(57)【要約】【課題】対象物にねじ釘を締め付けるが、ねじ釘を対象物に結合させるドライバーユニットへのねじ釘の供給作業が自動化され、ねじ釘を正しく供給することにより、作業が中断することを防止し、作業効率を向上させることができる自動ねじ締め装置を提供する。【解決手段】本発明は、対象物（５００）にねじ釘（１５０）を締め付ける締め装置本体（１００）と、制御部（３００）とを備え、締め装置本体（１００）は、支持台（１１０）に設けられ、振動を用いてねじ釘（１５０）を整列した後、ねじ釘（１５０）を順次供給するフィーダー部（１２０）と、支持台（１１０）に傾斜して設けられ、フィーダー部（１２０）から供給されるねじ釘が重なり合わないように一つずつ案内するガイド部（１３０）と、支持台（１１０）に設けられ、ガイド部（１３０）により案内されたねじ釘（１５０）をピッキングした後、基部（４００）に配置された対象物５００）にねじ釘（１５０）を自動で締め付けるドライバーユニット（１４０）と、を含むことを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物（５００）にねじ釘（１５０）を締め付ける締め装置本体（１００）と、制御部（３００）とを備え、
前記締め装置本体（１００）は、
支持台（１１０）に設けられ、振動を用いてねじ釘（１５０）を整列した後、ねじ釘（１５０）を順次に供給するフィーダー部（１２０）と、前記支持台（１１０）に傾斜して設けられ、前記フィーダー部（１２０）から供給されるねじ釘が重なり合わないように一つずつ案内するガイド部（１３０）と、前記支持台（１１０）に設けられ、前記ガイド部（１３０）により案内されたねじ釘（１５０）をピッキングした後、基部（４００）に配置された対象物（５００）にねじ釘（１５０）を自動で締め付けるドライバーユニット（１４０）と、を含むことを特徴とする自動ねじ締め装置。
【請求項２】
前記フィーダー部（１２０）は、水平支持台（１１１）に設けられる支え部（１２１）と、下から上に行くほど拡径するように形成され、内側にねじ釘（１５０）が挿入される螺旋状の溝（１２２'）が形成されたフィーダー本体（１２２）と、前記溝（１２２'）に位置したねじ釘（１５０）を整列するために、前記フィーダー本体（１２２）に振動を加える振動部材（１２３）と、前記フィーダー本体（１２２）の上端に形成された出口側に設けられ、ねじ釘（１５０を整列する整列手段と、前記フィーダー本体（１２２）から供給されるねじ釘（１５０）を前記ガイド部（１３０）に案内する排出ガイド（１２８）と、前記フィーダー本体（１２２）を支持するように、前記フィーダー本体（１２２）の下部に位置され、一側に前記振動部材（１２３）が設けられるフィーダー支持台（１２９）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項３】
前記フィーダー部（１２０）は、前記支え部（１２１）とフィーダー支持台（１２９）との間に配置され、前記振動部材（１２３）により発生した振動が前記支え部（１２１）に伝達されないようにする一つ以上の緩衝支持具（１２４）をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項４】
前記フィーダー本体（１２２）に形成された溝（１２２'）の内側面に傾斜部（１２２"）が形成され、前記溝（１２２'）から離脱するねじ釘（１５０）が、フィーダー本体（１２２）の中央に下落することを特徴とする請求項２に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項５】
前記整列手段は、前記溝（１２２'）に沿って移動するねじ釘（１５０）のうち、垂直方向に絡み合ったねじ釘（１５０）を脱落させるように、出口側に設けられた第１整列部材（１２５）と、前記溝（１２２'）に沿って移動するねじ釘（１５０）のうち、水平方向に絡み合ったねじ釘（１５０）を整列または脱落させるように、前記第１整列部材（１２５）の出口側に回転可能に設けられる第２整列部材（１２６）と、前記第１整列部材（１２５）の内側に傾斜して設けられ、前記第１整列部材（１２５）と第２整列部材（１２６）から脱落したねじ釘（１５０）が、前記フィーダー本体（１２２）の中央側に下落するように案内する傾斜案内部（１２７）と、からなることを特徴とする請求項２に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項６】
前記ガイド部（１３０）は、前記フィーダー部（１２０）から供給されたねじ釘（１５０）が移動する長手方向の案内溝が形成され、水平支持台（１１１）に傾斜して設けられた傾斜ガイド（１３１）と、下端の上側にねじ釘（１５０）の移動を制限するストッパー（１３７）が設けられ、前記傾斜ガイド（１３１）の下部に回転可能に設けられるねじ供給ブロック（１３６）と、前記傾斜ガイド（１３１）の上部側に設けられ、ねじ釘（１５０）が上側に飛び出さないようにするカバー部材（１３２）と、下端部が前記傾斜ガイド（１３１）の案内溝に昇降可能に挿入され、前記ねじ釘（１５０）が一時停止した後、前記ねじ供給ブロック（１３６）に一つずつ供給されるように、前記カバー部材（１３２）に貫設される補助ストッパー（１３３）と、両端が前記傾斜ガイド（１３１）とねじ供給ブロック（１３６）にそれぞれ固定され、前記ねじ供給ブロック（１３６）を初期位置に戻す復帰ばね（１３８）と、前記ストッパー（１３７）により位置が固定されたねじ釘を感知するように、前記ねじ供給ブロック（１３６）に設けられるねじ釘感知センサー（１３９）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項７】
前記ガイド部（１３０）は、前記カバー部材（１３２）に設けられ、前記補助ストッパー（１３３）で支持されたねじ釘（１５０）よりも上側に位置したねじ釘（１５０）を固定する吸着手段（１３４）をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項８】
前記カバー部材（１３２）に、前記吸着手段（１３４）が連結された大径の第１吸着溝（１３４'）と、一つのねじ釘（１５０）のみを吸着するように、ねじ釘（１５０）のヘッドに比べて小径であり、前記第１吸着溝（１３４'）に連通する第２吸着溝（１３４"）と、が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項９】
前記ガイド部（１３０）は、前記ねじ供給ブロック（１３６）の上側に設けられ、前記傾斜ガイドの案内溝に沿って移動した後、前記ねじ供給ブロック（１３６）の溝に沿って移動するねじ釘（１５０）の移動速度を減らす緩衝部材（１３５）をさらに含み、前記緩衝部材（１３５）の中間部分の下側に、長手方向に沿って、ねじ釘（１５０）のヘッドが挿入される凹溝（１３５'）が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項１０】
前記ドライバーユニット（１４０）は、先端部がねじ釘（１５０）のヘッドに結合されるドライバー本体（１４１）と、前記ガイド部（１３０）に設けられたストッパー（１３７により移動が制限されたねじ釘（１５０）を吸着する吸着部材（１４３）と、前記ドライバー本体（１４１）を昇降及び回転させ、前記吸着部材（１４３）により吸着されたねじ釘（１５０）を対象物（５００）に締め付ける締め用モーター（１４２）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項１１】
前記ドライバーユニット（１４０）は、前記吸着部材（１４３）がねじ釘（１５０）を吸着可能にするために、前記ガイド部（１３０）に設けられたねじ供給ブロック（１３６）を押し付けて回動させる加圧部材（１４６）と、前記締め用モーター（１４２）と加圧部材（１４６）を同時に昇降させる上下移動シリンダー（１４５）と、をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項１２】
前記ねじ供給ブロック（１３６）が損傷せずに回動するように、前記加圧部材（１４６）の下端にローラー（１４６'）が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項１３】
前記支持台（１１０）、フィーダー部（１２０）、ガイド部（１３０）、及びドライバーユニット（１４０）からなる締め装置本体（１００）が、
前記基部（４００）に設けられたロボットアーム（２００）により移動され、前記基部（４００）の一側に設けられた制御部（３００）により自動で制御されることを特徴とする請求項１〜請求項１２のうちいずれか一項に記載の自動ねじ締め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物にねじ釘を締め付けるねじ締め装置に係り、さらに詳しくは、ねじ釘を対象物に結合させるドライバーユニットへのねじ釘の供給作業が自動化され、ねじ釘を正しく供給することにより、作業が中断することを防止し、作業効率を向上させることができる自動ねじ締め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子製品を組み立てる際は、小さいサイズのねじ釘を用いて、それぞれの部品を互いに結合している。しかしながら、作業者が、このように小さいサイズのねじ釘を手作業で組み立てれば、組立不良が生じてしまい、作業時間が長くかかるという問題点があった。
【０００３】
これにより、近年、振動式フィーダーから供給されたねじ釘を自動でピッキング及びピックアップし、対象物に結合するねじ締め装置が開発された。このようなねじ締め装置は、一般に、一側に対象物が固定されるホルダーが設けられた本体と、前記本体の一側に設けられ、ねじ釘を一つずつ整列して供給するフィーダーと、前記本体に設けられ、前記フィーダーから供給されたねじ釘をピックアップし、前記ホルダーに固定された対象物に結合するドライバーユニットと、前記ドライバーユニットに連結され、ドライバーユニットの位置を調節する移送手段と、を備えるものである。
【０００４】
このとき、前記フィーダーとしては、振動を用いてねじ釘を整列して供給する振動式フィーダーを用いており、前記ドライバーユニットは、駆動モーターで駆動されるドライバー軸が設けられたドライバー本体と、前記ドライバー軸の端部に設けられ、前記フィーダーから供給されたねじ釘をピックアップし、前記ドライバー軸の端部に結合させるピックアップ手段と、を含む。また、前記ピックアップ手段は、前記ドライバー軸の外周縁部を取り囲んで配置された吸入管と、前記吸入管に連結された真空ポンプと、で構成され、前記ねじ釘の上側に前記吸入管を近づけると、ねじ釘が吸入管の内部に吸入され、前記ドライバー軸の端部に結合するようになっている。
【０００５】
したがって、前記ピックアップ手段を用いて、前記フィーダーにより整列されたねじ釘を吸入し、前記ドライバー軸の下端部に結合させた状態で、前記駆動モーターでドライバー軸を駆動させると、前記ドライバー軸と前記ねじ釘が一緒に回転され、それぞれの部品が互いに結合される。
【０００６】
ここで、前記ドライバーユニットの構造については、特許文献１を含めた多数の先行技術文献に詳細に開示されているので、その具体的な説明を省略する。
【０００７】
しかしながら、上述した従来のねじ締め装置は、ねじ釘を供給するためのフィーダーと、フィーダーから供給されたねじ釘を対象物に結合するドライバーユニットとが、それぞれ別途に設けられ、対象物にねじ釘を結合するためには、ドライバーユニットが振動式フィーダーの上部に移動し、一つのねじ釘を吸着してから、再び対象物の上部に移動し、対象物にねじ釘を結合させることになり、一つのねじ釘を対象物に結合するためのドライバーユニットの移動距離が長く、このため、ねじ釘を結合するのに所要する時間が長くなり、作業効率が極めて低いという問題点があった。
【０００８】
また、本体の上部にフィーダーを設置するための空間を形成しなければならないので、空間活用度が低下するたけでなく、ホルダーの位置を設定するのに制約があり、設計の自由度に劣るという問題点もあった。
【０００９】
しかも、ドライバーユニットがフィーダーから供給されたねじ釘をピックアップしてから、対象物の上部まで側方向に移動し、再び下側に下降し、ねじ釘を対象物に結合させるので、この過程で発生した衝撃や振動等により、ドライバー軸の下端に結合されたねじ釘が離脱してしまうという問題点を持っている。
【００１０】
これにより、本出願人は、ねじ釘を供給するフィーダーと、前記フィーダーから供給されたねじ釘を対象物に結合するドライバーユニットと、が一緒に設けられ、ねじ釘を締め付けるためのドライバーユニットの移動距離と時間を最小化し、作業効率を向上させるだけでなく、フィーダーの設置空間が必要なく、ねじ釘が固定されたドライバーユニットの移動中にねじ釘が離脱することが防止される新たな構造のねじ締め装置を提案している。
【００１１】
上記した特許文献１には、対象物にねじ釘を結合するねじ締め装置であって、移送手段により位置調節される支持台と、前記支持台に前後進可能に結合され、ねじ釘を整列して供給するフィーダーと、前記フィーダーに連結され、フィーダーを前後進させる前後進用駆動手段と、前記支持台に昇降可能に設けられ、前記フィーダーから供給されたねじ釘をピックアップするドライバーユニットと、前記ドライバーユニットに連結され、ドライバーユニットを昇降させる昇降用駆動手段と、で構成されることにより、フィーダーが前後進しながら、前記ドライバーユニットの下側にねじを供給するので、ねじ釘をピックアップするためのドライバーユニットの移動距離及び時間を最小化し、作業効率を向上させることができる特徴がある。
【００１２】
しかしながら、上述した特許文献１は、フィーダーが前後進移動しながら、ねじ釘を整列してねじ釘を供給し、ドライバーユニットが昇降して供給されたねじ釘をピックアップして対象物に締め付ける構成であるため、フィーダーの移動中にねじ釘の整列が乱れてしまい、ドライバーユニットによるピックアップが正常的に行われないと、装置を停止させなければならないだけでなく、フィーダーとドライバーユニットが設けられた支持台が、移送手段により、前後左右にのみ移動可能であるため、対象物の位置が制限されるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】大韓民国登録特許第１０−１６１３２９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、ねじ釘を整列した後、ねじ釘が重なり合わないように一つずつ供給し、ドライバーユニットが供給されたねじ釘を吸着してピックアップし、フィーダーの位置が固定されてねじ釘の整列が乱れないようにすることにより、作業中断が防止され、作業効率を向上させた自動ねじ締め装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、フィーダーにおいてねじ釘を整列する過程で、ねじ釘が衝撃により外部に離脱して対象物を損傷することを防止する自動ねじ締め装置を提供することを目的とする。
また、整列して供給されるねじ釘が一つずつ供給されるとともに、速い移送速度によりねじ釘が離脱して対象物が損傷することを防止する自動ねじ締め装置を提供することを目的とする。
【００１６】
さらに、対象物の位置にかかわらず、ドライバーユニットとフィーダーが移動してねじ釘を締め付けることにより、生産性が大幅に向上した自動ねじ締め装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するための本発明は、対象物にねじ釘を締め付ける締め装置本体と、制御部とを備え、前記締め装置本体は、支持台に設けられ、振動を用いてねじ釘を整列した後、ねじ釘を順次供給するフィーダー部と、前記支持台に傾斜して設けられ、前記フィーダー部から供給されるねじ釘が重なり合わないように一つずつ案内するガイド部と、前記支持台に設けられ、前記ガイド部により案内されたねじ釘をピッキングした後、基部に配置された対象物にねじ釘を自動で締め付けるドライバーユニットと、を含むことを特徴とする。
【００１８】
また、前記フィーダー部は、水平支持台に設けられる支え部と、下から上に行くほど拡径するように形成され、内側にねじ釘が挿入される螺旋状の溝が形成されたフィーダー本体と、前記溝に位置したねじ釘を整列するために、前記フィーダー本体に振動を加える振動部材と、前記フィーダー本体の上端に形成された出口側に設けられ、ねじ釘を整列する整列手段と、前記フィーダー本体から供給されるねじ釘を前記ガイド部に案内する排出ガイドと、前記フィーダー本体を支持するように、前記フィーダー本体の下部に位置され、一側に前記振動部材が設けられるフィーダー支持台と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
また、前記フィーダー部は、前記支え部とフィーダー支持台との間に配置され、前記振動部材により発生した振動が前記支え部に伝達されないようにする一つ以上の緩衝支持具をさらに含むことを特徴とする。
【００２０】
また、前記フィーダー本体に形成された溝の内側面に傾斜部が形成され、前記溝から離脱するねじ釘が、フィーダー本体の中央に下落することを特徴とする。
【００２１】
また、前記整列手段は、前記溝に沿って移動するねじ釘のうち、垂直方向に絡み合ったねじ釘を脱落させるように、出口側に設けられた第１整列部材と、前記溝に沿って移動するねじ釘のうち、水平方向に絡み合ったねじ釘を整列または脱落させるように、前記第１整列部材の出口側に回転可能に設けられる第２整列部材と、前記第１整列部材の内側に傾斜して設けられ、前記第１整列部材と第２整列部材から脱落したねじ釘が、前記フィーダー本体の中央側に下落するように案内する傾斜案内部と、からなることを特徴とする。
【００２２】
また、前記ガイド部は、前記フィーダー部から供給されたねじ釘が移動する長手方向の案内溝が形成され、水平支持台に傾斜して設けられた傾斜ガイドと、下端の上側にねじ釘の移動を制限するストッパーが設けられ、前記傾斜ガイドの下部に回転可能に設けられるねじ供給ブロックと、前記傾斜ガイドの上部側に設けられ、ねじ釘が上側に飛び出さないようにするカバー部材と、下端部が前記傾斜ガイドの案内溝に昇降可能に挿入され、前記ねじ釘が一時停止した後、前記ねじ供給ブロックに一つずつ供給されるように、前記カバー部材に貫設される補助ストッパーと、両端が前記傾斜ガイドとねじ供給ブロックにそれぞれ固定され、前記ねじ供給ブロックを初期位置に戻す復帰ばねと、前記ストッパーにより位置が固定されたねじ釘を感知するように、前記ねじ供給ブロックに設けられるねじ釘感知センサーと、を含むことを特徴とする。
【００２３】
また、前記ガイド部は、前記カバー部材に設けられ、前記補助ストッパーで支持されたねじ釘よりも上側に位置したねじ釘を固定する吸着手段をさらに含むことを特徴とする。
【００２４】
また、前記カバー部材に、前記吸着手段が連結された大径の第１吸着溝と、一つのねじ釘のみを吸着するように、ねじ釘のヘッドに比べて小径であり、前記第１吸着溝に連通する第２吸着溝と、が形成されていることを特徴とする。
【００２５】
また、前記ガイド部は、前記ねじ供給ブロックの上側に設けられ、前記傾斜ガイドの案内溝に沿って移動した後、前記ねじ供給ブロックの溝に沿って移動するねじ釘の移動速度を減らす緩衝部材をさらに含み、前記緩衝部材の中間部分の下側に、ねじ釘のヘッドが挿入される凹溝が長手方向に沿って形成されていることを特徴とする。
【００２６】
また、前記ドライバーユニットは、先端部がねじ釘のヘッドに結合されるドライバー本体と、前記ガイド部に設けられたストッパーにより移動が制限されたねじ釘を吸着する吸着部材と、前記ドライバー本体を昇降及び回転させ、前記吸着部材により吸着されたねじ釘を対象物に締め付ける締め用モーターと、を含むことを特徴とする。
【００２７】
また、前記ドライバーユニットは、前記吸着部材がねじ釘を吸着可能にするために、前記ガイド部に設けられたねじ供給ブロックを押し付けて回動させる加圧部材と、前記締め用モーターと加圧部材を同時に昇降させる上下移動シリンダーと、をさらに含むことを特徴とする。
【００２８】
また、前記ねじ供給ブロックが損傷せずに回動するように、前記加圧部材の下端にローラーが設けられていることを特徴とする。
【００２９】
また、前記支持台、フィーダー部、ガイド部、及びドライバーユニットからなる締め装置本体が、前記基部に設けられたロボットアームにより移動され、前記基部の一側に設けられた制御部により自動で制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、フィーダー部とガイド部からねじ釘が重なり合わないように一つずつ供給された後、ドライバーユニットがねじ釘を吸着方式でピックアップするとともに、フィーダー部が支持台に固定され、ねじ釘の整列が乱れないようになるので、重なり合ったねじ釘による作業中断が防止され、作業効率を向上させることができる。
【００３１】
また、ねじ釘がフィーダー本体の下部の中央からフィーダー本体の上側に移動するとともに、フィーダー本体の出口部分において一つずつ整列されることにより、ねじ釘が重なり合わず、一列で供給され得る。
【００３２】
また、フィーダー本体を支持するフィーダー支持台と支え部との間に緩衝支持具が配置され、フィーダー本体の側部に振動部材が設けられることにより、フィーダー本体とフィーダー支持台が同時に揺れるので、フィーダー本体の過度な揺れによるねじ釘のフィーダー本体の外側への離脱が防止されるのはもとより、フィーダー本体の振動が支え部に伝達されないようになる。
【００３３】
また、フィーダー本体に形成された溝の内側面に傾斜部が形成されることにより、振動により溝から抜け出したねじ釘が外部に離脱せず、フィーダー本体の中央の下部に下落し、このため、ねじ釘による対象物または基部の損傷が防止される。
【００３４】
また、整列手段の第１整列部材と第２整列部材を用いて、垂直方向または水平方向に傾いたねじ釘を整列または脱落させ、フィーダー本体の溝に正しく挿入されたねじ釘のみを供給することはもとより、第１整列部材の内側に傾斜案内部が形成され、脱落されたねじ釘がフィーダー本体の中央に下落するので、ねじ釘の損失が防止され、正常的に整列されたねじ釘を順次供給可能になる。
【００３５】
また、ねじ釘の移動を案内する傾斜ガイドの下部に回転可能に設けられるねじ供給ブロックにストッパーが設けられることにより、ねじ釘が基部に下落せず、ねじ釘感知手段によりねじ釘が感知される場合にのみ、ドライバーユニットが作動され、不要なドライバーユニットの作動によるエネルギー消費が減少される。
【００３６】
また、傾斜ガイドの上側にカバー部材が設けられ、移動中のねじ釘の離脱または整列されたねじ釘の乱れが防止され、傾斜ガイドの中間部分に補助ストッパーが設けられ、ねじ釘があまりにも速く移動しないようにし、ねじ釘が離脱することを防止することができる。
また、補助ストッパーの後方側に吸着手段が設けられ、補助ストッパーにより停止したねじ釘の次に位置したねじ釘を吸着固定するので、補助ストッパーを昇降または回転させ、ねじ釘をねじ供給ブロックに一つずつ移動させ、このため、ねじ釘の離脱や重複現象が防止され得る。
【００３７】
また、傾斜ガイドの下部に位置したねじ供給ブロックの上側に緩衝部材が設けられ、緩衝部材にねじ釘のヘッドが挿入される凹溝が形成されることにより、傾斜ガイドからねじ供給ブロックのストッパーまで移動する間、ねじ釘が徐々に移動することはもとより、ねじ釘が外部に離脱しないようになる。
【００３８】
また、ドライバーユニットに設けられたドライバー本体の前側に吸着部材が設けられ、ストッパーにより停止したねじ釘をピッキング及び吸着固定することにより、ドライバー本体の先端部に磁力を与えなくても、ねじ釘が離脱しないことになる。
【００３９】
また、ドライバーユニットに設けられた加圧部材が、上下移動シリンダーにより下降してねじ供給ブロックを回動させるので、ねじ釘のピッキングのためのドライバー本体と吸着部材の移動距離を減らし、ねじ釘を対象物に締め付けるとき、ねじ供給ブロックによる緩衝が生じないことになる。
【００４０】
また、加圧部材の下端部にローラーが設けられ、ねじ供給ブロックに接触するので、ねじ供給ブロックの損傷が防止され得る。
【００４１】
また、締め装置本体がロボットアームにより移動されることにより、前後方向及び上下方向にのみ移動可能であった既存のものとは異なり、対象物が基部のどこに位置しても、ねじ釘の締付作業を容易に行うことができ、生産性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による自動ねじ締め装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の要部である締め装置本体の斜視図である。
【図３】本発明の要部である締め装置本体の背面斜視図である。
【図４】本発明の要部であるフィーダー部の斜視図である。
【図５】本発明の要部であるフィーダー部の分離図である。
【図６】本発明の要部であるフィーダー部の断面図である。
【図７】本発明の要部である締め装置本体の側面図である。
【図８】本発明の要部であるガイド部の分離斜視図である。
【図９】本発明の要部である補助ストッパーと吸着手段及び緩衝部材を示す部分拡大図である。
【図１０】フィーダー部から供給されたねじ釘を対象物に締め付けるまでの過程を順次に示す参考図である。
【図１１】フィーダー部から供給されたねじ釘を対象物に締め付けるまでの過程を順次に示す参考図である。
【図１２】フィーダー部から供給されたねじ釘を対象物に締め付けるまでの過程を順次に示す参考図である。
【図１３】フィーダー部から供給されたねじ釘を対象物に締め付けるまでの過程を順次に示す参考図である。
【図１４】フィーダー部から供給されたねじ釘を対象物に締め付けるまでの過程を順次に示す参考図である。
【図１５】フィーダー部から供給されたねじ釘を対象物に締め付けるまでの過程を順次に示す参考図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の好適な実施例について詳述する。
本発明による自動ねじ締め装置は、図１に示すように、対象物５００にねじ釘１５０を締め付ける締め装置本体１００と、基部４００の一側に設けられ、前記締め装置本体１００を制御する制御部３００と、前記基部４００に設けられ、前記締め装置本体１００を前記基部４００の上面に沿って移動させるロボットアーム２００と、を備えている。
【００４４】
ここで、前記締め装置本体１００は、図２と図３に示すように、支持台１１０に設けられ、振動を用いてねじ釘１５０を整列した後、ねじ釘１５０を順次供給するフィーダー部１２０と、前記支持台１１０に傾斜して設けられ、前記フィーダー部１２０から供給されるねじ釘１５０が重なり合わないように一つずつ案内するガイド部１３０と、前記支持台１１０に設けられ、前記ガイド部１３０により案内されたねじ釘１５０をピッキングした後、基部４００に配置された対象物５００にねじ釘１５０を自動で締め付けるドライバーユニット１４０と、を含む。
【００４５】
前記フィーダー部１２０は、図４乃至図６に示すように、水平支持台１１１に設けられる支え部１２１と、下から上に行くほど拡径するように形成され、内側にねじ釘１５０が挿入される螺旋状の溝１２２'が形成されたフィーダー本体１２２と、前記溝１２２'に位置したねじ釘１５０を整列するために、前記フィーダー本体１２２に振動を加える振動部材１２３と、前記フィーダー本体１２２の上端に形成された出口側に設けられ、ねじ釘１５０を整列する整列手段と、前記フィーダー本体１２２から供給されるねじ釘１５０を前記ガイド部１３０に案内する排出ガイド１２８と、前記フィーダー本体１２２を支持するように、前記フィーダー本体１２２の下部に位置され、一側に前記振動部材１２３が設けられるフィーダー支持台１２９と、前記支え部１２１とフィーダー支持台１２９との間に配置され、前記振動部材１２３により発生した振動が前記支え部１２１に伝達されないようにする一つ以上の緩衝支持具１２４と、からなる。
【００４６】
このとき、前記フィーダー本体１２２に形成された溝１２２'の内側面に傾斜部１２２"が形成され、前記溝１２２'から離脱するねじ釘１５０が、フィーダー本体１２２の中央に下落するようにすることが好ましい。
【００４７】
また、前記整列手段は、前記溝１２２'に沿って移動するねじ釘１５０のうち、垂直方向に絡み合ったねじ釘１５０を脱落させるように、出口側に設けられた第１整列部材１２５と、前記溝１２２'に沿って移動するねじ釘１５０のうち、水平方向に絡み合ったねじ釘１５０を整列または脱落させるように、前記第１整列部材１２５の出口側に回転可能に設けられる第２整列部材１２６と、前記第１整列部材１２５の内側に傾斜して設けられ、前記第１整列部材１２５と第２整列部材１２６から脱落したねじ釘１５０が、前記フィーダー本体１２２の中央側に下落するように案内する傾斜案内部１２７と、からなる。
【００４８】
前記ガイド部１３０は、図７乃至図９に示すように、前記フィーダー部１２０から供給されたねじ釘１５０が移動する長手方向の案内溝が形成され、水平支持台１１１に傾斜して設けられた傾斜ガイド１３１と、下端の上側にねじ釘１５０の移動を制限するストッパー１３７が設けられ、前記傾斜ガイド１３１の下部に回転可能に設けられるねじ供給ブロック１３６と、前記傾斜ガイド１３１の上部側に設けられ、ねじ釘１５０が上側に飛び出さないようにするカバー部材１３２と、下端部が前記傾斜ガイド１３１の案内溝に昇降可能に挿入され、前記ねじ釘１５０が一時停止した後、前記ねじ供給ブロック１３６に一つずつ供給されるように、前記カバー部材１３２に貫設される補助ストッパー１３３と、前記カバー部材１３２に設けられ、前記補助ストッパー１３３で支持されたねじ釘１５０よりも上側に位置したねじ釘１５０を固定する吸着手段１３４と、前記ねじ供給ブロック１３６の上側に設けられ、前記傾斜ガイドの案内溝に沿って移動した後、前記ねじ供給ブロック１３６の溝に沿って移動するねじ釘１５０の移動速度を減らす緩衝部材１３５と、両端が前記傾斜ガイド１３１とねじ供給ブロック１３６にそれぞれ固定され、前記ねじ供給ブロック１３６を初期位置に戻す復帰ばね１３８と、前記ストッパー１３７により位置が固定されたねじ釘を感知するように、前記ねじ供給ブロック１３６に設けられるねじ釘感知センサー１３９と、を含む。
【００４９】
このとき、前記吸着手段１３４を用いてねじ釘１５０を吸着固定するために、前記カバー部材１３２には、前記吸着手段１３４が連結された大径の第１吸着溝１３４'と、一つのねじ釘１５０のみを吸着するように、ねじ釘１５０のヘッドに比べて小径であり、前記第１吸着溝１３４'に連通する第２吸着溝１３４"と、が形成される。また、前記緩衝部材１３５の中間部分の下側には、ねじ釘１５０のヘッドが挿入される凹溝１３５'が形成される。
【００５０】
また、前記ドライバーユニット１４０は、図７乃至図９に示すように、先端部がねじ釘１５０のヘッドに結合されるドライバー本体１４１と、前記ガイド部１３０に設けられたストッパー１３７により移動が制限されたねじ釘１５０を吸着する吸着部材１４３と、前記ドライバー本体１４１を昇降及び回転させ、前記吸着部材１４３で吸着されたねじ釘１５０を対象物５００に締め付ける締め用モーター１４２と、前記吸着部材１４３がねじ釘１５０を吸着可能に、前記ガイド部１３０に設けられたねじ供給ブロック１３６を押し付けて回動させる加圧部材１４６と、前記締め用モーター１４２と加圧部材１４６を同時に昇降させる上下移動シリンダー１４５と、を含む。
【００５１】
このとき、前記ねじ供給ブロック１３６が損傷せずに回動するように、前記加圧部材１４６の下端にローラー１４６'が設けられることが好ましい。
【００５２】
このように構成された本発明による自動ねじ締め装置は、一つずつ供給されたねじ釘を、ドライバーユニットがピッキング及び吸着固定して、対象物に締め付ける。
【００５３】
フィーダー部１２０を構成するフィーダー本体１２２の内側に投入された複数のねじ釘１５０は、前記フィーダー本体１２２が振動部材１２３で振動することにより、前記フィーダー本体１２２の内側面に形成された溝１２２'に沿ってフィーダー本体１２２の下側から上側に移動する。このとき、前記溝１２２'の内側面が傾斜部１２２'で形成されているので、前記傾斜部１２２'から離脱したねじ釘１５０は、フィーダー本体１２２の中央部分に下落する。
【００５４】
このとき、前記フィーダー本体１２２を下部において支持するフィーダー支持台１２９が、緩衝支持具１２４を介して支え部１２１に結合されているので、振動部材１２３によりフィーダー本体１２２が揺れるとき、フィーダー本体１２２とともに、フィーダー支持台１２９及び振動部材１２３が同時に揺れるので、フィーダー本体１２２の過度な揺れにより、ねじ釘１５０が外部に抜け出すことがない。また、前記緩衝支持具１２４のため、前記フィーダー本体１２２の振動が支え部１２１に伝達されないことになる。
【００５５】
前記フィーダー本体１２２に形成された溝１２２'に沿って上側まで移動する間、ねじ釘１５０が一つずつ整列され、整列されずに乱れてしまったねじ釘１５０は整列手段により脱落され、フィーダー本体１２２の中央に下落する。このとき、第１整列部材１２５は、垂直方向に対して傾いたねじ釘１５０を脱落させ、第２整列部材１２６は、水平方向に乱れ、または溝１２２'から離脱したねじ釘１５０を脱落させることにより、ねじ釘１５０が一つずつ整列され、排出ガイド１２８からガイド部１３０に供給されるようにする。
【００５６】
前記フィーダー本体１２２からガイド部１３０の傾斜ガイド１３１に供給されたねじ釘１５０は、前記傾斜ガイド１３１に形成された案内溝に沿って徐々に下降し、前記傾斜ガイド１３１の案内溝に下端の一部が挿入された補助ストッパー１３３により停止する。ねじ釘１５０が前記補助ストッパー１３３により停止すると、図１０に示すように、吸着手段１３４が作動し、停止したねじ釘１５０の次に位置したねじ釘１５０を吸着固定する。これにより、図１１に示すように、前記補助ストッパー１３３が上昇しても、一つのねじ釘１５０のみがねじ供給ブロック１３６側に移動し、残りは、固定されて動かないようになる。以降、図１２に示すように、前記補助ストッパー１３３が下降すると、前記吸着手段１３４がねじ釘１５０の吸着を解除し、前記補助ストッパー１３３にねじ釘１５０を係止させた後、再び作動し、他のねじ釘１５０を吸着固定する。
【００５７】
前記補助ストッパー１３３が上昇することにより、ねじ供給ブロック１３６側に移動するねじ釘１５０は、前記ねじ供給ブロック１３６の上側に位置した緩衝部材１３５により徐々に下降し、最後は、図１３に示すように、前記ねじ供給ブロック１３６の下端側に位置したストッパー１３７により停止する。ねじ釘１５０が前記ストッパー１３７により停止すると、ねじ釘感知センサー１３９がこれを感知し、制御部３００に信号を送る。
【００５８】
前記制御部３００は、前記ねじ釘感知センサー１３９の信号により、ドライバーユニットを構成する上下移動シリンダー１４５を作動させる。前記上下移動シリンダー１４５の作動により、ドライバー本体１４１と加圧部材１４６が下降すると、ストッパー１３７により停止したねじ釘１５０と吸着部材１４３との間の間隔が減少する。以降、図１４に示すように、前記吸着部材１４３がねじ釘１５０をピッキングし、吸着固定するようになる。
【００５９】
ねじ釘１５０が前記吸着部材１４３に固定された後も、前記ドライバー本体１４１と加圧部材１４６が下降し続けるので、前記ねじ供給ブロック１３６が加圧部材１４６により回動して、ドライバー本体１４１の下部側を開放するようになる。また、下降し続けたドライバー本体１４１は、締め用モーター１４２により回転され、図１５に示すように、前記吸着部材１４３に吸着固定されたねじ釘１５０を対象物に締め付けるようになる。
【００６０】
ねじ釘１５０の締付が完了すると、前記上下移動シリンダー１４５によりドライバー本体１４１と加圧部材１４６が上昇し、前記ねじ供給ブロック１３６は、復帰ばね１３８により、初期位置に回動され、次の作業を待機する。
【００６１】
上記した過程は、基部４００の一側に位置した制御部３００により自動で行われ、前記制御部３００は、ロボットアーム２００を用いて締め装置本体１００を移動させることにより、対象物５００が基部４００の上側のどこにあっても、ねじ釘１５０を締め付けることになる。
【００６２】
以上、本発明の技術的思想を例示するためのいくつかの実施例について図示して説明したが、本発明は、上述したままの構成及び作用にのみ限られるものではなく、明細書に記載された技術的思想の範疇を逸脱しない限り、本発明に対して多数の変更及び修正が可能であることが、通常の技術者であればよく理解されるだろう。したがって、それらの全ての適切な変更及び修正とその均等物も、本発明の範囲に属するものとみなされなければならない。
【符号の説明】
【００６３】
１００    締め装置本体
１１０    支持台
１１１    水平支持台
１１２    垂直支持台
１２０    フィーダー部
１２１    支え部
１２２    フィーダー本体
１２２'  溝
１２２"  傾斜部
１２３    振動部材
１２４    緩衝支持具
１２５    第１整列部材
１２６    第２整列部材
１２７    傾斜案内部
１２８    排出ガイド
１２９    フィーダー支持台
１３０    ガイド部
１３１    傾斜ガイド
１３２    カバー部材
１３３    補助ストッパー
１３４    吸着手段
１３４'  第１吸着溝
１３４"  第２吸着溝
１３５    緩衝部材
１３５'  凹溝
１３６    ねじ供給ブロック
１３７    ストッパー
１３８    復帰ばね
１３９    ねじ釘感知センサー
１４０    ドライバーユニット
１４１    ドライバー本体
１４２    締め用モーター
１４３    吸着部材
１４５    上下移動シリンダー
１４６    加圧部材
１４６'  ローラー
１５０    ねじ釘
２００    ロボットアーム
３００    制御部
４００    基部
５００    対象物
【図１】
2018058193.tif 000003
【図２】
2018058193.tif 000004
【図３】
2018058193.tif 000005
【図４】
2018058193.tif 000006
【図５】
2018058193.tif 000007
【図６】
2018058193.tif 000008
【図７】
2018058193.tif 000009
【図８】
2018058193.tif 000010
【図９】
2018058193.tif 000011
【図１０】
2018058193.tif 000012
【図１１】
2018058193.tif 000013
【図１２】
2018058193.tif 000014
【図１３】
2018058193.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2018058193.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月8日(2018.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物（５００）にねじ釘（１５０）を締め付ける締め装置本体（１００）と、制御部（３００）とを備え、
前記締め装置本体（１００）は、
支持台（１１０）に設けられ、振動を用いてねじ釘（１５０）を整列した後、ねじ釘（１５０）を順次に供給するフィーダー部（１２０）と、前記支持台（１１０）に傾斜して設けられ、前記フィーダー部（１２０）から供給されるねじ釘が重なり合わないように一つずつ案内するガイド部（１３０）と、前記支持台（１１０）に設けられ、前記ガイド部（１３０）により案内されたねじ釘（１５０）をピッキングした後、基部（４００）に配置された対象物（５００）にねじ釘（１５０）を自動で締め付けるドライバーユニット（１４０）と、を含み、
前記フィーダー部（１２０）は、水平支持台（１１１）に設けられる支え部（１２１）と、下から上に行くほど拡径するように形成され、内側にねじ釘（１５０）が挿入される螺旋状の溝（１２２'）が形成されたフィーダー本体（１２２）と、前記溝（１２２'）に位置したねじ釘（１５０）を整列するために、前記フィーダー本体（１２２）に振動を加える振動部材（１２３）と、前記フィーダー本体（１２２）の上端に形成された出口側に設けられ、ねじ釘（１５０を整列する整列手段と、前記フィーダー本体（１２２）から供給されるねじ釘（１５０）を前記ガイド部（１３０）に案内する排出ガイド（１２８）と、前記フィーダー本体（１２２）を支持するように、前記フィーダー本体（１２２）の下部に位置され、一側に前記振動部材（１２３）が設けられるフィーダー支持台（１２９）と、を含み、
前記フィーダー本体（１２２）に形成された溝（１２２'）の内側面に傾斜部（１２２"）が形成され、前記溝（１２２'）から離脱するねじ釘（１５０）が、フィーダー本体（１２２）の中央に下落することを特徴とする自動ねじ締め装置。
【請求項２】
前記フィーダー部（１２０）は、前記支え部（１２１）とフィーダー支持台（１２９）との間に配置され、前記振動部材（１２３）により発生した振動が前記支え部（１２１）に伝達されないようにする一つ以上の緩衝支持具（１２４）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項３】
前記整列手段は、前記溝（１２２'）に沿って移動するねじ釘（１５０）のうち、垂直方向に絡み合ったねじ釘（１５０）を脱落させるように、出口側に設けられた第１整列部材（１２５）と、前記溝（１２２'）に沿って移動するねじ釘（１５０）のうち、水平方向に絡み合ったねじ釘（１５０）を整列または脱落させるように、前記第１整列部材（１２５）の出口側に回転可能に設けられる第２整列部材（１２６）と、前記第１整列部材（１２５）の内側に傾斜して設けられ、前記第１整列部材（１２５）と第２整列部材（１２６）から脱落したねじ釘（１５０）が、前記フィーダー本体（１２２）の中央側に下落するように案内する傾斜案内部（１２７）と、からなることを特徴とする請求項１に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項４】
前記ガイド部（１３０）は、前記フィーダー部（１２０）から供給されたねじ釘（１５０）が移動する長手方向の案内溝が形成され、水平支持台（１１１）に傾斜して設けられた傾斜ガイド（１３１）と、下端の上側にねじ釘（１５０）の移動を制限するストッパー（１３７）が設けられ、前記傾斜ガイド（１３１）の下部に回転可能に設けられるねじ供給ブロック（１３６）と、前記傾斜ガイド（１３１）の上部側に設けられ、ねじ釘（１５０）が上側に飛び出さないようにするカバー部材（１３２）と、下端部が前記傾斜ガイド（１３１）の案内溝に昇降可能に挿入され、前記ねじ釘（１５０）が一時停止した後、前記ねじ供給ブロック（１３６）に一つずつ供給されるように、前記カバー部材（１３２）に貫設される補助ストッパー（１３３）と、両端が前記傾斜ガイド（１３１）とねじ供給ブロック（１３６）にそれぞれ固定され、前記ねじ供給ブロック（１３６）を初期位置に戻す復帰ばね（１３８）と、前記ストッパー（１３７）により位置が固定されたねじ釘を感知するように、前記ねじ供給ブロック（１３６）に設けられるねじ釘感知センサー（１３９）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項５】
前記ガイド部（１３０）は、前記カバー部材（１３２）に設けられ、前記補助ストッパー（１３３）で支持されたねじ釘（１５０）よりも上側に位置したねじ釘（１５０）を固定する吸着手段（１３４）をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項６】
前記カバー部材（１３２）に、前記吸着手段（１３４）が連結された大径の第１吸着溝（１３４'）と、一つのねじ釘（１５０）のみを吸着するように、ねじ釘（１５０）のヘッドに比べて小径であり、前記第１吸着溝（１３４'）に連通する第２吸着溝（１３４"）と、が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項７】
前記ガイド部（１３０）は、前記ねじ供給ブロック（１３６）の上側に設けられ、前記傾斜ガイドの案内溝に沿って移動した後、前記ねじ供給ブロック（１３６）の溝に沿って移動するねじ釘（１５０）の移動速度を減らす緩衝部材（１３５）をさらに含み、前記緩衝部材（１３５）の中間部分の下側に、長手方向に沿って、ねじ釘（１５０）のヘッドが挿入される凹溝（１３５'）が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項８】
前記ドライバーユニット（１４０）は、先端部がねじ釘（１５０）のヘッドに結合されるドライバー本体（１４１）と、前記ガイド部（１３０）に設けられたストッパー（１３７により移動が制限されたねじ釘（１５０）を吸着する吸着部材（１４３）と、前記ドライバー本体（１４１）を昇降及び回転させ、前記吸着部材（１４３）により吸着されたねじ釘（１５０）を対象物（５００）に締め付ける締め用モーター（１４２）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項９】
前記ドライバーユニット（１４０）は、前記吸着部材（１４３）がねじ釘（１５０）を吸着可能にするために、前記ガイド部（１３０）に設けられたねじ供給ブロック（１３６）を押し付けて回動させる加圧部材（１４６）と、前記締め用モーター（１４２）と加圧部材（１４６）を同時に昇降させる上下移動シリンダー（１４５）と、をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項１０】
前記ねじ供給ブロック（１３６）が損傷せずに回動するように、前記加圧部材（１４６）の下端にローラー（１４６'）が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の自動ねじ締め装置。
【請求項１１】
前記支持台（１１０）、フィーダー部（１２０）、ガイド部（１３０）、及びドライバーユニット（１４０）からなる締め装置本体（１００）が、
前記基部（４００）に設けられたロボットアーム（２００）により移動され、前記基部（４００）の一側に設けられた制御部（３００）により自動で制御されることを特徴とする請求項１〜請求項１０のうちいずれか一項に記載の自動ねじ締め装置。