CN103240586A - 螺钉紧固装置及螺钉未拧紧判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种螺钉紧固装置及螺钉未拧紧判断方法。在螺钉未拧紧判断中，钻头位置计测部（29）在从螺钉供给装置（13）取得螺钉（14）时，计测钻头（27）相对于螺钉供给装置（13）的载放面（67）的相对位置，在向工件（15）的螺钉（14）的紧固完成时，计测钻头（27）相对于设有螺钉孔的工件表面（74）的相对位置。此外，螺钉未拧紧判断部（57）根据第一钻头位置和第二钻头位置，在第一钻头位置和第二钻头位置之差处于预先设定的容许范围内时判断为没有发生螺钉未拧紧，而在该差超出容许范围时判断为发生螺钉未拧紧。

Description

螺钉紧固装置及螺钉未拧紧判断方法

技术领域

本发明涉及螺钉紧固装置及螺钉未拧紧判断方法。

背景技术

以往，已知一种螺钉紧固装置，其从螺钉供给装置取得螺钉，并将所取得的螺钉紧固到作为对象的工件上。这种螺钉紧固装置试图通过在紧固螺钉时进行螺钉紧固转矩的控制、螺钉角度或卡死的检测等来减少螺钉的紧固不良。此外，螺钉紧固装置在紧固螺钉之后，进行螺钉是否正确安装到工件上的判断，即所谓螺钉是否未拧紧的判断。该螺钉未拧紧的判断的一例，如专利文献1，根据以螺钉头部高度为基准，在螺钉的紧固完成的时刻螺钉头部高度是否在预先设定的基准范围内，或根据以螺钉轴的长度作为基准，从紧固螺钉时螺钉和螺钉孔啮合的位置到螺钉紧固完成为止的钻头的移动量是否在基准范围内等来进行判断。

但是，螺钉虽然是按照如日本工业标准等标准制造的，但是在其尺寸上存在公差。因此，在现有的螺钉未拧紧判断中，将基准范围设定为考虑了螺钉的特定部位尺寸的标准值及相对于标准值的公差的值。

但是，例如，在以螺钉头部高度作为基准进行螺钉未拧紧判断时，有可能不能正确判断螺钉未拧紧。例如，在将基准范围设定为包含头部公差的最大值的范围时，以负公差制造的小螺钉即使实际上未拧紧，只要在基准范围内，就有可能判断为不处于螺钉未拧紧状态。或者，在将基准范围设定在比公差的最大值小的范围内时，以正公差制造的大螺钉即使实际上不处于螺钉未拧紧状态，只要超过了基准范围，就有可能判断为处于螺钉未拧紧。这在以螺钉轴部长度等其他部位尺寸为基准的情况下也相同。

即，在根据螺钉特定部位的尺寸的标准值或公差来设定了基准范围内的现有的螺钉未拧紧判断中，不得不把基准范围设定在能够吸收螺钉公差的范围内，其结果，很难正确判断在公差范围内产生的螺钉未拧紧。换言之，在现有螺钉未拧紧判断中，因用螺钉公差限制基准范围，很难使判断的正确性即正解率提高到一定值以上。此外，由于在作为对象的工件上的螺钉孔形状等存在个体差，所以即使根据工件尺寸的标准值来设定基准范围时，也会发生同样的问题。

并且，在现有的螺钉未拧紧判断中，例如，在紧固螺钉之后，测定螺钉头部尺寸或紧固螺钉时的钻头的移动量等数据，根据该数据，以统计学方式设定了螺钉未拧紧的发生率小于容许值的基准范围。因此，为了设定基准范围需要很多数据测定，导致用于设定基准范围的作业负荷或作业时间增加。并且，虽然增加了作业负荷或作业时间，但是如上所示很难提高螺钉未拧紧判断的正解率。

现有技术文献

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2004-338043号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明是鉴于上述情况做出的，其目的在于，提供一种在不导致作业负荷或作业时间的增加的情况下提高螺钉未拧紧判断的正解率的螺钉紧固装置及螺钉未拧紧判断方法。

解决技术问题的方案

在第一方案记载的螺钉紧固装置的发明中，该螺钉紧固装置具备：钻头，能够与上述螺钉卡合；钻头驱动部，用于旋转上述螺钉，并使上述钻头沿着该螺钉的轴方向可往复地移动；钻头位置计测部，在螺钉取得时，即在上述钻头卡合到上述螺钉上且由上述钻头将上述螺钉推压到上述螺钉供给装置的用于载放该螺钉的载放面上的状态下从上述螺钉供给装置取得上述螺钉时，计测上述钻头相对于上述载放面的相对位置作为第一钻头位置，而在螺钉紧固完成时，即在上述工件上的上述螺钉紧固完成时，计测上述钻头相对于上述工件上的设有螺钉孔的工件表面的相对位置作为第二钻头位置；螺钉未拧紧判断部，根据上述第一钻头位置以及上述第二钻头位置，在上述第一钻头位置和上述第二钻头位置之差处于预先设定的容许范围内时，判断为没有发生螺钉未拧紧，而在上述第一钻头位置和上述第二钻头位置之差超出上述容许范围时，判断为发生螺钉未拧紧。

另一方面，在完成螺钉向工件上的紧固的螺钉紧固完成时，更严格而言在完成螺钉紧固之后，螺钉处于卡合到钻头上并且被钻头按压而与工件表面紧密接触的状态，即，安装在工件表面上的状态。此外，在该螺钉紧固完成时，与上述的螺钉取得时同样，在按压螺钉的状态下卡合到螺钉上。此外，钻头位置计测部计测该螺钉紧固完成时的钻头的位置作为第二钻头位置。即，在螺钉紧固完成时计测的第二钻头位置表示螺钉安装在工件表面上的状态下的钻头位置。

即，通过在螺钉取得时将螺钉按压到载放面上的同时对钻头和螺钉进行卡合，由此能够使在螺钉取得时以载放面作为基准时的螺钉及钻头的位置关系，和螺钉紧固完成时以工件表面作为基准时的螺钉及钻头的位置关系处于相同的状态，即，均处于螺钉安装到载放面或工件表面上的状态。此外，在螺钉取得时计测钻头的位置作为第一钻头位置，根据该第一钻头位置和在螺钉紧固完成时计测的第二钻头位置进行螺钉未拧紧判断，由此，虽然螺钉取得时的钻头位置根据各螺钉的公差而随着每个螺钉发生变化，但是若考虑作为判断螺钉未拧紧的对象的螺钉为计测了第一钻头位置的螺钉的情况，则在螺钉紧固完成时与螺钉取得时同样，每个螺钉的公差反映于钻头位置，因此，即使在每个螺钉上的公差不同的情况下，在螺钉未拧紧判断中不会发生因受到公差的影响而发生误判断。此外，根据这种结构，在螺钉未拧紧判断中不需要使用工件尺寸，因此不会发生因工件的螺钉孔的个体差等导致螺钉未拧紧判断受到影响的现象。

因此，螺钉未拧紧判断部根据第一钻头位置和第二钻头位置判断螺钉未拧紧。换言之，螺钉未拧紧判断部根据在紧固螺钉之前在螺钉安装状态下计测的钻头位置和在紧固螺钉之后螺钉安装状态下计测的钻头位置，判断螺钉未拧紧。此时，如上所述，对各螺钉分别计测第一钻头位置，并且，计测了第一钻头位置的螺钉直接紧固到工件上。即，按照每个螺钉和每个工件计测用于判断螺钉未拧紧的基准值、即第一钻头位置及第二钻头位置。由此，螺钉的公差及工件的个体差被吸收，并且，能够在不以螺钉的特定部位的尺寸作为基准的情况下进行螺钉未拧紧的判断。因此，基准值不会被螺钉的公差或工件的个体差等限制，能够提高螺钉未拧紧的判断的正解率。

并且，如上所示，由于按照每个螺钉和每个工件计测第一钻头位置及第二钻头位置，所以不需要设置考虑了螺钉的公差或工件的个体差的共通的基准范围。即，不需要用于设定共通的基准值的数据测定作业。因此，能够减少螺钉未拧紧的判断所需的作业负荷及作业时间。

在本发明的螺钉紧固装置的发明中，钻头位置计测部计测相对于测定件的钻头的相对位置。在螺钉取得时，测定件抵接载放面，而在螺钉紧固完成时，测定件抵接工件表面。因此，通过测定相对于测定件的钻头的相对位置，能够间接地计测相对于载放面及工件表面的钻头的相对位置。

若为了计测相对于载放面及工件表面的相对位置而追加新机构，则会导致构造的复杂化，或有可能对螺钉的取得或紧固造成妨碍。因此，在取得螺钉时或紧固螺钉时计测为了把握与载放面或工件表面之间的位置关系而设置的测定件和钻头之间的相对位置，能够在不导致构造复杂化的情况下，且在不成为螺钉的取得或紧固的妨碍的情况下，计测相对于载放面及工件表面的钻头的相对位置。

在本发明的螺钉紧固装置的发明中，采用吸管作为测定件。吸管较宽地设置在利用所谓空气吸附取得螺钉的装置上。在钻头的外周侧，以能够相对于该钻头移动的方式设置该吸管，并且，在螺钉取得时该吸管的吸附侧端面抵接载放面，在螺钉紧固完成时该吸管的吸附侧端面抵接工件表面。因此，通过测定相对于吸管的钻头的相对位置，能够间接地计测相对于载放面及工件表面的钻头的相对位置。此时，在采用空气吸附的装置上已经设置了吸管，因此，不会导致构造的复杂化，并且，不会妨碍螺钉的取得或紧固。

在本发明的螺钉未拧紧判断方法的发明中，判断在从螺钉供给装置取得螺钉并将所取得的上述螺钉紧固到为对象的工件时的螺钉未拧紧，其包括如下工序：第一计测工序，在螺钉取得时，即在钻头卡合到上述螺钉上且由上述钻头将上述螺钉推压到上述螺钉供给装置的用于载放该螺钉的载放面上的状态下取得上述螺钉时，计测上述钻头相对于上述螺钉供给装置的载放有上述螺钉的载放面的相对位置并作为第一钻头位置；存储工序，存储表示上述第一钻头位置的信息；搬运工序，将上述螺钉搬运到上述工件上；螺钉紧固工序，将上述螺钉紧固到上述工件上；第二计测工序，在上述螺钉紧固工序中完成上述螺钉向上述工件上的紧固的螺钉紧固完成时，计测与上述螺钉卡合的上述钻头相对于上述工件的设有螺钉孔的工件表面的相对位置并作为第二钻头位置；以及判断工序，根据上述第一钻头位置和上述第二钻头位置，在上述第一钻头位置和上述第二钻头位置之差处于预先设定的容许范围内时，判断为没有发生螺钉未拧紧，而在上述第一钻头位置和上述第二钻头位置之差超出上述容许范围时，判断为发生螺钉未拧紧。

即，在从螺钉供给装置取得螺钉来紧固到工件上的一系列工序中，着眼于在螺钉取得时及螺钉紧固完成时发生了安装螺钉的状态的情况，若在螺钉紧固完成时在容许范围内再现螺钉取得时的螺钉的安装状态，则判断为没有发生螺钉未拧紧。由此，与上述的第一方案记载的螺钉紧固装置的发明同样，不会发生螺钉的公差或工件的个体差等导致判断螺钉未拧紧时的基准值受到限制的情况，能够提高螺钉未拧紧判断的正解率，并且能够减少螺钉未拧紧判断所需的作业负荷及作业时间。

附图说明

图1是示意性地示出一实施方式的螺钉紧固装置的结构的图。

图2是示意性地示出螺钉紧固装置的机械手的外观的图。

图3是放大螺钉紧固装置的机械手的一部分的部分截面图。

图4是示意性地示出螺钉的外观的图。

图5A、图5B是示意性地示出螺钉供给装置供给螺钉的状态的图。

图6是表示螺钉紧固处理的流程的图。

图7A至图7D是示意性地示出取得螺钉时的钻头和载放面之间的位置关系的图。

图8A至图8D是示意性地示出紧固螺钉时的钻头和工件表面之间的位置关系的图。

具体实施方式

下面，参照图1～图8，对螺钉紧固装置及螺钉未拧紧判断方法的一实施方式进行说明。

如图1所示，本实施方式的螺钉紧固装置10具备机械手11及控制器12。该螺钉紧固装置10取得由螺钉供给装置13供给的螺钉14，将所取得的螺钉14紧固到作为对象的工件15。

如图2及图3所示，螺钉紧固装置10的机械手11具备：基座部20、头部21、臂部22及连接器箱23。基座部20固定在设置面24上，在设置面24上设置有机械手11。利用安装在基座部20的上端侧的臂部22，将头部21连接在基座部20。该头部21以能够转动的方式设置在基座部20。更具体而言，头部21被设置成能够在从螺钉供给装置13取得螺钉14的螺钉取得位置和在工件15上紧固螺钉14的紧固位置之间移动。此外，机械手11可以是如所谓六轴机械手那样的具备多个关节的多关节型机械手。

此外，头部21具有：直线驱动机构部25、旋转驱动机构部26、钻头27、吸管28及钻头位置计测部29。直线驱动机构部25相对于臂部22按直线往复驱动头部21。在图2所示的情况下，直线驱动机构部25向图2的上下方向，直线往复驱动头部21。下面，在本说明书中，设头部21的移动方向为上下方向来进行说明。如图3所示，直线驱动机构部25具有：作为动力源的电机30、齿条31及小齿轮32等。由此，在向电机30通电时，头部21向图2的上下方向移动。此时，设在头部21的钻头27也随着头部21的向上下方向的移动，与头部21一体地向上下方向移动。

如图3所示，旋转驱动机构部26具有电机33及轴34。电机33的旋转轴连接在轴34上，使轴34进行旋转驱动。此外，如图2及图3所示，轴34的位于电机33相反侧的端部，与钻头27连接。由此，钻头27被旋转驱动机构部26的轴34进行旋转驱动。由这些直线驱动机构部25及旋转驱动机构部26构成了如图1所示的钻头驱动部35。

钻头27的与轴34相反侧的前端（图示下方的端部）卡合螺钉14，并旋转螺钉14。具体而言，在从螺钉供给装置13取得螺钉14时，以及在工件15紧固螺钉14时，利用直线驱动机构部25向下方移动，由此钻头27与螺钉14卡合，通过旋转驱动机构部26的旋转，旋转螺钉14。该钻头27收容在以一体连接在头部21的保持部36的内侧。该保持部36与头部21一同向上下方向移动。因此，保持部36与钻头27一同向上下方向移动，从而即使在钻头27向上下方向移动时，保持部36和钻头27的相对位置、更严格来说上下方向上的保持部36和钻头27的相对位置不发生变化。

如图3所示，吸管28形成为在钻头27的外周侧沿着上下方向延伸的圆筒状，在吸管28的内周侧收容了钻头27。该吸管28例如由不锈钢等金属材料形成，具有刚性。该吸管28的钻头27的前端侧开口，并且，相反侧的端部经由管38连接到吸引部37。吸引部37经由管38，对吸管28的内侧进行减压。由此，螺钉14在吸管28的前端被吸引，从而被吸管28保持。

此外，吸管28与头部21向上下方向的移动一同向上下方向移动，并且，能够在上下方向上相对于保持部36及钻头27进行相对移动。关于该吸管28相对于钻头27的相对移动方式，以及上述的钻头27和螺钉14之间的卡合方式，将在后述的图7及图8中进行详细说明。

钻头位置计测部29对钻头27和吸管28的相对位置进行计测。该钻头位置计测部29具有：固定在保持部36上的传感器39、从传感器39向下方延伸的计测端子40、以及固定在吸管28上的凸缘部41。传感器39随着头部21的向上下方向的移动，在上下方向上移动。即，传感器39在上下方向上保持相对于钻头27的相对位置关系的情况下，在上下方向上移动。

在图示上方侧的端部侧，计测端子40连接到传感器39，图示下方的端部抵接到凸缘部41的上面。该计测端子40连接成能够相对于传感器39移动，并且被传感器39的未图示的施力机构推向图示下方。因此，当吸管28相对于保持部36向上方移动时，计测端子40被凸缘部41推向上方。另一方面，吸管28在相对于保持部36向下方移动时，计测端子40被未图示的施力部件推向下方。因此，计测端子40的图示下方的端部始终处于抵接凸缘部41的上面的状态。由此，传感器39通过计测计测端子40的位置，对相对于保持部36的吸管28的相对位置、即相对于钻头27的吸管28的相对位置进行计测。

此外，如图1所示，机械手11具备控制部42，该控制部42由包括未图示的CPU、RAM及ROM等的计算机构成。控制部42对机械手11的整体进行控制，并且，连接到上述的钻头驱动部35、吸引部37及钻头位置计测部29。此外，控制部42还连接到，对由旋转驱动机构部26进行旋转驱动的钻头27施加的转矩进行检测转矩传感器43以及用于检测螺钉14的倾斜的倾斜传感器44等，用于螺钉14的紧固自动化的公知传感器。

机械手11根据来自控制器2的指令，将螺钉14紧固到工件15上。控制器12具备：控制部50、通信部51、输入部52、输出部53、存储部54、转矩判断部55、卡死判断部56及螺钉未拧紧判断部57等。控制部50由计算机构成，该计算机包括未图示的CPU50A、RAM50B及ROM50C，通过执行计算机程序，对控制器12整体进行控制。通信部51在与机械手11之间及螺钉供给装置13之间收发各种信息或数据。输入部52例如包括各种开关或键盘，由作业者输入各种操作或指示。输出部53例如包括显示灯或继电器等，输出各种信息或警报等。存储部54例如包括HDD或EEPROM等存储介质，存储包含后述的第一钻头位置在内的各种信息。该存储部54相当于钻头位置存储部。

此外，控制部50与转矩判断部55、卡死判断部56及螺钉未拧紧判断部57连接。如众所周知，转矩判断部55及卡死判断部56根据由转矩传感器43检测的转矩或由倾斜传感器44等检测的螺钉14的倾斜等机械手11侧发送的各种信息，判断螺钉14的紧固状态。如后详细说明，螺钉未拧紧判断部57判断紧固在工件15上的螺钉14是否未拧紧。在本实施方式，这些转矩判断部55、卡死判断部56及螺钉未拧紧判断部57利用控制部50执行的计算机程序，以软件的形式实现。而这些判断部55、56、57可由不同于构成控制部50的计算机的单独的计算机实现，也可以通过逻辑电路等电子回路的组合来实现。

螺钉供给装置13具备：载放部60、搬运部61、以及对这些构件进行控制的控制部62。螺钉供给装置13向螺钉紧固装置10供给螺钉14。此外，螺钉供给装置13是公知的结构，所以省略详细说明。如图4所示，从螺钉供给装置13供给的螺钉14具备头部63、颚部64及轴部65。在头部63设有与钻头27的前端卡合的卡合凹部66。卡合凹部66的一例，在所谓的十字槽头螺钉的情况下，由十字状槽部形成。头部63被转动时，螺钉14向轴部65的轴方向（长度方向）移动。

如图5A及图5B所示，螺钉供给装置13的载放部60具有：载放螺钉14的载放面67，以及接收螺钉14的凹部68。在载放面67上载放螺钉14时，载放部60向在图5B中箭头所示的移动方向移动。搬运部61具有未图示的螺钉搬运机构部，从轨道69之间向图5B所示的搬运方向搬运螺钉14。由此，在载放部60上载放1个螺钉14。此外，在载放了1个螺钉14的状态下移动的移动目的地位置与上述的螺钉紧固装置10取得螺钉14的螺钉取得位置相对应。此外，螺钉供给装置13还具备：用于检测由搬运部61搬运的螺钉14有无不合格品的未图示的检查机构，以及用于检测螺钉14是否载放于载放部60上的未图示的载放检测机构等公知的各种机构。

接着，关于上述结构的螺钉紧固装置10的作用，与图6所示的螺钉14的紧固处理的流程一同进行说明。以下说明的各处理虽然是在机械手11的控制部42或控制器12的控制部50执行的处理，为了简化说明，以整个螺钉紧固装置10为处理的主体进行说明。

螺钉紧固装置10在从螺钉供给装置13取得螺钉14时，首先把钻头27卡合到螺钉14上（S1：卡合工序）。在该卡合工序中，如图7A～图7D所示，钻头27和螺钉14卡合。此外，在图7A～图7D中，图示了钻头27、吸管28及钻头位置计测部29的主要部分，通过用虚线连接钻头27和钻头位置计测部29，示意性地示出了两者是一体移动的。

在图7A所示的螺钉取得位置中，假设钻头位置计测部29的传感器39和凸缘部41的上面之间的距离，即，相对于吸管28的钻头27的相对位置为HI。此外，假设凸缘部41的上面和吸管28的下端侧的端面70之间的距离为H2。吸管28的下端侧的端面70相当于吸附侧端面。

螺钉紧固装置10利用直线驱动机构部25向下方直线驱动头部21。此时，钻头27也向下方移动。另一方面，如图7B所示，吸管28的下端侧的端面70抵接载放面67。在该状态下使钻头27进一步向下方移动时，吸管28和钻头27之间的相对位置随着头部21的移动发生变化。具体而言，由于吸管28的下端侧的端面70抵接于载放面67，吸管28的未图示的上方的端部侧进入保持部36的内侧。此时，凸缘部41与吸管28一体设置，所以向上推钻头位置计测部29的计测端子40。其结果，传感器39和凸缘部41的上面之间的距离H1′（小于H1）随着头部21向下方的移动而逐渐缩小。

即，在从图7B的状态成为图7C状态的期间，钻头27和吸管28之间的相对位置，更严谨地说，钻头27的前端和吸管28的端面70之间的相对位置发生变化。此外，钻头27最终如图7C所示卡合到螺钉14上。此时，假设由钻头位置计测部29计测的传感器39和凸缘部41的上面之间的距离，即，钻头27相对于吸管28的相对位置成为H3。此外，如上所示，吸管28具有刚性，因此凸缘部41的上面和吸管28的端面70之间的距离保持H2不变。

但是，螺钉14的卡合凹部66例如形成为如图5B所示的十字槽等。因此，仅通过使钻头27向下方移动，钻头27的前端有可能无法正确卡合到卡合凹部66。因此，螺钉紧固装置10在取得螺钉14时，旋转驱动机构部26旋转钻头27的同时使钻头27向下方移动。此外，螺钉紧固装置10为使钻头27和螺钉14可靠卡合，以从钻头27的前端抵接载放面67的吸管28的端面70突出的位置作为目标位置，向直线驱动机构部25输出指令信号。因此，钻头27在取得螺钉14时，在从上方按压螺钉14的状态下卡合到螺钉14。此外，若钻头27卡合到螺钉14，则钻头27不会进一步向下方移动，因此实际上钻头27不会比吸管28更突出。

即，图7C所示的钻头27和螺钉14卡合的状态是螺钉14被钻头27从上方按压的状态。因此，该状态的螺钉14被钻头27施加的力而处于颚部64紧密接触载放面67的状态，即，安装到载放面67上的状态。该图7C所示的状态相当于螺钉取得时。此时，载放面67成为用于计测螺钉取得时的钻头27的相对位置的基准面。

此外，螺钉紧固装置10计测该螺钉取得时的钻头27的位置（S2：第一计测工序）。如上所示，在螺钉取得时，吸管28的下端侧的端面70抵接载放面67，以及凸缘部41的上面和吸管28的端面70之间的距离为H2且保持不变，因此，螺钉取得时的从传感器39到载放面67的距离成为H2+H3。因此，通过计测钻头27相对于吸管28的相对位置（H3)，能够计测螺钉取得时的钻头27的位置，即，钻头27相对于载放面67的相对位置。在该步骤S2计测的钻头27的位置相当于第一钻头位置。

接着，螺钉紧固装置10将所计测的第一钻头位置存储到存储部54中（S3：存储工序）。由此，在螺钉取得时螺钉14被安装状态下的钻头27的位置被存储到存储部54。即，螺钉紧固装置10在将螺钉14紧固到工件15之前，计测安装了螺钉14的状态时的钻头的位置。当存储第一钻头位置时，如图7D所示，螺钉紧固装置10使头部21向上方移动。此时，通过驱动吸引部37，螺钉14被吸附到吸管28。即，螺钉14被吸管28保持。此外，吸引部37的驱动，只要是在吸管28抵接载放面67以后，可以在任何时刻进行。

在如上保持了螺钉14的状态且钻头27和螺钉14卡合状态下，螺钉紧固装置10从螺钉供给装置13取得螺钉14。

在取得螺钉14时，如图8A所示，螺钉紧固装置10将所取得的螺钉14搬运到工件15的上方侧（S4：搬运工序）。如图8A等所示的位置与上述的螺钉紧固装置10用于将螺钉14紧固到工件15上的紧固位置相对应。

接着，如图8B所示，螺钉紧固装置10在使头部21向下方移动之后，由螺钉14对设有螺钉孔71的工件15及设有螺丝贯通孔72的工件73进行紧固（S5：螺钉紧固工序）。此时，螺钉紧固装置10通过由转矩判断部55判断螺钉紧固转矩，判断是否完成了螺钉14的紧固。此外，螺钉紧固装置10还根据倾斜传感器44的检测值实施在螺钉14上是否产生了倾斜的判断，或者由卡死判断部56实施是否产生了卡死的判断等公知的检查。

此外，如图8C所示，螺钉紧固装置10在判断为螺钉14的紧固完成时，计测此时刻的钻头27的位置（S6：第二计测工序）。即，图8C所示的状态表示螺钉14的紧固完成的状态，更严格来讲，表示螺钉14的紧固完成之后的状态，相当于螺钉紧固完成时。此外，在该螺钉紧固完成时计测的钻头27的位置相当于第二钻头位置。在图8C所示的情况下，螺钉紧固装置10通过计测螺钉紧固完成时的钻头27相对于吸管28的相对位置（H4)，计测钻头27相对于工件表面74的相对位置，并作为第二钻头位置。在此，本实施方式的工件表面74为工件73的表面（图示上方的面）。即，所谓工件表面74是如本实施方式所示，用螺钉紧固了工件15和工件73时，在包含工件15及工件73的双方的整个工件中与吸管28的端面70抵接的面。该工件表面74成为用于计测螺钉紧固完成时的钻头27的相对位置的基准面。

但是，在该图8C所示的螺钉紧固完成时，螺钉14与钻头27卡合并从上方被钻头27按压。因此，如果正确紧固，螺钉紧固完成时的螺钉14处于紧密接触在工件表面74的状态、即安装在工件表面74的状态。换言之，可以认为图8C所示的螺钉紧固完成时的螺钉14的状态再现了图7C所示的螺钉取得时的螺钉14的状态。

因此，螺钉紧固装置10根据在螺钉取得时计测的第一钻头位置和在螺钉紧固完成时计测的第二钻头位置，判断螺钉是否未拧紧（S7：判断工序）。此时，螺钉紧固装置10利用螺钉未拧紧判断部57，在第一钻头位置和第二钻头位置之差处于预先设定的容许范围内时，判断为螺钉没有发生未拧紧。另一方面，螺钉紧固装置10在第一钻头位置与第二钻头位置之差不处于容许范围内时，判断为发生螺钉未拧紧。

其中，螺钉未拧紧的量分为正量和负量两种。螺钉14的颚部64位于比工件表面高的位置时，可设定为正的未拧紧量。相对于此，当安装螺钉14的位置局部凹陷时，其颚部64面的位置有可能低于工件表面。此时，可作为负的未拧紧量进行检测。因此，在进行螺钉未拧紧判断时，根据其绝对值进行判断。

在此，预先设定的容许范围是用于判断螺钉取得时的钻头27的位置即第一钻头位置和螺钉紧固完成时的钻头27的位置即第二钻头位置之差的设定值。换言之，该容许范围是用于判断图7C所示的螺钉取得时的螺钉14的安装状态是否再现在图8C所示的螺钉紧固完成时的设定值，不是用于判断紧固螺钉14之后的螺钉14的特定部位的尺寸或工件15的尺寸的值。因此，设定容许范围时可以不根据螺钉14或工件15的尺寸。即，本实施方式的螺钉紧固装置10及螺钉未拧紧判断方法在判断螺钉未拧紧的有无时，不依靠存在公差的螺钉14的特定部位的尺寸等。

接着，螺钉紧固装置10在根据螺钉未拧紧判断部57的判断结果，在没有发生螺钉未拧紧的情况下（S8：否)，结束处理。另一方面，螺钉紧固装置10在出现螺钉未拧紧的情况下（S8：是)，将螺钉未拧紧的情况例如向作业者或未图示的其他控制装置等通知（S9：螺钉未拧紧通知工序）。

如上所示，螺钉紧固装置10着眼于在紧固螺钉14的一系列工序中，在紧固螺钉14之前及紧固螺钉14之后发生了安装螺钉14的状态的情况，从而进行螺钉14的取得、螺钉14的紧固、螺钉未拧紧的判断。之后，螺钉紧固装置10对从螺钉供给装置13供给的每一个螺钉14，重复执行上述的步骤S1～S9的处理。

根据以上说明的螺钉紧固装置10及螺钉未拧紧判断方法，得到如下的效果。

在螺钉取得时，钻头27被钻头驱动部35向螺钉14驱动，在按压螺钉14的状态下卡合到螺钉14。因此，螺钉取得时的螺钉14因从钻头27施加的力而处于紧密接触于载放面67的状态，即，安装到载放面67上的状态。此外，在螺钉紧固完成时，与螺钉取得时同样，螺钉14也处于安装到工件表面74上的状态。即，在取得螺钉14时，发生螺钉14安装到载放面67上的状态。此外，螺钉紧固装置10在螺钉取得时计测相对于载放面67的钻头27的相对位置即第一钻头位置，在螺钉紧固完成时计测相对于工件表面74的钻头27的相对位置即第二钻头位置，并根据这些第一钻头位置和第二钻头位置判断螺钉未拧紧与否。此时，分别对各螺钉14计测第一钻头位置，并且将计测了第一钻头位置的螺钉14直接紧固到工件15上。因此，对每个螺钉14及每个工件15计测作为用于判断螺钉未拧紧的基准值的第一钻头位置及第二钻头位置。由此，在吸收螺钉14的公差及工件15的个体差的同时，在不以螺钉14的特定部位的尺寸作为基准的情况下判断螺钉未拧紧。因此，避免了螺钉14的公差或工件15的个体差等导致基准值受到限制的现象，能够提高螺钉未拧紧判断的正解率。

此外，螺钉紧固装置10对每个螺钉14及每个工件15计测第一钻头位置及第二钻头位置，因此不需要设置将螺钉14的公差或工件15的个体差考虑在内的共通的基准值。即，不需要进行设定共通的基准值所需的数据测定作业。因此，能够减少进行螺钉未拧紧的判断所需的作业负荷及作业时间。

螺钉紧固装置10按照吸管28和钻头27之间的相对位置来计测钻头27的位置。吸管28的下端侧的端面70在螺钉取得时抵接于载放面67，而在螺钉紧固完成时抵接于工件表面74。因此，通过计测钻头27相对于吸管28的相对位置，能够间接计测钻头27相对于载放面67及工件表面74的相对位置。

此时，若为了计测相对于载放面67及工件表面74的相对位置而追加新机构，则有可能导致构造的复杂化，或妨碍螺钉14的取得或紧固。因此，在空气吸附型的螺钉紧固装置10的情况下，利用已设置的吸管28计测钻头27相对于吸管28的相对位置，由此间接地计测钻头27相对于载放面67及工件表面74的相对位置。由此，能够在不导致构造的复杂化，并且不妨碍螺钉14的取得或紧固的情况下，计测钻头27的位置。

螺钉紧固装置10通过计测钻头27相对于载放面67的相对位置和钻头27相对于工件表面74的相对位置，判断有无螺钉未拧紧。在此，例如在以钻头27的尺寸作为基准值判断螺钉未拧紧的现有结构的装置的情况下，若钻头27的前端因钻头27和螺钉14之间的反复卡合而磨损，则基准值有可能变得不正确。相对于此，螺钉紧固装置10计测在螺钉取得时成为基准值的第一钻头位置，在其之后的螺钉紧固完成时计测第二钻头位置作为比较值。此外，在从计测第一钻头位置之后到计测第二钻头位置为止的短期间内，钻头27应不会极度磨损。因此，即使长期而言钻头27因重复螺钉14的紧固而磨损，基准值也不会变得不正确，能够正确判断螺钉未拧紧。这在吸管28反复抵接载放面67或工件表面74而磨损的情况下也一样。即，螺钉紧固装置10即使在钻头27或吸管28磨损的情况下，不需要根据磨损状态来进行某种作业，就能够正确判断螺钉未拧紧与否。

本实施方式的螺钉未拧紧判断方法在从螺钉供给装置13取得螺钉14来紧固到工件15上的一系列工序中，着眼于在螺钉取得时及螺钉紧固完成时发生安装了螺钉14的状态这一点。即，在螺钉紧固完成时在容许范围内再现出螺钉取得时的螺钉14的安装状态时，判断为没有出现螺钉未拧紧，而在没有再现出螺钉14的安装状态时，判断为出现螺钉未拧紧。由此，避免因螺钉14的公差或工件15的个体差等导致判断螺钉未拧紧时的基准值受到限制的现象，能够提高螺钉未拧紧判断的正解率，并且能够减少螺钉未拧紧的判断中所需的作业负荷及作业时间。

（其他实施方式）

本发明不限定于上述的一实施方式，如下所示，能够进行变形或扩张。

在一实施方式中，利用物理接触凸缘部41的计测端子40计测了到凸缘部41的距离，但是，例如也可以采用通过所谓激光变位计等光学传感器并通过非接触方式计测到凸缘部41的距离的结构。此外，凸缘部41的形状或安装位置等不限于位置实施方式所例示的结构。并且，也可以不设置凸缘部41，而是直接计测距载放面67或工件表面74的距离的结构。即，只要能够直接或间接计测或推定钻头27相对于载放面67及工件表面74的相对位置，本发明的钻头位置计测部29就可以采用任何一种结构。

在一实施方式中，通过空气吸附保持了螺钉14，但是也可以是如利用磁力机构保持螺钉14的磁吸附，或把持螺钉14的机构吸附等其他结构。此时，在取得螺钉14时或紧固螺钉14时，利用为了掌握距载放面67或工件表面74的位置关系而设置的测定件，来计测钻头位置就可以。该测定件在螺钉取得时抵接载放面67，并在螺钉紧固完成时抵接工件表面74。因此，通过计测测定件和钻头27之间的相对位置，在不导致结构的复杂化的情况下，并且不妨碍螺钉14的取得或紧固的情况下，能够计测钻头27相对于载放面67及工件表面74的相对位置。

Claims (10)

1.一种螺钉紧固装置，从螺钉供给装置（13）取得螺钉（14），并将所取得的上述螺钉（14）紧固到作为对象的工件（15）上，其特征在于，

上述螺钉紧固装置（10）具备：

钻头（27），能够与上述螺钉（14）卡合；

钻头驱动部（25、26），用于旋转上述螺钉（14），并使上述钻头（27）沿着该螺钉（14）的轴方向可往复地移动；

钻头位置计测部（29），在螺钉取得时，即在上述钻头（27）卡合到上述螺钉（14）上且由上述钻头（27）将上述螺钉（14）推压到上述螺钉供给装置（13）的用于载放该螺钉（14）的载放面上的状态下从上述螺钉供给装置（13）取得上述螺钉（14）时，计测上述钻头（27）相对于上述载放面（67）的相对位置作为第一钻头位置，而在螺钉紧固完成时，即在上述工件（15）上的上述螺钉（14）紧固完成时，计测上述钻头（27）相对于上述工件上的设有螺钉孔（71）的工件表面（74）的相对位置作为第二钻头位置；

螺钉未拧紧判断部（57），根据上述第一钻头位置以及上述第二钻头位置，在上述第一钻头位置和上述第二钻头位置之差处于预先设定的容许范围内时，判断为没有发生螺钉未拧紧，而在上述第一钻头位置和上述第二钻头位置之差超出上述容许范围时，判断为发生螺钉未拧紧。

2.根据权利要求1所述的螺钉紧固装置，其特征在于，

具备存储部（54），在由上述钻头位置计测部（29）计测出上述第二钻头位置之前，该存储部（54）暂时存储由上述钻头位置计测部（29）计测的上述第一钻头位置的信息。

3.根据权利要求2所述的螺钉紧固装置，其特征在于，

具备测定件（28），该测定件被设置成能够在上述轴方向上相对于上述钻头（27）移动，在上述螺钉取得时抵接于上述载放面（67），而在上述螺钉紧固完成时抵接于上述工件表面（74），

上述钻头位置计测部（29）计测上述螺钉取得时以及上述螺钉紧固完成时在上述轴方向上的、上述钻头相对于上述测定件（28）的相对位置量，分别作为上述第一钻头位置及第二钻头位置。

4.根据权利要求3所述的螺钉紧固装置，其特征在于，

上述测定件（28）是在从上述螺钉供给装置（13）取得上述螺钉（14）时吸附该螺钉（14）的吸管，

上述吸管以隔着间距包围上述钻头（27）的方式设置在该钻头（27）的外周侧，并能够在上述轴方向上相对于该钻头（27）移动，且具有端面（70），该端面（70）具有用于吸附上述螺钉（14）的开口，

上述端面（70）在上述螺钉取得时抵接于上述载放面（67），而在上述螺钉紧固完成时抵接于上述工件表面（74）。

5.根据权利要求2所述的螺钉紧固装置，其特征在于，

具有测定件（28），该测定件（28）收容上述钻头（27），并能够在上述轴方向上相对于上述钻头（27）移动，

上述钻头位置计测部（29）具有检测单元，该检测单元用于检测上述螺钉取得时以及上述螺钉紧固完成时在上述轴方向上的上述测定件（28）和上述钻头（27）之间的相对位置。

6.根据权利要求5所述的螺钉紧固装置，其特征在于，

具有保持部（36），该保持部（36）以能够在上述轴方向上移动的状态保持上述钻头（27），

上述检测单元包括：凸缘部（41），固定在上述测定件（28）的外周面上；传感器（39），固定在上述保持部（36）的外周面上，输出对应于上述第一及第二钻头位置的电信号；计测端子（40），其一端固定在上述凸缘部（41），而另一端向上述传感器（39）提示上述测定件（28）在上述轴方向上的位置变化。

7.根据权利要求5或6所述的螺钉紧固装置，其特征在于，

上述测定件（28）是在从上述螺钉供给装置（13）取得上述螺钉（14）时吸附该螺钉（14）的吸管，

该吸管兼用于上述螺钉的吸附以及上述第一、第二钻头位置的计测。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的螺钉紧固装置，其特征在于，

具备：当上述螺钉未拧紧判断部（57）判断为发生了螺钉未拧紧时，用于通知该螺钉未拧紧发生情况的通知单元。

9.一种螺钉未拧紧判断方法，判断在从螺钉供给装置取得螺钉并将所取得的上述螺钉紧固到为对象的工件时的螺钉未拧紧，其特征在于，包括如下工序：

第一计测工序，在螺钉取得时，即在钻头卡合到上述螺钉上且由上述钻头将上述螺钉推压到上述螺钉供给装置的用于载放该螺钉的载放面上的状态下取得上述螺钉时，计测上述钻头相对于上述螺钉供给装置的载放有上述螺钉的载放面的相对位置并作为第一钻头位置；

存储工序，存储表示上述第一钻头位置的信息；

搬运工序，将上述螺钉搬运到上述工件上；

螺钉紧固工序，将上述螺钉紧固到上述工件上；

第二计测工序，在上述螺钉紧固工序中完成上述螺钉向上述工件上的紧固的螺钉紧固完成时，计测与上述螺钉卡合的上述钻头相对于上述工件的设有螺钉孔的工件表面的相对位置并作为第二钻头位置；以及

判断工序，根据上述第一钻头位置和上述第二钻头位置，在上述第一钻头位置和上述第二钻头位置之差处于预先设定的容许范围内时，判断为没有发生螺钉未拧紧，而在上述第一钻头位置和上述第二钻头位置之差超出上述容许范围时，判断为发生螺钉未拧紧。

10.根据权利要求9所述的螺钉未拧紧判断方法，其特征在于，还包括：

通知工序，当通过上述判断工序判断为发生了螺钉未拧紧时，通知该螺钉未拧紧发生情况。

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