JPS6234498B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主に自動組立に使用されるピツクア
ツプユニツトあるいはねじ締めユニツト等を作業
時、対象部品に対して高さ（距離）を随時調節す
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
な製品に対処するために、ロボツトの導入が盛ん
に行われている。ここに使用される作業ユニツト
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、従来の作業ユニツトである自動ねじ締
めユニツトを例にとると、ねじ締め部品の真上に
ねじをチヤツクで保持し、このねじを下降するド
ライバービツトでねじ込む構造のものであるが、
チヤツク及びビツトの下降位置が機械的なストツ
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、人手でストツパの位置を調節し直
さなければならなかつた。またピツクアツプユニ
ツトの場合でも同様で、昇降シリンダのストロー
クが機械的なストツ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つた。その他、
高さ調節のためのモータを備えた作業ユニツトも
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つた。

本発明は、このような要求を満足する作業ユニ
ツ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。

第１図、第２図において、１は高さ調節装置の
スリーブであり、貫通孔２を有する円筒状をなし
ている。このスリーブ１にはその軸線を挾んで対
称に延びる案内孔３が削設されており、この案内
孔３から後記する係止部材１３の両端がそれぞれ
突出して摺動するように構成されている。また、
４は前記スリーブ１の外周で回転可能に配置され
た円筒カムであり、後記する係止部材１３のスト
ツパとして作用するもので、後記するタイミング
プーリ８と一体に回転自在に構成されている。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６によつて受止されている。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が前記案内孔３と交叉するように形
成されている。この円筒カム４下部外周には、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ルト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１０によ
り駆動して、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２には、
上下摺動自在に棒状の摺動部材１１が貫挿されて
おり、この摺動部材１１の下端には作業ユニツト
として把持具１２が取付けられ、中程にはこの摺
動部材１１に直交して左右に両端が突出するピン
状の係止部材１３が貫通固定してあり、この係止
部材１３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ている。また前記係止部材
１３はスリーブ１の外周から突出しており、この
係止部材１３と円筒カム４の斜面７とは把持具１
２の下降量に対応した距離を有しており、係止部
材１３が下降して前記斜面７に当接してその位置
で停止するように構成されている。摺動部材１１
の上端には、これの昇降手段としてピストン１４
の連結棒１５が固着されており、シリンダ１６は
スリーブ１の上端に固定されている。ピストン１
４の下面とスリーブ１の上端面との間には、ばね
１７が巻設してあり、このばね１７はピストン１
４に付属する部材全部の重量に打勝つて、ビスト
ン１４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１６内に流体圧力を加える
とピストン１４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ツト
の高さ調節装置の動作を説明する。第１図、第２
図は、ピツクアツプユニツトに応用したものであ
つて、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、次に移送されてく
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、部品Ａの高さに応じた角
度だけ駆動モータ１０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１６内に流体圧力が加わると、摺動部材
１１と共に把持具１２が下降し、摺動部材１１に
固定された係止部材１３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。把持具１２で
部品Ａを把持した後、シリンダ１６の圧力を減ず
ると、ばね１７により摺動部材１１は上昇する。
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１
２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
ユニツトを実現できるので、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
タをこの作業ユニツ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、作業ユニツトを小
型、軽量にすることができる。

第３図ないし第５図は、本発明の他の実施例と
して単軸のねじ締めユニツトに応用したものであ
る。１８は、ねじ締めユニツトの本体ケースであ
り、この本体ケース１８の内部には摺動部材の昇
降手段（図示しない）及びドライバービツト１９
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２０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、円筒カム４、タイミングプ
ーリ８及びタイミングベルト９が取付けられると
共にタイミングベルト９の駆動モータ１０が第６
図に示すように別置されている。この実施例にお
ける摺動部材はビツト案内管２１であり、このビ
ツト案内管２１には貫通孔が形成してあり、この
貫通孔にはドライバービツト１９が上下相対移動
可能且つ回転可能に貫挿されており、ビツト案内
管２１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ツトガイド２２が螺着さ
れている。またビツト案内管２１の上部には、前
記スリーブ１の内径に摺動可能な大径部が形成さ
れており、この大径部２３の左右に突出してピン
状の係止部材１３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１の下端には、ビツト案内管２１を上
下摺動自在に案内するチヤツク本体２４が螺着さ
れており、ロツクナツト２５で固定されている。
このチヤツク本体２４下部には、先端が開閉可能
な１対のチヤツク爪26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、このチヤツク爪２６の１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２７が形
成されている。前記チヤツク本体２４の側面に
は、斜上方向にねじ送りホース２８が取付けてあ
り、このホース２８の孔は、スイングパイプ２９
に通じており、空圧によるねじの供給が可能であ
る。このスイングパイプ２９の基部は、チヤツク
本体２４に軸着されており、この軸（図示しな
い）を支点として想像線で図示するように揺動可
能であり、スイングパイプ２９の先端は、常時前
記保持穴２７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。

前記ビツト案内管２１の上部大径部２３の下面
とチヤツク本体２４上端面との間には、ばね３０
が巻設されており、ビツト案内管２１は常時上方
へ付勢されている。更にこの大径部２３の上端
は、前記昇降手段と係合可能な構成であると共に
ビツト案内管２１の中心に貫挿されたドライバー
ビツト１９の上端は、前記昇降手段及び回転伝達
手段と係合して、回転且つ昇降可能な構成であ
る。またビツト案内管２１の管内部３１は、真空
装置（図示しない）により空気を吸引して、ビツ
トガイド２２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ツ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）がチヤツク本体２４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１０が回転し
て、タイミングベルト９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（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２８及びスイングパイプ２
９を通つてチヤツク爪２６の保持穴２７に給送さ
れる。次にモータ２０を回転させると共に、昇降
手段によりビツト案内管２１及びドライバービツ
ト１９を同時に下降させる。ビツトガイド２２の
下端がねじ頭にかぶると真空吸引により、ねじは
ビツトガイド２２下部孔内に吸上げられてドライ
バービツト１９の先端に当接する。更に案内管２
１に固着した係止部材１３が円筒カム４の斜面７
に当接した位置でビツト案内管２１は下降停止す
る。このときビツトガイド２２の下端は対象部品
に対して適当な間隔にある。更にドライバービツ
ト１９が下降し、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、ドライバービツト１
９及びビツト案内２１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１サイクルを完
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
されてビツトガイド２２の下端が適当位置（高
さ）に調節されるので続けてねじ締め作業が可能
になる。

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、チヤツク爪
あるいはビツトガイドの下端（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、
特にプリント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
要がない。更に簡単な構造でありかつ小型、軽量
の作業ユニツ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。

第６図は、本発明を応用した第３図ないし第５
図に示すねじ締めユニツトをロボツトに取付けた
実施例であつて、このロボツトは、特開昭55−
112789と同様の多関節ロボツトであり、支柱３２
を中心として回転する第１アーム33の先端に第２
アーム３４が取付けられた第２アーム軸３５を回
転自在に取付けた構造のロボツトである。この第
２アーム３４の先端に前記ねじ締めユニツトの本
体ケース１８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３５の下端には回転自在に、上下２段にベ
ルト掛け可能なタイミングプーリ３６を取付け、
更に支柱３２には、上下２段にベルト掛け可能な
タイミングプーリ３７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１０を取付けてい
る。この駆動モータ１０の回転軸に取付けたタイ
ミングプーリ３８とタイミングプーリ３７との間
にタイミングベルト３９を掛け、タイミングプー
リ３７とタイミングプーリ３６との間にタイミン
グベルト４０を掛け、タイミングプーリ３６と円
筒カム４に取付けたタイミングプーリ８との間に
タイミングベルト９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
ツトは、ロボツトのアームの回転により対象部品
の真上に位置決めされる。この場合、対象部品の
高さが同一であつても、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。

対象部品の真上にユニツトが位置決めされる
と、予め別に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１０
が回転し、各タイミングプーリ及びタイミングベ
ルト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ツトはね
じ締め動作を完了してロボツトの動作により次の
対象部品の真上に位置決めされて同様の動作を行
う。

この実施例のように円筒カム４の駆動モータ１
０を作業ユニツトから離して設けることが可能で
あり作業ユニツトを小型、軽量にすることができ
るので、ロボツトの可搬重量を軽減して高速な作
業に対応可能である。

以上説明したように、本発明は円筒状のスリー
ブの上端にシリンダを固定し、その作動によりス
リーブ内を摺動する摺動部材の下端に作業ユニツ
トを固定するとともに摺動部材の中程に係止部材
を固定しこの係止部材をスリーブに削設された案
内孔から突出させてこの案内孔に沿つて下降可能
に構成する一方、前記スリーブの外周で回転自在
の円筒カムを配置し、この円筒カムの上端に前記
案内孔と交叉する方向でかつ螺旋状に延びる斜面
を設けてこの斜面により前記係止部材の下降を停
止させるように構成しているため、対象部品の高
さに応じて円筒カムを回転させて係止部材の停止
位置を変更することにより作業ユニツトの任意の
位置に調節することができるばかりか、装置が円
筒状のスリーブを中心にコンパクトに構成されて
おり、装置の軽量小形化が可能となつてロボツト
の先端ユニツトとして最適な装置を提供すること
ができる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の作業ユニツトの高さ調節装
置をピツクアツプユニツトに応用した実施例の要
部断面図、第２図は第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トに応用し
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、第５図は第４図の左側面図、第６図
は第３図ないし第５図に示すねじ締めユニツトを
ロボツトに取付けた実施例の全体正面図である。 １はスリーブ、２は貫通孔、３は案内孔、４は
円筒カム、５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、
１０は駆動モータ、１１は摺動部材、１２は把持
具、１３は係止部材、１４はピストン、１５は連
結棒、１６はシリンダ、１７はばね、１８は本体
ケース、１９はドライバービツト、２０はモー
タ、２１はビツト案内管、２２はビツトガイド、
２３は大径部、２４はチヤツク本体、２５はロツ
クナツト、２６はチヤツク爪、２７は保持穴、２
８はねじ送りホース、２９はスイングパイプ、３
０はばね、３１は管内部、３２は支柱、３３は第
１アーム、３４は第２アーム、３５は第２アーム
軸、３６，３７，３８はタイミングプーリ、３
９，４０はタイミングベルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダ１６の作動により下降する作業ユニ
   ツトを配置し、その下降を停止するようにストツ
   パを設け、このストツパを駆動モータ１０の回転
   を受けて回転可能な円筒カム４とし、この円筒カ
   ム４の上端に斜面７を設けてその回転によりその
   斜面７の高さ位置を変えて作業ユニツトの高さ位
   置を対象部品に応じて任意に調節するように構成
   した作業ユニツトの高さ調節装置において、 シリンダ１６をスリーブ１の上端に固定し、こ
   のシリンダ１６のピストン１４に連結された連結
   棒１５に前記スリーブ１内で軸方向に摺動可能に
   配置された摺動部材１１を連結するとともにこの
   摺動部材１１の下端に一体に移動するように作業
   ユニツトを固定する一方、 前記摺動部材１１の中程にこれと直交する方向
   に延びる係止部材１３を固定するとともに、前記
   スリーブ１にその軸線方向に延びる案内孔３を削
   設し、前記係止部材１３をこの案内孔３から突出
   して位置するように構成し、さらに前記スリーブ
   １の外周に回転自在に円筒カム４を配置してこの
   円筒カム４の上端の螺旋状に延びる斜面７を前記
   案内孔３と交叉して設け、この斜面７と前記係止
   部材１３との間に作業ユニツトの下降量に対応す
   る距離をおいたことを特徴とする作業ユニツトの
   高さ調節装置。