JP7393243B2 - screw tightening machine - Google Patents
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Description
本発明は、供給機からエア圧送されたねじをワークに締結するねじ締め機に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a screw tightening machine that fastens a screw fed by air pressure from a feeder to a workpiece.
まず、従来のねじ締め機の構成について特許文献1および特許文献2に基づいて以下に説明する。従来のねじ締め機は、ねじを圧縮エアによって前方へ圧送する供給機と、この供給機から排出された前記ねじを一時的に保持可能なチャックユニットと、前記ねじに係合可能なねじ締め工具とを備える。
First, the configuration of a conventional screw tightening machine will be described below based on
前記供給機は、多数のねじを貯留するバスケットと、このバスケット内を上下に揺動して前記ねじを吊り下げすくい上げるすくい板と、このすくい板の作動により上方から下方へ滑り落ちるねじを一列に整列させ前方へ搬送する振動レールと、この振動レールの前方に配置され当該振動レールから前記ねじを受け取り下方へ落下させ圧縮エアによりチャックユニットへ供給可能に構成されている。また、前記供給機およびチャックユニットは、前記ねじを通過可能な内径を備えたホースにより接続されている。 The feeder includes a basket that stores a large number of screws, a scoop plate that swings up and down in the basket to suspend and scoop up the screws, and aligns the screws that slide from above to below by the operation of this scoop plate. A vibrating rail is arranged in front of the vibrating rail to transport the screws forward, and the screws are received from the vibrating rail and allowed to fall downward, and are supplied to the chuck unit using compressed air. Further, the feeder and the chuck unit are connected by a hose having an inner diameter that allows the screw to pass through.
前記チャックユニットは、前記ねじ締め工具を挿通自在なチャック本体と、このチャック本体の先端に開閉自在に配置され前記ねじを保持可能なチャック爪と、前記チャック本体に揺動自在に配置され前記ねじおよび圧縮エアを送通可能な揺動パイプと、揺動している前記揺動パイプの先端に配置されたストッパとを備えて成る。 The chuck unit includes a chuck body into which the screw tightening tool can be inserted, a chuck claw which is openable and closable at the tip of the chuck body and can hold the screw, and a chuck claw which is swingably disposed in the chuck body and which holds the screw. and a swinging pipe capable of transmitting compressed air, and a stopper disposed at the tip of the swinging pipe.
このように構成された従来のねじ締め機は、ねじ締め工具がチャック本体を通過する際、前記揺動パイプをストッパ側へ位置するように揺動させ、前記チャック爪に保持されていたねじを吸着してワークにねじ締めを行っている。このように、ねじ締め工具が揺動パイプを揺動させている間に供給機から次のねじをエア圧送すれば当該ねじはストッパによって揺動している揺動パイプ内に留まらせることができる。やがて、ワークへのねじ締めを終えると、ねじ締め工具は元の高さ位置まで復帰するが、このとき、揺動状態にあった揺動パイプはねじ締め工具との係合を解かれることでチャック爪に連通し元の位置まで揺動して復帰するので、先ほどまで揺動パイプ内に留められていたねじは、チャック爪へ移動し保持される。したがって、従来のねじ締め機は、ねじ締め工具の復帰後、即座に次のねじ締め作業を行え、ねじ締め時間を短縮できるという特徴がある。 In the conventional screw tightening machine configured in this way, when the screw tightening tool passes through the chuck body, the swing pipe is swung toward the stopper side, and the screw held by the chuck claw is removed. Screws are tightened to the workpiece by adsorption. In this way, while the screw tightening tool is swinging the swinging pipe, if the feeder supplies the next screw with air pressure, the screw can be kept in the swinging pipe by the stopper. . Eventually, when the screw tightening to the workpiece is completed, the screw tightening tool will return to its original height position, but at this time, the swinging pipe that was in the swinging state will be disengaged from the screw tightening tool, causing the screw tightening tool to return to its original height position. Since it communicates with the chuck jaw and swings back to its original position, the screw that was previously held in the swing pipe moves to the chuck jaw and is held there. Therefore, the conventional screw tightening machine is characterized in that the next screw tightening operation can be performed immediately after the screw tightening tool returns, and the screw tightening time can be shortened.
しかしながら、従来のねじ締め機は、ストッパ側に揺動パイプを揺動させているタイミングで次のねじをエア圧送しているので、供給機からホースを介して通過する圧縮エアをストッパと揺動パイプとの間から噴出させるという問題があった。よって、ワーク周辺に圧縮エアをまき散らすことになり、小さな塵などをワークに付着させ易いという問題があった。 However, with conventional screw tightening machines, air is fed to the next screw at the same time as the swinging pipe is swinging toward the stopper, so the compressed air that passes through the hose from the feeder is used to swing the swinging pipe toward the stopper. There was a problem with the water ejecting from between the pipes. Therefore, compressed air is scattered around the workpiece, and there is a problem in that small dust and the like tend to adhere to the workpiece.
本発明は、ねじを圧縮エアによって圧送する供給機と、この供給機から排出された前記ねじを一時的に保持可能なチャックユニットと、前記ねじに係合可能なねじ締め工具とを備えて成るねじ締め機において、前記チャックユニットは、前記ねじ締め工具を挿通自在なチャック本体と、このチャック本体の先端に開閉自在に配置され前記ねじを保持可能なチャック爪と、前記チャック本体に揺動自在に配置され前記ねじを送通可能な揺動パイプと、前記チャックユニットへ供給された前記圧縮エアを吸引するエア回収ユニットとを備えて成り、前記揺動パイプは、揺動することでこれとチャック爪とを連通状態から非連通状態へ切り換られるよう構成されており、前記エア回収ユニットは、前記非連通状態の揺動パイプから排出される前記圧縮エアを吸引するよう構成したことを特徴とする。なお、前記チャックユニットは、揺動している前記揺動パイプの先端に配置されたストッパと、揺動状態の揺動パイプおよび前記ストッパの隙間を通過した前記圧縮エアを外部へ飛散させないよう配設したカバー部材とを備えて成り、前記エア回収ユニットに接続されて成ることが望ましい。また、前記カバー部材は、前記チャック爪の先端よりもワーク上面から離れた高さ位置に配置されていることが望ましい。 The present invention includes a feeder that feeds screws under pressure using compressed air, a chuck unit that can temporarily hold the screws discharged from the feeder, and a screw tightening tool that can engage the screws. In the screw tightening machine, the chuck unit includes a chuck body into which the screw tightening tool can be inserted, a chuck claw which is openable and closable at the tip of the chuck body and can hold the screw, and a chuck claw which can freely swing on the chuck body. and an air recovery unit that sucks the compressed air supplied to the chuck unit. The compressed air is configured to be switched from a communicating state to a non-communicating state with the chuck claw, and the air recovery unit is configured to suck the compressed air discharged from the swing pipe in the non-communicating state. shall be. The chuck unit is arranged to prevent the compressed air passing through a gap between a stopper disposed at the tip of the swinging pipe and the stopper from scattering to the outside. It is preferable that the air recovery unit is connected to the air recovery unit. Further, it is preferable that the cover member is disposed at a height farther from the upper surface of the workpiece than the tip of the chuck claw.
本発明に係るねじ締め機は、揺動パイプの揺動によりチャック爪と供給機とが非連通状態となる。この非連通状態となっているとき供給機から排出される圧縮エアをエア回収ユニットにより吸引し回収できるので、圧縮エアとともに放出されていた小さな塵などもエア回収ユニットにより回収できるという利点がある。したがって、ねじ締め作業中にワークを汚し難く、半導体や電子機器など所謂コンタミを嫌うワークのねじ締めに対応できる。また、本発明に係るねじ締め機は、前述の非連通状態となった前記揺動パイプの先端にストッパを配置しているので、揺動パイプが揺動しているねじ締め中に次のねじをチャックユニットへ供給することができる。これにより、ねじ締め中にねじを圧送し終えることができるため、ねじ締め時間を短縮しながらも圧縮エアをワークの周辺にまき散らし難いという利点もある。さらに、本発明に係るねじ締め機は、前記カバー部材をワーク面から最も近い位置に配置されないようチャック爪の位置よりも高い高さ位置に設定している。これにより、カバー部材とエア回収ユニットとを接続する接続部材などがねじ締め作業中にワークと干渉し難いという利点もある。しかも、このカバー部材およびストッパを備えた本発明のねじ締め機は、揺動パイプから漏れ出す圧縮エアをカバー部材およびストッパの内面側に保留できるので、前記エア回収ユニットのエア回収能力を高めることで外部への圧縮エアの飛散を防止し易いという利点もある。 In the screw tightening machine according to the present invention, the chuck claw and the feeder are out of communication with each other due to the swinging of the swinging pipe. Since the compressed air discharged from the supply machine during this non-communicating state can be sucked and recovered by the air recovery unit, there is an advantage that small dust etc. released with the compressed air can also be recovered by the air recovery unit. Therefore, it is difficult to contaminate the workpiece during screw tightening work, and it can be used for screw tightening of so-called contamination-resistant workpieces such as semiconductors and electronic devices. Further, in the screw tightening machine according to the present invention, since a stopper is arranged at the tip of the swinging pipe that is in the non-communicating state, the next screw is tightened while the swinging pipe is swinging. can be supplied to the chuck unit. This allows the screw to be force-fed while it is being tightened, which has the advantage of shortening the screw tightening time and making it difficult for compressed air to spread around the workpiece. Further, in the screw tightening machine according to the present invention, the cover member is set at a height higher than the position of the chuck claw so that the cover member is not disposed at a position closest to the work surface. This also has the advantage that the connection member that connects the cover member and the air recovery unit is unlikely to interfere with the workpiece during screw tightening work. Furthermore, the screw tightening machine of the present invention equipped with this cover member and stopper can retain compressed air leaking from the swing pipe on the inner surface of the cover member and stopper, thereby increasing the air recovery ability of the air recovery unit. Another advantage is that it is easy to prevent compressed air from scattering to the outside.
本発明に係るねじ締め機1は、図1および図2に示すように、ねじSを圧縮エアによって前方へ圧送する供給機Fと、この供給機Fから排出された前記ねじを一時的に保持可能なチャックユニット10と、前記ねじSに係合可能なねじ締め工具20と、前記チャックユニット10へ供給された前記圧縮エアを吸引するエア回収ユニットVとを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
前記供給機Fは、予め多数貯留したねじSをすくい上げて前方へ整列搬送し、チャックユニット10に接続されているホースH内へ当該ねじSを1本ずつ供給可能に構成されている。また、この供給機Fは、ホースH内に圧縮エアを噴射するよう構成されており、ホースH内に留まっていたねじSを圧縮エアによって前記チャックユニット10内へ搬送可能に構成されている。
The feeder F is configured to be able to scoop up a large number of screws S stored in advance, carry them forward in alignment, and feed the screws S one by one into a hose H connected to the
前記ホースHは、その内径がねじSの頭部よりも若干大きい寸法に設定されている。また、ねじSは、ホースHを通過中にその頭部と軸部とを逆にして向きが変わるような回転をしないよう頭部径に見合う軸部長さに予め設定されている。 The hose H has an inner diameter slightly larger than the head of the screw S. Further, the screw S is preset to have a shaft length corresponding to the diameter of the head so that the screw S does not rotate in such a way that the head and shaft are reversed while passing through the hose H.
前記ねじ締め工具20は、回転駆動するビット回転モータMに接続されたビットBと、このビットBを常時は内包して成るスクリューガイド21とを備えて成る。前記ビットBは、ねじSに係合可能な先端形状に成形され成る。また、ねじ締め工具20は、ワークWへ向かって接近する方向へ往復移動する往復移動手段(図示せず)に接続されており、スクリューガイド21の先端からエアを吸引してスクリューガイド21内にねじSを吸着保持可能にするねじ吸着手段Zと接続されて成る。
The
前記スクリューガイド21は、図示しないクッションばねにより常時は軸方向へ付勢されており、ビットBに対して相対移動可能に構成されている。また、前記ビットBは、図2に示すように常時はスクリューガイド21の先端から所定距離だけ奥方に位置しており、スクリューガイド21へ吸引されたねじSが当該スクリューガイド21から突出しないよう予め寸法設定されている。
The
前記チャックユニット10は、前記スクリューガイド21を挿通自在なチャック本体11と、このチャック本体11の先端に開閉自在に配され前記ねじSを吊り下げて一時的に保持可能なチャック爪12と、チャック本体11に揺動自在に配され、ねじSおよび圧縮エアを送通可能な揺動パイプ13と、前記供給機Fからチャックユニット10へ供給された圧縮エアをチャックユニット10の外部に漏れ出ないよう吸引し回収するエア回収ユニットVとを備える。また、前記チャックユニット10は、揺動している揺動パイプ13の先端に配置されたストッパ18と、揺動状態の揺動パイプ13および前記ストッパ18の隙間を通過した前記圧縮エアを外部へ飛散させないよう配設したカバー部材19とを備えて成る。
The
前記チャック本体11は、前記スクリューガイド21をガイドしつつ挿通可能にする挿通穴11aを備えている。また、チャック本体11は、その一端側に配置され前記挿通穴11aを常時は塞ぐように配置された揺動パイプ13および当該揺動パイプ13からねじSを受け取り可能な一対のチャック爪12(12)をそれぞれ揺動または開閉自在に取り付けて成る。さらに、このチャック本体11は、ワークWの上方を移動可能とする多関節ロボット(図示しない)などに取り付けられており、当該多関節ロボットから張り出すよう配置されたベース部材6に固定されている。
The chuck
前記チャック爪12は、前記ねじSを通過可能かつねじ締め工具20の先端部を通過可能な大径溝12aと、この大径溝12aから溝深さを漸減させてねじSの軸部を通過可能に縮径させた小径溝12bとを備えて成り、図示しないチャック爪ばねにより常時は互いに閉じる方向へ付勢されて成る。この閉じた状態の一対のチャック爪12(12)は、ねじSの軸部を向かい合う小径溝12b(12b)によりガイドしつつ当該ねじSの頭部を吊り下げるように保持することができる。
The
前記揺動パイプ13は、前記挿通穴11aに対して傾斜するよう配置され、前記チャック本体11に取り付けられたホース接手14に揺動自在に支持されて成る。また、この揺動パイプ13は、ここに通過させるねじSの頭部直径よりも若干大きい通過穴13aを備えており、図1に示す揺動パイプ13の揺動中心Xよりもチャック爪12側に配置された揺動パイプばね17によって常時付勢されて成る。
The
これにより、揺動パイプ13は、常時は図2に示すように閉じたチャック爪12(12)と連通状態となっている。なお、図1に示す状態は、図2の状態とは異なっており、揺動パイプ13が揺動していないため、閉じたチャック爪12(12)と非連通状態となっている。
As a result, the
また、前記揺動パイプばね17は、チャック本体11に固定されたホルダ16に配置されており、前記ホルダ16は、揺動する揺動パイプ13の外周面に干渉しないよう切り欠き部を備えている。また、前記ホース接手14は、前記ホースHを差し込み可能な差し込み口14aと、この差し込み口14aから径を絞りホースHから排出されたねじSを前記揺動パイプ13へ案内する案内経路14bとを備える。このホース接手14の外周には、おねじが成形されており、このおねじは、ホース接手14に差し込まれたホースHが外れないようにするキャップ15に螺合するよう構成されている。
Further, the
前記ストッパ18は、図1に示すように前述の非連通状態となる揺動パイプ13が揺動状態にある場合、揺動パイプ13内のねじSを排出させないように前記通過穴13aを塞ぐように配置されており、前記チャック爪12(12)の上方に固定配置されている。
The
前記カバー部材19は、コの字形に曲げ加工された板材19aと、この板材19aに溶接された配管接続部19bとを備えて成り、前記ストッパ18およびホルダ16を結ぶように配置されている。このように、カバー部材19は、ストッパ18およびホルダ16を囲うように配置されているので、非連通状態となった揺動パイプ13の通過穴13aから排出される圧縮エアを板材19aの内側に位置する空間Gに留め易い。また、前記カバー部材19は、閉じた状態のチャック爪12(12)の先端よりもワークWの上面Wbから軸方向に離れるように配置されており、チャック爪12よりも下方の空間へ張り出すことが無いように設置されている。これにより、前記チャック爪12よりも下方に位置するワークWにチャックユニット10が干渉し難い。
The
前記エア回収ユニットVは、これが作動することでエアを吸引するよう構成されている。また、このエア回収ユニットVは、図示しないエア配管の一端を接続する一方、当該エア配管の他端を前記カバー部材19に接続して成る。これにより、エア回収ユニットVは、前記揺動パイプ13の一端から前記板材19aの内側に位置する空間Gへ流出する圧縮エアを吸引することができるので、圧縮エアの通過経路に存在する小さな塵などもエア回収ユニットV内に取り込むことができる。よって、ワークWへ所謂コンタミを付着させ難い。
The air recovery unit V is configured to suck air when activated. Further, this air recovery unit V is configured by connecting one end of an air pipe (not shown) and connecting the other end of the air pipe to the
このように構成された本発明に係るねじ締め機1の作用について図1および図2に基づいて説明する。まず、図2に示すように、前記ねじ締め工具20が揺動パイプ13に当接しない待機位置に留まっており、閉じた状態のチャック爪12(12)にねじSが保持されている。この状態であればねじ締め作業を行えるので、前記多関節ロボットは、チャックユニット10をワークWの締付ポイントであるめねじWaの上空へ移動して図2に示す状態となりその姿勢を維持する。
The operation of the
これを受けて前記ねじ吸着手段Z、ビット回転モータM、前記往復移動手段は、それぞれ作動するので、ビットBが所定の回転速度で回転駆動するとともに、当該ビットBおよびスクリューガイド21がワークWへ向かって接近するよう下降する。これにより、スクリューガイド21は、チャック本体11の挿通穴11aを通過して揺動パイプ13に接触する。この接触後もスクリューガイド21は、往復移動手段によりビットBとともに下降するので、揺動パイプ13が前記揺動中心Xを起点にして徐々に揺動し始める。
In response to this, the screw suction means Z, the bit rotation motor M, and the reciprocating means are operated, so that the bit B is rotated at a predetermined rotational speed, and the bit B and the
前記揺動パイプ13は、図1に示すように下降するスクリューガイド21の外周と接触して前記ストッパ18の位置まで揺動すれば、その通過穴13aが当該ストッパ18によって僅かな隙間を空けてチャック爪12と非連通状態になる。
As shown in FIG. 1, when the
このように、揺動パイプ13がストッパ18の位置まで揺動すれば、供給機Fおよびエア回収ユニットVが作動する。したがって、次のねじSは、前記ホースH、ホース接手14を順に通過して、揺動している揺動パイプ13まで供給される。このとき、揺動パイプ13の通過穴13aがストッパ18によって塞がれているので、次のねじSは、ストッパ18に当接し前記通過穴13a内に留まる。
In this way, when the
また、供給機Fは、次のねじSを揺動パイプ18へエア圧送する。これにより、前記圧縮エアは、図1に示す矢印Aの方向へ供給され通過穴13aとストッパ18との隙間から排出されて前記空間Gへ回り込む。この空間Gへ回り込んだ圧縮エアは、このとき作動しているエア回収ユニットVによって吸引されるので、ねじSのエア圧送による圧縮エアの外部への放出が低減される。
The feeder F also air-feeds the next screw S to the
なお、供給機Fは、圧縮エアの排出時間を予めタイマー設定されており、このタイマー設定値は、例えばホースHの長さに応じて適宜決定され確実にねじSがストッパ18へ届く条件となるように設定されている。また、前記供給機Fと同時に作動するエア回収ユニットVは、確実に圧縮エアを回収できるように前述の供給機Fのタイマー設定よりも若干長い時間作動するように設定されている。
Note that the supply device F has a timer set in advance for the discharge time of compressed air, and this timer setting value is appropriately determined depending on the length of the hose H, for example, and is a condition for ensuring that the screw S reaches the
ところで、下降するスクリューガイド21により前述した揺動パイプ13の揺動が始まれば、当該スクリューガイド21は、閉じた状態のチャック爪12の大径溝12aへ侵入する。このとき、スクリューガイド21は、その先端から前記ねじ吸着手段Zの作動によってエア吸引しているので、閉じた状態のチャック爪12内に保持されていたねじSがスクリューガイド21内に吸着保持される。
By the way, when the aforementioned swinging
引き続き下降するスクリューガイド21は、この内部にビットBおよび前記ねじSを保持しながらワークWへ接近し、閉じたチャック爪12(12)を押し広げてワークWの上面Wbに当接する。
The
このように、スクリューガイド21がワークWの上面Wbに当接すると、前記クッションばねが撓み、前記ビットBがスクリューガイド21の先端側へ向かって相対移動し始める。また、このとき、ビットBは、これに係合したねじSに回転を付与しているので、当該ねじSがめねじWbに螺合して所定のトルクにより締結される。
In this way, when the
ねじSの締結が完了すると、ビット回転モータMおよびねじ吸着手段Zがそれぞれ停止する一方、前記往復移動手段がスクリューガイド21およびビットBを図2に示す待機位置まで上昇させる。このスクリューガイド21の上昇によって揺動パイプ13は、撓んでいる揺動パイプばね17に押し戻され前記揺動中心Xを起点にして図2の状態へ復帰する。これにより、揺動パイプ13は、閉じた状態のチャック爪12と連通状態となるので、その通過穴13aに留められていた次のねじSは、閉じた状態のチャック爪12(12)へ受け渡される。
When the screw S is completely fastened, the bit rotating motor M and the screw suction means Z stop, while the reciprocating means raises the
本発明に係るねじ締め機1は、上述した圧縮エアの外部への放出のみならず、エア回収ユニットVが圧縮エアを吸引する構成のため、エア圧送されるねじSに付着していた塵などの付着物も当該エア回収ユニットVによって回収され易い。よって、清浄なねじSをワークWへ締結できるという利点もある。
The
1 … ねじ締め機
10 … チャックユニット
11 … チャック本体
12 … チャック爪
13 … 揺動パイプ
19 … カバー部材
20 … ねじ締め工具
21 … スクリューガイド
B … ビット回転モータ
F … 供給機
S … ねじ
V … エア回収ユニット
W … ワーク
1... Screw tightening
Claims (3)
前記チャックユニットは、前記ねじ締め工具を挿通自在なチャック本体と、このチャック本体の先端に開閉自在に配置され前記ねじを保持可能なチャック爪と、前記チャック本体に揺動自在に配置され前記ねじを送通可能な揺動パイプと、前記チャックユニットへ供給された前記圧縮エアを吸引するエア回収ユニットとを備えて成り、
前記揺動パイプは、揺動することでこれとチャック爪とを連通状態から非連通状態へ切り換られるよう構成されており、
前記エア回収ユニットは、前記非連通状態の揺動パイプから排出される前記圧縮エアを吸引するよう構成したことを特徴とするねじ締め機。 A screw tightening machine comprising: a feeder for feeding screws by compressed air; a chuck unit capable of temporarily holding the screws discharged from the feeder; and a screw tightening tool capable of engaging the screws. ,
The chuck unit includes a chuck body into which the screw tightening tool can be inserted, a chuck claw which is openable and closable at the tip of the chuck body and can hold the screw, and a chuck claw which is swingably disposed in the chuck body and which holds the screw. and an air recovery unit that sucks the compressed air supplied to the chuck unit,
The swing pipe is configured to switch the swing pipe and the chuck claw from a communicating state to a non-communicating state by swinging,
The screw tightening machine characterized in that the air recovery unit is configured to suck the compressed air discharged from the non-communicating swing pipe.
前記カバー部材は、前記エア回収ユニットに接続されて成ることを特徴とする請求項1に記載のねじ締め機。 The chuck unit includes a stopper disposed at the tip of the swinging pipe, and is arranged so as to prevent the compressed air passing through a gap between the swinging pipe in the swinging state and the stopper from scattering to the outside. and a cover member;
The screw tightening machine according to claim 1, wherein the cover member is connected to the air recovery unit.
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2020
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