(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雑然と投入されたねじを貯蔵するホッパと、
このホッパに連なり且つねじの呼び径よりも広く頭径よりは狭い溝を長手方向に有するシュートと、
ホッパ内のねじをすくい上げ動作でシュートに乗り移らせるすくい板と、
すくい板を駆動させるすくい板駆動部と、
シュート上でねじを１本単位に分離するエスケープ部と、
エスケープ部で１本単位に分離されて送り込まれたねじを受けるキャッチャと、
シュート上でねじの有無を検出するねじ検出部と、
すくい板駆動部の動力およびねじ検出部の信号を連結しうる動力・信号接続部とを備え、
ホッパ、シュート、すくい板、すくい板駆動部、エスケープ部、キャッチャ、ねじ検出部および動力・信号接続部をベースに固定して形成されたねじ供給部ユニットを有すると共に、
ロボット本体と、
ロボット本体に搭載されたねじ締めドライバとを有し、
前記ねじ締めドライバの下部に前記ねじ供給部ユニットのキャッチャが位置するように、ねじ供給部ユニットのベースをロボット本体に着脱自在に固定することで、ねじ供給部ユニットの動力・信号接続部にロボット本体の動力・信号接続部が接続されることを特徴とするねじ締めロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ホッパ内に雑然と投入されたねじを逐次に導出してねじ締め作業を行うねじ締めロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
家電製品の生産現場などで使用されているねじ締めロボットには、スカラ型や直角座標型などの種類があるが、昨今の多品種少量生産の傾向を反映して、使用するねじの種類の切り替えに迅速に対応できる低コストのねじ締めロボットが求められている。
【０００３】
図７に示す従来のスカラ型ねじ締めロボットでは、ロボット本体１にねじ締めドライバ２が搭載されており、ロボット本体１外に設けられたねじ供給器３が、ロボット本体１に軟質のエアホース４で連結されている。そして、ねじ供給器３内に貯蔵されているねじが、エアホース４内を流通するエアの圧力でロボット本体１に送り込まれるようになっている。つまり、ねじ供給器３内に雑然と投入されているねじが整列・分離されてエアホース４内を流通し、ねじ締めドライバ２の先端付近に設けられた保持用爪５に保持される。この状態でねじ締めドライバ２の先端ビット部６が回転し、エアシリンダ７による押し下げ動作で、ワーク８にねじが締め込まれる。
【０００４】
一方、図８および図９に示す直角座標型のロボットでは、ホッパ９内に雑然と投入されたねじが、すくい板１０によるすくい上げ動作でシュート１１に乗り移り、エスケープシリンダ１２がねじを１本ずつ分離してキャッチャ１３に送り込む。ねじ締めドライバ１４に設けられた真空チャック１５にねじが保持され、ねじ締めドライバ１４および真空チャック１５が、エアシリンダ１６によって押し下げられる。キャッチャ１３は支点１７で支承され、ばね１８とストッパ１９とで位置決めされており、下降した真空チャック１５に当接して押し下げられる。
【０００５】
ねじ締めドライバ１４が先端ビット部２０を回転させながら下降していく過程で真空チャック１５がワーク２１に当たると、ばね２２がたわみ、ねじ２３はエアシリンダ１６の推力と先端ビット部２０の回転とによってワーク２１に締め込まれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
スカラ型ねじ締めロボットにおいては、エアホース４の内径に対してねじの長さが短すぎたり長すぎたりすると、図１０の（ａ）、（ｂ）に示すようにエアホース４内でねじ詰まりを起こしやすい。また、エアホース４の内面が磨耗しやすいので、その交換を頻繁に行う必要があるのみならず、ねじの種類を切り替える場合、ねじ供給器３、エアホース４および保持用爪５等を交換しなければならないという煩わしさがあった。
【０００７】
一方、直角座標型のロボットでは、ねじ締めドライバ１４とポッパ９とが一体化されているので、ねじの種類を切り替える場合、ホッパ９、すくい板１０、シュート１１、エスケープシリンダ１２およびキャッチャ１３等を交換しなければならず、ここに少なからぬ労力および時間を要した。ねじの種類を早急に切り替える必要がある場合、ホッパ９とこれに一体化されているねじ締めドライバ１４とを交換すれば対応できるものの、高価なねじ締めドライバ１４をねじごとに準備しておかねばならず、維持費が高くつく。
【０００８】
したがって本発明の目的は、ねじの種類を短時間で切り替えることのできる低コストのねじ締めロボットを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によると上述した目的を達成するために、雑然と投入されたねじを貯蔵するホッパと、このホッパに連なり且つねじの呼び径よりも広く頭径よりは狭い溝を長手方向に有するシュートと、ホッパ内のねじをすくい上げ動作でシュートに乗り移らせるすくい板と、すくい板を駆動させるすくい板駆動部と、シュート上でねじを１本単位に分離するエスケープ部と、エスケープ部で１本単位に分離されて送り込まれたねじを受けるキャッチャと、シュート上でねじの有無を検出するねじ検出部と、すくい板駆動部の動力およびねじ検出部の信号を連結しうる動力・信号接続部とを備え、ホッパ、シュート、すくい板、すくい板駆動部、エスケープ部、キャッチャ、ねじ検出部および動力・信号接続部をベースに固定して形成されたねじ供給部ユニットを有すると共に、ロボット本体と、ロボット本体に搭載されたねじ締めドライバとを有し、前記ねじ締めドライバの下部に前記ねじ供給部ユニットのキャッチャが位置するように、ねじ供給部ユニットのベースをロボット本体に着脱自在に固定することで、ねじ供給部ユニットの動力・信号接続部にロボット本体の動力・信号接続部が接続されることを特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明においては、ホッパ、シュート、すくい板、すくい板駆動部、エスケープ部、キャッチャ、ねじ検出部および動力・信号接続部を備えた１ユニットのねじ供給部がロボット本体に着脱自在に接続されるので、ねじ締めに使用するねじの種類（仕様）を切り替える場合、ユニット化されたねじ供給部を交換するだけの手間で簡便に対応できる。そのうえ、高価にして着脱のやっかいなねじ締めドライバをねじごとに準備する必要がないので、維持費を低減させることができる。
【００１２】
【実施例】
つぎに、本発明の実施例と参考例を図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１および図２に示す参考例のねじ締めロボットは直角座標型のもので、ロボット本体２４に、ねじ供給部２５とねじ締めドライバ２６とが搭載されている。ねじ供給部２５は、雑然と投入された多数のねじを貯蔵するホッパ２７、すくい板２８およびシュート２９を相互に連結して１ユニットに構成したもので、ロボット本体２４に着脱自在に搭載されている。
【００１４】
すくい板２８は、ホッパ２７内に雑然と投入されているねじをすくい上げて、シュート２９に乗り移らせる。シュート２９は、ねじの呼び径よりも広く頭径よりは狭い溝を長手方向に有し、水平面に対し２０°以上の開き角度で配置されている。シュート２９上のエスケープ部３０は、シュート２９に乗り移ったねじを１本単位に分離してキャッチャ３１に送り込む。キャッチャ３１に送り込まれたねじは、ねじ締めドライバ２６に設けられた真空チャック３２で保持される。
【００１５】
エアシリンダによってねじ締めドライバ２６および真空チャック３２を下降させる。支点で支承され、かつ、ばねとストッパとで位置決めされているキャッチャ３１は、下降した真空チャック３２に当接して押し下げられる。ねじ締めドライバ２６は先端ビット部を回転させながら下降して行く。
【００１６】
その過程において真空チャック３２がワークに当接すると、ばねがたわみ、ねじはエアシリンダの推力と先端ビット部の回転力とによってワークに締め込まれる。
【００１７】
このように構成されたねじ締めロボットにおいて、ねじの種類（仕様）を切り替える場合、図２の下部に示したねじ供給部２５を交換するだけでよい。ねじ供給部２５をねじ仕様ごとに準備しておくことになるが、ねじ供給部２５はホッパ２７、すくい板２８およびシュート２９をベース４１で連結してユニット化した比較的安価なものであり、単純な操作で交換することができる。
【００１８】
本例でのシュート２９は図３に示すような断面形状を有している。この場合、使用するねじの呼び径に応じて、１対のシュート板４２、４３間に介在するスペーサ４４を交換するだけで、その厚みによって溝幅を調整することができる。
【００１９】
図４および図５に示す実施例のねじ締めロボットでは、直角座標型のロボット本体４５に、ねじ供給部４６とねじ締めドライバ４７とが搭載されている。この場合、雑然と投入された多数のねじを貯蔵するホッパ４８と、ホッパ４８内のねじをすくい上げるために、すくい板駆動シリンダ４９で駆動されるすくい板５０と、ねじの呼び径よりも広く頭径よりは狭い溝を長手方向に有し、水平面に対し２０°以上の開き角度で斜設されたシュート５１と、シュート５１上に乗り移ったねじを１本単位に分離するエスケープシリンダ５２と、１本ずつ送り込まれたねじを受けるキャッチャ５３と、ねじ検出センサ５４と、真空チャック５５と、エアシリンダ５６とを備える。
【００２０】
すくい板駆動シリンダ４９は、シュート５１上のねじ検出センサ５４がシュート５１上にねじ無しを検出した場合に限り動作する。ねじ締めドライバ４７に設けられた真空チャック５５でねじを保持しながら、エアーシリンダ５６でねじ締めドライバ４７および真空チャック５５を下降させる。この下降過程において真空チャック５５が、支点を有してばねとストッパとで位置決めされているキャッチャ５３を押し下げる。そして、ねじ締めドライバ４７が先端ビット部を回転させながら下降していくのであり、真空チャック５５がワークに当接することによってばね６２がたわみ、ねじはシリンダ５６の推力と先端ビットの回転とによってワークに締め込まれる。
【００２１】
かかる機能を備えたねじ締めロボットにおいて、使用するねじの仕様を切り替える場合は以下のようになる。図５に示すようにねじ供給部４６は、ホッパ４８、すくい板駆動シリンダ４９、すくい板５０、シュート部５１、エスケープシリンダ５２、キャッチャ５３、ねじ検出部５４および動力・信号接続部６３をベース６４に固定してなるので、ベース６４をロボット本体４５に固定すればよい。このため、ロボット本体４５からの取り外しや取り付けは容易であり、多種少量生産への対応が極めて効率的に行える。
【００２２】
動力・信号接続部６３は図６にその断面図を示すように、ベース６４をロボット本体４５に脱着するのに伴い自動的に、エア径路６６または絶縁体６７に保持された電気接触子６８を介して電気回路が開閉する構成となっている。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によると、使用する締め付け用ねじの仕様変更がユニットの交換によって容易に達成できるので、生産性の向上に役立ち、材料費・人件費の軽減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例のねじ締めロボットの斜視図。
【図２】本発明の参考例のねじ締めロボットの一部分を分解した斜視図。
【図３】本発明の参考例のねじ締めロボットのシュートの断面図。
【図４】本発明の実施例のねじ締めロボットの斜視図。
【図５】本発明の実施例のねじ締めロボットの一部分を分解した斜視図。
【図６】本発明の実施例のねじ締めロボットの接続部の断面図。
【図７】従来のねじ締めロボットの斜視図。
【図８】従来のねじ締めロボットの斜視図。
【図９】ねじ締めロボットのねじ締めドライバの先端部の断面図。
【図１０】エアホース内でのねじ詰まり状態を示す断面図。
【符号の説明】
４５  ロボット本体
４６  ねじ供給部
４７  ねじ締めドライバ
４８  ホッパ
５０  すくい板
５１  シュート
５２  エスケープシリンダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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