JPH08309628A - ロボットによるボルト緩め方法およびその装置 - Google Patents
ロボットによるボルト緩め方法およびその装置Info
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- JPH08309628A JPH08309628A JP14120595A JP14120595A JPH08309628A JP H08309628 A JPH08309628 A JP H08309628A JP 14120595 A JP14120595 A JP 14120595A JP 14120595 A JP14120595 A JP 14120595A JP H08309628 A JPH08309628 A JP H08309628A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ソケットをボルト頭部に確実に自動挿着で
き、また設備コストの低下が図れるロボットによるボル
ト緩め方法およびその装置を提供する。 【構成】 ロボット１１の可動アーム１２を可動させ
て、ボルト３１の軸芯ａとソケットセンタｂとを概略一
致させ、次いでボルト頭部３１ａに、可動アーム１２に
取り付けられたボルト緩め手段１３により回転可能なソ
ケット１４を接近させ、それからソケット１４を移動さ
せて、ソケット１４のボルト頭部３１ａへの挿着作業を
行い、このとき、ソケット１４が直にボルト頭部３１ａ
に挿着されず、ボルト頭部３１ａ上で停止した場合に
は、ソケット１４を、ボルト頭部３１ａに押し付けなが
ら、ボルト頭部３１ａ上でロボット１１の可動アーム１
２により微小移動させて挿着位置ｄをサーチし、ソケッ
ト１４がボルト頭部３１ａに挿着された後、ソケット１
４を回転させてボルト３１を緩める。
き、また設備コストの低下が図れるロボットによるボル
ト緩め方法およびその装置を提供する。 【構成】 ロボット１１の可動アーム１２を可動させ
て、ボルト３１の軸芯ａとソケットセンタｂとを概略一
致させ、次いでボルト頭部３１ａに、可動アーム１２に
取り付けられたボルト緩め手段１３により回転可能なソ
ケット１４を接近させ、それからソケット１４を移動さ
せて、ソケット１４のボルト頭部３１ａへの挿着作業を
行い、このとき、ソケット１４が直にボルト頭部３１ａ
に挿着されず、ボルト頭部３１ａ上で停止した場合に
は、ソケット１４を、ボルト頭部３１ａに押し付けなが
ら、ボルト頭部３１ａ上でロボット１１の可動アーム１
２により微小移動させて挿着位置ｄをサーチし、ソケッ
ト１４がボルト頭部３１ａに挿着された後、ソケット１
４を回転させてボルト３１を緩める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットによるボルト
緩め方法およびその装置に係り、更に詳しくは、ソケッ
トをボルト頭部に確実に自動挿着でき、また設備コスト
の低下が図れるロボットによるボルト緩め方法およびそ
の装置に関する。
緩め方法およびその装置に係り、更に詳しくは、ソケッ
トをボルト頭部に確実に自動挿着でき、また設備コスト
の低下が図れるロボットによるボルト緩め方法およびそ
の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】オートメーション化された工場では、機
械を分解する際に、産業用のロボットを用いて、螺合さ
れたボルト位置を検索後、ロボットに装備されたナット
ランナにより、ボルトを緩めるものが開発されている。
従来、このロボットによるボルトの緩め作業時には、カ
メラによりボルトを撮影し、画像処理（通常、二値化処
理）してボルト位置を検出し、それからナットランナを
ボルトの上方へ水平移動させ、次いでソケットを下降さ
せてボルト頭部に挿着後、ナットランナによりソケット
を回転させてボルトを緩める方法が採られていた。
械を分解する際に、産業用のロボットを用いて、螺合さ
れたボルト位置を検索後、ロボットに装備されたナット
ランナにより、ボルトを緩めるものが開発されている。
従来、このロボットによるボルトの緩め作業時には、カ
メラによりボルトを撮影し、画像処理（通常、二値化処
理）してボルト位置を検出し、それからナットランナを
ボルトの上方へ水平移動させ、次いでソケットを下降さ
せてボルト頭部に挿着後、ナットランナによりソケット
を回転させてボルトを緩める方法が採られていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術のロボットによるボルト緩め方法では、カメラや
画像処理設備など高価な機器が必要となり、設備コスト
が嵩張るという問題点があった。また、カメラより取り
込まれたボルトの画像処理の段階で、照明の照度や光の
照射角度の影響などにより、ボルトと周辺部材との明暗
差が小さくなり、ボルト位置を検出できない場合があっ
た。なお、ボルト頭部が汚れている場合も、同様の不都
合が起きていた。そこで、検出し易いように、予めボル
ト頭部に塗料を塗布しておき、周辺部材との明暗差を大
きくする工夫が一部で行なわれているが、これでは塗布
作業に手間がかかり、面倒であるという問題点があっ
た。
来技術のロボットによるボルト緩め方法では、カメラや
画像処理設備など高価な機器が必要となり、設備コスト
が嵩張るという問題点があった。また、カメラより取り
込まれたボルトの画像処理の段階で、照明の照度や光の
照射角度の影響などにより、ボルトと周辺部材との明暗
差が小さくなり、ボルト位置を検出できない場合があっ
た。なお、ボルト頭部が汚れている場合も、同様の不都
合が起きていた。そこで、検出し易いように、予めボル
ト頭部に塗料を塗布しておき、周辺部材との明暗差を大
きくする工夫が一部で行なわれているが、これでは塗布
作業に手間がかかり、面倒であるという問題点があっ
た。
【０００４】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、ソケットをボルト頭部に確実に自動挿着でき、また
設備コストの低下が図れるロボットによるボルト緩め方
法およびその装置を提供することを目的とする。
で、ソケットをボルト頭部に確実に自動挿着でき、また
設備コストの低下が図れるロボットによるボルト緩め方
法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載のロボットによるボルト緩め方法は、ロボットの可
動アームを可動させて、ボルトの軸芯とソケットセンタ
とを概略一致させ、次いでボルト頭部に、前記可動アー
ムに取り付けられたボルト緩め手段により回転可能なソ
ケットを接近させ、それから該ソケットを移動させて、
該ソケットの前記ボルト頭部への挿着作業を行い、この
とき、前記ソケットが直に前記ボルト頭部に挿着され
ず、該ボルト頭部上で停止した場合には、前記ソケット
を、前記ボルト頭部に押し付けながら、該ボルト頭部上
で前記ロボットの可動アームにより微小移動させて挿着
位置をサーチし、前記ソケットが前記ボルト頭部に挿着
された後、前記ソケットを回転させて前記ボルトを緩め
るように構成されている。
記載のロボットによるボルト緩め方法は、ロボットの可
動アームを可動させて、ボルトの軸芯とソケットセンタ
とを概略一致させ、次いでボルト頭部に、前記可動アー
ムに取り付けられたボルト緩め手段により回転可能なソ
ケットを接近させ、それから該ソケットを移動させて、
該ソケットの前記ボルト頭部への挿着作業を行い、この
とき、前記ソケットが直に前記ボルト頭部に挿着され
ず、該ボルト頭部上で停止した場合には、前記ソケット
を、前記ボルト頭部に押し付けながら、該ボルト頭部上
で前記ロボットの可動アームにより微小移動させて挿着
位置をサーチし、前記ソケットが前記ボルト頭部に挿着
された後、前記ソケットを回転させて前記ボルトを緩め
るように構成されている。
【０００６】特に、請求項２記載のロボットによるボル
ト緩め方法は、請求項１記載のロボットによるボルト緩
め方法において、前記ソケットの挿着位置サーチ時に、
前記ソケットを内方から外方へ渦巻き状に移動させるよ
うに構成されている。
ト緩め方法は、請求項１記載のロボットによるボルト緩
め方法において、前記ソケットの挿着位置サーチ時に、
前記ソケットを内方から外方へ渦巻き状に移動させるよ
うに構成されている。
【０００７】また、請求項３記載のロボットによるボル
ト緩め装置は、ロボットの可動アームに取り付けられた
ボルト緩め手段と、該ボルト緩め手段に装着されたソケ
ットの位置検出センサと、前記ボルト緩め手段を含む前
記ロボット側に取り付けられた前記ソケットの微小移動
手段と、これらの制御部とを備えるように構成されてい
る。
ト緩め装置は、ロボットの可動アームに取り付けられた
ボルト緩め手段と、該ボルト緩め手段に装着されたソケ
ットの位置検出センサと、前記ボルト緩め手段を含む前
記ロボット側に取り付けられた前記ソケットの微小移動
手段と、これらの制御部とを備えるように構成されてい
る。
【０００８】
【作用】請求項１〜３記載のロボットによるボルト緩め
方法およびその装置においては、ボルトの軸芯とソケッ
トセンタとを概略一致させて、ソケットをボルト頭部に
挿着するが、比較的頻繁に、ソケットを直にボルト頭部
へ挿着できない場合がある。このときには、ソケットを
ボルト頭部に対して当接状態で停止させ、ソケットをボ
ルト頭部に押し付けながら、ボルト頭部上でロボットの
可動アームにより微小移動させて挿着位置をサーチす
る。なお、ソケットは、このようにボルト頭部に押し付
けられているので、この挿着位置を探し出すと同時に、
ボルト頭部に嵌まり込む。その後、ソケットを回転させ
てボルトを緩めるので、従来のように高価なカメラや画
像処理機器がなくても、またボルト頭部が汚れていて
も、ソケットをボルト頭部に確実に自動挿着できる。
方法およびその装置においては、ボルトの軸芯とソケッ
トセンタとを概略一致させて、ソケットをボルト頭部に
挿着するが、比較的頻繁に、ソケットを直にボルト頭部
へ挿着できない場合がある。このときには、ソケットを
ボルト頭部に対して当接状態で停止させ、ソケットをボ
ルト頭部に押し付けながら、ボルト頭部上でロボットの
可動アームにより微小移動させて挿着位置をサーチす
る。なお、ソケットは、このようにボルト頭部に押し付
けられているので、この挿着位置を探し出すと同時に、
ボルト頭部に嵌まり込む。その後、ソケットを回転させ
てボルトを緩めるので、従来のように高価なカメラや画
像処理機器がなくても、またボルト頭部が汚れていて
も、ソケットをボルト頭部に確実に自動挿着できる。
【０００９】特に、請求項２記載のロボットによるボル
ト緩め方法においては、ソケットを内方から外方へ渦巻
き状に移動させながら、ソケットがボルト頭部に挿着さ
れる位置をサーチするので、ソケットをアトランダムに
移動させる場合に比べて、比較的短時間でその挿着可能
な位置をサーチできる。
ト緩め方法においては、ソケットを内方から外方へ渦巻
き状に移動させながら、ソケットがボルト頭部に挿着さ
れる位置をサーチするので、ソケットをアトランダムに
移動させる場合に比べて、比較的短時間でその挿着可能
な位置をサーチできる。
【００１０】
【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係るロボットに
よるボルト緩め装置の使用状態の斜視図、図２はボルト
緩め手段の要部拡大断面図、図３（ａ）はソケットのボ
ルト頭部への挿着開始状態を示す概略断面図、図３
（ｂ）はソケットとボルト頭部との位置ずれ当接状態を
示す概略断面図、図３（ｃ）はソケットとボルト頭部と
の挿着状態を示す概略断面図、図４（ａ）は微小移動手
段によるソケットの挿着位置のサーチ軌跡を示す概略平
面図、図４（ｂ）は不完全挿着が発生した場合における
微小移動手段による他のソケットの挿着位置のサーチ軌
跡を示す概略平面図である。
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係るロボットに
よるボルト緩め装置の使用状態の斜視図、図２はボルト
緩め手段の要部拡大断面図、図３（ａ）はソケットのボ
ルト頭部への挿着開始状態を示す概略断面図、図３
（ｂ）はソケットとボルト頭部との位置ずれ当接状態を
示す概略断面図、図３（ｃ）はソケットとボルト頭部と
の挿着状態を示す概略断面図、図４（ａ）は微小移動手
段によるソケットの挿着位置のサーチ軌跡を示す概略平
面図、図４（ｂ）は不完全挿着が発生した場合における
微小移動手段による他のソケットの挿着位置のサーチ軌
跡を示す概略平面図である。
【００１１】図１に示すように、本発明の一実施例に係
るロボットによるボルト緩め装置１０は、ロボット１１
の可動アーム１２に取り付けられたボルト緩め手段の一
例であるナットランナ１３と、ナットランナ１３の下端
部に回転可能に装着されたソケット１４の位置を検出す
る、反射型の光センサである位置検出センサ１５と、こ
れらの制御部１６とを備えている。
るロボットによるボルト緩め装置１０は、ロボット１１
の可動アーム１２に取り付けられたボルト緩め手段の一
例であるナットランナ１３と、ナットランナ１３の下端
部に回転可能に装着されたソケット１４の位置を検出す
る、反射型の光センサである位置検出センサ１５と、こ
れらの制御部１６とを備えている。
【００１２】可動アーム１２は６軸駆動のアームであ
り、この可動アーム１２を駆動させるロボット１１は、
ソケット１４を内方から外方へ、０．５ｍｍずつ正八角
形を描く渦巻き状に移動させる微小移動手段を兼務して
いる。
り、この可動アーム１２を駆動させるロボット１１は、
ソケット１４を内方から外方へ、０．５ｍｍずつ正八角
形を描く渦巻き状に移動させる微小移動手段を兼務して
いる。
【００１３】図１、２に示すように、ナットランナ１３
は、上部の回転モータ１９と、ランナ本体となる中央部
の固定筒部２０と、固定筒部２０の下端からスプリング
２１の付勢力により出し入れされて、下端にソケット１
４が固着された下部の出し入れ筒部２２を有している。
回転モータ１９の出力軸１９ａは、ベアリング２３を介
して固定筒部２０内で回転可能に軸支された断面四角形
の動力伝達軸２４に固着されており、出し入れ筒部２２
は、固定筒部２０の下部内に装着されたベアリング２５
を介して、動力伝達軸２４に摺動および回転自在に遊挿
されている。なお、出し入れ筒部２２は、上端部のフラ
ンジ２２ａにより外方への飛び出しが防止されている。
は、上部の回転モータ１９と、ランナ本体となる中央部
の固定筒部２０と、固定筒部２０の下端からスプリング
２１の付勢力により出し入れされて、下端にソケット１
４が固着された下部の出し入れ筒部２２を有している。
回転モータ１９の出力軸１９ａは、ベアリング２３を介
して固定筒部２０内で回転可能に軸支された断面四角形
の動力伝達軸２４に固着されており、出し入れ筒部２２
は、固定筒部２０の下部内に装着されたベアリング２５
を介して、動力伝達軸２４に摺動および回転自在に遊挿
されている。なお、出し入れ筒部２２は、上端部のフラ
ンジ２２ａにより外方への飛び出しが防止されている。
【００１４】固定筒部２０の下端部の外周面には、フラ
ンジ状の突出リング２０ａが形成されており、突出リン
グ２０ａに、出し入れ筒部２２の先端部付近まで延びる
アーム２６の上端部が固着されている。このアーム２６
の下端部に前記位置検出センサ１５が取り付けられてい
る。回転モータ１９により出力軸１９ａが回転すると、
動力伝達軸２４を介して出し入れ筒部２２が回転し、こ
れによりソケット１４が回転する。出し入れ筒部２２
は、スプリング２１により下方付勢されているので、例
えばソケット１４がその軸芯方向から障害物に当接する
と、出し入れ筒部２２が固定筒部２０内に押し込まれ、
その際、ソケット１４が上昇した状態を位置検出センサ
１５により検出する。なお、図１において、符号１８は
可動アーム１２の先端に、ナットランナ１３を取り付け
るための取り付けプレート、符号３０は分解される所定
機械、符号３１は所定機械３０に螺合されたボルト、３
１ａはボルト頭部である。
ンジ状の突出リング２０ａが形成されており、突出リン
グ２０ａに、出し入れ筒部２２の先端部付近まで延びる
アーム２６の上端部が固着されている。このアーム２６
の下端部に前記位置検出センサ１５が取り付けられてい
る。回転モータ１９により出力軸１９ａが回転すると、
動力伝達軸２４を介して出し入れ筒部２２が回転し、こ
れによりソケット１４が回転する。出し入れ筒部２２
は、スプリング２１により下方付勢されているので、例
えばソケット１４がその軸芯方向から障害物に当接する
と、出し入れ筒部２２が固定筒部２０内に押し込まれ、
その際、ソケット１４が上昇した状態を位置検出センサ
１５により検出する。なお、図１において、符号１８は
可動アーム１２の先端に、ナットランナ１３を取り付け
るための取り付けプレート、符号３０は分解される所定
機械、符号３１は所定機械３０に螺合されたボルト、３
１ａはボルト頭部である。
【００１５】続いて、実施例のボルト緩め装置１０を用
いたロボットによるボルト緩め方法を説明する。図１、
３に示すように、実施例のボルト緩め装置１０によるボ
ルト緩め方法の概略は、予め制御部１６に登録されたボ
ルト位置データに基づき、ロボット１１の可動アーム１
２を可動させて、ナットランナ１３をボルト３１の上方
へ、ボルト３１の軸芯ａとソケット１４のソケットセン
タｂとを概略一致させるように三次元的に移動させ（図
３（ａ）参照）、次いで図３（ｃ）に示すように、位置
ずれのない場合には、ソケット１４を、予め制御部１６
に設定された下降位置まで下降させてボルト頭部３１ａ
に挿着し、その後、ナットランナ１３によりソケット１
４を回転させてボルト３１を緩める。
いたロボットによるボルト緩め方法を説明する。図１、
３に示すように、実施例のボルト緩め装置１０によるボ
ルト緩め方法の概略は、予め制御部１６に登録されたボ
ルト位置データに基づき、ロボット１１の可動アーム１
２を可動させて、ナットランナ１３をボルト３１の上方
へ、ボルト３１の軸芯ａとソケット１４のソケットセン
タｂとを概略一致させるように三次元的に移動させ（図
３（ａ）参照）、次いで図３（ｃ）に示すように、位置
ずれのない場合には、ソケット１４を、予め制御部１６
に設定された下降位置まで下降させてボルト頭部３１ａ
に挿着し、その後、ナットランナ１３によりソケット１
４を回転させてボルト３１を緩める。
【００１６】この際、下降されたソケット１４は、ナッ
トランナ１３により、３０〜９０ｒｐｍ、０．５〜５秒
間（実施例では２秒間）回転される。ソケット１４の回
転速度が、３０ｒｐｍ未満では作業効率が悪く、一方１
１０ｒｐｍを越えると、せっかく挿着位置ｄ（図４参
照）上でボルト頭部３１ａの六角形状にソケット１４の
内部空間の形状が合致しても、回転が速すぎて、ソケッ
ト１４がボルト頭部３１ａに挿着できない。なお、実施
例では回転速度を６０ｒｐｍに設定している。また、直
接、ソケット１４がボルト頭部３１ａに挿着された場
合、ソケット１４がスプリング２１に抗して押し上げら
れないので、位置検出センサ１５はソケット１４を検出
しない。
トランナ１３により、３０〜９０ｒｐｍ、０．５〜５秒
間（実施例では２秒間）回転される。ソケット１４の回
転速度が、３０ｒｐｍ未満では作業効率が悪く、一方１
１０ｒｐｍを越えると、せっかく挿着位置ｄ（図４参
照）上でボルト頭部３１ａの六角形状にソケット１４の
内部空間の形状が合致しても、回転が速すぎて、ソケッ
ト１４がボルト頭部３１ａに挿着できない。なお、実施
例では回転速度を６０ｒｐｍに設定している。また、直
接、ソケット１４がボルト頭部３１ａに挿着された場
合、ソケット１４がスプリング２１に抗して押し上げら
れないので、位置検出センサ１５はソケット１４を検出
しない。
【００１７】しかしながら、ソケット１４をボルト頭部
３１ａに挿着する際、比較的頻繁に、ソケット１４がボ
ルト頭部３１ａに対して位置ずれし、ソケット１４を、
直に、ボルト頭部３１ａへ挿着できない場合がある。こ
の場合は、図３（ｂ）に示すように、まずソケット１４
をボルト頭部３１ａに当接状態で、一旦停止する。この
とき、ソケット１４はスプリング２１の付勢力に抗して
上方に押し上げられ、位置検出センサ１５がソケット１
４を検出する。次いで、ソケット１４を回転させなが
ら、かつこのスプリング２１によるソケット１４のボル
ト頭部３１ａへの付勢状態のまま、ロボット１１により
可動アーム１２を微動させて、ソケット１４をボルト頭
部３１ａ上で微小移動させることにより、挿着位置ｄを
サーチする。
３１ａに挿着する際、比較的頻繁に、ソケット１４がボ
ルト頭部３１ａに対して位置ずれし、ソケット１４を、
直に、ボルト頭部３１ａへ挿着できない場合がある。こ
の場合は、図３（ｂ）に示すように、まずソケット１４
をボルト頭部３１ａに当接状態で、一旦停止する。この
とき、ソケット１４はスプリング２１の付勢力に抗して
上方に押し上げられ、位置検出センサ１５がソケット１
４を検出する。次いで、ソケット１４を回転させなが
ら、かつこのスプリング２１によるソケット１４のボル
ト頭部３１ａへの付勢状態のまま、ロボット１１により
可動アーム１２を微動させて、ソケット１４をボルト頭
部３１ａ上で微小移動させることにより、挿着位置ｄを
サーチする。
【００１８】このとき、ソケット１４の微小移動は、図
４（ａ）に示すように、サーチ開始位置ｃを基点にして
外方へ向かう渦巻き状（実施例では正八角形）の移動で
ある。しかもその渦巻き方向は、ナットランナ１３によ
るソケット１４の回転方向とは反対の反時計回り方向で
あり、また各内外のサーチ軌跡の間隔は０．５ｍｍであ
る。このように、ソケット１４を渦巻き状に移動させ
て、挿着位置ｄをサーチするようにしたので、ソケット
１４をアトランダムに移動させた場合に比べ、ソケット
１４の移動経路に無駄がなく、比較的短時間で挿着位置
ｄのサーチができる。また、ソケット１４の渦巻き方向
を、ソケット１４のナットランナ１３による回転方向と
は反対方向にしたので、ソケット１４がボルト頭部３１
ａに挿着された状態を、過負荷として、ナットランナ１
３に配備された例えば図外の負荷検出センサにより確実
に検出できる。
４（ａ）に示すように、サーチ開始位置ｃを基点にして
外方へ向かう渦巻き状（実施例では正八角形）の移動で
ある。しかもその渦巻き方向は、ナットランナ１３によ
るソケット１４の回転方向とは反対の反時計回り方向で
あり、また各内外のサーチ軌跡の間隔は０．５ｍｍであ
る。このように、ソケット１４を渦巻き状に移動させ
て、挿着位置ｄをサーチするようにしたので、ソケット
１４をアトランダムに移動させた場合に比べ、ソケット
１４の移動経路に無駄がなく、比較的短時間で挿着位置
ｄのサーチができる。また、ソケット１４の渦巻き方向
を、ソケット１４のナットランナ１３による回転方向と
は反対方向にしたので、ソケット１４がボルト頭部３１
ａに挿着された状態を、過負荷として、ナットランナ１
３に配備された例えば図外の負荷検出センサにより確実
に検出できる。
【００１９】ソケット１４は、スプリング２１によりボ
ルト頭部３１ａに押し付けられているので、ボルト頭部
３１ａへの挿着位置ｄを見つけた瞬間、スプリング２１
の付勢力によりソケット１４はボルト頭部３１ａに嵌ま
り込む（図３（ｃ）参照）。これにより、従来のように
高価なカメラや画像処理機器を用いた画像処理を施さな
くても、またボルト頭部３１ａの汚れの有無などに係わ
りなく、ソケット１４をボルト頭部３１ａに確実に自動
挿着できる。その後、ソケット１４を回転させることに
よりボルト３１を緩め、そのままボルト３１を引き抜
く。
ルト頭部３１ａに押し付けられているので、ボルト頭部
３１ａへの挿着位置ｄを見つけた瞬間、スプリング２１
の付勢力によりソケット１４はボルト頭部３１ａに嵌ま
り込む（図３（ｃ）参照）。これにより、従来のように
高価なカメラや画像処理機器を用いた画像処理を施さな
くても、またボルト頭部３１ａの汚れの有無などに係わ
りなく、ソケット１４をボルト頭部３１ａに確実に自動
挿着できる。その後、ソケット１４を回転させることに
よりボルト３１を緩め、そのままボルト３１を引き抜
く。
【００２０】ところで、実際に試験運転してみると、ソ
ケット１４を渦巻き移動させて挿着位置ｄをサーチして
いる際に、完全なソケット１４の挿着状態ではないが、
ボルト頭部３１ａの上部に、ソケット１４が引っ掛かっ
ている不完全挿着状態が発生することがある。この場合
には、図４（ｂ）に示すように、不完全挿着位置ｅを回
転モータ１９の負荷、実施例ではトルクの増大により検
出した後、ソケット１４を一旦外方へ若干幅移動させ
（ここでは、渦巻き状の移動軌跡の２本分である１ｍ
ｍ）、そこからソケット１４を逆渦巻き移動させて挿着
位置ｄを探し出す。これにより、どのような状況でも挿
着位置ｄをサーチできるようになった。
ケット１４を渦巻き移動させて挿着位置ｄをサーチして
いる際に、完全なソケット１４の挿着状態ではないが、
ボルト頭部３１ａの上部に、ソケット１４が引っ掛かっ
ている不完全挿着状態が発生することがある。この場合
には、図４（ｂ）に示すように、不完全挿着位置ｅを回
転モータ１９の負荷、実施例ではトルクの増大により検
出した後、ソケット１４を一旦外方へ若干幅移動させ
（ここでは、渦巻き状の移動軌跡の２本分である１ｍ
ｍ）、そこからソケット１４を逆渦巻き移動させて挿着
位置ｄを探し出す。これにより、どのような状況でも挿
着位置ｄをサーチできるようになった。
【００２１】以上、本発明を説明したが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しな
い範囲での設計などの変更があっても本発明に含まれ
る。例えば、実施例では、ボルト緩め手段として、ナッ
トランナを採用したが、これに限定しなくても、ソケッ
トを回転させてボルトを緩めることができるものであれ
ば、その他どのような構造の手段でもよい。
らの実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しな
い範囲での設計などの変更があっても本発明に含まれ
る。例えば、実施例では、ボルト緩め手段として、ナッ
トランナを採用したが、これに限定しなくても、ソケッ
トを回転させてボルトを緩めることができるものであれ
ば、その他どのような構造の手段でもよい。
【００２２】また、所定機械にあらゆる方向にボルトが
螺合されたものでも、ロボットの可動アームを可動させ
て、ソケットをボルト方向に合わせた状態でボルト頭部
に挿着して緩めることができる。さらに、実施例では、
微小移動手段をロボットと兼務させたが、これに限定し
なくても、例えばボルト緩め手段にソケットの微小移動
機構を備えるようにしてもよい。
螺合されたものでも、ロボットの可動アームを可動させ
て、ソケットをボルト方向に合わせた状態でボルト頭部
に挿着して緩めることができる。さらに、実施例では、
微小移動手段をロボットと兼務させたが、これに限定し
なくても、例えばボルト緩め手段にソケットの微小移動
機構を備えるようにしてもよい。
【００２３】さらにまた、実施例では、位置検出センサ
として、反射型の光センサを例にしたが、これに限定し
なくても、例えば透過型の光センサや近接センサなども
採用できる。そして、実施例では、微小移動手段による
ソケットの移動経路を渦巻き状としたが、これに限定し
なくても、例えば波形などどのような移動経路でもよ
い。
として、反射型の光センサを例にしたが、これに限定し
なくても、例えば透過型の光センサや近接センサなども
採用できる。そして、実施例では、微小移動手段による
ソケットの移動経路を渦巻き状としたが、これに限定し
なくても、例えば波形などどのような移動経路でもよ
い。
【００２４】
【発明の効果】請求項１〜３記載のロボットによるボル
ト緩め方法およびその装置においては、このようにソケ
ットをボルト頭部に挿着する際に、両者に若干の位置ず
れがある場合には、ソケットをボルト頭部に押し付けな
がら、ボルト頭部上でロボットの可動アームにより微小
移動させて挿着位置をサーチするので、高価なカメラや
画像処理機器が不要となり、仮にボルト頭部が汚れてい
たとしても、少ない設備コストで、ソケットをボルト頭
部に確実に自動挿着できる。
ト緩め方法およびその装置においては、このようにソケ
ットをボルト頭部に挿着する際に、両者に若干の位置ず
れがある場合には、ソケットをボルト頭部に押し付けな
がら、ボルト頭部上でロボットの可動アームにより微小
移動させて挿着位置をサーチするので、高価なカメラや
画像処理機器が不要となり、仮にボルト頭部が汚れてい
たとしても、少ない設備コストで、ソケットをボルト頭
部に確実に自動挿着できる。
【００２５】特に、請求項２記載のロボットによるボル
ト緩め方法においては、ソケットの挿着位置サーチ時
に、ソケットを内方から外方へ渦巻き状に移動させるの
で、ソケットをボルト頭部上でアトランダムに移動させ
る場合に比べて、比較的短時間で、ソケットとボルト頭
部との挿着位置をサーチできる。
ト緩め方法においては、ソケットの挿着位置サーチ時
に、ソケットを内方から外方へ渦巻き状に移動させるの
で、ソケットをボルト頭部上でアトランダムに移動させ
る場合に比べて、比較的短時間で、ソケットとボルト頭
部との挿着位置をサーチできる。
【図１】本発明の一実施例に係るロボットによるボルト
緩め装置の使用状態の斜視図である。
緩め装置の使用状態の斜視図である。
【図２】ボルト緩め手段の要部拡大断面図である。
【図３】（ａ）ソケットのボルト頭部への挿着開始状態
を示す概略断面図である。 （ｂ）ソケットとボルト頭部との位置ずれ当接状態を示
す概略断面図である。 （ｃ）ソケットとボルト頭部との挿着状態を示す概略断
面図である。
を示す概略断面図である。 （ｂ）ソケットとボルト頭部との位置ずれ当接状態を示
す概略断面図である。 （ｃ）ソケットとボルト頭部との挿着状態を示す概略断
面図である。
【図４】（ａ）微小移動手段によるソケットの挿着位置
のサーチ軌跡を示す概略平面図である。 （ｂ）不完全挿着が発生した場合における微小移動手段
による他のソケットの挿着位置のサーチ軌跡を示す概略
平面図である。
のサーチ軌跡を示す概略平面図である。 （ｂ）不完全挿着が発生した場合における微小移動手段
による他のソケットの挿着位置のサーチ軌跡を示す概略
平面図である。
１０ ボルト緩め装置 １１ ロボット １２ 可動アーム １３ ナットランナ １４ ソケット １５ 位置検出センサ １６ 制御部 １８ 取り付けプレート １９ 回転モータ １９ａ 出力軸 ２０ 固定筒部 ２０ａ 突出リング ２１ スプリング ２２ 出し入れ筒部 ２２ａ フランジ ２３ ベアリング ２４ 動力伝達軸 ２５ ベアリング ２６ アーム ３０ 所定機械 ３１ ボルト ３１ａ ボルト頭部 ａ ボルトの軸芯 ｂ ソケットセンタ ｃ サーチ開始位置 ｄ 挿着位置 ｅ 不完全挿着位置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年６月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】この際、下降されたソケット１４は、ナッ
トランナ１３により、３０〜９０ｒｐｍ、０．５〜５秒
間（実施例では２秒間）回転させて、ボルト３１を緩め
る。
トランナ１３により、３０〜９０ｒｐｍ、０．５〜５秒
間（実施例では２秒間）回転させて、ボルト３１を緩め
る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】このとき、ソケット１４の微小移動は、図
４（ａ）に示すように、サーチ開始位置ｃを基点にして
外方へ向かう渦巻き状（実施例では正八角形）の移動で
ある。しかもその渦巻き方向は、ナットランナ１３によ
るソケット１４の回転方向とは反対の反時計回り方向で
あり、また各内外のサーチ軌跡の間隔は０．５ｍｍであ
る。このとき、ソケット１４の回転速度が、３０ｒｐｍ
未満では作業効率が悪く、一方１１０ｒｐｍを越える
と、せっかく挿着位置ｄ（図４参照）上でボルト頭部３
１ａの六角形状にソケット１４の内部空間の形状が合致
しても、回転が速すぎて、ソケット１４がボルト頭部３
１ａに挿着できない。なお、実施例では回転速度を６０
ｒｐｍに設定している。また、直接、ソケット１４がボ
ルト頭部３１ａに挿着された場合、ソケット１４がスプ
リング２１に抗して押し上げられないので、位置検出セ
ンサ１５はソケット１４を検出しない。このように、ソ
ケット１４を渦巻き状に移動させて、挿着位置ｄをサー
チするようにしたので、ソケット１４をアトランダムに
移動させた場合に比べ、ソケット１４の移動経路に無駄
がなく、比較的短時間で挿着位置ｄのサーチができる。
また、ソケット１４の渦巻き方向を、ソケット１４のナ
ットランナ１３による回転方向とは反対方向にしたの
で、ソケット１４がボルト頭部３１ａに挿着された状態
を、過負荷として、ナットランナ１３に配備された例え
ば図外の負荷検出センサにより確実に検出できる。
４（ａ）に示すように、サーチ開始位置ｃを基点にして
外方へ向かう渦巻き状（実施例では正八角形）の移動で
ある。しかもその渦巻き方向は、ナットランナ１３によ
るソケット１４の回転方向とは反対の反時計回り方向で
あり、また各内外のサーチ軌跡の間隔は０．５ｍｍであ
る。このとき、ソケット１４の回転速度が、３０ｒｐｍ
未満では作業効率が悪く、一方１１０ｒｐｍを越える
と、せっかく挿着位置ｄ（図４参照）上でボルト頭部３
１ａの六角形状にソケット１４の内部空間の形状が合致
しても、回転が速すぎて、ソケット１４がボルト頭部３
１ａに挿着できない。なお、実施例では回転速度を６０
ｒｐｍに設定している。また、直接、ソケット１４がボ
ルト頭部３１ａに挿着された場合、ソケット１４がスプ
リング２１に抗して押し上げられないので、位置検出セ
ンサ１５はソケット１４を検出しない。このように、ソ
ケット１４を渦巻き状に移動させて、挿着位置ｄをサー
チするようにしたので、ソケット１４をアトランダムに
移動させた場合に比べ、ソケット１４の移動経路に無駄
がなく、比較的短時間で挿着位置ｄのサーチができる。
また、ソケット１４の渦巻き方向を、ソケット１４のナ
ットランナ１３による回転方向とは反対方向にしたの
で、ソケット１４がボルト頭部３１ａに挿着された状態
を、過負荷として、ナットランナ１３に配備された例え
ば図外の負荷検出センサにより確実に検出できる。
Claims (3)
- 【請求項１】 ロボットの可動アームを可動させて、ボ
ルトの軸芯とソケットセンタとを概略一致させ、次いで
ボルト頭部に、前記可動アームに取り付けられたボルト
緩め手段により回転可能なソケットを接近させ、それか
ら該ソケットを移動させて、該ソケットの前記ボルト頭
部への挿着作業を行い、このとき、前記ソケットが直に
前記ボルト頭部に挿着されず、該ボルト頭部上で停止し
た場合には、前記ソケットを、前記ボルト頭部に押し付
けながら、該ボルト頭部上で前記ロボットの可動アーム
により微小移動させて挿着位置をサーチし、前記ソケッ
トが前記ボルト頭部に挿着された後、前記ソケットを回
転させて前記ボルトを緩めることを特徴とするロボット
によるボルト緩め方法。 - 【請求項２】 前記ソケットの挿着位置サーチ時に、前
記ソケットを内方から外方へ渦巻き状に移動させる請求
項１記載のロボットによるボルト緩め方法。 - 【請求項３】 ロボットの可動アームに取り付けられた
ボルト緩め手段と、該ボルト緩め手段に装着されたソケ
ットの位置検出センサと、前記ボルト緩め手段を含む前
記ロボット側に取り付けられた前記ソケットの微小移動
手段と、これらの制御部とを備えたことを特徴とするロ
ボットによるボルト緩め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14120595A JP3579499B2 (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | ロボットによるボルト緩め方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14120595A JP3579499B2 (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | ロボットによるボルト緩め方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08309628A true JPH08309628A (ja) | 1996-11-26 |
| JP3579499B2 JP3579499B2 (ja) | 2004-10-20 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14120595A Expired - Fee Related JP3579499B2 (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | ロボットによるボルト緩め方法およびその装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3579499B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| CN104162770A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-11-26 | 辽宁省机械研究院有限公司 | 空调换热器芯体割片拧钉用自动系统装置及其使用方法 |
| JP2015013350A (ja) * | 2013-07-05 | 2015-01-22 | 富士通周辺機株式会社 | ねじ緩め装置 |
| JP2015112708A (ja) * | 2013-12-16 | 2015-06-22 | 多摩川精機株式会社 | 締め装置及びその締め方法 |
| CN104959959A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-10-07 | 隋建华 | 用于轮轴间辅助固定的键加固装置 |
| WO2016103298A1 (ja) * | 2014-12-25 | 2016-06-30 | 川崎重工業株式会社 | ロボットシステム |
| CN105921989A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-09-07 | 重庆延锋江森汽车部件系统有限公司 | 一种自动拧紧装置 |
| CN106736485A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-05-31 | 深圳大学 | 一种基于机器人的自动锁螺丝系统及其实现方法 |
| JP2018062039A (ja) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | いすゞ自動車株式会社 | 変速機の取り外し方法 |
| CN109048305A (zh) * | 2018-09-05 | 2018-12-21 | 珠海格力智能装备有限公司 | 打螺钉系统 |
| CN109794763A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-05-24 | 北京工业大学 | 一种六轴机器人的螺栓自动拧紧装置 |
| CN111037274A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-21 | 湖北三江航天红阳机电有限公司 | 一种圆周螺栓自动预紧及力矩控制装置 |
| CN114434142A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-05-06 | 上海智能制造功能平台有限公司 | 一种人机协作互动装配系统 |
| JP2024009395A (ja) * | 2022-07-11 | 2024-01-23 | トヨタ自動車株式会社 | 締結装置 |
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-
1995
- 1995-05-15 JP JP14120595A patent/JP3579499B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2015112708A (ja) * | 2013-12-16 | 2015-06-22 | 多摩川精機株式会社 | 締め装置及びその締め方法 |
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| WO2016103298A1 (ja) * | 2014-12-25 | 2016-06-30 | 川崎重工業株式会社 | ロボットシステム |
| JPWO2016103298A1 (ja) * | 2014-12-25 | 2017-07-27 | 川崎重工業株式会社 | ロボットシステム |
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| CN105921989A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-09-07 | 重庆延锋江森汽车部件系统有限公司 | 一种自动拧紧装置 |
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