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{Bezeichnung der Erfindung}
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{Technisches Gebiet}
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Die vorliegende Erfindung betrifft Schraubenführungsvorrichtungen und Schraubenbefestigungs-Robotersysteme.
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{Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik}
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In der verwandten Technik wird eine Schraubenbefestigungsvorrichtung genutzt, wenn eine Schraube an einem Werkstück befestigt wird, das ein Schraubloch aufweist. Die Schraubenbefestigungsvorrichtung enthält einen Grundkörper, der eine Welle aufweist, die von einem Motor um ihre Mittelachse drehend angetrieben wird, und enthält auch eine Fassung, die an dem distalen Ende der Welle angebracht ist und die den Kopf einer Schraube dreht. Durch Anbringen einer derartigen Schraubenbefestigungsvorrichtung an einem Roboter kann der Prozess zur Befestigung der Schraube an dem zu befestigenden Werkstück automatisiert werden.
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Wenn die Schraube mithilfe der Schraubenbefestigungsvorrichtung an dem Schraubloch befestigt wird, muss die Schraube positioniert und in das Schraubloch eingesetzt werden.
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Um dies zu erreichen, enthält beispielsweise eine bekannte Bolzeneinsetzvorrichtung einen Positionierungsmechanismus, der eine Schraube durch Festklemmen und Halten der Schraube mithilfe eines Paars Blöcke in einem Schraubloch positioniert (siehe z.B. Patentliteratur 1).
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Eine andere bekannte Schraubenbefestigungsvorrichtung enthält einen Schraubenhaltemechanismus am unteren Ende eines Rahmens, wo die Schraubenbefestigungsvorrichtung vorgesehen ist. Der Schraubenhaltemechanismus positioniert eine Schraube an einem Schraubloch, indem die Schraube mithilfe eines Paars Schraubenhalteelemente gehalten wird (siehe z.B. Patentliteratur 2).
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Aus der Druckschrift
EP 2 730 367 A1 ist ein Roboter mit einem Endeffektor bekannt, die den Prozess des Haltens und Drehens eines Schraubenelements automatisieren, wobei die für diesen Prozess erforderlichen Kosten reduziert sind. Hierfür weisen der Endeffektor und der Roboter eine Halteeinheit auf, die ein Schraubenelement hält, das um die Achsenlinie des Schraubenelements drehbar ist. Eine Dreheinheit, die auf der Achsenlinie vorgesehen ist, bewegt sich linear entlang der Achsenlinie in einem Zustand des Kontakts mit dem Kopfabschnitt des von der Halteeinheit gehaltenen Schraubenelements. Das Schraubenelement wird um die Achsenlinie gedreht, während gleichzeitig eine lineare Bewegung durchgeführt wird.
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[Liste der Anführungen]
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[Patentliteratur]
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- {PTL 1} Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung JP H10- 249 653 A
- {PTL 2} Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2008 - 302 482 A
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{Kurzdarstellung der Erfindung}
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{Technische Aufgabe}
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In der Bolzeneinsetzvorrichtung, die in Patentliteratur 1 offenbart ist, beinhaltet der Positionierungsprozess jedoch die Nutzung des Paars Blöcke, um das Ende eines Führungsstifts, der durch das Schraubloch eingesetzt wird, das in dem zu befestigenden Schraubloch gebildet ist, und das Ende der Schraube derart festzuklemmen, dass die Achsen des Führungsstifts und der Schraube miteinander ausgerichtet sind. Deshalb sind zusätzlich zu dem Positionierungsmechanismus der Führungsstift und ein Mechanismus zum Einsetzen des Führungsstifts durch das Schraubloch erforderlich. Dies ergibt eine komplexe Vorrichtungskonfiguration, was zu einem Anstieg der Kosten der Vorrichtung führt. Der Positionierungsmechanismus mit einer komplexen Konfiguration muss zwischen der Schraubenbefestigungsvorrichtung und dem zu befestigenden Werkstück angeordnet sein. Daher muss eine Störung des Positionierungsmechanismus vermieden werden, was deshalb problematisch ist, weil der Bewegungsfreiheitsgrad der Schraubenbefestigungsvorrichtung begrenzt ist.
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In der Schraubenbefestigungsvorrichtung, die in Patentliteratur 2 offenbart ist, sind die Schraubenbefestigungsvorrichtung und der Schraubenhaltemechanismus mittels des Rahmens kombiniert. Der Schraubenhaltemechanismus und der Rahmen befinden sich zwischen der Schraubenbefestigungsvorrichtung und dem zu befestigenden Werkstück. Deshalb ist es notwendig, zu verhindern, dass der Schraubenhaltemechanismus und der Rahmen das Werkstück in der Nähe des Schraublochs stören, und der Bewegungsfreiheitsgrad der Schraubenbefestigungsvorrichtung kann manchmal begrenzt sein. In der Schraubenbefestigungsvorrichtung, die in Patentliteratur 2 offenbart ist, wird die Schraube entsprechend ihrem Eigengewicht über eine Rutsche zwischen das Paar Schraubenhalteelemente zugeführt und eingesetzt. Insbesondere wird die Schraube nicht zwangsläufig von dem Paar Schraubenhalteelemente festgeklemmt und gehalten. Daher kann die Schraube zwischen dem Paar Schraubenhalteelemente taumeln, wenn die Schraube aus einer anderen Richtung als von oben in das Schraubloch eingesetzt wird, was es folglich schwierig macht, die Schraube bezogen auf das Schraubloch zu positionieren. Selbst wenn ein Einsatz der Schraubenbefestigungsvorrichtung gegen den Kopf der Schraube gedrückt wird, ist es immer noch schwierig, die Schraube bezogen auf das Schraubloch zu positionieren, da ein Zwischenraum zwischen der Welle und dem Einsatz der Schraubenbefestigungsvorrichtung sowie zwischen dem Einsatz und dem Kopf der Schraube vorliegt.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände getätigt, und eine Aufgabe davon ist es, eine Schraubenführungsvorrichtung und ein Schraubenbefestigungs-Robotersystem bereitzustellen, das einen Schraubenbefestigungsprozess ausführen kann, indem eine Schraube sicher in einem Schraubloch positioniert wird, während eine Verringerung des Bewegungsfreiheitsgrads einer Schraubenführungsvorrichtung unterdrückt wird.
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{Lösung der Aufgabe}
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Um die zuvor genannte Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen bereit.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Schraubenführungsvorrichtung bereit, die eine Schraube zu einem Schraubloch führt, wobei die Schraube von einer Schraubenbefestigungsvorrichtung an dem Schraubloch befestigt wird, das in einem zu befestigenden Werkstück ausgebildet ist. Die Schraubenführungsvorrichtung enthält einen Führungsvorrichtungskörper, der an einem Träger vorgesehen ist, der das zu befestigende Werkstück trägt, und enthält auch ein Führungselement, das in dem Führungsvorrichtungskörper vorgesehen ist und das in einer radialen Richtung orthogonal zu einer Mittelachse eines Schaftabschnitts der Schraube öffenbar und schließbar ist. Das Führungselement bildet einen Schraubeneinsatz, durch welchen der Schaftabschnitt eingesetzt wird, wenn sich das Führungselement in einem geschlossenen Zustand befindet.
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Gemäß diesem Aspekt wird die Schraube durch den Schraubeneinsatz mithilfe der Schraubenbefestigungsvorrichtung in einem Zustand eingesetzt, in dem der Schraubeneinsatz des Führungselements dem Schraubloch gegenüberliegt, wodurch der Schraubenbefestigungsprozess ausgeführt werden kann, während die Schraube sicher in dem Schraubloch positioniert ist. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, eine Schraubenführungsvorrichtung auf der Seite der Schraubenbefestigungsvorrichtung vorzusehen, da der Führungsvorrichtungskörper der Schraubenführungsvorrichtung auf der Trägerseite vorgesehen ist, die das zu befestigende Werkstück trägt. Daher kann verhindert werden, dass die Schraubenbefestigungsvorrichtung das zu befestigende Werkstück in der Nähe des Schraublochs stört.
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In dem obigen Aspekt kann das Führungselement mehrere Führungseinsätze enthalten, die in einer Umfangsrichtung um eine Mittelachse der Schraube vorgesehen sind. Jeder der Führungseinsätze kann in der radialen Richtung beweglich sein. Der Schraubeneinsatz kann gebildet sein, indem er von den mehreren Führungseinsätzen umgeben ist. Dementsprechend öffnet und schließt sich das Führungselement in der radialen Richtung des Schaftabschnitts der Schraube durch Bewegen der mehreren Führungseinsätze in der radialen Richtung. Daher erhöht sich der Durchmesser des Schraubeneinsatzes, der in dem Führungselement in einem geschlossenen Zustand gebildet ist, wenn sich das Führungselement in einem geöffneten Zustand befindet, so dass verhindert werden kann, dass der Schraubeneinsatz den Kopf der Schraube und die Schraubenbefestigungsvorrichtung stört.
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In dem obigen Aspekt kann das Führungselement an einer Position angeordnet sein, die einem Öffnungsende des Schraublochs zwischen dem zu befestigenden Werkstück und der Schraubenbefestigungsvorrichtung gegenüberliegt, und der Führungsvorrichtungskörper kann an einer Außenseite des zu befestigenden Werkstücks in einer Richtung angeordnet sein, die eine Richtung schneidet, in der das zu befestigende Werkstück und die Schraubenbefestigungsvorrichtung einander gegenüberliegen.
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Dementsprechend ist der Führungsvorrichtungskörper nicht zwischen dem zu befestigenden Werkstück und der Schraubenbefestigungsvorrichtung angeordnet, und das Führungselement allein befindet sich zwischen dem zu befestigenden Werkstück und der Schraubenbefestigungsvorrichtung. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass die Schraubenbefestigungsvorrichtung die Führungsvorrichtung stört, so dass sich deren Bewegungsfreiheitsgrad erhöht.
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In dem obigen Aspekt kann das Führungselement eine verjüngte Führungsfläche aufweisen, deren Durchmesser zu dem Schraubloch hin entlang der Mittelachse allmählich abnimmt. Dementsprechend wird das distale Ende der Schraube sanft in das Schraubloch geführt, wenn die Schraube durch den Schraubeneinsatz eingesetzt wird.
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In dem obigen Aspekt kann ein Durchmesser des Schraubeneinsatzes an einem Ende davon nahe dem Schraubloch kleiner als ein Innendurchmesser des Schraublochs oder gleich diesem sein.
Dementsprechend wird das distale Ende der Schraube sanft und sicher zum Schraubloch geführt, wenn die Schraube durch den Schraubeneinsatz eingesetzt wird, ohne von dem zu befestigenden Werkstück in der Nähe des Schraublochs behindert zu werden.
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In dem obigen Aspekt kann die Führungsvorrichtung ein erster Stellantrieb sein, der das Führungselement in der radialen Richtung öffnet und schließt.
Dementsprechend wird beim Befestigen der Schraube an dem Schraubloch durch Öffnen und Schließen des Führungselements mittels des ersten Stellantriebs der Schraubeneinsatz durch Versetzen des Führungselements in einen geschlossenen Zustand gebildet, und das Führungselement wird in einen geöffneten Zustand versetzt, nachdem die Schraube in das Schraubloch eingesetzt wurde, wodurch verhindert werden kann, dass die Schraube das Führungselement stört.
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In dem obigen Aspekt kann die Schraubenführungsvorrichtung ferner ein Vorspannelement enthalten, das das Führungselement in einer Schließrichtung vorspannt. Dementsprechend wird beim Befestigen der Schraube an dem Schraubloch der Schraubeneinsatz durch Versetzen des Führungselements in einen geschlossenen Zustand gemäß der Vorspannkraft des Vorspannungselements gebildet. Beim Einsetzen der Schraube in das Schraubloch liegen der Kopf der Schraube und eine Fassung, die in der Schraubenbefestigungsvorrichtung zum Befestigen der Schraube vorgesehen ist, an dem Führungselement an, so dass sich das Führungselement gegen die Vorspannkraft des Vorspannelements öffnet, wodurch es verhindert, dass die Schraube das Führungselement stört.
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In dem obigen Aspekt kann die Schraubenführungsvorrichtung ferner einen zweiten Stellantrieb enthalten, der bewirkt, dass das Führungselement von zwischen dem zu befestigenden Werkstück und der Schraubenbefestigungsvorrichtung in einer Richtung zurückfährt, die eine Richtung schneidet, in der das zu befestigende Werkstück und die Schraubenbefestigungsvorrichtung einander gegenüberliegen. Dementsprechend ist das Führungselement nur dann zwischen dem zu befestigenden Werkstück und der Schraubenbefestigungsvorrichtung positioniert, wenn die Schraube in das Schraubloch eingesetzt werden soll. Anderenfalls bewirkt der zweite Stellantrieb, dass das Führungselement zurückfährt, so dass verhindert werden kann, dass die Schraubenbefestigungsvorrichtung das Führungselement stört. Folglich kann der Bewegungsfreiheitsgrad der Schraubenbefestigungsvorrichtung erhöht werden.
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In dem obigen Aspekt kann die Schraubenführungsvorrichtung ferner einen dritten Stellantrieb enthalten, der bewirkt, dass das Führungselement von dem zu befestigenden Werkstück weg in einer Richtung zurückfährt, in der das zu befestigende Werkstück und die Schraubenbefestigungsvorrichtung einander gegenüberliegen.
Dementsprechend bewirkt der dritte Stellantrieb, dass sich das Führungselement von dem zu befestigenden Werkstück in der Richtung weg bewegt, in der das zu befestigende Werkstück und die Schraubenbefestigungsvorrichtung einander gegenüberliegen, so dass verhindert werden kann, dass das Führungselement den Kopf der Schraube stört, die an dem Schraubloch befestigt ist. Daher kann in einem Fall, in dem mehrere Schraublöcher in dem zu befestigenden Werkstück ausgebildet sind, beim Bewegen des Führungselements und der Schraubenbefestigungsvorrichtung zu einem anderen Schraubloch, nachdem eine Schraube an einem Schraubloch befestigt wurde, verhindert werden, dass das Führungselement den Kopf der Schraube stört, die an dem einen Schraubloch befestigt wurde.
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Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Schraubenbefestigungs-Robotersystem bereit, enthaltend die zuvor genannte Schraubenführungsvorrichtung, einen Träger, der das zu befestigende Werkstück, das das Schraubloch aufweist, trägt, einen Roboter, der einen Arm aufweist, der bezogen auf das zu befestigende Werkstück beweglich ist, die Schraubenbefestigungsvorrichtung, die an einem distalen Ende des Arms angebracht ist und die die Schraube an dem Schraubloch in dem zu befestigenden Werkstück befestigt, und eine Steuerungsvorrichtung, die den Roboter, die Schraubenbefestigungsvorrichtung und die Schraubenführungsvorrichtung steuert.
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Gemäß diesem Aspekt wird in einem Zustand, in dem der Schraubeneinsatz des Führungselements dem Schraubloch gegenüberliegt, die Schraube durch den Schraubeneinsatz mithilfe der Schraubenbefestigungsvorrichtung eingesetzt, die an dem distalen Ende des Arms des Roboters angebracht ist, wodurch die Schraube an dem Schraubloch befestigt wird. Dementsprechend kann der Schraubenbefestigungsprozess ausgeführt werden, während die Schraube in dem Schraubloch positioniert ist. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, die Schraubenführungsvorrichtung auf der Seite der Schraubenbefestigungsvorrichtung vorzusehen, da der Führungsvorrichtungskörper der Schraubenführungsvorrichtung auf der Trägerseite vorgesehen ist, die das zu befestigende Werkstück trägt. Daher kann verhindert werden, dass die Schraubenbefestigungsvorrichtung das zu befestigende Werkstück in der Nähe des Schraublochs stört.
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{Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung}
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Die vorliegende Erfindung ist darin vorteilhaft, dass ein Schraubenbefestigungsprozess ausführt werden kann, indem eine Schraube sicher in einem Schraubloch positioniert wird, während eine Verringerung des Bewegungsfreiheitsgrads einer Schraubenführungsvorrichtung unterdrückt wird.
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Figurenliste
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- {1} 1 zeigt die Gesamtkonfiguration eines Schraubenbefestigungs-Robotersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- {2} 2 ist eine Seitenansicht, die eine Schraubenbefestigungsvorrichtung und eine Schraubenführungsvorrichtung zeigt, die das Schraubenbefestigungs-Robotersystem in 1 bilden.
- {3} 3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration der Schraubenführungsvorrichtung des Schraubenbefestigungs-Robotersystems in 1 zeigt.
- {4} 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Führungsvorrichtungskörper und ein Führungselement zeigt, die die Schraubenführungsvorrichtung in 3 bilden.
- {5} 5 ist eine perspektivische Ansicht, die das Führungselement in 4 in einem geöffneten Zustand zeigt.
- {6} 6 ist eine Querschnittsansicht, in der sich das in 4 gezeigte Führungselement in einem geschlossenen Zustand befindet und an einer Position angeordnet ist, die einem Öffnungsende eines Schraublochs gegenüberliegt.
- {7} 7 ist eine Querschnittsansicht, in der sich das in 6 gezeigte Führungselement in einem geöffneten Zustand befindet.
- {8} 8 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss eines Prozesses zur Befestigung einer Schraube an dem Schraubloch in dem Schraubenbefestigungs-Robotersystem in 1 zeigt.
- {9} 9 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Schaftabschnitt der Schraube in das Schraubloch durch einen Schraubeneinsatz des Führungselements in dem geschlossenen Zustand, der in 6 gezeigt ist, eingesetzt ist.
- {10} 10 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Führungselement in dem geöffneten Zustand in 7 nach unten zurückgefahren ist.
- {11} 11 ist eine Draufsicht, die eine Abwandlung der Schraubenführungsvorrichtung in 4 zeigt.
- {12} 12 ist eine Draufsicht, die eine Abwandlung des Führungselements der Schraubenführungsvorrichtung in 4 zeigt.
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{Beschreibung der Ausführungsformen}
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Eine Schraubenführungsvorrichtung 5 und ein Schraubenbefestigungs-Robotersystem 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, enthält das Schraubenbefestigungs-Robotersystem 1 gemäß dieser Ausführungsform einen Träger 2, der ein zu befestigendes Werkstück 200 trägt, einen Roboter 3, eine Schraubenbefestigungsvorrichtung 4, eine Schraubenführungsvorrichtung 5 und eine Steuerungsvorrichtung 6 (siehe 2).
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In dieser Ausführungsform ist das Werkstück 200 beispielsweise scheibenförmig und weist einen äußeren Randabschnitt auf, der mit mehreren Schraublöchern 201 versehen ist, die getrennt voneinander in der Umfangsrichtung ausgebildet sind. Die Form des Werkstücks 200 ist nicht auf eine Scheibenform beschränkt und kann jede beliebige Form sein. Die festgelegten Positionen und die Anzahl von Schraublöchern 201 sind ebenfalls beliebig.
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Der Träger 2 enthält eine Basis 21, die an einem Boden F befestigt ist, Säulen 22, die sich von der Basis 21 nach oben erstrecken, und ein Werkstück-Tragelement 24, das sich horizontal von den Säulen 22 erstreckt und das die Mitte des Werkstücks 200 von unten trägt. Das Werkstück-Tragelement 24 weist einen Drehmechanismus auf, der das Werkstück 200 um dessen Mitte drehbar trägt.
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Der Roboter 3 enthält eine Basis 31, die auf dem Boden F vorgesehen ist, und einen mehrachsigen Gelenkarm 32, der auf der Basis 31 vorgesehen ist.
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2 ist eine Seitenansicht, die die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 und die Schraubenführungsvorrichtung 5 zeigt, die das Schraubenbefestigungs-Robotersystem 1 in 1 bilden. Die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 ist an dem distalen Ende des Arms 32 des Roboters 3 vorgesehen. Die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 ist bezogen auf das Werkstück 200 beweglich, indem es von dem Arm 32 angetrieben wird. Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 ein sogenannter Mutterndreher und enthält einen Schraubenbefestigungsvorrichtungs-Körper 41, der von einer Hand 33 getragen wird, die am distalen Ende des Arms 32 vorgesehen ist, eine Welle 42, die um die Mittelachse davon von dem Schraubenbefestigungsvorrichtungs-Körper 41 drehbar angetrieben wird, und eine Fassung 43, die an dem distalen Ende der Welle 42 vorgesehen ist. Die Fassung 43 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, wobei ihre innere Umfangsfläche mit einem Kopf 102 einer Schraube 100 in Eingriff bringbar ist, die an einem Schraubloch 201 zu befestigen ist. Ein Schraubenzuführmechanismus (nicht gezeigt) führt Schrauben 100 einzeln der Fassung 43 zu. Die Schraube 100 wird in einem Zustand getragen, in dem ihr Kopf 102 innerhalb der Fassung 43 aufgenommen ist und sich ihr Schaftabschnitt 101 nach oben erstreckt.
In einem Zustand, in dem die Fassung 43 mit dem Kopf 102 der Schraube 100 in Eingriff steht, bewirkt die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4, dass der Schraubenbefestigungsvorrichtungs-Körper 41 die Welle 42 um ihre Achse antreibt, um die Schraube 100 zu drehen.
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3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration der Schraubenführungsvorrichtung 5 des Schraubenbefestigungs-Robotersystems 1 in 1 zeigt.
Die Schraubenführungsvorrichtung 5 führt eine Schraube 100, die durch die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 an einem Schraubloch 201 zu befestigen ist, zu dem Schraubloch 201, das in dem Werkstück 200 ausgebildet ist. Wie in den 2 und 3 gezeigt, enthält die Schraubenführungsvorrichtung 5 Führungsvorrichtungskörper 51 und Führungselemente 52.
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Die Führungsvorrichtungskörper 51 sind über einem Führungsvorrichtungs-Tragelement 70 vorgesehen, das auf dem Boden F vorgesehen ist, wobei ein Stellantrieb (zweiter Stellantrieb) 57, der in radialer Richtung vor- und zurückfährt, und ein Hebestellantrieb (dritter Stellantrieb) 58 dazwischen angeordnet sind.
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Das Führungsvorrichtungs-Tragelement 70 enthält eine Basis 71, die auf dem Boden F befestigt ist, und eine Säule 72, die sich von der Basis 71 nach oben erstreckt.
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Der Stellantrieb 57, der in radialer Richtung vor- und zurückfährt, ist auf der Säule 72 vorgesehen. Der Stellantrieb 57, der in radialer Richtung vor- und zurückfährt, enthält einen Stellantriebskörper 57a, der sich in der radialen Richtung des Werkstücks 200 erstreckt, das von dem Träger 2 getragen wird, und enthält auch einen Schlitten 57b, der in der radialen Richtung des Werkstücks 200 unter dem Werkstück 200, das von dem Träger 2 getragen wird, vor- und zurückfährt.
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Eine Trägerplatte 59 (siehe 3), die sich innerhalb einer horizontalen Ebene befindet, ist auf dem Schlitten 57b vorgesehen. Der Hebestellantrieb 58 ist auf der Trägerplatte 59 vorgesehen. Der Hebestellantrieb 58 enthält einen Stellantriebskörper 58a, der auf der Trägerplatte 59 befestigt ist, und enthält auch eine Stange 58b, die in einer vor- und zurückfahrenden Weise in der vertikalen Richtung von dem Stellantriebskörper 58a angetrieben wird.
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Die Führungsvorrichtungskörper 51 sind mittels einer Halterplatte 60 an dem oberen Ende (d.h. dem distalen Ende) der Stange 58b des Hebestellantriebs 58 angebracht. Wenngleich die Halterplatte 60 in dieser Ausführungsform mit einem Paar Führungsvorrichtungskörper 51 (und einem Paar Führungselemente 52) versehen ist, kann deren Anzahl eins sein.
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4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen der Führungsvorrichtungskörper 51 und eins der Führungselemente 52 zeigt, die die Schraubenführungsvorrichtung 5 in 3 bilden. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die das Führungselement 52 in 4 in einem geöffneten Zustand zeigt.
Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist der Führungsvorrichtungskörper 51 ein öffnender und schließender Stellantrieb (erster Stellantrieb) 56, der ein Paar Führungseinsätze 54A und 54B, die das Führungselement 52 bilden, in der radialen Richtung des Schraublochs 201, das in dem Werkstück 200 ausgebildet ist, öffnet und schließt.
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Das Führungselement 52 wird von dem Paar Führungseinsätze 54A und 54B gebildet. Das Paar Führungseinsätze 54A und 54B ist so angeordnet, dass es in der radialen Richtung auf gegenüberliegenden Seiten einer Mittelachse C des Schaftabschnitts 101 der zu führenden Schraube 100 positioniert ist. Mit anderen Worten, die Führungseinsätze 54A und 54B sind in der Umfangsrichtung um die Mittelachse C des Schaftabschnitts 101 der Schraube 100 angeordnet.
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Wie in den 2 und 4 gezeigt, weist jeder der Führungseinsätze 54A und 54B integral einen sich erstreckenden Abschnitt 54c, der sich zu der radial nach innen gerichteten Seite des Werkstücks 200 unter dem Werkstück 200 hin erstreckt, das von dem Träger 2 getragen wird, einen aufrechten Abschnitt 54d, der sich von dem distalen Ende des sich erstreckenden Abschnitts 54c aufrecht erstreckt, und einen Armabschnitt 54e, der sich von dem oberen Ende des aufrechten Abschnitts 54d zu der radial nach innen gerichteten Seite des Werkstücks 200 hin erstreckt, auf. Wie in den 4 und 5 gezeigt, öffnet und schließt der öffnende und schließende Stellantrieb 56 (Führungsvorrichtungskörper 51) die Führungseinsätze 54A und 54B, indem er sie in der radialen Richtung, die sich orthogonal zu der Mittelachse C des Schaftabschnitts 101 der Schraube 100, die an dem Schraubloch 201 zu befestigen ist, erstreckt, voneinander weg und zueinander hin bewegt.
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Wie in 4 gezeigt, stehen die Armabschnitte 54e miteinander in Kontakt, wenn sich die Führungseinsätze 54A und 54B in einem geschlossenen Zustand befinden. Das distale Ende des Armabschnitts 54e jedes der Führungseinsätze 54A und 54B weist eine Führungsfläche 55 auf, die in einer Halbkreisform im Querschnitt vertieft ist. Wenn sich die Führungseinsätze 54A und 54B in einem geschlossenen Zustand befinden, bilden die Führungsfläche 55 des Führungseinsatzes 54A und die Führungsfläche 55 des Führungseinsatzes 54B einen Schraubeneinsatz 53, durch welchen der Schaftabschnitt 101 der Schraube 100, die an dem Schraubloch 201 zu befestigen ist, eingesetzt wird. Folglich ist der Schraubeneinsatz 53 dadurch gebildet, dass er von den mehreren Führungseinsätzen 54A und 54B umgeben ist.
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Der Radius (Krümmungsradius) jeder der Führungsflächen 55 nimmt von der Unterseite hin zu der Oberseite entlang der Mittelachse C des Schaftabschnitts 101 der Schraube 100 allmählich ab. Daher ist der Schraubeneinsatz 53 verjüngt, so dass sein Radius (Krümmungsradius) hin zu dem Schraubloch 201 in dem Werkstück 200, das sich darüber befindet, allmählich abnimmt.
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6 ist eine Querschnittsansicht, in der sich das in 4 gezeigte Führungselement 52 in einem geschlossenen Zustand befindet und an einer Position angeordnet ist, die einem Öffnungsende 202 des Schraublochs 201 gegenüberliegt. Wie in 6 gezeigt, ist der Schraubeneinsatz 53 derart ausgebildet, dass das obere Ende davon nahe dem Schraubloch 201 einen Durchmesser d1 aufweist, der kleiner als oder gleich einem Innendurchmesser dn des Öffnungsendes 202 des Schraublochs 201 ist.
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7 ist eine Querschnittsansicht, in der sich das in 4 gezeigte Führungselement 52 in einem geöffneten Zustand befindet und an der Position angeordnet ist, die dem Öffnungsende 202 des Schraublochs 201 gegenüberliegt. Wie in 7 gezeigt, wird ein Durchmesser dl' des Schraubeneinsatzes 53 an dem oberen Ende davon nahe dem Schraubloch 201 größer als oder gleich dem Kopf 102 der Schraube 100 sowie einem Außendurchmesser ds der Fassung 43, wenn die Führungseinsätze 54A und 54B von dem öffnenden und schließenden Stellantrieb 56 geöffnet sind.
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Die oben beschriebene Schraubenführungsvorrichtung 5 ist auf der Seite des Bodens F (d.h. der stationären Seite) vorgesehen, wo der Träger 2, der das Werkstück 200 trägt, vorgesehen ist, anstatt auf der Seite der Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 (d.h. der beweglichen Seite) vorgesehen zu sein, wo der Arm 32 des Roboters 3 vorgesehen ist.
Jeder Führungsvorrichtungskörper 51 der Schraubenführungsvorrichtung 5 ist an der Außenseite des Werkstücks 200 in einer Richtung angeordnet, die eine Richtung schneidet, in der das Werkstück 200 und die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 einander gegenüberliegen. Jedes Führungselement 52 der Schraubenführungsvorrichtung 5 ist an einer Position angeordnet, an der es dem Öffnungsende 202 des Schraublochs 201 zwischen dem Werkstück 200 und der Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 gegenüberliegt.
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Der Stellantrieb 57, der in radialer Richtung vor- und zurückfährt, kann bewirken, dass die Schraubenführungsvorrichtung 5 radial nach außen von dem Werkstück 200 von zwischen dem Werkstück 200 und der Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 in der radialen Richtung des Werkstücks 200 zurückfährt, die die vertikale Richtung schneidet, in der das Werkstück 200 und die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 einander gegenüberliegen. Da der Stellantrieb 57, der in radialer Richtung vor- und zurückfährt, geeignet ist, in der radialen Richtung des Werkstücks 200 zurückzufahren, wechselt der Stellantrieb 57, der in radialer Richtung vor- und zurückfährt, zwischen dem Vor- und Zurückfahrmodus entsprechend dem Durchmesser des scheibenförmigen Werkstücks 200, das von dem Träger 2 getragen wird. Insbesondere wird in einem Fall, in dem verschiedene Arten mit verschiedenen Durchmessern als Werkstücke 200 genutzt werden, die Schraublöcher 201 aufweisen, dieser Fall behandelt, indem der Stellantrieb 57, der in radialer Richtung vor- und zurückfährt, zwischen den Modi wechselt.
Der Hebestellantrieb 58 kann bewirken, dass die Schraubenführungsvorrichtung 5 von dem Werkstück 200 weg in der vertikalen Richtung, in der das Werkstück 200 und die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 einander gegenüberliegen, nach unten zurückfährt.
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Die Steuerungsvorrichtung 6 steuert den Roboter 3, die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 und die Schraubenführungsvorrichtung 5 so, dass sie eine Schraube 100 an einem Schraubloch 201 befestigen, das in dem Werkstück 200 ausgebildet ist. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung des Schraubenbefestigungs-Robotersystems 1 durch die Steuerungsvorrichtung 6.
8 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss eines Prozesses zur Befestigung einer Schraube 100 an einem Schraubloch 201 in dem Schraubenbefestigungs-Robotersystem 1 zeigt.
Wie in 8 gezeigt, wird, um eine Schraube 100 an einem Schraubloch 201 zu befestigen, zuerst die Schraube 100 in die Fassung 43 der Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 eingesetzt (Schritt S1) . Um dies zu erreichen, führt die Steuerungsvorrichtung 6 die Schraube 100 von dem Schraubenzuführmechanismus (nicht gezeigt) zu. Wie in 2 gezeigt, wird die Schraube 100 derart eingesetzt, dass deren Kopf 102 innerhalb der Fassung 43 aufgenommen ist und sich deren Schaftabschnitt 101 nach oben erstreckt.
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Anschließend betätigt die Steuerungsvorrichtung 6 den Arm 32 des Roboters 3, um die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4, die an dem distalen Ende des Arms 32 vorgesehen ist, zu bewegen, wodurch bewirkt wird, dass sich die Fassung 43 in eine Position bewegt, in der sie dem Schraubloch 201 in dem Werkstück 200, das von dem Träger 2 getragen wird, von unten gegenüberliegt (Schritt S2).
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Die Steuerungsvorrichtung 6 steuert die Schraubenführungsvorrichtung 5 im Voraus derart, dass der Stellantrieb 57, der in radialer Richtung vor- und zurückfährt, bewirkt, dass der Führungsvorrichtungskörper 51 hin zu der radial inneren Seite des Werkstücks 200 fährt und der Hebestellantrieb 58 bewirkt, dass sich der Führungsvorrichtungskörper 51 nach oben bewegt, wodurch bewirkt wird, dass sich das Führungselement 52 in eine Position bewegt, in der es dem Schraubloch 201 in dem Werkstück 200 von unten gegenüberliegt.
Wie in 6 gezeigt, bewirkt dann die Steuerungsvorrichtung 6, dass der öffnende und schließende Stellantrieb 56, der als der Führungsvorrichtungskörper 51 dient, das Paar Führungseinsätze 54A und 54B, die das Führungselement 52 bilden, in einen geschlossenen Zustand versetzt (Schritt S3). Dementsprechend ist der Schraubeneinsatz 53, der in dem geschlossenen Zustand in dem Führungselement 52 ausgebildet ist, koaxial mit dem Schraubloch 201 unter dem Schraubloch 201 angeordnet.
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Anschließend betätigt die Steuerungsvorrichtung 6 den Arm 32 des Roboters 3, um die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 nach oben zu bewegen, wodurch das Einsetzen des Schaftabschnitts 101 der Schraube 100 in das Schraubloch 201 gestartet wird (Schritt S4). Daher wird, wie in 6 gezeigt, ein distales Ende 101s des Schaftabschnitts 101 der Schraube 100, die in die Fassung 43 eingesetzt ist, in den Schraubeneinsatz 53 eingesetzt. Der Schraubeneinsatz 53 ist aufgrund der Führungsflächen 55 verjüngt. Dementsprechend gleitet das distale Ende 101s des Schaftabschnitts 101 auf den Führungsflächen 55, wenn der Schaftabschnitt 101 nach oben bewegt wird, selbst wenn der Schaftabschnitt 101 bezogen auf die Mittelachse C des Schraublochs 201 geneigt ist, so dass die Neigung des Schaftabschnitts 101 korrigiert wird. Folglich wird das distale Ende 101s des Schaftabschnitts 101 der Schraube 100 in das Schraubloch 201 durch den Schraubeneinsatz 53 eingesetzt.
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Die Steuerungsvorrichtung 6 überwacht die Bewegung des Arms 32 des Roboters 3 und erkennt, ob die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 in eine Position, in der das distale Ende 101s des Schaftabschnitts 101 der Schraube 100, die in die Fassung 43 eingesetzt ist, einen Innengewindeabschnitt 203 des Schraublochs 201 erreicht hat, aufgestiegen ist oder nicht (Schritt S5).
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9 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Schaftabschnitt 101 der Schraube 100 in das Schraubloch 201 durch einen Schraubeneinsatz 53 des Führungselements 52 in dem geschlossenen Zustand, der in 6 gezeigt ist, eingesetzt ist.
Wenn die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 in die Position aufgestiegen ist, in der das distale Ende 101s des Schaftabschnitts 101 der Schraube 100 den Innengewindeanschnitt 203 des Schraublochs 201 in Schritt S5 erreicht hat, beginnt ein Schraubenbefestigungsvorgang, indem die Schraube 100 gedreht wird. Dies wird erreicht, indem der Arm 32 des Roboters 3 betätigt wird, um die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 weiter nach oben zu bewegen, so dass das distale Ende 101s des Schaftabschnitts 101 der Schraube 100 gegen den Innengewindeabschnitt 203 des Schraublochs 201 gedrückt wird. In diesem Zustand betätigt die Steuerungsvorrichtung 6 den Schraubenbefestigungsvorrichtungs-Körper 41 der Schraubenbefestigungsvorrichtung 4, um den Schaft 42 zu drehen.
Dann wird, wie in 9 gezeigt, ein Außengewindeabschnitt 103 des Schaftabschnitts 101 der Schraube 100 in den Innengewindeabschnitt 203 eingeschraubt. Zeitgleich mit dem Start dieses Schraubenbefestigungsvorgangs bewirkt die Steuerungsvorrichtung 6, dass der öffnende und schließende Stellantrieb 56 das Paar Führungseinsätze 54A und 54B, die das Führungselement 52 bilden, öffnet, um sie in einem geöffneten Zustand zu versetzen (Schritt S6).
Wie in 7 gezeigt, wird der Durchmesser dl' des Schraubeneinsatzes 53 an dem oberen Ende davon nahe dem Schraubloch 201 größer als oder gleich dem Kopf 102 der Schraube 100 sowie dem Außendurchmesser ds der Fassung 43, wenn die Führungseinsätze 54A und 54B geöffnet sind, wie oben beschrieben.
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Anschließend bewirkt die Steuerungsvorrichtung 6, dass die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 die Schraube 100 vollständig an das Schraubloch 201 festzieht (Schritt S7). Dies wird erreicht, indem die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 bewirkt, dass die Anlagefläche des Kopfes 102 der Schraube 100 an dem Werkstück 200 an dem äußeren Umfang des Schraublochs 201 anliegt, und die Fassung 43 gedreht wird, bis die Schraube 100 mit einem vorbestimmten Drehmoment befestigt ist.
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Die Steuerungsvorrichtung 6 ermittelt, ob die Schraube 100 durch die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 vollständig an dem Schraubloch 201 befestigt ist oder nicht (Schritt S8). Wenn die Schraube 100 vollständig befestigt ist, betätigt die Steuerungsvorrichtung 6 den Arm 32 des Roboters 3, um die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 nach unten zu bewegen, wodurch bewirkt wird, dass die Fassung 43 von dem Kopf 102 der Schraube 100 nach unten zurückfährt (Schritt S9) .
Dies schließt den Prozess zur Befestigung einer Schraube 100 an einem Schraubloch 201 ab.
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In einem Fall, in dem das Werkstück 200 mehrere Schraublöcher 201 aufweist, ermittelt die Steuerungsvorrichtung 6, ob der Prozess zur Befestigung von Schrauben 100 an allen Schraublöchern 201 abgeschlossen ist (Schritt S10).
Wenn das Ermittlungsergebnis angibt, dass der Prozess zur Befestigung von Schrauben 100 an allen Schraublöchern 201 abgeschlossen ist, beendet die Steuerungsvorrichtung 6 den Gesamtprozess.
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Wenn hingegen der Prozess zur Befestigung von Schrauben 100 an allen Schraublöchern 201 nicht abgeschlossen ist, werden die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 und die Schraubenführungsvorrichtung 5 zum nächsten Schraubloch 201 bewegt (Schritt S11), und der Prozess von Schritt S1 wird wiederholt.
Um die Schraubenführungsvorrichtung 5 zum nächsten Schraubloch 201 zu bewegen, bewirkt der Hebestellantrieb 58 (siehe 2), dass sich der öffnende und schließende Stellantrieb 56 in der Schraubenführungsvorrichtung 5 absenkt. Dementsprechend bewegt sich das Führungselement 52, das in Schritt S6 in den geöffneten Zustand versetzt wird, so, dass es niedriger als der Kopf 102 der Schraube 100, die an dem Werkstück 200 befestigt ist, positioniert ist, wie in 10 gezeigt. In diesem Zustand bewirkt das Werkstück-Tragelement 24 des Trägers 2, dass sich das Werkstück 200 um seine Mitte dreht, so dass das nächste Schraubloch 201 relativ in eine Position oberhalb des Schraubeneinsatzes 53 des Führungselements 52 bewegt wird.
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Anschließend kehrt der Prozess zum oben beschriebenen Schritt S1 zurück, um den Prozess zur Befestigung der Schraube 100 an dem nächsten Schraubloch 201 zu wiederholen.
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Dementsprechend wird in der Schraubenführungsvorrichtung 5 und dem Schraubenbefestigungs-Robotersystem 1 gemäß dieser Ausführungsform die Schraube 100 in einem Zustand, in dem der Schraubeneinsatz 53 des Führungselements 52 dem Schraubloch 201 gegenüberliegt, durch den Schraubeneinsatz 53 eingesetzt und mithilfe der Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 befestigt, wodurch der Schraubenbefestigungsprozess ausgeführt werden kann, während die Schraube 100 sicher in dem Schraubloch 201 positioniert ist. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, die Schraubenführungsvorrichtung 5 auf der Seite der Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 vorzusehen, weil die Schraubenführungsvorrichtung 5 fest ist, da der Führungsvorrichtungskörper 51 auf der Seite des Trägers 2 (d.h. der Seite des Bodens F) vorgesehen ist, der das Werkstück 200 trägt. Daher kann verhindert werden, dass die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 das Werkstück in der Nähe des Schraublochs 201 stört.
Infolgedessen kann der Schraubenbefestigungsprozess ausführt werden, indem die Schraube 100 sicher in dem Schraubloch 201 positioniert wird, während eine Verringerung des Bewegungsfreiheitsgrads der Schraubenführungsvorrichtung 4 unterdrückt wird.
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Das Paar Führungseinsätze 54A und 54B bewegt sich in der radialen Richtung des Schraublochs 201, so dass sich das Führungselement 52 in der radialen Richtung des Schaftabschnitts 101 der Schraube 100 öffnet und schließt. Daher erhöht sich der Durchmesser des Schraubeneinsatzes 53, der in dem Führungselement 52 in einem geschlossenen Zustand gebildet ist, wenn sich das Führungselement 52 in einem geöffneten Zustand befindet, so dass verhindert werden kann, dass der Schraubeneinsatz 53 den Kopf 102 der Schraube 100 und die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 stört. Daher kann der Prozess zum Befestigen der Schraube 100 von der Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 reibungslos durchgeführt werden, ohne von dem Führungselement 52 unterbrochen zu werden, nachdem der Schaftabschnitt 101 der Schraube 100 in das Schraubloch 201 eingeführt wurde.
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Das Führungselement 52 ist an einer Position angeordnet, an der es dem Öffnungsende 202 des Schraublochs 201 zwischen dem Werkstück 200 und der Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 gegenüberliegt, und der Führungsvorrichtungskörper 51 ist auf der Außenseite des Werkstücks 200 angeordnet. Dementsprechend ist der Führungsvorrichtungskörper 51 nicht zwischen dem Werkstück 200 und der Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 angeordnet, und das Führungselement 52 allein befindet sich zwischen dem Werkstück 200 und der Schraubenbefestigungsvorrichtung 4. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 die Führungsvorrichtung 5 stört, so dass sich deren Bewegungsfreiheitsgrad erhöht.
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Das Führungselement 52 weist die verjüngten Führungsflächen 55 auf, deren Durchmesser zu dem Schraubloch 201 hin allmählich abnimmt. Dementsprechend wird das distale Ende 101s des Schaftabschnitts 101 der Schraube 100 sanft in das Schraubloch 201 geführt, wenn die Schraube 100 durch den Schraubeneinsatz 53 eingesetzt wird.
Der Durchmesser d1 des Schraubeneinsatzes 53 an dem Ende davon nahe dem Schraubloch 201 ist kleiner als der Innendurchmesser dn des Schraublochs 201 oder gleich diesem. Dementsprechend wird das distale Ende 101s des Schaftabschnitts 101 der Schraube 100 sanfter und sicherer zum Schraubloch 201 geführt, wenn die Schraube 100 durch den Schraubeneinsatz 53 eingesetzt wird, ohne von dem Werkstück 200 in der Nähe des Schraublochs 201 behindert zu werden.
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Beim Befestigen der Schraube 100 an dem Schraubloch 201 durch Öffnen und Schließen des Führungselements 52 mittels des öffnenden und schließenden Stellantriebs 56 wird die Schraube 100 durch Versetzen des Führungselements 52 in einen geschlossenen Zustand durch den Schraubeneinsatz 53 geführt, und das Führungselement 52 wird in einen geöffneten Zustand versetzt, nachdem die Schraube 100 in das Schraubloch 201 eingesetzt wurde, wodurch verhindert werden kann, dass der Kopf 102 der Schraube 100 und die Fassung 43 das Führungselement 52 stören.
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Der Stellantrieb 57, der in radialer Richtung vor- und zurückfährt, bewirkt, dass das Führungselement 52 nur dann zwischen dem Werkstück 200 und der Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 positioniert ist, wenn die Schraube 100 in das Schraubloch 201 eingesetzt werden soll. Anderenfalls kann der Stellantrieb 57, der in radialer Richtung vor- und zurückfährt, bewirken, dass das Führungselement 52 zurückfährt. Dementsprechend kann verhindert werden, dass die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 das Führungselement 52 stört, wodurch der Bewegungsfreiheitsgrad der Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 erhöht wird. Da der Stellantrieb 57, der in radialer Richtung vor- und zurückfährt, geeignet ist, in der radialen Richtung des Werkstücks 200 zurückzufahren, wechselt der Stellantrieb 57, der in radialer Richtung vor- und zurückfährt, zwischen dem Vor- und Zurückfahrmodus entsprechend dem Durchmesser des scheibenförmigen Werkstücks 200, das von dem Träger 2 getragen wird. Insbesondere wird in einem Fall, in dem verschiedene Arten mit verschiedenen Durchmessern als Werkstücke 200 genutzt werden, die Schraublöcher 201 aufweisen, dieser Fall behandelt, indem der Stellantrieb 57, der in radialer Richtung vor- und zurückfährt, zwischen den Modi wechselt.
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Der Hebestellantrieb 58 bewirkt, dass sich das Führungselement 52 von dem Werkstück 200 in der vertikalen Richtung weg bewegt, in der das Werkstück 200 und die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 einander gegenüberliegen, so dass verhindert werden kann, dass das Führungselement 52 den Kopf 102 der Schraube 100 stört, die an dem Schraubloch 201 befestigt ist. Daher kann verhindert werden, dass das Führungselement 52 und der Kopf 102 der Schraube 100, die an dem Schraubloch 201 befestigt ist, einander stören, wenn die Schraubenführungsvorrichtung 5 und die Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 relativ zu einem anderen Schraubloch 201 bewegt werden, nachdem eine Schraube 100 an einem Schraubloch 201 befestigt wurde.
Außerdem ist nur eine Bewegung über eine kurze Strecke erforderlich, da der Abstand, um den das Führungselement 52 von dem Hebestellantrieb 58 bewegt wird, zumindest größer als oder gleich der Dicke des Kopfes 102 der Schraube 100 sein kann. Dies trägt zu einer verringerten Zykluszeit bei, die für den Befestigungsprozess der Schraube 100 erforderlich ist.
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Wenngleich der öffnende und schließende Stellantrieb 56 zum Öffnen und Schließen der Führungseinsätze 54A und 54B, die das Führungselement 52 in der obigen Ausführungsform bilden, genutzt wird, ist die Konfiguration nicht auf diesen beschränkt.
Beispielsweise kann, wie in 11 gezeigt, der Führungsvorrichtungskörper 51 ein Vorspannelement 65 zum Vorspannen der Führungseinsätze 54A und 54B in der Schließrichtung, wie beispielsweise eine Feder enthalten.
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Dementsprechend wird beim Befestigen der Schraube 100 an dem Schraubloch 201 der Schraubeneinsatz 53 durch Versetzen des Führungselements 52 in einen geschlossenen Zustand gemäß der Vorspannkraft des Vorspannungselements 65 gebildet. Beim Einsetzen der Schraube 100 in das Schraubloch 201 liegen der Kopf 102 der Schraube 100 und die Fassung 43 der Schraubenbefestigungsvorrichtung 4 an den verjüngten Führungsflächen 55 des Schraubeneinsatzes 53 an, so dass sich die Führungseinsätze 54A und 54B, die das Führungselement 52 bilden, gegen die Vorspannkraft des Vorspannelements 65 öffnen. Folglich kann eine Störung durch das Führungselement 52 beim Festziehen der Schraube 100 vermieden werden.
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Wenngleich das Führungselement 52 das Paar Führungseinsätze 54A und 54B in der obigen Ausführungsform und deren Abwandlung enthält, ist die Konfiguration nicht auf dieses beschränkt.
Wie in 12 gezeigt, kann das Führungselement 52 beispielsweise von mehreren kreisbogenförmigen Führungseinsätzen 66 gebildet sein, die in der Umfangsrichtung um die Mittelachse C des Schraublochs 201 vorgesehen und in der radialen Richtung beweglich sind. Jeder Führungseinsatz 66 bewegt sich in der radialen Richtung des Schraublochs 201 gemäß einem Stellantrieb oder einer Vorspannkraft eines Vorspannelements, um den Schraubeneinsatz 53 zu öffnen und zu schließen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schraubenbefestigungs-Robotersystem
- 2
- Träger
- 3
- Roboter
- 4
- Schraubenbefestigungsvorrichtung
- 5
- Schraubenführungsvorrichtung
- 6
- Steuerungsvorrichtung
- 51
- Führungsvorrichtungskörper
- 52
- Führungselement
- 53
- Schraubeneinsatz
- 54A,
- 54B Führungseinsatz
- 55
- Führungsfläche
- 56
- öffnender und schließender Stellantrieb (erster Stellantrieb)
- 57
- Stellantrieb, der in radialer Richtung vor- und zurückfährt (zweiter Stellantrieb)
- 58
- Hebestellantrieb (dritter Stellantrieb)
- 65
- Vorspannelement
- 100
- Schraube
- 101
- Schaftabschnitt
- 101s
- distales Ende
- 102
- Kopf
- 200
- zu befestigendes Werkstück
- 201
- Schraubloch
- 202
- Öffnungsende
- C
- Mittelachse
- d1
- Durchmesser
- dn
- Innendurchmesser
