JP6670200B2 - ねじ取出し締結装置およびねじ取出し締結方法 - Google Patents

Description

本発明は、吊下され支持されている有頭部品をスクリューガイド内へ吸引し、スクリューガイドをワーク上空へ移載して有頭部品を所定の作業ポイントに組み付けるねじ取出し締結装置およびその方法に関する。

従来のねじ取出し締結装置１００は、特許文献１，特許文献２および図４に示すように、回転駆動源Ｍに接続されるとともに有頭部品の一例であるねじＮに係合する先端部を備えたビット５と、このビット５を内包しビット５に対して摺動自在なスクリューガイド１０と、スクリューガイド１０の先端からエアを吸引可能な吸引手段Ｖと、前記ビット５およびスクリューガイド１０を昇降自在に支持した垂直移動手段Ｚと、この垂直移動手段Ｚを左右方向へ往復移動自在な水平移動手段ＸＹと、前記吸引手段Ｖおよび垂直移動手段Ｚなどを制御する制御手段（図示せず）と、前記ねじＮを所定の位置で吊り下げて保持する供給機Ｆとから構成される。また、特許文献１に記載の従来のねじ取出し締結装置１００は、前記吸引手段Ｖの作動によりねじＮをスクリューガイド１０内へ吸引したことを検出可能な圧力センサＳを備えており、前記供給機Ｆからのねじ取出しミスを前記圧力センサＳの検出結果に基づき判断可能に構成されている。

このように構成された従来のねじ取出し締結装置１００は、前記制御手段から前記垂直移動手段Ｚおよび吸引手段Ｖへ作動指令が送られることで、原点Ｇに位置していたビット５とビット５を内包したスクリューガイド１０が前記供給機Ｆの載置面Ｐへ向かって一体に下降する。これにより、前記スクリューガイド１０は前記供給機Ｆの載置面Ｐに当接した後も前記ビット５がスクリューガイド１０に対して相対移動して供給機Ｆに吊り下げたねじＮと嵌合して前記ねじＮを載置面Ｐに押圧する。なお、この前記ビット５が原点ＧからねじＮを載置面Ｐへ押圧するまでの下降工程をねじ取出し下降工程Ａとしている。

次に、前述のねじ取出し下降工程Ａを完了すると、前記制御手段は、前記吸引手段Ｖを引き続き作動させつつ前記垂直移動手段Ｚへ復帰指令を送る。これにより、前記ビット５が原点Ｇへ復帰する際、スクリューガイド１０の奥方へ引き込まれるので、前記ねじＮがスクリューガイド１０内へ吸引保持される。これにより、スクリューガイド１０内のエア吸引力が高まり、前記圧力センサＳが制御手段へ信号を送る。よって、供給機ＦからねじＮを取出せたことを認識可能となる。なお、この前記ビット５が原点Ｇへ復帰するまでの上昇工程をねじ取出し上昇工程Ｂとしている。

このねじ取出し上昇工程Ｂを完了すれば、ワークＷへねじＮを締め付けるねじ締結下降工程Ｃへ移行し、前記制御手段が前記回転駆動源Ｍ、前記水平移動手段ＸＹ、前記垂直移動手段Ｚを制御して、前記ビット５が所定の位置へ移動するとともに回転する。さらに、このねじ締結下降工程Ｃを完了すれば、前記ビット５を原点Ｇへ復帰させるねじ締結上昇工程Ｄへ移行して、制御手段が回転駆動源Ｍの回転と吸引手段Ｖを停止制御するとともに、垂直移動手段Ｚおよび水平移動手段ＸＹを制御して前記ビット５を原点Ｇへ復帰させる。

実開平05-60736号公報 特開2000-94241号公報

しかしながら、従来のねじ取出し締結装置１００は、供給機ＦからねじＮを取出す際、スクリューガイド１０の先端が前記載置面Ｐに毎回当接するので、スクリューガイド１０の先端および載置面Ｐが摩耗し易いという問題があった。また、従来のねじ取出し締結装置１００は、前記ねじ取出し下降工程Ａからねじ取出し上昇工程Ｂへ移行されるには、前記ビット５をねじＮの頭部へ押し当てて載置面ＰからねじＮの頭部高さ程度離れた低い位置まで下降させなければならない。つまり、ねじＮの頭部高さが低かったり、供給機Ｆの設置高さが上下方向へ位置ズレした場合であっても、前記ねじＮを介してビット５が載置面Ｐを押圧できるよう設定する必要がある。よって、前記ねじ取出し下降工程Ａの終点である目標高さの設定は、載置面Ｐよりも低くなっているので、前記ねじＮが所定の取出し位置に吊り下げられていない場合、ビット５の先端部が供給機Ｆへ当接してしまい欠損し易いという問題もあった。さらに、従来のねじ取出し締結装置１００は、前記ねじ取出し上昇工程Ｂにおいて、前記スクリューガイド１０内にねじＮを傾けて吸着することもあったため、上昇時の振動などにより大きく傾いたねじＮをスクリューガイド１０の先端から落下させるという問題もあった。

本発明は、ねじを吊り下げて支持する載置面を備えた供給機と、このねじに係合するビットを回転駆動する回転駆動源と、前記ビットを内包するとともにビットに対して摺動可能に構成され常時載置面側へ付勢されて成るスクリューガイドと、前記スクリューガイドの先端からエアを吸引して前記ねじを吸引可能な吸引手段と、前記スクリューガイド内にねじを吸着保持していることを検出してねじ吸着完了信号を出力するセンサと、前記スクリューガイドおよびビットを所定の位置へ往復移動自在な移動手段と、この移動手段および前記吸引手段を制御する制御手段とを備え、前記スクリューガイドを前記供給機の載置面へ向かって移動し、前記載置面に吊り下げたねじをスクリューガイド内へ吸引して取出し、前記スクリューガイドを所定の高さ位置へ復帰させた後、所定のねじ締めポイントへ移動して当該ねじをワークに締結するねじ取出し締結装置において、前記移動手段は、前記スクリューガイドの先端位置に相当する高さ位置を計測する高さ測定手段を備えて成り、前記制御手段は、予め設定した前記スクリューガイドの先端位置に相当する下降速度切替高さおよび移動手段の動作速度を記憶する記憶部と、前記高さ測定手段から出力された測定高さおよび前記下降速度切替高さを常時比較し、前記測定高さが前記下降速度切替高さに到達したことを判断して前記移動手段の動作速度を切り替え制御する制御部とを備え、前記下降速度切替高さは、前記スクリューガイドの先端が前記載置面から所定距離隙間を空けた高さ位置に設定され、前記移動手段の動作速度は、前記スクリューガイドを載置面に向かって高速下降させるための第１取出し下降速度と、前記スクリューガイドを載置面に向かって低速下降させるための第２取出し下降速度とに分けて設定され、前記吸引手段を作動させつつ、前記移動手段の動作速度を前記下降速度切替高さに基づき高速から低速へ切り替え、スクリューガイドの先端を供給機に当接させるまでに前記ねじをスクリューガイド内へ吸引して供給機から取出すことを特徴とする。なお、前記制御手段は、前記センサからねじ吸着完了信号を受けると、前記移動手段の下降動作を中断してスクリューガイドを所定の高さ位置へ復帰するよう前記移動手段を制御して成ることが望ましい。また、前記制御手段は、予め設定した前記スクリューガイドの先端位置に相当する上昇速度切替高さおよび移動手段の動作速度を記憶する記憶部と、前記高さ測定手段から出力された測定高さおよび前記上昇速度切替高さを常時比較し、前記測定高さが前記上昇速度切替高さに到達したことを判断して前記移動手段の動作速度を切り替え制御する制御部とを備え、前記上昇速度切替高さは、前記スクリューガイド内に吸着保持したねじの先端が前記載置面から完全に抜け出す高さ位置に設定され、前記移動手段の動作速度は、前記スクリューガイドを載置面から離反する方向へ低速上昇させるための第１復帰上昇速度と、前記スクリューガイドを載置面から離反する方向へ高速上昇させるための第２復帰上昇速度とに分けて設定され、前記吸引手段を作動させつつ、前記移動手段の動作速度を前記上昇速度切替高さに基づき低速から高速へ切り替え、前記スクリューガイド内に吸引したねじの先端が載置面から完全に抜け出た段階で移動手段を高速上昇するよう制御して成ることが望ましい。さらに、前記移動手段は、その下降動作時に所定の設定推力を出力する推力付与手段を備え、前記推力付与手段は、前記スクリューガイドおよび前記ビットが前記載置面あるいは前記ねじを強く押圧しないように制御されて成り、前記記憶部は、前記設定推力を予め記憶して成ることが望ましい。

また、本発明は、スクリューガイドを載置面に吊下げたねじへ向かって移動させる取出し工程と、スクリューガイドの先端からエアを吸引するエア吸引工程と、前記ねじをスクリューガイド内へ吸引し保持したことを検出するねじ吸引完了検出工程と、このねじ吸引完了工程後に前記スクリューガイドを載置面から離反する方向へ移動させる復帰工程と、前記スクリューガイドを所定の作業ポイントへ移動して締結する作業工程とを含むねじ取出し締結方法において、前記取出し工程は、前記スクリューガイドの先端が前記載置面から所定距離空けた高さ位置に到達するまで移動手段を高速下降させるスクリューガイド高速下降工程と、この高速下降工程後さらにスクリューガイドが前記載置面へ接近するよう前記移動手段を低速下降させるスクリューガイド低速下降工程とから成り、前記移動手段の動作速度を高速から低速へ切り替え、スクリューガイドの先端を供給機に当接させるまでに前記ねじをスクリューガイド内へ吸引して供給機から取り出すことを特徴とする。なお、前記取出し工程は、前記ねじ吸引完了検出工程の終了をもって中断され、即座に前記復帰工程へ移行する工程とすることが望ましい。さらに、前記復帰工程は、前記スクリューガイド内に吸着保持したねじの先端が前記載置面から所定の隙間を空けた高さに到達するまで前記移動手段を低速上昇させる第１復帰上昇工程と、この第１復帰上昇工程以降となり前記移動手段を高速上昇させる第２復帰上昇工程とから成り、前記ねじの先端が前記供給機に干渉しない高さ位置から前記移動手段の速度を低速から高速へ切り替える工程とすることが望ましい。

本発明のねじ取出し締結装置は、供給機からねじを吸着して取出す取出し工程において、スクリューガイドを載置面から若干の隙間を空けた位置までは高速下降し、この位置からは低速下降しているので、従来に比べてスクリューガイドの先端と載置面との当接時に生じる衝撃を低減できる。これにより、載置面およびスクリューガイドの先端が摩耗し難く破損するようなことも低減できるという利点がある。また、本発明のねじ取出し装置は、スクリューガイドの下降途中であっても前記センサからのねじ吸引完了信号に基づき下降動作を中断して上昇動作へ切り替えるので、スクリューガイドの先端を載置面に当接させ難いという利点もある。また、これにより、次の工程へ即座に移行できるのでワークへのねじ締めを含むトータルの作業時間を短縮できるという利点もある。

さらに、本発明のねじ取出し締結装置は、スクリューガイドにねじを吸引して上昇させる復帰工程において、吸引したねじの先端が載置面から完全に抜け出している高さとなる上昇速度切替高さにビットが到達することで、ビットの上昇速度を低速から高速へ切り替える。これにより、当該ねじが傾いて吸引される場合であっても上昇速度切替高さに到達するまではビットおよびスクリューガイドが低速で上昇するので、傾いたねじの先端が供給機に干渉しても大きな衝撃を受け難くスクリューガイド内からねじが落下し難い。しかも、載置面に当接した状態のスクリューガイドに対してビットが相対移動してねじの先端が載置面から抜け出るまで上昇するので、傾いたねじがスクリューガイド内へ案内される過程において、徐々に供給機との接触によって正規の垂直姿勢へと変化させるとこも可能になるという利点もある。加えて、本発明のねじ取出し締結装置は、上昇速度切替高さから原点へ復帰する際、高速でビットおよびスクリューガイドが上昇するので、前記作業時間をより短縮できるという利点もある。

また、本発明のねじ取出し締結装置は、推力付与手段を備えるため、前記ビットの下降時に発揮する推力を予め設定できる。これにより、載置面にねじが吊り下げられていない場合にビットが載置面と当接しても載置面を強く押圧することを防止できる。よって、本発明のねじ取出し締結装置は、供給機を強く押圧しないので、スクリューガイドおよびビットの先端あるいは載置面が破損し難いという利点もある。

また、本発明のねじ取出し締結方法は、取出し工程をスクリューガイド高速下降工程およびスクリューガイド低速下降工程に分けているので、スクリューガイドの先端が載置面と当接してもその衝突による衝撃力が従来に比べて低減するという利点がある。さらに、本発明のねじ取出し締結方法は、取出し工程をねじ吸引完了検出を終えた時点で中断するので、スクリューガイドの先端が載置面に当接するまでに復帰工程へ移行できる。よって、ねじを載置面から取り出す際、スクリューガイドを載置面へ毎回当接させることがないという利点もある。また、本発明のねじ取出し締結方法は、前記復帰工程を第１復帰上昇工程および第２復帰上昇工程に分けているので、吸着したねじの先端が載置面から完全に抜け出してからビットおよびスクリューガイドの速度を低速から高速へ切り替えることができる。これにより、確実なねじの取出しが行えるとともに作業時間を短縮できるという利点もある。

本発明に係るねじ取出し締結装置の一実施形態を示すとともに、スクリューガイドを載置面へ接近させる取出し工程を説明する概略説明図である。 図１の取出し工程を各パターン毎に分けて示す説明図である。（ａ）はスクリューガイドの先端が上昇速度切替高さへ到達した時点の要部一部切欠き断面図であり、（ｂ）は（ａ）の状態からスクリューガイドがさらに下降してねじを吸着した時点の要部一部切欠き断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示す載置面に吊り下げられたねじが無い状態の際、スクリューガイドが載置面に当接し、かつ、ビットが載置面と接触した時点の要部一部切欠き断面図である。 図２（ｂ）に示すねじを吸着した時点からビットを原点へ復帰させる復帰工程を説明するための概略説明図であり、スクリューガイドの先端が上昇速度切替高さに到達した時点の要部一部切欠き断面図である。 従来のねじ取出し締結装置を説明するための概略説明図である。

以下、本発明について図１ないし図３に基づき説明する。まず、本発明のねじ取出し締結装置１は、頭部を有するねじを吊り下げて整列搬送可能な供給機Ｆと、前記ねじに係合可能なビット５を内包しビット５に対して相対移動可能なスクリューガイド１０と、前記ビット５に所定のトルクおよび回転数を付与するモータＭと、前記スクリューガイド１０の先端側からエアを吸引する吸引手段Ｖと、この吸引手段Ｖとスクリューガイド１０との間に配されスクリューガイド１０内のエア圧力を検知可能なセンサＳと、前記モータＭを固定するとともに、前記スクリューガイド１０を相対移動自在に支持するとともに前記ビット５を垂直方向へ移動自在な移動手段Ｚと、この移動手段Ｚおよび前記モータＭなどへ動作指令を送り制御可能な制御手段２０とを備えて成る。

前記供給機Ｆは、複数のねじを吊り下げて支持する振動レールＦ１と、この振動レールＦ１の振動によって前方へ送り出されるねじＮを受け取り吊下する受取板Ｆ２とを備えており、受取板Ｆ２の上面となる載置面ＰにねじＮを当接させて保持できるよう構成される。

前記ビット５は、前記モータＭの出力軸に連結されており、前記出力軸の回転を受けて一体に回転するよう構成されている。また、ビット５は、その一端に前記ねじＮに形成された係合穴と嵌合する係合部を備えており、この係合部は、所謂十字や六角柱などの形状となっている。

前記スクリューガイド１０は、前記ビット５を内包するとともに前記ねじＮを内包可能に構成されており、この一端側に配された圧縮ばねにより常時付勢されて成る。これにより、スクリューガイド１０は、その他端側が押圧されることで前記ビット５に対して相対移動することができる。このスクリューガイド１０は、図１に示すように前記モータＭとととも前記移動手段Ｚに支持されており、常時は前記ビット５の係合部がスクリューガイド１０の先端から距離ｈだけ奥方に位置するように設定されている。なお、この距離ｈは、前記ねじＮの頭部高さおよびねじ長さを加算した寸法に設定されている。

前記吸引手段Ｖは、前記制御手段２０の動作指令を受けてエアを吸引するよう構成されており、前記センサＳを介してスクリューガイド１０に配管接続されている。よって、図１に示すようにスクリューガイド１０の先端からエアを吸引することができる。

前記センサＳは、図２（ｂ）に示すように、スクリューガイド１０内にねじＮが吸引されると、スクリューガイド１０の先端から吸引されるエアの流量の減少に併せてスクリューガイド１０内の圧力変動を検出可能に構成される。このように、センサＳは、常圧に近い圧力から負圧に近い圧力へ変化すると、前記制御手段２０へねじ吸引完了信号を出力している。よって、センサＳは、スクリューガイド１０内にねじＮを吸引し終えたことを前記圧力変動に基づき検出して前記ねじ吸引完了信号を発信している。なお、このセンサＳがねじ吸引完了信号を発信した時点をねじ吸引完了工程としている。

前記移動手段Ｚは、前記ビット５を水平方向へ移動自在なロボット（図示せず）などに固定されており、このロボットの動作に合わせて前記載置面Ｐあるいは図示しないワークの上空に位置することができる。また、移動手段Ｚは、前記載置面Ｐあるいはワークのねじ締めポイントへ向かって垂直方向へ昇降自在な可動部を備えており、この可動部に前記モータＭが固定されるとともに前記スクリューガイド１０が前記圧縮ばねとともに取り付けられている。さらに、移動手段Ｚは、前記可動部に係合するボールねじ（図示せず）およびこのボールねじに回転を付与する昇降用ＡＣサーボモータ（図示せず）を備えて成り、この昇降用ＡＣサーボモータが前記制御手段２０に接続され制御されるように構成されている。

前記制御手段２０は、前記モータＭおよび昇降用ＡＣサーボモータ、センサＳ、吸引手段Ｖに接続された制御部２２と、この制御部２２に接続され予め設定された動作プログラム、前述のトルクや回転数などの各種設定値を記憶した記憶部２１とを備えて成る。

前記記憶部２１は、前記モータＭおよび昇降用ＡＣサーボモータがそれぞれ回転駆動時発揮するトルクおよび回転数を記憶するよう構成されている。また、記憶部２１は、図１に示すようにビット５の先端高さとなる原点Ｇを記憶するとともに、この原点Ｇからスクリューガイド１０の先端高さまでの前記距離ｈを記憶している。加えて、記憶部２１は、前記移動手段Ｚのボールねじのリード角を記憶している。

さらに、記憶部２１は、前記原点Ｇから載置面側へ下降する際の前記移動手段Ｚの下降速度を切り替える下降速度切替高さＤＳＰと、前記載置面側から前記原点Ｇへ復帰する前記移動手段Ｚの上昇速度を切り替える上昇速度切替高さＵＳＰとを記憶して成る。また、記憶部２１は、前記下降速度切替高さＤＳＰおよび上昇速度切替高さＵＳＰを境に移動手段Ｚの速度を高速から低速あるいは低速から高速へ切り替えるための第１取出し下降速度と第２取出し下降速度および第１復帰上昇速度と第２復帰上昇速度を記憶して成る。

前記下降速度切替高さＤＳＰは、図１の二点鎖線で示すように前記スクリューガイド１０の先端が載置面Ｐに吊下されたねじＮの頭部よりも若干上方に位置する高さ位置となる隙間Ｓ１が設定されている。なお、この下降速度切替高さＤＳＰに達するまでの下降区間は、前記第１取出し下降速度でビット５およびスクリューガイド１０が高速下降するスクリューガイド高速下降工程ＤＨである。また、前記下降速度切替高さＤＳＰに達してからさらに載置面Ｐに接近する方向へ下降する区間は、前記第２取出し下降速度でビット５およびスクリューガイド１０が低速下降するスクリューガイド低速下降工程ＤＬである。さらにこれらスクリューガイド高速下降工程ＤＨおよびスクリューガイド低速下降工程ＤＬを合わせて取出し工程としている。

前記上昇速度切替高さＵＳＰは、図３に示すようにエア吸引により吸着したねじＮのねじ部先端が載置面Ｐから完全に抜け出る高さ位置となるように設定されている。なお、この上昇速度切替高さＵＳＰに達するまでの上昇区間は、前記第１復帰上昇速度でビット５およびスクリューガイド１０が低速上昇する第１復帰上昇工程ＵＬである。また、前記上昇速度切替高さＵＳＰに達してからさらに前記原点Ｇへ向かって上昇する区間は、前記第２復帰上昇速度でビット５およびスクリューガイド１０が高速上昇する第２復帰上昇工程ＵＨである。さらに、これら第１復帰上昇工程ＵＬおよび第２復帰上昇工程ＵＨを合わせて復帰工程としている。

前記制御部２２は、前記モータＭおよび昇降用ＡＣサーボモータ、吸引手段Ｖに駆動指令あるいは停止指令を送り制御するとともに、前記センサＳから出力された前記ねじ吸引完了信号を受け取るように構成されている。

また、前記制御部２２は、前記昇降用ＡＣサーボモータのエンコーダから出力された回転角度および記憶部２１に記憶されているリード角の情報に基づき前記ビット５の高さ位置を計測するよう構成されている。よって、前記昇降用ＡＣサーボモータおよび前記ボールねじを採用した前記移動手段Ｚは、前記エンコーダの回転角度などに基づいてビット５の高さ位置を計測可能にしているため、前記可動部の昇降方向の高さ位置やビット５またはスクリューガイド１０の高さ位置を計測できる高さ測定手段を備えることになる。

さらに、前記制御部２２は、記憶部２１に記憶したトルクおよび回転数に基づき昇降用ＡＣサーボモータを駆動制御しているため、前記トルクおよび前記リード角に応じた推力を発揮するよう前記可動部を下降あるいは上昇させるように構成される。よって、前記昇降用ＡＣサーボモータおよび前記ボールねじを採用した前記移動手段Ｚは、前記可動部とともに下降あるいは上昇するビット５に付与する推力あるいは上昇力を予め設定したトルクに応じて発揮できる推力付与手段を備えることになる。

このように構成されたねじ取出し締結装置１の作用について以下に説明する。まず、前記ビット５を図１に示す原点Ｇから２点鎖線で示す高さ位置まで下降する工程の前記スクリューガイド高速下降工程ＤＨに入る。また、このスクリューガイド高速下降工程ＤＨの開始と同時に前記吸引手段Ｖを作動してスクリューガイド１０の先端からエアを吸引する工程のエア吸引工程も開始される。よって、前記制御部２２は、記憶部２１から昇降用ＡＣサーボモータを駆動制御するトルクおよび前記第１取出し下降速度に対応する回転数を読み出して前記昇降用ＡＣサーボモータへ送るとともに、前記吸引手段Ｖを作動させる。これにより、スクリューガイド１０の先端からエアが吸引されるとともに前記可動部が高速下降を始める。この時、制御部２２は、昇降用ＡＣサーボモータから出力される回転角度の情報に基づきスクリューガイド１０の先端位置を算出してスクリューガイド１０が前記下降速度切替高さＤＳＰへ到達したか常時監視する。

また、図２（ａ）に示すようにスクリューガイド１０が前記下降速度切替高さＤＳＰへ到達すれば、前記制御部２２は、記憶部２１から昇降用ＡＣサーボモータを駆動制御するトルクおよび前記第２取出し下降速度に対応する回転数を読み出して昇降用ＡＣサーボモータへ送る。これにより、エア吸引を行っているスクリューガイド１０は、高速から低速へ下降速度を変えて載置面Ｐへゆっくりと接近し、その先端が徐々にねじＮの頭部に塞がれるようになるため、スクリューガイド１０内の圧力が負圧側へ徐々に変化する。よって、図２（ａ）に示す載置面Ｐに吊り下げられていたねじＮは、図２（ｂ）に示すように載置面Ｐから浮き上がりビット５の係合部に接触してスクリューガイド１０内へ吸着される。

このように、ねじＮがスクリューガイド１０内へ吸着されると、スクリューガイド１０の先端から吸引されるエアの吸引量が減少するので、スクリューガイド１０内の圧力がより負圧側へ急激に変化する。この圧力変化を検出した前記センサＳが前記ねじ吸引完了信号を制御部２２へ発信することで、制御部２２は可動部の下降を即座に中断する。つまり、本発明のねじ取出し締結装置１は、ねじＮのスクリューガイド１０内への吸引完了をセンサＳから発せられるねじ吸引完了信号に基づいて前記スクリューガイド高速下降工程ＤＨあるいはスクリューガイド低速下降工程ＤＬを中断することができる。なお、この図２（ｂ）の時点では、スクリューガイド１０の先端と載置面Ｐとの間には隙間Ｓ２が存在している。よって、この図２（ｂ）の場合であると、下降速度切替高さＤＳＰから速度が低速へ切替らえたスクリューガイド１０の移動距離は、図２（ａ）の隙間Ｓ１から前記隙間Ｓ２の差となり、この区間がスクリューガイド低速下降工程ＤＬとなる。

このように前記取出し工程が中断されると、制御部２２は、前記昇降用ＡＣサーボモータの回転角度の情報に基づきビット５の高さ位置を算出するとともに、このビットの高さ位置から算出したスクリューガイド１０の先端高さと前記上昇速度切替高さＵＳＰとを比較して前記復帰工程へ移行する。

一方、図２（ｃ）に示すように載置面Ｐにねじが存在していない場合、高速下降するスクリューガイド１０が前記下降速度切替高さＤＳＰから低速下降を始め、その先端が載置面Ｐに当接するものの、ねじを吸引できないので前記センサＳからねじ吸引完了信号が発せられない。よって、ビット５は、載置面Ｐに当接して停止したスクリューガイド１０に対して相対移動を始め、図２（ｃ）の２点鎖線の高さ位置から距離ｈ２の高さ位置まで前記第２取出し下降速度を保ち下降する。したがって、ビット５の先端が載置面Ｐよりも低い位置に到達してその係合部が前記受取板Ｆ２に接触する。しかしながら、ビット５は、前記推力付与手段が発揮する低推力となっているので、このような載置面Ｐにねじが存在していない状況であっても、受取板Ｆ２およびビット５は、高推力時に比べて摩耗し難い。

次に、前記復帰工程について、図３に基づき説明する。制御部２２は、前記取出し工程の中断直後にスクリューガイド１０の先端高さと上昇速度切替高さＵＳＰとを比較した際、スクリューガイド１０の先端高さが上昇速度切替高さＵＳＰよりも低い高さ位置であれば、記憶部２１から昇降用ＡＣサーボモータを駆動制御するトルクおよび第１復帰上昇速度に対応する回転数を読み出して昇降用ＡＣサーボモータへ送る。また、前記上昇速度切替高さＵＳＰは、上述したようにエア吸引により吸着したねじＮのねじ部先端が載置面Ｐから完全に抜け出る高さ位置となるように設定されている。したがって、スクリューガイド１０およびビット５が吸引したねじＮを完全に載置面Ｐから抜き取る高さまで上昇させる間ゆっくり低速上昇するので、前記ねじＮは、傾いた状態で引き上げられる状況であっても、受取板にゆっくりと接触して傾いた姿勢から正規の垂直姿勢へ変化し易い。よって、スクリューガイド１０からねじＮが脱落し難い。

一方、取出し工程の中断直後の制御部２２の処理において、スクリューガイド１０の先端高さが上昇速度切替高さＵＳＰよりも同一および高い高さ位置であれば、記憶部２１から昇降用ＡＣサーボモータを駆動制御するトルクおよび第２復帰上昇速度に対応する回転数を読み出して昇降用ＡＣサーボモータへ送る。したがって、スクリューガイド１０およびビット５はこれに吸引したねじＮを吸着した状態で原点Ｇへ向かって高速上昇する。

このように、復帰工程が終われば吸着したねじＮをワークへ締結する作業工程へ移行する。この作業工程では、ねじＮを吸着した状態のスクリューガイド１０およびビット５をワーク上空へ移動した後、ビット５を回転駆動しつつ下降してワークへのねじ締め作業が行われる。

１ ねじ取出し締結装置
５ ビット
１０ スクリューガイド
２０ 制御手段
Ｓ センサ
Ｖ 吸引手段
Ｚ 移動手段
ＤＳＰ 下降速度切替高さ
ＵＳＰ 上昇速度切替高さ

Claims (7)

1. ねじを吊り下げて支持する載置面を備えた供給機と、このねじに係合するビットを回転駆動する回転駆動源と、前記ビットを内包するとともにビットに対して摺動可能に構成され常時載置面側へ付勢されて成るスクリューガイドと、前記スクリューガイドの先端からエアを吸引して前記ねじを吸引可能な吸引手段と、前記スクリューガイド内にねじを吸着保持していることを検出してねじ吸着完了信号を出力するセンサと、前記スクリューガイドおよびビットを所定の位置へ往復移動自在な移動手段と、この移動手段および前記吸引手段を制御する制御手段とを備え、前記スクリューガイドを前記供給機の載置面へ向かって移動し、前記載置面に吊り下げたねじをスクリューガイド内へ吸引して取出し、前記スクリューガイドを所定の高さ位置へ復帰させた後、所定のねじ締めポイントへ移動して当該ねじをワークに締結するねじ取出し締結装置において、
   前記移動手段は、前記スクリューガイドの先端位置に相当する高さ位置を計測する高さ測定手段を備えて成り、
   前記制御手段は、予め設定した前記スクリューガイドの先端位置に相当する下降速度切替高さおよび移動手段の動作速度を記憶する記憶部と、前記高さ測定手段から出力された測定高さおよび前記下降速度切替高さを常時比較し、前記測定高さが前記下降速度切替高さに到達したことを判断して前記移動手段の動作速度を切り替え制御する制御部とを備え、
   前記下降速度切替高さは、前記スクリューガイドの先端が前記載置面から所定距離隙間を空けた高さ位置に設定され、
   前記移動手段の動作速度は、前記スクリューガイドを載置面に向かって高速下降させるための第１取出し下降速度と、前記スクリューガイドを載置面に向かって低速下降させるための第２取出し下降速度とに分けて設定され、
   前記吸引手段を作動させつつ、前記移動手段の動作速度を前記下降速度切替高さに基づき高速から低速へ切り替え、スクリューガイドの先端を供給機に当接させるまでに前記ねじをスクリューガイド内へ吸引して供給機から取出すことを特徴とするねじ取出し締結装置。
2. 前記制御手段は、前記センサからねじ吸着完了信号を受けると、前記移動手段の下降動作を中断してスクリューガイドを所定の高さ位置へ復帰するよう前記移動手段を制御して成ることを特徴とする請求項１に記載のねじ取出し締結装置。
3. 前記制御手段は、予め設定した前記スクリューガイドの先端位置に相当する上昇速度切替高さおよび移動手段の動作速度を記憶する記憶部と、前記高さ測定手段から出力された測定高さおよび前記上昇速度切替高さを常時比較し、前記測定高さが前記上昇速度切替高さに到達したことを判断して前記移動手段の動作速度を切り替え制御する制御部とを備え、
   前記上昇速度切替高さは、前記スクリューガイド内に吸着保持したねじの先端が前記載置面から完全に抜け出す高さ位置に設定され、
   前記移動手段の動作速度は、前記スクリューガイドを載置面から離反する方向へ低速上昇させるための第１復帰上昇速度と、前記スクリューガイドを載置面から離反する方向へ高速上昇させるための第２復帰上昇速度とに分けて設定され、
   前記吸引手段を作動させつつ、前記移動手段の動作速度を前記上昇速度切替高さに基づき低速から高速へ切り替え、前記スクリューガイド内に吸引したねじの先端が載置面から完全に抜け出た段階で移動手段を高速上昇するよう制御して成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のねじ取出し締結装置。
4. 前記移動手段は、その下降動作時に所定の設定推力を出力する推力付与手段を備え、
   前記推力付与手段は、前記スクリューガイドおよび前記ビットが前記載置面あるいは前記ねじを強く押圧しないように制御されて成り、
   前記記憶部は、前記設定推力を予め記憶して成ることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載のねじ取出し締結装置。
5. スクリューガイドを載置面に吊下げたねじへ向かって移動させる取出し工程と、スクリューガイドの先端からエアを吸引するエア吸引工程と、前記ねじをスクリューガイド内へ吸引し保持したことを検出するねじ吸引完了検出工程と、このねじ吸引完了工程後に前記スクリューガイドを載置面から離反する方向へ移動させる復帰工程と、前記スクリューガイドを所定の作業ポイントへ移動して締結する作業工程とを含むねじ取出し締結方法において、
   前記取出し工程は、前記スクリューガイドの先端が前記載置面から所定距離空けた高さ位置に到達するまで移動手段を高速下降させるスクリューガイド高速下降工程と、この高速下降工程後さらにスクリューガイドが前記載置面へ接近するよう前記移動手段を低速下降させるスクリューガイド低速下降工程とから成り、前記移動手段の動作速度を高速から低速へ切り替え、スクリューガイドの先端を供給機に当接させるまでに前記ねじをスクリューガイド内へ吸引して供給機から取り出すことを特徴とするねじ取出し締結方法。
6. 前記取出し工程は、前記ねじ吸引完了検出工程の終了をもって中断され、即座に前記復帰工程へ移行する工程としたことを特徴とする請求項５に記載のねじ取出し締結方法。
7. 前記復帰工程は、前記スクリューガイド内に吸着保持したねじの先端が前記載置面から所定の隙間を空けた高さに到達するまで前記移動手段を低速上昇させる第１復帰上昇工程と、この第１復帰上昇工程以降となり前記移動手段を高速上昇させる第２復帰上昇工程とから成り、前記ねじの先端が前記供給機に干渉しない高さ位置から前記移動手段の速度を低速から高速へ切り替える工程としたことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のねじ取出し締結方法。

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