(57)【要約】【課題】ワークの位置状態にかかわらずワークのネジ締めを正しく行えること。【解決手段】筐体２０１とヒートシンク２０２からなるワークＷのネジ締めを行うネジ締め機構と、ワークＷを把持する把持機構と、を有するネジ締めユニット１０３と、ネジ締めユニット１０３をワークＷの方向に昇降させる昇降機構と、装置の制御を司る制御部と、を有し、制御部は、把持機構でワークＷを把持した状態で、昇降機構によりネジ締めユニット１０３を上昇させてワークＷを載置面から持ち上げることで、ワークＷの水平面をネジ締めユニット１０３の水平面に一致させ、ネジ締め機構によるネジ締めを行う。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と蓋体からなるワークのネジ締めを行うネジ締め機構と、前記ワークを把持する把持機構と、を有するネジ締めユニットと、
前記ネジ締めユニットを前記ワークの方向に昇降させる昇降機構と、
装置の制御を司る制御部と、を有し、
前記制御部は、前記把持機構で前記ワークを把持した状態で、前記昇降機構により前記ネジ締めユニットを上昇させて前記ワークを載置面から持ち上げることで、前記ワークの水平面を前記ネジ締めユニットの水平面に一致させ、前記ネジ締め機構によるネジ締めを行うことを特徴とするネジ締め装置。
【請求項２】
前記把持機構は、前記ワークの前記筐体の突出部に係合し、前記ワークを支持する支持爪を有し、
前記ワークの持ち上げにより、前記支持爪に前記ワークの突出部を係合させることを特徴とする請求項１に記載のネジ締め装置。
【請求項３】
前記把持機構は、可動ブロックの移動により、前記ワークを水平面方向の固定ブロックに押し当てて前記水平面方向の位置決めを行うことを特徴とする請求項２に記載のネジ締め装置。
【請求項４】
前記昇降機構は、前記ネジ締めユニットの底部に設けられ、伸縮自在な伸縮脚を含み、
前記制御部は、前記伸縮脚を伸長させて前記ワークを載置面から持ち上げることで、前記ネジ締めユニットの水平面方向を前記ワークの水平面方向に一致させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のネジ締め装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記ネジ締めユニットの降下時に前記支持爪および前記可動ブロックを前記ワーク位置から退避させ、前記支持爪上に前記ワークの前記突出部が位置した状態で、前記支持爪および前記可動ブロックを前記ワークの方向に伸長させ、前記ワークを前記支持爪上で支持し、前記可動ブロックと前記固定ブロックにより前記ワークを把持することを特徴とする請求項３または４に記載のネジ締め装置。
【請求項６】
前記ネジ締め機構は、前記ワークの前記筐体と前記蓋体に設けられた高さ方向に向くネジ穴に、ネジを螺合させる電動ドライバと、当該電動ドライバを前記ネジ穴部分に移動自在な３軸の移動機構を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のネジ締め装置。
【請求項７】
前記把持機構は、前記ワークの前記蓋体を前記筐体に押し付ける高さ方向に伸縮自在な押し付け部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のネジ締め装置。
【請求項８】
前記ワークは、前記筐体と前記蓋体との間にパッキンが設けられ、
前記把持機構の前記押し付け部は、前記ワークのパッキンを均一に押しつぶすことを特徴とする請求項７に記載のネジ締め装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記支持爪および前記可動ブロックを前記ワークの方向に第１の押し付け力で伸長させ、前記ワークの自重により前記支持爪上に前記ワークの突出部を位置決めした後、前記可動ブロックと前記固定ブロックを前記ワークの方向に、前記第１の押し付け力よりも強い第２の押し付け力で前記ワークを把持することを特徴とする請求項２〜８のいずれか一つに記載のネジ締め装置。
【請求項１０】
前記ネジ締めユニットの下方に前記ワークを搬送するコンベアが配置され、
前記ネジ締めユニットは、前記コンベア上の前記ワークの搬送方向に移動自在であり、
前記制御部は、前記コンベアに同期して前記ネジ締めユニットを移動させながら前記ワークを前記コンベアから持ち上げてネジ締めを行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載のネジ締め装置。
【請求項１１】
前記昇降機構は、前記ネジ締めユニットを持ち上げるワイヤと、当該ワイヤを巻き取ることで前記ネジ締めユニットを昇降させるモータと、を含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載のネジ締め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークのネジ締めを行うネジ締め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加工対象（ワーク）の複数のネジ締めを行う装置は、ネジをネジ穴に正しく対向させ互いの軸を一致させた状態でネジ締めを行う必要がある。このネジ締め時、ワークの傾き、あるいはネジの傾きがあると互いの軸がずれて正しくネジ締めを行えない。また、自動生産するコンベア上にワークを載せて移動させながらネジ締めを行う場合には、コンベアの速度やコンベア面の傾きに対応してネジ締めを行わなければならない。
【０００３】
従来、自動化ラインのコンベアの上方に、コンベアとともに走行する走行体を設け、走行体にネジ締め用のナットランナーを設け、走行体の当節部材をワークに接触させることで、走行体をワークに位置決めする技術がある（例えば、下記特許文献１参照。）。また、電子部品等の把持面に対しチャッキング用爪を回動自在にして把持面の表面形状に倣って把持可能とした技術がある（例えば、下記特許文献２参照。）。また、ワークの把持部材の爪に板バネを設け、板バネでワークを押さえつけワークの落下を防ぐ技術がある（例えば、下記特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６１−１８１６２２号公報
【特許文献２】特開昭６２−９４２２８号公報
【特許文献３】特開２０００−１７４１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来技術では、ワークのネジが複数ある場合、ある１か所のネジを強く締めるとワークの一部が浮き上がり他のネジ部分をネジ締めすることができない場合が生じた。例えば、ワークが本体と蓋からなり、本体と蓋の間に防水用のパッキンを設ける場合には、ネジ締め箇所の反対部分の蓋の浮き上がりが顕著となり、本体と蓋のネジ穴の位置がずれる。この場合、互いの軸がずれネジ山が嵌合しないドライバ空転や、ネジ穴にネジが斜めに入り途中で止まるネジ噛み、ネジ頭部分にドライバ先端が正しく入らないためのネジ頭つぶれ、等の不具合が発生する。
【０００６】
また、自動化ラインのコンベア上でワークが走行しながらネジ締めを行う場合、コンベア上の凹凸や、水平状態に対するコンベアの傾き、重量を有するワークによるコンベア面上でのワークの傾き等、により正しいネジ締めが行えなくなる。
【０００７】
一つの側面では、本発明は、ワークの位置状態にかかわらずワークのネジ締めを正しく行えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの案では、ネジ締め装置は、筐体と蓋体からなるワークのネジ締めを行うネジ締め機構と、前記ワークを把持する把持機構と、を有するネジ締めユニットと、前記ネジ締めユニットを前記ワークの方向に昇降させる昇降機構と、装置の制御を司る制御部と、を有し、前記制御部は、前記把持機構で前記ワークを把持した状態で、前記昇降機構により前記ネジ締めユニットを上昇させて前記ワークを載置面から持ち上げることで、前記ワークの水平面を前記ネジ締めユニットの水平面に一致させ、前記ネジ締め機構によるネジ締めを行うことを要件とする。
【発明の効果】
【０００９】
一つの実施形態によれば、ワークの位置状態にかかわらずワークのネジ締めを正しく行える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１のネジ締め装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態１のネジ締め装置がネジ締めを行うワークの例を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態１のネジ締め装置の制御部の機能を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施の形態１のネジ締め装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施の形態１のネジ締め装置を示す正面図である。
【図６】図６は、実施の形態１のネジ締め装置のネジ締めユニットを示す上面斜視図である。
【図７】図７は、実施の形態１のネジ締め装置のネジ締めユニットを示す下面斜視図である。
【図８】図８は、実施の形態１のネジ締め装置のネジ締めユニットの部分拡大斜視図である。
【図９】図９は、実施の形態１のネジ締め装置の動作手順を説明する正面図である。（その１）
【図１０】図１０は、実施の形態１のネジ締め装置の動作手順を説明する正面図である。（その２）
【図１１】図１１は、実施の形態１のネジ締め装置の動作手順を説明する正面図である。（その３）
【図１２】図１２は、実施の形態１のネジ締め装置の動作手順を説明する正面図である。（その４）
【図１３】図１３は、実施の形態１のネジ締め装置の動作手順を説明する正面図である。（その５）
【図１４】図１４は、実施の形態１のネジ締め装置の動作手順を説明する正面図である。（その６）
【図１５】図１５は、実施の形態１のネジ締め装置の動作手順を説明する正面図である。（その７）
【図１６】図１６は、実施の形態１のネジ締め装置の動作手順を説明する正面図である。（その８）
【図１７Ａ】図１７Ａは、実施の形態１において台車が傾いている状態でのワーク位置決め動作を示す正面図である。（その１）
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、実施の形態１において台車が傾いている状態でのワーク位置決め動作を示す正面図である。（その２）
【図１８Ａ】図１８Ａは、実施の形態１においてネジ締め装置が傾いている状態でのワーク位置決め動作を示す正面図である。（その１）
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、実施の形態１においてネジ締め装置が傾いている状態でのワーク位置決め動作を示す正面図である。（その２）
【図１９】図１９は、実施の形態１のネジ締め装置によるワークのネジ締め時の状態を示す図である。
【図２０】図２０は、実施の形態１にかかるネジ締め装置のワークの搬送状態を示す正面図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、実施の形態１にかかるネジ締め装置の動作手順を示すフローチャートである。（その１）
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、実施の形態１にかかるネジ締め装置の動作手順を示すフローチャートである。（その２）
【図２１Ｃ】図２１Ｃは、実施の形態１にかかるネジ締め装置の動作手順を示すフローチャートである。（その３）
【図２２】図２２は、実施の形態２のネジ締め装置を示す正面図である。（その１）
【図２３】図２３は、実施の形態２のネジ締め装置を示す正面図である。（その２）
【図２４Ａ】図２４Ａは、実施の形態２にかかるネジ締め装置の動作手順を示すフローチャートである。（その１）
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、実施の形態２にかかるネジ締め装置の動作手順を示すフローチャートである。（その２）
【図２４Ｃ】図２４Ｃは、実施の形態２にかかるネジ締め装置の動作手順を示すフローチャートである。（その３）
【図２５】図２５は、実施の形態３のネジ締め装置を示す正面図である。（その１）
【図２６】図２６は、実施の形態３のネジ締め装置を示す正面図である。（その２）
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１のネジ締め装置を示す斜視図である。ネジ締め装置１００は、例えば、ネジ締めを行う被対象物（ワーク）Ｗを搬送する自動ラインのコンベア１５０の搬送方向（図の左右方向）Ｘの一部に、コンベア１５０を跨ぐように設けることができる。後述するが、ネジ締め装置１００は、自動ラインに適用するに限らず、台車等に載置されて移動しない状態のワークＷに対するネジ締めも行うことができる。
【００１２】
ネジ締め装置１００は、支柱１０１上部のレール１０２で懸垂されるネジ締めユニット１０３を有する。ネジ締め装置１００は、移動機構、昇降機構、把持機構、ネジ締め機構、等を有する（これらの詳細は後述する）。これら各機構は、後述する制御部により所定の動作手順で動作制御される。
【００１３】
移動機構は、レール１０２が有する搬送方向Ｘの所定長さＸ１の間でコンベア１５０上（載置面）に載置されたワークＷに同期した速度でネジ締めユニット１０３を移動させる。昇降機構は、ワークＷを支持する前後において、ネジ締めユニット１０３をワークＷの方向に昇降させる。昇降機構の詳細は後述するが、ネジ締めユニット１０３をワイヤを介して懸垂昇降させるモータ、およびネジ締めユニット１０３に設けられ、コンベア１５０等の載置面からワークＷを持ち上げる伸縮脚を有する。把持機構は、ネジ締めユニット１０３に設けられワークＷを把持する。
【００１４】
制御部は、例えば、ネジ締めユニット１０３内部に設けられる。制御部は、昇降機構を制御してネジ締めユニット１０３を高さ方向Ｚに降下させ、把持機構を制御してワークＷを把持した後、昇降機構によりワークＷを載置面から持ち上げる。そして、制御部は、ワークＷをコンベア１５０等の載置面から持ち上げた状態で移動機構を制御し、ネジ締めユニット１０３をコンベア１５０の移動に同期させて搬送方向Ｘに移動させる。
【００１５】
この後、制御部は、ネジ締めユニット１０３を長さＸ１の間で移動させている間に、ネジ締め機構を制御してワークＷのネジ締めを行う。この後、昇降機構を制御してネジ締めユニット１０３を降下させてワークＷをコンベア１５０上に再び載せる。これにより、ネジ締め装置１００が配置された場所（レール１０２の長さＸ１）の間をワークＷが移動する間に、ワークＷに対するネジ締めを行うことができる。
【００１６】
図２は、実施の形態１のネジ締め装置がネジ締めを行うワークの例を示す分解斜視図である。ワークＷは、内部に電子機器を収容する筐体２０１と、筐体２０１の開口部を覆う蓋体（ヒートシンク）２０２と、筐体２０１とヒートシンク２０２との間に設けられるゴム等の環状弾性体からなるパッキン２０３と、を含む。
【００１７】
コンベア１５０上を流れるワークＷは、ネジ締め装置１００の前段の手順で筐体２０１上にパッキン２０３を嵌め、ヒートシンク２０２を載せた状態でネジ締め装置１００部分に搬送されてくる。ネジ締め装置１００は、このワークＷの複数の箇所のネジ締めを行う。
【００１８】
筐体２０１の上部（開口部）の全周には外方に突出する鍔部（突出部）２１１が形成され、突出部２１１には所定間隔（図示の例では一辺あたり３個、合計１２個）の複数のネジ穴２１２が開口形成されている。
【００１９】
ヒートシンク２０２は、機器内部の電子機器が発する熱を放熱するため、複数のフィンが形成され、筐体２０１の突出部２１１と同様の外径（幅および長さ）を有する。ヒートシンク２０２には、筐体２０１のネジ穴２１２の位置に対応する位置に複数のネジ穴（ネジ溝なし）２２１が形成されている。ヒートシンク２０２のネジ穴２２１部分にネジ２２２を挿入し、筐体２０１のネジ穴２１２に螺合させることで、筐体２０１の開口部を塞ぎ、ヒートシンク２０２を筐体２０１に固定できる。
【００２０】
この際、筐体２０１の突出部２１１の全周にパッキン２０３を配置することで、筐体２０１とヒートシンク２０２との間をパッキン２０３により密に接触させることができ、筐体２０１内部を密閉空間とし、また防水および防塵できる。
【００２１】
図３は、実施の形態１のネジ締め装置の制御部の機能を示すブロック図である。制御部３０１には、入出力部３０２を介して制御の設定値や制御状態を入出力し、表示部３０３に制御状態を表示する。
【００２２】
制御部３０１は、上述した各種制御を実行し、ワークＷに対するネジ締めを行う。この制御部３０１は、ロボット制御部３１１、昇降制御部３１２、把持制御部３１３、ネジ締め制御部３１４、を含む。
【００２３】
ロボット制御部３１１は、制御部３０１全体の制御を司る。ロボット制御部３１１は、ワークＷがネジ締め装置１００に位置していることをセンサ等で検出すると、このワークＷのネジ締めの一連の手順を各制御部３１２〜３１４に実行させ、ワークＷに対するネジ締め完了までを制御する。
【００２４】
昇降制御部３１２は、昇降機構３２１に対する昇降動作を制御する。昇降機構３２１は、後述する昇降モータと伸縮脚を含み、ネジ締めユニット１０３を昇降制御する。昇降検知部３２２は、ネジ締めユニット１０３の昇降位置をセンサ等により検知し、昇降制御部３１２に出力する。
【００２５】
把持制御部３１３は、把持機構３２３に対する把持動作を制御する。把持機構３２３は、ワークＷを把持するエアシリンダ等のシリンダを含む。後述するが、シリンダは、ワーク（筐体２０１）Ｗの左右方向Ｘ、前後方向Ｙ、ワークＷを上方から押さえる高さ方向Ｚにそれぞれ設けられる。把持位置検知部３２４は、把持機構３２３による把持状態をセンサ等により検知し、把持制御部３１３に出力する。
【００２６】
ネジ締め制御部３１４は、ネジ締め機構３２５に対するネジ締め動作を制御する。ネジ締め機構３２５は、ワークＷに対するネジ締めを行う電動ドライバ、電動ドライバにネジを自動供給するネジ供給部等、電動ドライバをワークＷのネジ締め箇所に移動させる移動機構（Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸アクチエータ）等を含む。ネジ締め機構３２５は、一つのワークＷあたり複数のネジ（例えば１２個）２２２を用い、ワークＷの各ネジ位置にネジ２２２を挿通させ、ネジ締めドライバの回転でワークＷ（筐体２０１に対するヒートシンク２０２）の固定動作を順次行う。
【００２７】
図４は、実施の形態１のネジ締め装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。ネジ締め装置１００は、ＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２，ＲＡＭ４０３、入出力インタフェース（ＩＦ）４０４、キーボード４０５、表示ＩＦ４０６、ディスプレイ４０７、通信ＩＦ４０８、等を含む。
【００２８】
ＣＰＵ４０１は、例えば、ＲＯＭ４０２に格納された制御プログラムを実行することにより、ネジ締め装置１００の機能を実現し、この際、ＣＰＵ４０１は、ＲＡＭ４０３の一部を作業領域に使用する。入出力ＩＦ４０４は、キーボード４０５やマウス等による設定値の入力やネジ締め装置１００の動作状態を出力するインタフェースである。表示ＩＦ４０６は、ネジ締め装置１００の動作状態をディスプレイ４０７に表示出力するインタフェースである。通信ＩＦ４０８は、所定の通信ＩＦを介してネジ締め装置１００の設定値や動作状態を外部装置との間で通信するインタフェースである。
【００２９】
図４に記載のＣＰＵ４０１のプログラム実行により、図３に記載の制御部３０１の各機能を実現することができる。また、ＣＰＵ４０１、キーボード４０５、ディスプレイ４０７を含む図４の各構成部は、ネジ締めユニット１０３部分に設けることができる。この場合、キーボード４０５およびディスプレイ４０７をタッチパネルで構成し小型化することもできる。
【００３０】
図５は、実施の形態１のネジ締め装置を示す正面図、図６は、実施の形態１のネジ締め装置のネジ締めユニットを示す上面斜視図、図７は、同下面斜視図である。図５に示すように、ワークＷの搬送方向Ｘに沿って設けられるレール１０２上の滑車５０１により、上部ベース５０２が懸垂され、上部ベース５０２は不図示のモータにより搬送方向Ｘに移動自在である。
【００３１】
また、上部ベース５０２には、昇降機構３２１を構成するモータ５０３、複数のプーリ５０４、ワイヤ５０５、下部ベース５０６が設けられている。モータ５０３の回転によりワイヤ５０５が巻き取られることで、下部ベース５０６が昇降する。昇降制御部３１２は、モータ５０３の回転を制御することで、下部ベース５０６、すなわちネジ締めユニット１０３を昇降制御する。
【００３２】
ネジ締めユニット１０３の下部ベース５０６には、ワークＷの外径、すなわち、筐体２０１の突出部２１１よりも拡径された広い縦横寸法の開口部５０６ａが開口形成されている。ネジ締めユニット１０３が降下すると、ワークＷを開口部５０６ａ部分を通過させることができ、下部ベース５０６の上面にワークＷの突出部２１１を位置させることができる。ネジ締めユニット１０３の降下位置は、昇降検知部３２２を構成する降下位置確認センサ５１０（図６参照）によって検知され、規定の高さ位置となるように制御される。
【００３３】
下部ベース５０６の下面には、上下方向Ｚに伸縮自在な４つの伸縮脚５１２が設けられている。下部ベース５０６の上面には、開口部５０６ａの各辺あたり２個の突出自在な支持爪５１３が設けられている。以下の説明では、支持爪５１３を含む各部のうち、左右方向Ｘに配置されたものには添字ｘ、前後方向Ｙに配置されたものには添字ｙを付している。
【００３４】
支持爪５１３（５１３ｘ，５１３ｙ）は、それぞれ把持機構３２３を構成する把持シリンダ５２５（５２５ｘ，５２５ｙ）によって開口部５０６ａの方向に突出自在である。この支持爪５１３は、ワークＷの筐体２０１の突出部２１１の下面に入り込み、ワークＷを支持する。
【００３５】
また、開口部５０６ａの前後方向Ｙには、開口部５０６ａの奥側に下部ベース５０６に固定の２個の固定ブロック５１４ｙが設けられ、手前側に２個の可動ブロック５１５ｙが設けられる。また、開口部５０６ａの左右方向Ｘには、開口部５０６ａの右側（搬送方向Ｘ側）に、下部ベース５０６に固定された２個の固定ブロック５１４ｘが設けられ、左側（搬送方向Ｘ手前側）に２個の可動ブロック５１５ｘが設けられる。
【００３６】
固定ブロック５１４（５１４ｘ，５１４ｙ）は、ワークＷの固定（把持位置）のネジ締めユニット１０３の基準位置（ネジ締めの基準位置）に固設される。すなわち、固定ブロック５１４（５１４ｘ，５１４ｙ）は、３軸アクチエータ５３１の座標軸に対して正確に取り付けられている。これにより、固定ブロック５１４にワークＷを押し付けることで、ワークＷの基準位置Ｘ，Ｙを、ロボットの軸基準に正しく位置決めできる。
【００３７】
可動ブロック５１５ｘは、支持爪５１３ｘと共に把持シリンダ５２５ｘに取り付けられている。可動ブロック５１５ｙは、支持爪５１３ｙと共に把持シリンダ５２５ｙに取り付けられている。
【００３８】
これら固定ブロック５１４および可動ブロック５１５は、ワークＷの側部を把持する。より具体的には、固定ブロック５１４および可動ブロック５１５は、ワークＷの筐体２０１の突出部２１１とヒートシンク２０２の側面に接する位置に設けられる。
【００３９】
可動ブロック５１５（５１５ｘ，５１５ｙ）は、把持シリンダ５２５（５２５ｘ，５２５ｙ）のロッドに設けられ、ロッドの伸長により開口部５０６ａの方向に移動することで、ワークＷを把持する。この際、可動ブロック５１５がワークＷに接してワークＷを左右方向Ｘと、前後方向Ｙに移動させ、ワークＷを固定ブロック５１４（５１４ｘ，５１４ｙ）に押し当てることで、ワークＷの側部（Ｘ，Ｙ）の位置をネジ締めの基準位置に固定することができる。
【００４０】
また、把持シリンダ５２５（５２５ｘ，５２５ｙ）のロッドには、それぞれワークＷを上部から押し付ける押し付けシリンダ５１７（５１７ｘ，５１７ｙ）が開口部５０６ａの各辺に２個ずつ合計８個設けられる。
【００４１】
図８は、実施の形態１のネジ締め装置のネジ締めユニットの部分拡大斜視図である。押し付けシリンダ５１７は、ロッド先端に押し付け片８０１（８０１ｘ，８０１ｙ）が設けられる。押し付け片８０１（８０１ｘ，８０１ｙ）は、支持爪５１３（５１３ｘ，５１３ｙ）に対向する位置に設けられる。なお、支持爪５１３と押し付け片８０１は、ワークＷのネジ２２２の取り付け部分（ネジ穴２１２，２２１）に干渉しない位置に設けられている。
【００４２】
把持制御部３１３は、固定および可動ブロック５１４，５１５によりワークＷの側部を固定把持した後、各押し付けシリンダ５１７（５１７ｘ，５１７ｙ）のロッドを伸長させる。これにより、押し付け片８０１（８０１ｘ，８０１ｙ）がワークＷのヒートシンク２０２の上面（鍔部部分）を上方から押し付ける。そして、支持爪５１３（５１３ｘ，５１３ｙ）で突出部２１１が支持された筐体２０１に対し、パッキン２０３を挟んでヒートシンク２０２を上部から押し付けることができる。この際、ワークＷの全周に設けられたパッキン２０３を均一な力で押し付けることができ、ワークＷ（ヒートシンク２０２）の傾きを防ぎ、この後のネジ締めを容易に行うことができる。
【００４３】
なお、把持シリンダ５２５（５２５ｘ，５２５ｙ）のロッドには、板部材５２０が固定されている（図５、図６、図８参照）。この板部材５２０に支持爪５１３（５１３ｘ，５１３ｙ）と、可動ブロック５１５（５１５ｘ，５１５ｙ）と、押し付けシリンダ５１７（５１７ｘ，５１７ｙ）が設けられる。
【００４４】
また、下部ベース５０６上には、ネジ締め機構３２５を構成する３軸アクチエータ５３１と、電動ドライバ５３２が設けられている。３軸アクチエータ５３１は、各軸ベアリング軸等からなる、Ｘ軸スライダ５３１ｘの可動部上にＹ軸スライダ５３１ｙが設けられ、Ｙ軸スライダ５３１ｙの可動部上にＺ軸スライダ５３１ｚが設けられてなる。Ｚ軸スライダ５３１ｚの可動部に電動ドライバ５３２が設けられる。
【００４５】
そして、ネジ締め制御部３１４の制御により、ワークＷの各ネジ締め箇所に電動ドライバ５３２を移動させることができる。電動ドライバ５３２は、高さ方向Ｚに沿って下方に向く回転自在なドライバシャフト５３３を有する。ドライバシャフト先端にネジ２２２を装着した状態で、ワークＷのネジ穴２２１部分でドライバシャフトを回転させることで、ネジ２２２をネジ穴２２１を介し筐体２０１のネジ穴２１２に螺合させ、筐体２０１にヒートシンク２０２を締結固定できる。
【００４６】
（台車上で移動しないワークに対するネジ締めの動作例）
次に、実施の形態１のネジ締め装置の動作を説明する。図９〜図１６は、実施の形態１のネジ締め装置の動作手順を説明する正面図である。以下の説明では、ワークＷが台車１５０上に載置され移動しない状態である場合の例について説明する。
【００４７】
はじめに、図９に示す初期状態において、ネジ締め装置１００の制御部３０１は、各部を初期位置に待機し、昇降制御部３１２は、ネジ締めユニット１０３をワークＷの上部位置に待機させておく。
【００４８】
そして、ワークＷがネジ締め装置１００の位置、すなわち、下部ベース５０６の開口部５０６ａに位置しているかを位置センサ等で検知し、下部ベース５０６の開口部５０６ａ部分にワークＷを位置させる。なお、このワークＷに対するネジ締め装置１００の相対的な位置決めは、ネジ締めユニット１０３をレール１０２に沿って移動させるほか、台車１５０を移動させることとしてもよい。
【００４９】
そして、図１０に示すように、制御部３０１（昇降制御部３１２）は、昇降機構３２１のモータを回転させ、ネジ締めユニット１０３をワークＷの方向に降下させる。この際、制御部（昇降制御部３１２）は、ネジ締めユニット１０３（下部ベース５０６）の降下を降下位置確認センサ５１０によって検知し、伸縮脚５１２が台車１５０に接しない高さの規定位置で停止させる。また、この規定位置は、ワークＷの筐体２０１の突出部２１１が支持爪５１３よりも上部位置に設定されている。例えば、降下位置確認センサ５１０（図６参照）がワークＷのヒートシンク２０２との接触を検知するとセンサがＯＮし、昇降制御部３１２は、ネジ締めユニット１０３の降下を停止させる。
【００５０】
次に、図１１に示すように、制御部３０１（把持制御部３１３）は、把持シリンダ５２５（５２５ｘ，５２５ｙ）のロッドを伸長させ、支持爪５１３をワークＷの筐体２０１の突出部２１１下部に入り込ませる。これにより、ワークＷをネジ締めユニット１０３の支持爪５１３（５１３ｘ，５１３ｙ）で把持し、台車１５０からワークＷを持ち上げ可能な状態にできる。また、ワークＷは自重で下がり、支持爪５１３上に突出部２１１が載ることで、ネジ締めユニット１０３が有する水平基準に、ワークＷの水平基準を合わせる（確定させる）ことができる。
【００５１】
そして、把持制御部３１３は、さらに把持シリンダ５２５のロッドを伸長させて可動ブロック５１５（５１５ｘ，５１５ｙ）をワークＷの方向に押し付ける。これにより、可動ブロック５１５ｘは、ワークＷを左右方向Ｘの基準位置となる固定ブロック５１４ｘ方向に押し付ける。また、可動ブロック５１５ｙは、ワークＷを前後方向Ｙの基準位置となる固定ブロック５１４ｙ方向に所定の力（第１の押し付け力）で押し付ける（突き当て）。これにより、ワークＷをネジ締めユニット１０３の基準となるＸ，Ｙ位置に位置決めすることができる。例えば、第１の押し付け力は、ワークＷを強固に把持する力ではなく、自重でワークＷが滑り落ちる程度の力とする。
【００５２】
なお、固定ブロック５１４と可動ブロック５１５でワークＷを把持した際、支持爪５１３は、ワークＷに触れない程度の寸法差を有して設けることが望ましい。但し、固定ブロック５１４と可動ブロック５１５でワークＷを把持した際、支持爪５１３は、ワークＷの筐体２０１の突出部２１１下部に位置する寸法とすることで、ワークＷの脱落を防ぐことができる。
【００５３】
次に、図１２に示すように、制御部３０１（昇降制御部３１２）は、伸縮脚５１２を伸長させる。これにより、ネジ締めユニット１０３でワークＷを把持した状態のまま台車１５０上からワークＷを浮上させる。
【００５４】
次に、図１３に示すように、制御部３０１（把持制御部３１３）は、ネジ締めユニット１０３に対するワークＷの水平基準が確定した後、図１１で行った第１の押し付け力よりも大きな力（第２の押し付け力）でワークＷを押し付ける（再突き当て）。第１の押し付け力は、ワークＷの自重によりワークＷが滑り落ちる程度の力とすることで、ワークＷの突出部２１１を支持爪５１３部分に密に接触させ、ワークＷの高さ方向Ｚの位置決めを行うことができる。
【００５５】
第１の押し付け力だけで最初から大きな力で突き当てるとワークＷが浮いたまま（傾いたまま）となり、ワークＷの突出部２１１が支持爪５１３部分まで自重で降下しなくなることがある。これを防ぐため、２段階の突き当てを行う。これに限らず、把持制御部３１３は、把持シリンダ５２５を伸長させ、可動ブロック５１５により、第１の押し付け力でワークＷを固定ブロック５１４側に押し付けた後、把持シリンダ５２５をやや収縮させて第１の押し付け力を弱めてもよい。
【００５６】
第１の押し付け力でワークＷを把持することで支持爪５１３に突出部２１１が載り、支持爪５１３、すなわち装置の水平面（水平基準）にワークＷの水平面を一致させることができる。この後、再度第２の押し付け力で強力にワークＷを保持すればよい。なお、この際、可動ブロック５１５と固定ブロック５１４との距離をわずかに可変させればよいため、可動ブロック５１５（５１５ｘ，５１５ｙ）が取り付けられた一方の把持シリンダ５２５（５２５ｘ、５２５ｙ）だけを収縮および伸長させてもよい。
【００５７】
以上の昇降機構３２１と把持機構３２３の動作により、ワークＷを台車１５０から浮上させ、ネジ締めユニット１０３の基準位置（Ｘ，Ｙ位置）にワークＷの位置を合わせることができる。これにより、ワークＷを載置する台車１５０やその他の台車、設備等が床面に対して水平でない場合であっても、ネジ締めユニット１０３の基準位置にワークＷの位置を合わせる位置決めが行え、この後のネジ締め動作を円滑に行えるようになる。
【００５８】
次に、図１４に示すように、制御部３０１（把持制御部３１２）は、固定および可動ブロック５１４，５１５によりワークＷの側部を固定把持した状態のまま、各押し付けシリンダ５１７（５１７ｘ，５１７ｙ）のロッドを伸長させる。これにより、押し付け片８０１（８０１ｘ，８０１ｙ）は、ワークＷのヒートシンク２０２の上面（鍔部部分）を上方から押し付ける。
【００５９】
これにより、支持爪５１３（５１３ｘ，５１３ｙ）で突出部２１１が支持された筐体２０１に対し、パッキン２０３を挟んでヒートシンク２０２を上部から押し付けることができる。この際、ワークＷの全周に設けられたパッキン２０３を均一な力で押し付ける。
【００６０】
次に、図１５に示すように、制御部３０１（ロボット制御部３１１）は、ネジ締め機構３２５の３軸アクチエータ５３１を駆動し、電動ドライバ５３２をワークＷのネジ締め箇所（ネジ穴２２１）上に移動させる。この際、ロボット制御部３１１は、３軸アクチエータ５３１を動作して、前後左右方向（水平面の各方向）Ｘ，Ｙに移動させ、電動ドライバ５３２をワークＷの複数のネジ締め箇所に順次移動させる。
【００６１】
そして、ロボット制御部３１１は、電動ドライバ５３２を各ネジ締め箇所に位置させる。この後、ネジ供給部から供給されるネジ２２２をドライバシャフト先端に装着し、ワークＷのネジ穴２２１部分にドライバシャフト５３３を降下させ、ネジ２２２をネジ穴２２１に挿通させる。そして、ロボット制御部３１１が電動ドライバ５３２を降下させながら、ネジ締め制御部３１４がドライバシャフト５３３を回転駆動させる。これにより、ワークＷのネジ穴２２１に挿通されたネジ２２２が筐体２０１のネジ穴２１２に螺合し、筐体２０１にヒートシンク２０２を締結固定できる。
【００６２】
この際、ワークＷの全周に設けられたパッキン２０３は、押し付け片８０１（８０１ｘ，８０１ｙ）により、均一な力で押し付けられ、ワークＷは、筐体２０１に対してヒートシンク２０２が傾くことなく仮固定されている。これにより、ネジ２２２の軸をネジ穴２１２の軸に合わせた状態でネジ締めを行える。この際、ドライバ空転や、ネジ噛み、ネジ頭つぶれ等を生じることなく正しくネジ締めできるようになる。
【００６３】
ここで、既存の技術では、複数のネジ締め箇所がある場合ネジ締め箇所を分散させ、例えば、対角箇所のネジ締めを順次行い、かつ１か所あたり複数のネジ締めを行っている（増し締め）。これに対し、実施の形態１では、ワークＷのパッキン２０３がワークＷの全周で均一に抑えられているため、１か所のネジ締めを行っても、他の箇所のネジ締め部の浮き上がり（ヒートシンク２０２の傾斜）を防ぐことができる。したがって、１か所ごとにネジ締めを完了させてもネジ締めのトルクのバラツキがない。
【００６４】
これにより、ネジ締め作業にかかるマシンサイクルタイムを短縮でき、効率的にネジ締めできるようになる。なお、上記説明では、ワークＷがパッキン２０３を有する例を説明したが、パッキン２０３を有さないワークＷにおいても同様に増し締めを不要にし、ネジ締め箇所を１か所ずつ完了できる。
【００６５】
図１６は、ワークＷのネジ締めが完了した後の状態を示す図である。ワークＷのネジ締めが完了すると、制御部３０１は、ネジ締め機構３２５と把持機構３２３をワークＷから離れた初期位置に戻す。この際、ネジ締め機構３２５は、電動ドライバ５３２をワークＷから上部位置Ｚに離し、３軸アクチエータ５３１を原点の初期位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に戻す。
【００６６】
この後、制御部３０１は、伸縮脚５１２を初期位置に収縮させ、また、昇降機構３２１の伸縮脚５１２を収縮させ、ワークＷを台車１５０上に降ろす。この後、把持機構３２３の押し付けシリンダ５１７を収縮させ、押し付け片８０１をワークＷの上部方向Ｚに離す。そして、把持シリンダ５２５を収縮させて、固定ブロック５１４、可動ブロック５１５、および支持爪５１３をワークＷから前後左右方向Ｘ，Ｙに離す。この後、昇降機構３２１のモータ５０３を回転させ、ネジ締めユニット１０３を上昇させる。これにより、図１６に示すように、ネジ締めユニット１０３で持ち上げられていたワークＷは再び台車１５０上に降ろされ、ネジ締めユニット１０３に対し自由にすることができる。
【００６７】
（台車あるいはネジ締め装置の傾斜時の位置決め動作）
次に、台車１５０あるいはネジ締め装置１００が水平状態でない場合におけるワークＷの位置決め動作について説明する。図１７Ａ，図１７Ｂは、実施の形態１において台車が傾いている状態でのワーク位置決め動作を示す正面図である。これらの図では、便宜上、台車１５０の傾きがわかりやすいように大きな傾斜状態として示している。
【００６８】
図１７Ａに示すように、台車１５０の傾きにより、台車１５０上のワークＷが水平状態から傾いているとする。この場合、ネジ締め装置１００の制御部３０１は、ネジ締めユニット１０３を降下させて、支持爪５１３をワークＷの突出部２１１よりも低い位置まで降下させる。そして、ネジ締めユニット１０３は、把持シリンダ５２５を伸長させて支持爪５１３をワークＷの突出部２１１に入り込ませる。
【００６９】
この後、図１７Ｂに示すように、制御部３０１は、伸縮脚５１２を伸長させることで、ネジ締めユニット１０３を台車１５０の傾きに合わせて傾かせることができる。
【００７０】
この後、制御部３０１は、把持シリンダ５２５を伸長させて、固定ブロック５１４と可動ブロック５１５によりワークＷを把持する。以後の動作は、上述した説明と同様である。なお、図１７Ｂに示すように、ネジ締めユニット１０３が傾斜した状態のままであっても、ネジ締めを完了することができる。
【００７１】
また、図１８Ａ，図１８Ｂは、実施の形態１においてネジ締め装置が傾いている状態でのワーク位置決め動作を示す正面図である。例えば、設備組み立て時の誤差等により、ネジ締め装置１００が水平から傾いた状態で設置されたとする。
【００７２】
図１８Ａに示すように、ネジ締め装置１００のネジ締めユニット１０３が水平状態から傾いているとする。この場合でも、ネジ締め装置１００の制御部３０１は、ネジ締めユニット１０３を上記同様に降下させて、支持爪５１３をワークＷの突出部２１１よりも低い位置まで降下させる。そして、ネジ締めユニット１０３は、把持シリンダ５２５を伸長させて固定ブロック５１４と可動ブロック５１５により第１の押し付け力で押し付けるとともに、支持爪５１３をワークＷの突出部２１１に入り込ませる。
【００７３】
この後、図１８Ｂに示すように、制御部３０１は、伸縮脚５１２を伸長させることで、ネジ締めユニット１０３を台車１５０の水平状態に合わせて水平にすることができる。なお、台車１５０が厳密に水平状態でなくても、ネジ締めユニット１０３とワークＷの座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚは一致させることができ、正しくネジ締めできる。
【００７４】
この後、制御部３０１は、把持シリンダ５２５を伸長させて、固定ブロック５１４と可動ブロック５１５により第２の押し付け力でワークＷを把持する。以後の動作は、上述したものと同様である。
【００７５】
図１９は、実施の形態１のネジ締め装置によるワークのネジ締め時の状態を示す図である。ネジ締め装置１００の電動ドライバ５３２とワークＷのネジ穴２１２部分の拡大図を示す。この図に示すように、例えば、台車１５０の傾きによりワークＷが傾いた状態となった場合、ネジ締め装置１００のネジ締めユニット１０３がワークＷの傾きに対応して同様の傾きとなる。
【００７６】
ネジ締めユニット１０３は、伸縮脚５１２によりワークＷを浮上させ、載置面から持ち上げることで、ワークＷの基準座標Ｘ，Ｙ，Ｚをネジ締め装置１００（ネジ締めユニット１０３）の基準座標に合わせることができる。ここで、ネジ締め装置１００は、床面や台車１５０の上面に対する絶対座標ではなく、ネジ締め装置１００（ネジ締めユニット１０３）を基準とする相対座標上でワークＷの座標を決める。これにより、台車１５０の凹凸状態、さらにはネジ締め装置１００が水平から傾いている状態があっても、これらの凹凸や傾斜の影響を受けずに正しくネジ締めできる。
【００７７】
以上のように、実施の形態１のネジ締め装置１００は、台車１５０あるいはネジ締め装置１００が傾斜していても、ワークＷとネジ締めユニット１０３の座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚを一致させることができ、正しくネジ締めできる。
【００７８】
（コンベアによるワークの間欠搬送への適用例）
以上の説明では、ワークＷが台車１５０上で固定された状態を前提に説明したが、実施の形態１のネジ締め装置１００は、コンベア１５０によりワークＷを搬送方向（左右方向）Ｘに搬送させる構成にも同様に適用できる。
【００７９】
図２０は、実施の形態１にかかるネジ締め装置のワークの搬送状態を示す正面図である。コンベア１５０上には、例えば所定間隔でワークＷが複数載置されている。ネジ締め装置１００は、ワークＷが装置の把持部分に位置して停止するごとに、上述した台車で固定されたワークＷの場合と動作の動作を行う。コンベア１５０は間欠動作によりワークＷを搬送、停止させる動作を繰り返す。このような間欠動作によるワークＷが所定位置に位置したとき、ネジ締め装置１００は、コンベア１５０で搬送されてくる複数のワークＷに対するネジ締めを行うことができる。
【００８０】
図２１Ａ〜図２１Ｃは、実施の形態１にかかるネジ締め装置の動作手順を示すフローチャートである。コンベア１５０で搬送されてくるワークＷについて、制御部３０１の各機能が実行する動作例を示す。
【００８１】
はじめに、制御部３０１は、初期化処理を行い（ステップＳ２１０１）、コンベア１５０に対しコンベア移動信号を出力する（ステップＳ２１０２）。これにより、コンベア１５０はワークＷを搬送方向Ｘに移動させる。次に、制御部３０１は、コンベア１５０が出力する移動完了信号を待つ（ステップＳ２１０３：Ｎｏのループ）。移動完了信号を検知すると（ステップＳ２１０３：Ｙｅｓ）、ワークＷがネジ締めユニット１０３の直下に位置する状態となる。
【００８２】
この後、制御部３０１は、ネジ締め開始の操作ボタンが操作されると（ステップＳ２１０４）、ネジ締め装置１００によるネジ締め動作の制御を開始する。まず、制御部３０１は、ネジ締めユニット１０３を降下させ（ステップＳ２１０５）、降下位置確認センサ５１０が検知することを待つ（ステップＳ２１０６：Ｎｏのループ）。
【００８３】
例えば、ネジ締めユニット１０３の降下で降下位置確認センサ５１０がワークＷに接触することで検知を出力し（ステップＳ２１０６：Ｙｅｓ）、この後、制御部３０１は、前後左右の把持シリンダ５２５を伸長させ突き当てる（ステップＳ２１０７）。これにより、支持爪５１３上にワークＷの突出部２１１が載り、ネジ締めユニット１０３はワークＷを載置面から持ち上げ可能な状態となる。前後左右把持シリンダ５２５の伸縮状態は、突き当て確認センサが検出する（ステップＳ２１０８）。例えば、突き当て確認センサは、上述した固定ブロック５１４と可動ブロック５１５との間でワークＷを第１の押し付け力で把持する状態を待ち（ステップＳ２１０８：Ｎｏのループ）、把持状態を検出する（ステップＳ２１０８：Ｙｅｓ）。
【００８４】
この後、制御部３０１は、ネジ締めユニット１０３を浮上（上昇）させる（ステップＳ２１０９）。そして、制御部３０１は、伸縮脚５１２に設けられた伸縮脚センサが規定した所定量まで伸長しているか確認する（ステップＳ２１１０：Ｎｏのループ）。伸縮脚センサによる伸縮脚５１２の伸長を確認すると（ステップＳ２１１０：Ｙｅｓ）、制御部３０１は、押し付けシリンダ５１７を伸長させ押し付け片８０１によりワークＷ（ヒートシンク２０２）を上方から押し付ける（ステップＳ２１１１）。制御部３０１は、ヒートシンク押し付け確認センサによる押し付け状態の検出を待つ（ステップＳ２１１２：Ｎｏのループ）。この押し付けにより、パッキン２０３が均一に押しつぶされる。
【００８５】
制御部３０１が押し付けを確認すると（ステップＳ２１１２：Ｙｅｓ）、制御部３０１は、前後左右の把持シリンダ５２５に対し高荷重（第２の押し付け力）の突き当てを行う（ステップＳ２１１３）。突き当て状態は前後左右突き当て確認センサで検出される（ステップＳ２１１４：Ｎｏのループ）。荷重が第２の押し付け力となると（ステップＳ２１１４：Ｙｅｓ）、固定ブロック５１４と可動ブロック５１５との間でワークＷは第２の押し付け力で強固に固定される。
【００８６】
次に、制御部３０１は、電動ドライバ５３２によるワークＷへのネジ締めを行う（ステップＳ２１１５）。この際、制御部３０１は、３軸アクチエータ５３１を制御して、ワークＷのネジ締め箇所に電動ドライバ５３２を位置させ、ワークＷをネジ２２２でネジ締めする。
【００８７】
この後、制御部３０１は、ネジ締め箇所でのネジ浮きを判定する（ステップＳ２１１６）。例えば、電動ドライバ５３２の動作状態（ドライバシャフト５３３の空転や負荷状態の検出）に基づき、ネジ締めが正しく完了していないネジ浮きが検出されれば（ステップＳ２１１６：ＮＧ）、ワークＷがネジ締めに不良が生じたエラー品と判断する。そして、エラーのワークＷを排除する等のエラー処理を行い（ステップＳ２１１７）、ステップＳ２１１８の処理に移行する。ネジ浮きが検出されなければ（ステップＳ２１１６：ＯＫ）、制御部３０１は、以上のネジ締め動作を完了する。
【００８８】
そして、ネジ締め完了に基づく操作ボタンの押下により（ステップＳ２１１８）、制御部３０１は、ネジ締めユニット１０３の浮上を解除する（ステップＳ２１１９）。これにより、ワークＷは、ネジ締めユニット１０３からコンベア１５０上の載置面に降ろされる。この際、制御部３０１は、伸縮脚５１２を収縮させ（ステップＳ２１２０：Ｎｏのループ）、初期状態まで収縮したことを確認すると（ステップＳ２１２０：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１２１の処理に移行する。
【００８９】
そして、制御部３０１は、押し付けシリンダ５１７を収縮させて押し付け片８０１によるワークＷ（ヒートシンク２０２）の押し付けを解除し（ステップＳ２１２１）、ヒートシンク押し付け解除確認センサの検知を待つ（ステップＳ２１２２：Ｎｏのループ）。ヒートシンク押し付け解除確認センサによる押し付け解除が検知されると（ステップＳ２１２２：Ｙｅｓ）、制御部３０１は、前後左右の把持シリンダ５２５を収縮させ、固定ブロック５１４と可動ブロック５１５によるワークＷの把持（突き当て）を解除する（ステップＳ２１２３）。そして、前後左右突き当て解除センサの検知を待つ（ステップＳ２１２４：Ｎｏのループ）。
【００９０】
前後左右突き当て解除センサによる突き当て解除が検知されると（ステップＳ２１２４：Ｙｅｓ）、制御部３０１は、ネジ締めユニット１０３を上昇させる（ステップＳ２１２５）。そして、ネジ締めユニット１０３が上昇位置確認センサの検出位置（初期位置）まで上昇することを待つ（ステップＳ２１２６：Ｎｏのループ）。ネジ締めユニット１０３の上昇位置が上昇位置確認センサで検出されると（ステップＳ２１２６：Ｙｅｓ）、ワークＷに対し、ネジ締めユニット１０３が上方に退避した状態となる。
【００９１】
そして、制御部３０１は、ワークＷに対するネジ締めが完了し、次にワークＷに対するネジ締めの作業継続を行うか判断する（ステップＳ２１２７）。ネジ締めを行う次のワークＷがあれば、制御部３０１は、作業継続と判断し（ステップＳ２１２７：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１０２の処理に戻る。一方、ネジ締めを行う次のワークＷがなければ、制御部３０１は、作業終了と判断し（ステップＳ２１２７：Ｎｏ）、以上の一連の動作を終了する。
【００９２】
以上説明した実施の形態１によれば、ネジ締めユニットの支持爪でワークの突出部を支持した状態で載置面から持ち上げることで、ネジ締めユニットの基準位置にワークを位置決めできる。これにより、台車の傾斜、あるいはネジ締め装置の載置面に傾斜等があっても、ワークに対して正しくネジ締めを行うことができる。ワークは、台車上に載置された状態、あるいはコンベアによる間欠搬送で停止するごとにネジ締めユニットが持ち上げてネジ締めを行うことができる。
【００９３】
（実施の形態２）
図２２，図２３は、実施の形態２のネジ締め装置を示す正面図である。実施の形態２では、コンベア１５０がワークＷを連続搬送する構成への適用例について説明する。図２２に記載したネジ締め装置１００は、実施の形態１（図５参照）と同じ構成を有し、同一の箇所には同一の符号を付している。実施の形態２では、コンベア１５０は、複数のワークＷを載置したまま停止せず、連続してワークＷを搬送方向Ｘに搬送移動させる。
【００９４】
ネジ締め装置１００は、このようなワークＷの連続搬送に対しても適用することができる。上述したように、ネジ締め装置１００は、ネジ締めユニット１０３がレール１０２で懸垂され、ワークＷの搬送方向Ｘに沿って所定長さＸ１の間で移動自在である。
【００９５】
このため、実施の形態２では、制御部３０１は、所定長さＸ１の間でコンベア１５０に同期させてネジ締めユニット１０３を搬送方向Ｘに移動させる。例えば、図２２に示すように、コンベア１５０がワークＷを搬送し、ワークＷがネジ締めユニット１０３の初期位置（開始位置）に達したとする。このとき、制御部３０１は、ネジ締めユニット１０３をワークＷ（コンベア１５０）の速度Ｍに同期した速度Ｍで搬送方向Ｘに移動させる。これにより、ワークＷとネジ締めユニット１０３は速度差がなく同一速度で搬送方向Ｘに移動する。
【００９６】
そして、図２３に示すように、制御部３０１は、ネジ締めユニット１０３を速度Ｍで搬送方向Ｘに移動させている間、昇降機構３２１によりネジ締めユニット１０３を降下させ、把持機構３２３でワークＷを把持する。そして、この後、昇降機構３２１（伸縮脚５１２の伸長）でネジ締めユニット１０３を上昇させてワークＷを載置面から持ち上げる。
【００９７】
実施の形態１で説明したように、昇降機構３２１は、モータ５０３、ワイヤ５０５等を含む。把持機構３２３は、支持爪５１３、前後左右の把持シリンダ５２５と固定ブロック５１４、可動ブロック５１５、押し付けシリンダ５１７と押し付け片８０１、伸縮脚５１２等を含む。
【００９８】
そして、制御部３０１は、把持機構３２３によりネジ締めユニット１０３に対して位置決めされたワークＷに対し、ネジ締め機構３２５の３軸アクチエータ５３１により３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で移動する電動ドライバ５３２により、各ネジ締め箇所のネジ締めを行う。この後、制御部３０１は、昇降機構３２１を降下させ、把持機構３２３がワークＷから退避することで、ネジ締めが完了したワークＷを再びコンベア１５０上に載せる。
【００９９】
そして、制御部３０１は、コンベア１５０上のワークＷを持ち上げてから、ワークＷの位置決めおよびネジ締めを完了させ、再びワークＷをコンベア１５０上に載せるまでの間（期間Ｔ）、ネジ締めユニット１０３をコンベア１５０と同期して移動させればよい。レール１０２の搬送方向の長さは、期間Ｔとコンベア１５０の速度Ｍに応じて設定すればよい。
【０１００】
制御部３０１は、ネジ締めが完了したワークＷをコンベア１５０に載せた後、搬送方向Ｘと逆方向、すなわち初期位置に戻すことで、次のワークＷに対しても同様の動作でネジ締めを行うことができる。
【０１０１】
図２４Ａ〜図２４Ｃは、実施の形態２にかかるネジ締め装置の動作手順を示すフローチャートである。コンベア１５０が一定速度で連続搬送する各ワークＷについて、制御部３０１の各機能が実行する動作例を示す。
【０１０２】
はじめに、制御部３０１は、初期化処理を行い（ステップＳ２４０１）、レール１０２に沿ってネジ締めユニット１０３をワークＷの上方位置に移動させる（ステップＳ２４０２）。この後、制御部３０１は、ネジ締めユニット１０３をコンベア１５０に同期させて移動させる（ステップＳ２４０３）。ここで、コンベア１５０が停止したり速度が変動した場合、制御部３０１は、ネジ締めユニット１０３の移動速度をコンベア１５０の速度に同期して停止したり速度を可変させればよい。
【０１０３】
この後、制御部３０１は、ネジ締め開始の操作ボタンが操作されると（ステップＳ２４０４）、ネジ締め装置１００によるネジ締め動作の制御を開始する。まず、制御部３０１は、ネジ締めユニット１０３を降下させ（ステップＳ２４０５）、降下位置確認センサ５１０が検知することを待つ（ステップＳ２４０６：Ｎｏのループ）。
【０１０４】
なお、ネジ締めユニット１０３の降下の際、一定速度のコンベア１５０上で移動しているワークＷの位置に合わせて、作業者がネジ締めユニット１０３の降下位置を微調整してもよい。
【０１０５】
そして、ネジ締めユニット１０３の降下で降下位置確認センサ５１０がワークＷに接触することで検知を出力し（ステップＳ２４０６：Ｙｅｓ）、この後、制御部３０１は、前後左右の把持シリンダ５２５を伸長させ突き当てる（ステップＳ２４０７）。これにより、支持爪５１３上にワークＷの突出部２１１が載り、ネジ締めユニット１０３はワークＷを持ち上げ可能な状態となる。前後左右把持シリンダ５２５の伸縮状態は、突き当て確認センサが検出する（ステップＳ２４０８）。例えば、突き当て確認センサは、上述した固定ブロック５１４と可動ブロック５１５との間でワークＷを第１の押し付け力で把持する状態を待ち（ステップＳ２４０８：Ｎｏのループ）、把持状態を検出する（ステップＳ２４０８：Ｙｅｓ）。
【０１０６】
この後、制御部３０１は、ネジ締めユニット１０３を浮上（上昇）させる（ステップＳ２４０９）。そして、制御部３０１は、伸縮脚５１２に設けられた伸縮脚センサが規定した所定量まで伸長しているか確認する（ステップＳ２４１０：Ｎｏのループ）。伸縮脚センサによる伸縮脚の伸長を確認すると（ステップＳ２４１０：Ｙｅｓ）、制御部３０１は、押し付けシリンダ５１７を伸長させ、押し付け片８０１によりワークＷ（ヒートシンク２０２）を上方から押し付ける（ステップＳ２４１１）。制御部３０１は、ヒートシンク押し付け確認センサによる押し付け状態の検出を待つ（ステップＳ２４１２：Ｎｏのループ）。この押し付けにより、パッキン２０３が均一に押しつぶされる。
【０１０７】
制御部３０１が押し付けを確認すると（ステップＳ２４１２：Ｙｅｓ）、制御部３０１は、前後左右の把持シリンダ５２５に対し高荷重（第２の押し付け力）の突き当てを行う（ステップＳ２４１３）。突き当て状態は前後左右突き当て確認センサで検出される（ステップＳ２４１４：Ｎｏのループ）。荷重が第２の押し付け力となると（ステップＳ２４１４：Ｙｅｓ）、固定ブロック５１４と可動ブロック５１５との間でワークＷは第２の押し付け力で強固に固定される。
【０１０８】
次に、制御部３０１は、電動ドライバ５３２によるワークＷへのネジ締めを行う（ステップＳ２４１５）。この際、制御部３０１は、３軸アクチエータ５３１を制御して、ワークＷのネジ締め箇所に電動ドライバ５３２を位置させ、ワークＷをネジ２２２でネジ締めする。
【０１０９】
この後、制御部３０１は、ネジ締め箇所でのネジ浮きを判定する（ステップＳ２４１６）。例えば、電動ドライバ５３２の動作状態（ドライバシャフト５３３の空転や負荷状態の検出）に基づき、ネジ締めが正しく完了していないネジ浮きが検出されれば（ステップＳ２４１６：ＮＧ）、ワークＷがネジ締めに不良が生じたエラー品と判断する。そして、エラーのワークＷを排除する等のエラー処理を行い（ステップＳ２４１７）、ステップＳ２４１８の処理に移行する。ネジ浮きが検出されなければ（ステップＳ２４１６：ＯＫ）、制御部３０１は、以上のネジ締め動作を完了する。
【０１１０】
そして、ネジ締め完了に基づく操作ボタンの押下により（ステップＳ２４１８）、制御部３０１は、ネジ締めユニット１０３の浮上を解除する（ステップＳ２４１９）。これにより、ワークＷがコンベア１５０上に降ろされる。この際、制御部３０１は、伸縮脚５１２を収縮させ（ステップＳ２４２０：Ｎｏのループ）、初期状態まで収縮したことを確認すると（ステップＳ２４２０：Ｙｅｓ）、ステップＳ２４２１の処理に移行する。
【０１１１】
そして、制御部３０１は、押し付けシリンダ５１７を収縮させ押し付け片８０１によるワークＷ（ヒートシンク２０２）の押し付けを解除し（ステップＳ２４２１）、ヒートシンク押し付け解除確認センサの検知を待つ（ステップＳ２４２２：Ｎｏのループ）。ヒートシンク押し付け解除確認センサによる押し付け解除が検知されると（ステップＳ２４２２：Ｙｅｓ）、制御部３０１は、前後左右の把持シリンダ５２５を収縮させ、固定ブロック５１４と可動ブロック５１５によるワークＷの把持（突き当て）を解除する（ステップＳ２４２３）。そして、前後左右突き当て解除センサの検知を待つ（ステップＳ２４２４：Ｎｏのループ）。
【０１１２】
前後左右突き当て解除センサによる突き当て解除が検知されると（ステップＳ２４２４：Ｙｅｓ）、制御部３０１は、ネジ締めユニット１０３を上昇させる（ステップＳ２４２５）。そして、ネジ締めユニット１０３が上昇位置確認センサの検出位置（初期位置）まで上昇することを待つ（ステップＳ２４２６：Ｎｏのループ）。ネジ締めユニット１０３の上昇位置が上昇位置確認センサで検出されると（ステップＳ２４２６：Ｙｅｓ）、ワークＷに対し、ネジ締めユニット１０３が上方に退避した状態となる。
【０１１３】
そして、制御部３０１は、ワークＷに対するネジ締めが完了し、次にワークＷに対するネジ締めの作業継続を行うか判断する（ステップＳ２４２７）。ネジ締めを行う次のワークＷがあれば、制御部３０１は、作業継続と判断し（ステップＳ２４２７：Ｙｅｓ）、ステップＳ２４０２の処理に戻る。この際、制御部３０１は、ネジ締めユニット１０３をコンベア１５０の搬送方向と逆方向に移動させて初期位置に戻す。一方、ネジ締めを行う次のワークＷがなければ、制御部３０１は、作業終了と判断し（ステップＳ２４２７：Ｎｏ）、以上の一連の動作を終了する。
【０１１４】
以上説明した実施の形態２によれば、実施の形態１同様に、ネジ締めユニットの支持爪でワークの突出部を支持した状態で載置面から持ち上げることで、ネジ締めユニットの基準位置にワークを位置決めできる。これにより、台車の傾斜、あるいはネジ締め装置の載置面に傾斜等があっても、ワークに対して正しくネジ締めを行うことができる。そして、実施の形態２のように、一定速度で連続搬送するコンベア上のワークであっても、ネジ締めユニットをコンベアに同期して移動させることで、移動しながらネジ締めを行うことができる。
【０１１５】
このように、ネジ締めユニットをコンベアと同期して移動させることにより、コンベアの移動状態さらには停止状態に関わらず、ワークのネジ締めを行うことができる。さらには、実施の形態２によれば、次のワークが所定位置（上記開始位置）にネジ締めユニットの真下に流れてくるのを待機しているに限らない。例えば、開始位置以外の搬送方向上まで移動して次のワークＷに対するネジ締めの一連の動作を開始してもよい。
【０１１６】
これにより、定位置停止コンベアのように異常がなければ常に移動しているコンベアで搬送されるワークのネジ締めを行うことができるようになる。なお、他の作業工程での異常や作業遅れなどによりコンベアが停止した場合でも、これに同期してネジ締めユニットの移動を停止させた状態でネジ締めが行えるため、ネジ締め動作を中断する必要がなく、ネジ締めの作業を継続することができる。これにより、複数のワークに対するネジ締めをより効率的に行えるようになる。
【０１１７】
（実施の形態３）
図２５、図２６は、実施の形態３のネジ締め装置を示す正面図である。実施の形態３のネジ締め装置１００において、実施の形態１（図５参照）と同一の構成部には同一の符号を付してある。実施の形態３では、昇降機構３２１としてモータ５０３に代えてバランサ２５０１を用いる点が異なる。
【０１１８】
バランサ２５０１は、ネジ締めユニット１０３の角部分（４隅）にそれぞれ設けられ、ワイヤ５０５の長さを可変自在な構成である。このようにバランサ２５０１を設けることで、ネジ締めユニット１０３の自重をキャンセルでき、ネジ締めユニット１０３を上部に上昇させた際、任意の位置に静止させることができる。また、モータ５０３等の動力を不要にして昇降させることができ、作業者が自由に移動させることができる。また、バランサ２５０１ごとにワイヤ５０５のワイヤ長を個々に調整できるため、図２６に示すように、台車やコンベア１５０の傾きに合わせてネジ締めユニット１０３を容易に位置決めすることができる。
【０１１９】
実施の形態３においても、バランサ２５０１以外の各機構は、各実施の形態と同様であり、各実施の形態と同様に正しくネジ締めを行うことができる作用効果を得ることができる。
【０１２０】
以上説明した各実施の形態によれば、ワークの突出部をネジ締めユニットの支持爪上に載せ、持ち上げることでワークの水平面をネジ締めユニットの水平面に一致させて高さ方向を位置決めできる。これにより、ワークの載置面の凹凸等によるワークの傾斜があっても、ネジ締めユニットは位置決めされたワークに対してドライバ空転、ネジ噛み、ネジ頭つぶれ等を生じることなく正しくネジ締めできるようになる。
【０１２１】
また、ワークの把持の際の押し付け力を段階的に制御することで、支持爪にワークの突出部を密に接触させることができるため、ワークを正確に位置決めできる。また、押し付け片によりヒートシンクの上方から押し付けを行うことで、ヒートシンクを筐体に均一に押し付けることができる。筐体とヒートシンクの間にパッキンが設けられる場合、パッキンを均一な力で押し付けることができる。これにより、ヒートシンクが筐体に対し、均一に押し付けることができるため、１か所のネジ締めを行っても、他の箇所のネジ締め部の浮き上がりおよびヒートシンクの傾斜を防ぐことができる。したがって、１か所ごとにネジ締めを完了させてもネジ締めのトルクのバラツキがない。また、増し締めを不要にできマシンサイクルタイムを短縮できる。
【０１２２】
ところで、実施の形態では、筐体開口部を覆う蓋（ヒートシンク）をネジ締めする構成例を説明したが、筐体と蓋に限らず、互いの対象物同士をネジ締めする各種ワークであっても同様に適用できる。
【０１２３】
また、ネジ締めの対象となるワークは、台車や間欠搬送のコンベア上に載置されたワークに限らず、連続搬送のコンベア上のワークにも対応できる。この場合、移動中のワークに同期して同じ方向にネジ締めユニットを移動させ、この移動中にワークをコンベアから持ち上げてネジ締めを行い、再度コンベアにワークを戻すことで自動化ラインにも適用できる。
【０１２４】
なお、上記各実施の形態で説明したネジ締め装置が行うネジ締め方法にかかる各動作は、予め用意された制御プログラムを対象機器（上記ネジ締め装置）等のコンピュータ（ＣＰＵ等）が実行することにより実現することができる。本制御プログラムは、磁気ディスク、光ディスク、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）フラッシュメモリなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布してもよい。
【０１２５】
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１２６】
（付記１）筐体と蓋体からなるワークのネジ締めを行うネジ締め機構と、前記ワークを把持する把持機構と、を有するネジ締めユニットと、
前記ネジ締めユニットを前記ワークの方向に昇降させる昇降機構と、
装置の制御を司る制御部と、を有し、
前記制御部は、前記把持機構で前記ワークを把持した状態で、前記昇降機構により前記ネジ締めユニットを上昇させて前記ワークを載置面から持ち上げることで、前記ワークの水平面を前記ネジ締めユニットの水平面に一致させ、前記ネジ締め機構によるネジ締めを行うことを特徴とするネジ締め装置。
【０１２７】
（付記２）前記把持機構は、前記ワークの前記筐体の突出部に係合し、前記ワークを支持する支持爪を有し、
前記ワークの持ち上げにより、前記支持爪に前記ワークの突出部を係合させることを特徴とする付記１に記載のネジ締め装置。
【０１２８】
（付記３）前記把持機構は、可動ブロックの移動により、前記ワークを水平面方向の固定ブロックに押し当てて前記水平面方向の位置決めを行うことを特徴とする付記２に記載のネジ締め装置。
【０１２９】
（付記４）前記昇降機構は、前記ネジ締めユニットの底部に設けられ、伸縮自在な伸縮脚を含み、
前記制御部は、前記伸縮脚を伸長させて前記ワークを載置面から持ち上げることで、前記ネジ締めユニットの水平面方向を前記ワークの水平面方向に一致させることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載のネジ締め装置。
【０１３０】
（付記５）前記制御部は、前記ネジ締めユニットの降下時に前記支持爪および前記可動ブロックを前記ワーク位置から退避させ、前記支持爪上に前記ワークの前記突出部が位置した状態で、前記支持爪および前記可動ブロックを前記ワークの方向に伸長させ、前記ワークを前記支持爪上で支持し、前記可動ブロックと前記固定ブロックにより前記ワークを把持することを特徴とする付記３または４に記載のネジ締め装置。
【０１３１】
（付記６）前記ネジ締め機構は、前記ワークの前記筐体と前記蓋体に設けられた高さ方向に向くネジ穴に、ネジを螺合させる電動ドライバと、当該電動ドライバを前記ネジ穴部分に移動自在な３軸の移動機構を有することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載のネジ締め装置。
【０１３２】
（付記７）前記把持機構は、前記ワークの前記蓋体を前記筐体に押し付ける高さ方向に伸縮自在な押し付け部を有することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載のネジ締め装置。
【０１３３】
（付記８）前記ワークは、前記筐体と前記蓋体との間にパッキンが設けられ、
前記把持機構の前記押し付け部は、前記ワークのパッキンを均一に押しつぶすことを特徴とする付記７に記載のネジ締め装置。
【０１３４】
（付記９）前記制御部は、前記支持爪および前記可動ブロックを前記ワークの方向に第１の押し付け力で伸長させ、前記ワークの自重により前記支持爪上に前記ワークの突出部を位置決めした後、前記可動ブロックと前記固定ブロックを前記ワークの方向に、前記第１の押し付け力よりも強い第２の押し付け力で前記ワークを把持することを特徴とする付記２〜８のいずれか一つに記載のネジ締め装置。
【０１３５】
（付記１０）前記ネジ締めユニットの下方に前記ワークを搬送するコンベアが配置され、
前記ネジ締めユニットは、前記コンベア上の前記ワークの搬送方向に移動自在であり、
前記制御部は、前記コンベアに同期して前記ネジ締めユニットを移動させながら前記ワークを前記コンベアから持ち上げてネジ締めを行うことを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載のネジ締め装置。
【０１３６】
（付記１１）前記昇降機構は、前記ネジ締めユニットを持ち上げるワイヤと、当該ワイヤを巻き取ることで前記ネジ締めユニットを昇降させるモータと、を含むことを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載のネジ締め装置。
【０１３７】
（付記１２）前記昇降機構は、前記ネジ締めユニットを持ち上げる複数のワイヤと、複数の前記ワイヤ長をそれぞれ調整して前記ネジ締めユニットを昇降させるバランサと、を含むことを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載のネジ締め装置。
【符号の説明】
【０１３８】
１００  ネジ締め装置
１０２  レール
１０３  ネジ締めユニット
１５０  台車、コンベア
２０１  筐体
２０２  ヒートシンク
２０３  パッキン
２１１  鍔部（突出部）
２１２，２２１  ネジ穴
２２２  ネジ
３０１  制御部
３１１  ロボット制御部
３１２  昇降制御部
３１３  把持制御部
３１４  ネジ締め制御部
３２１  昇降機構
３２３  把持機構
３２５  ネジ締め機構
５０３  モータ
５０４  プーリ
５０５  ワイヤ
５０６ａ  開口部
５１２  伸縮脚
５１３  支持爪
５１４  固定ブロック
５１５  可動ブロック
５１７  押し付けシリンダ
５２５  把持シリンダ
５３１  ３軸アクチエータ
５３２  電動ドライバ
８０１  押し付け片
２５０１  バランサ
Ｗ  ワーク
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５】
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【図２６】
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