(57)【要約】  実施形態の一態様に係るネジ締めシステムは、ロボットと、制御装置と、第１ビット駆動部と、第２ビット駆動部と、ビット保持部とを備える。ロボットは、先端にハンドを有する多関節のロボットである。制御装置は、ロボットを駆動制御する。第１ビット駆動部は、ハンドに選択的に把持され、モータによる回転駆動力を直接出力する。第２ビット駆動部は、ハンドに選択的に把持され、減速機を介してモータによる回転駆動力を出力する。ビット保持部は、第１ビット駆動部あるいは第２ビット駆動部の少なくともいずれかに取り付けられ、入力された回転駆動力によって軸まわりに回転するビットを保持する。
2015140939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端にハンドを有する多関節のロボットと、
前記ロボットを駆動制御する制御装置と、
前記ハンドに選択的に把持され、モータによる回転駆動力を直接出力する第１ビット駆動部と、
前記ハンドに選択的に把持され、減速機を介してモータによる回転駆動力を出力する第２ビット駆動部と、
前記第１ビット駆動部あるいは前記第２ビット駆動部の少なくともいずれかに取り付けられ、入力された前記回転駆動力によって軸まわりに回転するビットを保持するビット保持部と
を備えることを特徴とするネジ締めシステム。
【請求項２】
前記ビット保持部は、
前記第１ビット駆動部あるいは前記第２ビット駆動部に着脱自在に取り付けられ、前記第１ビット駆動部と前記第２ビット駆動部との間で共用されること
を特徴とする請求項１に記載のネジ締めシステム。
【請求項３】
前記ビット保持部は、
前記ビットを前記回転駆動力によって軸まわりに回転させる回転部と、
前記ビットを外力に倣って前記軸方向に直動させる直動部と、
前記直動部を該ビット保持部の先端側へ押圧する押圧部と
を備えること
を特徴とする請求項１に記載のネジ締めシステム。
【請求項４】
前記ロボットは、
前記第１ビット駆動部を用いてネジの仮締めを行い、
前記第２ビット駆動部を用いて仮締めされた前記ネジの本締めを行うこと
を特徴とする請求項１に記載のネジ締めシステム。
【請求項５】
前記ロボットは、
前記ハンドによって前記第１ビット駆動部を把持して該第１ビット駆動部に前記ビット保持部を取り付けて前記仮締めを行い、
前記ハンドによって前記第２ビット駆動部を把持して該第２ビット駆動部に前記ビット保持部を取り付けて前記本締めを行うこと
を特徴とする請求項４に記載のネジ締めシステム。
【請求項６】
前記ロボットは、
双腕ロボットであること
を特徴とする請求項１に記載のネジ締めシステム。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記第１ビット駆動部の前記モータを前記ロボットの外部軸として駆動制御すること
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システム。
【請求項８】
先端にハンドを有する多関節のロボットと、前記ロボットを駆動制御する制御装置と、前記ハンドに選択的に把持され、モータによる回転駆動力を直接出力する第１ビット駆動部と、前記ハンドに選択的に把持され、減速機を介してモータによる回転駆動力を出力する第２ビット駆動部と、前記第１ビット駆動部あるいは前記第２ビット駆動部に取り付けられ、入力された前記回転駆動力によって軸まわりに回転するビットを保持するビット保持部とを備えるネジ締めシステムにおける前記第１ビット駆動部を用いてネジを仮締めする仮締め工程と、
前記第２ビット駆動部を用いて仮締めされた前記ネジを本締めする本締め工程と
を含むことを特徴とするネジ締め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、ネジ締めシステムおよびネジ締め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、先端にハンドを有する多関節のロボットにナットランナのようなネジを自動で締め付けるネジ締め装置を把持させ、ネジ締付け工程を含む組立作業を行うネジ締めシステムがある（たとえば、特許文献１参照）。【０００３】
かかるネジ締めシステムのネジ締め装置では、ネジに係合させるビットを軸まわりに回転させる。また、ネジ締め装置では、ビットに回転駆動力を与えるビット駆動部に減速機を設けてモータの回転数を減じることで、高回転数のモータからネジの本締めに必要なトルクを確保する。【０００４】
また、かかるネジ締めシステムにおけるネジ締付け工程では、ネジをネジ穴に配置し、次に、ネジを着座するまで仮締めし、最後に、ネジを規定トルクに達するまで本締めするという流れとなり、仮締めから本締めまでを減速機付きのビット駆動部を用いて行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−９５６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したようなネジ締めシステムでは、ビット駆動部に減速機を有するため、ビット駆動部の出力回転数が遅く、ネジの締付けに時間がかかるという問題がある。とくに、ネジの本数が多い場合は、ネジの締付けに要する時間が組立工程全体のタクトタイムに大きく影響する。【０００７】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、ネジ締付け工程を含む組立工程全体のタクトタイムを短縮することができるネジ締めシステムおよびネジ締め方法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】
【０００８】
実施形態の一態様に係るネジ締めシステムは、ロボットと、制御装置と、第１ビット駆動部と、第２ビット駆動部と、ビット保持部とを備える。前記ロボットは、先端にハンドを有する多関節のロボットである。前記制御装置は、前記ロボットを駆動制御する。前記第１ビット駆動部は、前記ハンドに選択的に把持され、モータによる回転駆動力を直接出力する。前記第２ビット駆動部は、前記ハンドに選択的に把持され、減速機を介してモータによる回転駆動力を出力する。前記ビット保持部は、前記第１ビット駆動部あるいは前記第２ビット駆動部の少なくともいずれかに取り付けられ、入力された前記回転駆動力によって軸まわりに回転するビットを保持する。
【発明の効果】
【０００９】
実施形態の一態様によれば、ネジ締付け工程を含む組立工程全体のタクトタイムを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】図１Ａは、実施形態に係るネジ締めシステムの模式説明図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、ビット駆動部およびビット保持部の模式説明図である。
【図２Ａ】図２Ａは、ネジ締め装置の正面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、ネジ締め装置の右側面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ｂに示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、着脱機構を示す断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、着脱機構を示す断面図である。
【図４】図４は、ネジ把持時における各部動作の説明図である。
【図５】図５は、ネジ把持時におけるビット保持部の断面図である。
【図６】図６は、ネジ締めシステムのシステム構成図である。
【図７】図７は、ネジ締めシステムの制御構成図である。
【図８】図８は、ネジ締めシステムの機能ブロック図である。
【図９】図９は、ネジ締め方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するネジ締めシステムおよびネジ締め方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
図１Ａは、実施形態に係るネジ締めシステムの模式説明図である。なお、これから説明するネジ締めシステムでは、ネジを締めるだけでなく、締め付けられたネジを緩める作業も行う。
【００１３】
また、このようなネジ締めシステムによって締緩されるネジにはボルト等も含む。ここでは、「ネジ」という呼称をボルト等のようならせん状の溝が設けられた締結部材の総称として用いる。
【００１４】
図１Ａに示すように、ネジ締めシステム１では、ロボット７０がネジ締め装置を用いてネジを締緩させる作業を行う。ネジ締め装置は、ビット駆動部１１と、ビット保持部１８とを備える。なお、このようなネジ締め装置は、ネジを締めるまたは緩める作業のいずれにも用いることができる。
【００１５】
図１Ａに示すように、ビット駆動部１１としては、第１ビット駆動部１１ａおよび第２ビット駆動部１１ｂの２種類がある。第１ビット駆動部１１ａおよび第２ビット駆動部１１ｂはいずれも、出力軸を介して軸まわりの回転駆動力をビット保持部１８へと出力する。
【００１６】
第１ビット駆動部１１ａは、モータＭａを備え、モータＭａによる回転駆動力を直接出力する。このような第１ビット駆動部１１ａからは、モータＭａによる回転駆動力が直に出力されるため、高回転数の回転駆動力が出力される。
【００１７】
一方、第２ビット駆動部１１ｂは、モータＭｂと、減速機Ｇとを備え、モータＭｂによる回転駆動力を、減速機Ｇを介して出力する。このような第２ビット駆動部１１ｂからは、減速機ＧによってモータＭｂの回転駆動力が減速され、高トルク（低回転数）の回転駆動力が出力される。なお、ここでは、モータＭａおよびモータＭｂの能力は等しいものとする。
【００１８】
図１Ａに示すように、ビット保持部１８は、締緩させるネジに係合されるビット２０を先端側に保持する。また、ビット保持部１８は、末端側がビット駆動部１１に取り付けられる。具体的には、ビット保持部１８は、第１ビット駆動部１１ａあるいは第２ビット駆動部１１ｂの少なくともいずれかに取り付けられる。
【００１９】
ビット保持部１８では、第１ビット駆動部１１ａあるいは第２ビット駆動部１１ｂから出力された回転駆動力が入力されると、入力された回転駆動力によってビット２０が軸まわりに回転する。
【００２０】
図１Ａに示すように、ネジ締めシステム１は、ロボット７０を備える。ロボット７０は、複数のアーム部を有するとともに、先端にハンド７１を有する多関節のロボットである。ロボット７０では、ハンド７１がビット駆動部１１を把持することで、ロボット７０の外部軸としてネジ締め装置を備えることができる。
【００２１】
また、ネジ締めシステム１は、制御装置８０をさらに備える。制御装置８０は、ロボット７０の各関節部を駆動制御する他、ハンド７１によって把持された第１ビット駆動部１１ａのモータＭａをロボット７０の外部軸として駆動制御する。そのため、第１ビット駆動部１１ａを制御するための制御装置を別途設ける必要がない。
【００２２】
ところで、上述したネジ締めシステム１におけるネジ締め工程は、ネジをネジ穴に配置し、次に、ネジを着座するまで仮締めし（以下、「仮締め工程」という）、最後に、ネジを規定トルクに達するまで本締めする（以下、「本締め工程」という）という流れとなる。そして、これらの各工程は、ロボット７０がネジ締め装置を用いて行う。
【００２３】
従来は、本締めで規定トルクを得るために、ネジの締付け（仮締め工程および本締め工程）を減速機付きのビット駆動部で行っていた。なお、ビット駆動部は、本締めで規定トルクに達する必要があるため、通常は減速機を有する。
【００２４】
しかし、減速機を有するビット駆動部を用いる場合、ビット駆動部から出力される回転数が遅く（低回転数）、ネジの締付けに時間がかかっていた。たとえば、出力回転数が６００ｒｐｍの場合、ピッチ１ｍｍ、長さ５０ｍｍのネジのネジ締めには、５秒／本を要し、ネジを３０本締める場合にかかる時間は１５０秒程度となる。このように、ネジの本数が多い場合は、締付けにかかる時間が長期化していた。また、ネジの締付け時間が長期化することで、組立工程全体のタクトタイムが長期化していた。
【００２５】
そこで、実施形態に係るネジ締めシステム１では、第１ビット駆動部１１ａおよび第２ビット駆動部１１ｂをハンド７１が持ち替えることとした。すなわち、上記した仮締め工程では、回転数が高い第１ビット駆動部１１ａを用い、本締め工程では、トルクが高い第２ビット駆動部１１ｂを用いることとした。これにより、各工程に適した回転数やトルクでネジ締めを行うことができる。
【００２６】
また、ネジ締めシステム１では、ビット保持部１８を第１ビット駆動部１１ａあるいは第２ビット駆動部１１ｂに着脱自在に取り付けられることとした。さらに、ビット保持部１８を第１ビット駆動部１１ａと第２ビット駆動部１１ｂとで共用することとした。これにより、部品点数を少なくすることができる。
【００２７】
ここで、図１Ｂを参照してビット駆動部（第１ビット駆動部あるいは第２ビット駆動部）に取り付けられるビット保持部について説明する。図１Ｂは、ビット駆動部およびビット保持部の模式説明図である。なお、図１Ｂでは、ビットの種類ごとに、ビットおよびビット保持部の符号に「−番号」の形式で符番を付している。
【００２８】
上述したように、ビット保持部１８は、第１ビット駆動部１１ａあるいは第２ビット駆動部１１ｂに対して着脱自在に取り付けられる。ビット保持部１８は、締緩させるネジのサイズや種類等に応じて交換可能である。
【００２９】
図１Ｂに示すように、ビット保持部１８に保持されるビット２０は、ネジのサイズや種類等に応じて様々である。図１Ｂには、ネジの呼び径（たとえば、Ｍ６，Ｍ８，Ｍ１０）に対応した３種類のビット２０−１，２０−２，２０−３を保持する３つのビット保持部１８−１，１８−２，１８−３を例示している。
【００３０】
そして、第１ビット駆動部１１ａおよび第２ビット駆動部１１ｂにはそれぞれ、３つのビット保持部１８−１〜１８−３が着脱自在に取り付けられる。すなわち、第１ビット駆動部１１ａおよび第２ビット駆動部１１ｂには、３つのビット保持部１８−１〜１８−３が共用される。
【００３１】
また、ネジ締めシステム１では、ビット保持部１８が、回転部と、直動部と、押圧部とを備える構成とした。ビット保持部１８では、押圧部によってビット２０を先端側へ押圧することで、ビット２０を軸方向に移動するネジに追従させることができる。なお、このようなビット保持部１８の構成については、図２Ａ等を用いて後述する。
【００３２】
また、ネジ締めシステム１では、上記したように、ロボット７０が、ネジの仮締めに第１ビット駆動部１１ａを用いるとともに、本締めに第２ビット駆動部１１ｂを用いることとした。この場合、ネジの仮締めでは、ネジを速く締めるために高トルクよりも高回転数が好適であるので、第１ビット駆動部１１ａを用いる。また、本締めでは、ネジをしっかり締めるために高トルクが必要であるので、第２ビット駆動部１１ｂを用いる。これにより、ネジの仮締めを高速で行うことができるので。ネジ締め全体にかかる時間を短縮することができる。
【００３３】
また、ネジ締めシステム１では、ロボット７０は、ハンド７１によって第１ビット駆動部１１ａを把持した後、第１ビット駆動部１１ａにビット保持部１８を取り付けてネジの仮締めを行う。また、ロボット７０は、第１ビット駆動部１１ａからビット保持部１８を取り外し、ハンド７１による第１ビット駆動部１１ａの把持を解除する。
【００３４】
さらに、ロボット７０は、第２ビット駆動部１１ｂを把持した後、第２ビット駆動部１１ｂにビット保持部１８を取り付けてネジの本締めを行う。すなわち、ロボット７０が、第１ビット駆動部１１ａでネジの仮締めを行い、仮締めが終了すると、第１ビット駆動部１１ａから第２ビット駆動部１１ｂに持ち替えて、第２ビット駆動部１１ｂで本締めを行う。なお、ネジが複数ある場合には、たとえば、すべてのネジの仮締めを第１ビット駆動部１１ａで行った後に、第２ビット駆動部１１ｂに持ち替えてすべてのネジの本締めを行う。このようにすることで、ネジ締め作業全体としてのタクトタイムを短縮することができる。
【００３５】
なお、実施形態に係るネジ締めシステム１では、ロボット７０は、単腕型の多関節ロボットである。しかし、これに限定されず、ロボット７０が双腕ロボットであってもよい。双腕ロボットとすることで、たとえば、一方の腕に第１ビット駆動部１１ａが把持され、他方の腕に第２ビット駆動部１１ｂが把持され、ネジの仮締めを一方の腕で行い、本締めを他方の腕で行うことができる。
【００３６】
このように、ロボット７０を双腕ロボットとすることにより、第１ビット駆動部１１ａから第２ビット駆動部１１ｂへと持ち替えるのに要する時間をなくすことができる。この結果、ネジ締めにかかる時間をさらに短縮することができる。
【００３７】
また、実施形態に係るネジ締めシステム１では、制御装置８０は、ハンド７１に把持された第１ビット駆動部１１ａのモータＭａをロボット７０の外部軸として駆動制御するが、第１ビット駆動部１１ａの他に第２ビット駆動部１１ｂを駆動制御してもよい。これにより、単一の制御装置８０によって、ロボット７０、第１ビット駆動部１１ａ、第２ビット駆動部１１ｂの駆動制御が可能となり、簡素な構成となる。
【００３８】
なお、第２ビット駆動部１１ｂでは、ネジの本締めにおいて、トルク付与に係る精密な制御が必要となる。したがって、第２ビット駆動部１１ｂを駆動制御するための専用制御装置８１，８２（図７参照）を別途設けてもよい。
【００３９】
以下では、図２Ａ〜図２Ｃを参照してネジ締め装置について詳細に説明する。図２Ａは、ネジ締め装置の正面図である。図２Ｂは、ネジ締め装置の右側面図である。図２Ｃは、図２ＢにあらわれるＢ−Ｂ線断面図である。なお、図２Ｂにあらわれる斜線部分は、図２ＡにあらわれるＡ−Ａ線断面である。
【００４０】
また、図２Ａ〜図２Ｃに示す軸ＡＸは、ネジ締め装置１０の各部の共通する軸である。また、以下の説明では、図中上側（ビット駆動部１１の上端側）を末端側と称し、図中下側（ビット２０の下端側）を先端側と称する場合がある。さらに、上記したように、ビット駆動部１１には、第１ビット駆動部１１ａおよび第２ビット駆動部１１ｂ（図１Ａ参照）の２種類があるが、以下、ビット駆動部１１と総称して説明する。
【００４１】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、ネジ締め装置１０は、ビット駆動部１１と、着脱部１７と、ビット保持部１８と、押圧部２７とを備える。なお、ネジ締め装置１０は、自動でネジを締め付ける（またはネジを緩めて取り外す）、いわゆるナットランナである。
【００４２】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、ビット駆動部１１は、平板状のベース１２と、ベース１２上面に設けられ、軸ＡＸ方向に長い筒状の筐体１３とを備える。ベース１２上面には、筐体１３の他、着脱部１７を駆動する第１の駆動源２８やロボット７０のハンド７１（図６参照）に把持されるブロック１４等が配設される。
【００４３】
また、筐体１３の内部には、ビット駆動部１１の末端側からベース１２側となる先端側にかけて、モータＭａ，Ｍｂや減速機Ｇ（図６参照）等が配設される。モータＭａ，Ｍｂには、たとえば、サーボモータを用いる。なお、図示されるビット駆動部１１の構成は、上記した第２ビット駆動部１１ｂの構成に相当する。一方、第１ビット駆動部１１ａは、減速機が排除される点で、第２ビット駆動部１１ｂと構成が相違する（図１Ａ参照）。
【００４４】
図２Ｃに示すように、ビット駆動部１１は、先端側端面、すなわち、ベース１２下面から軸ＡＸと同軸で延出する出力軸１５をさらに備える。出力軸１５は、モータＭａ，Ｍｂ（図１Ａ参照）から出力される軸ＡＸまわりの回転駆動力をビット保持部１８へと出力する。出力軸１５は、先端側が矩形軸に形成され、矩形軸となる先端側にトルク伝達軸１６が同軸で連結される。
【００４５】
このように、ビット駆動部１１は、出力軸１５（トルク伝達軸１６）を介してモータＭａ，Ｍｂ（図１Ａ参照）からの軸ＡＸまわりの回転駆動力をビット保持部１８へと出力し、ビット保持部１８に保持されるビット２０を回転駆動する。
【００４６】
ビット駆動部１１（すなわち、第２ビット駆動部１１ｂ）では、減速機Ｇを介してモータＭｂ（図１Ａ参照）からの駆動力をビット保持部１８へと出力することで、ネジの締緩に必要なトルクが得られる。また、ビット駆動部１１は、締緩されるネジのトルクを検出するトルク検出器ＴＤ（図６参照）を備える。
【００４７】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、ビット駆動部１１には、ベース１２下面に着脱部１７が設けられる。着脱部１７は、ベース１２下面に、ビット駆動部１１に対して同軸となるようにビット保持部１８を取り付ける。着脱部１７は、ビット保持部１８を着脱自在とする着脱機構を備える。着脱機構の詳細については、図３Ａ、図３Ｂを用いて後述する。
【００４８】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、ビット保持部１８は、円筒状のハウジング１９を備え、このハウジング１９の先端側にビット２０を保持する。
【００４９】
ビット２０は、ネジの頭部に係合して、ネジを軸ＡＸまわり（時計まわりまたは反時計まわり）に回転させる。上記したように、ビット２０は交換可能であり、ネジの種類やサイズに応じて交換することもあれば、磨耗や劣化で新品と交換することもある。
【００５０】
図２Ｃに示すように、ビット保持部１８は、ソケット２１と、ジョイント２４とをさらに備える。ビット保持部１８は、ハウジング１９の内部に配設されるソケット２１およびジョイント２４を介してビット２０を保持する。
【００５１】
ソケット２１は、筒状に形成され、ハウジング１９の内部にこのハウジング１９と同軸で配設される。ソケット２１の先端側は、このソケット２１と同様にハウジング１９の内部に同軸で配設されるジョイント２４に連結される。
【００５２】
ハウジング１９の内周面には、軸ＡＸに向けて突出する突出部１９ａが設けられる。突出部１９ａは、ソケット２１の外周面よりも僅かに大径となるように設けられる。ソケット２１は、突出部１９ａによって軸ＡＸ方向に沿うように規制された状態でハウジング１９の内部に配設される。
【００５３】
ソケット２１は、回転部２２と直動部２３とを備える。回転部２２は、ソケット２１の筒状本体の外周面と末端側におけるハウジング１９の内周面との間に設けられる。回転部２２は、軸受であり、ソケット２１本体を軸ＡＸまわりに回転可能に支持する。なお、回転部２２としては、たとえば、ニードルベアリングを用いることができる。
【００５４】
直動部２３は、ソケット２１本体の内周面に設けられる。この直動部２３は、ソケット２１を、ソケット２１の末端側から軸ＡＸ方向に挿入されるトルク伝達軸１６に対して軸ＡＸ方向に直動可能とし、かつ、軸ＡＸまわりに回転不可能とする。
【００５５】
トルク伝達軸１６は、ビット駆動部１１の出力軸１５から出力される軸ＡＸまわりの回転駆動力をビット保持部１８へと伝達する。トルク伝達軸１６の上面（末端側端面）には、出力軸１５の矩形軸と嵌合可能な矩形凹部が設けられる。
【００５６】
トルク伝達軸１６の外周面には、軸ＡＸ方向に伸びる溝、いわゆるスプラインが設けられる。一方、直動部２３は、筒状に形成され、筒体の内周面にトルク伝達軸１６のスプラインと嵌合するスプラインが設けられる。
【００５７】
このようなスプライン構造の直動部２３によって、ソケット２１は、軸ＡＸ方向の外力に倣ってこの軸ＡＸ方向に直動する。ソケット２１は、外力が付与されない状態では静止する。また、ソケット２１は、軸ＡＸ方向については、ビット駆動部１１側から動力的に切り離される。
【００５８】
図２Ｃに示すように、ソケット２１の先端側に連結されるジョイント２４は、ソケット２１が回転するとこれに追従して回転し、ソケット２１が直動するとこれに追従して直動する。ジョイント２４の先端側にはビット２０が着脱可能に連結される。
【００５９】
ハウジング１９の内周面とソケット２１の外周面との間には、それぞれにビット２０を軸ＡＸ方向に伸ばす場合の芯出しのテーパ部材２５，２５が設けられる。テーパ部材２５，２５は、ハウジング１９の内周面およびソケット２１の外周面に沿って環状に形成され、互いの傾斜面を対向させて配置される。
【００６０】
ハウジング１９の内周面およびジョイント２４の末端側外周縁のそれぞれには、ビット２０を軸ＡＸ方向に縮める場合の芯出しのテーパ部２６，２６が設けられる。テーパ部２６，２６は、ハウジング１９の内周面およびジョイント２４の外周縁に沿って互いの傾斜面を対向させて設けられる。
【００６１】
また、ハウジング１９の内部には、ソケット２１を先端側へと押圧する押圧部２７が設けられる。押圧部２７は、たとえば、圧縮コイルばねであり、ソケット２１の末端側に同軸で配設される。
【００６２】
ソケット２１は、押圧部２７であるばねによって、直動部２３を介して先端側へと常時付勢される。すなわち、ソケット２１およびジョイント２４と軸ＡＸ方向に一体的に連結されるビット２０は、ソケット２１とジョイントとを介して押圧部２７の付勢力によって先端側へと押圧される。
【００６３】
ここから、図３Ａおよび図３Ｂを参照して着脱部の着脱機構について説明する。図３Ａは、着脱部の着脱機構（ビット保持部の装着前）を示す断面図である。図３Ｂは、着脱部の着脱機構（ビット保持部の装着後）を示す断面図である。
【００６４】
図３Ａに示すように、着脱部１７は、第１の駆動源としての一対のエアシリンダ２８，２８を備える。一対のエアシリンダ２８，２８は、ビット駆動部１１側となるベース１２上面において軸ＡＸの同心円上に１８０度の位相差で配設される。
【００６５】
一対のエアシリンダ２８，２８のそれぞれの伸縮ロッド２８ａ，２８ａは、ベース１２を貫通して先端側がビット保持部１８側に配置される。伸縮ロッド２８ａ，２８ａは、先端側がビット保持部１８側でフローティングジョイント２９，２９に連結される。
【００６６】
フローティングジョイント２９，２９は、短筒状の円形受部３０の外周面に設けられたフランジ部３１に連結される。円形受部３０は、軸ＡＸ方向に伸縮可能に設けられ、伸縮ロッド２８ａ，２８ａの伸縮に追従して軸ＡＸ方向に伸縮する。
【００６７】
円形受部３０には、先端側端面に円形凹部３２が設けられる。円形凹部３２の内周面は、拡径するように傾斜して設けられたテーパ面３３である。また、円形受部３０には、ビット駆動部１１側からビット保持部１８側まで連通する連通穴３４が設けられる。
【００６８】
連通穴３４には、筒部３５が嵌入される。筒部３５には、ビット保持部１８の装着状態においてビット駆動部１１の出力軸１５が挿通される。筒部３５の先端側内周縁には、拡径するようにテーパ面３６が設けられる。
【００６９】
筒部３５の内周面には、厚さ方向に貫通する貫通穴３７が設けられる。貫通穴３７には、鋼球３８が配設される。貫通穴３７の内周面側の開口径は、鋼球３８の径よりも小径に形成される。鋼球３８は、エアシリンダ２８，２８の伸縮ロッド２８ａ，２８ａが縮んだ状態では、テーパ面３６によって形成される空間に退避した状態にある。
【００７０】
一方、ビット保持部１８側には、ビット保持部１８の末端側端面にフランジ部３９が設けられる。フランジ部３９の末端側端面には、本体部１１側の円形凹部３２に嵌入可能な円形凸部４０が設けられる。
【００７１】
円形凸部４０の末端側端面には、本体部１１側の筒部３５に嵌入可能な筒部４１が設けられる。筒部４１の外周面には、末端側にＶ字溝４２が設けられる。円形凸部４０の側周面には、末端側端面に向けて縮径するように傾斜したテーパ面４３が設けられる。
【００７２】
図３Ｂに示すように、ビット駆動部１１にビット保持部１８が取り付けられると、ビット駆動部１１側の筒部３５にビット保持部１８側の筒部４１が嵌入された状態となる。筒部４１には、出力軸１５が挿通される。出力軸１５は、筒部４１の内周面を経て、ハウジング１９の内部に進入し、先端側がトルク伝達軸１６の末端側と連結される。
【００７３】
このとき、ビット保持部１８側の筒部４１が鋼球３８の位置まで到達すると、エアシリンダ２８，２８の駆動によって伸縮ロッド２８ａ，２８ａがビット保持部１８側へと伸張する。
【００７４】
伸縮ロッド２８ａ，２８ａが伸びた状態では、貫通穴３７に配設される鋼球３８が連通穴３４の内周面によって筒部３５の内周面側に所定寸法押し出される。なお、鋼球３８は、貫通穴３７の内周面側の径が鋼球３８の径よりも小径であることから、所定寸法以上の突出が規制される。
【００７５】
所定寸法突出した鋼球３８は、ビット保持部１８側の筒部４１に設けられたＶ字溝４２に嵌り込む。鋼球３８がＶ字溝４２に嵌り込むと、ビット駆動部１１側筒部３５のテーパ面３６とビット保持部１８側の筒部４１のテーパ面４３とが当接する。
【００７６】
これにより、鋼球３８がＶ字溝４２を押す力と、ビット駆動部１１側の筒部３５のテーパ面３６がビット保持部１８側の筒部４１のテーパ面４３を押す力とで、ビット保持部１８がビット駆動部１１にロックされる。このようないわゆるカプラ構造の着脱機構によって、ビット駆動部１１に対してビット保持部１８は着脱自在に取り付けられる。また、単純な動作によって容易に着脱が可能となる。
【００７７】
また、図示しないが、着脱部１７は、ビット保持部１８の装着時または装着後に、ビット駆動部１１とビット保持部１８とが軸ＡＸまわりに相対回転することを防ぐための位置決め機構を備える。
【００７８】
着脱部１７は、位置決め機構として、位置決めピンと、ブッシュとを備える。位置決めピンは、ビット駆動部１１のベース１３下面から先端側へと突出する軸状に形成される。また、ブッシュは、ビット保持部１８のフランジ部３９に設けられた貫通穴に取り付けられるとともに、位置決めピンを挿通可能に設けられる。なお、ブッシュが設けられる位置は、ビット保持部１８の装着後に位置決めピンの位置と対応する位置である。
【００７９】
また、ビット保持部１８の装着時には、出力軸１５の先端側（矩形軸）とトルク伝達軸１６の矩形凹部との位相が合致する必要がある。図示しないが、着脱部１７は、たとえば、ドグやセンサを用いた位相合わせ機構を備える。
【００８０】
ここで、図２Ａ〜図２Ｃに戻り、ネジの把持機構について説明する。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、ネジ締め装置１０は、ネジ把持機構として、第２の駆動源５０と、アーム５２と、チャック５４とをさらに備える。
【００８１】
図２Ｂに示すように、第２の駆動源としてのエアシリンダ５０は、シリンダから軸ＡＸ方向に伸縮する伸縮ロッド５０ａを備える。伸縮ロッド５０ａの先端側には、ばね部５１が連結される。ばね部５１は、シリンダの内部にばね５１ａとロッド５１ｂとを備える。なお、ばね５１ａとしては、たとえば、圧縮コイルばねを用いることができる。
【００８２】
また、エアシリンダ５０とばね部５１とは、軸ＡＸ方向と平行に同軸で配置される。ばね部５１は、先端側において、ばね５１ａに付勢されたロッド５１ｂがアーム５２に連結される。
【００８３】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、アーム５２は、矩形板状に形成される。アーム５２には、ビット保持部１８のハウジング１９側に近接するように屈曲部が設けられる。アーム５２とハウジング１９との間には、アーム５２の軸ＡＸ方向と平行方向への直動をガイドするリニアガイド５３が設けられる。
【００８４】
アーム５２は、先端側においてチャック５４のリンク部に連結される。チャック５４は、一対の腕部５４ａ，５４ａおよび爪部５４ｂ，５４ｂを備える。なお、腕部５４ａ，５４ａは、それぞれ複数（３つ）の軸を備える。腕部５４ａ、爪部５４ｂおよび軸によってリンク部が形成される。
【００８５】
図２Ｂに示すように、エアシリンダ５０では、伸縮ロッド５０ａの伸縮によって、アーム５２を介してチャック５４を開閉する。ばね部５１は、チャック５４を開くように常時付勢する。これにより、チャック５４のネジ把持時に適度なグリップ力が得られる。
【００８６】
なお、チャック５４は、軸ＡＸまわりに回転可能に設けられる。したがって、図２Ｂにおいて、チャック５４は、アーム５２の厚さ方向と直交する方向に開閉するが、同図において、たとえば、チャック５４をアーム５２の厚さ方向と平行な方向に開閉させることもできる。
【００８７】
ここから、図４を参照してネジ把持時の各部動作について説明する。図４は、ネジ把持時における各部動作の説明図である。なお、図４において、図の上半部には、ネジにビットを係合させた状態を示し、下半部には、そこからチャックを閉じてネジを把持した状態を示す。
【００８８】
図４（上半部）に示すように、ネジ締め装置１０を軸ＡＸ方向に沿って先端側に移動させ、ネジ台６１に設置されたネジ６０に向けて近接させると（図４では、下降させると）、ビット２０の先端側がネジ６０の頭部（上端面）に係合される。このとき、チャック５４は開いた状態である。すなわち、対向する一対の脚部５４ａ，５４ａおよび爪部５４ｂ，５４ｂの一方と他方とが離間した状態である。なお、ネジ台６１に設置されたネジ６０の先には図示しないネジ穴がある。
【００８９】
そして、図４（下半部）に示すように、ネジ締め装置１０をさらに先端側に移動させると、ビット２０が末端側へとネジ６０の長さに応じた距離移動する。このとき、チャック５４は閉じた状態となる。すなわち、対向する一対の爪部５４ｂ，５４ｂが近接し、爪部５４ｂ，５４ｂによってネジ６０の頭部（側周面側および下面の一部）を把持した状態となる。
【００９０】
チャック５４は、ネジ締め装置１０によってネジ６０を締める場合、ネジ６０に係合されたビット２０が、押圧部としてのばね２７（図２Ｃ参照）の押圧に抗してビット保持部１８の末端側にネジ６０の長さ分だけ移動した状態で閉じる。また、閉じたチャック５４は、ビット２０がネジ６０を締めるために回転を開始するまでには開く。
【００９１】
また、チャック５４は、ネジ締め装置１０によってネジを緩める場合にネジ６０緩めが完了すると、ビット２０が押圧部としてのばね２７（図２Ｃ参照）の押圧に抗してビット保持部１８の末端側にネジ６０の長さ分だけ移動した状態、かつ、ビットの回転が停止した状態で閉じる。
【００９２】
このように、チャック５４の開閉タイミングを制御することで、ネジ締め装置１０によってネジ６０を締めるまたは緩める場合にビット２０による押圧でネジ６０が飛び出すことを確実に防止することができる。
【００９３】
なお、チャック５４を開閉させるタイミングは、後述する制御装置８０（図６参照）が制御するように構成されてもよい。また、チャック５４の開閉専用の制御装置を別途設け、このような制御装置によって制御するように構成されてもよい。
【００９４】
次に、図５を参照してネジ把持時におけるビット保持部の各部動作を説明する。図５は、ネジ把持時におけるビット保持部の断面図である。
【００９５】
図５に示すように、ネジ６０把持時、ビット保持部１８では、ハウジング１９の内部においてビット２０が軸ＡＸ方向に沿って末端側へと移動（直動）する。これにより、ジョイント２４を介してビット２０と軸ＡＸ方向に並んで一体的に連結されたソケット２１が末端側へと移動する。
【００９６】
このとき、ソケット２１は、スプライン構造の直動部２３にガイドされながら直動する。ソケット２１（直動部２３）の末端側への移動によって、押圧部としてのばね２７が圧縮され、ソケット２１およびジョイント２４を介して先端側のビット２０を押圧する。これにより、ビット２０は、ネジ６０に常に押し付けられた状態となる。
【００９７】
このようなネジ締め装置１０によれば、ビット２０をビット保持部１８の先端側へと常時押圧する押圧部２７をビット保持部１８に備えることによって、締緩されるネジ６０の軸ＡＸ方向の移動にビット２０を追従させることができる。これにより、これまでネジ６０の軸ＡＸ方向の移動に追従させるために必要であった駆動源や伝達機構が不要となり、ビット保持部１８を小径にすることができる。また、ネジ締め装置１０全体としても、構造簡素で小型となる。
【００９８】
また、押圧部２７がビット保持部１８（ハウジング１９）の内部に設けられることによって、ビット保持部１８をさらに小径にすることができる。また、押圧部２７にばねのような簡素な部材を用いることによって、ネジ締め装置１０を構成簡素で小型、そして、安価にすることができる。
【００９９】
また、ネジ締め装置１０では、着脱部１７を駆動する第１の駆動源（エアシリンダ）２８がビット駆動部１１側に設けられるため、ビット保持部１８がさらに小径となり、ネジ締め装置１０としてもさらに構造簡素で小型となる。
【０１００】
ここから、図６を参照してネジ締めシステム１のシステム構成について説明する。図６は、ネジ締めシステム１のシステム構成図である。なお、図６には、説明を分かりやすくするために、鉛直下向きを正方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。
【０１０１】
図６に示すように、ネジ締めシステム１は、上記したネジ締め装置１０の他、ロボット７０と、制御装置８０とをさらに備える。また、ネジ締めシステム１は、ネジを締め付けるまたは緩めて外す作業台６２を備える。作業台６２では、ネジ台６１にネジ６０が設置される（図４参照）。
【０１０２】
図６に示すように、ロボット７０は、たとえば、単腕型の多関節ロボットである。具体的には、ロボット７０は、上記したハンド７１と、第１アーム部７２と、第２アーム部７３と、第３アーム部７４と、第４アーム部７５と、第５アーム部７６と、基台部７７とを備える。なお、ロボット７０は、たとえば、双腕ロボットでもよい。
【０１０３】
第１アーム部７２は、基端部を第２アーム部７３によって支持される。第２アーム部７３は、基端部を第３アーム部７４によって支持され、先端部において第１アーム部７２を支持する。
【０１０４】
第３アーム部７４は、基端部を第４アーム部７５によって支持され、先端部において第２アーム部７３を支持する。第４アーム部７５は、基端部を第５アーム部７６によって支持され、先端部において第３アーム部７４を支持する。
【０１０５】
第５アーム部７６は、床面等に固定された基台部７７によって基端部を支持され、先端部において第４アーム部７５を支持する。また、第１アーム部７２〜第５アーム部７６の各連結部分である各関節部にはそれぞれサーボモータ等のアクチュエータが搭載される。ロボット７０は、アクチュエータの駆動によって多軸動作を行うことができる。
【０１０６】
具体的には、第１アーム部７２および第２アーム部７３を連結する関節部のアクチュエータは、第１アーム部７２をＢ軸まわりに回転させる。また、第２アーム部７３および第３アーム部７４を連結する関節部のアクチュエータは、第２アーム部７３をＵ軸まわりに回転させる。
【０１０７】
また、第３アーム部７４および第４アーム部７５を連結する関節部のアクチュエータは、第３アーム部７４をＬ軸まわりに回転させる。また、第４アーム部７５および第５アーム部７６を連結する関節部のアクチュエータは、第４アーム部７５をＳ軸まわりに回転させる。
【０１０８】
また、ロボット７０は、第１アーム部７２をＴ軸まわりに、第２アーム部７３をＲ軸まわりに、第３アーム部７４をＥ軸まわりに、それぞれ回転させる個別のアクチュエータを備える。
【０１０９】
すなわち、ロボット７０は、７軸を有する。そして、ロボット７０は、後述する制御装置８０の制御部９０（図８参照）からの動作指示に基づき、７軸を組み合わせた多様な多軸動作を行うことができる。
【０１１０】
第１アーム部７２の先端部は、ロボット７０の先端可動部であり、この先端可動部には、ハンド７１が取り付けられる。ハンド７１は、ロボット７０の最先端部でネジ締め装置１０のブロック１４（図２Ａ等参照）を把持する。
【０１１１】
図６に示すように、制御装置８０は、いわゆるロボットコントローラであり、ロボット７０のハンド７１および各アーム部７２〜７６を含む各関節部のアクチュエータを駆動制御する。制御装置８０とロボット７０とは、ケーブル７８等によって接続される。
【０１１２】
また、制御装置としてのロボットコントローラ８０は、第１ビット駆動部１１ａを駆動制御する。ロボットコントローラ８０と第１ビット駆動部１１ａとは、ケーブル７９等によって接続される。なお、第２ビット駆動部１１ｂについては、後述する専用制御装置８１，８２（図７参照）が駆動制御する。
【０１１３】
図６に示すように、２種類のビット駆動部１１のうち、第１ビット駆動部１１ａは、モータＭａを備える。また、第２ビット駆動部１１ｂは、モータＭｂと、減速機Ｇと、トルク検出器ＴＤとを備える。第２ビット駆動部１１ｂでは、モータＭｂ、減速機Ｇ、トルク検出器ＴＤが直列に並んで配設される。
【０１１４】
第１ビット駆動部１１ａまたは第２ビット駆動部１１ｂは、いずれかがハンド７１に選択的に把持される。なお、図６では、第１ビット駆動部１１ａが選択された例を示している。そして、選択された第１ビット駆動部１１ａには、ビット２０を保持したビット保持部１８が取り付けられる。
【０１１５】
ここから、図７を参照してネジ締めシステムの制御構成について説明する。図７は、ネジ締めシステムの制御構成図である。図７に示すように、制御装置としてのロボットコントローラ８０は、ロボット７０を駆動制御するとともに、第１ビット駆動部１１ａを駆動制御する。なお、ロボットコントローラ８０は、第２ビット駆動部１１ｂを駆動制御することもできる。
【０１１６】
図７に示すように、ロボットコントローラ８０は、ロボット７０の各関節部を駆動制御するとともに、先端関節部を介してハンド７１を駆動制御する。また、ロボットコントローラ８０は、ハンド７１に把持された第１ビット駆動部１１ａを駆動制御する。詳細には、第１ビット駆動部１１ａのモータＭａをロボット７０の外部軸として駆動制御する。
【０１１７】
また、図７に示すように、ネジ締めシステム１は、ロボットコントローラ８０と第２ビット駆動部１１ｂとの間に、第２ビット駆動部１１ｂ専用の制御装置として、プログラマブルコントローラ８１およびナットランナコントローラ８２をさらに備える。
【０１１８】
上記したように、第２ビット駆動部１１ｂは、高トルクの回転駆動力を出力するため、精密な駆動制御が必要となる。そのため、第２ビット駆動部１１ｂは、トルク検出器ＴＤを備える。トルク検出器ＴＤで検出されるトルクの値は、ナットランナコントローラ８２を介してプログラマブルコントローラ８１へと出力される。
【０１１９】
トルク検出器ＴＤによって検出されるトルクが本締め工程終了を示す規定のトルクに到達すると、プログラマブルコントローラ８１から第２ビット駆動部１１ｂのモータＭｂへと駆動停止の信号が出力される。
【０１２０】
図７に示すように、第２ビット駆動部１１ｂは、ロボットコントローラ８０の制御系統に含まれる。そのため、ロボットコントローラ８０またはプログラマブルコントローラ８１のいずれかによって第２ビット駆動部１１ｂを駆動制御することができる。なお、その選択はユーザが適宜設定することとしてもよい。また、第２ビット駆動部１１ｂの駆動制御をロボットコントローラ８０の制御系統ではなく、プログラマブルコントローラ８１による別系統の制御系統としてもよい。
【０１２１】
このようなネジ締めシステム１では、ネジの締付け作業において、まず、ロボット７０は、第１ビット駆動部１１ａを選択し、ハンド７１によって第１ビット駆動部１１ａを把持する。次に、ロボット７０は、ハンド７１に把持された第１ビット駆動部１１ａに対してビット保持部１８を取り付ける。なお、ビット保持部１８の着脱は、ロボットコントローラ８０が第１の駆動源としての一対のエアシリンダ２８，２８（図３Ａ等参照）を駆動制御して行う。
【０１２２】
そして、ロボット７０は、ネジの仮締め作業を行う。仮締めが終了すると、まず、ロボット７０は、第１ビット駆動部１１ａからビット保持部１８を取り外す。次に、ロボット７０は、ハンド７１による第１ビット駆動部１１ａの把持を解除する。次に、ロボット７０は、第２ビット駆動部１１ｂを選択し、ハンド７１によって第２ビット駆動部１１ｂを把持する。すわなち、ロボット７０は、第１ビット駆動部１１ａを第２ビット駆動部１１ｂに持ち替える。
【０１２３】
そして、ロボット７０は、ネジの本締め作業を行う。本締めが終了、すなわち、ネジ締め作業が完了すると、ロボット７０は、たとえば、次のネジ締め作業へと移行するために再び第１ビット駆動部１１ａに持ち替える。
【０１２４】
ここから、図８を参照してネジ締めシステムに含まれる制御装置（ロボットコントローラ）、ロボット、第１ビット駆動部および第２ビット駆動部の内部構成について説明する。図８は、ネジ締めシステムの機能ブロック図である。なお、図８には、上記各部の内部構成の一例を示しているとともに、ネジの締付けに係る構成要素のみを示している。
【０１２５】
図８に示すように、制御装置としてのロボットコントローラ８０は、制御部９０を備える。制御部９０は、指示部９１と、取得部９２と、判定部９３とを備える。指示部９１は、図示しない教示部からの教示情報等に基づき、ロボット７０のハンド７１や各アーム部７２〜７６を動作させる信号を出力する。
【０１２６】
また、指示部９１は、第１ビット駆動部１１ａのモータ（たとえば、サーボモータ）Ｍａへと駆動信号を出力する。第１ビット駆動部１１ａでは、駆動信号が入力されると、モータＭａが回転する。ネジ締めシステム１では、たとえば、モータＭａの出力トルクが設定値に到達したか否かを判断する。そのため、取得部９２にはモータＭａの出力トルクを知らせる検出信号が入力される。
【０１２７】
取得部９２は、検出信号を判定部９３へと出力する。判定部９３では、モータＭａの出力トルクが設定値に到達すると、指示部９１へと信号を出力する。指示部９１では、判定部９３からの信号が入力されると、モータＭａへと停止信号を出力する。これにより、モータＭａは停止し、ネジの仮締めが終了する。
【０１２８】
図８に示すように、第２ビット駆動部専用の制御装置としてのプログラマブルコントローラ８１は、指示部９４と、取得部９５と、判定部９６とを備える。また、同じく、第２ビット駆動部専用の制御装置としてのナットランナコントローラ８２は、指示部９７を備える。
【０１２９】
プログラマブルコントローラ８１では、指示部９４は、ナットランナコントローラ８２の指示部９７を介して第２ビット駆動部１１ｂのモータＭｂへと駆動信号を出力する。第２ビット駆動部１１ｂでは、駆動信号が入力されると、モータＭｂが回転する。ネジ締めシステム１では、トルク検出器ＴＤによって検出されたトルクが規定トルクに達すると、ネジの本締めが終了する。そのため、トルク検出器ＴＤからプログラマブルコントローラ８１の取得部９５へと検出トルクを知らせる検出信号が出力される。
【０１３０】
取得部９５は、検出信号を判定部９６へと出力する。判定部９６では、トルクが規定トルクに到達すると、指示部９４へと信号を出力する。指示部９４では、判定部９６からの信号が入力されると、ナットランナコントローラ８２の指示部９７へと指示信号を出力する。ナットランナコントローラ８２の指示部９７は、指示信号が入力されると、モータＭｂへと停止信号を出力する。
【０１３１】
これにより、モータＭｂは停止し、ネジの本締めが終了する。なお、プログラマブルコントローラ８１の指示部９４は、ロボットコントローラ８０の指示部９１へと本締め終了を知らせる信号を出力する。これにより、ロボット７０は、たとえば、次のネジ締め作業の動作へと移ることができる。
【０１３２】
実施形態に係るネジ締めシステム１によれば、ロボット７０が、ネジの仮締めに高回転数の第１ビット駆動部１１ａを用いるため、ネジの仮締めを高速で行うことができる。この結果、ネジ締めにかかる時間を短縮することができる。なお、たとえば、出力回転数が３０００ｒｐｍの場合、ピッチ１ｍｍ、長さ５０ｍｍのネジのネジ締めには、１秒／本を要し、ネジを３０本締める場合にかかる時間は３０秒程度となる。
【０１３３】
また、ネジ締めシステム１によれば、ビット保持部１８を、第１ビット駆動部１１ａあるいは第２ビット駆動部１１ｂに着脱自在とするとともに、第１ビット駆動部１１ａと第２ビット駆動部１１ｂとで共用することで、部品点数を少なくすることができる。
【０１３４】
また、ネジ締めシステム１によれば、制御装置としてのロボットコントローラ８０が、ハンド７１に把持された第１ビット駆動部１１ａのモータＭａをロボット７０の外部軸として駆動制御するため、簡素な構成となる。
【０１３５】
なお、上述したネジ締めシステム１では、ロボット７０が、単腕型の多関節ロボットであるが、これに限定されない。ロボット７０は、双腕ロボットであってもよい。双腕ロボットとすることで、たとえば、一方の腕に第１ビット駆動部１１ａが把持され、他方の腕に第２ビット駆動部１１ｂが把持される。そして、ネジの仮締めを一方の腕で行い、本締めを他方の腕で行うことができる。
【０１３６】
これにより、第１ビット駆動部１１ａから第２ビット駆動部１１ｂへと持ち替えることに要する時間をなくすことができ、ネジ締めにかかる時間をさらに短縮することができる。
【０１３７】
ここから、図９を参照してネジ締めシステムによるネジ締め方法について説明する。図９は、ネジ締め方法の手順を示すフローチャートである。以下で説明するネジ締め方法は、ネジの仮締め工程と、本締め工程とを備える。
【０１３８】
図９に示すように、まず、ロボットは、第１ビット駆動部を選択し、ハンドによって第１ビット駆動部を把持する（ステップＳ１０１）。次に、ロボットは、ハンドによって把持された第１ビット駆動部にビット保持部を取り付ける（ステップＳ１０２）。そして、ネジの仮締めを開始する（ステップＳ１０３）。
【０１３９】
仮締め開始後、モータＭａの出力トルクが設定値に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。設定値に到達したと判定されると（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、ネジの仮締めが終了する（ステップＳ１０５）。なお、ステップＳ１０４において、設定値に到達していないと判定されると（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、設定値に到達するまでステップＳ１０４を繰り返すこととなる。
【０１４０】
図９に示すように、ネジの仮締め工程が終了すると、ロボットは、第１ビット駆動部からビット保持部を取り外す（ステップＳ１０６）。次に、ロボットは、ハンドに把持された第１ビット駆動部の把持を解除する（ステップＳ１０７）。次に、ロボットは、第２ビット駆動部を選択し、ハンドによって第２ビット駆動部を把持する（ステップＳ１０８）。すなわち、ロボットは、第１ビット駆動部から第２ビット駆動部へと持ち替える。
【０１４１】
次に、ロボットは、ハンドによって把持された第２ビット駆動部に、ステップＳ１０６において取り外したビット保持部を取り付ける（ステップＳ１０９）。そして、ネジの本締めを開始する（ステップＳ１１０）。
【０１４２】
本締め開始後、トルク検出器ＴＤからの出力値（ネジ締めトルク）が規定トルクに達したか否かを判定する（ステップＳ１１１）。規定トルクに達したと判定されると（ステップＳ１１１，Ｙｅｓ）、ネジの本締めが終了する（ステップＳ１１２）。これにより、ネジの本締め工程が終了する。すなわち、ネジの締付け作業が完了する。なお、ステップＳ１１１において、規定トルクに達していないと判定されると（ステップＳ１１１，Ｎｏ）、規定トルクに達するまでステップＳ１１１を繰り返すこととなる。
【０１４３】
実施形態に係るネジ締め方法によれば、ロボットは、ネジの仮締めを高回転数の回転駆動力を出力する第１ビット駆動部を用いて行い、本締めを高トルク（低回転数）の回転駆動力を出力する第２ビット駆動部を用いて行う。これにより、仮締めに要する時間を大幅に短くすることができ、ネジ締めにかかる時間を短縮することができる。この結果、ネジ締付け工程を含む組立工程全体のタクトタイムを短縮することができる。
【０１４４】
なお、上記したネジ締め方法以外の方法として、たとえば、ネジが複数ある場合には、ロボットが、第１ビット駆動部を用いてすべてのネジの仮締めを行った後に、第２ビット駆動部に持ち替えてすべてのネジを本締めするという方法がある。
【０１４５】
また、ロボットが双腕ロボットである場合には、一方の腕に把持された第１ビット駆動部を用いてネジの仮締めを行い、他方の腕に把持された第２ビット駆動部を用いて本締めを行うという方法もある。このようなネジ締め方法によれば、第１ビット駆動部から第２ビット駆動部へと持ち替える動作を省略することができ、ネジ締めにかかる時間をさらに短縮することができる。
【０１４６】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１４７】
１      ネジ締めシステム
１０    ネジ締め装置
１１    ビット駆動部
１１ａ  第１ビット駆動部（エアシリンダ）
１１ｂ  第２ビット駆動部（エアシリンダ）
１５    出力軸
１６    トルク伝達軸
１７    着脱部
１８    ビット保持部
２０    ビット
２２    回転部
２３    直動部
２７    押圧部（ばね）
７０    ロボット
７１    ハンド
７２    第１アーム部
７３    第２アーム部
７４    第３アーム部
７５    第４アーム部
７６    第５アーム部
８０    制御装置（ロボットコントローラ）
８１    第２ビット駆動部専用の制御装置（プログラマブルコントローラ）
８２    第２ビット駆動部専用の制御装置（ナットランナコントローラ）
ＡＸ    軸
Ｍａ    モータ
Ｍｂ    モータ
Ｇ      減速機
ＴＤ    トルク検出器
【図１Ａ】
2015140939.tif 000003
【図１Ｂ】
2015140939.tif 000004
【図２Ａ】
2015140939.tif 000005
【図２Ｂ】
2015140939.tif 000006
【図２Ｃ】
2015140939.tif 000007
【図３Ａ】
2015140939.tif 000008
【図３Ｂ】
2015140939.tif 000009
【図４】
2015140939.tif 000010
【図５】
2015140939.tif 000011
【図６】
2015140939.tif 000012
【図７】
2015140939.tif 000013
【図８】
2015140939.tif 000014
【図９】
2015140939.tif 000015
【国際調査報告】
2015140939.tif 000016
2015140939.tif 000017
2015140939.tif 000018