JPS624536A - 自動スクリユドライバシステム - 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】 〔発明の背景〕 （発明の技術分野） 本発明は自動的にねじを送り次いで加工物へ該ねじを、
あるいは類似の取付手段を打込む形式の自動取付システ
ムに関し、特にスクリュドライバヘッドにねじがあれば
それを指示するねじ検出手段ならびに自動的に前進、か
つ後退する手段を有する形式であって、したがって特に
ロボット加ニジステムに適合する自動スクリュドライバ
システムにする。

本明細書に開示されている従来技術に対する改良は当該
システムにねじがあるときそれを検出し、したがって前
進および後退手段がスクリュドライバシステムを著しく
損傷させることなく作動しつる時を知ることができる、
特定のねじを検出する手段に関する。自動前進および後
退手段は近接スイッチによって作動し、これは部品が介
在すると受取られる信号と関連してリレー論理あるいは
プログラム可能制御装置により当該システムを作動させ
るために利用できる。

（従来技術の説明） 生産ラインにおいて作業者が用いる自動ねじフィーダは
ここしばらく当該技術分野において知られてきた。その
ような自動ねじフィーダの１つは「アクラーフイード（
′″Ａｃｒａ−Ｆｅｅｄ”　）の名称で販売され、オレ
ゴン州ポートランドのＡＩＭ会社（Ａ　ＩＭ　　Ｃｏｒ
ｐｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｏｒｔｌａｎｄ、Ｏｒｅｇ
ｏｎ）により製造されている。これら装置の目的はスク
リュドライバヘッドの！気的にねじを送ることであり、
前記ヘッドが次いで作業者に支援されてねじを電気的あ
るいは空気的に打込むことである；したがってねじを部
品に挿入する毎に常に新、しいねじを取上げかつ位置づ
けるという退屈な作業から作業者を解放させる。しかし
ながらこれらの装置であっても加工物に近づけてスクリ
ュドライバを保持し、ねじがスクリュドライバヘッドに
送入されたときを見極め、かつねじが打込まれる際該装
置を保持するために作業者が居らねばならぬ必要性が依
然としである。このため、前記装置は自動ねじフィーダ
と称されるものの「自動スクリュドライバ」とはいえな
いことは確かである。

生産ライン上で部品を相互に接続する手段として作業者
が実際にねじあるいはその他の取付手段を打込む必要性
を排除するために多くの試みがなされてきた。しかし本
発明以前までは、当該技術分野において未解決のままの
問題が多くあつ九。

最も深刻な問題の中の２つはどのようにして打込みヘッ
ドを正確に前進および後退させるかの問題で、さらに重
要なことは作業者が居ない場合に、当該装置がねじが無
いのに加工物へ前進しようとしたとき当該装置の破損を
阻止するためねじあるいはその他の取付手段が打込みヘ
ッドに介在するときをどのように検出するかであった。

このように現在に至るまで従来技術において、ねじの検
出と打込装置の運動についての二重の問題が未解決のま
まであった。

（発明の要約） 自動的な装置の前進および後退、ならびにねじ検出の問
題を解決するために、ねじあるいはその他の取付手段が
介在すると信号を発生できる取付手段検出手段を提供す
るため打込みヘッドが修正され、かつ独特の枢動部材が
取付けられる。さらに打込みヘッドを前進かつ後退させ
るために新規な摺動システムが提供され、かつ前記装置
の双方共例えば自動リレーシステムあるいはプログラム
可能制御装置のような適当な制御手段によって作動し、
ロボットによる取付作業に使用しつる自動スクリュドラ
イバシステムを提供する。

したがって、本発明の目的は部品の孔へねじを装てんし
、かつ打込みでき、かつ当該システムにねじが介在する
と信号を発しつる自動スクリュドライバシステムを提供
することである。

本発明の別の目的は作業者が居る必要なく加工物へ、あ
るいはそこからスクリュドライバを前進、かつ後退させ
る手段を有する改良された自動スクリュドライバを提供
することである。

本発明の別の目的は軽量である電気自動スクリユドライ
バシステムを提供することである。

本発明の別の目的はロボットにより取付作業に適合しつ
る自動スクリュドライバシステムヲ提供することである
。

本発明の別の目的は、本発明がその一部を構成する工業
システムから外部信号を受取るとねじを進め部品に打込
む自動スクリュドライバシステムを提供することである
。

さらに別の本発明の目的はコスト的に効果的な自動スク
リュドライバシステムを提供することである。

さらに別の本発明の目的はプログラム可能の自動スクリ
ュドライバシステムを提供することである。

本発明の別の目的は製作が比較的安価で、かつ作動が安
定し、かつ繰返し可能である、ロボットによる取付作業
に適用しつる自動スクリュドライバシステムを提供する
ことである。

本発明のその他の目的や利点については添付図面を参照
した以下の説明から明らかとなる。

（好適実施例の説明） 第１図および第２図を参照すると、本発明の構成の概略
図ならびにリレーおよびプログラム可能制御装置の双方
に対して実施される作動サイクルのフローチャートが示
されている。全体的に、自動スクリュドライバシステム
は全体的に３０で指示し、後述する、例えば緊急停止押
釦、電力「オン」押釦および電力「オフ」押釦のような
スイッチを取付けつる制御パネルから構成されている。

制御パネルは適当なケーブルにより押釦ボックス３１に
接続され、該ボックスには当該システムのセットアツプ
に使用する例えば摺動部材延長および摺動部材復帰押釦
および自動／手動モード選択スイッチのようなスイッチ
が通常取付けられている。

制御パネルの方は別のケーブルにより、当該システムで
使用すべきねじを入れるホッパユニット３２に接続され
ている。ホッパユニットは各種の空気導管により接続さ
れ、ドライバユニットへねじを送り、スクリュドライバ
、ならびに摺動ユニットを伸張、後退させるシリンダを
作動させるために空気圧を供給する。ターミナルボック
ス８０が適当なケーブルにより制御パネル３０に接続さ
れ、かつ適当な電気導管により当該システムの各種の部
分に接続されている。

本発明による改良システムの作動の第一過程は形式とは
無関係に、スクリュドライバがその原位置即ち後退位置
に位置しており、ねじが、打込み状態でスクリュドライ
バヘッドに入っていることを必要とする（ブロック２０
１）。

次の過程はシステムが、部品の介在を検出することであ
る。制御装置においては（ブロック２０２）、例えばシ
ステムが開始信号を受取り後続の作動順序を開始させる
ことができるように、例えばロボットシステムの別の領
域からのように、外部リミットスイッチから信号が供給
される必要がある。

リレー論理システム（ブロック２０３）においては、部
品の介在ならびにスクリュドライバヘッドでのねじの介
在を検出するのは操作者であって、該操作者は次いｆ−
運の過爬の奔ｒＩを閲紬寸ス奔めに適当な押釦を押す。

部品の介在を示す信号が受取られた後、あるいは押釦が
押された後、摺動部材が、エアシリングへ空気が入るこ
とにより前方に延び始める。この作動はスクリュドライ
バのビットがねじに押込まれるまで継続する（ブロック
２０４）。このとき、スクリュドライバのビットはドラ
イバ内の内部パイロットにより付勢され、回転し始める
（ブロック２０５）。この状態は当該技術分野では「ね
じの押下げ」と称される（ブロック２０６）。作動にお
けるこの過程ではねじの長さとサイズとに応じて時間の
長さが変わる。ねじが長ければ長い程、あるいは大きけ
れば大きい程、作動順序中のこの部分の時間は長くなる
。

ねじが部品へ予め設定した希望するトルクまで完全に押
込まれると、ドライバ機構内の近接スイッチとトルクク
ラッチとによって、当該システムは摺動部材がその前方
位置に達し、摺動部材が前進運動を停止したことを指示
することができる（ブロック２０７）。ねじが完全に着
座すると、スクリュドライバモータが回転停止し、この
状態が発生すると、該システムはシリンダへ入る空気の
供給を逆にさせて摺動部材を後退させ始め（ブロック２
０８）、別の近接スイッチが作動して摺動部材が完全に
後退したことをシステムに伝えるまで摺動部材を後退さ
せ、この時点でリミットスイッチが作動してねじ送り機
構に別のねじをスクリュドライバヘッドへ投入するよう
伝え、こうしてブロック２０１まで作動順序を戻す。

第１０図、を参照すれば、前記作動が行われる要領が判
る。空気は適当な導管を介して空気源（図示せず）から
しゃ新井４０へ供給される。前記弁はミシガン州フレー
ザ（Ｆｒａｓｅｒ、ＭｉｃｈｉｇαｒＬ）のＩ。

Ｓ、１社が製造の型番ＬＭ−３７等でよい。導管はしゃ
新井４０を、ミシガン州ファーミ／トン（ｙａｒｍｉｎ
ｇｔｏｎ、ｙｉｃんｉｇａｎ　）のＮ５−Ａ％ｆプロダ
クツ社が製造し、当該システムの残りの部分に達する空
気が汚染されないよう保証する例えばＣＥＧ−０３−Ｆ
　ｏ　ｏ　％“エアフィルタのようなエアフィルタ４１
に接続する。

本発明によるシステムの構成部材の中の多くが、例えば
ドライバユニット９８を作動させるエアシリンダ８２，
８３．スクリュドライバ１０７および、送りチューブ１
０８を介してドライバユニット９８へねじを供給するホ
ッパユニットのように空気作動であるので、十分な圧力
で常に空気を供給することが重要である。実験により、
空気が約４、２　Ｈ／ｃｘ”　（６０ｐｓｉ　）から５
．６　ｋｇ／ａｎ”　（８０ｐｓｉ　）の圧力で供給さ
れないのであれば、本発明によるシステムは適正に作動
さす、一方空気圧が５、６　ｋｇ／ｃｘ”　（８０ｐｓ
ｉ　）以上、あるいは４．２に９／ｃＩｌ（６０ｐｓｉ
　）以下であれば当該システムを変則作動させることが
判明している。このように、エアフィルタには、ウィス
コンシン州ミルウオーキのアレンブラツドリ社（Ａ１１
ｅｎ−Ｂｒａｄｌｔｔ／　ｏｆＭｉＬｗａｓｋｅｅ、Ｗ
ｉｓｃｏｎｓｉｎ）により製造されている型番８３６’
Ｚ’−Ｔ２５０Ｊのような圧力スイッチ４４が接続され
ている。もし圧力スイッチ４４によりシステムの空気圧
が４．２　権／α”（６０ｐｓｉ　）以下に低下したこ
とが判ると、しゃ新井は第１１図に示すようにシステム
への動力をしゃ断し、適正な空気圧が供給されるまでそ
れ以上の作動が継続しないようにする。

空気回路は空気圧力スイッチ４４の後分岐する。

双方共ミシガン州オセゴのパーカー・・ニフィン社（Ｐ
ａｒｋｅｒ−Ｈａｎｎｉｆｉｎ　ｏｆ　Ｏｌｓｇｇｏ、
Ｍｉｃｈｉｇａｎ　）により製造されている型番０６Ｒ
２１３ＡＡ等でよい第１のエアレギュレータ４５と第２
のエアレギュレータ４６とが適当な導管により、しゃ新
井４０、エアフィルタ４１および圧力スイッチ４４を介
して空気源に接続されている。第２のエアレギュレータ
４６を通過した後の一方の導管分岐は、例えばミシガン
州デトロイトのマスタニューマチック社（Ｍａｓｔｅｒ
　Ｐｎｅｕｒｒｕｘｔｉｃ　ｏｆ　Ｄｅｔｒｏｉｔ。

Ｍｉｃｈｉｇａル）により製造されている型番ＲＬ５５
’に−１，２等の潤滑装置４７に接続されており、該装
置は潤滑された空気をドライバユニット８１へ供給する
。しかしながら希望に応じて予め潤滑したユニットを使
用してよいことを理解すべきである。

空気回路の他方の分岐は適当な導管により単一のソレノ
イドニガ空気弁５２に接続されている。

ポート１には第１のエアレギュレータ４５が接続されて
おり、ポート３と５には第１のエアサイレンサ５０と第
２のエアサイレンサ５１とが接続されている。

ニガ空気弁５２のポート２には第１のインラインｉ５！
量制御装置５５が接続されており、該制御装置は以下詳
述する自動摺動ユニット８１のｒＡＪの側に接続されて
いる。空気弁５２のポート４には第２のインライン流量
制御装置５６が接続されており、これは自動摺動ユニッ
トの「Ｂ」の側に接続されている。前記流量制御装置の
双方共、ミシガン州フレーザの１．Ｓ、１．社により製
造されている型番ＦＳ−１４等のものでよい。

当該システムにはリレー作動システム用の第１１図に示
す回路あるいは第１３図に示すプログラム可能制御シス
テム用の回路を内蔵する端子箱８０が設けられている。

前記端子箱８０にはルノイド（ＥＶ−１）が接続されて
おり、該ンレノイドは三方空気弁５２並びに、摺動部材
の原位置用近接スイッチ５８およびねじ打込み用近接ス
イッチ５９とを作動させる。前記スイッチの双方共、ミ
シガン州デトロイトのマイクロスイッチ社（Ｍｉｃｒ。

−８ｗ１ｔｃｈ　ｏｆ　Ｄｅｔｒｏｔｔ、Ｍｉｃｈｉｇ
ａｎ）ＩＩＣより製造されるものでよい。

第１図並びに第４図から第９図までを参照すれば、本発
明による新規な摺動ユニットが詳細に示されている。全
体的に８１で示す摺動ユニットはベース７８を含み、該
ベースにシリンダ取付ブラケット８４が固定され、該ブ
ラケットに、同一のものでよい第１のエアシリンダ８２
と第２のエアー７、　リンダ８３とが当該技術分野にお
いて周知の手段により取付けられている。希望に応じて
極めて小さい取付部材に対して１個のエアシリンダを用
いてよいが、２個のシリンダを用いれば当該システムに
対してほとんどの用途に対応しつる柔軟性を付与するた
めこの方が好ましい。

ベース７８には近接スイッチ取付ブラケット９０が取付
けられており、該ブラケットに前述の摺動部材原位置用
リミットスイッチ５８が取付けられている。ベース７８
の反対側の端部にはスイッチブラケット７９によりねじ
打込み用近接スイッチ５９が取付けられている。本発明
による摺動ユニットを他者により製造されたロボット装
置に取付けるためベース７８には複数の取付はスロット
（図示せず）が設けられている。摺動ユニット８１の各
種の部材は例えば鋼、アルミニウム等色々な適当材料か
らつくることができる。しかしながら重量軽減のためア
ルミニウムの使用が好ましい。

′全体的に９８で示すドライバユニットが一対のシリン
ダ９３によりブラケット８５に取付けられている。往復
運動させて前記ブラケット８５を駆動し、かつま友同様
にドライバユニット９８を駆動するために、第１のエア
シリンダと第２のエアシリンダのそれぞれシャフト８２
Ａおよび８３Ａとブラケット８５との間を接続する必要
がある。

これは、第１のＵ字形ブラケット８２Ｂを第１のエアシ
リンダ８２のシャフト８２Ａの端部に、かつ第２のＵ字
形ブラケット８３Ｂを第２のエアシリンダ８３のシャ７
）８３Ａの端部に取付けることにより達成される。前記
ブラケットの取付けは当該技術分野で周知の数種の手段
のいずれかを用いて達成される。

第１のＵ字形ブラケットと第２のＵ字形ブラケットとは
Ｕ字形ピン９６によりブラケット８５に取付けられたＵ
リンクに枢着されている。シャフトが延びると、第１と
第２のびす／り８２Ｂ１８３Ｂにそれぞれ力が加えられ
、かつピン９６を介して、ブラケット８５に取付けられ
たびリンク９５に力が加えられ、ブラケットを、シタが
ってドライバユニット９８を往復運動させる。この運動
は後述する理由により摺動部材の原位置用近接スイッチ
５８とねじ打込み用近接スイッチ５９により設定される
限度内で発生し、このようにして当該技術分野で従来な
かった自動スクリュドライバ用の新規な摺動ユニットを
提供する。

さて第７図から第９図までを参照すれば、ねじあるいは
その他の取付手段がその中に介在すると初めて検出信号
を提供しつる本発明による新規なドライバユニットを詳
細に示している。一般的に、全体を９８で指示するドラ
イバユニットの前端には、全体的に９９で示し、一対の
横方向に運動可能のジョーを装着した中空ヘッド部分が
設けられている。理解しやすくするために、右側ジョー
１００および左側ジョー１０１と称する。

ジョー１００と１０１とは該ジョーと中空ヘッド部分９
９の適当部分の間で介装された一対の同一のジョーばね
１０２により近接位置で全体的に弾圧されている。本発
明の構造において用いるジョーばねは、後述する目的の
ねじ検出手段を備えていない市販のドライバユニットに
おけるものよりは重い。ジョー１００と１０１とは該ジ
ョーの内側にテーパをつけた先端部分１０３と協働して
作動し打込むべき位置にねじ１０４を保持する。

またねじを適所に保持するために、枢動部材１０５と中
空ヘッドユニット９９の適当部分の間で介装された板ば
ね１０６の作用により枢動部材１０５が通常の下方位置
に弾圧されている。第９図を参照すれば判るように、ね
じ１０４は、動力スクリュドライバビット１０７により
打込まれるべき位置で示されており、該ビットはホッパ
ユニット３２内に内蔵された送り機構１０９に取付けら
れた送りチューブ１０８を介してねじ１０４を受取り、
前記ホッパユニット３２は前述のＡＩＭ社により製造さ
れているアクラフイード（Ａｃｒα−Ｆｅｅｄ）ユニッ
トのような市販されている多くの標準的な送りユニット
の中の１つであればよい。しかしながらロボットシステ
ムに用いるべき自動スクリュドライバに対しては、シス
テムは打込むべきねじ介在することに関する指示を受け
ることが不可欠である。この信号を受けることができな
ければ、スクリュドライバビット１０７が介在しないね
じ１０４を打込もうとして加工物あるいはドライバユニ
ットを破損させることになる。

前記信号を提供するために、他の構造には存在しない、
本発明による新規な枢動部材１０５は全体的に１１０で
示すねじ介在用スイッチと組合わされ、該スイッチは上
部接点１１１、下部接点１１２）導体１１３Ａおよび１
１３Ｂを有する適当な接続ケーブル１１３と、絶縁ブロ
ック１１４とから構成されている。　　　　　　゛枢動
部材１０５の形状と取付けおよびジョーばね１０２およ
び板ばね１０６のテンションの選定は本発明を正しく作
動させる上で特に重要である。

本発明のシステムの設計ならびに現在のねじ送りユニッ
トをねじ検出信号を正しく送りつるように修正する上で
多くの問題が経験された。

本発明の発明者は本発明によるねじ介在用スイッチ組立
体１１０をねじ送りユニットで通常設けられる従来のね
じ停止部材の上方に取付けようとした。しかしながらこ
の試みは、ねじ停止部材が短かすぎるので、かつねじ１
０４が適所に位置するとねじの頭と接触し、ねじの位置
が一貫せず、したがってスイッチ組立体１１０を適正に
作動させないため完全に失敗に終った。さらに、従来の
ユニットにあるばねは弱すぎてねじ送りユニットのみか
らの通気によりねじが適所にあるか否かには関係なくね
じ停止部材を動かせてしまう。

この問題に対する本発明者の最初の解決しようとした方
法は従来のねじ停止部材を省略し、ねじ１０４の頭と対
応する形状の前方部分１０５Ａを有する本発明による断
層な枢動部材１０５に代えることがであった。この方法
はねじが適所にあると枢動部材１０５を安定して位置さ
せることが判明した。しかしながら、これは長さがより
長くなり、かつ通風が偽信号の発生を阻止するために、
ドライバユニット９８の中空のヘッド部分９９を切開き
、かつより強力な板ばね１０６を取付けることにより、
ねじ１０４が介在して下部接点１１２を上部接点１１１
に物理的に接着するように枢動部材を上方に押圧させる
のでなければ、枢動部材がより強力な板ばねにより下方
位置へ押下げられ通気問題を排除するように本発明によ
る枢動部材１０５を取付ける手段を修正せねばならなか
った。

本発明の構造に用いられる板ばねは従来の構造の場合の
６インチボンドの範囲のばね常数でなく、２４インチポ
ンドの範囲のばね常数を有する。本発明者はこのはね常
数範囲が広範囲の取付用途に対して満足すべきものであ
ることを発見したが、これは極めて大きいねじあるいは
小さいねじに対して実験を通じて変更すべきものと考え
ている。

板ばね１０６、およびしたがってねじ１０４が適所にあ
ると該ねじの頭により大きい圧力を加える枢動部材１０
５とを用いると、ねじ頭に対する枢動部材１０５の圧力
によりジョー１００および１０２を押圧してしまわない
ようにするためより強力なジョーばね１０２を用いる必
要があった。

本発明者は３０インチポンドから３０インチボンドの範
囲のジョーばね常数がほとんどの目的に対して満足なも
のであることを発見した。また、特定の取付部材への適
用に応じて、ばね常数を修正する必要がある。中空のヘ
ッド部分９９内にねじ１０４が何ら介在しない場合、ス
クリュドライバビット１０７が後退し、枢動部材１０５
が板ばね１０６の作動により鎖線で示す位置をとる。

枢動部材１０５が前記位置にあると、ねじ介在用スイッ
チ１１０の下部接点１１２が上部接点１１１との接触乃
）ら外れ、そのため絶縁ブロック１１４内の接点１１１
および１１２にそれぞれ取付けられている導体１１３Ａ
および１１３Ｂの間の回路を閉鎖しない。しかしながら
、送り機構が送りチューブ１０８を通して中空のヘッド
ユニット９９へねじ１０４を送り込むと、ねじは一時的
に枢動部材１０５をその最上方位置へ押圧しねじ１０４
がその下を通り、ジョー１００および１０１の内部にテ
ーパの付いた部分１０３に当接できるようにする。

次いで、枢動部材１０５は若干下方に動きねじ１０４の
頭に当接し、枢動部材１０５と、左右のジョー１００２
よび１０１の内部に傾斜のついた部分１０３との組合せ
がねじを適所に保持する。

さらに、枢動部材１０５が今や部分的に上方の位置にあ
るので、このため下部接点１１２を上部接点１１１と接
触させ、このため導体１１３Ａおよび１１３Ｂを通る必
要な回路を完成させ、ねじ介在を示す信号が当該システ
ムの残りの部分に送られる。

本発明による改良構造の種々の部材の機械的作動につい
て説明したので、これから、第１１図から第１４図まで
と関連して本発明によるシステムを作動させるに要する
電気接続を示す第２図を参照する。

本発明によるシステムに対する特定の適用に応じて、い
ずれかの実用的な電圧変換を行いうることが理解される
。本明細書では当該システムを、工場において使用可能
の典型的な電流である４８０ボルトＡＣにおいて作動す
るよう図示してきた。

第２図を参照すれば、本発明による自動スクリュドライ
バのサイクルを開始するために、ドライバは原位置あり
、ねじがヘッドに介在する必要がある。ドライバを原位
置に戻すには、第１のエアシリンダ８２と第２のエアシ
リンダ８３はその後退位置にある必要がある。このよう
にするには、ニガ空気弁５２はそのｒＢＪの側が作動す
る必要があり、これは摺動部材の原位置用近接スイッチ
５８が作動すると発生する。

本発明によるシステムは完全自動である一方、本明細書
では該システムを２種類の形式、即ち製作が安価のリレ
ー論理を用いたもの、および好ましいプログラム可能制
御装置を用いたものとを示して来た。

さて、第２図、第１１図および第１２図を参照してリレ
ー論理を用いた本発明によるシステムの作動をまず説明
する。当該システムの作動に先立って、操作者は本発明
による自動スクリュドライバが設けられている各位置に
設ければよい緊急用停止押釦１５０を押すと当該システ
ムへの電力をしゃ断するので、それら押釦が何ら押され
ていないことを検出する。

次いで、操作者は常開の電力「オン」用押釦１５１を押
し、空気圧スイッチ１５３が、適度の圧力の空気が当該
システムへ供給されていることを示す位置にあるとすれ
ば、電力はマスタリレー１２０へ供給され、電力「オン
」を示すライト１２２が点灯する。常閉の「オフ」押釦
１５２が、操作者がシステムをオフにしたい場合当該シ
ステムへの電力をしゃ断することが判る。

次いで操作者は自動／手動スイッチ１５４を用いて当該
システムの自動あるいは手動モードを選択する。操作者
が手動モード作動を選択すれば、例えばセットアツプの
ために手動リレー１５５ならびにサイクル開始リレー（
Ｃ’Ｒ３）１５６が付勢される。このため操作者は摺動
部材延長用押釦１５７を作動させることができ、三方空
気弁５２の「Ａ」の側に電力が供給され、摺動部材が延
び、かつ手動ライト１３７も点灯する。

摺動部材が完全に延びると、ねじ打込み近接スイッチ５
９が作動し、ねじ打込リレー１５９°を付勢し、ねじ打
込指示ライト１４２を点灯させる。

操作者が例えばセットアツプを完了し、摺動部材を後退
位置に戻したい場合、操作者は摺動部材延長用押釦１６
８を押し、そのため三方空気弁５２の「Ｂ」の側に空気
圧を供給し、摺動部材復帰用近接スイッチ５８が摺動部
材復帰指示ライト１７３を点灯させる信号を供給するよ
うになるまで摺動ユニット８１を後退させる。

操作者がトグルスイッチで自動作動モードを選択すれば
、自動リレー１５８が付勢され、「自動」指示ライト１
７１を点灯させる。また操作者はサイクル開始用押釦１
６０を押してサイクル開始指示ライト１７０を点灯させ
る。摺動部材復帰用近接スイッチ５８が閉鎖し、かつね
じ介在用リミットスイッチ１１０が作動し、「ねじがヘ
ッドにあること」を示すライト１７２を点灯させると、
サイクル開始リレー１５６を作動させ、三方空気弁５２
の「Ａ」の側へ電力がサイクル開始リレー１５６により
供給され、摺動部材が延び、ねじ打込用近接スイッチ５
９が付勢し、そのときねじ打込用リレー１５９が作動す
るまで延び続ける。

ねじ打込用リレーが一旦作動すると、ねじ打込用指示ラ
イト１４ｇがこの状態を操作者に示すようになる。ねじ
が完全に打込まれると、シリンダ８２と８３とへ供給さ
れる空気がサイクル開始リレー１５６により反転され三
方空気弁５２の「Ｂ」の側へ電力を供給し、摺動部材復
帰用近接スイッチが接触し、摺動部材復帰指示ライト１
７３が点灯するまでシリンダ８２．８３を後退させる。

前述のシステムの実際の実施例を示すはしご影線図が第
１２図に示され、これは当該技術分野の専問家には容易
に理解できる。

第１３図を参照すれば、プログラム可能制御装置を用い
たシステムを示すブロック線図が示されている。プログ
ラム可能制御装置を用いた本発明のシステムの作動はそ
のプログラム可能制御装置１２５が前述した多くのリレ
ーに代替する以外はリレー論理を用いたシステムの作動
と同一である。

前述と同様、操作者は緊急停止用押釦１５０が何ら押さ
れていないことを検出する。この検出の後、操作者は電
力「オン」スイッチ１５１を押シマスタリレー１２０へ
給電する。マスクシリンダ１２０へ給電されると、電力
「オン」指示ライト１２２が点灯し、プロセス制御装置
１２５ならびに自動／手動選択スイッチ１５４、空気圧
スイッチ１５３、ねじの低位置限度検出器１８０、摺動
部材延長用押釦１５７、摺動部材後退用押釦１６８、サ
イクル開始押釦１６０、ねじがヘッドに介在することを
示すリミットスイッチ１１０、ねじ打込近接スイッチ５
９、摺動部材後退近接スイッチ５８ならびにねじ送り押
釦１８１へ給電する。

操作者は例えば試験するためサイクルを手動で作動する
か、あるいは完全自動で行うかを次に決定する必要があ
る。手動を希望する場合、手動／自動選択スイッチ１５
４を手動モードとし、空気圧スイッチ１５３が、適正圧
力の空気が当該システムに供給されつつあることを示す
位置にあれば、プロセス制御装置へ適正な信号が供給さ
れ、サイクルを継続させる。手動、自動モードを問わず
、サイクルを継続させるにはプロセス制御装置はねじの
低位置限度の検出器１８０から信号を受取りねじを当該
システムへ送る゛に十分なねじが送りホッパにあること
を確認する必要がある。

また、ねじが打込まれる位置にあることを示す、ねじが
ヘッドにあることを示すリミットスイッチ１１０からも
信号を受取る必要がある。ねじがヘッドにあれば、その
指示ランプ１７２が点灯する。

ねじが介在していなければ、信号をねじ込みスイッチ１
７７に送りねじを供給するよう制御装置１２５に信号を
送る（通常手動モードのみで作動しうる）ねじ送り用押
釦１８１が提供される。

操作者が（セットアツプのために通常手動モードのみに
おいて作動可能の）摺動部材延長用押釦１５７を押した
後、プロセス制御装置はサイクル開始指示ライト１７０
を点灯させ、摺動部材はねじ打込用近接スイッチ５９が
作動するまで延び、そのときサイクル完了指示ライト１
７４が点灯する。それ以上の作動あるいはセットアツプ
等のために摺動部材を後退させるには、操作者は摺動部
材後退用押釦１６４を押し、そのため三方空気弁５２の
「Ｂ」の側（ＥＶ−１１）に信号を送りシリンダ８２お
よび８３への空気供給を反転させ、摺動部材後退用近接
スイッチが作動し、サイクルが完了した旨を示すようプ
ロセス制御装置へ適当な信号を送るようになるまで摺動
部材を後退させるようプロセス制御装置へ信号を送る。

自動／手動選択スイッチ１５４において操作者が自動モ
ードを選択すれば、操作者が摺動部材延長用押釦１５７
、摺動部材後退用押釦１６８あるいはねじ送り押釦１８
１を用いる必要なく同じ順序の作動が行われる。プロセ
ス制御装置はねじ送りスイッチ１７７を自動的に作動さ
せ各サイクルの始まりにおいてねじを供給し、このよう
にプロセス制御装置が作動順序の作動を継続する前にヘ
ッドにねじの介在することを示すリミットスイッチ１１
０がねじが介在する旨の信号を確実に出すようにする。

前述のように、ねじ打込近接スイッチ５９と摺動部材後
退近接スイッチ５８とが摺動ユニット８１の運動限度を
提供する。

しかしながら自動モードにおいては、手動モードでは使
用されない追加の指示ライトが作動するようになる。こ
れはねじ打込指示ライ）１７？である。また手動モード
においては一般的に供給されない付加的な信号は部品の
介在を示す信号１７５である。作動の自動モードにおい
ては、この信号はロボットシステムの他の領域から常に
供給され、そのため処理装置が、作動を開始すべき時期
について知らされるようにする必要がある。

操作者に便利なようにその他の指示ライトも提供される
。操作者が自動／手動選択スイッチ１５４において手動
モードを選択すると、手動指示ライト１３７が点灯する
。同様に自動モードが選択されると制御装置によって自
動指示ライト１７１が点灯する。

ねじ供給の低位置指示ライト１７６は、ねじ供給が必要
レベル以下に落ちると制御装置を作動させるよう常に点
灯する。この指示ライトの点灯が判ると、操作者は当然
ホッパへ新しくねじを供給する。

プログラム可能制御装置を用いたシステムの実際の実施
例を示すはしご形線図が第１４図に示されており、これ
は当該技術分野の専問家には容易に理解可能であり、°
シたがってそれについての追加の説明はここでは不要で
ある。

プログラム可能制御装置を用いた本発明の実際の実施例
への入出力を第１５図と第１６図とに示し、一方式出力
を制御するプログラム可能制御装置に用いられる実際の
計算機プログラムについては第１７図を参照すれば判る
。これらの図面ならびに図示したメモリアドレスとを第
２図、第１２図および第１３図に関して説明した本発明
によるシステムについての説明とを組合わせれば、当該
技術分野の専問家はプログラム可能制御装置を用いた本
発明の自動スクリュドライバシステムを構成し、かつ作
動させることが十分できる。

このように、自動スクリュドライバシステムにおいて独
特の前進および後退手段と組合せた新規なねじ検出手段
を提供することにより、従来技術でのねじ検出とドライ
バの運動に関する問題が解決されて、ロボット用に用い
ることのできる自動ねじ打込みシステムを提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した構造の部分的に断面の概略図
、 第２図は本発明のシステムの作動における過程の順序を
示すフローチャート、 第３図は第１図の線３−３に沿った矢視断面図、第４図
は第１図の線４−４に沿った矢視断面図、第５図は第１
図の線５−５に沿った矢視断面図、第６図は本発明にお
いて用いるＵ字すンクの分解図、 第７図は本発明による改良構造のドライバ部分を示す部
分的に破断の分解図、 第８図は第７図の線８−８に凸っだ矢視断面図、第９図
は部材を組立てた状態の、第７図の線９−９に沿った矢
視断面図、 第１０図は本発明の構造の空気系統部分の概略図、 第１１図はリレー論理を用いた本発明による自動システ
ムのブロック線図、 第１２図はリレー論理を用いた本発明による自動システ
ムの一実施例のはしご形線図、第１３図はプログラム可
能制御装置を用いた自動構造のブロック線図、 第１４図はプログラム可能制御装置を用いた自動構造の
一実施例のはしご形線図、 第１５図は第１４図に示すプログラム可能制御装置への
入力を示す線図、 第１６図は第１４図に示すプログラム可能制御装置の出
力を示す線図、および 第１７図は第１４図に示すプログラム可能制御装置に用
いる計算機プログラムを示す線図である。 図において、 ３２・・・ホッパ　４０・・・しゃ新井　４１・・・エ
アフィルタ　４４・・・エアシリンダ　４５．４６・・
・エアレギュレータ　５０，５１・・・エアシリンダ　
５２・・・空気弁５８・・・リミットスイッチ　５９・
・・近接スイッチ　７８・・・ベース　７９・・・ブラ
ケット８０・・・端子箱　８２．８３・・・エアシリン
ダ８２α、８３α・・・シャフト　８２６，８３ｂ・・
・Ｕ字形ブラケット　８４・・・シリンダ取付ブラケッ
ト９０・・・近接スイッチ取付ブラケット　９３・・・
クランプ　９５・・・Ｕリンク　９６・・・ピン　９８
・・・ドライバユニット　９９・・・中空ヘッド部分　
１００．１０１・・・ジョー　１０２・・・ばね　１０
３・・・先端部分　１０４・・・ねじ　１０５・・・枢
動部材　１０６・・・板ばね　１０７・・・ドライバビ
ット　１０８・・・送りチューブ　１１０・・・ねじ介
在スイッチ　１１１．１１２・・・接点　１１３・・・
接続ケーブル　１１４・・・絶縁ブロック　１２０・・
・マスタリレー”１３’８・・・自動リレー　１５５・
・・手動リレー　１５０゜１５１．１５２・・・押釦　
１５３、’１５４・・・スイッチ・１５７・・・押釦　
１５９・・・リレー　１６０・・・サイクル開始押釦　
１６８・・・押釦　１８０・・・検出器１８１・・・押
釦 （外５名） ７ｇ−９ 〜し＝−５２リスベ・、テ　（名・、バーＩ？設屋ンｆ
々−１５ ／Ｆ′／クー／６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ａ）取付手段を打込む手段と； ｂ）部品が介在していることの指示を受取る手段と； ｃ）前記取付手段打込み手段に取付手段が介在している
   ことを検出する手段と； ｄ）前記取付手段打込み手段を前進かつ後退させる手段
   と； ｅ）前記取付手段打込み手段に接続され、前記検出手段
   および前記前進および後退手段を制御する手段とを 組合せて含む自動スクリュドライバシステム。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、ａ）
   前記取付手段打込み手段へ取付手段を供給する手段を含
   む 自動スクリュドライバシステム。 ３）特許請求の範囲第２項に記載の装置において前記取
   付手段打込み手段を前進および後退させる手段が、 ａ）ベースと； ｂ）前記ベースに取付けられたシリンダ取付ブラケット
   と； ｃ）前記シリンダ取付ブラケットに取付けられたシャフ
   トを有する少なくとも１個のエアシリンダと； ｄ）前記エアシリンダに取付けられ往復運動する打込み
   ブラケットと；および ｅ）前記取付手段打込み手段を前記打込みブラケットに
   取付ける手段とを 含む自動スクリュドライバシステム。 ４）特許請求の範囲第３項に記載の装置において、前記
   取付手段打込み手段を取付ける前記手段が一対のドライ
   バクランプを含む自動スクリュドライバシステム。 ５）特許請求の範囲第４項に記載の装置において、第１
   と第２のエアシリンダが前記シリンダ取付ブラケットに
   取付けられ、かつ前記打込みブラケットに接続されてい
   る自動スクリュドライバシステム。 ６）特許請求の範囲第５項に記載の装置において、前記
   第１と第２のエアシリンダを前記打込みブラケットに接
   続するためにＵリンクが用いられている自動スクリュド
   ライバシステム。 ７）特許請求の範囲第６項に記載の装置において、前記
   取付手段打込み手段が； ａ）中空のヘッドユニットと； ｂ）前記中空のヘッドユニットにおいて往復運動するよ
   う取付けられたスクリュドライバビットと； ｃ）前記スクリュドライバビットを回転させる手段と； ｄ）前記取付手段を供給する手段から取付手段を受取る
   手段と； ｅ）取付手段を保持しやすいようそれぞれ内部にテーパ
   部分を有する右側ジョーと左側ジョーとを含む、前記中
   空ヘッドユニットの先端部分と；および ｆ）前記右側ジョーと左側ジョーと前記中空ヘッド部分
   との間でそれぞれ介装され常閉位置に向かつて前記ジョ
   ーを弾圧する一対のジョーばねとを 含む自動スクリュドライバシステム。 ８）特許請求の範囲第７項に記載の装置において、前記
   検出手段が； ａ）前記中空ヘッドユニットに取付けられ、ねじが打込
   み位置にあると上方に向かつて弾圧される枢動部材であ
   つて、その前方部分が打込むべき取付手段に対応する形
   状にされている枢動部材と； ｂ）前記枢動部材を弾圧するばね手段と；および ｃ）前記中空ヘッドユニットに取付けられ、前記枢動部
   材によつて作動されるスイッチ手段とを 含む自動スクリュドライバシステム。 ９）特許請求の範囲第８項に記載の装置において、前記
   スイッチ手段が； ａ）前記中空ヘッドユニットに取付けられた絶縁ブロッ
   クと； ｂ）前記絶縁ブロックに取付けられた上部接点と； ｃ）前記枢動部材によつて閉鎖されるべき位置において
   前記下部接点と常開関係に前記絶縁ブロックに取付けら
   れた下部接点と； ｄ）前記上部接点と前記制御手段とに接続された導体と
   ；および ｅ）前記下部接点と前記制御手段とに接続された導体と
   を含む自動スクリュドライバシステム。 １０）特許請求の範囲第９項に記載の装置において、前
   記制御手段が； ａ）適当な導管により前記第１と第２のエアシリンダに
   接続され、「Ａ」の側と「Ｂ」の側とを有する二方ソレ
   ノイド作動空気弁を含む自動スクリュドライバシステム
   。 １１）特許請求の範囲第１０項に記載の装置において、
   前記制御手段が； ａ）電源に接続されたマスタリレーを含む 自動スクリュドライバシステム。 １２）特許請求の範囲第１１項に記載の装置において； ａ）前記マスタリレーに接続された自動／手動スイッチ
   を 含む自動スクリュドライバシステム。 １３）特許請求の範囲第１２項に記載の装置において直
   列に接続され、かつ前記マスタリレーと前記電源との間
   で介装された以下の装置をさらに含む自動スクリュドラ
   イバシステム ａ）フューズ； ｂ）緊急停止押釦； ｃ）電力「オフ」押釦； ｄ）電力「オン」押釦：および ｅ）空気圧スイッチ。 １４）特許請求の範囲第１２項に記載の装置において、 ａ）共通端子に接続され、かつ前記空気圧スイッチの直
   後で前記マスタリレーに接続され、電力のオンを示すラ
   イトをさらに含む自動スクリュドライバシステム。 １５）特許請求の範囲第１２項に記載された装置におい
   て、 ａ）前記自動／手動スイッチに接続された手動リレーと
   ；および ｂ）前記手動リレーに接続された摺動部材延長用押釦 とをさらに含む自動スクリュドライバシステム。 １６）特許請求の範囲第１５項に記載の装置において、 ａ）前記手動リレーと、かつ共通端子とに接続された手
   動指示ライトと；および ｂ）前記摺動部材延長用押釦と前記二方空気弁とに接続
   された摺動部材後退用押釦とを さらに含む自動スクリュドライバシステム。 １７）特許請求の範囲第１６項に記載の装置において、 ａ）前記自動手動スイッチに接続された自動リレーと； ｂ）前記自動リレーに接続されたサイクル開始押釦と； ｃ）、前記サイクル開始押釦に接続された摺動部材復帰
   用近接スイッチと； ｄ）前記摺動部材延長用押釦に接続された、ヘッドにね
   じが介在することを示すリミットスイッチと； ｅ）前記のヘッドにねじが介在することを示すリミット
   スイッチに接続されたフューズと；および ｆ）前記フューズと、前記摺動部材延長用押釦と、およ
   び前記空気弁に接続されたサイクル開始リレーとをさら
   に 含む自動スクリュドライバシステム。 １８）特許請求の範囲第１７項に記載の装置において、 ａ）前記サイクル開始リレーに接続されたねじ送りスイ
   ッチと； ｂ）前記ねじ送りスイッチに接続されたねじ供給の低レ
   ベルを示すライトと； ｃ）共通端子に、かつ前記自動リレーに接続された自動
   指示ライトと； ｄ）前記ねじがヘッドに介在することを示すリミットス
   イッチに接続された、ヘッドにねじが介在することを示
   すライトと； ｅ）共通端子に、かつ前記サイクル開始リレーに接続さ
   れたサイクル開始指示ライトと；およびｆ）前記摺動部
   材復帰用近接スイッチに接続された摺動部材復帰用指示
   ライト とを含む自動スクリュドライバシステム。 １９）特許請求の範囲第１８項に記載の装置において； ａ）前記サイクル開始リレーに接続されたねじ打込みリ
   レーと； ｂ）前記ねじ打込みリレーおよび前記マスタリレーとに
   接続されたねじ打込み近接スイッチと；および ｃ）前記ねじ打込みリレーに接続されたねじ打込み指示
   ライトとをさらに含む 自動スクリュドライバシステム。 ２０）特許請求の範囲第９項に記載の装置において、前
   記制御手段が、 ａ）電源に供給されたマスタリレーと；およびｂ）前記
   マスタリレーに接続されたプログラム可能制御装置とを
   さらに含む自動スクリュドライバシステム。 ２１）特許請求の範囲第２０項に記載の装置において、
   前記マスタリレーと前記電源との間で直列に介装された
   以下を含む自動スクリュドライバシステム； ａ）フューズ； ｂ）緊急停止釦； ｃ）電力「オン」押釦；および ｄ）電力「オフ」押釦。 ２２）特許請求の範囲第２１項に記載の装置において、 ａ）前記マスタリレーに接続された電力オン指示ライト
   をさらに含む自動スクリュドライバシステム。 ２３）特許請求の範囲第２０項に記載の装置において、 ａ）前記マスタリレーと前記プログラム可能制御装置と
   に接続された自動／手動選択スイッチをさらに含む自動
   スクリュドライバシステム。 ２４）特許請求の範囲第２３項に記載の装置において、 ａ）前記マスタリレーと前記プログラム可能制御装置と
   に接続された空気圧スイッチを 含む自動スクリュドライバシステム。 ２５）特許請求の範囲第２４項に記載の装置において、 ａ）前記マスタリレーと前記プログラム可能制御装置と
   に接続されたねじの低位置限度検出装置を 含む自動スクリュドライバシステム。 ２６）特許請求の範囲第２５項に記載の装置において、 ａ）前記マスタリレーと前記プログラム可能制御装置と
   に接続された摺動部材延長用押釦を含む自動スクリュド
   ライバシステム。 ２７）特許請求の範囲第２６項に記載の装置において、 ａ）前記マスタリレーと前記プログラム可能制御装置と
   に接続された摺動部材後退用押釦を含む 自動スクリュドライバシステム。 ２８）特許請求の範囲第２７項に記載の装置において、 ａ）前記マスタリレーと前記プログラム可能制御装置と
   に接続されたサイクル開始用押釦を含む 自動スクリュドライバシステム。 ２９）特許請求の範囲第２８項に記載の装置において、 ａ）前記マスタリレーと前記プログラム可能制御装置と
   に接続された、ヘッドにねじが介在することを示すリミ
   ットスイッチ を含む自動スクリュドライバシステム。 ３０）特許請求の範囲第２９項に記載の装置において、 ａ）前記マスタリレーと前記プログラム可能制御装置と
   に接続されたねじ打込み近接スイッチを 含む自動スクリュドライバシステム。 ３１）特許請求の範囲第３０項に記載の装置において、 ａ）前記マスタリレーと前記プログラム可能制御装置と
   に接続された、摺動部材後退用近接スイッチを 含む自動スクリュドライバシステム。 ３２）特許請求の範囲第３１項に記載の装置において、 ａ）前記マスタリレーと前記プログラム可能制御装置と
   に接続されたねじ送り用押釦を 含む自動スクリュドライバシステム。 ３３）特許請求の範囲第３２項に記載の装置において、
   前記プロセス制御装置に接続された二方空気弁を含む自
   動スクリュドライバシステム。 ３４）特許請求の範囲第３３項に記載の装置において、
   前記プログラム可能制御装置に接続されたねじ送りスイ
   ッチを含む 自動スクリュドライバシステム。 ３５）特許請求の範囲第３４項に記載の装置において、 ａ）前記プログラム可能制御装置に接続された自動指示
   ライトと； ｂ）前記プログラム可能制御装置に接続された手動指示
   ライトと； ｃ）前記プログラム可能制御装置に接続されたねじ供給
   低レベル指示ライトと； ｄ）前記プログラム可能制御装置に接続された、ねじが
   ヘッドに介在することを示すライトと；ｅ）前記プログ
   ラム可能制御装置に接続されたサイクル開始指示ライト
   と； ｆ）前記プログラム可能制御装置に接続されたスライド
   後退指示ライトと； ｇ）前記プログラム可能制御装置に接続されたサイクル
   完了指示ライトと； ｈ）前記プログラム可能制御装置に接続されたねじ打込
   み指示ライトとを 含む自動スクリュドライバシステム。