ連結されたＸＹステージ２１に効率的に伝播させることができる材料であれば、適宜の材質を採用することができる。すなわち、被打撃部材２４ａの材質の密度、硬度、縦弾性係数はいずれも大きいほど好ましい。例えば、ステンレス鋼などの金属を採用することができる。
また、空洞部２４ｂ、２４ｃの内面は、焼き入れ処理などの硬化処理が施されていることが好ましい。
【００６７】
制御ユニット１７Ａは、制御ユニット１７の制御機能からピエゾハンマ２０の制御機能を削除し、衝撃を加えるための回転アクチュエータ１９およびＹ軸アクチュエータ１８の制御機能を追加したものである。
すなわち、制御ユニット１７Ａは、上記第１の実施形態の制御ユニット１７と同様に、回転アクチュエータ１９およびＹ軸アクチュエータ１８の動作を制御するものであるが、起動および停止における加速時間および減速時間の可変範囲がより広くなっている。このため、回転アクチュエータ１９およびＹ軸アクチュエータ１８の起動停止を急峻に行う高加速モードと、より起動停止時の速度変化を緩やかにした低加速モードとを備える。
【００６８】
このような構成の部品組立装置１Ａによる部品組立方法は、部品組立装置１Ａが上記第１の実施形態のピエゾハンマ２０に代えて衝撃発生器２４を備えるため、上記第１の実施形態の部品組立方法において、ステップＳ３の衝撃印加工程のみが異なる。そこで、以下では、部品組立装置１Ａによる衝撃印加工程について説明する。
【００６９】
本実施形態の衝撃印加工程では、制御ユニット１７Ａは、回転アクチュエータ１９またはＹ軸アクチュエータ１８を、急加速モードを用いて、急峻に起動するか、駆動状態から急峻に停止するか、あるいはこの両方を行うことにより、衝撃を発生させる。
【００７０】
例えば、回転アクチュエータ１９を停止状態から急峻に起動して回転させると、空洞部２４ｂ、２４ｃ内の回転系では、各鋼球２４ｄに対して急峻に増大する慣性力が作用する。この結果、各鋼球２４ｄは、回転方向と反対側に急峻に相対移動し、空洞部２４ｂ、２４ｃの回転方向と反対側の内面に衝突する。これにより被打撃部材２４ａに内部から打撃を加えられる。この打撃で発生した衝撃による弾性波は、被打撃部材２４ａおよび被打撃部材２４ａと連結されたＸＹステージ２１に伝播し、チャック部２２Ａおよびレンズ鏡筒５０を介して、レンズ５１に伝播する。
また、回転アクチュエータ１９が回転状態から急峻に停止した場合には、空洞部２４ｂ、２４ｃにおいて起動時と反対側の内面に鋼球２４ｄが衝突して衝撃が発生する。
したがって、回転アクチュエータ１９の回転方向を切り替えて起動と停止とを繰り返せば、繰り返しの衝撃を発生させることができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、回転アクチュエータ１９の回転開始時において鋼球２４ｄの位置が不確定であるため、すべての鋼球２４ｄが回転開始時において空洞部２４ｂ、２４ｃの回転方向と反対側の内面に当接している場合には、回転開始時には衝撃は発生しないことになる。
そこで、常に確実に衝撃を発生させるためには、急峻な回転開始および急峻な回転停止を行うようにすることが好ましい。
ただし、空洞部２４ｂ、２４ｃの底面に緩やかな傾斜を設けて高さが最低となる部位を形成しておき、停止時における各鋼球２４ｄの位置が確定する構成としてもよい。この場合は、急峻な回転開始および急峻な回転停止のいずれかを行うだけでも、確実に衝撃を発生させることができる。
【００７２】
また、Ｙ軸アクチュエータ１８によって衝撃を発生させる場合には、回転アクチュエータ１９の位置を回転の中立位置に固定し、図９に示すように、空洞部２４ｂの延びる方向をｙ軸方向と一致させた後に、停止状態からｙ軸方向の一方に急峻に起動する。
この場合、空洞部２４ｂ、２４ｃ内の加速系では、各鋼球２４ｄに対してｙ軸方向の他方に向いて急峻に増大する慣性力が作用する。この結果、各鋼球２４ｄは、空洞部２４ｂ、２４ｃにおいてｙ軸方向の他方に向かって急峻に相対移動し、空洞部２４ｂ、２４ｃのｙ軸方向の他方側の内面に衝突する。これにより被打撃部材２４ａに内部から打撃を加えられる。
この打撃で発生した衝撃による弾性波は、被打撃部材２４ａおよび被打撃部材２４ａと連結されたＸＹステージ２１に伝播し、チャック部２２Ａおよびレンズ鏡筒５０を介して、レンズ５１に伝播する。
ただし、空洞部２４ｃでは、衝突が発生するまでの距離が空洞部２４ｂに比べて短いため、空洞部２４ｂの内面で発生する衝撃に比べると、空洞部２４ｃの内面で発生する衝撃は無視できる程度の大きさになる。したがって、Ｙ軸アクチュエータ１８によって発生する衝撃は、空洞部２４ｂ内の２個の鋼球２４ｄの寄与による衝撃であり、衝撃の方向はｙ軸に沿う方向が支配的である。
また、Ｙ軸アクチュエータ１８が駆動状態から急峻に停止した場合には、空洞部２４ｂ、２４ｃにおいて起動時と反対側の内面に鋼球２４ｄが衝突して衝撃が発生する。
したがって、Ｙ軸アクチュエータ１８の駆動方向を切り替えて起動と停止とを繰り返せば、断続的に繰り返す衝撃を発生させることができる。
【００７３】
このように本実施形態では、衝撃を１回以上発生させた後、回転アクチュエータ１９またはＹ軸アクチュエータ１８の駆動を停止し、ステップＳ３を終了する。
そして、ステップＳ４以下を上記第１の実施形態と同様にして行う。
【００７４】
このように、本実施形態における衝撃発生器２４は、空洞部２４ｂ、２４ｃを有する被打撃部材２４ａと、被打撃部材２４ａの空洞部２４ｂ、２４ｃの内部に移動自在に設けられた打撃部材である鋼球２４ｄとを備えている。また、本実施形態における回転アクチュエータ１９またはＹ軸アクチュエータ１８は、被打撃部材２４ａを断続的に移動させ、鋼球２４ｄに作用する慣性力によって鋼球２４ｄを被打撃部材２４ａに衝突させる被打撃部材駆動手段を構成している。このため、衝撃発生器２４と回転アクチュエータ１９またはＹ軸アクチュエータ１８とは衝撃印加部を構成している。
【００７５】
以上に説明したように、本実施形態によれば、衝撃印加部として衝撃発生器２４を備えるため、上記第１の実施形態と同様に、レンズ５１がレンズ鏡筒５０の凹部であるレンズ収容穴部５０ｃに引っかかりやすい場合にも、効率よくレンズ鏡筒５０にレンズ５１を挿入することができる。
【００７６】
また、本実施形態の衝撃発生器２４によれば、回転アクチュエータ１９またはＹ軸アクチュエータ１８を駆動することにより、それぞれ、強さと方向が異なる二様の衝撃を発生させることができる。
このため、回転アクチュエータ１９を駆動するか、Ｙ軸アクチュエータ１８を駆動するかは、被挿入部材と挿入部材との間に発生する引っ掛かりに方向性があるかどうかによって、適宜選択することができる。
例えば、レンズ鏡筒５０、レンズ５１のように、円断面の穴に円断面の軸を挿入する場合には、引っ掛かりの方向性が不明であるため回転アクチュエータ１９による衝撃を用い、被挿入部材の凹部が矩形断面の溝であって挿入部材がこの溝幅に嵌合する矩形断面を有する凸部を有する場合には、ｙ軸方向を溝幅方向に合わせてＹ軸アクチュエータ１８による衝撃を用いる、といった使い分けが可能となる。
また、円断面の穴に円断面の軸を挿入する場合であっても、引っ掛かりは、周方向の一部で発生する。このため、ステップＳ４の挿入状態確認工程において、カメラ２３で撮像した画像から引っ掛かりの部位の位置、方向が確認できた場合には、引っ掛かりの部位の位置や方向性に合わせて、Ｙ軸アクチュエータ１８による衝撃を用いるようにしてもよい。
【００７７】
また、本実施形態では、複数の鋼球２４ｄの打撃によって衝撃を発生させるため、鋼球２４ｄの質量や数を変更したり、回転アクチュエータ１９およびＹ軸アクチュエータ１８の駆動条件、例えば、加速度変化や衝撃の繰り返し回数、往復駆動の周期などを変更したりすることによって、衝撃の大きさを容易に変更することができる。
このため、挿入部材のサイズや質量が異なる他品種の部品組立を行う場合に、挿入部材のサイズや質量に応じて衝撃の大きさを容易に変更できるので、部品構成に合った効率的な挿入を行うことができる。
【００７８】
なお、本実施形態では、制御ユニット１７Ａは、衝撃印加工程以外の工程では、Ｙ軸アクチュエータ１８、回転アクチュエータ１９を低加速モードで駆動する。このため、衝撃印加工程以外の工程では、鋼球２４ｄによる打撃が発生しても衝撃の大きさは小さくなる。
【００７９】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態の部品組立装置について説明する。
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な側面図である。図１１は、本発明の第３の実施形態に係る部品組立装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。
【００８０】
本実施形態の部品組立装置１Ｂは、図１に示すように、上記第１の実施形態における組立ステージ１２、制御ユニット１７に代えて、組立ステージ１２Ｂ（被挿入部材保持部）、制御ユニット１７Ｂを備える。
組立ステージ１２Ｂは、図１０、１１に示すように、組立ステージ１２においてチャック部２２およびピエゾハンマ２０に代えて、チャック部２２Ａ（被挿入部材固定部）および衝撃発生器２５を備えるものである。
以下、上記第１および第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８１】
衝撃発生器２５は、円板状のブロック部材の外周側面に複数の凹部２６ｂが形成された凹凸ブロック２６と、凹凸ブロック２６の側面に対向して配置され、凹凸ブロック２６を打撃する打撃プランジャ２７と、打撃プランジャ２７を凹凸ブロック２６の径方向に進退可能に保持する打撃プランジャ移動部３１とを備える。
【００８２】
凹凸ブロック２６は、図１０に示すように、下面において回転アクチュエータ１９によってｚ軸回りに回転可能に支持されており、上面にはＸＹステージ２１がねじ締結などによって連結されている。
各凹部２６ｂの形状は、図１１に示すように、円弧状もしくはＵ字状の断面形状が、凹凸ブロック２６の厚さ方向に貫通するように設けられた凹溝からなる。
各凹部２６ｂは、凹凸ブロック２６の外周側面である円筒部２６ａの周方向に一定ピッチで間を空けて形成されている。このため、凹凸ブロック２６の外周面は、周方向に沿って、相対的な凸部である円筒部２６ａにおける円筒面と、凹部２６ｂにおける溝面が交替に現れる凹凸形状が形成されている。
凹凸ブロック２６の材質は、打撃プランジャ２７による打撃によって衝撃が発生し、かつ連結されたＸＹステージ２１に効率的に伝播させることができる材料であれば、適宜の材質を採用することができる。すなわち、凹凸ブロック２６の材質の密度、硬度、縦弾性係数はいずれも大きいほど好ましい。例えば、ステンレス鋼などの金属を採用することができる。
また、凹凸ブロック２６の外周面は、後述する打撃プランジャ２７の打撃ヘッド２８ａが周方向の低負荷で摺動できるように滑らかな曲面が組み合わされている。
また、凹凸ブロック２６の外周面は、焼き入れ処理など硬化処理が施されていることが好ましい。
【００８３】
打撃プランジャ２７は、先端部に半球状の打撃ヘッド２８ａを有する軸状の打撃シャフト２８と、打撃シャフト２８の基端部を打撃シャフト２８の軸方向に付勢するコイルスプリング２９と、コイルスプリング２９および打撃シャフト２８を収容するため一方に開口した収容穴３０ａを有するシリンダ部３０とを備える。
シリンダ部３０の収容穴３０ａには、穴底にコイルスプリング２９が配置された状態で打撃シャフト２８が基端部側から挿入されている。打撃シャフト２８の打撃ヘッド２８ａは、収容穴３０ａの開口から外側に突出されており、打撃ヘッド２８ａを軸方向に押圧すると、コイルスプリング２９から弾性復元力が働くようになっている。
【００８４】
打撃プランジャ移動部３１は、制御ユニット１７Ｂに電気的に接続され制御ユニット１７Ｂからの制御信号によって１軸方向に進退する移動ステージからなる。
また、打撃プランジャ移動部３１は、その進退方向が凹凸ブロック２６の径方向に整列した状態で、回転アクチュエータ１９の底部に固定された固定ベース１９ａ上に支持されている。
打撃プランジャ移動部３１の移動範囲は、少なくとも、打撃プランジャ２７の打撃ヘッド２８ａが凹凸ブロック２６の凹部２６ｂに当接するとともに、コイルスプリング２９が適宜圧縮されて打撃ヘッド２８ａから凹凸ブロック２６に向かって反力が発生する進出時の位置と、打撃ヘッド２８ａが凹凸ブロック２６の円筒部２６ａから離間する後退時の位置とが切り替えられるようになっている。
本実施形態では、進出時の位置には幅が設けられており、必要な衝撃の大きさに応じて、打撃ヘッド２８ａから働く反力の大きさを変化させることができるようになっている。
【００８５】
制御ユニット１７Ｂは、制御ユニット１７の制御機能からピエゾハンマ２０の制御機能を削除し、打撃プランジャ移動部３１に対する制御機能を追加したものである。
すなわち、制御ユニット１７Ｂは、打撃プランジャ移動部３１に制御信号を送出し、打撃プランジャ移動部３１の進出および後退の制御を行い、進出時には、進出位置の制御を行えるようになっている。
【００８６】
このような構成の部品組立装置１Ｂによる部品組立方法は、部品組立装置１Ｂが上記第１の実施形態のピエゾハンマ２０に代えて衝撃発生器２５を備えるため、上記第１の実施形態の部品組立方法において、ステップＳ３の衝撃印加工程のみが異なる。そこで、以下では、部品組立装置１Ｂによる衝撃印加工程について説明する。
【００８７】
本実施形態の衝撃印加工程では、制御ユニット１７Ｂは、打撃プランジャ移動部３１を進出させて打撃ヘッド２８ａを凹凸ブロック２６に押圧し、この状態で、回転アクチュエータ１９を回転させて衝撃を発生させる。
回転アクチュエータ１９が回転すると、打撃ヘッド２８ａは、凹凸ブロック２６の凹凸形状にならって打撃シャフト２８の軸方向に進退する。
このため、打撃ヘッド２８ａが円筒部２６ａに当接している間は、打撃シャフト２８がコイルスプリング２９側に押し付けられて、弾性復元力が増加し、打撃ヘッド２８ａが凹部２６ｂに当接している間は、打撃シャフト２８が先端側に移動してコイルスプリング２９に対する押し付け力が低減されるため、弾性復元力が減少する。
このため、回転アクチュエータ１９の回転に伴い、打撃ヘッド２８ａが円筒部２６ａから凹部２６ｂ上に移動する境界では、増加していた弾性復元力に対する抗力が開放されるため、打撃シャフト２８が凹凸ブロック２６に向かって加速され、打撃ヘッド２８ａが凹部２６ｂを打撃する。
この打撃で発生した衝撃による弾性波は、凹凸ブロック２６および凹凸ブロック２６と連結されたＸＹステージ２１に伝播し、チャック部２２Ａおよびレンズ鏡筒５０を介して、レンズ５１に伝播する。
【００８８】
さらに回転アクチュエータ１９の回転が進むと、凹部２６ｂの深さが浅くなり徐々にコイルスプリング２９が圧縮され、隣接する円筒部２６ａにおいて、弾性復元力が最大となる。そして、円筒部２６ａと凹部２６ｂとの境界に達すると、上記と同様の打撃が繰り返される。
このようにして、打撃シャフト２８は、円筒部２６ａを乗り越えるたびに、凹凸ブロック２６を打撃するため、回転アクチュエータ１９の回転が停止するまで、凹凸ブロック２６には、断続的に繰り返す衝撃が発生する。
【００８９】
制御ユニット１７Ｂは、予め決められた衝撃印加回数となるように、回転アクチュエータ１９を回転したら、回転アクチュエータ１９の回転を停止し、打撃プランジャ移動部３１を後退させて、打撃ヘッド２８ａを凹凸ブロック２６から離間させる。
以上で、本実施形態のステップＳ３を終了する。
そして、ステップＳ４以下を上記第１の実施形態と同様にして行う。
【００９０】
このように、本実施形態における衝撃発生器２５は、表面に複数の凹凸が形成された凹凸部を有する被打撃部材である凹凸ブロック２６と、凹凸ブロック２６の凹凸部に対して付勢された打撃部材である打撃ヘッド２８ａとを備えている。また、本実施形態における回転アクチュエータ１９は、打撃ヘッド２８ａを凹凸ブロック２６の複数の凹凸を横切る方向に相対移動させて、打撃ヘッド２８ａによって凹凸ブロック２６を繰り返し打撃する相対移動手段を構成している。このため、衝撃発生器２５と回転アクチュエータ１９とは衝撃印加部を構成している。
【００９１】
以上に説明したように、本実施形態によれば、衝撃印加部として衝撃発生器２５、回転アクチュエータ１９を備えるため、上記第１の実施形態と同様に、レンズ５１がレンズ鏡筒５０の凹部であるレンズ収容穴部５０ｃに引っかかりやすい場合にも、効率よくレンズ鏡筒５０にレンズ５１を挿入することができる。
【００９２】
また、本実施形態では、凹凸ブロック２６の凹凸形状の凸部を乗り越える際に生じる打撃ヘッド２８ａの打撃によって衝撃を発生させるため、回転アクチュエータ１９の速度、コイルスプリング２９のバネ定数、凹凸ブロック２６の凹凸形状の変更などを変更することによって、衝撃の大きさを容易に変更することができる。
このため、挿入部材のサイズや質量が異なる他品種の部品組立を行う場合に、挿入部材のサイズや質量に応じて衝撃の大きさを容易に変更できるので、部品構成に合った効率的な挿入を行うことができる。
【００９３】
なお、上記の説明では、一例として、レンズ鏡筒５０にレンズ５１を挿入して、レンズ組立体５２を組み立てる場合の例で説明したが、いずれの実施形態においても、１つの被挿入部材に複数の挿入部材を挿入して部品を組み立ててもよい。
図１２に、このような部品の一例を示す。
レンズ組立体６０（部品）は、上記に説明したレンズ鏡筒５０を被挿入部材として、凹部であるレンズ収容穴部５０ｃに、複数の挿入部材であるレンズ５１、間隔リング５３、絞り５４、レンズ５５をこの順に挿入し、レンズ５５の外周とレンズ収容穴部５０ｃの内周面とを接着して固定したものである。
これら挿入部材の外径の公称値は、いずれもＤであり、レンズ５１と同様な寸法公差で製作されている。
間隔リング５３は、レンズ５１、５５の間の面間隔を空けるため、レンズ収容穴部５０ｃに内嵌する円環状に設けられた部材であり、レンズ５１の第２レンズ面５１ｃに当接されている。
絞り５４は、レンズ組立体６０を透過する光束の光束径を規制する孔あき円板であり、レンズ収容穴部５０ｃに内嵌した状態で、間隔リング５３上に重ねて配置されている。
レンズ５５は、レンズ５１と同一の外径を有する両凸レンズであり、第１レンズ面５５ａが、絞り５４の開口部に当接して配置されている。
【００９４】
このようなレンズ組立体６０は、部品組立装置１、１Ａ、１Ｂのいずれを用いても同様にして組み立てることができる。
すなわち、上記第１の実施形態の部品組立方法と同様に、ステップＳ１〜Ｓ４を行って、レンズ収容穴部５０ｃにレンズ５１を挿入する。
次に、間隔リング５３を挿入部材として、ステップＳ２〜Ｓ４を行って、レンズ収容穴部５０ｃ内のレンズ５１上に間隔リング５３を挿入する。
次に、絞り５４を挿入部材として、ステップＳ２〜Ｓ４を行って、レンズ収容穴部５０ｃ内の間隔リング５３上に絞り５４を挿入する。
次に、レンズ５５を挿入部材として、ステップＳ２〜Ｓ４を行って、レンズ収容穴部５０ｃ内の絞り５４上にレンズ５５を挿入する。
その後、ステップＳ５、Ｓ６を順次行う。
これにより、レンズ組立体６０を組み立てることができる。
【００９５】
また、上記第１の実施形態の説明では、被挿入部材固定部であるチャック部２２をピエゾアクチュエータ２０ｂで駆動される打撃部２０ａによって打撃することで衝撃を加える場合の例で説明したが、ピエゾハンマ２０による打撃箇所は、チャック部２２には限定されない。
被挿入部材を介して挿入部材に衝撃を加えることができれば、被挿入部材保持部を構成するどの部材を打撃してもよい。例えば、レンズ鏡筒５０に接触する部材に直接的、間接的に連結された部材であって、衝撃による弾性波が伝播可能な固体部材を打撃してもよい。例えば、ＸＹステージ２１、回転アクチュエータ１９、Ｙ軸アクチュエータ１８等を打撃してもよい。
【００９６】
また、上記の説明では、組立ステージ１２、１２Ａ、１２Ｂを複数のアクチュエータ等の部材を積層させて構成した場合の例で説明したが、これらの部品配置は、一例であって、部材の取り付け位置や積み重ねる順序等は機能上支障のない範囲で適宜変更することができる。
例えば、組立ステージ１２において、ピエゾハンマ２０は、ｚ軸方向に沿って配置された場合の例で説明したが、水平方向等の他の方向から打撃するようにしてもよい。また、ピエゾハンマ２０を複数設けて、複数の方向から同時に、あるいは複数の方向から選択して、衝撃を加えるようにしてもよい。
また、ピエゾハンマ２０がチャックスライド部２２ｂやチャック部材２２ｃを直接打撃できる場合には、衝撃伝達部材２２ｄを設けることなく、チャックスライド部２２ｂやチャック部材２２ｃを直接打撃する構成としてもよい。
また、組立ステージ１２Ａ（１２Ｂ）において、衝撃発生器２４（２５）を、ＸＹステージ２１とチャック部２２Ａとの間に設置してもよい。この場合、衝撃発生器２４（２５）で発生した衝撃がチャック部２２Ａに直接伝播するため、衝撃の伝播効率を向上することができる。
【００９７】
また、上記第１の実施形態の説明では、組立ステージ１２が、ＸＹステージ２１および回転アクチュエータ１９を備える場合の例で説明したが、組み立て作業において、チャック部２２の位置を水平方向に移動したり、回転させたりする必要がない場合には、これらの移動機構は削除してもよい。また、組立作業において、他の移動機構が必要な場合には、適宜追加することができる。
【００９８】
また、上記の説明では、挿入部材移動部として、多関節ロボット１０を備える搬送ロボット１１を用いた場合の例で説明したが、挿入部材移動部の構成としては、これに限定されない。例えば、多関節ロボット１０に代えて、直交ロボットやスカラロボットを用いてもよい。
【００９９】
また、上記の説明では、挿入状態検出部として、カメラ２３と制御ユニット１７（１７Ａ、１７Ｂ）とを組み合わせて、画像による検出を行う場合の例で説明したが、挿入状態検出部はこれには限定されない。
例えば、カメラ２３に代えて、レーザー変位センサなどの測定機を採用することができる。
【０１００】
また、上記第２の実施形態の説明では、一例として、被打撃部材２４ａが円盤状であり、直線状、円弧状の空洞部２４ｂ、２４ｃを備える場合の例で説明したが、これらの形状や数の組み合わせは適宜変形することができる。
例えば、被打撃部材２４ａは矩形状でもよく、空洞部２４ｂ、２４ｃはいずれか一方のみであってもよい。
また、空洞部２４ｂ、２４ｃの断面形状は、矩形には限定されず、円形、多角形なども採用することができる。
また、打撃部材としては、鋼球２４ｄに限定されず、回転楕円体、円柱、多角柱、その他の形状を有するブロック形状等を採用することができる。
【０１０１】
また、上記第３の実施形態の説明では、一例として、円筒部２６ａと凹部２６ｂとで構成される凹凸形状であり、打撃ヘッド２８ａが半球状である場合の例で説明したが、これらの形状は適宜変形することができる。
例えば、凹凸ブロック２６の外周面の凹凸形状は、波形断面、三角形断面、矩形断面によって形成されていてもよい。また、打撃ヘッド２８ａの形状は、球状、円錐状、三角錐状、多角錐状であってもよい。
また、打撃ヘッド２８ａは、例えば、カムフォロアなどの倣い機構を付けた構成としてもよい。
【０１０２】
また、上記の説明では、衝撃印加工程を行ってから、挿入状態確認工程を行う場合の例で説明したが、衝撃印加工程が衝撃を繰り返し加える工程である場合には、衝撃印加工程と並行して、挿入状態確認工程を行い、挿入状態が合格となったら、挿入印加工程を終了するようにしてもよい。
【０１０３】
また、上記の説明では、衝撃印加工程の後に挿入状態確認工程を行う場合の例で説明したが、挿入部材配置工程（ステップＳ２）と衝撃印加工程（ステップＳ３）との間にステップＳ４と同様な挿入状態確認工程を設け、挿入ＯＫの場合にはステップＳ５に移行し、挿入ＯＫでない場合にはステップＳ３に移行するようにしてもよい。
【０１０４】
また、上記の説明では、挿入状態確認工程を部品組立装置が行う場合の例で説明したが、例えば、カメラ２３が撮像した画像をモニタなどに表示して、この画像を作業者が見て挿入状態を確認してもよい。
また、例えば、挿入部材配置工程において挿入部材の配置位置が安定している等の理由で、挿入部材が被挿入部材に引っ掛かった場合でも確実に挿入できるような衝撃の大きさや衝撃の繰り返し数が予め知られている場合には、挿入状態確認工程を省略してもよい。
【０１０５】
また、上記の各実施形態で説明した構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１、１Ａ、１Ｂ 部品組立装置
４ 作業室
７ パレット
８ ストッカ
９ ハンド
１０ 多関節ロボット
１１ 搬送ロボット（挿入部材移動部）
１２、１２Ａ、１２Ｂ 組立ステージ（被挿入部材保持部）
１３ 接着剤塗布ユニット
１７、１７Ａ、１７Ｂ 制御ユニット（挿入状態検出部）
１８ Ｙ軸アクチュエータ（衝撃印加部）
１９ 回転アクチュエータ（衝撃印加部、被打撃部材駆動手段、相対移動手段）
２０ ピエゾハンマ（衝撃印加部）
２０ａ 打撃部（打撃部材）
２０ｂ ピエゾアクチュエータ（圧電アクチュエータ）
２０ｃ 付勢部材
２１ ＸＹステージ
２２、２２Ａ チャック部（被挿入部材固定部）
２２ｃ チャック部材
２２ｄ 衝撃伝達部材
２３ カメラ（挿入状態観察部、挿入状態検出部）
２４、２５ 衝撃発生器（衝撃印加部）
２４ａ 被打撃部材
２４ｂ、２４ｃ 空洞部
２４ｄ 鋼球（打撃部材）
２６ 凹凸ブロック（被打撃部材）
２６ａ 円筒部
２６ｂ 凹部
２７ 打撃プランジャ
２８ａ 打撃ヘッド（打撃部材）
２９ コイルスプリング
３１ 打撃プランジャ移動部
５０ レンズ鏡筒（被挿入部材）
５０ｂ 開口部
５０ｃ レンズ収容穴部（凹部）
５０ｄ 挿入開口（開口）
５１、５５ レンズ（挿入部材）
５２、６０ レンズ組立体（部品）
５３ 間隔リング（挿入部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、前記被挿入部材および前記挿入部材を含む部品を組み立てる部品組立方法であって、
前記凹部の開口を上方に向けて前記被挿入部材の位置を被挿入部材保持部に固定して、
前記被挿入部材保持部に衝撃を加えることにより、前記被挿入部材を介して前記挿入部材に衝撃を加える
ことを特徴とする部品組立方法。
【請求項２】
被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、前記被挿入部材および前記挿入部材を含む部品を組み立てる部品組立装置であって、
前記凹部の開口を上方に向けて前記被挿入部材の位置を固定する被挿入部材保持部と、
前記被挿入部材上に配置された前記挿入部材に、前記被挿入部材を介して衝撃を加える衝撃印加部と、
を備えることを特徴とする部品組立装置。
【請求項３】
前記衝撃印加部は、前記被挿入部材保持部に衝撃を加えることにより、前記被挿入部材を介して前記挿入部材に衝撃を加えることを特徴とする請求項２に記載の部品組立装置。
【請求項４】
前記衝撃印加部は、圧電アクチュエータで駆動される打撃部材によって衝撃を加えることを特徴とする請求項２または３に記載の部品組立装置。
【請求項５】
前記被挿入部材上に配置された前記挿入部材の前記凹部における挿入状態を検出する挿入状態検出部を備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の部品組立装置。
【請求項６】
前記衝撃印加部は、
空洞部を有する被打撃部材と、
該被打撃部材の前記空洞部の内部に移動自在に設けられた打撃部材と、
前記被打撃部材を断続的に移動させ、前記打撃部材に作用する慣性力によって前記打撃部材を前記被打撃部材に衝突させる被打撃部材駆動手段と、
を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の部品組立装置。
【請求項７】
前記衝撃印加部は、
表面に複数の凹凸が形成された凹凸部を有する被打撃部材と、
該被打撃部材の前記凹凸部に対して付勢された打撃部材と、
前記打撃部材を前記被打撃部材の前記複数の凹凸を横切る方向に相対移動させて、前記打撃部材によって前記被打撃部材を繰り返し打撃する相対移動手段と、
を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の部品組立装置。
【請求項１】
被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、前記被挿入部材および前記挿入部材を含む部品を組み立てる部品組立方法であって、
前記凹部の開口を上方に向けて前記被挿入部材の位置を被挿入部材保持部に固定して、
前記被挿入部材保持部に衝撃を加えることにより、前記被挿入部材を介して前記挿入部材に衝撃を加える
ことを特徴とする部品組立方法。
【請求項２】
被挿入部材に設けられた凹部に挿入部材を挿入して、前記被挿入部材および前記挿入部材を含む部品を組み立てる部品組立装置であって、
前記凹部の開口を上方に向けて前記被挿入部材の位置を固定する被挿入部材保持部と、
前記被挿入部材上に配置された前記挿入部材に、前記被挿入部材を介して衝撃を加える衝撃印加部と、
を備えることを特徴とする部品組立装置。
【請求項３】
前記衝撃印加部は、前記被挿入部材保持部に衝撃を加えることにより、前記被挿入部材を介して前記挿入部材に衝撃を加えることを特徴とする請求項２に記載の部品組立装置。
【請求項４】
前記衝撃印加部は、圧電アクチュエータで駆動される打撃部材によって衝撃を加えることを特徴とする請求項２または３に記載の部品組立装置。
【請求項５】
前記被挿入部材上に配置された前記挿入部材の前記凹部における挿入状態を検出する挿入状態検出部を備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の部品組立装置。
【請求項６】
前記衝撃印加部は、
空洞部を有する被打撃部材と、
該被打撃部材の前記空洞部の内部に移動自在に設けられた打撃部材と、
前記被打撃部材を断続的に移動させ、前記打撃部材に作用する慣性力によって前記打撃部材を前記被打撃部材に衝突させる被打撃部材駆動手段と、
を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の部品組立装置。
【請求項７】
前記衝撃印加部は、
表面に複数の凹凸が形成された凹凸部を有する被打撃部材と、
該被打撃部材の前記凹凸部に対して付勢された打撃部材と、
前記打撃部材を前記被打撃部材の前記複数の凹凸を横切る方向に相対移動させて、前記打撃部材によって前記被打撃部材を繰り返し打撃する相対移動手段と、
を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の部品組立装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−８１５６０（Ｐ２０１２−８１５６０Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３０５６３（Ｐ２０１０−２３０５６３）
【出願日】平成２２年１０月１３日（２０１０．１０．１３）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１３日（２０１０．１０．１３）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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