JPH0556326U - ねじ締め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作動時のロボットに干渉したりワークと干渉
し合うことなく、ワークのねじからビットを確実に抜き
だす。 【構成】 先端３ａがねじ頭の溝に嵌入するビット３
を、支持筒２内に回転および昇降可能に挿入支持する。
ビット３を回転させる駆動モータ５と、ビット３を昇降
させる昇降手段８と、支持筒２をねじ締め位置に対して
向かう方向と離れる方向とに移動させる移動手段１７と
を設ける。支持筒２を、移動手段１７に従動する固定筒
１０と、固定筒１０の下端側でビット３の先端３ａを案
内する伸縮筒１１とから構成する。伸縮筒１１を、固定
筒１０に対して進退可能に設ける。伸縮筒１１を下方へ
付勢しかつワーク面からの押圧に屈して固定筒１０に対
して退行させる下部ばね１４，１４を設ける。ねじ締め
後にビット３を上昇させるとき、伸縮筒１１をワーク面
に圧接させる押圧シリンダ１５を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ＦＡ（ファクトリーオートメーション）においてワークに対して自 動的にねじ締めを行うねじ締め装置に関し、特にねじ締め後のワークから退避す る際の退避機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、この種のねじ締め装置は、ロボットのアームの先端に保持されたねじ 締め用のねじ締め機と、このねじ締め機を水平移動および昇降可能にする移動手 段とを備えている。上記ねじ締め機は、支持筒内に回転可能に挿入支持され、先 端がねじ頭の溝に嵌入可能なビットと、このビットを回転させる回転手段と、上 記ビットを昇降させる昇降手段とを備えていて、ねじ締め機がワークのねじ締め 位置に対して下降した後ビットが下降および回転してねじ締めを行い、ねじ締め 後にワークから上昇するようになっている。ところが、このねじ締め装置は、ね じ締め後にねじ締め機がワークから上昇して退避する際、ビットがねじに噛み込 み抜けなくなる場合があり、その状態で退避すると、軽いワークならば、引き上 げられてしまう。引き上げられたワークは、落下しその落下時の衝撃で損傷する 恐れがあった。また、落下した際にワークの位置がずれて次工程の作業に支障を 来たすという問題もあった。

【０００３】 そこで、従来、ワークが引き上げられるのを避け、ビットをねじから確実に引 き抜くため、ねじ締め後の退避時にワークを押える固定機構が、支持筒の周辺に 、支持筒とは別体に設けられたねじ締め装置が開発され、既に良く知られている 。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記従来のねじ締め装置は、固定機構が支持筒の周辺に設けられて いるため、ロボットの作動範囲と重なって作動時のロボットに干渉したり、ねじ 締め作業時にワークと干渉し合うという問題がある。

【０００５】 本考案はこのような点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、作 動時のロボットに干渉したりワークと干渉し合うことなく、ワークのねじからビ ットを確実に抜きだし得るねじ締め装置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、本考案は、ワーク面にねじを締め付けるねじ締め 機と、このねじ締め機をねじ締め位置に対して向かう方向と離れる方向とに移動 させる移動手段とを備え、上記ねじ締め機は、支持筒内に回転および昇降可能に 挿入支持し、先端がねじ頭の溝に嵌入する形状を有するビットと、このビットを 回転させる駆動手段と、上記ビットを昇降させる昇降手段とを備えるねじ締め装 置において、上記支持筒を、上記移動手段に従動する固定筒と、この固定筒の下 端側にこの固定筒に対して進退可能に設けかつ上記ビットの先端を案内する伸縮 筒とから構成し、この伸縮筒を下方へ付勢しかつワーク面からの押圧に屈して上 記固定筒に対して退行させる付勢手段と、ねじ締め後にビットを上昇させるとき 、上記伸縮筒をワーク面に圧接させる押圧手段とを備える構成とするものである 。

【０００７】

【作用】

上記の構成により、本考案では、ねじ締め機が移動手段によりワーク面のねじ 締め位置まで到達すると、ビットは、昇降手段により下降し駆動手段により回転 してねじ締め作業を行う。ねじ締め作業中、伸縮筒は、付勢手段により常にワー クに当接しながらワークからの押圧に応じて固定筒内へ退行する。ねじ締め作業 後、ビットは昇降手段によりねじ頭から退避するため上昇し、固定筒は移動手段 によりワークから退避するため上昇するが、伸縮筒は押圧手段により固定筒から 下方へ押し出され暫くの間ワーク面に当接してワーク面を押えつける。このため 、ビットは、ワークを引き上げることなく、ねじ締め位置のねじから抜け出る。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

【０００９】 図１〜図３は、本考案の一実施例に係るねじ締め装置を示し、Ａはワーク面の ねじを締めるねじ締め機であり、このねじ締め機Ａは、箱型の本体１と、この本 体１に接続された支持筒２とを備えている。この支持筒２内には、ねじ締め用の ビット３が回転および昇降可能に挿入支持されている。このビット３は、その先 端３ａがねじ頭の溝に嵌入する形状に形成されており、ねじ締め位置に対して下 降および回転してねじ締めを行いねじ締め後に上昇するようになっている。

【００１０】 上記本体１の上部には、上記ビット３を回転させる駆動手段として駆動モータ ５が取り付けられており、この駆動モータ５は、上記本体１内に収められた駆動 伝達機構６ａ、および上記支持筒２内を通る伝達軸６ｂを介して上記ビット３と 接続されている。上記駆動伝達機構６ａは、その途中部分に、スプライン結合さ れたスプライン結合部７を有しており、このスプライン結合部７により、上記ビ ット３は、回転および昇降可能になっている。

【００１１】 上記本体１内には、上記ビット３を昇降させる昇降手段８が設けられており、 この昇降手段８は、上記スプライン結合部７に設けられ、上記伝達軸６ｂを介し て上記ビット３を下方へ付勢する上部ばね８ａと、この上部ばね８ａの付勢に抗 して上記ビット３を上昇させる昇降シリンダ８ｂとからなっている。

【００１２】 上記支持筒２は、上記本体１に固定された固定筒１０と、この固定筒１０の下 端側でこの固定筒１０に対して進退可能に設けられた伸縮筒１１とからなり、こ の伸縮筒１１は、ねじ締め作業時、ワーク面からの外力（押圧力）に対してこれ を受け入れ、固定筒１０内へ退行するようになっている。また、上記伸縮筒１１ の下端は、上記ビット３の先端３ａを案内するようになっている。一方、上記伸 縮筒１１の上端には、上記固定筒１０内に挿通されたガイド棒１２，１２が接続 されており、これらガイド棒１２，１２は、上記本体１内でストッパ板１３に接 続されている。このストッパ板１３により、上記伸縮筒１１は、上記固定筒１０ から脱落しないようになっている。また、上記固定筒１０内には、上記伸縮筒１ １を上記固定筒１０に対して下方へ付勢する付勢手段として下部ばね１４，１４ が設けられている。これら両下部ばね１４，１４は、ねじ締め作業時、ワーク面 からの押圧に屈して、上記伸縮筒１１を上記固定筒１０に対して退行させるよう になっている。

【００１３】 上記本体１内の上記ストッパ板１３の上方には、ねじ締め後にビット３を上昇 させるとき、上記伸縮筒１１をワーク面に圧接させる押圧手段として押圧シリン ダ１５が設けられている。この押圧シリンダ１５は、ねじ締め作業後、ロッド１ ５ａを伸長させ、上記ストッパ板１３を下方へ押圧して本体１の下面に当接させ た状態にし、これにより上記伸縮筒１１は、上記固定筒１０から最も突出した位 置で位置決めされるようになっている。

【００１４】 上記駆動モータ５、昇降シリンダ８ｂおよび押圧シリンダ１５は、制御手段１ ６に接続されており、ねじ締め作業の各工程に応じて制御手段１６からの制御信 号を受けて作動するようになっている。

【００１５】 上記本体１には、上記ねじ締め機Ａをねじ締め位置に対して向かう方向と離れ る方向とに移動させる移動手段１７が接続されている。この移動手段１７は、３ 次元座標系で上記ねじ締め機Ａを位置決めできるようになっている。

【００１６】 上記伸縮筒１１の下端の開口１１ａは、図２に示すように、ねじＳの頭を受け 入れる径に形成されており、この開口１１ａより少し奥側には、ねじＳの頭の径 よりも小径のねじ吸着孔２０が形成されている。このねじ吸着孔２０は、図１に 示す吸引手段２１と連通しており、この吸引手段２１の吸引によりねじＳの頭を 吸着させるようになっている。

【００１７】 上記ねじＳは、図外のパレットに形成された複数個の孔にねじ頭の部分を出す ようにして装填されており、ワークとは別の位置に配設されている。このねじＳ を受けとる際は、上記移動手段１７により支持筒２をパレット（図示せず）まで 下降させ、上記吸引手段２１により上記ねじ吸着孔２０にねじＳを吸着させる。 上記吸引手段２１は、上記制御手段１６と接続されており、この制御手段１６の 制御信号に基づいて、支持筒２がねじ締め位置に到達するまで吸引を続けるよう になっている。

【００１８】 上記伸縮筒１１は、上記ビット３を軸受２２を介して支持する内筒２３と、こ の内筒２３に外装された環状体２４と、この環状体２４の下部に取り付けられ上 記ねじ吸着孔２０を有する先端部２５とを備え、上記環状体２４および先端部２ ５と上記内筒２３との間には、上記吸引手段２１に通じる吸引路２６が形成され ている。また、上記内筒２３の上面には、この内筒２３を覆う円板２７が取り付 けられている。この円板２７には、上記２本のガイド棒１２，１２が貫通して上 記内筒２３に固定されている。また、上記円板２７には、上記ビット３を挿通さ せる挿通孔２８が形成されている。

【００１９】 上記固定筒１０は、ブッシュ２９，２９を介して上記ガイド棒１２，１２およ び上記伝達軸６ｂを摺動可能に支持する筒本体３１と、上記筒本体３１に外装さ れ上記伸縮筒１１が進退する部分となる外筒３２とを備えている。この外筒３２ 内には、上記筒本体３１と伸縮筒１１との間に、上記各ガイド棒１２に巻装され るようにして上記下部ばね１４が設けられ、上記伸縮筒１１を下方に付勢してい る。

【００２０】 上記伝達軸６ｂは、下端側で下部ジョイント３３を介して上記ビット３に連結 されている。また、上記伝達軸６ｂは、上端側で中間ジョイント３４を介して上 記駆動伝達機構６ａのスプライン結合部７に連結されている。この駆動伝達機構 ６ａは、図３に示すように、上記スプライン結合部７と、このスプライン結合部 ７に上部ジョイント３６を介して連結された回転軸３７と、この回転軸３７に支 持された第１ギヤ３８と、この第１ギヤ３８と噛合する第２ギヤ３９とを備えて おり、この第２ギヤ３９は、上記駆動モータ５の駆動軸４０の先端に支持されて いる。

【００２１】 上記回転軸３７は、軸受４５，４５を介してディスク部材４６に回転可能に支 持されており、このディスク部材４６は、水平部材４７および垂直部材４９を介 して上記本体１に固定されている。

【００２２】 上記スプライン結合部７は、上記回転軸３７に連結された上軸５０と、この上 軸５０にスプライン結合により上下方向に摺動可能に接続された下軸５１とから なる。この下軸５１には、この下軸５１を下方へ付勢する上記上部ばね８ａが巻 装されている。

【００２３】 上記昇降シリンダ８ｂは、そのロッド５２の先端が、水平に配設された昇降体 ５３の中間部に接続されており、この昇降体５３は、上記ロッド５２の伸長に従 動して昇降するようになっている。上記昇降体５３は、上記ロッド５２の先端を 挟んで一端側に、上記伝達軸６ｂを挿通させる挿通孔５４を有し、この挿通孔５ ４は、上記駆動伝達機構６ａおよび伝達軸６ｂの回転を可能にするとともに、昇 降体５３の上昇時には、上記中間ジョイント３４を押し上げるようにして上記ビ ット３を上昇させるようになっている。また、上記昇降体５３の下降時には、上 記上部ばね８ａが、昇降体５３の押圧から解放され、上記スプライン結合部７の 下軸５１を下方へ付勢するようになっている。この付勢により、上記ビット３は 下降するようになっている。

【００２４】 上記昇降体５３の、上記ロッド５２の先端を挟んで他端側には、昇降体５３の 昇降を案内する案内軸６０が設けられている。この案内軸６０の上方と下方には それぞれ、この案内軸６０の昇降範囲を設定するストッパ６１，６１が設けられ ており、この案内軸６０の昇降範囲は、上記ビット３の昇降範囲に合わせて設定 されている。

【００２５】 上記案内軸６０は、上記本体１に固定されたガイド筒６２内に昇降方向に摺動 可能に挿通されており、このガイド筒６２には、上記昇降シリンダ８ｂが取り付 けられている。

【００２６】 次に、本実施例の作用について説明する。ねじ締め機Ａが移動手段１７により ワーク面のねじ締め位置Ｐまで到達すると、図４に示すように、ビット３は、昇 降シリンダ８ｂの作動による昇降体５３の下降とそれに伴う上部ばね８ａの付勢 により下降した後、駆動モータ５の駆動により回転してねじ締め作業を行う。ね じ締め作業中、伸縮筒１１は、下部ばね１４，１４により常にワークＷに当接し ながらワークＷからの押圧に応じて固定筒１０内へ入り込むので、ワークＷとの 強い力での干渉を防止できる。ねじ締め作業後、ビット３は、昇降シリンダ８ｂ のロッド５２の収縮により、ねじＳの頭から退避するために上昇し、固定筒１０ は移動手段１７によりワークＷから退避するため上昇するが、図５に示すように 、伸縮筒１１は、押圧シリンダ１５により固定筒１０から下方へ押し出され暫く の間ワーク面に当接してワーク面を押さえ付ける。したがって、ビット３は、ワ ークＷを引き上げることなく、ねじ締め位置ＰのねじＳから抜け出る。このよう に、ビット３がワークＷから離れる際、ビット３を案内する伸縮筒１１がその小 径の先端部でワークＷを押える働きをするので、ビット３をねじ締め位置Ｐのね じＳから確実に抜き出すことができる。また、伸縮筒１１は、ねじ締め機Ａの周 辺部分に設けられるのではなく、ビット３を支持する支持筒２の先端部分である ため、作業時のロボットと干渉することはない。

【００２７】

【考案の効果】

以上のように、本考案のねじ締め装置によれば、ねじ締め作業後、ビットがワ ークから離れる際、押圧手段によって下方へ押し出された伸縮筒が、その先端部 でワークを押える働きをするので、ビットがねじ頭に噛み込んでいる場合でも、 ワークを引き上げることなく、ビットをワーク面のねじから確実に抜き出すこと ができる。また、伸縮筒は、ねじ締め機の周辺部分に設けられるのではなく、ビ ットを支持する支持筒の先端部分であるため、作業時のロボットと干渉すること はない。さらに、ねじ締め作業中、伸縮筒は、付勢手段により常にワークに当接 しながらワークからの押圧に応じて固定筒内へ入り込むので、ワークとの強い力 での干渉を防止することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るねじ締め装置の構成図
である。

【図２】同支持筒を拡大した断面図である。

【図３】同本体を拡大した断面図である。

【図４】ねじ締め時の動作を説明する説明図である。

【図５】ねじ締め後の動作を説明する説明図である。

【符号の説明】

２ 支持筒 ３ ビット ３ａ ビットの先端 ５ 駆動モータ（駆動手段） ８ 昇降手段 １０ 固定筒 １１ 伸縮筒 １４ 下部ばね（付勢手段） １５ 押圧シリンダ（押圧手段） １７ 移動手段 Ａ ねじ締め機 Ｐ ねじ締め位置 Ｓ ねじ Ｗ ワーク

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワーク面にねじを締め付けるねじ締め機
   と、このねじ締め機をねじ締め位置に対して向かう方向
   と離れる方向とに移動させる移動手段とを備え、上記ね
   じ締め機は、支持筒内に回転および昇降可能に挿入支持
   され、先端がねじ頭の溝に嵌入する形状を有するビット
   と、このビットを回転させる駆動手段と、上記ビットを
   昇降させる昇降手段とを備えたねじ締め装置において、 上記支持筒は、上記移動手段に従動する固定筒と、この
   固定筒の下端側でこの固定筒に対して進退可能に設けら
   れかつ上記ビットの先端を案内する伸縮筒とからなり、 この伸縮筒を、下方へ付勢しかつワーク面からの押圧に
   屈して上記固定筒に対して退行させる付勢手段と、 ねじ締め後にビットを上昇させるとき、上記伸縮筒をワ
   ーク面に圧接させる押圧手段とを備えたことを特徴とす
   るねじ締め装置。