JP2005305593A - 組付装置及び組付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第一部品と第二部品を確実に高精度に組付けてねじを締め付ける組付装置及び組付方法を提供する。
【解決手段】ねじ穴を有する第一部品１０と、穴を有する第二部品２０とを組付け、ねじを穴を通してねじ穴に締め付ける組付装置１において、第二部品を保持する部品保持部２と、第一部品を移動可能に保持し、かつ第一部品を第二部品に組付ける組付け部３と、ねじを保持しかつ第一部品のねじ穴に締め付けるねじ締め部４と、ねじ締め部に保持したねじの軸心を第二部品の穴の中心に合わせるようにねじのねじ部を案内するねじ案内部５とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、第一部品と第二部品を組付けてねじを締め付ける組付装置及び組付方法に関する。

従来、第一部品と第二部品を組付けてねじを締め付ける装置として、図４に示すように、ねじ穴を有する第一部品１０と、穴を有する第二部品２０とを組付け、ねじ３０を穴を通してねじ穴に締め付ける組付装置１が公知である（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−１８７０２７号公報

ところで、この組付装置１において、二つの部品１０、２０をねじで締め付けるためには、第一部品１０のねじ穴と第二部品２０の穴を整列させる必要がある。二つの部品１０、２０に凹部と凸部などの相補的な嵌合部１３、２３が設けられている場合には、二つの部品１０、２０の嵌合部を嵌合させることで確実にねじ穴と穴の整列させることができるが、部品１０、２０に嵌合部が設けられていない場合には、確実にはねじ穴と穴の整列させることができず、確実に高精度に二つの部品を組付けてねじを締め付けることができないという問題があった。

そこで、本発明の目的は、第一部品と第二部品を確実に高精度に組付けてねじを締め付ける、組付装置及び組付方法を提供することである。

本発明の請求項１に係る組付装置によれば、ねじ穴を有する第一部品と、穴を有する第二部品とを組付け、ねじを穴を通してねじ穴に締め付ける組付装置において、第二部品を保持する部品保持部と、第一部品を移動可能に保持し、かつ第一部品を第二部品に組付ける組付け部と、ねじを保持しかつ第一部品のねじ穴に締め付けるねじ締め部と、ねじ締め部に保持したねじの軸心を第二部品の穴の中心に合わせるようにねじのねじ部を案内するねじ案内部とを備えている。これにより、第二部品の穴内で保持したねじが傾いていたとしても又は穴の中心から偏倚していたとしても、ねじ案内部でねじを第一部品のねじ穴に整列させることができるので、第一部品と第二部品が確実に高精度に組付けることができる。

また、本発明の請求項２に係る組付方法によれば、ねじ案内部は、第一部品と第二部品の間でねじを案内する前進位置と、第一及び第二部品から後退した後退位置との間で移動しうる。このように、ねじ案内部は、ねじを締め付ける時に後退位置へ移動させることができるので、第一部品と第二部品をより確実に高精度に組み付けることができる。

また、本発明の請求項３に係る組付方法によれば、ねじ穴を有する第一部品と、穴を有する第二部品とを組付け、ねじを穴を通してねじ穴に締め付ける組付方法において、第二部品を保持する段階と、第二部品の穴内にねじを挿入しかつ保持する段階と、ねじの軸心を第二部品の穴の中心に合わせるように、ねじのねじ部を案内する段階と、第一部品のねじ穴とねじの中心を合わせるように、第一部品を第二部品に組み付ける段階と、ねじを締め付ける段階とを備えている。これにより、第二部品の穴内で保持したねじが傾いていたとしても又は穴の中心から偏倚していたとしても、ねじを第一部品のねじ穴に整列させることができるので、第一部品と第二部品を確実に高精度に組付けることができる。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施例について説明する。本発明の組付装置において組付ける対象の２つの部品は、図２に示すように、ねじ穴１１が開けられた第一部品１０と、貫通穴２１が開けられた第二部品２０である。なお、本実施例では、第二部品２０には、穴２１から拡開した座ぐり部２２が形成されている。本発明の組付装置１は、図１に示すように、第二部品２０を保持する部品保持部２と、第一部品１０を第二部品２０に組付ける組付部３と、ねじを締め付けるねじ締め部４と、ねじ３０の軸心を第二部品２０の穴２１の中心に合わせるようにねじ３０を案内するねじ案内部５とで概ね構成されている。

部品保持部２は、図２に示すように、第二部品２０を受容する溝部を上面において有している。第二部品２０をこの溝部内に配置することで第二部品２０を部品保持部２上に固定保持することができる。また、部品保持部２の内部には、ねじ締め部４が第二部品２０にねじ３０を挿入して締め付けうるように、ねじ締め部４を収納する通路２５が、それぞれ、第二部品２０の各穴２１に対応した位置に延びている。

組付部３は、ロボット本体に接続されている、上下方向、前後方向及び左右方向に移動可能なロボットアームで構成されている。このロボットアームは、第一部品１０を把持する一対のチャック部３１と、チャック部３１と基部３３を接続する接続部３２と、基部３３とで主に構成されている。一対のチャック部３１は、基部３３に設けられた、例えばエアシリンダなどのアクチュエータの伸縮動作に応じて、第一部品１０を解放する開位置と、第一部品１０を把持する閉位置との間で移動させることができる。

ねじ締め部４は、ねじ３０のねじ頭の十字穴に対応した十字形状の先端部を有している。ねじ締め部４は、部品保持部２の通路内において、上下方向に移動可能でありかつ自身の中心軸線回りに回転可能である。このような構成により、ねじ３０のねじ頭部をねじ締め部４の先端上に配置すると、ねじ３０は、ねじ締め部４の上下動及び回転運動に連動しうる。

ねじ案内部５は、図３の平面図に示すように、それぞれ、基部５１と、ねじ３０を把持する２つの先端部５２とで構成されている。基部５１は、第一部品１０と第二部品２０の間でねじ３０を案内しうる前進位置と、第一部品１０及び第二部品２０から後退した後退位置との間において、水平面内の第一の方向Ａに移動可能である。２つの先端部５２は、それぞれ、図３の下側に示す、ねじ３０を解放する開位置と、図３の上側に示す、ねじ３０を把持する閉位置との間において、水平面内の第一の方向Ａと直角な第二の方向Ｂに移動可能である。なお、この閉位置における２つの先端部５２の位置は、ねじ３０の軸心が第二部品の穴２１の中心に合わさるように、ねじ３０が先端部５２によって把持されるように予め決定されている。

ねじ案内部５の先端部５２は、案内部材とも呼びうる。また、ねじ案内部５は、ねじ３０のうち、第二部品２０から突出する突出部分を把持するための把持手段として機能することができる。案内部材は、ねじ３０の突出部分のうち、第二部品２０に近接した部位を把持し、案内部材からさらにねじ３０の先端部を突出させて保持することができる。

案内部材は、ねじ３０の軸方向に関して薄い板状に構成することができ、その一方の面側に第二部品２０が位置し、その第二部品２０とは反対側の面からねじ３０の先端部を突出させて保持することができる。案内部材から突出するねじ３０の先端部分の軸方向長さは、ねじ３０を第一部品１０のねじ穴１１に位置させて、ねじ３０を回転させたときに、ねじ３０が第一部品１０のねじ孔のねじ山に噛み合う程度の長さとすることができる。案内部材の厚さは、ねじ３０を回転させて第一部品１０のねじ穴１１に噛み合い可能な程度に第一部品１０と第二部品２０とを近接させることができる程度の厚さとされている。ねじ３０の軸方向の全長は、ねじ３０を第二部品２０に装着した状態において第二部品２０から突出するねじ３０の突出部分の長さが、案内部材によってその突出部分が保持されていてもなお、第一部品１０のねじ３０が回転されたときにそのねじ３０がねじ穴１１に噛み合うことができる程度に、ねじ３０の先端部分がその案内部材から第二部品２０へ向けて突出するように設定される。

案内部材は、ねじ３０の突出部分を保持する保持状態と、ねじ３０を保持しない解放状態との間で移動可能である。案内部材は、第一部品１０と第二部品２０との間に位置してねじ３０の突出部分を保持する保持位置としての前進位置と、第一部品１０と第二部品２０との間から外側に出ている待機位置としての後退位置との間で移動可能である。案内部材は、ねじ３０の突出部分を保持している状態において、ねじ３０が回転可能な程度の保持力で保持するように構成することができる。さらに、案内部材は、保持位置において保持状態にあるときに、その第一部品１０および／または第二部品２０に対する相対的な位置を、ねじ３０の軸が直交する平面に沿って微調整できるように構成することができる。

第二部品２０に装着されたねじ３０の先端部分が第一部品１０のねじ穴１１に到達することができる程度に第一部品１０と第二部品２０とを接近させて位置させた状態で、案内部材は第一部品１０と第二部品２０との間に位置される。案内部材は、第二部品２０から突出するねじ３０の突出部分を把持する。案内部材は、ねじ３０の軸が直交する平面方向に関してその位置が調節され、ねじ３０の先端部分を第一部品１０のねじ穴１１に一致させるように位置決めされる。この結果、ねじ３０の先端部分がねじ穴１１に緩く嵌合する。案内部材は、予め所定位置に位置決めされるか、あるいはねじ３０の先端がねじ穴１１に嵌合するように移動させられることができる。この後、ねじ３０が回転駆動され、ねじ３０がねじ穴１１に螺合される。

案内部材は、ねじ３０が完全に締め付けられる前に、後退位置に退避させされる。案内部材を後退位置に退避させてからねじ３０を回転させ、ひきつづきねじ３０を完全に締め付けるように案内部材を駆動することができる。案内部材を前進位置に位置させ案内部材によってねじ３０を保持したままの状態でねじ３０を回転させ、ねじ３０のねじ山がねじ穴１１のねじ山に噛み合ってから、あるいは噛み合いが得られる程度にねじ３０を回転させた後に、案内部材を前進位置から後退位置に退避させ、その後にさらにねじ３０を回転させて、ねじ３０を完全に締め付けるように案内部材を駆動することができる。

第二部品２０で保持したねじ３０が、締め付け段階の前において、傾いているか、又は、第二部品２０の穴２１の中心に対して偏倚していると、従来では、ねじ３０を第一部品１０に締め付けることができない場合がある。これに対して、本発明では、前述のねじ案内部５を用いることにより、ねじ締め部４で保持したねじ３０の軸心を、第二部品２０の穴２１の中心に合わせるように、ねじ３０のねじ部を移動させることにより、ねじ３０を第一部品１０に確実に締め付けることができる。

なお、図３に示すねじ案内部５は、一方の先端部が平坦な面５２ａを有し、かつ他方の先端部が凹状の面５２ｂを有する形状であり、ねじ３０のねじ部の外側面を３個所で把持している。当然、ねじ案内部５の先端部５２は、他の形状でも、ねじ３０の軸心を第二部品２０の穴２１の中心に合わせることができる。

次に本発明の組付装置を用いた組付方法について説明する。最初に、第二部品２０の穴２１が部品保持部２の通路２５に一致するように、第二部品２０を部品保持部２上に保持させる。次に、部品保持部２の通路２５内において、ねじ３０をねじ締め部４上に配置させ、その後、ねじ３０が第二部品２０の穴２１に挿入するまで、ねじ締め部４を上昇させ、ねじ３０をねじ締め部４で第二部品２０に押圧保持する。この時、ねじ３０のねじ部は、第二部品２０の穴２１から突出した状態となる。

次に、ねじ案内部５を、後退位置から前進位置へ移動させると共に、ねじ案内部５の先端部５２を開位置から閉位置へ移動させることにより、ねじ３０の軸心を第二部品２０の穴２１の中心に合わせるように、ねじ３０を案内する。その後、第一部品１０のねじ穴１１が第二部品２０の穴２１に一致するように、第一部品１０を保持した組付部３を位置決めする。それにより、第一部品１０のねじ穴１１にねじ３０のねじ部が一致する。次に、ねじ案内部５を、ねじ３０の締め付けを確実に行うべく、後退位置へ後退させる。

最後に、ねじ３０の締め付け段階において、ねじ締め部４を予め定めた大きさのトルクで回転させ、第一部品１０と第二部品２０をねじ３０で締め付ける。このように、本発明のねじ案内部５を用いることにより、第二部品２０の穴２１内で保持したねじ３０が傾いていたとしても又は穴２１の中心から偏倚していたとしても、ねじ３０の軸心を第二部品２０の穴２１の中心に合わせることができ、ねじ３０を第一部品１０に確実に締め付けることができる。

なお、前述では、このねじ３０の案内工程を、ねじ３０を第二部品２０に押圧保持した後に行っているが、ねじ３０を第二部品２０の穴２１に挿入している間に行ってもよい。

また、締め付けるねじの数は、２つでなくても、１つ又は３つ以上でも本発明を実施死することができる。

本発明の組付装置の概略構成図である。 本発明の組付装置の部分断面図である。 本発明の組付装置の案内部の平面図である。 従来技術の組付装置の部分断面図である。

符号の説明

１…組付装置
２…部品保持部
３…組付部
４…ねじ締め部
５…ねじ案内部
１０…第一部品
１１…第一部品１０のねじ穴
２０…第二部品
２１…第二部品２０の穴

Claims (3)

1. ねじ穴を有する第一部品と、穴を有する第二部品とを組付け、ねじを前記穴を通して前記ねじ穴に締め付ける組付装置において、
   前記第二部品を保持する部品保持部と、
   前記第一部品を移動可能に保持し、かつ前記第一部品を前記第二部品に組付ける組付け部と、
   ねじを保持しかつ前記第一部品の前記ねじ穴に締め付けるねじ締め部と、
   前記ねじ締め部に保持したねじの軸心を前記第二部品の前記穴の中心に合わせるように前記ねじのねじ部を案内するねじ案内部とを備えていることを特徴とする組付装置。
2. 前記ねじ案内部は、前記第一部品と前記第二部品の間で前記ねじを案内する前進位置と、前記第一及び第二部品から後退した後退位置との間で移動しうることを特徴とする請求項１に記載の組付装置。
3. ねじ穴を有する第一部品と、穴を有する第二部品とを組付け、ねじを前記穴を通して前記ねじ穴に締め付ける組付方法において、
   前記第二部品を保持する段階と、
   前記第二部品の前記穴内にねじを挿入しかつ保持する段階と、
   前記ねじの軸心を前記第二部品の前記穴の中心に合わせるように、前記ねじのねじ部を案内する段階と、
   前記第一部品の前記ねじ穴と前記ねじの中心を合わせるように、前記第一部品を前記第二部品に組み付ける段階と、
   前記ねじを締め付ける段階とを備えていることを特徴とする組付方法。

Images