JPH03221329A - ネジ供給装置及びネジ供給方法 - 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】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術　　　　　（第６．７．８図）発明が解決し
ようとする課題 課題を解決するための手段（第１，２図）作用　　　　
　　　　　　（第１，２図）実施例　　　　　　　（第
３．４．５図）発明の効果 〔概要〕 本発明は、ネジ保持台に設けた吹出口から気体を吹出し
てネジを上昇させ、当該ネジの上方に位置したネジ締め
装置のドライバのビットにネジを供給するネジ供給装置
に関し、 ネジがビットに正しく嵌まるようにすることを目的とし
、 上述のようなネジ供給装置において、ネジ頭部のネジ溝
がヒツト先端のネジ山に正しく嵌合している時の当該ネ
ジ下端周縁に向けて信号を出力し、この信号がネジ下端
周縁を通過するか否かによりビットにおけるネジの保持
状態を判定するネジ保持状態判定手段と、ネジ保持状態
判定手段の判定に応じて吹出口の気体の吹出を制御する
吹出制御手段とを備えたことを特徴とする。

（産業上の利用分野） 本発明は、ネジ保持台に設けた吹出口から気体を吹出し
てネジを上昇させ、当該ネジの上方に位置したネジ締め
装置のドライバのビットにネジを供給するネジ供給装置
に関する。

ファクトリ−オートメーション（ＦＡ）の進展に伴い、
各種の作業がロボットに置き換えられつつあり、比較的
高度とされる機械部品の組み立てもロボットを用いて行
なわれるようになってきた。この組み立て作業において
はロボットが一方の部品の指定位置に他の部品を設置す
る作業の他に、例えばネジの締結によって機械部品を他
の部品に固定するネジ締め作業がある。このネジ締め作
業には、ネジに下方から気体を吹上げてネジを上昇させ
トライバの回転部つまりビットに供給するネジ供給装置
か使われる。

〔従来の技術〕

従来のネジ供給装置をネジ締め装置と共に第６図乃至第
８図により説明する。

このネジ供給装置は例えば第６図に示すように、予めホ
ッパ（図示せず）に蓄えておいたネジ２１をシュート２
２により滑落させる供給器本体２３と、この供給器本体
２３の先端に設けられ、モータ２４の駆動によりネジ２
１の滑落してくる方向とは直角方向（図上Ａ−Ｂ方向）
に往復動してネジ受取位置（図上直線で描かれた位置）
とネジ供給位置（図上鎖線で描かれた位置）とを移動し
、ネジ受取位置にてシュート２２を滑落してきたネジ２
１をＵ字ｌｌ！ｌ！２５により保持し１木ずつ分離する
ネジ保持台（アイソレータ）２６とを右する。ネジ保持
台のＵ字溝２５の周縁には複数個の空気吹出口２７．・
・・が設けられており、この空気吹出口２７．・・・か
ら出される圧縮空気がネジ頭部の下面に吹き着けられて
ネジ２１を上昇させ、ネジ保持台２６の上方に位置する
ネジ締め装置のドライバのビット（図示せず）にネジを
供給するようにしている。空気吹出口２７．・・・から
出される圧縮空気は、圧縮空気源２８からパイプ２９を
通して途中で圧力調整器３０により圧力を調節され、そ
して電磁弁制御回路３２の制御による電磁弁３１の開閉
動作によって供給される。

一方、ネジ締め装置には第７図に示すようにドライバ４
１の先端に設けた吸着スリーブ４２内を真空ポンプ４５
により負圧にして吸着スリーブ４２内に設けたビット４
３が前述のネジ供給装置（図示せず）から供給されたネ
ジ４４を吸着保持するように構成したものがある。

ネジ供給装置がネジ締め装置にネジを供給する時は、第
８図に示すようにネジ供給装置のネジ保持台２６のＵ字
溝２５がネジ２１を保持してネジ供給位置に移動し、ド
ライバ２１がＸ方向駆動機構４６及びＹ方向駆動機構４
７により水平方向に移動させられモしてＺ方向駆動機構
４８により下降させられることによりネジ保持台２６の
上部に移動した際に、当該ネジ供給装置では電磁弁制御
回路３２の制御によって電磁弁３１を開けさせ、空気吹
出口２７．・・・からネジ２１頭下面に圧縮空気を吹出
してネジ２１を上昇させることによりビット４３にネジ
２１を供給していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このような従来のネジ供給装置にあっては、
吹上げられたネジのネジ溝はビットのネジ山に嵌まり込
むが、そのネジ溝とネジ山の接触具合やネジ山中心位置
とネジ溝中心位置とのずれにより、ネジ溝がネジ山に正
しく嵌まらない場合があった。実験によると正しく嵌ま
らないネジの割合は＋ネジの場合およそ０．５％以内で
あった。

しかし以上のようにネジのネジ溝のビットのネジ山に対
する嵌まり具合が悪い場合にビットを回転させると、そ
のネジ山とネジ溝との間で破損が生じてネジの破片か生
じることがある。例えば磁気ディスク装置に用いるＭ３
＋ネジの場合的０．１１〜０．３１程度の肉眼ではほと
んど検出できない破片が生ずる。このため磁気ディスク
装置のように極度に塵埃をきらう精密機器の場合には、
この程度の破片でも磁気ディスク内にあるとヘッドクラ
ッシュ等重大障害を引き起こす虞れがあり、ネジ締めの
自動化を図る上で重要な問題であった。

そこで本発明はネジのネジ溝がビットのネジ山に正しく
嵌まっているか否かを検出し、ネジがビットに正しく嵌
まるようにするネジ供給装置を提供することを課題とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

第一発明にあって上記課題を解決するための手段は、第
１図に示すように、ネジ保持台１に設けた吹出口２．・
・・から気体を吹出してネジ３を上昇させ、このネジ３
の上方に位置したネジ締め装置のドライバのビット４に
当該ネジ３を供給するネジ供給装置において、ネジ３頭
部のネジ溝がビット２先端のネジ山に正しく嵌合してい
る時の当該ネジ３下端周縁に向けて信号を出力し、この
信号かネジ３下端周縁を通過するか否かによりビット４
におけるネジ３の保持状態を判定するネジ保持状態判定
手段５と、ネジ保持状態判定手段５の判定に応じて上記
吹出口２．・・・からの気体の吹出を制御する吹出制御
手段６とを備えたことである。

第二発明にあって上記課題を解決するための手段は、第
２図に示すように、ネジ保持台に設けた吹出口から気体
を吹出してネジを上昇させ、当該ネジの上方に位置した
ネジ締め装置のドライバのビットにネジを供給するネジ
供給方法において、ネジ頭部のネジ溝がビット先端のネ
ジ山に嵌まった際に当該ネジ下端周縁に向けて信号を出
力する過程（ＳＴ１）と、この信号がネジ下端周縁を通
過するか否かを判断する過程（ＳＴ２）と、上記信号が
ネジ下端周縁を通過しない場合に上記吹出口からの気体
の吹出しを停止させる過程（ＳＴ３）と、気体の吹出し
の停止後、再度上記吹出口から気体を吹出す過程（ＳＴ
４）とを設け、信号がネジ下端周縁を通過するか否かを
判断する上記過程（ＳＴ２）でその信号がネジ下端周縁
を通過しない場合には、上記過程（ＳＴ３゜ＳＴ４．Ｓ
ＴＩ、５Ｔ２）をこの順で繰り返すようにしたことであ
る。

〔作用） 第一発明では第１図に示すように、ネジ保持台１に設け
た吹出口２．・・・から気体を吹出してネジ３を上昇さ
せ、このネジ３の上方に位置したネジ締め装置のドライ
バのビット４のネジ山に当該ネジ３のネジ溝が嵌まった
際に、ネジ保持状態判定手段５からネジ３頭部のネジ溝
がビット２先端のネジ山に正しく嵌合している時の当該
ネジ３下端周縁に向けて信号か出力される。そしてこの
ネジ保持状態判定手段５はネジ３下端周縁を信号が通過
するか否かによりビット４とネジ３との嵌まり具合つま
りビット４におけるネジの保持状態を判定する。そして
、吹出制御手段６がネジ保持状態判定手段５の判定に応
じて吹出口２．・・・からの気体の吹出の制御を行なう
。

つまりネジ３下端周縁を信号が通過すればネジ３がビッ
ト４に正しく嵌まっていると判定し、吹出制御手段６は
気体の吹出を良しとする。これに対しネジ３下端周縁を
信号が通過しなければ吹出制御手段６はネジ３がビット
４に正しく嵌まっていないと判定し、例えば気体の吹出
しを一旦停止させて幾らか時間をあけて再度気体を吹出
してネジ３のネジ溝をビット４のネジ山に嵌めるように
気体の吹出制御を行なう。

このため、吹出制御手段６はネジ３のネジ溝がビット４
のネジ山に嵌まり具合が悪い場合には吹出口２．・・・
からの気体の吹出制御により再度ネジ３のネジ溝をビッ
ト４のネジ山に嵌めるようにするのて、ネジ３かビット
４に正しく嵌まる確率が向上する。

第二発明では第２図に示すように、ネジ保持台に設けた
吹出口から気体を吹出してネジを上昇させ、ネジ頭部の
ネジ溝がビット先端のネジ山に嵌まった際に当該ネジ下
端周縁に向けて信号を出力する過程（ＳＴ１）と、この
信号がネジ下端周縁を通過するか否かを判断する過程（
ＳＴ２）とを設けたことにより、ネジとビットとの嵌ま
り具合が悪い場合にはネジ下端周縁に向けて出力された
信号はネジ下端により阻止され、ネジとビットとの嵌ま
り具合を検出することができる。

そして信号かネジ下端周縁を通過するか否かを判断する
上記過程（ＳＴ２）で信号がネジ下端周縁を通過しない
つまりネジとビットとの嵌まり具合が悪い場合には、上
記吹出口からの気体の吹出を停止させ（Ｓｒ３）、再度
気体を吹出すこと（ＳＴ２）によりネジを一旦下降させ
再度上昇させてビットに嵌めさせ、そしてまた当該ネジ
下端周縁に向けて信号を出力しく５Ｔ１）、信号がネジ
下端周縁を通過するか否かを判断する（ＳＴ２）ことを
繰り返すようにしたので、ネジがビットに正しく嵌まる
確率が向上する。

（実施例） 以下、本発明に係るネジ供給装置の実施例を図面に基づ
いて説明する。

第３図は本実施例に係るネジ供給装置の構成を示すもの
である。尚、本実施例において同図に示されていない部
材は従来例のものと同一であり、また同図において第６
図に示す従来例の部材と同一のものには従来例のものと
同一の符号を付して各詳細な説明は省略する。

第３図において本実施例ではネジ保持台５６がネジ２１
を吹上ける際、当該ネジ２１が垂直方向を軸として回転
するようにＵ字溝２５の周縁に設けた空気吹出口５７．
・・・の圧縮空気の吹出方向を一方の回転方向にわずか
傾けている。

また本実施例では、ネジ保持台５６がネジ供給位置（図
上鎖線で描かれた位置）に達した時のＵ字溝２５と対向
する供給機本体５３の上面にヘッド設置溝５８を設け、
そのヘッド設置溝５８に、Ｕ字溝２５にネジが保持され
た場合の当該ネジの中心に向う方向に発光側センサヘッ
ド６１と受信側センサヘッド６２とを設けている。

本実施例の場合、ネジ保持台５６がネジを保持してネジ
供給位置に到達した際、発光側センサヘッド６１から発
せられた光がネジ締め装置のビットのネジ山にネジのネ
ジ山が正しく嵌まりあっているときの当該ネジの下端を
通過し、またビットのネジ山にネジ頭部のネジ山が正し
く嵌まりあっていない時には当該ネジ下端に反射されて
その反射光が受光側センサヘッドに受光されるように発
光側及び受光側センサヘッド６１．６２の位置やネジ締
め装置の吸着スリーブの長さを設定する。

そして本実施例ては発光側及び受信側センサヘッド６１
．６２を光ファイバ６３によりセンサ本体６４に接続し
、それらによりネジ保持状態判定手段としての光電セン
サ６５を構成する。

センサ本体６４は発光素子及び受光素子を内蔵し、自ら
が発した光か発光側センサヘッド６１から照射され、受
光側センサヘッド６２に入射して光ファイバ６３を通っ
てきて受光できるか否かの受光の有無に応じて吹出制御
手段としての電磁弁制御回路３２及び第７図で示したネ
ジ締め装置の真空ポンプに指令を送出するものである。

尚、本実施例ては圧縮空気によりネジ２１を吹上げ空気
バネにより支持するが、圧縮空気の流量調整によって空
気バネのバネ定数を０．０５ｇｆ／ｉｎｎ以下と非常に
小さくしてネジ２１をビットに非常に小さい力によって
接触することができる。またネジ頭は圧縮空気で支持さ
れているだけであるので、回転方向の摩擦力が殆どＯて
あり、ネジが一定方向に自由に回転することになる。

次に本実施例に係るネジ供給装置の動作をネジ締め装置
の動作と共に８３図乃至第５図を参照して説明する。

まず、第３図に示すようにネジ保持台５６はネジ受取位
置（図上直線で描かれた位置）にてシュート２２を滑落
してきたネジ２１をＵ字溝２５により保持し、モータ２
４の駆動によりネジ供給位置（図上直線で描かれ位置）
へ移動する。

そして第７図に示したネジ締め装置のドライバ４１先端
の吸着スリーブ４２がネジ保持台５６上に下降してきて
第４図（ａ）に示すような状態になる。

吸着スリーブ４２がネジ保持台５６上に下降して停止す
ると電磁弁制御回路３２の制御により電磁弁３１が開状
態になり（ＳＴ１１）、圧縮空気が圧縮空気源２８から
供給され、圧力調整器３０を介して空気吹出口２７．・
・・からネジ２ｌ頭下面に吹付けられる。するとネジ２
１は回転しながら上昇しそのネジ溝がビット４３のネジ
山に嵌まる。

ネジ２１がビット４３に嵌まって保持されたら光電セン
サ６５のセンサ本体６４は発光して、光ファイバ６３を
通して発光側光ファイバ６１からビット４３のネジ山に
ネジ２１頭部のネジ山が正しく嵌まりあっているときの
当該ネジ２１の下端周縁に向けて光が照射される。そし
てセンサ本体６４はその照射光が当該ネジ２１下端下方
を通過するか、またその下端により反射されて受光側光
ファイバ６２から入射するかを受光の有無により検出し
、ネジが正しくビットに嵌まっているか否かを判定する
（ＳＴ１２）。

その際第４図（ｂ）に示すようにネジ２１のネジ溝がビ
ット４３のネジ山に正しく嵌まっている場合には、発光
側光センサヘッド６１から出力された光はネジ２１下端
により反射されず、受光側光センサヘッド６２に入射し
ないので、センサ本体６４は受光の無により電磁弁制御
回路３２に対して電磁弁３１を閉じるという指令を送ら
ず開状態のままにさせ、ネジ締め装置の真空ポンプに指
令を送り吸着スリーブ４２でネジ２１の吸引を開始させ
る（ＳＴ１３）。そしてネジ２１がビット４３に正しく
保持されたらセンサ本体６４は、ネジ２１の吹上げを停
止させるため電磁弁制御回路３２に指令を送り電磁弁３
１を閉じさせる（ＳＴ１４）。

これに対し第４図（Ｃ）に示すようにネジ２１のネジ溝
がビット４３のネジ山に正しく嵌まってない場合には、
発光側光センサヘッド６１から出力された光はネジ２１
下端により反射されて受光側光センサヘッド６２に入射
するので、センサ本体６４は受光の膚により電磁弁制御
回路３２に対して指令を送り電磁弁３１を一旦閉じさせ
てネジ２１を降下させる（ＳＴ１５）。そしてセンサ本
体６４は一定時間だけ待って（ＳＴ１６）、再度電磁弁
制御回路３２に対して電磁弁３１を開放させるように指
令を送る。

電磁弁制御回路３２はその指令を受けて再度電磁弁３１
を開放させ（ＳＴＩ１）、上述したように空気吹出口２
７．・・・から圧縮空気を吹出させてネジ２１を回転さ
せながら押し上げる。そしてネジ２１がビット４３によ
り保持されたら再度センサ本体６４は発光し、受光の有
無によりネジ２１とビット４３との嵌まり具合を判定し
く５Ｔ１２）、ネジ２１がビット４３に正しく嵌まるま
で以上の操作を繰り返す（ＳＴ１５゜１６．１１，１２
）。

ここでネジを一回吹上げた時にネジがビットに正しく嵌
まる確率をＰとすると、Ｎ回目の吹上げでネジが嵌まる
確率Ｐｎは、 Ｐｎ　＝　１　　（１ｐ）　Ｎ となる。前述の実験結果からｐ＝０．９５としてＰｎを
計算すると、Ｐ２＝０．９９７５、Ｐ　３＝　０．９９
９８７５となり、３回吹上けると工万木中９９９８木の
ネジはビットに正しく嵌まることになる。

従って、本実施例によればネジを吹上げてビットにネジ
を嵌める際、ビットのネジ山とネジのネジ溝との嵌まり
具合が悪いものを検出し、ネジを一旦降下させて再度ネ
ジを吹上げビットに嵌めるようにしたので、ネジか正し
くビットに嵌まる確率が向上する。このため、ネジ締め
作業時にビットかネジ頭部を破損して傷をつけることか
なくなり、特に磁気ディスク装置のように極度に塵埃を
嫌う精密機械におけるネジ締め作業や、クリーンルーム
内のネジ締め作業には、ネジの破片による重大な障害を
引き起こすことを防止することかできる。

尚、本実施例では光電センサの発光側センサヘッドと受
光側センサヘッドとを供給器本体に設けて説明したか、
それらをネジ保持台の方に設けてもよく、またＵ字溝を
介して供給器本体とネジ保持台とに一方ずつ設けるよう
にしてビットのネジの保持状態を判定するようにしても
よい。

また本実施例では発光側センサヘッドから照射される光
の方向をヒツトのネジ山がネジのネジ山に正しく嵌合し
ている時の当該ネジ下端の下方にして説明したが、本発
明では照射光の方向をそこたけでなく例えばビットのネ
ジ山がネジのネジ山に正しく嵌合している時の当該ネジ
下端の側方等にしてもよい。そうすればビットにネジが
嵌まっている状態がビットの軸線方向と一直線となって
いるか斜めになっていることも検出し、そのようなネジ
でも正しくビットに嵌めることができる。

更に本実施例では信号を出力する手段として発光素子を
用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、超音波、静電容量等の検出手段を用
いても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ビットののネジ山
とネジのネジ溝との嵌まり具合が悪いものを検出して吹
出口からの気体の吹出を制御するようにしたので、ビッ
トに正しく嵌まっていないネジを一旦降下させ、再度気
体を吹出して上昇させビットに嵌めることかでき、ネジ
が正しくビットに嵌まる確率が向上する。このため、ネ
ジ締め作業時にヒツトかネジ頭部を破損して傷をつける
ことかなくなり、特に磁気ディスク装置のように極度に
塵埃を姐う精密機械におけるネジ締め作業や、クリーン
ルーム内のネジ締め作業には、ネジの破片による重大な
障害を引き起こすことを防止することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第一発明の原理図、第２図は第二発明の原理フ
ローチャート、第３図は本実施例に係るネジ供給装置の
構成を示す図、第４図は本実施例に係るネジ供給装置の
動作を示す図、第５図は本実施例の作用を示すフローチ
ャート、第６図は従来のネジ供給装置を示す図、第７図
はネジ締め装置を示す図、第８図は従来のネジ供給装置
の動作を示す図である。 １．５６・・・ネジ保持台 ２．５７・・・吹出口 ３．２１・・・ネジ ４．４３・・・ビット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、ネジ保持台（１）に設けた吹出口（２）から気体
   を吹出してネジ（３）を上昇させ、当該ネジ（３）の上
   方に位置したネジ締め装置のドライバのビット（４）に
   ネジ（３）を供給するネジ供給装置において、 ネジ（３）頭部のネジ溝がビット（４）先端のネジ山に
   正しく嵌合している時の当該ネジ（３）下端周縁に向け
   て信号を出力し、この信号がネジ（３）下端周縁を通過
   するか否かによりビット（４）におけるネジ（３）の保
   持状態を判定するネジ保持状態判定手段（５）と、 ネジ保持状態判定手段（５）の判定に応じて上記吹出口
   （２）からの気体の吹出を制御する吹出制御手段（６）
   とを備えたことを特徴とするネジ供給装置。 ２）、ネジ保持台に設けた吹出口から気体を吹出してネ
   ジを上昇させ、当該ネジの上方に位置したネジ締め装置
   のドライバのビットにネジを供給するネジ供給方法にお
   いて、 ネジ頭部のネジ溝がビット先端のネジ山に 嵌まった際に当該ネジ下端周縁に向けて信号を出力する
   過程（ＳＴ１）と、 この信号がネジ下端周縁を通過するか否かを判断する過
   程（ＳＴ２）と、 上記信号がネジ下端周縁を通過しない場合に上記吹出口
   からの気体の吹出しを停止させる過程（ＳＴ３）と、 気体の吹出しを停止後、再度上記吹出口から気体を吹出
   す過程（ＳＴ４）とを設け、 信号がネジ下端周縁を通過するか否かを判断する上記過
   程（ＳＴ２）でその信号がネジ 下端周縁を通過しない場合には、上記過程 （ＳＴ３、ＳＴ４、ＳＴ１、ＳＴ２）をこの順で繰り返
   すことを特徴とするネジ供給方法。