JPS61284335A - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、自動ねじ締め機に関し、さらに詳しくは、ワ
ークのねじ位置にビットを移動させて自動的にねじ締め
を行う自動ねじ締め機に関する。

「従来技術およびその問題点」 自動ねじ締め機の一般的な動作はワークから離れた待機
位置からワークに向かってビットを進行させ、ビットを
回転させてワークにねじ締めを行い、ねじ締めの終了後
、ビットを元の待機位置に復帰するものである。

かかるビットの移動は複動式エアシリンダによるのが従
来一般的で、その移動速度はエアの流量によって調整さ
れる。

ところで、この移動速度を高速にすると、ビットに保持
されたねじの先端がワークのねし孔に嵌入されるときに
、あるいはワークにゆるく炊合されたねじの頭部にビッ
トの先端が当たるときに、衝撃を与え、ねじやねじ孔な
どの破壊を招くことがあるという問題点がある。

一方、ビットの移動速度を低速にすれば、上記のような
問題点はなく安全・確実となるが、作業能率が低下する
という問題点がある。

「発明の目的」 本発明の目的とするところは、ねじ締め時には低速でビ
ットを移動し、それ以外のときは高速でビットを移動す
るように、ビットの移動速度を自動切換し、ねじ締め作
業の安全・確実性と、高作業能率とを両立させることが
できる自動ねじ締め機を提供することにある。

「発明の構成」 本発明の自動ねじ締め機は、ワークから離れた待機位置
からワークへ向ってビットを進行させ、ビットを回転さ
せてワークにねじ締めを行い、ねじ締め終了後、ビット
を元の待機位置に復帰する自動ねじ締め機において、ビ
ットの移動を比較的高速で行う高速移動手段、ビットの
移動を比較的低速で行う低速移動手段、ビットがワーク
に接近してねじ締め開始位置近傍の所定位置まで到達し
たことを検知して到達信号を出力する到達検知手段、お
よび前記高速移動手段を作動してビー／　トを比較的高
速で待機位置からワークに向って進行させると共に、前
記到達信号が出力されると前記低速移動手段を作動して
ビットを比較的低速でワークへ向かって進行させ、ねじ
締めの終了後は再び前記高速移動手段を作動してビット
を比較的高速で待機位置へ復帰させる移動速度制御手段
を具備したことを構成上の特徴とするものである。

「実施例」 以下、図に示す実施例に基づいて本発明をさらに詳しく
説明する。ここに第１図は本発明の一実施例の自動ねじ
締め機の斜視図、第２図は第１ＶＩＪに示す自動ねじ締
め機の吸着パイプ周辺部分の模式的端面図、第３図は第
１図に示す自動ねじ締め機のブレーキ手段の模式的断面
図、第４図は第１図に示す自動ねじ締め機のエア流路お
よび圧油流路の構成説明図、第５図は本発明の他の実施
例の第４図相当図である。なお、これらの実施例により
本発明が限定されるものではない。

第１図に示す自動ねじ締め機１において、ビット（第２
図に示す７）は吸着パイプ２の内部にあり、モータ３に
より回転される。

ビット、吸着バイブ２およびモータ３はホルダ４で保持
され、そのホルダ４は複動式エアシリンダ５によって上
下に移動される。ねじはホッパー６から送り出され、吸
着バイブ２の先端２．に吸い込まれ、ビット先端に吸着
される。

複動式エアシリンダ５はホルダ４を下降させ、ビット先
端に保持したねじをワークのねし孔に嵌入し、モータ３
によりビットを回転してねじを炊合する。

ねじを締め終わると、モータ３において所要トルクが上
昇するから、それを検出すると°、複動式エアシリンダ
５によりホルダ４を引き上げる。

上記基本的な構成および動作は、従来公知の自動ねじ締
め機と変わるところはない。

この自動ねじ締め機１が従来と異なる点は、吸着バイブ
２がワークに当接したことを検出するマイクロスイッチ
１０が設けられ、また、そのマイクロスイッチｌＯで作
動されるブレーキ手１ｄ２０が設けられていることであ
る。

第２図は、マイクロスイッチｌＯの働きを説明するもの
で、吸着バイブ２の周辺部分の模式的端面図である。

マイクロスインチ１０は、ホルダ４に対して固定的位置
に取り付けられている。また、吸着パイプ２を保持する
ための円筒カバー３１はホルダ４に対して固定的位置に
取り付けられている。そこで、第２図では、マイクロス
インチＩＯが円筒カバー３１に取り付けられているよう
に模式的に示しである。

ビット７およびビットホルダ３２はモータ３に対して固
定的位置にあり、そのモータ３はホルダ４に固定されて
いるから、ビット７およびビットホルダ３２はホルダ４
に対して固定的位置にある。

そこで、結局のところマイクロスイッチ１０゜円筒ホル
ダ３１．ビット７およびビットホルダ３２は、ホルダ４
の移動により同時に一体的に移動する。

円筒カバー３１の内周には、取付リング３３が螺合され
、その取付リング３３の内周に外リング３４が上下にス
ライド可能に嵌合され、その３４の上部に内リング３５
が炊合され、かつ下部に吸着パイプ２が圧入等によれり
固着されている。内リング３５は、スプリング３６で下
方に付勢されている。さらに、圧空供給バイブ３７が、
円筒カバー３１の長孔３１．および取付リング３３の長
孔３３．を貫通して、外リング３４に螺合されている。

そこで、吸着パイプ２の先端２１がワークに当接してい
ないときは、スプリング３６の付勢力によって吸着パイ
プ２は下側に押されており、第２図に示す位置にある。

この位置では、吸着パイプ２に設けられた凸部２ｔ、が
マイクロスイッチｌＯを作動させていない。

ホルダ４が下降され、吸着パイプ２の先端２゜がワーク
に当接すると、ホルダ４の下降にもかかわらず吸着パイ
プ２が下降できなくなる。そこで、ホルダ４の下降を伝
達するスプリング３６の付勢力に抗して吸着パイプ２が
停止し、その停止している吸着パイプ２の前記凸部２し
により、下降するマイクロスイッチ１０が作動される。

つまり、マイクロスイッチ１０が作動されたときが、ワ
ークに吸着パイプ２が当接したときであると検知できる
。

ねじ４０がワークのねじ孔に締め込まれていくと、ビッ
ト７は下降するが、吸着パイプ２はワークに当接してい
て下降できないので、マイクロスイッチ１０は、吸着パ
イプ２の凸部２トで作動されたまま第２図において下方
へ移動する。

ねじ４０の締め代だけビット７が下降すると、それに対
応して長さを定められている凸部２トからマイクロスイ
ッチＩＯが外れ、マイクロスイッチ１０は作動されなく
なる。

そこで、マイクロスイッチ１０は、ねじ４０が十分な長
さだけワーク内に締め込まれたか否かを検出する手段と
しての機能（いわゆるねじ浮き検出機能）を有する。

なお、外リング３４．内リング３５．吸着パイプ２およ
び圧空供給パイプ３７は、エゼクタ装置を形成し、高速
ジェットの巻き込み流により吸着パイプ２の先端２．に
ねじ４０を真空吸引するものである。

複動式エアシリンダ５によるホルダ４の移動は、基本的
に従来と同様である。ただし、従来に比べて、ピストン
ロッドの移動速度が高速化されている。この高速化によ
り、作業効率を向上できるのである。

しかし、ホルダ４の移動速度を高速化するだけでは、ね
じ締め時におけるとット７の下降速度が速過ぎて、ねじ
の螺合速度と適合せず、ねじ孔に損傷を与えるなどの不
都合を生じる。そこで、ねじ締め時にはホルダ４の下降
速度を低速化しなければならない。

このような低速化は、複動式エアシリンダ５のピストン
ロッドの移動速度に制動をかけることにより行われる。

第３図はその制動を与えるブレーキ手段２０を詳細に示
すものである。

すなわち第３ＦｙＪに示すように、ブレーキ手段２０は
、基本的には、エアによりピストンロッド５１に対し離
合するクラッチ部２Ｉと、油圧ダンパ一部２２とからな
っている。

クラッチ部２１は、スプリング２３で支持されているピ
ストン２４と、鋼球２５を保持するリテーナ２６と、コ
レツト２７と、ブレーキメタル２９とを具備してなって
いる。

エア供給口３０から圧空が供給されないときは、スプリ
ング２３によりピストン２４が押し上げられ、リテーナ
２６はその弾性力で径を広げ、コレット２７は拡がり、
ブレーキメタル２９はピストンロッド５．を把持しない
、このため、ピストンロッド５８はクラッチ部２１と関
係なく移動しうる。

エア供給口３０から圧空が供給されると、ピストン２４
がスプリング２３の力に抗して押し下げられ、リテーナ
２６の鋼球２５を介し、コレット２７を押さえ、コレッ
ト２７はブレーキメタル２９によりピストンロッド５□
を把持する。か（してブレーキメタル２９およびコレッ
ト２７はピストンロッド５１に一体化されるので、ピス
トンロッド５．が下方へ移動しようとすると、コレット
２７も下方へ移動し、油圧ダンパ一部２２の第１ピスト
ン４１を押し下げることとなる。

油圧ダンパ一部２２は、第１ピストン４１が移動する第
１油圧室４３と、第２ピストン４２が移動する第２油圧
室４４からなっている。第１ピストン４１と第２ピスト
ン４２は一体であり、スプリング４５によって上方に付
勢されている。

クラッチ部２１がピストンロッド５１を把持していない
ときは、第１ピストン４１および第２ピストン４２は、
スプリング４５の付勢力により、第３図に示す如き上方
の位置に保持されている。

エア供給口３０から圧空が供給され、クラッチ部２１が
ピストンロッド５ｇを把持すると、ピストンロッド５１
が下降するとき、第１ピストン４１および第２ピストン
４２を押し下げることになり、そのときの油圧室４３か
らの圧油の押し出しがピストンロッド５１の下降速度を
減速する制動力となる。

第４図は自動ねじ締め機１のエアおよび圧油の流路構成
を示すものである。

複動式エアシリンダ５の制御は、５ボ一ト２位置切換弁
５１により行われ、ピストンロッド５゜の移動速度のｌ
整は、可変絞り弁５２，５３により行われる。

ブレーキ手段２０におけるクラッチ部２１の制御は、３
ボ一ト２位置切換弁５５により行われ、油圧ダンパ一部
２２の制動力の調整は、可変絞り弁５６により行われる
。

次に、第４図を参照して、この自動ねじ締め機１の作動
を説明する。

まず、マイクロコンピュータの如き制御回路６０は、作
動のはじめはビット７を待機位置に置くため、５ボ一ト
２位置切換弁５１および３ボ一ト２位置切換弁５５を第
４図に示す如き流路位置に設定する。

この流路位置では、複動式エアシリンダ５のピストン５
トは上方へ押し上げられるから、ビット７は上方に引き
上げられ、待機位置となる。また、クラッチ部２１は圧
空を供給されないから、ピストンロッド５．を把持して
おらず、油圧ダンパ一部２２のピストン４１．４２は上
方にスプリング４５で押し上げられている。

上記待機位置で、ねじ４０をビット７の先端に保持する
と、ねじ締めのためにワークへ向けてビット７を下降さ
せるべく、制御回路６０は、５ボ一ト２位置切換弁５１
の流路位置を切換える。

そうすると、エアにより複動式ピストン５のピストン５
トが押し下げられ、ピストンロッド５＆は下方へ移動す
る。そこで、ホルダ４も下方へ移動し、吸着パイプ２．
ビット７等が下方へ移動する。

このとき、クラッチ部２１はピストンロッド５８を把持
していないから、ピストンロッド５１は何ら制動力を受
けず、高速で下降する。

下降することによって、吸着パイプ２の先端２□がワー
クに当接すると、第２図を参照して説明したように、マ
イクロスイッチＩＯが作動する。

制御回路６０は、マイクロスイッチ１０の作動を検知す
ると、３ポ一ト２位置切換弁５５の流路位置を切換える
。

そうすると、圧空がクラッチ部２１に供給されるため、
クラッチ部２１がピストンロッド５．を把持し、ピスト
ンロッド５．の下降と共に油圧ダンパ一部２２のピスト
ン４１．４２を押し下げる。

第１ピストン４１が押し下げられると、第１油圧室４３
の圧油が可変絞り弁５６を介して流量を制限されながら
流出する。流出した圧油は第２油圧室４４のピストン４
２の上方に流入する。また、一部は圧油貯留用シリンダ
５８へ流入する。

かかる圧油の流量が可変絞り弁５６で規制されるため、
ピストン４１．４２の移動速度は規制され、結局、ピス
トンロッド５８の下降速度は制動を受けて低速化される
。

かくして、吸着バイブ２の先端２□がワークに当接する
位置まで下降すると、下降速度が低速に切換ねる。した
がってワークへのねじ締めは余裕をもって着実に行われ
、ねじやねし孔等を破損することがない。

ねじ締めが正常に行われれば、ねじ締めの完了時Ｇご、
モータ３の所要トルクが上昇し、また前述のようにマイ
クロスインチ１０の作動が停止する。

これらを検出すると、制御回路６０は、５ポ一ト２位置
切換弁５１および３ポ一ト２位置切換弁５５の位置を第
４図に示す如き位置に切換える。

これにより、クラッチ部２１はピストンロッド５ａを把
持しなくなり、ピストンロッド５８は高速で上昇し、ビ
ット７等は迅速に元の待機位置に復帰する。

一方、ピストン４１．４２はスプリング４５で上方へ押
し上げられる。このとき、第２油圧室４４のピストン４
２の上方の圧油は一方向弁５７を介し速やかに第１油圧
室４３に復帰する。

かくして、この自動ねじ締め機１によれば、ねじ締め時
はビット７の下降が低速で行われるから円滑かつ着実に
ねじ締めを行うことができ、一方、ねじ締め時以外は高
速でビット７が移動するから所要時間は短縮され、作業
能率が向上するのである。

なお、モータ３における所要トルクの上昇を検出したと
きに、マイクロスイッチ１０がまだ作動しておれば、い
わゆるねじ浮きが生じていると検出できる。

第５図は、本発明の他の実施例の自動ねじ締め機１００
を模式的に示したものである。

複動式エアシリンダ１０５の作動は、前記自動ねし締め
機１と同様で、５ポ一ト２位置切換弁１５１によって制
御される。

ブレーキ手段１２０のクラッチ部１２１の作動も、上記
自動ねじ締め機１と同様で、マイクロスイッチ１１０の
作動に基づいて３ボ一ト２位置切換弁１５５で制御され
る。

油圧ダンパ一部１２２は、油圧室が１室のもので、ピス
トンの上側と下側の両室で圧油の移動を行うものである
。

なお、１６１はロック手段で、ピストンロッド１０５１
が所定限界を越えて下がったときやモータ１０３の所要
トルクが所定限界以上に上昇したとき等の異常を検出し
て３ポ一ト２位置切換弁１６２を切換え、ピストンロッ
ド１０５８の移動を強制的にロックするものである。

さらに他の実施例としては、ブレーキ手段で低速化する
代りに、複動式エアシリンダのエア流量を絞ってピスト
ンロッドの速度を低速化するものが挙げられる。

「発明の効果」 本発明によれば、ワークから離れた待機位置からワーク
へ向ってビットを進行させ、ビットを回転させてワーク
にねじ締めを行い、ねじ締め終了後、ビットを元の待機
位置に復帰する自動ねじ締め機において、ビットの移動
を比較的高速で行う高速移動手段、ビットの移動を比較
的低速で行う低速移動手段、ビットがワークに接近して
ねじ締め開始位置近傍の所定位置まで到達したことを検
知して到達信号を出力する到達検知手段、および前記高
速移動手段を作動してビットを比較的高速で待機位置か
らワークに向って進行させると共に、前記到達信号が出
力されると前記低速移動手段を作動してビットを比較的
低速でワークへ向かって進行させ、ねじ締めの終了後は
再び前記高速移動手段を作動してビットを比較的高速で
待機位置へ復帰させる移動速度制御手段を具備した自動
ねじ締め機が提供され、これによりねじ締め時には低速
でビットの移動を行い、それ以外はビットを高速で移動
することになるから、ねじ締めを円滑かつ着実に行える
こととなると共に、作業能率の向上をも達成できるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の自動ねじ締め機の斜視図、
第２図は第１図に示す自動ねじ締め機の吸着パイプ周辺
部分の模式的端面図、第３図は第１図に示す自動ねじ締
め機のブレーキ手段の模式的断面図、第４図は第１図に
示す自動ねじ締め機のエア流路および圧油流路の構成説
明図、第５図は本発明の他の実施例の第４図相当図であ
る。 （符号の説明）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ワークから離れた待機位置からワークへ向ってビッ
   トを進行させ、ビットを回転させてワークにねじ締めを
   行い、ねじ締め終了後、ビットを元の待機位置に復帰す
   る自動ねじ締め機において、 ビットの移動を比較的高速で行う高速移動 手段、 ビットの移動を比較的低速で行う低速移動 手段、 ビットがワークに接近してねじ締め開始位 置近傍の所定位置に到達したことを検知して到達信号を
   出力する到達検知手段、および 前記高速移動手段を作動してビットを比較 的高速で待機位置からワークに向って進行させると共に
   、前記到達信号が出力されると前記低速移動手段を作動
   してビットを比較的低速でワークへ向かって進行させ、
   ねじ締めの終了後は再び前記高速移動手段を作動してビ
   ットを比較的高速で待機位置へ復帰させる移動速度制御
   手段を具備したことを特徴とする自動ねじ締め機。 ２、高速移動手段が複動型エアシリンダからなり、低速
   移動手段が前記複動型エアシリンダのピストンロッドを
   把持して減速するブレーキ手段からなる特許請求の範囲
   第１項記載の自動ねじ締め機。 ３、到達検知手段が、ビット先端にねじを真空吸着する
   ための吸着パイプのワークへの当接により作動されるス
   イッチからなる特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   自動ねじ締め機。