JPH1190742A

JPH1190742A - 自動ビス締め方法並びに自動ビス締め装置

Info

Publication number: JPH1190742A
Application number: JP24821097A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nomura; 健野村
Original assignee: Kasai Kogyo Co Ltd
Current assignee: Kasai Kogyo Co Ltd
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 1999-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】ビットホルダとビットとの間に真空圧を作用
させ、ビットホルダの下側にビスを適正姿勢で吸着保持
して自動ビス締めを行なう自動ビス締め方法並びにビス
締め装置において、ビスの吸着ミスを検知する手段を設
けることにより、ビスなし不良品やボス破壊等を防止す
るとともに、真空圧を有効に作用させることで、迅速か
つ確実なビスの吸着保持を可能とすることを課題とす
る。【解決手段】ビスｂを吸着保持するための真空圧を作
用させる真空経路５１の真空圧を検知する真空圧センサ
５４を設けることで、ビスｂの存否を確認し、制御装置
６０によりビス締めを行なうか、あるいは駆動装置を停
止させることで、ビス締め不良を未然に防止するととも
に、低圧損ビットを使用することで、真空圧を有効に作
用させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、部品間の接合部
にビス締めを自動的に行なう自動ビス締め方法並びに自
動ビス締め装置に関するもので、ビットホルダ内でのビ
スの保持が確実に行なわれているかどうかを正確に検知
することにより、生産性を高めた自動ビス締め方法並び
に自動ビス締め装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、図５に示すように、部品１，
２間の接合固定には、ビス３を使用したビス締め方法が
多用されており、一方側の部品１の裏面側に取付用ボス
１ａが突設されており、この取付用ボス１ａに対して他
方側の部品２に設けた取付孔２ａを一致させて、裏面側
からビス３を捩じ込んで部品１，２の固定を行なってい
る。このビス３による固定は、最近では省力化を考慮し
てロボット等による自動化が主流となっている。

【０００３】そこで、図６に基づいて、従来のビス締め
方法並びにビス締め装置の概要について簡単に説明する
と、ビットホルダ４の下部に設けたビス供給小室４ａ内
にビス３を適正姿勢で保持し、ビットホルダ４内に回転
可能に支持されているビット５によりビス３の締め付け
を行なっている。

【０００４】尚、ビス３をビス供給小室４ａ内で適正姿
勢に保持するには、ビットホルダ４のビス供給小室４ａ
内に真空圧をかけてこの真空圧によりビス３を吸着保持
している。そして、ビットホルダ４の外周の所定箇所に
設けたログ６をセンサ７により検知して、ビス３の締込
み量を制御するか、あるいはビット５の回動トルクの増
減により、ビス３の締込み量の制御を行なっているのが
実情である。

【０００５】更に、ビス３を吸着保持するための真空経
路としては、図７に示すように、ビットホルダ４の内周
面に上下方向に沿って複数の溝部８が条設されており、
この溝部８を通じて、ビス供給小室４ａ内に真空圧がか
かり、ビス３を適正姿勢で吸着保持している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自動ビス締め方法並びに自動ビス締め装置においては、
ビス３の捩込み量をセンサ７によりビットホルダ４の上
下位置で検知する場合や、ビット５の回転トルクを検知
して捩じ込みの終了を確認する場合には、ビス３がビッ
トホルダ４のビス供給小室４ａ内に存在しているかどう
かを検知していなかったため、ビス３がビス供給小室４
ａ内になくても装置が作動し、ビス止めされない不良品
の発生や、回転するビット４によりボス１ａが削られ、
破壊されるという不具合が指摘されていた。

【０００７】更に、従来のビットホルダ４では、ビス３
を吸着保持するための真空経路として、ビットホルダ４
の内周面に上下方向に沿って複数の溝部８が開設されて
いるが、真空圧を十分確保することが難しく、ビス３の
吸着ミスを招きやすいとともに、溝部８内にゴミ等が滞
り易く、更に、ビス３の吸着ミスの要因になるという欠
点が指摘されていた。

【０００８】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、ビットホルダとビットとの間に真空経路を
設定して、ビットホルダ下部に真空圧を作用させ、ビス
を適正姿勢で吸着保持した後、自動的にビス締めを行な
う自動ビス締め方法並びに自動ビス締め装置において、
ビスを吸着保持するための真空圧を真空圧センサにより
検知することにより、ビスの有無を判断し、不良品の発
生やボス破壊等がない精度の良いビス締め加工を行なう
ことを可能にした自動ビス締め方法並びに自動ビス締め
装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ビットホルダとビットとの間の真空経路
内に真空圧を作用させ、ビットホルダ下部にビスを真空
吸着し、このビスをビットにより部品間の接合部に自動
的に締め付ける自動ビス締め方法において、前記真空経
路内の真空圧を真空圧センサにより検知して、真空圧が
所定圧に到達したとき、ビットホルダの下降動作、ビッ
トの回転動作が連続的に行なわれ、自動的にビス締めを
行なうことを特徴とする。

【００１０】ここで、真空圧センサで検知した真空圧
は、シーケンサ等に入力され、例えば−４４０ｍｍＨｇ
に設定しておけば、真空圧が−４５０ｍｍｈｇの場合に
は、出力され、ビットホルダの下降、及びビットの回転
動作が行なわれ、自動的にビスの締め付けが行なわれ
る。逆に、−４００ｍｍＨｇ等、設定値（−４４０ｍｍ
Ｈｇ）に到達しない場合は、ビス供給側の駆動系を再駆
動させるか、警報装置を駆動させる。

【００１１】更に、本発明は、駆動機構により、ビス締
め位置に位置決めされ、所定ストローク上下動するビッ
トホルダと、このビットホルダ内に回転可能に支持され
るビットと、ビットホルダ下部にビスを供給するビス供
給手段と、ビットホルダ内でビスを適正姿勢で吸着保持
する真空吸引機構とを備えた自動ビス締め装置におい
て、前記真空吸引機構は、ビットホルダの内周面とビッ
トの外周面との間にビス真空経路が形成され、この真空
経路内の真空圧を検知する真空圧センサが設置されてい
ることを特徴とする。

【００１２】ここで、ビットを回転可能に支持するビッ
トホルダは、駆動機構により所定ポジションに位置決め
され、エアシリンダ等により上下動可能であり、ビット
ホルダ内でのビットはモータにより回転可能にビットホ
ルダ内に支持されている。駆動機構の一例としては、複
数の回動アームの回動操作により、ビットホルダをＸＹ
方向に沿って任意の位置決めが可能である。

【００１３】そして、ビットホルダ内周面とビット外周
面との間に形成される真空経路は、ビットホルダ下部の
ビス供給小室に連通するとともに、この真空経路から真
空吸引管を介して真空ポンプに接続され、この真空経路
の真空圧を検知するための真空圧センサが真空吸引管に
設置されている。この真空圧センサからの信号により、
制御装置からエアシリンダやモータ等の駆動系に指令が
出される。

【００１４】一方、ビットホルダ下部のビス供給小室に
ビスを供給するためのビス供給用チューブが接続されて
おり、ビットホルダの下端側には、ビスを保持するチャ
ックが設けられている。また、ビスを適正姿勢で確実に
吸着保持するために、真空経路として、ビットホルダの
内周面に溝部を設ける一方、ビットの外周面にも溝部を
設けて、双方の溝部により真空経路のスペースを多く確
保するのがよく、ビット外周面に設ける溝部を螺旋状に
設定すれば、より効率の良い真空圧を印加することがで
きる。

【００１５】以上の構成から明らかなように、自動ビス
締め方法において、真空経路の真空圧を検知する真空圧
センサを設け、この真空圧センサにより、ビスの有無を
検知して駆動を行なうため、ビス止めがなされない不良
品や、また、ボス破壊等が生じることがない。

【００１６】また、自動ビス締め装置として、ビットホ
ルダ内周面とビット外周面との間に形成する真空経路と
して、ビットホルダ内周面の溝部とビット外周面の溝部
とにより、多くの真空経路を確保することができ、ビス
の吸着保持をより確実に行なうことができるとともに、
特に、ビットの外周面に螺旋状の溝部を形成した場合に
は、ビットの圧力損失が少なく、また、ビットホルダ内
面の溝部コーナー部との干渉がなく、しかも、ビットホ
ルダ内周面の溝部に溜ったゴミ等をビットの回転に伴な
って螺旋状の溝部を通じて外部に効率良く排出できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る自動ビス締め
方法並びに自動ビス締め装置の実施形態について、添付
図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１８】図１は本発明方法に使用する自動ビス締め
装置の全体構成を示す概要図、図２は同装置のビス締め
状態を示す概要図、図３は同装置に使用するビットホル
ダ並びにビットの一実施形態の外観図、図４は同ビット
ホルダ並びにビットの断面図である。

【００１９】図１において、本発明方法に使用する自動
ビス締め装置１０は、ビスｂをその下端側に保持するビ
ットホルダ２０と、ビットホルダ２０内に回転可能に支
持され、ビスｂを捩じ込むビット３０と、ビットホルダ
２０を所定のビス締め位置まで位置決めする駆動機構４
０と、ビットホルダ２０内でビスｂを吸着保持する真空
吸引機構５０とから大略構成されている。

【００２０】さらに詳しくは、ビットホルダ２０は、上
下２分割構成であり、上部側ビットホルダ２０ａと下部
側ビットホルダ２０ｂとは一部ラップする構造になって
おり、ビット３０がビスｂを捩じ込む際に、ビットホル
ダ２０に対して下降するストローク量だけ上部側ビット
ホルダ２０ａと下部側ビットホルダ２０ｂとがラップす
る。そして、上部側ビットホルダ２０ａに支持ブラケッ
ト２１が取り付けられており、この支持ブラケット２１
は駆動機構４０側と連結している。また、下部側ビット
ホルダ２０ｂの上端と支持ブラケット２１の下面との間
にコイルバネ２２が上部側ビットホルダ２０ａの外周に
巻装状に設けられ、このコイルバネ２２のバネ圧により
通常時、ビットホルダ２０の全長がほぼ一定となるよう
に構成されている。

【００２１】次いで、駆動機構４０は、駆動アーム４１
を介して支持ポスト４２が図１中Ｘ方向、及び紙面と直
交するＹ方向に沿って所定箇所に位置決めでき、この支
持ポスト４２の上端側及び下端側にそれぞれ支持部材４
３，４４が取り付けられており、この上部側の支持部材
４３に取り付けられたエアシリンダ４５のピストンロッ
ド４５ａに支持ブラケット２１が固着されており、ビッ
トホルダ２０は、駆動機構４０の動作により所定ポジシ
ョンに位置決めできるとともに、エアシリンダ４５の動
作により所定ストローク上下動可能な構成になってい
る。

【００２２】また、ビットホルダ２０の下端側にはビス
ｂを収容するビス供給小室２３が設けられており、ビス
供給用チューブ２４を通じてこの小室２３内にビスｂが
逐次供給されるとともに、ビスｂを捩じ込むための、ビ
ット３０がビットホルダ２０内に回転可能に支持されて
いる。このビット３０は、モータ３１により回転可能
で、ビット３０の下端側には、ビスｂを捩じ込むための
刃先３２が形成されている。

【００２３】次いで、ビス供給用チューブ２４を通じ
て、ビス供給小室２３内に供給されたビスｂを適正姿勢
で吸着保持するために本装置１０に設けられている真空
吸引機構５０は、小室２３と連通する真空経路５１をビ
ットホルダ２０の内周面とビット３０の外周面との間に
設け、この真空経路５１は真空吸引管５２を通じて真空
吸引ポンプ５３に接続されており、真空吸引管５２に
は、真空圧センサ５４が設置されている。

【００２４】更に、真空圧センサ５４からの信号が制御
装置６０に入力され、制御装置６０からエアシリンダ４
５、及びモータ３１の駆動及び駆動停止の指令が出され
るとともに、この制御装置６０は、ビスｂ吸着ミス信号
が入力されれば、ブザーや警告灯等の警報装置６１を駆
動するか、あるいは、ビスｂ供給系を再駆動させる指令
を出す。以上が自動ビス締め装置１０の構成である。

【００２５】次に、上述した自動ビス締め装置１０を使
用したビス締め方法について説明すると、まず、駆動機
構４０が動作して、ビットホルダ２０が所定位置に位置
決めされると同時に、ビス供給用チューブ２４を通じて
ビットホルダ２０のビス供給小室２３内にビスｂが供給
される。

【００２６】そして、真空吸引機構５０が動作して、ビ
ットホルダ２０内にビスｂを吸着保持するが、その際、
真空圧センサ５４により真空経路５１内の真空圧を測定
し、ビスｂが適正位置に吸着保持されていれば、真空圧
は所定値に達するため、その時には、真空圧センサ５４
からの信号により、制御装置６０からエアシリンダ４５
及びモータ３１が駆動する指令が出され、図２に示すよ
うに、ビットホルダ２０が所定ストローク下降する。

【００２７】このとき、下部側ビットホルダ２０ｂの下
端が部品７０に当接し、下部側ビットホルダ２０ｂの下
降動作は停止するが、エアシリンダ４５の伸長動作が継
続するため、コイルバネ２２のバネ圧に抗して、下部側
ビットホルダ２０ｂ内に上部側ビットホルダ２０ａが入
り込み、ビットホルダ２０の全長が短くなり、その分、
ビット３０が下降し、ビスｂを締め付け、部品７０，７
１同士を接合固定する。

【００２８】そして、ビスｂ締めが完了すれば、制御装
置６０からの指令により、エアシリンダ４５が収縮動作
し、ビットホルダ２０が上昇するとともに、コイルバネ
２２のバネ圧でビットホルダ２０は図１に示す位置に復
帰するとともに、全長長さも元に戻る。

【００２９】一方、ビットホルダ２０のビス供給小室２
３内にビスｂがない場合や、不適正な姿勢で保持されて
いれば、真空経路５１内の真空圧は所定値に到達するこ
とがなく、その場合には、制御装置６０から警報装置６
１の駆動指令やビス供給側の圧空ポンプ側に再駆動の指
令が出され、エアシリンダ４５やモータ３１には出力さ
れず、捩じ止めされない不良品やボス破壊等が生じるこ
とがない。

【００３０】尚、本実施形態においては、真空圧センサ
５４の設定値は−４４０ｍｍＨｇに設定されており、ビ
スｂがビットホルダ２０のビス供給小室２３内に存在す
ると、真空経路５１の真空圧は−４５０ｍｍＨｇに達す
るので、制御装置６０からエアシリンダ４５，モータ３
１の出力指令が出され、図２に示すようにビスｂの自動
ビス締めが行なわれる。一方、ビスｂがビス供給小室２
３内に存在しないと、真空経路５１内の真空圧が−４０
０ｍｍＨｇ程度にしか上がらず、設定値（−４４０ｍｍ
Ｈｇ）に到達しないので、制御装置６０から警報装置６
１や図示しないビス供給チューブ２４側に再度供給信号
が出されることになる。

【００３１】このように、ビスｂの吸着ミスを検知する
手段を設けたため、不良品の発生を未然に防止でき、ボ
ス破壊等の不具合を有効に解決できるという有利さがあ
る。

【００３２】次に、図３，図４は本自動ビス締め装置１
０におけるビットホルダ２０とビット３０の好適実施形
態を示すもので、特に、真空経路５１の構造に特徴があ
る。

【００３３】すなわち、真空経路５１の形成手段とし
て、ビットホルダ２０の内周面には、上下方向に沿って
溝部２５が内周面の径回り方向に沿って６〜８箇所に設
けられており、かつビット３０の内周面には、螺旋状の
螺旋溝３３が形成されている。

【００３４】従って、ビットホルダ２０に設けた溝部２
４とビット３０の外周面に設けた螺旋溝３３により大容
積の真空経路５１を形成することができ、迅速かつ確実
にビットホルダ２０にビスｂを吸着保持することがで
き、生産性を向上することができるとともに、特に、螺
旋溝３３により真空発生時の圧力損失を低減することが
でき、また、ビット３０の回転に従いビットホルダ２０
の溝部２４に溜まったゴミを欠き出すことができ、メン
テナンス回数を低減できる有利さがある。

【００３５】ビットホルダ２０の溝部２４に対し、ビッ
ト３０の螺旋溝３３は深溝状であるので、ビット３０回
転時、ビットホルダ２０における溝部２４の凸部の角と
ビット３０における螺旋溝３３の凸が干渉して回転不能
となることがない。

【００３６】尚、上述した真空経路５１の形成手段は、
従来方法、すなわち真空圧センサ５４を設定しない方法
に使用することも可能であるが、真空圧センサ５４によ
りビスｂの吸着ミスを確認して、ビスｂ締めを行なう方
法に特に有効である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明は、以下に記
載する格別の作用効果を有する。

【００３８】（１）請求項１，２，３及び６記載の発明
によれば、ビスを吸着保持するために設けた真空経路内
の真空圧を真空圧センサにより検知して、所定の真空圧
に到達したとき駆動装置を駆動して、自動的にビス締め
を行ない、真空圧センサにより検知した真空圧が所定値
に到達しない場合は、駆動装置の駆動を行なわず、警報
装置やビス供給側の駆動系を再駆動するというものであ
るため、ビス止めされない不良品の発生や取付用ボスが
ビットにより破壊されるという不具合が有効に解決で
き、精度の良いビス締め加工が行なわれるという効果を
有する。

【００３９】（２）請求項４記載の発明によれば、ビッ
トホルダの内周面とビットの外周面とにそれぞれ溝部を
設け、真空経路の断面積を有効に確保したため、ビット
ホルダの下側にビスを迅速かつ確実に吸着保持でき、生
産性を高めることができるという効果を有する。

【００４０】（３）請求項５記載の発明によれば、ビッ
トの外周面に螺旋溝を設けたため、真空発生時の圧力損
失を低減することができ、ビスの吸着保持を円滑に行な
うことができるとともに、ビットの回転に従い、ビット
ホルダの溝部内に詰まったゴミを螺旋溝により掻き出す
ことができ、メンテナンス回数を低減させることができ
るという効果を有する。

【００４１】更に、ビットホルダの溝部に対し、ビット
の螺旋溝は深溝状であるので、ビット回転時、ビットホ
ルダの溝部の凸部の角とビットの螺旋溝の凸が干渉して
回転不能となることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法に使用する自動ビス締め装置の全体
構成を示す概要図。

【図２】同自動ビス締め装置におけるビス締め状態を示
す概要図。

【図３】同自動ビス締め装置におけるビット並びにビッ
トホルダの一実施形態を示す縦断面図。

【図４】図３のビット並びにビットホルダの断面図。

【図５】ビス締め構造部分を示す断面図。

【図６】従来の自動ビス締め装置の全体構成を示す概要
図。

【図７】従来の自動ビス締め装置におけるビットホルダ
を示す概要図。

【符号の説明】

１０自動ビス締め装置２０ビットホルダ２２コイルバネ２３ビス供給小室２５溝部３０ビット３１駆動用モータ３３螺旋溝４０駆動機構４５エアシリンダ５０真空吸引機構５１真空経路５３真空ポンプ５４真空圧センサ６０制御装置６１警報装置ｂビス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビットホルダ（２０）とビット（３０）
との間の真空経路（５１）内に真空圧を作用させ、ビッ
トホルダ（２０）下部にビス（ｂ）を真空吸着し、この
ビス（ｂ）をビット（３０）により部品（７０，７１）
間の接合部に自動的に締め付ける自動ビス締め方法にお
いて、前記真空経路（５１）内の真空圧を真空圧センサ（５
４）により検知して、真空圧が所定圧に到達したとき、
ビットホルダ（２０）の下降動作、ビット（３０）の回
転動作が連続的に行なわれ、自動的にビス締めを行なう
ことを特徴とする自動ビス締め方法。
【請求項２】ビットホルダ（２０）とビット（３０）
との間の真空経路（５１）内に真空圧を作用させ、ビッ
トホルダ（２０）下部にビス（ｂ）を真空吸着し、この
ビス（ｂ）をビット（３０）により部品（７０，７１）
間の接合部に自動的に締め付ける自動ビス締め方法にお
いて、前記真空経路（５１）内の真空圧を真空圧センサ（５
４）により検知して、真空圧が所定圧に到達しない時、
吸着ミス信号が出力され、ビス供給側の駆動系を再駆動
させるか、あるいは警報装置（６１）を駆動させること
を特徴とする自動ビス締め方法。
【請求項３】駆動機構（４０）により、ビス締め位置
に位置決めされ、所定ストローク上下動するビットホル
ダ（２０）と、このビットホルダ（２０）内に回転可能
に支持されるビット（３０）と、ビットホルダ（２０）
下部にビスを供給するビス供給手段（２４）と、ビット
ホルダ（２０）内でビス（ｂ）を適正姿勢で吸着保持す
る真空吸引機構（５０）とを備えた自動ビス締め装置に
おいて、前記真空吸引機構（５０）は、ビットホルダ（２０）の
内周面とビット（３０）の外周面との間に真空経路（５
１）が形成され、この真空経路（５１）内の真空圧を検
知する真空圧センサ（５４）が設置されていることを特
徴とする自動ビス締め装置。
【請求項４】駆動機構（４０）により、ビス締め位置
に位置決めされ、所定ストローク上下動するビットホル
ダ（２０）と、このビットホルダ（２０）内に回転可能
に支持されるビット（３０）と、ビットホルダ（２０）
下部にビスを供給するビス供給手段（２４）と、ビット
ホルダ（２０）内でビス（ｂ）を適正姿勢で吸着保持す
る真空吸引機構（５０）とを備えた自動ビス締め装置に
おいて、前記真空吸引機構（５０）の真空経路（５１）は、ビッ
トホルダ（２０）の内周面に上下方向に沿って複数個条
設された溝部（２５）と、ビット（３０）の外周面に設
けられる溝部（３３）とから構成されていることを特徴
とする自動ビス締め装置。
【請求項５】前記ビット（３０）の外周面に形成され
る溝部（３３）は、螺旋状に設定されていることを特徴
とする請求項４記載の自動ビス締め装置。
【請求項６】前記真空経路（５１）内の真空圧を検知
する真空圧センサ（５４）が設置されていることを特徴
とする請求項４，５記載の自動ビス締め装置。