JP3226632U - ねじ締め機 - Google Patents

Abstract

【課題】ねじが通路に引っ掛かって詰まる不具合が発生せず、また、ドライバービットの先方に開閉チャック機構が要らないねじ締め機を提供する。【解決手段】ねじ締め機は、ねじＳをホース５を通して受け取り位置Ｐ１にエアで圧送する圧送装置４を含む。また、受け取り位置Ｐ１でねじＳを受け取り、受け取り位置Ｐ１とは別の受け渡し位置Ｐ２にねじＳを搬送し、受け取り位置Ｐ１に戻るねじ受け部材１３を有する、ピックアンドプレース装置１０を含む。また、受け渡し位置Ｐ２でねじＳを吸着し、ワークに進んでねじＳを締めるドライバービット２９を有する、ドライバー装置２５とを含み構成されている。【選択図】図２

Description

本考案は、ねじ締め機に関するものである。

ねじ締め機にはねじ整列供給機までねじを拾いに行くものがあるが、毎回ねじを拾いに行くとタクトタイムが長くなる。そこで、最近のねじ締め機は、ねじ供給手段からねじをエアで圧送するねじ圧送方式が多く用いられる。

例えば特許文献１に記載されたねじ締め機は、図６に示すように、ドライバービット６０の移動路上に筒状のスリーブ６１を配置し、このスリーブ６１にホース接続具６３を斜めに取り付け、ホース接続具６３にホース６５を接続し、ねじＳを、ねじ供給手段（図示略）からエアでホース６５内を圧送して、ホース接続具６３内の接続路６４からスリーブ６１内の案内路６２に送るように、構成されている。

また、スリーブ６２の下方に設けた一対の保持爪６７，６７と、この保持爪６７，６７を開閉させる開閉手段６８とからからなる、開閉チャック機構６６を設けている。案内路６２に送られたねじＳは、閉じた保持爪６７，６７に保持される。

そして、ドライバービット６０が、スリーブ６１内を進み、保持爪６７，６７に保持されたねじＳに当接する。ドライバービット６０は、その先端部をねじＳの係合凹部に係合させるとともに、ねじＳを真空吸着する。

その後、開閉手段６８により保持爪６７，６７が両側に開き、ドライバービット６０が保持爪６７，６７に干渉させることなくさらに進んで、ねじＳをワーク（図示略）に締め付ける。

特開平１１−１５６６４８号公報

上記のねじ締め機は、ドライバービット６０の先方にねじを圧送するので、ねじＳの通路が、接続路６４と案内路６２のＹ字構成であり、分岐点が存在する。そのため、図６に示すように、ねじＳが分岐点で引っ掛かって詰まる不具合が発生する。特に、首下の短いねじや小ねじ（Ｍ３以下）で、この不具合が多発する。

また、ドライバービット６０の先方に、ねじＳを一時停留させる開閉チャック機構６６を設けているため、構造が複雑になっていた。

そこで、本考案の目的は、ねじがねじの通路に引っ掛かって詰まる不具合が発生せず、また、ドライバービットの先方に開閉チャック機構が要らないねじ締め機を提供することにある。

本考案のねじ締め機は、
ねじをホースを通して受け取り位置にエアで圧送する圧送装置と、
受け取り位置でねじを受け取り、受け取り位置とは別の受け渡し位置にねじを搬送し、受け取り位置に戻るねじ受け部材を有するピックアンドプレース装置と、
受け渡し位置でねじを吸着し、ワークに進んでねじを締めるドライバービットを有するドライバー装置とを含み構成されている。

［作用］
ねじを圧送する受け取り位置と、ドライバー装置がねじを吸着する受け渡し位置とが別なので、ねじの通路を、従来のようにＹ字構成にする必要がなく、分岐点が存在しない。そのため、ねじがねじの通路に引っ掛かって詰まる不具合が発生しない。
また、ねじ受け部材は、受け渡し位置でドライバー装置にねじを吸着させれば、受け取り位置に戻ることができるため、ドライバービットの先方に開閉チャック機構が要らない。

本考案のねじ締め機は、ねじがねじの通路に引っ掛かって詰まる不具合が発生せず、また、ドライバービットの先方に開閉チャック機構が要らない、という優れた効果を奏する。

図１は実施例のねじ締め機を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は左側面である。 図２はねじを受け取り位置に圧送したときの同ねじ締め機を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は要部断面図、（ｃ）は底面図である。 図３はねじを受け渡し位置に移動させる途中の同ねじ締め機を示し（ａ）は正面図、（ｂ）は要部断面図、（ｃ）は底面図である。 図４はねじを受け渡し位置に移動させたときの同ねじ締め機を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は要部断面図、（ｃ）は底面図である。 図５はねじをワークに締結するときの同ねじ締め機を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は要部断面図である。 図６は従来例のねじ締め機を示す断面図である。

１．圧送装置
圧送装置は、特に限定されないが、ねじ供給装置と、ねじ供給装置から延びるホースと、ホースの先端部が接続されるスリーブとからなり、スリーブには案内路が形成され、ホースの先端部内の管路の軸線と案内路の軸線とが、一直線上に合致していて分岐点は存在しないものが好ましい。

２．ピックアンドプレース装置
ピックアンドプレース装置としては、特に限定されないが、次のものを例示できる。
（ア）Ｕ字状のカムと、カムに沿って移動するカムフォロアと、カムフォロアとともに移動するねじ受け部材と、ねじ受け部材及びカムフォロアの移動を起こさせる駆動装置と、移動中のねじ受け部材の姿勢を制御する姿勢制御装置とからなるもの。
（イ）揺動レバーと、揺動レバーを回動させる駆動装置と、揺動レバーの先端に回動可能に軸着されて揺動レバーの回動とともに移動するねじ受け部材と、移動中のねじ受け部材の姿勢を制御する姿勢制御装置とからなるもの。

ねじ受け部材としては、特に限定されないが、ねじのねじ部が挿入するねじ挿入孔と、ねじの頭部が当接するねじ当接面とを有するものを例示できる。
そして、ねじ受け部材が受け取り位置にあるとき、案内路の軸線とねじ挿入孔の軸線とが、一直線上に合致することが好ましい。
さらに、ねじ受け部材が受け渡し位置に移動したときに、ねじの頭部とドライバービットの先端とが当接するように構成されることが好ましい。

３．ドライバー装置
ドライバー装置としては、特に限定されないが、ねじ受け本体が受け渡し位置にあるとき、ドライバービットの軸線とねじ挿入孔の軸線とが、一直線上に合致することが好ましい。

図１〜図５に示す実施例のねじ締め機１について説明する。なお、本発明は実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状、寸法、構成等を任意に変更して実施することもできる。

本実施例のねじ締め機１は、
ねじＳをホース５を通して受け取り位置Ｐ１にエアで圧送する圧送装置４と、
受け取り位置Ｐ１でねじＳを受け取り、受け渡し位置Ｐ２にねじＳを搬送し、受け取り位置Ｐ１に戻るねじ受け部材１３を有する、ピックアンドプレース装置１０と、
受け渡し位置Ｐ２でねじＳを吸着し、ワークＷに進んでねじＳを締めるドライバー装置２５と、
これらの装置を取り付ける基板２と、
基板２を支える支持部材としてのロボットアーム３とを含み構成されている。

（圧送装置４）
圧送装置４は、ねじ供給装置（図示略）と、ねじ供給装置から延びるホース５と、ホース５の先端部が接続されるスリーブ６とからなる。
ねじ供給装置は、ホース５の基端部にねじＳを入れ、そのねじＳをエアで圧送するものである。
ホース５は例えば樹脂からなり、柔軟に湾曲させられるものである。
スリーブ６は、ホース接続孔７及びその先方の案内路８とが形成されたスリーブ本体６ａと、スリーブ本体６ａから背面側に延びて基板２に取り付けられたスリーブ取付部６ｂとからなる。ホース接続孔７にはホース５の先端部が挿入されて接続され、ホース５の先端部内の管路９の軸線と案内路８の軸線とが、一直線上に合致していて分岐点は存在しない。また、該管路９の内面と案内路８の内面とは、同径であり段付きがない。案内路８はその先方に開口しており、その開口のすぐ先に受け取り位置Ｐ１がある。

（ピックアンドプレース装置１０）
ピックアンドプレース装置１０は、Ｕ字状のカム１１と、カム１１に沿って移動するカムフォロア１２と、カムフォロア１２に取り付けられてカムフォロア１２とともに移動するねじ受け部材１３と、ねじ受け部材１３及びカムフォロア１２の移動を起こさせる駆動装置１６と、移動中のねじ受け部材１３の姿勢を制御する姿勢制御装置とからなる

カム１１は、基板２に形成されたスリット状のものであるが、溝状のものでもよい。Ｕ字状のカム１１は、第一直線部と湾曲部と第二直線部とからなる。受け取り位置Ｐ１は第一直線部側にあり、受け渡し位置Ｐ２は第二直線部側にある。

カムフォロア１２は、ねじ受け部材１３の背面側に回転可能に軸着されたローラである。
ねじ受け部材１３は、ねじＳのねじ部が挿入するねじ挿入孔１４とねじＳの頭部が当接するねじ当接面１５とを有するねじ受け本体１３ａと、ねじ受け本体１３ａから背面側に延びてさらに基板２に沿って延出するねじ受け取付部１３ｂとからなる。ねじ受け本体１３ａが受け取り位置Ｐ１にあるとき、スリープの案内路８の軸線とねじ挿入孔１４の軸線とが一直線上に合致する。

駆動装置１６は、駆動シリンダ１７と、駆動シリンダ１７により直線駆動されるラックギヤ１８と、ラックギヤ１８に噛合するピニオンギヤ１９を有するレバー２０と、レバー２０の切欠２１に嵌合して駆動されるコロ２２とからなる。レバー２０はピニオンギヤ１９の中心において基板２に回動可能に軸着され、ピニオンギヤ１９から延びたレバー２０先端部に切欠２１が形成されている。コロ２２は、ねじ受け取付部１３ｂの延出端部に回転可能に取り付けられている。

姿勢制御装置２３は、二つのリニアモーションガイド（ＬＭガイド）を直交接続してなるＸＹスライドガイドからなり、そのスライダ２４にねじ受け取付部１３ｂの延出途中部が固定されている。

（ドライバー装置２５）
ドライバー装置２５は、図１及び図４に示すように、基板２に取り付けられた進退シリンダ２６と、進退シリンダ２６に取り付けられて進退駆動されるモーター２７と、モーター２７に回転駆動されるドライバー軸２８と、ドライバー軸２８の先端に取り付けられるドライバービット２９と、ドライバー軸２８及びドライバービット２９を包囲する筒体３０とからなる。ねじ受け本体１３ａが受け渡し位置Ｐ２にあるとき、ドライバービット２９の軸線とねじ挿入孔１４の軸線とが一直線上に合致する。

筒体３０と、ドライバー軸２８及びドライバービット２９との間の隙間は、真空吸引機（図示略）に接続されており、該隙間の先端にねじＳの頭部が真空吸着するようになっている。

進退シリンダ２６によるストロークは、特に限定されないが、ワークの深く凹んだ箇所にねじ締めできる点で好ましくは５０ｍｍ以上、より好ましくは７０ｍｍ以上（例えば７５ｍｍ）である。後述するように、本実施例ではドライバービット２９の先方に開閉チャック機構が要らない分、ストロークを大きくとりやすい。

以上のように構成されたねじ締め機１の動作例を、図２〜図５を参照して説明する。

（１）まず初期状態は、図２に示すように、駆動装置１６によって、ねじ受け部材１３のカムフォロア１２がカム１１の第一直線部にあり、ねじ受け本体１３ａが受け取り位置Ｐ１にある。この状態で、圧送装置４によって、ねじＳを、ホース５内の管路９とスリープ本体の案内路８を経て、受け取り位置Ｐ１にあるねじ受け部材１３に圧送する。このとき、ホース先端部の管路９と案内路８とねじ挿入孔１４とは軸線が一直線上に合致して分岐点はないため、ねじＳは、案内路８等に引っ掛かって詰まるといった不具合を発生させることなく、スムーズに受け取り位置Ｐ１に圧送される。そして、ねじ部がねじ挿入孔１４に挿入し、頭部がねじ当接面１５に当接して、正姿勢で受け取られる。

（２）次に、図３に示すように、駆動装置１６の駆動シリンダ１７がラックギヤ１８を直線駆動しはじめると、ピニオンギヤ１９とともにレバー２０が回動し、コロ２２とともにねじ受け部材１３が受け渡し位置Ｐ２に向かって移動し、カムフォロア１２がカム１１の湾曲部に移る。このとき、姿勢制御装置２３のＸＹスライドガイドがねじ受け取付部１３ｂを支えてスライドし、移動中のねじ受け部材１３の姿勢を前記初期状態のまま変化しないように制御する。

（３）続いて、図４に示すように、さらに駆動装置１６の駆動シリンダ１７がラックギヤ１８を直線駆動すると、カムフォロア１２がカム１１の第二直線部に移り、ねじ受け部材１３が受け渡し位置Ｐ２に移動する。このとき、ねじＳの頭部とドライバービット２９の先端とが当接して、その間に従来例のような大きな距離が生じない。また、ドライバービット２９はゆっくりと回転している。そのため、ドライバービット２９が、ねじＳの係合凹部（プラス溝、マイナス溝、六角凹部など）に迅速かつ確実に係合して隙間をなくすため、ねじＳは確実に真空吸着する。よって、受け渡し時のねじＳの落下ミスが生じにくい。

（４）続いて、図５に示すように、駆動装置１６によってねじ受け部材１３が受け取り位置Ｐ１に戻ってから、ドライバー装置２５の進退シリンダ２６が、モーター２７、ドライバー軸２８及び筒体３０とともにドライバービット２９をワークＷに進ませる。そして、モーター２７によって、ドライバービット２９がねじＳをワークＷ（図示略）に締め付ける。

本実施例によれば、次の作用効果が得られる。
（ア）前述のとおり、ねじＳが案内路８等に引っ掛かって詰まるといった不具合が発生しない。
（イ）前述のとおり、ドライバービット２９がねじＳの係合凹部に迅速かつ確実に係合して隙間をなくし、ねじＳは確実に真空吸着するため、落下ミスが生じにくい。

（ウ）ねじ受け部材１３は、ドライバービット２９がねじＳを真空吸着するまでは受け渡し位置Ｐ２にあり、ドライバービット２９がワークＷに進むときには受け取り位置Ｐ１に戻っていてドライバービット２９に干渉しないので、ドライバービット２９の先方に開閉チャック機構が要らない。
（エ）ドライバービット２９の先方に開閉チャック機構が要らないことから、進退シリンダ２６によるストロークを例えば７５ｍｍと大きくとることができ、図５のようなワークＷの平らな箇所のみならず、ワークの深く凹んだ箇所（例えば深さ約５０ｍｍ）にもねじ締めができる。

（オ）図４でねじＳを吸着した後は、図５のように下方向にねじ締めできるだけでなく、ロボットアーム３によって基板２ごとドライバー装置２５を横にすれば横方向にもねじ締めできる。

なお、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、例えば次のように、考案の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することができる。
（１）ピックアンドプレース装置１０として、前記カム１１とカムフォロア１２を省き、基板に揺動可能に軸着された揺動レバーと、揺動レバーを揺動させる揺動駆動装置と、揺動レバーの先端に回動可能に軸着されて揺動レバーの回動とともに移動するねじ受け部材と、移動中のねじ受け部材の姿勢を制御する姿勢制御装置とからなるものを用いること。

（２）実施例では、カムフォロア１２を有するねじ受け部材１３のねじ受け取付部１３ｂを延出させてその端部にコロ２２を設け、そのコロ２２にレバー２０を係合させたが、この構成に限定されず、カムフォロア１２と同心上にコロを設け、そのコロにレバー２０を係合させてもよい。

（３）支持部材は、ロボットアーム３に限定されず、例えば支柱等でもよい。

１ ねじ締め機
２ 基板
３ ロボットアーム
４ 圧送装置
５ ホース
６ スリーブ
６ａ スリーブ本体
６ｂ スリーブ取付部
７ ホース接続孔
８ 案内路
９ 管路
１０ ピックアンドプレース装置
１１ カム
１２ カムフォロア
１３ ねじ受け部材
１３ａ ねじ受け本体
１３ｂ ねじ受け取付部
１４ 挿入孔
１５ 当接面
１６ 駆動装置
１７ 駆動シリンダ
１８ ラックギヤ
１９ ピニオンギヤ
２０ レバー
２０ 揺動レバー
２１ 切欠
２２ コロ
２３ 姿勢制御装置
２４ スライダ
２５ ドライバー装置
２６ 進退シリンダ
２７ モーター
２８ ドライバー軸
２９ ドライバービット
３０ 筒体
Ｐ１ 受け取り位置
Ｐ２ 受け渡し位置
Ｓ ねじ
Ｗ ワーク

Claims (8)

1. ねじ（Ｓ）をホース（５）を通して受け取り位置（Ｐ１）にエアで圧送する圧送装置（４）と、
   受け取り位置（Ｐ１）でねじ（Ｓ）を受け取り、受け取り位置（Ｐ１）とは別の受け渡し位置（Ｐ２）にねじ（Ｓ）を搬送し、受け取り位置（Ｐ１）に戻るねじ受け部材（１３）を有する、ピックアンドプレース装置（１０）と、
   受け渡し位置（Ｐ２）でねじ（Ｓ）を吸着し、ワーク（Ｗ）に進んでねじ（Ｓ）を締めるドライバービット（２９）を有する、ドライバー装置（２５）とを含み構成されたねじ締め機。
2. 圧送装置（４）は、ねじ供給装置と、ねじ供給装置から延びるホース（５）と、ホース（５）の先端部が接続されるスリーブ（６）とからなり、
   スリーブ（６）には案内路（８）が形成され、
   ホース（５）の先端部内の管路（９）の軸線と案内路（８）の軸線とが、一直線上に合致していて分岐点は存在しない請求項１記載のねじ締め機。
3. ねじ受け部材（１３）は、ねじ（Ｓ）のねじ部が挿入するねじ挿入孔（１４）と、ねじ（Ｓ）の頭部が当接するねじ当接面（１５）とを有するものである請求項２記載のねじ締め機。
4. ねじ受け部材（１３）が受け取り位置（Ｐ１）にあるとき、案内路（８）の軸線とねじ挿入孔（１４）の軸線とが、一直線上に合致する請求項３記載のねじ締め機。
5. ねじ受け部材（１３）が受け渡し位置（Ｐ２）にあるとき、ドライバービット（２９）の軸線とねじ挿入孔（１４）の軸線とが、一直線上に合致する請求項３又は４記載のねじ締め機。
6. ねじ受け部材（１３）が受け渡し位置（Ｐ２）に移動したときに、ねじ（Ｓ）の頭部とドライバービット（２９）の先端とが当接するように構成されている請求項５記載のねじ締め機。
7. ピックアンドプレース装置（１０）は、Ｕ字状のカム（１１）と、カム（１１）に沿って移動するカムフォロア（１２）と、カムフォロア（１２）とともに移動するねじ受け部材（１３）と、ねじ受け部材（１３）及びカムフォロア（１２）の移動を起こさせる駆動装置（１６）と、移動中のねじ受け部材（１３）の姿勢を制御する姿勢制御装置（２３）とからなる請求項１〜６のいずれか一項に記載のねじ締め機。
8. ピックアンドプレース装置は、揺動レバーと、揺動レバーを揺動させる駆動装置と、揺動レバーの先端に回動可能に軸着されて揺動レバーの揺動とともに移動するねじ受け部材と、移動中のねじ受け部材の姿勢を制御する姿勢制御装置とからなる請求項１〜６のいずれか一項に記載のねじ締め機。

Images