JPH08309627A - ネジ締め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ネジ締め工程に続くネジ締め箇所表面の研削
工程とネジ締め箇所の凹部にパテを充填する工程とを連
続的且つ自動的に行えるネジ締め装置を提供すること。 【構成】 ネジ保持手段２とネジ締め手段３とを備え
た、ロボットハンド５に取付けて使用するネジ締め装置
であって、表面研削手段５０とパテ充填手段６０とを備
え、これら両手段は、ネジ保持手段(2) の側方上方位置
に配設されて、ロボットハンド５の移動と角度変更とに
より、ネジ保持手段２に代わって択一的にネジ締め対象
物のネジ締め箇所に対接するもので、表面研削手段５０
は、ネジ締め対象物のネジ締め箇所表面を平らに研削す
る研削工具５３を有し、パテ充填手段６０は、ネジ締め
箇所の凹部にパテを充填するノズル６２を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数部品をネジにより
一体化するための組立ラインなどにおいて、送給された
ネジをネジ締め対象物に直接または前もって設けられた
下穴にネジ込むためのネジ締め装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】この種のネジ締め装置と
して、ネジ締め対象物の表面上の任意の位置に任意の角
度で対向させることのできるロボットハンドに取付けら
れ且つネジ保持手段とネジ締め手段とを備えたネジ締め
装置が考えられた。このネジ締め装置は、送給されたネ
ジを前記ネジ保持手段によって定位置に保持し、このネ
ジを前記ロボットハンドによりネジ締め対象物の所定位
置に移動させた状態で、前記ネジ締め手段のネジ締め用
回転軸でネジ締め対象物に直接または下穴にねじ込むも
のであるが、ネジ締め対象物のネジ締め箇所表面は、ね
じ込まれたネジ頭部によって盛り上がった返り部が形成
されており、また、ネジ締め箇所にはネジ頭部の食い込
みによる凹部が形成されている。

【０００３】従来は、ネジ締め箇所表面の盛り上がり返
り部の研削除去と、ネジ締め箇所の凹部に対するパテ充
填の２つの後処理を、作業者の手作業で行っていたた
め、ネジ締め作業自体を自動化できても後処理を含む全
工程の合理化を図ることができなかった。本発明は、ネ
ジ締め箇所表面の盛り上がり返り部の研削除去と、ネジ
締め箇所の凹部に対するパテ充填の２つの後処理を、ネ
ジ締め作業工程に引き続いて自動的に行わせることので
きるネジ締め装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のネジ締め装置は、後述する実施例の参照符号
を付して示すと、ロボットハンド(5) に取付けられるネ
ジ締め装置(M) であって、ネジ保持手段(2) と、ネジ締
め手段(3) と、ネジ締め対象物(W) の表面研削手段(50)
と、パテ充填手段(60)とを備え、ネジ保持手段(2) は、
開閉駆動手段(14)によって開閉駆動される一対の保持具
(13a,13b) を有し、この保持具(13a,13b) には、閉じた
ときにネジ(S) を定位置に保持するネジ保持部(15)と、
当該ネジ保持部(15)内へネジ(S) を誘導するネジ誘導路
(16)とが設けられ、ネジ締め手段(3) は、ネジ締め用回
転軸(28)と、この回転軸(28)の回転駆動用モータ(29)
と、当該回転軸(28)をその軸芯方向に往復移動させる昇
降駆動手段(30)とを有し、ネジ締め用回転軸(28)は、そ
の先端に、前記一対の保持具(13a,13b) のネジ保持部(1
5)に保持されたネジ(S) の頭部(Sa)に対し係合可能なネ
ジ締め用ビット(38)を備え、表面研削手段(50)とパテ充
填手段(60)とは、ネジ保持手段(2) の側方上方位置に配
設されて、ロボットハンド(5) の移動と角度変更とによ
り、ネジ保持手段(2) に代わって択一的にネジ締め対象
物(W) のネジ締め箇所(P) に対接するもので、表面研削
手段(50)は、ネジ締め対象物(W) のネジ締め箇所表面を
平らに研削する研削工具(53)を有し、パテ充填手段(60)
は、ネジ締め箇所の凹部(Wb)にパテを充填するノズル(6
2)を有する構成となっている。

【０００５】上記本発明を実施するに際し、表面研削手
段(50)の研削工具(53)やパテ充填手段(60)のノズル(62)
は、ネジ締め箇所(P) に対接する姿勢にあるときのネジ
締め対象物(W) の表面に対する垂直方向に一定範囲内移
動自在とするとともに、スプリング(56,64) によりネジ
締め対象物(W) の表面側に付勢し、ネジ締め箇所(P)に
対接する姿勢になったときに前記スプリング(56,64) の
付勢力でネジ締め対象物(W) の表面に圧接するように構
成することができる。

【０００６】また、塗装手段(70)を併設することもでき
る。この塗装手段(70)は、ロボットハンド(5) の移動と
角度変更とにより、当該塗装手段(70)のみがネジ締め対
象物(W) のネジ締め箇所(P) に対接させ得るもので、ネ
ジ締め箇所(P) の表面を塗装する塗装具(71)を備えてい
る。

【０００７】

【実施例】以下に本発明の好適実施例を添付図に基づい
て説明すると、図１及び図２に示すように本発明に係る
ネジ締め装置Ｍは、板状フレーム１に装着されたネジ保
持手段２、ネジ締め手段３、表面研削手段５０、パテ充
填手段６０、及び塗装手段７０を備えている。板状フレ
ーム１は、連結手段４を介してロボットハンド５に連結
される。このロボットハンド５は、自転軸芯５ａの周り
に自転可能であるとともに、当該自転軸芯５ａの方向に
往復移動可能なものである。連結手段４は、ロボットハ
ンド５の自転はフレーム１に伝達するがロボットハンド
自転軸芯５ａの方向の一定範囲内のフレーム１の移動は
許容し得るもので、フレーム１をロボットハンド５から
遠ざける方向に付勢する圧縮コイルスプリング６を備え
ている。

【０００８】連結手段４の具体例を説明すると、ロボッ
トハンド先端から自転軸芯５ａと同心状態に突設された
角軸部７に、板状フレーム１側にブラケット８を介して
取付けられた角筒状部材９を、自転軸芯５ａの方向に一
定範囲内摺動のみ可能に外嵌させ、ロボットハンド５の
先端とこれに対向する前記ブラケット８との間で角筒状
部材９に圧縮コイルスプリング６を遊嵌させ、角軸部７
の下端受け板部１０でブラケット８を支持させている。
この連結手段４の具体構造は種々考えられるものであっ
て、上記機能を具備するものであれば如何なる構造のも
のでも良い。

【０００９】ネジ保持手段２は、板状フレーム１に取付
けられた左右一対の軸受け板１１に、ロボットハンド５
の自転軸芯５ａに対し直交する支軸１２を介して開閉自
在に軸支された一対の保持具１３ａ，１３ｂと、この一
対の保持具１３ａ，１３ｂを開閉する開閉駆動手段１４
とから構成されている。この保持具１３ａ，１３ｂに
は、図５に示すように、閉じたときにネジＳをロボット
ハンド５の自転軸芯５ａと同心状態で定位置に保持する
ネジ保持部１５と、当該ネジ保持部１５内へネジＳを誘
導するネジ誘導路１６とが設けられている。具体的に
は、ネジ保持部１５は一対の保持具１３ａ，１３ｂの先
端部内側に形成された凹溝により形成され、その上端
は、ネジＳの頭部Ｓａを受けるように上広がりのテーパ
ー状に形成されている。またネジ誘導路１６は、内端部
が前記ネジ保持部１５に連通するように片側の保持具１
３ａ内に形成され、その外端にはネジ送給管１７が連設
されている。なお、図５に仮想線で示すように、例えば
一方の保持具１３ｂに、ネジ保持部１５内に清掃用エア
ーを吹き込むエアー吹き込み通路１８を設けておくこと
ができる。

【００１０】開閉駆動手段１４は、図１に示すように、
板状フレーム１の背面側に取付けられたシリンダユニッ
ト１９と、可動台２０と、連結リンク２１ａ，２１ｂと
から構成されている。可動台２０は、板状フレーム１の
正面側に敷設されたガイドレール２２にスライドガイド
２３を介して支持され、板状フレーム１に設けられた長
穴を通じて板状フレーム１の背面側へ突出するアーム２
４を備え、このアーム２４がシリンダユニット１９のピ
ストンロッド１９ａに連結され、当該シリンダユニット
１９により、ロボットハンド自転軸芯５ａの方向に往復
移動せしめられる。前記シリンダユニット１９は、その
流体圧供給路に介装された電磁弁（図示省略）を中立位
置に切り換えることによりピストンロッド１９ａが自由
状態となるものである。

【００１１】連結リンク２１ａ，２１ｂは、各保持具１
３ａ，１３ｂの上端から斜め外向きに連設された各一対
のアーム２５ａ，２５ｂの遊端部と、可動台２０から突
設されたブラケット２６のロボットハンド自転軸芯５ａ
の両側位置とを連結するものであって、可動台２０がロ
ボットハンド５に接近する方向に移動したときに一対の
保持具１３ａ，１３ｂを支軸１２の周りに開動させ、可
動台２０がロボットハンド５から遠ざかる方向に移動し
たときに一対の保持具１３ａ，１３ｂを支軸１２の周り
に閉動させるものである。しかして、前記のようにシリ
ンダユニット１９のピストンロッド１９ａを自由状態に
切り換えたとき、一対の保持具１３ａ，１３ｂ間のネジ
保持部１５が図５Ａに示すネジクランプ状態よりも若干
広がったネジ受け入れ状態（図４に示す状態）に保持さ
れるように、図２Ａに示すように軸受け板１１と各保持
具１３ａ，１３ｂとの間に、支軸１２に遊嵌する状態で
捩じりコイルスプリング２７ａ，２７ｂが介装されてい
る。

【００１２】ネジ締め手段３は、ロボットハンド自転軸
芯５ａと同心状のネジ締め用回転軸２８と、この回転軸
２８を回転駆動するモータ２９と、前記回転軸２８をそ
の軸芯方向に往復移動させる昇降駆動手段３０と、一方
向回転クラッチ３１とから構成されている。昇降駆動手
段３０は、板状フレーム１の背面側に取付けられたシリ
ンダユニット３２と可動台３３とから成り、可動台３３
は、板状フレーム１の正面側に付設されたスライドガイ
ド３４にガイドレール３５を介して支持され、板状フレ
ーム１に設けられた長穴を通じて板状フレーム１の背面
側へ突出するアーム３６を備え、このアーム３６がシリ
ンダユニット３２のピストンロッド３２ａに連結されて
いる。モータ２９は可動台３３に支持されており、前記
シリンダユニット３２により可動台３３をロボットハン
ド自転軸芯５ａの方向に往復移動することにより、モー
タ２９を介してネジ締め用回転軸２８をその軸芯方向に
往復移動させることができる。

【００１３】ネジ締め用回転軸２８は、図４に示すよう
に、一対の保持具１３ａ，１３ｂを支承する支軸１２を
直径方向に貫通するとともに、当該保持具１３ａ，１３
ｂが閉じたときに両保持具１３ａ，１３ｂ間に形成され
る通路３７内に先端部が挿入され、その先端には、一対
の保持具１３ａ，１３ｂのネジ保持部１５に保持された
ネジＳの頭部Ｓａに対し係合可能なネジ締め用ビット３
８を備えている。一方向回転クラッチ３１は、ネジ締め
用回転軸２８とその両側に位置する前記ブラケット２６
との間に介装されたもので、前記回転軸２８に対して
は、その軸芯方向相対摺動のみ可能に外嵌している。

【００１４】しかして当該一方向回転クラッチ３１は、
ネジ締め用回転軸２８の軸芯方向往復移動と、モータ２
９によるネジ締め方向の正回転とは許容するが、逆回転
は阻止するものである。この一方向回転クラッチ３１
は、ネジ締め用回転軸２８に対し相対移動しないフレー
ム側部分、例えばモータ２９を支持している可動台３３
に取付けたブラケットと回転軸２８との間に介装するこ
ともできる。この場合は、前記のように回転軸２８に対
しその軸芯方向の相対移動を許容する構造とする必要が
ない。

【００１５】表面研削手段５０は、図１及び図２に示す
ようにネジ保持手段２の軸受け板１１にブラケット５１
を介して、ネジ保持手段２の正面側で左側方上方位置に
取付けられたもので、モータ（エアーモータなど）５２
の回転出力軸に直結された回転研削工具５３を備えてい
る。モータ５２は、ロボットハンド５の自転軸芯５ａに
対し回転研削工具５３のある側がネジ保持手段２から遠
ざかるように傾斜する姿勢で、図８に示すように可動台
５４に取付けられている。この可動台５４は、ガイドロ
ッド５５に一定範囲内移動可能に支持されるとともに、
圧縮コイルスプリング５６によりネジ締め対象物Ｗのあ
る側へ付勢されている。

【００１６】パテ充填手段６０と塗装手段７０とは、図
１及び図２に示すようにネジ保持手段２の軸受け板１１
に共通のブラケット６１を介して、ネジ保持手段２の正
面側で右側方上方位置に、両手段６０，７０が前後に並
列するように取付けられている。しかしてパテ充填手段
６０は、先端にノズル６２を備えたパテ送給管６３と圧
縮コイルスプリング６４とから構成されている。パテ送
給管６３は、ブラケット６１に取付けられたガイド６５
に、ロボットハンド５の自転軸芯５ａに対しノズル６２
のある側がネジ保持手段２から遠ざかるように傾斜する
姿勢で、一定範囲内出退移動自在に支持され、圧縮コイ
ルスプリング６４はパテ送給管６３をネジ締め対象物Ｗ
のある側へ付勢する。

【００１７】塗装手段７０は、先端にブラシ状塗装具７
１を備えた塗料送給管７２と圧縮コイルスプリング７３
とで構成されている。塗料送給管７２は、ブラケット６
１に取付けられたガイド７４に、ロボットハンド５の自
転軸芯５ａに対し塗装具７１のある側がネジ保持手段２
から遠ざかるように傾斜する姿勢で、一定範囲内出退移
動自在に支持され、圧縮コイルスプリング７３は塗料送
給管７２をネジ締め対象物Ｗのある側へ付勢している。
６６はパテ送給用パイプであり、７５は塗料送給用パイ
プである。

【００１８】前記ロボットハンド５を備えたマニピュレ
ータ（工業用ロボット）３９の一例が図３に示されてい
る。このマニピュレータ３９は、ガイドレール４０によ
り二次元平面上のＸ方向に移動可能に支持された横動体
４１と、この横動体４１上のガイドレール４２により前
記Ｘ方向に対し直交するＹ方向に移動可能に支持された
縦動体４３と、この縦動体４３に前記二次元平面に対し
垂直なＺ方向に移動可能に支持されたロボット本体４４
と、このロボット本体４４の下端にＺ方向の軸芯４４ａ
の周りのＡ方向回転が可能に支持された第一アーム４５
と、当該第一アーム４５の先端下側に前記二次元平面と
平行な軸芯４６ａの周りのＢ方向回転が可能に支持され
た第二アーム４６と、この第二アーム４６に前記軸芯４
６ａに対し直交する軸芯５ａの周りのＣ方向に自転可能
に支持されたロボットハンド５とから構成されている。

【００１９】上記のマニピュレータ３９によれば、横動
体４１のＸ方向移動と縦動体４３のＹ方向移動とによ
り、前記二次元平面と平行にセットされたネジ締め対象
物Ｗの表面上の任意の位置にロボットハンド５を対向さ
せることができ、さらに第一アーム４５のＡ方向回転と
第二アーム４６のＢ方向回転とにより、ロボットハンド
５をネジ締め対象物Ｗの表面に対し任意の向きと角度に
傾斜させることができる。また、第二アーム４６のＢ方
向回転によりロボットハンド５の自転軸芯５ａをＺ方向
にした状態では、ロボット本体４４のＺ方向移動により
ロボットハンド５をその自転軸芯５ａの方向（ネジ締め
対象物Ｗの表面に対し垂直な方向）に往復（昇降）移動
させることができる。

【００２０】ネジ締め作業の開始に先立ってネジＳが、
図４に示すようにネジ送給管１７を通じて閉じた一対の
保持具１３ａ，１３ｂ間のネジ保持部１５内に供給され
る。このとき、先に説明したようにシリンダユニット１
９のピストンロッド１９ａを自由状態にして、捩じりコ
イルスプリング２７ａ，２７ｂにより前記ネジ保持部１
５を図５Ａに示すネジクランプ状態よりも若干広がった
ネジ受け入れ状態（図４に示す状態）に保持しておくこ
とにより、ネジ誘導路１６内に供給されたネジＳが円滑
にネジ保持部１５内に嵌入し、ネジ頭部Ｓａがネジ保持
部１５の上端上広がりテーパー部で受け止められる。

【００２１】図４に仮想線で示すように、ネジＳがネジ
保持部１５内の定位置に供給されたならば、図１に示す
シリンダユニット１９により可動台２０をロボットハン
ド５から遠ざかる方向に移動させて、図５Ａに示すよう
にブラケット２６、リンク２１ａ，２１ｂ、及びアーム
２５ａ，２５ｂを介して一対の保持具１３ａ，１３ｂを
捩じりコイルスプリング２７ａ，２７ｂの付勢力に抗し
て閉動させ、ネジ保持部１５内のネジＳを定位置に位置
決めしクランプする。そして、図１に示すシリンダユニ
ット３２により可動台３３、モータ２９、及びネジ締め
用回転軸２８を一体にロボットハンド５から遠ざかる方
向に移動させ、図５Ａに示すように定位置にクランプさ
れているネジＳの頭部Ｓａにネジ締め用ビット３８を嵌
合させる。

【００２２】以上のようにして、ネジ締め装置Ｍに対す
るネジＳのセッティングが完了したならば、当該ネジ締
め装置Ｍがネジ締め作業開始位置、即ち、ネジ締め対象
物Ｗに設けられたネジ締め用下穴Ｈ（図５Ｂ参照）とロ
ボットハンド５の自転軸芯５ａとが同心状態となるネジ
締め作業開始位置にある状態で、ロボットハンド５によ
りネジ締め装置Ｍをネジ締め対象物Ｗに接近させるよう
にロボットハンド自転軸芯５ａの方向に前進移動させ、
図５Ｂに示すように一対の保持具１３ａ，１３ｂでクラ
ンプされ且つその先端から突出しているネジＳの先端を
下穴Ｈに圧入させる。係る状態で、図１に示すモータ２
９によりネジ締め用回転軸２８を回転駆動し、ビット３
８を介してネジＳをネジ締め方向に回転させると同時
に、シリンダユニット１９により可動台２０をロボット
ハンド５から遠ざかる方向に移動させ、ブラケット２
６、リンク２１ａ，２１ｂ、及びアーム２５ａ，２５ｂ
を介して一対の保持具１３ａ，１３ｂを開動させる。

【００２３】この結果、図６Ａに示すように一対の保持
具１３ａ，１３ｂが開いてネジＳが開放されるととも
に、ネジ締め方向に回転駆動される当該ネジＳがネジ締
め対象物Ｗの下穴Ｈ内に螺進することになる。このと
き、ロボットハンド５によりネジ締め装置Ｍをロボット
ハンド自転軸芯５ａの方向でネジ締め対象物Ｗに接近移
動させるのであるが、当該ネジ締め装置Ｍ（ロボットハ
ンド５）の前進速度は、ネジＳの螺進速度と同一かまた
は若干早くなるように設定しておく。これにより、ビッ
ト３８を介してネジＳにロボットハンド５の前進力を作
用させ、ネジ締め方向に回転駆動される当該ネジＳをネ
ジ締め対象物Ｗの下穴Ｈ内に確実強力に螺進させること
ができる。このときのネジＳの螺進速度（ネジ締め装置
Ｍの前進速度）とロボットハンド５の前進速度との差分
は、連結手段４における圧縮コイルスプリング６の圧縮
を伴うロボットハンド５とネジ締め装置Ｍとの接近移動
によって吸収される。

【００２４】ネジ頭部Ｓａがネジ締め対象物Ｗの下穴Ｈ
内に食い込み初めて、ネジ締め用回転軸２８を回転駆動
させているモータ２９にかかる負荷が設定値以上になっ
たことを検出したとき、あるいはネジ締め装置Ｍがネジ
締め対象物Ｗの表面に一定距離以内に接近したことを検
出したときに、モータ２９による回転軸２８の駆動を終
了させる。そして次に、図６Ｂに示すようにロボットハ
ンド５をその自転軸芯５ａの周りにネジ締め方向に回転
駆動させる。このロボットハンド５の自転は連結手段４
を介してネジ締め装置Ｍに伝達され、当該ネジ締め装置
Ｍがロボットハンド自転軸芯５ａ（ネジ締め用回転軸２
８の軸芯）の周りにネジ締め方向に回転することになる
が、ネジ締め用回転軸２８がフレーム１に対してネジ締
め方向とは逆方向に回転することが一方向回転クラッチ
３１により阻止されているので、ネジ締め装置Ｍ（フレ
ーム１）のネジ締め方向の回転力は一方向回転クラッチ
３１を介してネジ締め用回転軸２８に伝達され、ビット
３８を介してネジＳがロボットハンド５の大きな回転力
でさらにネジ締め方向に回転駆動される。従って、図６
Ｂに示すようにネジ頭部Ｓａがネジ締め対象物Ｗの下穴
Ｈ内に所定深さまで没入する深さまでネジＳを増し締め
することができる。

【００２５】上記のネジ締め作業時においては、表面研
削手段５０、パテ充填手段６０、及び塗装手段７０は、
ネジ締め対象物Ｗの表面から上方に離間している。ネジ
締めが完了すれば、ロボットハンド５をその自転軸芯５
ａに沿ってネジ締め対象物Ｗから遠ざける方向に移動さ
せ、ビット３８をネジ頭部Ｓａから離脱させるととも
に、図１に示す昇降駆動手段３０のシリンダユニット３
２により可動台３３を後退移動させて、ネジ締め用回転
軸２８とその回転駆動用モータ２９とを一体にロボット
ハンド５に接近する方向に後退移動させ、そして保持具
開閉駆動手段１４のシリンダユニット１９により可動台
２０を前進移動させて、リンク２１ａ，２１ｂ及びアー
ム２５ａ，２５ｂを介して一対の保持具１３ａ，１３ｂ
を閉動させた後、当該シリンダユニット１９を自由状態
に切り換えることにより、一対の保持具１３ａ，１３ｂ
を、図２に示す捩じりコイルスプリング２７ａ，２７ｂ
により図４に示すネジ受け入れ状態に復帰させれば良
い。

【００２６】一方、上記のようにネジ保持手段２をネジ
締め箇所から上方に離間移動させたならば、図３に示す
マニピュレータ３９によりロボットハンド５を介してネ
ジ締め装置Ｍの位置と向き及び角度を変更して、図１Ｂ
の仮想線と図７及び図８に示すように、表面研削手段５
０の回転研削工具５３とパテ充填手段６０のノズル６２
とをネジ保持手段２の左右両側の位置へ矢印Ｄ１方向に
移動させるとともに、表面研削手段５０の回転研削工具
５３をネジ締め箇所Ｐに矢印Ｄ２方向に移動させる。こ
のとき、回転研削工具５３がネジ締め箇所Ｐにおけるネ
ジ締め対象物Ｗの表面に当接し、スプリング５６の付勢
力に抗して後退移動するようにロボットハンド５（ネジ
締め装置Ｍ）の高さ制御を行うことにより、図９Ａに示
すように、モータ５２で回転駆動されている回転研削工
具５３により、ネジ締め箇所Ｐにおいてネジ締め対象物
Ｗの表面に盛り上がっている返り部Ｗａを研削除去する
ことができる。

【００２７】次に、図１Ｂ及び図８に示すように、上記
研削工程によりネジ締め箇所Ｐから矢印Ｄ２方向に遠ざ
かったパテ充填手段６０のノズル６２を、図３に示すマ
ニピュレータ３９により矢印Ｄ３方向に移動させて、当
該ノズル６２をネジ締め箇所Ｐへ移動させる。このと
き、ノズル６２がネジ締め箇所Ｐにおけるネジ締め対象
物Ｗの表面に当接し、スプリング６４の付勢力に抗して
後退移動するようにロボットハンド５（ネジ締め装置
Ｍ）の高さ制御を行うことにより、図９Ｂに示すよう
に、ネジ締め箇所Ｐに形成されているネジ頭部Ｓａが陥
没した凹部Ｗｂを前記ノズル６２が蓋するように、当該
ノズル６２を位置させることができる。このようにノズ
ル６２を位置決めしたならば、パテ送給用パイプ６６及
びパテ送給管６３を介してノズル６２にパテを所定量だ
け圧送することにより、当該ノズル６２から吐出するパ
テを前記凹部Ｗｂ内に充填することができる。

【００２８】パテ充填が完了すれば、ネジ締め箇所Ｐの
真後ろに位置している塗装手段７０の塗装具７１を、ネ
ジ締め箇所Ｐにおけるネジ締め対象物Ｗの表面に当接し
ている状態で、図３に示すマニピュレータ３９により図
９Ｃに示す矢印Ｄ４方向（図１Ｂに示す矢印Ｄ３方向と
は逆方向）に移動させると同時に、塗料送給用パイプ７
５及び塗料送給管７２を介して塗装具７１に所定量だけ
圧送することにより、当該塗装具７１から吐出する塗料
によりネジ締め箇所Ｐにおけるネジ締め対象物Ｗの表
面、即ち、図９Ｃに示すようにパテＷｃが充填された凹
部Ｗｂの表面とその周辺の研削表面を塗装することがで
きる。

【００２９】なお、本発明によるネジ締め装置Ｍを取付
けるロボットハンド５、即ち、任意の位置に移動させ得
るとともに向きと角度を任意に変えることのできるロボ
ットハンド５を備えたマニピュレータ（工業用ロボッ
ト）としては、図３に示す構造のものに限定されず、例
えば多関節アーム型のマニピュレータであっても良い。
また、上記実施例では、ネジＳを上から下に垂直にネジ
締めするネジ締め装置として実施しているが、そのネジ
締め方向は、左右水平方向や任意の角度の斜め方向とす
ることができる。勿論、ネジ締め装置Ｍの向きによっ
て、一対の保持具１３ａ，１３ｂ間のネジ保持部１５に
対しネジＳを重力で供給することができなくなる場合に
は、適当な強制的ネジ供給手段を併用しなければならな
い。

【００３０】また、上記実施例では、塗装手段７０を併
用したが、この塗装手段７０は本発明に必須のものでは
なく、状況によっては省くことができる。

【００３１】

【発明の作用及び効果】以上のように、ロボットハンド
(5) に取付けて使用される本発明のネジ締め装置によれ
ば、ネジ保持手段(2) の一対の保持具(13a,13b) 間のネ
ジ保持部(15)にネジ誘導路(16)を通じて送給されたネジ
(S) を、ネジ締め手段(3) のネジ締め用回転軸(28)によ
り、例えばネジ締め対象物の下穴内に螺進させてネジ締
めすることができるのであるが、前記ネジ保持手段(2)
とネジ締め手段(3) とは別にネジ締め対象物(W) の表面
研削手段(50)と、パテ充填手段(60)とを備えており、こ
れら表面研削手段(50)とパテ充填手段(60)とは、ネジ保
持手段(2) の側方上方位置に配設されて、ロボットハン
ド(5) の移動と角度変更とにより、ネジ保持手段(2) に
代わって択一的にネジ締め対象物(W) のネジ締め箇所に
隣接するものであるから、ネジ締め手段(3) によるネジ
締め工程が終了した後にロボットハンド(5)により表面
研削手段(50)の研削工具(53)をネジ締め箇所(P) に隣接
させ、当該研削工具(53)により、ネジ頭部のねじ込みに
より形成された盛り上がり返り部(Wa)を研削除去して、
ネジ締め箇所表面を平らに研削させ、続いて、ロボット
ハンド(5) によりパテ充填手段(60)のノズル(62)をネジ
締め箇所(P) に隣接させ、当該ノズル(62)から吐出させ
たパテ(Wc)をネジ頭部の陥没により形成された凹部(Wb)
に充填して、ネジ締め箇所(P) の表面を平らに仕上げる
ことができる。

【００３２】従って、従来は作業者の手作業に頼ってい
たネジ締め箇所表面の盛り上がり返り部の研削除去と、
ネジ締め箇所の凹部に対するパテ充填の２つの後処理
を、ネジ締め工程に続いて自動的に行わせることがで
き、これら後処理を含む全工程の完全な合理化を図るこ
とができる。

【００３３】なお、請求項２に記載の構成によれば、表
面研削手段(50)の研削工具(53)をスプリング(56)の圧縮
反力でネジ締め対象物(W) の表面所定箇所に圧接させる
ことができるので、ロボットハンド(5) による研削工具
(53)の高さ制御の精度が多少低くとも、確実且つ無理な
くネジ締め箇所表面の研削を行わせることができる。

【００３４】また、請求項３に記載の構成によれば、パ
テ充填手段(60)のノズル(62)を、スプリング(64)の圧縮
反力でネジ締め対象物(W) の表面所定箇所に圧接させる
ことができるので、ロボットハンド(5) によるノズル(6
2)の高さ制御の精度が多少低くとも、パテを不要な箇所
に流出させることもなく、確実且つ無理なくネジ締め箇
所のネジ頭部が陥没している凹部内に充填することがで
きる。

【００３５】さらに請求項４に記載の構成によれば、塗
装手段(70)の塗装具(71)によりネジ締め箇所(P) の表面
研削跡や充填パテの表面を塗装することができ、このよ
うな塗装が必要なネジ締め対象物(W) である場合に、最
終の塗装工程までも連続的且つ自動的に行わせ、より一
層の合理化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 Ａ図はロボットハンドに取付けられたネジ締
め装置を示す一部縦断側面図であり、Ｂ図はネジ保持手
段、表面研削手段、パテ充填手段、及び塗装手段の相対
関係位置を示す概略平面図である。

【図２】 Ａ図はロボットハンドに取付けられたネジ締
め装置を示す正面図であり、Ｂ図はネジ保持手段、パテ
充填手段、及び塗装手段の相対関係位置を示す要部の側
面図である。

【図３】 ロボットハンドを備えたマニピュレータ（工
業用ロボット）の一例を示す概略斜視図である。

【図４】 ネジ締め装置がネジ受け入れ状態にあるとき
の要部を示す一部縦断側面図である。

【図５】 Ａ図はネジ締め装置がネジクランプ状態にあ
るときの要部を示す一部縦断側面図であり、Ｂ図はネジ
締め作業開始時の状態を示す要部の一部縦断側面図であ
る。

【図６】 Ａ図はネジ締め用回転軸によるネジ締め行程
完了時の状態を示す要部の一部縦断側面図であり、Ｂ図
はロボットハンドによる増し締め時の状態を示す要部の
一部縦断側面図である。

【図７】 表面研削手段を作動させる直前の状態を示す
側面図である。

【図８】 表面研削手段とパテ充填手段とを示す正面図
である。

【図９】 ネジ締め工程後の後処理の各段階を説明する
図である。

【符号の説明】

１ ネジ締め装置のフレーム ２ ネジ保持手段 ３ ネジ締め手段 ４ 連結手段 ５ ロボットハンド ５ａ ロボットハンドの自転軸芯 ６ 圧縮コイルスプリング １２ 一対の保持具の支軸 １３ａ 保持具 １３ｂ 保持具 １４ 一対の保持具の開閉駆動手段 １５ ネジ保持部 １６ ネジ誘導路 １９ シリンダユニット ２０ 可動台 ２１ａ リンク ２１ｂ リンク ２５ａ 保持具のアーム ２５ｂ 保持具のアーム ２７ａ 捩じりコイルスプリング ２７ｂ 捩じりコイルスプリング ２８ ネジ締め用回転軸 ２９ 回転駆動用モータ ３０ ネジ締め用回転軸の昇降駆動手段 ３１ 一方向回転クラッチ ３２ シリンダユニット ３３ 可動台 ３８ ネジ締め用ビット ５０ 表面研削手段 ５２ モータ ５３ 回転研削工具 ５４ 可動台 ５５ ガイドロッド ５６ 圧縮コイルスプリング ６０ パテ充填手段 ６２ ノズル ６３ パテ送給管 ６４ 圧縮コイルスプリング ７０ 塗装手段 ７１ ブラシ状塗装具 ７２ 塗料送給管 Ｈ ネジ締め対象物の下穴 Ｍ ネジ締め装置 Ｐ ネジ締め箇所 Ｓ ネジ Ｓａ ネジ頭部 Ｗ ネジ締め対象物 Ｗａ 盛り上がり返り部 Ｗｂ 凹部 Ｗｃ パテ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロボットハンド(5) に取付けられるネジ締
   め装置(M) であって、ネジ保持手段(2) と、ネジ締め手
   段(3) と、ネジ締め対象物(W) の表面研削手段(50)と、
   パテ充填手段(60)とを備え、 ネジ保持手段(2) は、開閉駆動手段(14)によって開閉駆
   動される一対の保持具(13a,13b) を有し、この保持具(1
   3a,13b) には、閉じたときにネジ(S) を定位置に保持す
   るネジ保持部(15)と、当該ネジ保持部(15)内へネジ(S)
   を誘導するネジ誘導路(16)とが設けられ、 ネジ締め手段(3) は、ネジ締め用回転軸(28)と、この回
   転軸(28)の回転駆動用モータ(29)と、当該回転軸(28)を
   その軸芯方向に往復移動させる昇降駆動手段(30)とを有
   し、ネジ締め用回転軸(28)は、その先端に、前記一対の
   保持具(13a,13b) のネジ保持部(15)に保持されたネジ
   (S) の頭部(Sa)に対し係合可能なネジ締め用ビット(38)
   を備え、 表面研削手段(50)とパテ充填手段(60)とは、ネジ保持手
   段(2) の側方上方位置に配設されて、ロボットハンド
   (5) の移動と角度変更とにより、ネジ保持手段(2) に代
   わって択一的にネジ締め対象物(W) のネジ締め箇所(P)
   に対接するもので、表面研削手段(50)は、ネジ締め対象
   物(W) のネジ締め箇所表面を平らに研削する研削工具(5
   3)を有し、パテ充填手段(60)は、ネジ締め箇所の凹部(W
   b)にパテを充填するノズル(62)を有するネジ締め装置。
2. 【請求項２】表面研削手段(50)の研削工具(53)は、ネジ
   締め箇所(P) に対接する姿勢にあるときのネジ締め対象
   物(W) の表面に対する垂直方向に一定範囲内移動自在で
   あり、スプリング(56)によりネジ締め対象物(W) の表面
   側に付勢され、ネジ締め箇所(P) に対接する姿勢になっ
   たときに前記スプリング(56)の付勢力でネジ締め対象物
   (W) の表面に圧接する請求項１に記載のネジ締め装置。
3. 【請求項３】パテ充填手段(60)のノズル(62)は、ネジ締
   め箇所(P) に対接する姿勢にあるときのネジ締め対象物
   (W) の表面に対する垂直方向に一定範囲内移動自在であ
   り、スプリング(64)によりネジ締め対象物(W) の表面側
   に付勢され、ネジ締め箇所(P) に対接する姿勢になった
   ときに前記スプリング(64)の付勢力でネジ締め対象物
   (W) の表面に圧接する請求項１または２に記載のネジ締
   め装置。
4. 【請求項４】塗装手段(70)が併設され、ロボットハンド
   (5) の移動と角度変更とにより、当該塗装手段(70)のみ
   がネジ締め対象物(W) のネジ締め箇所に隣接し得るもの
   で、ネジ締め箇所(P) の表面を塗装する塗装具(71)を備
   えている請求項１〜３の何れかに記載のネジ締め装置。