JP7128550B2 - 双腕スカラロボットを利用した自動ボルト締付装置 - Google Patents

双腕スカラロボットを利用した自動ボルト締付装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7128550B2
JP7128550B2 JP2021026699A JP2021026699A JP7128550B2 JP 7128550 B2 JP7128550 B2 JP 7128550B2 JP 2021026699 A JP2021026699 A JP 2021026699A JP 2021026699 A JP2021026699 A JP 2021026699A JP 7128550 B2 JP7128550 B2 JP 7128550B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bolt
gripper
vacuum
arm
tightening device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021026699A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022039915A (ja
Inventor
ソク チェ,ジン
グン チェ,クァン
Original Assignee
ジェイ-レム カンパニー,リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ジェイ-レム カンパニー,リミテッド filed Critical ジェイ-レム カンパニー,リミテッド
Publication of JP2022039915A publication Critical patent/JP2022039915A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7128550B2 publication Critical patent/JP7128550B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/001Article feeders for assembling machines
    • B23P19/006Holding or positioning the article in front of the applying tool
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/001Article feeders for assembling machines
    • B23P19/004Feeding the articles from hoppers to machines or dispensers
    • B23P19/005Feeding the articles from hoppers to machines or dispensers by using flowing gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/001Article feeders for assembling machines
    • B23P19/007Picking-up and placing mechanisms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/06Screw or nut setting or loosening machines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/10Aligning parts to be fitted together
    • B23P19/102Aligning parts to be fitted together using remote centre compliance devices
    • B23P19/105Aligning parts to be fitted together using remote centre compliance devices using sensing means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/10Aligning parts to be fitted together
    • B23P19/12Alignment of parts for insertion into bores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/005Manipulators for mechanical processing tasks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/02Gripping heads and other end effectors servo-actuated
    • B25J15/0206Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B25J15/0616Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0084Programme-controlled manipulators comprising a plurality of manipulators
    • B25J9/0087Dual arms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • B25J9/043Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm double selective compliance articulated robot arms [SCARA]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0093Programme-controlled manipulators co-operating with conveyor means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

本発明は、自動ボルト締付装置に関し、特に、双腕スカラロボットを利用してボルトフィーダーからボルトをピックアップする工程と、被加工物にボルトを締め付ける工程とが独立的に同時進行されるようにして、安定的にボルトを締め付けながらもボルト締付にかかる時間を大幅に短縮できるようにした自動ボルト締付装置に関する。
一般に、工産品の組立ラインは、ボルトの締付作業が主をなしており、それぞれの組立ラインにおいてボルトの締付工程は、ほとんど自動化されている。
各組立ラインにおいてボルト締付のために広く使用されている方式は、韓国登録実用新案公報第0453575号(2011.05.03.)に公知されたように、締め付けようとするボルトを真空吸着パイプに真空吸着した後、被加工物に締め付ける方式である。
このように、真空吸着パイプを利用する場合、真空吸着パイプがスカラロボットによりボルトフィーダーでボルトを真空吸着した後、組立ラインの被加工物まで移動してボルトを締め付け、再度ボルトフィーダーに移動してボルトを真空吸着する動作を繰り返し的に行うようになる。
このような従来技術によれば、真空吸着パイプが下端部にボルトを真空吸着した状態でそのまま移動して被加工物にボルトを締め付けるので、ボルトの傾きがばらつくという問題なく、ボルト締付が極めて安定的になされるという長所があった。
しかしながら、真空吸着パイプによるボルト締付の場合、安定的なボルト締付が可能であるという長所にもかかわらず、真空吸着パイプがボルトフィーダーに定位置した状態でボルトを真空吸着し、その後、組立ラインの被加工物まで移動した後、被加工物に定位置した状態で真空吸着されたボルトを締め付け、再度ボルトフィーダーに移動する工程等が順次1つずつ進行されなければならず、ボルト締付に多くの時間がかかるという短所があった。
大韓民国公開特許公報第1998-0009981号(1998.04.30)
したがって、本発明は、上記のような従来の諸問題を解消するために提案されたものであって、本発明の目的は、双腕スカラロボットを利用してボルトフィーダーからボルトをピックアップする工程と、被加工物にボルトを締め付ける工程とが独立的に同時進行されるようにして、安定的にボルトを締め付けながらもボルト締付にかかる時間を大幅に短縮できるようにした自動ボルト締付装置を提供することにある。
上記のような目的を達成するために、本発明の技術的思想による自動ボルト締付装置は、ボルトフィーダーからボルトを供給され、組立ラインに位置した被加工物に対してボルトを締め付けることができるようにした自動ボルト締付装置であって、本体フレームと、前記本体フレームに左右方向に回転可能に設けられた下部アームと、前記下部アームの先端部に設けられて、ボルトフィーダーからボルトをピックアップするグリッパーと、前記下部アームの上側で前記本体フレームに左右方向に回転可能に設けられた上部アームと、前記上部アームの先端部に昇降可能に設けられ、前記グリッパーにピックアップされたボルトを真空吸着した状態で前記上部アームにより組立ラインに移動した後、組立ラインに位置した被加工物にボルトを締め付けるボルト締付機とを備え、前記グリッパーによりボルトフィーダーからボルトをピックアップする工程と、前記ボルト締付機により被加工物にボルトを締め付ける工程とが独立的に同時進行されることをその技術的構成上の特徴とする。
ここで、前記グリッパーは、前記下部アームの先端部上面に左右方向に回転可能に設けられた補助アームの先端部に設けられて、前記ボルトフィーダーのボルトを真空吸着できるようにした真空グリッパーと、前記下部アームの先端部下面に左右方向に回転可能に設けられ、先端部に備えられた一対のジョー(jaw)により前記真空グリッパーに真空吸着されたボルトをグリッピングして前記ボルト締付機に伝達できるようにしたジョーグリッパーとからなることを特徴とすることができる。
また、前記補助アームは、下側に垂直に結合されたボールスプラインにより前記下部アームの先端部に昇降可能なように支持された状態で第1のモータの駆動力を受けて左右方向に回転できるようにしたことを特徴とすることができる。
また、前記ボールスプラインを弾性支持する緩衝用ばねがさらに設けられたことを特徴とすることができる。
また、前記ジョーグリッパーが真空グリッパーに真空吸着されたボルトをグリッピングした状態で前記真空グリッパーを上昇させてボルトを分離させるリフティングユニットが設けられ、前記リフティングユニットは、第2のモータのシャフトに設けられたピニオンと、前記ピニオンと噛み合って直線運動するラックと、前記ラックに結合されて、前後方向に直線運動するスライド部材と、前記スライド部材が摺動するように案内するレールと、前記スライド部材の先端部に一端部がヒンジ結合されたリンクジョイントと、前記リンクジョイントの他端部にヒンジ結合されて、前記スライド部材が前方移動すれば上昇し、後方移動すれば下降しながら前記補助アームを昇降させる昇降体と、前記昇降体の下側に垂直に結合されて、前記昇降体の昇降を案内するガイド棒とを備えることを特徴とすることができる。
また、前記スライド部材は、前記ラックの上面に結合されたラック結合部と、前記ラック結合部の先端部に左右方向に長く形成された形態で結合された左右拡大部と、前記左右拡大部の左側端部と右側端部とに各々結合されて、互いに離間した状態で前後方向に長く形成された一対のスライディング部とからなり、前記スライディング部に対応して前記レール、リンクジョイント、及びガイド棒が左側と右側で対をなして備えられ、互いに離間した一対のスライディング部間の空間に、真空グリッパーとジョーグリッパーとに各々動力を提供する第1のモータと第3のモータとが配置されるようにしたことを特徴とすることができる。
また、前記上部アームと下部アームとは、各々折れ曲がり可能な多関節アームからなることを特徴とすることができる。
一方、本発明の工産品製造システムは、被加工物を各組立ラインに移送するコンベヤと、ボルトを供給するボルトフィーダーと、前記ボルトフィーダーからボルトを供給されて、1つの組立ラインに位置した被加工物に対してボルトを締め付けることができるようにした前述した自動ボルト締付装置とを備えることをその技術的構成上の特徴とする。
本発明による自動ボルト締付装置は、双腕スカラロボットを利用してボルトフィーダーからボルトをピックアップする工程と、被加工品にボルトを締め付ける工程とが順次進行されず、独立的に同時進行されるようにして、安定的にボルトを締め付けながらもボルト締付にかかる時間を大幅に短縮することが可能になる。
本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置の使用状態図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置の側面図。 図2において主要部位を拡大した拡大図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置において真空グリッパーとジョーグリッパーとが設けられた下部アームの部分斜視図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置において真空グリッパーとジョーグリッパーとが設けられた下部アームの内部構成を説明するための参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置において真空グリッパーを昇降させてボルトを分離させるリフティングユニットの構成を説明するための斜視図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置において真空グリッパーとジョーグリッパーとが設けられた下部アームの平面図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置において真空グリッパーとジョーグリッパーとが設けられた下部アームの側面図。 図7のA-Aに沿う断面図。 図9の主要部位の部分拡大図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。 本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置においてボルトの移動と締め付け作業を示し、一連の参照図。
添付した図面を参照して本発明の実施形態等に係る自動ボルト締付装置について詳細に説明する。本発明は、様々な変更を加えることができ、種々の形態を有することができるところ、特定実施形態を図面に例示し、本文に詳細に説明しようとする。しかしながら、これは、本発明を特定の開示形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物ないし代替物を含むことと理解されなければならない。各図面を説明しながら、類似した参照符号を類似した構成要素に対して使用した。添付された図面において、構造物等の寸法は、本発明の明確性を期するために実際より拡大したり、概略的な構成を理解するために実際より縮小して図示したものである。
また、第1及び第2などの用語は、様々な構成要素を説明するのに使用されることができるが、前記構成要素等は、前記用語等により限定されてはならない。前記用語等は、1つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しないながら、第1構成要素は第2構成要素と命名されることができ、同様に、第2構成要素も第1構成要素と命名されることができる。一方、異なるように定義されない限り、技術的であるか、科学的な用語を含めて、ここで使用される全ての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者により一般的に理解されることと同じ意味を有している。一般的に使用される辞書に定義されているような用語等は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有することと解釈されなければならず、本出願において明らかに定義しない限り、理想的であるか、過度に形式的な意味と解釈されない。
<実施形態>
図1は、本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置の使用状態図であり、図2は、本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置の側面図であり、図3は、図2において主要部位を拡大した拡大図であり、図4は、本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置において真空グリッパーとジョーグリッパーとが設けられた下部アームの部分斜視図である。
図示されたように、本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置は、本体フレーム110、下部アーム120、上部アーム130、真空グリッパー140、ジョーグリッパー150、ボルト締付機160を主な構成要素として含んでなる。本発明は、このような主な構成要素等によりボルトフィーダーF1からボルトをピックアップする工程と、コンベヤC1により組立ラインに位置した被加工物P1にボルトを締め付ける工程とが独立的に同時進行されるようにすることで、安定的にボルトを締め付けながらもボルト締付にかかる時間を大幅に短縮できるように構成される。
以下、上記各構成要素を中心に本発明の実施形態に係る自動ボルト締付装置について詳細に説明する。
前記本体フレーム110は、下部アーム120と上部アーム130とを各々昇降及び左右方向に回転可能なように支持する役割をする。
前記下部アーム120は、真空グリッパー140とジョーグリッパー150とを先端部に支持しながら移動させる役割をするものであって、多関節のアームからなる。前記下部アーム120は、本体フレーム110に昇降可能なように結合される下部昇降体121、前記下部昇降体121に左右方向に回転可能なように順次結合される第1の下部アーム122、第2の下部アーム123からなる。前記第2の下部アーム123の上面には、補助アーム124により垂直な形態で真空グリッパー140が設けられ、下面には、一対のジョー152(jaw)を備えたジョーグリッパー150が設けられる。
前記上部アーム130は、真空グリッパー140を先端部に支持しながら移動させる役割をするものであって、下部アーム120と同様に、多関節のアームからなる。前記上部アーム130は、本体フレーム110に昇降可能なように結合される上部昇降体131、前記上部昇降体131に左右方向に回転可能なように順次結合される第1の上部アーム132、第2の上部アーム133、及び第3の上部アーム134からなる。前記第3の上部アーム134の先端部下側には、垂直にボルト締付機160が設けられる。また、前記第3の上部アーム134の先端部上側には、ビジョン190が設けられて、被加工物のボルト締付地点を確認し、ボルト締付機160による締付作業が正確になされ得るように助力する。
前記真空グリッパー140は、ボルトフィーダーからボルトをピックアップする役割をし、真空圧によりボルトを吸着する真空吸着管の形態で備えられる。前記真空グリッパー140は、下部アーム120の先端部上面に左右方向に回転可能に設けられた補助アーム124の先端部に下方向に垂直に設けられる。このような真空グリッパー140の内部構造をみると、図9と図10の断面図に図示されたように、下端部でボルトを真空吸着できるように内部が中空で形成されて真空ポンプと連結されるようにした。
ここで、真空グリッパー140を支持する補助アーム124は、図10に示されたように、下側に垂直に結合されたボールスプライン180により下部アーム120の先端部に昇降可能なように支持された状態で第1のモータM1の駆動力を受けて左右方向に回転できるように設けられる。前記ボールスプライン180の場合、中空の垂直軸181とナット182とが結合されてなる。前記ボールスプライン180の垂直軸181下部には緩衝用ばね185が挟まれた形態で追加設置されて、ボールスプライン180のナット182を下側で弾性支持させる。これにより、前記真空グリッパー140の昇降動作の際に共に昇降するボールスプライン180の昇降動作による振動及び衝撃を減殺させることができるようになる。
前記真空グリッパー140の回転動作は、第1のモータM1によりピニオン126が回転すれば、それに順次連結された回転軸125、ボールスプライン180のナット182、垂直軸181が回転し、前記垂直軸181の上端部に結合された補助アーム124が回転しながらなされる。
前記ジョーグリッパー150は、下部アーム120の先端部下面に左右方向に回転可能に設けられ、先端部に備えられた一対のジョー152(jaw)により真空グリッパー140に真空吸着されたボルトをグリッピングしてボルト締付機160に伝達する役割をする。前記ジョーグリッパー150は、下部アーム120の先端部下面に回転可能なように結合され、第3のモータM3から動力を提供されて回転動作するグリッパー本体151と、前記グリッパー本体151の先端部に設けられて、左右に拡げるか、狭めながらボルトをグリッピングできるようにした一対のジョー152とからなる。このようなジョーグリッパー150が備えられれば、真空吸着によりボルトフィーダーでボルトをピックアップする真空グリッパー140と、やはり真空吸着によりボルトを真空吸着した状態で組立ラインにある被加工物にボルトを締め付けるボルト締付機160との間に円滑なボルト伝達がはじめて可能となる。
ここで、一対のジョー152は、相互間に夾角180度以上に拡げることができるものとして設けられることが好ましい。これにより、真空グリッパー140が補助アーム124の左右方向回転により移動するとき、一対のジョー152が最大限拡げられた状態になるようにすることで、相互間に干渉が起こらないように遮断することができる。
一方、ジョーグリッパー150が真空グリッパー140に真空吸着されたボルトをグリッピングした状態で前記真空グリッパー140を少し上昇させてボルトを分離させることができるようにするリフティングユニット170が設けられる。
前記リフティングユニット170は、図6に示されたように、第2のモータM2のシャフトに設けられたピニオン171と、前記ピニオン171と噛み合って直線運動するラック172と、前記ラック172に結合されて、前後方向に直線運動するスライド部材173と、前記スライド部材173が摺動するように案内するレール174と、前記スライド部材173の先端部に一端部がヒンジ結合されたリンクジョイント175と、前記リンクジョイント175の他端部にヒンジ結合されて、前記スライド部材173が前方移動すれば上昇し、後方移動すれば下降しながら前記補助アーム124を昇降させる昇降体176と、前記昇降体176の下側に垂直に結合されて、前記昇降体176の昇降を案内する左右一対のガイド棒177とからなる。
このように、リフティングユニット170を備えた構成によれば、第2のモータM2のシャフトと、それに結合されたピニオン171を回転させてラック172を前方へ移動させると、ラック172とともにスライド部材173が前方へ移動し、前記スライド部材173の先端部にリンクジョイント175によりヒンジ結合された昇降体176が上昇するようになる。このとき、ガイド棒177は、昇降体176が前方へ移動せずに安定的に上昇するように案内する。ここで、ガイド棒177は、左側と右側に一対で備えられた構成により昇降体176が左側や右側に傾きながらボールスプライン180が挿入されているホールに挟まれて昇降できないという問題を解消できる。これにより、昇降体176上面に形成された定着溝176aに後端部が定着した状態で支持された補助アーム124が上昇し、前記補助アーム124の先端部に設けられた真空グリッパー140も上昇するようになる。
このようなリフティングユニット170の構成において昇降体176の定着溝176aに形成された通孔176bを介して補助アーム124の下側に垂直に結合されたボールスプライン180の垂直軸181が貫通された状態で下部アーム120の先端部に挿入された形態となる。これにより、前記補助アームが後端部のみ昇降体176の定着溝176aに支持された形態に設けられても先端部が垂れ下がることなく、前記リフティングユニット170の昇降体176により昇降できるようになる。
また、前記リフティングユニット170の構成においてスライド部材173の形状に注目することができる。前記スライド部材173は、ラック172の上面に結合されたラック結合部173aと、ラック結合部173aの先端部に左右方向に長く形成された形態で結合された左右拡大部173cと、左右拡大部173cの左側端部と右側端部とに各々結合されて、相互間に左右に広く離間した状態で前後方向に長く形成された一対のスライディング部173bとからなり、前記スライディング部173bに対応して前記レール174、リンクジョイント175、及びガイド棒177が左側と右側で対をなして備えられる。
このように、前記スライド部材173の左右拡大部173c及び一対のスライディング部173bにより左右に広く拡げられてレール174により支持された形態になると、前後方向への移動の際、極めて安定的にバランスを維持できるという長所があることはもちろん、互いに離間した一対のスライディング部173b間の空間に真空グリッパー140とジョーグリッパー150とに各々動力を提供する第1のモータM1と第3のモータM3とを中央に集めて配置しても、これによる干渉の問題を避けながら、使えなかった縁の空間を積極的に活用できるという長所がある。
前述した前記リフティングユニット170の構成をみると、真空グリッパー140を昇降させるために、補助アーム124の後端部の下に第2のモータM2を設け、スクリュー及びナットにより簡単に補助アーム124を昇降させるように構成できるにもかかわらず、第2のモータM2を補助アーム124の後端部から離れた地点に設け、ピニオン171とラック172、スライド部材173、リンクジョイント175、及び昇降体176を使用した動力伝達体系により複雑かつ非効率的に見える構成を取っていることが分かる。しかし、このような構成は、補助アーム124及び真空グリッパー140が作動される高さをできる限り低めて上部アーム130に対する干渉の問題をなくすとともに、下部アーム120と上部アーム130との間隔を最小化するために最適化された構成であるといえる。
前記ボルト締付機160は、上部アーム130の先端部に真空吸着管の形態で備えられて昇降可能に設けられる。前記ボルト締付機160は、真空グリッパー140がグリッピングしているボルトを真空吸着し、その状態で上部アーム130により組立ラインに移動した後、組立ラインに位置した被加工物にボルトを締め付ける。本発明においてボルト締付機160は、さらにボルトフィーダーまで移動してボルトをピックアップする作業をせず、中間に介入されたジョーグリッパー150からボルトを伝達された直後、直ちに移動して被加工物にボルトを締め付ける役割を専担するようになる。これにより、前記ボルト締付機160が組立ラインに位置した被加工物とボルトフィーダーとの間の遠い距離を移動するのにかかる時間、ボルトフィーダーに定位置し、ボルトをピックアップするのにかかる時間を節約できるものである。
添付された図11a~図11lには、真空グリッパー140によるボルトピックアップ及び移動、ジョーグリッパー150によるボルトの中間グリッピング及び伝達、ボルト締付機160によるボルト移動及び締付作業が逐次的によく示されている。特に、図面から分かるように、ボルト締付機160が以前ボルトを締め付けている間、真空グリッパー140及びジョーグリッパー150が協力してボルトフィーダーからボルトをピックアップして運搬した後、ボルト締付機160に直ちに伝達できるように待機位置で待機し、ボルト締付機160は、以前ボルトに対するボルト締付が完了すれば、ジョーグリッパー150により待機位置に待機しているボルトを直ちにピックアップしてボルト締付を行うように動作することに注目することができる。
そして、真空グリッパー140とボルト締付機160の中間でジョーグリッパー150により行なわれる細部的な動作及び作用にも留意することができる。前記ジョーグリッパー150は、図11dから図11kに至る図面に示されたように、ボルトを真空吸着する真空グリッパー140とボルト締付機160との間でグリッピングによりボルトを中間伝達する役割を円滑に果たす。さらに、ジョーグリッパー150は、真空グリッパー140との干渉を回避するために、一方に回転動作するだけでなく、ジョーを180度まで広く拡げることまでもできる。このような回避動作は、ジョーグリッパー150が動作するときには真空グリッパー140も行うことになる。
以上から、本発明の望ましい実施形態を説明したが、本発明は、様々な変化と変更及び均等物を使用できる。本発明は、上記実施形態を適宜変形して同様に応用できることが明らかである。したがって、前記記載内容は、下記の特許請求の範囲の限界により決められる本発明の範囲を限定するものではない。
110 本体フレーム
120 下部アーム
130 上部アーム
140 真空グリッパー
150 ジョーグリッパー
160 ボルト締付機
170 リフティングユニット
180 ボールスプライン

Claims (7)

  1. ボルトフィーダーからボルトを供給され、組立ラインに位置した被加工物に対してボルトを締め付けることができるようにした自動ボルト締付装置であって、
    本体フレームと、
    前記本体フレームに左右方向に回転可能に設けられた下部アームと、
    前記下部アームの先端部に設けられて、ボルトフィーダーからボルトをピックアップするグリッパーと、
    前記下部アームの上側で前記本体フレームに左右方向に回転可能に設けられた上部アームと、
    前記上部アームの先端部に昇降可能に設けられ、前記グリッパーにピックアップされたボルトを真空吸着した状態で前記上部アームにより組立ラインに移動した後、組立ラインに位置した被加工物にボルトを締め付けるボルト締付機と、
    を備え、
    前記グリッパーによりボルトフィーダーからボルトをピックアップする工程と、前記ボルト締付機により被加工物にボルトを締め付ける工程とが独立的に同時進行され、
    前記グリッパーは、前記下部アームの先端部上面に左右方向に回転可能に設けられた補助アームの先端部に設けられて、前記ボルトフィーダーのボルトを真空吸着できるようにした真空グリッパーと、前記下部アームの先端部下面に左右方向に回転可能に設けられ、先端部に備えられた一対のジョー(jaw)により前記真空グリッパーに真空吸着されたボルトをグリッピングして前記ボルト締付機に伝達できるようにしたジョーグリッパーとからなることを特徴とする自動ボルト締付装置。
  2. 前記補助アームは、下側に垂直に結合されたボールスプラインにより前記下部アームの先端部に昇降可能なように支持された状態で第1のモータの駆動力を受けて左右方向に回転できるようにしたことを特徴とする請求項に記載の自動ボルト締付装置。
  3. 前記ボールスプラインを弾性支持する緩衝用ばねがさらに設けられたことを特徴とする請求項に記載の自動ボルト締付装置。
  4. 前記ジョーグリッパーが真空グリッパーに真空吸着されたボルトをグリッピングした状態で前記真空グリッパーを上昇させてボルトを分離させるリフティングユニットが設けられ、
    前記リフティングユニットは、第2のモータのシャフトに設けられたピニオンと、前記ピニオンと噛み合って直線運動するラックと、前記ラックに結合されて、前後方向に直線運動するスライド部材と、前記スライド部材が摺動するように案内するレールと、前記スライド部材の先端部に一端部がヒンジ結合されたリンクジョイントと、前記リンクジョイントの他端部にヒンジ結合されて、前記スライド部材が前方移動すれば上昇し、後方移動すれば下降しながら前記補助アームを昇降させる昇降体と、前記昇降体の下側に垂直に結合されて、前記昇降体の昇降を案内するガイド棒とを備えることを特徴とする請求項に記載の自動ボルト締付装置。
  5. 前記スライド部材は、前記ラックの上面に結合されたラック結合部と、前記ラック結合部の先端部に左右方向に長く形成された形態で結合された左右拡大部と、前記左右拡大部の左側端部と右側端部とに各々結合されて、互いに離間した状態で前後方向に長く形成された一対のスライディング部とからなり、前記スライディング部に対応して前記レール、リンクジョイント、及びガイド棒が左側と右側で対をなして備えられ、
    互いに離間した一対のスライディング部間の空間に、真空グリッパーとジョーグリッパーとに各々動力を提供する第1のモータと第3のモータとが配置されるようにしたことを特徴とする請求項に記載の自動ボルト締付装置。
  6. 前記上部アームと下部アームとは、各々折れ曲がり可能な多関節アームからなることを特徴とする請求項1に記載の自動ボルト締付装置。
  7. 工産品製造システムであって、
    被加工物を各組立ラインに移送するコンベヤと、
    ボルトを供給するボルトフィーダーと、
    前記ボルトフィーダーからボルトを供給されて、1つの組立ラインに位置した被加工物に対してボルトを締め付けることができるようにした請求項1~のいずれか1項に記載の自動ボルト締付装置と、
    を備えることを特徴とする工産品製造システム。
JP2021026699A 2020-08-28 2021-02-22 双腕スカラロボットを利用した自動ボルト締付装置 Active JP7128550B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0109242 2020-08-28
KR1020200109242A KR102182094B1 (ko) 2020-08-28 2020-08-28 양팔 스카라로봇을 이용한 자동 볼트 체결장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022039915A JP2022039915A (ja) 2022-03-10
JP7128550B2 true JP7128550B2 (ja) 2022-08-31

Family

ID=73680288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021026699A Active JP7128550B2 (ja) 2020-08-28 2021-02-22 双腕スカラロボットを利用した自動ボルト締付装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11420299B2 (ja)
JP (1) JP7128550B2 (ja)
KR (1) KR102182094B1 (ja)
CN (1) CN114102113B (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112676808B (zh) * 2020-12-15 2022-12-06 深圳市德龙智能高科技有限公司 一种准模组抓取入框机构及准模组抓取入框的方法
CN112917119B (zh) * 2021-01-24 2024-06-21 广东湾内智能装备有限公司 一种智能制造的机械配件组装用机械手
KR102337420B1 (ko) 2021-03-24 2021-12-08 주식회사 대송 커넥팅로드의 볼트 자동 체결 장치
CN113910209A (zh) * 2021-11-02 2022-01-11 南京航空航天大学 一种多源传感阵列天线自适应智能装配***及方法
KR102538799B1 (ko) 2021-11-03 2023-06-01 한국과학기술원 단일 고정장치에 의해 위치가 고정될 수 있는 스카라 로봇 암
KR20240062809A (ko) 2022-11-02 2024-05-09 한국과학기술원 단일 고정장치에 의해 위치가 고정될 수 있는 포지셔닝 암
CN117506958B (zh) * 2023-12-13 2024-07-05 东莞市亚安自动化科技有限公司 一种磁芯六轴抓放毛坯料机械手

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013169605A (ja) 2012-02-17 2013-09-02 Fanuc Ltd ロボットを用いた物品組付け装置
JP2020196069A (ja) 2019-05-31 2020-12-10 川崎重工業株式会社 基板組立装置及び基板組立方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1007330B (zh) * 1985-11-06 1990-03-28 株式会社小松制作所 螺丝紧固机的改进
JPH0641823Y2 (ja) * 1988-03-25 1994-11-02 新明和工業株式会社 関節アームの原点合わせ治具
JP2832489B2 (ja) * 1990-07-23 1998-12-09 スズキ株式会社 サラ小ネジの自動供給装置
JPH086160Y2 (ja) * 1991-07-13 1996-02-21 川崎重工業株式会社 セグメント継手ボルト締結装置
KR980009981A (ko) 1996-07-29 1998-04-30 유현정 볼트 자동 체결기의 볼트 공급장치와 체결장치
KR101165609B1 (ko) * 2009-02-12 2012-07-23 한라공조주식회사 다관절 자동 나사 체결 장치
KR200453575Y1 (ko) 2011-01-11 2011-05-17 안재은 스탠드형 자동 볼트 체결기
JP6176976B2 (ja) * 2013-04-02 2017-08-09 キヤノン株式会社 ネジ締めシステム及び物品の製造方法
CN104625709B (zh) * 2014-12-31 2017-02-22 大连运明自动化技术有限公司 一种自动取放工件的紧固拆卸机器人
CN105081757B (zh) * 2015-08-25 2017-06-20 苏州博思特装配自动化科技有限公司 新型智能泛用型高速拧紧装配机器人
CN108698178B (zh) * 2016-02-26 2020-12-15 株式会社富士 机器人手臂控制***
JP6811633B2 (ja) * 2017-02-08 2021-01-13 ジヤトコ株式会社 締付装置
CN209532646U (zh) * 2018-11-23 2019-10-25 广东天太机器人有限公司 一种锁钉机械臂和一种自动锁螺丝机器人

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013169605A (ja) 2012-02-17 2013-09-02 Fanuc Ltd ロボットを用いた物品組付け装置
JP2020196069A (ja) 2019-05-31 2020-12-10 川崎重工業株式会社 基板組立装置及び基板組立方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114102113A (zh) 2022-03-01
JP2022039915A (ja) 2022-03-10
US11420299B2 (en) 2022-08-23
CN114102113B (zh) 2024-03-08
US20220063030A1 (en) 2022-03-03
KR102182094B1 (ko) 2020-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7128550B2 (ja) 双腕スカラロボットを利用した自動ボルト締付装置
LU100822B1 (en) Turnover multi-finger asynchronous gripper for casting robot
CN107471234A (zh) 铸造机器人用全向多指异步抓手
JP4692163B2 (ja) ワーク位置決め支持装置及びワーク位置決め支持方法
TW201742723A (zh) 基板把持手及基板搬送裝置
JP6208601B2 (ja) ワーク位置決め機能を有するロボットハンド、ロボットシステム、及びワークの位置決め把持方法
CN111644790B (zh) 一种翻转夹具、输送线及输送线的使用方法
CN109484702A (zh) 一种水果抓取机械手及其抓取方法
CN112060118A (zh) 一种取料传送***及其方法
CN113335921B (zh) 一种智能机器人
CN104044008B (zh) 工件转运装置
KR101182378B1 (ko) 반송 로봇
CN110485939A (zh) 一种自动石油修井机器人
CN208713512U (zh) 一种用于管材自动倒角机的夹送机械手
CN111577168A (zh) 液动式煤矿钻车钻杆自动转移、装卸***及工作方法
CN218433725U (zh) 一种天窗玻璃柔性传输***
CN108858164B (zh) 一种工业机器人大手臂结构
CN212051539U (zh) 一种淬火槽工件淬火搬运***
CN209918940U (zh) 扳手自动钻孔设备
CN111577169B (zh) 电动式煤矿钻车钻杆自动转移、装卸***及工作方法
CN113927579B (zh) 基于工业机器人用智能制造设备
CN214030844U (zh) 一种活动夹爪及搬运机器人
CN217195403U (zh) 一种机器人夹手
CN215825329U (zh) 一种具有多种捉取方式的机械手
CN216577853U (zh) 一种稳定性好的工业机器人手臂

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220405

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220630

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220802

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220812

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7128550

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150