JP2018034293A - 多軸ねじ締め装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】部品点数が少なくコスト低減を可能とした多軸ねじ締め装置の提供。
【解決手段】モータMに接続された自在継手5を介して回転可能なビットBを備えたねじ締めツール10を複数載置しワークWへ向かって接近あるいは離反する方向へ昇降自在な第1プレート15と、ビットBをそれぞれ挿通してガイドする第2プレート20とを備え、第1プレート15および第2プレート20を所定の高さまで一体に下降し、その後第1プレート15のみ下降させて締結部品SをワークWへ螺入するように構成される。第2プレート20は、ビットBの軸線と平行な旋回軸Aを中心にして回転自在な回転板21と、この回転板21を回転自在に支持する固定板22とを備え、固定板22は、回転板21を予め設定した角度だけ往復旋回させる駆動源26を備える。よって、複数のビットBが一斉に所定角度旋回されるので、ビットBの位置を可変できる。
【選択図】図2
【解決手段】モータMに接続された自在継手5を介して回転可能なビットBを備えたねじ締めツール10を複数載置しワークWへ向かって接近あるいは離反する方向へ昇降自在な第1プレート15と、ビットBをそれぞれ挿通してガイドする第2プレート20とを備え、第1プレート15および第2プレート20を所定の高さまで一体に下降し、その後第1プレート15のみ下降させて締結部品SをワークWへ螺入するように構成される。第2プレート20は、ビットBの軸線と平行な旋回軸Aを中心にして回転自在な回転板21と、この回転板21を回転自在に支持する固定板22とを備え、固定板22は、回転板21を予め設定した角度だけ往復旋回させる駆動源26を備える。よって、複数のビットBが一斉に所定角度旋回されるので、ビットBの位置を可変できる。
【選択図】図2
Description
本発明は、複数配置されたビットを所定角度旋回して所定のねじ締めポイントへねじを締結する多軸ねじ締め装置に関する。
従来の多軸ねじ締め装置は、特許文献1および特許文献2に示すように、エア圧送などにより供給されるねじを一時的に吊り下げて保持するチャックおよび前記チャック内に挿通したビットを回転可能なねじ締めツールを備え、これらチャックおよびねじ締めツールを複数配置した昇降プレートを昇降自在に構成される。また、この従来の多軸ねじ締め装置は、ワークの上面へチャックおよびねじ締めツールを一体に下降させ、ワーク上面から少し隙間を空けた位置で前記チャックを停止させ、このチャックに対して前記ビットを相対移動するよう下降可能に構成される。これにより、回転下降するビットは、前記チャックに保持した前記ねじをチャック内から下方へ押し出してワークへ螺入することができる。よって、従来の多軸ねじ締め装置は、複数の締付けポイントを有するワークを短時間で締結できるという特徴がある。
一方、従来の多軸ねじ締め装置は、特許文献3に示すように、異なる締付けピッチに対応できるピッチ切替え手段を備えて成る。このピッチ切替え手段は、前記ねじ締めツールを回動可能なアームの一端に取り付けるとともに、前記アームの他端に作動シリンダを連結して成り、ピッチ切替えの必要なねじ締めツールの軸数に合わせて複数設置されている。これにより、従来の多軸ねじ締め装置は、ピッチ直径の異なる締付けポイントを有するワークのねじ締めに対応可能となり、ワークの機種切り替え時のねじ締めツールの位置変更などに掛かる段替え作業時間の短縮が可能になるという特徴がある。
しかしながら、従来の多軸ねじ締め装置は、前記ピッチ切替え手段をピッチ切替えが必要となるねじ締めツールの軸数に合わせて設置しなければならず、製作に掛かるコストが増大するという問題があった。
本発明は、所定の回転数および締付けトルクを発揮するモータと、このモータに接続された自在継手を介して回転可能なビットとから成るねじ締めツールを複数備え、前記ねじ締めツールをそれぞれ載置しワークへ向かって接近あるいは離反する方向へ昇降自在な第1プレートと、前記ビットをそれぞれ挿通してガイドする第2プレートとを備え、前記第1プレートおよび前記第2プレートを所定の高さまで一体に下降し、その後第1プレートのみ下降させて締結部品をワークへ螺入する多軸ねじ締め装置において、前記第2プレートは、前記ビットの軸線と平行な旋回軸を中心にして回転自在な回転板と、この回転板を回転自在に支持する固定板とを備え、前記固定板は、前記回転板を予め設定した角度だけ往復旋回させる駆動源を備え、複数の前記ビットを一斉に所定角度旋回するように構成したことを特徴とする。なお、前記回転板は、前記締結部品を適宜供給可能な部品供給装置に接続可能なチャックを複数備え、前記チャックは、前記ビットを挿通自在にガイドするビット挿通路および前記締結部品を通過可能な締結部品導入路をそれぞれ交差するように形成したチャック本体と、このチャック本体の先端に揺動自在に取り付けられた一対の爪とを備え、前記爪は、常時は閉じた状態で前記締結部品を吊下保持するように構成される一方、前記ビットの下降により締結部品を介して開くように構成され、前記締結部品を通過可能かつ前記部品供給装置と前記チャックの締結部品導入路とを接続可能な受渡部材を備え、前記受渡部材は、旋回前には前記チャックにそれぞれ接するよう固定配置され、前記チャックの旋回中あるいは旋回完了時には前記チャックから切り離されるように構成することが好ましい。また、前記駆動源は、エアシリンダであり、往復移動可能な可動部を備え、前記可動部は、これに連結した係合部材を備え、前記係合部材は、回動自在なカムフォロアであることことが好ましい。
本発明の多軸ねじ締め装置は、複数のビットをガイドしている回転板を1つの駆動源によって所定角度旋回できるため、従来のようにビットの配置数に対応した数の駆動源を配置する必要が無い。よって、本発明の多軸ねじ締め装置は、従来に比べてビットの位置変更を行うための駆動源の配置数を削減できるので、コスト低減が可能になるという利点がある。
また、本発明の多軸ねじ締め装置は、前記回転板に複数のチャックを取り付けているため、外部から供給される前記締結部品を一時的に保持することが可能となる。したがって、本発明の多軸ねじ締め装置は、ワークに仮止めされた複数のボルトを増し締め作業できるだけに留まらず、タッピンねじなどの締結部品を都度チャックに供給してワークへ螺入する供給締付けにも対応できるという利点もある。さらに、本発明の多軸ねじ締め装置は、所定角度旋回する前記チャックと同数の前記受渡部材を固定配置しており、チャックの旋回動作完了位置に配置していない。これにより、前記回転板および前記チャックが旋回しても前記受渡部材は旋回しないので、前記受渡部材が例えば樹脂製のホースであれば、前述の旋回によって引っ張られたりあるいは弛むことが起こり難い。よって、本発明の多軸ねじ締め装置は、前記チャックまでの受渡部材の形状変化が起こりにくいので、前記部品供給装置から供給される締結部品を受渡部材内で詰まらせるなどの問題が生じ難いという利点もある。
さらに、本発明の多軸ねじ締め装置は、前記駆動源をエアシリンダとし、さらにこのエアシリンダの可動部に回動自在なカムフォロアを備えた係合部材として成るため、角度制御を要する高価なACサーボモータを用いた装置に比べて安価に構成できるという利点もある。
以下、本発明の一実施形態を示す多軸ねじ締め装置について、図1および図2に基づき説明する。本発明の多軸ねじ締め装置1は、モータMの回転駆動に伴って一体に回転するビットBを備えたねじ締めツール10と、このねじ締めツール10を複数搭載して前記ビットBをワークWに向かって接近あるいは離反する方向へ移動可能な昇降手段と、前記ワークWへ螺入するねじSを適宜供給可能なねじ供給装置Fとを備えて成る。
前記ねじ締めツール10は、所定の回転数およびトルクを発揮するモータMと、このモータMの出力軸に連結された自在継手5を介して回転するビットBとを備えて成り、前記ビットBは、ワークWへ螺入するねじSに嵌合可能な嵌合部を備えて成る。
また、前記多軸ねじ締め装置1は、前記ワークWをクランプ可能な治具Gを固定したベース3と、このベース3に立設されたコラム4とを備えて成り、前記コラム4は、その延びる方向へ伸縮可能な昇降用エアシリンダ16が配置されている。
前記昇降用エアシリンダ16は、その先端に第1プレート15を接続して成り、この第1プレート15に前記モータMが複数固定配置されている。よって、前記昇降用エアシリンダ16が上述した昇降手段に相当する。
前記第1プレート15は、前記昇降用エアシリンダ16の伸縮動作に併せて前記ねじ締めツール10を昇降自在に支持して成り、前記コラム4と平行に配置されたスライドシャフト6に挿通されて摺動自在に構成される。また、第1プレート15は、前記スライドシャフト6と平行に配置されたねじ軸7を図1に示す上部ナット7aにより抜け止めし吊下げて成り、この第1プレート15の下方には、所定の距離を空けて配置された第2プレート20が位置する。
前記第2プレート20は、前記第1プレート15と同様に前記スライドシャフト6および前記ねじ軸7が挿通されており、前記ねじ軸7に螺合した下部ナット7bによって常時は前記第1プレート15と所定の距離を空けて位置するように構成される。また、前記第2プレート20は、前記ねじ締めツール10のビットBをそれぞれ挿通する回転板21と、この回転板21を旋回軸Aを中心に旋回自在に支持するとともに前記スライドシャフト6およびねじ軸7を挿通した固定板22を備えて成る。
前記回転板21は、これに挿通したビットBの数に併せて配置した複数の挿通穴を備えて成り、この挿通穴にはそれぞれ前記ビットBを挿通しガイドするチャック30を吊下して成る。また、この回転板21の上面には、図2に示すようなストッパレバー28が固定されており、このストッパレバー28は、後記固定板22側へ一部張り出すように配置されている。
前記固定板22は、図2に示すようにその上面に直動可能な駆動源の一例であるピッチ切替用エアシリンダ26と、前記ストッパレバー28に当接するストッパ29a,29bとを備えて成る。
前記ピッチ切替用エアシリンダ26は、固定板22の上面に沿って平行に摺動する可動部26aを備えて成る。この可動部26aには、その摺動方向に対して直交する方向に突出し前記回転板21に係合する係合部材27が固定されている。前記係合部材27は、前記回転板21を図2の矢印C方向へ旋回させるために配されており、前記ピッチ切替用エアシリンダ26の作動により回転板21を所定角度旋回可能にしている。また、係合部材27は、前記回転板21と当接する箇所をカムフォロアとしている。
前記ストッパ29a,29bは、前記回転板21の旋回を所定の角度に規制するものであり、前記固定板22の上面にそれぞれ固定されている。本実施形態において、ストッパ29aとストッパ29bとは、回転板21が90度旋回できる間隔に配置されている。
前記チャック30は、前記挿通穴に挿通され回転板21に固定されたガイド部材33と、このガイド部材33の先端に取り付けられたチャック本体31と、チャック本体31の先端に揺動自在に配され前記ねじSを保持可能な一対の爪32とから構成される。
前記ガイド部材33は、これに挿通した前記ビットBを挿通可能に構成されており、ビットBの回転の妨げとならないようなパイプ状の部材である。
前記チャック本体31は、前記ビットBの嵌合部を常時は内包しているビット挿通路31bと、このビット挿通路31bに対して傾斜し前記ねじ供給機Fから供給されるねじSを閉じた状態の前記爪32へ受け渡す締結部品導入路31aとを備えて成る。また、前記ビット挿通路31bが常時前記ガイド部材33の穴に連通するよう前記ガイド部材33に固定されている。
前記爪32は、その上部に前記ねじSの頭部を通過可能な幅広溝と、この幅広溝から徐々に狭く形成された幅狭溝とを備え、前記チャック本体31に先端に揺動自在に取り付けられている。この爪32は、図示しないばねによって常時は互いに閉じる方向に付勢されて成り、前記ねじSの頭部を前記幅広溝により内包し、頭部よりも小径のねじ部を前記幅狭溝にガイドされ一部下方から突出させて保持可能に構成されている。
前記ねじ供給機Fは、これに接続されたホースHを介してねじSを前方へ供給可能に構成されており、ねじSの先端を前方へ向けて1本づつエア圧送可能に構成されている。また、前記ホースHは、パイプ状に形成された受渡部材40に接続されている。
前記受渡部材40は、前記ねじSの頭部径より大きく前記締結部品導入路31aとほぼ同程度の内径を備えており、前記ベース3から立設した取付支柱41に固定されている。また、受渡部材40は、常時は前記締結部品導入路31aに連通するよう配置されており、上述した旋回自在なチャック30に対して常時固定された状態となっている。
このように構成された多軸ねじ締め装置1の作用について以下に説明する。また、ここで説明する多軸ねじ締め装置1は、2つのねじ締めツール10を搭載した構成であり、前記ワークWは、4ポイントのねじ締め箇所を有するものとする。
図1に示すように、それぞれのチャック30に前記ねじSを保持した状態となれば、図示しない制御装置の動作指令を受けて前記モータMがそれぞれ回転するとともに前記昇降用エアシリンダ16が作動する。
これにより、前記第1プレート15および第2プレート20がともに下降し始め、前記第1プレート15および前記チャック30が図1の二点鎖線に示す位置まで下降する。これ以降も前記昇降用エアシリンダ16は、前記第1プレート15を下降させるため、二点鎖線の位置で停止しているチャック30内のビットBは、回転しながら前記爪32の幅広溝へ侵入して前記ねじSに嵌合する。
これにより、前記ねじSは、前記ビットBによって下方へ押され爪32を押し広げてチャック30から抜け出る。また、ねじSは、この時、ビットBに嵌合しているので、所定のトルクを発揮して回転し、前記ワークWに設けられた4ポイント内の2ポイントのねじ締め箇所にそれぞれ螺入される。
前記モータMは、予め設定されたトルクに到達すれば、前記制御装置へトルクアップ信号を送り、1回目のねじ締め作業が完了する。この後、制御装置は、前記昇降用シリンダ16を複動させる指令を送り、前記第1プレート15を元の高さまで復帰させる。これにより、前記第2プレートおよび前記チャック30もそれぞれ図1に示す元の状態となる。
この後、制御装置は、前記ねじ供給機Fへねじ送り信号を送り、ねじSをそれぞれのチャック30へ供給する。
次に、制御装置は、前記ピッチ切替用エアシリンダ26を作動させるため、前記可動部26aおよび前記係合部材27が図2に示す二点鎖線の位置までスライドする。
このスライドに伴い、前記係合部材27に係合している回転板21が矢印C方向へ旋回し始め、前記ストッパレバー28が前記ストッパ29aから離れて前記ストッパ29bに接触する。よって、回転板21は、図2に示すように約90度旋回するので、ビットBも同様に90度旋回する。これにより、ビットBは、それぞれ前記ワークWの残る2ポイントのねじ締め箇所の上空に位置する。
これにより、制御装置は、前記前記モータMおよび昇降用エアシリンダ16をそれぞれ作動させ、2回目のねじ締め作業を開始する。この2回目のねじ締め作業は、1回目と同様であるため、この説明は割愛する。
2回目のねじ締め作業が完了した状態であると、ワークWに締結されたねじSにそれぞれビットBが嵌合した状態である。このため、制御装置は、前記昇降用エアシリンダ16を複動させる指令を送り、前記第1プレート15を元の高さまで復帰させる。
この時、前記回転板21が90度旋回した位置になっているので、前記チャック30と前記受渡部材40とが連通していない状態となっている。このため、制御装置は、前記ピッチ切替用エアシリンダ26を複動させ、回転板21を先ほどとは逆の−90度旋回させる。これにより、チャック30と受渡部材40とがそれぞれ連通した状態となり、前記ねじ供給機Fから爪32へそれぞれねじSが供給される。
このように、本発明の多軸ねじ締め装置1は、複数のビットBの位置を1つのピッチ切替用エアシリンダ26によって切り替えることができるので、従来のようなビットBの数に合わせた数の駆動源を配置する必要が無い。
なお、本実施形態において、多軸ねじ締め装置1は、所謂2軸型として説明したが、これに限定されるものではなく、ワークWのねじ締めポイント数等に合わせて軸数を増やしてもよいことはいうまでもない。また、前記回転板21の旋回角度は、約90度としているがこれに限定されるものではなく、例えば、前記ストッパ29a,29bの設置間隔を上述したように調整することで自由に旋回角度に設定できることはいうまでもない。さらに、前記ストッパ29bを例えばシリンダなどにより可動可能に構成することで、2箇所のピッチ切替えから複数位置のピッチ切替え可能にしてもよい。
1 多軸ねじ締め装置
10 ねじ締めツール
20 第2プレート
21 回転板
26 ピッチ切替用エアシリンダ
27 係合部材
30 チャック
31a 締結部品導入路
40 受渡部材
B ビット
S ねじ
10 ねじ締めツール
20 第2プレート
21 回転板
26 ピッチ切替用エアシリンダ
27 係合部材
30 チャック
31a 締結部品導入路
40 受渡部材
B ビット
S ねじ
Claims (3)
- 所定の回転数および締付けトルクを発揮するモータと、このモータに接続された自在継手を介して回転可能なビットとから成るねじ締めツールを複数備え、前記ねじ締めツールをそれぞれ載置しワークへ向かって接近あるいは離反する方向へ昇降自在な第1プレートと、前記ビットをそれぞれ挿通してガイドする第2プレートとを備え、前記第1プレートおよび前記第2プレートを所定の高さまで一体に下降し、その後第1プレートのみ下降させて締結部品をワークへ螺入する多軸ねじ締め装置において、
前記第2プレートは、前記ビットの軸線と平行な旋回軸を中心にして回転自在な回転板と、この回転板を回転自在に支持する固定板とを備え、
前記固定板は、前記回転板を予め設定した角度だけ往復旋回させる駆動源を備え、
複数の前記ビットを一斉に所定角度旋回するように構成したことを特徴とする多軸ねじ締め装置。 - 前記回転板は、前記締結部品を適宜供給可能な部品供給装置に接続可能なチャックを複数備え、
前記チャックは、前記ビットを挿通自在にガイドするビット挿通路および前記締結部品を通過可能な締結部品導入路をそれぞれ交差するように形成したチャック本体と、このチャック本体の先端に揺動自在に取り付けられた一対の爪とを備え、
前記爪は、常時は閉じた状態で前記締結部品を吊下保持するように構成される一方、前記ビットの下降により締結部品を介して開くように構成され、
前記締結部品を通過可能かつ前記部品供給装置と前記チャックの締結部品導入路とを接続可能な受渡部材を備え、
前記受渡部材は、旋回前には前記チャックにそれぞれ接するよう固定配置され、前記チャックの旋回中あるいは旋回完了時には前記チャックから切り離されるように構成したことを特徴とする請求項1に記載の多軸ねじ締め装置。 - 前記駆動源は、エアシリンダであり、往復移動可能な可動部を備え、
前記可動部は、これに連結した係合部材を備え、
前記係合部材は、回動自在なカムフォロアであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の多軸ねじ締め装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016172304A JP2018034293A (ja) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | 多軸ねじ締め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016172304A JP2018034293A (ja) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | 多軸ねじ締め装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2018034293A true JP2018034293A (ja) | 2018-03-08 |
Family
ID=61565170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2016172304A Pending JP2018034293A (ja) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | 多軸ねじ締め装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2018034293A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112496730A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-16 | 钱水祥 | 一种庭院灯壳体自动组装装置 |
-
2016
- 2016-09-02 JP JP2016172304A patent/JP2018034293A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112496730A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-16 | 钱水祥 | 一种庭院灯壳体自动组装装置 |
CN112496730B (zh) * | 2020-12-01 | 2021-10-26 | 钱水祥 | 一种庭院灯壳体自动组装装置 |
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