JP2003220527A - Attaching/detaching device for screw - Google Patents
Attaching/detaching device for screwInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、任意の部材にネジ
を螺着したり、螺着されたネジを離脱したりするネジの
着脱装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a screw attaching / detaching device for screwing a screw on an arbitrary member and removing the screwed screw.
【０００２】[0002]
【従来の技術】飛行機の機体を整備する場合には、ネジ
を着脱する作業が頻繁に行われる。例えば、翼内部の支
持部材に翼面を構成する部材を固定してあるネジを取り
外したり、取り外したネジをもとのように螺着したりと
いった作業である。従来、こういったネジの着脱作業
は、作業員が専用の工具（例えばクランクハンドル、エ
アーボール等）を用いてひとつずつ手作業で行ってい
る。2. Description of the Related Art When servicing an aircraft body, the work of attaching and detaching screws is frequently performed. For example, it is a work of removing a screw that fixes a member forming a wing surface to a support member inside the wing, or screwing the removed screw back to the original position. Conventionally, such screw attachment / detachment work is manually performed by a worker using a dedicated tool (for example, a crank handle, an air ball, etc.).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大型の
飛行機や特殊な用途の飛行機となると、翼面に螺着され
るネジの数が非常に多くなり、これらをすべて手作業で
行おうとすると膨大な作業時間が必要になる。こういっ
た問題は、飛行機を整備する場合に限らず、あらゆるも
のの組立や整備を行ううえで生じる問題である。However, when it comes to large airplanes and airplanes for special purposes, the number of screws screwed onto the wing surface becomes very large, and it is enormous to attempt all of these by hand. Work time is required. These problems arise not only when servicing airplanes but also when assembling and servicing everything.
【０００４】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、ネジの着脱を短時間のうちに、かつ自動的に行
うことができるネジの着脱装置を提供することを目的と
している。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a screw attaching / detaching device capable of automatically attaching / detaching a screw in a short time.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、次のような構成のネジの着脱装置を採
用する。すなわち本発明に係る請求項１記載のネジの着
脱装置は、任意の部材にネジを螺着したり、螺着された
ネジを離脱したりするネジの着脱装置であって、前記任
意の部材に対する前記ネジの差込方向および該差込方向
に相反する抜出方向に沿って移動可能に支持され、前記
ネジに係合して該ネジを前記任意の部材に螺着または離
脱するべく正逆２方向に回転させる回転手段と、該回転
手段を前記差込方向に移動させて前記ネジに押圧する
か、または前記抜出方向に移動させるかする第１の移動
手段と、前記ネジに対する前記回転手段の押圧力を変化
させるべく前記第１の移動手段を駆動するとともに、前
記ネジを前記任意の部材に螺着または離脱するべく前記
回転手段を駆動する第１の制御手段とを備えることを特
徴とする。As means for solving the above problems, a screw attaching / detaching device having the following configuration is adopted. That is, the screw attachment / detachment device according to claim 1 of the present invention is a screw attachment / detachment device for screwing a screw to an arbitrary member or removing the screwed screw from the arbitrary member. Forward / reverse 2 is movably supported along the inserting direction of the screw and the withdrawing direction opposite to the inserting direction, and engages with the screw to screw or unscrew the screw to or from the arbitrary member. Rotating means for rotating in the direction, first moving means for moving the rotating means in the inserting direction to press the screw or in the extracting direction, and the rotating means for the screw And a first control means for driving the rotating means so as to screw or unscrew the screw to or from the arbitrary member. To do.
【０００６】請求項２記載のネジの着脱装置は、請求項
１記載のネジの着脱装置において、前記第１の制御手段
は、前記任意の部材に螺着された前記ネジに前記回転手
段を係合させ、該回転手段を前記ネジに所定の強さで押
圧しながら離脱方向に回転させ、前記ネジが緩んだら、
前記回転手段の押圧力を前記所定の強さよりも弱めたう
えで前記ネジを前記離脱方向にさらに回転させることを
特徴とする。A screw attaching / detaching device according to a second aspect is the screw attaching / detaching device according to the first aspect, wherein the first control means engages the rotating means with the screw screwed to the arbitrary member. And rotate the rotating means in the detaching direction while pressing the rotating means against the screw with a predetermined strength, and when the screw is loosened,
It is characterized in that the pressing force of the rotating means is made weaker than the predetermined strength, and then the screw is further rotated in the detaching direction.
【０００７】請求項３記載のネジの着脱装置は、請求項
２記載のネジの着脱装置において、前記第１の制御手段
は、前記回転手段を前記差込方向に移動させ、前記ネジ
に当接させた状態で螺入方向に回転させ、前記回転手段
と前記ネジとを係合させたら、前記回転手段を前記離脱
方向に回転させることを特徴とする。A screw attaching / detaching device according to a third aspect is the screw attaching / detaching device according to the second aspect, wherein the first control means moves the rotating means in the inserting direction and abuts on the screw. It is characterized in that the rotating means is rotated in the screw-in direction and the rotating means is rotated in the disengaging direction when the rotating means and the screw are engaged with each other.
【０００８】請求項４記載のネジの着脱装置は、請求項
１記載のネジの着脱装置において、前記第１の制御手段
は、前記任意の部材上に配置された前記ネジに前記回転
手段を係合させ、該回転手段を前記ネジに所定の強さで
押圧しながら螺入方向に回転させ、前記ネジがほぼ螺入
されたら、最終的な締め付けを行う前に前記回転手段の
押圧力を前記所定の強さよりも強めたうえで前記ネジを
前記螺入方向にさらに回転させることを特徴とする。A screw attaching / detaching device according to a fourth aspect is the screw attaching / detaching device according to the first aspect, wherein the first control means engages the rotating means with the screw arranged on the arbitrary member. When the screw is almost screwed in, the pressing force of the rotating means is adjusted before the final tightening. It is characterized in that the screw is further rotated in the screw-in direction after being made stronger than a predetermined strength.
【０００９】請求項５記載のネジの着脱装置は、請求項
１ないし４のいずれか記載のネジの着脱装置において、
前記回転手段を前記差込方向に直交する一方向に移動さ
せる第２の移動手段と、前記回転手段を前記差込方向お
よび前記一方向のいずれにも直交する他方向に移動させ
る第３の移動手段と、前記任意の部材上に配置または螺
着された前記ネジを撮影する撮影手段と、該撮影手段に
よって撮影された画像情報をもとに前記第２、第３の移
動手段を駆動し、前記回転手段を前記一方向または他方
向に移動させて該回転手段と前記ネジとの位置合わせを
行う第２の制御手段とを備えることを特徴とする。A screw attaching / detaching device according to a fifth aspect is the screw attaching / detaching device according to any one of the first to fourth aspects,
Second moving means for moving the rotating means in one direction orthogonal to the inserting direction, and third moving means for moving the rotating means in the other direction orthogonal to both the inserting direction and the one direction. Means, a photographing means for photographing the screw arranged or screwed on the arbitrary member, and driving the second and third moving means based on image information photographed by the photographing means, It is characterized by comprising a second control means for moving the rotating means in the one direction or the other direction to align the rotating means with the screw.
【００１０】ネジを着脱する作業は、単にネジを螺入方
向や離脱方向に回転させるだけではなく、状況に応じて
ネジを差込方向に押圧する力を強めたり弱めたりしなけ
ればならないため、従来は手作業でしか行われなかった
が、本発明においては、第１の移動手段を駆動して回転
手段のネジに対する押圧力を強めたり弱めたりしなが
ら、回転手段を駆動してネジを回転させることにより、
ネジの着脱を人手にかわって短時間に、かつ自動的に行
えるようになる。In the work of attaching and detaching the screw, not only the screw is rotated in the inserting direction and the removing direction, but also the force for pressing the screw in the inserting direction must be strengthened or weakened depending on the situation. In the present invention, the first moving means is driven to increase or decrease the pressing force of the rotating means against the screw, while the rotating means is driven to rotate the screw. By letting
Screws can be attached and detached automatically in a short time, instead of manually.
【００１１】また、本発明においては、任意の部材を撮
影し、撮影された画像情報をもとに螺入または離脱作業
の対象となるネジの位置を特定し、特定されたネジの直
上に配置するべく、第２、第３の移動手段を駆動して回
転手段を一方向または他方向、さらには両方向に自動的
に移動させる。これにより、一連の作業の中で人手が介
入する部分をさらに削減してより短時間に、かつより自
動的にネジの着脱を行えるようになる。Further, in the present invention, an arbitrary member is photographed, the position of the screw to be screwed in or removed is specified on the basis of the imaged image information, and the screw is placed directly above the specified screw. In order to do so, the second and third moving means are driven to automatically move the rotating means in one direction or the other direction, and further in both directions. As a result, it is possible to further reduce the portion of the series of operations in which human intervention is performed and to perform the screw attachment / detachment in a shorter time and more automatically.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明に係るネジの着脱装置の第
１の実施形態を図１ないし図８に示して説明する。本実
施形態におけるネジの着脱装置は、図１、図２に示すよ
うに、基台１に固定された作業テーブル２と、同じく基
台１に支柱３を介して固定されて作業テーブル２の直上
に配置された装置本体４とを主体にして構成されてい
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a screw attaching / detaching device according to the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the screw attaching / detaching device according to the present embodiment includes a work table 2 fixed to a base 1 and a work table 2 directly above the work table 2 fixed to the base 1 via columns 3. The device main body 4 disposed in the main body is mainly configured.
【００１３】作業テーブル２は、ネジ５（図３、４に図
示）を着脱される作業対象物（任意の部材）６を把持す
る把持部１０と、把持部１０を水平なＸ軸方向に移動さ
せて任意の位置に固定可能なＸ軸送り機構１１と、水平
かつＸ軸方向に直交するＹ軸方向に把持部１０を移動さ
せて任意の位置に固定可能なＹ軸送り機構１２とを備え
ている。作業対象物６は、ネジ５の差込方向がＸ軸、Ｙ
軸のいずれにも直交するＺ軸方向（鉛直方向）となるよ
うに把持部１０に固定される。The work table 2 has a grip 10 for gripping a work object (arbitrary member) 6 to which a screw 5 (shown in FIGS. 3 and 4) is attached and detached, and the grip 10 is moved in the horizontal X-axis direction. And an X-axis feed mechanism 11 that can be fixed at any position, and a Y-axis feed mechanism 12 that can move the grip 10 in the Y-axis direction that is horizontal and orthogonal to the X-axis direction and can be fixed at any position. ing. For the work target 6, the screw 5 is inserted in the X-axis and Y-direction.
It is fixed to the gripper 10 in the Z-axis direction (vertical direction) orthogonal to any of the axes.
【００１４】装置本体４は、図３、図４に示すように、
ネジ５のマイナスのネジ溝（図示略）に係合して作業対
象物６に螺着または離脱するべく正逆２方向に回転させ
る回転子（回転手段）２０を備えている。回転子２０
は、回転自在に支持された円板２０ａをネジ溝に形状さ
れる構造で、装置本体４に設けられて正逆２方向に回転
する駆動モータ２１に、作業対象物６に対するネジ５の
差込方向および該差込方向に相反する抜出方向、すなわ
ちＺ軸方向に配設された連結部２２を介して連結されて
いる。As shown in FIGS. 3 and 4, the main body 4 of the apparatus is
A rotor (rotating means) 20 is provided which engages with a negative thread groove (not shown) of the screw 5 and rotates in two forward and reverse directions so as to be screwed into or removed from the work target 6. Rotor 20
Is a structure in which a disc 20a rotatably supported is formed into a screw groove, and a screw 5 is inserted into a work object 6 into a drive motor 21 provided in the apparatus body 4 and rotating in two forward and backward directions. Direction and the extraction direction opposite to the insertion direction, that is, the connection direction is provided via a connection portion 22 arranged in the Z-axis direction.
【００１５】連結部２２は、筒状のシリンダ２３とシリ
ンダ２３の内側に摺動自在に挿入されたロッド２４とで
構成されたテレスコピック構造となっており、上端とな
るシリンダ２３側の端部を駆動モータ２１に接続され、
下端となるロッド２４側の端部には回転子２０を着脱可
能に取り付けるラッチ部２５が設けられている。シリン
ダ２３の内側の断面形状は矩形、シリンダ２３に挿入さ
れるロッド２４の断面も矩形とされて両者は係合されて
おり、ロッド２４はシリンダ２３に対してＺ軸方向に自
在に伸縮はするが、軸まわりの回転は規制され、駆動モ
ータ２１の回転をロスなく回転子２０に伝達するように
なっている。The connecting portion 22 has a telescopic structure composed of a cylindrical cylinder 23 and a rod 24 slidably inserted inside the cylinder 23, and the end portion on the cylinder 23 side which is the upper end is formed. Connected to the drive motor 21,
A latch portion 25 to which the rotor 20 is detachably attached is provided at the end portion on the rod 24 side which is the lower end. The cross-sectional shape inside the cylinder 23 is rectangular, and the cross-section of the rod 24 inserted into the cylinder 23 is also rectangular, and both are engaged with each other. The rod 24 freely expands and contracts with respect to the cylinder 23 in the Z-axis direction. However, the rotation around the axis is restricted, and the rotation of the drive motor 21 is transmitted to the rotor 20 without loss.
【００１６】連結部２２の下端（ラッチ部２５）に取り
付けられた回転子２０は、装置本体４に設けられた２つ
のガイド機構２６により、Ｚ軸方向に沿って移動可能に
支持されている。ガイド機構２６は、装置本体４にＺ軸
方向に向けて固定されたスリーブ２７と、スリーブ２７
の内側に挿入されてＺ軸方向に摺動自在なガイドロッド
２８とからなる。ガイドロッド２８の下端は、ロッド２
４の伸縮に追従しながらラッチ部２５をＺ軸まわりに回
転自在に支持する軸受部２９にプレート２９ａを介して
固定され、ガイドロッド２８の上端はプレート３０に固
定されており、プレート３０を上下させると、連結部２
２の下端に取り付けられた回転子２０がそれに合わせて
Ｚ軸方向に上下するようになっている。The rotor 20 attached to the lower end (latch portion 25) of the connecting portion 22 is movably supported in the Z-axis direction by two guide mechanisms 26 provided in the apparatus body 4. The guide mechanism 26 includes a sleeve 27 fixed to the apparatus body 4 in the Z-axis direction and a sleeve 27.
And a guide rod 28 that is slidable in the Z-axis direction. The lower end of the guide rod 28 is the rod 2
4 is fixed via a plate 29a to a bearing part 29 that rotatably supports the latch part 25 around the Z-axis while following the expansion and contraction of the plate 4, and the upper end of the guide rod 28 is fixed to the plate 30. Then, the connecting portion 2
The rotor 20 attached to the lower end of 2 moves up and down in the Z-axis direction accordingly.
【００１７】装置本体４には、回転子２０をＺ軸方向に
移動させるエアシリンダ（第１の移動手段）３１が設け
られている。エアシリンダ３１は、ピストンロッド３２
をＺ軸方向に出し入れするようにして装置本体４に固定
され、ピストンロッド３２の先端はプレート３０に固定
されており、エアシリンダ３１を駆動してピストンロッ
ド３２を突出させると回転子２０がＺ軸方向上方に移動
し、ピストンロッド３２を没入させると回転子２０がＺ
軸方向下方に移動するようになっている。The device body 4 is provided with an air cylinder (first moving means) 31 for moving the rotor 20 in the Z-axis direction. The air cylinder 31 has a piston rod 32.
Is fixed to the apparatus main body 4 so as to move in and out in the Z-axis direction, and the tip of the piston rod 32 is fixed to the plate 30. When the air cylinder 31 is driven to cause the piston rod 32 to project, the rotor 20 moves in the Z direction. When the piston rod 32 is retracted by moving upward in the axial direction, the rotor 20 moves in the Z direction.
It is designed to move axially downward.
【００１８】エアシリンダ３１を駆動するために構成さ
れた空気供給システムを図５ないし図７に示す。各図に
おいて符号４０は加圧空気の供給源、４１は手動の開閉
弁、４２はフィルタ、４３は低圧／高圧を切り換える流
路切換弁（２ポート）、４４はリリーフ弁、４５は圧力
計、４６は圧力スイッチ、４７は加圧レギュレータ、４
８は低圧用の流路切換弁（３ポート）、４９は高圧用の
流路切換弁（２ポート）、５０は低圧用のリリーフ弁、
５１は高圧用のリリーフ弁、５２はシャトル弁、５３は
低圧用の圧力スイッチ、５４は高圧用の圧力スイッチ、
５５，５６は一方向絞り弁、５７は消音器である。An air supply system configured to drive the air cylinder 31 is shown in FIGS. In each figure, reference numeral 40 is a supply source of pressurized air, 41 is a manual on-off valve, 42 is a filter, 43 is a flow path switching valve (2 ports) for switching low pressure / high pressure, 44 is a relief valve, 45 is a pressure gauge, 46 is a pressure switch, 47 is a pressure regulator, 4
8 is a low-pressure passage switching valve (3 ports), 49 is a high-pressure passage switching valve (2 ports), 50 is a low-pressure relief valve,
51 is a relief valve for high pressure, 52 is a shuttle valve, 53 is a pressure switch for low pressure, 54 is a pressure switch for high pressure,
55 and 56 are one-way throttle valves, and 57 is a silencer.
【００１９】加圧レギュレータ４７は、図８に示すよう
に、断面積の異なる２つのシリンダ部５８，５９が連通
して一体化された筐体６０と、大径のシリンダ部５８の
内側に摺動自在に配設された大ピストン６１と、小径の
シリンダ部５９の内側に摺動自在に配設された小ピスト
ン６２と、大ピストン６１と小ピストン６２とを連結し
たピストンロッド６３とからなり、シリンダ部５８には
供給源４０から加圧空気を供給する配管６４が接続さ
れ、シリンダ部５９にはエアシリンダ３１に加圧空気を
供給する配管６５が接続されている。小ピストン６２の
受圧面６２ａの面積は大ピストン６１の受圧面６１ａの
面積の１／２となっており、シリンダ部５８にある高さ
の圧力をもった空気が供給されると、シリンダ部５９に
存在する空気には、シリンダ部５８に供給された空気の
２倍の高さの圧力が与えられるようになっている。As shown in FIG. 8, the pressurizing regulator 47 is slidable inside a large-diameter cylinder portion 58 and a housing 60 in which two cylinder portions 58, 59 having different cross-sectional areas communicate with each other. It is composed of a large piston 61 movably arranged, a small piston 62 slidably arranged inside a small-diameter cylinder portion 59, and a piston rod 63 connecting the large piston 61 and the small piston 62. A pipe 64 for supplying pressurized air from the supply source 40 is connected to the cylinder portion 58, and a pipe 65 for supplying pressurized air to the air cylinder 31 is connected to the cylinder portion 59. The area of the pressure receiving surface 62a of the small piston 62 is 1/2 of the area of the pressure receiving surface 61a of the large piston 61, and when air having a certain pressure is supplied to the cylinder portion 59, The pressure of the air existing in the cylinder is twice as high as the pressure of the air supplied to the cylinder portion 58.
【００２０】装置本体４には、駆動モータ２１、および
流路切換弁４３，４８，４９の駆動を制御する第１の制
御部（第１の制御手段）７０が設けられている。第１の
制御部７０は、所定のシーケンスに従って駆動モータ２
１、および流路切換弁４３，４８，４９を駆動させ、作
業対象物６に螺着したネジ５を離脱する作業と、作業対
象物６に予め形成してあるネジ穴にネジ５を螺入する作
業とを行う。The apparatus body 4 is provided with a drive motor 21 and a first control section (first control means) 70 for controlling the drive of the flow path switching valves 43, 48, 49. The first controller 70 controls the drive motor 2 according to a predetermined sequence.
1 and the flow path switching valves 43, 48, 49 are driven to remove the screw 5 screwed to the work target 6, and the screw 5 is screwed into a screw hole formed in the work target 6 in advance. And work to do.
【００２１】ここで、ａ）回転子２０を下方に移動させ
る場合、ｂ）回転子２０をある力でネジ５に押圧する場
合、ｃ）回転子２０を倍の力でネジ５に押圧する場合、
ｄ）回転子２０を上方に移動させる場合のそれぞれにつ
いて、空気供給システムをどのように作動させるかを説
明する。まず、ａ）、ｂ）の動作を行う場合、流路切換
弁４３，４８，４９は第１の制御部７０によって図５の
ように切り換えられる。各流路切換弁が切り換えられる
と、圧力Ｐの加圧空気が加圧レギュレータ４７を介さず
に流れ、リリーフ弁５０、シャトル弁５２、一方向絞り
弁５５を経てエアシリンダ３１に供給される。エアシリ
ンダ３１に供給された加圧空気は、ピストンロッド３２
を押し下げる方向に圧力Ｐを作用させる。Here, a) when moving the rotor 20 downward, b) when pressing the rotor 20 against the screw 5 with a certain force, and c) when pressing the rotor 20 against the screw 5 with a double force. ,
d) How to operate the air supply system will be described for each of the cases where the rotor 20 is moved upward. First, when the operations a) and b) are performed, the flow path switching valves 43, 48, 49 are switched by the first controller 70 as shown in FIG. When each flow path switching valve is switched, the pressurized air of pressure P flows without passing through the pressurization regulator 47, and is supplied to the air cylinder 31 via the relief valve 50, the shuttle valve 52, and the one-way throttle valve 55. The pressurized air supplied to the air cylinder 31 is transferred to the piston rod 32.
The pressure P is applied in the direction of pushing down.
【００２２】圧力Ｐを受けたピストンロッド３２は、回
転子２０を下方に移動させる。ネジ５に係合した後は、
Ｚ軸方向下方（差込方向）の力Ｆを作用させて回転子２
０をネジ５に押圧する。一方、ピストンロッド３２を下
方に移動させることでエアシリンダ３１から押し出され
る空気は、一方向絞り弁５６を経て消音器５７から排出
される。The piston rod 32 receiving the pressure P moves the rotor 20 downward. After engaging the screw 5,
The rotor 2 is operated by applying a force F downward in the Z-axis direction (insertion direction).
Press 0 against screw 5. On the other hand, the air pushed out from the air cylinder 31 by moving the piston rod 32 downward is discharged from the silencer 57 via the one-way throttle valve 56.
【００２３】ｃ）の動作を行う場合、流路切換弁４３，
４８，４９は第１の制御部７０によって図６のように切
り換えられる。各流路切換弁が切り換えられると、圧力
Ｐの加圧空気が加圧レギュレータ４７を介することによ
り、エアシリンダ３１に供給される空気が圧力Ｐの２倍
の高さの圧力Ｐ’にまで加圧され、リリーフ弁５１、シ
ャトル弁５２、一方向絞り弁５５を経てエアシリンダ３
１に供給される。エアシリンダ３１に供給された加圧空
気は、ピストンロッド３２を押し下げる方向に圧力Ｐ’
を作用させる。When performing the operation c), the flow path switching valve 43,
48 and 49 are switched by the first control unit 70 as shown in FIG. When each flow path switching valve is switched, the pressurized air having the pressure P passes through the pressurization regulator 47, so that the air supplied to the air cylinder 31 is applied to the pressure P ′ which is twice the pressure P. The air cylinder 3 is pressurized and passes through the relief valve 51, the shuttle valve 52, and the one-way throttle valve 55.
1 is supplied. The pressurized air supplied to the air cylinder 31 has a pressure P ′ in the direction of pushing down the piston rod 32.
To act.
【００２４】圧力Ｐ’を受けたピストンロッド３２は、
力Ｆの２倍の強さの力Ｆ’をＺ軸方向下方に作用させて
回転子２０をネジ５に押圧する。一方、ピストンロッド
３２を下方に移動させることでエアシリンダ３１から押
し出される空気は、一方向絞り弁５６を経て消音器５７
から排出される。The piston rod 32, which receives the pressure P ',
A force F ′ having twice the force F is applied downward in the Z-axis direction to press the rotor 20 against the screw 5. On the other hand, the air pushed out from the air cylinder 31 by moving the piston rod 32 downward passes through the one-way throttle valve 56 and the silencer 57.
Emitted from.
【００２５】ｄ）の動作を行う場合、流路切換弁４３，
４８，４９は第１の制御部７０によって図７のように切
り換えられる。各流路切換弁が切り換えられると、圧力
Ｐの加圧空気が加圧レギュレータ４７を介さずに流れ、
一方向絞り弁５５を経てエアシリンダ３１に供給され
る。エアシリンダ３１に供給された加圧空気は、ピスト
ンロッド３２を押し上げる方向に圧力Ｐを作用させる。When performing the operation of d), the flow path switching valve 43,
48 and 49 are switched by the first control unit 70 as shown in FIG. When each flow path switching valve is switched, pressurized air of pressure P flows without passing through the pressure regulator 47,
It is supplied to the air cylinder 31 via the one-way throttle valve 55. The pressurized air supplied to the air cylinder 31 exerts a pressure P in a direction of pushing up the piston rod 32.
【００２６】圧力Ｐを受けたピストンロッド３２は、回
転子２０を上方に移動させる。一方、ピストンロッド３
２を上方に移動させることでエアシリンダ３１から押し
出される空気は、一方向絞り弁５５、シャトル弁５２、
リリーフ弁５０を経て消音器５７から排出される。The piston rod 32 receiving the pressure P moves the rotor 20 upward. On the other hand, piston rod 3
The air pushed out from the air cylinder 31 by moving 2 upward is the one-way throttle valve 55, the shuttle valve 52,
It is discharged from the silencer 57 via the relief valve 50.
【００２７】上記のように構成されたネジの着脱装置を
使用し、作業対象物６に螺着されたネジ５を離脱する作
業を行うには、まず、作業対象物６を作業テーブル２上
の把持部１０に把持し、Ｘ軸送り機構１１およびＹ軸送
り機構１２を操作してネジ５を回転子２０の直下に配置
して固定する。このとき、ネジ５の離脱方向を回転子２
０の移動方向すなわちＺ軸方向に一致させることに注意
する。In order to perform the work of removing the screw 5 screwed to the work object 6 by using the screw attaching / detaching device configured as described above, first, the work object 6 is placed on the work table 2. The screw 5 is gripped by the grip 10 and the X-axis feed mechanism 11 and the Y-axis feed mechanism 12 are operated to arrange and fix the screw 5 directly below the rotor 20. At this time, the direction in which the screw 5 is removed is set to the rotor 2
Note that the direction of movement of 0, that is, the Z-axis direction is matched.
【００２８】ネジ５の位置を定めたうえで、第１の制御
部７０にネジ５を離脱するべく指示を与えると、まず、
上記ａ）の動作に従い回転子２０が下方に移動する。回
転子２０の先端（円板２０ａ）がネジ５の頭部に当接す
ると、回転子２０は、上記ｂ）の動作に従い力Ｆでネジ
５を押圧しながら、ネジ５の螺入方向に回転する。回転
子２０を螺入方向に回転させると、多くとも１／２回転
する間に円板２０ａがネジ５のネジ溝に係合する。回転
子２０とネジ５とが係合すると、ネジ５が締着された状
態にあってさらなる締め込みができないことから回転子
２０には過剰な締め込みトルクが作用する。この過剰な
締め込みトルクが検出されると、回転子２０とネジ５と
が係合したと判断され、回転子２０の螺入方向への回転
が停止する。When the position of the screw 5 is determined and then the first control unit 70 is instructed to remove the screw 5, first,
The rotor 20 moves downward in accordance with the operation a). When the tip of the rotor 20 (disc 20a) comes into contact with the head of the screw 5, the rotor 20 rotates in the screw-in direction of the screw 5 while pressing the screw 5 with the force F according to the operation of b) above. To do. When the rotor 20 is rotated in the screw-in direction, the disc 20a engages with the thread groove of the screw 5 while rotating at most 1/2 turn. When the rotor 20 and the screw 5 are engaged, excessive tightening torque acts on the rotor 20 because the screw 5 is in the tightened state and cannot be tightened further. When this excessive tightening torque is detected, it is determined that the rotor 20 and the screw 5 are engaged, and the rotation of the rotor 20 in the screwing direction is stopped.
【００２９】続いて、回転子２０が、上記ｃ）の動作に
従い力Ｆ’（力Ｆの２倍の強さ）でネジ５を押圧しなが
ら、ネジ５の離脱方向に回転する。より強い力Ｆ’でネ
ジ５を差込方向に押圧しながら回転子２０を離脱方向に
回転させることで、回転子２０がネジ５から外れること
がなく、ネジ５を離脱する際に生まれる大きな初期トル
クに打ち勝ってネジ５が緩む。回転子２０の離脱方向へ
の回転が検出されると、初期トルクが解消しネジ５が緩
んだと判断され、回転子２０の押圧力が上記ｂ）の動作
に従い力Ｆに弱まる。回転子２０の押圧力が力Ｆに弱め
られても、回転子２０の離脱方向への回転は継続し、ネ
ジ５が徐々に離脱する。Subsequently, the rotor 20 rotates in the detaching direction of the screw 5 while pressing the screw 5 with the force F '(twice the strength of the force F) according to the operation of c). By rotating the rotor 20 in the detaching direction while pressing the screw 5 in the inserting direction with a stronger force F ′, the rotor 20 does not come off from the screw 5 and a large initial stage is generated when the screw 5 is detached. Overcome the torque and loosen the screw 5. When the rotation of the rotor 20 in the disengagement direction is detected, it is determined that the initial torque has disappeared and the screw 5 has loosened, and the pressing force of the rotor 20 weakens to the force F according to the above operation b). Even if the pressing force of the rotor 20 is weakened by the force F, the rotation of the rotor 20 in the disengagement direction continues, and the screw 5 gradually disengages.
【００３０】ネジ５が徐々に離脱すると、それに従い回
転子２０が押し上げられることになる。回転子２０が所
定の高さ（予め認知されているネジ５の長さによって決
定される）にまで上昇すると、ネジ５がネジ穴から完全
に離脱したと判断され、回転子２０の離脱方向への回転
が停止する。最後に、上記ｄ）の動作に従い回転子２０
が上方に移動して作業が完了する。ネジ穴から離脱され
たネジ５は作業員が回収する。When the screw 5 is gradually released, the rotor 20 is pushed up accordingly. When the rotor 20 rises to a predetermined height (determined by the previously recognized length of the screw 5), it is determined that the screw 5 has completely detached from the screw hole, and the rotor 20 moves in the detaching direction. Stops rotating. Finally, according to the operation of d) above, the rotor 20
Moves up to complete the work. A worker collects the screw 5 removed from the screw hole.
【００３１】上記のネジの着脱装置を使用し、作業対象
物６に予め形成したネジ穴にネジ５を螺入する作業を行
うには、まず、作業対象物６を作業テーブル２上の把持
部１０に把持し、Ｘ軸送り機構１１およびＹ軸送り機構
１２を操作してネジ穴を回転子２０の直下に配置して固
定する。このとき、ネジ５の差込方向を回転子２０の移
動方向すなわちＺ軸方向に一致させることに注意する。In order to perform the work of screwing the screw 5 into the screw hole previously formed in the work object 6 by using the above-described screw attaching / detaching device, first, the work object 6 is gripped on the work table 2. 10, and the X-axis feed mechanism 11 and the Y-axis feed mechanism 12 are operated to arrange and fix the screw holes directly below the rotor 20. At this time, note that the inserting direction of the screw 5 is made to coincide with the moving direction of the rotor 20, that is, the Z-axis direction.
【００３２】位置を定めたネジ穴にネジ５を差し込み直
立させたうえで、第１の制御部７０にネジ５を螺着する
べく指示を与えると、まず、上記ａ）の動作に従い回転
子２０が下方に移動する。回転子２０の先端（円板２０
ａ）がネジ５の頭部に当接すると、回転子２０は、上記
ｂ）の動作に従い力Ｆでネジ５を押圧しながら、ネジ５
の螺入方向に回転する。回転子２０を螺入方向に回転さ
せると、１／２回転する間に円板２０ａがネジ５のネジ
溝に係合する。回転子２０とネジ５とが係合しても、引
き続き回転子２０の押圧力を力Ｆに保って回転子２０を
螺入方向に回転させると、ネジ５がネジ穴に徐々に螺入
する。ネジ５がネジ穴にほぼ螺入すると締め込みトルク
が急激に増大する。この締め込みトルクの増大が検出さ
れると、ネジ５がほぼ螺入されたと判断され、回転子２
０の押圧力が上記ｃ）の動作に従い力Ｆ’に強まる。回
転子２０の押圧力が力Ｆ’に強められても、回転子２０
の螺入方向への回転は継続し、ネジ５が締め込みトルク
に打ち勝って締着される。When the screw 5 is inserted into the screw hole whose position is determined to stand upright, and then the first controller 70 is instructed to screw the screw 5, first, the rotor 20 follows the operation of a). Moves downward. Tip of rotor 20 (disc 20
When a) contacts the head of the screw 5, the rotor 20 presses the screw 5 with the force F according to the operation of b), and
Rotate in the screwing direction of. When the rotor 20 is rotated in the screw-in direction, the disc 20 a engages with the thread groove of the screw 5 during 1/2 rotation. Even if the rotor 20 and the screw 5 are engaged with each other, if the pressing force of the rotor 20 is continuously maintained at the force F and the rotor 20 is rotated in the screwing direction, the screw 5 is gradually screwed into the screw hole. . When the screw 5 is almost screwed into the screw hole, the tightening torque rapidly increases. When this increase in tightening torque is detected, it is determined that the screw 5 is almost screwed in, and the rotor 2
The pressing force of 0 increases to the force F'according to the operation of the above c). Even if the pressing force of the rotor 20 is increased by the force F ′, the rotor 20
The screw 5 continues to rotate in the screwing direction, and the screw 5 overcomes the tightening torque and is tightened.
【００３３】ネジ５が最後まで締着されるとさらなる締
め込みができないことから回転子２０には過剰な締め込
みトルクが発生する。この過剰な締め込みトルクが検出
されると、ネジ５が最後まで締着されたと判断され、回
転子２０の螺入方向への回転が停止する。最後に、上記
ｄ）の動作に従い回転子２０が上方に移動して作業が完
了する。When the screw 5 is tightened to the end, further tightening cannot be performed, so that excessive tightening torque is generated in the rotor 20. When this excessive tightening torque is detected, it is determined that the screw 5 is tightened to the end, and the rotation of the rotor 20 in the screwing direction is stopped. Finally, the rotor 20 moves upward in accordance with the operation of d), and the work is completed.
【００３４】上記のようにしてネジ５の離脱、螺入作業
を行うことにより、ネジの着脱を短時間のうちに、かつ
自動的に行うことができる。ネジ５を着脱する作業は、
単にネジ５を螺入方向や離脱方向に回転させるだけでは
なく、状況に応じてネジ５を差込方向に押圧する力を強
めたり弱めたりしなければならないため、従来は手作業
でしか行われなかったが、上記のネジの着脱装置によれ
ば、エアシリンダ３１に供給する空気の圧力を調節し、
回転子２０の押圧力を強めたり弱めたりすることでネジ
５の着脱を人手にかわって自動的に行えるようになるの
である。By removing and screwing in the screw 5 as described above, it is possible to automatically attach and detach the screw within a short time. The work of attaching and detaching the screw 5 is
In addition to simply rotating the screw 5 in the inserting direction and the removing direction, the force for pressing the screw 5 in the inserting direction must be strengthened or weakened depending on the situation. However, according to the screw attaching / detaching device, the pressure of the air supplied to the air cylinder 31 is adjusted,
By increasing or decreasing the pressing force of the rotor 20, the screw 5 can be automatically attached / detached in place of manual operation.
【００３５】ところで、本実施形態においてはネジ溝が
マイナスのネジ５を対象として回転子２０にもそれに対
応する構造を採用したが、ネジの係合部の形状はプラス
やマイナスその他の形状、レンチに準じる形状等、あら
ゆる形状が採用可能であることはいうまでもない。By the way, in the present embodiment, a structure corresponding to the screw 5 having a negative screw groove is adopted for the rotor 20, but the shape of the engaging portion of the screw is a plus or minus shape, or a wrench. Needless to say, any shape such as the shape according to can be adopted.
【００３６】次に、本発明に係るネジの着脱装置の第２
の実施形態を図９に示して説明する。なお、上記実施形
態において既に説明した構成要素には同一符号を付して
説明は省略する。本実施形態におけるネジの着脱装置
は、図９に示すように、回転子２０を装置本体４ごとＸ
軸方向に移動させるＸ軸アクチュエータ（第２の移動手
段）８０と、回転子２０を装置本体ごとＹ軸方向に移動
させるＹ軸アクチュエータ（第３の移動手段）８１と、
作業対象物６上に配置または螺着されたネジ５を撮影す
るカメラ（撮影手段）８２と、カメラ８２によって撮影
された画像情報をもとにＸ軸アクチュエータ８０および
Ｙ軸アクチュエータ８１を駆動し、回転子２０を水平方
向に移動させて回転子２０の直下にネジ５の位置を合わ
せる第２の制御部（第２の制御手段）９０とを備えて構
成されている。Next, the second of the screw attaching / detaching device according to the present invention.
The embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the components already described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In the screw attaching / detaching device according to the present embodiment, as shown in FIG.
An X-axis actuator (second moving means) 80 for moving in the axial direction, a Y-axis actuator (third moving means) 81 for moving the rotor 20 together with the apparatus main body in the Y-axis direction,
A camera (imaging means) 82 for photographing the screw 5 arranged or screwed on the work object 6, and an X-axis actuator 80 and a Y-axis actuator 81 are driven based on image information photographed by the camera 82, A second control unit (second control means) 90 that moves the rotor 20 in the horizontal direction and adjusts the position of the screw 5 directly below the rotor 20 is configured.
【００３７】上記のように構成されたネジの着脱装置に
おいては、作業対象物６を着脱装置に精緻な位置決めを
するのではなく、ネジ５の差込または離脱方向を固定子
２０の移動方向すなわちＺ軸方向に一致させることにだ
け注意しておおまかに固定する。そして、第２の制御部
９０にネジ５を離脱するか螺着するかいずれかの指示を
与えると、カメラ８２が作業対象物６を撮影し、撮影さ
れた画像情報をもとに、ネジ５を離脱する場合には作業
対象物６に締着されたネジ５の位置が特定される。ネジ
５の位置が特定されると、Ｘ軸アクチュエータ８０およ
びＹ軸アクチュエータ８１が駆動され、回転子２０がネ
ジ５の直上に移動する。以降は上記第１の実施形態と同
様の作業を行うことにより、ネジ５の螺入または離脱が
行える。In the screw attachment / detachment device constructed as described above, the work object 6 is not precisely positioned on the attachment / detachment device, but the screw 5 is inserted or removed in the moving direction of the stator 20, that is, Fix it roughly, paying attention only to match it in the Z-axis direction. When the second control unit 90 is instructed to either remove or screw the screw 5, the camera 82 photographs the work target 6, and the screw 5 is photographed based on the photographed image information. In the case of removing the screw, the position of the screw 5 fastened to the work target 6 is specified. When the position of the screw 5 is specified, the X-axis actuator 80 and the Y-axis actuator 81 are driven, and the rotor 20 moves right above the screw 5. After that, the screw 5 can be screwed in or disengaged by performing the same work as in the first embodiment.
【００３８】さらに、撮影された画像情報をもとに次の
作業対象となるネジ５の位置を次々に特定し、それぞれ
に対して螺入または離脱作業を行うようにすれば、多数
のネジの着脱を短時間のうちに、かつ自動的に行うこと
ができる。Further, if the position of the screw 5 to be the next work is specified one after another on the basis of the photographed image information and the screw-in or screw-out work is performed for each screw, a large number of screws The attachment / detachment can be automatically performed in a short time.
【００３９】ところで、本実施形態においては作業対象
物６をネジの着脱装置に固定するように説明したが、作
業対象物６が大型であればこの作業対象物６上にネジの
着脱装置を配置して作業を行うようにしても構わない。In the present embodiment, the work object 6 is fixed to the screw attaching / detaching device, but if the work object 6 is large, the screw attaching / detaching device is arranged on the work object 6. You may do it by doing.
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るネジ
の着脱装置によれば、回転手段のネジに対する押圧力を
強めたり弱めたりしながら、回転手段でネジを回転させ
ることにより、ネジの着脱を人手にかわって短時間に、
かつ自動的に行うことができる。As described above, according to the screw attaching / detaching device of the present invention, the screw is rotated by the rotating means while increasing or weakening the pressing force of the rotating means against the screw. In a short time, instead of manually attaching and detaching
And it can be done automatically.
【００４１】また、画像情報をもとに螺入または離脱作
業の対象となるネジの位置を特定し、特定されたネジの
直上に回転手段を配置するべく自動的に移動させること
により、一連の作業の中で人手が介入する部分をさらに
削減してより短時間に、かつより自動的にネジの着脱を
行うことができる。Further, the position of the screw to be screwed in or removed is specified on the basis of the image information, and the rotating means is automatically moved so as to be arranged directly above the specified screw. It is possible to further reduce the portion of the work in which human intervention is required and to perform the screw attachment / detachment in a shorter time and more automatically.
【図１】 本発明に係る第１の実施形態であって、ネジ
の着脱装置を示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing a screw attaching / detaching device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 同じく、ネジの着脱装置を示す平面図であ
る。FIG. 2 is likewise a plan view showing a screw attaching / detaching device.
【図３】 ネジの着脱装置を構成する装置本体を示す断
面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a device main body which constitutes a screw attaching / detaching device.
【図４】 装置本体を図３とは異なる方向から見た断面
図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the apparatus main body viewed from a direction different from FIG.
【図５】 装置本体に具備されるエアシリンダを駆動す
る空気供給システムの概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an air supply system that drives an air cylinder provided in the apparatus body.
【図６】 同じく、エアシリンダを駆動する空気供給シ
ステムの概略構成図である。FIG. 6 is likewise a schematic configuration diagram of an air supply system for driving an air cylinder.
【図７】 同じく、エアシリンダを駆動する空気供給シ
ステムの概略構成図である。FIG. 7 is also a schematic configuration diagram of an air supply system that drives an air cylinder.
【図８】 空気供給システムに具備される加圧レギュレ
ータの断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a pressure regulator included in the air supply system.
【図９】 本発明に係る第２の実施形態であって、ネジ
の着脱装置の基本構成を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a basic configuration of a screw attaching / detaching device according to a second embodiment of the present invention.
２ 作業テーブル ４ 装置本体 ５ ネジ ６ 作業対象物（任意の部材） ２０ 回転子（回転手段） ２１ 駆動モータ ２２ 連結部 ３１ エアシリンダ（第１の移動手段） ４７ 加圧レギュレータ ７０ 第１の制御部（第１の制御手段） ８０ Ｘ軸アクチュエータ（第２の移動手段） ８１ Ｙ軸アクチュエータ（第３の移動手段） ８２ カメラ（撮影手段） ９０ 第２の制御部（第２の制御手段） 2 work table 4 Device body 5 screws 6 Work object (arbitrary member) 20 Rotor (rotating means) 21 Drive motor 22 Connection 31 air cylinder (first moving means) 47 Pressure regulator 70 First Control Unit (First Control Unit) 80 X-axis actuator (second moving means) 81 Y-axis actuator (third moving means) 82 Camera (shooting means) 90 Second control unit (second control means)
Claims (5)
れたネジを離脱したりするネジの着脱装置であって、 前記任意の部材に対する前記ネジの差込方向および該差
込方向に相反する抜出方向に沿って移動可能に支持さ
れ、前記ネジに係合して該ネジを前記任意の部材に螺着
または離脱するべく正逆２方向に回転させる回転手段
と、 該回転手段を前記差込方向に移動させて前記ネジに押圧
するか、または前記抜出方向に移動させるかする第１の
移動手段と、 前記ネジに対する前記回転手段の押圧力を変化させるべ
く前記第１の移動手段を駆動するとともに、前記ネジを
前記任意の部材に螺着または離脱するべく前記回転手段
を駆動する第１の制御手段とを備えることを特徴とする
ネジの着脱装置。1. A screw attaching / detaching device for screwing a screw to an arbitrary member or removing the screwed screw, the inserting direction of the screw to the arbitrary member, and the inserting direction. Rotatably supported along a pull-out direction opposite to each other and rotating in two forward and reverse directions by engaging with the screw and screwing the screw into or out of the arbitrary member. Is moved in the insertion direction to press the screw, or is moved in the extraction direction, and the first moving means for changing the pressing force of the rotating means with respect to the screw. A screw attaching / detaching device comprising: a first control unit that drives the moving unit and drives the rotating unit to screw or unscrew the screw to or from the arbitrary member.
に螺着された前記ネジに前記回転手段を係合させ、該回
転手段を前記ネジに所定の強さで押圧しながら離脱方向
に回転させ、前記ネジが緩んだら、前記回転手段の押圧
力を前記所定の強さよりも弱めたうえで前記ネジを前記
離脱方向にさらに回転させることを特徴とする請求項１
記載のネジの着脱装置。2. The first control means engages the screw screwed to the arbitrary member with the rotating means, and pushes the rotating means against the screw with a predetermined strength to remove the screw. 2. When the screw is loosened, the pressing force of the rotating means is weakened below the predetermined strength, and then the screw is further rotated in the detaching direction.
Device for attaching and detaching the described screws.
前記差込方向に移動させ、前記ネジに当接させた状態で
螺入方向に回転させ、前記回転手段と前記ネジとを係合
させたら、前記回転手段を前記離脱方向に回転させるこ
とを特徴とする請求項２記載のネジの着脱装置。3. The first control means moves the rotating means in the inserting direction and rotates the rotating means in a screw-in direction while being in contact with the screw, thereby engaging the rotating means and the screw. 3. The screw attaching / detaching device according to claim 2, wherein, when they are combined, the rotating means is rotated in the detaching direction.
上に配置された前記ネジに前記回転手段を係合させ、該
回転手段を前記ネジに所定の強さで押圧しながら螺入方
向に回転させ、前記ネジがほぼ螺入されたら、最終的な
締め付けを行う前に前記回転手段の押圧力を前記所定の
強さよりも強めたうえで前記ネジを前記螺入方向にさら
に回転させることを特徴とする請求項１記載のネジの着
脱装置。4. The first control means engages the rotating means with the screw arranged on the arbitrary member, and inserts the rotating means into the screw while pressing the screw with a predetermined strength. When the screw is almost screwed in, the pressing force of the rotating means is made stronger than the predetermined strength before the final tightening, and then the screw is further rotated in the screwing direction. The screw attaching / detaching device according to claim 1, wherein
一方向に移動させる第２の移動手段と、 前記回転手段を前記差込方向および前記一方向のいずれ
にも直交する他方向に移動させる第３の移動手段と、 前記任意の部材上に配置または螺着された前記ネジを撮
影する撮影手段と、 該撮影手段によって撮影された画像情報をもとに前記第
２、第３の移動手段を駆動し、前記回転手段を前記一方
向または他方向に移動させて該回転手段と前記ネジとの
位置合わせを行う第２の制御手段とを備えることを特徴
とする請求項１ないし５のいずれか記載のネジの着脱装
置。5. A second moving means for moving the rotating means in one direction orthogonal to the inserting direction, and a moving means for moving the rotating means in another direction orthogonal to both the inserting direction and the one direction. Third moving means for moving, a photographing means for photographing the screw arranged or screwed on the arbitrary member, and the second and third moving means based on the image information photographed by the photographing means. 6. A second control means for driving the means to move the rotating means in the one direction or the other direction to align the rotating means with the screw. The screw attaching / detaching device according to any one of the above.
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|---|---|---|---|
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