JP2022039915A - 双腕スカラロボットを利用した自動ボルト締付装置 - Google Patents

双腕スカラロボットを利用した自動ボルト締付装置 Download PDF

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Abstract

【課題】安定的にボルトを締め付けながらボルト締付時間を大幅に短縮できる自動ボルト締付装置と工産品製造システムを提供する。【解決手段】本体フレーム１１０に左右方向に回転可能に設けられた下部アーム１２０と、下部アーム１２０の先端部に設けられて、ボルトフィーダーＦ１からボルトをピックアップするグリッパー１４０と、下部アーム１２０の上側で本体フレーム１１０に左右方向に回転可能に設けられた上部アーム１３０と、上部アーム１３０の先端部に昇降可能に設けられ、グリッパー１４０にピックアップされたボルトを真空吸着した状態で上部アーム１３０により組立ラインに移動後、組立ラインに位置した被加工物Ｐ１にボルトを締め付けるボルト締付機１６０とを備え、グリッパー１４０によりボルトフィーダーＦ１からボルトをピックアップする工程と、ボルト締付機１６０により被加工物Ｐ１にボルトを締め付ける工程とが独立的に同時進行される。【選択図】図１

Description

本発明は、自動ボルト締付装置に関し、特に、双腕スカラロボットを利用してボルトフィーダーからボルトをピックアップする工程と、被加工物にボルトを締め付ける工程とが独立的に同時進行されるようにして、安定的にボルトを締め付けながらもボルト締付にかかる時間を大幅に短縮できるようにした自動ボルト締付装置に関する。
一般に、工産品の組立ラインは、ボルトの締付作業が主をなしており、それぞれの組立ラインにおいてボルトの締付工程は、ほとんど自動化されている。
各組立ラインにおいてボルト締付のために広く使用されている方式は、韓国登録実用新案公報第０４５３５７５号（２０１１．０５．０３．）に公知されたように、締め付けようとするボルトを真空吸着パイプに真空吸着した後、被加工物に締め付ける方式である。
このように、真空吸着パイプを利用する場合、真空吸着パイプがスカラロボットによりボルトフィーダーでボルトを真空吸着した後、組立ラインの被加工物まで移動してボルトを締め付け、再度ボルトフィーダーに移動してボルトを真空吸着する動作を繰り返し的に行うようになる。
このような従来技術によれば、真空吸着パイプが下端部にボルトを真空吸着した状態でそのまま移動して被加工物にボルトを締め付けるので、ボルトの傾きがばらつくという問題なく、ボルト締付が極めて安定的になされるという長所があった。
しかしながら、真空吸着パイプによるボルト締付の場合、安定的なボルト締付が可能であるという長所にもかかわらず、真空吸着パイプがボルトフィーダーに定位置した状態でボルトを真空吸着し、その後、組立ラインの被加工物まで移動した後、被加工物に定位置した状態で真空吸着されたボルトを締め付け、再度ボルトフィーダーに移動する工程等が順次１つずつ進行されなければならず、ボルト締付に多くの時間がかかるという短所があった。
大韓民国公開特許公報第１９９８－０００９９８１号（１９９８．０４．３０）
したがって、本発明は、上記のような従来の諸問題を解消するために提案されたものであって、本発明の目的は、双腕スカラロボットを利用してボルトフィーダーからボルトをピックアップする工程と、被加工物にボルトを締め付ける工程とが独立的に同時進行されるようにして、安定的にボルトを締め付けながらもボルト締付にかかる時間を大幅に短縮できるようにした自動ボルト締付装置を提供することにある。
上記のような目的を達成するために、本発明の技術的思想による自動ボルト締付装置は、ボルトフィーダーからボルトを供給され、組立ラインに位置した被加工物に対してボルトを締め付けることができるようにした自動ボルト締付装置であって、本体フレームと、前記本体フレームに左右方向に回転可能に設けられた下部アームと、前記下部アームの先端部に設けられて、ボルトフィーダーからボルトをピックアップするグリッパーと、前記下部アームの上側で前記本体フレームに左右方向に回転可能に設けられた上部アームと、前記上部アームの先端部に昇降可能に設けられ、前記グリッパーにピックアップされたボルトを真空吸着した状態で前記上部アームにより組立ラインに移動した後、組立ラインに位置した被加工物にボルトを締め付けるボルト締付機とを備え、前記グリッパーによりボルトフィーダーからボルトをピックアップする工程と、前記ボルト締付機により被加工物にボルトを締め付ける工程とが独立的に同時進行されることをその技術的構成上の特徴とする。
ここで、前記グリッパーは、前記下部アームの先端部上面に左右方向に回転可能に設けられた補助アームの先端部に設けられて、前記ボルトフィーダーのボルトを真空吸着できるようにした真空グリッパーと、前記下部アームの先端部下面に左右方向に回転可能に設けられ、先端部に備えられた一対のジョー（ｊａｗ）により前記真空グリッパーに真空吸着されたボルトをグリッピングして前記ボルト締付機に伝達できるようにしたジョーグリッパーとからなることを特徴とすることができる。
また、前記補助アームは、下側に垂直に結合されたボールスプラインにより前記下部アームの先端部に昇降可能なように支持された状態で第１のモータの駆動力を受けて左右方向に回転できるようにしたことを特徴とすることができる。
また、前記ボールスプラインを弾性支持する緩衝用ばねがさらに設けられたことを特徴とすることができる。
また、前記ジョーグリッパーが真空グリッパーに真空吸着されたボルトをグリッピングした状態で前記真空グリッパーを上昇させてボルトを分離させるリフティングユニットが設けられ、前記リフティングユニットは、第２のモータのシャフトに設けられたピニオンと、前記ピニオンと噛み合って直線運動するラックと、前記ラックに結合されて、前後方向に直線運動するスライド部材と、前記スライド部材が摺動するように案内するレールと、前記スライド部材の先端部に一端部がヒンジ結合されたリンクジョイントと、前記リンクジョイントの他端部にヒンジ結合されて、前記スライド部材が前方移動すれば上昇し、後方移動すれば下降しながら前記補助アームを昇降させる昇降体と、前記昇降体の下側に垂直に結合されて、前記昇降体の昇降を案内するガイド棒とを備えることを特徴とすることができる。
また、前記スライド部材は、前記ラックの上面に結合されたラック結合部と、前記ラック結合部の先端部に左右方向に長く形成された形態で結合された左右拡大部と、前記左右拡大部の左側端部と右側端部とに各々結合されて、互いに離間した状態で前後方向に長く形成された一対のスライディング部とからなり、前記スライディング部に対応して前記レール、リンクジョイント、及びガイド棒が左側と右側で対をなして備えられ、互いに離間した一対のスライディング部間の空間に、真空グリッパーとジョーグリッパーとに各々動力を提供する第１のモータと第３のモータとが配置されるようにしたことを特徴とすることができる。
また、前記上部アームと下部アームとは、各々折れ曲がり可能な多関節アームからなることを特徴とすることができる。
一方、本発明の工産品製造システムは、被加工物を各組立ラインに移送するコンベヤと、ボルトを供給するボルトフィーダーと、前記ボルトフィーダーからボルトを供給されて、１つの組立ラインに位置した被加工物に対してボルトを締め付けることができるようにした前述した自動ボルト締付装置とを備えることをその技術的構成上の特徴とする。
本発明による自動ボルト締付装置は、双腕スカラロボットを利用してボルトフィーダーからボルトをピックアップする工程と、被加工品にボルトを締め付ける工程とが順次進行されず、独立的に同時進行されるようにして、安定的にボルトを締め付けながらもボルト締付にかかる時間を大幅に短縮することが可能になる。
本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置の使用状態図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置の側面図。 図２において主要部位を拡大した拡大図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置において真空グリッパーとジョーグリッパーとが設けられた下部アームの部分斜視図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置において真空グリッパーとジョーグリッパーとが設けられた下部アームの内部構成を説明するための参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置において真空グリッパーを昇降させてボルトを分離させるリフティングユニットの構成を説明するための斜視図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置において真空グリッパーとジョーグリッパーとが設けられた下部アームの平面図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置において真空グリッパーとジョーグリッパーとが設けられた下部アームの側面図。 図７のＡ－Ａに沿う断面図。 図９の主要部位の部分拡大図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。
添付した図面を参照して本発明の実施形態等に係る自動ボルト締付装置について詳細に説明する。本発明は、様々な変更を加えることができ、種々の形態を有することができるところ、特定実施形態を図面に例示し、本文に詳細に説明しようとする。しかしながら、これは、本発明を特定の開示形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物ないし代替物を含むことと理解されなければならない。各図面を説明しながら、類似した参照符号を類似した構成要素に対して使用した。添付された図面において、構造物等の寸法は、本発明の明確性を期するために実際より拡大したり、概略的な構成を理解するために実際より縮小して図示したものである。
また、第１及び第２などの用語は、様々な構成要素を説明するのに使用されることができるが、前記構成要素等は、前記用語等により限定されてはならない。前記用語等は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しないながら、第１構成要素は第２構成要素と命名されることができ、同様に、第２構成要素も第１構成要素と命名されることができる。一方、異なるように定義されない限り、技術的であるか、科学的な用語を含めて、ここで使用される全ての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者により一般的に理解されることと同じ意味を有している。一般的に使用される辞書に定義されているような用語等は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有することと解釈されなければならず、本出願において明らかに定義しない限り、理想的であるか、過度に形式的な意味と解釈されない。
＜実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置の使用状態図であり、図２は、本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置の側面図であり、図３は、図２において主要部位を拡大した拡大図であり、図４は、本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置において真空グリッパーとジョーグリッパーとが設けられた下部アームの部分斜視図である。
図示されたように、本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置は、本体フレーム１１０、下部アーム１２０、上部アーム１３０、真空グリッパー１４０、ジョーグリッパー１５０、ボルト締付機１６０を主な構成要素として含んでなる。本発明は、このような主な構成要素等によりボルトフィーダーＦ１からボルトをピックアップする工程と、コンベヤＣ１により組立ラインに位置した被加工物Ｐ１にボルトを締め付ける工程とが独立的に同時進行されるようにすることで、安定的にボルトを締め付けながらもボルト締付にかかる時間を大幅に短縮できるように構成される。
以下、上記各構成要素を中心に本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置について詳細に説明する。
前記本体フレーム１１０は、下部アーム１２０と上部アーム１３０とを各々昇降及び左右方向に回転可能なように支持する役割をする。
前記下部アーム１２０は、真空グリッパー１４０とジョーグリッパー１５０とを先端部に支持しながら移動させる役割をするものであって、多関節のアームからなる。前記下部アーム１２０は、本体フレーム１１０に昇降可能なように結合される下部昇降体１２１、前記下部昇降体１２１に左右方向に回転可能なように順次結合される第１の下部アーム１２２、第２の下部アーム１２３からなる。前記第２の下部アーム１２３の上面には、補助アーム１２４により垂直な形態で真空グリッパー１４０が設けられ、下面には、一対のジョー１５２（ｊａｗ）を備えたジョーグリッパー１５０が設けられる。
前記上部アーム１３０は、真空グリッパー１４０を先端部に支持しながら移動させる役割をするものであって、下部アーム１２０と同様に、多関節のアームからなる。前記上部アーム１３０は、本体フレーム１１０に昇降可能なように結合される上部昇降体１３１、前記上部昇降体１３１に左右方向に回転可能なように順次結合される第１の上部アーム１３２、第２の上部アーム１３３、及び第３の上部アーム１３４からなる。前記第３の上部アーム１３４の先端部下側には、垂直にボルト締付機１６０が設けられる。また、前記第３の上部アーム１３４の先端部上側には、ビジョン１９０が設けられて、被加工物のボルト締付地点を確認し、ボルト締付機１６０による締付作業が正確になされ得るように助力する。
前記真空グリッパー１４０は、ボルトフィーダーからボルトをピックアップする役割をし、真空圧によりボルトを吸着する真空吸着管の形態で備えられる。前記真空グリッパー１４０は、下部アーム１２０の先端部上面に左右方向に回転可能に設けられた補助アーム１２４の先端部に下方向に垂直に設けられる。このような真空グリッパー１４０の内部構造をみると、図９と図１０の断面図に図示されたように、下端部でボルトを真空吸着できるように内部が中空で形成されて真空ポンプと連結されるようにした。
ここで、真空グリッパー１４０を支持する補助アーム１２４は、図１０に示されたように、下側に垂直に結合されたボールスプライン１８０により下部アーム１２０の先端部に昇降可能なように支持された状態で第１のモータＭ１の駆動力を受けて左右方向に回転できるように設けられる。前記ボールスプライン１８０の場合、中空の垂直軸１８１とナット１８２とが結合されてなる。前記ボールスプライン１８０の垂直軸１８１下部には緩衝用ばね１８５が挟まれた形態で追加設置されて、ボールスプライン１８０のナット１８２を下側で弾性支持させる。これにより、前記真空グリッパー１４０の昇降動作の際に共に昇降するボールスプライン１８０の昇降動作による振動及び衝撃を減殺させることができるようになる。
前記真空グリッパー１４０の回転動作は、第１のモータＭ１によりピニオン１２６が回転すれば、それに順次連結された回転軸１２５、ボールスプライン１８０のナット１８２、垂直軸１８１が回転し、前記垂直軸１８１の上端部に結合された補助アーム１２４が回転しながらなされる。
前記ジョーグリッパー１５０は、下部アーム１２０の先端部下面に左右方向に回転可能に設けられ、先端部に備えられた一対のジョー１５２（ｊａｗ）により真空グリッパー１４０に真空吸着されたボルトをグリッピングしてボルト締付機１６０に伝達する役割をする。前記ジョーグリッパー１５０は、下部アーム１２０の先端部下面に回転可能なように結合され、第３のモータＭ３から動力を提供されて回転動作するグリッパー本体１５１と、前記グリッパー本体１５１の先端部に設けられて、左右に拡げるか、狭めながらボルトをグリッピングできるようにした一対のジョー１５２とからなる。このようなジョーグリッパー１５０が備えられれば、真空吸着によりボルトフィーダーでボルトをピックアップする真空グリッパー１４０と、やはり真空吸着によりボルトを真空吸着した状態で組立ラインにある被加工物にボルトを締め付けるボルト締付機１６０との間に円滑なボルト伝達がはじめて可能となる。
ここで、一対のジョー１５２は、相互間に夾角１８０度以上に拡げることができるものとして設けられることが好ましい。これにより、真空グリッパー１４０が補助アーム１２４の左右方向回転により移動するとき、一対のジョー１５２が最大限拡げられた状態になるようにすることで、相互間に干渉が起こらないように遮断することができる。
一方、ジョーグリッパー１５０が真空グリッパー１４０に真空吸着されたボルトをグリッピングした状態で前記真空グリッパー１４０を少し上昇させてボルトを分離させることができるようにするリフティングユニット１７０が設けられる。
前記リフティングユニット１７０は、図６に示されたように、第２のモータＭ２のシャフトに設けられたピニオン１７１と、前記ピニオン１７１と噛み合って直線運動するラック１７２と、前記ラック１７２に結合されて、前後方向に直線運動するスライド部材１７３と、前記スライド部材１７３が摺動するように案内するレール１７４と、前記スライド部材１７３の先端部に一端部がヒンジ結合されたリンクジョイント１７５と、前記リンクジョイント１７５の他端部にヒンジ結合されて、前記スライド部材１７３が前方移動すれば上昇し、後方移動すれば下降しながら前記補助アーム１２４を昇降させる昇降体１７６と、前記昇降体１７６の下側に垂直に結合されて、前記昇降体１７６の昇降を案内する左右一対のガイド棒１７７とからなる。
このように、リフティングユニット１７０を備えた構成によれば、第２のモータＭ２のシャフトと、それに結合されたピニオン１７１を回転させてラック１７２を前方へ移動させると、ラック１７２とともにスライド部材１７３が前方へ移動し、前記スライド部材１７３の先端部にリンクジョイント１７５によりヒンジ結合された昇降体１７６が上昇するようになる。このとき、ガイド棒１７７は、昇降体１７６が前方へ移動せずに安定的に上昇するように案内する。ここで、ガイド棒１７７は、左側と右側に一対で備えられた構成により昇降体１７６が左側や右側に傾きながらボールスプライン１８０が挿入されているホールに挟まれて昇降できないという問題を解消できる。これにより、昇降体１７６上面に形成された定着溝１７６ａに後端部が定着した状態で支持された補助アーム１２４が上昇し、前記補助アーム１２４の先端部に設けられた真空グリッパー１４０も上昇するようになる。
このようなリフティングユニット１７０の構成において昇降体１７６の定着溝１７６ａに形成された通孔１７６ｂを介して補助アーム１２４の下側に垂直に結合されたボールスプライン１８０の垂直軸１８１が貫通された状態で下部アーム１２０の先端部に挿入された形態となる。これにより、前記補助アームが後端部のみ昇降体１７６の定着溝１７６ａに支持された形態に設けられても先端部が垂れ下がることなく、前記リフティングユニット１７０の昇降体１７６により昇降できるようになる。
また、前記リフティングユニット１７０の構成においてスライド部材１７３の形状に注目することができる。前記スライド部材１７３は、ラック１７２の上面に結合されたラック結合部１７３ａと、ラック結合部１７３ａの先端部に左右方向に長く形成された形態で結合された左右拡大部１７３ｃと、左右拡大部１７３ｃの左側端部と右側端部とに各々結合されて、相互間に左右に広く離間した状態で前後方向に長く形成された一対のスライディング部１７３ｂとからなり、前記スライディング部１７３ｂに対応して前記レール１７４、リンクジョイント１７５、及びガイド棒１７７が左側と右側で対をなして備えられる。
このように、前記スライド部材１７３の左右拡大部１７３ｃ及び一対のスライディング部１７３ｂにより左右に広く拡げられてレール１７４により支持された形態になると、前後方向への移動の際、極めて安定的にバランスを維持できるという長所があることはもちろん、互いに離間した一対のスライディング部１７３ｂ間の空間に真空グリッパー１４０とジョーグリッパー１５０とに各々動力を提供する第１のモータＭ１と第３のモータＭ３とを中央に集めて配置しても、これによる干渉の問題を避けながら、使えなかった縁の空間を積極的に活用できるという長所がある。
前述した前記リフティングユニット１７０の構成をみると、真空グリッパー１４０を昇降させるために、補助アーム１２４の後端部の下に第２のモータＭ２を設け、スクリュー及びナットにより簡単に補助アーム１２４を昇降させるように構成できるにもかかわらず、第２のモータＭ２を補助アーム１２４の後端部から離れた地点に設け、ピニオン１７１とラック１７２、スライド部材１７３、リンクジョイント１７５、及び昇降体１７６を使用した動力伝達体系により複雑かつ非効率的に見える構成を取っていることが分かる。しかし、このような構成は、補助アーム１２４及び真空グリッパー１４０が作動される高さをできる限り低めて上部アーム１３０に対する干渉の問題をなくすとともに、下部アーム１２０と上部アーム１３０との間隔を最小化するために最適化された構成であるといえる。
前記ボルト締付機１６０は、上部アーム１３０の先端部に真空吸着管の形態で備えられて昇降可能に設けられる。前記ボルト締付機１６０は、真空グリッパー１４０がグリッピングしているボルトを真空吸着し、その状態で上部アーム１３０により組立ラインに移動した後、組立ラインに位置した被加工物にボルトを締め付ける。本発明においてボルト締付機１６０は、さらにボルトフィーダーまで移動してボルトをピックアップする作業をせず、中間に介入されたジョーグリッパー１５０からボルトを伝達された直後、直ちに移動して被加工物にボルトを締め付ける役割を専担するようになる。これにより、前記ボルト締付機１６０が組立ラインに位置した被加工物とボルトフィーダーとの間の遠い距離を移動するのにかかる時間、ボルトフィーダーに定位置し、ボルトをピックアップするのにかかる時間を節約できるものである。
添付された図１１ａ～図１１ｌには、真空グリッパー１４０によるボルトピックアップ及び移動、ジョーグリッパー１５０によるボルトの中間グリッピング及び伝達、ボルト締付機１６０によるボルト移動及び締付作業が逐次的によく示されている。特に、図面から分かるように、ボルト締付機１６０が以前ボルトを締め付けている間、真空グリッパー１４０及びジョーグリッパー１５０が協力してボルトフィーダーからボルトをピックアップして運搬した後、ボルト締付機１６０に直ちに伝達できるように待機位置で待機し、ボルト締付機１６０は、以前ボルトに対するボルト締付が完了すれば、ジョーグリッパー１５０により待機位置に待機しているボルトを直ちにピックアップしてボルト締付を行うように動作することに注目することができる。
そして、真空グリッパー１４０とボルト締付機１６０の中間でジョーグリッパー１５０により行なわれる細部的な動作及び作用にも留意することができる。前記ジョーグリッパー１５０は、図１１ｄから図１１ｋに至る図面に示されたように、ボルトを真空吸着する真空グリッパー１４０とボルト締付機１６０との間でグリッピングによりボルトを中間伝達する役割を円滑に果たす。さらに、ジョーグリッパー１５０は、真空グリッパー１４０との干渉を回避するために、一方に回転動作するだけでなく、ジョーを１８０度まで広く拡げることまでもできる。このような回避動作は、ジョーグリッパー１５０が動作するときには真空グリッパー１４０も行うことになる。
以上から、本発明の望ましい実施形態を説明したが、本発明は、様々な変化と変更及び均等物を使用できる。本発明は、上記実施形態を適宜変形して同様に応用できることが明らかである。したがって、前記記載内容は、下記の特許請求の範囲の限界により決められる本発明の範囲を限定するものではない。
１１０ 本体フレーム
１２０ 下部アーム
１３０ 上部アーム
１４０ 真空グリッパー
１５０ ジョーグリッパー
１６０ ボルト締付機
１７０ リフティングユニット
１８０ ボールスプライン

Claims (8)

  1. ボルトフィーダーからボルトを供給され、組立ラインに位置した被加工物に対してボルトを締め付けることができるようにした自動ボルト締付装置であって、
    本体フレームと、
    前記本体フレームに左右方向に回転可能に設けられた下部アームと、
    前記下部アームの先端部に設けられて、ボルトフィーダーからボルトをピックアップするグリッパーと、
    前記下部アームの上側で前記本体フレームに左右方向に回転可能に設けられた上部アームと、
    前記上部アームの先端部に昇降可能に設けられ、前記グリッパーにピックアップされたボルトを真空吸着した状態で前記上部アームにより組立ラインに移動した後、組立ラインに位置した被加工物にボルトを締め付けるボルト締付機と、
    を備え、
    前記グリッパーによりボルトフィーダーからボルトをピックアップする工程と、前記ボルト締付機により被加工物にボルトを締め付ける工程とが独立的に同時進行されることを特徴とする自動ボルト締付装置。
  2. 前記グリッパーは、前記下部アームの先端部上面に左右方向に回転可能に設けられた補助アームの先端部に設けられて、前記ボルトフィーダーのボルトを真空吸着できるようにした真空グリッパーと、前記下部アームの先端部下面に左右方向に回転可能に設けられ、先端部に備えられた一対のジョー（ｊａｗ）により前記真空グリッパーに真空吸着されたボルトをグリッピングして前記ボルト締付機に伝達できるようにしたジョーグリッパーとからなることを特徴とする請求項１に記載の自動ボルト締付装置。
  3. 前記補助アームは、下側に垂直に結合されたボールスプラインにより前記下部アームの先端部に昇降可能なように支持された状態で第１のモータの駆動力を受けて左右方向に回転できるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の自動ボルト締付装置。
  4. 前記ボールスプラインを弾性支持する緩衝用ばねがさらに設けられたことを特徴とする請求項３に記載の自動ボルト締付装置。
  5. 前記ジョーグリッパーが真空グリッパーに真空吸着されたボルトをグリッピングした状態で前記真空グリッパーを上昇させてボルトを分離させるリフティングユニットが設けられ、
    前記リフティングユニットは、第２のモータのシャフトに設けられたピニオンと、前記ピニオンと噛み合って直線運動するラックと、前記ラックに結合されて、前後方向に直線運動するスライド部材と、前記スライド部材が摺動するように案内するレールと、前記スライド部材の先端部に一端部がヒンジ結合されたリンクジョイントと、前記リンクジョイントの他端部にヒンジ結合されて、前記スライド部材が前方移動すれば上昇し、後方移動すれば下降しながら前記補助アームを昇降させる昇降体と、前記昇降体の下側に垂直に結合されて、前記昇降体の昇降を案内するガイド棒とを備えることを特徴とする請求項３に記載の自動ボルト締付装置。
  6. 前記スライド部材は、前記ラックの上面に結合されたラック結合部と、前記ラック結合部の先端部に左右方向に長く形成された形態で結合された左右拡大部と、前記左右拡大部の左側端部と右側端部とに各々結合されて、互いに離間した状態で前後方向に長く形成された一対のスライディング部とからなり、前記スライディング部に対応して前記レール、リンクジョイント、及びガイド棒が左側と右側で対をなして備えられ、
    互いに離間した一対のスライディング部間の空間に、真空グリッパーとジョーグリッパーとに各々動力を提供する第１のモータと第３のモータとが配置されるようにしたことを特徴とする請求項５に記載の自動ボルト締付装置。
  7. 前記上部アームと下部アームとは、各々折れ曲がり可能な多関節アームからなることを特徴とする請求項１に記載の自動ボルト締付装置。
  8. 工産品製造システムであって、
    被加工物を各組立ラインに移送するコンベヤと、
    ボルトを供給するボルトフィーダーと、
    前記ボルトフィーダーからボルトを供給されて、１つの組立ラインに位置した被加工物に対してボルトを締め付けることができるようにした請求項１～７のいずれか１項に記載の自動ボルト締付装置と、
    を備えることを特徴とする工産品製造システム。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112676808B (zh) * 2020-12-15 2022-12-06 深圳市德龙智能高科技有限公司 一种准模组抓取入框机构及准模组抓取入框的方法
CN112917119B (zh) * 2021-01-24 2024-06-21 广东湾内智能装备有限公司 一种智能制造的机械配件组装用机械手
KR102337420B1 (ko) 2021-03-24 2021-12-08 주식회사 대송 커넥팅로드의 볼트 자동 체결 장치
CN113910209A (zh) * 2021-11-02 2022-01-11 南京航空航天大学 一种多源传感阵列天线自适应智能装配系统及方法
KR102538799B1 (ko) 2021-11-03 2023-06-01 한국과학기술원 단일 고정장치에 의해 위치가 고정될 수 있는 스카라 로봇 암
KR20240062809A (ko) 2022-11-02 2024-05-09 한국과학기술원 단일 고정장치에 의해 위치가 고정될 수 있는 포지셔닝 암
CN114571223A (zh) * 2022-04-06 2022-06-03 桃子机器人(深圳)有限公司 一种水平多关节跟进式锁付螺丝机
CN117506958B (zh) * 2023-12-13 2024-07-05 东莞市亚安自动化科技有限公司 一种磁芯六轴抓放毛坯料机械手

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013169605A (ja) * 2012-02-17 2013-09-02 Fanuc Ltd ロボットを用いた物品組付け装置
JP2020196069A (ja) * 2019-05-31 2020-12-10 川崎重工業株式会社 基板組立装置及び基板組立方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1007330B (zh) * 1985-11-06 1990-03-28 株式会社小松制作所 螺丝紧固机的改进
JPH0641823Y2 (ja) * 1988-03-25 1994-11-02 新明和工業株式会社 関節アームの原点合わせ治具
JP2832489B2 (ja) * 1990-07-23 1998-12-09 スズキ株式会社 サラ小ネジの自動供給装置
JPH086160Y2 (ja) * 1991-07-13 1996-02-21 川崎重工業株式会社 セグメント継手ボルト締結装置
KR980009981A (ko) 1996-07-29 1998-04-30 유현정 볼트 자동 체결기의 볼트 공급장치와 체결장치
KR101165609B1 (ko) * 2009-02-12 2012-07-23 한라공조주식회사 다관절 자동 나사 체결 장치
KR200453575Y1 (ko) 2011-01-11 2011-05-17 안재은 스탠드형 자동 볼트 체결기
JP6176976B2 (ja) * 2013-04-02 2017-08-09 キヤノン株式会社 ネジ締めシステム及び物品の製造方法
CN104625709B (zh) * 2014-12-31 2017-02-22 大连运明自动化技术有限公司 一种自动取放工件的紧固拆卸机器人
CN105081757B (zh) * 2015-08-25 2017-06-20 苏州博思特装配自动化科技有限公司 新型智能泛用型高速拧紧装配机器人
JP6674529B2 (ja) * 2016-02-26 2020-04-01 株式会社Ｆｕｊｉ ロボットアーム制御システム
JP6811633B2 (ja) * 2017-02-08 2021-01-13 ジヤトコ株式会社 締付装置
CN209532646U (zh) * 2018-11-23 2019-10-25 广东天太机器人有限公司 一种锁钉机械臂和一种自动锁螺丝机器人

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013169605A (ja) * 2012-02-17 2013-09-02 Fanuc Ltd ロボットを用いた物品組付け装置
JP2020196069A (ja) * 2019-05-31 2020-12-10 川崎重工業株式会社 基板組立装置及び基板組立方法

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