JPH06344232A - ボルトねじ込み用ハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボルト取付面の角度に関係なく、ボルトの供
給からそのボルトのボルト孔へのねじ込みまでの一連の
動作を自動的に行えるようにして、各種機器の組立効率
の向上を図れるようにする。 【構成】 ロボットアーム側に固定される固定フレーム
１に対して変位可能な本体フレーム２側に装備されるボ
ルト把持機構４と、ボルトＭと同軸上に設定されたボル
トねじ込み具９の先端部９ａにボルトＭを係合させるボ
ルト係合機構２８と、ボルトＭをボルト孔にセットし
て、ばね力で押し付けるボルト押圧機構３１と、ボルト
Ｍをボルトねじ込み具９を介してボルト孔にねじ込ませ
るボルトねじ込み機構３３とを具備した構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種機器の自動組立工
程においてボルトをねじ込む際に使用されるボルトねじ
込み用ハンドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動組立ラインにおけるボルト締
め工程では、ロボットのハンドに把持させたボルトをタ
ップ孔のようなボルト孔の上部に位置するきり孔に落し
込んだ後、ナットランナ−などの別個の自動ねじ込み機
を使用して上記ボルトをボルト孔にねじ込んでいた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
ボルトねじ込み用ハンドは、ボルトを把持して、きり孔
まで供給するだけのものであり、ボルトのねじ込みは自
動ねじ込み機に依存していたので、ボルト取付面が水平
でないような条件下では、ボルトが脱落するために所定
のねじ込みが行なえず、その場合は、ボルト締めされる
ワ−クを作業者が持って人為的にワーク自体を旋回させ
るといった極めて非合理的、非能率的な作業が強いられ
るものであった。

【０００４】本発明は上記のような課題を解消するため
になされたもので、ボルト取付面が水平でなくとも、ボ
ルトの供給からねじ込みまでを自動的に行なえて、各種
機器の生産性の向上に寄与し得るボルトねじ込み用ハン
ドを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るボルトねじ込み用ハンドは、ロボット
ア−ム側に取り付けられる固定フレ−ムに対してボルト
の軸方向に変位可能な本体フレ−ム側に装備されてボル
トをその軸心廻りに回転可能に把持するボルト把持機構
と、上記本体フレ−ム側に支持されて上記ボルトと同軸
上にボルトねじ込み具を設定させるねじ込み具ホルダ
と、上記本体フレ−ム側に対して上記ボルト把持機構を
ボルトの軸方向に変位可能に支持するとともに、ボルト
の頭部を上記ボルトねじ込み具の先端部にばね力をもっ
て係合させるボルト係合機構と、上記ボルト把持機構に
把持されたボルトがロボットア−ムによりボルト孔にセ
ットされた際、ばね力で上記ボルトをボルト孔に押し付
けるボルト押圧機構と、上記本体フレ−ムに支持されて
上記ボルトがボルト孔に押圧された際、ボルトねじ込み
具を回転させてボルトをボルト孔にねじ込ませるボルト
ねじ込み機構とを具備したものである。

【０００６】

【作用】本発明によれば、ボルトをボルト把持機構に把
持させると、ボルト係合機構により上記ボルト把持機構
が変位されてボルトの頭部がボルトねじ込み具の先端部
にばね力をもって係合され、この状態から、ロボットア
−ムによりボルトがボルト孔にセットされる。つまり、
ボルトがボルトねじ込み具の先端部に当てられているの
で、ボルト取付面が水平でなくとも、ボルトをボルト孔
に所定通りにセットすることが可能である。そして、ボ
ルトをボルト押圧機構で押圧した状態でボルトねじ込み
機構を作動させることで、ボルトがボルト孔にねじ込ま
れることになる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図１および図２はそれぞれ本発明の一実施例に
よるボルトねじ込み用ハンドを示すを示す正面図および
平面図である。

【０００８】図１において、１は図示しないロボットア
−ムの先端に接続される固定フレ−ム、２は固定フレ−
ム１に対して基部３を介して、ボルトねじ込み方向（ボ
ルトの軸方向）に変位可能に支持された本体フレ−ムで
ある。

【０００９】４は上記本体フレ−ム２側において、ボル
トＭを把持するボルト把持機構であり、たとえば図３に
示すように、ボルトＭを挟持するために平面方向に開閉
可能に構成された１対の平行チャック５，５と、この平
行チャック５，５の開閉用のアクチュエ−タ６とからな
り、上記各平行チャック５には、ボルトＭを径方向から
回転可能に挟着する１対のロ−ラ７，７がそれぞれ取り
付けられており、ボルトＭの径の変更に対応できるよう
になっている。

【００１０】８はボルトねじ込み具として、複数種のソ
ケット９を保持したソケット用タ−レットであり、詳し
くは、図４に示すように、上記ボルトＭの軸線Ｘに対し
て４５°の角度で傾斜した回転軸１０と、上記本体フレ
−ム２に固定されて上記回転軸１０を支承する軸受１１
と、上記回転軸１０に取り付けられたホルダ１２に固定
されて回転軸廻りに等間隔に配設された上記ソケット９
をそれぞれ回転自在に支承する軸受１３とを有し、上記
回転軸１０は上記本体フレ−ム２に軸受１４を介して支
持された駆動シャフト１５の先端に自在継手１６を介し
て連続されており、この駆動シャフト１５の基端側は本
体フレ−ム２側に固定されたクラッチ駆動用シリンダ１
７（図５）により、原動杆１８を介して９０°ずつ間欠
回転駆動される一方向クラッチ１９の出力段に接続され
ている。つまり、上記シリンダ１７により一方向クラッ
チ１９を介して駆動シャフト１５を間欠回転させること
により、回転軸１０が回転して、所定の径のソケット９
が上記ボルトＭと同軸上に選択・設定されることにな
る。２０は上記一方向クラッチ１９に取り付けられて上
記原動杆１８により駆動される従動杆である。

【００１１】上記ホルダ１２の先端面には、図４に明示
するように、上記回転軸１０の廻りで９０°ずつクリッ
ク用のボ−ル受け部２１が設けられており、また、上記
本体フレ−ム２側の立壁部２２には、上記所定のソケッ
ト９がボルトＭと同軸上に設定される毎に上記ボ−ル受
け部２１に嵌合して位置決め用のクリック機構２３を構
成するボ−ルプランジャ２４が取り付けられている。こ
れにより、上記選択されたソケット９ががたつくことな
く定位置に位置決めされてことになる。

【００１２】２５はＬ型に形成されてその水平片部２５
ａで上記ボルト把持機構４を支持する可動フレ−ムであ
り、その垂直片部２５ｂは上記本体フレ−ム２側に固定
されたボルト昇降用シリンダ２６（図６）に連結されて
おり、このシリンダ２６は可動フレ−ム２５を変位させ
て上記ボルトＭをソケット９の先端部を構成する六角ボ
ックス９ａに係合させるようになっており、ボルト昇降
用シリンダ２６と可動フレ−ム２５との間には、ばね力
で上記ボルトＭをソケット９に係合・保持させるばね力
２７が介在されている。上記シリンダ２６やばね力２７
によりボルト係合機構２８を構成している。

【００１３】２９は上記ボルトＭの軸線Ｘに沿って上記
固定フレ−ム１側の上下一対のブラケット３０，３０に
保持されて上記本体フレ−ム２側の基部３を摺動可能に
支持するロッドであり、このロッド２９やばね力３１等
により、上記ボルトＭが所定のボルト孔（図示せず）に
セットされた際にばね３１のばね力で押し付けるボルト
押圧機構３２が構成されている。

【００１４】３３は上記ボルトＭをボルト孔にねじ込む
ためのボルトねじ込み機構であり、たとえばモ−タ３４
と、このモ−タ３４を上記本体フレ−ム２に対して昇降
変位させるモ−タ昇降用シリンダ３５と、モ−タ３４の
回転軸３４ａに取替可能に装着されて上記ソケット９の
基部９ｂに係合するドライバ３６と、上記ソケット９に
対するドライバ３６の係合を弾性的に行わせるためのば
ね３７などから構成されている。つまり、上記シリンダ
３５によりモ−タ３４をソケット９側に下降させ、ドラ
イバ３６がソケット９の基部９ｂに係合すれば、モ−タ
３４を回転させることにより、ボルトＭにねじ込み力が
与えられるようになっている。

【００１５】つぎに、上記構成の動作について説明す
る。ロボットア−ムを駆動して本体フレ−ム２をボルト
供給位置に変位させた後、ボルト把持機構４におけるア
クチュエ−タ６により平行チャック５，５を開いてロ−
ラ７，７間にボルトＭを位置させた後、該チャック５，
５を閉じると、ボルトＭが上記ロ−ラ７，７を介して回
転自在に把持される。

【００１６】一方、このボルトＭの径に応じたソケット
９は、前述したようにタ−レット８の回転によってボル
トＭと同軸上の所定位置に設定される。この状態で、ボ
ルト昇降用シリンダ２６を作動させて可動フレ−ム２５
を介して上記ボルト把持機構４を上昇させてボルトＭの
頭部をソケット９の先端部、つまり六角ボックス９ａに
係合させる。この時、ボルトＭの頭部がそのままソケッ
ト９に係合しなくても、ばね力によってシリンダ２６自
体が後退することでボルトＭの頭部はソケット９側に押
し付けられる。つまり、上記ボルト把持機構４に把持さ
れたボルトＭはその頭部がソケット９側に当たって抜け
止めされた状態となるので、ボルト取付面が水平でない
場合であっても対応させることが可能となる。

【００１７】この後、上記ロボットア−ムにより、本体
フレ−ム２と共に上記ボルトＭを変位させて所定のボル
ト孔にボルトＭをセットする。この時、ボルト押圧機構
３２におけるばね３１のばね力により、上記ボルトＭは
ボルト孔に対して弾性的に押圧されることになる。した
がって、ロボットア−ムは、上記ボルトＭをボルト孔に
位置決めさえすれば、変移する必要もなく、そのまま待
機しておればよい。

【００１８】ついで、モ−タ昇降用シリンダ３５により
モ−タ３４を下降させれば、ドライバ３６がソケット９
の基端部９ｂに係合する。この時、上記ドライバ３６が
ソケット９の基端部９ｂに完全に係合しなくても、上記
シリンダ３５の後退に伴うばね３１のばね力によりドラ
イバ３６はソケット９の基端部９ｂを押圧した状態とな
る。そして、モ−タ３４をまず、逆回転させると、上記
ドライバ３６はソケット９の基端部９ｂに係合するの
で、この状態でモ−タ３４を正回転させれば、ドライバ
３６によりはソケット９が回転駆動されて、ボルトＭが
ボルト孔にねじ込まれる。つまり、以上の動作によっ
て、ボルトＭを把持して、それをボルト孔にセットし、
ついでボルト孔にボルトＭをねじ込むまでの全動作の自
動化が達成され、自動組立ラインの合理化を一層進める
ことができる。

【００１９】ところで、上記ソケット９は１種のみをホ
ルダにより定位置に設定できるものであってもよいが、
上記のようにタ−レット８を導入することにより、複数
種のソケット９を迅速に選択・設定して異なる径のボル
トＭに容易に対応させることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ロボット
ア−ム側に固定される固定フレ−ムに対して変位可能に
支持された本体フレ−ム側のボルト把持機構でボルトを
回転可能に把持させるとともに、ボルトと同軸上に設定
されたボルトねじ込み具の先端部に上記ボルトを弾性的
に押圧した状態に保持させるようにしたので、ボルト取
付面が水平面に限らず、傾斜した面などにおいてもロボ
ットア−ムを動かしてボルトをボルト孔に位置決めし、
かつねじ込むといった一連の動作を全自動的に行なうこ
とができる。したがって、各種機器の自動組立の効率化
を図り、生産性の向上に寄与させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるボルトねじ込み用ハン
ドを示す正面図である。

【図２】同実施例におけるボルトねじ込み用ハンドを示
す平面図である。

【図３】同実施例におけるボルトねじ込み用ハンドのボ
ルト把持機構を示す平面図である。

【図４】同実施例におけるボルトねじ込み用ハンドのボ
ルトねじ込み用タ−レットの構成を示す断面図である。

【図５】同タ−レットを駆動する部位の側面図である。

【図６】同実施例におけるボルトねじ込み用ハンドのボ
ルトねじ込み機構の側面図である。

【符号の説明】

１ 固定フレ−ム ２ 本体フレ−ム ４ ボルト把持機構 ９ ボルトねじ込み具 ９ａ ボルトねじ込み具の先端部 １２ ねじ込み具ホルダ ２７，３１，３７ ばね ２８ ボルト係合機構 ３２ ボルト押圧機構 ３３ ボルトねじ込み機構 Ｍ ボルト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットア−ム側に取り付けられる固定
   フレ−ムに対してボルトの軸方向に変位可能な本体フレ
   −ム側に装備されてボルトをその軸心廻りに回転可能に
   把持するボルト把持機構と、上記本体フレ−ム側に支持
   されて上記ボルトと同軸上にボルトねじ込み具を設定さ
   せるねじ込み具ホルダと、上記本体フレ−ム側に対して
   上記ボルト把持機構をボルトの軸方向に変位可能に支持
   するとともに、ボルトの頭部を上記ボルトねじ込み具の
   先端部にばね力をもって係合させるボルト係合機構と、
   上記ボルト把持機構に把持されたボルトがロボットア−
   ムによりボルト孔にセットされた際、ばね力で上記ボル
   トをボルト孔に押し付けるボルト押圧機構と、上記本体
   フレ−ムに支持されて上記ボルトがボルト孔に押圧され
   た際、ボルトねじ込み具を回転させてボルトをボルト孔
   にねじ込ませるボルトねじ込み機構とを具備したことを
   特徴とするボルトねじ込み用ハンド。