JPH0653027U - ロボット用リタップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械部品の溶接後などに雌ねじ穴を再仕上す
るリタップ作業を汎用の産業用ロボットに行わせるため
の、個々の穴位置のずれや傾きの変化に広範囲に対応で
きるリタップ装置を提供。 【構成】 先端にタップ１を装着し後端を自在継手を介
して正逆回転可能なモータ４に接続したスピンドル６を
有しており、その中間部分をそれぞれ弾性部材を介して
スラスト軸受及びラジアル軸受で支持したタッピングユ
ニット２を、その軸方向に所定寸法Ｓ間進退可能にかつ
復帰手段１６を有する取付け部材２７によってロボット
の手首部３０に取付けている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、産業用ロボットのハンドに装着されて使用されるねじ穴仕上用のリ タップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

前工程でねじ穴加工された機械部品が後工程でさらに溶接等の加工を施された 場合、あるいはナット溶接などの加工が行われた場合には、ねじ穴の部分に溶接 スパッタ等が付着（溶着）してねじ穴が不完全となることが多い。その結果、組 立工程においてボルトが入らないとか締められない等の問題が発生するおそれが あり、それを除くために組立工程に入る前の工程としてねじ穴にもう一度タップ を通して雌ねじをさらうリタップ作業が行われる。このリタップ作業はねじ穴の 位置，向き，個数が種々雑多であるうえ、溶接等の影響で個々のねじ穴ごとに穴 のずれや傾きの度合が異っていたりするため機械化が難しく、従来は殆んど作業 者がタップを通して行う人手による作業に頼っていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

人手によるねじ穴のリタップ作業は単調で非能率であり機械化が望まれている 。そのため、作業者に代えて産業用ロボットを使用することが考えられるが、こ れには次のような問題点があった。 ねじ穴の付近に溶接等が行われると、その熱の影響で部材が変形を起し、個々 のねじ穴ごとに位置のずれや傾きの度合が異なってくる。このような状態のねじ 穴をリタップするには、一つ一つのねじ穴の位置や傾きに応じてタップを無理な く柔軟に追随させてやる必要がある。このことは作業者によって行う場合にはあ まり問題にならないが、ロボットのみによって行わせようとすると技術的、コス ト的に困難な問題となり、無理に行うと機械化のメリットを失うに至る。

【０００４】 そこでリタップされるねじ穴（リタップ穴）とロボットとの間の調整をタップ ホルダないしタッピング装置によって行うことが考えられる。 しかし、従来のタップホルダないしタッピング装置は、工作機械に取付けて使 用されることを前提としているため、個々の穴の位置ずれや傾きの変化に対応し 得る範囲が狭く、ロボットの手首部に取付けたとしても前述のリタップ作業には 全く使用できないものであった。 本考案はこのリタップ作業に汎用の産業用ロボットを使用し得るように調整す るものであって、人間の手首と同様の柔軟性と復元性をもってタップ軸を支持す ることにより、一つ一つのリタップされるねじ穴の位置ずれや傾きの変化に対応 させるようにしたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するための本考案の構成を、実施例に対応する図１及び図２ を用いて説明すると、先端にタップ装着部５を有し後端が自在継手７を介して正 逆回転可能なモータ４に接続されたスピンドル６と、そのスピンドル６の中間部 分をスラスト軸受８，９及びラジアル軸受１２によりそれぞれ弾性部材１０，１ ３を介して支持するケーシング３からなるタッピングユニット２と、前記タッピ ングユニット２をその軸方向に所定寸法Ｓ間進退可能にかつその復帰手段１６を 介してロボット手首部３０に取付ける取付け部材２７とを備えたロボット用リタ ップ装置である。

【０００６】

【作用】

機械部品４０が溶接された後のねじ穴に、ロボットの作動によって本考案のリ タップ装置のタップ１が挿入され回転させられる場合において、タッピングユニ ット２のケーシング３はロボットの手首３０側に取付けられているが、スピンド ル６はタップ１の喰いつきと同時にねじ穴の雌ねじに追随して回転しようとする 。このときねじ穴はケーシング３の軸に対して一致しているとは限らないからス ピンドル６の軸は偏心しあるいは傾斜して回転するが、この偏心あるいは傾斜は 、スラスト軸受８，９を軸方向に支承している弾性部材１０、及びラジアル軸受 １２を囲んでケーシング３に取付けられている弾性部材１３を変形させることに よって吸収される。これらの弾性部材１０，１３はスピンドル６の中間部分の位 置に設けられているので、丁度「てこ」の支点を弾性部材で支持したようになっ て、スピンドル６の先端部すなわちタップ１の動き得る範囲を大きくすることが 可能である。さらにスピンドル６の後端部の偏心と傾斜に対しては、自在継手７ によってモータ４の回転が正逆とも円滑に伝達される。

【０００７】

【実施例】

本考案の一実施例を図１及び図２によって説明する。図１はこの実施例装置の 全体を示し、図２はそのタッピングユニット部分の詳細を示している。 ロボットの手首部３０には装着台２９がボルトにより固着されるようになって おり、装着台２９から延出されたウイング２８には取付け部材２７の耳金２６が 上下のボルトで固定されている。耳金２６の上方のボルト穴は横長となっていて 取付け部材２７の装着台２９に対する取付角度を調節可能としている。取付け部 材２７は背板２５の後面側に耳金２６が、また前面側には上，下のガイド受２３ ，２４がそれぞれ溶接されており、上，下のガイド受の間には２本のガイド棒２ １，２２が並行して固設されている。このガイド棒２１，２２はスライダ２０を 貫通しており、スライダ２０は図示しないボールブッシュとコイルばねによって 、所定寸法Ｓの間上下移動可能となっている。なお、ねじ頭１９は移動寸法Ｓの 調節用である。スライダ２０の前面側には取付ブロック１８が設けられていて、 タッピングユニット２のモータ部分を挟んで締付け固定している。また、スライ ダ２０の背面側からは押棒１７が突出しており、エアシリンダ１６によって上下 させられスライダ２０を初めの位置に復帰させるようにしている。

【０００８】 タッピングユニット２は筒状のケーシング３の上方（後端側）にモータ４が同 心に取付けられ、下方（先端側）にはタップ１を把持するワンタッチ式のタップ ホルダ５を備えたスピンドル６が突出している。このモータ４は正逆回転可能で 減速機を内蔵しタップ１を適正な回転数で回転させるものである。モータ軸４ａ はケーシング３内に突出して自在継手であるオルダム継手７の上側ブロック７ａ に固定されており、オルダム継手の中間ブロック７ｂを挟んで下側ブロック７ｃ には、スピンドル６の上端が固定されている。スピンドル６の中間部分の後端寄 に形成されているフランジ部６ａは、その上下両面に設けられたスラスト玉軸受 ８，９によって挟持されており、上側のスラスト玉軸受８の外輪８ａはケーシン グ３内でオルダム継手７の下方に形成された隔壁部３ａに固着され、また、下側 のスラスト玉軸受９の外輪９ａは複数個のコイルばね１０によって支承されてい る。このコイルばね１０はケーシング３に下方からボルト止めされたホルダ１１ によって支持されており、スラスト玉軸受８，９を介してスピンドル６を常時上 向きに付勢するようにしている。また、ホルダ１１の下面には大径の凹み部１１ ａが形成され、その位置にはスピンドル６の中間部分を支持するラジアル玉軸受 １２が周囲に弾性ウレタンゴム１３を介して取付けられている。この弾性ウレタ ンゴム１３は図６に示すように周囲いずれの方向にもほぼ均等な弾力性及び調心 機能を持つ形状とされている。なお、１４は弾性ウレタンゴム１３を押さえてい るキャップでありホルダ１１の先端にビス止めされている。

【０００９】 ロボットの動作によって機械部品４０のねじ穴にこの実施例のタッピングユニ ット２のタップ１が挿入され回転させられる場合において、タップ１の喰い付き と同時にスピンドル６はねじ穴に追随して回転しようとする。一方、タッピング ユニット２のケーシング３はロボットの手首３０側に取付けられているから、ね じ穴との位置ずれがなく傾きも合っている場合には、図２に示すようにスピンド ル６とケーシング３の軸線が全く一致して回転する。しかし、ねじ穴との位置ず れがなくとも傾きが異なる場合には、図３に示すようにスピンドル６とケーシン グ３の軸線の間に角度差を生じ、また、ねじ穴と傾きが合っていても位置ずれが ある場合には図４のように軸線間にずれを生じる。さらにねじ穴との位置ずれと 傾きが共に異なる場合には図５のように軸線間にそれらが加算された角度差とず れを生じる。

【００１０】 このようなケーシング３とスピンドル６との軸線間の角度差やずれは、スラス ト軸受８，９を軸方向後端に向けて押圧しているコイルばね１０、及びラジアル 玉軸受１２を囲んで取付けられている弾性ウレタンゴム１３によって吸収され、 スピンドル６は全く支障なく回転する。また、それらのコイルばね１０や弾性ウ レタンゴム１３はスピンドル６の中間部分に設けられているので、「てこ」の支 点を弾性体によって支持したことになり、スピンドル先端部のタップ１の変位し 得る範囲を大きくしている。さらにスピンドル６の後端部の角度差やずれに対し ては、オルダム継手７によってモータ４の回転が正逆とも円滑に伝達される。

【００１１】 ねじ穴にこのリタップ位置のタップ１が挿入されモータ４により正方向に回転 させられると、タップ１はねじのリードに沿って前進しねじの異物を取除くが、 これに伴って前進するタッピングユニット２の動きは取付ブロック１８を介して スライダ２０に伝えられ、スライダ２０はロボット手首部３０に対して所定寸法 Ｓだけ前進する。この前進が終るとモータ４は逆方向に回転させられ、タップ１ はねじのリードに沿って後退しねじ穴から抜き出される。このときスライダ２０ も後退するがエアシリンダ１６によって最初の位置まで復帰させられる。

【００１２】 このリタップ装置を多関節形ロボットの手首部に取付けた状態を図７に示す。 なお、図ではリタップ装置の電気配線やエア配管等を省略しているが、ロボット 手首の動きによってリタップ装置はあらゆる方向に向けられるので、それを妨げ ないように十分に余裕をみて配設される。 また、図示していないが、ロボット手首部にこのリタップ装置を角度を違えて ２個以上取付けておくことにより、タップの交換をせずにロボット手首の振りの みによって２種以上のねじ径についてタップ作業を行うことができる。

【００１３】

【考案の効果】

本考案は、先端にタップが装着されているスピンドルの中間部分をスラスト軸 受及びラジアル軸受により、それぞれ弾性部材を介してタッピングユニットのケ ーシングに支持させているので、スピンドルをケーシングに対して偏心や角度差 をもって回転させることが可能であり、弾性部材の変形によってスピンドルの変 位が吸収され先端のタップの変位し得る範囲を大きくすることができる。また、 スピンドルはその後端で自在継手を介して正逆回転可能なモータに接続されてい るので、スピンドルの偏心や角度差に拘らず円滑に回転させることができる。 このため、溶接後の機械部品のように個々のねじ穴の位置のずれや傾きの変化 に対しても広範囲に対応できるので、このリタップ装置を装着することによって 産業用ロボットを使用して容易にリタップ作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す側面図。

【図２】図１の実施例におけるタッピングユニットの縦
断面図。

【図３】ねじ穴と傾きの差がある場合のタッピングユニ
ットの縦断面図。

【図４】ねじ穴と位置ずれがある場合のタッピングユニ
ットの縦断面図。

【図５】ねじ穴と位置ずれ及び傾きの差がある場合のタ
ッピングユニットの縦断面図。

【図６】図２のVI−VI断面図。

【図７】本考案のリタップ装置をロボットに取付けた状
態を示す図。

【符号の説明】

１ タップ ２ タッピングユニット ３ ケーシング ４ モータ ５ タップホルダ（タップ装着部） ６ スピンドル ７ オルダム継手（自在継手） ８，９ スラスト玉軸受（スラスト軸受） １０ コイルばね（弾性部材） １２ ラジアル玉軸受（ラジアル軸受） １３ 弾性ウレタンゴム（弾性部材） １６ エアシリンダ（復帰手段） ２７ 取付け部材 ３０ ロボット手首部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端にタップ装着部を有し後端が自在継
   手を介して正逆回転可能なモータに接続されたスピンド
   ルと、そのスピンドルの中間部分をスラスト軸受及びラ
   ジアル軸受によりそれぞれ弾性部材を介して支持するケ
   ーシングからなるタッピングユニットと、前記タッピン
   グユニットをその軸方向に所定寸法間進退可能にかつそ
   の復帰手段を介してロボット手首部に取付ける取付け部
   材とを備えたことを特徴とするロボット用リタップ装
   置。