JP5829661B2 - ネジ締め装置、ネジ締めシステム及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明はネジ締め装置、ネジ締めシステム及び制御方法に関する。

多数のネジが取付けられるワークについては、その取り付け作業の自動化が要望されている。一般に、ネジの取付けは、下穴の加工とネジの締付けの少なくとも二工程が必要とされる。特許文献１にはワークに対してドリルによって孔を加工し、加工屑を排出する作業装置が開示されている。特許文献２には、ワークに対するネジの締付けを自動化する作業装置が開示されている。一方、下穴の加工とネジの締付けとを一工程で行えるドリルネジが提案されている（特許文献３）。

特開平８−２７６３４３号公報 特開平６−１１４６５１号公報 特開平５−６０１２０号公報

ドリルネジを採用することで、作業工数を削減することが可能である。しかし、その取り付け作業を自動化しようとする場合、いくつかの問題がある。まず、ドリルネジはワークに取り付けられることから、締付後に作業装置から分離される必要がある。特許文献１の作業装置においてドリルをドリルネジに交換するだけではこの点を満足せず、ドリルネジの取り付け作業を自動化する装置として利用できない。また、ドリルネジは、それ自体で下穴加工をすることから、ワークには下穴が存在しない。よって、ワークにドリルネジを事前配置することは困難である。更に、加工屑も発生する。この点で特許文献２の装置も利用できない。

本発明の目的は、ワークに対するドリルネジの締め付け作業を自動化することにある。

本発明によれば、例えば、ワークに対してドリルネジを締め付けるネジ締め装置であって、前記ドリルネジを締付準備位置において保持解除可能に保持する保持ユニットと、前記締付準備位置上方に配置され、前記締付準備位置に保持された前記ドリルネジと係合して前記ドリルネジを回転可能な駆動ユニットと、前記駆動ユニットを前記締付準備位置に配置された前記ドリルネジに対して昇降させる昇降ユニットと、前記ワークに対する前記ドリルネジの押し付け部位の周囲を囲包し、負圧吸引される内部空間を形成する吸引空間形成ユニットと、を備える、ことを特徴とするネジ締め装置が提供される。

本発明によれば、ワークに対するドリルネジの締め付け作業を自動化することができる。

本発明の一実施形態に係るネジ締めシステムの概略図。 本発明の一実施形態に係るネジ締め装置の斜視図。 図２のネジ締め装置の分解斜視図。 図２のネジ締め装置の側面視図。 （Ａ）〜（Ｃ）は図２のネジ締め装置の部分斜視図。 （Ａ）及び（Ｂ）は図２のネジ締め装置の部分斜視図と部分断面図。 （Ａ）及び（Ｂ）は図２のネジ締め装置の部分斜視図と部分断面図。 図２のネジ締め装置の部分断面図。 空気の取り入れ構造の説明図。 制御ユニットのブロック図。 図２のネジ締め装置の動作説明図。 図２のネジ締め装置の動作説明図。 図２のネジ締め装置の動作説明図。 別例のネジ締めシステムの概略図。

図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図においてＸ、Ｙは互いに直交する水平方向を示し、Ｚは上下方向を示す。

＜ネジ締めシステム＞
図１は本発明の一実施形態に係るネジ締めシステムＡの概略図である。ネジ締めシステムＡは、ワークＷに対してドリルネジを締め付けるシステムであり、ネジ締め装置１と、移動装置２と、を備える。ワークＷは、本実施形態の場合、板状の部材Ｗ１と板状の部材Ｗ２との積層体であり、水平姿勢で準備される。本実施形態の場合、部材Ｗ１は相対的に軟らかい材料（例えば樹脂材料）であり、部材Ｗ２は相対的に硬い材料（例えば金属材料）である場合を想定している。ネジ締め装置１はワークＷに対してドリルネジを上下方向に押圧しながら回転し、下穴加工と締付とを同一工程で、連続的に行う。これにより、部材Ｗ１と部材Ｗ２とを締結する。

移動装置２は、本実施形態の場合、多関節アーム型のロボットであり、アーム先端にネジ締め装置１が固定されている。移動装置２は、ネジ締め装置１をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能である。移動装置２によってネジ締め装置１を水平面における任意の位置に移動することで、ワークＷの複数個所の締結位置において、それぞれドリルネジを締め付けることが可能である。

＜ネジ締め装置＞
ネジ締め装置１は、保持ユニット１０と、駆動ユニット２０と、昇降ユニット３０と、吸引空間形成ユニット４０と、連結ユニット５０と、支持ユニット６０と、操作ユニット８０と、吸引装置９０と、供給装置９１と、を含む。

吸引装置９０は、例えばポンプであり、可撓性ホース９０ａを介して吸引空間形成ユニット４０に接続されている。吸引装置９０は吸引空間形成ユニット４０の内部空間を負圧吸引する。これによりドリルネジによる加工作業の際に生じる加工屑を外部に排出することができ、作業部位を清潔に維持できる。

供給装置９１はドリルネジの供給装置であり、可撓性ホース９１ａを介して保持ユニット１０に接続されている。供給装置９１は、ドリルネジを保持ユニット１０に送出する。ドリルネジが順次供給されることで、ワークＷの複数個所の締結位置において、それぞれドリルネジを連続して締め付けることが可能である。

図２〜図８を参照して、吸引装置９０及び供給装置９１以外のネジ締め装置１の構造を説明する。図２はネジ締め装置１の斜視図、図３はネジ締め装置１の分解斜視図、図４はネジ締め装置１の側面視図である。図５（Ａ）〜（Ｃ）はネジ締め装置１の部分斜視図である。図６（Ａ）及び（Ｂ）並びに図７（Ａ）及び（Ｂ）はネジ締め装置１の部分斜視図と部分断面図である。図８はネジ締め装置１の部分断面図である。

＜支持ユニット＞
支持ユニット６０は、取付部材６１と、ガイド部材６２と、２つのスライダ６３、６３と、１つのスライダ６４と、を備える。

取付部材６１は、ネジ締め装置１の各ユニットの支持部材であり、また、移動装置２と連結される部材である。本実施形態の場合、取付部材６１はＺ方向に延びる板状をなしている。ガイド部材６２は、スライダ６３、６３及び６４の移動を案内するレール状の部材であり、取付け部材６１の一面（移動装置２と連結される側と反対側の面）にＺ方向に延びている。

スライダ６３、６３及び６４はガイド部材６２と係合し、ガイド部材６２に案内されて、上下方向に移動自在である。２つのスライダ６３、６３には駆動ユニット２０が連結される。スライダ６４はスライダ６３、６３よりも下方に配置されており、スライダ６４には保持ユニット１０が連結される。このような構成により、駆動ユニット２０及び保持ユニット１０を上下方向に円滑に移動させることができる。駆動ユニット２０及び保持ユニット１０の移動軌跡は、共通のガイド部材６２により規定されるため、移動時に両者の水平方向の位置がずれることを防止できる。なお、スライダ６３、６３は一体のもの（１つのスライダ）であってもよい。

＜保持ユニット＞
保持ユニット１０は、保持機構１１と、当接部１２と、支持部１３と、を備える。

保持機構１１は、図８に示すドリルネジＤＳを締付準備位置Ｐにおいて保持解除可能に保持する機構である。本実施形態の場合、保持機構１１は、本体部１１０と、一対のアーム部材１１１と、弾性部材１１３と、を備える。一対のアーム部材１１１は軸１１２を介して本体部１１０に回動自在に支持されている。軸１１２はＹ方向に延びており、一対のアーム部材１１１は図８に示すように軸１１２を回動中心として矢印ｄ２方向に回動する。

ドリルネジＤＳは一対のアーム部材１１１の各先端部に挟持されることで保持される。一対のアーム部材１１１の各先端部にはドリルネジのネジＤＳ軸部分が挿通可能な溝が形成されている。ドリルネジＤＳは、一対のアーム部材１１１が閉鎖状態の場合（図８の状態）に保持され、開放状態の場合（各先端部が離間した状態）に保持解除される。

図８に示すように本体部１１０と各アーム部材１１１との間には弾性部材１１３が装填されている。弾性部材１１３は本実施形態の場合コイルばねであるがゴム等であってもよい。弾性部材１１３は、一対のアーム部材１１１の先端部がお互いに接近する方向（閉鎖方向）に常時付勢する。

本体部１１０は、その中央部に上下方向に貫通する作業空間ＯＲが形成されている。締付準備位置Ｐは作業空間ＯＲの下方に位置しており、作業空間ＯＲには駆動ユニット２０のネジ回転部材２２が進入可能となっている。本体部１１０は、また、供給通路ＲＴと、接続部１１０ａとを備えている。接続部１１０ａにはホース９１ａ（図１）が接続され、供給装置９１からドリルネジＤＳが一本ずつ連続的に供給される。

供給通路ＲＴは作業空間ＯＲに臨んで貫通形成され、本体部１１０の外側に面した、供給通路ＲＴの開口が接続部１１０ａとなる。したがって、図８の矢印ｄ１で示すように、ドリルネジＤＳは自重によって、供給通路ＲＴから作業空間ＯＰに進入し、締付準備位置Ｐに落下して保持されることになる。

こうしてドリルネジＤＳの自重を利用することで、ドリルネジＤＳを締付準備位置Ｐに連続的に供給できる。ここで、作業空間ＯＲの開口断面積（開口幅）はドリルネジＤＳが任意の方向に転動できないように設定されている。つまり、ドリルネジＤＳのヘッド部がネジ回転部材２２側に（上方向に）、ドリルネジＤＳの先端部（ドリル部）が下方向になるように姿勢位置づけがされる程度に十分に狭小である。このため、作業空間ＯＲに供給されたドリルネジＤＳは、ドリル部が下側に位置した状態のまま、締付準備位置Ｐへと達する。

当接部１２は、その底面がワークＷに当接することで、締付準備位置Ｐに保持されたドリルネジＤＳとワークＷとの離間距離を規定し、保持ユニット１０の先端部をワークＷの当接位置に安定的に定める。本実施形態の場合、当接部１２は、一対の壁体１２０により構成されている。一対の壁体１２０は、本体部１１０に固定されており、締付準備位置Ｐを挟むようにＹ方向に対向して配置されている。一対の壁体１２０の下部は直方体形状をなしており、その内面１２１の面方向はＸ方向を指向している。図７（Ａ）に示すように、締付準備位置Ｐの周囲には、一対の内面１２１で区画された、Ｘ方向に延びると共にＸ方向が開放された空間１２２が形成される。負圧吸引の際、加工屑は一対の内面１２１によって形成された空間１２２によってＸ方向に移動し易くなる。

支持部１３は、取付部１３ａと、連結部１３ｂと、連結部１３ｃと、を備える。取付部１３ａには本体部１１０が固定される。連結部１３ｂの、一方側の面に取付部１３ａが、他方側の面にスライダ６４が固定される。連結部１３ｃは連結部１３ｂの側部に固定されており、連結ユニット５０が連結される。連結部１３ｃには、後述する検知ユニット７０の検知対象となる被測定部１３ｄが設けられている。被測定部１３は、ここではボルトの頭部である。

＜吸引空間形成ユニット＞
吸引空間形成ユニット４０は、ワークＷに対するドリルネジＤＳの押し付け部位の周囲を囲包し、負圧吸引される内部空間ＩＳを形成する。吸引空間形成ユニット４０は、内部空間ＩＳを形成する外壁体４１と、外壁体４１を保持ユニット１０の本体部１１０に固定する一対の固定具４２と、を備え、保持ユニット１０に支持される。したがって、吸引空間形成ユニット４０は保持ユニット１０と共に上下に移動する。

外壁体４１は、図３に示すように、その上部に開口部４１ｃが形成されている。この開口部４１ｃを介して保持ユニット１０の下部の構成が外壁体４１内に挿入されている。一対の固定具４２は開口部４１ｃを挟み込むように、かつ、開口部４１ｃに臨んで配設されている。

外壁体４１は、その外表面の一部に吸引装置９０のホース９０ａと接続される接続部４１０を備える。この接続部４１０を介して、外壁体４１の内部空間ＩＳは外部空間に開放される。吸引装置９０の駆動により、内部空間ＩＳは負圧吸引されることになり、加工屑が吸い出される。

接続部４１０は、締付準備位置Ｐに対してＸ方向に離間した位置に配設されている。既に述べたように、締付準備位置Ｐの周囲にはＸ方向に延びると共にＸ方向が開放された空間１２２が形成される。空間１２２の延長方向と、締付準備位置Ｐに対する接続部４１０の離間方向とは共にＸ方向であり、平行であることから、空間１２２内の空気は接続部４１０へ吸引され易い。特に、本実施形態の場合、図７（Ｂ）等から明らかなように空間１２２のＹ方向の中心位置と、接続部４１０のＹ方向の中心位置とが、同じＸ−Ｚ平面上に位置している。したがって、負圧吸引の際に、図８の矢印ｄ３で示すように空間１２２から効率的に接続部４１０へ向かって加工屑が流れやすくなり、加工屑の吸引効率が向上する。

外壁体４１の底面４１ａには開口部４１ｂが形成されており、内部空間ＩＳは開口部４１ｂによって下方が開放した空間となっている。図９に示すように、保持ユニット１０の当接部１２がワークＷ１（Ｗ）の表面に当接した状態で、底面４１ａとワークＷとの間には僅かな隙間Ｇが生じるように、吸引空間形成ユニット４０は保持ユニット１０に支持されている。つまり、当接部１２はその下端が底面４１ａよりも下方へ突出している。このため、負圧吸引の際、矢印ｄ１１で示すように外壁体４１の外部の空気が常に内部空間ＩＳに吸い込まれる。これにより、内部空間ＩＳが真空状態になることがなくなり、吸引中に吸引装置９０の負荷が変動したり、増大したりすることを防止できる。

＜駆動ユニット＞
駆動ユニット２０は、駆動機構２１と、ネジ回転部材２２と、支持部２３と、を備える。駆動機構２１は、例えば、モータと減速機とを内部に備え、ネジ回転部材２２を回転する。本実施形態の場合、駆動機構２１はネジ回転部材２２を正転又は逆転させる。支持部２３に駆動機構２１が取り付けられ、支持部２３は一対のスライダ６３、６３に取り付けられる。

ネジ回転部材２２は、その長軸がＺ方向に延びる軸体であって、本実施形態の場合、スクリュドライバである。ネジ回転部材２２は締付準備位置Ｐと同軸上でその上方に位置している。ネジ回転部材２２の下端部にはドリルネジＤＳの頭部と係合する係合部が設けられている。例えば、ドリルネジＤＳの頭部に＋溝が形成されている場合、係合部は＋型の凸部とされる。

＜連結ユニット＞
連結ユニット５０は、保持ユニット１０と駆動ユニット２０とを、Ｚ方向に互いに近接及び離間自在に連結する。本実施形態の場合、連結ユニット５０は、シリンダ５１とシリンダ５１に進退自在なプランジャ５２とを備える。シリンダ５１にはプランジャ５２の進退を駆動する不図示の駆動源が構成される。本実施例の場合は、空気圧を利用するエア供給部が構成され、エア供給源とシリンダ５１とがホースにより接続される。また、シリンダ５１には、プランジャ５２を進出する際にエアの圧力を調整する不図示のエア圧調整機構が構成される。このエア圧調整機構により、プランジャ５２の進出時の進出力の調整を行い、エアバネ状態をシリンダ５１に形成する。

駆動ユニット２０の支持部２３は、シリンダ５１の上端部が固定される連結部２３ａを有する。プランジャ５２の下端部は保持ユニット１０の連結部１３ｃに固定されている。したがって、駆動ユニット２０を移動すると保持ユニット１０も一定の範囲で移動する。保持ユニット１０が移動できなくなると、連結ユニット５０の全長が収縮する。例えば、駆動ユニット２０を降下させていくと、保持ユニット１０も降下するが、保持ユニット１の当接部１２がワークＷに当接すると、保持ユニット１０は降下しなくなる。駆動ユニット２０を更に降下させていくと、プランジャ５２がシリンダ５１内に進入して連結ユニット５０の全長が収縮することになる。この収縮機能によりドリルネジＤＳまたは、一対の壁体１２０がワークＷに当接した時の衝撃を緩和する。

＜昇降ユニット３０＞
昇降ユニット３０は、駆動ユニット２０をＺ方向に移動する。つまり、駆動ユニット２０を締付準備位置Ｐに配置されたドリルネジに対して昇降させる。昇降ユニット３０により駆動ユニット２０を降下させることで、ドリルネジＤＳをワークＷに押圧することが可能となる。

昇降ユニット３０は、本実施形態の場合、エアシリンダ又は電動シリンダであり、シリンダ３１とシリンダ３１に進退自在なプランジャ３２とを備える。シリンダ３１は支持部材３３を介して取付部材６１に固定されている。プランジャ３２の下端部は連結部２３ａに固定されている。連結部２３ａと支持部材３３との間にはショックアブソーバ３４が設けられている。ショックアブソーバ３４は、連結ユニット５０の上昇時（プランジャ３２の収縮時）に連結部２３ａの上昇限に到達した際の衝撃を緩和する。

＜操作ユニット＞
操作ユニット８０は、ブラケット８３を介して取付部材６１に取り付けられている。操作ユニット８０は、表示部８１と入力部８２とを備え、作業者が後述の検知ユニット７０の各種の設定を行えるようにしている。

＜検知ユニット＞
次に、ネジ締め装置１が備える検知ユニット７０〜７２について説明する。

検知ユニット７０は、保持ユニット１０と駆動ユニット２０とのＺ方向の離間距離を検知する。検知ユニット７０は、駆動ユニット２０に固定された本体部７０ａと、本体部７０ａに対して可動の測定部７０ｂとを備える。本体７０ａは、測定部７０ｂの可動状態（変位量）を監視しており、測定部７０ｂが被測定部１３ｄに当接して本体部７０ａに対して変位することで、保持ユニット１０と駆動ユニット２０とのＺ方向の離間距離を検知する。測定部７０ｂの変位量は、予め設定された変位量（設定情報）と作業中における変位量（作業中検知情報）とを比較監視することが可能となっている。なお、検知ユニット７０は、非接触式、例えば、レーザーによる検出機構を備えた検知ユニットでもよい。本実施形態の場合、作業中検知情報は、操作ユニット８０に表示される。また、操作ユニット８０により設定情報を入力し設定することができる。

検知ユニット７１（図５（Ｃ）参照）は、保持ユニット１０と駆動ユニット２０とのＺ方向の離間距離が規定距離に到達したか否かを検知する。本実施形態の場合、ドリルネジＤＳが部材Ｗ２に当接したか否かの判断に用いる。検知ユニット７１は、センサ７１ａと、被検知片７１ｂとを備える。センサ７１ａは駆動ユニット２０に、被検知片７１ｂは保持ユニット１０に設けられている。ドリルネジＤＳが部材Ｗ２に当接したときにセンサ７１ａが被検知片７１ｂを検知するように両者の位置が設定される。センサ７１ａは例えば光センサや磁気センサである。

検知ユニット７２（図３参照）は、支持ユニット６０に設けられており、ドリルネジＤＳが締付準備位置Ｐに存在しているか否かを検知する。検知ユニット７２は、発光素子７２ａと受光素子７２ｂとを備える。締付準備位置ＰにドリルネジＤＳが存在する場合、ドリルネジＤＳにより光路が遮断されるように、発光素子７２ａと受光素子７２ｂの位置が設定される。発光素子７２ａの発光を受光素子７２ｂで確認できない場合に、ドリルネジＤＳが存在すると判断できる。

＜制御ユニット＞
図１０はネジ締め装置１の制御ユニット２００のブロック図である。なお、制御ユニット２００は移動装置２の制御も行うようにしてもよい。

制御ユニット２００は、ＣＰＵ等の処理部２０１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶部２０２と、外部デバイスと処理部２０１とをインターフェースするインターフェース部２０３と、を含む。インターフェース部２０３には、ホストコンピュータとの通信を行う通信インターフェースも含まれる。ホストコンピュータは、例えば、ネジ締めシステムＡが配置された製造設備全体を制御するコンピュータである。

処理部２０１は記憶部２０２に記憶されたプログラムを実行し、各種のセンサ２０５の検出結果や、上位のコンピュータ或いは操作ユニット８０等の指示に基づいて、各種のアクチュエータ２０４を制御する。各種のセンサ２０５には、例えば、検知ユニット７０〜７２等が含まれる。各種アクチュエータ２０４には、例えば、駆動ユニット２０、昇降ユニット３０、吸引装置９０、供給装置９１の各駆動源等が含まれる。

＜制御例＞
制御ユニット２００の処理部２０１が実行するネジ締め装置１の制御例について図１１〜図１３を参照して説明する。図１１〜図１３はネジ締め装置１の動作説明図であり、特に、ワークＷに対するドリルネジＤＳの締め付け作業例を示している。

図１１の状態ＳＴ１は、待機状態を示している。保持ユニット１０はワークＷから上方に離間した位置に位置している。ネジ回転部材２２の下端部は作業空間ＯＳの上部に位置している。状態ＳＴ１において、供給装置９１を駆動してドリルネジＤＳを保持ユニット１０に１つ供給し、その自重落下により締付準備位置ＰにドリルネジＤＳが保持される。

検知ユニット７２により締付準備位置ＰにドリルネジＤＳが保持されたことが確認されると、昇降ユニット３０の駆動により駆動ユニット２０が降下される。これにより、連結ユニット５０を介して保持ユニット１０が降下し、図１１の状態ＳＴ２に示すように当接部１２がワークＷの表面に当接する。並行して駆動ユニット２０を駆動し、ネジ回転部材２２を低速で逆転方向（ｄｒ：締付方向と逆方向）に回転させる。

駆動ユニット２０の降下を継続すると、ネジ回転部材２２の下端部が作業空間ＯＳの下部に到達し、締付準備位置Ｐに保持されているドリルネジＤＳの頭部と係合する。駆動ユニット２０の降下開始から所定時間の経過により、ネジ回転部材２２の下端部とドリルネジＤＳの頭部との係合が完了したとみなす。

続いて、ネジ回転部材２２の回転速度を高速回転に切り替える。やがて、図１２の状態ＳＴ３に示すようにドリルネジＤＳがワークＷの表面に当接する（当接工程）。吸引装置９０を駆動し、内部空間ＩＳの負圧吸引を開始する（吸引工程）。なお、吸引装置９０は常時駆動して、常時負圧吸引を行っていてもよい。

続いて下穴加工及び締め付け作業に移行する（作業工程）。ネジ回転部材２２を高速逆転状態で駆動ユニット２０の降下を継続すると、ドリルネジＤＳにより部材Ｗ１に穴が形成される（逆転工程）。内部空間ＩＳの負圧吸引により加工屑は内部空間ＩＳの外部に排出される。

駆動ユニット２０の降下はドリルネジＤＳにより部材Ｗ２表面に僅かな凹み部が形成されるまで行う。検知ユニット７１のセンサ７１ａが被検知片７１ｂを検知したとき（状態ＳＴ４）、ワークＷ２にドリルネジＤＳが到達したとみなす。その状態でネジ回転部材２２を一定時間高速逆回転させることでワークＷ２に凹み部が形成されたとみなす。凹み部を事前に形成することで、ドリルネジＤＳが部材Ｗ２上で滑ることを防止する。

次に、昇降ユニット３０により駆動ユニット２０の降下を停止し、或いは、僅かに上昇させて、ドリルネジＤＳのワークＷ（部材Ｗ２）に対する押圧力を一旦解放する。駆動ユニット２０によりネジ回転部材２２の回転を一旦停止する。続いて再びドリルネジＤＳの押圧力が部材Ｗ２に付与されるように昇降ユニット３０を駆動して駆動ユニット２０の降下を再開する。その後、図１３の状態ＳＴ５に示すように、ネジ回転部材２２を高速で正転方向（ｄｆ：締付方向）に回転させる（正転工程）。

更に駆動ユニット２０の降下に伴い、部材Ｗ２にもドリルネジＤＳにより穴が形成されると共に、ドリルネジＤＳのネジ部分による締め付けも開始される（状態ＳＴ６）。また、駆動ユニット１０の降下に伴い、検知ユニット７０の測定部７０ｂが被測定部１３ｄに当接する。これを契機として、検知ユニット７０の検知結果により、保持ユニット１０と駆動ユニット２０との離間距離の監視を開始する（監視工程）。この離間距離は、ドリルネジＤＳの締付深さを示すことになる。

検知ユニット７０の検知結果（作業中検知情報）と、予め設定された締付距離（設定情報）とに基づいて、駆動ユニット２０の降下量と、駆動ユニット２０の駆動態様とを制御する。締付距離はワークＷに対するドリルネジＤＳの締付深さを示し、ドリルネジＤＳやワークＷの種類毎に締付距離情報を設定できる。検知結果が予め設定された締付距離に近くなると、ネジ回転部材２２を低速回転とし、検知結果が予め設定された締付距離に到達すると駆動ユニット２０の降下を停止し、ネジ回転部材２２の回転も停止する（状態ＳＴ７）。更に、吸引装置９０も停止する。部材Ｗ１と部材Ｗ２とはドリルネジＤＳで締結された状態となる。もしくは、部材Ｗ２の取付面から離間した所定の位置にドリルネジＤＳの頭部を位置づけることができる。

昇降ユニット３０により駆動ユニット２０を上昇し、保持ユニット１０と駆動ユニット２０とを待機状態（状態ＳＴ１）に戻して一単位の作業が完了する。

以上の通り、本実施形態によれば、ワークＷに対するドリルネジＤＳの締め付け作業を自動化することができる。

＜他の実施形態＞
上記実施形態では、移動装置２を多関節アーム型のロボットとしたが、ガントリー型のロボットとしてもよい。図１４はその一例を示す。

同図の移動装置３は、一対の支柱部３ｂと、一対の支柱部３ｂ間に架設された梁部３ａとを備え、一対の支柱部３ｂは、Ｙ方向に延びるレール３ｃ上を移動可能となっている。梁部３ａには複数のネジ締め装置１が支持されており、ワークＷの複数部位に同時にドリルネジの締め付け作業を行うことができる。

Claims (14)

1. ワークに対してドリルネジを締め付けるネジ締め装置であって、
   前記ドリルネジを締付準備位置において保持解除可能に保持する保持ユニットと、
   前記締付準備位置上方に配置され、前記締付準備位置に保持された前記ドリルネジと係合して前記ドリルネジを回転可能な駆動ユニットと、
   前記駆動ユニットを前記締付準備位置に配置された前記ドリルネジに対して昇降させる昇降ユニットと、
   前記ワークに対する前記ドリルネジの押し付け部位の周囲を囲包し、負圧吸引される内部空間を形成する吸引空間形成ユニットと、を備える、
   ことを特徴とするネジ締め装置。
2. 請求項１記載のネジ締め装置であって、
   更に、前記内部空間を負圧吸引する吸引装置を備え、
   前記吸引空間形成ユニットは、
   前記内部空間を形成する外壁体を含み、
   前記外壁体は、その外表面の一部に前記吸引装置に接続される接続部を備える、
   ことを特徴とするネジ締め装置。
3. 請求項２記載のネジ締め装置であって、
   前記外壁体は、前記保持ユニットに支持されると共に、その底面に開口を有し、
   前記内部空間は、前記開口によって下方が開放した空間であり、
   前記保持ユニットは、
   前記内部空間に設けられ、前記ドリルネジを、前記締付準備位置において保持解除可能に保持する保持機構と、
   前記ワークに当接することにより、前記締付準備位置に保持された前記ドリルネジとワークとの離間距離を規定する当接部と、を備え、
   前記当接部は、その下端が前記外壁体の底面から突出している、
   ことを特徴とするネジ締め装置。
4. 請求項３記載のネジ締め装置であって、
   前記接続部は、前記締付準備位置に対して第一の方向に離間した位置に配設され、
   前記当接部は、
   前記締付準備位置を挟むように対向して配置された一対の壁体を備え、
   前記一対の壁体の内面の面方向が、前記第一の方向と平行である、
   ことを特徴とするネジ締め装置
5. 請求項１記載のネジ締め装置であって、
   前記保持ユニットと前記駆動ユニットとを、互いに近接及び離間自在に連結する連結ユニットを備える、
   ことを特徴とするネジ締め装置。
6. 請求項５記載のネジ締め装置であって、
   上下方向に延びるガイド部材と、
   前記ガイド部材に案内されて移動可能な第１スライダと、
   前記第１スライダよりも下方において、前記ガイド部材に案内されて移動可能な第２スライダと、を備え、
   前記駆動ユニットは前記第１スライダに連結され、
   前記保持ユニットは前記第２スライダに連結される、
   ことを特徴とするネジ締め装置。
7. 請求項６記載のネジ締め装置であって、
   前記保持ユニットと前記駆動ユニットとの離間距離を検知する検知ユニットと、
   前記検知ユニットが検知した離間距離と、予め設定された前記ドリルネジの締付距離とに基づいて、前記昇降ユニットによる前記駆動ユニットの降下量と、前記駆動ユニットによる前記ドリルネジの回転とを制御する制御ユニットと、を更に備えることを特徴とするネジ締め装置。
8. 請求項１記載のネジ締め装置と、
   前記ネジ締め装置を水平面における任意の位置に移動する移動装置と、を備える、
   ことを特徴とするネジ締めシステム。
9. ワークに対してドリルネジを締め付けるネジ締め装置の制御方法であって、
   前記ネジ締め装置は、
   前記ドリルネジを締付準備位置に保持解除可能に保持する保持ユニットと、
   前記締付準備位置上方に配置され、前記締付準備位置に保持された前記ドリルネジと係合して前記ドリルネジを回転可能な駆動ユニットと、
   前記駆動ユニットを前記締付準備位置に配置された前記ドリルネジに対して昇降させる昇降ユニットと、
   前記ワークに対する前記ドリルネジの押し付け部位の周囲を囲包し、負圧吸引される内部空間を形成する吸引空間形成ユニットと、を備え、
   前記制御方法は、
   前記締付準備位置において前記保持ユニットによりドリルネジを保持するドリルネジ保持工程と、
   前記昇降ユニットにより前記駆動ユニットを降下させ、前記締付準備位置に準備された前記ドリルネジを前記ワークに当接させる当接工程と、
   前記内部空間の負圧吸引を行う吸引工程と、
   前記駆動ユニットの駆動により前記ワークに前記ドリルネジを締め付ける作業工程と、を備える、
   ことを特徴とする制御方法。
10. 請求項９記載の制御方法であって、
    前記ネジ締め装置は、
    前記保持ユニットと前記駆動ユニットとを、互いに近接及び離間自在に連結する連結ユニットを備え、
    前記作業工程は、
    前記ドリルネジを、その締付方向とは反対方向に回転させる逆転工程と、
    前記ドリルネジを、その締付方向に回転させる正転工程と、
    前記保持ユニットと前記駆動ユニットとの距離を監視する監視工程と、を含む、
    ことを特徴とする制御方法。
11. 請求項１０記載の制御方法であって、
    前記監視工程の監視結果と、予め設定された前記ドリルネジの締付距離と、に基づいて、前記昇降ユニットによる前記駆動ユニットの降下量と、前記駆動ユニットによる前記ドリルネジの回転とを制御する、ことを特徴とする制御方法。
12. 請求項１１記載の制御方法であって、
    前記監視工程では、
    前記作業工程において、前記保持ユニットと前記駆動ユニットとの距離が前記締付距離に到達するか否かを監視する、ことを特徴とする制御方法。
13. 請求項１０記載の制御方法であって、
    前記逆転工程では、前記ワークに凹み部を形成し、
    前記逆転工程の後、前記ドリルネジの前記ワークに対する押圧力を一旦解放し、再びドリルネジの押圧力が前記ワークに付与されるように前記昇降ユニットを制御し、その後、前記正転工程を開始する、
    ことを特徴とする制御方法。
14. 請求項１０記載の制御方法であって、
    前記ワークが、第１部材と第２部材との積層体であり、
    前記逆転工程では、前記第１部材に孔を形成すると共に前記第２部材に凹み部を形成し、
    前記逆転工程の後、前記ドリルネジの前記ワークに対する押圧力を一旦解放し、再び前記ドリルネジの押圧力が前記第２部材に付与されるように前記昇降ユニットを制御し、その後、前記正転工程を開始する、
    ことを特徴とする制御方法。

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