JPH0125658B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はねじ及びボルト等のフアナス部品をワ
ークに締付ける機械で特に、一旦キヤツチヤに保
持されたフアスナ部品を吸着保持してワークの締
付け位置へ運び、このフアスナ部品をドライバー
ビツトでワークに締付ける機械において、ねじ締
め作業サイクルタイムを短縮するようにした吸引
式自動ねじ締め機に関する。

従来から一般に広く普及しているこの種のねじ
締め機は第１図及び第２図に示すようなものであ
り、この概略を説明すると、ベース１にはピスト
ンシリンダ２を固定した取付板３が固定され、こ
の取付板３にはピストンシリンダ２のピストンロ
ツド２ａにより動かされる支持部材４を移動自在
に案内するとともに先端にキヤツチヤ台５を介し
てキヤツチヤ９を固定した２本のガイド軸６，６
の後端が固定されている。支持部材４にはトルク
クラツチ（図示せず）を内蔵するモータ７が固定
してあり、このモータ７の回転はモータ７の駆動
軸７ａを介して連結されて前方へ伸びたドライブ
軸８に伝達される。このモータ７の先端にはモー
タの駆動軸７ａを覆う内筒１０が固定されてお
り、内筒１０はこれの外側を摺動する有底の外筒
１１が外挿されている。この外筒１１はこの底部
とモータ７との間に内蔵したばね１９により所定
量だけ前方へ常時付勢されている。

更に外筒１１の先端には前記キヤツチヤ９のガ
イド穴９ａ内を往復動自在に貫挿された保持筒１
３を螺結したガイドパイプ１４が固定してあり、
このパイプ１４の後端には前記保持筒１３の先端
からガイドパイプ１４を介してエアーを吸引する
吸引装置（図示せず）に連通する連結管１５が螺
結されている。更に前記ガイドパイプ１４には前
記ドライブ軸８が回転且つ往復動自在に遊挿され
ており、このドライブ軸８の先端にはドライバー
ビツト１２が連結されている。

このため、キヤツチヤ９内にねじ１６が供給さ
れた後、スタート信号が入ると、吸引装置が動作
してエアーを保持筒１３の先端から吸引を開始す
るとともにモータ７が回転し、同時にピストンシ
リンダ２が支持部材４に作用し、支持部材４、モ
ータ７、ガイドパイプ１４及び保持筒１３は一体
となつて前進し、キヤツチヤ９内のねじ１６を保
持筒１３内に頭部を後方にして吸着し、保持筒１
３はキヤツチヤ９を貫通してワーク（図示せず）
に当接する直前まで移動する。この間、キヤツチ
ヤ９は第１図に示すように、ねじ１６とドライバ
ービツト１２との間隔を保つたまま移動する。こ
のように保持筒１３の先端がワークに接近する位
置まで移動した後、第１のストツパ１７によりあ
らかじめ設定された位置において保持筒１３は停
止するが、ピストンシリンダ２は第２のストツパ
１８に当接するまで前進するため、ばね１９に抗
してモータ７は更に前進し、ねじ１６はドライバ
ービツト１２によりワークに押し付けられて締付
けられる。このようにしてねじ締め作業が終了す
ると、ドライバービツト１２が後退して保持筒１
３内に戻り、続いて保持筒１３も後退し、ねじ締
め作業サイクルは完了する。更にこの後退時に吸
引装置のエアー回路が切り換わり、エアーが保持
筒１３から排出されてねじがドライバービツトに
喰い付いたまま戻るのを防止している。

しかしながら、このねじ締め機はピストンシリ
ンダがねじ締めユニツトとドライバービツトの両
方の往復駆動源を兼ねているため、このピストン
シリンダの動作速度をねじ締め作業時のドライバ
ービツトの移動速度即ち、ねじのピツチとモータ
の回転数とにより決定される速度にあらかじめ調
整せねばならず、このため、ねじ締め作業サイク
ルタイムを短縮することができなかつた。またこ
のねじ締め作業サイクルタイムを短縮するために
高速回転モータを使用する方法もあるが、高速回
転にすると、ねじをワークに締付けた場合の締付
けトルクの調整が複雑になり、正確な締付けトル
クが得られない。更にねじがワークに締付けられ
ずにドライバービツトに喰い付いたまま再び戻る
ことがあり、これを防止するために、ねじ締めユ
ニツトの後退時にエアーを排出するようエアー回
路が設定されているが、この回路が複雑となる等
の問題がある。

本発明はこのような問題を解消し、短時間で正
確な締付けトルクでねじ締め作業ができ且つ構造
簡単な吸引式自動ねじ締め機を提供することを目
的として案出されたものであり、以下第３図及び
第４図により本発明の実施例を説明する。

第３図は吸引式の自動ねじ締め機を示すもので
ある。ベース１には第１の往復駆動手段としての
第１のピストンシリンダ２１が固定してあり、こ
のピストンシリンダ２１のピストンロツド２１ａ
はベース１と平行に配置され、両端が取付板３，
３に支えられたガイド軸６に沿い一体移動可能な
支持部材４に連結されている。このガイド軸６に
はねじ締めユニツト２０を構成し、トルククラツ
チ（図示せず）を内蔵するモータ７を固定した取
付部材２２が軸方向に移動自在に取付けてあり、
ガイド軸６の先端にはねじ１６を１個宛保持する
よう一対のジヨー９ｂを有するキヤツチヤ９を取
付けたキヤツチヤ台５が固定されている。このキ
ヤツチヤ９のガイド穴９ａには、ドライバービツ
ト１２を往復且つ回転自在に遊挿するとともに先
端からエアーを吸引する保持筒１３が往復動自在
に設けてある。この保持筒１３はガイドパイプ１
４の先端に螺結してあり、このガイドパイプ１４
は前記モータ７の先端に取付けられた内筒２３に
往復動自在に外挿された有底状の外筒２４の先端
に固定されている。ガイドパイプ１４の後端には
従来と同様に吸引装置（図示せず）とガイドパイ
プ１４とを連通する連結管１５が取付けられてい
る。

また前記モータ７の駆動軸７ａにはこれに直交
する方向にピン２５が植設してあり、このピン２
５はドライブ軸８に連結された連結部材２６の軸
方向の長穴２６ａに係合している。この連結部材
２６とモータ７との間の駆動軸７ａにはばね２７
が巻設してあり、連結部材２６は常時前方へ押圧
されている。前記ドライブ軸８はガイドパイプ１
４に回転且つ往復動自在に遊挿してあり、このド
ライブ軸８の先端にはドライバービツト１２が螺
結され、ドライバービツト１２はモータ７からの
回転が伝達される構成である。また取付部材２２
には、ガイド軸６に沿いこの取付部材２２に移動
動作を与える第２の往復駆動手段としての第２の
ピストンシリンダ２８が固定してあり、このピス
トンシリンダ２８のピストンロツド２８ａは支持
部材４に固定され、支持部材４と取付部材２２は
この第２のピストンシリンダ２８により連結され
ている。この実施例では、取付部材２２に第２の
ピストンシリンダ２８を固定したが、これに代え
て支持部材４に第２のピストンシリンダ２８を固
定し、取付部材２２にピストンロツド２８ａを固
定してもよい。２９は第１のピストンシリンダ２
１により動作される支持部材４の前進を阻止する
ストツパであり、これは保持筒１３の先端がワー
ク３０に当接する直前にて支持部材４の前進を阻
止するよう調整自在である。

この構成において、一対のジヨー９ｂにねじ１
６が１個保持された後、スタート信号が入ると、
エアーの吸引が開始されるとともにモータ７が回
転を開始し、同時に第１のピストンシリンダ２１
があらかじめ設定された任意の速度で前進を開始
する。この第１のピストンシリンダ２１により保
持筒１３、モータ７及びドライバービツト１２が
一体移動し、第４図イに示すようにキヤツチヤ９
内のねじ１６に接近してねじ１６を保持筒１３内
に吸着保持する。この後、キヤツチヤ９を貫通し
て保持筒１３はストツパ２９であらかじめ設定さ
れたワーク３０に当接する直前まで前進して停止
する。この第１のピストンシリンダ２１が停止す
ると直ちに第２のピストンシリンダ２８が動作
し、ドライバービツト１２は第４図ロに示すよう
に保持筒１３内を前進する。このドライバービツ
ト１２は前記モータ７の回転数とねじ１６のピツ
チによりあらかじめ設定された速度で移動する
が、支持部材４はモータ７の回転数に関係なく、
任意の設定速度で移動することができる。

このようにしてねじ１６がワーク３０に当た
り、モータ７はばね２７を圧縮して駆動軸７ａを
前進させるからピン２５は連結部材２６の長穴２
６ａに沿うて移動する。そしてドライバービツト
１２は尚も第２のピストンシリンダ２８により保
持筒１３内を回転しながら前進してワーク３０に
ねじ１６を締付ける。この後、モータ７が回転を
停止して第１のピストンシリンダ２１が後退動作
し、ドライバービツト１２は保持筒１３から先端
が突出した状態でキヤツチヤ９内に後退する。こ
のため、何らかの原因でワーク３０に締付けられ
なかつたねじ１６がドライバービツト１２の先端
に喰い付いて戻つてもジヨー９ａにより排除され
る。この後、第２のピストンシリンダ２８も後退
して元の位置へ戻り、ねじ締め作業サイクルが完
了する。

尚、この実施例は現在組立作業に広く普及して
いる産業用ロボツトのアームの先端に主に取付け
るねじ締め機であるが、本発明はこれに代えて、
従来から広く普及している定置式の自動ねじ締め
機にも使用できるものである。

以上説明した実施例から明らかなように、本発
明はねじ１６を１個宛保持するキヤツチヤ９から
ねじ１６を吸着保持するとともにキヤツチヤ９内
を往復動自在な保持筒１３及びこのねじ１６に作
用するドライバービツト１２に回転を伝達するモ
ータからなるねじ締めユニツト２０と、ベース１
に固定され、このねじ締めユニツト２０に往復動
作を与えるとともにこれを支持する第１の往復駆
動手段と、この第１の往復駆動手段に連結されて
ねじ締めユニツト２０とともに一体移動可能であ
つて且つねじ締めユニツト２０中のモータ７とド
ライバービツト１２とを前記保持筒１３に対して
独立して往復動可能に支持する第２の往復駆動手
段とから構成したものである。

このため、ねじ締めユニツトの保持筒はドライ
バービツトの移動速度即ち、モータの回転とねじ
のピツチとの関係からあらかじめ設定されたねじ
締め速度に関係なく、作業開始位置から保持筒の
先端がワークに接する直前までの位置の間におい
て、ねじ締めユニツトの速度は任意に早くするこ
とができるからねじ締め作業サイクルタイムを短
縮することができる。また保持筒とドライバービ
ツトとを夫々独立して移動させるようにしただけ
であるから構造が簡単で且つ夫々の移動速度が任
意に変更できる。更にねじ締め作業サイクルタイ
ムを早くしてもワークにねじを締付ける場合は、
ドライバービツトの速度はねじに応じた速度が得
られるから確実な締付けトルクが得られる。また
この実施例において、ねじがドライバービツトに
喰い付いたまま後退してキヤツチヤ内に戻ること
があるが、これはドライバービツトを移動させる
第２の往復駆動手段を第１の往復駆動手段の動作
に対し、遅延するよう制御することにより防止す
ることができるから、ねじ締めユニツトの後退時
にエアーを一旦、保持筒から排出する必要がな
く、ねじを吸着するためのエアー回路が簡単とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の吸引式自動ねじ締め機の要部断
面を有する正面図、第２図は第１図の要部平面
図、第３図は本発明の実施例として吸引式の自動
ねじ締め機を示す要部断面を有する正面図、第４
図イ，ロは本発明の吸引式の自動ねじ締め機にお
けるキヤツチヤ、保持筒及びドライバービツトの
関係を示すねじ締め作業の動作図である。 １はベース、３は取付板、４は支持部材、６は
ガイド軸、７はモータ、８はドライブ軸、９はキ
ヤツチヤ、９ａはガイド穴、１３は保持筒、１４
はガイドパイプ、１６はねじ、２０はねじ締めユ
ニツト、２１は第１のピストンシリンダ、２２は
取付部材、２３は内筒、２４は外筒、２７はば
ね、２８は第２のピストンシリンダ、２９はスト
ツパ、３０はワーク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ キヤツチヤ９に保持されたねじ１６を吸着保
   持するとともにキヤツチヤ９内を往復動自在な保
   持筒１３及びこの保持筒１３内のねじ１６に作用
   するドライバービツト１２に回転を与えるよう連
   結されたモータ７からなるねじ締めユニツト２０
   と、 ベース１に固定されてこのねじ締めユニツト２
   ０に往復動作を与えるとともにこれを支持する第
   １の往復駆動手段と、 この第１の往復駆動手段に連結されてねじ締め
   ユニツトとともに一体移動可能であつて且つねじ
   締めユニツト２０中のモータ７とドライバービツ
   ト１２とを前記保持筒１３に対して独立して往復
   動可能に支持する第２の往復駆動手段、 とから構成したことを特徴とする吸引式自動ねじ
   締め機。