JP2008162628A - Screw tightening apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、キャップ等の螺子部品を締め付ける螺子締め装置に関する。 The present invention relates to a screw fastening device for fastening a screw part such as a cap.
キャップ締め装置として、特許文献1に記載の如く、円形キャップを把持する複数の把持ローラーと、異形キャップを把持するチャック装置を併せ備えるものがある。複数の把持ローラーで円形キャップを把持し、各把持ローラーを自転させることで、円形キャップを締め付けできる。チャック装置で異形キャップを把持し、チャック装置をキャップまわりに回転させることで、異形キャップを締め付けできる。
特許文献1のキャップ締め装置では、円形キャップと異形キャップを締め付け可能にするため、円形キャップ用の把持ローラー以外に、異形キャップ用のチャック装置を備える必要があり、キャップによって型替え作業を行なう必要がある。
In the cap fastening device of
本発明の課題は、把持ローラーだけで円形螺子部品と異形螺子部品を締め付け可能にすることにある。 An object of the present invention is to be able to fasten a circular screw part and a deformed screw part with only a gripping roller.
請求項1の発明は、螺子部品を把持する複数の把持ローラーと、複数の把持ローラーを螺子部品のまわりに公転させるとともに、複数の把持ローラーをそれら把持ローラーの自軸まわりに自転させるローラー回転装置とを有する螺子締め装置である。
The invention of
図1〜図4の螺子締め装置10は、螺子部品、本実施例ではキャップ1を容器の口部に螺合させて締め付ける。螺子締め装置10は、不図示の水平鉛直移動装置(ロボットアームでも可)にジョイント11、ジョイント11に吊下げられる架台側シャフト12を介して支持され、キャップ1を把持する複数、本実施例では4個の把持ローラー20と、複数の把持ローラー20をキャップ1のまわりに公転させるとともに、複数の把持ローラー20をそれら把持ローラー20の自軸まわりに自転させるローラー回転装置30とを有する。また、螺子締め装置10は、複数の把持ローラー20をキャップ1に対して開閉し、閉じ位置でキャップ1を把持するローラー開閉装置40を有する。
The
ローラー回転装置30は、図1〜図3、図5、図6に示す如く、各把持ローラー20のローラー軸21Aを枢支するキャリア31と、各把持ローラー20のローラー軸21Aに同軸的に設けられる4個の遊星ギア32と、それらの遊星ギア32に外接するアウタギア33と、それらの遊星ギア32に内接するインナギア34とを有する。
The
キャリア31には各把持ローラー20のローラー軸ケース22が固定され、ローラー軸ケース22の内周に軸受を介して相対回転可能にローラー軸21Aを支持し、ローラー軸21Aのローラー軸ケース22から突出する下端部には自在継手23を介してローラー軸21Bが連結され、ローラー軸21Bの下端部に把持ローラー20を固定してある。把持ローラー20の外周には、ゴム製やウレタン製などの弾性リングが被着されている。ローラー軸21Aのローラー軸ケース22から突出する上端部に遊星ギア32が固定ピン32Aにより固定される。
A
ローラー回転装置30は、架台側シャフト12のスプライン軸12Aにスプラインナット13Aを介して回転不能かつ軸方向移動可能に嵌合されたスプラインナット箱13の下端部に駆動ベース35を固定し、駆動ベース35の上にアウタギア駆動部36、インナギア駆動部37を設けている。両駆動部36、37は、速度制御や回転方向制御の可能な、例えばサーボモータやステッピングモータ等にて構成できる。
The
アウタギア駆動部36の出力軸に設けた出力ギア36Aには、中間ギア33Aがかみ合い、中間ギア33Aにはジョイントフランジ33Bを介して前述のアウタギア33が同軸的に固定されている。インナギア駆動部37の出力軸に設けた出力ギア37Aには、中間ギア34Aがかみ合い、中間ギア34Aには昇降回転ハウジング34B、キーを介して前述のインナギア34が同軸的に固定されている。
An
尚、架台側シャフト12のスプライン軸12Aの下端側には主軸ジョイント12Cを介して主軸12Bが固定的に連結され、主軸12Bには上下のスライドロータリーブッシュ14、14を介してインナギア34の昇降回転ハウジング34Bが回転かつ軸方向スライド可能に嵌合され(15はカラー)、昇降回転ハウジング34Bの上部にはスプラインナット箱13、駆動ベース35が軸受を介して相対回転可能に支持され、昇降回転ハウジング34Bの中間部にはジョイントフランジ33Bが軸受を介して相対回転可能に支持され、昇降回転ハウジング34Bの下端部にはキャリア31が軸受を介して相対回転可能に支持される。図2において、16A、16B等は止め輪を示す。
A
ローラー回転装置30は、アウタギア駆動部36とインナギア駆動部37により、アウタギア33とインナギア34の回転を制御することで、各把持ローラー20を選択的に、公転又は自転させる。例えば遊星ギア32の歯数を14、アウタギア33の歯数を80、中間ギア33Aの歯数を120、インナギア34の歯数を52、中間ギア34Aの歯数を120、アウタギア駆動部36の出力ギア36Aの歯数を15、インナギア駆動部37の出力ギア37Aの歯数を15とする。
The
アウタギア駆動部36を反時計方向に回転させると、アウタギア33は時計方向、把持ローラー20は時計方向に駆動される。アウタギア33を1回転させるには、アウタギア駆動部36を8回転させねばならない。また、ローラー20を1回転させるには、アウタギア駆動部36を1.4回転させなければならない。
When the outer
インナギア駆動部37を時計方向に回転させると、インナギア34は反時計方向、把持ローラー20は時計方向に駆動される。インナギア34を1回転させるには、インナギア駆動部37を8回転させねばならない。また、ローラー20を1回転させるには、インナギア駆動部37を2.154回転させなければならない。
When the inner
従って、アウタギア駆動部36を反時計方向、インナギア駆動部37を時計方向に回転させ、その速度比つまり(インナギア駆動部回転数:アウタギア駆動部回転数)=(1.4:2.154)とすることで、アウタギア33、インナギア34は互いに逆方向に同回転数で回転し、把持ローラー20を時計方向に自転させる。尚、その把持ローラー自転数は、(インナギア駆動部回転数:アウタギア駆動部回転数:把持ローラー自転数)=(1.4:2.154:1)の比率となる。
Therefore, by rotating the outer
また、アウタギア駆動部36を反時計方向、インナギア駆動部37を反時計方向に回転させ、その速度比つまり(インナギア駆動部回転数:アウタギア駆動部回転数)=(8:8)=(1:1)とすることで、アウタギア33、インナギア34は共に時計方向に同回転数で回転し、把持ローラー20を(アウタギア33、インナギア34、遊星ギア32を一体として)時計方向に公転させる。尚、その公転数は、インナギア駆動部回転数及びアウタギア駆動部回転数の1/8となる。即ち、公転数は、(インナギア駆動部回転数:アウタギア駆動部回転数:公転数)=(8:8:1)の比率となる。
Further, the outer
ローラー開閉装置40は、開閉ガイド板41と開閉カム板42を有する。このとき、架台側シャフト12の主軸12Bの最下端部には、上下の軸受ナットにより保持された軸受を介して吊下げブロック50が枢支され、吊下げブロック50の下端部には後述するキャップ吸着装置80のハウジング81がボルト固定され、このハウジング81に開閉ガイド板41をねじ止めしている。尚、開閉ガイド板41は昇降装置60を介して昇降ベース70を支持し、昇降ベース70に前述の各ローラー軸ケース22の中間部を保持している。昇降装置60は、図3、図7に示す如く、昇降ベース70に固定されるステッピングモータ等からなる昇降駆動部61と、昇降駆動部61により回転されるボールねじ62と、ボールねじ62に螺合するボールねじナット63を固定的に備えるジョイントパイプ64からなり、ジョイントパイプ64と一体の固定板65を開閉ガイド板41にねじ止めしてなるものである。昇降駆動部61の駆動により、ボールねじ62がボールねじナット63に対して螺動することにより、昇降ベース70が昇降し、各ローラー軸ケース22を介して、ローラー回転装置30のキャリア31等が昇降し、ひいては各把持ローラー20及びローラー軸21Bが上方待機位置(図1、図12の(1))と途中位置(図13の(2)、(3))、下降位置(図4、図13の(4))との間で開閉ガイド板41、開閉カム板42に対して昇降する。
The roller opening /
ローラー開閉装置40の開閉ガイド板41は、図3、図9に示す如く、各把持ローラー20のローラー軸21Bをキャップ1に対する開閉位置にガイドするローラー軸保持溝41Aを備える。各ローラー軸保持溝41Aは開閉ガイド板41の中心軸(架台側シャフト12の中心軸と同軸)を通る半径方向に延在され、ローラー軸21Bに装填された方向自在スリーブ21Cがローラー軸保持溝41Aにスライド自在に嵌合されている。
As shown in FIGS. 3 and 9, the opening /
開閉カム板42は、図3、図9に示す如く、キャップ吸着装置80のハウジング81に内蔵されている回転部84に回転自在に支持されることにより、開閉ガイド板41に対して相対回転可能に支持され、各把持ローラー20のローラー軸21Bをキャップ1に対する開閉方向に変位されるローラー軸移動溝42Aを備える。各ローラー軸移動溝42Aは開閉カム板42の中心軸(架台側シャフト12の中心軸と同軸)を通らない方向に延在され、ローラー軸21Bに装填された方向自在スリーブ21Dがローラー軸移動溝42Aにスライド自在に嵌合されている。
The open /
ローラー開閉装置40は、開閉カム板42を開閉ガイド板41に対して相対回転させる開閉駆動部43を有する。開閉駆動部43は、図8に示す如く、開閉ガイド板41に固定される空圧式等のロータリーアクチュエータ等からなり、出力軸に固定された開閉レバー44の先端に設けたベアリングシャフト45を開閉カム板42に設けてある開閉駆動溝42Bに係合させてある。
The roller opening /
ローラー開閉装置40は、開閉駆動部43が開閉レバー44を回転させると、開閉レバー44のベアリングシャフト45が図9に示す軌跡を移動し、開閉カム板42を図9(A)〜(B)に示す如くに回転させる。開閉カム板42のローラー軸移動溝42Aには把持ローラー20のローラー軸21Bが係合され、把持ローラー20のローラー軸21Bは開閉ガイド板41のローラー軸保持溝41Aにも保持されている。開閉ガイド板41のローラー軸保持溝41Aにより、把持ローラー20のローラー軸21Bは開閉ガイド板41と開閉カム板42の中心軸を通る半径方向にのみ移動できる。即ち、開閉カム板42の回転により、把持ローラー20のローラー軸21Bが開閉ガイド板41と開閉カム板42の半径方向に移動し、把持ローラー20を開き位置(図1、図13の(1))と閉じ位置(図13の(2)〜(4))との間でキャップ1に対して開閉し、閉じ位置でキャップ1を把持可能にする。
In the roller opening /
即ち、螺子締め装置10は、ローラー開閉装置40の開閉ガイド板41を架台側シャフト12に枢支かつ吊下げ支持し、開閉ガイド板41の上に昇降装置60を介して昇降ベース70を設け、昇降ベース70に各把持ローラー20のローラー軸ケース22を固定し、架台側シャフト12に枢支されるローラー回転装置30のキャリア31に各ローラー軸ケース22を固定し、架台側シャフト12に枢支される駆動ベース35にアウタギア駆動部36とインナギア駆動部37を設ける。ローラー回転装置30のキャリア31と駆動ベース35の間で、アウタギア33とインナギア34を架台側シャフト12に枢支するとともに、遊星ギア32をアウタギア33とインナギア34のそれぞれにかみ合いさせ、開閉ガイド板41の下に開閉カム板42を設ける。螺子締め装置10は、ローラー開閉装置40により複数の把持ローラー20をキャップ1に対して開閉し、閉じ位置でキャップ1を把持するとともに、ローラー回転装置30により複数の把持ローラー20をキャップ1のまわりに公転させて後述する如くに異形キャップ1(円形キャップ1も可)を容器の口部に螺合させ、或いはローラー回転装置30により複数の把持ローラー20をそれら把持ローラー20の自軸まわりに自転させて後述する如くに円形キャップ1を容器の口部に螺合させる。
That is, the
従って、螺子締め装置10によれば、ローラー回転装置30、ローラー開閉装置40等を有することにより、以下の作用効果を奏する。
Therefore, according to the
(a)複数の把持ローラー20で円形キャップ1を把持し、それら把持ローラー20を自転又は公転させることで、該円形キャップ1を締め付けできる。また、複数の把持ローラー20で異形キャップ1を把持し、それら把持ローラー20を公転させることで、該異形キャップ1を締め付けできる。従って、把持ローラー20だけで円形キャップ1と異形キャップ1を締め付けできる。
(a) The
(b)把持ローラー20のためのローラー回転装置30を遊星歯車機構により構成し、アウタギア33とインナギア34の回転を制御することで、各把持ローラー20を公転又は自転させることができる。
(b) By configuring the
(c)把持ローラー20のためのローラー開閉装置40により、複数の把持ローラー20で円形キャップ1と異形キャップ1を把持できる。
(c) The
(d)把持ローラー20のためのローラー開閉装置40を開閉ガイド板41と開閉カム板42により構成し、開閉カム板42を開閉ガイド板41に対して相対回転させることで、各把持ローラー20を開閉できる。
(d) A roller opening /
(e)昇降駆動部61の駆動により、ボールねじ62がボールねじナット63に対して螺動することにより、昇降ベース70が昇降し、各ローラー軸ケース22を介して、ローラー回転装置30のキャリア31等が昇降し、ひいては各把持ローラー20及びローラー軸21Bが上方待機位置(図1、図12の(1))と途中位置(図13の(2)、(3))、下降位置(図4、図13の(4))との間で開閉ガイド板41、開閉カム板42に対して昇降することができる。
(e) When the elevating
(f)螺子締め装置10において、開閉ガイド板41を架台側シャフト12に枢支かつ吊下げ支持し、開閉ガイド板41の上に昇降装置60を介して昇降ベース70を設け、昇降ベース70に各把持ローラー20のローラー軸ケース22を固定し、架台側シャフト12に枢支されるローラー回転装置30のキャリア31に各ローラー軸ケース22を固定し、架台側シャフト12に枢支される駆動ベース35にアウタギア駆動部36とインナギア駆動部37を設け、ローラー回転装置30のキャリア31と駆動ベース35の間で、アウタギア33とインナギア34を架台側シャフト12に枢支するとともに、アウタギア33とインナギア34に遊星ギア32をかみ合いさせ、開閉ガイド板41の下に開閉カム板42を設けることにより、複数の把持ローラー20と、ローラー回転装置30と、ローラー開閉装置40を具備する螺子締め装置10をコンパクトに構成できる。
(f) In the
尚、以上の説明では把持ローラー20及びそれに関する構造としては、これを4組有するもののして述べたが、組数は4組には限定されない。螺子部品の大きさが大きい際には、組数が多いほうが、把持性が高まり好ましい。一例として、生活雑貨用品、飲料、家庭内食料品等のキャップを螺子部品として取り扱う際には、3組〜6組が好ましく、特に好ましくは3〜4組である。好適範囲より少ないと、確実に螺子部品を保持できなくなる。好適範囲より大きいと、装置構造が複雑になってしまう。また螺子部品の形状が複雑な際には、螺子部品と把持ローラー20が干渉して、うまく螺子部品を把持できなくなることも有り得る。
In the above description, the gripping
次に、螺子締め装置10は、図1、図3、図10に示す如く、複数の把持ローラー20の概ね中央部に、キャップ1を保持するキャップ吸着装置80の方向自在吸着部90を有する。
Next, as shown in FIGS. 1, 3, and 10, the
キャップ吸着装置80は、開閉ガイド板41に支持されるハウジング81に軸受82、シール部材を備えた洩れ防止部83を介して、中空軸状の回転部84を回転自在に支持する。ハウジング81の側傍にはサーボモータ85が支持され、サーボモータ85の出力軸に固定したプーリ86と、回転部84の外周に固定したプーリ87にはタイミングベルト88が巻き回され、回転部84をモータ85により回転可能にする。回転部84の先端の直径上には左右の長孔状スライド孔84A、84Aが設けられ、方向自在吸着部90の両側の支軸90A、90Aをそれらのスライド孔84A、84Aに揺動かつ上下動可能に支持し、吸着部90の方向自在性を具備する。方向自在吸着部はバキュームパッド91を備え、バキュームパッド91にキャップ1を保持し、回転部84の回転力により回転できる。
The
方向自在吸着部90に備えたバキュームパッド91としては、市販のNBRやシリコーンなどの合成ゴムなどの材質で、形状としては平型や蛇腹型のものが用いられる。
The
また、方向自在吸着部90のバキュームパッド91の別形態として、方向自在吸着部90の断面内に通気路を有するウレタンや硬質ゴムによる円柱状のバキュームパッドが挙げられる。このバキュームパッドによれば、キャップ1との接触部の面積を広くかつ肉厚を厚くすることが可能であるため、耐久性が向上できる。
Moreover, as another form of the
また、バキュームパッドに代わるキャップ保持手段として粘着物質を用いても良い。一例として、ゴム系樹脂やゴム系混合物を使用できる。例えば、エーテル系ポリウレタン樹脂、ポリアミド系樹脂、スチレン−エチレン系樹脂、ブチレン−スチレン系樹脂、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロック共重合体や上記共重合とナフテン系の混合物などを採用でき、常温粘着性を有する溶液タイプ、エマルジョンタイプ、ホットメルトタイプの粘着材や、アクリル系、ゴム系、ウレタン系、シリコーン系の粘着材も採用できる。この粘着物質を用いたキャップ保持手段によれば、バキュームが不要であるため、装置構造の単純化が可能である。 Moreover, you may use an adhesive substance as a cap holding means instead of a vacuum pad. As an example, a rubber-based resin or a rubber-based mixture can be used. For example, ether polyurethane resin, polyamide resin, styrene-ethylene resin, butylene-styrene resin, styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer or a mixture of the above copolymer and naphthene can be used. Solution type, emulsion type, and hot melt type adhesive materials, and acrylic, rubber, urethane, and silicone adhesive materials can also be used. According to the cap holding means using the adhesive substance, since the vacuum is unnecessary, the structure of the apparatus can be simplified.
キャップ吸着装置80は、方向自在吸着部90を、方向自在性を有する状態と、方向固定される状態に切替え可能にするため、ハウジング81と回転部84の中空部に摺動可能に内蔵されて方向自在吸着部90の側に突出可能とされる中空軸状の加圧突出部92を有する。加圧突出部92はプランジャ92Aの外周に備えたシール部材92Bをハウジング81の内周に摺動自在に挿入し、ハウジング81の内部に、プランジャ92Aの回転部84に対する反対側端面により加圧室93Aを区画するとともに、プランジャ92Aの回転部84に対する側の端面により背圧室93Bを区画する。背圧室93Bの内部で、回転部84と加圧突出部92のプランジャ92Aとの間には、加圧突出部92を待機位置の側に付勢するバネ95が介装される。
The
キャップ吸着装置80は、回転部84及び加圧突出部92の内部の待機位置から方向自在吸着部90の側に突出した加圧突出部92の先端突部92Aにより、方向自在吸着部90の基端面の中心部を加圧し(先端突部92Aの中心軸に沿う加圧方向は方向自在吸着部90の支軸90Aを通る揺動軸に交差する)、方向自在吸着部90の方向自在性を有した状態で、方向自在吸着部90の加圧力(回転部84のスライド孔84Aに沿う下向き加圧力)を加える。ここで、方向自在吸着部90と接する先端突部92Aの最先端は丸みを帯びた形状とすることが、方向自在性を有しつつ加圧力を加えるために好ましい。先端突部92Aの最先端の丸みを形成する半径が大きすぎると微小接触面積が大きくなり、方向自在性が失われる。先端突部92Aの最先端の丸みを形成する半径が小さすぎると方向自在吸着部90を傷つけたり、先端突部92Aの最先端自身が磨耗してしまう。先端突部92Aの最先端の丸みを形成する半径の適切な大きさは、2〜15mm、好ましくは3〜10mmである。
The
従って、螺子締め装置10は、キャップ吸着装置80の方向自在吸着部90にキャップ1を保持して該キャップ1を容器の口部に移送したり、仮締めできる。このとき、キャップ吸着装置80は、キャップ1を保持した方向自在吸着部90をサーボモータ85により回転できるし、方向自在吸着部90を回転部84のスライド孔84Aに対して揺動させて(揺動角度θ、揺動ストロークh)(図10(B))方向自在性を有し、方向自在吸着部90に方向自在性を有した状態で、加圧突出部92により該吸着部90に加圧力を加えることができる。
Therefore, the
従って、螺子締め装置10によれば、キャップ吸着装置80の方向自在吸着部90を有することにより、以下の作用効果を奏する。
Therefore, according to the
(g)複数の把持ローラー20の概ね中央部に、キャップ1を保持する吸着部90を有することにより、キャップ供給装置により供給されたキャップ1を吸着部90で受取り、このキャップ1を複数の把持ローラー20により把持することができる。
(g) Since the
(h)吸着部90がキャップ1を保持して回転できることにより、容器の口部に対するキャップ1の取付方向を任意の方向に合わせることができる。
(h) Since the
(i)吸着部90が方向自在性を有することにより、キャップ1の受取り時、ランダムな姿勢で供給されてきたキャップ1に対しては、方向自在吸着部90を方向自在にし、この方向自在吸着部90をキャップ1の天面に倣わせて該キャップ1を安定的に吸着して捕捉する。
(i) Since the
(j)容器の口部へのキャップ1の供給時には、キャップ1を吸着している方向自在吸着部90を回転させて方向決めし、この方向自在吸着部90に吸着しているキャップ1を容器の口部に対し安定的に位置付ける。特に、キャップ1がディップチューブ付きポンプキャップである場合、方向自在吸着部90はポンプキャップ1のディップチューブの方向も一定方向に固定し、容器の口部にディップチューブは安定的に挿入できる。
(j) When the
(k)容器の口部へのキャップ1の締込み時には、キャップ1を吸着し、これを容器の口部に位置付けている方向自在吸着部90を方向自在にし、キャップ1を回転する。方向自在吸着部90に保持されたキャップ1が螺着容易な概ね180度の回転角度範囲から回転を開始したときには、そのままスムースに噛合いを開始して仮締めされる。他方、キャップ1が螺着困難な概ね180度の回転角度範囲から回転開始したときには、キャップ1は容器に対する姿勢を矯正される方向に揺動しつつ容器に対してスリップし、その後の螺着容易な回転角度位置にて噛合いを開始して仮締めされる。キャップ1は姿勢矯正のために逆回転されることなく、正回転下で容器に対して揺動しつつ自動調芯的にネジ合せされるから、短時間に噛合いを開始でき、生産効率が良い。
(k) At the time of tightening the
(l)上述(k)の容器の口部へのキャップ1の締込み時に、方向自在吸着部90の方向自在性を有した状態で、方向自在吸着部90に加圧力を加えることにより、方向自在吸着部90はキャップ1を容器に対して安定的に揺動可能にし、安定的に噛合い開始して仮締めできる。但し、方向自在吸着部90はその自重に基づく加圧力だけをキャップ1と容器に付与しながら噛合い開始して仮締めするものでも良い。
(l) When the
(m)方向自在吸着部90のキャップ保持手段がバキュームパッド91(吸引手段)からなるものとすることにより、キャップ1を簡易に吸着できる。
(m) Since the cap holding means of the directional
(n)方向自在吸着部90を回転部84の先端に揺動自在に支持し、回転部84に内蔵されて方向自在吸着部90の側に突出可能とされる固定突出部92を有し、回転部84から突出した固定突出部92により方向自在吸着部90の端面を押圧し、該方向自在吸着部90を方向固定することにより、方向自在吸着部90を確実に方向固定できる。
(n) A
尚、螺子締め装置10は、図3、図7、図10に示す如く、ロータリーブロック100の固定部100Bをキャップ吸着装置80のハウジング81の天面に取付けてある。架台側シャフト12の中空部に挿通した、ローラー開閉装置40の開閉駆動部43のための正転用空圧配管101、逆転用空圧配管102、キャップ吸着装置80の加圧室93Aのための加圧用空圧配管103、方向自在吸着部90のバキュームパッド91のための真空配管104を、ロータリーブロック100の回転部100Bに接続する。また、ロータリーブロック100の固定部100Aから取り出した空圧配管101、102を開閉駆動部43に接続し、固定部100Aから取り出した空圧配管103をハウジング81の通気路103Aを介して加圧室93Aに接続し、固定部100Aから取り出した真空配管104をハウジング81、回転部84の通気路104A、104B、チューブ104Cを介してバキュームパッド91に接続する。
In addition, as shown in FIGS. 3, 7, and 10, the
複数の把持ローラー20の概ね中央部に有された、キャップ1を保持するキャップ吸着装置80の方向自在吸着部90は、以上(g)〜(n)に述べたような作用効果を有するが、当然のことながら方向自在吸着部90が存在しなくとも、螺子締め装置10は、複数の把持ローラー20をキャップ等の螺子部品のまわりに公転させるとともに、複数の把持ローラー20をそれら把持ローラー20の自軸まわりに自転させることが可能である。
The
以下、螺子締め装置10の具体的適用例について説明する(図11〜図18)。螺子締め装置10の適用対象キャップ1として、例えば図11に示したキャップA〜キャップFを挙げることができる。上方からみた平面形状が概ね円形である円形キャップA、B、チューブ付ポンプキャップCについては、これらキャップA〜Cを把持した複数の把持ローラー20を自転又は公転することにて容器の口部に締付けできる。上方からみた平面形状が概ね円形でない楕円キャップD、四角形キャップEについては、それらキャップD、Eを把持した複数の把持ローラー20を公転(自転は不可)することにて容器の口部に締付けできる。キャップのねじ部より上部の構造物が大きくかつその向きを容器に対して特定方向に設定しなければならない曲がりチューブ付トリガーキャップFについては、キャップFを把持した複数の把持ローラー20を自転(公転は不可)することにて容器の口部に締付けできる。
Hereinafter, the specific application example of the
(適用例1)(図12)
キャップAを把持ローラー20の自転(公転でも可)により締め付ける例を図12に示す。
(Application Example 1) (FIG. 12)
FIG. 12 shows an example in which the cap A is tightened by the rotation (or revolving) of the gripping
(1)水平鉛直移動装置に支持されている螺子締め装置10の下に、キャップAをキャップ供給コンベア201で供給する。
(1) The cap A is supplied by the
(2)昇降装置60の昇降駆動部61の駆動により、各把持ローラー20を上方待機位置から下降位置に下降させる。
(2) Each gripping
(3)ローラー開閉装置40の開閉駆動部43の駆動により、各把持ローラー20を開き位置から閉じ位置に閉じ、キャップAを把持する。
(3) By driving the opening /
(4)水平鉛直移動装置により螺子締め装置10を移動し、各把持ローラー20が把持しているキャップAを容器の口部に当て、鉛直移動装置により螺子締め装置10を下降させつつ、ローラー回転装置30のアウタギア駆動部36、インナギア駆動部37により各把持ローラー20を自転(公転でも可)させて該キャップAを容器の口部に螺合して締め付ける。
(4) The
(適用例2)(図13)
キャップAを把持ローラー20の自転(公転でも可)により締め付ける他の例を図13に示す。
(Application Example 2) (FIG. 13)
FIG. 13 shows another example in which the cap A is fastened by the rotation (or revolution) of the gripping
(1)水平鉛直移動装置に支持されている螺子締め装置10の下であって、かつ容器の口部の上に、キャップAを横移動キャップ供給装置202で供給する。
(1) The cap A is supplied by the lateral movement
(2)昇降装置60の昇降駆動部61の駆動により、各把持ローラー20を上方待機位置から途中位置まで下降させて止め、ローラー開閉装置40の開閉駆動部43の駆動により、各把持ローラー20を開き位置から閉じ位置に閉じ、キャップAを把持する。
(2) Each gripping
(3)横移動キャップ供給装置202を退避させる。
(3) The lateral movement
(4)昇降装置60の昇降駆動部61の駆動により、各把持ローラー20を下降させ、各把持ローラー20が把持しているキャップAを容器の口部に当てる。昇降装置60の昇降駆動部61で各把持ローラー20を下降させつつ、又は鉛直移動装置により螺子締め装置10を下降させつつ、ローラー回転装置30のアウタギア駆動部36、インナギア駆動部37により各把持ローラー20を自転(公転でも可)させて該キャップAを容器の口部に螺号して締め付ける。
(4) Each gripping
(適用例3)(図14)
キャップCを把持ローラー20の自転(公転でも可)により締め付ける例を図14に示す。キャップCは、把持ローラー20により把持されるねじ部1Aより上部の構造物1Bの向きを容器に対して特定する必要があり、把持ローラー20の自転によることが好ましい。
(Application Example 3) (FIG. 14)
FIG. 14 shows an example in which the cap C is tightened by the rotation (or even revolution) of the gripping
(1)水平鉛直移動装置に支持されている螺子締め装置10の下であって、かつ容器の口部の上に、キャップCを横移動キャップ供給装置202で供給する。
(1) The cap C is supplied by the lateral movement
(2)昇降装置60の昇降駆動部61の駆動により、各把持ローラー20を上方待機位置から途中位置まで下降させて止める。キャップ吸着装置80の方向自在吸着部90のバキュームパッド91でキャップCの天面を保持する。
(2) Each gripping
(3)横移動キャップ供給装置202を退避させる。キャップ吸着装置80の方向自在吸着部90のバキュームパッド91でキャップCを保持し、サーボモータ85により回転部84及び方向自在吸着部90の回転角度を制御し、キャップCの構造物1Bの向き(ノズルの向き)を特定の方向に合せる。ローラー開閉装置40の開閉駆動部43の駆動により、各把持ローラー20を開き位置から閉じ位置に閉じ、キャップCを把持する。
(3) The lateral movement
(4)昇降装置60の昇降駆動部61の駆動により、各把持ローラー20を下降させ、各把持ローラー20が把持しているキャップCを容器の口部に当てる。昇降装置60の昇降駆動部61で各把持ローラー20を下降させつつ、又は鉛直移動装置により螺子締め装置10を下降させつつ、ローラー回転装置30のアウタギア駆動部36、インナギア駆動部37により各把持ローラー20を自転させて該キャップCを容器の口部に螺合して締め付ける。キャップCの構造物1Bはキャップ吸着装置80の吸着部90により特定の方向に保持される。
(4) Each gripping
(適用例4)(図15)
キャップDを把持ローラー20の公転により締め付ける例を図15に示す。図15の工程(1)、(2)については、把持する物品(キャップD)が相違するのみで図12の工程(1)、(2)と同一であるため、省略する。
(Application Example 4) (FIG. 15)
An example in which the cap D is tightened by the revolution of the gripping
(1)水平鉛直移動装置に支持されている螺子締め装置10の下に、キャップDをキャップ供給コンベア201で供給する。
(1) The cap D is supplied by the
(2)昇降装置60の昇降駆動部61の駆動により、各把持ローラー20を上方待機位置から下降位置に下降させる。
(2) Each gripping
(3)ローラー開閉装置40の開閉駆動部43の駆動により、各把持ローラー20を開き位置から閉じ位置に閉じ、キャップDを把持する。
(3) By driving the opening /
(4)水平鉛直移動装置により螺子締め装置10を移動し、各把持ローラー20が把持しているキャップDを容器の口部に当て、鉛直移動装置により螺子締め装置10を下降させつつ、ローラー回転装置30のアウタギア駆動部36、インナギア駆動部37により各把持ローラー20を公転させて該キャップDを容器の口部に螺合して締め付ける。
(4) The
(適用例5)(図16)
キャップBを把持ローラー20の公転(自転でも可)により締め付ける例を図16に示す。
(Application Example 5) (FIG. 16)
FIG. 16 shows an example in which the cap B is tightened by the revolution (or rotation) of the gripping
(1)水平鉛直移動装置に支持されている螺子締め装置10におけるキャップ吸着装置80に、不図示のキャップ供給手段によりキャップBを供給し、方向自在吸着部90のバキュームパッド91でキャップBの天面を保持する。
(1) The cap B is supplied to the
(2)水平鉛直移動装置により螺子締め装置10を移動し、方向自在吸着部90のバキュームパッド91が保持しているキャップBを容器の口部に位置付ける。
(2) The
(3)キャップ吸着装置80のサーボモータ85により回転部84及び方向自在吸着部90を回転し、方向自在吸着部90のバキュームパッド91が保持しているキャップBを容器の口部に仮締めする。加圧突出部92により方向自在吸着部90の上面の中心部を加圧することで、キャップBを容器の口部に対して安定的に揺動させ、キャップBを容器の口部に安定的にかみ合い開始させて仮締めする。仮締め時に、キャップBが斜めになることを防止できる。
(3) The rotating
(4)昇降装置60の昇降駆動部61の駆動により、各把持ローラー20を上方待機位置から下降させ、ローラー開閉装置40の開閉駆動部43の駆動により、各把持ローラー20を開き位置から閉じ位置に閉じ、キャップBを把持する。昇降装置60の昇降駆動部61で各把持ローラー20を下降させつつ、又は鉛直移動装置により螺子締め装置10を下降させつつ、ローラー回転装置30のアウタギア駆動部36、インナギア駆動部37により各把持ローラー20を公転(自転でも可)させて該キャップBを容器の口部に螺合して本締めする。
(4) Each gripping
(適用例6)(図17、図18)
ロボット300のアーム先端に支持している螺子締め装置10を、図17(A)に示す如く、ロボット300によりキャップ供給コンベア201上のキャップ受取り位置に移動し、下記(1)〜(4)によりキャップ1を保持し、キャップ1の姿勢を矯正(センタリング)する。続いて、図17(B)に示す如く、ロボット300により螺子締め装置10を容器の口部に対するキャップ締め位置に移動し、更にロボット300により螺子締め装置10を下降させつつ、ローラー回転装置30のアウタギア駆動部36、インナギア駆動部37により各把持ローラー20を自転又は公転させてキャップ1を容器の口部に螺合して締付ける。尚、ロボット300の形態は特に限定されない。例えば、直交型ロボット、水平多関節ロボット(スカラロボット)、垂直多関節ロボット(6軸アームロボット等)、人型ロボット等が挙げられる。
Application Example 6 (FIGS. 17 and 18)
As shown in FIG. 17A, the
(1)キャップ1がキャップ供給コンベア201上にて必ずしも均等でないピッチ(P1、P2等)で供給される。ロボット300により螺子締め装置10を下降し、キャップ吸着装置80の方向自在吸着部90のバキュームパッド91でキャップ1を受け取る。キャップ1の中心がバキュームパッド91の中心からずれていても良い。
(1) The
(2)ロボット300により螺子締め装置10を上昇する。昇降装置60の昇降駆動部61の駆動により、各把持ローラー20を上方待機位置から下降位置に下降させる。
(2) The
(3)ローラー開閉装置40の開閉駆動部43の駆動により、各把持ローラー20を開き位置から閉じ位置に閉じ、キャップ1を把持するとともに、バキュームパッド91の真空吸着を停止する。
(3) By driving the opening /
(4)方向自在吸着部90は揺動自在であるから、キャップ1は一旦傾くが、最終的には、複数の把持ローラー20の中央に正立状態で把持される。画像処理等の高価なセンサを用いることなく、キャップ1を正立姿勢で把持できる。
(4) Since the directional adsorbing
螺子締め装置10は、キャップ1以外の他の螺子部品、例えば、ナット、雌螺子部を有する配管部品、雌螺子部を有する様々な部品等の締付けにも適用できる。更に、キャップ1のような雌螺子部品だけではなく、雄螺子部品の締付けにも適用できる。例えば、ボルト、螺子式クランプ、雄螺子部を有する配管部品、雄螺子部を有する様々な部品等が挙げられる。
The
1 キャップ(螺子部品)
10 螺子締め装置
12 架台側シャフト
20 把持ローラー
21A、21B ローラー軸
22 ローラー軸ケース
30 ローラー回転装置
31 キャリア
32 遊星ギア
33 アウタギア
34 インナギア
35 駆動ベース
36 アウタギア駆動部
37 インナギア駆動部
40 ローラー開閉装置
41 開閉ガイド板
41A ローラー軸保持溝
42 開閉カム板
42A ローラー軸移動溝
43 開閉駆動部
60 昇降装置
70 昇降ベース
90 吸着部
91 バキュームパッド
92 加圧突出部
1 Cap (screw parts)
DESCRIPTION OF
Claims (10)
複数の把持ローラーを螺子部品のまわりに公転させるとともに、複数の把持ローラーをそれら把持ローラーの自軸まわりに自転させるローラー回転装置とを有する螺子締め装置。 A plurality of gripping rollers for gripping screw parts;
A screw fastening device comprising: a roller rotating device that revolves a plurality of gripping rollers around a screw part and rotates the plurality of gripping rollers about their own axes.
各把持ローラーのローラー軸を枢支するキャリアと、各把持ローラーのローラー軸に同軸的に設けられる遊星ギアと、それらの遊星ギアに外接するアウタギアと、それらの遊星ギアに内接するインナギアと、アウタギア駆動部と、インナギア駆動部とを有し、
アウタギアとインナギアの回転を制御することで各把持ローラーを公転又は自転させる請求項1に記載の螺子締め装置。 The roller rotating device is
A carrier that pivotally supports the roller shaft of each gripping roller, a planetary gear provided coaxially with the roller shaft of each gripping roller, an outer gear that circumscribes the planetary gear, an inner gear that is inscribed in the planetary gear, and an outer gear A drive unit and an inner gear drive unit;
The screw fastening device according to claim 1, wherein each gripping roller is revolved or rotated by controlling rotation of the outer gear and the inner gear.
各把持ローラーのローラー軸を螺子部品に対する開閉位置にガイドするローラー軸保持溝を備えた開閉ガイド板と、
開閉ガイド板に対して相対回転され、各把持ローラーのローラー軸を螺子部品に対する開閉方向に変位させるローラー軸移動溝を備えた開閉カム板と、
開閉カム板を開閉ガイド板に対して相対回転させる開閉駆動部とを有してなる請求項3に記載の螺子締め装置。 The roller opening and closing device
An open / close guide plate having a roller shaft holding groove for guiding the roller shaft of each gripping roller to the open / close position with respect to the screw component;
An opening / closing cam plate provided with a roller shaft moving groove that is rotated relative to the opening / closing guide plate and displaces the roller shaft of each gripping roller in the opening / closing direction with respect to the screw component;
The screw fastening device according to claim 3, further comprising an opening / closing drive unit that rotates the opening / closing cam plate relative to the opening / closing guide plate.
開閉ガイド板の上に昇降装置を介して昇降ベースを設け、
昇降ベースに各把持ローラーのローラー軸ケースを固定し、
架台側シャフトに枢支されるローラー回転装置のキャリアに各ローラー軸ケースを固定し、
架台側シャフトに枢支される駆動ベースにアウタギア駆動部とインナギア駆動部を設け、
ローラー回転装置のキャリアと駆動ベースの間で、アウタギアとインナギアを架台側シャフトに枢支するとともに、アウタギアとインナギアに遊星ギアを噛み合いさせ、
開閉ガイド板の下に開閉カム板を設けてなる請求項4に記載の螺子締め装置。 The opening / closing guide plate is pivotally supported and supported by the gantry side shaft,
A lifting base is provided on the opening / closing guide plate via a lifting device,
Fix the roller shaft case of each gripping roller to the lifting base,
Fix each roller shaft case to the carrier of the roller rotating device pivotally supported by the gantry side shaft,
An outer gear drive part and an inner gear drive part are provided on the drive base pivotally supported by the gantry side shaft,
Between the carrier of the roller rotating device and the drive base, the outer gear and the inner gear are pivotally supported on the gantry side shaft, and the planetary gear is engaged with the outer gear and the inner gear.
The screw fastening device according to claim 4, wherein an opening / closing cam plate is provided under the opening / closing guide plate.
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