JPS61214927A - 自動ねじ締め機 - 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】 「発明の利用分野」 本発明は多自由度を有するロボットを本体とする自動ね
じ締め機に関するものである。

「従来技術」 従来、直交座標型ロボットや水平多関節型ロボットに電
動ドライバを搭載した自動ねじ締め機が知られている。

第５図に示したのは水平多関節型口ボッ）Ｒの手首先端
に電動ドライバＤを取り付け、且つ、上記ロボットＲの
手首先端に電動ドライバＤと共に、この電動ドライバＤ
へ供給するねじをストックしておくためのホッパＨを搭
載した形式の自動ねじ締め機を示す。

すなわち基台ａ上には水平面内において揺動自在の第１
アームｂが取り付けられ、この第１アームｂの先端にや
はり水平面内においてｒ１勤可能の第２アームＣが取り
付けられており、上記第２アニムＣの先端に設けた手首
ｄに前記ホッパＨ及び電動ドライバＤ１更には上記電動
ドライバＤの昇降駆動を行うエアシリンダｅが取り付け
られている。ｒｌ及びｆ、はそれぞれ第１アームｂを駆
動するモータ及び第２アームＣを駆動するモータであり
、これらのモータ’＋＋’２及びエアシリンダｅの作動
により電動ドライバＤを任意の位置にＭ搬し、その位置
においてねじ締め作業を行う。

上記ホッパＨと電動ドライバＤのねし補給部ｇとの間に
はシュートｈが設けられ、ホッパｈのすくい板ｉによっ
てず（い上げられたねじが上記シュー）ｈを通ってねし
補給部ｇへ整列された状態で配送され、電動ドライバＤ
に供給される。

このように第５図に示した従来装置では、電動ドライバ
Ｄに補給する多数のねじをストックするためのホッパＨ
をロボットＲがそのアーム先端に搭載している。

「従来技術の問題点」 ところでこのようなホッパＨはその内部に収容したねじ
の重量とも合わせると通常数十キロにも達し、このよう
な重量物をアーム先端に取り付けねばならないために、
ロボット全体の剛性を高めなければ充分な位置決め精度
を補償することができず、また動的ひずみの増大のため
に、ロボットの移動速度をあまり速くすることができな
いので作業能率が悪いという欠点を有している。

上記のような欠点を解消するために、ホッパをロボット
Ｒの近傍に固定的に設置し、このホッパと、ロボットＲ
の先端の電動ドライバＤのねじ補給部ｇとをフレキシブ
ルなチューブにより連結し、空気力によってこのチュー
ブに供給した圧縮空気によって、ねじをホッパからねじ
補給部ｇへ空気圧送することも行われている。

しかしこの場合空気圧送可能のねじの形状は限定されて
おり、例えばねじの頭部に比較してねじ部の短いねじは
、チューブの途中でねじの姿勢が不安定となるため空気
圧送することができない。

「発明の目的」 したがって本発明はねじを貯溜するホッパをねじ締め機
本体の近傍に固定して、ねじ締め機の可ＦＭ重量を軽量
化するとともに、いかなる種類のねじにも対応してねじ
の供給を可能とした自動ねじ締め機を提供することであ
る。

「発明の構成」 上記目的を達成するために本発明が採用する主たる手段
は、ロボットよりなるねじ締め機本体と、上記ねじ締め
機本体のアーム先端に設けた電動ドライバと、ロボット
基部若しくはその近傍に設けられ、ねじを貯溜するホッ
パと、上記電動ドライバへのねし補給部へねじを搬送す
るべくねじ締め機本体のアーム先端に固定した補助シュ
ートと、上記ホッパに固定的に接続され、上記ねじ締め
機本体がねじ補給位置に来た時、前記補助シュートと接
続され、補助シュートへのねじの受け渡しを行うホッパ
側シュートとを有してなる点を要旨とする自動ねじ締め
機である。

「実施例」 続いて第１図乃至第４図の添付図面を参照して本発明を
具体化した実施につき説明し本発明の理解に供する。

ここに第１図は本発明の一実施例にかかる自動ねじ締め
機の正面図、第２図は同ねじ締め機の平面図、第３図は
同ねじ締め機に用いるシュートの一例を示す斜視図、第
４図（ａ）乃至（Ｃ）はホッパ側シュートから補助シュ
ートへのねじの受け渡し状態を示すシュート接合部の平
面図である。

また以下の説明中、第５図に示した従来の装置を構成す
る要素と共通の要素には同一の符号を使用し説明を省略
する。

なお以下の実施例は本発明の一具体例にすぎず、本発明
の技術的範囲を限定する性格のものではない。

この実施装置の場合、水平多関節型ロボットＲが基台ａ
上に垂直軸まわりの旋回運動を行う旋回基部ａ′を有し
、この旋回基部ａ′が前記モータ【、により旋回駆動さ
れることにより、この旋回基部ａ′に取り付けた第１ア
ームｂが基台ａのまわりに揺動し、且つ第１アームｂの
先端にモータｆ２によって揺動駆動される第２７−ムＣ
が取り付けられている点、およびこの第２７−五〇の先
端手首ｄに電動ドライバＤ、エアシリンダｅが設けられ
ている点については第５図に示した従来の自動ねじ締め
機と同様である。

しかしながら、この実施例ではホッパＨ′が前記旋回基
部ａ′より突出するブラケット３に固定されている点に
おいてロボットＲのアーム先端側にホッパＨが取り付け
られている従来装置とは大きく異なる。

また上記手首ｄには、電動ドライバＤのねじ補給部ｇへ
ねじを搬送するための補助シュート４が固定され、また
前記ホッパＨ′には、ロボットＲが第１図、第２図に実
線で示す如くねじの補給位置に来たときに補助シュート
と接続され、補助シュート４へのねじの受け渡しを行う
ホッパ側シュート５が接続されている。第１図および第
２図ではこのような補助シュート４とホッパ側シュート
５とが接続された状態が実線で示され、第２７−五〇が
揺動して、ホッパ側シュート５から補助シュート４が離
れた状態が２点鎖線破線で示されている。

上記のような補助シュート４．ホッパ側シュート５の構
造は概略第３図に示されており、斜めに傾いた２枚のガ
イド板６．６を平行に並べ、その間にねじＳを挟み込ん
で整列状態で下方へ滑らせて、運搬するような形式のも
のが一例として挙げられる。

また、ホッパ側シュート５と補助シュート４との接続部
には、接続時点でホッパ側シュート５から一定量のねじ
が補助シュート４側へ送りこまれるように定量供給装置
を設けておく。

第４図に示した例ではこのような定量供給装置がホッパ
側シュート５に設けられた例を示している。すなわちホ
ッパ側シュート５の側端部にはブラケット７を介して定
量供給レバー８が第４図の紙面に垂直のピン９を中心と
して揺動可能に取り付けられている。１６はこの定量供
給レバー８を第４図における反時計方向へ回動付勢させ
るスプリングである。この定量供給レバー８の先端部ｌ
Ｏは９０度に折曲され、更にこの先端部１０には先端部
ｌＯに対して例えば４５度の角度で折曲されたガイド片
１１が形成され、また定量供給レバー８の他端には前記
先端部１０と平行の分離片１２が９０度に折曲されて形
成されている。上記定量供給レバー８の長さは第４図（
ａ）に示す如く定量供給レバー８を、スプリング１６に
よってその先端部１０がホッパ側シュート５の先端５．
へ当接する方向へ回動させたとき、図示の如く先端部１
０にホッパ側シュート５内の先頭のねじＳ。

が当接して、ホッパ側シュート５からねじＳ、が落下し
ないような長さとされ、またホッパ側シュート５の側面
には開口１３が形成され、定量供給レバー８を第４図（
ｂ）に示す如くホッパ側シュート５に平行となるまで揺
動させたとき、前記分離片１２が前記開口１３に挿入さ
れ、分離片１２の先端が整列状態のねじの内の１個に当
接して、このねじが搬送方向へ漬り落ちないように構成
されている。

次に上記構成における作用を説明する。

通常のねじ締め作業は、ワーク上のねじ締め位置へ電動
ドライバＤの先端を誘導することにより行われ、これは
第２図に矢印Ｘで示す如く第１アームｂを揺動させ、且
つ第２アームＣを矢印ｙの方向に揺動させると共にエア
シリンダｅにより、電動ドライバＤを昇降させることに
より行う、従って、第２アームＣおよびその先端に取り
付けられた電動ドライバＤなどは、締めつけ作業時には
、例えば第２図に２点鎖線で示すような位置にあり、こ
のねじ締め作業によって補助シュート４に蓄えられたね
じが減少してい（と、やがて補助シュート４へ新たなね
じを補給するための補給指令がロボットＲに発せられる
。

このような補給指令は例えばねじ締め回数をカウントし
て、その値が一定量に達したときに生じるようになして
もよく、また補助シュート４に第３図に示すように、受
光部１４ｍと投光部１４ｂよりなる光学センサを設け、
一定時間以上の長時間に渡って投光部ｔａｂから受光部
１４．へ至る光を遮るものがないことを検出したときに
指令を発生するように為してもよい。

こうして補給指令が発せられると、ロボットＲは一旦ね
じ締め作業を中断し、第２７−五Ｃを揺動させて、第２
図に実線で示す如く、補助シエート４をホッパ側シュー
ト５に接続させる。この状態が第４図に示され、第４図
（ａ）は補助シュート４が矢印２で示す如くホッパ側シ
ュート５に接近していく状態を示している０Ｍ助シュー
ト４が接近していくと、その先端がガイド片１１に当接
し、この方イド片１１は補助シュート４の進行方向に対
して傾斜しているので、ガイド片１１が押し退けられ、
結果的に定量供給レバー８が第４図（ｂ）に矢印１５で
示す方向（時計方向）にスプリング１６の力に逆らって
揺動し、定量供給レバー８の先端部１０と、先頭のねじ
Ｓ、との干渉が解除され、先頭のねじＳｌおよびこれに
後続するねじが、僚斜した水７パ側シュート５から補助
シュート４に沿って滑り降りてい（、このとき前記した
ように定量供給レバー８は矢印１５の方向に回動し、こ
れがホッパ側シュート５と略平行状態となるため、定量
供給レバー８の後端に形成した分離片１２が開口１３か
らホッパ側シュート５内へ挿入され、図示の例では先頭
のねじＳｌから数えて７番目のねじＳｂに分離片１２が
当接してこのねじＳｂおよびこれに後続するねじがホッ
パ側シュート５に沿って滑り降りるのを妨げる。従って
、先頭のねじＳｌとこれを含んで６個のねじのみが補助
シュート４に乗り移っていく。

こうして６１１１のねじが補助シュート４に乗り移ると
、第２アームＣが揺動され、第４図＜ｃ＞に示す如く、
補助シュート４がホッパ側シュート５から離れてい（、
これにより、スプリング１６の力により定量供給レバー
８が矢印１５とは反対の方向へ回動し、これに伴って分
離片１２が開口１３から引き抜かれ、ねじＳｌとの当接
が解除されるため、ねじＳｌおよびこれに後続するねじ
が矢印で示す如くホッパ側シュート５の先端５．の方向
へ滑り降りていく、このとき定量供給レバー８の揺動に
伴ってその先端部１０がホッパ側シュート５の先端５．
に当接し、ねじの通過を阻止するため、ねじＳｋがホッ
パ側シュート５の先端部で停止され、これに後続するね
じも整列状態を保ってホッパ側シュート５内に蓄えられ
第４図（ａ）に示す初期状態に復帰する。

こうして補助シュート４がホッパ側シュート５に接続さ
れる毎に定量のねじが補助シュート４へ移載されろ、従
って、補助シュート４側には大きなホッパを常時接続し
ておく必要がなく、ロボットアームの先端部における荷
重が非常に小さくなる。

上記実施例では、ホッパ側シュート５に定量供給装置を
設けたが、このような定量供給装置の構造は、第４図に
示したものに限らない、また定量供給装置を補助シュー
ト４側へ設けてもよく、更、に補助シュート４側に入り
きるだけの適当量のねじを補給したとき、補助シュート
４をホッパ側シュートから切り離すようになして定量供
給装置を省略することも可能である。

上記のようなホッパは前記の実施例の如く、ロボットの
旋回基部に一体的に取り付は旋回基部の旋回と共にその
方向を変えうるようにしておけばロボット自体の方向に
かかわりなく、単に第２アームＣのみの揺動で補助シュ
ート４をホッパ側シュート５との接続位置（補給位置）
べ導くことができ、ねじ補給作業の時間が短縮される。

ただし、ホッパが特に重い場合や種々のねじを貯蔵する
多数のホッパを並列的に用いる場合などには、このよう
なホッパを基台ａの近傍に固定的に配置し、ロボットに
大きな負荷が掛からないように考慮することも重要であ
る。

上記の実施例では、ねじ締め機本体として水平多関節型
ロボットＲを用いた例について説明したが０本発明では
ホッパをロボットアーム先端部に取り付けないので、荷
重が軽減されるため、例えば垂直多関節型ロボットをね
じ締め機本体として用いることも、また直交座標型ロボ
ットその他、ｌ自由度以上のロボットであれば本発明に
おけるねじ締め機本体を構成しうる。

「発明の効果Ｊ 本発明は以上述べたように、ロボットよりなるねじ締め
機本体と、上記ねじ締め機本体のアーム先端に設けた電
動ドライバと、ロボット基部若しくはその近傍に設けら
れ、ねじを貯溜するホッパと、上記電動ドライバへのね
じ補給部へねじを搬送するべくねじ締め機本体のアーム
先端に固定した補助シュートと、上記ホッパに固定的に
接続され、上記ねじ締め機本体がねじ補給位置に来た時
、前記補助シュートと接続され、補助シュートへのねじ
の受け渡しを行うホッパ側シュートとを有してなる自動
ねじ締め機であるから、ロボットアーム先端における負
荷が軽減され、ロボットの剛性を低減させることが可能
であると共に、動的ひずみを軽減でき、比較的低コスト
の簡素なロボットを適用することが可能となった。

そしてこの考案の場合、ホッパがねじ締め作業場所から
離れたロボット基部又はその近傍に設けられるので、ね
じ締め作業中においてもホッパへのねじの補給が可能と
なり、ねじ締め作業の連続性が向上して作業能率が上が
る。また、ホッパの重量を考える必要がないので、異な
る種類のねじを収容する複数のホッパを配備することが
でき、一台のロボットで多種のねじ締めが可能となる。

そして、ホッパをロボット基部近傍に設置することがで
きるにもかかわらず、ねじを空気圧送するためのチュー
ブ等が不要であるので、チューブ等で送ることのできな
い短いねじ等も使用することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる自動ねじ締め機の正
面図、第２図は同ねじ締め機の平面図、第３図は同ねじ
締め機に用いるシュートの一例を示す斜視図、第４図（
１）乃至（Ｃ）はホッパ側シュートから補助シュートへ
のねじの受け渡し状態を示すシュート接合部の平面図、
第５図は従来の自動ねじ締め機を示す斜視図である。 （符号の説明） Ｒ・・・ロボット　　　　　　Ｄ・・・電動ドライバＨ
′・・・ホッパ　　　　　　ａ・・・基台ｂ・・・第１
アー五　　　　　Ｃ・・・第２アームｅ・・・エアシリ
ンダ　　　　ｒ、、ｒ２・・・モータｇ・・・ねじ補給
部　　　　　４・・・補助シュート５・・・ホッパ側シ
ュート　　Ｓ・・・ねじ８・・・定量供給レバー　　　
１２・・・分離片ｌＯ・・・先端部。 ｓ１図 第２図 第５図 ｆ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロボットよりなるねじ締め機本体と、 上記ねじ締め機本体のアーム先端に設けた電動ドライバ
   と、 ロボット基部若しくはその近傍に設けられ、ねじを貯溜
   するホッパと、 上記電動ドライバへのねじ補給部へねじを搬送するべく
   ねじ締め機本体のアーム先端に固定した補助シュートと
   、 上記ホッパに固定的に接続され、上記ねじ締め機本体が
   ねじ補給位置に来た時、前記補助シュートと接続され、
   補助シュートへのねじの受け渡しを行うホッパ側シュー
   トと、 を有してなる自動ねじ締め機。 ２、ホッパの取付位置をロボットの旋回基部若しくはそ
   の近傍となした特許請求の範囲第１項に記載した自動ね
   じ締め機。