零部件插入方法以及零部件插入装置

摘要

本发明提供一种零部件插入方法以及零部件插入装置，在将电池等筒形零部件插入电池模块等的孔部的情况下，当筒形零部件和孔之间的间隙小的时候，电池容易摩擦到孔，而无法插入或损伤电池。本发明的特征在于，在将电池等筒形零部件插入形成有孔的保持部件的工序中，在存在所述筒形零部件和所述保持部件的孔之间的位置偏差、角度偏差的情况下，通过可保持和分离所述筒形零部件的下端部且相对于插入方向在水平方向上可动的固定部进行保持，并顺着所述保持部件的倾斜拉入，由此，能够一边进行位置校正，一边不损伤筒形零部件地进行插入。

说明书

技术领域

本发明涉及一种将形成为如电池那样的筒形的形状的零部件插入 收纳电池的电池模块等的孔中的方法及其装置。

背景技术

作为以往的技术，已知将电池等零部件以高速插入箱等收纳容器 的方法。该方法为利用磁吸引力并以数个为单位将电池一次性装入收 纳箱内。（例如，参照专利文献1）。

图4～5为表示专利文献1中所述的以往的电池的装箱方法的图。

在图4～5中，大量的圆筒形电池1经由宽度大且厚度薄的输送机 平带6，而被永磁铁9吸引并吊起，并由间歇运转的输送机平带6搬运。 永磁铁9在输送机平带6的背面和磁力保持板8的表面以贴紧状态大 量排列，且与输送机平带6接触的面以平坦的方式固定。

此外，电池临时保持装置27的永磁铁11也以其表面平坦且处于 与永磁铁9的表面相同的高度（相同的平面）的方式固定于磁力保持 板10的表面。

在图4～5中，若输送机平带6向箭头方向行进，则随着该输送机 平带的行进，圆筒形电池1也向右方向行进。在行进的途中，由永磁 铁9吸附的圆筒形电池1从由永磁铁9吸引变为由永磁铁11吸引。在 该状态下，圆筒形电池1吸附保持于电池临时保持装置27。

然后，圆筒形电池1抵止于电池挡块12，但在输送机平带6的两 端以与带收纳箱的进深尺寸对应的宽度设有引导板42。因此，被电池 挡块12阻碍了向右方向的行进的圆筒形电池1随着时间的经过，在电 池挡块12的左侧数量逐渐增加，而扩展至引导板42的整个宽度。与 此同时，正在输送机平带6上滑动却被暂时存放的圆筒形电池1的左 端逐渐向左延伸。

在圆筒形电池1扩展至引导板42的整个宽度的部分的左端与电池 挡块12之间的长度比与圆筒形电池1的电池收纳箱2的宽度尺寸相当 的长度长规定尺寸的时刻，暂时停止输送机平带6向右方向行进的运 转。由此，圆筒形电池1在自输送机平带的面吊起的状态下，保持排 列状态并在装箱位置等待装箱。

在装箱的时候，首先，电池收纳箱2通过未作图示的支撑台上升 至规定的高度位置并待机。接着，电池挡块12稍微向右移动2～5mm 左右。由此，在输送机平带6上装载的圆筒形电池1的外径相互之间 产生稍许间隙，因此在圆筒形电池1的外径间作用的摩擦力几乎消失。

此时，若使电池临时保持装置驱动气缸16的活塞杆29上升而使 固定于磁力保持板10的永磁铁11上升20～30mm，则经由输送机平带 6而吸附于永磁铁11并被吊起的圆筒形电池1被输送机平带6阻碍上 升。因此，圆筒形电池1摆脱永磁铁11的磁吸引力，落入在下侧等待 的电池收纳箱2中，并装箱。

以上的方法为使大量电池自重下落而将电池收纳于收纳箱的例 子，但是一般作为以少量单位将电池插入孔中的方法，大多是通过机 器人或者安装于空气式驱动器的卡盘手或机械手等来夹持电池，或者 利用吸附力来把持电池，并将其直接插入应该进行收纳的孔中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本特开平9-73888号公报

发明所要解决的课题

但是，在上述以往的电池装箱方法中，由于利用通过磁吸引力保 持的头部，因此，所具有的课题是：水平方向的保持位置容易偏离， 在与箱等进行收纳的容器之间的间隙小的情况下无法插入。

发明内容

本发明是用于解决所述以往课题的，其目的在于提供一种零部件 插入方法以及零部件插入装置，即使在与进行收纳的容器之间的间隙 小的情况和存在电池与进行收纳的孔之间的位置偏差、角度偏差的状 态下，也能够使电池不扭曲地插入到孔中。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明的零部件插入方法，其特征在于：在 将筒形零部件插入形成有孔的保持部件的工序中，在存在所述筒形零 部件和所述保持部件的孔之间的位置偏差、角度偏差的情况下，通过 可保持和分离所述筒形零部件的下端部且相对于插入方向在水平方向 上可动的固定部进行保持并顺着所述保持部件的倾斜拉入，由此，能 够一边进行位置校正，一边不损伤筒形零部件地进行插入。

作为用于实现该方法的装置构造，由以下部分构成：保持机构， 用于保持多个筒形零部件；保持机构，保持用于收纳多个筒形零部件 的保持部件；固定部，配置于所述筒形零部件的下部，与用于收纳所 述筒形零部件的孔的轴线平行地移动，可移动至所述保持部件的孔的 两端，并可保持和分离所述筒形零部件的下端部且相对于插入方向在 水平方向上可动。

此外，除了上述内容，为了提高插入性，有时还增加以下技术特 征：即，在将所述筒形零部件插入所述保持部件的孔中时，使所述筒 形零部件和所述保持部件的孔在与轴线成直角的方向上相对振动，由 此使插入容易。

通过本结构，在将所述筒形零部件插入所述保持部件的孔时，能 够一边进行位置校正、角度校正，一边使筒形零部件不受损伤地插入。

发明效果

如上所述，根据本发明的零部件插入方法及其装置，即使在存在 筒形零部件与保持部件的孔的位置偏差、角度偏差的情况下，也能够 一边进行位置校正、角度校正，一边使筒形零部件不受损伤地插入。

附图说明

图1为本发明的实施方式1中的筒形零部件向孔的插入方式的构 造图。

图2为本发明的实施方式1中的筒形零部件向孔的插入方式的详 细图。

图3为本发明的实施方式1中的筒形零部件向孔的插入方式的详 细图。

图4为表示专利文献1所述的以往的电池的装箱方法的图。

图5为表示专利文献1所述的以往的电池的装箱方法的部分剖面 图。

标记说明

101   电池模块

102   电池

103   卡盘爪

111   吸附垫

113   连接器

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式加以说明。

图1～3为表示本发明的实施方式的零部件插入装置的图。这些图 为表示将筒形零部件（电池）插入保持部件（电池模块）的孔的情况 的图。

图1为表示将电池102收纳于电池模块101的孔的装置的图。在 图1中，把持电池102的卡盘爪103螺栓固定于气动式卡盘104。气动 式卡盘104装配于上下活动的Z轴滑块105。Z轴滑块105固定于在前 后方向上动作的Y轴滑块106。Y轴滑块经由支架116而固定于基板 117。

另一方面，电池模块101由固定配件107保持于载物台108，该载 物台108设置于在前后左右方向上动作的Y轴机器人109和X轴机器 人110上。

此外，在电池模块101的孔的下部配置有吸附垫111。吸附垫111 固定于轴112。在轴112设有空气孔，并在下端部形成经由真空吸引用 的连接器113而能够进行吸引的构造。轴112通过托架114固定于可 上下动作的气缸115的可动侧，并形成吸附垫111和轴112通过该气 缸115能够上升至电池102的吸附位置的结构。

吸附垫111、轴112以及连接器113可以是1个，也可以根据需要 并排配置多个。

吸附垫111采用在Ｘ、Ｙ方向上柔软地移动，并且能够应对相对 于要插入的轴线的角度的倾斜的角度顺应性高的构造/材质（此次使用 “氟橡胶”）。此外，如图2那样，将吸附垫111的上下动作量c设定 为至少长于收纳电池102的电池模块101的孔的全长。

根据该结构，能够用卡盘爪103把持电池102，并将电池102定位 并插入进行收纳的电池模块101的孔中。具体工序如下。

首先，通过关闭气动式卡盘104而用卡盘爪103把持电池102，使 Z轴滑块105下降并在进行收纳的电池模块101的上部待机。移动使电 池模块101的上孔的前后左右位置与电池102的下端进行对位的X轴 机器人110和Y轴机器人109，进行大致的对位（实际上，以偏离量 为0.5mm左右以下的方式进行对位）并待机。

接着，通过使气缸115上升，使吸附垫111上升至图3所示的位 置。也就是说，使吸附垫111沿重力方向朝上移动至电池模块101的 孔内。再者，经实验证实此时的距离b最好为0.1mm～1mm左右。

吸附垫111上升以后，启动吸附，在进行吸引的同时打开把持电 池102的卡盘爪103，通过吸附力和重力使电池102贴紧于吸附垫111。 再者，为了容易对电池102进行定位并且当放开电池102时电池102 也不会有较大倾倒，优选卡盘爪的形状采用Ｖ形或圆弧形的形状。此 外，优选将开度设为最小限（与电池的间隙为0.5mm～1mm左右）。

在吸附垫111完成吸附，并且卡盘爪103打开以后，使气缸115 下降，将电池102拉入进行收纳的电池模块101的孔中。也就是说， 使吸附垫111沿重力方向朝下移动。然后在电池102完全收纳于电池 模块101中之后，停止吸附垫111的吸附，使吸附垫111在低于电池 模块101的下端的位置待机。

通过连续进行该动作，能够使电池102收纳于进行收纳的电池模 块101的所有孔中。

通过以上的构造及进行以上的动作，即使在电池102相对于电池 模块101的孔在前后左右方向上偏离的情况或如图3所示，存在通过 卡盘爪103把持时的角度偏差a的情况下，也能够稳定地插入。其结果 是，能够将插入时可能产生的、电池102与电池模块101的孔角部之 间的“摩擦”所产生的损伤抑制在最小限度。

再者，在本实施方式中，在吸附垫111上升之后，进行吸引，同 时将把持电池102的卡盘爪103打开，通过吸附力和重力使电池102 贴紧于吸附垫111的阶段，也可以使Y轴机器人109和Ｘ轴机器人110 动作而使电池模块101向前后左右移动微小量（具体而言，0.5mm～1mm 左右）。通过增加该动作，即使在电池模块101和电池102的相对位 置偏差较大的情况下（0.5mm～1mm左右），也能将电池102无损伤地 插入电池模块101。

而且，通过进行吸引的空气压力来增减吸附垫111的吸附力，由 此，还能够判别将电池102插入电池模块101时的插入力。例如，若 希望将插入力控制在3N以下，在吸附垫内径为φ10的时候，设定为 吸引压力=插入力÷垫横截面积＝3N÷0.7853cm²＝38kPa以上的吸引 压力，由此，3N以上的插入力不能进行拉入，能够判别卡住等的异常。

再者，在本实施方式中，用吸附垫111吸附电池102的底面，但 也可以使用电磁铁等通过磁力来吸附电池102的底面。

再者，在本实施方式中例示了将一个电池102收纳于电池模块101 的孔内的方式，但并不仅限于此，从生产率考虑，多个吸附垫111相 连结，将多个电池102一次性地插入孔内的方式更为现实。

产业上的可利用性

本发明的零部件插入方法及装置也可以适用于将形成为如电池那 样的筒形的形状的零部件插入对其进行保持的部件的孔中的情况等的 零部件收纳工序、组装工序的设备稳定性提高和质量提高的目的。