JP5328530B2

JP5328530B2 - 締付部材装填装置

Info

Publication number: JP5328530B2
Application number: JP2009161636A
Authority: JP
Inventors: 健一大野; 中村　　剛; 光隆伊賀上; 健一郎大野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-07-08
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2029-07-08
Also published as: JP2011016187A

Description

本発明は、締付部材装填装置に関する。詳しくは、保持部にボルトやねじなどの締付部材を装填する締付部材装填装置に関する。

従来より、自動車の製造工程では、締付装置を用いて、部品をボルトやねじでワークに複数箇所で固定することが行われている。
例えば、この締付装置は、ロボットアームと、このロボットアームの先端に設けられたナットランナと、を備える。
ところで、このナットランナのソケットにボルトを保持させるため、ボルト装填装置が用いられる。
ボルト装填装置は、予め整列されたボルトに対し、ボルトの上方からソケットを回転しながらボルトの頭部に接近させ、ボルトの頭部と位相を合わせることにより、ボルトとソケットを嵌合させる（例えば、特許文献１参照）。

実開平３−９６１３７号公報

しかしながら、上述したボルト装填装置では、ソケットにボルトが嵌合したか否かを判定できないため、ボルトとソケットとの位相合わせが完了した後も、ソケットを回転させて位相合わせの動作を行うことになり、タイムロスが発生する、という問題があった。

本発明は、締付部材と保持部との位相合わせが完了した後、直ちに次の動作を実行して、タイムロスを低減できる締付部材装填装置を提供することを目的とする。

本発明の締付部材装填装置（例えば、後述のボルト装填装置４Ａ、４Ｂ）は、締付部材（例えば、後述のボルトＢ）の一端側が嵌合可能な保持部（例えば、後述のヘッド２０、２０Ａ）と、当該保持部を回転させる回転駆動部（例えば、後述の回転駆動部４０）と、前記保持部を回転軸に沿って進退させる進退駆動部（例えば、後述の進退駆動部５０）と、前記回転駆動部により前記保持部を回転させながら、前記進退駆動部により前記保持部を前進させて前記締付部材に接近させ、前記保持部と前記締付部材との相対距離（例えば、後述の相対距離ｄ）が第１所定値（例えば、後述の第１所定値ｄ_１）未満となった場合に、前記締付部材が前記保持部に嵌合したと判定する制御部（例えば、後述の制御装置８０）と、を備えることを特徴とする。

締付部材の先端が保持部に完全に挿入されなくても、僅かに挿入されるだけで、締付部材の位相と保持部の位相とは一致しており、締付部材が保持部に嵌合している、といえる。よって、この締付部材の先端が保持部に僅かに挿入された状態における保持部と締付部材との相対距離の値を、第１所定値とする。
そして、この発明によれば、保持部と締付部材との相対距離が第１所定値未満となった場合に、締付部材が保持部に嵌合したと判定した。したがって、従来のように締付部材の先端を保持部に完全に挿入しなくても、僅かに挿入しただけで、締付部材が保持部に嵌合したと判定できるので、締付部材と保持部との位相合わせが完了した後、直ちに、保持部の回転の停止等の次の動作を実行でき、タイムロスを低減できる。

この場合、前記制御部は、前記保持部と前記締付部材との相対距離が第１所定値未満となり、かつ、前記保持部の反力（例えば、後述のトルク反力Ｆ）が所定値（例えば、後述の所定値Ｆ_１）以上となった場合には、前記締付部材が前記保持部に嵌合したと判定し、前記保持部と前記締付部材との相対距離が第１所定値よりも小さい第２所定値（例えば、後述の第２所定値ｄ_２）未満となった場合には、前記締付部材が前記保持部に嵌合していないと判定することが好ましい。

この発明によれば、保持部と締付部材との相対距離が第１所定値未満となり、かつ、保持部の反力が所定値以上となった場合には、締付部材が保持部に嵌合したと判定した。締付部材の先端が保持部に僅かに挿入されると、締付部材により保持部の回転が規制されて、保持部には反力が発生する。よって、より確実に締付部材が保持部に嵌合したことを判定でき、誤作動を防止できる。

締付部材が保持部の内部に完全に挿入されると、保持部の前進が停止し、相対距離は所定値となる。したがって、この所定値以下の値を第２所定値とすると、相対距離が第２所定値未満となった場合には、締付部材が存在していない可能性がある。
そこで、この発明によれば、保持部と締付部材との相対距離が第２所定値未満となった場合には、締付部材が保持部に嵌合していないと判定した。したがって、締付部材が存在していないにもかかわらず締付部材を保持しようとした場合でも、迅速に次に動作に移ることができる。

この場合、前記制御部は、前記締付部材が前記保持部に嵌合したと判定した場合には、前記進退駆動部により前記保持部を後退させることが好ましい。

この発明によれば、締付部材が保持部に嵌合したと判定した場合には、進退駆動部により保持部を後退させたので、保持部が締付部材を保持した後、迅速に次の動作に移ることができる。

この場合、前記締付部材の他端側を把持する把持部（例えば、後述の把持部６２）をさらに備え、前記制御部は、前記締付部材が前記保持部に嵌合したと判定した場合には、前記把持部による前記締付部材の把持を解除することが好ましい。

この発明によれば、締付部材が保持部に嵌合したと判定した場合には、把持部による締付部材の把持を解除した。よって、把持部により、締付部材装填装置の保持部に嵌合するまでの期間、締付部材が脱落するのを防止でき、締付部材装填装置に締付部材を確実に装填できる。

また、締付部材が保持部に嵌合したと判定しない限り、把持部による締付部材の把持を解除しないため、締付部材が不安定な姿勢で保持部に保持されるのを防止できる。
よって、例えば、締付部材の位相と保持部の位相とが一致しないにもかかわらず、保持部のマグネットによりこの締付部材を吸着すると、この締付部材が保持部に対して傾斜した姿勢となる場合があるが、このような事態を回避できる。また、締付部材と保持部との嵌合が失敗した場合でも、保持部を締付部材から一旦離し、その後、保持部を締付部材に接近させて、再び締付部の保持を試みるリトライが可能となる。

本発明によれば、保持部と締付部材との相対距離が第１所定値未満となった場合に、締付部材が保持部に嵌合したと判定した。したがって、従来のように締付部材の先端を保持部に完全に挿入しなくても、僅かに挿入しただけで、締付部材が保持部に嵌合したと判定できるので、締付部材と保持部との位相合わせが完了した後、直ちに、保持部の回転の停止等の次の動作を実行でき、タイムロスを低減できる。

本発明の一実施形態に係る締付部材装填装置が適用されたボルト装填システムの斜視図である。前記実施形態に係るボルト装填システムのマガジンの側面図および正面図である。前記実施形態に係るボルト装填システムのボルト装着機構の側面図である。前記実施形態に係るボルト装填システムのボルト収納ケースの拡大断面図である。前記実施形態に係るマガジンのヘッドが収納される部分の拡大平面図である。前記実施形態に係るマガジンのヘッドが収納される部分の拡大断面図である。前記実施形態に係るボルト装填システムの制御部の概略構成を示す図である。前記実施形態に係る制御部の動作を説明するための図である。前記実施形態に係るボルト装填システムの動作のフローチャートである。前記実施形態に係る締付装置の動作を説明するための図（その１）である。前記実施形態に係る締付装置の動作を説明するための図（その２）である。前記実施形態に係る締付装置の動作を説明するための図（その３）である。前記実施形態に係る締付装置の動作を説明するための図（その４）である。本発明の変形例に係るヘッドの断面図および正面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る締付部材装填装置が適用されたボルト装填システム１の概略を示す斜視図である。
このボルト装填システム１は、マガジン１０に締付部材としてのボルトＢを装填する装置であり、ボルトＢが載置されたボルト載置テーブル２と、マガジン１０が載置された４つのマガジン載置テーブル３と、マガジン載置テーブル３でマガジン１０を保持し、このマガジン１０にボルト載置テーブル２に載置されたボルトＢを装着する締付部材装填装置としての一対のボルト装填装置４Ａ、４Ｂと、これらを制御する制御部としての制御装置８０と、を備える。

ボルト載置テーブル２には、ボルト収納ケース６０が複数載置されている。これらボルト収納ケース６０には、ボルトＢが種類毎に整理されて収納されている。つまり、１つのボルト収納ケース６０には、１種類のボルトＢが収納される。

ボルト装填装置４Ａは、図１中左手前側の２つのマガジン載置テーブル３のマガジン１０にボルトＢを装着し、ボルト装填装置４Ｂは、図１中右奥側の２つのマガジン載置テーブル３のマガジン１０にボルトＢを装着する。

以下、ボルト装填装置４Ａについて説明するが、ボルト装填装置４Ｂについても、同様の構成である。
ボルト装填装置４Ａは、マガジン１０を保持し、直下に位置するボルトＢをマガジン１０に装着するボルト装着機構７０と、ボルト装着機構７０を上下に移動させる第１移動機構７１と、この第１移動機構７１を水平な所定方向に移動させる第２移動機構７２と、この第２移動機構７２を水平かつ所定方向に交差する方向に移動させる第３移動機構７３と、を備える。

第１移動機構７１は、略鉛直に延びるスライドレール７１１と、このスライドレール７１１に沿ってボルト装着機構７０をスライドさせるスライド機構７１２と、を備える。
第１移動機構７１によれば、スライド機構７１２を駆動することで、ボルト装着機構７０をスライドレール７１１に沿って上下に移動できる。

第２移動機構７２は、水平な所定方向に延びるスライドレール７２１と、このスライドレール７２１に沿って第１移動機構７１をスライドさせるスライド機構７２２と、を備える。
第２移動機構７２によれば、スライド機構７２２を駆動することで、ボルト装着機構７０をスライドレール７２１に沿って水平な所定方向に移動できる。

第３移動機構７３は、水平かつ所定方向に交差する方向に延びるスライドレール７３１と、第２移動機構７２をスライドレール７３１に沿ってスライドさせるスライド機構７３２と、マガジン載置テーブル３を挟んで設けられてスライドレール７３１を支持する一対の支持柱７３３と、を備える。
このスライドレール７３１は、ボルト装填装置４Ａとボルト装填装置４Ｂとで共通となっている。
第３移動機構７３によれば、スライド機構７３２を駆動することで、ボルト装着機構７０をスライドレール７３１に沿って水平かつ所定方向に交差する方向に移動できる。

図２は、マガジン１０の側面図および平面図である。
マガジン１０は、円盤形状の基部１１と、この基部１１の背面側の中央に設けられた着脱部１２と、基部１１の外周面に沿って配置された８個の保持部としてのヘッド２０と、を備える。
基部１１には、８個の貫通孔が外周に沿って所定間隔置きに形成されており、これら貫通孔は、それぞれ、ヘッド収納部１１１となっている。

各ヘッド２０は、マガジン１０の中心軸に沿って移動するとマガジン１０から脱離するように、ヘッド収納部１１１に収納されて保持されている。これらヘッド２０には、ボルトＢが保持される（図３参照）。
着脱部１２は、いわゆるオートツールチェンジャである。

図３は、ボルト装着機構７０の側面図である。
ボルト装着機構７０は、ソケット４１と、このソケット４１を回転駆動する回転駆動部４０と、この回転駆動部４０をソケット４１の回転軸に沿って進退させる進退駆動部５０と、マガジン１０を回転させてヘッド２０のうちの１つを選択的にソケット４１の回転軸上に位置させる切換部３０と、を備えている。

切換部３０は、マガジン１０が装着される着脱部３２と、この着脱部３２を回転駆動するマガジン駆動部３１と、を備えている。
マガジン駆動部３１は、上述のように、第１移動機構７１のスライドレール７１１にスライド可能に支持されている。

着脱部３２は、いわゆるオートツールチェンジャであり、マガジン１０の着脱部１２が着脱される。
切換部３０によれば、マガジン１０の着脱部１２を切換部３０の着脱部３２に装着して、マガジン駆動部３１を駆動することにより、マガジン１０が中心軸を回転軸Ｙとして回転し、ヘッド２０が移動する。

回転駆動部４０は、ソケット４１の中心軸に連結された棒状の軸部４２と、軸部４２を回転させるモータ４３と、を備える。
モータ４３とソケット４１との間には、ソケット４１をフローティングさせるためのスプリング４４が介装されている。
この回転駆動部４０は、モータ４３を駆動することにより、ソケット４１を、中心軸を回転軸Ｘとして回転させる。この回転駆動部４０の回転軸Ｘは、マガジン１０の回転軸Ｙに略平行となっている。

進退駆動部５０は、切換部３０に設けられる。この進退駆動部５０は、マガジン駆動部３１に略鉛直に設けられて回転駆動部４０を案内するスライドガイド５２と、このスライドガイド５２に沿って回転駆動部４０を進退させるシリンダ機構５１と、を備える。
進退駆動部５０は、シリンダ機構５１を駆動することにより、回転駆動部４０を回転軸Ｘに沿って前進あるいは後退させる。

図４は、ボルト収納ケース６０の拡大断面図である。
ボルト収納ケース６０は、複数のボルトＢが頭部を上端側にして整列して保持している（図３参照）。このボルト収納ケース６０は、ボルトＢの首部が挿通される貫通孔６１１が複数形成されたケース本体６１と、このケース本体６１の内部に設けられて各ボルトＢの下端側を把持する複数の把持部６２と、を備える。

複数のボルトＢは、ケース本体６１の表面からの突出寸法が等しくなるように配置されている。
各把持部６２は、一対の挟持片６２１を接近または離間することにより、ボルトＢの下端側を把持する。

図５は、マガジン１０のヘッド２０が収納される部分の拡大平面図であり、図６は、マガジン１０のヘッド２０が収納される部分の拡大断面図である。この図６は、マガジン１０のヘッド収納部１１１にソケット４１が挿入された状態を示す。
マガジン１０のヘッド収納部１１１の内周面のうち正面側の３箇所には、突没可能なボール１１３を有するプランジャ１１２が設けられている。ボール１１３は、図示しないばねにより、ヘッド収納部１１１の内周面から突出する方向に付勢されている。
ヘッド収納部１１１の内周面のうちマガジン１０の背面側の位置には、ピン１１４が突出している。

ヘッド２０は、円柱形状のヘッド本体２１と、このヘッド本体２１の先端側に形成されてヘッド本体２１よりも大きな外径を有する円盤状の鍔部２２と、を備える。
ヘッド２０の先端面には、六画形状の凹部が形成されており、この凹部は、ボルトＢの頭部が嵌合するボルト保持部２３となっている。このボルト保持部２３の底面には、磁石２４が取り付けられており、この磁石２４の磁力により、ボルトＢを保持する。

鍔部２２の外周面の３箇所には、上述のプランジャ１１２のボール１１３が係合する凹部２２１が形成されている。
この凹部２２１のヘッド２０の先端側の壁面は、ヘッド２０の軸方向に略垂直な垂直面２２２であり、凹部２２１のヘッド２０の基端側の壁面は、ヘッド２０の軸方向に対して傾斜したテーパ面２２３である。

ヘッド本体２１の外周面の３箇所には、突没可能なボール２１２を有するプランジャ２１１が設けられている。ボール２１２は、図示しないばねにより、ヘッド本体２１の外周面から突出する方向に付勢されている。

ソケット４１の先端面には、凹部が形成されており、この凹部は、ヘッド２０のヘッド本体２１が嵌合して保持されるヘッド保持部４１１となっている。
このヘッド保持部４１１の内周面には、上述のプランジャ２１１のボール２１２が係合する凹部４１２が形成されている。
この凹部４１２のソケット４１の先端側の壁面は、ソケット４１の軸方向に対して傾斜したテーパ面４１３であり、凹部４１２のソケット４１の基端側の壁面は、ソケット４１の軸方向に略垂直な垂直面４１４である。
また、ソケット４１の外周面には、マガジン１０のピン１１４が嵌合するキー溝４１５がソケット４１の回転軸に沿って形成されている。

図７は、制御装置８０の概略構成を示す図である。
制御装置８０は、ボルト装着機構移動部８１と、ボルト装着機構制御部８２と、ボルト保持判定部８３と、ボルト収納ケース制御部８４と、を備える。
ボルト装着機構移動部８１は、第１移動機構７１、第２移動機構７２、および第３移動機構７３を制御して、ボルト装着機構７０を所定の位置に移動する。

ボルト装着機構制御部８２は、回転駆動部４０および進退駆動部５０を制御して、ボルト装着機構７０によりボルトＢを保持する。
具体的には、回転駆動部４０によりヘッド２０を回転させながら、進退駆動部５０によりヘッド２０を前進させてボルトＢに接近させ、ボルト保持判定部８３によりボルトＢがヘッド２０に嵌合したと判定した場合には、進退駆動部５０によりヘッド２０を後退させる。

ボルト保持判定部８３は、図８（ａ）に示すように、図示しない位置センサに基づいて、ヘッド２０とボルトＢとの相対距離、ここでは、ヘッド２０の先端面からボルトＢが突出したケース本体６１表面までの相対距離ｄを検出する。そして、この相対距離ｄが第１所定値ｄ_１未満となり、かつ、図示しないトルク反力センサにより検出したヘッド２０のトルク反力Ｆが所定値Ｆ_１以上となった場合には、ボルトＢがヘッド２０に嵌合したと判定する。

ここで、相対距離ｄが第１所定値ｄ_１未満となったか否かを、ボルトＢがヘッド２０に嵌合したことの判定材料とする理由は、以下の通りである。
すなわち、ヘッド２０の先端面がボルトＢの頭部をなめている場合、ヘッド２０の位相とボルトＢの位相とは一致しておらず、ボルトＢがヘッド２０に嵌合している、とはいえない。しかしながら、図８（ｂ）に示すように、ボルトＢの頭部がヘッド２０のボルト保持部２３の内部に僅かに挿入されて、相対距離ｄがｄ_１となった場合には、ヘッド２０の位相とボルトＢの位相とは一致しており、ボルトＢがヘッド２０に嵌合している、といえる。

また、トルク反力Ｆが所定値Ｆ_１以上となったか否かを、ボルトＢを保持したことの判定材料とする理由は、図８（ｂ）に示すように、ボルトＢの頭部がヘッド２０のボルト保持部２３の内部に僅かに挿入されると、ボルトＢによりヘッド２０の回転が規制される。このボルトＢは、把持部６２により把持されているため、回転せず、ヘッド２０にはボルトＢのトルク反力Ｆ_１が作用する。

また、ボルト保持判定部８３は、相対距離ｄが第１所定値ｄ_１よりも小さい第２所定値ｄ_２未満となった場合には、ボルトＢがヘッド２０に嵌合しておらず、ボルトＢを保持していないと判定する。

ここで、相対距離ｄが第２所定値ｄ_２未満となったか否かを、ボルトＢを保持したことの判定材料とする理由は、以下の通りである。
すなわち、図８（ｃ）に示すように、ボルトＢの頭部がヘッド２０のボルト保持部２３の内部に完全に挿入されると、ボルトＢの前進が停止し、相対距離ｄはｄ_３となる。
したがって、ｄ_３以下の値であるｄ_２を第２所定値とすると、相対距離ｄが第２所定値ｄ_２未満となった場合には、ヘッド２０の直下にボルトＢが存在していない可能性がある。

また、ボルト保持判定部８３は、図示しないタイマによりボルト保持に要する経過時間を計測し、この経過時間が所定値を超えるまで、相対距離ｄが第１所定値ｄ_１以上である場合には、ボルトＢを保持していないと判定する。

ここで、経過時間が所定値を超えるまで、相対距離ｄが第１所定値ｄ_１以上であるか否かを、ボルトＢを保持したことの判定材料とする理由は、以下の通りである。
すなわち、上述のように、ボルトＢの頭部がヘッド２０のボルト保持部２３の内部に僅かに挿入されると、相対距離ｄはｄ_１となる。したがって、相対距離ｄが第１所定値ｄ_１以上である状態では、ヘッド２０の先端面がボルトＢの頭部をなめているので、このような状態が所定時間に亘っている場合、何らかの不具合が生じた可能性がある。
なお、この場合、ヘッド２０を後退させて、ヘッド２０をボルトＢから一旦離し、その後、再びヘッド２０を前進させてボルトＢの保持にリトライしてもよい。リトライを行うことにより、ヘッド２０にボルトＢが嵌合する確率が高くなり、ボルトＢをヘッド２０にさらに確実に保持させることができる。

ボルト収納ケース制御部８４は、把持部６２によりボルトＢを把持しておき、ボルト保持判定部８３によりボルトＢがヘッド２０に嵌合したと判定した場合には、把持部６２によるこのボルトＢの把持を解除する。

次に、上述のボルト装填システム１の動作について、図９のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、ステップＳ１では、図１０に示すように、制御装置８０により、第１移動機構７１、第２移動機構７２、第３移動機構７３を制御して、ボルト装填システム１を所定の種類のボルトＢが収納されたボルト収納ケース６０に接近させ、ボルト装填システム１のソケット４１の回転軸Ｘ上にこのボルトＢが位置するように移動する。
また、切換部３０を駆動してマガジン１０を回転させ、この所定の種類のボルトＢに応じたヘッド２０を選択的にソケット４１とボルトＢとの間に配置させておく。

次に、進退駆動部５０を駆動して、ソケット４１を下降させて、マガジン１０のヘッド収納部１１１に接近させる。

そして、図１１に示すように、マガジン１０のヘッド収納部１１１のピン１１４にソケット４１のキー溝４１５を嵌合させながら、ソケット４１をヘッド収納部１１１に挿入する。すると、ヘッド２０のプランジャ２１１がソケット４１の凹部４１２に係合して、ソケット４１がヘッド２０を保持する。
さらに、進退駆動部５０を駆動して、ソケット４１をさらに下降させて、このソケット４１をヘッド収納部１１１に貫通させる。このとき、ヘッド２０の凹部２２１とマガジン１０のプランジャ１１２との係合が解除されて、ヘッド２０は、マガジン１０から脱離して、ソケット４１とともにマガジン１０の下方に移動する。
その後、ソケット４１を下降させて、このヘッド２０を所定位置まで移動する。

ステップＳ２では、進退駆動部５０を駆動して、引き続き、ヘッド２０の下降を開始し、ステップＳ３では、回転駆動部４０を駆動してヘッド２０を回転させて、ヘッド２０のボルト保持部２３の位相を変化させる。

ステップＳ４では、力覚センサによるヘッド２０のトルク反力Ｆの検出を開始し、タイマを駆動して、ボルト保持に要する経過時間の計測を開始する。

ステップＳ５では、上述の相対距離ｄを求めて、この相対距離ｄが第１所定値ｄ_１未満であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳである場合、ヘッド２０のボルト保持部２３の位相とボルトＢの頭部の位相とが一致した可能性があるため、ステップＳ６に移る。一方、この判定がＮＯである場合、ステップＳ１２に移る。

ステップＳ６では、ヘッド２０のトルク反力Ｆが所定値Ｆ_１以上であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳである場合、ボルトＢによるトルク反力Ｆがヘッド２０に作用していると考えられるため、ステップＳ７に移る。一方、この判定がＮＯである場合、ステップＳ１３に移る。

ステップＳ７では、ヘッド２０にボルトＢが嵌合したと判定し、ステップＳ８では、図１２に示すように、把持部６２によるボルトＢの把持を解除する。
ステップＳ９では、力覚センサによるヘッド２０のトルク反力Ｆの検出、および、タイマによる経過時間の計測を終了し、ステップＳ１０では、回転駆動部４０によるヘッド２０の回転を停止する。
ステップＳ１１では、進退駆動部５０を駆動して、ヘッド２０を下降から上昇に切り替える。すると、ソケット４１とともにヘッド２０が後退し、ヘッド２０の凹部２２１とマガジン１０のプランジャ１１２とが係合し、ヘッド２０がマガジン１０に再び保持される。

さらに、図１３に示すように、進退駆動部５０を駆動して、ソケット４１を後退させて、このソケット４１をヘッド収納部１１１から引き抜く。このとき、ヘッド２０のプランジャ２１１とソケット４１の凹部４１２との係合が解除されて、ヘッド２０がソケット４１から脱離し、ソケット４１のみが後退する。

その後、上述の動作と同じ動作を繰り返して、全てのヘッド２０にボルトＢを装填する。

一方、ステップＳ１２では、ボルトの嵌合に要する経過時間が所定値を超えたか否かを判定する。この判定がＹＥＳである場合、不具合が生じた可能性があるため、ステップＳ１４に移る。一方、この判定がＮＯである場合、ステップＳ５に戻って、引き続きボルトの嵌合を試みる。

ステップＳ１３では、この相対距離ｄが第２所定値ｄ_２未満であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳである場合、不具合が生じた可能性があるため、ステップＳ１４に移る。一方、この判定がＮＯである場合、ステップＳ６に戻って、引き続きボルトの嵌合を試みる。

ステップＳ１４では、ヘッド２０にボルトＢが嵌合していないと判定し、ステップＳ９に移って、ボルト保持作業を終了する。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）ヘッド２０とボルトＢとの相対距離ｄが第１所定値ｄ_１未満となった場合に、ボルトＢがヘッド２０に嵌合したと判定した。したがって、従来のようにボルトの先端をヘッド２０に完全に挿入しなくても、僅かに挿入しただけで、ボルトＢがヘッド２０に嵌合したと判定できるので、ボルトＢとヘッド２０との位相合わせが完了した後、直ちにヘッド２０の回転を停止できるから、タイムロスを低減できる。

（２）ヘッド２０とボルトＢとの相対距離ｄが第１所定値ｄ_１未満となったことに加えて、保持部のトルク反力Ｆが所定値Ｆ_１以上となった場合には、ボルトＢがヘッド２０に嵌合したと判定した。ボルトＢの先端がヘッド２０のボルト保持部２３に僅かに挿入されると、ボルトＢによりヘッド２０の回転が規制されて、ヘッド２０にはトルク反力が発生する。よって、より確実にボルトＢがヘッド２０に嵌合したことを判定でき、誤作動を防止できる。

また、相対距離ｄが第２所定値ｄ_２未満となった場合には、ボルトＢがヘッド２０に嵌合していないと判定した。したがって、ボルトＢがヘッド２０の直下に存在していないにもかかわらずボルトＢを保持しようとしてヘッド２０を下降させた場合でも、迅速に次に動作に移ることができる。

（３）ボルトＢがヘッド２０に嵌合したと判定した場合には、進退駆動部５０によりヘッド２０を後退させたので、ヘッド２０がボルトＢを保持した後、迅速に次の動作に移ることができる。

（４）ボルトＢがヘッド２０に嵌合したと判定した場合には、把持部６２によるボルトＢの把持を解除した。よって、把持部６２により、ボルト装填装置４Ａ、４Ｂのヘッド２０に嵌合するまでの期間、ボルトＢが脱落するのを防止でき、ボルト装填装置４Ａ、４ＢにボルトＢを確実に装填できる。また、ボルトＢがヘッド２０に嵌合したと判定しない限り、把持部６２によるボルトＢの把持を解除しないため、ボルトＢが不安定な姿勢でヘッド２０に保持されるのを防止できる。よって、例えば、ボルトＢの位相とヘッド２０の位相とが一致しないにもかかわらず、ヘッド２０の磁石２４によりボルトＢを吸着すると、このボルトＢがヘッド２０に対して傾斜した姿勢となる場合があるが、このような事態を回避できる。また、ボルトＢとヘッド２０との嵌合が失敗した場合でも、ヘッド２０を後退させて、ヘッド２０をボルトＢから一旦離し、その後、ヘッド２０をボルトＢに向かって前進させて、再びボルトＢの保持を試みるリトライが可能となる。また、ボルトＢがヘッド２０に嵌合していないと判定した場合、リトライを直ちに実行すれば、リトライによるタイムロスを低減できる。

（５）ボルトの嵌合に要する経過時間を計測し、この経過時間が所定値を超えるまで、相対距離ｄが第１所定値ｄ_１以上である場合には、ボルトＢがヘッド２０に嵌合していないと判定した。よって、ボルトＢがヘッド２０に嵌合するのに時間がかかった場合に、迅速に次に動作に移ることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、ヘッド２０を、ボルトＢを保持する構造としたが、これに限らず、図１０に示すように、ヘッド２０Ａを、ねじを保持する構造としてもよい。すなわち、ヘッド２０Ａの先端面には、略十字形状の突出部が形成されており、この突出部は、ねじの頭部が嵌合するねじ保持部２５となっている。また、このねじ保持部２５の周囲には、磁石２６が取り付けられており、この磁石２６の磁力により、ねじを保持する。

４Ａ、４Ｂボルト装填装置（締付部材装填装置）
２０、２０Ａヘッド（保持部）
４０回転駆動部
５０進退駆動部
６２把持部
８０制御装置（制御部）
Ｂボルト（締付部材）
ｄ相対距離
ｄ_１第１所定値
ｄ_２第２所定値
Ｆトルク反力

Claims

締付部材の一端側が嵌合可能な保持部と、
当該保持部を回転させる回転駆動部と、
前記保持部を回転軸に沿って進退させる進退駆動部と、
前記回転駆動部により前記保持部を回転させながら、前記進退駆動部により前記保持部を前進させて前記締付部材に接近させ、前記保持部と前記締付部材との相対距離が第１所定値未満となり、かつ、前記保持部の反力が所定値以上となった場合に、前記締付部材が前記保持部に嵌合したと判定する制御部と、
を備えることを特徴とする締付部材装填装置。
請求項１に記載の締付部材装填装置において、
前記制御部は、前記保持部と前記締付部材との相対距離が第１所定値よりも小さい第２所定値未満となった場合には、前記締付部材が前記保持部に嵌合していないと判定することを特徴とする締付部材装填装置。
請求項１または２に記載の締付部材装填装置において、
前記制御部は、前記締付部材が前記保持部に嵌合したと判定した場合には、前記進退駆動部により前記保持部を後退させることを特徴とする締付部材装填装置。
請求項１から３のいずれかに記載の締付部材装填装置において、
前記締付部材の他端側を把持する把持部をさらに備え、
前記制御部は、前記締付部材が前記保持部に嵌合したと判定した場合には、前記把持部による前記締付部材の把持を解除することを特徴とする締付部材装填装置。