JPH0372421B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はねじピツチ、ねじ径サイズの比較的大
きなねじ部品を仮締めする装置に関するものであ
る。

＜従来技術＞ 近年ロボツトによる組立作業の自動化が急速に
進められている。かかる組立作業の中でねじ締め
工程のしめる割合は非常に多く、ナツトランナを
ロボツトアームで操作してねじ締めを行わせる試
みがなされているが、人間の手作業に比べ作業能
率の低い点が問題となつている。

ビス等の小ねじ類については、ビニールチユー
ブによるエア圧送が容易にできるため、ドライバ
ーをねじ締め個所に位置させたままドライバ先端
部へのねじ部品供給がビニールチユーブを介して
行われ、高能率なねじ締め作業が行われている。

しかしながら六角ボルトや、ねじピツチ、ねじ
径サイズが大きくなると、かかるビニールチユー
ブによるエア圧送が困難となり、ロボツトアーム
に保持されたナツトランナ装置先端部へのねじ部
品供給が問題となる。

従来においては、高速低トルク締め及び低速高
トルク締め機能を有するナツトランナの先端部に
臨ませて把持機構を設け、ねじ部品供給位置まで
ロボツトアームを移動し、ねじ部品を把持してか
らねじ締め位置まで移動しナツトランナを作動さ
せてねじ締めが行われていた。このようなねじ締
め作業はねじ部品の把持、移送のためにねじ締め
動作が中断されることになり能率を上げることが
できなかつた。

しかもねじ締め動作の初期段階、殊にねじ山が
１山以上ねじ込まれるまではねじ山を破損しない
ため低速回転させる必要があるが、ねじのくい込
みを早期に検出する機能が前記ナツトランナには
ないし又組込みも困難であり、低速回転のまま何
回もねじ込みが行われていた。そのため高速での
ねじ締め開始のタイミングが遅れ時間短縮を困難
にしていた。

＜発明の目的＞ そこで本発明は、ナツトランナによるねじ締め
と、ねじ込み個所へのねじ部品供給及び仮締めを
別工程に分け、仮締めにおけるねじ部品供給の効
率化と低速回転による初期ねじ込み量を必要最小
限に留め、ねじ締めを高能率に行わせることを目
的とする。

＜発明の構成＞ 本発明の特徴とする構成は、ロボツトアームの
先端に設けられた作業ヘツド取付部材に仮締め装
置本体を取付け、これに回転と軸動を許容して支
承されたナツトランナ軸の下端係合部の下方にス
トツカよりねじ部品を分離し保持して供給するね
じ部品供給装置を設け、ナツトランナ軸の軸動に
応答しねじ部品の必要最小限の初期ねじ込み量を
検出してナツトランナ軸の低速回転による仮締め
動作を終了させる軸動変位検出手段及び制御手段
を設けたものである。

＜実施例＞ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図において、１０は水平多関節構造の仮
締め専用のロボツトであり、アーム１１の先端に
設けられた作業ヘツド取付部材１２に、仮締め装
置２０が設けられている。前記アーム１１は第１
アーム１３の先端に旋回可能に枢支され、第１ア
ーム１３は支柱１４に昇降案内された昇降体１５
に旋回可能に設けられ、各軸サーボモータの駆動
制御により仮締め装置２０を３次元空間の任意の
位置に移動させることができるようになつてい
る。１６はワークＷの支持台であり、この支持台
１６上にてワークＷにねじ部品としての六角ボル
トの仮締めがなされる。１７は六角ボルトを収納
するホツパーであり、このホツパー１７には六角
ボルトを整列させて送り出す振動パーツフイーダ
１８が設けられている。パーツフイーダ１８の一
端には鉛直方向下方に延びる円筒状のシユート１
９が連結され、その下端には第４図に示すように
スプリング３５が付勢された一対のプランジヤ３
６にて構成されるシヤツタ装置３７が設けられて
いる。前記仮締め装置２０に設けられたストツカ
２１の上端がシヤツタ装置３７の下部開口に嵌入
し、一対のプランジヤ３６を押上げることにより
六角ボルトの落下拘束作用を解除してストツカ２
１内に複数の六角ボルトは装填される。

前記仮締め装置２０は、作業ヘツド取付部材１
２の下端面に固着され取付部材１２の旋回軸線に
垂直な基板よりなる仮締め装置本体２２を有し、
この本体２２上面に前記ストツカ２１は立設さ
れ、このストツカ２１の下端は本体２２の下面よ
り貫通突出している。このストツカ２１の下端開
口部２１ａを閉止するように案内部材２３にて水
平方向に進退可能に案内された分離板２４が設け
られ、分離板２４の一端はエアシリンダ２５のピ
ストンロツド２６と連結され、他端には六角ボル
トの軸部を保持する半円状の凹部２７及び六角ボ
ルトの軸部外周押さえ用の弾性爪２８が設けられ
ている。この弾性爪２８と凹部２７は六角ボルト
の軸径に相合する略円形の保持穴を形成してお
り、この保持穴がストツカ２１の真下に位置する
と、ストツカ２１内のボルト軸部が落下挿入さ
れ、第３図の状態にボルト保持される。これより
分離板２４を前進させることにより仮締め用ナツ
トランナ軸４０の軸線下へボルトはシフトされ
る。

ナツトランナ軸４０は本体２２の先端部に取付
部材１２の軸線と平行に軸承されたスリーブ状の
駆動軸４１の中心にスプライン係合され、回転と
軸動が許容されている。ナツトランナ軸４０の小
径部外周には、上端をピン４３にて抜止めされた
スプリング座４４にて係止されたスプリング４２
が配設され、ナツトランナ軸４０を下方に押圧し
ている。ナツトランナ軸４０の上端部ストツパ４
５は駆動軸４１の端部に当接されている。ストツ
パ４５の外周にはフランジ４７が突設され、この
フランジ４７の有無に感応しナツトランナ軸４０
の軸動変位によつてオンオフされる近接スイツチ
４８が設けられている。ナツトランナ軸４０の下
端部には六角ボルトの頭部と係合する係合穴４９
が形成され、この係合穴４９内には当接部材５９
が設けられている。

５０はナツトランナ軸４０を回転駆動する低速
回転モータであり、モータ制御回路６０と接続さ
れ、この制御回路６０にはスイツチ回路６１を介
して近接スイツチ４８の信号が与えられるように
なつている。前記駆動軸４１の外周に設けられた
プーリ５１及びモータ軸５２のプーリ５３との間
に張設されたベルト５４にて回転連結されてい
る。

前記近接スイツチ４８は仮締め終了端を検出す
るものであり、ねじ穴に対してボルトが１山ない
し２山ねじ込まれたことを検出し、モータ５０の
回転を停止し、仮締め動作を終了させる指令を発
するものである。

第２図に示すように、ナツトランナ軸４０と同
軸上にシフトされたボルトの頭部と係合穴４９と
が未だ係合しない第２図の状態では、近接スイツ
チ４８の下方にフランジ４７は位置する。これよ
りロボツトアーム１１及び仮締め装置２０が所定
量下降され、ボルト頭部が係合穴４９に係入しナ
ツトランナ軸４０を上方に変位させた第３図の状
態では近接スイツチ４８の上方にフランジ４７が
位置し、この状態より１山〜２山分ボルトがねじ
込まれてナツトランナ軸４０が下降するとフラン
ジ４７は近接スイツチ４８と対応する位置関係に
両者は設定されている。

尚、近接スイツチ４８は、仮締め装置２０の第
２図から第３図の状態への移行過程にオフから一
旦オンとなり再びオフとなる。このような信号変
化はスイツチング回路６１にて記憶され再度オン
となつて初めて仮締め終了を指示する信号をモー
タ制御回路６０及びロボツト制御回路に発するよ
うになつている。

次に仮締め動作について説明する。ストツカ２
１には４本のボルトが収納されているものとし、
支持台１６上のワークＷのねじ穴と、ナントラン
ナ軸４０の軸線が一致するように仮締め装置２０
を位置決めする。分離板２４に保持されたボルト
W₁も同軸上に位置し、これより仮締め装置２０
を下降させる。先ずボルトW₁の下端部がねじ山
に当接しボルトW₁の下降は停止するがなおも仮
締め装置２０は下降するのでボルト頭部にナツト
ランナ軸４０が当接し、ナツトランナ軸４０は上
方に押上げられる。

仮締め装置２０の下降端位置は第２図に示す位
置より、係合穴内の当接部材５９とボルト端面と
の間の距離l₁とナツトランナ軸４０の必要最小限
のリフト量l₂を加えた位置よりも下方位置であれ
ば良い。下降端到達後分離板２４を後退させてか
らモータ５０を起動させると、これ以前において
は係合穴４９にボルト頭部が係入していなくとも
相対回転により係入し、第３図の状態となり、こ
れをナツトランナ軸４０の第１軸動位置とする。
これよりボルトはねじ穴にねじ込まれる。１山な
いし２山ねじ込まれるとそれだけナツトランナ軸
４０も下降して第２軸動位置となり、近接スイツ
チ４８がオンとなる。この信号によつてモータは
止められ仮締め動作の終了が指令され、ロボツト
アームは次のねじ穴位置に仮締め装置２０を位置
決めする。この間にストツカ２１より保持穴２７
に落下保持されたボルトは分離板２４の前進によ
りナツトランナ軸４０と同軸状態までシフトさ
れ、次のねじ穴位置にて直ちに仮締め動作が開始
される。このようにしてストツカに収納された４
本のボルトは連続的に仮締めされる。次のワーク
が支持台１６に搬入される間に仮締め装置２０は
ホツパー側に移動され、ストツカ２１内にボルト
を収納して仮締め位置に戻り、前記のように仮締
めを行う。

尚、仮締め後のボルトは別ステーシヨンに設け
られた高速低速２段切替え可能なナツトランナに
て高速締めされ、ねじ込み端近傍にて低速高トル
クに切替えられて締付けを完了する。

以上述べたように、ねじ締め工程を仮締め工程
と本締め工程に分け、低速回転の必要な仮締め工
程においては、ナツトランナ軸の軸動を検知して
ボルトの脱落しない必要最小限のねじ込み状態で
仮締めを終了するようにしたので低速締めに要す
る時間を最小限に押さえることができ、実質的な
ねじ締め時間を大幅に短縮することができ、ねじ
締め作業を高能率に行うことができる利点があ
る。

又仮締め装置に設けたストツカよりボルトを分
離供給するようにしたので、ねじピツチ、ねじ径
サイズの大きなねじ部品でも確実に高能率にねじ
締めできる効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はロボツトを含めた仮締め装置の全体構
成図、第２図、第３図は仮締め装置の要部断面図
で第２図はボルト頭部係合前の状態を、第３図は
ボルト頭部係合状態を示す図、第４図はストツカ
に対するボルト補給状態を示す図、第５図は第２
図における−線矢視図である。 １１…ロボツトアーム、１６…支持台、１７…
ホツパー、１８…パーツフイーダ、２０…仮締め
装置、２１…ストツカ、２２…仮締め装置本体、
２４…分離板、２８…弾性爪、４０…ナツトラン
ナ軸、４１…駆動軸、４５…ストツパ、４７…フ
ランジ、４８…近接スイツチ、４９…係合穴、５
０…駆動モータ、６０…モータ制御回路、６１…
スイツチ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多自由度を有するロボツトアームの先端部に
   設けられた作業ヘツド取付部材に仮締め装置本体
   を取付け、この仮締め装置本体には鉛直線とほぼ
   平行となし回転可能にかつ軸線方向移動可能に支
   承されたナツトランナ軸と、このナツトランナ軸
   の下端部に形成されたねじ部品と係合する係合部
   の下方位置にねじ部品をストツカより分離し保持
   して供給するねじ部品供給装置と、前記ナツトラ
   ンナ軸を仮締め装置本体に対して下方に弾力的に
   押圧する押圧手段と、前記ナツトランナ軸を低速
   で回転駆動する回転駆動手段と、前記ナツトラン
   ナ軸の軸方向相対変位に応答して信号を発する軸
   動変位検出手段を設け、前記ロボツトアームをナ
   ツトランナ軸軸線方向に所定量移動させてねじ部
   品を相手部品のねじ部に当接させかつナツトラン
   ナ係合部へねじ部品を係入させたナツトランナ軸
   の第１軸動位置に対してねじ部品の必要最小限の
   ねじ込みによるナツトランナ軸第２軸動位置への
   変位にて前記軸動変位検出手段から発せられる信
   号により前記回転駆動手段の作動を停止させる制
   御手段を備えてなるねじ部品仮締め装置。