JPH07214432A

JPH07214432A - ネジ締めロボット

Info

Publication number: JPH07214432A
Application number: JP907894A
Authority: JP
Inventors: Masaru Okazoe; 大岡副; Kazue Sumiya; 和重角谷
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1995-08-15

Abstract

(57)【要約】【目的】ロボットアーム11に取り付けられたネジ締め
装置２とネジフィーダ６とが可撓性ホースによって連結
され、ネジフィーダ６からネジ締め装置２へネジを供給
するネジ締めロボットにおいて、ホース内でネジが詰る
虞れのないネジ締めロボットを提供する。【構成】ネジ締め装置２が待機位置とネジ締め作業位
置の間を移動する過程でホースがネジ詰りを起こすこと
のないロボットアーム11の中間位置を記憶したアーム座
標メモリ５を具え、ロボットアーム11の位置がアーム座
標メモリ５に記憶された中間位置を通過する時にネジフ
ィーダ６へネジ供給指令が発せられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットアームにドラ
イバー機構を具えて、相手部材にネジを自動的に締め付
けるネジ締めロボットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のネジ締めロボットは、図５(ａ)
(ｂ)(ｃ)に示す如くロボットアーム(11)の出力端にネジ
締め装置(２)(例えば日本電気精器(株)製“ＤＬＶ−３
１４８ＦＪＮ”)が支持されており、ネジフィーダ(６)
からネジ締め装置(２)先端部へのネジ(７)の供給は、圧
力空気が流れる可撓性ホース(61)を経由して行なわれて
いる。該装置の先端部にはチャック機構(23)(例えば日
東精工(株)製)が装備されており、図５(ｂ)の如くチャ
ック機構(23)の先端を相手部材(８)に押し付けることに
よって、内筒(22)が図示省略するバネに抗して外筒(21)
内へ引き込み、これに伴ってチャック機構(23)が開き、
更にホース(61)から供給されたネジ(７)の頭部に、内蔵
せるビット(図示省略)が係合する。この状態でビットを
回転駆動すれば、ネジ(７)は相手部材(８)に捩じ込まれ
る。

【０００３】その後、図５(ｃ)の如くネジ締め装置(２)
が相手部材(８)から離間し、内筒(22)が外筒(21)から突
出して元の位置に復帰すると、外筒(21)に内蔵されたマ
イクロスイッチ(９)が動作して、ネジフィーダ(６)に対
してネジ供給指令を発する。この結果、ネジフィーダ
(６)からは次のネジ(７ａ)がネジ締め装置(２)へ送り込
まれるのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のネジ
締めロボットにおいては、ネジ締め装置(２)が相手部材
(８)から略一定距離だけ後退した時点で、ホース(61)の
屈曲状態に拘わらず、ネジ(９)の供給が行なわれていた
から、ネジ(７)がホース(61)を通過する時にホース(61)
が途中で折れ曲り、ネジ(７)が詰る虞れがあった。本発
明の目的は、ネジ供給ホース内でネジが詰る虞れのない
ネジ締めロボットを提供することである。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明に係るネジ締めロボ
ットは、ネジ締め装置(２)が待機位置とネジ締め作業位
置の間を移動する過程でホース(61)がネジ詰りを起こす
ことのないロボットアーム(11)の中間位置を記憶したメ
モリ手段と、ロボットアーム(11)の位置がメモリ手段に
記憶された中間位置を通過する時にネジフィーダ(６)へ
ネジ供給指令を発する制御手段とを具えている。尚、前
記中間位置は３次元空間内の一点、或いは３次元空間に
広がる一定の領域として規定される。

【０００６】

【作用】メモリ手段にロボットアーム(11)の中間位置を
記憶する際は、予め相手部材毎にネジ締め動作を行なっ
て、ホース(61)内にネジ(７)が詰る虞れのない位置、即
ちホース(61)がネジフィーダ(６)からネジ締め装置(２)
まで緩やかに湾曲して伸びることとなる位置を選定し
て、その位置を記憶させておく。実際のネジ締め動作に
おいては、ネジ締め装置(２)はロボット制御回路による
制御によって、待機位置とネジ締め作業位置の間を往復
移動する。この過程で、ロボット制御回路から得られる
ロボットアーム(11)の現在位置と、ネジ詰りの生ずる虞
れのないことの確認されたロボットアーム(11)の中間位
置との照合が行なわれ、両位置が一致した時点で、ネジ
フィーダ(６)へネジ供給指令が発せられる。

【０００７】

【発明の効果】本発明に係るネジ締めロボットにおいて
は、相手部材に対するネジ締め作業位置が変動したとし
ても、ホース内でネジが詰ることはない。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図面に沿っ
て詳述する。図１に示す如く、６自由度多関節ロボット
(１)のロボットアーム(11)には、公知のネジ締め装置
(２)が取り付けられている。

【０００９】多関節ロボット(１)は、ロボットコントロ
ーラ(３)及びシステムコントローラ(４)からなるロボッ
ト制御回路によって動作が制御されており、システムコ
ントローラ(４)には、アーム座標メモリ(５)が接続され
ている。又、ネジ締め装置(２)へネジを供給すべきネジ
フィーダ(６)が設置され、システムコントローラ(４)か
らネジフィーダ(６)へネジ供給指令が発せられる。尚、
ネジ締め装置(２)とネジフィーダ(６)とは図４(ａ)の如
く可撓性ホース(61)によって連結されている。

【００１０】図１のシステムコントローラ(４)には、相
手部材に対するネジ締め作業毎に、ロボットアーム(11)
の移動経路についての教示データが登録されており、該
教示データがロボットコントローラ(３)へ供給されるこ
とによって、該ロボットコントローラ(３)は多関節ロボ
ット(１)の各関節の回転角を算出し、その結果に応じた
駆動電流を多関節ロボット(１)へ送出する。

【００１１】又、アーム座標メモリ(５)には、ネジ締め
装置(２)に対してネジを供給すべき中間位置が記憶され
ている。該中間位置は、ネジ供給の際にホース(61)がネ
ジフィーダ(６)からネジ締め装置(２)まで緩やかに湾曲
して、或いは略真直に伸びて、ホース(61)内にネジ(７)
が詰る虞れのないロボットアーム(11)の位置(ＸＹＺ軸
座標及び各軸回りの回転角を含む位置データ)として、
ネジ締めを行なうべき相手部材毎に、実験的に設定され
る。

【００１２】図２及び図３は、上記ロボット制御回路が
実行する制御手続きを表わしている。先ず図２のステッ
プＳ１にて、ネジ締め装置(２)の電源をＯＮとすると共
に、ネジフィーダ(６)によるエア供給を開始する。次に
ステップＳ２にて、ネジ締め動作の必要性の有無を判断
し、必要と判断されたときは、ステップＳ３にてネジ締
め装置(２)を待機位置からネジ締め作業位置へ向けて前
進させる。

【００１３】その後、ステップＳ４にて、ロボットアー
ム(11)が前記中間位置を通過して、ネジ締め装置(２)が
所定位置に到達したかどうかを判断し、ＮＯの場合はス
テップＳ３へ戻る。ネジ締め装置(２)が所定位置に到達
したときは、ステップＳ５にてネジフィーダ(６)からネ
ジ締め装置(２)へネジ(７)を供給する。続いてステップ
Ｓ６にてネジ締め装置(２)の移動を続行し、ステップＳ
７にてネジ締め装置(２)のドライバー(ビット)の回転を
開始する。

【００１４】その後、図３のステップＳ８にて、ネジ締
め装置(２)がネジ締め直前位置に達したかどうかを判断
し、ＮＯの場合は図２のステップＳ６へ戻って、ネジ締
め装置(２)の移動を実行する。ネジ締め装置(２)がネジ
締め直前位置に達したときは、図３のステップＳ９へ移
行して、ネジ締め装置(２)を相手部材に押し込む。そし
て、ステップＳ１０にてネジ締め装置(２)のドライバー
が所定の設定トルクに達したかどうかを判断し、ＮＯの
場合はステップＳ９へ戻って、ネジ締め装置(２)の押込
みを続行する。

【００１５】ネジ締め装置(２)のドライバーが所定の設
定トルクに達したときは、ステップＳ１１へ移行して、
ドライバーの回転を停止し、続いてステップＳ１２にて
ネジ締め装置(２)を元の待機位置まで移動させる。そし
て、図２のステップＳ２へ戻り、次のネジ締め動作に移
行する。ここで、他に必要なネジ締め動作が残っていな
いときは、作業を終了する。

【００１６】図４は、上記手続きによって相手部材(８)
にネジ(７)が捩じ込まれる過程を表わしている。ネジ締
め装置(２)が待機位置から図４(ａ)に示す中間位置(Ｘ
＝Ｘ₀、Ｙ＝Ｙ₀、Ｚ＝Ｚ₀)に達すると、ネジフィーダ
(６)へネジ供給指令が発せられて、ネジ(７)がネジ締め
装置(２)へ向けて送り出される。このとき、ホース(61)
は折れ曲ることなく、緩やかに湾曲して、或いは直線状
に伸びてネジ締め装置(２)まで達しているから、ネジ
(７)がホース(61)内にて詰ることはない。

【００１７】次に、図４(ｂ)の如くネジ締め装置(２)は
相手部材(８)へ接近し、最終的には図４(ｃ)の如くネジ
締め装置(２)のチャック機構(23)が相手部材(８)に押し
付けられて、ネジ(７)の捩じ込みが行なわれるのであ
る。

【００１８】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。例えば上記実施例では、ネジ締め装置(２)
が待機位置からネジ締め作業位置まで前進する過程で、
ロボットアーム(11)が中間位置を通過してネジ(７)の供
給が行なわれるが、ネジ締め装置(２)がネジ締め終了後
に待機位置まで復帰する過程で、ネジ(７)の供給が行な
われる構成も採用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るネジ締めロボットの構成を表わす
ブロック図である。

【図２】ネジ締めロボットが実行する制御手続きの内、
前半のフローチャートである。

【図３】同上の後半のフローチャートである。

【図４】ネジ締め装置のネジ締め動作及びネジ供給動作
を示す一連の側面図である。

【図５】図４に対応する従来のネジ締め装置の一連の側
面図である。

【符号の説明】

(１) 多関節ロボット (11) ロボットアーム (２) ネジ締め装置 (５) アーム座標メモリ (６) ネジフィーダ (61) ホース (７) ネジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロボット制御回路により制御されて、３
次元移動を行なうロボットアーム(11)に、相手のネジ頭
部に係合してネジ締めを行なうべきネジ締め装置(２)が
取り付けれ、該ネジ締め装置(２)の先端部とネジフィー
ダ(６)とは可撓性ホース(61)によって連結され、ネジフ
ィーダ(６)からネジ締め装置(２)へネジ(７)を供給する
ネジ締めロボットにおいて、ネジ締め装置(２)が待機位
置とネジ締め作業位置の間を移動する過程でホース(61)
がネジ詰りを起こすことのないロボットアーム(11)の中
間位置を記憶したメモリ手段と、ロボットアーム(11)の
位置がメモリ手段に記憶された中間位置を通過する時に
ネジフィーダ(６)へネジ供給指令を発する制御手段とを
具えたことを特徴とするネジ締めロボット。