(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボルト締付手段と、少なくとも、該ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向と直交する二次元方向で、前記ボルト締付手段とナットとの相対位置を調整する位置合わせ手段とを含むボルトナット締付装置を用いた、ボルトナット締付方法であって、
前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸に対する、ナット穴との相対位置及びナット穴の軸方向との相対角度を把握し、
把握された現在位置から、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向の相対角度に応じて設定される、前記二次元方向の締付適応範囲へと、前記位置合わせ手段によって前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸先端を移動させ、
前記ボルト締付手段を駆動して、ナット穴にボルトを締付けることを特徴とするボルトナット締付方法。
【請求項２】
前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向との相対角度に応じて設定される、前記二次元方向の締付適応範囲として、
前記ナット穴の中心位置を基準として、前記ボルト締付手段に保持されるボルトが前記ナット穴の軸方向と直交する平面上に投影されたと仮定したときの、軸先端の延長方向へとオフセットする範囲を、設定することを特徴とする請求項１記載のボルトナット締付方法。
【請求項３】
前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向との相対角度に応じて設定される、前記二次元方向の締付適応範囲として、
前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向の相対角度の増加と共に、前記ナット穴の中心位置を基準とする、前記ボルト締付手段に保持されるボルトが前記ナット穴の軸方向と直交する平面上に投影されたと仮定したときの、軸先端の延長方向へのオフセット量を増大させるように、設定することを特徴とする請求項２記載のボルトナット締付方法。
【請求項４】
ボルト締付手段と、
少なくとも、該ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向と直交する二次元方向で、前記ボルト締付手段とナットとの相対位置を調整する位置合わせ手段と、
前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸に対する、ナット穴との相対位置及びナット穴の軸方向との相対角度を検知する検知手段と、
該検知手段により得られる、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸に対する、ナット穴の中心の相対位置及びナット穴の軸方向との相対角度に基づき、把握された現在位置からの、前記位置合わせ手段の前記二次元方向の移動先の位置を決定する制御手段と、を含むことを特徴とするボルトナット締付装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向の相対角度に応じた、前記二次元方向の締付適応範囲を定めるテーブル又は算出式を備え、
該テーブル又は算出式に、前記検知手段により得られる、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸に対する、ナット穴の軸方向との相対角度を照らして、前記位置合わせ手段の、把握された現在位置からの二次元方向の移動先の位置を決定するものであることを特徴とする請求項４記載のボルトナット締付装置。
【請求項６】
前記テーブル又は算出式の、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向との相対角度に応じて設定される、前記二次元方向の締付適応範囲として、
前記ナット穴の中心位置を基準として、前記ボルト締付手段に保持されるボルトが前記ナット穴の軸方向と直交する平面上に投影されたと仮定したときの、軸先端の延長方向へとオフセットした範囲が設定されていることを特徴とする請求項５記載のボルトナット締付装置。
【請求項７】
前記テーブルの、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向との相対角度に応じて設定される、前記二次元方向の締付適応範囲は、
前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向の相対角度の増加と共に、前記ナット穴の中心位置を基準とする、前記ボルト締付手段に保持されるボルトが前記ナット穴の軸方向と直交する平面上に投影されたと仮定したときの、軸先端の延長方向へのオフセット量が増大するようにして、設定されていることを特徴とする請求項６記載のボルトナット締付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルトナット締付方法及びボルトナット締付装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、工業製品の組立てラインには、ボルトナットの締付を行うボルトナット締付装置が、広く用いられている。そして、このボルトナット締付装置を用いて、ボルトナットの締付作業を自動的に行う際に、予め設定された位置にナットを設置し、ナット穴の位置へとボルトを正確に位置決めして、締付作業を行っている。しかしながら、部品精度や、ボルトの位置決め精度等の如何によっては、ナット穴とボルトの軸とが一致せず、締付不良を誘発するおそれがある。そこで、従来から、ナット穴を撮影してボルトの位置補正を行う手法や（例えば、特許文献１参照）、ボルトナット締付装置の位置決めを多関節ロボットで行う手法が発案されている（例えば、特許文献２参照）。更には、ボルトナット締付装置の保持機構、又は、ボルトナット締付装置自体のボルト保持部に、弾性保持機能を与えることで、ナット穴に対するボルトの位置ズレを、受動的に吸収する手法も発案されている（例えば、特許文献３、４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７４３８１号公報
【特許文献２】特開平０７−２１４４３５号公報
【特許文献３】特開平０５−０５７５４０号公報
【特許文献４】特開平０６−３１２３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の、ナット穴を撮影してボルトの位置補正を行う手法は、ナット穴の軸方向とボルトの軸方向とにずれ（傾き）が生じている場合には、ナット穴に対するボルトの適切な位置決めを行うことが困難であった。一方、ボルトナット締付装置の位置決めを多関節ロボットで行う手法は、ナット穴の軸方向とボルトの軸方向とのずれ（傾き）にも対応可能であるが、多関節ロボットの構成が複雑であり、かつ、ボルトの位置決めを行う際の、多関節ロボットの姿勢変化が、干渉等の不具合を誘発することがある。更に、ボルトナット締付装置の保持機構や、ボルトナット締付装置自体のボルト保持部に、弾性保持機能を与えるものは、構造の複雑化による不具合の発生や、コストの増加を招くことにもなる。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸に対する、ナット穴との相対位置及びナット穴の軸方向との相対角度にずれが生じるような場合であっても、ボルトナットの締付作業を適切に行い、締付不良の発生を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００７】
（１）ボルト締付手段と、少なくとも、該ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向と直交する二次元方向で、前記ボルト締付手段とナットとの相対位置を調整する位置合わせ手段とを含むボルトナット締付装置を用いた、ボルトナット締付方法であって、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸に対する、ナット穴との相対位置及びナット穴の軸方向との相対角度を把握し、把握された現在位置から、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向の相対角度に応じて設定される、前記二次元方向の締付適応範囲へと、前記位置合わせ手段によって前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸先端を移動させ、前記ボルト締付手段を駆動して、ナット穴にボルトを締付けるボルトナット締付方法（請求項１）。
【０００８】
本項に記載のボルトナット締付方法は、ボルトナット締付装置のボルト締付手段に保持されるボルトの軸に対する、ナット穴との相対位置及びナット穴の軸方向との相対角度を把握して、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸先端を移動させるものである。この際、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸に対する、ナット穴の軸方向との相対角度を考慮しつつ、位置合わせ手段により、ボルト締付手段に与えるボルトの軸先端の位置補正の動作を、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向と直交する二次元方向のみ行う。すなわち、この際のボルトの軸先端の位置補正の動作を、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向の角度を変更することなく、二次元方向の、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向の相対角度に応じた締付適応範囲へ向けて行うものである。そして、把握された現在位置から、ボルト締付手段を駆動することで、ナット穴に対するボルトの軸先端の位置決めを行い、ナット穴にボルトを適正に締付けるものである。
なお、ボルトの軸先端の位置補正の後の、ボルト締付手段によるナット穴へのボルトの締付作業の際には、位置合わせ手段により、ボルト締付手段をボルトの軸方向へと移動させる必要がある。よって、位置合わせ手段は、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向と直交する二軸方向と、ボルトの軸方向との、合計三軸方向への動作が可能なものが望ましい。又、この点を考慮して、本説明における用語「二次元方向」とは、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向と直交する二次元方向の動作が必須の要件であることを意味するものである。そして、ボルト締付手段をボルトの軸方向へと移動させる動作については、当該二次元方向動作の、前後のいずれに行っても良い。又、当該二次元方向の動作と同時に、すなわち、結果的に三次元方向の動作となるものも含まれる。
【０００９】
（２）上記（１）項において、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向との相対角度に応じて設定される、前記二次元方向の締付適応範囲として、前記ナット穴の中心位置を基準として、前記ボルト締付手段に保持されるボルトが前記ナット穴の軸方向と直交する平面上に投影されたと仮定したときの、軸先端の延長方向へとオフセットする範囲を、設定するボルトナット締付方法（請求項２）。
本項に記載のボルトナット締付方法は、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向の角度を変更することなしに、ナット穴の中心位置を基準として、ボルト締付手段に保持されるボルトがナット穴の軸方向と直交する平面上に投影されたと仮定したときの、軸先端の延長方向へとオフセットする範囲に、ボルトの二次元方向の移動を行う。そして、ナット穴に対するボルトの軸先端の位置決めを行い、ナット穴にボルトを適正に締付けるものである。
【００１０】
（３）上記（２）項において、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向との相対角度に応じて設定される、前記二次元方向の締付適応範囲として、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向の相対角度の増加と共に、前記ナット穴の中心位置を基準とする、前記ボルト締付手段に保持されるボルトが前記ナット穴の軸方向と直交する平面上に投影されたと仮定したときの、軸先端の延長方向へのオフセット量を増大させるように、設定するボルトナット締付方法（請求項３）。
本項に記載のボルトナット締付方法は、ボルトの二次元方向の移動を行う際に、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向の相対角度の増加と共に、ナット穴の中心位置に対する、ボルト締付手段に保持されるボルトがナット穴の軸方向と直交する平面上に投影されたと仮定したときの、軸先端の延長方向へのオフセット量を増大させる。これにより、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向の角度を変更することなしに、ナット穴に対するボルトの軸先端の位置決めを行い、ナット穴にボルトを適正に締付けるものである。
【００１１】
（４）ボルト締付手段と、少なくとも、該ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向と直交する二次元方向で、前記ボルト締付手段とナットとの相対位置を調整する位置合わせ手段と、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸に対する、ナット穴との相対位置及びナット穴の軸方向との相対角度を検知する検知手段と、該検知手段により得られる、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸に対する、ナット穴の中心の相対位置及びナット穴の軸方向との相対角度に基づき、把握された現在位置からの、前記位置合わせ手段の前記二次元方向の移動先の位置を決定する制御手段と、を含むボルトナット締付装置（請求項４）。
【００１２】
本項に記載のボルトナット締付装置は、検知手段によって、ボルトナット締付装置のボルト締付手段に保持されるボルトの軸に対する、ナット穴との相対位置及びナット穴の軸方向との相対角度を把握する。又、制御手段では、検知手段より得られる、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸に対する、ナット穴の軸方向との相対角度に基づき、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向と直交する二次元方向の、移動先の位置を決定する。そして、把握された現在位置から、決定した二次元方向の位置へと、位置合わせ手段によってボルト締付手段を移動させ、ボルト締付手段を駆動することで、ナット穴にボルトを適正に締付けるものである。
なお、ボルトの軸先端の位置補正の後の、ボルト締付手段によるナット穴へのボルトの締付作業の際には、位置合わせ手段は、ボルト締付手段をボルトの軸方向へと移動させる必要がある。よって、位置合わせ手段は、該ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向と直交する二軸方向と、ボルトの軸方向との、合計三軸方向への動作が可能となっていることが望ましい。
【００１３】
（５）上記（４）項において、前記制御手段は、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向の相対角度に応じた、前記二次元方向の締付適応範囲を定めるテーブル又は算出式を備え、該算出式又はテーブルに、前記検知手段により得られる、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸に対する、ナット穴の軸方向との相対角度を照らして、前記位置合わせ手段の、把握された現在位置からの二次元方向の移動先の位置を決定するものであるボルトナット締付装置（請求項５）。
本項に記載のボルトナット締付装置は、制御手段において、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸に対する、ナット穴の軸方向との相対角度を、テーブル又は算出式と照らし合わせる。そして、位置合わせ手段によりボルト締付手段に与える、ボルトの軸先端の位置補正の動作として、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向と直交する二次元方向のみ行うものである。すなわち、ボルトの軸先端の位置補正の動作を、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向の角度を変更することなく、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向の相対角度に応じて設定される、二次元方向の締付適応範囲へ向けて行うものである。そして、把握された現在位置から、ボルト締付手段を駆動することで、ナット穴にボルトを適正に締付けるものである。
【００１４】
（６）上記（５）項において、前記テーブル又は算出式の、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向との相対角度に応じて設定される、前記二次元方向の締付適応範囲として、前記ナット穴の中心位置を基準として、前記ボルト締付手段に保持されるボルトが前記ナット穴の軸方向と直交する平面上に投影されたと仮定したときの、軸先端の延長方向へとオフセットした範囲が設定されているボルトナット締付装置（請求項６）。
本項に記載のボルトナット締付装置は、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向の角度を変更することなしに、ナット穴の中心位置に対して、ボルト締付手段に保持されるボルトがナット穴の軸方向と直交する平面上に投影されたと仮定したときの、軸先端の延長方向へとオフセットする範囲に、ボルト締付手段に保持されるボルトの二次元方向の移動を行う。そして、ナット穴に対するボルトの軸先端の位置決めを行い、ナット穴にボルトを適正に締付けるものである。
【００１５】
（７）上記（６）項において、前記テーブルの、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向との相対角度に応じて設定される、前記二次元方向の締付適応範囲は、前記ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向の相対角度の増加と共に、前記ナット穴の中心位置を基準とする、前記ボルト締付手段に保持されるボルトが前記ナット穴の軸方向と直交する平面上に投影されたと仮定したときの、軸先端の延長方向へのオフセット量が増大するようにして、設定されているボルトナット締付装置（請求項７）。
本項に記載のボルトナット締付装置は、ボルトの二次元方向の移動を行う際に、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向の相対角度の増加と共に、ナット穴の中心位置を基準とする、ボルト締付手段に保持されるボルトがナット穴の軸方向と直交する平面上に投影されたと仮定したときの、軸先端の延長方向へのオフセット量を増大させるものである。これにより、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向の角度を変更することなしに、ナット穴に対するボルトの軸先端の位置決めを行い、ナット穴にボルトを適正に締付けるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明はこのように構成したので、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸に対する、ナット穴との相対位置及びナット穴の軸方向との相対角度にずれが生じるような場合であっても、ボルトナットの締付作業を適切に行い、締付不良の発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る、ボルトナット締付装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るボルトナット締付装置の、ボルト締付手段に保持されるボルトと、ナット穴との相対位置、及び、ナット穴の軸方向との相対角度にずれが生じている状態を示す模式図である。
【図３】ボルトナットの締付完了状態と共に、検知手段により得られるナット穴の中心位置と、ボルトの締付適正位置とを示した断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る、ボルトナット締付手順を示すフローチャートと共に、ボルト締付手段に保持されるボルトの軸方向に対するナット穴の軸方向の相対角度に応じた、二次元方向の締付適応範囲を定めるテーブルの、内容を例示するものである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて説明する。
本発明の実施の形態に係るボルトナット締付装置１０は、図１に示されるように、ボルト締付手段１２と、位置合わせ手段１４と、検知手段１６と、制御手段１８とを備えている。又、図１のナット穴２２は、ボルト２０の締付対象物２４に直接的に穿孔されたねじ穴である。一方、後述の図２に示される例では、板状をなす締付対象物２４にナット２６が溶接された、いわゆるウェルドナットのナット穴２２が示されている。又、図１中の符号２８は、コンベヤ等、締付対象物２４の搬送レーンである。
【００１９】
ボルト締付手段１２はナットランナ等の自動締付機である。又、位置合わせ手段１６は、ボルト締付手段１２に保持されるボルト１４の軸方向と直交する二次元方向へと、ボルト締付手段１２の位置を調整するものであり、図示の例ではリニアアクチュエータを直交する第１軸Ｉ、第２軸ＩＩ、第３軸ＩＩＩの三軸方向に組合せた、いわゆる三軸プロッターが用いられている。
【００２０】
検知手段１６は、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸に対する、ナット穴２２との相対位置、及び、ナット穴１８の軸方向との相対角度を検知するものである。図示の例では、検知手段１６はカメラが用いられ、制御手段１８において、カメラにより得られた画像を処理することで、位置及び角度を検出するものである。又、検知手段１６として、例えば、レーザー光を用いるスリット光センサその他のセンサを、適宜採用することも可能である。
【００２１】
図示のごとく検知手段１６にカメラを用いる場合には、二台のカメラを用いて二方向から撮影を行うことで、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸２０ａに対する、ナット穴２２の中心の相対位置、及び、ナット穴２２の軸２２ａの方向との相対角度を得ることが可能となる。又、ナット穴２２の中心位置Ｃ２２の特定方法としては、例えば、図３に符号Ｃ２２ｎで示される、順光が反射して得られる画像のナット穴の中心位置（ナット穴２２の手前側の開口端の中心位置）、又は、符号Ｃ２２ｆで示される、逆行が穴を通過して得られる画像のナット穴の中心位置（ナット穴２２の奥側の開口端の中心位置）を、ナット穴２２の中心位置Ｃ２２とする。なお、図３の符号Ｃ２０は、ボルト２０の締付作業を開始する際の、締付適正位置（ボルト２０の二次元方向の移動先）を示している。
【００２２】
制御手段１８は、ボルト締付手段１２、位置合わせ手段１４及び検知手段１６の動作制御を行なうものである。そして、検知手段１６により得られる、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸に対する、ナット穴２２の中心の相対位置、及び、ナット穴２２の軸方向との相対角度に基づき、位置合わせ手段１４の二次元方向の位置を決定するものである。図示の例では、制御手段１８にはパーソナルコンピュータが用いられているが、適宜、その他の電子演算器を用いることも可能である。
【００２３】
更に、制御手段１８は、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸方向に対するナット穴２２の軸方向の相対角度に応じて設定される、二次元方向の締付適応範囲を定めるテーブルＴｄ（図４参照）を備えている。このテーブルＴｄは、ボルト１２及びナット穴２２の諸元（ねじ径、長さ等）毎に、予め実験等を通じて設定され、制御手段１８の記憶部に記憶されるものである。そして、テーブルＴｄは、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸に対する、ナット穴２２の中心の相対位置及びナット穴２２の軸方向との相対角度に基づき、位置合わせ手段１４の二次元方向の移動先の位置を決定する際に、参照されるものである。
【００２４】
図４に例示されるテーブルＴｄは、図２に示されるナット穴の中心位置Ｃ２２に対する、ボルト２０の締付適正位置Ｃ２０にある程度の範囲を許容し、締付適応範囲Ａとして設定したものである。締付適応範囲Ａは、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０がナット穴２２の軸２２ａと直交する平面Ｓ（図２参照）上に投影されたと仮定したときの、軸先端の延長方向で、なおかつ、Ｘ−Ｙ平面と平行な二次元方向にオフセットするようにして、設定されている。なお、図４の縦軸及び横軸の目盛りは、ボルトナットの諸元によって異なってくるが、例えば、縦軸の一目盛りが１°を、横軸の一目盛りが０．５ｍｍを表している。
【００２５】
図４に例示されたテーブルＴｄの締付適応範囲Ａの設定方法は、具体的には次の通りである。ここでは、理解を容易とするために、ボルト２０とナット穴２２とのなす角度が最大となる平面上で説明する。
すなわち、図２に示されるように、ボルト締付手段１２に保持されるボルト１４の軸方向をＺ軸とし、ボルト２０の軸２０ａとナット穴２２の軸２２ａとのなす角度が最大となるようにＸ−Ｚ平面を規定する。Ｘ−Ｚ平面については、図１のごとく検知手段１６にカメラを用いる場合には、二台のカメラを用いて二方向から撮影を行うことで、ボルト２０の軸２０ａとナット穴２２の軸２２ａとのなす角度が最大となる面を特定することが可能である。又、このＸ−Ｚ平面は、ボルト２０がナット穴２２の軸２２ａの方向と直交する平面Ｓ上に投影されたと仮定したときの、ボルト２０の軸と一致する面でもある。そして、Ｘ−Ｚ平面に投影された締付対象物２４とのなす角度θを、便宜上、ボルト２０の軸方向に対するナット穴２２の軸方向の相対角度とする。図２の例では、ボルト２０のＸ軸方向の移動量ｆ（θ）は、例えば、図３に示されるナット穴２２の奥側の開口端の中心位置Ｃ２２ｆをナット穴２２の中心位置Ｃ２２として採用する場合には、ボルトナットの締付完了状態におけるボルト２０の頭頂部とナット穴２２の奥側の開口端の位置との距離をＬとして、０＜ｆ（θ）≦Ｌｓｉｎ（θ）（図３参照）で表される範囲に設定される。そして、相対角度θに応じた、Ｘ軸方向の締付適応範囲をＡとして定める。
又、図４のテーブルＴｄに示されるように、Ｘ軸方向の締付適応範囲Ａは、相対角度θの増加と共に、ナット穴の中心位置に対する、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸先端の延長方向へのオフセット量Ｘが増大するように設定される。この傾向は、本発明者らの鋭意研究の結果、導き出されたものである。
【００２６】
なお、制御手段１８は、テーブルＴｄに代えて、予備実験等で得られたＸ軸方向の締付適応範囲Ａから導かれる、算出式を具備することとしても良い。そして、Ｘ軸方向の締付適応範囲Ａが上記θに対して線形をなす場合には（多くのケースでは線形をなす）、この算出式にθを照らして、位置合わせ手段１４の二次元方向の移動先の位置を決定することで、位置決定ロジックの簡素化を図ることも可能である。
一例として、その具体的算出式を示すが、図４のテーブルＴｄに示されるＸ軸方向の締付適応範囲Ａ中に、一点鎖線で示される関数を採用した場合には、Ｘ（ｍｍ）＝１４ｓｉｎ（θ）（θ＝１°のときＸ＝０．２４４ｍｍ）となる。
【００２７】
ここで、図１、図４を参照しながら、本発明の実施の形態に係るボルトナット締付手順を説明する。
Ｓ１００：搬送レーン２８の予め設定された位置に、締付対象物２４が停止する。
Ｓ１１０：制御手段１８は、センサ（検知手段１６）を用いて、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸に対する、ナット穴２２との相対位置、及び、ナット穴２２の軸方向との相対角度を検出する。なお、相対角度が予め設定された値よりも大きい場合には、ＮＧ品と判断し、以後の作業を行うことなく締付作業対象から除外する。例えば、相対角度が９０°であった場合には、当然に本手法は成り立たないが、それよりも小さな値であっても、試行などの結果、本手法に適さない大きさの相対角度を予め定めておき、ＮＧ品と判断することも可能である。
Ｓ１２０：制御手段１８は、上記Ｓ１１０において検出された位置角度、及び、テーブルＴｄ（又はテーブルＴｄより導かれる算出式）より、締付適正位置を算出する。
Ｓ１３０：上記Ｓ１２０において、使用するボルト毎に設定されたテーブルＴｄを用い、かつ、検出された位置角度に基づき、Ｘ−Ｙ平面と平行な二次元方向の締付適正位置を調査する。
Ｓ１４０：制御手段１８は、位置合わせ手段１４を作動させ、上記Ｓ１２０、Ｓ１３０において得られた最適位置へと、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸先端を移動させる。この際、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０がナット穴の軸２２ａの方向と直交する平面Ｓ上に投影されたと仮定したときの、軸先端の延長方向で、なおかつ、Ｘ−Ｙ平面と平行な二次元方向に、位置合わせ手段１４を作動させる。
Ｓ１５０：制御手段１８は、位置合わせ手段１４をＺ軸方向に作動させ、ボルト締付手段１２を駆動して、ナット穴２２に対するボルト２０の締付を開始する。ナット穴２２に対してボルト２０がねじ込まれる過程で、ボルト２０はナット穴２２に倣って軸方向を自然に一致させて行くことで、図３に示される締付完了状態となる。締付完了後は、上記Ｓ１００〜Ｓ１５０を繰り返す。
【００２８】
さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能となる。まず、本発明の実施の形態によれば、検知手段１６によって、ボルトナット締付装置１０のボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸に対する、ナット穴２２との相対位置、及び、ナット穴２２の軸方向との相対角度を把握する。又、制御手段１８では、検知手段１６より得られる、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸２０ａに対する、ナット穴２２の軸２２ａの方向との相対角度θに基づき、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸方向と直交する二次元方向の、移動先の位置を決定する。そして、把握された現在位置から、決定した二次元方向の位置へと、位置合わせ手段１４によってボルト締付手段１２を移動させ、ボルト締付手段１２を駆動することで、ナット穴２２にボルト２０を適正に締付けるものである。
【００２９】
又、制御手段１８において、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸に対する、ナット穴２２の軸方向との相対角度を、テーブルＴｄ（図４）又は算出式と照らし合わせる。そして、位置合わせ手段１４によりボルト締付手段１２に与える、ボルト２０の軸先端の位置補正の動作として、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸方向と直交する二次元方向のみ行う。すなわち、ボルト２０の軸先端の位置補正の動作を、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸方向の角度を変更することなく、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸２０ａの方向に対するナット穴２２の軸２２ａの方向の相対角度θに応じて設定される、二次元方向の締付適応範囲へ向けて行うものである。そして、把握された現在位置から、ボルト締付手段１２を駆動することで、ナット穴２２にボルト２０を適正に締付けるものである。
【００３０】
この際、ナット穴２２の中心位置Ｃ２２に対して、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０がナット穴２２の軸方向と直交する平面Ｓ上に投影されたと仮定したときの、軸先端の延長方向へとオフセットする範囲に、ボルト２０の二次元方向の移動を行う。そして、ナット穴２２に対するボルト２０の軸先端の位置決めを行い、ナット穴２２にボルト２０を適正に締付けるものである。
しかも、テーブルＴｄに設定された締付適応範囲（Ａ）は、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸方向に対するナット穴２２の軸方向の相対角度（θ）の増加と共に、ナット穴２２の中心位置Ｃ２２に対する、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０がナット穴の軸方向と直交する平面Ｓ上に投影されたと仮定したときの、軸先端の延長方向へのオフセット量を増大させるものである。
【００３１】
これにより、ボルト２０の二次元方向の移動を行う際に、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸２０ａの方向に対する、ナット穴２２の軸２２ａの方向の相対角度（θ）の如何（Ｓ１１０で説明したように、本手法に適した角度範囲内であることが条件である。）に関わらず、ボルト締付手段１２に保持されるボルト２０の軸方向の角度を変更することなしに、ナット穴２２に対するボルト２０の軸先端の位置決めを行い、ナット穴２２にボルト２０を適正に締付けることが可能となる。
以上の如く、本発明の実施の形態によれば、角度調整機構を持たない一般的な位置合わせ手段１４を用いて、ナット穴２２に対するボルト２０の軸先端の位置決めを行い、ナット穴２２にボルト２０を適正に締付けることが可能となる。
【符号の説明】
【００３２】
１０：ボルトナット締付装置、１２：ボルト締付手段、１４：位置合わせ手段、１６：検知手段、１８：制御手段、２０：ボルト、２０ａ：ボルトの軸、２２：ナット穴、２２ａ：ナット穴の軸、２６：ナット、Ｃ２０：ボルトの締付適正位置、Ｃ２２：ナット穴の中心位置、Ｓ：ナット穴の軸方向と直交する平面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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