JP5513964B2

JP5513964B2 - 自動ネジ締め装置

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Publication number: JP5513964B2
Application number: JP2010096251A
Authority: JP
Inventors: 義武太田; 高橋　　宏
Original assignee: Ohtake Root Kogyo Co Ltd
Current assignee: Ohtake Root Kogyo Co Ltd
Priority date: 2010-04-19
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2030-04-19
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Description

本発明は、対象物の所定の螺合対象部位に自動的にネジ締め機構でネジを装着する自動ネジ締め装置に関する。

従来、対象物の所定の螺合対象部位に自動的にネジ締め機構でネジを装着する自動ネジ締め装置として、特許文献１に示すような、ネジ供給機構から自動的に所定のネジを１個ずつ供給しネジ締め機構の先端のネジ締めヘッドに供給し、ネジ供給機構のネジ締めヘッドを移動するとともに、対象物を可動テーブルに固定して対象物のネジ位置を所定位置に移動させて、対象物をネジ締めして組み立てていた。
この際、フィーダーホースでネジをネジ締め機構に送給するのであるが、ネジ先がホース内壁に引っ掛かることが多い等といった不都合があり、また、ネジ供給装置はネジ締めヘッドにフィーダーホースを付属したまま移動しなければならないので、ネジ供給機構が大型になり、ネジ締め機構の移動範囲を広くしなければならず、スペース的にも不利であり、更に、作業者や対象物にホース等が接触する等して思わぬ事故を起こすこともあった。
また、ネジ締め機構は、ドライバビット部はドライバビット(ＢＩＴ)とネジホルダーの隙間から空気を吸引してネジをドライバビットに係止し維持することは、特許文献１及び本出願人による先行文献等に提案されている。

特開平８−２２９７５２号公報特願２０１０−２９５５９号

本発明は、上記の従来の問題点に鑑みてなされたもので、対象物の所定の螺合対象部位に自動的にネジ締め機構でネジを装着する自動ネジ締め装置において、スムースに自動組み立てが可能で、ネジ締め機構の先端部にホースなどが付属することがなく、スムースに上下動し、かつ、ネジ締め機構が小型でコンパクトであり、ネジ締め機構の移動範囲を狭くする自動ネジ締め装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、自動ネジ締め装置において、ネジをネジ供給機構からネジ締め機構の空気吸引によるネジ移送機構によってネジ締め機構に移送して、ネジ締め機構の先端のドライバビット部にネジを係合して所望の螺合対象部位にネジ締めする自動ネジ締め装置において、前記ネジ供給機構はネジを１個ずつ取り出し回動してネジ頭部を斜め下向きした姿勢でネジ移送機構の移送受け口に移動させるネジ切り出し円盤を設け、該ネジ切り出し円盤の前記移送受け口から移送管内にネジ頭部を先頭にして移送する排出部を設け、該排出部には回動アームを設けるとともに、該回動アームの先端にはネジ締め機構の先端のドライバビット部に密接する供給ヘッド部を設け、該供給ヘッド部はネジ締め機構の先端のドライバビット部に密接する密接位置と、ドライバビット部から離れた退避位置へと移動可能に設けられ、前記密接位置ではネジ締め機構の先端のドライバビット部に接続して、ネジ頭部を吸引してドライバビット部に係合するようにしたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の自動ネジ締め装置において、前記回動アームの先端には複数の異なるネジに対応する供給ヘッド部を複数設け、所定の供給ヘッド部を選択してドライバビット部に密接させ、異なった種類のネジをヘッド部に供給可能にしたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１に記載の自動ネジ締め装置において、前記供給ヘッド部の湾曲する管路は、分割可能なガイドブロック部品からなり、該部品の合わせ面にはネジをガイドする湾曲ガイド溝(ネジ案内管路)を形成したことを特徴とする。

請求項１の自動ネジ締め装置の発明によれば、前記ネジ供給機構はネジを１個ずつ取り出し回動してネジ頭部を斜め下向きした姿勢でネジ移送機構の移送受け口に移動させるネジ切り出し円盤を設け、該ネジ切り出し円盤の前記移送受け口から移送管内にネジ頭部を先頭にして移送する排出部を設けので、確実に１個ずつ切り出せるとともに、回動してネジ頭部を斜め下向きすることができるのでネジの自重によりスムーズにネジ供給機構側からの空気吸引によるネジ移送機構、及び、ネジの頭部を先方にして移送されるため、移送管の内壁を傷つけることが少なく、移送管途中に引っ掛かることもなく、ネジの姿勢を安定させドライバビットにネジを確実を係合することができ、ネジを安定して供給し、信頼性を向上させることができる。
また、ドライバビットに係合したネジを素早く対象部の螺合対象部位に自動的螺合することができる。更に、ネジのドライバビットへの係合の構造も簡単となり、保守も容易となり、制作費も安価となる。
請求項２の自動ネジ締め装置の発明によれば、回転アームの先端には複数の異なるネジに対応する供給ヘッド部を設けたので、複数の異なるネジに対し素早くドライバビットに係合することができ、かつ、供給ヘッド部の回動位置を制御するだけで対応できるので機構も簡単で保守も容易となる。
請求項３の自動ネジ締め装置の発明によれば、分割可能なガイドブロック部品の合わせ面にネジをガイドする湾曲ガイド溝を形成するようにしたので、従来のように管路の湾曲部が扁平にはならず、断面が均一な真円形状、或いは、必要に応じて、湾曲部だけ僅かに大きな真円形状に自由に設計して施すことができる。

本発明の実施例の自動ネジ締め装置の外観斜視図、図１のネジ供給機構１の外観斜視図、図２のネジ供給機構の正面図、図２のネジ排出部、ネジ移送機構の上方からの平面図、図４の部分右側面図、図６(a)及び(ｂ)は、図５のネジ切出し円盤の動作を説明する拡大斜視図、図７(a)乃至(d)は、ネジ排出部、ネジ移送機構の動作を説明する説明図、本発明の実施例の排出部３３の上から平面図、図８の底面図、図８の左側面図、図８の部分断面を示した正面図、本発明の実施例の供給ヘッド部のガイドブロック部品の斜視図、図１２のガイドブロック部品の分解斜視図、本発明の実施例でのネジをドライバビット(ＢＩＴ)に係合する動作を説明する説明図、実施例のフローチャート図、本実施例での自動ネジ供給操作のスタート状態を表す斜視図、図１４の状態から、ネジの供給ヘッド部３３１がドライバビット部５１の真下に位置した状態の斜視図、図１５の状態から、ドライバビット５１１が下降して、ネジがドライバビット５１１に係合する状態の斜視図、ドライバビット５１１がネジ締め作業を開始した動作状態を示す斜視図、従来の自動ネジ締め装置１の断面図、従来の自動ネジ締め装置２の断面図である。

本発明は、供給機構からビニール管やホース等の移送管によって、１個毎にネジ締め機構に移送して、所望の螺合対象部位にネジ締めするもので、移送管内にはネジの頭部を先頭にして移送するようにし、移送されたネジの頭部をネジ締め機構の吸引空気によってドライバのドライバビット部の先端に係合するようにして自動的に連続してネジ締めするようにしたものである。

以下に、本発明を実施した自動ネジ締め装置の実施例を、図に基づいて詳しく説明する。
[全体構成]
本発明のネジ供給機構を配備した自動ネジ締め装置の全体概略を、図１に示して説明する。
本実施例では、２台のネジ締機構１を配備して、このネジ締め機構１からネジ移送機構３の移送管３２によって、ネジ締め組立ステーション４の供給ヘッド部３３１に移送し、この水平方向に移動する可動する供給ヘッド部３３１に、ネジ締め組立ステーション４に設けられ上下動するネジ締め機構５の先端のドライバビット(ＢＩＴ)部５１に接続する。そして、ネジ締め機構５のドライバビット部５１を下げてネジ頭部を吸引してドライバビット部５１に係合し、ネジ締め機構５を上げるとともに、カメラや携帯のような対象物４２１を前後動させて、対象物４２１の所定の螺合対象部位４２２とドライバビット部５１と一致させ、ネジ締めを完成させる、所謂ロボットである。

[ネジ供給機構１]
ここで、先ずネジ供給機構１を図２〜図６に沿って説明する。
図２はネジ供給機構１の外枠を外した状態の斜視図で、図３はその正面図である。図２に示すように、ネジ供給機構１のネジ収納部１１にネジＳを収納し、収納されたネジＳはネジ収納部１１の前面枠板１１１から突出する案内レール１２、及び、案内レール１２の先端部１２１に設けられた整列ネジガイド１２２によって整列されて順次前面に進行し移動する。
このネジ整列機構までの機構は公知のものでよく、本実施例での案内レール１２はネジ収納部１１内でネジが前進するような振動が付与され、案内レール１２上の余分なネジＳは揺動刷毛１３によって振り落とし、落下したネジＳは側面の回転磁石等のネジ汲み上げ部１４によって、再び案内レール１２に誘導される。揺動刷毛１３は刷毛回動機構１３１によって左右に回動する。これら刷毛回動機構１３１及びネジ汲み上げ部１４は、ネジ収納部１１の前面に配置される駆動モータ１５やプーリーやリンクの伝動機構によって駆動される。

[ネジ排出部２]
そして、図４及び５に示すように、整列ネジガイド１２２の上部にはネジ整列カバー１２３が設けられ、次工程でのネジＳのネジ移送機構３の移動管３１内にネジＳのネジ頭部Ｓ１が進行方向の先頭になるように誘導するネジ排出部２が配置されている。この整列ネジガイド１２２のガイド先端面１２２１に接するように、図４の上面図、図５の左側面図に示すように、ネジ排出部２が配設されている。
ネジ排出部２は、次の述べるネジ移送機構３への準備工程で、ネジ移送機構３の一部を構成するが、このネジ排出部２の主要部の構成は、左右に正逆回動して整列ネジガイド１２２上のネジＳを１個ずつ取り出すネジ切出円盤２１(図６参照)で、このネジ切出円盤２１は回動軸２１２を中心に左右に回動するが、ネジ切出円盤２１の回動面２１１がネジ供給機構１の整列ネジガイド１２２のネジ進行方向と直角に設けられ、ネジ切出円盤２１の回動面２１１にはネジ受取溝２１３が設けられるが、このネジ受取溝２１３は整列ネジガイド１２２から供給されるネジＳの姿勢に合致し、ネジのネジ部Ｓ２の直径よりやや大きい幅の溝である。
また、ネジ切出円盤２１の整列ネジガイド１２２の設置される反対側には駆動用の歯車２１４が固着されている。この歯車２１４は、上下動するラック２１５に噛み合い、ラック２１５は駆動シリンダ２１６によって制御指令装置(図示せず)によって上下動を油圧制御されており、ネジ切出円盤２１を正逆回動させている。

[ネジ移送機構３]
次に、このネジ移送機構３を作動を説明するが、ネジ移送機構３の一部を構成する前記ネジ切出円盤２１の構成と合わせて、その作動を図７(ａ)〜(ｄ)に沿って説明する。
図７(ａ)に示すように、ネジ切出円盤２１のネジ受取溝２１３にネジを係合収納されて、ネジ切出円盤２１が図で時計回りに回動した時に、ネジが脱落しないように側面ネジガイド１２４(図４：参照)がネジ供給機構１側に設けられ、ネジ頭部側にはネジ切出円盤２１の外円周に沿ってネジトップガイド１２５が設けられている。図７(ａ)では、ネジ切出円盤２１はネジを係合して待機して停止している。
次いで、図７(ｂ)に示すように、指令装置(図示せず)の回動指令によって、駆動シリンダ２１６が伸長し、ラック２１５が上方に移動して歯車２１４及びネジ切出円盤２１が時計回りに約１３５度ほど回動して停止する。
ここで、ネジ排出部２に隣接して、ネジ供給機構１にはネジ移送機構３のシュートブロック３１が固定して設けられ、このシュートブロック３１の管接続部３１５にネジ締め機構４に連なる移送管３２が接続されている。
図７(ｂ)のネジ切出円盤２１の停止状態では、ネジＳはネジ頭部Ｓ１を斜め下した姿勢で移送機構３の移動受け口３１１の位置にあり、次いで、図７(ｃ)に示すように、ネジの自重によりネジ誘導路３１２に移動する。
すなわち、ネジ切り出し円盤の前記移送受け口から移送管内にネジ頭部を先頭にして移送する排出部を設けので、確実に１個ずつ切り出せるとともに、回動してネジ頭部を斜め下向きすることができるのでネジの自重によりスムーズにネジ供給機構側からの空気吸引によるネジ移送機構、及び、ネジの頭部を先方にして移送されるため、移送管の内壁を傷つけることが少なく、移送管途中に引っ掛かることもなく、ネジの姿勢を安定させドライバビットにネジを確実を係合することができ、ネジを安定して供給し、信頼性を向上させることができる。

次いで、ネジ頭部Ｓ１を先頭してネジ誘導路３１２に誘導されているネジＳは、制御指令装置(図示せず)の指令により、シュートブロック３１に設けられ圧縮空気導入口３１３に圧縮空気が供給され、ネジ誘導路３１２のネジＳの上流に位置するノズル３１４から圧縮空気が噴出されるとともに、移送管３２にもネジ締め機構４から指令装置(図示せず)の指令によって吸引力が作動し、移送管３２の先端の排出部３３に取り付けられた供給ヘッド部３３１から、ネジＳはネジ締め機構５側に吸引移送される。なお、圧縮空気導入口３１３に供給される圧縮空気は、駆動シリンダ２１６が収縮する際、ソレノイドバルブ(図示せず)の残ガスを利用して動作効率を高めるとともに構成を簡単にしている。

ただし、本発明の実施例での空気移送機構は、前記の圧縮空気は補助的なもので、必要に応じて付加すればよく、主体はあくまでも、後述するように、ネジ締め機構１の空気吸引によるネジ移送であって、ドライバビット５１１の先端部で、ドライバビット５１１とネジホルダー(保護筒)５１２との隙間から空気を吸い込むように、吸引装置及び吸引管５３からの吸引作用によって行われる。したがって、移送管３２が短い場合等、十分にネジの空気移送が可能な場合は外部に開口するだけで、特に圧縮空気を供給する必要はない。
ネジＳの移送が完了すると、ネジ排出部２は次のネジＳを受け取るべく、図６(ｄ)に示すように、ネジ切出円盤２１は反時計方向に回動して、図６(ａ)に示すような状態に戻り、整列ネジガイド１２２から先頭のネジをネジ切出円盤２１のネジ受取溝２１３にネジを係合収納させて待機する。
こうして、ネジＳはネジ頭部Ｓ１を先頭にして、移送管３２内を移動させて、ネジ締め機構４に送給する。なお、移送管３２は柔軟性があり内径変化が生じないような合成樹脂製の所定の長の透明な管を使用し、内壁にネジが引っ掛からないような素材を使用しており、勿論、使用対象ネジＳによって内径も取り替える。

[排出部３３とドライバビット部５１]
ここで、移送管３２の先端の排出部３３及び、その主たる構成の供給ヘッド部３３１について図８から図１１に沿って説明するが、この供給ヘッド部３３１がネジ締め機構５のドライバビット部５１が正常に密接するとネジＳはネジ締め機構５側に吸引移送されことを詳しく説明する。
図８は移送部３３の全体の上から平面図、図９は下からの底面図であるが、供給ヘッド部３３１は異種類の異なった長さのネジに対応すべく、２個の供給ヘッド部３３１ａと供給ヘッド部３３１ｂを設けられ、この供給ヘッド部３３１は回動アーム３３２の先端部３３２１に配置され、回動アーム３３２は基部３３７に設けられた回動軸３３３(回転軸心x1)を中心に回動するよう構成させ、回動軸３３３(図９参照)は被駆動プーリ３３３１が設けられ、ベルト３３４を介して、ステッピングモータ３３５と駆動プーリ３３５１によって、制御された位置、すなわち、図８の図の退避位置と図１６、図１７のネジ締め機構５の先端のドライバビット部５１１に密接する密接位置に位置するように制御されて停止する。

一方、図８及び図１１に示すように、供給ヘッド部３３１の上部の中心近傍にはネジ受渡孔３３１１が設けられているが、この下部は連結管３３６の一方に接続し、連結管３３６の他端は、ネジ供給ポート３３８の接続部３３８１に接続され、更に、この接続部３３８１はネジ移送機構３からの移送管３２に接続されている。
このネジ供給ポート３３８は、前述の回動アーム３３２と基部３３７に設けられた回転軸３３３と同軸で連結しており、回動アーム３３２の回動に伴って回動する。このように、接続部３３８１はそれぞれネジ供給機構１に対応して、ネジ供給機構１からの複数の移送管３２に接続されている。
また、図１０の左側面図及び図１１の正面図に示すように、１基部３３７自体は駆動シリンダ３３９によって上下動するようになっており、これら部材には作動制御が可能なように各種センサが設けられている。まず、供給ヘッド部３３１のネジ受渡孔３３１１内にはネジが移送されているか否を検知するネジ有無検出センサ３３１２が、ネジ受渡孔３３１１の開口近傍にはドライバビット部５１のドライバビット有無検出センサ３３１３が設けられており、前記回転軸３３３の近傍にはステッピングモータ３３５の回動の原点を検出し常に正しい位置に停止するための原点検出センサ３３５２が設けられ、基部３３７を上下動させる駆動シリンダ３３９の上端部には上昇検出センサ３３９１が、下端部には下降検出センサ３３９２が設けられている。

ここで、供給ヘッド部３３１の上部の中心近傍のネジ受渡孔３３１１の管軸方向と、供給ヘッド部３３１の下部に接続する連結管３３６との管軸方向とは、ほぼ直角(９０度)であるので、供給ヘッド部３３１内には管路を直角に変更する構成を設けなければならないが、通常の管を曲げただけでは、管の湾曲部がどうしても多少扁平になるので、ネジＳが引っ掛かることが多かった。
そこで、図１２、図１３に示すように、本実施例では、管路の形状を自由に設計し構成できるようにガイドブロック３３１４を用いている。このガイドブロック３３１４は左右の２個のガイドブロック部品3314a,3314bに分割可能で、図１２に示すように、これら２つの部品3314a,3314bをブロック結合孔３３１６にボルト３３１７を挿入して結合する。これらを分解した一方のガイドブロック部品３３１４a(または、3314b)は図１３に示すような形状で、その内部には、左右面対象のネジ受渡孔３３１１と連結管３３６を繋ぐ湾曲ガイド溝３３１５(ネジ案内管路)が設けられている。
このように片方のガイドブロック部品３３１４a,bに、片側の合わせ面３３１８に湾曲する管路である湾曲ガイド溝３３１５(ネジ案内管路)を自由な形状に掘ればよいので、管路の湾曲部を扁平ではなく、断面が均一な真円形状、或いは、必要に応じて、湾曲部だけ僅かに大きな真円形状に自由に設計して施すことができる。
勿論、供給ヘッド部３３１で湾曲管路をガイドブロック３３１４で説明したが、ネジ供給ポート３３８の湾曲管路も同じ構成で、ネジガイドブロック３３８２は左右の２つのガイドブロック部品3382a,3382bに分割可能で、その内部にはガイドブロック３３１４と同様に湾曲ガイド溝３３１５が設けられている。また、一対のガイドブロック部品３３８２a,bは、ネジの種類に対応した数だけ供給ヘッド部３３１にもけられる。
このように、供給ヘッド部３３１の湾曲する管路部分は、分割可能なガイドブロック部品３３１４a,bからなり、該２つのガイドブロック部品3314a,3314bの合わせ面３３１８にはネジをスムースにガイドする湾曲ガイド溝を形成したものである。

ところで、図１４(ａ）及び、図１４(ｂ)に示すように、ネジ締め機構(ドライバ)５の先端のドライバビット(ＢＩＴ)部５１の構造は、前掲の特許文献１の先行技術、或いは、公知の構造で、ドライバビット部５１ではドライバビット(ＢＩＴ)５１１とネジホルダー５１２の隙間から空気を吸引してネジをドライバビット５１１に係止し維持するようにしている。
この空気の吸引は、図１に示すように、ネジ締め機構５における本体部５２の上端部５２１には、本システムにより制御可能な吸引装置(図示せず)に接続される吸引管５３が連結接続されている。
また、ネジ締め機構(ドライバ)５とそのドライバ基部５４は、制御装置(図示せず)によって制御された上下移動機構５５及び上昇位置検出センサ５５１及び下降位置検出センサ５５２とによって所定位置に上下動するように構成される。
更に、ネジ締め機構(ドライバ)５とそのドライバ基部５４は、ネジ締め組立ステーション４のネジ締め機構移動部４１によって左右に移動可能に構成され、所定位置に停止するための位置センサ(図示せず)が設けられている。

[動作の概要]
以上説明した本実施例での動作を、図１５のフローチャート、及び図１６〜図１９の各状態の斜視図に沿って説明する。
先ず、ステップＳ１では、ネジ供給指令を送る操作ボタンを押して、自動ネジ供給操作をスタートすると、ステップＳ２で、ネジ供給機構１の整列ネジガイド１２２でのネジの有無を、先端に設けたネジ供給位置(有無)センサー１６(図６を参照)で検知し、供給すべきネジが準備されていることを検出する(Yes)と、ステップＳ３に進んで、排出部３３の駆動シリンダ３３９が稼働して基部３３７が垂直方向(Ｚ軸)に下降する。逆に、ステップＳ２でネジが無ければ(No)、ネジ供給機構１の整列ネジガイド１２２にネジを供給させ、ネジ収納部１１にネジが無くなれば、警告ランプ(図示せず)等で警告する。このステップＳ３の状態を示すのが図１６の斜視図である。

次に、ステップＳ４に進むと、二つの供給ヘッド部３３１a,３３１bを先端部に設けた回動アーム３３２が、基部３３７の回転軸３３３を中心にして回動し、選択された供給ヘッド部３３１(331a,331bのどちらか）をネジ締め機構(ドライバ)５のドライバビット部５１の真下に位置して停止する。このステップＳ４の状態を示すのが図１７の斜視図であり、図１４(ａ)の状態である。
回動アーム３３２の回動が終わると同時に、もしくは、回動動作と平行して、ステップＳ４では、ネジ締め機構５とドライバ基部５４も上下移動機構５５によって下降する。
そして、ステップＳ５では、ネジ締め機構５が上下移動機構５５によって下降し、先端のドライバビット部５１が、制御装置によって選択された供給ヘッド部３３１a(図19で手前の供給ヘッド部)(必要に応じて３３１bでもよい。)に密着して、ネジ受渡孔３３１１とドライバビット５１１との軸心が一致したことをＢＩＴ有無検出センサ３３１３で確認し(Yes)、ここで一致していればステップＳ６に進む。逆に、一致していなければ、ステップＳ５に戻ってネジ締め機構５が下降動作を続ける。

ステップＳ７では、図１４(ｂ)に示すように、ネジ締め機構５側の吸引装置の吸引弁が開き、吸引管５３から吸引が開始し、ドライバビット５１１とネジホルダー５１２の隙間から空気が吸い込まれるように作用し、同時に圧縮空気導入口３１３に圧縮空気が供給され、素早く、ネジがドライバビット５１１に吸い付くように係合する。ここで、ステップＳ８でネジが吸い上げられて、完全にネジが供給ヘッド部３３１に無いことを検出すると、ステップＳ９に進みネジ締め機構５が上昇する。逆に供給ヘッド部３３１にネジが残っていれば(No)、再度、ステップＳ７に戻ってネジがドライバビット５１１に係合する動作を行う。このステップＳ７のネジがドライバビット５１１に係合する動作状態を示すのが図１８の斜視図である。

ステップＳ９に進んで、図１４(ｃ)に示すように、ネジ締め機構５がドライバ基部５４とともに上昇し、ステップＳ１０で上昇検出センサ３３９１で上昇位置を検出して上昇完了を検出して停止する。逆に、上昇位置まで到達していなけば(No)、ステップＳ９に戻り上昇を続ける。
ネジ締め機構５の上昇を完了すると、回転アーム３３２の退避動作をステップＳ１１以下の工程で継続に、ネジ締め機構５のネジ締め動作をステップＳ２１以下の工程で継続する。
回転アーム３３２の退避動作は、ステップＳ１１でネジ移送機構３での空気の圧送を停止し、ステップＳ１２で供給ヘッド部３３１を回転アーム３３２の逆回動させて、元の退避位置に移動させ、ステップＳ１３で回動アーム３３２を基部３３７を駆動シリンダ３３９を稼働させて上昇させ、元の位置に移動させてネジ移送動作が終了し(ステップＳ１４)、次のネジ供給指令を待つことになる。

一方、ネジ締め動作はステップＳ１０から継続するが、ステップＳ２１でネジ締め機構５は、ネジ締め組み立てステーション４のネジ締め機構移動部４１によって左右に移動(本実施例では右側に移動)し、制御装置により設定された所定位置で停止する。ステップＳ２２はステップＳ２１と同時でも良いが、ネジ締め組み立てステーション４の対象物移動部４２に固定されたカメラや携帯電話やその他諸々の機器のネジ締めの対象物４２１も、対象物移動部４２によって前後に移動し、螺合対象部位４２２とドライバビット５１１との垂直位置が一致するように移動する。
ステップＳ２３で螺合対象部位４２２とドライバビット５１１との垂直位置が一致しなければ(No)ステップＳ２２に戻り、垂直位置が一致したことを検出すると、ステップＳ２４でネジ締め機構５が上下移動機構５５を稼働し、下降位置検出センサ５５２と協働して、ネジを係合したドライバビット５１１を設定位置にセットし、ステップＳ２５でドライバビット(ＢＩＴ)５１１を回転させネジ締め作業を開始する。
このステップＳ１３で回動アーム３３２を基部３３７を駆動シリンダ３３９を稼働させて上昇させ、元の位置に退避した状態と、及び、ステップＳ２５のドライバビット(ＢＩＴ)５１１を回転させネジ締め作業を開始した動作状態を示すのが図１９の斜視図である。

次に、ステップＳ２６でドライバビット５１１の回転が停止を検出すると、ステップＳ２７でネジ締め作業を終了するとともに、ドライバビット部５１での吸引停止する。逆に、ドライバビット５１１の回転が継続しているとステップＳ２５に戻る。
そして、ステップＳ２８に進み、ネジ締め組み立てステーション４のネジ締め機構移動部４１によってネジ締め機構５は左右に移動(本実施例では左側に移動)し、対象物４２１の制御装置により設定された所定位置に移動し、ネジ締め作業は終了する(ステップＳ２９)。
以後は、前述した自動ネジ締め作業のステップＳ１乃至ステップＳ２９を繰り返せばよく、こうして対象物の所定の箇所を組み立てることになる。

ここで、ネジの空気移送の移送機構について、図２０や図２１に示す従来普及している圧縮空気による圧送の不都合を、本発明の実施例の吸引装置による吸引との作用と対比して詳しく説明する。
図２０(ｃ)の空気流として示すように、Ｙ字路ｈと先端部ｃ１のホルダとの間で圧送空気による攪乱が生じ、ネジの引っ掛かりや反転が多くなる。これは、圧送により、送り込まれる空気が、経路の出口からすべて排出されるわけではなく、余分な空気が、Ｙ字路ｈとホルダ(c1)の間で反転し、撹乱状態になるため、ネジに回転させようとする力が働き、短いネジや軽いネジでは、ねじの反転が起きやすくなるためであると考えられる。
また、図２１(ａ)に示すように、ネジの反転を防止するための手法の一つとして、Ｙ字路ｈ付近でのネジの反転を防止するためにネジ反転防止機構ｉが取付けられている構造も提案されているが、図２１(ｂ)に示すように、このような構造のネジ供給付ドライバユニットでは、ネジの長さがネジ頭径に対して２倍程度以上の場合でかつネジサイズが大きいネジ(重いネジ)の場合、各ネジ搬送管路が適切な内径であれば、安定した供給が可能であるが、ネジの長さがネジ頭径に対して２倍程度以下又はネジサイズが小さいネジ(軽いネジ）になると、Ｙ字路ｈとホルダc1までの間での引っ掛りや反転が顕著になってくる。
したがって、Ｙ字路ｈとホルダｃ１で発生する上述したような空気の撹乱現象は、本発明のように、ネジの搬送を圧送から吸引に変更することにより解消されるのである。
もっとも、圧送の場合、撹乱を抑える方法として、撹乱が発生しない空気量にすることが挙げられるが、実際には、ネジのサイズや形状がネジの個々にもバラツキがあることや、供給される空気の温度や露点のバラツキなど、調整するための要因が多すぎるため、空気量の適正化は極めて困難である。
一方、本発明のように、ネジを吸引により移送する場合は、吸引のための吸引装置の排気量でドライバに流れ込む空気の量は決まり、かつ、それは、余分な空気がないことを意味し、空気の撹乱状態は発生しない。そのため、ネジの安定姿勢での搬送が可能となる。

本発明の実施例の自動ネジ締め装置は、以上のような、構成・作用であるので、次のような利点を有する。
（１）ネジ供給機構側からの空気吸引によるネジ移送機構３、及び、ネジ頭部Ｓ１を先方にして移送されるため、移送管３２の内壁を傷つけることが少なく、移送管３２途中に引っ掛かることもなく、ネジＳの姿勢を安定させドライバビットにネジを確実を係合することができ、ネジを安定して供給し、信頼性を向上させることができる。
また、ドライバビット５１１に係合したネジを素早く対象部の螺合対象部位４２２に自動的螺合することができる。
（２）回転アーム３３２の先端には複数の異なるネジに対応する供給ヘッド部３３１を設け、複数の異なるネジを選択して素早くドライバビットに係合することができ、かつ、供給ヘッド部の回動位置を制御するだけで対応できるので機構も簡単で保守も容易となる。
なお、本発明の特徴を損なうものでなければ、前述した実施例に限定されないことは勿論である。例えば、本実施例では、供給ヘッド部を２部材としたが、ドライバビット部５１が対応できるものであれば、３部材以上を回転アーム３３２に設けてもよい。

Ｓ・・ネジ、Ｓ１・・ネジ頭部、Ｓ２・・ネジ部、
１・・ネジ供給機構、
１１・・ネジ収納部、１１１・・前面枠板、
１２・・案内レール、１２１・・先端部、１２２・・整列ネジガイド、
１２２１・・ガイド先端面、
１２３・・ネジ整列カバー、１２４・・側面ネジガイド、
１２５・・ネジトップガイド、
１３・・揺動刷毛、１３１・・刷毛回動機構、
１４・・ネジ汲み上げ部、１５・・駆動モータ、
１６・・ネジ供給位置(有無)センサー、
２・・ネジ排出部、２１・・ネジ切出円盤、２１１・・回動面、
２１２・・回動軸、２１３・・ネジ受取溝、
２１４・・歯車、２１５・・ラック、２１６・・駆動シリンダ、
３・・ネジ移送機構、３１・・シュートブロック、
３１１・・移動受け口、３１２・・ネジ誘導路、
３１３・・圧縮空気導入口、３１４・・ノズル、３１５・・管接続部、
３２・・移送管、
３３・・排出部、
３３１,３３１a,３３１b・・供給ヘッド部、３３１１・・ネジ受渡孔、
３３１２・・ネジ有無検出センサ、３３１３・・ＢＩＴ有無検出センサ、
３３１４・・ガイドブロック、３３１４a,b・・ガイドブロック部品、
３３１５・・湾曲ガイド溝、３３１６・・ブロック結合孔、
３３１７・・ボルト３３１７、３３１８・・合わせ面、
３３２・・回動アーム、３３２１・・先端部、
３３３・・回動軸、３３３１・・被駆動プーリ、
３３４・・ベルト、３３５・・ステッピングモータ、３３５１・・駆動プーリ、
３３５２・・原点検出センサ、３３６・・連結管、３３７・・基部、
３３８・・ネジ供給ポート、３３８１・・接続部、
３３８２・・ガイドブロック、３３８２a,b・・ガイドブロック部品、
３３９・・駆動シリンダ、３３９１・・上昇検出センサ、
３３９２・・下降検出センサ、
４・・ネジ締め組立ステーション、４１・・ネジ締め機構移動部、
４２・・対象物移動部、４２１・・対象物、４２２・・螺合対象部位、
５・・ネジ締め機構(ドライバ)、５１・・ドライバビット部、
５１１・・ドライバビット(ＢＩＴ)、５１２・・ネジホルダー(保護筒)、
５２・・ネジ締め機構の本体部、５２１・・上端部、５３・・吸引管、
５４・・ドライバ基部、５５・・上下移動機構、５５１・・上昇位置検出センサ、
５５２・・下降位置検出センサ、

Claims

ネジをネジ供給機構からネジ締め機構の空気吸引によるネジ移送機構によってネジ締め機構に移送して、ネジ締め機構の先端のドライバビット部にネジを係合して所望の螺合対象部位にネジ締めする自動ネジ締め装置において、
前記ネジ供給機構はネジを１個ずつ取り出し回動してネジ頭部を斜め下向きした姿勢でネジ移送機構の移送受け口に移動させるネジ切り出し円盤を設け、該ネジ切り出し円盤の前記移送受け口から移送管内にネジ頭部を先頭にして移送する排出部を設け、
該排出部には回動アームを設けるとともに、該回動アームの先端にはネジ締め機構の先端のドライバビット部に密接する供給ヘッド部を設け、
該供給ヘッド部はネジ締め機構の先端のドライバビット部に密接する密接位置と、ドライバビット部から離れた退避位置へと移動可能に設けられ、
前記密接位置ではネジ締め機構の先端のドライバビット部に接続して、ネジ頭部を吸引してドライバビット部に係合するようにしたことを特徴とする自動ネジ締め装置。
前記回動アームの先端には複数の異なるネジに対応する供給ヘッド部を複数設け、所定の供給ヘッド部を選択してドライバビット部に密接させ、異なった種類のネジをヘッド部に供給可能としたことを特徴とする請求項１に記載の自動ネジ締め装置。
前記供給ヘッド部の湾曲する管路は、分割可能なガイドブロック部品からなり、該部品の合わせ面にはネジをガイドする湾曲ガイド溝を形成したことを特徴とする請求項１に記載の自動ネジ締め装置。