JP4219884B2

JP4219884B2 - 締付部材締付装置

Info

Publication number: JP4219884B2
Application number: JP2004354828A
Authority: JP
Inventors: 剛片峰; 啓高小山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2024-12-08
Also published as: JP2006159351A

Description

本発明は、穴部を有する被締付部材に対して締付部材を位置決めし、被締付部材に締付部材を締付ける締付部材締付装置に関する。

従来、被締付部材に対して締付部材を位置決めする装置としては、ロボットの可動部の先端に自動ねじ締め機の開閉可能なチャック爪を検出体とし、この検出体は複数の検出部からなり、これらの検出部はチャック爪の先端面に一定の配列で分散配置した複数本の光ファイバの各受光端面部であって、各光ファイバによって伝達される光を検出することにより、自動ねじ締め機の先端とねじ穴との位置ずれを補正する位置補正制御手段を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭５８−２０６３８７号公報

しかし、特許文献１に開示された装置では、自動ねじ締め機の先端をねじ穴に位置決めした後に、位置ずれの補正を行わなくてはならず、構成が複雑で且つ作業が煩雑であり、しかも作業効率を上げることができないという問題があった。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構成が簡易で、精度よく締付部材の締付作業を行うことができる締付部材装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決すべく本発明は、被締付部材に対して締付部材を位置決めし、被締付部材に締付部材を締付ける締付部材締付装置であって、回転駆動手段により回転自在な回転軸本体と、この回転軸本体の先端に連結され、締付部材を装着すると共に第１駆動手段により進退動自在なソケットと、このソケットと前記回転軸本体を囲む状態で配設され、第２駆動手段により開閉動作及び進退動作する複数の爪状部材などからなるガイド機構を備え、被締付部材の穴部に閉状態の前記ガイド機構の先端を挿入して前記ソケットに装着した締付部材を被締付部材に対して位置決めして締付けるものである。

以上説明したように本発明によれば、被締付部材の穴部に複数の爪状部材からなるガイド機構の先端を挿入することで、ソケットに装着した締付部材を被締付部材に対して容易に位置決めすることができ、精度よく締付部材の締付作業を行うことができる。
また、ソケットの進退動作の駆動手段とガイド機構の開閉動作及び進退動作の駆動手段を別個に設けたので、ソケットの進退動作のスピード及びタイミングと、ガイド機構の開閉動作及び進退動作のスピード及びタイミングを独立して調整することが可能になり、円滑な締付作業を実現することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る締付部材締付装置の平面図、図２は同じく断面図、図３は同じく正面図、図４は締付作業手順を示すフローチャート、図５〜図１４は締付部材締付装置の動作説明図である。

本発明に係る締付部材締付装置は、図１及び図２に示すように、回転駆動手段１により回転自在な回転軸本体２と、回転軸本体２の先端に連結され、締付部材としての六角ボルトを装着すると共に第１駆動手段３により進退動自在なソケット４と、ソケット４と回転軸本体２を囲む状態で配設され、第２駆動手段５により開閉動作及び進退動作する２つの爪状部材６，７などからなるガイド機構８から構成される。なお、六角ボルトが締付けられる被締付部材は、板金部材の裏面に溶接で固着されたナットである。

回転軸本体２は、図２に示すように、第１エアシリンダ１３を備えている。第１エアシリンダ１３は、第１シリンダ１０と、第１シリンダ１０内を摺動自在な第１ピストン１１と、第１ピストン１１に一端を取り付けたロッド１２とからなる。第１ピストン１１は、第１シリンダ１０内に縮装されたスプリング１４により後退方向に付勢されている。また、ロッド１２の他端にはソケット４が取り付けられている。

そして、第１エアシリンダ１３と、第１ピストン１１を前進方向に押圧するエアを供給する第１電磁バルブ１５と、エア供給源（不図示）などからソケット４を進退自在にする第１駆動手段３が構成される。第１電磁バルブ１５には、第１ピストン１１の進退動作のスピードを調整する機能が付加されている。第１ピストン１１は、第１電磁バルブ１５を介してエア供給源から供給されるエアにより前進動作を行い、エア供給源からのエアの供給が途絶えた時にスプリング１４により後退動作を行う。１６はロッド１２を支持すると共に、スプリング１４を第１ピストン１１とで縮装するための蓋部材である。

ソケット４は、第１ピストン１１に六角形状のロッド１２を介して連結されている。ロッド１２を、図２に示すように、六角形状にしたのは、回転駆動手段１による回転を第１シリンダ１０、蓋部材１６などを介して確実にロッド１２に連結したソケット４に伝達させるためである。また、ソケット４には、図３に示すように、六角ボルトの頭部が挿入できる六角形状の穴部４ａが形成され、更に穴部４ａの底には六角ボルトの頭部を吸着するマグネット１７が固着されている。

そして、ソケット４は、第１ピストン１１の動作により進退動作を行い、六角ボルトを装着した前進状態において、回転駆動手段１による回転軸本体２の回転により回転（締付）動作を行う。なお、１８，１９ａ，１９ｂは回転軸本体２を円滑に回転させるためのベアリングである。

ガイド機構８は、回転軸本体２の周囲に配設され、第２エアシリンダ２３と、２つの爪状部材６，７を備えている。第２エアシリンダ２３は、第２シリンダ２０と、第２シリンダ２０と第１シリンダ１０の間に配設され摺動自在な第２ピストン２１とからなる。第２ピストン２１は、第２シリンダ２０内に縮装されたスプリング２４により前進方向に付勢されている。また、第２ピストン２１には、進退動作を円滑にするためのスライダ２５と、爪状部材６，７の後端部６ａ，７ａを取り付けるブラケット２６が設けられている。

そして、第２エアシリンダ２３と、第２ピストン２１を後退方向に押圧するエアを供給する第２電磁バルブ２７と、エア供給源（不図示）などから２つの爪状部材６，７を開閉自在にする第２駆動手段５が構成される。第２電磁バルブ２７には、第２ピストン２１の後退動作のスピードを調整する機能が付加されている。第２ピストン２１は、第２電磁バルブ２７を介してエア供給源から供給されるエアにより後退動作を行い、エア供給源からのエアの供給が途絶えた時にスプリング２４により前進動作を行う。

２つの爪状部材６，７は、回転軸本体２の回転軸を中心にして中心角１８０度で配置され、第２ピストン２１の後退動作中に爪状部材６，７の裏面傾斜部６ｃ，７ｃが第２シリンダ２０の先端傾斜部２０ａに当接しながら後退することによって爪状部材６，７が開状態になる。また、爪状部材６，７の開閉動作を円滑に行うため、爪状部材６，７の先端近傍付近には常に爪状部材６，７を閉状態にするようばね２８が取り付けられている。

そして、図１０に示す締付部材締付装置の動作で述べるように、爪状部材６，７の閉状態時には、２つの爪状部材６，７の先端部６ｂ，７ｂが合体し、その合体した先端部２９が被締付部材であるナットＮの穴部（開口部）Ｎａに挿入され、ナットＮに対する六角ボルトＢの芯出しがなされる。

次に、本発明に係る締付部材締付装置の動作を、図４に示すフローチャートに従って説明する。なお、本発明に係る締付部材締付装置は、フローティング機構（不図示）を介して産業用ロボットなどの自動機に装着される。

先ず、ステップＳＰ１において、自動機を駆動して図２に示す状態の締付部材締付装置（ガイド機構８が閉状態、六角ボルトを装着していないソケット４が後退状態）を、六角ボルトの供給ステーションに移動させる。そして、図５に示すように、エア供給源から第２電磁バルブ２７を介してエアを第２シリンダ２０内に供給し、第２ピストン２１を後退させて２つの爪状部材６，７、即ちガイド機構８を開状態にする。

次いで、ステップＳＰ２において、図６に示すように、ガイド機構８を開状態のまま、エア供給源から第１電磁バルブ１５を介してエアを第１シリンダ１０内に供給し、第１ピストン１１を前進させてソケット４を前進状態にする。

そして、ステップＳＰ３において、図７に示すように、ガイド機構８を開状態のまま、ソケット４を前進状態で、マグネット１７を用いてソケット４に六角ボルトＢを装着する。

次いで、ステップＳＰ４において、図８に示すように、ガイド機構８を開状態のまま、エア供給源からの第１シリンダ１０内へのエアの供給を第１電磁バルブ１５により停止し、スプリング１４の弾発力により第１ピストン１１を後退させて、六角ボルトＢを装着したソケット４を後退させる。

更に、ステップＳＰ５において、図９に示すように、エア供給源からの第２シリンダ２０内へのエアの供給を第２電磁バルブ２７により停止すると共に大気開放し、スプリング２４の弾発力により第２ピストン２１を前進させて、２つの爪状部材６，７、即ちガイド機構８を閉状態にする。

次いで、ステップＳＰ６において、図１０に示すように、自動機を駆動して締付部材締付装置を締付ステーションに移動し、板金部材Ｗの裏面に溶接で固着されたナットＮの穴部Ｎａに対して回転軸本体２の回転軸を垂直にすると共に、ガイド機構８の先端部２９を穴部Ｎａ内に挿入する。これにより、ナットＮに対する六角ボルトＢの芯出しがなされる。

次いで、ステップＳＰ７において、図１１に示すように、エア供給源から第２電磁バルブ２７を介してエアを第２シリンダ２０内に供給し、第２ピストン２１を後退させると、爪状部材６，７の裏面傾斜部６ｃ，７ｃが第２シリンダ２０の先端傾斜部２０ａに当接まで、ガイド機構８は２つの爪状部材６，７の先端部６ｂ，７ｂを合体させた状態で後退する。

このように、ガイド機構８は、少なくとも爪状部材６，７の合体した先端部２９がナットＮの穴部Ｎａから退避するまでの間は２つの爪状部材６，７の先端部６ｂ，７ｂを合体させた状態で後退するので、ナットＮに干渉することなく、次の動作に進むことができる。

更に、第２ピストン２１が後退し、爪状部材６，７の裏面傾斜部６ｃ，７ｃが第２シリンダ２０の先端傾斜部２０ａに当接すると、２つの爪状部材６，７が開き始め、図１２に示すように、ガイド機構８は開状態になる。

次いで、ステップＳＰ８において、図１３に示すように、ガイド機構８を開状態のまま、エア供給源から第１電磁バルブ１５を介してエアを第１シリンダ１０内に供給し、第１ピストン１１を前進させてソケット４を前進させながら、回転駆動手段１により回転軸本体２、即ちソケット４を回転させて六角ボルトＢをナットＮに締付けていく。

そして、ステップＳＰ９において、所定の締付トルクに達すると、回転軸本体２の回転動作を停止し、図１４に示すように、ガイド機構８を開状態のまま、エア供給源からの第１シリンダ１０内へのエアの供給を停止すると共に大気開放し、スプリング１４の弾発力により第１ピストン１１を後退させて、六角ボルトＢの頭部Ｂａから外れるようにソケット４を後退させる。

更に、エア供給源からの第２シリンダ２０内へのエアの供給を第２電磁バルブ２７により停止し、スプリング２４の弾発力により第２ピストン２１を前進させて、２つの爪状部材６，７、即ちガイド機構８を閉状態にする。そして、自動機を駆動し、原位置に復帰する。
以上で、六角ボルトＢのナットＮに対する締付作業は終了する。

本発明によれば、被締付部材の穴部に複数の爪状部材からなるガイド機構の先端を挿入するだけで、ソケットに装着した締付部材を被締付部材に対して容易に位置決めでき、しかも精度よく締付部材の締付作業を行うことができるので、自動車生産工場などにおける簡易自動化締付手段として有効である。

本発明に係る締付部材締付装置（ガイド機構が閉状態、六角ボルトを装着していないソケットが後退状態）の平面図本発明に係る締付部材締付装置（ガイド機構が閉状態、六角ボルトを装着していないソケットが後退状態）の断面図本発明に係る締付部材締付装置（ガイド機構が開状態、六角ボルトを装着していないソケットが後退状態）の正面図締付作業手順を示すフローチャート締付部材締付装置の動作説明図（ガイド機構が開状態、六角ボルトを装着していないソケットが後退状態）締付部材締付装置の動作説明図（ガイド機構が開状態、六角ボルトを装着していないソケットが前進状態）締付部材締付装置の動作説明図（ガイド機構が開状態、六角ボルトを装着しているソケットが前進状態）締付部材締付装置の動作説明図（ガイド機構が開状態、六角ボルトを装着しているソケットが後退状態）締付部材締付装置の動作説明図（ガイド機構が閉状態、六角ボルトを装着しているソケットが後退状態）締付部材締付装置の動作説明図（芯出し状態）締付部材締付装置の動作説明図（ガイド機構が閉状態で後退、六角ボルトを装着しているソケットが後退状態）締付部材締付装置の動作説明図（ガイド機構が開状態、六角ボルトを装着しているソケットが後退状態）締付部材締付装置の動作説明図（六角ボルトのナットＮへの締付完了状態）締付部材締付装置の動作説明図（ガイド機構が開状態、六角ボルトを装着していないソケットが後退状態）

符号の説明

１…回転駆動手段、２…回転軸本体、３…第１駆動手段、４…ソケット、５…第２駆動手段、６，７…爪状部材、８…ガイド機構、１０…第１シリンダ、１１…第１ピストン、１２…ロッド、１３…第１エアシリンダ、１４，２４，２８…スプリング、１５…第１電磁バルブ、２０…第２シリンダ、２１…第２ピストン、２３…第２エアシリンダ、２７…第２電磁バルブ、２９…先端部、Ｎ…ナット（被締付部材）、Ｎａ…穴部、Ｗ…六角ボルト（締付部材）。

Claims

被締付部材に対して締付部材を位置決めし、被締付部材に締付部材を締付ける締付部材締付装置であって、
回転駆動手段により回転自在な回転軸本体と、この回転軸本体の先端に連結され、締付部材を装着すると共に第１駆動手段により進退動自在なソケットと、このソケットと前記回転軸本体を囲む状態で配設され、第２駆動手段により開閉動作及び進退動作する複数の爪状部材からなるガイド機構とを備え、
前記ガイド機構を構成する複数の爪状部材は後退することで開状態となり前進することで閉状態となり、閉状態で複数の爪状部材の先端部は合体し、合体した先端部が被締付部材の穴部に挿入されることで前記ソケットに装着した締付部材の芯出しがなされ、更に芯出し後に複数の爪状部材が後退して開状態となり、前記ソケットに装着した締付部材を被締付部材に対して位置決めして締付け可能となることを特徴とする締付部材締付装置。