JPS5877419A - 作業ユニツトの高さ調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 アップ二′ニツｒあるいはねじ締めユニツｉ等を作業時
，対象部品に対して高さく距離）を随時調整する装置に
関する。

最近，組立の自動化も益々促進され、多種多様な製品の
生産に対処するために、ロボットの導入が盛んに行われ
ている。ここに使用される作業ユニットにおいても多様
な製品に対応できると共に，小型軽量でかつ信頼性の高
いものが要求されている。

しかし、従来の作業ユニットである自動ねじ締めユニッ
トを例にとると、ねじ締め部品の真上にねじをチャック
で保持し、このねじを下降するドライバービットでねじ
込む構造のものであるが，チャック及びビットの下降位
置が機械的なストッパで予め固定されており、対象部品
の高さが異なるとその都度、人手でストッパの位置を調
節し直さなければならなかった。またビックアップユモ
ツトの場合でも同様で、昇降シリンダのストロークが機
械的なストッパで制限されているため自在に高さを調節
することが困難であった◎その他、高さ調節のためのモ
−タを備えた作業ユニットもあるが、装置が大型になる
と共に重量が増加して前記の要求を満足させることがで
きなかった０ 本発明は、このような要求を満足する作業ユニットを実
現するための高さ調節装置を提供することを目的として
おり、以下実施例を図面に基づいて説明する。

＠１図、＠２図において、（１）は中心軸方向に貫通孔
４２１が形成された円筒状のスリーブであって、このス
リーブ（１）の円筒部には左右相対して軸方向に長い案
内孔（３）が形成されている。また（４）は、前記スリ
ーブ（１）の外周に回転自在に嵌合する円筒カムであっ
て、この円筒カム（４）の下端面はスリーブ（１）に螺
着されたナツト（５）で受止されており、かつ上方向へ
の移動は、スリーブ（１）の外径及び円筒カム（４）の
内径の段付部１６）によって受止されている。円筒カム
（４）の上端部には、回転方向に対して軸方向に変位す
る螺旋状の斜面（７）が形成されている０この円筒カム
（４）下部外局には１回転手段としてのタイミングプー
リ（８）が固着してあり、これに掛るタイミングベｌし
卜（９）を第６図に示すように離れた所に設置した駆動
モータαｅにより駆動して１円筒カム（４）を所定角度
だけ回転させる構成である。前記スリーブ（１）の貫通
孔１２）には、上下摺動自在に棒状の摺動部材ｒ１υが
貫挿されており、この摺動部材Ｑｌｌの下端には把持具
（社）が取付けられ、中程シこほこの摺動部材■に直交
して左右に両端が突出するピン状の係止部材α３が貫通
固定してあり、この係止部材Ｑ３は、前記スリーブ（１
）の案内孔（３）に軸方向に摺動可能に案内されると共
に、前記円筒カム（４１の斜面（７１に当接可能である
。摺動部材αυの上端には、これの昇降手段としてピス
トンＩの連結棒＋Ｉ５１が固着されており、シリンダα
ｅはスリーブ（１）の上端に固定されている。ピストン
Ｉの下面とスリーブ（１）の上端面との間には、ばね１
１？＋が巻設してあり、このばねαηはピストンα勾に
付属する部材全部の重量に打勝って、ピストンａ４１を
常時上方へ押し上げ可能な強さを有している。

そしてシリンダミｅ内に流体圧力を加えるとピストンＩ
が下降可能となるよう構成されている。

以上のように構成された本発明の作業ユニットの高さ調
節装置の動作を説明する。ｌ！１図。

第２図は、ピックアップユニットに応用したものであっ
て、ベルトコンベア等で移送されてくる部品Ａ（図示し
ない）をつかみ上げ、次に移送さ刺てくる部品Ｂ（図示
しない）に載せる作業において、部品Ａ、Ｂ夫々高さが
異なる場合を想定して動作を説明すると、先ず部品Ａが
送られて来ると、予め別に設けられた部品高さ検出装置
（図示しない）からの信号により１部品Ａの高さに応じ
た角度だけ駆動モータ（ＩＧが回転し、タイミングベル
ト（９）が駆動されて円筒カム（４）が回転される。次
にシリンダ頭内に流体圧力が加わると、摺動部材ｔｉυ
と共に把持具（２）が下降し、摺動部材αυに固定され
た係止部材（至）が円筒カム（４）の斜面（７）に当接
してこの位置で下降停止する０把持具■で部品Ａを把持
した後、シリンダーの圧力を減すると、ばねａ９により
摺動部材匝は上昇する０次に移送された部品Ｂの高さに
応じて円筒カム（４）は上記と同様にして回転される。

そして把持具ａ■は部品Ａを部品Ｂの上に載せた後、上
昇して作業の１工程を完了する。

このように円筒カムの回転角度を変えることにより摺動
部材の下降位置を任意に調節できる作業ユニツｔを実現
できるので、多種多様な作業に対応することができると
共に、円筒カムの駆動モータをこの作業ユニットの作業
中心より離れた位置に装置することができるので、作業
ユニットを小型、軽量にすることができる。

第３図ないしｌ！５図は１本発明の他の実施例として単
軸のねじ締めユニットに応用したものである０α・は、
ねじ締めユニットの本体ケースであり、この本体ケース
ａ和の内部には摺動部材の昇降手段（図示しない）及び
ドライバービットＱ１１を回転するための回転伝達手段
（図示しない）が組込まれている。更に上端には、回転
駆動源であるモータ■が取付けてあり、下端にはスリー
ブ（１）が螺着されている。そして前記実施例と同様に
、このスリーブ（１）１円筒カム（４）、タイミングプ
ーリ（８１及びタイミングプーリ（９）が取付けら名る
と共にタイミングベｗ　ト１９１の駆動モータα〔が第
６図に示すように別置されている。

この実施例における摺動部材はビット案内管（社）であ
り、このピッｉ案内管列には貫通孔が形成してあり、こ
の貫通孔ｔこはドライバービットα曽が上下相対移動可
能且つ回転可能に貫挿されており、ビット案内管（社）
の下部には、適用ねじ頭径よりわずかに大径の孔を有す
る筒状のビットガイド＠が螺着されている。またビット
案内管Ｑ１１の上部には、前記スリーブ（１）の内径に
摺動可能な大径Ｗ５ノが形成されており、この大径部の
の左右に突出してピン状の係止部材（Ｉ３が固着されて
おり、この係止部材１３は、スリーブ（１）の案内孔（
３）に上下摺動可能に案内されると共に更に外側へ突出
しており、前記円筒カム（４）の斜面（７）に当接可能
である。

スリーブ＋１１の下端には、ビット案内管（２１１を上
下摺動自在に案内するチャック本体（至）が螺着されて
おり、ロックナラＦｃＢで固定されている。

このチャック本体麹下邪には、先端が開閉可能な１対の
チャック爪■が軸着され、常時先端が閉状態になるよう
ばね（図示しない）にて付勢されており、このチャック
爪■のｌ対が互に接合する個所にはねじを保持するため
の保持穴勾が形成されている。前記チャック本体伽の側
面には、斜上方向にねじ送りホース■が取付けてあり、
このホース■の孔は・、スイングパイプ囚に通じており
、空圧によるねじの供給が可能である０このスイングパ
イプ■の基部は、チャック本体［有］に軸着されており
、この軸（図示しない）を支点として想儂線で図示する
ように揺動可能であり、スイングパイプ因の先端は、常
時前記保持大面に対向するようにばね（図示しない）に
より付勢されている。

前記ビット案内管１２１１の上部大径ＷＴ５■の下面と
チャック本体は上端面との間には、ばねωが巻設されて
おり、ビット案内管（社）は常時上方へ付勢されている
。更にこの大径部■の上端は、前記昇降手段と保合可能
な構成であると共にビット案内管（社）の中心に貫挿さ
れたドライバービットα傷の上端は、前記昇降手段及び
回転伝達手段と係合して１回転且つ昇降可能な構成であ
る。

またビット案内管仰の管内部Ｇｌｌは、真空装置（図示
しない）により空気を吸引して、ビットガイド＠下部孔
内にねじを吸引引き込み可能に構成されている。

このようにねじ締めユニットに本発明を応用したものに
ついて動作を説明すると、ねじ締め対象部品（図示しな
い）がチャック本体−の真下に移送されると、対象部品
の高さは予め別に設けた部品高さ検出装置からの信号に
より対象部品の高さに応じた回転角度だけ駆動モータ［
１１が回転して、タイミングベｒｖ　Ｆ１９１が駆動さ
れ。

円筒カム（４）が所定の角度だけ回転される。この間に
ねじ送り装置１（図示しない）により１個づつ供給され
たねじは、ねじ送りホース■及びスイングパイプ■を通
ってチャック爪■の保持穴鰭に給送される。次にモータ
■を回転させると共に、昇降手段によりビット案内管■
及びドライバーピッ）　Ｑｌを同時に下降させる。ビッ
トガイド＠の下端がねじ頭にかぶると真空吸引により、
ねじはビットガイド＠下部孔内をこ吸上げられてドライ
バービットＱｌの先端に当接する０更に案内管（２）に
固着した係上部材ｎ３が円筒カム（４１の斜面（７）に
当接した位置でビット案内管■は下降停止する。このと
きビットがイド（支）の下端は対象部品に対して適当な
間隔にある。更にドライバービットα優が下降し１回転
しながらねじを締め込む。ねじの締付けが完了すると、
ドライバーピッ）　Ｑｌ及びピッ計案内■は昇降手段に
より上昇して元位置に復帰してねじ締め作業のｌサイク
〜を完了する。そして再び次の対象部品が移送されて今
回の対象部品の高さが前回と異なる場合は、この高さに
応じて前記説明のように円筒カム（４）が回転されてビ
ットガイド器の下端が適当位［（高さ）に調節されるの
で続けてねじ締め作業が可能＾なる。

以上のように対象部品の高さに応じて、摺動部材の下降
位置が調節可能であるから、チャック爪あるいはビット
ガイドの下端（先端）が対象部品に当接することなくね
じ締め作業が可能であり、特にプリン１基板その他の精
密部品にねじ締め作業をする場合、これらに傷を付けた
り破損する必配がない。更に簡単な構造でありかつ小型
、＠量の作業ユニットを構成することができるため、狭
い所でもねじ締め作業が可能である。

＠６図は１本発明を応用した！３図ないし第５因に示す
ねじ締めユニットをロボットに取付けた実施例であり′
ｒ：＋１’このロボットは、特開昭５５−１１２７８９
と同様の多関節ロボットであり、支柱（至）を中心とし
て回転する第１アーム（至）の先端に第２アーム□□□
が取付けられた＠　２７゜−ム軸（至）を回転自在に取
付けた構造のロボットである。この＠２アーム（財）の
先端に前記ねじ締めユニツ［の本体グー１０秒を取付金
具により取付けたものである。そして円筒カム（４）の
回転手段として、第２アーム軸（至）の下端には回転自
在に、上下２段にぺＡ／計掛は可能なタイミングプーリ
（至）を取付け、更に支柱＠には、上下２段シこぺν１
掛は可能なタイミングプーリ笥を回転自在に取付けると
共に、取付金具により駆動モータαｌを取付けている。

この駆５動モータαｌの回転軸に取付けたタイミングプ
ーリ（とタイミングプーリ（資）との間にタイミングプ
ーリロを掛け、タイミングデーリ啼とタイミングプーリ
（至）との間にタイミングベ１ｖＦ−を掛け、タイミン
グデーり国と円筒カム（４）に叡付けた。タイミングプ
ーリ（８）との間にタイミングベｐｖ　）　ｆ９１を掛
けた構成である。

この実施例の動作を説明すると、ねじ締めユニットは、
ロボットのアームの回転により対象部品の真Ｈｔこ位置
決めされる０この場合、対象部品の高さが同一であって
も１位置決めされた位置により夫々アームの回転角度が
異なるためこの回転角度を差引して円筒カム（４）を回
転する必要がある０ 対象部品の真上にユニツ干が位置決めされると、予め別
（こ設けた部品高さ検出装置の信号により、アームの回
転角度を差引して駆動モータ［１（Ｉが回転し、各タイ
ミングブーり及びタイミングベＩｖＦを駆動して円筒カ
ム（４）を所定角度回転させる。そして前記説明の通り
ねじ締めユニットはねじ締め動作を完了してロボットの
動作により次の対象部面、の真上に位置決めされてゝ泡
様の動作を行う。

この実施例のように円筒カム（４１の駆動モータａ〔を
作業ユニットから離して設けることが可能であり作業ユ
ニットを小型、軽量にすることができるので、ロボット
の可搬重量を軽減して高速な作業をこ対応可能である。

以上のように本発明の作業ユニットの高さ調節装置は、
中心軸方向に上下に摺動する摺動部材を貫挿したスリー
ブの外周に１円筒カムを回転自在に嵌合し、この円筒カ
ムの斜面に当接ｕｒ能な係止部材を摺動部材に取付けて
、円筒カムの回転角度を随時、変更することにより、摺
動部材の下降位置を調節するものであるから、対象部品
の高さに応じて任意に高さを調節することが可能であり
、かつ小型、軽量ｔこ作業ユニットを構成することがで
きるので、作業の自動化が容易であり、また従来困難と
された狭い場所にも使用できる等、顕著な効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の作業ユニットの高さ調節装置なピッ
クアップユニツ１に応用した実施例の要部断面図、第２
１閾は第１図の左側面図、第３図は本発明の他の実施例
でねじ締めユニツ訃に応用したものの外観正面図、第４
図は第３図の要部拡大断面正面図、＠５図は第４図の左
側面図、１！６図は第３図ないし第５図に示すねじ締メ
ユニツ？ヲロボットに取付けた実施例の全体正面図であ
る□ １１）はスリーブ、　　　　（２）は貫通孔、（３）は
案内孔、　　　　　　（４）は円筒カム、１５１はナツ
ト、　　　　　；６）は段付部、（７）は斜　面、（８
）はタイミングプーリ、（９）はタイミングベルト、Ｑ
［Ｉは駆動モータ。 ａυは摺動部材、１１２は把持具、 ａ３は係止部材、　　　　ａ台はピストン。 ０９は連結棒、　　　　　αＧはシリンダ。 ａ９はば　ね、　　　　　１秒は本体ケース、Ｑｌｌは
ドライバーピット、ａＯはモータ、（２）はピッ訃案内
管、　　＠はビットガイド。 ■は大径ｇ、　　　　　　Ｉ２４１はチャック本体。 昂は保持穴、　　　　　因はねじ送りホース。 ■はスイングパイプ、　■はば　ね、 面は管内部、　　　　　■は支　柱、 （至）は第１アーム、　　　邸は第２アーム。 （至）は第２アーム軸、 （至）、■Ｉ（至）はタイミングプーリ。 ＋ｓ、（ト）はタイミングベＡ／）。 特許出願人　　　　日東精工株式会社 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中心軸方向に貫通孔が形成され且つこの貫通孔に摺動部
   材を軸方向に摺動可能に貫挿する円筒状のスリーブと、
   このスリーブの外周に回転自在に嵌合されると共に前記
   軸方向には移動が拘束され且つ回転によって軸方向に変
   位する螺旋状の斜面が形成された円筒カムと、この斜面
   と当接可能に前記摺動部材に固着された係止部材と、前
   記円筒カムを所定角度だけ回転させる回転手段とから構
   成したことを特徴とする作業ユニットの高さ調節装置。