JPH04189430A - 作業工具間ピッチ調整装置およびねじ締めロボット - 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］ 本発明は、多種少量生産における部品の挿入、取出し、
組立て等に使用する汎用性に富んだ産業用ロボットの先
端部等に取付けられる２台の作業工具間のピッチを調整
する作業工具間ピッチ調整装置およびこれを備イ」けた
ねじ締めロボットに関する。

［従来技術］および ［発明が解決しようとする課題］ 最近、製品の組立て作業にあってはあらかじめ決められ
た作業位置に作業工具を移動させ、その位置であらかじ
め決められた作業を行うように制御されたティーチング
プレイバック方式のロボットが数多く利用されているが
、その利用が進むにしたがってその先端に取付ける作業
ユニットが各種開発されている。中でも、ロボットにあ
っては、ワークの種類の変更があってもこれに柔軟に対
応できる点で大変優れていることもあり、これに付設さ
れる作業ユニット自体も各種ワークに対応できる汎用性
のあるものが要望されるようになっている。

本発明は上記要望に沿って発明されたもので、２台の作
業工具間のピッチを任意に調整可能としたスタンドアロ
ーン型の機械装置にも使用可能な作業工具間ピッチ調整
装置およびこれを備付けたねじ締めロボットを提供しよ
うとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、取付は部にこれを貫通してか
つ所定間隔をおいて直立する旋回軸が配置されている。

この旋回軸それぞれにはこれを中心として回転する支持
部が取付けられており、しかもこの支持部にはそれぞれ
作業工具が固定されている。

前記取付は部には水平方向に延びる駆動軸を持つモータ
が取付けられており、その駆動軸の回転は直交方向回転
切換え機構を介して前記支持部に伝達され、この支持部
が水平面上でかつそれぞれの回転方向がお互い逆方向と
なで旋回するように構成されている。

また、ロボットの先端に旋回装置のハウジングを固定し
、このハウジングにモータの回転を受けて水平面上で旋
回するアームを配置する一方、このアームを前記取付は
部となすとともに、作業工具をねじ締め工具としてもよ
い。

［作用］ 上記装置では、取付は部に水平方向に取付けられたモー
タが所定回転量回転すると、その垂直方向の回転が直交
方向回転切換え機構を介して水平方向の回転に変換され
て支持部に伝達される。この支持部が水平面上で旋回軸
を中心にお互いに逆方向に旋回し、それぞれの支持部に
取付けられた作業工具間のピッチが任意に変更され、任
意の作業工具間ピッチを持った装置を提供することがで
きる。

また、作業工具をねじ締め工具とするとともに、ロボッ
トの先端に取付けられた旋回装置のアームを取付は部と
しておけば、ロボットの作業位置を順次選択してワーク
上のあらゆる作業位置を２か所ごと選択してねじ締め作
業を行うことができ、ロボット自体の持つ汎用性に加え
この装置の持つ汎用性によりあらゆるワークに対応でき
るばかりか、ワーク上の作業位置がどのようなピッチで
設けられていても、２か所ごとの締付は作業を行うこと
ができ、たとえばゴムパツキンがワークとワークとの間
にあるような締付は作業であっても単軸ねじ締め工具に
よる締付は作業時に発生するワークの傾き等はまったく
発生せず、したがって対向する位置のねじ締めトルクに
まったく影響を与えることがなく、すべての締付は位置
で確実に所定締付はトルクで締伺は作業を行うことがで
きる。

［実施例］ 以下、実施例を図面に基づき説明する。第１図および第
２図において、１はねじ締めロボットであり、ティーチ
ングプレイバック方式のＸＹ子テーブル構成されている
。このねじ締めロボットｌの一部のＹテーブルｌａの先
端には、旋回装置２が固定されており、この旋回装置２
のハウジング２ａの上部には駆動軸（図示せず）を下方
にして第１モータ３が固定されている。この第１モータ
３の駆動軸には減速機構（図示せず）を介して゛水平方
向に延びるアーム４が連結されており、第１モータ３の
回転にともなって水平面上をアーム４が旋回するように
構成されている。前記第１モータ３にはその回転を検出
する第１エンコーダ３ａが連結されており、第１モータ
３の回転量が検出され、その回転量から第１モータ３が
フィードバック制御されるように構成されている。

前記アーム４は作業工具間ピッチ調整装置５の取付は部
をなしており、この作業工具間ピッチ調整装置５はアー
ム４の側面に水平に延びるように固定された第２モータ
６を有している。前記第２モータの駆動軸（図示せず）
には直交方向回転切換え機構７の一部をなすボールねじ
シャフト７ａが同一中心線上に位置して回転自在に配置
されている。

前記第２モータ６にはその回転を検出する第２エンコー
ダ８が連結されており、第２モータ６の回転量が検出さ
れ、その回転量から第２モータ６がフィードバック制御
されるように構成されている。

また、前記ボールねじシャフト７ａにはボールねじ軸受
７ｂが直線往復移動自在に螺合しており、ボールねじシ
ャフト７ａの回転にともなってボールねじ軸受７ｂが直
線往復移動するように構成されている。

このボールねじ軸受７ｂはその両側に突出する突出部７
ｃを有しており、この突出部７Ｃには後記する係止部１
０ａに固定されたビンｌｏｂが係合する長穴７ｄが穿設
され、ボールねじ軸受７ｂの前進後退により係止部１０
ａが旋回可能に構成されている。

また、前記アーム４にはこれを貫通してかつ前記ボール
ねじシャフト７ａを挟んでその両側で直立して旋回軸９
，９が回転自在に配置されており、これら旋回軸９，９
上端にはこれを中心として一体に回転する支持部１０．
１０が水平方向に延びるように取付けられている。また
、前記旋回軸９，９の下端には前記アーム４の両側部に
穿設された開口部４ａ。

４ａに突出する係止部１０ａ、　１０ａが固定されてお
り、しかもこの係止部１０ａ、　１０ａには前記ボール
ねじ軸受７ｂの突出部７ｃに穿設された長穴７ｄに係合
するピン１０ｂが固定され、前記第２モータ６の垂直方
向の回転が係止部１０ａの水平方向の回転に切り換えら
れるように直交方向回転切換え機構が構成されている。

前記支持部ｌＯには、それぞれ作業工具の一例のねじ締
め工具１１が取伺けられている。（以下、−方のねじ締
め工具１１について説明する。）このねじ締め工具１１
は支持部１０に直立する方向に延びかつこれに固定され
たスプラインシャフト１２を有し、このスプラインシャ
フト１２にはその両端に位置して水平方向に延びる上ブ
ラケット１３ａ、下ブラケット１３ｂがそれぞれ固定さ
れており、その上ブラケット１３ａには直立する方向に
延びるシリンダ１４がそのロッド１４ａを下方にして固
定されている。

また、前記スプラインシャフト１２にはドライバ台１５
が上下方向のみ移動可能に嵌合しており、このドライバ
台１５の一端には前記シリンダ１４のロッド１４ａが連
結され、シリンダ１４の作動によりドライバ台１５が移
動するように構成されている。前記ドライバ台１５には
モータ台１６を介してねじ締めモータ１７がその駆動軸
（図示せず）を下方にして固定されており、その駆動軸
（図示せず）にはその回転を受けて回転するドライバビ
ット（図示せず）が一体に回転するように構成されてい
る。また、前記ドライバビットの周囲には吸引スリーブ
１８がこれに沿って後退可能に配置されており、ドライ
バ台１５の下降により吸引スリーブ１８の先端がワーク
（図示せず）に当接すると、ドライバビットに対して相
対的に後退するように構成されている。

さらに、前記下ブラケット１３ｂには前記ドライバビッ
トおよび吸引スリーブ１８の下方に位置してチャックユ
ニット１９が取付けられており、これらの先端がそのチ
ャックユニット１９内に位置して貫通可能に構成されて
いる。また、前記チャックユニット１９は前記吸引スリ
ーブ１８およびドライバビットの移動路−にに所望ねじ
（図示せず）を保持する開閉自在な一対のチャック爪１
９ａを有しており、吸引スリーブ１８およびドライバビ
ットの通過により押し開かれるように構成されている。

上記ねじ締めロボットにおいて、２か所の所望ねじ締め
位置とその間の距離とから各テーブルおよび旋回装置２
に指令値が与えられてこれらの位置決めが完了して後、
第２モータ６に前記２か所のねじ締め位置間の距離に応
じた回転指令値が与えられ、第２モータ６が所定回転量
回転する。この第２モータ６の垂直方向の回転がボール
ねじシャフト７ａを介してボールねじ軸受７ｂの直線移
動距離に変換され、さらに係止部１０ａの水平方向の回
転に変換される。そのため、旋回軸９も一体に回転し、
その上端に固定された支持部ｌＯは水平面」二でお互い
に逆方向すなわち開く方向に旋回する。

支持部１０の旋回にともなって、その先端のねじ締め工
具１１も開く方向に旋回し、第３図および第４図に示す
ようにそのドライバビット間のピッチが所定距離に達す
る。そのため、前記ドライバビットそれぞれが所望ねじ
締め位置に一致し、２台のねじ締め工具１１．１１の位
置決めが完了する。

その後、シリンダ１４が作動するとともに、ねじ締めモ
ータ１７が回転し、チャック爪１９ａに保持されたねじ
を吸引スリーブ１８内に吸引して後、チャック爪１９ａ
を押し開き、ねじを所定ねじ締め位置に締付けることが
できる。

前記ねじ締めロボット１を上述するように作動させて２
台のねじ締め工具１１を順次所定位置近くまで移動させ
て後、２か所のねじ締め位置を位置決めすれば、ワーク
上のあらゆるねじ締め位置で２か所ごとにねじ締め作業
を行うことができ、ワーク上のねじ締め位置が多くなっ
てもねじ締め作業を短時間で完了することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は２台の作業工具間のピッ
チを任意に変更可能に構成しているため、ワークの種類
が変更になってもこれに応じて簡単に作業工具間ピッチ
を調整でき、極めて汎用性の高い装置を提供することが
できる等の利点がある。

また、本発明はロボットの先端ユニットとしても使用す
ることができ、作業工具にねじ締め工具を使用すれば、
ワーク上のあらゆる作業位置を確実に２か所ごとに締付
けることができ、あらゆるワークに対応してねじ締め作
業が行える極めて汎用性の高いねじ締めロボットを提供
できるばかりか、ワーク上の対向する２か所の作業位置
を選んで締付は作業を順次に行うことができ、ワークと
ワークとの間にゴムパツキン等を挟んだ状態でねじ締め
作業を行うことがあっても、ワークの反返り等が発生せ
ず、確実に所望締付はトルクで締（−１け作業を行うこ
とができる等の利点がある。

なお、直交方向回転切換え機構としてウオームホイール
機構を使用してもよいし、ボールねじ軸受の直線移動を
ラックピニオン機構により回転運動に変換してもよい。

また、ねじ締め工具は支持部と同方向に延びているが、
これを交叉するように配置して、最小作業工具間ピッチ
を小さくしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例の要部側面図、第２図は第１図の
要部平面図、第３図は本発明の作動時の要部正面図、第
４図は第３図の一部切欠平面図である。 ｌ　ねじ締めロボット、ｌａ　　Ｙテーブル、２　旋回
装置、　　　　２ａ　　ハウジング、３　第１モータ、
　　　３ａ　　第１エンコーダ、４　アーム、　　　　
　４ａ　　開口部、５　作業工具間ピッチ調整装置、 ６　第２モータ、　　７　直交方向回転切換え機構、７
ａ　　ボールねじシャフト、７ｂ　　ボールねじ軸受、
７ｃ　　突出部、　　　　　７ｄ　　長穴、８　第２エ
ンコーダ、　　９　旋回軸、１０　　支持部、　　　　
　ｌｏａ　　係止部、１０ｂビン、　　　　　　　１１
　　ねじ締め工具、１２　　スプラインシャフト、　１
３ａ　　上ブラケット、１３ｂ下ブラケツト、　　　１
４　　シリンダ、１４、ａロッド、　　　　　　１５　
　ドライバ台、１６　　モータ台、　　　　　１７　　
ねじ締めモータ、１８　　吸引スリーブ、　　　１９　
　チャックユニット、１９ａチヤツク爪、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）取付け部にこれを貫通してかつ所定間隔をおいて直
   立する旋回軸を配置し、この旋回軸それぞれにこれを中
   心として回転する支持部を取付け、この支持部それぞれ
   に作業工具を取付ける一方、前記取付け部に水平方向に
   延びる駆動軸を持つモータを取付け、その駆動軸の回転
   を直交方向回転切換え機構を介して支持部に伝達し、支
   持部を水平面上でかつそれぞれの支持部の回転方向がお
   互い逆方向となって旋回するように構成したことを特徴
   とする作業工具間ピッチ調整装置。 ２）ロボットの先端部に旋回装置のハウジングを固定し
   、このハウジングにモータの回転を受けて水平面上で旋
   回するアームを配置し、 このアームにこれを貫通してかつ所定間隔をおいて直立
   する旋回軸を配置し、この旋回軸それぞれにこれを中心
   にして回転する支持部を取付け、この支持部それぞれに
   ねじ締め工具を取付ける一方、 前記アームに水平方向に延びる駆動軸を持つモータを取
   付け、その駆動軸の回転を直交方向回転切換え機構を介
   して支持部に伝達し、支持部を水平面上でかつそれぞれ
   の支持部の回転方向がお互い逆方向となって旋回するよ
   うに構成したことを特徴とするねじ締めロボット。