JPS6044238A - ねじ部品仮締め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はねじピンチ、ねし径サイズの比較的大きなねし
部品を仮締めする装置に開するものである。

〈従来技術〉 近年ロボットによる組立作業の自動化が急速に進められ
ている。かがる組立作業の中でねじ締め工程のしめる割
合は非常に多く、ナツトランナをロボットアームで操作
してねし締めを行わせる試みがなされているが、人間の
手作業に比べ作業能率の低い点が問題となっている。

ビス等の小ねじ類については、ヒニールチューブによる
エア圧送が容易にできるため、ドライバーをねじ締め個
所に位置させたままドライバ先端部へのねじ部品供給が
ビニールチューブを介して行われ、高能率なねじ締め作
業が行われている。

しかしなから六角ポル件や、ねじピッチ、ねじ径ザイズ
が大きくなると、かかるビニールチューブによるエア圧
送が困難となり、ロボットアームに保持されたナツトラ
ンナ装置先端部−・のねし部品供給が問題となる。

従来においては、高速低トルク締め及び低速高トルク綿
め機能を有するナノ１〜ランナの先端部に臨ませて把持
機構を設り、ねじ部品供給位置までロボットアームを移
動し、ねし部品を把持してからねじ締め位置まで移動し
ナツトランナを作動させてねじ締めが行われていた。こ
のようなねし綿め作業はねじ部品の把持、移送のために
ねじ締め動作が中断されることになり能率を上げること
ができなかった。

しかもねじ締め動作の初期段階、殊にねし山が１山以」
二ねじ込まれるまではねし山を破損しないため低速回転
させる必要があるが、ねじのくい込みを早期に検出する
機能が前記ナツトランナにばないし又組込みも困難であ
り、低速回転のまま何回もねじ込みが行われていた。そ
のため高速でのねじ締め開始のタイミングが遅れ時間短
縮を困難にしていた。

〈発明の目的〉 そこで本発明は、ナツトランナによるねし締めと、ねじ
込み個所へのねじ部品供給及び仮締めを別工程に分け、
仮締めにおけるねじ部品供給の効率化と低速回転による
初期ねじ込み量を必要最小限に留め、ねじ締めを高能率
に行わせることを目的とする。

〈発明の構成〉 本発明の特徴とする構成は、ロボットアームの先端に設
けられた作業ヘッド取（＝Ｊ部材に仮締め装置本体を取
付け、これに回転と軸動を許容して支承されたナツトラ
ンナ軸の下端係合部の下方にスト１．力よりねじ部品を
分離し保持して供給するねし部品供給装置を設け、ナツ
トランナ軸の軸動に応答しねじ部品の必要最小限の初！
Ｊｌねし込み量を検出してナツトランナ軸の低速回転に
よる仮締め動作を終了させる軸動変位検出手段及び制御
手段を設けたものである。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、１０は水平多関節構造の仮締め専用の
ロボットであり、アーム１１の先端に設Ｇ）られた作業
ヘッド、取付部材１２に、仮締め装置２０が設げられて
いる。前記アーム１１は第１アーム１３の先端に旋回可
能に枢支され、第１アーム１３は支柱１４に昇降案内さ
れた昇降体１５に旋回可能に設けられ、各輔ザーホモー
タの駆動制御により仮締め装置２０を３次元空間の任意
の位置に移動させることができるよ・うになっている。

１６はワークＷの支持台であり、この支持台１６上にて
ワークＷにねじ部品とし゛この六角ポル１−の仮締めが
なされる。１７は六角ボルトを収納するホッパーであり
、このホンパー１７には六角ボルトを整列させて送り出
す振動パーツフィーダ１８が設けられている。パーツフ
ィーダ１８の一端には鉛直方向下方に延びる円筒状のシ
ュート１９が連結され、その下端には第４図に示すよう
にスプリング３５が付勢された一対のプランジャ３６に
て構成されるシャッタ装置３７が設けられている。

前記仮締め装置２０に設けられたストッカ２１の上端が
シャッタ装置３７の下部開口に嵌入し、一対のプランジ
ャ３６を押上げることにより六角ボルトの落下拘束作用
を解除してストッカ２１内に複数の六角ボルトは装填さ
れる。

前記仮締め装Ｗ２０は、作業ヘッド取付部材１２の下端
面に固着され取イス１部＋Ａ１２の１１１回軸線に垂直
な基板よりなる仮締め装置本体２２を有し、この本体２
２上面に前記ストツカ２１　ｉｔ立設され、このストッ
カ２１の下端は本体２２の下面より貫通突出している。

このストッカ２１の下端間ＬＪ部２１ａを閉止するよ”
うに案内部材２３にて水平方向に進退可能に案内された
分離板２４が設りられ、分１’ｓＩｌ　仮２４の一端は
エアシリンダ２５のピストンロッド２６と連結され、他
端には六角ポル１〜の軸部を保持する半円状の四部２７
及び六角ホルトの軸部外周押さえ用の弾性爪２８が設け
られている。

ごの弾性爪２８と凹部２７ば六角ホルトの軸径に相合す
る略円形の保持穴を形成しており、この保持穴がストッ
カ２１の真下に位置すると、ストッカ２１内のボルト軸
部が落下挿入され、第３図の状態にボルト保持される。

これより分離板′２４を前進させることにより仮締め用
ナツトランナ軸４０の軸線下ヘボル＋はシフ１−される
。

ナツトランナ軸４０は本体２２の先端部に取付部材１２
の軸線と平行に軸承されたスリーブ状の駆動軸４１の中
心にスプライン係合され、回転と軸動が許容されている
。ナツトランナ軸４０の小径部外周には、上端をピン４
３にて抜止めされたスプリング庄４４にて係止されたス
プリング４２が配設され、ナノ１〜ランナ軸４０を下方
に押圧している。ナツトランナ軸４０の上端部ストッパ
４５は駆動軸４１の輪部に当接されている。ストソバ４
５の外周に番Ｊフランジ４７が突設され、このフランジ
４７の有無に感応しナツトランナ軸４０の軸動変位によ
ってオンオフされる近接スイッチ４８が設りられている
。ナツトランナ軸４０の下端部には六角ポル１〜の頭部
と係合する係合穴４９が形成され、この保合穴４９内に
は当接部祠５９が設けられている。

５０はナツトランナ軸４０を回転駆動する低速回転モー
タであり、モータ制御回路Ｇｏと接続され、この制御回
路６０にはスイッチ回路６１を介して近接スイッチ４８
の信号が与えられるようになっている。前記駆動軸４１
の外周に設げられたプーリ５１及びモータ軸５２のプー
リ５３との間に張設されたヘル１−５４にて回転連結さ
れている。

前記近接スイッチ４８は仮締め終了端を検出するもので
あり、ねじ穴に対してポル１−が１山ないし２山ねじ込
まれたことを検出し、モータ５０の回転を停止し、仮締
め動作を終了させる指令を発するものである。

第２図に示すように、ナツトランナ軸４０と同軸上にシ
フトされたポル］・の凹部と係合穴４９とが未だ係合し
ない第２図の状態では、近接スイ。

チ４８の下方にフランジ４７ば位置する。ごれよりロボ
ソ１−アーム１１及び仮締め装置２０か所定量下降され
、ボルトｒｔａ部が係合穴４９に係入しす、７Ｉ−ラン
ナ軸４０を上方に変位させた第３図の状態では近接スイ
ッチ４８の上方にフランジ４７が位置し、ごの状態より
１山〜２山分ボルトかねじ込まれてナツトランナ軸４０
が下降するとフランジ４７は近接スイッチ４８と対応す
る位置関係に両者は設定されている。

尚、近接スイッチ４８は、仮締め装置２０の第２図から
第３図の状態への移行過程にオフから一旦オフとなり再
びオフとなる。このような信号変化はスイッチング回路
６１にて記１，０され再度オンとなって初めて仮締め終
了を指示する信号をモータ８１１す御回路６０及びロホ
ノト制御回路に発するようになっている。

次に仮締め動作について説明する。スト・ツカ２１には
４本のボルトが収納されているものとし、支持台１６」
―のワークＷのねじ穴と、チン１−ランナ軸４０の軸線
か一致するように仮締め装置２０を位置決めする。分離
板２４に保持されたホルトＷ１も同軸」二に位置し、こ
れより仮締め装置２０を下降させる。先ずボルトＷ　＋
の下端部がねし山に当接しボルトＷ＋の下降は停止する
がなおも仮締め装置２０ば下降するのでボルト頭部にナ
ノ１〜ランナ軸４０が当接し、ナノ１〜ランチ軸４０は
−に方に押上げられる。

仮締め装置２０の下降端位置は第２図に示す位置より、
係合穴内の当接部月５９とボルト端面との間の距！１ｉ
ｔｌｌとナツトランナ軸４０の必要最小限のリフト量１
２を加えた位置よりも下方位置であれば良い。下降端到
達後分離板２４をｉ＆退さ一已てからモータ５０を起動
させると、これ以前においては係合穴４９にポルｌ−１
ｔｆｆ部が係入していなくとも相対回転により係入し、
第３図の状態となり、これをナツトランナ軸４０の第１
軸動位置とする。

これよりボルトはねし穴にねし込まれる。１山ないし２
山ねし込まれるとそれだりナツトランナ軸４０も下降し
て第２軸動位置となり、近接スイッチ４８がオンとなる
。この信号によってモークＧ、Ｉ止められ仮締め動作の
終了が指令され、ロボソ１〜アームは次のねし穴位置に
仮締め装置２０を位置決めする。この間にストッカ２１
より保持穴２７に落下保持されたボルトは分離板２４の
前進によりナツトランナ軸４０と同軸状態までシフトさ
れ、次のねじ穴位置にて直ちに仮締め動作が開始される
。このようにしてストッカに収納された４本のボルトは
連続的に仮締めされる。次のワークが支持台１６に搬入
される間に仮締め装置２０ばホッパー側に移動され、ス
トッカ２１内にボルトを収納して仮締め位置に戻り、前
記のように仮締めを行う。

尚、仮締め後のボルトは別ステーションに設けられた高
速低速２段切替え可能なナツトランナにて高速綿めされ
、ねじ込み端近傍にて低速高トルクに切替えられて綿付
けを完了する。

以上述べたように、ねじ締め工程を仮締め工程と本締め
工程に分り、低速回転の必要な仮締め工程においては、
ナ・ノドランナ軸の軸動を検知してボルトの脱落しない
必要最小限のねじ込み状態で仮締めを終了するようにし
たので低速綿めに要する時間を最小限に押さえることが
でき、実質的なねじ締め時間を大幅に短縮することがで
き、ねじ締め作業を高能率に行うことができる利点があ
る。

又仮締め装置に設けたストッカよりボルトを分離供給す
るようにしたので、ねじピッチ、ねじ径サイズの大きな
ねじ部品でも確実に高能率にねし締めできる効果も有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はロボットを含めた仮締め装置の全体構成図、第
２図、第３図は仮締め装置の要部断面図で第２図はボル
ト頭部係合前の状態を、第３図はボルト頭部係合状態を
示す図、第４図はストッカに対するボルト補給状態を示
す図、第５図は第２図における■−Ｖ線矢視図である。 １１・・・ロボットアーム、１６・・・支持台、１７・
・・ポツパー、１８・・・パーツフィーダ、２０・・・
仮締め装置、２１・・・スト・７カ、２２・・・仮締め
装置本体、２４・・・分離板、２８・・・弾性爪、４０
・・・ナツトランナ軸、４１・・・駆動軸、４５・・・
ストッパ、４７・・・フランジ、４８・・・近接スイッ
チ、４９・・・係合穴、５０・・・駆動モータ、６０・
・・モーフ制御回路、６１・・・スイッチ回路。 特許出願人 豊田工機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）多自由度を有するロボットアームの先端部に設け
   られた作業ヘッド取付部材に仮締め装置本体を取付け、
   この仮締め装置本体には鉛直線とほぼ平行となし回転可
   能にかつ軸線方向移動可能に支承されたす、トランナ軸
   と、このナンドランチ軸の下端部に形成されたねじ部品
   と保合する係合部の下方位置にねじ部品をストッカより
   分離し保持して供給するねじ部品供給装置と、前記ナツ
   トランナ軸を仮締め装置本体に対して下方に弾力的に押
   圧する押圧手段と、前記ナツトランナ軸を低速で回転駆
   動する回転駆動手段と、前記ナツトランナ軸の軸方向相
   対変位に応答して信号を発する軸動変位検出手段を設け
   、前記ロボットアームをナツトランナ軸軸線方向に所定
   量移動させてねじ部品を相手部品のねし部に当接させか
   つナツトランナ係合部へねじ部品を係入させたナツトラ
   ンナ軸の第１軸動位置に対してねし部品の必要最小限の
   ねじ込みによるナンドランナ軸第２軸動位置への変位に
   て前記軸動変位検出手段から発せられる信号により前記
   回転駆動手段の作動を停止させる制御手段を備えてなる
   ねじ部品仮締め装置。