JPH0650104Y2 - 吸引式ねじ締め機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、ねじを吸引スリーブにより吸引してこれを所
定の作業位置に締付ける吸引式のねじ締め機において、
吸引スリーブの下降位置をワークに衝突しないようにし
てねじ締めを行うように構成した吸引式ねじ締め機に関
する。

［従来技術］ および［考案が解決しようとする課題］ 最近、製品の軽量化にともない、各種部品にプラスチッ
ク樹脂が使用されるようになっている関係で、これら部
品にねじ締め作業を行う場合には、その表面に傷が付か
ないように最善の注意が払われている。しかしながら、
ねじがエア給送不可能な特殊ねじであったり、作業位置
が特殊な位置にある時には、吸引式のねじ締め機を使用
しなければならず、吸引式ねじ締め機を使用すると、ね
じ締め作業の際にねじを吸引した吸引スリーブをワーク
の表面に当接するまで下降させねばならず、吸引スリー
ブがワークの表面を損傷してしまい、ワークの損傷を防
止することができない等の欠点が生じている。

本考案は、上記欠点の除去を目的とするもので、ねじを
吸引する吸引スリーブをワークに当接する直前で停止す
るように構成した吸引式のねじ締め機を提供しようとす
るものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、昇降駆動源の作動により昇降
するドライバ台には駆動モータの回転を受けて回転する
ドライバビットが保持され、しかもこのドライバビット
の先端を内包するように吸引スリーブが設けられてい
る。また、前記ドライバビットはドライバ台の下降にと
もなって吸引スリーブに対して前進し、その先端が吸引
スリーブよりも突出するように構成されている。

前記昇降駆動源は、サーボモータの回転を受けて回転す
るスクリュウシャフトおよびドライバ台に保持されてか
つスクリュウシャフトに螺合する軸受台で構成されてい
る。

また、前記駆動モータの回転はドライバ台に回転自在に
保持された伝達軸およびこれと一体に固定しかつこれに
対して摺動する摺動スリーブでなるシリンダ機構を介し
てドライバビットに伝達されている。

さらに、前記サーボモータにはその回転をエンコーダに
より検出してその検出値があらかじめ設定された設定値
に一致するようにサーボモータを駆動する制御部が接続
されている。

［作用］ 上記吸引式ねじ締め機では、吸引スリーブの下降量とし
て吸引スリーブの先端からワークまでの距離よりも僅か
に短い距離に相当する値を設定する。その後、駆動モー
タを駆動するとともに、サーボモータを駆動する。サー
ボモータの回転にともなってスクリュウシャフトが回転
し、これに螺合する軸受台がスクリュウシャフトに沿っ
て下降する。同時に、ドライバ台が下降し、吸引スリー
ブおよびドライバビットが一定に下降する。

一方、前記サーボモータの回転がエンコーダにより検出
され、その回転数から軸受台および吸引スリーブの下降
量が検出される。この下降量があらかじめ設定した設定
値に達するようにサーボモータにパワーが供給され、サ
ーボモータが回転を継続し、ドライバ台が吸引スリーブ
とともに下降する。吸引スリーブの先端がワークに当接
する直前に達して、エンコーダの検出値が設定値に達す
ると、サーボモータへのパワー供給が停止し、ドライバ
台はその位置に保持される。同時に、シリンダ作動指令
信号が発信され、シリンダ機構が作動して摺動スリーブ
が伝達軸に対して前進する。これにともなって、ドライ
バビットが吸引スリーブに対して前進し、その先端に位
置するねじをワーク上の所定の位置に締付けることがで
きる。そのため、吸引式のねじ締め機であっても、ワー
クを損傷するようなことがなく、ねじ締め作業を行うこ
とができるばかりか、ワークの種類あるいは各作業位置
の高さに応じて吸引スリーブの停止位置を変更でき、汎
用性の高い装置を提供することができる。

［実施例］ 以下、実施例を図面について説明する。第１図および第
２図において、１は吸引式ねじ締め機であり、ロボット
（図示せず）のアーム部（図示せず）等の取付部に固定
される中空状の支柱２を有している。この支柱２の上下
端にはこれと直交する方向に延びる上ブラケット３およ
び下ブラケット４が平行に固定されている。この上ブラ
ケット３には第１モータ台5aを介して下方に駆動軸6aを
有するサーボモータ６が固定されている。このサーボモ
ータ６の駆動軸6aには、前記上ブラケット３および下ブ
ラケット４間に回転自在に保持されたスクリュウシャフ
ト７がカップリング８を介して連結されており、しかも
このスクリュウシャフト７にはこれに螺合する軸受台９
がその軸線に沿って摺動自在に構成されている。また、
前記軸受台９にはスクリュウシャフト７と交叉する方向
に延びるドライバ台10が固定されており、前記サーボモ
ータ６の回転にともなってドライバ台10が昇降するよう
に構成されている。前記サーボモータ６の上端にはエン
コーダ11が取付けられており、その検出値が後記する制
御装置12に送られるように構成されている。

前記ドライバ台10には、第２モータ台5bを介して前記サ
ーボモータ６と平行に延びる駆動モータ13がその駆動軸
13aを下方にして固定されている。前記駆動軸13aにはド
ライバ台10に回転自在に保持されかつ前記スクリュウシ
ャフト７と平行に配置された伝達軸14が一体に回転する
ように連結されている。この伝達軸14には、その軸心を
通ってエア給排路14aが設けられており、このエア給排
路14aはドライバ台10に穿設されたエア給排口10aに連通
して後記するシリンダ機構15を作動させるエアが供給さ
れるように構成されている。さらに、この伝達軸14には
これを内包するように摺動スリーブ16が配置されてお
り、この摺動スリーブ16の下端にはドライバビット17が
一体に回転するように取付けられている。また、この摺
動スリーブ16は前記伝達軸14の軸線に沿って削設された
ガイド溝14bに一部が突出する鋼球16aを有し、伝達軸14
と一体にかつこれに沿って摺動可能に構成されている。
この摺動スリーブ16の上端にはドグ取付けリング18を介
してドグ19が取付けられており、このドグ19が後記する
収納スリーブ20の縦溝20aから突出し、その下降限がセ
ンサ（図示せず）により検出されるように構成されてい
る。前記ドグ取付リング18は後記するばね21により上方
に付勢されており、このばね21と前記エア給排路14aを
持つ伝達軸14および摺動スリーブ16がシリンダ機構15を
なすように構成されている。

前記ドライバ台10の下側には前記摺動スリーブ16を内包
するように収納スリーブ20が固定されており、その下端
には前記ドライバビット17が挿通自在のガイドスリーブ
23が係止されている。このガイドスリーブ23および収納
スリーブ20内にはばね21が収納されており、このばね21
は前記ドグ取付けリング18とガイドスリーブ23との間に
位置してガイドスリーブ23を下方に付勢するように構成
されている。前記ガイドスリーブ23の下端には前記ドラ
イバビット17の先端を覆う吸引スリーブ24が固定されて
おり、その先端は後記するチャックユニット25内に位置
するように構成されている。また、前記ガイドスリーブ
23の下部にはエア吸引口23aが穿設されており、このエ
ア吸引口23aは吸引スリーブ24の内部に連通し、吸引ス
リーブ24の内部のエアを吸引するように構成されてい
る。

前記ドライバ台10は前記上ブラケット３および下ブラケ
ット４間にスクリュウシャフト７と平行に固定された２
本のガイドシャフト（図示せず）に案内されており、そ
の昇降の際に回転しないように構成されている。また、
前記ドライバ台10の側部には連結プレート26が固定され
ており、その一端は前記支柱２の軸線方向に削設された
切欠溝2a内に位置している。この連結プレート26には、
前記支柱２に軸心を一致して固定されたシリンダ27のロ
ッド27aが連結されており、このシリンダ27はドライバ
台10に加わる荷重を下方から支えるバランサの作用をな
すように構成されている。

また、前記下ブラケット４には一対のチャック爪25aを
持つチャックユニット25が固定されており、ホース取付
け具25bからねじ供給管25cを通じてチャック爪25aに供
給されるねじ28を前記ドライバビット17の移動路上に保
持するように構成されている。

前記サーボモータ６は、サーボモータ駆動指令信号を受
けて作動する制御装置12により駆動されるように構成さ
れている。この制御装置12はマイクロコンピュータでな
る制御部29を有し、この制御部29には後記する設定部30
から与えられる設定値を記憶する記憶部31が接続されて
いる。さらに、前記制御部29にはI/0インタフェース32
を介して吸引スリーブ24の先端とワーク33との距離より
も僅かに小さい値を吸引スリーブ24の下降量として設定
する設定部30、後記する指令値に応じてサーボモータ６
にパワー距離部34からパワーを供給する駆動部35、シリ
ンダ機構15を作動するシリンダ駆動部36が接続されてい
る。前記制御部29は、 １）サーボモータ駆動指令信号を待つ。

２）エンコーダ11からの検出値を読込み、これと設定値
とが等しいかを判定し、これらが等しい時、４）にジャ
ンプする。

３）検出値と設定値の差が零になるように駆動部35に指
令値を与え、２）に戻る。

４）シリンダ駆動指令信号を発信し、ねじ締め完了信号
を待つ。

５）シリンダ駆動部36にシリンダ復帰指令信号を発信す
る。

６）エンコーダ11からの検出値を読込み、検出値が零か
を判定し、検出値が零の時、８）にジャンプする。

７）検出値が零になるように駆動部35に指令値が与えら
れ、６）に戻る。

８）サイクル完了信号を発信する。

９）エンド。

のように構成されている。

上記吸引式ねじ締め機では、作業開始前に吸引スリーブ
24の先端とワーク33までの距離から吸引スリーブ24がワ
ーク33に衝突しない下降量を設定部30で設定する。その
後、ねじ供給指令信号を発信し、ねじ28をねじ供給管25
cを通してチャック爪25aに供給するとともに、駆動モー
タ13およびサーボモータ６に各駆動指令信号が発信され
る。そのため、駆動モータ13が駆動されて回転するとと
もに、サーボモータ６の駆動部35が作動し、パワー供給
部34からサーボモータ６にパワーが供給され、サーボモ
ータ６が回転を開始する。このサーボモータ６の回転に
ともなって、その回転量はエンコーダ11により検出さ
れ、その検出値があらかじめ設定された所定設定量に達
するよう指令値が駆動部35に送られ、パワー供給部34か
らサーボモータ６にパワーが供給される。前記サーボモ
ータ６の駆動にともなって、スクリュウシャフト７が回
転し、ドライバ台10がスクリュウシャフト７に沿って下
降するとともに吸引スリーブ24およびドライバビット17
が下降する。前記吸引スリーブ24が下降してチャック爪
25aに保持されたねじ28に接近すると、このねじ28が吸
引スリーブ24に吸引され、ドライバビット17の先端に保
持される。この状態で、さらにドライバ台10が下降して
いくと、前記検出値と設定値とが一致し、ドライバビッ
ト17がその位置で停止し、パワーの供給を停止するとと
もにその位置にドライバビット17を保持するように、パ
ワー供給部34からパワーが供給される。この時、ドライ
バ台10およびこれと一体に移動する吸引スリーブ24が所
定下降量下降して、吸引スリーブ24の先端がワーク33に
衝突する直前で停止する。

その後、シリンダ駆動部36にシリンダ作動指令信号が送
られ、エア給排口10aからエアが供給され、摺動スリー
ブ16が伝達軸14に対して前進する。そのため、これと一
体のドライバビット17が、駆動モータ13の回転を受けて
回転しながら、吸引スリーブ24に対して前進し、その先
端のねじ28をワーク33上の所定作業位置に締付けること
ができる。

前記ねじ締め作業の完了がなんらかの方法で検出され
て、ねじ締め完了信号が発信されると、シリンダ駆動部
36に復帰指令信号が発信されてエア給排口10aからエア
が排出され、摺動スリーブ16がばね21の弾性力により復
帰し、ドライバビット17が吸引スリーブ24内に復帰す
る。同時に、サーボモータ６の駆動部35に原点復帰指令
信号が発信され、エンコーダ11が原点位置を検出するよ
うに駆動部35に指令値が送られ、パワー供給部34からパ
ワーが供給されて、サーボモータ６は原位置に復帰し、
次回の作業に備える。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案はドライバビットを内包す
るように配置された吸引スリーブの昇降をサーボモータ
の回転を受けて回転するスクリュウシャフトとこれに螺
合して昇降する軸受台とにより制御するように構成して
いるため、吸引スリーブを任意の位置で停止させること
ができ、締付け作業の際に吸引スリーブによりワークの
表面を損傷することが皆無となるばかりか、ワークの種
類あるいは作業位置毎に吸引スリーブの停止を変えるこ
とができ、極めて汎用性の高いを装置を提供することが
できる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の概略説明図、第２図は本考案に係るシ
リンダ機構の拡大図である。 １……吸引式ねじ締め機、２……支柱、 2a……切欠溝、３……上ブラケット、 ４……下ブラケット、5a……第１モータ台、 5b……第２モータ台、６……サーボモータ、 6a……駆動軸、７……スクリュウシャフト、 ８……カップリング、９……軸受台、 10……ドライバ台、10a……エア給排口、 11……エンコーダ、12……制御装置、 13……駆動モータ、13a……駆動軸、 14……伝達軸、14a……エア給排路、 14b……ガイド溝、15……シリンダ機構、 16……摺動スリーブ、16a……鋼球、 17……ドライバビット、18……ドグ取付けリング、 19……ドグ、20……収納スリーブ、 20a……縦溝、21……ばね、 22…………、23……ガイドスリーブ、 23a……エア吸引口、24……吸引スリーブ、 25……チャックユニット、25a……チャック爪、 25b……ホース取付け金具、25c……ねじ供給管、 26……連結プレート、27……シリンダ、 27a……ロッド、28……ねじ、 29……制御部、30……設定部、 31……記憶部、32……I/0インタフェース、 33……ワーク、34……パワー供給部、 35……駆動部、36……シリンダ駆動部、

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】昇降駆動源の作動により昇降するドライバ
   台を設け、このドライバ台に駆動モータの回転を受けて
   回転するドライバビットを保持するとともに、ドライバ
   ビットの周囲を内包するように吸引スリーブを設け、ド
   ライバ台の下降にともなって前記ドライバビットを吸引
   スリーブに対して前進させるように構成した吸引式ねじ
   締め機において、 昇降駆動源を、サーボモータの回転を受けて回転するス
   クリュウシャフトおよびドライバ台に保持されてかつス
   クリュウシャフトに螺合する軸受台で構成する一方、 駆動モータの回転をドライバ台に回転自在に保持された
   伝達軸およびこれと一体でかつこれに対して摺動自在の
   摺動スリーブでなるシリンダ機構を介してドライバビッ
   トに伝達し、 さらに、前記サーボモータの回転をエンコーダにより検
   出してこの検出値があらかじめ設定された設定値に一致
   するようにサーボモータを駆動する制御部を設けたこと
   を特徴とする吸引式ねじ締め機。