TW201700226A - 螺帽鎖緊系統 - Google Patents

Abstract

本發明之螺帽鎖緊系統具備：保持台，其保持一端具有緊固軸、另一端具有結合部之複數個起子頭；及螺帽鎖緊本體，其包含連結於機器人臂之腕部之支撐體、支撐於支撐體之旋轉軸、及連結於旋轉軸且裝設有複數個起子頭中之一個起子頭的起子頭更換器；各起子頭之結合部係於與緊固軸相同之軸上具有卡合孔，於卡合孔之內周面設有在圓周方向上連續的環狀突起，起子頭更換器包含致動器，該致動器具有：卡合軸，其插入至卡合孔；及作動片，其設於卡合軸，且於較環狀突起之內周緣更向徑向外側突出的卡合位置與較環狀突起之內周緣更向徑向內側後退的後退位置之間移動。

Description

螺帽鎖緊系統

本發明係關於一種用於螺釘之緊固之螺帽鎖緊系統。

先前以來，例如於各種裝置之自動組裝線上，係使用機器人進行螺釘之緊固。例如，專利文獻1中公開有一種能將複數個起子頭中之一個起子頭機械性地裝設於安裝在機器人臂之腕部的螺帽鎖緊本體的螺帽鎖緊系統。

更詳細而言，專利文獻1中公開之螺帽鎖緊系統中，如圖10所示，螺帽鎖緊本體100包含起子頭更換器110，該起子頭更換器110上裝設有保持於保持台170(參照圖11)之複數個起子頭160中之一個起子頭。

起子頭更換器110包含中空軸120、配置於中空軸120內側之內側滑動構件130及配置於中空軸120外側之外側滑動構件140。於中空軸120之適當之位置設有複數個缺口121，該等缺口121內配置有滾珠150。又，於外側滑動構件140設有供滾珠150嵌入之凹部141。

另一方面，於各起子頭160之上部，設有朝徑向外側開口之凹部161。當起子頭160之上部插入至起子頭更換器110之中空軸120內時，內側滑動構件130受起子頭160擠推而向上方移動。從而，滾珠150嵌入至凹部161，外側滑動構件140向下方移動。藉此，將起子頭160裝設於起子頭更換器110。

當自起子頭更換器110拆卸起子頭160時，使外側滑動構件140向上方移動。從而，滾珠150嵌入至外側滑動構件140之凹部141，起子頭160能自中空軸120內脫離。如圖11所示，於保持台170設有用於使外側滑動構件140向上方移動之突起171。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2005-88168號公報

然而，專利文獻1中公開之螺帽鎖緊系統中，如圖11所示，不存在保持台170之突起171的位置為起子頭160之裝設位置P1，突起171所在之位置為起子頭160之拆卸位置P2。故而，當為了反復使用同一起子頭160而自起子頭更換器110拆卸起子頭160時，須藉由機器人使起子頭160於維持可自中空軸120內脫離之狀態下自拆卸位置P2移動至裝設位置P1。

此處，本發明之目的在於提供一種能於保持台上之同一位置進行起子頭之裝設及拆卸的螺帽鎖緊系統。

為了解決上述問題，本發明之螺帽鎖緊系統具備：保持台，其保持一端具有緊固軸、另一端具有結合部之複數個起子頭；及螺帽鎖緊本體，其包含連結於機器人臂之腕部的支撐體、支撐於上述支撐體之旋轉軸、及連結於上述旋轉軸且裝設有上述複數個起子頭中之一個起子頭的起 子頭更換器；上述複數個起子頭各自之上述結合部係於與上述緊固軸相同之軸上具有卡合孔，於上述卡合孔之內周面設有在圓周方向上連續的環狀突起；上述起子頭更換器包含致動器，該致動器具有：卡合軸，其插入至上述卡合孔；及作動片，其設於上述卡合軸，且於較上述環狀突起之內周緣更向徑向外側突出的卡合位置與較上述環狀突起之內周緣更向徑向內側後退的後退位置之間移動。

根據上述構成，若於將起子頭更換器所含之致動器之卡合軸插入至起子頭之卡合孔內的狀態下使作動片向徑向外側移動，則能將起子頭裝設於起子頭更換器。另一方面，若使作動片向徑向內側移動，則能自起子頭更換器拆卸起子頭。從而，能於保持台上之同一位置進行起子頭之裝設及拆卸。

亦可為，上述致動器係藉由流體壓驅動者，上述旋轉軸為管狀，於上述旋轉軸內配置有向上述致動器供給流體壓之管體。根據此種構成，能將藉由流體壓驅動之致動器用管體隱藏於起子頭更換器附近的管狀之旋轉軸內。

上述致動器亦可以如下方式構成，即，當未通過上述管體向上述致動器供給流體壓時，將上述作動片維持於上述卡合位置，當通過上述管體向上述致動器供給流體壓時使上述作動片移動至上述後退位置。根據此種構成，即便因停電等原因無法向致動器供給流體壓，亦能防止起子頭自起子頭更換器落下。

上述螺帽鎖緊本體亦可包含：導引件，其以無法與上述旋轉軸一同旋轉之方式嵌合，且可於軸向滑動地支撐上述旋轉軸；從動齒輪， 其固定於上述導引件；驅動齒輪，其與上述從動齒輪嚙合；及彈簧，其將上述旋轉軸朝上述起子頭更換器彈壓。根據此種構成，能防止緊固對象螺釘以過強的力按壓起子頭之緊固軸。

亦可為例如，於上述旋轉軸之與上述起子頭更換器為相反側之端部固定有限位構件，上述螺帽鎖緊本體包含：套管，其固定於上述支撐體，且插通於上述旋轉軸；及軸環，其經由軸承可旋轉地支撐於上述套管，且與上述限位構件抵接。

亦可為，上述複數個起子頭各自之上述結合部具有與上述卡合孔平行之止轉孔，上述起子頭更換器具有插入至上述止轉孔之止轉銷。根據此種構成，能成為使起子頭更換器及起子頭之結合部以平坦之面彼此接觸的簡單的形狀。

亦可為，上述保持台具有供上述複數個起子頭插入之保持孔、且以可載置上述複數個起子頭之上述結合部的方式構成，上述複數個起子頭之結合部呈圓盤狀，於該等結合部之外周面的彼此不同之位置分別設有至少2個定位槽，於上述保持台，針對各個上述複數個起子頭，設有嵌合於上述至少2個定位槽之至少2個定位銷。根據此種構成，能防止作業人員將起子頭誤插入保持孔。

根據本發明，能於保持台上之同一位置進行起子頭之裝設及拆卸。

1‧‧‧螺帽鎖緊系統

10‧‧‧機器人臂之腕部

11‧‧‧螺帽鎖緊本體

12‧‧‧馬達

15‧‧‧驅動齒輪

16‧‧‧從動齒輪

2‧‧‧支撐體

3‧‧‧旋轉軸

31‧‧‧導引件

35‧‧‧管體

4‧‧‧起子頭更換器

45‧‧‧止轉銷

5‧‧‧起子頭

51‧‧‧緊固軸

52‧‧‧結合部

53‧‧‧卡合孔

54‧‧‧環狀突起

55‧‧‧止轉孔

56‧‧‧定位槽

6‧‧‧保持台

61‧‧‧保持孔

62‧‧‧定位銷

71‧‧‧套管

73‧‧‧軸承

74‧‧‧軸環

75‧‧‧限位構件

87‧‧‧支柱

9‧‧‧致動器

92‧‧‧卡合軸

93‧‧‧作動片

圖1係本發明之一實施形態之螺帽鎖緊系統中的螺帽鎖緊本體之側面圖及保持台之剖面圖。

圖2係螺帽鎖緊本體之俯視圖。

圖3係沿圖2之III-III線之剖面圖。

圖4係旋轉軸之上部附近的剖面圖。

圖5係起子頭更換器之剖面圖。

圖6係起子頭更換器之下表面圖。

圖7係沿圖6之VII-VII線之剖面圖。

圖8係保持台之俯視圖。

圖9係沿圖8之IX-IX線之剖面圖。

圖10係先前之螺帽鎖緊系統之一部分的放大圖。

圖11係先前之螺帽鎖緊系統中的保持台之側面圖。

圖1中表示本發明之一實施形態之螺帽鎖緊系統1。該螺帽鎖緊系統1係用於將螺釘(例如，內六角螺栓)緊固者，其包含保持複數個起子頭5之保持台6、及螺帽鎖緊本體11。再者，圖1中，為了便於作圖，將保持台6描繪於機器人臂之腕部10之正下方，但保持台6之正確之位置為後述之起子頭更換器4之下方。

螺帽鎖緊本體11包含連結於機器人臂之腕部10的支撐體2、支撐於支撐體2且於上下方向延伸之旋轉軸3、及連結於旋轉軸3之起子頭更換器4。於起子頭更換器4裝設有複數個起子頭5中之一個起子頭。

如圖1~圖3所示，支撐體2包含與水平面平行的大致長方 形狀之頂板21、固定於頂板21之一端側(圖1及圖2中為右側)之上表面且用於與機器人臂之腕部10連結的台座22、及固定於頂板21之另一端側之下表面的殼體23。旋轉軸3貫通於殼體23及頂板21。

於頂板21，經由減速機13而安裝有使旋轉軸3旋轉之馬達12。減速機13之輸出軸14位於殼體23內，且驅動齒輪15固定於該輸出軸14。

本實施形態中構成為，旋轉軸3可相對於支撐體2沿軸向移動。具體而言，於殼體23內配置有導引件31，該導引件31係以無法與旋轉軸3一同旋轉之方式嵌合、且可於軸向滑動地支撐旋轉軸3。旋轉軸3及導引件31例如為滾珠栓槽。

於導引件31之上方，配置有與上述驅動齒輪15嚙合之從動齒輪16。從動齒輪16係與收容導引件31之筒狀之固定構件32一同夾住導引件31，從而被固定於導引件31。固定構件32係經由一對軸承33而可旋轉地支撐於殼體23。

進而，本實施形態中，旋轉軸3藉由配置於馬達12旁邊之彈簧85而向起子頭更換器4彈壓。如圖4所示，於旋轉軸3之與起子頭更換器4為相反側之端部，固定有限位構件75。該限位構件75之上部係經由一對軸承81而可旋轉地支撐於筒狀構件82。於筒狀構件82之上端部固定有彈簧托板83，於該彈簧托板83設有對彈簧85進行導引之突起84。另一方面，於彈簧85之上方配置有彈簧托板86。該彈簧托板86係藉由4根支柱87而固定於頂板21。再者，雖省略圖示，但於彈簧托板86亦設有對彈簧85進行導引之突起。

限位構件75通常係藉由彈簧85之彈壓力而抵接於與支撐體2之頂板21之相對位置不變的軸環74。於頂板21固定有插通於旋轉軸3之套管71。於該套管71，固定有自該套管之外周緣部向上方延伸之筒狀構件72。並且，於筒狀構件72與軸環74之間配置有軸承73。換言之，軸環74係經由軸承73及筒狀構件72而可旋轉地支撐於套管71。

上述起子頭更換器4係如圖5及圖6所示，包含於上下方向延伸之圓柱狀之起子頭更換器本體41、及安裝於該起子頭更換器本體41之下表面的致動器9。於起子頭更換器本體41之上表面，設有供旋轉軸3之下部插入的凹部46。

致動器9具有埋入至起子頭更換器本體41之本體部91、自本體部91向下方突出之卡合軸92、及設於卡合軸92之複數個(圖例中為3個，但亦可為2個或4個以上)作動片93。本實施形態中，致動器9係藉由流體壓(亦可為空氣壓還可為油壓)驅動者。故而，旋轉軸3為管狀，於旋轉軸3內配置有向致動器9供給流體壓之管體35。

於起子頭更換器本體41，以自致動器9至凹部46之底面之方式，形成有具有上述流體壓之作動流體用流路42，於流路42之上端設有接頭43。管體35之下端連接於該接頭43。

如圖4所示，就限位構件75而言，作動流體用流路76亦形成於該限位構件75之中心線上，於流路76之下端及上端分別設有接頭77、78。管體35之上端連接於下側之接頭77，於上側之接頭78，連接有貫通於筒狀構件82之省略圖式之管體。

返回至圖5及圖6，本實施形態中，作動片93為滾珠。然 而，致動器9亦可僅具有環狀之一個作動片。

作動片93於退避至卡合軸92內之後退位置與自卡合軸92突出之卡合位置之間、沿徑向移動。本實施形態中，致動器9係以如下方式構成，即，當未通過管體35向該致動器9供給流體壓時，將作動片93維持於卡合位置，當通過管體35向該致動器9供給流體壓時，使作動片93移動至後退位置。

具體而言，如圖7所示，本體部91及卡合軸92為中空，於本體部91及卡合軸92之內部配置有受壓構件94。受壓構件94具有用於將作動片93維持於卡合位置之前端部94a、及用於使作動片93移動至後退位置之凹部94b。受壓構件94通常係藉由彈簧95而按壓起子頭更換器本體41，藉此，使前端部94a抵接於作動片93。另一方面，當通過流路42而將流體壓作用於受壓構件94之背面時，受壓構件94上升，作動片93嵌入至凹部94b。

上述各起子頭5係如圖1所示，其一端(下端)具有緊固軸51，另一端(上端)具有結合部52，中央具有本體部58。本實施形態中，如圖8及圖9所示，結合部52為較本體部58更大徑的圓盤狀。

於上述保持台6，設有供複數個起子頭5插入之保持孔61。保持孔61之直徑小於結合部52之直徑。故而，於保持台6可載置複數個起子頭5之結合部52。

於複數個起子頭5之結合部52之外周面的彼此不同之位置，分別設有至少2個(圖例中為3個)定位槽56。另一方面，於保持台6，相對於各起子頭5，設有嵌合於定位槽56之至少2個(圖例中為3個)定 位銷62。故而，能防止作業人員將起子頭5誤插入保持孔61。再者，相鄰之起子頭5共有定位銷62，故而，定位銷62之總數並非9個而是7個。

於各起子頭5之結合部52，在與緊固軸51相同之軸上設有卡合孔53。於卡合孔53之內周面，設有在圓周方向上連續之環狀突起54。上述致動器9之卡合軸92插入至卡合孔53。又，與作動片93相關之所謂上述卡合位置係指作動片93較環狀突起54之內周緣更向徑向外側突出的位置，所謂上述後退位置係指作動片93較環狀突起54之內周緣更向徑向內側後退的位置。

繼而，於各起子頭5之結合部52，設有與卡合孔53平行之2個止轉孔55。然而，止轉孔55亦可僅設置1個。另一方面，如圖5及圖6所示，於起子頭更換器本體41之下表面，設有插入至止轉孔55之2個止轉銷45。

再者，如圖9所示，於各起子頭5之結合部52，一體形成有螺釘軸57，本體部58螺合於該螺釘軸57。進而，對本體部58進行固定之固定螺帽59螺合於螺釘軸57。

根據本實施形態之構成，若於將起子頭更換器4所含之致動器9之卡合軸92插入至起子頭5之卡合孔53內的狀態下，使作動片93向徑向外側移動，則能將起子頭5裝設於起子頭更換器4。另一方面，若使作動片93向徑向內側移動，則能將起子頭5自起子頭更換器4拆卸。從而，能於保持台6上之同一位置進行起子頭5之裝設及拆卸。

又，本實施形態中，管體35係配置於管狀之旋轉軸3內，故而，能將藉由流體壓驅動之致動器9用之管體35隱藏於起子頭更換器4 附近的旋轉軸3內。

進而，本實施形態中，當向致動器9供給流體壓時作動片93自卡合位置移動至後退位置，故而，即便因停電等原因無法向致動器9供給流體壓，亦能防止起子頭5自起子頭更換器4落下。

又，本實施形態中，可於軸向移動之旋轉軸3係向起子頭更換器4彈壓，故而，能防止緊固對象螺釘以過強的力按壓起子頭5之緊固軸51。

(變形例)

本發明並不限於上述實施形態，可於不脫離本發明之宗旨之範圍內進行各種變形。

例如，旋轉軸3未必一定要以相對於支撐體2可在軸向移動之方式構成，亦可使旋轉軸3之軸向上之旋轉軸3與支撐體2的相對位置固定。

又，起子頭5相對於起子頭更換器4之止轉構造未必一定要為止轉孔55與止轉銷45。例如，亦可成為使起子頭5之結合部52之上表面及起子頭更換器本體41之下表面以無法旋轉之方式彼此卡合的形狀。然而，若使用如上述實施形態所述之止轉孔55及止轉銷45，則能成為使起子頭更換器本體41及起子頭5之結合部52以平坦之面彼此接觸的簡單的形狀。

又，致動器9未必一定要藉由流體壓驅動，亦可例如藉由螺線管驅動。

1‧‧‧螺帽鎖緊系統

2‧‧‧支撐體

3‧‧‧旋轉軸

4‧‧‧起子頭更換器

5‧‧‧起子頭

6‧‧‧保持台

10‧‧‧機器人臂之腕部

11‧‧‧螺帽鎖緊本體

12‧‧‧馬達

13‧‧‧減速機

21‧‧‧頂板

22‧‧‧台座

23‧‧‧殼體

31‧‧‧導引件

51‧‧‧緊固軸

52‧‧‧結合部

58‧‧‧本體部

71‧‧‧套管

72‧‧‧筒狀構件

75‧‧‧限位構件

82‧‧‧筒狀構件

83‧‧‧彈簧托板

85‧‧‧彈簧

86‧‧‧彈簧托板

87‧‧‧支柱

Claims (7)

1. 一種螺帽鎖緊系統，其具備：保持台，其保持一端具有緊固軸、另一端具有結合部之複數個起子頭；及螺帽鎖緊本體，其包含連結於機器人臂之腕部的支撐體、支撐於上述支撐體之旋轉軸、及連結於上述旋轉軸且裝設有上述複數個起子頭中之一個起子頭的起子頭更換器；上述複數個起子頭各自之上述結合部係於與上述緊固軸相同之軸上具有卡合孔，於上述卡合孔之內周面設有在圓周方向上連續的環狀突起，上述起子頭更換器包含致動器，該致動器具有：卡合軸，其插入至上述卡合孔；及作動片，其設於上述卡合軸，且於較上述環狀突起之內周緣更向徑向外側突出的卡合位置與較上述環狀突起之內周緣更向徑向內側後退的後退位置之間移動。
2. 如申請專利範圍第1項之螺帽鎖緊系統，其中，上述致動器係藉由流體壓驅動者，上述旋轉軸為管狀，於上述旋轉軸內配置有向上述致動器供給流體壓之管體。
3. 如申請專利範圍第2項之螺帽鎖緊系統，其中，上述致動器係以如下方式構成，即，當未通過上述管體向上述致動器供給流體壓時，將上述作動片維持於上述卡合位置，當通過上述管體向上述致動器供給流體壓時使上述作動片移動至上述後退位置。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之螺帽鎖緊系統，其中，上述螺 帽鎖緊本體包含：導引件，其以無法與上述旋轉軸一同旋轉之方式嵌合，且可於軸向滑動地支撐上述旋轉軸；從動齒輪，其固定於上述導引件；驅動齒輪，其與上述從動齒輪嚙合；及彈簧，其將上述旋轉軸朝上述起子頭更換器彈壓。
5. 如申請專利範圍第4項之螺帽鎖緊系統，其中，於上述旋轉軸之與上述起子頭更換器為相反側之端部，固定有限位構件，上述螺帽鎖緊本體包含：套管，其固定於上述支撐體，且插通於上述旋轉軸；及軸環，其經由軸承可旋轉地支撐於上述套管，且與上述限位構件抵接。
6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之螺帽鎖緊系統，其中，上述複數個起子頭各自之上述結合部具有與上述卡合孔平行之止轉孔，上述起子頭更換器具有插入至上述止轉孔之止轉銷。
7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之螺帽鎖緊系統，其中，上述保持台具有供上述複數個起子頭插入之保持孔，且以可載置上述複數個起子頭之上述結合部的方式構成，上述複數個起子頭之結合部呈圓盤狀，於該等結合部之外周面的彼此不同之位置分別設有至少2個定位槽，於上述保持台，針對各個上述複數個起子頭，設有嵌合於上述至少2個定位槽之至少2個定位銷。