JPWO2015140938A1 - Screw fastening device and screw fastening system - Google Patents
Screw fastening device and screw fastening system Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2015140938A1 JPWO2015140938A1 JP2016508378A JP2016508378A JPWO2015140938A1 JP WO2015140938 A1 JPWO2015140938 A1 JP WO2015140938A1 JP 2016508378 A JP2016508378 A JP 2016508378A JP 2016508378 A JP2016508378 A JP 2016508378A JP WO2015140938 A1 JPWO2015140938 A1 JP WO2015140938A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bit
- screw
- main body
- bit holding
- end side
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
- B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
- B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
- B23P19/001—Article feeders for assembling machines
- B23P19/006—Holding or positioning the article in front of the applying tool
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
- B25B23/02—Arrangements for handling screws or nuts
- B25B23/08—Arrangements for handling screws or nuts for holding or positioning screw or nut prior to or during its rotation
- B25B23/10—Arrangements for handling screws or nuts for holding or positioning screw or nut prior to or during its rotation using mechanical gripping means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
実施形態の一態様に係るネジ締め装置は、ビット保持部と、押圧部と、本体部と、着脱部とを備える。ビット保持部は、軸まわりの駆動力によって回転する回転部および軸方向の外力に倣って直動する直動部を有しており、ビットを直動部よりも先端側において軸と同軸で保持する。押圧部は、ビット保持部に設けられ、直動部を先端側へ押圧する。本体部は、ビット保持部を支持する。着脱部は、本体部に設けられ、ビット保持部の末端側を本体部に対して着脱自在とする。The screw fastening device concerning one mode of an embodiment is provided with a bit holding part, a press part, a main part, and an attaching / detaching part. The bit holding part has a rotating part that rotates by driving force around the shaft and a linearly moving part that moves linearly following the external force in the axial direction, and holds the bit coaxially with the shaft at the tip side of the linearly acting part. To do. The pressing portion is provided in the bit holding portion and presses the linear motion portion toward the distal end side. The main body supports the bit holding unit. The detachable part is provided in the main body part, and the end side of the bit holding part is detachable from the main body part.
Description
開示の実施形態は、ネジ締め装置およびネジ締めシステムに関する。 The disclosed embodiments relate to a screw tightening device and a screw tightening system.
従来、ネジを自動で締め付けるネジ締め装置には、ビット保持部を着脱自在として、ネジの種類やサイズに応じてビット保持部を交換可能とするネジ締め装置がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a screw tightening device that automatically tightens a screw includes a screw tightening device in which a bit holding portion is detachable and the bit holding portion can be replaced according to the type and size of the screw.
かかるネジ締め装置は、ネジに係合させるビットを回転駆動してネジを締めるかまたは緩めるが、締緩させるネジの軸方向の移動に追従させるようにビットを直線駆動する駆動源(エアシリンダ等)を備えることが一般的である。 Such a screw tightening device rotationally drives a bit engaged with a screw to tighten or loosen the screw, but drives the bit linearly so as to follow the axial movement of the screw to be tightened or loosened (such as an air cylinder) ) Is generally provided.
また、かかるネジ締め装置では、直線駆動のための駆動源とビットを保持するビット保持部との間に、駆動源からビットへと直線駆動力を伝えるための伝達機構が設けられる(たとえば、特許文献1参照)。 Further, in such a screw tightening device, a transmission mechanism for transmitting a linear driving force from the driving source to the bit is provided between the driving source for linear driving and the bit holding unit that holds the bit (for example, a patent) Reference 1).
しかしながら、上述したような従来のネジ締め装置は、直線駆動の駆動源を備えるうえビット保持部へと通じる直線駆動力の伝達機構があることから、ビット保持部が大径となり、装置全体としても構造複雑で大型であった。 However, the conventional screw tightening device as described above has a linear driving force transmission mechanism and a linear driving force transmission mechanism that leads to the bit holding portion. The structure was complex and large.
また、かかるネジ締め装置を狭い場所等で使用すると周囲との干渉の問題が起こることがある。そのため、従来のネジ締め装置は、その使用可能な場所が限られていた。 Further, when such a screw tightening device is used in a narrow place, there may be a problem of interference with the surroundings. Therefore, the conventional screw fastening device has a limited place where it can be used.
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、ビット保持部を小径にすることができるネジ締め装置およびネジ締めシステムを提供することを目的とする。 One aspect of the embodiments has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a screw tightening device and a screw tightening system capable of reducing the diameter of the bit holding portion.
実施形態の一態様に係るネジ締め装置は、ビット保持部と、押圧部と、本体部と、着脱部とを備える。前記ビット保持部は、軸まわりの駆動力によって回転する回転部および前記軸方向の外力に倣って直動する直動部を有しており、ビットを前記直動部よりも先端側において前記軸と同軸で保持する。前記押圧部は、前記ビット保持部に設けられ、前記直動部を前記先端側へ押圧する。前記本体部は、前記ビット保持部を支持する。前記着脱部は、前記本体部に設けられ、前記ビット保持部の末端側を前記本体部に対して着脱自在とする。 The screw fastening device concerning one mode of an embodiment is provided with a bit holding part, a press part, a main part, and an attaching / detaching part. The bit holding portion includes a rotating portion that rotates by a driving force around an axis and a linearly moving portion that moves linearly following the external force in the axial direction. And keep it coaxial. The pressing portion is provided in the bit holding portion and presses the linear motion portion toward the distal end side. The body portion supports the bit holding portion. The detachable part is provided in the main body part, and the end side of the bit holding part is detachable from the main body part.
実施形態の一態様によれば、ビット保持部を小径にすることができる。 According to one aspect of the embodiment, the bit holding portion can be made small in diameter.
以下、添付図面を参照して、本願の開示するネジ締め装置およびネジ締めシステムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a screw fastening device and a screw fastening system disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るネジ締め装置の模式的な一部断面図である。具体的には、図1では、ビット保持部を断面にして、ビット保持部の内部構成を示している。なお、これから説明するネジ締め装置は、ネジを締めるだけでなく、締め付けられたネジを緩めることもできる。(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of the screw tightening device according to the first embodiment. Specifically, in FIG. 1, the internal structure of the bit holding unit is shown with the bit holding unit in cross section. Note that the screw tightening device described below can not only tighten the screw but also loosen the tightened screw.
また、このようなネジ締め装置によって締緩されるネジにはボルト等も含む。ここでは「ネジ」という呼称をボルト等のようならせん状の溝が設けられた締結部材の総称として用いる。 Further, the screw tightened and loosened by such a screw tightening device includes a bolt and the like. Here, the term “screw” is used as a general term for a fastening member provided with a spiral groove such as a bolt.
図1に示すように、ネジ締め装置10は、本体部11と、着脱部17と、ビット保持部18と、押圧部27とを備える。本体部11は、締緩されるネジに係合させるビット保持部18を支持し、ビット保持部18に向けて軸AXまわりの駆動力を出力する。なお、本体部11には、軸AX方向の先端側に後述する出力軸が設けられる。
As shown in FIG. 1, the
また、着脱部17は、本体部11の先端側に設けられ、本体部11とビット保持部18とが同軸となるように、本体部11にビット保持部18の末端側を着脱自在に取り付ける。なお、着脱部17は、本体部11に対してビット保持部18を着脱自在とするための着脱機構を備えるが、この点については後述する。
The
また、ビット保持部18は、ハウジング19を備え、ハウジング19の先端側に、ネジ締め装置10によって締緩されるネジに係合させるビット20を同軸で保持する。
The
具体的には、ビット保持部18は、ソケット21と、ジョイント24とをさらに備える。ソケット21は、ハウジング19の内部に同軸で配設される。ソケット21の先端側には、ハウジング19の内部に同軸で配設されるジョイント24が連結される。ジョイント24の先端側にはビット20が同軸で連結される。
Specifically, the
ビット保持部18では、ハウジング19と、ハウジング19の内部に配設されるソケット21およびジョイント24と、ジョイント24に連結されるビット20とが同軸となるように直列に配置される。
In the
すなわち、本体部11、ビット保持部18およびビット保持部18の各部(ハウジング19、ソケット21、ジョイント24およびビット20)は同軸となる。図1に示す軸AXは、共通するこれらの軸である。
That is, each part (the
なお、以下の説明では、図中上側(本体部11の上端側)を末端側と称し、図中下側(ビット20の下端側)を先端側と称する場合がある。 In the following description, the upper side (the upper end side of the main body portion 11) in the drawing may be referred to as the end side, and the lower side (the lower end side of the bit 20) in the drawing may be referred to as the leading end side.
以下では、ソケット21についてさらに詳細に説明する。図1に示すように、ソケット21は、回転部22と直動部23とを備える。回転部22は、ソケット21における筒状本体の外周面とハウジング19の内周面との間に設けられる。回転部22は、ソケット21を軸AXまわりに回転可能に支持する。
Hereinafter, the
直動部23は、ソケット21本体の内周面に設けられる。直動部23は、ソケット21を、後述するトルク伝達軸に対して軸AX方向に直動可能とし、かつ、軸AXまわりに回転不可能とする。
The
ビット保持部18は、ソケット21(回転部22および直動部23)を有することで、軸AXまわりの駆動力によって回転するとともに軸AX方向の外力に倣って直動するようにビット20を保持する。
The
ところで、ネジ締め装置10では、ネジを締めるかまたは緩める場合、締緩されるネジの軸AX方向の移動にビット20を追従させてビット20とネジとの係合状態を維持する必要がある。
By the way, in the
従来は、本体部側にビットを直線駆動するためのエアシリンダ等の直動駆動源を備え、このような直動駆動源によってビットをネジの軸方向の移動に追従させるように精密に駆動制御する構成であった。 Conventionally, a linear drive source such as an air cylinder for linearly driving the bit is provided on the main body side, and the drive is precisely controlled by such a linear drive source so that the bit follows the axial movement of the screw. It was the composition to do.
また、従来のネジ締め装置では、直動駆動源とビットとの間に、駆動源からビットへと駆動力を伝達するための伝達機構を設けていた。 Further, in the conventional screw tightening device, a transmission mechanism for transmitting a driving force from the driving source to the bit is provided between the linear motion driving source and the bit.
そのため、従来のネジ締め装置は、本体部側からビット保持部側にかけて伝達機構が配設されることになり、ビット保持部が大径であった。また、伝達機構の他に直動駆動源があり、装置全体としても構造複雑で大型であった。 Therefore, in the conventional screw fastening device, the transmission mechanism is disposed from the main body side to the bit holding part side, and the bit holding part has a large diameter. In addition to the transmission mechanism, there is a linear drive source, and the entire apparatus is complicated and large in size.
そこで、第1の実施形態に係るネジ締め装置10では、ビット20を先端側へ押圧する押圧部27を直動駆動源に代えて設けることとした。また、図1に示すように、押圧部27をビット保持部18に設けることとした。
Therefore, in the
直動駆動源に代えてビット保持部18に押圧部27を設けることにより、ビット20をネジの軸AX方向の移動に追従させることができる。しかも、押圧部27は、ビット20の末端側に同軸で連結されるソケット21を押圧することから、ビット保持部18の末端側に設けることができる。すなわち、押圧部27をソケット21の外周側に設ける必要がない。
By providing the
この結果、ビット保持部18を小径にすることができる。さらに、直動駆動源および伝達機構が不要となり、ネジ締め装置10を簡素な構造で小型にすることができる。
As a result, the
なお、第1の実施形態に係るネジ締め装置10では、押圧部27をハウジング19の内部に設けるとともに、押圧部27をばねとした。さらに、着脱部17を駆動するための駆動源を本体部11側に設けた。このような構成については、図2A等を用いて後述する。
In the
以下では、図2A〜図2Dを参照して第1の実施形態に係るネジ締め装置についてさらに詳しく説明する。図2Aは、ネジ締め装置の正面図である。図2Bは、ネジ締め装置の右側面図である。図2Cは、図2Bに示すB−B線断面図である。図2Dは、図2Cに示すハウジングの拡大図である。なお、図2Bに示す斜線部分は、図2Aに示すA−A線断面である。 Hereinafter, the screw tightening device according to the first embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 2A to 2D. FIG. 2A is a front view of the screw tightening device. FIG. 2B is a right side view of the screw fastening device. 2C is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 2B. FIG. 2D is an enlarged view of the housing shown in FIG. 2C. 2B is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 2A.
また、図2A〜図2Dに示す軸AXは、ネジ締め装置10各部の共通する軸である。なお、図1の説明と同様に、本体部11側を末端側と称し、ビット20側を先端側と称する。これらは図3以降を参照する説明においても同様である。
2A to 2D is an axis common to each part of the
図2Aおよび図2Bに示すように、ネジ締め装置10は、本体部11と、着脱部17と、ビット保持部18と、押圧部27とを備える。なお、ネジ締め装置10は、自動でネジを締め付ける(またはネジを緩めて取り外す)、いわゆるナットランナである。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
図2Aおよび図2Bに示すように、本体部11は、平板状のベース12と、ベース12上面に設けられ、軸AX方向に長い筒状の筐体13とを備える。ベース12上面には、筐体13の他、着脱部17を駆動する第1の駆動源28や後述するロボット90のハンド97(図9参照)に把持されるブロック14等が配設される。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
また、筐体13の内部には、本体部11の末端側からベース12側となる先端側にかけて、サーボモータM(図10参照)や減速機(図示せず)等が直列に並んで配設される。
In addition, a servo motor M (see FIG. 10), a speed reducer (not shown), and the like are arranged in series in the
図2Cに示すように、本体部11は、先端側端面、すなわち、ベース12下面から軸AXと同軸で延出する出力軸15をさらに備える。出力軸15は、サーボモータM(図10参照)から出力される軸AXまわりの駆動力をビット保持部18へと出力する。出力軸15は、先端側が矩形軸に形成され、矩形軸となる先端側にトルク伝達軸16が同軸で連結される。
As shown in FIG. 2C, the
このように、本体部11は、出力軸15(トルク伝達軸16)を介してサーボモータM(図10参照)からの軸AXまわりの駆動力をビット保持部18へと出力し、ビット保持部18に保持されるビット20を回転駆動する。すなわち、本体部11は、ビット20を駆動する駆動部となる。
Thus, the
本体部11では、減速機を介してサーボモータMから駆動力をビット保持部18へと出力することで、ネジの締緩に必要なトルクが得られる。また、本体部11は、締緩されるネジのトルクを検出するトルク検出器(図示せず)を備える。
In the
図2Aおよび図2Bに示すように、本体部11には、ベース12下面に着脱部17が設けられる。着脱部17は、ベース12下面に、本体部11に対して同軸となるようにビット保持部18を取り付ける。着脱部17は、ビット保持部18を着脱自在とする着脱機構を備える。着脱機構の詳細については、図3A、図3Bおよび図4を用いて後述する。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
図2Aおよび図2Bに示すように、ビット保持部18は、円筒状のハウジング19を備え、このハウジング19の先端側にビット20を保持する。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
ビット20は、ネジの頭部に係合して、ネジを軸AXまわり(時計まわりまたは反時計まわり)に回転させる。ビット20は交換可能であり、ネジの種類やサイズに応じて交換することもあれば、磨耗や劣化で新品と交換することもある。
図2Cおよび図2Dに示すように、ビット保持部18は、ソケット21と、ジョイント24とをさらに備える。ビット保持部18は、ハウジング19の内部に配設されるソケット21およびジョイント24を介してビット20を保持する。
As shown in FIGS. 2C and 2D, the
図2Cに示すように、ソケット21は、筒状に形成され、ハウジング19の内部にこのハウジング19と同軸で配設される。ソケット21の先端側は、このソケット21と同様にハウジング19の内部に同軸で配設されるジョイント24に連結される。
As shown in FIG. 2C, the
図2Dに示すように、ハウジング19の内周面には、軸AXに向けて突出する突出部19aが設けられる。突出部19aは、ソケット21の外周面よりも僅かに大径となるように設けられる。ソケット21は、突出部19aによって軸AX方向に沿うように規制された状態でハウジング19の内部に配設される。
As shown in FIG. 2D, a
ソケット21は、回転部22と直動部23とを備える。回転部22は、ソケット21の筒状本体の外周面と末端側におけるハウジング19の内周面との間に設けられる。回転部22は、軸受であり、ソケット21本体を軸AXまわりに回転可能に支持する。なお、回転部22としては、たとえば、ニードルベアリングを用いることができる。
The
直動部23は、ソケット21本体の内周面に設けられる。この直動部23は、ソケット21を、ソケット21の末端側から軸AX方向に挿入されるトルク伝達軸16に対して軸AX方向に直動可能とし、かつ、軸AXまわりに回転不可能とする。
The
トルク伝達軸16は、本体部11の出力軸15から出力される軸AXまわりの駆動力をビット保持部18へと伝達する。トルク伝達軸16の上面(末端側端面)には、出力軸15の矩形軸と嵌合可能な矩形凹部が設けられる。
The
トルク伝達軸16の外周面には、軸AX方向に伸びる溝、いわゆるスプラインが設けられる。一方、直動部23は、筒状に形成され、筒体の内周面にトルク伝達軸16のスプラインと嵌合するスプラインが設けられる。
A groove extending in the direction of the axis AX, a so-called spline, is provided on the outer peripheral surface of the
このようなスプライン構造の直動部23によって、ソケット21は、軸AX方向の外力に倣ってこの軸AX方向に直動する。ソケット21は、外力が付与されない状態では静止する。また、ソケット21は、軸AX方向については、本体部11側から動力的に切り離される。
By the
なお、スプライン構造以外に直動機能を有する構成としては、たとえば、トルク伝達軸16を角柱形状とし、直動部23をトルク伝達軸16が嵌入可能な内周形状とするような構成がある。
In addition to the spline structure, the configuration having a linear motion function includes, for example, a configuration in which the
図2Cに示すように、ソケット21の先端側に連結されるジョイント24は、ソケット21が回転するとこれに追従して回転し、ソケット21が直動するとこれに追従して直動する。ジョイント24の先端側にはビット20が着脱可能に連結される。
As shown in FIG. 2C, the joint 24 connected to the distal end side of the
図2Cおよび図2Dに示すように、ハウジング19の内周面とソケット21の外周面との間には、それぞれにビット20を軸AX方向に伸ばす場合の芯出しのテーパ部材25,25が設けられる。テーパ部材25,25は、ハウジング19の内周面およびソケット21の外周面に沿って環状に形成され、互いの傾斜面を対向させて配置される。
As shown in FIGS. 2C and 2D, centering
図2Cに示すように、ハウジング19の内周面およびジョイント24の末端側外周縁のそれぞれには、ビット20を軸AX方向に縮める場合の芯出しのテーパ部26,26が設けられる。テーパ部26,26は、ハウジング19の内周面およびジョイント24の外周縁に沿って互いの傾斜面を対向させて設けられる。
As shown in FIG. 2C, centering
図2Cに示すように、ハウジング19の内部には、ソケット21を先端側へと押圧する押圧部27が設けられる。押圧部27は、たとえば、圧縮コイルばねであり、ソケット21の末端側に同軸で配設される。
As shown in FIG. 2C, a
ソケット21は、押圧部27であるばねによって、直動部23を介して先端側へと常時付勢される。すなわち、ソケット21およびジョイント24と軸AX方向に一体的に連結されるビット20は、ソケット21とジョイント24とを介して押圧部27の付勢力によって先端側へと押圧される。
The
ここから、図3Aおよび図3Bを参照して着脱部の着脱機構について説明する。図3Aは、着脱部の着脱機構(ビット保持部の装着前)を示す断面図である。図3Bは、着脱部の着脱機構(ビット保持部の装着後)を示す断面図である。 From here, with reference to FIG. 3A and FIG. 3B, the attachment / detachment mechanism of an attachment / detachment part is demonstrated. FIG. 3A is a cross-sectional view showing an attaching / detaching mechanism of the attaching / detaching portion (before attaching the bit holding portion). FIG. 3B is a cross-sectional view showing the attaching / detaching mechanism of the attaching / detaching portion (after the bit holding portion is attached).
図3Aに示すように、着脱部17は、第1の駆動源としての一対のエアシリンダ28,28を備える。一対のエアシリンダ28,28は、本体部11側となるベース12上面において軸AXの同心円上に180度の位相差で配設される。
As shown in FIG. 3A, the
一対のエアシリンダ28,28のそれぞれの伸縮ロッド28a,28aは、ベース12を貫通して先端側がビット保持部18側に配置される。伸縮ロッド28a,28aは、先端側がビット保持部18側でフローティングジョイント29,29に連結される。
The
フローティングジョイント29,29は、短筒状の円形受部30の外周面に設けられたフランジ部31に連結される。円形受部30は、軸AX方向に伸縮可能に設けられ、伸縮ロッド28a,28aの伸縮に追従して軸AX方向に伸縮する。
The floating joints 29 and 29 are connected to a
円形受部30には、先端側端面に円形凹部32が設けられる。円形凹部32の内周面は、拡径するように傾斜して設けられたテーパ面33である。また、円形受部30には、本体部11側からビット保持部18側まで連通する連通穴34が設けられる。
The
連通穴34には、筒部35が嵌入される。筒部35には、ビット保持部18の装着状態において本体部11の出力軸15が挿通される。筒部35の先端側内周縁には、拡径するようにテーパ面36が設けられる。
A
筒部35の内周面には、厚さ方向に貫通する貫通穴37が設けられる。貫通穴37には、鋼球38が配設される。貫通穴37の内周面側の開口径は、鋼球38の径よりも小径に形成される。鋼球38は、エアシリンダ28,28の伸縮ロッド28a,28aが縮んだ状態では、テーパ面36によって形成される空間に退避した状態にある。
A through
一方、ビット保持部18側には、ビット保持部18の末端側端面にフランジ部39が設けられる。フランジ部39の末端側端面には、本体部11側の円形凹部32に嵌入可能な円形凸部40が設けられる。
On the other hand, on the
円形凸部40の末端側端面には、本体部11側の筒部35に嵌入可能な筒部41が設けられる。筒部41の外周面には、末端側にV字溝42が設けられる。円形凸部40の側周面には、末端側端面に向けて縮径するように傾斜したテーパ面43が設けられる。
A
図3Bに示すように、本体部11にビット保持部18が取り付けられると、本体部11側の筒部35にビット保持部18側の筒部41が嵌入された状態となる。筒部41には、出力軸15が挿通される。出力軸15は、筒部41の内周面を経て、ハウジング19の内部に進入し、先端側がトルク伝達軸16の末端側と連結される。
As shown in FIG. 3B, when the
このとき、ビット保持部18側の筒部41が鋼球38の位置まで到達すると、エアシリンダ28,28の駆動によって伸縮ロッド28a,28aがビット保持部18側へと伸張する。
At this time, when the
伸縮ロッド28a,28aが伸びた状態では、貫通穴37に配設される鋼球38が連通穴34の内周面によって筒部35の内周面側に所定寸法押し出される。なお、鋼球38は、貫通穴37の内周面側の径が鋼球38の径よりも小径であることから、所定寸法以上の突出が規制される。
In a state where the
所定寸法突出した鋼球38は、ビット保持部18側の筒部41に設けられたV字溝42に嵌り込む。鋼球38がV字溝42に嵌り込むと、本体部11側筒部35のテーパ面36とビット保持部18側の筒部41のテーパ面43とが当接する。
The
これにより、鋼球38がV字溝42を押す力と、本体部11側の筒部35のテーパ面36がビット保持部18側の筒部41のテーパ面43を押す力とで、ビット保持部18が本体部11にロックされる。このようないわゆるカプラ構造の着脱機構によって、本体部11に対してビット保持部18は着脱自在に取り付けられる。また、単純な動作によって容易に着脱が可能となる。
Thereby, the bit holding is performed by the force with which the
図4は、着脱部の位置決め機構を示す斜視図である。図4に示すように、着脱部17は、ビット保持部18の装着時または装着後に、本体部11とビット保持部18とが軸AXまわりに相対回転することを防ぐための位置決め機構を備える。
FIG. 4 is a perspective view showing a positioning mechanism of the attaching / detaching portion. As shown in FIG. 4, the attaching / detaching
図4に示すように、着脱部17は、位置決め機構として、位置決めピン44と、ブッシュ47とを備える。位置決めピン44は、本体部11のベース12下面から先端側へと突出する基部45と、基部45の先端側端面からさらに先端側に突出するピン部46とを備える。
As shown in FIG. 4, the
ブッシュ47は、ビット保持部18のフランジ部39に設けられた貫通穴に取り付けられるとともに、位置決めピン44のピン部46を挿通可能に設けられる。なお、ブッシュ47が設けられる位置は、ビット保持部18の装着後に位置決めピン44の位置と対応する位置である。
The
なお、ビット保持部18の装着時には、出力軸15の先端側(矩形軸)とトルク伝達軸16の矩形凹部との位相が合致する必要がある。図示しないが、着脱部17は、たとえば、ドグやセンサを用いた位相合わせ機構を備える。
When the
ここから、図2A〜図2Cに戻り、これらの図を参照してネジの把持機構について説明する。図2Aおよび図2Bに示すように、ネジ締め装置10は、ネジ把持機構として、第2の駆動源50と、アーム52と、チャック54とをさらに備える。
2A to 2C, the screw gripping mechanism will be described with reference to these drawings. 2A and 2B, the
図2Bに示すように、第2の駆動源としてのエアシリンダ50は、シリンダから軸AX方向に伸縮する伸縮ロッド50aを備える。伸縮ロッド50aの先端側には、ばね部51が連結される。ばね部51は、シリンダの内部にばね51aとロッド51bとを備える。なお、ばね51aとしては、たとえば、圧縮コイルばねを用いることができる。
As shown in FIG. 2B, the
また、エアシリンダ50とばね部51とは、軸AX方向と平行に同軸で配置される。ばね部51は、先端側において、ばね51aに付勢されたロッド51bがアーム52に連結される。
Further, the
図2Aおよび図2Bに示すように、アーム52は、矩形板状に形成される。アーム52には、ビット保持部18のハウジング19側に近接するように屈曲部が設けられる。アーム52とハウジング19との間には、アーム52の軸AX方向と平行方向への直動をガイドするリニアガイド53が設けられる。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
図2Cに示すように、アーム52は、先端側においてチャック54のリンク部に連結される。チャック54は、一対の腕部54a,54aおよび爪部54b,54bを備える。なお、腕部54a,54aは、それぞれ複数(3つ)の軸を備える。腕部54a、爪部54bおよび軸によってリンク部が形成される。
As shown in FIG. 2C, the
図2Bに示すように、エアシリンダ50では、伸縮ロッド50aの伸縮によって、アーム52を介してチャック54を開閉する。ばね部51は、ばね51aの弾性変形によってチャック54を開くように常時付勢する。これにより、チャック54のネジ把持時に適度なグリップ力が得られる。
As shown in FIG. 2B, in the
なお、チャック54は、軸AXまわりに回転可能に設けられる。したがって、図2Bにおいて、チャック54は、アーム52の厚さ方向と直交する方向に開閉するが、同図において、たとえば、チャック54をアーム52の厚さ方向と平行な方向に開閉させることもできる。
The
ここで、図5を参照してネジ把持時の各部動作について説明する。図5は、ネジ把持時における各部動作の説明図である。なお、図5において、図の上半部には、ネジにビットを係合させた状態を示し、下半部には、そこからチャックを閉じてネジを把持した状態を示す。 Here, with reference to FIG. 5, each part operation | movement at the time of screw holding is demonstrated. FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of each part during screw gripping. In FIG. 5, the upper half of the drawing shows a state where the bit is engaged with the screw, and the lower half shows a state where the chuck is closed and the screw is gripped therefrom.
図5(上半部)に示すように、ネジ締め装置10を軸AX方向に沿って先端側に移動させ、ネジ台61に設置されたネジ60に向けて近接させると(図5では、下降させると)、ビット20の先端側がネジ60の頭部(上端面)に係合される。このとき、チャック54は開いた状態である。すなわち、対向する一対の腕部54a,54aおよび爪部54b,54bの一方と他方とが離間した状態である。なお、ネジ台61に設置されたネジ60の先には図示しないネジ穴がある。
As shown in FIG. 5 (upper half), when the
そして、図5(下半部)に示すように、ネジ締め装置10をさらに先端側に移動させると、ビット20が末端側へとネジ60の長さに応じた距離移動する。このとき、チャック54は閉じた状態となる。すなわち、対向する一対の爪部54b,54bが近接し、爪部54b,54bによってネジ60の頭部(側周面側および下面の一部)を把持した状態となる。
Then, as shown in FIG. 5 (lower half), when the
チャック54は、ネジ締め装置10によってネジ60を締める場合、ネジ60に係合されたビット20が、押圧部としてのばね27(図2C等参照)の押圧に抗してビット保持部18の末端側にネジ60の長さ分だけ移動した状態で閉じる。また、閉じたチャック54は、ビット20がネジ60を締めるために回転を開始するまでには開く。
In the
また、チャック54は、ネジ締め装置10によってネジ60を緩める場合にネジ60緩めが完了すると、ビット20が押圧部としてのばね27(図2C等参照)の押圧に抗してビット保持部18の末端側にネジ60の長さ分だけ移動した状態、かつ、ビット20の回転が停止した状態で閉じる。
Further, when the
このように、チャック54の開閉タイミングを制御することで、ネジ締め装置10によってネジ60を締めるまたは緩める場合にビット20による押圧でネジ60が飛び出すことを確実に防止することができる。
In this way, by controlling the opening and closing timing of the
なお、チャック54を開閉させるタイミングは、後述する制御装置300(図9および図10参照)が制御するように構成されてもよい。また、ネジ締め装置10自体が単独でコントローラを備え、このようなコントローラによって制御するように構成されてもよい。その他、ネジ締め装置10に機構的な開閉操作部が設けられ、たとえば、この操作部を人手によって操作する等、タイミング制御の実現方法は様々ある。
Note that the timing for opening and closing the
次に、図6を参照してネジ把持時におけるビット保持部の各部動作を説明する。図6は、ネジ把持時におけるビット保持部の断面図である。 Next, the operation of each part of the bit holding unit when holding the screw will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the bit holding portion when gripping a screw.
図6に示すように、ネジ60把持時、ビット保持部18では、ハウジング19の内部においてビット20が軸AX方向に沿って末端側へと移動(直動)する。これにより、ジョイント24を介してビット20と軸AX方向に並んで一体的に連結されたソケット21が末端側へと移動する。
As shown in FIG. 6, when gripping the
このとき、ソケット21は、スプライン構造の直動部23にガイドされながら直動する。ソケット21(直動部23)の末端側への移動によって、押圧部としてのばね27が圧縮され、弾性変形したばね27によってソケット21およびジョイント24を介して先端側のビット20を押圧する。これにより、ビット20は、ネジ60に常に押し付けられた状態となる。
At this time, the
第1の実施形態に係るネジ締め装置10によれば、ビット20をビット保持部18の先端側へと常時押圧する押圧部27をビット保持部18に備えることによって、締緩されるネジ60の軸AX方向の移動にビット20を追従させることができる。これにより、これまでネジ60の軸AX方向の移動に追従させるために必要であった駆動源や伝達機構が不要となり、ビット保持部18を小径にすることができる。また、ネジ締め装置10全体としても、構造簡素で小型となる。
According to the
このような押圧部27がビット保持部18(ハウジング19)の内部に設けられることによって、ビット保持部18をさらに小径にすることができる。また、押圧部27にばねのような簡素な部材を用いることによって、ネジ締め装置10を構成簡素で小型、そして、安価にすることができる。
By providing such a
また、ネジ締め装置10では、着脱部17を駆動する第1の駆動源(エアシリンダ)28が本体部11側に設けられるため、ビット保持部18がさらに小径となり、ネジ締め装置10としてもさらに構造簡素で小型となる。
Further, in the
(第2の実施形態)
図7は、第2の実施形態に係るネジ締め装置の斜視図である。なお、これから説明する第2の実施形態では、第1の駆動源が架台側に設けられる点で上述した第1の実施形態と異なる。また、第2の実施形態の説明であらわれる第1の実施形態と同等または同一の箇所には同一の符号を付し、その説明は省略する。(Second Embodiment)
FIG. 7 is a perspective view of the screw tightening device according to the second embodiment. Note that the second embodiment described below differs from the first embodiment described above in that the first drive source is provided on the gantry side. In addition, the same or similar parts as those in the first embodiment appearing in the description of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図7に示すように、ネジ締め装置70は、ネジ締め装置70の装置本体71を支持する架台72を備える。なお、ネジ締め装置本体71は、以下で説明する点を除いて第1の実施形態に係るネジ締め装置10(図2A等参照)と同等の構成である。なお、図7では、ビット保持部18が取り付けられる本体部11(図8A等参照)を省略する。
As shown in FIG. 7, the
図7に示すように、架台72は、基部73と、基部73から軸AX方向と平行に立設される支柱部74とを備える。ネジ締め装置70では、第1の駆動源としての一対のエアシリンダ28,28がこの架台72側に設けられる。
As shown in FIG. 7, the
支柱部74の上部には矩形板状の載置部75が設けられ、一対のエアシリンダ28,28は、この載置部75に搭載される。一対のエアシリンダ28,28は、それぞれの伸縮ロッド28a,28aを末端側に向けて軸AX方向と平行に伸縮させる。伸縮ロッド28a,28aには、水平プレート76が連結される。伸縮ロッド28a,28aは、水平プレート76を軸AX方向と平行な方向に移動(直動)させる。
A rectangular plate-shaped mounting
水平プレート76は、矩形板状に形成され、一端側が伸縮ロッド28a,28aに連結されることで架台72側に配置され、他端側がネジ締め装置本体71側に配置される。水平プレート76の他端側には、切欠き76aが設けられ、切欠き76aの内部にビット保持部18の末端側端部が配置される。
The
また、支柱部74の中途位置には、ビット保持部18側へと延出し、ビット保持部18側に略矩形の切欠きを有する略コ字形のプレート79が設けられる。図示しないが、ビット保持部18外周面の下部には、切欠きに嵌るように2面幅加工が施されたフランジが設けらる。このため、ビット保持部18は、軸まわりの角度を一定として切欠きに挿通される。ビット保持部18は、プレート79の切欠きに嵌入されることで、位置合わせされた状態で架台72に取り付けられる。
In addition, a substantially
ここで、図8Aおよび図8Bを参照して、第2の実施形態に係るネジ締め装置が備える着脱部の着脱機構について説明する。図8Aおよび図8Bは、着脱部の着脱機構を示す断面図である。 Here, with reference to FIG. 8A and FIG. 8B, the attachment / detachment mechanism of the attachment / detachment part with which the screw fastening apparatus which concerns on 2nd Embodiment is provided is demonstrated. 8A and 8B are cross-sectional views showing the attaching / detaching mechanism of the attaching / detaching portion.
図8Aに示すように、着脱部77には、本体部11側において、円形受部30の内周面と筒部35の外周面との間の空間にばね(たとえば、圧縮コイルばね)78が配設される。円形受部30は、軸AX方向に直動するとともに、ばね78によって先端側に向けて付勢される。
As shown in FIG. 8A, the attachment /
着脱部77の着脱機構では、本体部11にビット保持部18を取り付ける場合、まず、図8Aに示すように、本体部11が架台72に保持されたビット保持部18と同軸上に配置される。その後、本体部11を先端側、すなわち、ビット保持部18側に移動させると、本体部11側の筒部35にビット保持部18側の筒部41が挿入される。
In the attaching / detaching mechanism of the attaching / detaching
本体部11側の筒部35にビット保持部18側の筒部41が挿入されると、架台72側にある一対のエアシリンダ28,28の伸縮ロッド28a,28aによって水平プレート76が末端側へと移動(上昇)される。さらに、水平プレート76の上昇によってばね78の付勢力に抗して本体部11側の円形受部30が末端側へと押し上げられる。
When the
このとき、円形受部30が押し上げられた状態であれば、上述した第1の実施形態と同様、鋼球38がテーパ面36に形成される空間に退避するため、ビット保持部18側の筒部41の挿入が可能となる。
At this time, if the
図8Bに示すように、本体部11側の鋼球38がV字溝42の位置に到達するまで筒部41が挿入されたところで、一対のエアシリンダ28,28によって水平プレート76が先端側へ移動(下降)されると、円形受部30がばね78の付勢力によって先端側へと押し下げられる。
As shown in FIG. 8B, when the
円形受部30が先端側に押し下げられると、鋼球38がV字溝42に嵌り込む。これと同時に、本体部11側のテーパ面33とビット保持部18側のテーパ面43とが当接する。これにより、本体部11とビット保持部18とはロックされる。このようないわゆるカプラ構造の着脱機構によって、本体部11に対してビット保持部18は着脱自在に取り付けられる。また、単純な動作によって容易に着脱が可能となる。
When the circular receiving
第2の実施形態に係るネジ締め装置70によれば、上述した第1の実施形態と同様、ビット20をビット保持部18の先端側へと常時押圧する押圧部27をビット保持部18に備えることによって、締緩されるネジの軸AX方向の移動にビット20を追従させることができる。これにより、ビット保持部18を小径にすることができるとともに、ネジ締め装置本体71を構造簡素で小型にすることができる。
According to the
ネジ締め装置70においても、押圧部27がビット保持部18(ハウジング19)の内部に設けられることによって、ビット保持部18をさらに小径にすることができる。また、押圧部27にばねのような簡素な部材を用いることによって、ネジ締め装置本体71を構成簡素で小型、そして、安価にすることができる。
Also in the
また、ネジ締め装置70では、着脱部77を駆動する第1の駆動源(一対のエアシリンダ28,28)が架台72側に設けられるため、ビット保持部18がさらに小径となり、ネジ締め装置本体71はさらに構造簡素で小型となる。
Further, in the
(ネジ締めシステム)
ここから、図9を参照して上述した第1または第2の実施形態に係るネジ締め装置を備えるネジ締めシステムについて説明する。図9は、ネジ締めシステムを示す模式図である。なお、以下では、ネジ締め装置を、第1の実施形態に係るネジ締め装置10(図2A等参照)として説明する。(Screw tightening system)
From here, the screw fastening system provided with the screw fastening apparatus which concerns on 1st or 2nd embodiment mentioned above with reference to FIG. 9 is demonstrated. FIG. 9 is a schematic diagram showing a screw tightening system. Hereinafter, the screw tightening device will be described as the
図9に示すように、ネジ締めシステム80は、ネジ締め装置10と、ロボット90と、制御装置300とを備える。また、ネジ締めシステム80には、ネジを締め付けるまたは緩めて外す作業台62を備える。作業台62では、ネジ台61にネジ60が設置される(図5参照)。なお、ネジ締め装置10については、説明を省略する。
As shown in FIG. 9, the
図9に示すように、ロボット90は、たとえば、単腕型の多関節ロボットである。具体的には、ロボット90は、第1アーム部91と、第2アーム部92と、第3アーム部93と、第4アーム部94と、第5アーム部95と、基台部96とを備える。なお、ロボット90は、双腕型等でもよい。
As shown in FIG. 9, the
第1アーム部91は、基端部を第2アーム部92によって支持される。第2アーム部92は、基端部を第3アーム部93によって支持され、先端部において第1アーム部91を支持する。
The
第3アーム部93は、基端部を第4アーム部94によって支持され、先端部において第2アーム部92を支持する。第4アーム部94は、基端部を第5アーム部95によって支持され、先端部において第3アーム部93を支持する。
The
第5アーム部95は、床面等に固定された基台部96によって基端部を支持され、先端部において第4アーム部94を支持する。また、第1アーム部91〜第5アーム部95の各連結部分である各関節部(図示せず)にはそれぞれサーボモータ等のアクチュエータが搭載される。ロボット90は、アクチュエータの駆動によって多軸動作を行うことができる。
The
具体的には、第1アーム部91および第2アーム部92を連結する関節部のアクチュエータは、第1アーム部91をB軸まわりに回転させる。また、第2アーム部92および第3アーム部93を連結する関節部のアクチュエータは、第2アーム部92をU軸まわりに回転させる。
Specifically, the joint actuator that connects the
また、第3アーム部93および第4アーム部94を連結する関節部のアクチュエータは、第3アーム部93をL軸まわりに回転させる。また、第4アーム部94および第5アーム部95を連結する関節部のアクチュエータは、第4アーム部94をS軸まわりに回転させる。
Further, the joint actuator that connects the
また、ロボット90は、第1アーム部91をT軸まわりに、第2アーム部92をR軸まわりに、第3アーム部93をE軸まわりに、それぞれ回転させる個別のアクチュエータを備える。
The
すなわち、ロボット90は、7軸を有する。そして、ロボット90は、後述する制御装置300の制御部301(図10参照)からの動作指示に基づき、7軸を組み合わせた多様な多軸動作を行うことができる。
That is, the
なお、第1アーム部91の先端部は、ロボット90の先端可動部であり、この先端可動部には、ハンド97が取り付けられる。ハンド97は、ロボット90の最先端部でネジ締め装置10のブロック14(図2A等参照)を把持する。
The distal end portion of the
制御装置300は、いわゆるロボットコントローラであり、ロボット90の各アーム部91〜95およびハンド97を含む各関節部のアクチュエータを駆動制御する。制御装置300とロボット90とは、ケーブル98等によって接続される。
The
また、制御装置(ロボットコントローラ)300は、ネジ締め装置10の第1の駆動源28(図3A等参照)および第2の駆動源50(図2B等参照)を駆動制御する。制御装置300と第1の駆動源28および第2の駆動源50とは、ケーブル99等によって接続される。
In addition, the control device (robot controller) 300 drives and controls the first drive source 28 (see FIG. 3A and the like) and the second drive source 50 (see FIG. 2B and the like) of the
ここで、図10を参照してネジ締めシステムに含まれるロボット、ネジ締め装置および制御装置の内部構成について説明する。図10は、ネジ締めシステムの機能ブロック図である。なお、図10では、ネジの締緩、着脱部およびチャックの駆動に必要な構成要素を示す。 Here, the internal configuration of the robot, the screw tightening device, and the control device included in the screw tightening system will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a functional block diagram of the screw tightening system. Note that FIG. 10 shows components necessary for screw tightening, attachment / detachment, and driving of the chuck.
図10に示すように、制御装置としてのロボットコントローラ300は、制御部301を備える。制御部301は、教示情報等に基づき、ロボット90を動作させる信号を生成してロボット90に向けて出力する。
As shown in FIG. 10, a
また、制御部301は、ネジ締め装置10に向けてサーボモータMを動作させる信号を生成して出力する。さらに、制御部301は、ネジ締め装置10が備える第1の駆動源28および第2の駆動源50を動作させる信号を各駆動源28,50に向けて出力する。
Further, the
制御部301から出力される動作信号は、たとえば、ロボット90であれば、ロボット90が備えるアーム部91〜95やハンド97の各関節部に搭載された図示しないサーボモータへのパルス信号として生成される。なお、「アーム」は、上述した第1アーム部91〜第5アーム部95のことである。
For example, in the case of the
また、制御部301から出力される動作信号は、ネジ締め装置10であれば、ネジ締め装置10が備えるサーボモータM、着脱機構において駆動する第1の駆動源28およびネジ把持機構において駆動する第2の駆動源50への信号として生成される。
If the operation signal output from the
なお、制御部301とネジ締め装置10のサーボモータMとの間には、ネジ締めによるトルクの厳密な制御のためのプログラマブルコントローラおよびネジ締め装置コントローラ等が配設されてもよい。
Note that a programmable controller and a screw tightening device controller for strict control of torque by screw tightening may be disposed between the
また、上述したように、ネジ締め装置10は、図示しないトルク検出器を備える。トルク検出器で検出されるトルクは、制御部301へと出力される。検出されるトルクがネジ締め完了を示す規定のトルクに到達すると、制御部301に向けて信号が出力される。そして、制御部301は、ネジ締め装置10に向けて動作を停止させる信号を出力する。
Moreover, as above-mentioned, the
次に、ネジ締めシステムによるネジ締め作業およびネジ緩め作業の手順を説明する。なお、ロボットおよびネジ締め装置の駆動制御は、制御装置(ロボットコントローラ)300の制御部301(図10参照)によって行う。なお、ネジ締め装置については、プログラマブルコントローラを別途設けることとしてもよい。 Next, a procedure of screw tightening work and screw loosening work by the screw tightening system will be described. The drive control of the robot and the screw tightening device is performed by the control unit 301 (see FIG. 10) of the control device (robot controller) 300. In addition, about a screw fastening apparatus, it is good also as providing a programmable controller separately.
まず、ネジ締め作業の手順を説明する。ネジ締め作業では、ロボットが、ハンドによって把持したネジ締め装置をネジと同軸上に配置する。なお、ここでは、ネジが作業位置(ネジ穴)とは別の場所にあり、そこから作業が開始されるものとする。 First, the procedure of screw tightening work will be described. In the screw tightening operation, the robot places the screw tightening device gripped by the hand coaxially with the screw. Here, it is assumed that the screw is located at a place different from the work position (screw hole) and the work is started from there.
ロボットは、ネジ締め装置を軸方向にネジ側へと移動して、先端のビットをネジに係合させる。その後、チャックが閉じてネジの頭部を把持する。そして、ロボットは、ネジ締め装置をネジ穴へ移動して、チャックに把持されたネジをネジ穴に設置する。 The robot moves the screw tightening device in the axial direction toward the screw side, and engages the bit at the tip with the screw. Thereafter, the chuck closes and grips the screw head. Then, the robot moves the screw tightening device to the screw hole and installs the screw held by the chuck in the screw hole.
ネジがネジ穴に設置されると、チャックを開いてネジの把持を解除する。チャックによるネジの把持が解除されると、ビットが回転を開始する。なお、ここでは、ビットは時計まわりに回転するように設定されるが、締めるネジが逆ネジ等の場合には、ビットが反時計まわりに回転するように設定される。 When the screw is installed in the screw hole, the chuck is opened to release the screw. When the gripping of the screw by the chuck is released, the bit starts to rotate. Here, the bit is set to rotate clockwise, but when the screw to be tightened is a reverse screw or the like, the bit is set to rotate counterclockwise.
ビットの回転中には、ネジ締め装置のトルク検出器によってトルクが検出される。検出トルクは、さらに制御部301(図10参照)によって規定値に到達したか否かが判定される。トルクが規定値に到達したと判定されると、制御部301からの指示でビットの回転が停止する。これにより、ネジの締め付けが完了する。
During the rotation of the bit, the torque is detected by the torque detector of the screw tightening device. Whether or not the detected torque has reached a specified value is further determined by the control unit 301 (see FIG. 10). When it is determined that the torque has reached the specified value, the rotation of the bit is stopped by an instruction from the
ここで、図11Aを参照してネジ締め作業において各部が動作する中でチャックが開閉するタイミングを抽出して説明する。図11Aは、ネジ締め作業においてチャック開閉のタイミングを示すフローチャートである。なお、チャックを所定のタイミングで開閉する制御は、上述したように、制御装置(ロボットコントローラ)300の制御部301(図10参照)によって行う。 Here, with reference to FIG. 11A, the timing at which the chuck opens and closes while each part operates in the screw tightening operation will be described. FIG. 11A is a flowchart showing the timing of opening and closing the chuck in the screw tightening operation. The control for opening and closing the chuck at a predetermined timing is performed by the control unit 301 (see FIG. 10) of the control device (robot controller) 300 as described above.
図11Aに示すように、ビットがネジに係合し(ステップS101)、そのままさらにネジ締め装置をネジ側に移動させると、ビットが押圧部の押圧に抗してビット保持部の末端側へと移動を開始する(ステップS102)。ビットが末端側へ所定距離、すなわち、ネジの長さ分だけ移動した(ステップS103)ときにチャックを閉じる(ステップS104)。これにより、チャックがネジを把持した状態となる。 As shown in FIG. 11A, when the bit is engaged with the screw (step S101) and the screw fastening device is further moved to the screw side as it is, the bit moves toward the end side of the bit holding portion against the pressing of the pressing portion. The movement is started (step S102). When the bit moves to the end side by a predetermined distance, that is, the length of the screw (step S103), the chuck is closed (step S104). As a result, the chuck is in a state of gripping the screw.
その後、チャックに把持されたネジがネジ穴に設置される(ステップS105)とチャックが開き(ステップS106)、チャックはネジの把持を解除する。ネジの把持が解除されたところで、ビットは時計まわりに回転を開始する(ステップS107)。 Thereafter, when the screw held by the chuck is installed in the screw hole (step S105), the chuck is opened (step S106), and the chuck releases the screw. When the grip of the screw is released, the bit starts to rotate clockwise (step S107).
次に、ネジ緩め作業の手順を説明する。ネジ緩め作業では、ロボットが、ハンドで把持したネジ締め装置を締め付けられたネジと同軸上に配置する。そして、ロボットは、ネジ締め装置をネジ側へと移動して、先端のビットを締め付けられたネジに係合させる。 Next, the procedure for screw loosening will be described. In the screw loosening operation, the robot places the screw tightening device held by the hand coaxially with the tightened screw. Then, the robot moves the screw tightening device to the screw side and engages the bit at the tip with the tightened screw.
ビットをネジに係合させると、ビットが回転を開始する。なお、ここでは、ビットは反時計まわりに回転するように設定されるが、緩めるネジが逆ネジ等の場合には、ビットが時計まわりに回転するように設定される。 When the bit is engaged with the screw, the bit begins to rotate. Here, the bit is set to rotate counterclockwise, but when the screw to be loosened is a reverse screw or the like, the bit is set to rotate clockwise.
ここで、制御装置(ロボットコントローラ)300の制御部301(図10参照)によってビットの回転時間が所定時間経過したか否かが判定される。この時間は緩めるネジの長さに応じてあらかじめ設定される。所定時間経過したと判定されると、制御部301からの指示でビットの回転が停止する。所定時間経過していないと判定されると、所定時間経過するまでビットの回転は継続する。
Here, the control unit 301 (see FIG. 10) of the control device (robot controller) 300 determines whether or not the rotation time of the bit has passed a predetermined time. This time is preset according to the length of the screw to be loosened. When it is determined that the predetermined time has elapsed, the rotation of the bit is stopped by an instruction from the
ビットの回転が停止すると、チャックを閉じてネジを把持する。チャックによってネジが把持されると、ロボットは、ネジを把持した状態のネジ締め装置を所定位置へと移動する。これで、締め付けられたネジの外しが完了する。 When the rotation of the bit stops, close the chuck and grip the screw. When the screw is gripped by the chuck, the robot moves the screw fastening device in a state where the screw is gripped to a predetermined position. This completes the removal of the tightened screw.
ここで、図11Bを参照してネジ緩め作業において各部が動作する中でチャックが開閉するタイミングを抽出して説明する。図11Bは、ネジ緩め作業においてチャック開閉のタイミングを示すフローチャートである。 Here, with reference to FIG. 11B, the timing at which the chuck opens and closes while each part operates in the screw loosening operation will be described. FIG. 11B is a flowchart showing the timing of opening and closing the chuck in the screw loosening operation.
図11Bに示すように、ネジを緩めるためにこのネジに係合して回転するビットは、ネジが軸方向に後退するのに押され、押圧部の押圧に抗してビット保持部の末端側へと移動する(ステップS201)。ビットが所定距離、すなわち、ネジの長さ分だけ移動する(ステップS202)と、制御部301(図10参照)によってビットが回転を停止したか否かが判定される(ステップS203)。 As shown in FIG. 11B, the bit that engages and rotates with the screw to loosen the screw is pushed while the screw is retracted in the axial direction, and the end side of the bit holding portion resists the pressing of the pressing portion. (Step S201). When the bit moves by a predetermined distance, that is, the length of the screw (step S202), it is determined by the control unit 301 (see FIG. 10) whether the bit has stopped rotating (step S203).
ビットが回転を停止したと判定されると(ステップS203,Yes)、チャックが閉じる(ステップS204)。これにより、チャックがネジを把持した状態となる。また、ステップS203の処理において、ビットが回転を停止していないと判定されると(ステップS203,No)、ビットは回転を継続し、その間、チャックは開いたままである。 If it is determined that the bit has stopped rotating (step S203, Yes), the chuck is closed (step S204). As a result, the chuck is in a state of gripping the screw. If it is determined in the process of step S203 that the bit has not stopped rotating (No in step S203), the bit continues to rotate, and the chuck remains open during that time.
上述したネジ締めシステムによれば、ロボット90によってネジ締め作業およびネジ緩め作業を行うことで、作業範囲が広がる。また、ネジ締め装置10とロボット90との協働によってビット20をネジ60に係合、ネジ60をネジ穴へ配置、ネジ穴からネジ60を移動するという各作業を自動で行うことができる。
According to the above-described screw tightening system, the work range is expanded by performing screw tightening work and screw loosening work by the
そして、ネジを締める場合に、ビット20がビット保持部18の末端側へと移動した状態でチャック54を閉じることで、ビット20の押圧によってネジ60が飛び出すことを防止することができる。
When the screw is tightened, the
また、ネジを締める場合に、ネジ60を把持した状態で閉じたチャック54が、ビット20が回転を開始するまでに開くようにすることで、ネジ60をネジ穴に設置するときのビット20の押圧によってネジ60が飛び出すことを防止することができる。
Further, when the screw is tightened, the
また、ネジを緩める場合に、ビット20がビット保持部18の末端側に移動した状態、かつ、ビット20が回転を停止した状態でチャック54を閉じるようにすることで、ネジ60が飛び出すことを防止するうえ、回転中のネジ60を把持するという危険を回避することができる。
Further, when the screw is loosened, the
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the present invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.
10 ネジ締め装置
11 本体部
15 出力軸
16 トルク伝達軸
17 着脱部
18 ビット保持部
19 ハウジング
20 ビット
21 ソケット
22 回転部
23 直動部
24 ジョイント
27 押圧部(ばね)
28 第1の駆動源(エアシリンダ)
50 第2の駆動源(エアシリンダ)
60 ネジ
70 ネジ締め装置
72 架台
80 ネジ締めシステム
90 ロボット
91 第1アーム部
92 第2アーム部
93 第3アーム部
94 第4アーム部
95 第5アーム部
97 ハンド
300 制御装置(ロボットコントローラ)
301 制御部
AX 軸DESCRIPTION OF
28 First drive source (air cylinder)
50 Second drive source (air cylinder)
60
301 Control unit AX axis
Claims (8)
前記ビット保持部に設けられ、前記直動部を前記先端側へ押圧する押圧部と、
前記ビット保持部を支持する本体部と、
前記本体部に設けられ、前記ビット保持部の末端側を前記本体部に対して着脱自在とする着脱部と
を備えることを特徴とするネジ締め装置。A bit that has a rotating portion that rotates by a driving force around the shaft and a linearly moving portion that moves linearly following the external force in the axial direction, and holds the bit coaxially with the shaft at the tip side of the linearly moving portion A holding part;
A pressing portion that is provided in the bit holding portion and presses the linear motion portion toward the distal end;
A main body part for supporting the bit holding part;
A screw fastening device comprising: an attachment / detachment portion provided on the main body portion and configured to be detachable from the main body portion at a distal end side of the bit holding portion.
前記ビット保持部の内部に設けられること
を特徴とする請求項1に記載のネジ締め装置。The pressing portion is
The screw fastening device according to claim 1, wherein the screw fastening device is provided inside the bit holding unit.
前記ビットと同軸上に設けられるばねであること
を特徴とする請求項2に記載のネジ締め装置。The pressing portion is
The screw fastening device according to claim 2, wherein the screw fastening device is a spring provided coaxially with the bit.
を特徴とする請求項1に記載のネジ締め装置。The screw tightening device according to claim 1, wherein a drive source for driving the detachable portion is provided on the main body portion side.
前記チャックは、
前記ネジを締める場合には、前記ネジに係合させた前記ビットが前記押圧部による押圧に抗して前記ビット保持部の前記末端側へ移動した状態で閉じること
を特徴とする請求項1に記載のネジ締め装置。A chuck for holding a screw to be engaged with the bit;
The chuck is
2. When the screw is tightened, the bit engaged with the screw is closed in a state in which the bit moves toward the end side of the bit holding portion against the pressing by the pressing portion. The described screw fastening device.
閉じた後、前記ビットが回転を開始するまでには開くこと
を特徴とする請求項5に記載のネジ締め装置。The chuck is
The screw tightening device according to claim 5, wherein after the closing, the bit is opened before the bit starts to rotate.
前記チャックは、
前記ネジを緩める場合には、前記ビットが前記押圧部による押圧に抗して前記ビット保持部の前記末端側へ移動した状態、かつ、回転が停止した状態で閉じること
を特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のネジ締め装置。A chuck for holding a screw to be engaged with the bit;
The chuck is
2. When the screw is loosened, the bit is closed in a state where the bit is moved to the end side of the bit holding portion against the pressing by the pressing portion and in a state where the rotation is stopped. The screw fastening apparatus as described in any one of -6.
前記ネジ締め装置が先端部に取り付けられる多関節のロボットと
を備えることを特徴とするネジ締めシステム。A bit that has a rotating portion that rotates by a driving force around the shaft and a linearly moving portion that moves linearly following the external force in the axial direction, and holds the bit coaxially with the shaft at the tip side of the linearly moving portion A holding portion, a pressing portion that is provided in the bit holding portion and presses the linear motion portion toward the distal end side, a main body portion that supports the bit holding portion, and a main body portion that is provided in the main body portion. A screw tightening device including a detachable portion that allows the terminal side to be detachably attached to the main body portion;
A screw tightening system comprising: a multi-joint robot attached to a tip portion of the screw tightening device.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2014/057407 WO2015140938A1 (en) | 2014-03-18 | 2014-03-18 | Screw-tightening device and screw-tightening system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2015140938A1 true JPWO2015140938A1 (en) | 2017-04-06 |
JP6529959B2 JP6529959B2 (en) | 2019-06-12 |
Family
ID=54143947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016508378A Active JP6529959B2 (en) | 2014-03-18 | 2014-03-18 | Screw tightening device and screw tightening system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6529959B2 (en) |
WO (1) | WO2015140938A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117086615A (en) * | 2023-10-16 | 2023-11-21 | 深圳华海达科技有限公司 | Screw locking device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210245338A1 (en) * | 2020-02-07 | 2021-08-12 | Raytheon Company | Fastener insertion system |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006095624A (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Yaskawa Electric Corp | Fastening device |
JP2011161618A (en) * | 2010-02-15 | 2011-08-25 | Honda Motor Co Ltd | Fastening device |
JP2011224708A (en) * | 2010-04-19 | 2011-11-10 | Honda Motor Co Ltd | Machining system and machining method |
-
2014
- 2014-03-18 WO PCT/JP2014/057407 patent/WO2015140938A1/en active Application Filing
- 2014-03-18 JP JP2016508378A patent/JP6529959B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006095624A (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Yaskawa Electric Corp | Fastening device |
JP2011161618A (en) * | 2010-02-15 | 2011-08-25 | Honda Motor Co Ltd | Fastening device |
JP2011224708A (en) * | 2010-04-19 | 2011-11-10 | Honda Motor Co Ltd | Machining system and machining method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117086615A (en) * | 2023-10-16 | 2023-11-21 | 深圳华海达科技有限公司 | Screw locking device |
CN117086615B (en) * | 2023-10-16 | 2024-01-16 | 深圳华海达科技有限公司 | Screw locking device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015140938A1 (en) | 2015-09-24 |
JP6529959B2 (en) | 2019-06-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6288277B2 (en) | Robot system | |
JP6439041B2 (en) | Transfer position assembly with self-positionable joint and self-positionable joint | |
JP4557146B2 (en) | Fastening device | |
US8205531B2 (en) | Chuck device and machine tool having the same | |
US9604329B2 (en) | Tightening system | |
JP6241539B2 (en) | Screw tightening system and screw tightening method | |
CN108406742B (en) | Chuck device for changing welding tip and nozzle and robot | |
JP2020037164A (en) | Maintenance jig for robot balancer | |
JP2008142824A (en) | Method and device for attaching/detaching member | |
JP2010120140A (en) | Robot system | |
WO2015140938A1 (en) | Screw-tightening device and screw-tightening system | |
JP6629614B2 (en) | Work clamp device and processing system equipped with work clamp device | |
JP2008155665A (en) | Part mounting method to panel and its mounting device | |
JP6156105B2 (en) | Electric driver device | |
JP2021079513A (en) | Nut runner device | |
JP2019042924A (en) | Workpiece clamping device, and processing system having workpiece clamping device | |
JP5166951B2 (en) | Drilling device | |
KR20080097909A (en) | Electric driving unit for x-type gun | |
JP2006088207A (en) | Welding robot | |
CN108237553B (en) | Tool driving module and robot arm suitable for same | |
JP5365156B2 (en) | Robot equipment | |
JP7096119B2 (en) | Dental torque wrench | |
JP2019034377A (en) | robot | |
CN209887055U (en) | Screw-in type assembling device and screw-in type assembling equipment | |
JPH0538691A (en) | Chuck device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170627 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170821 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20171121 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180215 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20180305 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20180427 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190311 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190515 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6529959 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |