JPH09155655A - 自動ねじ締め機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】異なるねじを保持し、かつ確実なねじ締めを行
う自動ねじ締め機を提供する。 【構成】本発明は、回転駆動源の駆動により回転可能な
ドライバビット３を備えたドライバユニットを往復駆動
源の駆動により往復移動可能に設けた自動ねじ締め機に
関し、ドライバビット３の移動路上には、ねじを保持す
る第１チャック爪１２、第２チャック爪１３が配置され
ている。これらチャック爪１２，１３には、ねじを分離
供給するエスケープユニットを備えた部品供給装置が各
接続されており、各エスケープユニットは制御手段によ
って、その作動を制御されるように構成されている。 【効果】第１、第２チャック爪を設けることにより、異
なるねじを保持することが可能となるとともに、エスケ
ープユニットにより、一方のチャック爪にねじが供給さ
れている時は、他方のチャック爪へのねじの供給を規制
することができ、供給ミスをなくして確実なねじ締めを
行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークにねじを締
め付ける自動ねじ締め機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水平多関節型ロボットのアーム先
端に、ドライバユニットを取り付けた自動ねじ締め機を
用いて数カ所の締結位置にドライバユニットを移動させ
てねじ締めを行うような場合、ドライバユニットへのね
じの供給が作業時間の短縮などの観点から重要な問題と
なっている。一般にこのような自動ねじ締め機に場合、
ねじの供給方式は、ねじの頭部径対脚部長の寸法比率に
応じて、外部に設けた部品供給装置から延びる給送パイ
プを通じてドライバユニットにねじをエア圧送する方式
と、ドライバユニットと一体に動作するホッパ内に貯留
されるねじを掬い板によって掬い上げこれをシュートな
どの移送レールによりドライバユニットまで整列移送す
る方式とが使い分けられているのが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したようなねじの
供給方式を採用する自動ねじ締め機では、使用するねじ
が変更された場合、特に頭部径と脚部長との寸法比率が
それまで使用していたねじと大きく異なるような場合に
おいては、これをドライバユニットに供給することが極
めて困難となる問題が発生し、例えば予め使用するねじ
に応じてその担当機を用意しておかなければならないな
ど、一台では極めて応用性に乏しい問題が指摘されてい
る。また、数カ所の締結位置でそれぞれ使用するねじが
異なるような場合にも、これに対応することが不可能で
あり、これらねじの変更にともなって発生する諸問題を
解決する自動ねじ締め機の開発が望まれている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の自動ねじ締め機
は、第１チャック爪と第２チャック爪とを上下二段に配
置し、これらに部品供給装置を接続するとともに、部品
供給装置から供給されるねじを分離供給するエスケープ
ユニットを設け、このエスケープユニットの作動を制御
する制御手段を設けて構成されている。従って、従来の
締付ユニットのようにねじを重複して供給するようなこ
とがなくなり、締め付けミスを軽減することができる。
また、ドライバユニットを内包する吸引スリーブを設
け、この吸引スリーブ内にねじを吸引保持するよう構成
しているため、吸引スリーブで第１、第２各チャック爪
を押し開くことができ、チャック爪の干渉によるねじの
傾斜を防止することができる。このことは、特に第１チ
ャック爪に保持されたねじを押し出す場合に有効であ
り、第１チャック爪、第２チャック爪を拡開していく過
程においてもねじは全く傾斜することがない。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態を説明する。図１ないし図３において、１は自動
ねじ締め機であり、モータなどの回転駆動源２の駆動に
より回転可能なドライバビット３を備えたドライバユニ
ット４と、このドライバユニット４の下方においてねじ
を保持するチャックユニット５とを水平多関節型ロボッ
ト（図示せず）のアーム６先端に取り付けて構成されて
いる。前記ドライバユニット４は、ベース７上に設けら
れるシリンダなどの往復駆動源８に連結されて上下に往
復移動可能なブラケット９上に設置されており、往復駆
動源８の駆動によりブラケット９と一体に上下に往復移
動するように構成されている。

【０００６】また、ブラケット９の下部には、ねじを吸
引保持するための吸引スリーブ１０が常時ドライバビッ
ト３を内包して設けられている。この吸引スリーブ１０
は、内部にねじを取り込むことができるよう、ねじの頭
部が嵌合可能な内径寸法を有し、しかもこの吸引スリー
ブ１０には、エア吸引を行う吸引装置（図示せず）が接
続されており、この吸引装置の作動により先端からエア
吸引を行ってねじを内部に吸引保持するよう構成されて
いる。さらに、この吸引スリーブ１０は、内部に吸引保
持したねじをドライバビット３により押し出すことが可
能なよう、ドライバビット３に対して軸線方向に所定量
移動可能に構成されている。なお、この吸引スリーブ１
０の先端付近内径を先端側大径のテーパ面に成形してお
けば、頭部径の異なるねじであっても良好に吸引保持す
ることができる。

【０００７】前記チャックユニット５は、前記ドライバ
ビット３の移動路上にねじを保持するものであり、ベー
ス７に固定されるチャック本体１１に各一対の第１チャ
ック爪１２と第２チャック爪１３とを上下二段に連設し
て構成される。これらチャック爪１２，１３は、チャッ
ク本体の取付部を支点に拡開可能であるが、常時は閉止
した状態を保つ構造を成す。また、これら第１、第２チ
ャック爪１２，１３の各対向面には、保持する対象とな
るねじの頭部を案内できる程度の径を有するガイド穴１
２ａ，１３ａと、このガイド穴１２ａ，１３ａに連続し
てねじの脚部を案内できる程度の径を有する保持穴１２
ｂ，１３ｂとが一体に分割成形されている。

【０００８】また、前記チャック本体１１には第２チャ
ック爪１３のガイド穴１３ａに連通するねじ通路１１ａ
が設けられており、このねじ通路１１ａには、外部の部
品供給装置（図示せず）から延びる移送路が連結され、
この部品供給装置の作動により第２チャック爪には、ね
じが供給されるように構成されている。この第２チャッ
ク爪１３にねじを供給する部品供給装置は、主に頭部径
に比して首下寸法の長いねじの供給に使用されるもので
あり、移送路としての給送パイプ１４を備えるもので、
エスケープユニット（図示せず）の作動によって１個づ
つ分離されるねじをエア圧送して第２チャック爪１３に
供給するようになっている。

【０００９】さらに、第１チャック爪１２の拡開方向に
平行な一面には、そのガイド穴１２ａに連通すべくねじ
が通過可能な形状の切欠１２ｃが設けられており、しか
も、この切欠１２ａの形成される側面には、前記ベース
７下方に取り付けられる部品供給装置１５の移送路終端
が近接し、移送路を整列移送されるねじが切欠１２ａか
ら第１チャック爪１２内に侵入できるように構成されて
いる。この部品供給装置１５は、前述の第２チャック爪
１３にねじを供給する部品供給装置のようにエア圧送方
式のものとは異なり、ねじを移送レール１５ａによって
構成される移送路に整列させて移送するものであり、多
数のねじを貯留可能なホッパ１５ｂと、このホッパ１５
ｂ内を揺動して上面にねじを掬い上げる掬い板１５ｃ
と、この掬い板１５ｃに連設されてねじを整列した状態
で滑落させる移送レール１５ａとから構成されており、
主に頭部径に比して脚部の短いねじの供給を行うよう構
成されている。本自動ねじ締め機１では、各チャック爪
１２，１３に対応して、２台の部品供給装置を使用する
ことにより、ねじの頭部径対脚部長の寸法比率に応じて
最適な供給方式を選択できるようなっており、この部品
供給装置の選択は、水平多関節型ロボット、ドライバユ
ニットなどの作動を制御する制御手段（図示せず）によ
り、予め設定されたティーチングプログラムに応じて行
われるようになっている。

【００１０】また、前記ベース７上面にはベース７下面
側で進退するロッドを備えたシリンダ１６が配置されて
おり、このシリンダ１６のロッドには一体に動作するシ
ャフト１７を介して揺動アーム１８が連結されている。
この揺動アーム１８は、前記移送レール１５ａを挟んで
配置され、前記シリンダ１６の作動によりシャフト１７
が上下動することで支持ボルト１８ａを支点にして揺動
するように構成されており、その先端には、図４に示す
ように揺動アーム１８の揺動にともなって交互に移送レ
ール１５ａに突出可能な係止ねじ１９，１９が取付けら
れている。この係止ねじ１９，１９は、移送レール１５
ａを移送されるねじの脚部が１本分だけ入ることのでき
る間隔をおいて軸線平行に配置されており、交互に移送
レール１５ａに突出することによって移送レール１５ａ
に整列するねじを１本づつ分離供給するように構成され
ている。本自動ねじ締め機では、このようにシリンダ１
６の作動によって揺動アーム１８の係止ねじ１９，１９
を交互に移送レール１５ａに突出させる構造を以て、ね
じを分離供給するエスケープユニットを構成している。

【００１１】上記自動ねじ締め機においては、制御手段
により発せられる水平多関節型ロボットの動作指令、す
なわちドライバユニット４の移動先に応じて使用するね
じが選択されるようになっており、ねじの締結位置に応
じて２台の部品供給装置の何れかが選択されて使用され
る。すなわち、脚部の寸法が頭部径に比して短いねじが
必要な場合には、第１チャック爪１２に対応する部品供
給装置１５が選択され、シリンダ１６の作動によりシャ
フト１７を上下動させ、これによって係止ねじ１９，１
９を移送レール１５ａに突出させて移送レール１５ａ上
のねじを１本分離し、第１チャック爪１２に供給する。
このようにして第１チャック爪１２に供給されたねじ
は、第１チャック爪１２のガイド穴１２ａに頭部を案内
されて第１チャック爪１２先端に至り、保持穴１２ｂに
脚部を嵌合させて保持される。

【００１２】その後、往復駆動源８の作動によってドラ
イバユニット４が下降し、吸引スリーブ１０を第１チャ
ック爪１２に保持されたねじ頭部に接近させる。この
時、吸引スリーブ１０に連結された吸引装置の作動によ
り吸引スリーブ１０先端からはエアが吸引されているた
め、ねじは吸引スリーブ１０内に吸入され、内部で保持
される。その後は、吸引スリーブ１０の下降にともなっ
て第１チャック爪１２、第２チャック爪１３が順次拡開
され、吸引スリーブ１０はチャックユニット５下方に突
出し、ワーク表面に当接する。この時、第１チャック爪
１２および第２チャック爪１３の拡開は、全て吸引スリ
ーブ１０によって行われ、各チャック爪１２，１３にね
じが当接することはない。従って、チャック爪１２，１
３の閉止力などによってねじ軸線が傾いてしまうような
こともなく、ねじを正しい姿勢のままワークの締結位置
に供給することができる。このようにして、吸引スリー
ブ１０がワーク表面に当接すると、ドライバビット３が
吸引スリーブ１０に対して下降するため、吸引保持され
たねじはワークの締結位置に押し出され、回転駆動源２
が駆動してドライバビット３が回転することによって、
ワークに締結される。

【００１３】一方、脚部の寸法が頭部径に比して長いね
じが必要な場合には、第２チャック爪１３に対応する部
品供給装置（図示せず）が選択され、その部品供給装置
のエスケープユニット（図示せず）で分離されたねじが
１個、エア圧送により給送パイプ１４を通じて第２チャ
ック爪１３に供給される。この時、第１チャック爪１２
に対応する部品供給装置１５の作動は特に制限されない
が、シリンダ１６が動作しないために移送レール１５ａ
終端のねじは第１チャック爪１２側面に当接して移動を
規制されており、このことによって２つのチャック爪を
連接した場合に発生するねじの重複供給を防止すること
ができる。その後、ねじは往復駆動源８の作動により第
１チャック爪１２を拡開して下降してくる吸引スリーブ
１０に吸引保持され、前述同様ワークの締結位置に供
給、締結される。

【００１４】なお、本発明の実施の形態では、上下二段
に設けた第１チャック爪および第２チャック爪にそれぞ
れねじの移送方式の異なる部品供給装置を連結したが、
これら部品供給装置は、同一の移送方式を採るものでも
よく、あるいは第１チャック爪、第２チャック爪の構成
を上下入れ替えて、ねじの移送方式を上下逆転させるこ
とによっても得られる効果は同一である。また、第２チ
ャック爪にワッシャを供給可能な部品供給装置を連結し
ておけば、第１チャック爪に保持されたねじを締結する
際、その行程上でワッシャを嵌合させることが可能であ
り、ワッシャを組み付けて後にねじを締め付けるような
ねじ締め作業に際して、作業を極めて合理的かつ効率よ
く行うことが可能であるとともに、ねじからワッシャを
脱落させることなくねじ締めを行うことができる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の自動ねじ
締め機は、第１チャック爪と第２チャック爪とを上下二
段に設け、それぞれに部品供給装置を接続してねじを供
給可能に構成し、しかもねじを供給する段でこれを１個
づつ分離供給するエスケープユニットを設け、これらエ
スケープユニットの作動を制御する制御手段を設けてい
るため、頭部径と脚部長の寸法比率に応じて、それに対
応する部品供給装置を選択し、使用するねじの変更、締
結位置に対応したねじの供給が可能となるとともに、エ
スケープユニットの作動制御により、必要なねじのみ確
実にチャックユニットに供給することができ、より確実
なねじ締めを行うことができる。また、ねじを内部に取
り込んで吸引保持する吸引スリーブを設けることによ
り、チャック爪を拡開する際にねじが傾斜することを防
止でき、特に上段の第１チャック爪に保持されたねじを
チャックユニットから押し出して締結する場合など、第
１チャック爪と第２チャック爪との二つのチャック爪を
拡開する間にねじが傾斜することがなくなり、良好にね
じの締結を行うことが可能である。さらに、第１チャッ
ク爪にねじを供給し、第２チャック爪にワッシャを供給
するように部品供給装置を設ければ、ねじにワッシャを
嵌合させて後に締結を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動ねじ締め機の要部拡大正面図
である。

【図２】本発明に係る自動ねじ締め機の要部拡大正面図
である。

【図３】本発明に係る自動ねじ締め機の要部拡大一部切
欠断面図である。

【図４】本発明に係る自動ねじ締め機の要部拡大平面図
である。

【符号の説明】

１ 自動ねじ締め機 ２ 回転駆動源 ３ ドライバビット ４ ドライバユニット ５ チャックユニット ６ アーム ７ ベース ８ 往復駆動源 ９ ブラケット １０ 吸引スリーブ １１ チャック本体 １２ 第１チャック爪 １３ 第２チャック爪 １４ 給送パイプ １５ 部品供給装置 １５ａ 移送レール １６ シリンダ １７ シャフト １８ 揺動アーム １８ａ 支持ボルト １９ 係止ねじ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動源の駆動により回転可能なドライ
   バビットを備えたドライバユニットを往復駆動源の作動
   により往復移動可能に構成した自動ねじ締め機におい
   て、 前記ドライバビットの移動路上でねじを保持可能な第１
   チャック爪と第２チャック爪とを設け、これらチャック
   爪にそれぞれ部品供給装置から延びる移送路を連結して
   ねじを供給可能に構成する一方、 それぞれの移送路を移送されるねじを分離供給するエス
   ケープユニットを設けるとともに、エスケープユニット
   の何れか一方を作動させる制御手段を設けたことを特徴
   とする自動ねじ締め機。
2. 【請求項２】ドライバビットを内包し、先端からエア吸
   引を行うことによってねじを内部に吸着保持する吸引ス
   リーブを設けたことを特徴とする請求項１に記載の自動
   ねじ締め機。
3. 【請求項３】部品供給装置から延びる移送路の一方は、
   ねじを整列移送する移送レールであって、エスケープユ
   ニットは、シリンダの作動により支持ボルトを支点とし
   て揺動する揺動アームと、この揺動アームの揺動にとも
   なって前記移送レールに交互に突出可能な係止ねじとか
   ら構成されることを特徴とする請求項１にまたは請求項
   ２に記載の自動ねじ締め機。
4. 【請求項４】第２チャック爪に連結される移送路には、
   ワッシャを供給する部品供給装置を連結したことを特徴
   とする請求項１または請求項２に記載の自動ねじ締め
   機。