JPS60207774A - 自動ねじ締装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ロボットによる自動ねじ締装置に係り、特に
、ねじ締トルクを均一に得ると同時に、ロボットの自動
運転阻害、損侶を未然に防止する自動ねじ締装置に関す
る。

〔発明の背景〕

従来、ロボットがねじ締を直接行なう形態には二つあっ
た。その一つは、ロボットの手首に直接ドライバを固定
するか、あるいは、ロボットの手首に固定したハンドが
ドライバを把持するかして、ロボットが対象物にドライ
バを搬送し、推力を与えてねじ締を行なう方法である。

他の一つは、固定したガイドレールに沿って、ドライバ
をばねで懸架し、ドライバを保持するホルダにロボット
が直接推力を与えてねじ締を行なう方法である。

いずれの方法でも、推力を与えるロボットの動作の制御
は、推力そのものによらず、ロボットの移動行程を予め
寸法で付与（一般にロボットに対する事前の位置教示と
いわれる）する方法がとられる。すなわち、ロボットは
、教示された一定位置までの行程を終了すると、引つづ
いて同じく予め教示された逆向き行程の実行に移ること
により、「推力をかける動作」をやめる。

この場合、対象物（予め一定位置に治具などで位置ぎめ
されている）の位置の誤差、構成部品の公差内の寸法ば
らつきなどにより、ねじ締の対象となるめねじの位置や
、めねじの位置や、おねじとの組合せにおける最適締付
は状態−一般に所定のトルクが得られた状態−とは無関
係に、おねじの推進される位置がきまってしまう欠点が
ある。

この状態を第１図によって詳しく説明する。

（ｂ）が理想的な状態を表わしている。すなわち、部品
１が弾性体２を介してボルト３によって部品４に締めつ
けられており、弾性体が所定の量だけ撓んで、ボルトが
部品４に対して理想的締付トルクで締付けられている。

ロボットがこの締付け、すなわち、ドライバビット５を
Ｚ方向に推進する動作を行なう場合、ロボットに対して
は、予め基準面ＡからＨの高さまでドライバビットを推
し下げてくるように教示しである。しかしくａ）または
（Ｃ）に示すように、対象物の位置の誤差、構成部品の
公差内の寸法ばらつきなどにより、最適の締付は状態を
えるためのボルト頭部の高さ３’　、３’が破線で示す
ように、ＨよりもΔＨだけ過不足のある状態となっても
、その都度ΔＨだけ補正するような教示を予めロボット
に与えることは不可能である。その結果、（ａ）、（ｃ
）の場合は、一定高さＨまで推し下げられたドライバビ
ットによって、それぞれ実線図示したように、締付は不
足（ａ）か、締付は過剰（ｃ）となり、製品の均一性を
欠くこととなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ロボットがドライバに与える推力を効
果的に制御することにより、均一なトルクで締付は得る
自動ねじ締装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、従来のロボット動作の制御が到達位置の教示
でしか行なえないことに着目し、この欠点を解消する手
段として、ドライバが所定のトルクの締付は動作を終了
したことを検知する信号を得、予め教示された到達位置
とは無関係に、この信号によってロボットの推進−第１
図における２方向に進行−を停止するようにしたもので
ある。

〔発明の実施例〕

ここに採用するドライバは、一般に「トルクアップスト
ップ方式」と呼ばれ、予めばねで設定された所定トルク
に達するとクラッチが外れ、回転力源のモータ電流を遮
断するようにした。公知のドライバである。ただし、こ
の構成と効果は、ドライバを人間が手持ち作業として用
い、無作為にドライバを対象物に押しつけていても、所
定トルクに達すれば、前記モータ、すなわち、ドライバ
ビットが回転を停止して、人間にそれ以上押しつける必
要のないことを視覚または感触で認知させる手段を提供
しているにすぎない。従って本発明の新規性は、ドライ
バ内部の、モータ電流遮断作用を、利用しうる電気信号
としてドライバの外部へ取出し、かつ、後述するロボッ
トの特殊機能と巧みに組合わせたことにある。

第２図に、モータ電流遮断作用を、利用しうる電気信号
としてドライバの外部へ取出すようにした構成を示す。

第２図（ａ）は、ドライバ内部の主要部分を示し、５は
ドライバビット、６はモーター（図示せず）の回転をド
ライバビットに伝達したり遮断したりするクラッチ、７
は、クラッチの上面に設けられた斜面によって、クラッ
チが遮断した時に、上方へ押しあげられるようになした
ロッド、８はロッドの上端に固定されたドク、９はマイ
クロスイッチ、１０はマイクロスイッチの両端から、ド
ライバの外部へ取出された電線を、それぞれ示す。

また、第２図（ｂ）は、ドライバの外部に設けた検出回
路図を示し、９はマイクロスイッチであり、電線１０は
、本図の位置に接続される。さらに、１１はリレーのコ
イル、１２はコイル１１の接点、１３はタイマ、１４は
タイマ１３の接点、１５はリレーのコイルを示す。

さらに、第２図（Ｃ）は、ロボットに接続されるリモー
ト回路図を示し、１６は、リレ・−コイル１５の接点、
１７は、ロボットに設けられた、特殊機能のための信号
入力接続端子である。

今、ドライバがＺ方向におしつけられて、ねじの締付け
が行なわれ、所定のトルクが上方に達すと、クラッチが
外れ、ロッドが上方におしあげられる。この構成の一部
にドク、マイクロスイッチ、ならびに、電線を追設した
′ところが本発明の構成である。

前述のように、クラッチが外れ、ドライバビットが回転
を停止すると、ロッドが押し上げられるので、ドクは８
′で示す破線位置に移り、マイクロスイッチの接点を閉
じる。

これを（ｂ）の検出回路図で説明すると、マイクロスイ
ッチの接点が閉じると、リレー１１゜１５ならびにタイ
ク１３が同時に励磁され、それぞ九の接点１２．１６な
らびに１４が閉じる。とりわけ接点１６は、（Ｃ）に示
すリモート回路に設けられており、この接点が閉じるこ
とにより、ロボット内部に、特定の信号入力■を与える
ことになる。ここに、リレー１１、同接点１２は、マイ
クロスイッチの接点の閉じる動作が、ドライバのクラッ
チの構造から、ある一定時間だけに限られるため、マイ
クロスイッチの閉じた状態を自己保持するために設けら
れたものである。さらに、タイマ１３、同接点１４は、
ロボットへの特定の信号入力が０．１秒間だけ持続する
ようにする必要があるために設けられたものである。

第３図で、ここに採用されるロボットの特殊機能の原理
を説明する。特殊機能の原理は、「エスケープ機能」　
（大日機工株式会社製：Ｃ８８１形ト機能」　（株式会
社日立製作所製：Ａ３０２０形ロボット）として公知と
なっているものである。

ロボットが、たとえば、点Ｚ、からＺ方向に移動して点
Ｚ２に到達せよ、という指令■、つづいて点Ｚ２からＺ
方向を逆むきに移動して点Ｚ３に到達せよ、という指令
■を予め教示しであるものとする。

この特殊機能の原理は、指令■の実行過程に於いて、時
隔Δｔごとに、ロボツ１−の実際の位置と、指令に基づ
いた正しい位置とを比較し、時時刻刻のずれを修正する
（一般にモニタするという）が、これらいくつかのモニ
タ時隔に外部からの信号人力■を受けたことを知ると、
指令■の実行を中断し、以下、Ｚ２に到る指令を無視し
て指令■に移行する、というものである。

この原理を第１図にあてはめると、予め最適の到達位置
高さＨよりも十分減じた寸法、すなわち、（ａ）の場合
よりさらに低い位置を、第３図の７３に相当せしめる。

具体的にはＨよりも、実際に生じうる誤差ΔＨより十分
大きい３ｍ程度減じた位置を２２に指定しておけばよい
。本実施例のようにすることにより、実際の対象物の寸
法ばらつきとは無関係に、所定の締付はトルクに達した
時点で、第２図の構成から得られる電気信号を、遅滞な
く、自動的に、第３図の信号人力■として作用せしめる
ことができる。

さらに、第１図で対象物の状態が（ｂ）から（ｃ）の側
へ寄れば寄る程、ドライバに推力を（＝１与しているロ
ボット本体に抵抗反力がより強く及ぼされ、ロポツ１〜
をサーボエラー停止に到らしめ、ひいてはオーバーロー
ドが度重なってロボッ］−を損傷に到らしめる可能性が
ある。本実施例によれば、これらのいかなる状態でも、
遅滞なく、自動的に、必要以」−の推力を付与しつづけ
ることを未然に防止できる効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、均一な締付はトルクをえることができ
、いかなる場合にも、ロボッｊ〜がサーボエラーをおこ
して停止して一連の自動運転を阻害したり、さらに、ロ
ボットがオーバーロードで損傷に到るのを未然に防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術の説明図、第２図は本発明の構成を
示す断面図ならびに回路図、第３図は、本発明に関連す
る公知例のＭ理の説明図である。 ８・・・ドク、９・・−マイクロスイッチ、１１．１５
・・・レリレー、工３・・・タイマ。 代理人　弁理士　高橋明夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ロボットがドライバの推力の動力源とその制御を負
   担する自動ねじ締装置において、締付トルクが予め前記
   ドライバに設定したトルク値に到達したことを検知する
   検出＠構と、前記検出機構からえられた信号を、前記ロ
   ボットの入力信号にかえる検出・リモート回路を設けた
   ことを特徴とする自動ねじ締装置。