JP2019038080A - 部品供給ユニットおよびこれを備えた締結装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ねじを所定位置へ搬送可能な部品供給ユニットおよびこれを備えた締結装置の提供。【解決手段】本発明の部品供給ユニット１は、同種のねじＮを多数貯留するバスケット２と、バスケット２から当該ねじＮを受け取りその頭部Ｎ１を吊り下げ支持可能なレール３ａ，３ｂと、レール３ａ，３ｂを接続して所定の振動を発振可能なバイブレータ４と、レール３ａ，３ｂの先端部に振動搬送された先頭のねじＮを検出可能な到着センサ５とを備えて成る振動搬送機ａ１を複数配置して成り、これら複数の振動搬送機ａ１，ａ２，ａ３からそれぞれ先頭のねじＮを取り出す取出ユニット２０を具備する。これにより、ねじＮの種類毎に複数配置された振動搬送機ａ１，ａ２，ａ３からねじＮを個々に取り出す取出ユニット２０を共通ユニットとして構成できるので、部品供給ユニット１の製造コストを低減できる。【選択図】図１

Description

本発明は、作業ツールに適合する有頭部品を複数箇所から選択して受け取り、当該有頭部品を作業ツールへ受け渡す部品供給ユニットおよび当該部品供給ユニットを備えた締結装置に関する。

従来の部品供給ユニットを成す振動搬送機は、特許文献１および特許文献２に開示されているように、振動するバイブレータと、このバイブレータに連結され有頭部品の一例であるねじを吊り下げ前方へ整列搬送する振動レールと、この振動レールの前端にねじが到着したことを検出する到着センサと、この到着センサに検出されたねじを把持して所定の位置へ移載するエスケープ部材とから構成される。前記エスケープ部材は、前記ねじの軸部を把持可能なチャックと、このチャックを振動レールの延びる方向に沿って往復移動自在なスライド部とから構成される。

一方、特許文献３には、上述の振動搬送機からねじを１本ずつ受け取りワークへ締結する締結装置が開示されている。この従来の締結装置は、前記振動搬送機と、前記部品供給ユニットに把持されたねじを吸着して取出してワークへ締結する作業ツールとから構成される。前記作業ツールは、前記ねじに係合するビットと、このビットを連結したモータと、前記ねじの頭部を内包可能かつ前記ビットを挿通可能なパイプと、このパイプの内部に連通するよう接続され負圧によりエアを吸引可能な吸引手段とを備える。また、この作業ツールは、前記部品供給ユニットのチャックに把持されたねじに接近離可能かつワークまたは前記チャックの上空へそれぞれ移動可能とする昇降移載ユニットに支持されている。

このように構成された従来の締結装置は、バイブレータの振動を受けて振動レールが振動するので、当該振動レールに吊り下げられた全てのねじが前方へ進む。この内、先頭のねじが前記到着センサに検出されると前記バイブレータが振動停止して、振動レールに吊り下げられ振動搬送されていた全てのねじが停止する。ここで、前記スライド部が作動するので、開いた状態のチャックは振動レールの前端に吊り下げられている先頭のねじまで移動する。これを受けて前記チャックは、開いた状態から閉じた状態へ作動するので、前記ねじの軸部が当該チャックに把持される。この後、前記スライド部が復動を始めてチャックに把持されたねじが所定位置へ移載される。次に、前記チャックに把持されたねじは、その上空から下降してこれに接近する締結ツールのパイプに覆い被される。この後、前記チャックが開くとともに前記吸引手段および前記昇降移載ユニットが作動する。これにより、前記ねじは、上昇する作業ツールとともに上昇して振動搬送機から取り出される。

特開平08-333019号公報 実登第2588877号公報 特開2000-094241号公報

しかしながら、従来の締結装置は、異なる複数種類のねじを扱う多品種少量生産などの用途で使用される場合、使用するねじの種類数に応じた台数の振動搬送機を配置する必要があった。したがって、従来の締結装置は、多くのねじ種類を扱う場合、振動搬送機の設置台数が増えるので、装置全体のコスト低減を実現し難いという問題があった。また、従来の締結装置は、前述のように複数配置された振動搬送機から該当するねじをそれぞれ取出さなければならないので、作業ツールのねじの取出しに係るティーチング箇所が数多くなる。よって、ねじの取出し位置に係るティーチング作業に時間を要するという問題もあった。さらに、従来の締結装置は、事前にティーチングされた複数のねじの取出し位置へ作業ツールを位置制御しなければならないので、この制御が煩雑になるという問題もあった。

本発明に係る部品供給ユニットは、同種の有頭部品を多数貯留するバスケットと、前記バスケットから当該有頭部品を受け取りその頭部を吊り下げ支持可能なレールと、前記レールを接続して所定の振動を発振可能なバイブレータと、前記レールの先端部に振動搬送された先頭の有頭部品を検出可能な到着センサとを備えて成る振動搬送機を使用する有頭部品の種類数に併せて複数組配置し、これら複数の振動搬送機からそれぞれ先頭の有頭部品を取り出す取出ユニットを備えて成ることを特徴とする。なお、前記取出ユニットは、取り出した前記有頭部品を次工程へ受け渡す箇所を１箇所に位置制御されて成ることが好ましい。また、前記取出ユニットは、前記有頭部品を把持可能な開閉チャックと、この開閉チャックを前記レールの延びる方向に沿って往復移動可能な移動手段とを備えて成り、前記移動手段は、各レールの前方へ移動自在に構成されてもよい。さらに、前記レールは、その先端部に配され当該レールの開口端を常時は閉じるよう開閉自在な規制部材を備えて成ることが好ましい。

次に、上述した部品供給ユニットを備えた締結装置は、当該有頭部品を前記取出ユニットから吸着して受け取りワークに締結する作業ツールとから構成されることを特徴とする。なお、前記有頭部品は、大径の頭部および当該頭部よりも小径の軸部を備えたねじであり、前記作業ツールは、前記ねじの頭部を挿通可能なパイプと、このパイプに内包され前記ねじに係合可能なビットと、このビットに回転を付与するモータと、前記パイプの内部に連通され当該パイプの先端からエアを吸引可能な吸引手段とから構成することが好ましい。

以上説明したように本発明に係る部品供給ユニットおよびこれを備えた締結装置は、各レールの先端部から有頭部品を取り出す取出ユニットを１台配置すればよいので、前記振動搬送機の設置数が増えても取出ユニットを増設する必要が無く共通のユニットとして使用できる。これにより、複数台配置しなければならない振動搬送機の単価を低減するだけでなく、従来に比べて部品供給ユニットおよび締結装置の製造コストを低減できるという利点がある。また、共通化した取出ユニットを備えるので、複数配置された振動搬送機の構成部品が削減できるので、この振動搬送機単体の制御が従来に比べて容易になるという利点もある。さらに、前記取出ユニットは、取り出した有頭部品を次工程の作業ツール等へ受け渡す箇所を１箇所とし位置制御されているので、前記作業ツールを全ての前記振動搬送機の近くまで移動させる必要が無い。これにより、作業ツールの移動制御が容易になるという利点もある。また、本発明に係る部品供給ユニットおよびこれを備えた締結装置は、前記レールの先端部に前記規制部材が配置されているので、前記バイブレータの振動停止のタイミング遅れなどがあってもレールの先端部から有頭部品を滑落させることなくレールに留めることができるという利点もある。

本発明に係る部品供給ユニットを説明するための概略説明図である。 本発明に係る振動搬送機を示す概略説明図である。

本発明に係る部品供給ユニットおよびこれを備えた締結装置について、図１および図２に基づき説明する。まず、本発明に係る部品供給ユニット１は、有頭部品の一例であるねじＮを多数貯留可能なバスケット２と、このバスケット２内を上下に揺動自在なすくい板６と、このすくい板６にすくい上げられ前方へ滑落するねじＮを受け取り当該ねじＮの頭部Ｎ１を吊り下げて支持するレール３ａ，３ｂと、このレール３ａ，３ｂに接続され当該レール３ａ，３ｂに所定の振動を付与するバイブレータ４と、レール３ａ，３ｂの先端部へ振動搬送された先頭のねじＮの軸部Ｎ２を検出可能な到着センサ５，５とを備えて成る振動搬送機ａ１（ａ２，ａ３・・・ａｎ）を複数備えて成る。

前記振動搬送機は、振動搬送するねじＮの種類毎に分けられており、前記レール３ａとレール３ｂとの配置間隔は使用するねじＮの軸部Ｎ２の軸径に併せて予め設定されている。また、これら振動搬送機ａ１，ａ２，ａ３は、それぞれのレール３ａ，３ｂの先端部に位置する開口部から先頭のねじＮを常時は排出しないよう規制する規制部材１０を備えて成る。

前記規制部材１０は、前記レール３ａの先端部の側方に揺動自在に配されて成り、前記レール３ａに固定されたプレート１５に立設されたピン１２と、このピン１２に挿通され当該ピン１２を旋回中心にして所定角度旋回する旋回爪１１と、この旋回爪１１を常時付勢するばね１３と、前記レール３ａの先端部の側方に固定され前記旋回爪１１の先端を所定量以上閉じる方向へ旋回しないよう規制するストッパ１４とから構成される。

前記旋回爪１１は、前記レール３ａと並行に延び加えて当該レール３ａ，３ｂの開口部を封鎖するよう直交方向へ延びる略Ｌ字状に形成されている。また、前記ばね１３は、振動するレール３ａ，３ｂによって前方へ搬送されるねじＮの軸部Ｎ２に前記旋回爪１１が押されても撓まないばね力を発揮する一方、前記レール３ａ，３ｂの振動よりも強く強制的に先頭のねじＮを前方へ抜き取られる力が加わると撓むばね力に設定されている。

前記到着センサ５，５は、投光した光を受光してねじＮの到着有無を検出するよう構成されており、前記ねじＮがレール３ａ，３ｂの先端部に到着したか否かを検出して成る。

また、部品供給ユニット１は、複数配置した振動搬送機ａ１，ａ２，ａ３を図１に示すように横に並べるよう配置しており、これら横並びに配された振動搬送機ａ１，ａ２，ａ３からそれぞれ先頭のねじＮを抜き取り可能な取出ユニット２０を備えて成る。

前記取出ユニット２０は、横並びに配された振動搬送機ａ１，ａ２，ａ３の前方に配されており、それぞれの振動搬送機ａ１，ａ２，ａ３から先頭のねじＮをレール３ａ，３ｂの開口部を通過させて抜き取り可能に構成されており、ねじＮの軸部Ｎ２を把持可能な開閉チャック２１と、この開閉チャック２１を各振動搬送機ａ１，ａ２，ａ３の前方へ適宜位置させるＸ方向へ移動自在かつ各振動搬送機ａ１，ａ２，ａ３の先頭に支持されたねじＮへ接近離するＹ方向へ往復移動自在な移動手段とを備えて成る。

前記開閉チャック２１は、対向し配置された把持爪２１ａ，２１ｂを開閉自在に備えて成り、前記把持爪２１ａ，２１ｂを閉じる方向へ作動することでねじＮの軸部Ｎ２が当該把持爪２１ａ，２１ｂに把持される。一方、前記把持爪２１ａ，２１ｂが開く方向へ復動すると、これに把持されていたねじＮは当該把持爪２１ａ，２１ｂの上面にその頭部Ｎ１の座面が接触し支持される。

前記移動手段は、上述したように前記開閉チャック２１をＸ方向およびＹ方向へ移動自在に構成されており、Ｘ方向に延びるスライドレール２４と、このスライドレール２４に常時係合し摺動自在な摺動部材２３と、この摺動部材２３に載置されＹ方向へ往復移動自在なロッド２２ａを備えたシリンダ２２とから構成されている。また、前記シリンダ２２は、そのロッド２２ａに前記開閉チャック２１を取り付けて成る。

これにより、前記取出ユニット２０は、複数配置された振動搬送機ａ１，ａ２，ａ３（ａｎ）に支持された先頭のねじＮを１つ抜き取り所定位置で把持または支持することができる。

このように構成された部品供給ユニット１を備えた締結装置は、前記取出ユニット２０に支持したねじＮを吸着してワーク（図示せず）へ締結する作業ツールを備えて成る。

前記作業ツールは、前記ねじＮの頭部Ｎ１に付された駆動穴に係合するビットと、このビットを挿通自在に内包するパイプと、前記ビットに回転を付与するモータと、前記パイプの先端からエアを吸引するよう構成された吸引手段とを備えて成る。また、この作業ツールは、前記取出ユニット２０に把持されたねじＮまたは前記ワークの上空へ往復移動する往復移動手段（図示せず）と、前記取出ユニット２０に把持されたねじＮまたはワークの上面へ向かって下降可能な昇降手段（図示せず）とに移動自在に支持されて成る。なお、前記ビット、パイプ、モータ、吸引手段は、何れも特許文献３などにそれぞれの構成が開示されているのでここではこれらの説明を割愛する。

前記往復移動手段は、図２に示す位置に留まる取出ユニット２０の上空と、ワークの上空とへ前記作業ツールを移載するので、図２に示す取出ユニット２０の位置が作業ツールへの当該ねじＮの受け渡し箇所となっている。つまり、取出ユニット２０は、この図２の位置で作業ツールへねじＮを常時受け渡すよう位置制御されている。これにより、当該締結装置は、作業ツールのねじＮの取り出しに係るティーチングを１箇所にしてこのティーチング作業に係る時間を短縮できる。

次に、これら本発明に係る部品供給ユニット１およびこれを具備する締結装置の作用について説明する。前記振動搬送機ａ１は、前記バスケット２に予め同種のねじＮが貯留されており、前記すくい板６を揺動させてバスケット２からねじＮをすくい上げる。これにより、前記ねじＮは、振動するレール３ａ，３ｂの後端へ受け渡されて前方へ振動搬送される。ここで、前記到着センサ５，５がレール３ａ，３ｂに吊り下げたねじＮの軸部Ｎ２を検出すると前記バイブレータ４の振動およびすくい板６の揺動が何れも停止して、図１に示す振動搬送機ａ２，ａ３のようにそれぞれ先頭のねじＮを各レール３ａ，３ｂの先端部に留める。

この後、前記取出ユニット２０は、前記摺動部材２３を図１に示す位置へ移動し、前記開閉チャック２１を振動搬送機ａ１の前方へ位置制御する。この時、前記開閉チャック２１は、ねじＮを把持しておらず、把持爪２１ａ，２１ｂが開いた状態となっている。ここから、前記シリンダ２２が作動して把持爪２１ａ，２１ｂが図２の２点鎖線に示す位置へ移動する。これにより、対向配置された把持爪２１ａ，２１ｂは、これら対向する面から若干隙間を空け前記到着センサ５，５に検出された先頭のねじＮの軸部Ｎ２を把持可能な位置まで入り込む。

前記把持爪２１ａ，２１ｂは、互いに閉じる方向へ作動するので、前記ねじＮの軸部Ｎ２が当該把持爪２１ａ，２１ｂに把持される。この後、前記シリンダ２２が図１の位置へ戻るため復帰する。この時、前記規制部材１０は、把持爪２１ａ，２１ｂに把持されレール３ａ，３ｂの開口部から抜け出すねじＮの軸部Ｎ２に押し開けられ、前記旋回爪１１が図１の２点鎖線に示すように旋回する。これにより、前記ねじＮは、図１に示す前記受け渡し箇所に位置することができる。

このように、受け渡し箇所に位置し前記把持爪２１ａ，２１ｂに把持された状態のねじＮは、この後、開閉チャック２１が開く方向へ作動し、前記把持爪２１ａ，２１ｂの間隔がねじＮの頭部Ｎ１の直径よりも小さくかつ軸部Ｎ２の直径よりも大きくなる距離となるので、開いた把持爪２１ａ，２１ｂの上面にその頭部Ｎ１の座面が当接し支持される。

ここで、前記作業ツールは、前記往復移動手段の作動によって前記ねじＮの上空へ位置し、前記吸引手段および昇降手段の作動によって前記パイプが当該ねじＮの頭部Ｎ１を覆いその先端が前記把持爪２１ａ，２１ｂの上面に当接する位置となる。これにより、把持爪２１ａ，２１ｂに支持されたねじＮは、パイプ内へ吸引され前記昇降手段の復動によって把持爪２１ａ，２１ｂの上空へと抜き取られる。

なお、前記振動搬送機ａ２，ａ３の先頭のねじＮを前記取出ユニット２０により取り出した後は、何れも図１に示す位置に摺動部材２３が復帰するよう位置制御されているので、作業ツールは、種類の異なるねじであっても常に同じ位置から取出ユニット２０に支持されたねじを受け取ることができる。

１ … 部品供給ユニット
２ … バスケット
３ａ，３ｂ … レール
４ … バイブレータ
５ … 到着センサ
１０ … 規制部材
１１ … 旋回爪
１２ … ピン
１３ … ばね
１４ … ストッパ
１５ … プレート
２０ … 取出ユニット
２１ … 開閉チャック
２２ … シリンダ
２３ … 摺動部材
２４ … スライドレール
５０ … 作業ツール
ａ１，ａ２，ａ３（ａｎ） … 振動搬送機
Ｎ … 有頭部品（ねじ）
Ｎ１… 頭部
Ｎ２… 軸部

Claims (6)

1. 同種の有頭部品を多数貯留するバスケットと、前記バスケットから当該有頭部品を受け取りその頭部を吊り下げ支持可能なレールと、前記レールを接続して所定の振動を発振可能なバイブレータと、前記レールの先端部に振動搬送された先頭の有頭部品を検出可能な到着センサとを備えて成る振動搬送機を使用する有頭部品の種類数に併せて複数組配置し、これら複数の振動搬送機からそれぞれ先頭の有頭部品を取り出す取出ユニットを備えて成ることを特徴とする部品供給ユニット。
2. 前記取出ユニットは、取り出した前記有頭部品を次工程へ受け渡す箇所を１箇所に位置制御されて成ることを特徴とする請求項１に記載の部品供給ユニット。
3. 前記取出ユニットは、前記有頭部品を把持可能な開閉チャックと、この開閉チャックを前記レールの延びる方向に沿って往復移動可能な移動手段とを備えて成り、
   前記移動手段は、各レールの前方へ移動自在に構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の部品供給ユニット。
4. 前記レールは、その先端部に配され当該レールの開口端を常時は閉じるよう開閉自在な規制部材を備えて成ることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の部品供給ユニット。
5. 請求項１ないし請求項４の何れかに記載の部品供給ユニットと、当該有頭部品を前記取出ユニットから吸着して受け取りワークへ組み付ける作業ツールとから構成したことを特徴とする締結装置。
6. 前記有頭部品は、大径の頭部および当該頭部よりも小径の軸部を備えたねじであり、
   前記作業ツールは、前記ねじの頭部を挿通可能なパイプと、このパイプに内包され前記ねじに係合可能なビットと、このビットに回転を付与するモータと、前記パイプの内部に連通され当該パイプの先端からエアを吸引可能な吸引手段とから構成したことを特徴とする請求項５に記載の締結装置。

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