JP2018202526A

JP2018202526A - ねじ締め装置

Info

Publication number: JP2018202526A
Application number: JP2017108818A
Authority: JP
Inventors: 永井　誠; Makoto Nagai; 誠永井
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2018-12-27

Abstract

【課題】目標位置へビットを位置合わせし易いねじ締め装置の提供。【解決手段】ねじＮに係合するビットＢを支持して成るねじ締めツール１０と、このねじ締めツール１０を水平および垂直方向へ移動自在に支持して成るツール移動ユニット２０と、ねじ締め対象物であるワークＷを保持可能なワーク受け治具３０とを備えて成る。ねじ締めツール１０は、ビットＢの延びる方向と平行に配置した位置決めシャフト１６を備えて成る。ワーク受け治具３０は、位置決めシャフト１６を挿通可能なボス部材３２（３３）を備え、このボス部材３２（３３）へ位置決めシャフト１６を差し込むことでビットＢを所定のねじ締めポイントから水平方向へ位置ズレしないよう位置決めして成る。ボス部材３２は、その一端側を大径とし徐々に縮径するすり鉢状のテーパ穴３２ａと、このテーパ穴３２ａの縮径側に連設され所定の直径から成る挿通穴３２ｂとを備えて成る。【選択図】図１

Description

本発明は、ねじに係合するビットを所定のねじ締め箇所へ誘導して位置決め可能なねじ締め装置に関する。

従来のねじ締め装置は、特許文献１に示されるように、ねじに係合可能なビットを回転駆動自在に備えたねじ締めツールと、このねじ締めツールを取り付け水平および垂直方向へ可動可能なツール移動ユニットと、前記ねじ締めツールのビットを回転駆動制御するツールコントローラと、前記ツールコントローラおよびツール移動ユニットをそれぞれ配線接続した制御ユニットとから構成されている。

前記ねじ締めツールは、作業者に把持されるグリップと、このグリップに配されたスタートスイッチと、前記グリップに挿通された前記ビットと、このビットに連結されたビット回転モータとを備えて成り、前記ビット回転モータは、前記ツールコントローラから指令を受けて回転駆動するよう構成されている。

前記ツール移動ユニットは、前記ねじ締めツールを取り付けて水平方向に直動する直動軸ユニットと、この直動軸ユニットを水平旋回自在に支持する水平旋回軸ユニットと、この水平旋回軸ユニットを垂直方向へ直動自在に支持する垂直軸ユニットとを備えて成る。また、これら直動軸ユニット、水平旋回軸ユニット、垂直軸ユニットは、何れもエンコーダを備えており、これら各エンコーダが前述の各軸ユニットの直動移動距離または旋回移動角度に応じたパルス信号を前記制御ユニットへそれぞれ発信するよう構成されている。

前記制御ユニットは、前記エンコーダから発せられたパルス信号に基づき適宜ビットの平面座標および高さ位置（以下、ビットの現在位置という）を算出可能に構成され、ねじ締め完了時の位置となるビットの平面座標および高さ位置（以下、ティーチング位置という）を予め記憶して成る。また、制御ユニットは、前記ビットの現在位置と、前記ティーチング位置とを照合判定可能に構成されており、これに配設されたランプを点灯し作業者に異常状態または正常状態であることを発するよう構成されている。

また、特許文献２には、ボルトの頭部を複数個同時に吸着して取出して当該ボルトをワークのねじ締め箇所へ搬送するボルト搬送装置が開示されている。この従来のボルト搬送装置は、前記ボルトをその外周付近で複数吊り下げ可能な円板および当該円板の中心に立設する位置決めシャフトを備えたボルト吊下ユニットと、前記ボルトを吸着するソケットと、このソケットを複数配設し前記位置決めシャフトに嵌合可能なボス部材を備えたソケット吊下ユニットから構成される。これにより、特許文献２に開示のボルト搬送装置は、ボルト吊下ユニットからボルトを取出す際、前記ボス部材を位置決めシャフトへ嵌合させるので、吊り下げられた複数のボルトを前記ソケットに合うよう位置決めできるという特徴がある。

特許第5702135号特許第4490996号

しかしながら、従来のねじ締め装置は、前記直動軸ユニット、水平旋回軸ユニットがそれぞれの可動範囲を自在に可動するよう支持されて成るので、前記ビットの水平座標がねじ締め作業中に前記ティーチング位置から外れることがあった。このため、前記ビットに係合したねじがワークのめねじに一致せず正確な位置決めが行えないという問題があった。一方、従来のボルト搬送装置は、前述した位置決めに係る問題を解決できるものの、前記ボス部材に設けた嵌合穴の開口部がほぼ嵌合穴と同径のため、前記位置決めシャフトと嵌合させ難く作業時間を要するという問題があった。このような位置決め性に問題のあるボス部材および位置決めシャフトを従来のねじ締め装置に採用したとしても、当該ねじ締め装置は、ねじ締め作業性が悪いという問題がある。

本発明は、上述した課題を解決することを目的としており、ねじに係合するビットを回転自在に支持して成るねじ締めツールと、このねじ締めツールを水平および垂直方向へ移動自在に支持して成るツール移動ユニットと、ねじ締め対象物であるワークを保持可能なワーク受け治具とを備えて成るねじ締め装置において、前記ねじ締めツールは、前記ビットの延びる方向と平行に配置した位置決めシャフトを備えて成り、前記ワーク受け治具は、前記位置決めシャフトを挿通可能なボス部材を備え、このボス部材へ前記位置決めシャフトを差し込むことでビットを所定のねじ締めポイントから水平方向へ位置ズレしないよう位置決めして成り、前記ボス部材は、その一端側を大径とし徐々に縮径するすり鉢状のテーパ穴と、このテーパ穴の縮径側に連設され所定の直径から成る挿通穴とを備えて成ることを特徴とする。なお、前記ワーク受け治具は、前記テーパ穴と前記挿通穴の境界となる連接部を前記ワークの締付け面高さよりも高くなるように前記ボス部材を設置して成り、前記連接部の設置高さは、前記位置決めシャフトの先端が前記テーパ穴を通過し前記連接部に到達した時、前記ビットに係合したねじの先端が前記ワークの締付け面に到達していない条件となるように設定されていることが好ましい。

以上説明したように本発明に係るねじ締め装置は、ワークへ向かって移動する前記位置決めシャフトの先端を大径のテーパ穴へ差し込むことで、前記ビットが徐々に所定のねじ締めポイントの上空へ案内されるという利点がある。また、本発明のねじ締め装置は、前記ビットをテーパ穴に倣わせて徐々にねじ締めポイントに一致させかつ前記連結部以降は水平方向へ振れないよう容易に位置決めできるという利点がある。さらに、本発明のねじ締め装置は、前記ねじの先端がワークの締付け面よりも高い時、位置決めシャフトの先端が既に挿通穴へ入り込んでいることを前記ボス部材の設置条件としているので、当該ねじがねじ締めポイントに一致した後、当該ねじ締めポイントへ向かって真っすぐ侵入可能となる。よって、ワークへねじ込み中のねじが水平方向へ押されるようなことが無いので最適なねじ締め作業が行えるという利点もある。

本発明に係るねじ締め装置の概略説明図である。

以下、本発明に係るねじ締め装置の一実施形態について、図１に基づき説明する。本発明のねじ締め装置１は、ねじＮに係合可能なビットＢを回転自在なねじ締めツール１０と、このねじ締めツール１０を水平および垂直方向へ移動に支持したツール移動ユニット２０と、前記ねじＮのねじ締め対象であるワークＷを保持可能なワーク受け治具３０とから構成される。

前記ねじ締めツール１０は、前記ビットＢに接続されたビット回転モータＢＭと、前記ビットＢを挿通して作業者に把持される取手部１２と、この取手部１２の下方に配され前記ビットＢを挿通して成るとともにビットＢに沿って摺動自在な摺動部１３と、この摺動部１３の一端に配され前記ねじＮの先端を突出させて一時的に保持可能なチャックユニット１１とを備えて成る。また、前記取手部１２および前記摺動部１３との間には水平方向へ延びるステー１５が配されており、このステー１５には、前記ビットと平行に延びる位置決めシャフト１６が固定されている。

前記チャックユニット１１は、図示しないねじ供給機から前記ねじＮを受け取ってその先端から前記ねじＮのおねじを一部突出させて一時的にその内部に留めて成る。また、このチャックユニット１１は、前記ねじＮの頭部を吊下げて支持可能な一対の揺動自在なチャック爪と、このチャック爪に吊下したねじＮの頭部を押さえ前記おねじを一部突出させた状態を保つ戻り爪とを備えて成る。

前記摺動部１３は、これに取り付けたチャックユニット１１とともに前記ビットＢに対して相対移動可能であり、常時は図示しないばねによって下方へ付勢されて成る。

前記位置決めシャフト１６は、その先端が先細る形状を成しており、後述する挿通穴３ｂ，３３ｂよりも若干小径に寸法設定された円柱部を備えて成る。また、この位置決めシャフト１６は、その先端が前記チャックユニット１１の先端とほぼ同一高さになるよう前記ステー１５に固定されている。

このように構成されたねじ締めツール１０は、作業者によって下降するよう操作されると、前記戻り爪およびチャック爪によって支持されたねじＮの先端がワークＷに接した以降、前記ばねが撓むため、前記チャックユニット１１および摺動部１３がビットＢに対して一体に相対移動を始める。引き続き作業者によって下降操作されると、前記ビットＢがねじＮの頭部に係合し、当該ねじＮが前記めねじに螺合して前記ビットＢとともにチャックユニット１１から突出した状態となる。

前記ツール移動ユニット２０は、ベース面Ｇから垂直方向へ立設した支柱２１および当該支柱２１に挿通され垂直方向へ摺動自在かつ水平旋回自在な旋回部２２を備えた摺動旋回軸２３と、前記旋回部２２に取り付けられ当該旋回部２２と一体に旋回するブロック部材２５および当該ブロック部材２５に係合し水平方向へ摺動自在な可動レール２６を備えた水平移動軸２７とから構成されている。

また、このツール移動ユニット２０は、前記可動レール２６の一端に前記ステー１５をねじ止めして成る。これにより、前記ねじ締めツール１０は、作業者に把持されて水平方向へ旋回および摺動かつ垂直方向へ摺動自在に移動することができる。

前記ワークＷは、図１に示すように予め２箇所のねじ締めポイントを備えており、前記ねじに螺合するめねじを有する締結物Ｗ１と、前記ねじＮの先端を挿通可能な下穴を有する被締結物Ｗ２とを備えて成る。また、ワークＷは、２箇所のねじ締めポイントがそれぞれ所定の間隔を空けかつ異なる高さに設定され、ねじＮが着座する締付け面高さは異なっている。

前記ワーク受け治具３０は、前記ベース面Ｇに載置されたプレートＰと、これに載置する前記ワークＷをガイドするガイド板３１と、前記プレートＰに立設し前記位置決めシャフト１６を差し込み可能なボス部材３２，３３とを備えて成る。

前記ボス部材３２，３３は、前記ワークＷの各ねじ締めポイントの高さに合わせて配置されており、それぞれ前記位置決めシャフト１６の先端を案内するテーパ穴３２ａ，３３ａと、当該テーパ穴３２ａ，３３ａに連通する挿通穴３２ｂ，３３ｂとを備えている。

前記テーパ穴３２ａ，３３ａは、図１に示すように上端側が最も大きく開口し下方へ向かって縮径するすり鉢状に形成されており、ここへ差し込む位置決めシャフト１６を下方の挿通穴３２ｂ，３３ｂへ誘い込むことができる。

一方、前記挿通穴３２ｂ，３３ｂは、それぞれ前記位置決めシャフト１６とほぼ同径に設定されており、さらに対応する前記めねじの軸線と平行に配設されている。また、上述したようにテーパ穴３２ａ（３３ａ）と挿通穴３２ｂ（３３ｂ）とは連通しており、これらの境界を連接部３２ｃ（３３ｃ）と表現する。

このように構成されたねじ締め装置１は、前記位置決めシャフト１６を大径の開口したテーパ穴３２ａ，３３ａにより当初はラフに誘い込み、その後当該位置決めシャフト１６をこれと同径の挿通穴３２ｂ，３３ｂに嵌合させる。これにより、ビットＢとねじ締めポイントとの軸線が一致するのみならず、当該ねじ締めツールを水平方向へ旋回および摺動しないよう規制可能となる。

このように、前記位置決めシャフト１６が前記挿通穴３２ｂ（３３ｂ）に嵌合すれば、これ以降、ねじ締めツール１０は、所定のねじ締めポイントの軸線上に位置し、当該ねじ締めポイントへ向かって一直線に下降することとなる。

また、前記ボス部材３２は、図１に示すように他方のボス部材３３よりも高い位置になるよう配置され、これがワークＷの高いねじ締めポイントに対応する。一方、ボス部材３３は、低いねじ締めポイントに対応している。

さらに、これらボス部材３２（３３）は、位置決めシャフト１６を挿通穴３２ｂ（３３ｂ）の内周面に沿わせて位置決めし始めた時点では、チャックユニット１１に吊下したねじＮの先端が対応するねじ締めポイントの締付け面高さよりも上空に位置しており、被締結物Ｗ２に干渉しない高さ位置となるようプレートＰに配置されている。つまり、ボス部材３２の連接部３２ｃは、このような高さ位置になるように配置されている。よって、下降操作されるねじ締めツール１０は、これに保持したねじＮの先端をワークＷへ接触させるまでに対応するねじ締めポイントの軸線上と一致させて位置決めされる。

したがって、本発明のねじ締め装置は、前記ねじＮのめねじへの螺入中において、前記ねじ締めツール１０を水平方向へ動かないよう規制できるので、ねじＮを傾けることなく垂直方向に螺入できるという利点がある。

１ … ねじ締め装置
１０ … ねじ締めツール
１６ … 位置決めシャフト
２０ … ツール移動ユニット
３０ … ワーク受け治具
３２，３３ … ボス部材
３２ａ，３３ａ … テーパ穴
Ｎ … ねじ
Ｗ … ワーク

Claims

ねじに係合するビットを回転自在に支持して成るねじ締めツールと、このねじ締めツールを水平および垂直方向へ移動自在に支持して成るツール移動ユニットと、ねじ締め対象物であるワークを保持可能なワーク受け治具とを備えて成るねじ締め装置において、
前記ねじ締めツールは、前記ビットの延びる方向と平行に配置した位置決めシャフトを備えて成り、
前記ワーク受け治具は、前記位置決めシャフトを挿通可能なボス部材を備え、このボス部材へ前記位置決めシャフトを差し込むことでビットを所定のねじ締めポイントから水平方向へ位置ズレしないよう位置決めして成り、
前記ボス部材は、その一端側を大径とし徐々に縮径するすり鉢状のテーパ穴と、このテーパ穴の縮径側に連設され所定の直径から成る挿通穴とを備えて成ることを特徴とするねじ締め装置。
前記ワーク受け治具は、前記テーパ穴と前記挿通穴の境界となる連接部を前記ワークの締付け面高さよりも高くなるように前記ボス部材を設置して成り、
前記連接部の設置高さは、前記位置決めシャフトの先端が前記テーパ穴を通過し前記連接部に到達した時、前記ビットに係合したねじの先端が前記ワークの締付け面に到達していない条件となるように設定されていることを特徴とするねじ締め装置。