JPH01246026A - ねじ部材の締付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ねじ部材を自動的に設定トルクでワークに
締付ける場合に用いて好適な締付は装置に関するもので
ある。

（従来の技術）　“ ねじ部材を設定トルクでワークに締付ける場合としては
、例えば、第１１図（ａ）に示す、自動車のパワーステ
アリング用ギヤアッセンブリを生産する場合がある。

このギヤアッセンブリは、ワークとしての、ラックピニ
オン式歯車機構とロークリバルブとを内蔵するギヤハウ
ジング１およびそれと一体的に結合されたパワーシリン
ダ２と、それらギヤハウジング１およびパワーシリンダ
２を接続する油圧回路を構成する、曲げ加工されたパイ
プ３とを具えてなり、かかるギヤアッセンブリを生産す
る場合に、従来は、ギヤアッセンブリが用いられる車種
や車体仕様に応じて異なる製品仕様に基づき、パイプ３
をあらかじめ曲げ加工するとともにその両端部に第１１
図（ｂ）に示すようにフレヤ加工を施して、ねじ部材と
してのフレヤナット３ａを設けておき、製品仕様を指定
して生産指示があると、その製品仕様に基づ（ギヤハウ
ジング１とパワーシリンダ２とを結合した後、その製品
仕様に対応するパイプ３を、人手により、上記ハウジン
グ１およびパワーシリンダ２に対して所定位置に配置し
てから、そのフレヤナット３ａを設定締付はトルクで締
付けるという手順でパイプ３の組付けを行っていた。

そしてそのフレヤナット３ａの締付けに際しては、人手
により、先ず、パイプ３への挿入を可能とすべく六角の
一辺を開口させたソケットをエアモータで駆動するオー
プンエンドエアレンチを操作して、上記設定締付はトル
クより低い仮締付はトルクでフレヤナット３ａの仮締付
けを行い、次いでそのソケットをフレヤナット３ａから
取外してから、フレヤナットの六角部の向きを目視によ
り確認し、その向きにトルクレンチのヘッドの向きを一
敗させることによりそのヘッドをフレヤナット３ａに掛
合させ、しかる後、トルクレンチを回動させてフレヤナ
ット３ａを設定締付はトルクまで締付けるという工程を
行っていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上述の如き人手によるフレヤナット３ａの
締付けでは、パイプ３の組付けを短時間で行うのは極め
て困難であるため、生産性を充分向上させ得ないとう問
題があり、この問題の解決のため、本出願人は先ずオー
プンエンドエアレンチの締付はトルクの高精度化を図る
とともにそのオープンエンドエアレンチチをロボットに
持たせた自動締付は装置を検討したが、トルク精度向上
のために不可欠の、ソケットおよびその駆動機構の剛性
確保が極めて困難であることが判明し、次いで、通常の
オープンエンドエアレンチとトルクレンチとをロボット
に持たせた、仮締付は本締付けの二段階の締付けを行う
自動締付は装置を検討したが、この装置では、トルクレ
ンチと、仮締付は後のフレヤナット３ａとを掛合させる
ため、仮締付は後のフレヤナット３ａの六角部の向きを
高精度に検出する必要があり、この検出は、ワークに対
するフレヤナット３ａの締付は位置等の関係で、画像処
理等によっても困難な場合があった。

この発明はかかる課題を有利に解決した装置を提供する
ものである。

（課題を解決するための手段） この発明のねじ部材の締付は装置は、 ねじ部材に対し掛合可能な仮締付は部材と、前記仮締付
は部材を前記ねじ部材に対し掛脱させる仮締付は部材掛
脱手段と、 前記仮締付は部材を前記ねじ部材との掛合状態下で締付
は方向へ回転させて前記ねじ部材を設定締付はトルクよ
り低い仮締付はトルクで締付けるとともに、前記仮締付
は部材を前記ねじ部材との非掛合状態下で反締付は方向
へ回転させる仮締付は部材回転手段と、 前記仮締付は手段の、前記仮締付はトルクでの締付は終
了位置から所定戻り位置までの反締付は方向への戻り回
転量を検出する戻り回転量検出手段と、 ねじ部材に対し掛合可能な本締付は部材と、前記戻り回
転量に基づき、前記本締付は部材を前記仮締付はトルク
で締付けられた前記ねじ部材に対しそれと掛合可能な位
置に配置してそのねじ部材に掛合させるとともに、前記
本締付は部材を前記ねじ部材から離脱させる本締付は部
材掛脱手段と、 前記本締付は部材を前記ねじ部材との掛合状態下で締付
は方向へ回転させて前記ねじ部材を前記設定締付はトル
クで締付ける本締付は部材回転手段とを具えてなる。

（作　用） かかる装置にあっては、先ず、仮締付は部材掛脱手段が
、仮締付は部材をねじ部材に掛合させ、次いで、仮締付
は部材回転手段がその仮締付は部材、ひいてはねじ部材
を締付は方向へ回転させてこのねじ部材を設定トルクよ
り低い仮締付はトルクでワークに締付け、その後仮締付
は部材は掛脱手段が仮締付は部材をねじ部材から離脱さ
せてから、仮締付は部材回転手段が仮締付は部材を所定
戻り位置まで反締付は方向へ戻り回転させ、この戻り回
転の回転量を戻り回転量検出手段が検出する。

しかる後、本締付は部材掛脱手段が、充分な剛性を有す
る本締付は部材を、上記戻り回転量から求めた仮締付は
終了後のねじ部材の向きに基づき、そのねじ部材と掛合
可能な位置に配置してそのねじ部材に掛合させ、次いで
、本締付は部材回転手段がその本締付は部材、ひいては
ねじ部材をさらに締付は方向へ回転させてそのねじ部材
を設定締付はトルクでワークに締付ける。

従ってこの装置によれば、戻り回転量検出手段を用いた
構成により仮締付は後のねじ部材の向きを検出して、ね
じ部材の二段階の自動締付けを行うので、仮締付は部材
および本締付は部材をねじ部材に掛合させ得る位置であ
ればワークのどんな位置においてもねじ部材を自動的か
つ高精度に締付けることができ、ひいては、その締付は
時間の短縮に伴ない生産性を大幅に向上させることがで
きる。

（実施例） 以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。

第１図は、この発明のねじ部材の締付は装置を、第１１
図に示すパワーステアリング用ギヤアッセンブリの生産
に適用した一実施例を示す斜視図であり、図中１１はコ
ンピュータ数値制′４Ｈ（ＣＮＣ）パイプベンダ、３１
はパイプセットロボット、そして５１は仮締付は部材掛
脱手段および本締付は部材掛脱手段としてのナツト締付
はロボットをそれぞれ示す。

ここにおけるＣＮＣパイプベンダ１１は、第２図（ａ）
。

（ｂ）に示すようにスライドテーブル１２を具えており
、このスライドテーブル１２上には、チャック１３を回
動可能に支持する移動台１４が設けられている。この移
動台１４は、チャック１３を回動させるひねりモータ１
５を具えるとともに、スライドテーブル１２に対する図
では左右方向への移動を案内され、さらに、スライドテ
ーブル１２の図では右端部に設けられた送りモータ１６
により駆動されて上記案内方向へ移動する。

スライドテーブル１２の図では左端部には、概略円盤状
をなし、その外周面に半円形断面の外周溝１７ａを存す
る曲げロール１７が設けられるとともに、曲げロール１
７に対し進退駆動され、その外周溝１７ａに対向する面
に半円形断面の溝を有するクランプ１８が設けられてお
り、これら曲げロール１７およびクランプ１８は、図示
しない曲げ駆動機構により駆動されて、曲げロール１７
の中心軸線まわりに回動する。

またスライドテーブル１２の左端部には、これも曲げロ
ール１７の外周溝１７ａに対向する面に半円形断面の溝
を有する圧力型１９が設けられており、この圧力型１９
は、スライドテーブル１２に対する図では左右方向への
移動を案内されるとともに、曲げロール１７に対し進退
駆動される。

このＣＮＣパイプベンダ１１はさらに、第１図に示すよ
うに、通常のマイクロコンピュータを有する制御装置２
０と、パイプローダ２１とを具えており、制御装置２０
は、あらかじめ入力された制御プログラムに基づき上述
した機構とパイプローダ２１との作動を制御する。

そして、パイプローダ２１は、あらかじめ、ギヤアッセ
ンブリの仕様に応じて四種類の長さに切断され、さらに
両端部にフレヤ加工を施されて、ねじ部材としてのフレ
ヤナット３ａを設けられた、直線状の複数本のパイプ３
を、同一長さのもの毎に保持する４段のシュート２２と
、そのシュート２２からパイプ３を受取って所定の受渡
し位置まで上昇させるチェーンコンベヤ２３と、シュー
ト２２からチェーンコンベヤ２３へ指示された長さのパ
イプ３を選択的にかつ一本づつ供給する図示しないスト
ッパ機構と、上記受渡し位置にてパイプ３を挟持し、反
転してスライドテーブル１２の上方の所定供給位置にそ
のパイプ３を配置、保持するハンド２４とを具える。

かかるＣＮＣパイプベンダ１１にあっては、制御装置２
０に、ギヤアッセンブリの仕様を指定してパイプ３の曲
げ加工を指示すると、先ず、パイプローダ２１のストッ
パ機構がその仕様に対応する長さの直線状のパイプ３を
シュート２２からチェーンコンベヤ２３へ供給し、チェ
ーンコンベヤ２３がそのパイプ３をハンド２４に受渡し
、ハンド２４がそのパイプ３をスライドテーブル１２の
上方の所定供給位置にて保持する。

次いでチャック１３が、曲げロール１７への接近方向へ
移動してそのパイプ３の一端部を把持してからさらに、
パイプ３の曲げ加工位置の端部が曲げロール１７とクラ
ンプ１８との間に位置するまで引続き移動する。

そしてその後、クランプ１８が曲げロール１７へ向って
前進してその溝と曲げロール１７の外周溝１７ａとの間
にパイプ３を挟持するとともに圧力型１９が曲げロール
１７へ向って前進してその溝でパイプ３を曲げの半径方
向外側から支持し、その状態で曲げロール１７とクラン
プ１８とが、曲げロール１７へ向うチャック１３の自由
な移動を伴いながら回動し、この間圧力型１９がパイプ
３を曲げロール１７の外周溝１７ａ内に保持することに
て、パイプ３に所定角度の曲げ加工を施す。

しかる後、クランプ１８と圧力型１９とが一旦後退し、
曲げロール１７とクランプ１８とが元の位置まで逆方向
へ回動してから、パイプ３の次の曲げ加工位置の端部が
曲げロール１７とクランプ１日との間に位置するまでチ
ャック１３が再び前進し、この間所要に応じチャック１
３が回動してパイプ３の曲げ方向にひねりが加えられ、
その後上述の曲げ加工動作が再び行われる。

上記手順を繰返し行うことによりここでは、パイプ３の
複数位置に所定の曲げ加工を施して所定形状をもたらす
ことができる。

またここにおけるパイプセットロボット３１は、先に述
べたワークとしてのギヤハウジング１とパワーシリンダ
２とを一体的に結合する図示しない作業ステーションか
ら、それら結合されたギヤハウジング１およびパワーシ
リンダ２を位置決め状態で載置されたパレット４１をＣ
ＮＣパイプベンダ１１の近くまで搬送して来るコンベヤ
４２と、ＣＮＣパイプベンダ１１との間に設置されてお
り、またこのパイプセットロボット３１は、第３図（ａ
）、［有］）に示す如きハンド３２を有する。

このハンド３２は、内蔵するエアシリンダにより一二個
の爪３３を互いの接近および離間方向へ平行移動させて
、それらの爪３３にそれぞれ取付けられたフィンガ３４
を開閉することができ、これによって、パイプ３をそれ
らのフィンガ３４の間に挟持し、および開放することが
できる。

パイプセットロボット３１は図示しない制御装置により
作動を制御されて、上記ハンド３２により、ＣＮＣパイ
プベンダ１１が曲げ加工したパイプ３を挟持し、チャッ
ク１３がパイプ２２を開放して原位置に復帰した後その
パイプ３を移動させて、コンベヤ４２により所定位置ま
で搬送されて来て図示しないストッパの作動によりそこ
に固定されているパレット４１上のギヤハウジング１お
よびパワーシリンダ２に対し所定位置にそのパイプ３を
配置することができる。

そして、ここにおけるナツト締付はロボッ）５１は、コ
ンベヤ４２を挟んでバイブセットロボット３１と対抗す
る位置に設置されており、またこのナツト締付はロボッ
ト５１は、ハンドとして、第４図（ａ）。

（ｂ）に示す如きコ字状のブラケット５２を有する。

このブラケット５２には、四本のガイド軸５３とそのガ
イド軸５３に嵌合するボール循環式のブツシュ５４とを
介し挟持部材５５が図では上下方向へ移動可能に支持さ
れており、挟持部材５５は、それとブラケット５２との
間に介挿されたスプリング５６により常時、図では下方
へ付勢されている。

すなわち、これらガイド軸５３、ブツシュ５４およびス
プリング５６はエコライズ機構を構成する。

挟持部材５５はまた、仮締付は部材回転手段としてのオ
ープンエンドエアレンチ６１と、本締付は部材回転手段
としてのトルクレンチ８１とを互いに逆方向へ向けて挟
持しており、ここにおけるオープンエンドエアレンチ６
１は、第５図（ａ）、　（ｂ）に示すように、両方向へ
回転可能な減速機付きエアモータ６２の出力軸６２ａに
結合された傘歯車６３に、その傘歯車６３と直角に配置
された傘歯車６４が噛合し、その傘歯車６４に一体的に
結合された歯車６５に、四個の歯車６６〜６９を介し、
仮締付は部材としてのソケッ）７０の周囲に設けられた
歯車７０ａが駆動結合された構成を有するものであり、
ソケット７０は、ソケットレンチ用ソケットと同様の六
角部７０ｂおよび底壁７０ｃを有するとともに、側方か
ら中心部へのパイプ３の挿入およびそこからの取出しを
許容すべく、六角部７０ｂの一辺に開口部７０ｄを有す
る。

またこのオープンエンドエアレンチ６１は、ナツト締付
は方向と逆の方向へのソケット７０の回転（逆転）時に
歯車６８を掛止して開口部７０ｄが前方（図では左方）
へ向く位置でソケット７０を停止させるラチェット７１
と、傘歯車６４の回転角度、ひいてはソケット７０の回
転角度を検出する、戻り回転検出手段としてのロークリ
エンコーダ７２とを具える。

かかるオープンエンドエアレンチ６１にあっては、エア
モータ６２の一方のボートにエア圧を供給し、出力軸６
２をその正面から見て時計方向へ回転させると、その回
転が歯車６３〜６９を介してソケット７０に伝達され、
ソケット７０がナツト締付は方向すなわち正転方向（第
５図（ｂ）では反時計方向）へエア圧に応じたトルクで
連続的に回転する。また、エアモータ６２の他方のボー
トにエア圧を供給し、出力軸６２を上記と逆方向へ回転
させると、ソケット７０は上記と逆方向すなわち逆転方
向へ回転するが、歯車６７と７０ａとは同一のものとさ
れており、これによって、ソケット７０は逆転時には一
回転以内に、ラチェット７１が歯車６７を掛止すること
により開口部７Ｑｄを前方へ向けて停止する。

一方、トルクレンチ８１は、第６図に示すように、充分
な剛性を有するチューブ８２の一端部（図では左端部）
に、本締付は部材としての、互いに平行な二面８３ａを
有する片スパナと同様の形状の充分な剛性を与えられた
ヘッド８３の中間部がヘッドピン８４を介して枢支され
、ヘッド８３の、チューブ８２内に位置する端部が、チ
ューブ８２の軸線方向に対し傾斜するよう配置されたリ
ンク８５を介し、チューブ８２の軸線方向へ移動可能に
嵌入されたスラスタ８６の一端部（図では左端部）に連
結され、このスラスタ８６と、チューブ８２に位置調整
可能に螺着されたスラストリング８７との間にスプリン
グ８８が介挿され、さらに、チューブ８２の外側面に、
ヘッド８３の所定量の回動を検知するリミットスイッチ
８９が設けられた構成を有するものであり、かかるトル
クレンチ８１にあっては、ナツトをヘッド８３の平行な
二面８３ａ間に嵌合わせてナツトの中心軸線まわりにチ
ューブ８２を回動させることにより、ヘッド８３にヘッ
ドピン８４を中心とするモーメントが加わると、リンク
８５からスラスタ８６へ押圧力が加わり、その押圧力が
スプリング８８にあらかじめ与えられた予圧力を越える
と、ヘッド８３がへラドピン８４を中心に回動してリミ
ットスイッチ８９を作動させる。

従ってこのトルクレンチ８１によればナツト締付はトル
クが設定締付はトルクを越えたことをリミットスイッチ
８９の出力信号により検知することができる。尚、設定
締付はトルクは、スラストリング８７の位置を調整して
スプリング８８の予圧力を変更することにより任意に設
定可能である。

上述したハンド３２のエアシリンダとオープンエンドエ
アレンチ６１とへのエア圧の供給は、第７図に示すエア
圧回路が行う。

このエア圧回路は、圧力源９１からの通路を減圧弁９２
を介して通路９３および９４に分岐させ、その−方の通
路９２を、ハンド開閉用の５ボ一ト３位置の電磁式切換
弁９５を介しハンド３２の複動式エアシリンダの両気室
へ接続するとともに、他方の通路９３を、オープンエン
ドエアレンチ６１の作動・停止選択用の５ボ一ト２位置
の電磁式切換弁９６と正転・逆転切換用の５ポ一ト３位
置の電磁式切換弁９７とを介して二つの通路９８．９９
に接続し、その一方の正転側通路９８を、低速・高速切
換用の５ボ一ト２位置の電磁式切換弁１００を介しさら
に二つの通路１０１、１０２に接続して、その一方の高
速側通路１０１を逆止弁１０３を介し、また他方の低速
側通路１０２を減圧弁１０４および絞り弁１０５を介し
それぞれオープンエンドエアレンチ６１のエアモータ６
２の正転側ボートへ接続し、他方の逆転側通路９９は減
圧弁１０６および絞り弁１０７を介しエアモータ６２の
逆転側ボートへ接続する。

かかるエア圧回路にあっては、減圧弁９２により圧力源
９１のエア圧が調圧され、設定締付はトルクより低い所
定の仮締付はトルクをもたらす元圧として通路９３．９
４へもたらされ、電磁式切換弁９５を作動させるとその
元圧が通路９３からハンド３２の複動形エアシリンダの
いずれか一方の気室へ選択的に供給されてフィンガ３４
が開閉される。また、電磁式切換弁９６を作動させると
上記元圧の、通路９４から電磁式切換弁９７への供給ま
たは停止が選択されて後述の如くエアモータ６２へ導か
れるエア圧の供給または停止、ひいてはオープンエンド
レンチ６１の作動または停止が選択され、さらに、電磁
式切換弁９７を作動させると、電磁式切換弁９６を経た
元圧が正転側通路９８または逆転側通路９９へ選択的に
もたらされる。

そして正転側通路９８へ導かれた元圧はさらに、電磁式
切換弁１００の作動に基づき、高圧側通路１０１または
低圧側通路１０２へ選択的に導かれ、高圧側通路１０１
へ導かれた元圧は逆止弁１０３を経てそのままエアモー
タ６２の正転側ボートに達するのでエアモータ６２、ひ
いてはソケット７０を高速で正転させる一方、低圧側通
路１０２へ導かれた元圧は減圧弁１０４および絞り弁１
０５を経て減圧されてエアモータ６２の正転側ボートに
達するのでソケット７０を低速で正転させる。また逆転
側通路９９へ導かれた元圧は減圧弁１０６および絞り弁
１０７を介し減圧されてエアモータ６２の逆転側ポート
に達し、エアモータ６２、ひいてはソケット７０を低速
で逆転させる。

従ってここでは、電磁式切換弁９５の作動に基づきハン
ド３２の開閉動作を行わせるとこができるとともに、電
磁式切換弁９６．９７．１００の作動に基づき、オープ
ンエンドエアレンチ６１の作動を制御することができる
。

上述したナツト締付はロボット５１とオープンエンドエ
アレンチ６１との作動は、第８図に示すナツト締付はロ
ボット５１の制御装置１１１により制御される。

この制御装置１１１は、それぞれ通常のマイクロコンピ
ュータを有する中央処理基板１１２および動作演算基板
１１３と、デジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器を有す
る速度指令出力基板１１４と、信号入出力５板１１５．
１１６と、パルスカウンタ１１７と、位置・速度検出基
板１１８と、ドライバ１１９とを具えてなり、ここで、
中央処理基板１１２は、あらかじめ入力された制御プロ
グラムに基づき、ナツト締付はロボット５１のハンド部
の移動経路や移動速度を順次に動作演算基板１１３へ出
力するととにも、信号出力基板１１６を介しオープンエ
ンドエアレンチ６１の作動を制御するための信号を電磁
式切換弁９６．９７゜１００へ出力し、さらに、信号入
力基板１１５を介しトルクレンチ８１のリミットスイッ
チ８９からの信号を入力する。

またここで、動作演算基板１１３は、中央処理基板１１
２から与えられたハンド部の移動経路や移動速度を実現
するためのナツト締付はロボット５１の各関節の目標動
作位置および目標動作速度を演算して、その目標動作速
度を、速度指令出力基板１１４を介しアナログ信号とし
てドライバ１１９へ出力するとともに、そのドライバ１
１９が上記各関節を駆動するモータを作動させた結果と
しての各関節の実際の動作位置を位置・速度検出基板１
１８を介し人力して、その実際の動作位置が目標動作位
置となるようドライバ１１９への出力信号を制御し、さ
らに、中央処理基板１１２がオープンエンドエアレンチ
６１を作動させた結果としてのエンコーダ７２の出力信
号をパルスカウンタ１１７が計数した結果を入力して、
後述する方法によりナツト締付は終了時のナツトの角度
を演算し、その結果を中央処理基板１１２に与える。

尚、位置・速度検出基板１１８はまた、各関節の実際の
動作位置を微分して実際の動作速度を求め、その動作速
度が目標動作速度となるようそれをドライバ１１９ヘフ
イードバツクする機能も果す。

上述の如き構成を有する本実施例の装置は、第９図に示
す制御プログラムに従い、第１１図に示すパワーステア
リング用ギヤアッセンブリの生産における二本のパイプ
３の組付けを行う。

ここではギヤアッセンブリの生産指示があると先ず、第
９図中ステップ１２１で、組付けの停止命令が無く、組
付けを行うワークがあり、すなわちギヤハウジング１と
パワーシリンダ２との結合が行われ、さらにＣＮＣパイ
プベンダ１１が、チャック１３が原位置へ復帰した待機
状態にあることを確認して、それらの条件が満たされて
いれば、準備が完了したとしてステップ１２２へ進む。

ステップ１２２では、上記生産指示があったギヤアッセ
ンブリの仕様、すわなち、パイプ３の直管長さおよび曲
げ形状、ギヤハウジング１およびパワーシリンダ２に対
するパイプ３の位置等に応じ、ＣＮＣパイプベンダ１１
、パイプセットロボット３１およびナツト締付はロボッ
ト５１の制御プログラムをそれぞれ選択して指示する。

次いでここでは、上記指示された制御プログラムに従い
、ステップ１２３で、ＣＮＣパイプベンダ１１が、パイ
プローダ２１に所定長さの直線状パイプ３を四種類の長
さのものの中から選択的に供給させて、その直線状パイ
プ３を所定形状に曲げ加工する。

尚、この曲げ加工は、上記生産指示により選択されたギ
ヤハウジングエとパワーシリンダ２とが一体的に結合さ
れる間に並行して行われ、この間、パイプセットロボッ
ト３１およびナツト締付はロボット５１は、ステップ１
２４．１２５にて、パイプ３の曲げ加工と干渉しない曲
げ待機位置および、セットのために移動するパイプ３と
干渉しないセット待機位置でそれぞれ待機する。

そして、パイプ３の曲げ加工が終了するとステップ１２
６へ進んで、パイプセットロボット３１がハンド３２に
より、チャック１３が把持しているパイプ３を挟持し、
その後ステップ１２７．１２８にてチャック１３がパイ
プ３を解放して原位置へ復帰すると、ステップ１２９で
、パイプセットロボット３１が、その挟持しているパイ
プ３を、コンベヤ４２により搬送されて来るパレット４
１およびそこに載置されたギヤハウジング１、パワーシ
リンダ２と干渉しないセット待機位置へ移動させる。

パレット４１が所定位置に到着すると、ここではステッ
プ１３０へ進んで、パイプセットロボット３１がパイプ
３を、そのパレット４１上のギヤハウジング１およびパ
ワーシリンダ２の作動油人出ボートの雌ねじ部の中心軸
線にパイプ３の両端部のフレヤナット３ａの中心軸線が
整列し、かつそれらの雌ねじ部の入口端部にフレヤナッ
ト３ａがそれぞれ当接するように配置する。

しかる後、ステップ１３１および１３２でナツト締付は
ロボット５１がパワーシリンダ２例のフレヤナット３ａ
を先ずオープンエンドエアレンチ６１により仮締付けし
、次でそのフレヤナット３ａをトルクレンチ８１により
設定締付はトルクまで締付ける本締付けを行う。ここで
、仮締付けおよび本締付けは第１０図に示す制御プログ
ラムを実行することにて行う。

第１０図中ステップ１４１では、ソケット７０の開口部
７’Ｏｄを前方へ向けて、パイプ３の、ナツト３ａに近
い部分がソケット７０の中央に来るエアレンチ挿入手前
位置までオープンエンドエアレンチ６１を前方へ移動さ
せ、その位置への到着後ステップ１４２へ進み、エアレ
ンチ６１を低速で正転作動させる。

続くステップ１４３ではオープンエンドエアレンチ６１
をパワーシリンダ２へ向けて移動させてエコライズ機構
の補助下でソケット７０をフレアナツト３ａに挿入し、
その後ステップ１４４でエアレンチ６１の高速正転をス
タートさせ、そしてステップ１４５で、タイマによる計
時に基づき、元圧により設定した仮締付はトルクまで上
昇するに充分な一定時間エアレンチロ１でフレアナツト
３ａを仮締付けして、その先端を作動油人出ボートの底
部に、パイプ３の先端のフレア部を挟んで当接させる。

この仮締付けの後は、ステップ１４６で、オープンエン
ドエアレンチ６１をパワーシリンダ２から離間する方向
へ移動させてフレアナツト３ａからソケット７０を抜出
してから、ステップ１４７へ進んでエアレンチ６１を逆
転させる。この逆転は先に述べたようにソケット７０の
開口部７０ｄが前方へ向くまで１回転以内の範囲で行わ
れ、ナツト締付はロボット５１の制御装置１１１は、こ
の逆転の間、エアレンチ６１のロークリエンコーダ７２
が出力するパルス数を計数して、その結果に基づき、仮
締付は終了時の位置から開口部ｌｉｄが前方へ向く位置
までのソケット７０の回転角、ひいては、仮締付は終了
時のフレアナツト３ａの互いに並行な二面の角度（向き
）を演算する。

次のステップ１４８では、オープンエンドエアレンチ６
１を後退させてパイプ３からソケット７０を抜出した後
ブラケット５２を反転させ、パイプ３のナツト３ａに近
い部分がトルクレンチ８１のヘッド８３の互い平行な二
面８３ａの間の中央に来るトルクレンチ挿入待機位置ま
で、トルクレンチ８１を前進させる。制御装置１１１は
この前進の間、前のステップで演算したフレアナツト３
ａの角度にヘッド８３の二面８３ａの角度を合わせるた
めのトルクレンチ８１の挿入姿勢を演算し、次のステッ
プ１４９でトルクレンチ８１の姿勢をその挿入姿勢に変
更する。

その後は、ステップ１５０でトルクレンチ８１をパワー
シリンダ２へ向けて移動させてエコライズ機構の補助下
でハンド８３を、その二面８３ａ間にフレアナツト３ａ
が嵌合するようにフレアナツト３ａに挿入し、次いでス
テップ１５１でパイプ３を中心にト　　　−ルクレンチ
８１をナツト締付は方向へ回転させ、ステップ１５２で
、リミットスイッチ８９がらの信号に基づきナツト３ａ
の締付はトルクが設定締付はトルクに達して本締付けが
終了したと判断したら、ステップ１５３へ進んで、トル
クレンチ８１をパワーシリンダ２から離間する方向へ移
動させてヘッド８３をフレアナツト３ａから抜出し、そ
の後後退させてヘッド８３をさらにパイプ３がらも抜出
す。従ってナツト締付はロボット５１は、本締付は部材
回転手段としも機能する。

上述したステップ１４１〜１５３の実行によりパワーシ
リンダ２側のフレアナツト３ａの仮締付けおよび本締付
けを終了すると、ここでは、次にステップ１３３でギヤ
ハウジング５側のフレアナツト３ａの半締付けを行う。

この半締付けは、ステップ１４１〜１４５と同様の手順
で行うが、ステップ１４４．１４５での高速正転に変え
ての、タイマーの計時に基く短時間の低速正転により、
ナツト３ａの雄ねじ先端部と作動油人出ボートの雌ねじ
との嵌合の確保のみをもたらす。これは、バイブセット
ロボット３１のハンド３２により挟持されているパイプ
３に無理な変形を強いないための処置であり、続（ステ
ップ１３４にてパイプセットロボット３１がパイプ３を
解放した後、ここではステップ１３５および１３６で、
上述したステップ１４４〜１５３と同様の手順によりフ
レアナツト３ａの仮締付けおよび本締付けを行う。

上記パイプ３の解放の後、パイプセットロボット３１は
ステップ１３７へ進んで原位置へ復帰し、ナツト締付は
ロボット５１も上記本締付けの後はステップ１３８へ進
んで原位置へ復帰する。

この一方ここではステップ１３９にて、ＣＮＣバイブベ
ンダ１１によるパイプ３の曲げ加工が二本口のものであ
ったか否かを判断し、未だ一本しか曲げ加工をしていな
い場合には、上述のパイプ３のセットおよびフレアナツ
ト３ａの締付けによる組付けの間、ステップ１２３〜１
２８と同様にしてＣＮＣパイプベンダ１１に二本口のパ
イプ３の曲げ加工を行わせる。

そして、パイプセットロボット３１およびナシｌ−締付
はロボット５１が上述のパイプの組付けを終了したとき
も、ステップ１４０にてそのパイプ３が二本口のもので
あったか否かを判断して、未だ一本しか組付けていない
場合には、上述のステップ１２６〜１３８と同様にして
それらのロボ・ント３１．５１にＣＮＣバイブベンダ１
１が曲げ加工した二本口のパイプ３の組付けを行わせる
。

以上述べた手順により、この実施例の装置によれば、所
定仕様のギヤアッセンブリの生産指示に対応して、その
ギヤアッセンブリの仕様に基づき、ギヤハウジング１と
パワーシリンダ２との結合体に二本のパイプ３を組付け
ることができる。

しかもこの装置によれば、ロータリエンコーダ７２を用
いた構成により仮締付は後のフレヤナット３ａの向きを
検出して、フレヤナット３ａの二段階の自動締付けを行
うので、ソケット７ｏおよびハンド８３をフレヤナット
３ａに掛合させ得る位置であればワークのどんな位置に
おいてもフレヤナット３ａを自動的かつ高精度に締付け
ることができ、ひいては、その締付は時間の短縮に伴な
い、ギヤアッセンブリの生産性を大幅に向上させること
ができる。

尚、この発明は上述の例に限らず、例えば第１２図に示
すブレーキマスターシリンダアセンブリ４にフレヤナッ
ト５ａを締付けてパイプ５を組付ける場合や、他の種類
のねじ部材の締付けにも適用することができ、また、上
述の例では仮締付は部材と本締付は部材の掛脱手段をナ
ツト締付はロボット５１−台で構成したが各々別個に設
けても良く、このようにすれば、仮締付けと本締付けと
を同時に行い得てさらに生産性を向上させることができ
る。

（発明の効果） かくしてこの発明のねじ部材の締付は装置によれば、戻
り回転量検出手段を用いた構成により仮締付は後のねじ
部材の向きを検出して、ねじ部材の二段階の自動締付け
を行うので、仮締付は部材および本締付は部材をねじ部
材に掛合させ得る位置であればワークのどんな位置にお
いてもねじ部材を自動的かつ高精度に締付けることがで
き、ひいては、その締付は時間の短縮に伴ない生産性を
大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のねじ部材の締付は装置の一実施例を
示す斜視図、 第２図（ａ）および（ｂ）は上記実施例におけるＣＮＣ
バイブベンダを示す平面図および正面図、第３図（ａ）
および（ｂ）は上記実施例におけるパイプセットロボッ
トのハンドを一部断面にて示す正面図および側面図、 第４図（ａ）および（ｂ）は上記実施例におけるナツト
締付はロボットのハンド部を一部断面にて示す正面図お
よび側面図、 第５図（ａ）および（ｂ）は上記実施例におけるオープ
ンエンドエアレンチを示す縦断面図およびその半部横断
面を示す下面図、 第６図は上記実施例におけるトルクレンチを要部を断面
として示す正面図、 第７図は上記実施例におけるハンドとオープンエンドエ
アレンチの作動のためのエア圧回路を示す回路図、 第８図は上記実施例におけるナツト締付はロボットの制
御装置を示すブロック線図、 第９図および第１０図は上記実施例の装置が実行する制
御プログラムを示すフローチャート、第１１図および第
１２図はねじ部材の締付けを行う製品の例を示す斜視図
である。 ■・・・ギヤハウジング　　２・・・パワーシリンダ３
・・・バイブ　　　　　　３ａ・・・フレヤナット５１
・・・ナツト締付はロボット ６１・・・オープンエンドエアレンチ ７０・・・ソケット ７２・・・ロータリエンコーダ ８１・・・トルクレンチ　　　８３・・・ヘッド第３図 （ａ） （ｂ） 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ねじ部材（３ａ）に対し掛合可能な仮締付け部材（
   ７０）と、 前記仮締付け部材を前記ねじ部材に対して掛脱させる仮
   締付け部材掛脱手段（５１）と、前記仮締付け部材を前
   記ねじ部材との掛合状態下で締付け方向へ回転させて前
   記ねじ部材を設定締付けトルクより低い仮締付けトルク
   で締付けるとともに、前記仮締付け部材を前記ねじ部材
   との非掛合状態下で反締付け方向へ回転させる仮締付け
   部材回転手段（６１）と、 前記仮締付け手段の、前記仮締付けトルクでの締付け終
   了位置から所定戻り位置までの反締付け方向への戻り回
   転量を検出する戻り回転量検出手段（７２）と、 ねじ部材に対し掛合可能な本締付け部材（８３）と、 前記戻り回転量に基づき、前記本締付け部材を前記仮締
   付けトルクで締付けられた前記ねじ部材に対しそれと掛
   合可能な位置に配置してそのねじ部材に掛合させるとと
   もに、前記本締付け部材を前記ねじ部材から離脱させる
   本締付け部材掛脱手段（５１）と、 前記本締付け部材を前記ねじ部材との掛合状態下で締付
   け方向へ回転させて前記ねじ部材を前記設定締付けトル
   クで締付ける本締付け部材回転手段（５１、８１）とを
   具えてなる、ねじ部材の締付け装置。