JP4066884B2

JP4066884B2 - ビス締め装置

Info

Publication number: JP4066884B2
Application number: JP2003149759A
Authority: JP
Inventors: 武史池村; 嘉彦山下; 敏晴藤居
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2023-05-27
Also published as: JP2004351536A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被締結材にビス締めを行わせるビス締め装置に関する発明である。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ビス締め作業を自動機で行う場合、ビス締めにかかる回転トルクの増減を検知することでビス締めの完了を判断したり、ビスの被締結材への打入深さに相当するビスの回転回数をカウントすることでビス締め作業を制御することが行われている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、回転トルクの増減でビス締めの完了の判断を行うものでは、ビスを打入する被締結材が木質材の場合には、他の部位と比べて硬い部位である節（ふし）や集成の際の接着層が原因で、ビス締めにかかる回転トルクが予期しない部位で増大することがあり、ビス締めの完了の判断が適当に行われないことがある。また、ビスの回転回数のカウントによってビス締め作業の制御を行うものでは、打入の初動作で生じたビスの被締結材のビス打入面上での滑り（空回り）が原因で、ビスの回転回数が所定値に達してもビス締めが最後まで為されないことがある。このようにビス締めが適当に為されないと、ビスが被締結材から飛び出した状態で残るビス浮きや、ビスの頭部のビット係合溝のつぶれや、ビスが被締結材に空回りして締結力が得られないビスバカといった不具合が生じ、ビスを打入した被締結材の製品歩留まりの低下を引き起こしてしまっていた。
【０００４】
【特許文献１】
実開平５−８０６７０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、安定したビス締めを確保してビス締めを施した製品の歩留まりの向上を図り得るビス締め装置を提供することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係るビス締め装置は、被締結材Ｂをクランプ２１で挟持して所定位置に固定する固定手段１と、上記固定手段１にて固定された被締結材ＢにビスＣを締付けるビット２と、ビスＣを把持部１２で把持してビット２のビス装着位置に搬送するビス装填手段６と、上記ビット２を回転駆動させると共に被締結材Ｂに近接・離間させる駆動手段３とを備えたビス締め装置であって、ビスＣの打入深さのうち所定深さを残してビスＣが被締結材Ｂに打入されたことを検知する位置検知手段４を設け、上記所定深さを決定するために被締結材Ｂのビス打入面Ｂ _１に押し当てる当接材１０を長さの異なるものに取替可能にして設け、ビット２を被締結材Ｂに近接させたとき、位置検知手段４の未検知状態では回転回数の制限なくビスＣを打入させるように駆動手段３の制御を行うと共に、ビス装填手段６の把持部１２をビス装着位置から離すと共に固定手段１のクランプ２１を被締結材Ｂから離すような制御を行い、位置検知手段４の検知後では回転回数を規制してビスＣを打入させるように駆動手段３の制御を行う制御部を設けたことを特徴とする。
【０００７】
これによると、ビスＣの打入深さのうち所定深さを残してビスＣが被締結材Ｂに打入された時点から、上記所定深さに相当するビスＣの回転回数だけビスＣを回転させるように制御したことで、確実にビス締めを適当なタイミングで終了させるようにでき、安定したビス締めを確保してビス締めを施した製品の歩留まりの向上を図ることができる。また、位置検知手段４はビスＣの打入深さのうち所定深さを残してビスＣが被締結材Ｂに打入されたことを検知するので、軸部の長さが異なるビスＣに対してもビス締めを適当なタイミングで終了させて安定したビス締めを確保できる。また、上記所定深さは長さの異なる当接材１０を取り替えることで簡単に設定変更可能にできる。
【０００８】
また、上記当接材１０が取り付けられる基準部８を設け、上記基準部８に位置検知手段４を取り付けたことも好ましい。これによると、被締結材Ｂのビス打入面Ｂ_１と位置検知手段４との相対距離を一定に保つことができ、ビス打入面Ｂ_１の位置が異なる被締結材Ｂに対してもビス締めを適当なタイミングで終了させて安定したビス締めを確保できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１乃至９に本発明の実施の形態の例を示す。本例のビス締め装置Ａは、コンベアなどで構成される被締結材Ｂを供給する供給手段５と、被締結材Ｂを所定位置に固定する固定手段１と、上記固定手段１にて固定された被締結材ＢにビスＣを締付けるビット２と、上記ビット２を回転駆動させると共にビット２を被締結材Ｂに近接・離間させる駆動手段３と、ビスＣをビット２に装着するビス装填手段６と、上記各手段１，３，５，６を制御する制御部（図示せず）を備えて構成された据え置き型の装置である。この装置によると、図９に示す貫通孔３３を有したフランジ３２をウェブ３１の両端に設けたＨ鋼３４に対し、そのフランジ３２の外面に木質材３５を取り付けて長尺の建築材３６を形成させるべく、ビスＣをフランジ３２の内側から貫通孔３３に挿通させると共にフランジ３２の外面に配置された木質材３５に上記ビスＣを打入させるビス締め作業を自動的に行わせるようにされている。
【００１０】
そして、この装置にあっては、ビスＣの打入深さのうち所定深さを残してビスＣが被締結材Ｂに打入されたことを検知する位置検知手段４を備え、制御部に、位置検知手段４の未検知状態では回転回数の制限なくビスＣを打入させると共に位置検知手段４の検知後では回転回数を規制してビスＣを打入させるように駆動手段３の制御を行わせたことで、ビス締め前の建築材３６である被締結材Ｂにビス締めを自動的かつ安定的に施してビス締めの作業効率やビス締め後の建築材３６の歩留まりの向上が図られていることに特徴を有している。以下、詳述する。
【００１１】
具体的に、このビス締め装置Ａは、図１のように、設置場所に据え置かれたビス締め装置Ａの装置本体（図示せず）にレール７が配置され、被締結材Ｂのビス打入面Ｂ_１に押し当てられる基準部８とビット２を備えた摺動基台９とが上記レール７に摺動自在に配置されている。ここで、被締結材Ｂのビス打入面Ｂ_１はＨ鋼３４のフランジ３２の内面であり、上記レール７はビスＣの被締結材Ｂへの押出し方向（被締結材Ｂのビス打入面Ｂ_１に対して直交する方向）に延びており、このレール７には、被締結材Ｂのビス打入面Ｂ_１に近い方から順に基準部８、摺動基台９が配置されている。なお、図中２２はレール７に走行させる基準部８のローラであり、図中２３はレール７に走行させる摺動基台９のローラである。
【００１２】
基準部８には、ビス装填手段６、Ｈ鋼３４のフランジ３２の内面である被締結材Ｂのビス打入面Ｂ_１に当接させる当接材１０、摺動基台９の位置を検出する位置検知センサ１１が取り付けられている。ここで、ビス装填手段６は、把持部１２にて把持したビスＣを搬送用シリンダ１３によってビット２のビス装着位置に搬送させる機構である。位置検知センサ１１は本例の場合レール７の長手方向の２ヵ所に設けられている。なお、便宜上、被締結材Ｂに近い方の位置検知センサ１１を第１の位置検知センサ１１ａ、遠い方の位置検知センサ１１を第２の位置検知センサ１１ｂという。
【００１３】
また、摺動基台９には、被締結材Ｂのビス打入面Ｂ_１に向けて突出させるようにビット２が設けられると共に、ビット２に回転駆動させるモータ１４、モータ１４の出力をビット２に伝達させる伝達機構、上記位置検知センサ１１に摺動基台９の位置を感知させる被感知部１５が設けられている。ここで、伝達機構は、モータ１４の出力軸に取り付けたプーリ１６とビット２に取り付けられたプーリ１７とをベルト１８で架け渡すことで構成されている。
【００１４】
また、装置本体には駆動用シリンダ１９が配置されている。この駆動用シリンダ１９はモータ１４と共に上述した駆動手段３を構成している。そして、この基準部８と摺動基台９とはダンパ２０を介して一体に連結されており、装置本体に配置された駆動用シリンダ１９によってレール７上を摺動駆動されるようになっている。また、装置本体には、固定手段１を構成するクランプ２１が設けられている。このクランプ２１は被締結材Ｂの長手方向と直交する幅方向の両側から被締結材Ｂを挟み付けて被締結材Ｂを位置決め固定させるものである。
【００１５】
このように構成されたビス締め装置Ａは、制御部の制御によって下記のように駆動されて被締結材Ｂにビス締めを施す。
【００１６】
まず、図１から図２のように、ビス装填手段６がビスＣをビット２のビス装着位置に搬送すると共に、固定手段１のクランプ２１が被締結材Ｂを所定位置に固定する。次に、図３から図５に順に示すように、駆動手段３の駆動用シリンダ１９が摺動基台９及び基準部８を被締結材Ｂに向けて押し出すと共に、駆動手段３のモータ１４がビス装着位置のビスＣを取り付けたビット２を回転駆動させ、ビスＣを被締結材Ｂに打入する。このときのビット２の回転駆動は高速回転及び高トルクで行わせるのが、被締結材Ｂに硬い部位があってもビス締めを効率良く行う観点から好ましい。なお、駆動用シリンダ１９にて被締結材Ｂに向けて押し出される摺動基台９及び基準部８にあっては、基準部８の当接材１０が被締結材Ｂのビス打入面Ｂ_１に当接した後には、基準部８は被締結材Ｂに接した状態で留まり、ダンパ２０によって摺動基台９のみが被締結材Ｂに近接するようになる。また、図５に示すように、被締結材Ｂに近接する摺動基台９の被感知部１５が第２の位置検知センサ１１ｂにより検知されたときには、制御部によってビス装填手段６の把持部１２をビス装着位置から離すと共に固定手段１のクランプ２１を被締結材Ｂから離すように作動させている。そして、図６に示すように、被締結材Ｂに近接する摺動基台９の被感知部１５が第１の位置検知センサ１１ａにより検知された後には、制御部によって駆動手段３にビット２の回転回数を規制してビスＣを打入させる制御が行われ、ビス締めの仕上げの締め付けを行わせる（図７）。つまり、上述した位置検知手段４は第１の位置検知センサ１１ａがこれを構成している。なお、制御部による回転回数に制限をかけたビット２の回転駆動は正確な制御を行うために低速回転で行われる。そして、ビス締めを終了した後には、図８に示すようにビス締め装置Ａの動作する各部位は全て原点位置に戻るようになっている。
【００１７】
ここで、位置検知センサ１１について詳述する。本例の位置検知センサ１１は被締結材Ｂのビス打入面Ｂ_１に当接する基準部８に取り付けてある。しかして、位置検知センサ１１は被締結材Ｂのビス打入面Ｂ_１に対する所定位置に位置されるのであり、被締結材Ｂのビス打入面Ｂ_１に対して所定距離に近づいた摺動基台９を確実に検知できるようになっている。なお、上記所定距離は長さの異なる当接材１０を基準部８に取り替えることで簡単に設定変更可能にできる。また、位置検知センサ１１が基準部８に取り付けられたことは、被締結材Ｂのビス打入面Ｂ_１と位置検知センサ１１との相対距離を一定に保つことができるから、装置本体に対する被締結材Ｂのビス打入面Ｂ_１の位置にかかわらず、被締結材Ｂのビス打入面Ｂ_１に対して所定距離に近づいた摺動基台９を確実に検知できるようになっている。そして、被締結材Ｂのビス打入面Ｂ_１に対して所定距離に近づいた摺動基台９を検知することは、結果的に、ビスＣの軸部の長さにかかわらず、ビスＣの打入深さのうち所定深さを残してビスＣが被締結材Ｂに打入された時点を検知できるものである。
【００１８】
上述したように本例のビス締め装置Ａにあっては、ビスＣの被締結材Ｂへの打入において第１の位置検知センサ１１ａが摺動基台９の被感知部１５を検知しないまでは、ビット２の回転回数の制限なくビスＣが打入されるようにされており、第１の位置検知センサ１１ａによってビスＣの打入深さのうち所定深さを残してビスＣが被締結材Ｂに打入されたことが検知された後には、制御部によってビット２の回転回数を規制してビスＣを打入させるように駆動手段３の制御が行われている。詳しくは、第１の位置検知センサ１１ａによる摺動基台９の被感知部１５の検知後における制御部の制御にあっては、一定の回数だけビット２を回転させた後にモータ１４の回転駆動を止め、ビス締め作業を終了するようになっていて、そして、規制されるビット２の回転回数は回転するビスＣが上記所定深さ分螺進するときの回転回数に設定されており、しかして、ビス浮きやビスバカやビスＣの頭部のビット係合溝のつぶれを生じさせない適当なタイミングでビス締めが終了されるようになっている。
【００１９】
このように本例のビス締め装置Ａにあっては、ビスＣの打入深さのうち所定深さを残してビスＣが被締結材Ｂに打入された時点から回転回数を規制してビスＣを打入させるものであるから、上記所定深さに相当するビスＣの回転回数だけビスＣを回転させるようにして確実にビス締めを適当なタイミングで終了させることができるのであり、安定したビス締めを確保してビス締めを施した製品の歩留まりの向上が図られているのである。また、位置検知手段４によるとビスＣの打入深さのうち所定深さを残してビスＣが被締結材Ｂに打入されたことを検知しているので、軸部の長さが異なるビスＣに対しても安定したビス締めを確保でき、更に上記位置検知手段４は被締結材Ｂのビス打入面Ｂ_１に押し当てる基準部８に取り付けてあるので、被締結材Ｂのビス打入面Ｂ_１と位置検知手段４との相対距離を一定に保つことができ、ビス打入面Ｂ_１の位置が異なる被締結材Ｂに対しても安定したビス締めを確保できる。すなわち、本例のビス締め装置Ａにあっては、軸部の長さが異なるビスＣやビス打入面Ｂ_１の位置が異なる被締結材Ｂに対する汎用性を有し、ビス締めの自動化に有利といった利点もある。
【００２０】
更に言うと、ピッチや軸部の径が異なるビスＣを使用する際には、ビスＣの打入深さのうちの残った所定深さを螺進するビスＣの回転回数も変化することになるが、これに対応するように、制御部にビスＣの回転回数の設定を変更する回転回数変更入力部（図示せず）を設けてもよいし、上記所定深さを変更させてもよい。なお、所定深さを変更させる場合には、長さの異なる当接材１０に取り替えることで簡単に上記設定変更が可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、ビスの打入深さのうち所定深さを残してビスが被締結材に打入された時点から、上記所定深さに相当するビスの回転回数だけビスを回転させるようにして確実にビス締めを適当なタイミングで終了させるようにできるので、軸部の長さが異なるビスに対して汎用性を有しながら、安定したビス締めが確保でき、ビス締めを施した製品の歩留まりの向上を図ることができるのである。また、上記所定深さは長さの異なる当接材を取り替えることで簡単に設定変更可能にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の例におけるビス締め装置の概略正面図である。
【図２】同上のビス締め装置の動作を説明する説明図である。
【図３】同上のビス締め装置の動作を説明する説明図である。
【図４】同上のビス締め装置の動作を説明する説明図である。
【図５】同上のビス締め装置の動作を説明する説明図である。
【図６】同上のビス締め装置の動作を説明する説明図である。
【図７】同上のビス締め装置の動作を説明する説明図である。
【図８】同上のビス締め装置の動作を説明する説明図である。
【図９】同上のビス締め装置でビス締め施される被締結材を示す正面図である。
【符号の説明】
Ａビス締め装置
Ｂ被締結材
Ｂ_１ビス打入面
Ｃビス
１固定手段
２ビット
３駆動手段
４位置検知手段
７レール
８基準部
９摺動基台
１０当接材
１１位置検出センサ
１１ａ第一の位置検出センサ
１５被感知部

Claims

被締結材をクランプで挟持して所定位置に固定する固定手段と、上記固定手段にて固定された被締結材にビスを締付けるビットと、ビスを把持部で把持してビットのビス装着位置に搬送するビス装填手段と、上記ビットを回転駆動させると共にビットを被締結材に近接・離間させる駆動手段とを備えたビス締め装置であって、ビスの打入深さのうち所定深さを残してビスが被締結材に打入されたことを検知する位置検知手段を設け、上記所定深さを決定するために被締結材のビス打入面に押し当てる当接材を長さの異なるものに取替可能にして設け、ビットを被締結材に近接させたとき、位置検知手段の未検知状態では回転回数の制限なくビスを打入させるように駆動手段の制御を行うと共に、ビス装填手段の把持部をビス装着位置から離すと共に固定手段のクランプを被締結材から離すような制御を行い、位置検知手段の検知後では回転回数を規制してビスを打入させるように駆動手段の制御を行う制御部を設けて成ることを特徴とするビス締め装置。
上記当接材が取り付けられる基準部に位置検出手段を取り付けたことを特徴とする請求項１記載のビス締め装置。