JP3095028B2 - ねじ締め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はねじ締め装置に係り、と
くに取付け用ベースに対してねじ締めユニットを軸線方
向に移動可能に取付けるようにしたねじ締め装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】組立ての自動化のために、ロボットハン
ドの先端部にねじ締め装置を装着し、このねじ締め装置
によってねじ締めを自動的に行なうようにすることが試
みられている。ねじ締め装置は内部にモータを内蔵し、
このモータによってビットを回転駆動することによっ
て、ねじ締めの作業を行なうようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ロボットのハンドに取
付けられるねじ締め装置において、ばねを内蔵し、この
ばねによって弾性的に付勢しながらねじ締めを行なうこ
とは従来より行なわれている。ところがねじが正しくね
じ穴にねじ込まれないねじ浮きのチェックは、必ずしも
正確に行なうことができず、ねじ締め工程とは別に行な
うようにしており、このために組立て時間の短縮を妨げ
る原因になっていた。チェック工程を上記のねじ締め工
程と別に設けるようにすると、組立てラインがさらに長
くなり、設備コストを増加させることになる。

【０００４】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、ねじ浮きのチェックを行ない得るよう
にしたねじ締め装置を提供することを目的とするもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、締付け手段に
よってねじ締めを行なうねじ締めユニットと、前記ねじ
締めユニットを軸線方向に移動自在に保持しており、か
つロボットハンドの先端部に取付けられるようになって
いる取付け用ベースと、前記ねじ締めユニットをねじの
方向に押圧付勢する付勢手段と、前記取付けベース側に
取付けられており、前記ねじ締めユニットの締付け手段
によってねじ締めを完了したとトルクによって判断され
たときの前記ねじ締めユニットの前記取付けベースに対
する軸線方向の位置を検出するセンサと、を具備し、前
記ねじ締めユニットによるねじ締めの完了時におけるね
じの締付け高さを前記センサによって検出することによ
りねじ締め状態の確認を行なうようにしたことを特徴と
するねじ締め装置に関するものである。

【０００６】

【作用】ロボットハンドの先端部に取付けベースによっ
てこのねじ締め装置を取付け、このねじ締め装置を静か
に下降させると、ねじ締めユニットの先端側の締付け手
段がねじに当接するとともに、付勢手段の弾性復元力に
よってねじを弾性的に押圧するようになる。従ってこの
状態でねじ締めユニットを駆動すると、締付け手段によ
ってねじ締め作業が行なわれる。ねじ締めを完了したと
トルクによって判断された状態のねじの高さはねじ締め
ユニットのベースに対する位置をセンサによって検出す
ることによって確認されるようになっており、このため
にこの検出動作によってねじの浮きのチェックがなされ
る。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係るねじ締め装置
を示すものであって、このねじ締め装置は取付けベース
１０を備えている。取付けベース１０はロボットハンド
の先端部に取付けられるようになっており、しかもその
下端側には保持筒１１が固着されている。そしてこの保
持筒１１の段部１２の部分にばね１３が装着されてお
り、このばね１３によってベース１４を下方へ押圧する
ようになっている。ベース１４は筒状ハウジング１５の
下側の開口を閉じるようにこのハウジング１５に固着さ
れている。

【０００８】ねじ締めユニットを構成するモータ１８は
上記ハウジング１５内に収納されるとともに、ベース１
４に固着されるようになっている。そしてモータ１８の
出力軸１９には太陽歯車２０が固着されている。この太
陽歯車２０には遊星歯車２１が噛合うようになってい
る。しかも遊星歯車２１は外周側に配された内歯歯車２
２に噛合っている。

【０００９】太陽歯車２０と内歯歯車２２との間に配さ
れている遊星歯車２１は回転枠２５に植設された支軸２
６によって回転可能に支持されている。そして回転枠２
５が遊星歯車式減速装置の出力軸を構成しており、この
回転枠２５はスプライン２７を介して伝動スリーブ２８
と連結されるとともに、伝動スリーブ２８がビット２９
と連結されるようになっている。

【００１０】ビット２９の外周側にはスリーブ３２が配
されており、このスリーブ３２はばね３３によって下方
へ押圧付勢されている。そして上記遊星歯車式減速装置
の下端側の開口を閉じるキャップ３４にはホルダ３５が
取付けられており、このホルダ３５にはバキュームジョ
イント３６が連結されるようになっている。

【００１１】モータ１８を収納している筒状ハウジング
１５の側面側にはドッグピン３９が突出するように設け
られており、このドッグピン３９をセンサ４０によって
検出するようにしている。センサ４０は取付け板４１を
介して取付けベース１０に固着されるようになってい
る。

【００１２】以上のような構成において、このねじ締め
装置は取付けベース１０によってロボットハンドの先端
部に保持されるようになっている。ねじ締め作業を行な
う場合には、バキュームジョイント３６によってホルダ
３５内を吸引して負圧にし、スリーブ３２の先端部によ
ってねじ４５を吸引保持する。

【００１３】そしてロボットハンドを静かに下降させる
と、この装置が全体として下方へ移動し、ビット２９の
先端部に保持されているねじ４５がねじ込み位置に接触
する。さらにハンドを下降させると、モータ１８および
ビット２９から成る締付けユニットが下降することがで
きないために、ばね１３が変形し、取付けベース１０、
保持筒１１が静かに下降する。そしてばね１３の変形に
伴う弾性復元力によって、ビット２９がねじ４５を軸線
方向に押圧するようになる。

【００１４】このような状態においてモータ１８を回転
駆動する。モータ１８の出力軸１９に生ずる回転は、太
陽歯車２０、遊星歯車２１および内歯歯車２２から成る
減速装置によって減速され、回転枠２５によって取出さ
れることになる。そしてその出力側の減速された回転が
回転枠２５、伝動スリーブ２８を介してビット２９に伝
達され、ねじ４５が回転されてねじ込み作業が行なわれ
る。このときのモータ１８の取付けベース１０に対する
軸線方向の位置が、ドッグピン３９を検出するセンサ４
０によって検出されることになる。

【００１５】以上のように本実施例に係るねじ締め装置
は、取付けベース１０および保持筒１１が固定部を構成
し、ロボットの上下軸に固定されるようになっており、
その他の部分、すなわちモータ１８、遊星歯車式減速装
置、およびビット２９はばね１３によって固定部に対し
て半径方向にはガタがなく軸線方向にのみあるストロー
ク範囲で動くことができるようになっている。

【００１６】ねじ４５はねじ締めユニットの先端のビッ
ト２９の部分にスリーブ３２内の負圧によって吸上げら
れるようになっている。ねじ４５への加圧は、ロボット
の上下軸の高さ、下降スピードを調整することによっ
て、ばね１３を適度に縮ませ、このばね１３の弾性復元
力がねじ４５の締付け時の加圧力として使われる。よっ
てばね１３の強さを選定することによって、ねじ４５に
あった加圧力をねじ締め装置のばね１３を変えることに
よって作ることができる。従ってねじ締め装置の標準化
が簡単に行ない得るようになる。

【００１７】この装置の別の機能は、トルクによってね
じ締めを完了したと判断したときに、ねじ４５の高さを
検出できることである。すなわち取付けベース１０側に
センサ４０が取付けられており、このセンサ４０がモー
タ１８のドッグピン３９を検出することによって、ロボ
ットの上下軸の指定高さを基準にセンサ４０のＯＮ・Ｏ
ＦＦによってねじ締めトルクの確認の後のねじ４５の高
さの判断を平行して行なうようにしている。このことに
よってねじ４５の締付けトルクとねじ４５の高さとから
ダブルチェックを行なうことができ、不良の発見を確実
に行なうことが可能になる。これによってねじ締め不良
を高い確率で防止できるようになる。

【００１８】このように本実施例に係るねじ締め装置に
よれば、ねじ４５の高さのチェックを行なうことによっ
て、組立てのロボットステーション内でのねじ締めの確
認が行なわれることになる。よってトルクの確認の場合
に比べて数段高い精度でねじ締めの確認が行ない得るよ
うになる。ねじ締めに何かトラブルが生じた場合にも、
次工程に流すことなく、その工程内で発見して対策を施
すことが可能になり、不良品生産率の改善につながる。

【００１９】またロボットの上下軸の位置と、ねじ締め
ユニットの可動部の相対位置を適時センサ４０によって
検出しつつねじ締め作業を行なうことが可能なために、
トラブルの発生の初期にエラー信号を発生することによ
り、組立て物へのダメージを回避できるようになる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本願発明は、締付け手段に
よってねじ締めを行なうねじ締めユニットと、ねじ締め
ユニットを軸線方向に移動自在に保持しており、かつロ
ボットハンドの先端部に取付けられるようになっている
取付け用ベースと、取付けベース側に取付けられてお
り、ねじ締めユニットの締付け手段によってねじ締めを
完了したとトルクによって判断されたときのねじ締めユ
ニットの取付けベースに対する軸線方向の位置を検出す
るセンサと、を具備し、ねじ締めユニットによるねじ締
めの完了時におけるねじの締付け高さをセンサによって
検出することによりねじ締め状態の確認を行なうように
したものである。従ってこのようなねじ締め装置によれ
ば、取付けベースに対して移動可能になっているねじ締
めユニットが付勢手段によってねじを押圧する方向に付
勢されるようになり、ねじ締めを完了したとトルクによ
って判断されたときのねじ締めユニットの取付けベース
に対する位置がセンサによって検出される。従ってねじ
浮きの場合には、上記のセンサによってそのことが検出
されるようになり、トルク確認の場合に比べて数段高い
精度でねじ浮きの確認が行なわれるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ねじ締め装置の全体の構成を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ 取付けベース １１ 保持筒 １２ 段部 １３ ばね １４ ベース １５ 筒状ハウジング １８ モータ １９ 出力軸 ２０ 太陽歯車 ２１ 遊星歯車 ２２ 内歯歯車 ２５ 回転枠 ２６ 支軸 ２７ スプライン ２８ 伝動スリーブ ２９ ビット ３２ スリーブ ３３ ばね ３４ キャップ ３５ ホルダ ３６ バキュームジョイント ３９ ドッグピン ４０ センサ ４１ 取付け板 ４５ ねじ

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】締付け手段によってねじ締めを行なうねじ
   締めユニットと、 前記ねじ締めユニットを軸線方向に移動自在に保持して
   おり、かつロボットハンドの先端部に取付けられるよう
   になっている取付け用ベースと、 前記ねじ締めユニットをねじの方向に押圧付勢する付勢
   手段と、 前記取付けベース側に取付けられており、前記ねじ締め
   ユニットの締付け手段によってねじ締めを完了したとト
   ルクによって判断されたときの前記ねじ締めユニットの
   前記取付けベースに対する軸線方向の位置を検出するセ
   ンサと、 を具備し、前記ねじ締めユニットによるねじ締めの完了
   時におけるねじの締付け高さを前記センサによって検出
   することによりねじ締め状態の確認を行なうようにした
   ことを特徴とするねじ締め装置。
2. 【請求項２】前記取付け用ベースに保持筒が固着されて
   おり、しかも前記保持筒内に筒状ハウジングが軸線方向
   に摺動自在に保持され、前記筒状ハウジング内にねじ締
   めユニットのモータが収納されていることを特徴とする
   請求項１に記載のねじ締め装置。
3. 【請求項３】前記モータが筒状ハウジングの端部の開口
   を閉塞するベースに固着され、一端を保持筒の段部によ
   って受けられている前記付勢手段によって前記ベースが
   ねじの方向に押圧付勢されていることを特徴とする請求
   項２に記載のねじ締め装置。
4. 【請求項４】前記モータの出力端に遊星歯車式減速機を
   介してビットが連結され、該ビットの回転によりねじ締
   めを行なうことを特徴とする請求項３に記載のねじ締め
   装置。
5. 【請求項５】前記ビットが筒状をなすスリーブ内に挿入
   されており、真空吸引手段によって前記スリーブ内が真
   空吸引されるとともに、該スリーブの先端部にねじが吸
   着保持されることを特徴とする請求項４に記載のねじ締
   め装置。