JPH08290337A - ねじ部品供給装置および自動ねじ締め機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットが停止することなくねじ部品を吸着
することができ、また水平多関節ロボット，垂直多関節
ロボットのもつ特徴を損なうことがなく、かつ直交系ロ
ボットも含めて共用して使用することのできる汎用性の
高いものとする。 【構成】 パーツフィーダーから直進部15を介して供給
されたねじ部品14は、落下防止ガイド22で落下が防止さ
れる。回転駆動部21で180°回転される片方のねじ受け
部18にはねじ部品14がストッパー19にてねじ位置が規正
され、もう片方のねじ受け部18には先に取り込まれたね
じ部品14が、図示せざるロボットのねじ吸着部の下方に
位置するように動作するねじ部品供給装置16を構成す
る。そしてねじ部品14を吸着保持するねじ吸着部と、こ
のねじ吸着部に保持されたねじ部品を被ねじ締め付け体
に締め付けるドライバーツールをもつロボットに前記ね
じ部品供給装置16を別置きとして具備したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、部品などを被組立体に
組み付ける組立設備におけるねじ部品供給装置およびそ
の装置を用いた自動ねじ締め機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、組立設備においては、より高い生
産性と多品種生産の両面が求められており、ねじ締めの
分野においてもタクトタイムの向上やフレキシブルな自
動ねじ締め機の要求が高まってきている。

【０００３】図６および図７は従来のねじ締め機の各例
を示す概略図であり、図６の自動ねじ締め機では直交系
ロボット１aにホッパー部２、シュート部３、ねじ受け
部４などを組み合わせたねじ部品供給部と、ねじ締めド
ライバーツール５、ねじ吸着部６を含むドライバー部と
でなるねじ締めヘッドを搭載した構成となっている。ま
た、図７の自動ねじ締め機では、水平多関節ロボット１
bにねじ締めドライバーツール７，ねじ吸着部８を含む
ドライバー部とでなるねじ締めヘッドを搭載し、前記水
平多関節ロボット１bとは別置きの、例えば格子上にね
じ部品を整列させたトレー９のようなねじ部品供給装置
からねじ部品を取り出したねじ締め動作に供する構成と
なっている。ここで、図６，図７に示す、10はねじ部品
が締め付けられる被ねじ締め付け体である。

【０００４】また、図７に示す水平多関節ロボット１b
を用いた自動ねじ締め機では、この他にねじ部品供給装
置として別置きの圧送装置からチューブを通してエアー
圧により供給する構成(図示せず)がとられることがあ
る。図６の直交系ロボット，図７の水平多関節ロボット
はともにパーツフィーダー，ドラムフィーダーのような
ねじ部品供給装置(図示せず)を別置きとした構成のもの
がある。

【０００５】この他、本発明の実施例図に示す垂直多関
節ロボットを用いた自動ねじ締め機などもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の自動
ねじ締め機において、図６の直交系ロボット１aの場合
は、ロボット骨格上にねじ部品供給部と、ドライバー部
を搭載した構成が可能であるが、図７の水平多関節ロボ
ット１bを用いた自動ねじ締め機の場合は、高速度動作
性，ロボット骨格の自由度の高さの要因で、また、垂直
多関節ロボットを用いた自動ねじ締め機の場合では、ロ
ボット骨格の自由度の高さ，可搬重量が小さいという要
因で、それぞれロボット骨格上にねじ部品供給部，ドラ
イバー部を同時に搭載することは極めて困難であり、現
実的には、ロボット骨格上にねじ部品吸着機構を含むド
ライバー部を搭載し、何らかの別置きのねじ部品供給装
置を備えることが必要であった。

【０００７】水平多関節ロボット，垂直多関節ロボット
を用いた自動ねじ締め機の別置きのねじ部品供給装置と
して図７のトレー９のような構成とした場合、トレー９
上のねじ部品を使いきったときに、ねじ部品が補充され
た新たなトレーに自動的に交換することのできるトレー
チェンジャーが必要となり、設備として非常に大がかり
なものとなる欠点があった。

【０００８】また、このようなトレーによる供給機構や
前述のパーツフィーダー，ドラムフィーダーのようなね
じ部品供給装置を用いた構成では、ねじ部品の吸着を行
うときに、ねじ部品が供給される部分にロボットを下降
後、一旦停止させて吸着させる必要があり、この停止時
間と停止にいたるまでの減速による時間的ロスがあり、
ねじ部品の供給の時間的ロスがあるという欠点があっ
た。

【０００９】また、別置きの圧送装置からチューブを通
してエアー圧によりねじ部品を供給する構成では、チュ
ーブをロボット骨格上に引き回しする必要があり、垂直
多関節ロボットに対しては、３次元的でかつ自在方向に
ねじ締めを行うという自由度を確保することが極めて困
難であるという欠点があった。

【００１０】本発明は、上記課題を解決するもので、ロ
ボットが停止することなくねじ部品を吸着することがで
き、また水平多関節ロボット，垂直多関節ロボットの持
つ特徴を損なうことなく、かつ直交ロボットも含めて共
用して使用することのできる汎用性の高いねじ部品供給
装置とその装置を備えた自動ねじ締め機の提供を目的と
するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、下方向に可動で上方向に自然復帰可能なねじ
受け部と、ねじ部品の供給元側での前記ねじ受け部上の
ねじ位置を規正するストッパーと、前記ねじ受け部を水
平回転方向に回転する回転駆動部と、前記ねじ受け部が
回転したときに前記ねじ部品が飛散するのを防ぐととも
に、前記ねじ受け部が停止するまでの回転中に、前記ね
じ部品の供給先側での供給位置に規正する飛散防止ガイ
ドと、前記ねじ受け部が回転中に前記ねじ部品の供給元
側であるパーツフィーダーやドラムフィーダーの直進部
により送り出される次のねじ部品が直進部から落下する
のを防止する落下防止ガイドを有し、ロボットとは別置
きとしたねじ部品供給装置を構成する。また、更にねじ
部品を吸着保持するねじ吸着部と、前記ねじ吸着部に保
持されたねじ部品を被締め付け体に締め付けるドライバ
ーツールを持つロボットに、前記ねじ部品供給装置を備
えた自動ねじ締め機を構成する。

【００１２】

【作用】本発明によれば、ロボットが停止することなく
ねじ部品を吸着することができ、また、水平多関節ロボ
ット，垂直多関節ロボットの持つ特徴を損なうことな
く、かつ直交系ロボットを含めて共用して使用すること
のできる汎用性の高いねじ部品供給装置を備えた自動ね
じ締め機とすることができる。

【００１３】

【実施例】次に本発明の各実施例について、図面を用い
て説明する。

【００１４】(実施例１）図１は本発明の第１の実施例
におけるねじ部品供給装置を備えた自動ねじ締め機の構
成図を示し、これは垂直多関節ロボットに実施した場合
である。

【００１５】図１において、１cは垂直多関節ロボット
であり、ねじ締めドライバーツール11とねじ吸着部12を
備える。

【００１６】また、13はねじ部品14の供給源であるパー
ツフィーダーであり、これは、ドラムフィーダーなどと
してもよい。15は前記パーツフィーダーやドラムフィー
ダーなどから供給されるねじ部品14を整列直進させる直
進部、16は前記パーツフィーダーやドラムフィーダーよ
り直進部15を介して整列されて送り出された前記ねじ部
品14を前記垂直多関節ロボット１cのねじ吸着部12の位
置へ供給するねじ部品供給装置である。

【００１７】なお、17は前記ねじ部品が締め付けられる
被ねじ締め付け体であり、前記垂直多関節ロボット１c
を別置きとして具備したねじ部品供給装置16とで自動ね
じ締め機を構成する。

【００１８】図２は図１のねじ部品供給装置16の構成を
示す外観斜視図である。図２において、18はパーツフィ
ーダー13やドラムフィーダーなどから直進部15を介して
送り出されたねじ部品14を受け取り、かつ垂直多関節ロ
ボット１cに供給するねじ受け部であり、２つの同じね
じ受け部18を180°反対位置に配置してある。また、こ
のねじ受け部18は下方向に可動であり、下から上方向に
バネ力により復帰する機構を有し、図３の要部拡大斜視
図に示すように、高さｈ₁，ｈ₂の違う２つの平坦部、す
なわち、上側平坦部18a、下側平坦部18bと、この２つの
平坦部をつなぐＲ部18cと、ねじ部品14を受けるために
ねじ頭部より小さくねじ首部より少し大きな幅の切り欠
き部18dを備える。

【００１９】19はパーツフィーダー13やドラムフィーダ
ーなどの直進部15により送り出されたねじ部品14をねじ
受け部18の上側平坦部18aに規正するストッパー、20
は、ねじ受け部18が回転駆動部21により回転(矢印)した
ときにねじ部品14が飛散するのを防ぐとともに、ねじ受
け部18が180°反対側で停止するまでの回転中に、ねじ
受け部18上のねじ部品14を下側平坦部18bに規正する飛
散防止ガイド、22は、ねじ受け部18が180°反対側で停
止するまでの回転中に、パーツフィーダー13やドラムフ
ィーダーなどから直進部15により送り出される次のねじ
部品14が、直進部15から落下するのを防止する落下防止
ガイドである。

【００２０】以上のように構成された図２のねじ部品供
給装置16を用いた、図１の自動ねじ締め機の動作を次に
説明する。図２に示すねじ部品供給装置16では、パーツ
フィーダー13やドラムフィーダーなどの直進部15により
送り出されたねじ部品14は、ねじ受け部18に乗り移り、
ストッパー19によりねじ受け部18の上側平坦部18aの位
置に規正される。そして回転駆動部21によりねじ受け部
18が180°回転することにより、ねじ部品１個が直進部1
5より切り出される。

【００２１】ねじ受け部18の回転経路では、飛散防止ガ
イド20の内側輪郭がねじ部品14に沿っており、ストッパ
ー19を外れたあたりから180°反対側にかけて徐々にね
じ部品14をねじ受け部18の下側平坦部18bに送り込み、1
80°反対側の直前に切り欠き部18dの最も奥の位置にね
じ部品14を規正する。この回転中には、直進部15上の次
のねじ部品14は落下防止ガイド22により直進部15より落
下しないようにガイドされている。

【００２２】そして回転停止時には、飛散防止ガイド20
からねじ部品14が外れるが、ねじ部品14はねじ受け部18
の上側平坦部18a，下側平坦部18bの段差およびＲ部18c
の形状により下側平坦部18bから飛び出すことなく、か
つ切り欠き部18dの最も奥の位置に一定に規正された状
態で停止する。

【００２３】そして、垂直多関節ロボット１cがねじ部
品14の上方向より下降することにより、ねじ部品供給装
置16により供給されたねじ部品14を垂直多関節ロボット
１cに備えられたねじ吸着部12で吸着し、ねじ締めドラ
イバーツール11によってねじ部品14を被ねじ締め付け体
17に締め付ける。この動作の過程を図４に示す。図４
(a)は垂直多関節ロボット１cのねじ吸着部12がねじ部品
供給装置16のねじ受け部18の上空にある状態であり、こ
の状態から下降が始まり、図４(b)は吸着部12の先端 12aがねじ受け部18の下側平坦部18bに当たり、下方に少
し押し下げてビット23にねじ部品14が嵌まった状態であ
る。さらに下降が進むことにより、図４(c)のようにね
じ受け部18の上側平坦部18aの角部はねじ吸着部12の側
面に回転し、ねじ部品14はねじ吸着部12およびビット23
に吸着され取り出しが完了する。

【００２４】なお、図４(b)の状態から図４(c)の状態に
垂直多関節ロボット１cが下降するとき、ねじ吸着部12
の下端の角部は、ねじ受け部18のＲ部18cに沿うことに
より、引掛かることなく滑らかにねじ受け部18を押し下
げることができる。また、これらの垂直多関節ロボット
１cの下降動作は、下降の開始より吸着の完了まで停止
することはなく、また、このロボット位置から被ねじ締
め付け体17の上空に向かって垂直多関節ロボット１cが
移動することにより、ねじ部品14の取り出し，吸着に関
連する一連のロボット動作を停止することなくねじ部品
14の締め付けを被ねじ締め付け体17に対して行うことが
できる。

【００２５】そして、垂直多関節ロボット１cのねじ吸
着部12が被ねじ締め付け体17の上空に向かって移動し、
ねじ受け部18から離れることにより、ねじ受け部18は前
述したバネの力による復元機構により自動的に元の状態
に復帰し、回転駆動部21を回転することが可能な状態と
なる。図２では２つのねじ受け部18を180°反対位置に
それぞれ配置してあるので、片方が供給側で停止すると
きに、もう片方では直進部15からのねじ部品14のねじ受
け部18への乗り移りが同時に行われるため、垂直多関節
ロボット１cのねじ吸着部12が被ねじ締め付け体17の上
空に向かって移動を開始し、ねじ受け部18から離れた時
点では直進部15側のねじ受け部18には既に次に供給する
べきねじ部品14が規正されており、回転駆動部21を180
°回転することにより次のねじ部品14の垂直多関節ロボ
ット１cのねじ吸着部12による取り出し待機状態とな
る。

【００２６】さらに、複数の同じねじ受け部18を円周方
向に均等に配置し、その１分割角度ずつ回転駆動部21を
動作させることにより、回転時間の短縮が図られ、ねじ
部品１個当たりの供給にかかる時間の短縮を図ることが
できる。このことは、例えばねじ部品の垂直多関節ロボ
ット１cのねじ吸着部12による取り出し時の吸着ミスが
発生したときなどに、次のねじ部品の供給にかかる時間
の短縮を図ることができ、設備稼働率の向上に寄与する
ところは大きい。

【００２７】本実施例ではドライバーツール11およびね
じ吸着部12を備えたロボットの骨格形態として垂直多関
節ロボットを用い、本実施例構成のねじ部品供給装置を
備えることにより、垂直多関節ロボットの３次元的に自
在方向にねじ締めを行うという自由度を損なうことのな
い自動ねじ締め機としている。

【００２８】(実施例２）図５は本発明の第２の実施例
におけるねじ部品供給装置と自動ねじ締め機の構成図を
示し、この第２の実施例はロボットの骨格形態を図１の
垂直多関節ロボット１cから水平多関節ロボット１bにし
たもので、第１の実施例と同一部分については同一番号
を付けて詳細な説明は省略する。

【００２９】図５に示すように、水平多関節ロボット１
bに本発明構成のねじ部品供給装置16を備え自動ねじ締
め機を構成したもので、第１の実施例と同様にねじ部品
14の取り出し，吸着に関連する一連のロボット動作を停
止することなく行うことができ、さらに同様に複数の同
じねじ受部18を円周方向に均等に配置することによりね
じ部品１個当たりの供給にかかる時間の短縮を図ること
ができ、設備稼働率の向上に寄与することができるとと
もに、水平多関節ロボットのもつ高速度動作性，骨格の
自由度を損なうことのない自動ねじ締め機としている。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロボットが停止することなくねじ部品を吸着することが
でき、また垂直多関節ロボット，水平多関節ロボットの
もつ特徴を損なうことなく、かつ直交系ロボットも含め
て共用して使用することのできる極めて汎用性の高い簡
単な構造のねじ部品供給装置並びに種々の骨格形態のロ
ボットにねじ部品供給装置を備えた自動ねじ締め機を提
供することができる。また、本発明の自動ねじ締め機を
組立設備のねじ締め工程に導入することにより、よりフ
レキシビリティの高い生産設備を構成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるねじ部品供給装
置を備えた自動ねじ締め機の構成図である。

【図２】図１のねじ部品供給装置の構成を示す外観斜視
図である。

【図３】図２のねじ部品供給装置のねじ受け部の形状を
示す要部拡大斜視図である。

【図４】図１のねじ部品供給装置を用いてロボットがね
じ部品を吸着する動作過程を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施例におけるねじ部品供給装
置を備えた自動ねじ締め機の構成図である。

【図６】従来の自動ねじ締め機の概略図である。

【図７】従来の自動ねじ締め機の概略図である。

【符号の説明】

１a…直交系ロボット、 １b…水平多関節ロボット、
１c…垂直多関節ロボット、 11…ドライバーツール、
12…ねじ吸着部、 13…パーツフィーダー、14…ねじ
部品、 15…直進部、 16…ねじ部品供給装置、 17…
被ねじ締め付け体、 18…ねじ受け部、 18a…上側平
坦部、 18b…下側平坦部、 18c…Ｒ部、 18d…切り
欠き部、 19…ストッパー、 20…飛散防止ガイド、
21…回転駆動部、 22…落下防止ガイド、 23…ビッ
ト。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下方向に可動で上方向に自然復帰可能な
   ねじ受け部と、ねじ部品の供給元側での前記ねじ受け部
   上のねじ位置を規正するストッパーと、前記ねじ受け部
   を水平回転方向に回転する回転駆動部と、前記ねじ受け
   部が回転したときに前記ねじ部品が飛散するのを防ぐと
   ともに、前記ねじ受け部が停止するまでの回転中に、前
   記ねじ部品の供給先側での供給位置に規正する飛散防止
   ガイドと、前記ねじ受け部が回転中に前記ねじ部品の供
   給元側であるパーツフィーダーやドラムフィーダーの直
   進部により送り出される次のねじ部品が直進部から落下
   するのを防止する落下防止ガイドを有することを特徴と
   するねじ部品供給装置。
2. 【請求項２】 ねじ部品を吸着保持するねじ吸着部と、
   前記ねじ吸着部に保持されたねじ部品を被締め付け体に
   締め付けるドライバーツールをもつロボットに、前記請
   求項１記載のねじ部品供給装置を別置きとして具備した
   ことを特徴とする自動ねじ締め機。