JPS6377667A - 自動ねじ締め機 - 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〕 本発明は多関節型あるいは直交座標型の産業用ロボット
のアームの先端に取付けてワークを固定するねじ、ポル
１〜等のねじ部品を締付ける自動ねじ締め機に関するも
のである。

〔従来の技術〕

このような産業用ロボットに取付ける自動ねじ締めはに
は、従来から種々のものが開発されており、これらはほ
とんどにおいて、ねじが作業サイクル毎にねじ供給装置
からエアーを介して１個づつ供給されている。そしてこ
の供給されたねじをキャッチャで保持し、続いてこのキ
ャッチャと同一軸心線上に配置されているドライバビッ
トとこれを回転駆動するモータおよびこれらを前後移動
させるピストンシリンダの作用により耐記ねじをワーク
に締付けている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしなからこのようなねじ締め殿はドライバビットと
これを回転駆動するモータとか一体となって前後動する
からこれらが安定して滑らかに移動するように移動方向
に沿うてガイド軸を配置せねばならず、このためねじ締
め機全体が大きくなり、産業用ロボットの先端作業ツー
ルとしては重くなる等の不都合が生じていた。

また、このねじ締め機はｑ１１方向に全体が伸縮動作を
するからその＋１ｑｆ＋方向にその伸縮距離だけスペー
スを設けて置く必要があり、設置スペースが広くなる等
の問題点がおる。

（問題点を解決するための手段） 本発明の第１の目的は産業用ロボットの先端作業ツール
として好適な自動ねじ締め機を提供することにある。

また、第２の目的は第１の目的に加えてねじ締め作業が
終了したことを正確に判定することにある。

上記の第１の目的を達成するための自動ねじ締め機は、
カイトケース１３に作業ザイクル毎に供給されるねじ部
品を先端に保持するキャッチャ２０を取付け、このキャ
ッチャ２０と同一軸心線上にガイドケース１３内を回転
かつ前後動自在なドライバビット１０を配置し、このド
ライバビット１０を取（＝Ｉけた前後可動軸１１にこれ
の軸方向に）習動白在でかつ回転方向に係合自在な回転
伝達部材５０を嵌装し、前記前後可動軸１１にこの回転
伝達部材５０に固定した第１歯車５２に噛合う第２歯車
６１を固定した回転（Ｉｌｌ１６０ａを有する回転駆動
源を平行に取付たものでおる。

第２の目的を達成するための自動ねじ締め法は、ガイド
ケース１３に作業サイクル毎に供給されるねじ部品を先
端に保持するキャッチャ２０を取付け、このキャッチャ
２０と同一軸心線上に前後動自在なドライバビット１０
を配置し、このドライバビット１０を取付けた前後可動
軸１１にこれの軸方向に摺動自在でかつ回転方向に係合
自在な回転伝達部材５０を嵌装し、前記前後可動軸５０
にこの回転法）ヱ部材５０に固定した第１歯車５２に噛
合う第２歯車６１を固定した回転＠ｂ６０ａをイｊする
回転駆動源を平行に取付け、ざらに、前記前後可動軸１
１に固定されたピストン３１を内蔵するシリンダ３２の
後端に固定した蓋部材３６にピストン３１が接近すると
作用するようにセンサ手段を取付けたものである。

（作用〕 この第１の発明において、この自動ねじ締め機は、キャ
ッチャ２０にねじ部品が保持されると、ドライバビット
１０は前進を開始するとともに回転駆動源から第１、第
２歯車５２．６１を介して回転が伝達される。これによ
り回転伝達部材５０に対して前後可動軸１１が回転し、
ドライバビット１０は回転しながら前進をするからキャ
ッチャ２０のねじ部品はワーク８０に締付けられる。こ
のようにドライバビットのみ前復動するだけなので、小
型軽量になる。

次に第２の発明では、前記小型化された自動ねじ締め別
に加えて、前記ドライバビット１０を前後動させるピス
トンシリンダ３０の蓋部材３６に取付けたセンサ手段に
より、このピストンシリンダ３０のピストン３１が後）
０したことを判定して、ねじ締め作業が終了したことが
確ル２てきるようにしたものである。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面に基づき説明する。第１図
および第２図において、１はベースでおり、このベース
１には取付台２が固定されている。この取付台２には先
端にドライバビット１０を取イ」けた前後可動軸１１が
１通して回転自在に支持してあり、このドライバビット
１０の周囲にはねじ３を先端に吸着するための吸引スリ
ーブ１２が配置されている。この吸引スリーブ１２は先
端からエアーを吸引するために別置された吸引装置（図
示せず）に接続してあり、先端がワーク８０に当接する
と、これが移動を停止するよう弾力付勢されている。ま
た、この吸引スリーブ１２は前記取付台２に固定したガ
イドケース１３の先端に取付られたキャッチャ２０のノ
ーズ２１内に開動自在に貫挿されており、このノーズ２
１には軸心を挟んで先端が互いに対向するジョー２２が
軸支されている。このジョー２２は先端が互いに当接す
るよう常時弾力付勢してあり、ねじ３の脚部を先にして
保持する構成である。さらに、前記ノーズ２１にはジョ
ー２２内に先端が突出するよう常時弾力付勢されたガイ
ドパイプ２３が揺動自在に軸支してあり、このガイドパ
イプ２３は供給パイプ２４を介してねじ３を１個づつ作
業）ナイクル毎に圧送するねじ供給装置（図示せず〉に
接続されている。

一方、前記前後可動軸月の後端にはピストン３１が回転
自在に取付けてあり、このピストン３１は前記可動軸１
１の周囲に配置したシリンダ３２内に前後囲動自在に内
蔵されている。また、シリンダ３２内には前記ピストン
３１の前方への移動♀を設定するカイトスリーブ３３が
前記可動軸１１の周囲にｉＭ装してあり、このガイドス
リーブ３３は止め輪３４により前方への移動が阻止され
ている。

このガイドスリーブ３３に形成された鍔部３３ａと前記
ピストン３１との間にはピストンばね３５が介設してあ
り、このピストン３１を常時後方へ弾力付勢している。

ざらに、前記シリンダ３２の後端は前記ベース１に固定
された蓋部伺３６に固定してあり、この蓋部材３６には
ピストン３１との間にエアーを供給するエア一孔３７が
形成されている。

また、この蓋部材３６にはこのエア一孔３７に平行に第
４図に示すようにセンサ手段のセンサケース４０が取付
けてあり、これには先端に鍔が形成されしかも後端に前
記センサケース４０との間で係合する係上部材４１が固
定された作用ピン４２が摺動自在に貫挿されている。こ
の作用ピン４２の鍔とセンサケース４０との間には作用
ばね４３が巻設してあり、常時この作用ピン４２をシリ
ンダ３２内に突出させている。また、前記センサケース
４０の後部には近接スイッチ４４、タッチスイッチ等の
セン昏すが位置調整自在に取付られている。

さらに、前記前後可動軸１１には軸方向に沿うで複数条
の満１１ａが形成してあり、この溝１１ａには第３図に
示すように、夫々の溝１１ａに転勤自在に係合する複数
個の球５１を有する回転伝達部材５０が嵌合してあり、
この回転伝達部ｖＪｓｏには第１歯車５２が固定されて
いる。この第１歯車５２の後部には軸受５３を介して支
持部材５４が取付けてあり、この支持部材５４には前記
シリンダ３２の先端部が固定されている。

さらに、前記第１歯車５２には電気モータ６０の回転軸
６０ａに固定された第２歯車６１が噛合っており、この
モータ６０は前記前後可動軸１１に平行に配置されて前
記支持部材５４に固定されている。

なお、この実施例では、回転駆動源として、電気モータ
６０を使用したがこれに代えて、エアーモータとしても
よい。また、７０はこれら単動ピストンシリンダ３０と
電気モータ６０とを覆うカバーでおる。

次にこの動作を詳）ホする。ねじ供給装置から１個ねじ
３が供給パイプ２４を介して圧送されてくると、このね
じ３は第１図に示すように、キャッチャ２０のジョー２
２に保持される。この後、作業開始の信号が入ると、電
気モータ６０が回転を開始するとともにピストン３１は
ピストンばね３５に抗して曲進を開始する。これにより
ドライバビット１０は吸引スリーブ１２内を回転しなが
ら共に所定位置まで一体となって前進する。一方、この
前進動作と同時に吸引装置が作８するから吸引スリーブ
１２の先端からはエアーの吸引が間４合されている。こ
のため、このスリーブ１２か４ａじ３に接近すると、こ
のねじ３は吸引スリーブ１２の先端に吸着保持される。

このようにして保持されたねじ３はドライバビット１０
と一体となってさらに前進するから前記キャッチャ２０
のガイドパイプ２３は外方へ押退【プられている。そし
て第２図に示すように、ねじ３がワーク８０に当接し、
これとほぼ同時に吸引スリーブ１２もワーク８０に当接
して前進を停止するが、ドライバビット１０はざらに所
定量だけ前進するからねじ３はワーク８０に締（＝Ｉけ
られる。

この動作中、回転伝達部材５０を介して前後可動軸１１
は回転しながら前進する。

ねじ３がこの動作によりワーク８０に締（＝Ｊけられる
と、ピストンシリンダ３０へのエアーの供給が停止し、
エアーはこのエア一孔３７から排気される状態になる。

これによりピストン３１はピストンばね３５の作用を受
けて後退するからドライバビット１０は所定位置まで吸
引スリーブ１２内を後退し、続いてこの吸引スリーブ１
２も一体となって所定位置まで後退する。このようにし
て、ピストン３１がシリンダ３２内を後退し、第４図に
示すように、このピストン３１が作用ピン４２を押すか
ら近接スイッチ４４が動作してねじ締め作業の終了が確
認される。続いて次のねじ３が圧送されてジョー２２に
保持されると、以上の動作が繰り返される。

〔発明の効果〕

以上説明した実施例から明らかなように、本発明は、ド
ライバピッ１へ１０を取付けた前後可動ｌｌｌ１１１に
これの軸方向に摺動自在でかつ回転方向に係合自在な回
転伝達部材５０を１代装し、前記前後可動軸１１にこの
回転伝達部材５０に固定した第１歯車５２に噛合う第２
歯車６１を固定した回転軸６０ａを有する回転駆動源６
０を平行に取付け、回転伝達部材５０に対して前後可動
軸１１が独立して前後動するようにしたものである。

このため、従来の自動ねじ締め機ように移動方向に沿う
でガイド軸を配置する必要がなく、ガイド軸そのものが
不要になるからねじ締め機全体が小さく軽量になり、産
業用ロボットの先端作業ツールとしては最も適する。ま
た、このねじ締め術は軸方向に全体が伸縮動作をしない
でピストンシリンダ内のピストンでドライバビットを前
後動させているから前後方向にスペースが少なくても十
分に作動することができる。

ざらに、このドライバビットへの回転の伝達は平行に配
置した回転駆動源から伝達しているので、高さの低い機
械の提供が可能になるとともに設置スペースの有効利用
が可能になる。

しかも、このピストンシリンダの後部にはピストンが接
近すると作用するようにセンザ手段を取付たものである
からねじ締め作業サイクルの終了が正確に判定でき、作
業者が直接その機械を目視して確認する必要がないので
、作業者の疲労が低減できる。また、このねじ締め殿は
後方への移動はピストンばねにより作用されているので
、作業終了後に自重により落下することかない等の特有
の効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面正面図、第２図は
動作状態を示す第１図と同様の断面正面図、第３図は第
１図のＡ−Ａ線の拡大断面図、第４図は本発明の要部拡
大断面図である。 ２は取付台、　　　３はねじ、 １０はドライバビット、１１は前後可動軸、１３はガイ
ドケース、 ２０はキャッチャ、　　　２２はジョー、２３はガイド
パイプ、 ３０は単動ピストンシリンダ、 ３１はピストン、　　　３２はシリンダ、３３はガイド
スリーブ、３４は止め輪、３５はピストンばね、　３６
は蓋部材、４０はセンサケース、　４２は作用ピン、４
４は近接スイッチ、 ５０は回転伝達部材、　５２は第１歯車、６０は電気モ
ータ、　　６０ａは回転軸、６１は第２歯車、 ７０はカバー、 ８０はワーク、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）作業サイクル毎に供給されるねじ部品を先端に保持
   するキャッチャ２０を取付けたガイドケース１３と、 このキャッチャ２０と同一軸心線上に配置するとともに
   前後動自在なドライバビット１０と、このドライバビッ
   ト１０を取付けた前後可動軸１１にこれの軸方向に摺動
   自在でかつ回転方向に係合自在に嵌装された回転伝達部
   材５０と、この回転伝達部材５０に固定した第１歯車５
   ２に噛合う第２歯車６１を固定した回転軸６０ａを有す
   る回転駆動源、 とから構成したことを特徴とする自動ねじ 締め機。 ２）前後可動軸は前進する時にのみ圧力流体の作用を受
   けるとともに後退する時にはピストンばね３５により作
   用される単動ピストンシリンダ３０のピストン３１に連
   結されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の自動ねじ締め機。 ３）回転駆動源は前後可動軸１１に平行に配置されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の自動ねじ締め機。 ４）作業サイクル毎に供給されるねじ部品を先端に保持
   するキャッチャ２０を取付けたガイドケース１３と、 このキャッチャ２０と同一軸心線上に配置するとともに
   前後動自在なドライバビット１０と、このドライバビッ
   ト１０を取付けた前後可動軸１１にこれの軸方向に摺動
   自在でかつ回転方向に係合自在に嵌装された回転伝達部
   材５０と、この回転伝達部材５０に固定した第１歯車５
   ２に噛合う第２歯車６１を固定した回転軸６０ａを有す
   る回転駆動源と、 さらに、前記前後可動軸１１に固定されたピストン３１
   を内蔵するシリンダ３２の後端に固定した蓋部材３６に
   ピストン３１が接近すると作用するように取付けたセン
   サ手段、 とから構成したことを特徴とする自動ねじ 締め機。 ５）センサ手段は蓋部材３６に貫挿されて前後動自在で
   かつ先端がシリンダ３２内に突出するよう常時弾力付勢
   された作用ピン４２と、この作用ピン４２の後方に配置
   されてこれの後退時にのみ作用するセンサとから構成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
   自動ねじ締め機。