JPH03221331A - ネジ保持状態検出機構 - 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（第８図）課題を解決するための手段　（
第１図）作用　　　　　　　　　　　（第１図）実施例
　　　　（第２．３，４．５図）発明の効果 〔概要） 本発明は、ネジを保持したビットにおけるネジの保持状
態を検出するネジ保持状態検出機構に関し、 ビットにおけるネジの保持状態の良悪を検出し、ネジの
破損を防止することを目的とし、上述のようなネジ保持
状態検出機構において、ネジ頭部のネジ溝がビット先端
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
向けて信号を出力する信号発生手段と、信号発生手段の
信号がビットに保持されたネジ下端周縁を通過したか否
かを検出する検出手段と、検出手段の受信状態に応じて
ネジの保持状態を判定する判定手段とを設けたことを特
徴とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明はネジを保持したビットにおけるネジの保持状態
を検出するネジ保持状態検出機構に関する。

近年ファクトリ−オートメーションの進展に伴い、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な設置する作
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。ネジ締め作業は、−
般的にネジ供給機からネジを自動的にドライバの回転部
に吸着保持させて回転させるネジ締め装置によって行な
われる。このようなネジ締め装置においては正確なネジ
締めを行なうためにネジの保持状態の良悪を確認する方
法が必要とされている。

〔従来の技術〕

従来、ネジ保持状態検出機構というものは特別なかった
がそれに近いものとしてネジの吸着の宥無を検出できる
ように光電センサを取り着けたネジ締め装置（特開平１
−９７５７７号公報参照）があった。これを第６図長草
第８図により説明する。

このネジ締め装置は第６図に示すように、ドライバ２１
の先端に設けた吸着スリーブ２２内を真空ポンプ２５に
より負圧にして、吸着スリーブ２２内のビット２３がネ
ジ供給機（図示せず）からネジ２４を吸着保持するよう
に構成したものである。このネジ締め装置ではドライバ
２１をネジ供給機とネジ締め対象物との間でＸ方向駆動
機構２８及びＹ方向駆動機構２９により水平方向に、モ
してＺ方向駆動機構２７により垂直方向に移動させ、ド
ライバ２１に内蔵したモータ（図示せず）によりビット
２３を回転させてネジ締めを行なう。尚、このネジ締め
装置てはドライバ２１を、押圧力センサ２６を介してＺ
方向駆動機構２７に連結させて、ネジ２４にかかる押圧
力を検出するようにしている。

そしてこのネジ締め装置には第７図に示すように、ドラ
イバ２１先端のビット２３がネジ２４を吸着保持してい
るか否かを検出するため光電センサ３６を設けている。

この光電センサ３６は発光素子及び受光素子を備え、受
光素子における受光の有無によりネジの吸着の宥無を判
定するセンサ本体３１と、吸着スリーブ２２のビット２
３がネジ２４を保持したときの当該ネジ２４の長平方向
はぼ中央に相当する位置にセンサ本体３１からの光を吸
着スリーブ２２内に照射する発光側センサヘッド３２と
、発光側センサヘッド３２とは反対側の位置にその照射
光を受ける受光側センサヘッド３３とを肴し、センサ本
体３１と発光側センサヘッド３２とを光ファイバ３４に
より、またセンサ本体３１と受光側センサヘッド３３と
を光ファイバ３５により連結している。

このようなネジ締め装置では、第８図（ａ）に示すよう
にビット２３にネジ２４が正しく吸着保持されている場
合には、発光側センサヘッド３２から照射された光がネ
ジ２４に阻止されて受光側センサヘッド３３には入射し
ないので、センサ本体３１が受光の無によりネジが吸着
されていると判定する。

一方、第８図（ｂ）に示すようにビットにネジが吸着保
持されていない場合には、発光側センサヘッド３２から
照射された光が受光側センサヘッドに入射し、光フアイ
バ内を通ってセンサ本体３１で受光され、センサ本体３
１が受光の有によりネジが吸着されていないと判定する
。

〔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締め装置にあっては、
前述したようにビットがネジを保持したときに当該ネジ
の長平方向はぼ中央に光が照射されるように発光側セン
サヘッド及び受光側センサヘッドを設けていたため、ビ
ット先端のネジ山中心とネジのネジ溝の中心とがずれて
ネジがわずか傾いていたり、またビット先端のネジ山の
ネジのネジ溝への嵌まり具合か悪く第８図（Ｃ）に示す
ようにビット２３が正しくネジ２４を吸着保持していな
い場合にも、発光側センサヘッド３２からの照射光が当
該ネジ２４に阻止されて受光側センサヘッド３３に入射
せず、光電センサ３１がビット２３によりネジの吸着保
持したものと判定していた。

このような場合にビット２３を回転させると、ビット２
３のネジ山とネジ２４のネジ溝との間で破損が生じてネ
ジの破片を生じることがある。例えばＭ３＋ネジを使用
した場合、約０．１−〜０．３−程度の肉眼でほとんど
検出できないネジの破片を生じた。このため磁気ディス
ク装置のように極度に塵埃を嫌う精密機器の場合にはそ
の程度の破片によりヘッドクラッシュ等重大な障害を引
き起こす虞れがあり、ネジの破損の発生はネジ締めの自
動化を図る上で重要な問題であった。

そこで、本発明は、ビットにネジが正しく吸着保持され
ているか否かを検出し、ネジの破損を防止するネジ保持
状態検出機構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） 本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１を吸着したビット２におけるネ
ジ１の保持状態を検出するネジ保持状態検出機構におい
て、ネジ１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１下端周縁に向けて信号を
出力する信号発生手段３と、信号発生手段３の信号の出
力線上でビット２に保持されたネジ１の後方に設けた検
出手段４と、検出手段４の受信状態を検出する判定手段
５とを設けたことである。

〔作用〕

本発明では、第１図に示すように、ネジ１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には、
信号発生手段３から出力された信号はネジ下端周囲を通
過して検出手段４により受信される。これに対しネジ１
頭部のネジ溝とビット２先端のネジ山との嵌まり具合が
不十分で正しく嵌合していない時にはそのネジ溝とネジ
山との間に隙間ができてネジｌ下端の位置がずれるので
、信号発生手段３からの信号がネジ１下端により阻止さ
れ検出手段４では受信されない。

このため、判定手段５が検出手段４の受信の有無を検出
することにより、ネジ１が正しくビット２に吸着保持さ
れているか否かを判定することができる。尚、信号発生
手段３が信号を出力する位置をネジ１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ネジ１下
端のすぐ下方にすれば、ネジの嵌まり具合が不十分な時
を検出することができ、また信号発生手段３が信号を出
力する位置をネジ１頭部のネジ溝がネジ山に正しく嵌合
しているネジ１下端の側方にすれば、ネジがわずかに傾
いた場合も検出することができる。

〔実施例） 以下、本発明に係るネジ保持状態検出機構の実実施を図
面に基づいて説明する。

第２図は第一実施例を示すもので、ネジ保持状態検出機
構をネジ締め装置に取り着けたものである。尚、第一実
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詳細な説明
は省略する。

第２図において、第一実施例に係るネジ吸着状態検出機
構は、従来例と同様に発光側センサヘッド３２及び受光
側センサヘッド３３をビット２３先端のネジ山がネジ２
４頭部のネジ山に正しく嵌合している時のネジ２４の長
手方向はぼ中央に相当する位置において吸着スリーブ２
２の両側に取り着けてセンサ本体３１でネジの吸着の有
無を検出できるようにした光電センサ３６を設けている
。

また本実施例では、もう−組の発光側センサヘッド４２
及び受光側センサヘッド４３をビット２３先端のネジ山
がネジ２４頭部のネジ山に正しく嵌合している時の当該
ネジ２４下端の下方を通過する信号を出力てきるように
吸着スリーブ２２の両側の当該ネジ２４の下方に相当す
る位置に取り着けて、発光側センサヘッド４２及び受光
側センサヘッド４３を夫々光ファイバ４４゜４５により
センサ本体４１に接続した光電センサ４６を設けている
。センサ本体４１は受光側センサヘット４３の受光の有
無によりビット２３によるネジ２４の保持状態の良悪を
判定するものである。

そして本実施例では、センサ本体３１．４１の判定に基
づいて、ネジ２４のネジ山がネジ２４頭部のネジ山に吸
着保持され、且つ正しく嵌まっている場合のみトライバ
２１に内蔵のモータ（図示せず）を駆動させてビット２
３を回転させるドライバ制御回路４７を設けている。

次に、第一実施例に係るネジ保持状態検出機構の動作を
第３図により説明する。

まず第３図（ａ）に示すように吸着スリーブ２２内のビ
ット２３にネジが吸着されてない場合には、発光側セン
サヘッド３２．４２から照射された光は夫々受光側セン
サヘッド３３．４３に入射してセンサ本体３１．４１に
到達し受光される。このためドライバ制御回路４７はネ
ジが吸着されていないとしてビット２３を回転させない
ように制御信号を送る。

また第３図（ｂ）に示すようにビット２３がネジ２４を
吸着し且つネジ２４頭部のネジ溝とビット２３のネジ山
とが正しく嵌まっている場合には、発光側センサヘット
３２からの照射光はネジ２４に阻止されて受光側センサ
ヘッド３３に入射しないのでセンサ本体３１が受光の無
によりネジを吸着していると判定する。一方発光側ヘッ
ド４２からの照射光はネジ下端２４下方を通過して受光
側センサヘッド４３に入射するのでセンサ本体４１が受
光の有によりネジ２４がビット２３に正しく嵌まってい
ると判定する。このためドライバ制御回路４７はネジ２
４がビット２３に吸着保持され且つ正しく嵌まっている
としてこのような場合にのみビット２３を回転させるよ
うに制御信号を送る。

これに対し第３図（Ｃ）に示すようにビット２３がネジ
２４を吸着しているか、ネジ２４頭部のネジ溝とビット
２３のネジ山との嵌まり具合が悪い場合には、センサ本
体３１は上記場合と同様にネジ２４を吸着していると判
定するが、センサ本体４１は発光側へラド４２からの照
射光がネジ２４下端により阻止されるので受光の無によ
りネジ２４が正しくビット２３により嵌まっていないと
判定する。このためトライバ制御回路４７はネジ２４が
ビット２３に吸着されてるが正しく嵌まっていないとし
てビット２３を回転させないように制御信号を送る。

従って、第一実施例によればネジの吸着の有無を検出で
きると共にネジの保持状態の良悪を検出して、正常にビ
ットに嵌まったネジだけをネジ締めすることができるの
で、ネジ締め時にビットがネジ頭部を削って傷をつけて
ネジの破片が生じることがなくなる。このため、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の場
合や、クリーンルーム内のネジ締め作業に効果がある。

尚、第一の実施例ではネジ保持状態検出機構をネジ締め
装置に設けて説明したが、本発明ではネジ供給機に設け
てるようにしてもよい。また発光側センサヘッドから照
射される光の方向を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だ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かも検出することができ
る。

次に本発明のネジ保持状態検出機構の第二実施例を第４
図により説明する。

第４図は第二実施例を示すもので、ネジ保持状態検出機
構をネジ供給機５１に設けたものである。尚、第二実施
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詳細な説明は
省略する。

第２図においてネジ供給機５１は予め蓄えておいたネジ
を１つずつ取り出しシュート５２を滑落させる供給機本
体５３と、この供給機本体５３の先端に設けられ、モー
タ５４の駆動によりネジの滑落してくる方向とは直角方
向（図上Ａ−Ｂ方向）に往復動させ、シュート５２を滑
落してきたネジをＵ字溝５５により保持し１木ずつ分離
するネジ保持台５６とを有する。

そして本実施例のネジ保持状態検出機構は、ネジ保持台
５６上面にＵ字溝５５中心に向うヘッド取付溝５７を形
成し、このヘッド取付溝５７に、ネジがＵ字溝５５に保
持された際に当該ネジの中心に向うように発光側センサ
ヘッド６２とその下又は横に受光側センサヘッド６３と
を設けている。本実施例ではネジ保持台５６のネジがネ
ジ締め装置の吸着スリーブ２２に吸着されてビット２３
に保持された際に、発光側センサヘッド６１から照射さ
れた光がビットのネジ山にネジ頭部のネジ山が正しく嵌
まりあっているときの当該ネジの下端を通過し受光側セ
ンサヘッド６３に返ってこないように、またビット２３
のネジ山にネジ２４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６３に入射するように、発光側センサ
ヘッド６２の照射方向をわずか下方又は横に向けて両セ
ンサヘッド６２．６３の位置を設定する。また吸着スリ
ーブ２２の長さをビット２３にネジ２４が正しく嵌まり
あっているときの当該ネジの下端に合せる。そして、本
実施例では発光側センサヘッド６２を光ファイバ３４に
よりまた受光側センサヘッド６３を光ファイバ３５によ
り、発光素子及び受光素子を備え、吸着スリーブ２２に
よりネジ２４が吸着されビット２３がネジを保持した際
に発光して受光素子における受光の宥無を検出すること
により、ビットへのネジの嵌まり具合を判定するセンサ
本体６１を接続している。

次に、第二実施例に係るネジ供給機の動作を第５図によ
り説明する。

まず、第５図（ａ）に示すように吸着スリーブ２２内の
ビット２３に正しくネジ２４が保持されている時には１
発光側センサヘッド６２から照射された光はネジ下端下
方を通過して受光側センサヘッド６３に戻ってこない。

このためセンサ本体６１では受光しないのでビット２３
にネジ２４が正しく嵌まっていると判定する。

一方、第５図（ｂ）に示すようにビット２３がネジ２４
を吸着しているがネジ２４頭部のネジ溝とビット２３の
ネジ山との嵌まり具合が悪い場合にはネジ２４の位置が
下方にずれるので、発光側センサヘッド６２から照射さ
れた光がネジ２４下端下方を通過せず当該ネジ２４下端
により反射されて受光側センサヘッド６３に入射し、セ
ンサ本体６１は受光できる。このためセンサ本体６１で
は受光したのでビット２３にネジ２４が正しく嵌まって
いると判定する。これによりネジ２４の嵌まり具合が悪
いことが判定できる。

従って、第二実施例に係るネジ供給機によればネジの吸
着の状態の良悪を検出することができ、この検出に基づ
いて正しくビットに嵌まったネジだけをネジ締めするよ
うにすればネジ締め時にビットがネジ頭部を削って傷を
つけてネジの破片が生じることがなくなる。このため、
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
械の場合や、クリーンルーム内のネジ締め作業に効果が
ある。

尚、第二実施例ではネジ保持状態検出機構をネジ供給機
に設けて説明したが、本発明では第一実施例のようにネ
ジ締め装置に設けてもよく、また従来のネジの吸着の有
無を検出する光電センサと併用してネジの吸着の宥無と
吸着の状態の良悪を検出でき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かも検出することかてきる。更に両
実施例では、発光・受光素子を用いて説明したが、本発
明では、発光・受光素子に代えて、超音波、静電容量等
を用いた検出を用いても良い。

〔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、
正常にビットに嵌まったネジだけをネジ締めすることか
できる。このため、ネジ締め作業時にビットがネジ頭部
を破損して傷をつけることがなくなり、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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、第２図は第一実施例に係るネ
ジ保持状態検出機構の構成を示す図、第３図は第一実施
例に係るネジ保持状態検出機構の動作を示す図、第４図
は第二実施例に係るネジ保持状態検出機構の構成を示す
図、第５図は第二実施例に係るネジ保持状態検出機構の
動作を示す図、第６図は従来のネジ締め装置を示す図、
第７図は従来のビットにおけるネジの保持状態を検出す
る機構を示す図、第８図は従来例によるネジ保持状態の
検出動作を示す図である。 １・・・ネジ ２・・・ビット ３・・・信号発生手段 ４・・・検出手段 ５・・・判定手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ネジ（１）を保持したビット（２）におけるネジ（１）
   の保持状態を検出するネジ保持状態検出機構において、 ネジ（１）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（１）下端周縁に向け
   て信号を出力する信号発生手段（３）と、信号発生手段
   （３）の信号がビット（２）に保持されたネジ（１）下
   端周縁を通過したか否かを検出する検出手段（４）と、 検出手段（４）の受信状態に応じてネジの保持状態を判
   定する判定手段（５）とを備えたことを特徴とするネジ
   保持状態検出機構。