JP4840428B2

JP4840428B2 - ビス締め装置

Info

Publication number: JP4840428B2
Application number: JP2008246920A
Authority: JP
Inventors: 武史池村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2028-09-25
Also published as: JP2010076043A

Description

本発明は、ビス締め作業を行うために用いるビス締め装置に関する。

図６には、特許文献１に開示される従来のビス締め装置を示している。上記ビス締め装置は、Ｈ鋼３０のフランジ外面に木質材３１を取り付けて長尺の建築材を形成するための装置である。上記ビス締め装置の基本的な構造は、Ｈ鋼３０のフランジに設けてある貫通孔（図示せず）に対して内側からビス３２を挿入し、該ビス３２に対して下方からビット３３を押し当てて回転させることで、自動的にビス締め作業を行うものである。

上記ビス３２の把持は、チャック爪ブロック１を用いて行う。チャック爪ブロック１は、図６に示す待機位置でビス３２を把持し、該ビス３２をロックしたうえでビット３３上にまで搬送する（図中の搬送方向ａ参照）。そして、所定の締結位置にまで搬送したビス３２に対して下方からビット３３を押し当て、ビット３３を回転させながら押し上げることで、ビス締め作業を行う。

ところで、上記チャック爪ブロック１は、最初にビス３２を把持させる段階では弱い圧力で該ビス３２を把持し、その後にビス３２をロック圧で固定して締結位置にまで搬送し、ビス締め作業を行う際には再び圧力を弱める必要がある。そのため従来は、チャック爪ブロック１の各チャック爪４を近接離間させる駆動源として設けてあるシリンダ２の周囲にバネ部材（図示せず）を配置し、シリンダ２による圧力を付与しない場合には上記バネ部材の付勢力のみがチャック爪４に付与されるように設けていた。

つまり、従来のチャック爪ブロック１にあっては、搬送用にビス３２を固定する際にだけシリンダ２を駆動させて所定のロック圧を付与し、最初にビス３２を把持させる段階やビス締め作業を行う段階では、シリンダ２を駆動させずにバネ圧のみでビス３２を軽く把持するようにしていた（図７の制御フロー参照）。

しかし、上記バネ部材を用いた場合には、バネ部材が消耗した場合には適正な把持圧を確保できなくなる。そのため、チャック爪ブロック１によるビス３２の把持が不安定化するという問題や、バネ部材が消耗した場合には交換作業が必要になるといった問題がある。
特開２００４−３５１５３６号公報

本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、バネ部材を用いることなく把持力を安定的に制御することのできるビス締め装置を提供することを、課題とする。

上記課題を解決する本発明は、チャック爪ブロック１で把持したビス３２を所定の締結位置にまで搬送したうえで該ビス３２にビット３３を当ててビス締め作業を行うビス締め装置であって、チャック爪ブロック１は、チャック爪４とこれを軸支する保持部材５とから成る爪駆動部６を、左右一対備え、ピン１１を有するシリンダ１０を各チャック爪４に固定し、このシリンダ１０のピン１１を保持部材５に押し当ててチャック爪４を回転させることで、チャック爪ブロック１の把持力を付与するものであり、シリンダ２を駆動制御する制御手段３は、ビス３２を把持したまま締結位置に搬送する際のチャック爪ブロック１の把持圧がロック圧となり、ビス３２を把持させる際のチャック爪ブロック１の把持圧が該ロック圧よりも低い軽把持圧となるように、圧力調整する。

このようにすることで、従来のようなバネ部材を配置しなくても、各チャック爪４に固定したシリンダ１０を制御することによって、ビス３２を把持させる際や搬送時の把持圧を最適な圧力に制御することができる。したがって、バネ部材が消耗してビス３２の把持が不安定化するといった問題や、バネ部材の交換作業が必要になるといった問題が解消される。また、チャック爪ブロック１ごとに各段階の把持圧を適宜設定することや、適宜変更することが容易である。

更に、本発明のビス締め装置において、上記制御手段３は、ビス締め作業を行う際のチャック爪ブロック１の把持力が該ロック圧よりも低い軽把持力となるように圧力調整するものであることが好ましい。このようにすることで、やはり従来のようなバネ部材を配置しなくても、ビス締め時の把持圧を最適な圧力に制御することができる。

本発明は、バネ部材が消耗してビスの把持が不安定化することがなくなるという効果や、バネ部材の交換作業が不要になるという効果や、チャック爪ブロックごとに各段階の把持圧を適宜設定、変更することが容易になるという効果を奏する。

本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。なお、本発明のビス締め装置の基本的な構成は、図６に示す従来のビス締め装置の構成と同様である。したがって、従来の構成と同様の構成については詳しい説明を省略し、本発明の特徴的な構成についてのみ以下に詳述する。

図１〜図３には、本発明の実施形態における一例のビス締め装置の特徴部分であるチャック爪ブロック１を示している。図示のように、本例のビス締め装置に備えてあるチャック爪ブロック１は、チャック爪４とこれを鉛直軸ｖ中心に回転自在に支持する保持部材５とから成る爪駆動部６を、左右に一対備えた構造である。左右の爪駆動部６は、垂直面を中心として面対称な配置となっており、左右の爪駆動部６が有するチャック爪４の前端側が互いに近接することで、ビス３２を把持する構造である。なお、本文中に用いる前後、左右方向等の各方向は、チャック爪４でビス３２を把持する側を前側としたときの方向である。

上記爪駆動部６を形成するチャック爪４は、爪本体７から後方にアーム８を延設した形状である。アーム８の後端部には左右方向に貫設したシリンダ嵌合孔９を設けてあり、このシリンダ嵌合孔９に、ピン１１を有するシリンダ１０を該ピン１１が内側に位置するように外側から嵌合固定する（図２参照）。このシリンダ１０の外側端部からは、エア供給用のエアホース１２を延設している。

保持部材５には、シリンダ嵌合孔９内にシリンダ１０を固定した状態において、該シリンダ１０のピン１１の先端部分が当たる位置に壁部（図示せず）を形成している。ピン１１が壁部と当たる箇所は、チャック爪４の回転中心となる鉛直軸ｖよりも後方である。また、ビス３２を配置するためにチャック爪４および保持部材５の内側面に上下一連に形成してある保持溝１４は、チャック爪４の回転中心となる鉛直軸ｖよりも前方に位置している。

したがって、シリンダ１０からピン１１を突出させると、ピン１１が受ける壁部からの反力によって、チャック爪４は保持部材５に対してその前端側が内側に移動するように（つまり、隣接するチャック爪４の前端側と接近するように）鉛直軸ｖ中心に回転駆動される。このとき、左右のチャック爪４の保持溝１４間に保持してあるビス３２を、シリンダ１０がピン１１を突出させる圧力に応じた把持力で把持する。つまり、上記シリンダ１０により、チャック爪ブロック１のチャック爪４に対して適宜の把持力を付与することができる。

図４には、アクチュエータであるシリンダ１０を駆動制御するためのレギュレートエアー回路を示している。このレギュレートエアー回路は、シリンダ１０のピン１１を適宜圧力で突出させるための制御手段３を成す。図示のように、エア供給源２０と一対のシリンダ１０との間には、３ポートソレノイドバルブ２１と、減圧用の精密レギュレータ２２を介在させている。

具体的には、エア供給源２０の下流側を二手に分岐させ、分岐した一方を３ポートソレノイドバルブ２１の上流側第１ポート（Ｐポート）に接続させ、分岐した他方を、精密レギュレータ２２を介して３ポートソレノイドバルブ２１の上流側第２ポート（Ｒポート）に接続させている。そして、３ポートソレノイドバルブ２１の下流側ポート（Ａポート）を、左右一対のシリンダ１０にそれぞれ接続させている。

これにより、３ポートソレノイドバルブ２１の上流側ポートを切り替えることによって、エア供給源２０のエアをシリンダ１０に元圧で送り込む場合と、エア供給源２０のエアを精密レギュレータ２２で適宜圧力に減圧調整したうえでシリンダ１０に送り込む場合とが選択可能である。

図５には、本例のビス締め装置を用いて行うビス締めの制御フローを示している。図示のように、まず待機位置（図６参照）にあるチャック爪ブロック１にまでビス３２を送り込み、左右のチャック爪４の保持溝１４間にビス３２を保持させる。このとき、シリンダ１０には精密レギュレータ２２を介して減圧調整したエアを送り込んでおき、所定の軽把持圧（０．１５〜０．２ＭＰａ）でビス３２を把持させる。この軽把持圧は、後述のロック圧のよりも低い圧力であり、例えばロック圧の４０〜３０％である。

そして、ビス３２が所定位置にまで到達したことを適宜センサ等で確認した段階で、３ポートソレノイドバルブ２１の上流側ポートを切り替え、シリンダ１０に送り込むエアを元圧に切り替える。これにより、固定用の所定のロック圧（０．５ＭＰａ）にてビス３２をチャック爪４間に固定する。ここでのチャック爪４の把持力調整は、所定時間内において確実に所定のロック圧に達するように行う。

次いで、ビス３２をロックしたまま、チャック爪ブロック１を所定の締結位置にまで搬送する（図６中の搬送方向ａ参照）。そして、所定の締結位置にまで搬送したビス３２に対して下方からビット３３を押し当て、ビット３３を回転させながら押し上げることで、ビス締め作業を行う。このビス締め作業を行う際には、３ポートソレノイドバルブ２１の上流側ポートを再び切り替え、シリンダ１０に送り込むエアを減圧調整したエアに切り替えておく。つまり、所定の軽把持圧（０．１５〜０．２ＭＰａ）でビス３２を把持した状態において、ビス締め作業を行う。ここでのチャック爪４の把持力調整についても、所定時間内において確実にロック圧から所定の軽把持圧にまで達するように行う。ビス締め完了後は、チャック爪ブロック１を待機位置にまで戻し、次のビス３２が供給されるのを待つ。上記の制御フローを繰り返すことで、ビス締め作業を連続的に行うことができる。

上記構成のビス締め装置によれば、従来のようにバネ部材を備えることなく、段階に応じた適切な把持圧を制御しながら確実にビス締めを行うことができる。したがって、バネ部材が消耗してビス３２の把持が不安定化するといった問題や、バネ部材の交換作業が必要になるといった問題が解消される。加えて、チャック爪ブロック１ごとに各段階の把持圧を適宜調節することが容易となる。

本発明の実施形態における一例のビス締め装置に備えるチャック爪ブロックの斜視図である。同上のチャック爪ブロックの要部分解斜視図である。同上のチャック爪ブロックの側面図である。同上のチャック爪ブロックにエアを送り込むためのレギュレートエアー回路の説明図である。同上のビス締め装置の制御フローである。従来のビス締め装置全体を示す断面図である。同上のビス締め装置の制御フローである。

符号の説明

１チャック爪ブロック
２シリンダ
３制御手段
４チャック爪
１０シリンダ
１５制御手段
３２ビス
３３ビット

Claims

チャック爪ブロックで把持したビスを所定の締結位置にまで搬送したうえで該ビスにビットを当ててビス締め作業を行うビス締め装置であって、チャック爪ブロックは、チャック爪とこれを軸支する保持部材とから成る爪駆動部を、左右一対備え、ピンを有するシリンダを各チャック爪に固定し、このシリンダのピンを保持部材に押し当ててチャック爪を回転させることで、チャック爪ブロックの把持力を付与するものであり、シリンダを駆動制御する制御手段は、ビスを把持したまま締結位置に搬送する際のチャック爪ブロックの把持圧がロック圧となり、ビスを把持させる際のチャック爪ブロックの把持圧が該ロック圧よりも低い軽把持圧となるように、圧力調整するものであることを特徴とするビス締め装置。
上記制御手段は、ビス締め作業を行う際のチャック爪ブロックの把持力が該ロック圧よりも低い軽把持力となるように圧力調整するものであることを特徴とする請求項１に記載のビス締め装置。