JPH1034448A - ねじ締め装置 - Google Patents
ねじ締め装置Info
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- JPH1034448A JPH1034448A JP18926596A JP18926596A JPH1034448A JP H1034448 A JPH1034448 A JP H1034448A JP 18926596 A JP18926596 A JP 18926596A JP 18926596 A JP18926596 A JP 18926596A JP H1034448 A JPH1034448 A JP H1034448A
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- screw
- screw tightening
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Abstract
く横向きのねじ締めにも適用可能とする。 【解決手段】 ねじ締めロボット本体1を、ねじ締めヘ
ッド部2、ねじ締めヘッド部2を支持すると共に取付ス
テー32,33に取付けられる固定用フランジ3、コン
トローラとの接続を行うコネクタボックス4から構成す
る。固定用フランジ3の正面,背面,下面の3面に位置
して取付部34を設ける。縦方向にねじ締め作業を行う
場合には、取付ステー32に対して固定用フランジ3の
正面部の取付部34にて取付ける。横方向にねじ締め作
業を行う場合には、取付ステー33に対して固定用フラ
ンジ3の下面部の取付部34にて取付ける。コネクタボ
ックス4を、接続用ケーブル38が導出される方向が、
固定用フランジ3に対して右側面方向、正面方向、背面
方向の間で変更可能となるように設ける。
Description
の取付け向きを選択可能としたねじ締め装置に関する。
ラインにおいて、自動的にねじ締めを行うための装置と
して、本出願人は、スカラ形(水平多関節形)の4軸ね
じ締めロボットを製品化している。このものは、ベース
に対し水平方向に旋回する第1アームを設け、この第1
アームに対し水平方向に旋回する第2アームを設け、こ
の第2アームの先端にねじ締めヘッド部を設けて構成さ
れている。前記ねじ締めヘッド部は、軸線を中心にねじ
締め用ビットを回転させる回転機構及びねじ締め用ビッ
トを軸線方向(Z軸方向)に上下移動させる進退移動機
構を備えて構成されている。
に任意の位置にねじ締めヘッド部を移動させてねじ締め
作業を行うことができ、しかも、多種のねじに対応で
き、ねじ締め精度が高くねじ不良がほとんど発生しない
といった点で、高い評価を受けている。
需要者にとっては品質が過剰である場合があり、例えば
旋回を行うため設置スペースを大きくとらなければなら
ない等、もっとコンパクトで比較的安価なねじ締め装置
が求められることがある。また、組立設備によっては、
横向きにねじ締めを行いたい要求もあり、上記ねじ締め
ロボットでは、横向きとするとアーム自体の重量を支え
ることができずに動作が不可能となってしまう等、横向
きの使用には適用できなかった。
めの装置として、単軸ねじ締め機が供されているが、こ
の種の単軸ねじ締め機は、ただ単に工具(ドライバービ
ット)を一定の押え力を与えながら一定速度で回転させ
るものであって、回転速度や押え力の制御を行うもので
はないため、ねじ締め時の不良の発生が多く、自動組立
ライン等に適用するには至らないものであった。
で、その目的は、コンパクト化を図ることができ、しか
も縦向きだけでなく横向きのねじ締めにも適用すること
が可能なねじ締め装置を提供するにある。
締め装置は、軸線を中心にねじ締め用ビットを回転させ
る回転機構及び前記ねじ締め用ビットを前記軸線方向に
進退移動させる進退移動機構を備えるねじ締めヘッド部
と、このねじ締めヘッド部を支持すると共に取付ステー
に取付けられる固定用フランジと、この固定用フランジ
に設けられ前記ねじ締めヘッド部とコントローラとの接
続を行うためのコネクタボックスとを具備すると共に、
前記固定用フランジは複数の取付部を有し、いずれかの
取付部にて選択的に前記取付ステーに取付けられること
により、前記ねじ締めヘッド部の軸線方向を、縦方向あ
るいは横方向として使用することが可能とされていると
ころに特徴を有する。
た複数の取付部によって、取付ステーに対するいくつか
の取付け形態をとり得ることができ、ねじ締めヘッド部
を縦方向とした使用及び横方向とした使用が可能とな
る。この場合、各種の取付形態に関して、一種類の固定
用フランジを共用化することができる。そして、ねじ締
めヘッド部が固定用フランジを介して取付ステーに直接
的に取付けられるものであるから、アーム等が存在する
場合と比べて十分な省スペース化を図ることができると
共に、横方向にした場合の自重を容易に支えることがで
きる。この結果、本発明のねじ締め装置によれば、コン
パクト化を図ることができ、しかも縦向きだけでなく横
向きのねじ締めにも適用することが可能となるものであ
る。
タボックスを、固定用フランジに対して取付向きの変更
が可能となるように設けることができる(請求項2の発
明)。これによれば、コネクタボックスにおける配線の
導出方向を任意に変更することができ、例えば固定用フ
ランジの取付部の使用位置や、装置が設置される環境に
よって、スペース的に最も有利な向きにコネクタボック
スを配置すれば、より一層の省スペース化を図ることが
可能となる。
実行時に、噛み合わせ,ねじ込み,締め上げ,トルク保
持の4つのステップを、夫々所定のビット回転速度及び
ねじ押え力にて順に実行させるように、前記ねじ締めヘ
ッド部を制御する構成とすることもできる(請求項3の
発明)。これによれば、ねじ締め作業に適した緻密な制
御を行うことができ、高精度のねじ締め作業を行うこと
ができ、ねじ締め不良の発生を効果的に防止することが
できる。
て、図面を参照しながら説明する。本実施例に係るねじ
締め装置たるねじ締めロボットは、図1及び図2等に示
すようなねじ締めロボット本体1に、図示しないコント
ローラを接続して構成される。図2に示すように、前記
ねじ締めロボット本体1は、大きく分けて、ねじ締めヘ
ッド部2と、このねじ締めヘッド部2を支持すると共に
取付ステーに取付けられる固定用フランジ3と、前記ね
じ締めヘッド部2とコントローラとを接続するためのコ
ネクタボックス4とを備えて構成されている。尚、以下
の説明では、便宜上、図2及び図3に示す向きを正面と
して説明する。
うに構成されている。即ち、固定的に配置されるベース
ブロック5には、上下方向に延びるガイドバー6が、リ
ニアガイド7を介して上下動自在に貫通状態に支持され
ている。このガイドバー6の上下両端部には、上側ブラ
ケット8及び下側ブラケット9が取付けられている。そ
して、それら上側ブラケット8と下側ブラケット9との
間には、図でガイドバー6の右側に位置して上下方向に
延びるラック10が取付けられており、前記ベースブロ
ック5内には、そのラック10に噛み合うピニオン11
が設けられている。
には、例えばサーボモータからなる上下軸モータ12が
横向きに取付けられており、その上下軸モータ12の回
転軸がカップリング13を介して前記ピニオン11に連
結されている。これにて、上下軸モータ12の駆動によ
り、前記ガイドバー6や上,下側のブラケット8,9な
どがベースブロック5に対して自在に上下動するように
なっており、もって進退移動機構が構成されている。
尚、前記上側ブラケット8と下側ブラケット9との間に
は、ガイドバー6の図で左側に位置してさらに連結バー
14が設けられている。
位には、下向きに凸となる取付筒部15が一体的に設け
られている。この取付筒部15の下端部には、軸受筒体
16が取付けられており、その軸受筒体16内には、駆
動シャフト17が上下に貫通するように複数の軸受18
を介して回転自在に支持されている。この駆動シャフト
17の先端部(下端部)には、ねじ締め用のビット(ド
ライバビット)19が、例えばねじ込みにより着脱可能
に取付けられるようになっている。
駆動シャフト17の周囲に位置して吸着用の真空通路2
0が形成されている。軸受筒体16の側面部には、前記
真空通路20に連通するように、吸着管21の先端部が
接続されるようになっている。この吸着管21の基端側
は、前記上側ブラケット8に取付けられた負圧発生器2
2に接続されている。また、吸着管21の先端側部位に
は、負圧センサ23が設けられている。
吸着パイプ24が例えばねじ込みにより取付けられてい
る。前記ビット19の先端部は、この吸着パイプ24内
に若干量だけ引っ込んで位置されるようになっている。
また、この吸着パイプ24の内部には、駆動シャフト1
7及びビット20の周囲に位置して、前記真空通路20
に連通する吸着用空気通路が形成されるようになってい
る。これにて、負圧発生器22が駆動されることによ
り、吸着パイプ24内が負圧となり、もって、その先端
部にてねじ45(図7参照)の頭部を吸着保持し、その
状態でビット19をねじ頭部に噛み合わせるようになっ
ている。
タ取付筒25が取付けられており、このモータ取付筒2
5の上端部に、例えばサーボモータからなるビット用モ
ータ26が下向きに取付けられている。このビット用モ
ータ26の回転軸26aは、前記モータ取付筒25内に
おいて、上カップリング27を介してトルクセンサ28
に連結され、さらに前記取付筒部15内において下カッ
プリング29を介して前記駆動シャフト17に連結され
ている。
ると、駆動シャフト17ひいてはビット19が、上下軸
線(Z軸)を中心に回転するようになっており、もって
回転機構が構成されているのである。尚、図2などにも
示すように、このねじ締めヘッド部2の左側部位(前記
負圧発生器22から取付筒部15までの部位)は、カバ
ー30にて覆われるようになっている。また、前記ビッ
ト用モータ26等に接続される電気配線(フラットケー
ブル)31は、フレキシブルとされ、前記固定用フラン
ジ3の上面に接続されるようになっている。さらに、こ
のねじ締めヘッド部2は、本出願人が開発した4軸ねじ
締めロボットのヘッド部と同等の構成とされ、共用化を
図るようにしている。
4等に示すように、図で左面が開口した横長なほぼ矩形
箱状をなし、その左端面部が、前記ねじ締めヘッド部2
のベースブロック5にねじ止め固定される。このとき、
ベースブロック5から右方に突出する上下軸モータ12
が、固定用フランジ3の内部に収容されるようになって
いる。そして、この固定用フランジ3の図で右半部部分
には、正面,背面,下面の3面に位置して、取付ステー
32,33(図1参照)にねじ締めロボット本体1を固
定するための取付部34が設けられている。尚、以下、
3個の取付部34を区別する必要がある場合には、便宜
上、符号の後に(A),(B),(C)を付すこととす
る。
固定用フランジ3の正面部には、取付部34(A)が設
けられている。この取付部34(A)は、固定用フラン
ジ3の正面部に上下方向に帯状に延びて設けられた左右
2個の厚肉部35に、夫々上下に2個のタップ穴36を
形成して構成されている。この合計4個のタップ穴36
は、前記取付ステー32,33に形成された4個のねじ
挿通穴(図示せず)に対応位置している。
ランジ3の背面部に設けられる取付部34(B)も、同
様に、2個の厚肉部35に合計4個のタップ穴36を形
成して構成されている。さらに、図4(c)に示すよう
に、固定用フランジ3の下面部に設けられる取付部34
(C)も、やはり、2個の厚肉部35に合計4個のタッ
プ穴36を形成して構成されるのであるが、それに加え
て、2個の厚肉部35の夫々中央部にノックピン穴37
が形成されている。
述べるように、固定用フランジ3をいずれかの取付部3
4にて選択的に取付ステー32,33に取付けることに
より、ねじ締めヘッド部2の軸線方向を縦方向あるいは
横方向として設置することが可能とされているのであ
る。
される電気配線31は、固定用フランジ3の上面の左端
部に接続され、固定用フランジ3内を通して該固定用フ
ランジ3の上面右端部に取付けられるコネクタボックス
4に接続されるようになっている。図2,図5,図6等
に示すように、前記コネクタボックス4は、矩形箱状を
なし、その一側面部にコネクタ部4aを有している。こ
のコネクタ部4aには、コントローラに接続するための
接続用ケーブル38(図2参照)が接続されるようにな
っている。コネクタボックス4の底面は開口しており、
その部分を固定用フランジ3内からの電気配線が通され
るようになっている。
ックス4の固定用フランジ3に対する取付け向きが変更
可能とされている。即ち、図6(b),(c)に示すよ
うに、固定用フランジ3の上面左側部位には、正面側及
び背面側の縁部に位置して各2個のステー39が立上り
状に設けられ、これら各ステー39には雌ねじ部39a
が形成されている。一方、図6(a),(b)に示すよ
うに、コネクタボックス4の前後左右の4面には、下辺
部に位置して各2個のねじ挿通穴40が形成されている
のである。
に、例えば工場出荷時には、コネクタボックス4は固定
用フランジ3に対して、コネクタ部4aの両側の面にて
ステー39にねじ41により取付けられており、もって
コネクタ部4aの向く方向言換えれば接続用ケーブル3
8が導出される方向が、右側面(図5で矢印(イ)方
向)とされている。そして、その状態から、コネクタボ
ックス4の向きを正面方向(図5で矢印(ロ)方向)あ
るいは背面方向(図5で矢印(ハ)方向)に変更可能と
されているのである。
しい説明は省略するが、このコントローラは、マイコン
等を含んで構成されている。そして、後の作用説明にて
若干触れるように、ねじ締め作業実行時に、予め記憶さ
れた制御プログラムや各センサの検出信号等に基づい
て、噛み合わせ,ねじ込み,締め上げ,トルク保持の4
つのステップを、夫々所定のビット回転速度及びねじ押
え力にて順に実行するように、前記ねじ締めヘッド部2
(上下軸モータ12及びビット用モータ26並びに負圧
発生器22等)を制御するようになっている。また、こ
のとき、使用者により、各過程におけるビット回転速度
やねじ押え力を自在に設定することができるようになっ
ている。
ず、本実施例のねじ締めロボット本体1は、固定用フラ
ンジ3に設けられた複数の取付部34によって、取付ス
テー32,33に対するいくつかの取付け形態をとり得
ることができる。即ち、図1(a)に示すように、作業
設備のベース42上においてワーク43に対して縦方向
にねじ締め作業を行う場合には、取付ステー32に対し
て、例えば固定用フランジ3の正面部の取付部34
(A)を宛てがうようにして取付けられる。
取付ステー32に形成された4個のねじ挿通穴を通して
取付部34の4個のタップ穴36に夫々ボルト44を締
付ければ良い。また、図示はしないが、同様にして、固
定用フランジ3の背面部の取付部34(B)にて取付け
るようにすれば、図1(a)で取付ステー32の手前側
に位置して設置することもできる。これにて、ねじ締め
ヘッド部2の軸線方向(ねじ締め方向)を、縦方向とし
た縦置き状態にねじ締めロボット本体1を設置すること
ができるのである。
3に対して横方向にねじ締め作業を行う場合には、ベー
ス42上の取付ステー33に対して、固定用フランジ3
の底面部の取付部34(C)を宛てがうようにして取付
けられる。この場合にも、上記と同様にボルト締めにて
取付けることができ、これと共に、図示しないノックピ
ンをノックピン穴37(図4(c)参照)に打込むこと
により、位置ずれ等を効果的に防止することができる。
これにて、ねじ締めヘッド部2の軸線方向(ねじ締め方
向)を、横方向とした横置き状態にねじ締めロボット本
体1を設置することができるのである。
1は、1種類の固定用フランジ3にて軸線方向を縦方向
及び横方向としたいずれの場合にも対応することができ
る。またこのとき、従来の多関節形ねじ締めロボットと
異なり、取付ステー32,33に直接的に取付けられる
ものであるから、アーム等の旋回を行うためスペース
(いわばデッドスペース)が不要となり、省スペース化
を図ることができ、これと共に、軸線方向を横方向にし
た場合の自重を容易に支えることができるのもである。
においては、固定用フランジ3に対するコネクタボック
ス4の取付向きを次のようにして変更することができ
る。即ち、工場出荷時には、図2,図5等に示すよう
に、例えばコネクタボックス4のコネクタ部4aの向く
方向、言換えれば接続用ケーブル38が導出される方向
が、右側面(図5で矢印(イ)方向)とされている。
く方向を例えば正面(図5で矢印(ロ)方向)に変更し
たい場合には、まず、図6(a)に示すように、コネク
タボックス4をステー39に取付けているねじ41を取
外す。次に、図6(b)に示すように、コネクタボック
ス4を若干上方に持上げ、さらに、図6(c)に示すよ
うに、コネクタ部4aが正面を向くように90度回転さ
せる。そして、コネクタボックス4を再び下降させる。
このとき、各ステー39の雌ねじ穴39aに、コネクタ
ボックス4のうちのコネクタ部4aの面及びその反対側
の面のねじ挿通穴40が一致することになり、図6
(d)に示すように、ねじ41を締付けて固定する。ま
た、コネクタ部4aの向く方向を背面(図5で矢印
(ハ)方向)に変更する作業も、同様にして行うことが
できる。
用ケーブル38の導出方向を任意に変更することがで
き、例えば固定用フランジ3の取付部34の使用位置
や、装置が設置される環境によって、スペース的に最も
有利な向きにコネクタボックス4を配置すれば、より一
層の省スペース化を図ることが可能となるのである。ち
なみに、図1(a)では、コネクタ部4aの向き(接続
用ケーブル38の導出方向)を図で右方向(図5で
(イ)方向)とし、図1(b)では、コネクタ部4aの
向き(接続用ケーブル38の導出方向)を図で正面方向
(図5で(ロ)方向)としている。
体1(ねじ締めヘッド部2)は、コントローラにより、
図7に示すように制御されてねじ締め作業を実行するよ
うになっている。即ち、ねじ締め作業は、噛み合わせ
(1期)、ねじ込み(2期)、締め上げ(3期)、トル
ク保持(4期)の4つのステップ(過程)が順に実行さ
れることにより行われ、夫々のステップでは、予め設定
された適切なビット回転速度(ビット用モータ26の回
転速度)及びねじ押え力(上下軸モータ12の回転トル
ク)が得られるようになっている。また、ここでは、ね
じ締め作業を行いながら、ねじ頭高さ及びねじ締めトル
クを検出することにより、正常にねじ締め作業が行われ
ているかの検査が同時に行われるようになっている。
は、ビット回転速度は中速度とされ、またねじ押え力は
弱くされる。これにて、ビット19の先端とねじ45の
頭部の溝(例えば十字穴)とが確実に噛み合わされ、ま
たねじ45の傾きやロックが防止される。次のねじ込み
(2期)のステップでは、ビット回転速度は高速度とさ
れ、またねじ押え力は中程度とされる。これにて、ねじ
45がワーク43のねじ穴43aに短時間でねじ込まれ
るようになる。
回転速度が低速度とされながら、ねじ押え力が強くされ
る。これにて、ねじ45の強い締め上げが行われると共
に、ねじ頭部の溝のつぶれが防止される。最後のトルク
保持(4期)のステップでは、ビット19の回転が停止
され、強いねじ押え力が保持される。この間にねじ煤魅
了やねじ締めトルクが上昇したことが検査され確認され
て、ねじ締め作業が完了するのである。
な制御が行われることにより、従来から供されている単
軸ねじ締め機と異なり、高精度(例えばトルク精度が±
3%)のねじ締め作業を行うことができて、ねじかじり
不良,ねじばか不良,斜め締め等のねじ締め時の不良の
発生を大幅に減少させることができるのである。この結
果、自動組立ライン等への適用が十分に可能となるもの
である。
体1によれば、従来の4軸多関節形ねじ締めロボットに
比べて大幅なコンパクト化を図ることができ、省スペー
スで比較的安価に済ませることができるものである。し
かも、1種類の固定用フランジ3を共用して、ねじ締め
ヘッド部2の軸線方向を縦方向だけでなく横方向につい
ても設置可能であり、縦向き及び横向きのいずれのねじ
締め作業にも対応することができる。
クス4を、固定用フランジ3に対して取付向きの変更が
可能となるように設けたので、スペース的に最も有利な
向きにコネクタボックス3を配置することができ、より
一層の省スペース化を図ることが可能となる。また、回
転機構及び進退移動機構にサーボモータ12,26を採
用し、ねじ締め作業時のコントローラによる緻密な制御
を行うようにしたので、ねじ締め不良の発生を効果的に
防止することができるといった利点も得ることができる
ものである。
ド部の縦置き形の使用状態(a)及び横置き形の使用状
態(b)を示す正面図
面(c)を示す図
示す図
2はねじ締めヘッド部、3は固定用フランジ、4はコネ
クタボックス、12は上下軸モータ、17は駆動シャフ
ト、19はビット、24は吸着パイプ、26はビット用
モータ、32,33は取付ステー、34は取付部、36
はタップ穴、38は接続用ケーブル、39はステー、4
0はねじ挿通穴、45はねじを示す。
Claims (3)
- 【請求項1】 軸線を中心にねじ締め用ビットを回転さ
せる回転機構及び前記ねじ締め用ビットを前記軸線方向
に進退移動させる進退移動機構を備えるねじ締めヘッド
部と、このねじ締めヘッド部を支持すると共に取付ステ
ーに取付けられる固定用フランジと、この固定用フラン
ジに設けられ前記ねじ締めヘッド部とコントローラとの
接続を行うためのコネクタボックスとを具備し、 前記固定用フランジは複数の取付部を有し、いずれかの
取付部にて選択的に前記取付ステーに取付けられること
により、前記ねじ締めヘッド部の軸線方向を、縦方向あ
るいは横方向として使用することが可能とされているこ
とを特徴とするねじ締め装置。 - 【請求項2】 前記コネクタボックスは、前記固定用フ
ランジに対して取付向きが変更可能とされていることを
特徴とする請求項1記載のねじ締め装置。 - 【請求項3】 前記コントローラは、ねじ締め作業実行
時に、噛み合わせ,ねじ込み,締め上げ,トルク保持の
4つのステップを、夫々所定のビット回転速度及びねじ
押え力にて順に実行するように、前記ねじ締めヘッド部
を制御することを特徴とする請求項1又は2記載のねじ
締め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18926596A JP3811999B2 (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | ねじ締め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18926596A JP3811999B2 (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | ねじ締め装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1034448A true JPH1034448A (ja) | 1998-02-10 |
| JP3811999B2 JP3811999B2 (ja) | 2006-08-23 |
Family
ID=16238424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18926596A Expired - Lifetime JP3811999B2 (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | ねじ締め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3811999B2 (ja) |
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- 1996-07-18 JP JP18926596A patent/JP3811999B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3811999B2 (ja) | 2006-08-23 |
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