JPH0436813B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は支柱を中心に旋回可能なアームを有す
る産業用ロボツトにおいて、この先端に取付け
て、ねじ、ボルトあるいはナツト等のねじ部品を
作業サイクル毎に１個づつ保持し、これをワーク
に締付けるねじ締め装置に関する。

〔従来の技術〕

このような産業用ロボツトのアームに取付ける
ねじ締め装置としては、従来から種々のものが考
えられており、一般的に第７図に示すようなもの
が使用されている。これは特開昭61−101313号公
報に示されたものであり、アーム１０１にはねじ
を多量に貯留するねじ供給ユニツト４００が固定
されている。これに貯留されているねじは整列さ
れて前方のキヤツチヤ２００に供給されており、
作業サイクル毎に１個づつねじはキヤツチヤ２０
０に保持されるようになつている。そしてキヤツ
チヤ２００にねじが保持されると、続いて上部の
ドライバ３００が下降し、キヤツチヤ２００内の
ねじをドライバ３００の先端に吸着保持し、ワー
クにこのねじを締付けるようになつている。この
ドライバ３００は通常ピストンシリンダ５００で
昇降動されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、産業用ロボツトに取付けられてい
る前記従来のねじ締め装置はドライバの吸着スリ
ーブを常時ワークに当接させているので、ワーク
に傷が付くとともに、製品の品質の低下を招いて
いた。また、このドライバの昇降動作は吸着スリ
ーブを昇降動させるピストンシリンダにより動作
されており、このドライバの推力の調整をドライ
バの自重も加味して行なわねばならず、調整が複
雑であるとともに熟練性が必要であつた。更に、
このドライバ全体を昇降動させるために容量の大
きいピストンシリンダを必要とするとともにドラ
イバの昇降動を案内するガイド軸も必要としてい
るので、ねじ締め装置全体が重くなり、このた
め、アームの所定位置での位置決め作業におい
て、アームの慣性力が大きくなり、作業位置に対
するアームの位置決めに時間がかかつている等の
諸々の問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の問題点を解決するとともに動作
が確実でしかも作業の高速化を可能にすることを
目的として発明されたものであり、作業サイクル
毎に供給されてくるねじ６０を保持するキヤツチ
ヤ２０に対して回転かつ昇降動自在なドライバ３
０を有するねじ締め装置をアーム１の先端に取付
けた産業用ロボツトにおいて、アーム１の先端に
直立固定されたガイド軸１０に前記ドライバ３０
を固定した支持部材３１を軸方向に摺動自在に取
付け、このガイド軸１０に沿い正逆循環移動自在
に配置されかつアーム１に内蔵されたサーボモー
タ１８で駆動される循環移動帯に前記支持部材３
１を固定し、更に、前記アーム１に固定したキヤ
ツチヤ２０の保持部２３ａの中心と同一中心線上
に、これに沿い回転かつ昇降動自在な前記ドライ
バ３０を配置したものであつて、前記ガイド軸１
０は中空軸状に形成され、これに沿い昇降動自在
なドライバ３０のモータに接続される電線を通過
案内する案内パイプを兼ねているものである。

〔作用〕

ワーク６１が所定位置に位置決め固定されてか
ら産業用ロボツトのアーム１の先端があらかじめ
教示された位置に達すると、アーム１に内蔵され
ているサーボモータ１８があらかじめ設定された
量だけ作動し、循環移動帯は循環移動する。これ
により、既にキヤツチヤ２０に保持されているね
じ６０に対して、ドライバ３０がドライバビツト
３２を回転しながら下降を開始する。このためド
ライバ３０の先端の吸着スリーブ３３が前記キヤ
ツチヤ２０内を下降し、キヤツチヤ２０に保持さ
れているねじ６０は吸着スリーブ３３の先端に吸
着保持されるとともにキヤツチヤ２０を貫通して
ワーク６１の所定位置上に達する。この後、ドラ
イバ３０に内蔵されているピストンシリンダ４０
が動作し、ドライバビツト３２は回転しながら吸
着スリーブ内を下降し、ねじ６０をワーク６１に
締付ける。ドライバビツト３２が回転を停止し
て、このねじ締め作業が終了すると、前記ピスト
ンシリンダ４０とモータ１８は逆動し、循環移動
帯は逆方向に移動するからドライバ３０は上昇
し、元の位置に復帰する。以上によりねじ締め作
業が完了する。

〔実施例〕

以下、第１図乃至第６図に基づき本発明の一実
施例を説明する。第１図及び第６図において、１
は支柱２を中心に旋回可能な産業用ロボツトのア
ームであり、このアーム１の先端には外周軸方向
にスプラインが形成された中空軸状のガイド軸１
０が直立固定されている。このガイド軸１０の上
部には従動プーリ１１が配置してあり、このプー
リ１１はガイド軸１０の上端に固定した固定部材
１２に高さ調整自在に支持されたガイド部材１３
に回転自在に軸支されており、これはベルト１４
の張りを調整するテンシヨンプーリも兼ねてい
る。この従動プーリ１１にはベルト１４が下方の
主動プーリ１５との間に巻架してあり、この主動
プーリ１５と従動プーリ１１との間にはガイドプ
ーリ１６が配置され、ベルト１４の循環方向を変
更している。また、このベルト１４にはアイドル
プーリ１７が配置されている。

更に、前記主動プーリ１５及びガイドプーリ１
６は前記産業用ロボツトのアーム１の先端に内蔵
してあり、この主動プーリ１５はアーム１に内蔵
されているサーボモータ１８に減速機構１９を介
して回転自在に連結されている。一方、アーム１
には先端にねじ６０を作業サイクル毎に保持する
とともに互いに対向する方向に先端が弾力付勢さ
れかつ揺動自在な一対のジヨー２３を支持するノ
ーズ２２を取付けたキヤツチヤ台２１が固定して
あり、この一対のジヨー２３とノーズ２２はキヤ
ツチヤ２０を構成している。また、第３図及び第
５図に示すように、前記ガイド軸１０にはこれに
沿い昇降動自在な支持部材３１が取付けてあり、
この支持部材３１は前記ベルト１４に一体固定さ
れている。この支持部材３１には先端のドライバ
ビツト３２に回転を与えるモータ（図示せず）を
有するドライバ３０が固定してあり、このドライ
バ３０には前記ドライバビツト３２を回転かつ摺
動自在に内蔵するとともに先端にねじ６０を吸着
保持する吸着スリーブ３３が取付けられている。
この吸着スリーブ３３の先端は前記キヤツチヤ２
０のノーズ２２に摺動自在に貫挿されており、こ
の吸着スリーブ３３は前記ジヨー２３に形成され
ている保持部２３ａの中心と同一中心を有してい
る。更に、前記ガイド軸１０にはドライバ３０の
モータに接続される電線を通過案内するパイプを
兼ねている。

また、第３図に示すように、前記支持部材３１
に固定されて前記ドライバ３０を構成するガイド
筒３４にはスライド筒３５が軸方向に摺動自在に
内挿してあり、このスライド筒３５には一端がこ
れに当接するリターンばね３６が内挿されてい
る。このスライド筒３５の先端には前記吸着スリ
ーブ３３が一体固定してあり、スライド筒３５に
形成された空気孔３５ａを介して吸引装置（図示
せず）に連結されている。一方、前記支持部材３
１は前記モータからの動力を伝達する回転軸４１
が回転自在に支持してあり、この軸の中心線上に
は有底穴４２が形成されている。この回転軸４１
には前記有底穴４２に連通する連絡孔４１ａが穿
設してあり、この連絡孔４１ａは外部に配置され
たエア源（図示せず）に連結されている。この回
転軸４１には外周に軸方向にのみ摺動自在なシリ
ンダ部材４３が設けられている。即ち、回転軸４
１には円周方向の３等分された位置の軸方向に係
合溝４５が形成してあり、この係合溝４５にはシ
リンダ部材４３に取付けた球４６が係合されて、
回転軸４１とシリンダ部材４３とが一体回転する
よう構成されている。

一方、このシリンダ部材４３には前記ドライバ
ビツト３２を先端に固定したドライブ軸３７が連
結されている。この回転軸４１とシリンダ部材４
３とはピストンシリンダ４０を構成しており、こ
れによりドラバビツト３２を昇降動させるように
なつている。更に、このシリンダ部材４３には前
記ガイド筒３４に形成したガイド溝３４ａに係合
し、前記支持部材３１に高さ調整自在に取付けら
れたセンサ５０に作用するドグ５１を取付けた受
け座４４が外挿してあり、この受け座４４は回転
軸４１に対して回転自在に取付られている。ま
た、この受け座４４には前記リターンばね３６の
他端が係止され、シリンダ部材４３を常時上方へ
弾力付勢している。即ち、前記ピストンシリンダ
機構は単動ピストンシリンダになつており、この
リターンばね３６は吸着スリーブ３３の逃げに対
して働くようになつている。

次にこの実施例の動作を説明する。産業用ロボ
ツトのアーム１があらかじめ教示されているワー
ク６１の作業位置へ移動すると、続いてサーボモ
ータ１８が作動する。このとき、既に、第３図に
示すように、ねじ６０が１個供給されて保持部２
３ａに保持されているから、前記モータ１８の作
動によりベルト１４が移動し、ドライバ３０は下
降する。このドライバ３０の下降により、吸着ス
リーブ３３はキヤツチヤ２０内を通過して、前記
保持部２３ａに保持されているねじ６０を先端に
吸着保持する。そして、ドライバ３０はこの状態
のまま下降し、ワーク６１上に達し、あらかじめ
ドライバ３０の下限は吸着スリーブ３３がワーク
６１に当接する直前において停止するように設定
されているので、この位置で前記モータ１８が停
止する。このとき、既に、ドライバ３０は回転し
ているので、ドライバビツト３２はドライブ軸３
７とシリンダ部材４３とを介して一体回転すると
ともに続いてエア源からエアが圧送されて有底穴
４２に入る。これによりシリンダ部材４３は回転
しながら回転軸４１上を下降し、第２図及び第４
図に示すように、ドライバビツト３２も回転しな
がら下降し、ねじ６０をワーク６１に締付ける。
一方、前記センサ５０にドグ５１が作用して信号
が入ると、ねじ締め良と判定される。

このようにして、ねじ締め作業が終了する。続
いて、モータ１８が逆転するからベルト１４が逆
方向に移動してドライバ３０は上昇し、続いてド
ライバビツト３２もピストンシリンダ４０のリタ
ーンばね３６に作用されて吸着スリーブ３３内を
上昇し、元の位置に戻る。そして再び、次のねじ
６０が１個キヤツチヤ２０に供給され、これと同
時に次の作業位置へアーム１が移動し、以上の動
作が繰返される。

尚、この実施例では、循環移動帯としてベルト
１４を用いたが、何もこれに限定されるものでは
なく、例えば、チエーン、ワイヤ等であつてもよ
く、また、この実施例ではサーボモータ１８を用
いてベルト１４を移動させたが、これに代え、パ
ルスモータ等のように回転位置決め制御モータで
あればよい。

〔発明の効果〕

以上説明した実施例から明らかなように、本発
明は、作業サイクル毎に供給されてくるねじ６０
を保持するキヤツチヤ２０に対して回転かつ昇降
動自在なドライバ３０を有するねじ締め装置をア
ーム１の先端に取付けた産業用ロボツトにおい
て、アーム１の先端に直立固定されたガイド軸１
０に前記ドライバ３０を固定した支持部材３１を
軸方向に摺動自在に取付け、このガイド軸１０に
沿い正逆循環移動自在に配置されかつアーム１に
内蔵されたモータ１８で駆動される循環移動帯に
前記支持部材３１を固定し、更に、前記アーム１
に固定したキヤツチヤ２０の保持部２３ａの中心
と同一中心線上に、これに沿い回転かつ昇降動自
在な前記ドライバ３０を配置したねじ締め装置で
ある。

このように、ドライバを昇降動する駆動源とし
て、サーボモータが使用されているので、ドライ
バの吸着スリーブは常時一定の位置で下降を停止
することができ、位置決め精度が向上するので、
ワークに傷を付けることが皆無になる。また、こ
のねじ締め装置はアームの先端にドライバ全体を
動作させるモータをアームに内蔵しているので、
アームに取付けるねじ締め装置全体が軽量にな
り、このため、アームの所定位置での位置決め作
業において、アームの慣性力が小さくなり、作業
位置に対するアームの位置決め時間が短縮される
とともにアームの旋回動作の高速化が図れる。更
に、ワークのねじ締め高さが随時異なつているワ
ークに対してもあらかじめドライバの移動量を教
示するだけでよく、作業時間が大巾に少なくな
り、組立作業のコストが低減される。一方、前記
ガイド軸は中空軸状に形成され、これに沿い昇降
動自在なドライバのモータに接続される電線を通
過案内する案内パイプを兼ねているからこれら電
線が装置の外に露出することがないので、外観が
良好になるとともに断線する等の故障も少ないの
で信頼性が向上する等の特有の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面正面図、第
２図は動作状態を示す断面正面図、第３図はドラ
イバを示す要部断面拡大正面図、第４図は動作状
態を示す要部断面拡大正面図、第５図はドライバ
を除いた第１図の拡大断面側面図、第６図は産業
用ロボツトのアームとねじ締め装置との関係を示
す概略正面図、第７図は従来例を示す概略正面図
である。 １はアーム、２は支柱、１０はガイド軸、１１
は従動プーリ、１２は固定部材、１３はガイド部
材、１４はベルト、１５は主動プーリ、１６はガ
イドプーリ、１７はアイドルプーリ、１８はサー
ボモータ、２０はキヤツチヤ、２１はキヤツチヤ
台、２２はノーズ、２３はジヨー、２３ａは保持
部、３０はドライバ、３１は支持部材、３２はド
ライバビツト、３３は吸着スリーブ、３４はガイ
ド筒、３４ａはガイド溝、３５はスライド筒、３
５ａは空気孔、３６はリターンばね、３７はドラ
イブ軸、４０はピストンシリンダ、４１は回転
軸、４１ａは連絡孔、４２は有底穴、４３はシリ
ンダ部材、４４は受け座、４４は係合溝、４５は
球、５０はセンサ、５１はドグ、６０はねじ、６
１はワーク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 作業サイクル毎に供給されてくるねじ６０を
   保持するキヤツチヤ２０に対して回転かつ昇降動
   自在なドライバ３０を有するねじ締め装置をアー
   ム１の先端に取付けた産業用ロボツトにおいて、 アーム１の先端に直立固定されたガイド軸１０
   に前記ドライバ３０を固定した支持部材３１を軸
   方向に摺動自在に取付け、 このガイド軸１０に沿い正逆循環移動自在に配
   置された循環移動帯に前記支持部材３１を固定
   し、 更に、前記アーム１に固定したキヤツチヤ２０
   の保持部２３ａの中心と同一中心線上に、これに
   沿い回転かつ昇降動自在な前記ドライバ３０を配
   置した、 ことを特徴とするねじ締め装置。 ２ 循環移動帯はアーム１に内蔵されたモータ１
   ８で駆動されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のねじ締め装置。 ３ ガイド軸は中空軸状に形成され、これに沿い
   昇降動自在なドライバ３０のモータに接続される
   電線を通過案内する案内パイプを兼ねていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載のねじ締め装置。