JP6529959B2 - Screw tightening device and screw tightening system - Google Patents
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Description
開示の実施形態は、ネジ締め装置およびネジ締めシステムに関する。 Embodiments disclosed herein relate to a screw tightening device and a screw tightening system.
従来、ネジを自動で締め付けるネジ締め装置には、ビット保持部を着脱自在として、ネジの種類やサイズに応じてビット保持部を交換可能とするネジ締め装置がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, among screw tightening devices that automatically tighten a screw, there is a screw tightening device that enables the bit holding portion to be replaced depending on the type and size of the screw.
かかるネジ締め装置は、ネジに係合させるビットを回転駆動してネジを締めるかまたは緩めるが、締緩させるネジの軸方向の移動に追従させるようにビットを直線駆動する駆動源(エアシリンダ等)を備えることが一般的である。 Such a screwing device rotationally drives the bit engaged with the screw and tightens or loosens the screw, but linearly drives the bit to follow the axial movement of the screw to be loosened (air cylinder etc. Is generally provided.
また、かかるネジ締め装置では、直線駆動のための駆動源とビットを保持するビット保持部との間に、駆動源からビットへと直線駆動力を伝えるための伝達機構が設けられる(たとえば、特許文献1参照)。 In addition, in such a screw tightening device, a transmission mechanism for transmitting a linear drive force from the drive source to the bit is provided between the drive source for the linear drive and the bit holding unit for holding the bit (for example, Patent Reference 1).
しかしながら、上述したような従来のネジ締め装置は、直線駆動の駆動源を備えるうえビット保持部へと通じる直線駆動力の伝達機構があることから、ビット保持部が大径となり、装置全体としても構造複雑で大型であった。 However, since the conventional screw tightening apparatus as described above has a linear drive power source and a transmission mechanism of a linear driving force leading to the bit holding section, the diameter of the bit holding section becomes large, and the entire apparatus is also The structure was complex and large.
また、かかるネジ締め装置を狭い場所等で使用すると周囲との干渉の問題が起こることがある。そのため、従来のネジ締め装置は、その使用可能な場所が限られていた。 In addition, when such a screw fastening device is used in a narrow place or the like, there may be a problem of interference with the surroundings. Therefore, the conventional screw fastening device has limited available places.
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、ビット保持部を小径にすることができるネジ締め装置およびネジ締めシステムを提供することを目的とする。 One aspect of an embodiment is made in view of the above, and it aims at providing a screw fastening device and a screw fastening system which can make a diameter of a bit holding part small.
実施形態の一態様に係るネジ締め装置は、ビット保持部と、押圧部と、本体部と、着脱部とを備える。前記ビット保持部は、軸まわりの駆動力によって回転する回転部および前記軸方向の外力に倣って直動する直動部を有しており、ビットを前記直動部よりも先端側において前記軸と同軸で保持する。前記押圧部は、前記ビットと同軸上に前記ビット保持部に設けられ、前記ビットがネジに押し付けられることで弾性変形して圧縮され、前記ネジの締緩が完了するまで前記直動部を前記先端側へ常に押圧しながら前記ビットを締緩される前記ネジに常に押し付けて前記ネジの移動に追従するように直線駆動するばねである。前記本体部は、前記ビット保持部を支持する。前記着脱部は、前記本体部に設けられ、前記ビット保持部の末端側を前記本体部に対して着脱自在とする。 The screw fastening device according to one aspect of the embodiment includes a bit holding portion, a pressing portion, a main body portion, and an attaching / detaching portion. The bit holding portion has a rotating portion that is rotated by a driving force around an axis and a linear moving portion that linearly moves according to the external force in the axial direction, and the bit is closer to the tip than the linear moving portion. And coaxially hold. The pressing portion is provided in the bit holding portion coaxially with the bit, and the bit is elastically deformed and compressed by pressing the bit against the screw, and the linear moving portion is fixed until the loosening of the screw is completed. The spring is a spring that is linearly driven so as to always press the bit against the screw to be loosened and always follow the movement of the screw while always pressing the tip side. The main body portion supports the bit holding portion. The attaching / detaching portion is provided in the main body portion, and the distal end side of the bit holding portion is detachably attachable to the main body portion.
実施形態の一態様によれば、ビット保持部を小径にすることができる。 According to one aspect of the embodiment, the bit holder can be reduced in diameter.
以下、添付図面を参照して、本願の開示するネジ締め装置およびネジ締めシステムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the disclosed screwing device and screwing system will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited by the embodiments described below.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るネジ締め装置の模式的な一部断面図である。具体的には、図1では、ビット保持部を断面にして、ビット保持部の内部構成を示している。なお、これから説明するネジ締め装置は、ネジを締めるだけでなく、締め付けられたネジを緩めることもできる。First Embodiment
FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of the screw fastening device according to the first embodiment. Specifically, FIG. 1 shows the internal configuration of the bit holding unit by making the bit holding unit a cross section. In addition, the screwing apparatus described below can loosen not only the screw but also the screw.
また、このようなネジ締め装置によって締緩されるネジにはボルト等も含む。ここでは「ネジ」という呼称をボルト等のようならせん状の溝が設けられた締結部材の総称として用いる。 Further, the screws to be loosened by such a screw tightening device include bolts and the like. Here, the term "screw" is used as a generic term for a fastening member provided with a spiral groove such as a bolt.
図1に示すように、ネジ締め装置10は、本体部11と、着脱部17と、ビット保持部18と、押圧部27とを備える。本体部11は、締緩されるネジに係合させるビット保持部18を支持し、ビット保持部18に向けて軸AXまわりの駆動力を出力する。なお、本体部11には、軸AX方向の先端側に後述する出力軸が設けられる。
As shown in FIG. 1, the
また、着脱部17は、本体部11の先端側に設けられ、本体部11とビット保持部18とが同軸となるように、本体部11にビット保持部18の末端側を着脱自在に取り付ける。なお、着脱部17は、本体部11に対してビット保持部18を着脱自在とするための着脱機構を備えるが、この点については後述する。
Further, the attaching / detaching
また、ビット保持部18は、ハウジング19を備え、ハウジング19の先端側に、ネジ締め装置10によって締緩されるネジに係合させるビット20を同軸で保持する。
Further, the
具体的には、ビット保持部18は、ソケット21と、ジョイント24とをさらに備える。ソケット21は、ハウジング19の内部に同軸で配設される。ソケット21の先端側には、ハウジング19の内部に同軸で配設されるジョイント24が連結される。ジョイント24の先端側にはビット20が同軸で連結される。
Specifically, the
ビット保持部18では、ハウジング19と、ハウジング19の内部に配設されるソケット21およびジョイント24と、ジョイント24に連結されるビット20とが同軸となるように直列に配置される。
In the
すなわち、本体部11、ビット保持部18およびビット保持部18の各部(ハウジング19、ソケット21、ジョイント24およびビット20)は同軸となる。図1に示す軸AXは、共通するこれらの軸である。
That is, the respective portions (
なお、以下の説明では、図中上側(本体部11の上端側)を末端側と称し、図中下側(ビット20の下端側)を先端側と称する場合がある。 In the following description, the upper side (upper end side of the main body 11) in the figure may be referred to as the end side, and the lower side (lower end side of the bit 20) may be referred to as the tip side.
以下では、ソケット21についてさらに詳細に説明する。図1に示すように、ソケット21は、回転部22と直動部23とを備える。回転部22は、ソケット21における筒状本体の外周面とハウジング19の内周面との間に設けられる。回転部22は、ソケット21を軸AXまわりに回転可能に支持する。
The
直動部23は、ソケット21本体の内周面に設けられる。直動部23は、ソケット21を、後述するトルク伝達軸に対して軸AX方向に直動可能とし、かつ、軸AXまわりに回転不可能とする。
The
ビット保持部18は、ソケット21(回転部22および直動部23)を有することで、軸AXまわりの駆動力によって回転するとともに軸AX方向の外力に倣って直動するようにビット20を保持する。
The
ところで、ネジ締め装置10では、ネジを締めるかまたは緩める場合、締緩されるネジの軸AX方向の移動にビット20を追従させてビット20とネジとの係合状態を維持する必要がある。
By the way, in the screwing
従来は、本体部側にビットを直線駆動するためのエアシリンダ等の直動駆動源を備え、このような直動駆動源によってビットをネジの軸方向の移動に追従させるように精密に駆動制御する構成であった。 Conventionally, a linear motion drive source such as an air cylinder for linearly driving the bit is provided on the main body side, and such a linear motion drive source precisely controls the drive so that the bit follows the axial movement of the screw Configuration.
また、従来のネジ締め装置では、直動駆動源とビットとの間に、駆動源からビットへと駆動力を伝達するための伝達機構を設けていた。 Further, in the conventional screw tightening device, a transmission mechanism for transmitting the driving force from the drive source to the bit is provided between the linear drive source and the bit.
そのため、従来のネジ締め装置は、本体部側からビット保持部側にかけて伝達機構が配設されることになり、ビット保持部が大径であった。また、伝達機構の他に直動駆動源があり、装置全体としても構造複雑で大型であった。 Therefore, in the conventional screw tightening device, the transmission mechanism is disposed from the main body side to the bit holding portion side, and the diameter of the bit holding portion is large. In addition to the transmission mechanism, there is a linear drive source, and the entire apparatus is also complicated in structure and large in size.
そこで、第1の実施形態に係るネジ締め装置10では、ビット20を先端側へ押圧する押圧部27を直動駆動源に代えて設けることとした。また、図1に示すように、押圧部27をビット保持部18に設けることとした。
Therefore, in the
直動駆動源に代えてビット保持部18に押圧部27を設けることにより、ビット20をネジの軸AX方向の移動に追従させることができる。しかも、押圧部27は、ビット20の末端側に同軸で連結されるソケット21を押圧することから、ビット保持部18の末端側に設けることができる。すなわち、押圧部27をソケット21の外周側に設ける必要がない。
By providing the
この結果、ビット保持部18を小径にすることができる。さらに、直動駆動源および伝達機構が不要となり、ネジ締め装置10を簡素な構造で小型にすることができる。
As a result, the
なお、第1の実施形態に係るネジ締め装置10では、押圧部27をハウジング19の内部に設けるとともに、押圧部27をばねとした。さらに、着脱部17を駆動するための駆動源を本体部11側に設けた。このような構成については、図2A等を用いて後述する。
In the
以下では、図2A〜図2Dを参照して第1の実施形態に係るネジ締め装置についてさらに詳しく説明する。図2Aは、ネジ締め装置の正面図である。図2Bは、ネジ締め装置の右側面図である。図2Cは、図2Bに示すB−B線断面図である。図2Dは、図2Cに示すハウジングの拡大図である。なお、図2Bに示す斜線部分は、図2Aに示すA−A線断面である。 Hereinafter, the screw fastening device according to the first embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 2A to 2D. FIG. 2A is a front view of a screw fastening device. FIG. 2B is a right side view of the screw tightening device. FIG. 2C is a cross-sectional view taken along line B-B shown in FIG. 2B. FIG. 2D is an enlarged view of the housing shown in FIG. 2C. In addition, the hatching part shown to FIG. 2B is an AA line cross section shown to FIG. 2A.
また、図2A〜図2Dに示す軸AXは、ネジ締め装置10各部の共通する軸である。なお、図1の説明と同様に、本体部11側を末端側と称し、ビット20側を先端側と称する。これらは図3以降を参照する説明においても同様である。
Further, an axis AX shown in FIGS. 2A to 2D is an axis common to the respective parts of the
図2Aおよび図2Bに示すように、ネジ締め装置10は、本体部11と、着脱部17と、ビット保持部18と、押圧部27とを備える。なお、ネジ締め装置10は、自動でネジを締め付ける(またはネジを緩めて取り外す)、いわゆるナットランナである。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
図2Aおよび図2Bに示すように、本体部11は、平板状のベース12と、ベース12上面に設けられ、軸AX方向に長い筒状の筐体13とを備える。ベース12上面には、筐体13の他、着脱部17を駆動する第1の駆動源28や後述するロボット90のハンド97(図9参照)に把持されるブロック14等が配設される。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
また、筐体13の内部には、本体部11の末端側からベース12側となる先端側にかけて、サーボモータM(図10参照)や減速機(図示せず)等が直列に並んで配設される。
Also, a servomotor M (see FIG. 10), a reduction gear (not shown), etc. are arranged in series inside the
図2Cに示すように、本体部11は、先端側端面、すなわち、ベース12下面から軸AXと同軸で延出する出力軸15をさらに備える。出力軸15は、サーボモータM(図10参照)から出力される軸AXまわりの駆動力をビット保持部18へと出力する。出力軸15は、先端側が矩形軸に形成され、矩形軸となる先端側にトルク伝達軸16が同軸で連結される。
As shown in FIG. 2C, the
このように、本体部11は、出力軸15(トルク伝達軸16)を介してサーボモータM(図10参照)からの軸AXまわりの駆動力をビット保持部18へと出力し、ビット保持部18に保持されるビット20を回転駆動する。すなわち、本体部11は、ビット20を駆動する駆動部となる。
Thus, the
本体部11では、減速機を介してサーボモータMから駆動力をビット保持部18へと出力することで、ネジの締緩に必要なトルクが得られる。また、本体部11は、締緩されるネジのトルクを検出するトルク検出器(図示せず)を備える。
In the
図2Aおよび図2Bに示すように、本体部11には、ベース12下面に着脱部17が設けられる。着脱部17は、ベース12下面に、本体部11に対して同軸となるようにビット保持部18を取り付ける。着脱部17は、ビット保持部18を着脱自在とする着脱機構を備える。着脱機構の詳細については、図3A、図3Bおよび図4を用いて後述する。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
図2Aおよび図2Bに示すように、ビット保持部18は、円筒状のハウジング19を備え、このハウジング19の先端側にビット20を保持する。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
ビット20は、ネジの頭部に係合して、ネジを軸AXまわり(時計まわりまたは反時計まわり)に回転させる。ビット20は交換可能であり、ネジの種類やサイズに応じて交換することもあれば、磨耗や劣化で新品と交換することもある。
The
図2Cおよび図2Dに示すように、ビット保持部18は、ソケット21と、ジョイント24とをさらに備える。ビット保持部18は、ハウジング19の内部に配設されるソケット21およびジョイント24を介してビット20を保持する。
As shown in FIGS. 2C and 2D, the
図2Cに示すように、ソケット21は、筒状に形成され、ハウジング19の内部にこのハウジング19と同軸で配設される。ソケット21の先端側は、このソケット21と同様にハウジング19の内部に同軸で配設されるジョイント24に連結される。
As shown in FIG. 2C, the
図2Dに示すように、ハウジング19の内周面には、軸AXに向けて突出する突出部19aが設けられる。突出部19aは、ソケット21の外周面よりも僅かに大径となるように設けられる。ソケット21は、突出部19aによって軸AX方向に沿うように規制された状態でハウジング19の内部に配設される。
As shown in FIG. 2D, the inner circumferential surface of the
ソケット21は、回転部22と直動部23とを備える。回転部22は、ソケット21の筒状本体の外周面と末端側におけるハウジング19の内周面との間に設けられる。回転部22は、軸受であり、ソケット21本体を軸AXまわりに回転可能に支持する。なお、回転部22としては、たとえば、ニードルベアリングを用いることができる。
The
直動部23は、ソケット21本体の内周面に設けられる。この直動部23は、ソケット21を、ソケット21の末端側から軸AX方向に挿入されるトルク伝達軸16に対して軸AX方向に直動可能とし、かつ、軸AXまわりに回転不可能とする。
The
トルク伝達軸16は、本体部11の出力軸15から出力される軸AXまわりの駆動力をビット保持部18へと伝達する。トルク伝達軸16の上面(末端側端面)には、出力軸15の矩形軸と嵌合可能な矩形凹部が設けられる。
The
トルク伝達軸16の外周面には、軸AX方向に伸びる溝、いわゆるスプラインが設けられる。一方、直動部23は、筒状に形成され、筒体の内周面にトルク伝達軸16のスプラインと嵌合するスプラインが設けられる。
The outer peripheral surface of the
このようなスプライン構造の直動部23によって、ソケット21は、軸AX方向の外力に倣ってこの軸AX方向に直動する。ソケット21は、外力が付与されない状態では静止する。また、ソケット21は、軸AX方向については、本体部11側から動力的に切り離される。
The
なお、スプライン構造以外に直動機能を有する構成としては、たとえば、トルク伝達軸16を角柱形状とし、直動部23をトルク伝達軸16が嵌入可能な内周形状とするような構成がある。
As a configuration having a linear motion function other than the spline structure, for example, there is a configuration in which the
図2Cに示すように、ソケット21の先端側に連結されるジョイント24は、ソケット21が回転するとこれに追従して回転し、ソケット21が直動するとこれに追従して直動する。ジョイント24の先端側にはビット20が着脱可能に連結される。
As shown in FIG. 2C, the joint 24 connected to the front end side of the
図2Cおよび図2Dに示すように、ハウジング19の内周面とソケット21の外周面との間には、それぞれにビット20を軸AX方向に伸ばす場合の芯出しのテーパ部材25,25が設けられる。テーパ部材25,25は、ハウジング19の内周面およびソケット21の外周面に沿って環状に形成され、互いの傾斜面を対向させて配置される。
As shown in FIGS. 2C and 2D, centering
図2Cに示すように、ハウジング19の内周面およびジョイント24の末端側外周縁のそれぞれには、ビット20を軸AX方向に縮める場合の芯出しのテーパ部26,26が設けられる。テーパ部26,26は、ハウジング19の内周面およびジョイント24の外周縁に沿って互いの傾斜面を対向させて設けられる。
As shown in FIG. 2C, centering
図2Cに示すように、ハウジング19の内部には、ソケット21を先端側へと押圧する押圧部27が設けられる。押圧部27は、たとえば、圧縮コイルばねであり、ソケット21の末端側に同軸で配設される。
As shown in FIG. 2C, inside the
ソケット21は、押圧部27であるばねによって、直動部23を介して先端側へと常時付勢される。すなわち、ソケット21およびジョイント24と軸AX方向に一体的に連結されるビット20は、ソケット21とジョイント24とを介して押圧部27の付勢力によって先端側へと押圧される。
The
ここから、図3Aおよび図3Bを参照して着脱部の着脱機構について説明する。図3Aは、着脱部の着脱機構(ビット保持部の装着前)を示す断面図である。図3Bは、着脱部の着脱機構(ビット保持部の装着後)を示す断面図である。 From here, the attaching / detaching mechanism of the attaching / detaching portion will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. FIG. 3A is a cross-sectional view showing the attaching / detaching mechanism of the attaching / detaching portion (before mounting of the bit holding portion). FIG. 3B is a cross-sectional view showing the attaching / detaching mechanism of the attaching / detaching portion (after the mounting of the bit holding portion).
図3Aに示すように、着脱部17は、第1の駆動源としての一対のエアシリンダ28,28を備える。一対のエアシリンダ28,28は、本体部11側となるベース12上面において軸AXの同心円上に180度の位相差で配設される。
As shown in FIG. 3A, the attaching / detaching
一対のエアシリンダ28,28のそれぞれの伸縮ロッド28a,28aは、ベース12を貫通して先端側がビット保持部18側に配置される。伸縮ロッド28a,28aは、先端側がビット保持部18側でフローティングジョイント29,29に連結される。
The
フローティングジョイント29,29は、短筒状の円形受部30の外周面に設けられたフランジ部31に連結される。円形受部30は、軸AX方向に伸縮可能に設けられ、伸縮ロッド28a,28aの伸縮に追従して軸AX方向に伸縮する。
The floating joints 29, 29 are connected to a
円形受部30には、先端側端面に円形凹部32が設けられる。円形凹部32の内周面は、拡径するように傾斜して設けられたテーパ面33である。また、円形受部30には、本体部11側からビット保持部18側まで連通する連通穴34が設けられる。
The
連通穴34には、筒部35が嵌入される。筒部35には、ビット保持部18の装着状態において本体部11の出力軸15が挿通される。筒部35の先端側内周縁には、拡径するようにテーパ面36が設けられる。
The
筒部35の内周面には、厚さ方向に貫通する貫通穴37が設けられる。貫通穴37には、鋼球38が配設される。貫通穴37の内周面側の開口径は、鋼球38の径よりも小径に形成される。鋼球38は、エアシリンダ28,28の伸縮ロッド28a,28aが縮んだ状態では、テーパ面36によって形成される空間に退避した状態にある。
A through
一方、ビット保持部18側には、ビット保持部18の末端側端面にフランジ部39が設けられる。フランジ部39の末端側端面には、本体部11側の円形凹部32に嵌入可能な円形凸部40が設けられる。
On the other hand, a
円形凸部40の末端側端面には、本体部11側の筒部35に嵌入可能な筒部41が設けられる。筒部41の外周面には、末端側にV字溝42が設けられる。円形凸部40の側周面には、末端側端面に向けて縮径するように傾斜したテーパ面43が設けられる。
A
図3Bに示すように、本体部11にビット保持部18が取り付けられると、本体部11側の筒部35にビット保持部18側の筒部41が嵌入された状態となる。筒部41には、出力軸15が挿通される。出力軸15は、筒部41の内周面を経て、ハウジング19の内部に進入し、先端側がトルク伝達軸16の末端側と連結される。
As shown in FIG. 3B, when the
このとき、ビット保持部18側の筒部41が鋼球38の位置まで到達すると、エアシリンダ28,28の駆動によって伸縮ロッド28a,28aがビット保持部18側へと伸張する。
At this time, when the
伸縮ロッド28a,28aが伸びた状態では、貫通穴37に配設される鋼球38が連通穴34の内周面によって筒部35の内周面側に所定寸法押し出される。なお、鋼球38は、貫通穴37の内周面側の径が鋼球38の径よりも小径であることから、所定寸法以上の突出が規制される。
In the state in which the
所定寸法突出した鋼球38は、ビット保持部18側の筒部41に設けられたV字溝42に嵌り込む。鋼球38がV字溝42に嵌り込むと、本体部11側筒部35のテーパ面36とビット保持部18側の筒部41のテーパ面43とが当接する。
The
これにより、鋼球38がV字溝42を押す力と、本体部11側の筒部35のテーパ面36がビット保持部18側の筒部41のテーパ面43を押す力とで、ビット保持部18が本体部11にロックされる。このようないわゆるカプラ構造の着脱機構によって、本体部11に対してビット保持部18は着脱自在に取り付けられる。また、単純な動作によって容易に着脱が可能となる。
Thereby, the bit holding is performed by the force of the
図4は、着脱部の位置決め機構を示す斜視図である。図4に示すように、着脱部17は、ビット保持部18の装着時または装着後に、本体部11とビット保持部18とが軸AXまわりに相対回転することを防ぐための位置決め機構を備える。
FIG. 4 is a perspective view showing a positioning mechanism of the detachable portion. As shown in FIG. 4, the attaching / detaching
図4に示すように、着脱部17は、位置決め機構として、位置決めピン44と、ブッシュ47とを備える。位置決めピン44は、本体部11のベース12下面から先端側へと突出する基部45と、基部45の先端側端面からさらに先端側に突出するピン部46とを備える。
As shown in FIG. 4, the attaching / detaching
ブッシュ47は、ビット保持部18のフランジ部39に設けられた貫通穴に取り付けられるとともに、位置決めピン44のピン部46を挿通可能に設けられる。なお、ブッシュ47が設けられる位置は、ビット保持部18の装着後に位置決めピン44の位置と対応する位置である。
The
なお、ビット保持部18の装着時には、出力軸15の先端側(矩形軸)とトルク伝達軸16の矩形凹部との位相が合致する必要がある。図示しないが、着脱部17は、たとえば、ドグやセンサを用いた位相合わせ機構を備える。
When the
ここから、図2A〜図2Cに戻り、これらの図を参照してネジの把持機構について説明する。図2Aおよび図2Bに示すように、ネジ締め装置10は、ネジ把持機構として、第2の駆動源50と、アーム52と、チャック54とをさらに備える。
From here, it returns to Drawing 2A-Drawing 2C, and the grasping mechanism of a screw is explained with reference to these figures. As shown in FIGS. 2A and 2B, the
図2Bに示すように、第2の駆動源としてのエアシリンダ50は、シリンダから軸AX方向に伸縮する伸縮ロッド50aを備える。伸縮ロッド50aの先端側には、ばね部51が連結される。ばね部51は、シリンダの内部にばね51aとロッド51bとを備える。なお、ばね51aとしては、たとえば、圧縮コイルばねを用いることができる。
As shown to FIG. 2B, the
また、エアシリンダ50とばね部51とは、軸AX方向と平行に同軸で配置される。ばね部51は、先端側において、ばね51aに付勢されたロッド51bがアーム52に連結される。
Further, the
図2Aおよび図2Bに示すように、アーム52は、矩形板状に形成される。アーム52には、ビット保持部18のハウジング19側に近接するように屈曲部が設けられる。アーム52とハウジング19との間には、アーム52の軸AX方向と平行方向への直動をガイドするリニアガイド53が設けられる。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
図2Cに示すように、アーム52は、先端側においてチャック54のリンク部に連結される。チャック54は、一対の腕部54a,54aおよび爪部54b,54bを備える。なお、腕部54a,54aは、それぞれ複数(3つ)の軸を備える。腕部54a、爪部54bおよび軸によってリンク部が形成される。
As shown in FIG. 2C, the
図2Bに示すように、エアシリンダ50では、伸縮ロッド50aの伸縮によって、アーム52を介してチャック54を開閉する。ばね部51は、ばね51aの弾性変形によってチャック54を開くように常時付勢する。これにより、チャック54のネジ把持時に適度なグリップ力が得られる。
As shown in FIG. 2B, in the
なお、チャック54は、軸AXまわりに回転可能に設けられる。したがって、図2Bにおいて、チャック54は、アーム52の厚さ方向と直交する方向に開閉するが、同図において、たとえば、チャック54をアーム52の厚さ方向と平行な方向に開閉させることもできる。
The
ここで、図5を参照してネジ把持時の各部動作について説明する。図5は、ネジ把持時における各部動作の説明図である。なお、図5において、図の上半部には、ネジにビットを係合させた状態を示し、下半部には、そこからチャックを閉じてネジを把持した状態を示す。 Here, each part operation | movement at the time of screw holding is demonstrated with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory view of the operation of each part when gripping a screw. In FIG. 5, the upper half of the figure shows a state in which the bit is engaged with the screw, and the lower half shows a state in which the chuck is closed from there and the screw is gripped.
図5(上半部)に示すように、ネジ締め装置10を軸AX方向に沿って先端側に移動させ、ネジ台61に設置されたネジ60に向けて近接させると(図5では、下降させると)、ビット20の先端側がネジ60の頭部(上端面)に係合される。このとき、チャック54は開いた状態である。すなわち、対向する一対の腕部54a,54aおよび爪部54b,54bの一方と他方とが離間した状態である。なお、ネジ台61に設置されたネジ60の先には図示しないネジ穴がある。
As shown in FIG. 5 (upper half), when the
そして、図5(下半部)に示すように、ネジ締め装置10をさらに先端側に移動させると、ビット20が末端側へとネジ60の長さに応じた距離移動する。このとき、チャック54は閉じた状態となる。すなわち、対向する一対の爪部54b,54bが近接し、爪部54b,54bによってネジ60の頭部(側周面側および下面の一部)を把持した状態となる。
Then, as shown in FIG. 5 (lower half), when the
チャック54は、ネジ締め装置10によってネジ60を締める場合、ネジ60に係合されたビット20が、押圧部としてのばね27(図2C等参照)の押圧に抗してビット保持部18の末端側にネジ60の長さ分だけ移動した状態で閉じる。また、閉じたチャック54は、ビット20がネジ60を締めるために回転を開始するまでには開く。
When the
また、チャック54は、ネジ締め装置10によってネジ60を緩める場合にネジ60緩めが完了すると、ビット20が押圧部としてのばね27(図2C等参照)の押圧に抗してビット保持部18の末端側にネジ60の長さ分だけ移動した状態、かつ、ビット20の回転が停止した状態で閉じる。
In the
このように、チャック54の開閉タイミングを制御することで、ネジ締め装置10によってネジ60を締めるまたは緩める場合にビット20による押圧でネジ60が飛び出すことを確実に防止することができる。
As described above, by controlling the opening / closing timing of the
なお、チャック54を開閉させるタイミングは、後述する制御装置300(図9および図10参照)が制御するように構成されてもよい。また、ネジ締め装置10自体が単独でコントローラを備え、このようなコントローラによって制御するように構成されてもよい。その他、ネジ締め装置10に機構的な開閉操作部が設けられ、たとえば、この操作部を人手によって操作する等、タイミング制御の実現方法は様々ある。
The timing at which the
次に、図6を参照してネジ把持時におけるビット保持部の各部動作を説明する。図6は、ネジ把持時におけるビット保持部の断面図である。 Next, with reference to FIG. 6, the operation of each part of the bit holding portion at the time of screw gripping will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view of the bit holding portion when gripping a screw.
図6に示すように、ネジ60把持時、ビット保持部18では、ハウジング19の内部においてビット20が軸AX方向に沿って末端側へと移動(直動)する。これにより、ジョイント24を介してビット20と軸AX方向に並んで一体的に連結されたソケット21が末端側へと移動する。
As shown in FIG. 6, when the
このとき、ソケット21は、スプライン構造の直動部23にガイドされながら直動する。ソケット21(直動部23)の末端側への移動によって、押圧部としてのばね27が圧縮され、弾性変形したばね27によってソケット21およびジョイント24を介して先端側のビット20を押圧する。これにより、ビット20は、ネジ60に常に押し付けられた状態となる。
At this time, the
第1の実施形態に係るネジ締め装置10によれば、ビット20をビット保持部18の先端側へと常時押圧する押圧部27をビット保持部18に備えることによって、締緩されるネジ60の軸AX方向の移動にビット20を追従させることができる。これにより、これまでネジ60の軸AX方向の移動に追従させるために必要であった駆動源や伝達機構が不要となり、ビット保持部18を小径にすることができる。また、ネジ締め装置10全体としても、構造簡素で小型となる。
According to the
このような押圧部27がビット保持部18(ハウジング19)の内部に設けられることによって、ビット保持部18をさらに小径にすることができる。また、押圧部27にばねのような簡素な部材を用いることによって、ネジ締め装置10を構成簡素で小型、そして、安価にすることができる。
By providing such a
また、ネジ締め装置10では、着脱部17を駆動する第1の駆動源(エアシリンダ)28が本体部11側に設けられるため、ビット保持部18がさらに小径となり、ネジ締め装置10としてもさらに構造簡素で小型となる。
Further, in the
(第2の実施形態)
図7は、第2の実施形態に係るネジ締め装置の斜視図である。なお、これから説明する第2の実施形態では、第1の駆動源が架台側に設けられる点で上述した第1の実施形態と異なる。また、第2の実施形態の説明であらわれる第1の実施形態と同等または同一の箇所には同一の符号を付し、その説明は省略する。Second Embodiment
FIG. 7 is a perspective view of the screw fastening device according to the second embodiment. Note that the second embodiment to be described below is different from the first embodiment described above in that the first drive source is provided on the gantry side. The same or corresponding parts as in the first embodiment appearing in the description of the second embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図7に示すように、ネジ締め装置70は、ネジ締め装置70の装置本体71を支持する架台72を備える。なお、ネジ締め装置本体71は、以下で説明する点を除いて第1の実施形態に係るネジ締め装置10(図2A等参照)と同等の構成である。なお、図7では、ビット保持部18が取り付けられる本体部11(図8A等参照)を省略する。
As shown in FIG. 7, the
図7に示すように、架台72は、基部73と、基部73から軸AX方向と平行に立設される支柱部74とを備える。ネジ締め装置70では、第1の駆動源としての一対のエアシリンダ28,28がこの架台72側に設けられる。
As shown in FIG. 7, the
支柱部74の上部には矩形板状の載置部75が設けられ、一対のエアシリンダ28,28は、この載置部75に搭載される。一対のエアシリンダ28,28は、それぞれの伸縮ロッド28a,28aを末端側に向けて軸AX方向と平行に伸縮させる。伸縮ロッド28a,28aには、水平プレート76が連結される。伸縮ロッド28a,28aは、水平プレート76を軸AX方向と平行な方向に移動(直動)させる。
A rectangular plate-like mounting
水平プレート76は、矩形板状に形成され、一端側が伸縮ロッド28a,28aに連結されることで架台72側に配置され、他端側がネジ締め装置本体71側に配置される。水平プレート76の他端側には、切欠き76aが設けられ、切欠き76aの内部にビット保持部18の末端側端部が配置される。
The
また、支柱部74の中途位置には、ビット保持部18側へと延出し、ビット保持部18側に略矩形の切欠きを有する略コ字形のプレート79が設けられる。図示しないが、ビット保持部18外周面の下部には、切欠きに嵌るように2面幅加工が施されたフランジが設けらる。このため、ビット保持部18は、軸まわりの角度を一定として切欠きに挿通される。ビット保持部18は、プレート79の切欠きに嵌入されることで、位置合わせされた状態で架台72に取り付けられる。
Further, a substantially
ここで、図8Aおよび図8Bを参照して、第2の実施形態に係るネジ締め装置が備える着脱部の着脱機構について説明する。図8Aおよび図8Bは、着脱部の着脱機構を示す断面図である。 Here, with reference to FIG. 8A and FIG. 8B, the attachment / detachment mechanism of the attachment / detachment part provided in the screw fastening device according to the second embodiment will be described. 8A and 8B are cross-sectional views showing the attaching / detaching mechanism of the attaching / detaching portion.
図8Aに示すように、着脱部77には、本体部11側において、円形受部30の内周面と筒部35の外周面との間の空間にばね(たとえば、圧縮コイルばね)78が配設される。円形受部30は、軸AX方向に直動するとともに、ばね78によって先端側に向けて付勢される。
As shown in FIG. 8A, in the
着脱部77の着脱機構では、本体部11にビット保持部18を取り付ける場合、まず、図8Aに示すように、本体部11が架台72に保持されたビット保持部18と同軸上に配置される。その後、本体部11を先端側、すなわち、ビット保持部18側に移動させると、本体部11側の筒部35にビット保持部18側の筒部41が挿入される。
In the attaching / detaching mechanism of the attaching / detaching
本体部11側の筒部35にビット保持部18側の筒部41が挿入されると、架台72側にある一対のエアシリンダ28,28の伸縮ロッド28a,28aによって水平プレート76が末端側へと移動(上昇)される。さらに、水平プレート76の上昇によってばね78の付勢力に抗して本体部11側の円形受部30が末端側へと押し上げられる。
When the
このとき、円形受部30が押し上げられた状態であれば、上述した第1の実施形態と同様、鋼球38がテーパ面36に形成される空間に退避するため、ビット保持部18側の筒部41の挿入が可能となる。
At this time, as long as the
図8Bに示すように、本体部11側の鋼球38がV字溝42の位置に到達するまで筒部41が挿入されたところで、一対のエアシリンダ28,28によって水平プレート76が先端側へ移動(下降)されると、円形受部30がばね78の付勢力によって先端側へと押し下げられる。
As shown in FIG. 8B, when the
円形受部30が先端側に押し下げられると、鋼球38がV字溝42に嵌り込む。これと同時に、本体部11側のテーパ面33とビット保持部18側のテーパ面43とが当接する。これにより、本体部11とビット保持部18とはロックされる。このようないわゆるカプラ構造の着脱機構によって、本体部11に対してビット保持部18は着脱自在に取り付けられる。また、単純な動作によって容易に着脱が可能となる。
When the
第2の実施形態に係るネジ締め装置70によれば、上述した第1の実施形態と同様、ビット20をビット保持部18の先端側へと常時押圧する押圧部27をビット保持部18に備えることによって、締緩されるネジの軸AX方向の移動にビット20を追従させることができる。これにより、ビット保持部18を小径にすることができるとともに、ネジ締め装置本体71を構造簡素で小型にすることができる。
According to the
ネジ締め装置70においても、押圧部27がビット保持部18(ハウジング19)の内部に設けられることによって、ビット保持部18をさらに小径にすることができる。また、押圧部27にばねのような簡素な部材を用いることによって、ネジ締め装置本体71を構成簡素で小型、そして、安価にすることができる。
Also in the
また、ネジ締め装置70では、着脱部77を駆動する第1の駆動源(一対のエアシリンダ28,28)が架台72側に設けられるため、ビット保持部18がさらに小径となり、ネジ締め装置本体71はさらに構造簡素で小型となる。
Further, in the
(ネジ締めシステム)
ここから、図9を参照して上述した第1または第2の実施形態に係るネジ締め装置を備えるネジ締めシステムについて説明する。図9は、ネジ締めシステムを示す模式図である。なお、以下では、ネジ締め装置を、第1の実施形態に係るネジ締め装置10(図2A等参照)として説明する。(Screw tightening system)
Here, a screw tightening system provided with the screw tightening device according to the first or second embodiment described above with reference to FIG. 9 will be described. FIG. 9 is a schematic view showing a screw tightening system. In addition, below, a screw fastening apparatus is demonstrated as the screw fastening apparatus 10 (refer FIG. 2A etc.) which concerns on 1st Embodiment.
図9に示すように、ネジ締めシステム80は、ネジ締め装置10と、ロボット90と、制御装置300とを備える。また、ネジ締めシステム80には、ネジを締め付けるまたは緩めて外す作業台62を備える。作業台62では、ネジ台61にネジ60が設置される(図5参照)。なお、ネジ締め装置10については、説明を省略する。
As shown in FIG. 9, the
図9に示すように、ロボット90は、たとえば、単腕型の多関節ロボットである。具体的には、ロボット90は、第1アーム部91と、第2アーム部92と、第3アーム部93と、第4アーム部94と、第5アーム部95と、基台部96とを備える。なお、ロボット90は、双腕型等でもよい。
As shown in FIG. 9, the
第1アーム部91は、基端部を第2アーム部92によって支持される。第2アーム部92は、基端部を第3アーム部93によって支持され、先端部において第1アーム部91を支持する。
The
第3アーム部93は、基端部を第4アーム部94によって支持され、先端部において第2アーム部92を支持する。第4アーム部94は、基端部を第5アーム部95によって支持され、先端部において第3アーム部93を支持する。
The
第5アーム部95は、床面等に固定された基台部96によって基端部を支持され、先端部において第4アーム部94を支持する。また、第1アーム部91〜第5アーム部95の各連結部分である各関節部(図示せず)にはそれぞれサーボモータ等のアクチュエータが搭載される。ロボット90は、アクチュエータの駆動によって多軸動作を行うことができる。
The
具体的には、第1アーム部91および第2アーム部92を連結する関節部のアクチュエータは、第1アーム部91をB軸まわりに回転させる。また、第2アーム部92および第3アーム部93を連結する関節部のアクチュエータは、第2アーム部92をU軸まわりに回転させる。
Specifically, the actuator of the joint that connects the
また、第3アーム部93および第4アーム部94を連結する関節部のアクチュエータは、第3アーム部93をL軸まわりに回転させる。また、第4アーム部94および第5アーム部95を連結する関節部のアクチュエータは、第4アーム部94をS軸まわりに回転させる。
Further, an actuator of a joint that connects the
また、ロボット90は、第1アーム部91をT軸まわりに、第2アーム部92をR軸まわりに、第3アーム部93をE軸まわりに、それぞれ回転させる個別のアクチュエータを備える。
The
すなわち、ロボット90は、7軸を有する。そして、ロボット90は、後述する制御装置300の制御部301(図10参照)からの動作指示に基づき、7軸を組み合わせた多様な多軸動作を行うことができる。
That is, the
なお、第1アーム部91の先端部は、ロボット90の先端可動部であり、この先端可動部には、ハンド97が取り付けられる。ハンド97は、ロボット90の最先端部でネジ締め装置10のブロック14(図2A等参照)を把持する。
The tip of the
制御装置300は、いわゆるロボットコントローラであり、ロボット90の各アーム部91〜95およびハンド97を含む各関節部のアクチュエータを駆動制御する。制御装置300とロボット90とは、ケーブル98等によって接続される。
The
また、制御装置(ロボットコントローラ)300は、ネジ締め装置10の第1の駆動源28(図3A等参照)および第2の駆動源50(図2B等参照)を駆動制御する。制御装置300と第1の駆動源28および第2の駆動源50とは、ケーブル99等によって接続される。
Further, the control device (robot controller) 300 controls driving of the first drive source 28 (see FIG. 3A and the like) and the second drive source 50 (see FIG. 2B and the like) of the
ここで、図10を参照してネジ締めシステムに含まれるロボット、ネジ締め装置および制御装置の内部構成について説明する。図10は、ネジ締めシステムの機能ブロック図である。なお、図10では、ネジの締緩、着脱部およびチャックの駆動に必要な構成要素を示す。 Here, an internal configuration of a robot, a screw tightening device and a control device included in the screw tightening system will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a functional block diagram of a screw tightening system. Note that FIG. 10 shows components necessary for screw tightening / removal, attachment / detachment, and driving of the chuck.
図10に示すように、制御装置としてのロボットコントローラ300は、制御部301を備える。制御部301は、教示情報等に基づき、ロボット90を動作させる信号を生成してロボット90に向けて出力する。
As shown in FIG. 10, a
また、制御部301は、ネジ締め装置10に向けてサーボモータMを動作させる信号を生成して出力する。さらに、制御部301は、ネジ締め装置10が備える第1の駆動源28および第2の駆動源50を動作させる信号を各駆動源28,50に向けて出力する。
Further, the
制御部301から出力される動作信号は、たとえば、ロボット90であれば、ロボット90が備えるアーム部91〜95やハンド97の各関節部に搭載された図示しないサーボモータへのパルス信号として生成される。なお、「アーム」は、上述した第1アーム部91〜第5アーム部95のことである。
For example, in the case of the
また、制御部301から出力される動作信号は、ネジ締め装置10であれば、ネジ締め装置10が備えるサーボモータM、着脱機構において駆動する第1の駆動源28およびネジ把持機構において駆動する第2の駆動源50への信号として生成される。
In addition, if the operation signal output from the
なお、制御部301とネジ締め装置10のサーボモータMとの間には、ネジ締めによるトルクの厳密な制御のためのプログラマブルコントローラおよびネジ締め装置コントローラ等が配設されてもよい。
Note that, between the
また、上述したように、ネジ締め装置10は、図示しないトルク検出器を備える。トルク検出器で検出されるトルクは、制御部301へと出力される。検出されるトルクがネジ締め完了を示す規定のトルクに到達すると、制御部301に向けて信号が出力される。そして、制御部301は、ネジ締め装置10に向けて動作を停止させる信号を出力する。
Also, as described above, the
次に、ネジ締めシステムによるネジ締め作業およびネジ緩め作業の手順を説明する。なお、ロボットおよびネジ締め装置の駆動制御は、制御装置(ロボットコントローラ)300の制御部301(図10参照)によって行う。なお、ネジ締め装置については、プログラマブルコントローラを別途設けることとしてもよい。 Next, the procedure of the screw tightening operation and the screw loosening operation by the screw tightening system will be described. In addition, drive control of a robot and a screw fastening device is performed by the control part 301 (refer FIG. 10) of the control apparatus (robot controller) 300. FIG. Note that a programmable controller may be separately provided as the screw fastening device.
まず、ネジ締め作業の手順を説明する。ネジ締め作業では、ロボットが、ハンドによって把持したネジ締め装置をネジと同軸上に配置する。なお、ここでは、ネジが作業位置(ネジ穴)とは別の場所にあり、そこから作業が開始されるものとする。 First, the procedure of screwing will be described. In the screwing operation, the robot places the screwing device gripped by the hand coaxially with the screw. Here, it is assumed that the screw is at a place different from the working position (screw hole) and the work is started from there.
ロボットは、ネジ締め装置を軸方向にネジ側へと移動して、先端のビットをネジに係合させる。その後、チャックが閉じてネジの頭部を把持する。そして、ロボットは、ネジ締め装置をネジ穴へ移動して、チャックに把持されたネジをネジ穴に設置する。 The robot moves the screwing device axially to the screw side to engage the bit at the tip with the screw. The chuck then closes and grips the head of the screw. Then, the robot moves the screw tightening device to the screw hole and places the screw gripped by the chuck in the screw hole.
ネジがネジ穴に設置されると、チャックを開いてネジの把持を解除する。チャックによるネジの把持が解除されると、ビットが回転を開始する。なお、ここでは、ビットは時計まわりに回転するように設定されるが、締めるネジが逆ネジ等の場合には、ビットが反時計まわりに回転するように設定される。 Once the screw is installed in the screw hole, open the chuck and release the screw grip. The bit starts to rotate when the gripping of the screw by the chuck is released. Here, the bit is set to rotate clockwise, but when the screw to be tightened is a reverse screw or the like, the bit is set to rotate counterclockwise.
ビットの回転中には、ネジ締め装置のトルク検出器によってトルクが検出される。検出トルクは、さらに制御部301(図10参照)によって規定値に到達したか否かが判定される。トルクが規定値に到達したと判定されると、制御部301からの指示でビットの回転が停止する。これにより、ネジの締め付けが完了する。
During rotation of the bit, torque is detected by the torque detector of the screwing device. It is further determined by the control unit 301 (see FIG. 10) whether or not the detected torque has reached a specified value. When it is determined that the torque has reached the specified value, the rotation of the bit is stopped by an instruction from the
ここで、図11Aを参照してネジ締め作業において各部が動作する中でチャックが開閉するタイミングを抽出して説明する。図11Aは、ネジ締め作業においてチャック開閉のタイミングを示すフローチャートである。なお、チャックを所定のタイミングで開閉する制御は、上述したように、制御装置(ロボットコントローラ)300の制御部301(図10参照)によって行う。 Here, with reference to FIG. 11A, the timing at which the chuck opens and closes while each part operates in the screw tightening operation will be extracted and described. FIG. 11A is a flowchart showing the timing of opening and closing the chuck in the screw tightening operation. The control of opening and closing the chuck at a predetermined timing is performed by the control unit 301 (see FIG. 10) of the control device (robot controller) 300 as described above.
図11Aに示すように、ビットがネジに係合し(ステップS101)、そのままさらにネジ締め装置をネジ側に移動させると、ビットが押圧部の押圧に抗してビット保持部の末端側へと移動を開始する(ステップS102)。ビットが末端側へ所定距離、すなわち、ネジの長さ分だけ移動した(ステップS103)ときにチャックを閉じる(ステップS104)。これにより、チャックがネジを把持した状態となる。 As shown in FIG. 11A, when the bit engages with the screw (step S101) and the screw tightening device is further moved to the screw side, the bit resists the pressure of the pressing portion and moves to the end of the bit holding portion. The movement is started (step S102). The chuck is closed (step S104) when the bit is moved distally by a predetermined distance, that is, by the length of the screw (step S103). As a result, the chuck holds the screw.
その後、チャックに把持されたネジがネジ穴に設置される(ステップS105)とチャックが開き(ステップS106)、チャックはネジの把持を解除する。ネジの把持が解除されたところで、ビットは時計まわりに回転を開始する(ステップS107)。 Thereafter, when the screw gripped by the chuck is installed in the screw hole (step S105), the chuck opens (step S106), and the chuck releases the grip of the screw. When gripping of the screw is released, the bit starts to rotate clockwise (step S107).
次に、ネジ緩め作業の手順を説明する。ネジ緩め作業では、ロボットが、ハンドで把持したネジ締め装置を締め付けられたネジと同軸上に配置する。そして、ロボットは、ネジ締め装置をネジ側へと移動して、先端のビットを締め付けられたネジに係合させる。 Next, the procedure of the screw loosening operation will be described. In the unscrewing operation, the robot places the hand-clamped screwing device coaxially with the tightened screw. The robot then moves the screwing device to the screw side to engage the bit at the tip with the tightened screw.
ビットをネジに係合させると、ビットが回転を開始する。なお、ここでは、ビットは反時計まわりに回転するように設定されるが、緩めるネジが逆ネジ等の場合には、ビットが時計まわりに回転するように設定される。 When the bit is engaged with the screw, the bit starts to rotate. Here, the bit is set to rotate counterclockwise, but when the loosening screw is a reverse screw or the like, the bit is set to rotate clockwise.
ここで、制御装置(ロボットコントローラ)300の制御部301(図10参照)によってビットの回転時間が所定時間経過したか否かが判定される。この時間は緩めるネジの長さに応じてあらかじめ設定される。所定時間経過したと判定されると、制御部301からの指示でビットの回転が停止する。所定時間経過していないと判定されると、所定時間経過するまでビットの回転は継続する。
Here, it is determined by the control unit 301 (see FIG. 10) of the control device (robot controller) 300 whether or not the rotation time of the bit has passed a predetermined time. This time is preset according to the length of the screw to be loosened. When it is determined that the predetermined time has elapsed, the rotation of the bit is stopped by an instruction from the
ビットの回転が停止すると、チャックを閉じてネジを把持する。チャックによってネジが把持されると、ロボットは、ネジを把持した状態のネジ締め装置を所定位置へと移動する。これで、締め付けられたネジの外しが完了する。 When the bit stops rotating, close the chuck and grasp the screw. When the screw holds the screw, the robot moves the screw tightening device holding the screw to a predetermined position. This completes the removal of the tightened screw.
ここで、図11Bを参照してネジ緩め作業において各部が動作する中でチャックが開閉するタイミングを抽出して説明する。図11Bは、ネジ緩め作業においてチャック開閉のタイミングを示すフローチャートである。 Here, with reference to FIG. 11B, the timing at which the chuck opens and closes while each part operates in the screw loosening operation will be extracted and described. FIG. 11B is a flowchart showing the timing of opening and closing the chuck in the screw loosening operation.
図11Bに示すように、ネジを緩めるためにこのネジに係合して回転するビットは、ネジが軸方向に後退するのに押され、押圧部の押圧に抗してビット保持部の末端側へと移動する(ステップS201)。ビットが所定距離、すなわち、ネジの長さ分だけ移動する(ステップS202)と、制御部301(図10参照)によってビットが回転を停止したか否かが判定される(ステップS203)。 As shown in FIG. 11B, the bit engaged with and rotated by the screw to loosen the screw is pushed as the screw retracts in the axial direction, and the distal end of the bit holder against the pressure of the pusher It moves to (step S201). When the bit is moved by a predetermined distance, that is, the screw length (step S202), the control unit 301 (see FIG. 10) determines whether the bit has stopped rotating (step S203).
ビットが回転を停止したと判定されると(ステップS203,Yes)、チャックが閉じる(ステップS204)。これにより、チャックがネジを把持した状態となる。また、ステップS203の処理において、ビットが回転を停止していないと判定されると(ステップS203,No)、ビットは回転を継続し、その間、チャックは開いたままである。 If it is determined that the bit has stopped rotating (step S203, Yes), the chuck is closed (step S204). As a result, the chuck holds the screw. If it is determined in the process of step S203 that the bit has not stopped rotating (step S203, No), the bit continues rotating, and the chuck remains open during that time.
上述したネジ締めシステムによれば、ロボット90によってネジ締め作業およびネジ緩め作業を行うことで、作業範囲が広がる。また、ネジ締め装置10とロボット90との協働によってビット20をネジ60に係合、ネジ60をネジ穴へ配置、ネジ穴からネジ60を移動するという各作業を自動で行うことができる。
According to the above-described screwing system, the
そして、ネジを締める場合に、ビット20がビット保持部18の末端側へと移動した状態でチャック54を閉じることで、ビット20の押圧によってネジ60が飛び出すことを防止することができる。
Then, when the screw is tightened, by closing the
また、ネジを締める場合に、ネジ60を把持した状態で閉じたチャック54が、ビット20が回転を開始するまでに開くようにすることで、ネジ60をネジ穴に設置するときのビット20の押圧によってネジ60が飛び出すことを防止することができる。
In addition, when tightening the screw, the chuck closed in a state in which the
また、ネジを緩める場合に、ビット20がビット保持部18の末端側に移動した状態、かつ、ビット20が回転を停止した状態でチャック54を閉じるようにすることで、ネジ60が飛び出すことを防止するうえ、回転中のネジ60を把持するという危険を回避することができる。
In addition, when the screw is loosened, the
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the invention are not limited to the specific details and representative embodiments represented and described above. Accordingly, various modifications may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.
10 ネジ締め装置
11 本体部
15 出力軸
16 トルク伝達軸
17 着脱部
18 ビット保持部
19 ハウジング
20 ビット
21 ソケット
22 回転部
23 直動部
24 ジョイント
27 押圧部(ばね)
28 第1の駆動源(エアシリンダ)
50 第2の駆動源(エアシリンダ)
60 ネジ
70 ネジ締め装置
72 架台
80 ネジ締めシステム
90 ロボット
91 第1アーム部
92 第2アーム部
93 第3アーム部
94 第4アーム部
95 第5アーム部
97 ハンド
300 制御装置(ロボットコントローラ)
301 制御部
AX 軸
28 1st drive source (air cylinder)
50 Second drive source (air cylinder)
301 Control unit AX axis
Claims (7)
前記ビットと同軸上に前記ビット保持部に設けられ、前記ビットがネジに押し付けられることで弾性変形して圧縮され、前記ネジの締緩が完了するまで前記直動部を前記先端側へ常に押圧しながら前記ビットを締緩される前記ネジに常に押し付けて前記ネジの移動に追従するように直線駆動するばねである押圧部と、
前記ビット保持部を支持する本体部と、
前記本体部に設けられ、前記ビット保持部の末端側を前記本体部に対して着脱自在とする着脱部と
を備えることを特徴とするネジ締め装置。 A bit that has a rotating part that is rotated by a driving force about an axis and a linear moving part that linearly moves according to an external force in the axial direction, and holds the bit coaxially with the axis on the tip side of the linear moving part A holding unit,
Provided on the bit holding portion coaxially with the bit, the bit is elastically deformed and compressed by pressing the bit against the screw, and the linear moving portion is always pressed to the distal end side until the tightening and loosening of the screw is completed A pressing portion, which is a spring that linearly drives the screw to follow the movement of the screw while always pressing the bit to the screw being loosened ;
A main body portion supporting the bit holding portion;
A screw-fastening device comprising: an attaching / detaching portion provided in the main body portion and capable of attaching / detaching the distal end side of the bit holding portion to the main body portion.
前記ビット保持部の内部に設けられること
を特徴とする請求項1に記載のネジ締め装置。 The pressing unit is
It is provided in the inside of the said bit holding part. The screw-fastening apparatus of Claim 1 characterized by these.
を特徴とする請求項1に記載のネジ締め装置。 The screw source according to claim 1, wherein a drive source for driving the attaching / detaching portion is provided on the main body portion side.
前記チャックは、
前記ネジを締める場合には、前記ネジに係合させた前記ビットが前記押圧部による押圧に抗して前記ビット保持部の前記末端側へ移動した状態で閉じること
を特徴とする請求項1に記載のネジ締め装置。 A chuck for holding a screw engaged with the bit;
The chuck is
In the case where the screw is tightened, the bit engaged with the screw is closed in a state of being moved to the terminal side of the bit holding portion against pressure by the pressing portion. Screwing device described.
閉じた後、前記ビットが回転を開始するまでには開くこと
を特徴とする請求項4に記載のネジ締め装置。 The chuck is
The screw tightening device according to claim 4 , wherein after closing, the bit is opened before it starts to rotate.
前記チャックは、
前記ネジを緩める場合には、前記ビットが前記押圧部による押圧に抗して前記ビット保持部の前記末端側へ移動した状態、かつ、回転が停止した状態で閉じること
を特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のネジ締め装置。 A chuck for holding a screw engaged with the bit;
The chuck is
When loosening the screw, the bit is closed in a state in which the bit is moved to the terminal side of the bit holding portion against pressure by the pressing portion, and rotation is stopped. The screw tightening device according to any one of ~ 5 .
前記ネジ締め装置が先端部に取り付けられる多関節のロボットと
を備えることを特徴とするネジ締めシステム。 A bit that has a rotating part that is rotated by a driving force about an axis and a linear moving part that linearly moves according to an external force in the axial direction, and holds the bit coaxially with the axis on the tip side of the linear moving part The holding portion and the bit holding portion are provided coaxially with the bit, and the bit is elastically deformed and compressed by being pressed against the screw, and the linear moving portion is moved to the tip until the tightening and loosening of the screw is completed. A pressing portion which is a spring that linearly drives the screw so as to always press the bit against the screw to be loosened while always pressing the side, a main portion for supporting the bit holding portion, and A screw-fastening device comprising: a main body portion; and an attaching / detaching portion that detachably mounts the distal end side of the bit holding portion to the main body portion;
A screwing system characterized in that the screwing device comprises an articulated robot attached to a tip.
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