JPS63216637A - 自動ネジ締め装置におけるネジ供給装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、水平多関節型ロボットまたは直交座標型ロボ
ット等のハンド部に取付けて、ネジ締めの動作を自動的
に行い得るように構成してなるネジ締機に関し、特に、
ネジ締機に付属して設けたネジ保持部より、ネジ移載装
置を用いてネジを供給出来るように構成してなる自動ネ
ジ締め装置におけるネジ供給装置に関する。

（従来の技術） 従来より自動組立てライン等においては、ネジ締めロボ
ットまたは、マニプレータは一般的に用いられており、
作業の自動化に大きく寄与している。これらのロボット
装置は、−・般には水平多関節型ロボットまたは直交座
標型ロボットに、ネジ締機ユニットを取付けた形式のｖ
ｉ置が多く用いられている。

このようなロボットを用いたネジ締機の例としては、例
えば、特開昭６０−１８０７７９号公報、実開昭５９−
７８０２７号公報、実開昭６０−３９４９４号公報等の
例がある。

例えば、特開昭６０−１８０７７９号公報に示される従
来例においては、ロボットの手首部分とネジ締機との接
続部分に特徴を有するものであるが、ロボットとしては
、直交座標型の装置を用い、そのハンドの部分にネジ締
機を装着して用いている。

また、実開昭５９−７８０２７号公報に示される装置に
おいては、そのロボットとして水平多関節型の装置を用
いており、そのアームの先端にネジ締機を装着した装置
を用いており、さらに、実開昭６０−３９４９４号公報
に示される例においては、ロボットのアームの先端部に
ネジ締機を取付ける際の装着方法に関するものが示され
ている。

これらの上記したような従来例においては、ネジ締機に
対してネジ供給手段を装備し、１本ずつ供給されるネジ
をビットによって順次締付けるような方式が用いられて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記したような従来より用いられているロボットに装着
されたネジ締機においては、該ネジ締機のビット先端部
にネジを供給するための方式としては、前記ネジ締機の
ビットと真空吸着パイプとによって構成される締付は手
段に対して、斜めシュートを一体に設けて、該斜めシュ
ートよりネジを供給する方式、または、締付は手段のパ
イプに接続される圧送管を用いて、ネジをエアーで圧送
する方式等が採用されていることが多い。

しかしながら、上記したようなネジ供給方式の場合には
、該ネジ供給手段が締付は手段と一体に構成されるもの
であり、非常に限られた狭い範囲でネジ締めの作業を行
うような締付は手段に対して、前記したようなネジ供給
手段を一体に設けることは、締付は手段の小型化を大き
く阻害する原因となる等の欠点を持っている。

また、従来より多く用いられているエアー圧送方式の装
置の場合には、ネジサイズの変更は困難であり、異なる
サイズのネジによってワークの固着を行うような場合に
は、ネジサイズ毎に別のネジ締機を配置することが必要
となり、それによって組立てラインの構成を複雑にする
等の問題点を有している。

（発明の目的） 本発明は、上記したような従来より用いられている装置
の欠点を解消するもので、ネジ締機の締付は手段に対し
て、任意のサイズのネジを容易に供給出来るような装置
を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明の自
動ネジ締め装置におけるネジ供給装置は、ロボットのア
ームの先端にロボットハンドに代えて取付けられ、ネジ
供給機構により供給されるネジを、ワークにネジ込む作
業を行う際に、ネジ締機本体に締付は手段を設け、該締
付は手段の真空吸着パイプを用いてネジを吸着し、ビッ
トによりネジ込むように構成してなる装置である。

　５一 本発明のネジ締機においては、該ネジ締機本体にネジ供
給手段を設け、該手段にはネジ移載装置と、マガジンよ
り構成されるネジ保持部とを設け、前記ネジ保持部より
ネジ移載装置によって、ネジを供給出来るように構成し
ている。

したがって、本発明の自動ネジ締め装置におけるネジ供
給装置においては、締付は手段に対して離間された位置
に設けられたネジ保持部より、必要なサイズのネジを順
次供給出来るものであるから、ネジサイズが異なるもの
であっても、その作業を連続して行い得るものとなる。

また、本発明のネジ締機においては、締付は手段に対し
てネジ供給装置を直接取付ける必要がないために、締付
は手段の機構が簡素化され、ワークの狭い部分に対して
も容易にネジを装着することが可能になる。

（実施例） 図示された実施例に従って、本発明の自動ネジ締め装置
におけるネジ供給装置の構成を説明する。

第１図に示されるように、本発明のネジ締機２０を保持
するロボット１は、そのアームの先端部にシリンダ１０
を介して支持軸１１を設け、該支持軸の下端部に接続具
１２を用いて、ネジ締機２０を取付けるようにしている
。

このネジ締機を支持軸に取付けるための接続具１２は、
通常のロボットハンドの交換の場合と同様に、異なる種
類のネジ締機を交換して作業を行う場合、または、ネジ
締機とハンド装置を共通のロボットによって使用する場
合に用いるもので、単に同一のネジ締機のみを用いる場
合には、接続具を使用することは必要とされない場合も
ある。

このロボット１は、ベースフレーム２の上部に上フレー
ム３を設け、該上フレーム３に対してヒンジ４を介して
アーム５を水平方向に揺動可能に設け、さらに、前記ア
ーム５に対してヒンジ６を介してアーム７を設けている
。なお、上記本発明の実施例においては、ロボット１と
して、市販の水平多関節型ロボットを用いるのであり、
そのアーム等の揺動の機構に特別な機能を付加するもの
ではないために、該ロボットの動作と機構に関する説明
は省略する。

つまり、この実施例に示されるロボットは、従来公知の
ロボットの場合と同様な動作を行うものとして説明する
。

そして、前記ロボットのアーム７に設けられるシリンダ
１０を用いて、ネジ締機２０を保持し、該ネジ締機２０
に受けたネジ締め機構によって、ワーク１５に対するネ
ジ締めの作業を行うようにされる。また、上記ワーク１
５は、ワーク保持台１６に支持され、コンベヤ１７によ
って構成された組立てラインに沿って移動され、ワーク
に組合される部品とともにネジ締め作業が行われるよう
になっている。

本発明のネジ締ｖｓ２０は、その本体の下部に突出して
設置′Ｊられる締付は手段２２と、該本体の側部にアー
ム２６を介して支持されるネジ保持部４０、および、ネ
ジ保持部４０のマガジン４１の端部から締付は手段２２
の下部に、ネジＮを１本ずつ移載するためのネジ移載装
置３０とから構成される。

さらに、本発明のネジ締ｔ！！２０の側部には整列装置
５０が設けられており、該整列装＠５０によって整列さ
れたネジがシュート５４に収容されて、ネジ保持部４０
のマガジン４１に移載され得るようになっている。

なお、この整列装置５０は、ネジ保持部４０と一体に設
けられることも可能であるが、ネジ保持部とは別体に、
例えば、交換用のネジ締機の設置位置に設けておぎ、所
定のネジ締め作業が終了した後で、該ネジ締機を交換位
置に戻した際に、マガジン４１がシュート５４に接続さ
れて、ネジの補給を自動的に行い得るようにすることが
出来るようになる。

第２図以降の説明に用いられる図面は、上記した本発明
のネジ締機２０における締付は手段２２と、ネジ移載装
＠３０、ネジ保持部４０および、整列装置５０の各部材
の構成を示している。

この第２図に示される本発明の実施例において、付は手
段２２を構成するビット２３は、真空吸着パイプ２４の
内部で上Ｆ動可能に設けてあり、図示を省略した駆動機
構によって回転と上下動の動作とを行い、その先端に係
合されるネジをワークに対して締め込むような動作を行
う。

前記ビット２３を収容している真空吸着パイプ２４は、
吸引ファン等に接続されて、ネジを吸引保持出来るよう
な構成のもので、スプリングによって下方に付勢され、
ネジ締めの動作が行なわれるのに追従して上下動が可能
なように設けられる。

前記締付は手段２２の側部に設けられるネジ移載装置３
０は、ネジ締機本体に設けられたロータリーアクチュエ
ータ３１の駆動軸とそのフレームに、それぞれ端部が支
持された平行リンクアーム３２によって、揺動コマ３３
を保持しており、該揺動コマ３３にはその中心部にネジ
収容部３４が形成される。

そして、前記ロータリーアクチュエータ３１が駆動され
ることによって、揺動コマ３３をマガジン４１の端部と
締付は手段２２の下部との間で移動させ、ネジを１本ず
つ真空吸着パイプ２４の下部に供給し、真空吸着パイプ
２４の吸引手段によって、該真空吸着パイプに保持させ
るようにする。

ネジ締機本体の側部にアームを介して設けられるネジ保
持部４０は、２枚の平行な板部材、または、上部に開口
を有する溝状の部材により構成されるマガジン４１を有
し、該マガジン４１の上部にネジＮの頭の部分を係止し
、ネジ部分が板の間に介在されるような状態で、多数本
のネジを保持出来るようにするとともに、該マガジン４
１の傾斜方向下端部には、ネジを落下させるための空隙
部を設け、該空隙部に面してエスケープ４２を設けてい
る。

前記エスケープ４２は、軸４３に支持されてシーソー状
の揺動運動を行う停止部材４４．４５が設けられており
、これらの停止部材が揺動されることによって、そのい
ずれか一方がマガジン４１のネジの頭の部分に係合して
停止させるような動作を行い、２つの停止部材の間に入
ったネジを空隙部を通して落下させるような動作を行う
。

また、図示される例において、前記エスケープ４２の左
側に突出したアーム部分に対して、ロッド４６が接触さ
れるようになっている。このロッド４６は、マガジン４
１の端部を貫通した状態で、その端部が下部に突出して
おり、揺動コマ３３がネジ受取位置にセットされた際に
、該揺動コマ３３の上面に係合されて上に持上げられ、
エスケープ４２のアーム部分を押圧して、該エスケープ
４２を軸４３を中心にして揺動させ、停止部材４５に係
止されていたネジを１本だけ落下させるもので、その動
作によって、次のネジは停止部材４４によって停止させ
るようにする。

そして、揺動コマ３３が締付は手段に向けて移動され、
ロッド４６に対する押し上げの動作が停止されると、停
止部材４５が下降し、停止部材４４が上昇することによ
って、次のネジが両件止部材の間に滑り降り、次のネジ
供給に備えて待機する状態になる。

前記ネジ保持部４０に対してネジを供給するための整列
装置５０は、ホッパー５１と、該ホッパー５１の下部で
軸５３を中心にして揺動可能な揺動部材５２とから構成
される。この揺動部材５２は、上記マガジンと同様に、
間隔を置いて設けた２枚の板部材によって構成され、該
板部材の間にネジのネジ部分が入り、頭の部分が板の上
に係止されるような構成のもので、該揺動部材５２をホ
ッパー５１内で揺動させることによって、ホッパー５１
にランダムに供給されているネジＮを整列出来るように
なっている。なお、この整列機構は、従来より用いられ
ているパーツフィーダーの場合と同様な構成の装置であ
り、ホッパー５１、揺動部材５２ともに、従来公知の構
成を用いることが出来る。

上記した本発明の実施例においては、ネジ締機本体のフ
レームに対して、ネジ保持部４０と整列装置５０とを一
体に組合せた装置を形成しているもので、これらの各部
材をコンパクトにまとめて、ネジ締機にネジを供給出来
るようにしている。したがって、上記した実施例の場合
には、ホッパー５１にネジを供給するのみで、ネジ締め
の動作を連続して行い得るものとなる。

これに対して、第３図に示される本発明の別の実施例に
おいては、ネジ保持部４０と整列装置５０とを分離して
、ネジ保持部４０をネジ締機本体に一体に設け、組立て
ラインの所定の位置にスタンド５５を介して整列装置５
０を配置している。

そして、該整列装置５０においては、揺動部材５２の端
部に対応させてシュート５４を設け、揺動部材５２によ
って整列されたネジをシュート５４に収容した状態で待
機させるにうにする。

そして、ネジ締機によるネジ締めの作業の途中で、マガ
ジン４１内のネジが不足した際に、該ネジ締機を整列装
置５０の位置に移動させ、マガジン４１の端部をシュー
ト５４に接続し、該シュート５４の端部に設けた停止部
材を解放して、ネジを補給することが出来るように構成
している。

したがって、この実施例の場合には、ネジ締機本体には
、ネジ保持部４０のみが保持されるので、ロボットによ
って保持される部材が少なくなり、ネジ締機の動作性能
が向上されるものとなる。

また、上記した本発明の第３図に示される実施例におい
ては、整列装＠５０をネジ締機の交換位置に設けておき
、ネジ締めの作業の１サイクルが終了した後で、該ネジ
締機を待ｌｌ（交換）位置に戻し、その待機時間中にネ
ジを補給するような構成を用いることも可能になる。

第４図に示される実施例は、１台のネジ締機に対して複
数台のネジ保持部を設け、種類の異なるネジをその作業
に応じて供給出来るように構成した装置の場合を示して
いる。この実施例においては、締付番ノ手段２２の両側
にそれぞれネジ移載装置３０，３０ａと、ネジ保持部４
０．４０ａ１および、整列装置５０．５０ａとを配置し
、ネジ締め作業サイクルに対応させて、ネジ移載装置３
０またはネジ移載装ｆｔｆ３０ａによって、異なる種類
のネジを供給することが出来るようになっている。

また、この実施例の場合でも、ネジ締機本体に２つのネ
ジ移載装置およびネジ保持部を設けて、それぞれのマガ
ジンに対して整列装置５０．５０ａからネジを供給する
ように構成すること、または、ネジ移載装置、ネジ保持
部および整列装置をそれぞれ一体に構成した装置を設け
ること等の、任意の手段として構成することが可能なも
のとなる。

さらに、第５図に示される実施例においては、ネジ移載
装置３０の揺動コマ３３を揺動させるための機構として
、アーム３５とベルト３６とにより構成される揺動手段
を設けている。この揺動手段は、前記した平行リンクア
ームの場合と同様な動作を行うものであるから、マガジ
ン端部のネジ受取位置と、真空吸着パイプ２４下部の締
付は手段２２へのネジ供給位置との間で、該揺動コマ３
３のネジ収容部３４にネジを収容した状態で正確に移動
され、ネジの補給の動作を行い得るものとなる。

上記したようにネジ締機２０を交換する場合には、図示
を省略したネジ締機載置棚に並べておき、ロボットのア
ームを揺動させて所定のネジ締機の位置にセットし、支
持軸１１をシリンダ１０によって伸縮することによって
、接続具１２を開閉してネジ締機の取付０部分を係止す
ることが出来るようになる。

なお、上記した本発明の実施例においては、前記接続具
１２としては、旋盤のチャック等のような装置、または
その伯の任意のグリップ機構を用いることが出来るもの
であるが、該接続具を介してネジ締機を支持軸に固定す
る際には、そのネジ締機の保持と同時に電線、エアー回
路等も接続されるようにすることが必要である。

そして、上記したようなロボットのハンド部分の自動交
換機構を用いる場合には、ネジ締機以外のロボットのハ
ンド等の装置を用いることが可能になるので、例えば、
ワークに対して接続部材をハンドリングして、ワークに
対して組立て部品を位置決めし、ネジを締める等の一連
の動作を、同一のロボットを用いて連続して行い得るも
のとなり、それに加えて、ネジの種類等も任意に選択出
来ることにもなる。

したがって、本発明のロボッ１〜の場合には、従来の自
動組立てラインにおいて、部品のハンドリング装置、ネ
ジ締ロボット等の装置を、各々の目的に対応させて複数
台設けていたのに比較して、１台のロボットによってそ
れらの動作を全て行い得るものとすることが可能になり
、組立てラインの設備コストを低減させ得るものとする
ことが出来る。

さらに、本発明のネジ締機を装Ｗ　するロボットとして
も、水平多関節型のロボットに限定されるものではなく
、直交座標型ロボットの場合でも良く、それにりも単純
な機構のマニピュレータを用いても良い。

（発明の効果） 本発明の自動ネジ締め装置におけるネジ供給装置は、上
記したような構成を有するものであるから、１台のネジ
締機によって、ビットと真空吸着パイプが対応可能な範
囲で、異なるサイズのネジを、１台のネジ締機によって
ワークに締付けることが出来るものとなるので、ロボッ
トの数を少なくすることが可能になり、組立てラインの
構成を簡素化出来るものとなる。

また、本発明のネジ締機によるネジ締めに際しては、１
台のロボットに対して複数種類のネジ移載装置を設け、
該ロボットに組込まれたプログラムに応じて、必要な順
番でネジ締めの動作を行うことが出来るので、高価なロ
ボットの使用台数を減少させることが可能になる。

さらに、本発明の自動ネジ締め装置におけるネジ供給装
置においては、締付は手段の周囲にパイプのような付属
物を設ける必要がないので、ワークに対して部品等の取
付けの作業を行う際に、従来の装置では対応が困難であ
った比較的狭い場所にも、ネジ締機の締付は手段を挿入
して、ネジ締めの作業を行い得るものとなり、そのネジ
締機の作業性能を向上させ得るものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のネジ締機を装備したロボットの側面図
、第２図は本発明の自動ネジ締め装置におけるネジ供給
装置の構成を示す説明図、第３図は本発明の別の実施例
の説明図、第４図は１台のネジ締機に対して複数台のネ
ジ供給装置を設ける場合の説明図であり、第５図は本発
明のネジ移載装置の駆動装置の別の実施例の説明図であ
る。 図中の符号 １・・・・・・ロボット、５・７・・・・・・アーム、
１０・・・・・・シリンダ、１１・・・・・・支持軸、
１２・・・・・・接続具、１５・・・・・・ワーク、２
０・・・・・・ネジ締機、２１・・・・・・本体、２２
・・・・・・締付は手段、２３・・・・・・ビット、２
４・・・・・・真空吸着パイプ、２５・・・・・・アー
ム、３０・・・・・・ネジ移載装置、３１・・・・・・
ロータリーアクチュエータ、３２・・・・・・平行リン
クアーム、３３・・・・・・揺動コマ、３４・・・・・
・ネジ収容部、３５・・・・・・アーム、３６・・・・
・・ベルト、４０・・・・・・ネジ保持部、４１・・・
・・・マガジン、４２・・・・・・エスケープ、４３・
・・・・・軸、４４・４５・・・・・・停止部材、４６
・・・・・・ロッド、５０・・・・・・整列装置、５１
・・・・・・ホッパー、５２・・・・・・揺動部材、５
３・・・・・・−２〇　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ロボットのアームの先端に、ロボットハンドに代えて取
   付けられ、ネジ供給機構より供給されるネジを、ワーク
   にネジ込む作業を行う際に、ネジ締機本体に真空吸着パ
   イプとビットによる締付け手段を設け、該締付け手段の
   真空吸着パイプを用いてネジを吸着し、ビットによりネ
   ジ込むように構成してなる装置において、 ネジ締機本体の締付け手段に付属させてネジ供給手段を
   設け、該手段にはネジ移載装置と、マガジンより構成さ
   れるネジ保持部とを設け、 前記ネジ保持部よりネジ移載装置によって、ネジを供給
   出来るように構成したことを特徴とする自動ネジ締め装
   置におけるネジ供給装置。