JP6750484B2 - ネジ供給装置及びネジ供給方法 - Google Patents

Description

本出願はネジ供給装置及びネジ供給方法に関する。

ネジ締め機にネジを供給するための部品として、カートリッジが用いられる場合がある。このようなカートリッジとしては、例えば、円盤状に形成されたものがある。この円盤状のカートリッジは、カートリッジの周方向に沿って環状に配列された複数のネジ充填孔を有する。複数のネジ充填孔には、ネジがそれぞれ充填され、この複数の充填孔に充填されたネジは、ネジ締め機に供給される。

実開昭５８−０３１９６７号公報 特開２００１−１２１４４０号公報 特開平５−１６９３３２号公報

カートリッジのネジ充填孔にネジが充填される際、正常に充填されず、ネジ浮きとなる場合がある。ネジ浮きがあると、ネジの重心から離れた位置でネジが保持され、ネジ自身の傾きにより芯ズレが発生する。また、座金付ネジでは座金の噛み込みにより、ネジがネジ充填孔に充填されたときに、ネジ浮きが発生して芯ズレが発生することがある。カートリッジ内で、ネジの傾きが発生した状態では、カートリッジがネジ締め機に供給されたとき、ネジ穴と、ネジ締め機のドライバビットの先端が芯ズレにより嵌合されず、それによりネジの落下が発生する場合がある。

１つの側面では、配置部、例えばカートリッジのネジ充填孔にネジを配置したときに生じるネジの芯ズレを矯正するネジ供給装置及びネジ供給方法を提供することを目的とする。

１つの形態によれば、ネジを把持する複数の配置部を有するカートリッジにネジを供給するネジ供給装置であって、複数の配置部にネジを１つずつ充填する吸着ノズルと、
ネジの頭部に応じた形状を有するガイドを有し、吸着ノズルのネジ充填動作時に他の配置部に挿入されるネジ矯正ガイドと、吸着ノズルとネジ矯正ガイドを連動させて駆動する駆動装置と、を備え、吸着ノズルとネジ矯正ガイドとは、吸着ノズルの２回目以降のネジ充填動作時にネジ矯正ガイドが既にネジが充填された配置部に挿入される位置関係になっている、ネジ供給装置を提供する。

他の形態によれば、ネジを把持する複数の配置部を有するカートリッジに対して、複数の配置部に吸着ノズルでネジを１つずつ充填すると同時に、ネジの頭部に応じた形状を有するガイドを備えるネジ矯正ガイドで、既にネジが供給された配置部のネジの姿勢を矯正する、ネジ供給装置を用いる、ネジ供給方法であって、まず、複数の配置部の１つに、吸着ノズルを用いてネジを把持させ、次に、吸着ノズルを用いてネジを別の配置部の１つに把持させるときは、既に把持された配置部の前記ネジの頭部に、ネジ矯正ガイドのガイドが押し当てられて、ネジが傾いている場合に、ネジの姿勢が矯正されるように、吸着ノズルを挿入する配置部が選択されるようにした、ネジ供給方法を提供する。

開示のネジ供給装置及びネジ供給方法によれば、配置部にネジを配置したときに生じるネジの芯ズレを矯正することができる。

開示のネジ供給装置の縦断面図であり、カートリッジ内のネジに芯ズレが発生している状態を示す図である。 ネジ供給装置の吸着ノズル、ネジ矯正ガイド、カートリッジ、及びネジ供給機の斜視図である ネジ供給装置のネジ矯正ガイドにより、芯ズレが発生したネジを矯正した状態を示す図である。 吸着ノズルによりネジをカートリッジに配置した状態を示す図である。 ネジ締め機にカートリッジからネジが供給される様子を示す縦断面図である。

以下、添付図面を用いて本出願の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。また、以下の実施の形態において同一又は類似の要素には共通の参照符号を付けて示し、理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。

図１及び図２に示されるように、開示のネジ供給装置１０は、ネジ供給機１２と、吸着ノズル１６と、ネジ矯正ガイド１７と、第一駆動部１４と、真空エジェクタ１８と、第二駆動部２０と、制御部２２と、第一駆動部１４で駆動されるテーブル６０とを備える。ネジ供給装置１０は、ネジ供給器１２から供給されるネジ３０を、テーブル６０に置かれたカートリッジ３４に充填する。

ネジ供給機１２は、ネジ貯蔵部２４と、ネジ整列部２６と、振動フィーダ２８とを有する。ネジ貯蔵部２４には、ネジ３０が複数、貯蔵される。振動フィーダ２８は、振動を発生するように作動する。ネジ供給機１２では、振動フィーダ２８が作動すると、ネジ貯蔵部２４からネジ整列部２６に複数のネジ３０が搬送されると共に、複数のネジ３０がネジ整列部２６に一列に整列される。

図２に示されるように、ネジ整列部２６には、鉛直方向上側に開口し、水平方向に伸びる溝３２が形成されている。ネジ整列部２６では、各ネジ３０の軸部が溝３３に挿入されることにより、各ネジ３０が頭部を上にして整列される。ネジ整列部２６における先頭の３０は、このネジ３０の軸部が溝３３の一端に当接することによりネジ整列部２６の一端に位置決めされる。ネジ整列部２６の先頭のネジ３０は、後述する吸着ノズル１６によりカートリッジ３４に供給される。

カートリッジ３４は、円盤状に形成されていて、鉛直方向を軸方向として配置される。図１に示されるように、カートリッジ３４は、後述する第一駆動部１４のテーブル６０に固定され、このテーブル６０と共に鉛直軸線周りに回転する。このカートリッジ３４は、テーブル６０に着脱可能に固定されており、テーブル６０から取り外されて、後述するネジ締め機８０に装着される（図５参照）。

カートリッジ３４は、このカートリッジ３４の周方向に配列された複数のネジ充填孔３６（配置部）を有する。複数のネジ充填孔３６は、それぞれ断面円形状に形成されていて、カートリッジ３４の軸方向に沿って貫通している。

カートリッジ３４がテーブル６０に固定された状態において、カートリッジ３４は、ネジ整列部２６の上方に配置される。また、カートリッジ３４の中心軸線からネジ整列部２６における先頭のネジ３０の中心軸線までの距離が、カートリッジ３４の中心軸線からネジ充填孔３６の中心軸線までの距離と等しくなるように、各部の長さが設定されている。

図１に示されるように、カートリッジ３４は、本体部３８と、ネジ３０を把持するための把持シート４０とを備えている。把持シート４０は、例えばプラスチック製であり、概略円環状に形成されている。把持シート４０は、図示しないが固定リング及び複数のボルトにより本体部３８に固定される。把持シート４０には、複数のネジ充填孔３６のそれぞれに対応してネジ把持部５０が形成されている。各ネジ把持部５０は、把持片５２と把持片５４とを有する。

ネジ充填孔３６に充填されたネジ３０の軸部は、カートリッジ３４の内側に位置する把持片５２及び外側に位置する把持片５４によってそれぞれ挟持される。すなわち、通常の動作では、ネジ３０は、ネジ把持部５０に把持された状態でネジ充填孔３６に充填される（図４参照）。しかしながら、図１に示すように、何らかの原因によりネジ３０が正常に充填されず、ネジ浮きとなる場合がある。ネジ浮きがあると、ネジ３０はその重心から離れた位置で、ネジ把持部５０により保持されるため、ネジの傾きが発生する場合があった。

図１に示される第一駆動部１４は、テーブル６０と、モータ６２とを有する。テーブル６０は、円盤状に形成されており、鉛直方向を軸方向として配置されている。テーブル６０は、カートリッジ３４を着脱可能に保持する機構を有する。このテーブル６０には、カートリッジ３４の各ネジ充填孔３６と同軸上に貫通孔６４が形成されている。

テーブル６０は、モータ６２の作動に伴い鉛直軸線周りに回転する。第一駆動部１４によってカートリッジ３４が所定角度ずつ回転することにより、複数のネジ充填孔３６が吸着ノズル１６と同軸上の位置、すなわち、ネジ充填位置に順次配置される。

吸着ノズル１６は、図１及び図２に示されるように、パイプ状に形成されており、鉛直方向を軸方向として配置される。吸着ノズル１６は、ネジ整列部２６における先頭のネジ３０とカートリッジ３４を挟んだ反対側、すなわち、カートリッジ３４の上方に配置される。また吸着ノズル１６は、ネジ整列部２６における先頭のネジ３０と同軸上に配置される。

吸着ノズル１６を駆動させる第二駆動部２０（駆動装置）には、可動部６６と及び案内部６８を有するスライダ機構７０が設けられており、このスライダ機構７０の可動部６６には、吸着ノズル１６が固定されている。吸着ノズル１６は、スライダ機構７０の可動部６６と共に鉛直方向に移動する。

真空エジェクタ１８は、圧縮エア供給源７２と吸着ノズル１６の間に接続されている。圧縮エア供給源７２から真空エジェクタ１８に圧縮エアが供給されることで、真空エジェクタ１８が駆動して、吸着ノズル１６の先端部、すなわち、吸入口から空気が吸引される。

第二駆動部２０は、方向制御弁７４と、エアシリンダ７６とを有する。方向制御弁７４は、圧縮エア供給源７２とエアシリンダ７６の間に接続されている。エアシリンダ７６の可動部は、吸着ノズル１６に接続されている。

第二駆動部２０は、吸着ノズル１６を往復移動させる。すなわち、方向制御弁７４を介して圧縮エア供給源７２からエアシリンダ７６に圧縮エアが供給されると、吸着ノズル１６が鉛直方向に移動する。また、方向制御弁７４の切替に伴い、エアシリンダ７６の作動方向が切り替えられ、吸着ノズル１６の移動方向が変更される。

制御部２２は、例えば演算装置及び記憶装置等を有する電子回路を備えており、振動フィーダ２８、第一駆動部１４のモータ６２、真空エジェクタ１８、及び、第二駆動部２０の方向制御弁７４を制御する。

本実施形態のネジ供給装置１０のネジ矯正部１７は、棒状の部材であり先端に、ネジ３０の頭部に応じた形状を有するガイド１９を有する。そして、吸着ノズル１６の動作と連動するように設けられていて、吸着ノズル１６が、第二駆動部２０によりネジ充填動作をする際、ネジ矯正部１７は他のネジ充填孔３６に挿入される。ネジ矯正ガイド１７は、吸着ノズルの２回目のネジ充填動作時、すなわちネジ３０が、ネジ充填孔３６に充填された後に、ネジ矯正ガイド１７が、そのネジ充填孔３６に挿入される位置関係になっている。ガイド１９は、図３に示されるように、ネジ３０の頭部に当接する部分がネジ３０の頭部に応じた形状に形成されているため、ネジ３０の頭部にガイド１９を押し付けるとネジが垂直に立ち、ネジ保持部５０に保持されるようになる。そのため、ネジ３０の芯ズレが解消される。また、ネジ矯正ガイド１７は下死点を制御して、ネジ３０を押しすぎないように制御される。

なお、カートリッジの最後のネジ充填孔３６に充填されたネジ３０は、ネジ矯正ガイド１７により矯正することができない。そのため、後述するネジ締め機８０（図５参照）にネジ矯正ガイドを設けて、ネジ供給前にネジの傾きを矯正するようにしてもよい。また、吸着ノズル１６とは別の駆動機構を設けてネジ矯正ガイド１７のみをネジ充填孔３６に挿入してもよい。

次に、ネジ供給装置１０を用いたカートリッジ３４へのネジ３０の供給方法について説明する。

まず、ネジ供給機１２の振動フィーダ２８が作動し、ネジ貯蔵部２４からネジ整列部２６に複数のネジ３０が搬送されるとともに、この複数のネジ３０がネジ整列部２６に一列に整列される。ネジ整列部２６における先頭のネジ３０は、このネジ３０の軸部が溝３２の一端に当接することによりネジ整列部２６の一端に位置決めされる。そして、図１に示すように、この先頭のネジ３０は、複数のネジ充填孔３６のうちネジ充填位置にあるネジ充填孔３６と同軸上に配置される。

続いて、図３に示されるように、第二駆動部２０のエアシリンダ７６が作動し、吸着ノズル１６が往路方向に移動、すなわち、図３の矢印Ａ方向に下降する。吸着ノズル１６は、降下する際、ネジ充填孔３６を貫通する。吸着ノズル１６がネジ充填孔３６を貫通して降下するときには、図３に示されるように、ネジ把持部５０を形成する複数の把持片５２、５４に吸着ノズルが摺接し、複数の把持片５２、５４が吸着ノズル１６の先端部側へ向けて弾性変形する。吸着ノズル１６の先端部が、ネジ整列部２６に置ける先頭のネジ３０に到達すると、エアシリンダ７６が停止し、吸着ノズル１６が降下した位置に保持される。

吸着ノズル１６が降下すると同時に、ネジ矯正ガイド１７も降下する。そして、ネジ矯正ガイド１７は、吸着ノズル１６が挿入されたネジ充填孔３６とは別のネジ充填孔３６に挿入される。本実施形態では、図２に示すように、吸着ノズル１６が挿入されたネジ充填孔３６に隣接するネジ充填孔３６に挿入される。そして、図３に示されるように、吸着ノズル１６が降下すると同時に、ネジ矯正ガイド１７のガイド１９がネジ３０の頭部に押し当てられることにより、既にネジ充填孔３６に挿入されているネジ３０の姿勢が矯正される。

続いて、図４に示されるように、方向制御弁７４によってエアシリンダ７６の作動方向が切り替えられ、このエアシリンダ７６が逆方向に作動し、吸着ノズル１６復路方向に移動、すなわち、図４の矢印Ｂ方向に上昇する。

吸着ノズル１６が上昇する際にネジ把持部５０を通過すると、ネジ把持部５０を形成する把持片５２、５４が元の形状に戻り、吸着ノズル１６に吸着されたネジ３０の軸部が、ネジ把持部５０によって把持されてネジ充填孔３６内に留まる。その後、真空エジェクタ１８が停止し、吸着ノズル１６の先端部からの空気の吸引が停止される。吸着ノズル１６は更に上昇し、図１に示されるよう、カートリッジ３４の上方まで上昇する。

吸着ノズル１６がカートリッジ３４の上方まで上昇すると、第一駆動部１４のモータ６２が作動して、テーブル６０と共にカートリッジ３４が図２の矢印Ｃ方向に回転する。そして、複数のネジ充填孔３６のうち次のネジ充填孔３６にネジ３０が順に供給され、複数のネジ充填孔３６の各々にネジ３０が充填される。

なお、カートリッジ３４は、テーブル６０から取り外され、図５に示されるネジ締め機８０に装着される。カートリッジ３４に充填されたネジ３０は、ネジ締め機の電動ドライバ８２に供給される。電動ドライバ８２は、モータ８４と、ドライバ８６と、ケース８８とを有する。ドライバ８６は、円筒状のケース８８に収容されると共に、モータ８４の出力軸に固定されている。

そして、この電動ドライバ８２では、吸引装置９０によりケース８８の内側の空気が吸引されることにより、ドライバ８６の先端にネジ３０が吸着される。また、電動ドライバ８２は、例えばロボットハンド等の搬送機９２によりネジ３０の締結先に搬送され、このネジ３０の締結先においてモータ８４が作動することにより、ドライバ８６が回転しネジ３０が締結先のネジ穴に螺入される。

以上、本出願を特にその好ましい実施の形態を参照して詳細に説明した。本出願の容易な理解のために、本出願の具体的な形態を以下に付記する。

（付記１）ネジを把持する複数の配置部を有するカートリッジにネジを供給するネジ供給装置であって、
前記複数の配置部にネジを１つずつ充填する吸着ノズルと、
前記ネジの頭部に応じた形状を有するガイドを有し、前記吸着ノズルのネジ充填動作時に他の配置部に挿入されるネジ矯正ガイドと、
前記吸着ノズルと前記ネジ矯正ガイドを連動させて駆動する駆動装置と、を備え、
前記吸着ノズルと前記ネジ矯正ガイドとは、前記吸着ノズルの２回目以降のネジ充填動作時に前記ネジ矯正ガイドが既にネジが充填された前記配置部に挿入される位置関係になっている、ネジ供給装置。
（付記２）前記ネジ矯正ガイドは、前記吸着ノズルがネジを充填する配置部に、隣接する配置部に挿入されるよう設けられる、付記１に記載のネジ供給装置。
（付記３）前記ネジ矯正ガイドは、前記吸着ノズルがネジを充填する配置部に対して、少なくとも一つの配置部を隔てた配置部に挿入されるよう設けられ、前記駆動装置は前記吸着ノズルを隣接する前記配置部に順次挿入する、付記１に記載のネジ供給装置。
（付記４）ネジを把持する複数の配置部を有するカートリッジに対して、前記複数の配置部に吸着ノズルでネジを１つずつ充填すると同時に、前記ネジの頭部に応じた形状を有するガイドを備えるネジ矯正ガイドで、既にネジが供給された配置部のネジの姿勢を矯正する、ネジ供給装置を用いる、ネジ供給方法であって、
まず、前記複数の配置部の１つに、前記吸着ノズルを用いて前記ネジを把持させ、
次に、前記吸着ノズルを用いて前記ネジを別の配置部の１つに把持させるときは、既に把持された配置部の前記ネジの頭部に、前記ネジ矯正ガイドの前記ガイドが押し当てられて、前記ネジが傾いている場合に、前記ネジの姿勢が矯正されるように、前記吸着ノズルを挿入する配置部が選択されるようにした、ネジ供給方法。

１０ ネジ供給装置
１２ ネジ供給機
１４ 第一駆動部
１６ 吸着ノズル
１７ ネジ矯正ガイド
１８ 真空エジェクタ
１９ ガイド
２０ 第二駆動部（駆動装置）
２２ 制御部
２６ ネジ整列部
３０ ネジ
３４ カートリッジ
３６ ネジ充填孔（配置部）
５０ ネジ把持部
５２、５４ 把持片

Claims (3)

1. ネジを把持する複数の配置部を有するカートリッジにネジを供給するネジ供給装置であって、
   前記複数の配置部にネジを１つずつ充填する吸着ノズルと、
   前記ネジの頭部に応じた形状を有するガイドを有し、前記吸着ノズルのネジ充填動作時に他の配置部に挿入されるネジ矯正ガイドと、
   前記吸着ノズルと前記ネジ矯正ガイドを連動させて駆動する駆動装置と、を備え、
   前記吸着ノズルと前記ネジ矯正ガイドとは、前記吸着ノズルの２回目以降のネジ充填動作時に前記ネジ矯正ガイドが既にネジが充填された前記配置部に挿入される位置関係になっている、ネジ供給装置。
2. 前記ネジ矯正ガイドは、前記吸着ノズルがネジを充填する配置部に、隣接する配置部に挿入されるよう設けられる、請求項１に記載のネジ供給装置。
3. ネジを把持する複数の配置部を有するカートリッジに対して、前記複数の配置部に吸着ノズルでネジを１つずつ充填すると同時に、前記ネジの頭部に応じた形状を有するガイドを備えるネジ矯正ガイドで、既にネジが供給された配置部のネジの姿勢を矯正する、ネジ供給装置を用いる、ネジ供給方法であって、
   まず、前記複数の配置部の１つに、前記吸着ノズルを用いて前記ネジを把持させ、
   次に、前記吸着ノズルを用いて前記ネジを別の配置部の１つに把持させるときは、既に把持された配置部の前記ネジの頭部に、前記ネジ矯正ガイドの前記ガイドが押し当てられて、前記ネジが傾いている場合に、前記ネジの姿勢が矯正されるように、前記吸着ノズルを挿入する配置部が選択されるようにした、ネジ供給方法。

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