JP6356636B2 - 自動ネジ締め装置 - Google Patents
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Description
本発明は、前記事情に鑑み、サイクルタイムを短縮し、かつ駆動エネルギーを削減するとともに、ロボットアームへの負荷を軽減することを目的とする。
ネジ供給部と前記ワークとの間を行き来するロボットアームと、
前記ネジ供給部からのネジを保持するネジ保持部を周方向に間隔を置いて複数有して、前記ロボットアームに装着されるリボルバーと、
前記ロボットアームに搭載され、前記リボルバーの前記複数のネジ保持部のネジを、順次、被螺合部に螺合させるネジ締めツールと、
を備えたことを特徴とする。
前記リボルバーの軸線と前記ネジ締めツールの軸線どうしの距離が、前記リボルバーの軸線から前記ネジ保持部までの距離と等しく、
前記リボルバーにおける隣接するネジ保持部どうしの間には、前記ネジ締めツールを挿通可能な逃げ凹部が形成されていることが好ましい。
ネジ締めツールによってリボルバーの1つのネジ保持部からネジを取った後、リボルバーをリボルバー回転駆動部によってネジ保持部の配置角度間隔の例えば2分の1だけ回転させると、ネジ締めツールの軸線上に逃げ凹部が位置する。したがって、ネジ締めツールを、リボルバーと干渉することなく、前記逃げ凹部を通して、ワークへ向けて移動させて被螺合部にネジを螺合することができる。
1つのロボットアームに対して2以上のリボルバーを用意する。これら2以上のリボルバーのうち1つをロボットアームに装着してワークにネジ締めをしている期間中、ネジ供給部において残りのリボルバーにネジを補充できる。前記1つ(第1)のリボルバーの複数のネジをワークに螺合し終えたら、ロボットアームをネジ供給部へ移動させて、前記第1のリボルバーをロボットアームから切り離し、ネジを補充した別(第2)のリボルバーをロボットアームに装着する。そして、ロボットアームをワークへ移動させて、第2のリボルバーのネジをワークに螺合する。これによって、サイクルタイムを一層短縮できる。
図1に示すように、ワーク9は、ビス8(ネジ)によって締結されるべき複数の部材9a,9b…を含む。これら部材9a,9b…には、複数のネジ孔9c,9c…(被螺合部)が設けられている。ワーク9は、例えば自動車のドアトリムアッセンブリであるが、本発明はこれに限られるものではなく、インストルメントアッセンブリ等であってもよい。
ワーク配置部5には、ワーク9が配置されている。
リボルバー着脱部14は、カプラー14a,14bに限られず、レバー式クランプ等であってもよい。
図4(a)に示すように、回転盤12bにはピン受け15dが設けられている。図4(c)に示すように、リボルバー11をネジ締めアタッチメント3に装着した状態で、位置決めピン15がピン受け15dに嵌め込まれている。
自動ネジ締め装置1は、次のように動作する。
図2の二点鎖線にて示すように、今、ネジ供給部4の1つ(第1)のリボルバー置き場4bには、1つ(第1)のリボルバー11が載置され、このリボルバー11の8つ(複数)のビス収容孔11dにそれぞれビス8が装填されているものとする。
このリボルバー11をロボットアーム2のネジ締めアタッチメント3に装着する。図4に示すように、リボルバー着脱部14の雌カプラー14aと雄カプラー14bを連結することで、リボルバー11をネジ締めアタッチメント3に簡単に装着できる。また、位置決めピン15をピン受け15dと嵌合することで、リボルバー11のネジ締めアタッチメント3に対する軸線L11まわりの角度を正確に設定できる。
詳しくは、図1に示すように、ドライバー回転モータ22によってリボルバー11の回転角度を調節することで、複数のネジ保持部11aのうち選択された1つを、ドライバービット21の軸線L21上に位置させる。また、ワーク9における選択された1つのネジ孔9cの軸線と、ドライバービット21の軸線L21とが一致するように、ロボットアーム2のネジ締めアタッチメント3の位置及び姿勢を制御する。ネジ孔9cの位置を予め自動ネジ締め装置1のコントローラに設定入力しておき、ロボットアーム2が自動的にその設定位置に位置決めされるようにしてもよい。更に、ネジ孔9cの検知センサを設けて、ロボットアーム2の位置を制御してもよい。
ここでは、前記選択されたネジ孔9cの軸線が鉛直であり、その真上にドライバービット21を位置決めするものとする。
続いて、吸引機構25によって、ガイド筒24内の空気を吸引することで、前記選択されたネジ保持部11aのビス8を僅かに浮上させてガイド筒24の先端に吸着する。
次に、図6(b)に示すように、ドライバー回転モータ22によってドライバービット21を回転させることで、ビス8をネジ孔9cにねじ込む。
次に、ドライバー移動シリンダー23によって、ドライバービット21及びガイド筒24を、ドライバー回転モータ22と共に上昇させて、ドライバービット21及びガイド筒24の先端部(下端部)をリボルバー11より上方に位置させる。
そして、先程と同様の手順で、前記別のネジ保持部11aのビス8を、前記別のネジ孔9cにねじ込む。
なお、図2に示すように、ロボットアーム2によって前記1つ(第1)のリボルバー11のビス8,8…をワーク9に螺合している期間中、併行して、ネジ供給部4においては、同図において下側の第2のリボルバー置き場4bに載せられたもう1つ(第2)のリボルバー11へのビス8の装填作業を行う。
これと併行して、ネジ供給部4においては、第1のリボルバー11に複数(8個)のビス8を補充する。
第2のリボルバー11の複数(8個)のビス8の自動螺合が終了したら、ネジ締めアタッチメント3をネジ供給部4へ移動させ、第2のリボルバー11を外して、第1のリボルバー11に交換する。以上の操作を反復する。
自動ネジ締め装置1によれば、ロボットアーム2の動作を簡素にできるから、ロボットアーム2の駆動に要する電力エネルギーを削減できる。また、ロボットアーム2にかかる負荷を軽減できる。
例えば、自動ネジ締め装置1は、ドアトリムアッセンブリやインストルメントアッセンブリ等の自動車部品に限られず、ネジ締めを要する種々のワークに適用できる。
ネジは、ビス8又はボルトに限られず、ナットであってもよい。ビス8に代えて、ナットを雄ネジ状の被螺合部に締結するものであってもよい。
リボルバー11のネジ保持部11aの数は、8つに限られず、9つ以上であってもよく、7つ以下であってもよい。
自動ネジ締め装置1のリボルバー11の数は、2つに限られず、3つ以上であってもよい。或いは、自動ネジ締め装置1のリボルバー11の数が1つだけであってもよい。
2 ロボットアーム
4 ネジ供給部
8 ビス(ネジ)
9 ワーク
9c ネジ孔(被螺合部)
11 リボルバー
11a ネジ保持部
11b 逃げ凹部
12 リボルバー回転駆動部
14 リボルバー着脱部
21 ドライバービット(ネジ締めツール)
23 ドライバー移動シリンダー(ツール移動駆動部)
d 軸間距離
L11 軸線
L21 軸線
Claims (3)
- 複数の被螺合部を有するワークをネジ締めする自動ネジ締め装置であって、
ネジ供給部と前記ワークとの間を行き来するロボットアームと、
前記ネジ供給部からのネジを保持するネジ保持部を周方向に間隔を置いて複数有して、前記ロボットアームに装着されるリボルバーと、
前記ロボットアームに搭載され、前記リボルバーの前記複数のネジ保持部のネジを、順次、被螺合部に螺合させるネジ締めツールと、
を備えたことを特徴とする自動ネジ締め装置。 - 前記ロボットアームには、前記リボルバーを当該リボルバーの軸線まわりに角度調節するリボルバー回転駆動部と、前記ネジ締めツールを前記軸線と平行に移動させるツール移動駆動部とが設けられ、
前記リボルバーの軸線と前記ネジ締めツールの軸線どうしの距離が、前記リボルバーの軸線から前記ネジ保持部までの距離と等しく、
前記リボルバーにおける隣接するネジ保持部どうしの間には、前記ネジ締めツールを挿通可能な逃げ凹部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の自動ネジ締め装置。 - 前記リボルバーが、着脱機構を介して前記ロボットアームに着脱可能に連結されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の自動ネジ締め装置。
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