JPH0732972B2 - 自動ねじ締め機 - Google Patents

自動ねじ締め機

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JPH0732972B2
JPH0732972B2 JP60057089A JP5708985A JPH0732972B2 JP H0732972 B2 JPH0732972 B2 JP H0732972B2 JP 60057089 A JP60057089 A JP 60057089A JP 5708985 A JP5708985 A JP 5708985A JP H0732972 B2 JPH0732972 B2 JP H0732972B2
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arm
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JP60057089A
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Inventor
正裕 井尻
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三田工業株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/02Arrangements for handling screws or nuts
    • B25B23/04Arrangements for handling screws or nuts for feeding screws or nuts
    • B25B23/06Arrangements for handling screws or nuts for feeding screws or nuts using built-in magazine

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の利用分野」 本発明は多自由度を有するロボットを本体とする自動ね
じ締め機に関するものである。
「従来技術」 従来、直交座標型ロボットや水平多関節型ロボットに電
動ドライバを搭載した自動ねじ締め機が知られている。
第5図に示したのは水平多関節型ロボットRの手首先端
に電動ドライバDを取り付け、且つ、上記ロボットRの
手首先端に電動ドライバDと共に、この電動ドライバD
へ供給するねじをストックしておくためのホッパHを搭
載した形式の自動ねじ締め機を示す。
即ち基台a上には水平面内において揺動自在の第1アー
ムbが取り付けられ、この第1アームbの先端にやはり
水平面内において揺動可能の第2アームcが取り付けら
れており、上記第2アームcの先端に設け手首dに前記
ホッパH及び電動ドライバD、更には上記電動ドライバ
Dの昇降駆動を行うエアシリンダeが取り付けられてい
る。f1及びf2はそれぞれ第1アームbを駆動するモータ
及び第2アームcを駆動するモータであり、これらのモ
ータf1,f2及びエアシリンダeの作動により電動ドライ
バDを任意の位置に運搬し、その位置においてねじ締め
作業を行う。
上記ホッパHと電動ドライバDのねじ補給部gとの間に
はシュートhが設けられ、ホッパhのすくい板iによっ
てはすくい上げられたねじが上記シュートhを通ってね
じ補給部gへ整列された状態で配送され、電動ドライバ
Dに供給される。
このように第5図に示した従来装置では、電動ドライバ
Dに補給する多数のねじをストックするためのホッパH
をロボットRがそのアーム先端に搭載している。
「従来技術の問題点」 ところでこのようなホッパHはその内部に収容したねじ
の重量とも合わせると通常数十キロにも達し、このよう
な重量物をアーム先端に取り付けねばならないために、
ロボット全体の剛性を高めなければ充分な位置決め精度
を補償することができず、また動的ひずみの増大のため
に、ロボットの移動速度をあまり速くすることができな
いので作業能率が悪いという欠点を有している。
上記のような欠点を解消するために、ホッパをロボット
Rの近傍に固定的に配置し、このホッパと、ロボットR
の先端の電動ドライバDのねじ補給部gとをフレキシブ
ルなチューブにより連結し、空気力によってこのチュー
ブに供給した圧縮空気によって、ねじをホッパからねじ
補給部gへ空気圧送することも行われている。
しかしこの場合空気圧送可能のねじの形状は限定されて
おり、例えばねじの頭部に比較してねじ部の短いねじ
は、チューブの途中でねじの姿勢が不安定となるため空
気圧送することができない。
「発明の目的」 したがって本発明はねじを貯溜するホッパをねじ締め機
本体の近傍に固定して、ねじ締め機の可搬重量を軽量化
するとともに、いかなる種類のねじにも対応してねじの
供給を可能とした自動ねじ締め機を提供することであ
る。
「発明の構成」 上記目的を達成するために本発明が採用する主たる手段
は、ロボットよりなるねじ締め機本体と、上記ねじ締め
機本体のアーム先端に設けた電動ドライバと、ロボット
基部若しくはその近傍に設けられねじを貯溜するホッパ
と、上記電動ドライバへのねじ補給部へねじを搬送する
べくねじ締め機本体のアーム先端に固定した補助シュー
トと、上記ホッパに固定的に接続され、該ホッパからの
ねじの予め貯留するホッパ側シュと、上記ホッパ側シュ
ートに配備されると共に、上記ねじ締め機本体がねじ補
給位置に来た時に上記補助シュートと接続され、その接
続動作と連動して該ホッパ側シュートに設けられた定量
供給レバーを揺動させて該ホッパ側シュートのねじ供給
口を開放すると共に該ホッパ側シュート上での複数の所
定量以降のねじの移動を阻止し、該補助シュートへこの
複数の所定量のねじ受け渡しを行う定量供給機構とを有
してなる点を要旨とする自動ねじ締め機である。
「実施例」 続いて第1図乃至第4図の添付図面を参照して本発明を
具体化した実施につき説明し本発明の理解に供する。
ここに第1図は本発明の一実施例にかかる自動ねじ締め
機の正面図、第2図は同ねじ締め機の平面図、第3図は
同ねじ締め機に用いるシュートの一例を示す斜視図、第
4図(a)乃至(c)はホッパ側シュートから補助シュ
ートへのねじの受け渡し状態を示すシュート接合部の平
面図である。
また以下の説明中、第5図に示した従来の装置を構成す
る要素と共通の要素には同一の符号を使用し説明を省略
する。
なお以下の実施例は本発明の一具体例にすぎず、本発明
の技術的範囲を限定する性格のものではない。
この実施装置の場合、水平多関節型ロボットRが基台a
上に垂直軸まわりの旋回運動を行う旋回基部a′を有
し、この旋回基部a′が前記モータf1により旋回駆動さ
れることにより、この旋回基部a′に取り付けた第1ア
ームbが基台aのまわりに揺動し、且つ第1アームbの
先端にモータf2によって揺動駆動される第2アームcが
取り付けられている点、およびこの第2アームcの先端
手首dに電動ドライバD,エアシリンダeが設けられてい
る点については第5図に示した従来の自動ねじ締め機と
同様である。
しかしながら、この実施例ではホッパH′が前記旋回基
部a′より突出するブラケット3に固定されている点に
おいてロボットRのアーム先端側にホッパHが取り付け
られている従来装置とは大きく異なる。
また上記手首dには、電動ドライバDのねじ補給部gへ
ねじを搬送するための補助シュート4が固定され、また
前記ホッパH′には、ロボットRが第1図,第2図に実
線で示す如くねじの補給位置に来たときに補助シュート
と接続され、予め貯留した所定量のねじの補助シュート
4への受け渡しを行うホッパ側シュート5が接続されて
いる。第1図および第2図ではこのような補助シュート
4とホッパ側シュート5とが接続された状態が実線で示
され、第2アームcが揺動して、ホッパ側シュート5か
ら補助シュート4が離れた状態が2点鎖線破線で示され
ている。
上記のような補助シュート4,ホッパ側シュート5の構造
は概略第3図に示されており、斜めに傾いた2枚のガイ
ド板6,6を平行に並べ、その間にねじSを挟み込んで整
列状態で下方へ滑らせて、運搬するような形式のものが
一例として挙げられる。
また、ホッパ側シュート5と補助シュート4との接続部
には、接続時点でホッパ側シュート5から一定量のねじ
が補助シュート4側へ送りこまれるように定量供給装置
を設けておく。
第4図に示した例ではこのような定量供給装置がホッパ
側シュート5に設けられた例を示している。すなわちホ
ッパ側シュート5の側端部にはブラケット7を介して定
量供給レバー8が第4図の紙面に垂直のピン9を中心と
して揺動可能に取り付けられている。16はこの定量供給
レバー8を第4図における反時計方向へ回動付勢させる
スプリングである。この定量供給レバー8の先端部10は
90度に折曲され、更にこの先端部10には先端部10に対し
て例えば45度の角度で折曲されたガイド片11が形成さ
れ、また定量供給レバー8の他端には前記先端部10と平
行の分離片12が90度に折曲されて形成されている。上記
定量供給レバー8の長さは第4図(a)に示す如く定量
供給レバー8を、スプリング16によってその先端部10が
ホッパ側シュート5のねじ供給口が開口された先端5aへ
当接する方向へ回動させたとき、図示の如く先端部10に
ホッパ側シュート5内の先頭のねじSaが当接して、ホッ
パ側シュート5からねじSaが落下しないような長さとさ
れ、またホッパ側シュート5の側面には開口13が形成さ
れ、定量供給レバー8を第4図(b)に示す如くホッパ
側シュート5に平行となるまで揺動させたとき、前記分
離片12が前記開口13に挿入され、分離片12の先端が整列
状態のねじの内の1個に当接して、このねじを含めて複
数の所定量以後のねじが搬送方向へ滑り落ちないように
構成されている。
次に上記構成における作用を説明する。
通常のねじ締め作業は、ワーク上のねじ締め位置へ電動
ドライバDの先端を誘導することにより行われ、これは
第2図の矢印xで示す如く第1アームbを揺動させ、且
つ第2アームcを矢印yの方向に揺動させると共にエア
シリンダeにより、電動ドライバDに昇降させることに
より行う。従って、第2アームcおよびその先端に取り
付けられた電動ドライバDなどは、締めつけ作業時に
は、例えば第2図に2点鎖線で示すような位置にあり、
このねじ締め作業によって補助シュート4に蓄えられた
ねじが減少していくと、やがて補助シュート4へ新たな
ねじを供給するための補給指令がロボットRに発せられ
る。
このような補給指令は例えばねじ締め回数をカウントし
て、その値が一定量に達したときに生じるようになして
もよく、また補助シュート4に第3図に示すように、受
光部14aと投光部14bよりなる光学センサを設け、一定時
間以上の長時間に渡って投光部14bから受光部14aへ至る
光を遮るものがないことを検出したときに指令を発生す
るように為してもよい。
こうして補給指令が発生られると、ロボットRは一旦ね
じ締め作業を中断し、第2アームcを揺動させて、第2
図に実線で示す如く、補助シュート4をホッパ側シュー
ト5に接続させる、この状態が第4図に示され、第4図
(a)は補助シュート4は矢印zで示す如くホッパ側シ
ュート5に接近していく状態を示している。補助シュー
ト4が接近していくと、この先端がガイド片11に当接
し、そのガイド片11は補助シュート4の進行方向に対し
て傾斜しているので、ガイド片11が押し退けられ、結果
的に定量供給レバー8が第4図(b)に矢印15で示す方
向(時計方向)にスプリング16の力に逆らって揺動し、
定量供給レバー8の先端部10と、先頭のねじSaとの干渉
が解除されてねじ供給口が開放され、先頭のねじSaおよ
びこれに後続する複数の所定量のねじが、傾斜したホッ
パ側シュート5から補助シュート4の沿って滑り降りて
いく。このとき前記したように定量供給レバー8は矢印
15の方向に回動し、これがホッパ側シュート5と略平行
状態となるため、定量供給レバー8の後端に形成した分
離片12が開口13からホッパ側シュート5内へ挿入され、
図示の例では先頭のねじSaから数えて7番目のねじSb
分離片12が当接してこのねじSbおよびこれに後続するね
じがホッパ側シュート5に沿って滑り降りるのが妨げ
る。従って、先頭のねじSaとこれを含んで6個のねじの
みが補助シュート4に乗り移っていく。
こうして6個のねじが補助シュート4に乗り移ると、第
2アームcが揺動され、第4図(c)に示す如く、補助
シュート4がホッパ側シュート5から離れていく。これ
により、スプリング16の力により定量供給レバー8が矢
印15とは反対の方向へ回動し、これに伴って分離片12が
開口13から引き抜かれ、ねじSbとの当接が解除されるた
め、ねじSbおよびこれに後続するねじが矢印で示す如く
ホッパ側シュート5の先端5aの方向へ滑り降りていく。
このとき定量供給レバー8の揺動に伴ってその先端部10
がホッパ側シュート5の先端5aに当接し、ねじの通過を
阻止するため、ねじSbがホッパ側シュート5の先端部で
停止され、これに後続するねじも整列状態を保ってホッ
パ側シュート5内に蓄えられ第4図(a)に示す初期状
態に復帰する。
こうして補助シュート4がホッパ側シュート5に接続さ
れる毎に定量のねじが補助シュート4へ移載される。従
って、補助シュート4側には大きなホッパを常時接続し
ておく必要がなく、ロボットアームの先端部における荷
重が非常に小さくなる。
上記のようなホッパは前記の実施例の如く、ロボットの
旋回基部に一体的に取り付け旋回基部の旋回と共にその
方向を変えうるようにしておけばロボット自体の方向に
かかわりなく、単に第2アームcのみに揺動で補助シュ
ート4をホッパ側シュート5との接続位置(補給位置)
へ導くことができ、ねじ補給作業の時間が短縮される。
ただし、ホッパが特に重い場合や種々のねじを貯蔵する
多数のホッパを並列的に用いる場合などには、このよう
なホッパを基台aの近傍に固定的に配置し、ロボットの
大きな負荷が掛からないように考慮することも重要であ
る。
上記の実施例では、ねじ締め機本体として水平多関節型
ロボットRを用いた例について説明したが、本発明では
ホッパをロボットアーム先端部に取り付けないので、荷
重が軽減されるため、例えば垂直多関節型ロボットをね
じ締め機本体として用いることも、また直交座標型ロボ
ットその他、1自由度以上のロボットであれば本発明に
おけるねじ締め機本体を構成しうる。
「発明の効果」 本発明は以上述べたように、ロボットよりなるねじ締め
機本体と、上記ねじ締め機本体のアーム先端に設けた電
動ドライバと、ロボット基部若しくはその近傍に設けら
れ、ねじを貯溜するホッパと、上記電動ドライバへのね
じ補給部へねじを搬送するべくねじ締め機本体のアーム
先端に固定した補助シュートと、上記ホッパに固定的に
接続され、該ホッパからのねじを予め貯留するホッパ側
シュと、上記ホッパ側シュートに配備されると共に、上
記ねじ締め機本体がねじ補給位置に来た時に上記補助シ
ュートと接続され、その接続動作と連動して該ホッパ側
シュートに設けられた定量供給レバーを揺動させて該ホ
ッパ側シュートのねじ供給口を開放すると共に該ホッパ
側シュート上での複数の所定量以降のねじの移動を阻止
し、該補助シュートへこの複数の所定量のねじ受け渡し
を行う定量供給機構とを有してなる自動ねじ締め機であ
るから、ロボットアーム先端における負荷が軽減され、
ロボットの剛性を低減させることが可能であると共に、
動的ひずみを軽減でき、比較的低コストの簡素なロボッ
トを適用することが可能となった。
そしてこの発明の場合、ホッパがねじ締め作業場所から
離れたロボット基部又はその近傍に設けられるので、ね
じ締め作業中においてもホッパへのねじの供給が可能と
なり、ねじ締め作業の連続性が向上して作業能率が上が
る。また、ホッパの重量を考える必要がないので、異な
る種類のねじを収容する複数のホッパを配備することが
でき、一台のロボットで多種のねじ締めが可能となる。
そして、ホッパをロボット基部近傍に配置することがで
きるにもかかわらず、ねじを空気圧送するためのチュー
ブ等が不要であるので、チューブ等で送ることのできな
い短いねじ等も使用することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例にかかる自動ねじ締め機の正
面図、第2図は同ねじ締め機の平面図、第3図は同ねじ
締め機に用いるシュートの一例を示す斜視図、第4図
(a)乃至(c)はホッパ側シュートから補助シュート
へのねじの受け渡し状態を示すシュート接合部の平面
図、第5図は従来の自動ねじ締め機を示す斜視図であ
る。 (符号の説明) R……ロボット、D……電動ドライバ H′……ホッパ、a……基台 b……第1アーム、c……第2アーム e……エアシリンダ、f1,f2……モータ g……ねじ補給部、4……補助シュート 5……ホッパ側シュート、S……ねじ 8……定量供給レバー、12……分離片 10……先端部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロボットよりなるねじ締め機本体と、 上記ねじ締め機本体のアーム先端に設けた電動ドライバ
    と、 ロボット基部若しくはその近傍に設けられ、ねじを貯留
    するホッパと、 上記電動ドライバへのねじ補給部へねじを搬送するべく
    ねじ締め機本体のアーム先端に固定した補助シュート
    と、 上記ホッパに固定的に接続され、該ホッパからのねじを
    予め貯留するホッパ側シュートと、 上記ホッパ側シュートに配備されると共に、上記ねじ締
    め機本体がねじ補給位置に来た時に上記補助シュートと
    接続され、その接続動作と連動して該ホッパ側シュート
    に設けられた定量供給レバーを揺動させて該ホッパ側シ
    ュートのねじ供給口を開放すると共に該ホッパ側シュー
    ト上での複数の所定量以降のねじの移動を阻止し、該補
    助シュートへこの複数の所定量のねじの受け渡しを行う
    定量供給機構とを有してなる自動ねじ締め機。
  2. 【請求項2】ホッパの取付位置をロボットの旋回基部若
    しくはその近傍となした特許請求の範囲第1項に記載し
    た自動ねじ締め機。
JP60057089A 1985-03-20 1985-03-20 自動ねじ締め機 Expired - Lifetime JPH0732972B2 (ja)

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