JP6985838B2

JP6985838B2 - Screw tightening method using a robot and robot for screw tightening

Info

Publication number: JP6985838B2
Application number: JP2017145708A
Authority: JP
Inventors: 進一竹村; 朝美笹尾; 元康町野
Original assignee: Toyota Motor Corp; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2021-12-22
Anticipated expiration: 2037-07-27
Also published as: JP2019025567A

Description

本発明は、ロボットを用いたネジ締め方法及びネジ締め用ロボットに関する。 The present invention relates to a screw tightening method using a robot and a screw tightening robot.

従来からロボットを用いたボルト（ネジ）締め方法が知られている。例えば、特許文献１には、先端にナットランナが取り付けられたロボットアームにおいて、ナットランナの出力軸に交換自在に連結される少なくとも２個のソケットが、待機位置で上向き姿勢になってボルトを受け取り、その後、使用位置への移動時に締め付け姿勢になり、その姿勢でボルトを締結する技術が提案されている。 Conventionally, a bolt (screw) tightening method using a robot has been known. For example, in Patent Document 1, in a robot arm having a nut runner attached to the tip, at least two sockets interchangeably connected to the output shaft of the nut runner are in an upward posture in a standby position to receive a bolt, and then receive a bolt. , A technique has been proposed in which a tightening posture is obtained when the robot is moved to the position of use, and the bolt is fastened in that posture.

特開２００９−２２０１８５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-20185

しかし、ナットランナを用いてボルト締めする場合、一般に、ボルトがボルト孔の入り口で斜めになってボルト孔に噛み付く場合がある。このような問題が発生する理由は、上記従来技術のように、ナットランナに保持されたボルトを、ボルト孔から離れた位置で締め付け姿勢、すなわち、ボルト孔の中心軸の延伸方向を向いた姿勢にし、その状態でボルトを前進させてボルト孔に螺入しようとする場合、ナットランナの作動誤差、ナットランナとボルト孔との相対的な位置ズレ等により、ボルトの中心軸とボルト孔の中心軸とが許容限度以上にズレる（一致しない）場合があり、そのような場合にボルトをボルト孔に螺入しようとすると、ボルトが、締結対象部材のボルト孔の周囲部分に接触して傾き、噛み付くのであると推定される。ボルトはネジの一種であるので、この問題はネジのカテゴリーに属する締結部材に共通する問題である。 However, when bolting with a nut runner, in general, the bolt may be slanted at the entrance of the bolt hole and bite into the bolt hole. The reason why such a problem occurs is that the bolt held by the nut runner is tightened at a position away from the bolt hole, that is, a posture facing the extension direction of the central axis of the bolt hole, as in the above-mentioned conventional technique. If you try to advance the bolt and screw it into the bolt hole in that state, the central axis of the bolt and the central axis of the bolt hole will be misaligned due to the operating error of the nut runner, the relative positional deviation between the nut runner and the bolt hole, etc. If the bolt is screwed into the bolt hole in such a case, the bolt may come into contact with the peripheral part of the bolt hole of the member to be fastened and tilt and bite. It is estimated to be. Since bolts are a type of screw, this problem is common to fasteners in the screw category.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ネジが噛み付くことを防止可能な、ロボットを用いたネジ締め方法及びネジ締め用ロボットを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a screw tightening method using a robot and a screw tightening robot capable of preventing screws from biting.

上記課題を解決するために、本発明のある態様（aspect）係るネジ締め方法は、ロボットアームの先端部にナットランナが取り付けられた多関節型のロボットを用いて第１物品に第２物品をネジにより締結するネジ締め方法であって、前記第１物品には雌ネジが形成されたネジ孔が設けられ、前記第２物品には前記ネジを挿通するためのネジ挿通孔が設けられ、且つ、前記第１物品の前記ネジ孔に前記第２物品の前記ネジ挿通孔が重なるように前記第１及び第２物品が配置されており、前記方法は、前記ロボットの前記ナットランナにより前記ネジを保持する工程（ａ）と、その後、前記ロボットにより、前記ナットランナに保持された前記ネジの先端部を、前記ネジを傾けた状態で、前記第２物品の前記ネジ挿通孔の入口部の内周面に接触させる工程（ｂ）と、その後、前記ロボットにより前記ナットランナに保持された前記ネジを回転させながら当該ネジの向きを、前記ネジ孔の延伸方向に変える工程（ｃ）と、その後、前記ロボットにより、前記ナットランナに保持された前記ネジを前記ネジ孔に螺入する工程（ｄ）と、を含む。 In order to solve the above problems, the screw tightening method according to an aspect of the present invention uses an articulated robot having a nut runner attached to the tip of a robot arm to screw a second article into a first article. The first article is provided with a screw hole in which a female screw is formed, and the second article is provided with a screw insertion hole for inserting the screw. The first and second articles are arranged so that the screw insertion holes of the second article overlap with the screw holes of the first article, and the method holds the screws by the nut runner of the robot. In step (a) and thereafter, the tip of the screw held in the nut runner by the robot is placed on the inner peripheral surface of the inlet of the screw insertion hole of the second article in a state where the screw is tilted. A step (b) of contacting, and then a step (c) of changing the direction of the screw in the extending direction of the screw hole while rotating the screw held by the robot in the nut runner, and then by the robot. The step (d) of screwing the screw held in the nut runner into the screw hole is included.

また、本発明の他の態様（aspect）に係るネジ締め用ロボットは、第１物品に第２物品をネジにより締結するネジ締め用ロボットであって、前記第１物品には雌ネジが形成されたネジ孔が設けられ、前記第２物品には前記ネジを挿通するためのネジ挿通孔が設けられ、且つ、前記第１物品の前記ネジ孔に前記第２物品の前記ネジ挿通孔が重なるように前記第１及び第２物品が配置されており、前記ロボットは、先端部にナットランナが取り付けられた多関節型のロボットアームと、前記ロボットアーム及びナットランナの動作を制御する制御器と、を備え、前記制御器は、前記ナットランナが前記ネジを保持し、その後、前記ロボットアームが前記ナットランナに保持された前記ネジの先端部を、前記ネジを傾けた状態で、前記第２物品の前記ネジ挿通孔の入口部の内周面に接触させ、その後、前記ロボットアームが前記ナットランナに保持された前記ネジを回転させながら当該ネジの向きを、前記ネジ孔の延伸方向に変え、その後、前記ナットランナ及び前記ロボットアームが、前記ナットランナに保持された前記ネジを前記ネジ孔に螺入するよう、前記ロボットアーム及び前記ナットランナの動作を制御するよう構成されている。 Further, the screw tightening robot according to another aspect of the present invention is a screw tightening robot that fastens a second article to a first article with a screw, and a female screw is formed on the first article. The second article is provided with a screw hole for inserting the screw, and the screw hole of the second article overlaps with the screw hole of the first article. The first and second articles are arranged in the robot, and the robot includes an articulated robot arm having a nut runner attached to a tip thereof, and a controller for controlling the operation of the robot arm and the nut runner. In the controller, the screw is inserted into the second article in a state where the robot arm holds the screw and then the robot arm holds the tip of the screw in the nut runner while the screw is tilted. The robot arm is brought into contact with the inner peripheral surface of the inlet portion of the hole, and then the direction of the screw is changed to the extending direction of the screw hole while the robot arm rotates the screw held by the nut runner, and then the nut runner and the nut runner and The robot arm is configured to control the operation of the robot arm and the nut runner so that the screw held in the nut runner is screwed into the screw hole.

本発明によれば、ネジが噛み付くことを防止可能な、ロボットを用いたネジ締め方法及びネジ締め用ロボットを提供できるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to provide a screw tightening method using a robot and a screw tightening robot capable of preventing the screws from biting.

図１は、本発明の実施形態に係るボルト締め方法に用いるロボット（ボルト締め用ロボット）の構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a robot (bolt tightening robot) used in the bolt tightening method according to the embodiment of the present invention. 図２は、本実施形態のボルト締め方法（図１のボルト締め用ロボットの動作）を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a bolt tightening method (operation of the bolt tightening robot of FIG. 1) of the present embodiment. 図３Ａは、ナットランナに保持されたボルトの先端部を、ボルトを傾けた状態で、第２物品のボルト挿通孔の入口部の内周面に接触させた状態を示す、第１物品及び第２物品の断面図である。FIG. 3A shows a state in which the tip of the bolt held by the nut runner is brought into contact with the inner peripheral surface of the inlet portion of the bolt insertion hole of the second article in a state where the bolt is tilted. It is sectional drawing of an article. 図３Ｂは、ナットランナに保持されたボルトの向きを、第１物品のボルト孔の延伸方向に変えた後の状態を示す、第１物品及び第２物品の断面図である。FIG. 3B is a cross-sectional view of the first article and the second article showing a state after the direction of the bolt held by the nut runner is changed to the stretching direction of the bolt hole of the first article. 図３Ｃは、ナットランナに保持されたボルトをボルト孔に螺入した状態を示す、第１物品及び第２物品の断面図である。FIG. 3C is a cross-sectional view of a first article and a second article showing a state in which a bolt held by a nut runner is screwed into a bolt hole. 図４は、第２物品のザグリ穴を有しないボルト挿通孔の入口部の内周面に、ボルトを傾けた状態で、ボルトの先端部を接触させた状態を示す、第１物品及び第２物品の断面図である。FIG. 4 shows a state in which the tip of the bolt is brought into contact with the inner peripheral surface of the inlet of the bolt insertion hole having no counterbore hole of the second article in a state where the bolt is tilted. It is sectional drawing of an article. 図５は、第２物品の切削加工により形成されたザグリ穴を有するボルト挿通孔の入口部の内周面に、ボルトを傾けた状態で、ボルトの先端部を接触させた状態を示す、第１物品及び第２物品の断面図である。FIG. 5 shows a state in which the tip portion of the bolt is brought into contact with the inner peripheral surface of the inlet portion of the bolt insertion hole having the counterbore hole formed by cutting the second article in a state where the bolt is tilted. It is sectional drawing of 1 article and 2nd article. 図６は、第２物品の屈曲加工により形成されたザグリ穴を有するボルト挿通孔の入口部の内周面に、ボルトを傾けた状態で、ボルトの先端部を接触させた状態を示す、第１物品及び第２物品の断面図である。FIG. 6 shows a state in which the tip end portion of the bolt is brought into contact with the inner peripheral surface of the inlet portion of the bolt insertion hole having the counterbore hole formed by the bending process of the second article in a state where the bolt is tilted. It is sectional drawing of 1 article and 2nd article. 図７は、第２物品のザグリ穴を有するビス挿通孔の入口部の内周面に、皿ビスを傾けた状態で、皿ビスの先端部を接触させた状態を示す、第１物品及び第２物品の断面図である。FIG. 7 shows a state in which the tip portion of the countersunk screw is brought into contact with the inner peripheral surface of the inlet portion of the screw insertion hole having the counterbore hole of the second article in a state where the countersunk screw is tilted. 2 It is sectional drawing of an article.

本発明の実施形態に係るネジ締め方法は、ロボットアームの先端部にナットランナが取り付けられた多関節型のロボットを用いて第１物品に第２物品をネジにより締結するネジ締め方法であって、前記第１物品には雌ネジが形成されたネジ孔が設けられ、前記第２物品には前記ネジを挿通するためのネジ挿通孔が設けられ、且つ、前記第１物品の前記ネジ孔に前記第２物品の前記ネジ挿通孔が重なるように前記第１及び第２物品が配置されており、前記方法は、前記ロボットの前記ナットランナにより前記ネジを保持する工程（ａ）と、その後、前記ロボットにより、前記ナットランナに保持された前記ネジの先端部を、前記ネジを傾けた状態で、前記第２物品の前記ネジ挿通孔の入口部の内周面に接触させる工程（ｂ）と、その後、前記ロボットにより前記ナットランナに保持された前記ネジを回転させながら当該ネジの向きを、前記第１物品の前記ネジ挿通孔の延伸方向に変える工程（ｃ）と、その後、前記ロボットにより、前記ナットランナに保持された前記ネジを前記ネジ孔に螺入する工程（ｄ）と、を含む。ここで、「第１物品には・・・ネジ孔が設けられ」とは、第１物品に直接ネジ孔が形成されている場合と、第１物品にネジ孔を有するナットサート（ブラインドナット又はポップナット）が取り付けられている場合と、を含む意味である。「ネジ」は、円筒状又は円錐状の周面に螺旋状の突起（ネジ山）が形成された締結部材の総称であり、ボルト、ビス、小ネジを含む。ネジは、一般に、ネジ締め工具による回転力を受ける頭部と、頭部から延出し、その周面にネジ山が形成された胴部とを有する。「ネジ挿通孔」は、ネジが第１物品のネジ孔に螺止された時に当該ネジの胴部を収容する孔を意味し、当該ネジの頭部を収容するザグリ穴を含まない。「ネジ挿通孔の入口部の内周面」は、ネジ挿通孔の入口の縁（第２物品のネジ挿通孔が開口する表面とネジ挿通孔の内周面とによって形成される角）を含む。「第１物品のネジ孔に第２物品のネジ挿通孔が重なる」とは、第１物品のネジ孔の中心軸と第２物品のネジ挿通孔の中心軸とが略（実質的に）一致することを意味する。 The screw tightening method according to the embodiment of the present invention is a screw tightening method in which a second article is fastened to a first article by a screw using an articulated robot having a nut runner attached to the tip of a robot arm. The first article is provided with a screw hole in which a female screw is formed, the second article is provided with a screw insertion hole for inserting the screw, and the screw hole of the first article is said to be the screw hole. The first and second articles are arranged so that the screw insertion holes of the second article overlap each other, and the method is a step (a) of holding the screw by the nut runner of the robot, and then the robot. The step (b) of bringing the tip of the screw held by the nut runner into contact with the inner peripheral surface of the inlet of the screw insertion hole of the second article in a state where the screw is tilted, and thereafter. The step (c) of changing the direction of the screw while rotating the screw held in the nut runner by the robot in the extending direction of the screw insertion hole of the first article, and then by the robot to the nut runner. The step (d) of screwing the held screw into the screw hole is included. Here, "the first article is provided with a screw hole" means that a screw hole is directly formed in the first article and a nut sart (blind nut or pop) having a screw hole in the first article. It means to include the case where the nut) is attached. "Screw" is a general term for fastening members in which a spiral protrusion (thread) is formed on a cylindrical or conical peripheral surface, and includes bolts, screws, and machine screws. A screw generally has a head that receives a rotational force from a screw tightening tool, and a body that extends from the head and has a thread formed on its peripheral surface. The "screw insertion hole" means a hole for accommodating the body of the screw when the screw is screwed into the screw hole of the first article, and does not include a counterbore hole for accommodating the head of the screw. The "inner peripheral surface of the entrance of the screw insertion hole" includes the edge of the entrance of the screw insertion hole (the angle formed by the surface through which the screw insertion hole of the second article opens and the inner peripheral surface of the screw insertion hole). .. "The screw hole of the second article overlaps with the screw hole of the first article" means that the central axis of the screw hole of the first article and the central axis of the screw insertion hole of the second article substantially (substantially) coincide with each other. Means to do.

この構成によれば、第２物品のネジ挿通孔の入り口部の内周面に、ネジを傾けた状態でネジの先端部を接触させると、ネジが、ネジ挿通孔に対して点接触する。この状態から、ネジを回転させながら当該ネジの向きをネジ孔の延伸方向に変えると、その過程で、ネジの先端がネジ挿通孔の入り口部に案内され、最終的に、ネジの中心軸が第１物品のネジ孔の中心軸にほぼ一致する。この状態でネジを、第１物品のネジ孔に螺入するので、噛み付くことなくネジがネジ孔に螺止される。 According to this configuration, when the tip of the screw is brought into contact with the inner peripheral surface of the entrance of the screw insertion hole of the second article in a tilted state, the screw makes point contact with the screw insertion hole. From this state, when the direction of the screw is changed to the extending direction of the screw hole while rotating the screw, the tip of the screw is guided to the entrance of the screw insertion hole in the process, and finally the central axis of the screw is moved. It almost coincides with the central axis of the screw hole of the first article. Since the screw is screwed into the screw hole of the first article in this state, the screw is screwed into the screw hole without biting.

前記ネジ挿通孔の延伸方向が、前記ネジ挿通孔の中心軸が延伸する方向であってもよい。 The extending direction of the screw insertion hole may be the direction in which the central axis of the screw insertion hole extends.

この構成によれば、好適にネジの噛み付きを防止することができる。 According to this configuration, it is possible to suitably prevent the screw from biting.

また、本発明の実施形態に係るネジ締め用ロボットは、第１物品に第２物品をネジにより締結するロボットであって、前記第１物品には雌ネジが形成されたネジ孔が設けられ、前記第２物品には前記ネジを挿通するためのネジ挿通孔が設けられ、且つ、前記第１物品の前記ネジ孔に前記第２物品の前記ネジ挿通孔が重なるように前記第１及び第２物品が配置されており、前記ロボットは、先端部にナットランナが取り付けられた多関節型のロボットアームと、前記ロボットアーム及びナットランナの動作を制御する制御器と、を備え、前記制御器は、前記ナットランナが前記ネジを保持し、その後、前記ロボットアームが前記ナットランナに保持された前記ネジの先端部を、前記ネジを傾けた状態で、前記第２物品の前記ネジ挿通孔の入口部の内周面に接触させ、その後、前記ロボットアームが前記ナットランナに保持された前記ネジを回転させながら当該ネジの向きを、前記第１物品の前記ネジ孔の延伸方向に変え、その後、前記ナットランナ及び前記ロボットアームが、前記ナットランナに保持された前記ネジを前記ネジ孔に螺入するよう、前記ロボットアーム及び前記ナットランナの動作を制御するよう構成されている。 Further, the screw tightening robot according to the embodiment of the present invention is a robot that fastens a second article to a first article with a screw, and the first article is provided with a screw hole in which a female screw is formed. The second article is provided with a screw insertion hole for inserting the screw, and the first and second articles so that the screw insertion hole of the second article overlaps with the screw hole of the first article. An article is arranged, and the robot includes an articulated robot arm having a nut runner attached to a tip thereof, and a controller for controlling the operation of the robot arm and the nut runner. The nut runner holds the screw, and then the robot arm holds the tip of the screw held by the nut runner, and the inner circumference of the inlet portion of the screw insertion hole of the second article in a state where the screw is tilted. After contacting the surface, the robot arm changes the direction of the screw while rotating the screw held by the nut runner in the extending direction of the screw hole of the first article, and then the nut runner and the robot. The arm is configured to control the operation of the robot arm and the nut runner so that the screw held in the nut runner is screwed into the screw hole.

この構成によれば、第２物品のネジ挿通孔の入り口部に、ネジを傾けた状態でネジの先端部を接触させると、ネジが、ネジ挿通孔に対して点接触する。この状態から、ネジを回転させながら当該ネジの向きをネジ孔の延伸方向に変えると、その過程で、ネジの先端がネジ挿通孔の入り口部に案内され、最終的に、ネジの中心軸が第１物品のネジ孔の中心軸にほぼ一致する。この状態でネジを、第１物品のネジ孔に螺入するので、噛み付くことなくネジがネジ孔に螺入される。 According to this configuration, when the tip of the screw is brought into contact with the entrance of the screw insertion hole of the second article in a tilted state, the screw makes point contact with the screw insertion hole. From this state, when the direction of the screw is changed to the extending direction of the screw hole while rotating the screw, the tip of the screw is guided to the entrance of the screw insertion hole in the process, and finally the central axis of the screw is moved. It almost coincides with the central axis of the screw hole of the first article. Since the screw is screwed into the screw hole of the first article in this state, the screw is screwed into the screw hole without biting.

以下、具体的な本発明の実施形態を、添付図面を参照しつつ説明する。以下では、同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following, the same or corresponding elements are designated by the same reference numerals, and the duplicated description thereof will be omitted.

（実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係るボルト締め方法に用いるロボット（ボルト締め用ロボット）の構成を示す模式図である。 (Embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a robot (bolt tightening robot) used in the bolt tightening method according to the embodiment of the present invention.

図１を参照すると、本実施形態では、ネジとしてボルトが用いられる。本実施形態に係るボルト締め方法は、ボルト締め用ロボット（以下、単にロボットという）１０を用いて行われる。 Referring to FIG. 1, in this embodiment, a bolt is used as a screw. The bolt tightening method according to the present embodiment is performed using a bolt tightening robot (hereinafter, simply referred to as a robot) 10.

本実施形態のボルト締めでは、第１物品に第２物品がボルトにより締結される。第１物品及び第２物品は、ボルトにより締結される物品であればよい。以下には、例えば、第１物品が自動車の車体であり、第２物品が自動車のドアである場合が例示される。 In the bolt tightening of the present embodiment, the second article is bolted to the first article. The first article and the second article may be articles that are fastened with bolts. In the following, for example, the case where the first article is the vehicle body of an automobile and the second article is the door of an automobile is exemplified.

ロボット１０は多関節型のロボットであればよい。ロボット１０は、動作プログラムに従って自動で動作するものでもよく、操作器によって操作されるものでもよい。以下には、ロボットが動作プログラムによって動作するロボットが例示される。 The robot 10 may be an articulated robot. The robot 10 may be automatically operated according to an operation program, or may be operated by an operating device. The following is an example of a robot in which the robot is operated by an operation program.

［ロボット１０の構成］
本実施形態のロボット１０は、ロボットアーム１と、ロボットアーム１の先端に装着されたナットランナ２と、制御器３と、を備える。ロボットアーム１と制御器３とがロボット１０を構成する。 [Structure of robot 10]
The robot 10 of the present embodiment includes a robot arm 1, a nut runner 2 attached to the tip of the robot arm 1, and a controller 3. The robot arm 1 and the controller 3 constitute the robot 10.

ロボットアーム１は、基台１５と、基台１５に支持された腕部１３と、腕部１３の先端に支持され、エンドエフェクタとしてのナットランナ２が装着される手首部１４とを備えている。 The robot arm 1 includes a base 15, an arm portion 13 supported by the base portion 15, and a wrist portion 14 supported by the tip of the arm portion 13 and to which a nut runner 2 as an end effector is mounted.

ロボットアーム１は、図１に示すように３以上の複数の関節ＪＴ１〜ＪＴ６を有する多関節ロボットアームであって、複数のリンク１１ａ〜１１ｆが順次連結されて構成されている。より詳しくは、第１関節ＪＴ１では、基台１５と、第１リンク１１ａの基端部とが、鉛直方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第２関節ＪＴ２では、第１リンク１１ａの先端部と、第２リンク１１ｂの基端部とが、水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第３関節ＪＴ３では、第２リンク１１ｂの先端部と、第３リンク１１ｃの基端部とが、水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第４関節ＪＴ４では、第３リンク１１ｃの先端部と、第４リンク１１ｄの基端部とが、第４リンク１１ｃの長手方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第５関節ＪＴ５では、第４リンク１１ｄの先端部と、第５リンク１１ｅの基端部とが、リンク１１ｄの長手方向と直交する軸回りに回転可能に連結されている。第６関節ＪＴ６では、第５リンク１１ｅの先端部と第６リンク１１ｆの基端部とが、ネジり回転可能に連結されている。そして、第６リンク１１ｆの先端部にはメカニカルインターフェースが設けられている。このメカニカルインターフェースには、ロボットアーム１の作業内容に対応したエンドエフェクタとしてのナットランナ２が着脱可能に装着される。 As shown in FIG. 1, the robot arm 1 is an articulated robot arm having a plurality of joints JT1 to JT6 having three or more joints, and the plurality of links 11a to 11f are sequentially connected to each other. More specifically, in the first joint JT1, the base 15 and the base end portion of the first link 11a are rotatably connected around an axis extending in the vertical direction. In the second joint JT2, the tip end portion of the first link 11a and the base end portion of the second link 11b are rotatably connected around an axis extending in the horizontal direction. In the third joint JT3, the tip end portion of the second link 11b and the base end portion of the third link 11c are rotatably connected around an axis extending in the horizontal direction. In the fourth joint JT4, the tip end portion of the third link 11c and the base end portion of the fourth link 11d are rotatably connected around an axis extending in the longitudinal direction of the fourth link 11c. In the fifth joint JT5, the tip end portion of the fourth link 11d and the base end portion of the fifth link 11e are rotatably connected around an axis orthogonal to the longitudinal direction of the link 11d. In the sixth joint JT6, the tip end portion of the fifth link 11e and the base end portion of the sixth link 11f are rotatably connected to each other. A mechanical interface is provided at the tip of the sixth link 11f. A nut runner 2 as an end effector corresponding to the work content of the robot arm 1 is detachably attached to this mechanical interface.

上記の第１関節ＪＴ１、第１リンク１１ａ、第２関節ＪＴ２、第２リンク１１ｂ、第３関節ＪＴ３、及び第３リンク１１ｃから成るリンクと関節の連結体によって、ロボットアーム１の腕部１３が形成されている。また、上記の第４関節ＪＴ４、第４リンク１１ｄ、第５関節ＪＴ５、第５リンク１１ｅ、第６関節ＪＴ６、及び第４リンク１１ｆから成るリンクと関節の連結体によって、ロボットアーム１の手首部１４が形成されている。 The arm portion 13 of the robot arm 1 is formed by the link-joint connection including the first joint JT1, the first link 11a, the second joint JT2, the second link 11b, the third joint JT3, and the third link 11c. It is formed. Further, the wrist portion of the robot arm 1 is formed by the link-joint connection including the 4th joint JT4, the 4th link 11d, the 5th joint JT5, the 5th link 11e, the 6th joint JT6, and the 4th link 11f. 14 is formed.

関節ＪＴ１〜ＪＴ６には、それが連結する２つの部材を相対的に回転させるアクチュエータの一例としての駆動モータ（図示せず）が設けられている。駆動モータは、例えば、制御器３から送信される制御信号によってサーボアンプを介してサーボ制御されるサーボモータである。また、関節ＪＴ１〜ＪＴ６には、駆動モータの回転角を検出するための回転角センサ（図示せず）と、駆動モータの電流を検出するための電流センサ（図示せず）とが設けられている。 The joints JT1 to JT6 are provided with a drive motor (not shown) as an example of an actuator that relatively rotates two members to which the joints JT1 to JT6 are connected. The drive motor is, for example, a servomotor that is servo-controlled via a servo amplifier by a control signal transmitted from the controller 3. Further, the joints JT1 to JT6 are provided with a rotation angle sensor (not shown) for detecting the rotation angle of the drive motor and a current sensor (not shown) for detecting the current of the drive motor. There is.

ナットランナ２は、周知のもの用いることができる。ナットランナ２の構成及び動作を周知であるので、簡単に説明する。ナットランナ２は、先端部にボルトを保持し、その保持したボルトを回転させながら送り出すことによって、ボルトをボルト孔に締結するように構成されている。なお、ボルトを保持する部分は、ナットランナ２の本体部に対し、所定範囲内で弾性的に支持されている。そのため、保持したボルトの中心軸とボルト孔の中心軸とが多少ズレていても、回転するボルトがボルト孔の雌ネジに従って進行することが許容され、それにより、ボルトを支障なくボルト孔に螺入することができる。 As the nut runner 2, a well-known one can be used. Since the configuration and operation of the nut runner 2 are well known, they will be briefly described. The nut runner 2 is configured to hold a bolt at its tip and to fasten the bolt to the bolt hole by feeding the held bolt while rotating it. The portion that holds the bolt is elastically supported within a predetermined range with respect to the main body portion of the nut runner 2. Therefore, even if the central axis of the held bolt and the central axis of the bolt hole are slightly misaligned, the rotating bolt is allowed to advance according to the female screw of the bolt hole, so that the bolt can be screwed into the bolt hole without any trouble. You can enter.

制御器３は、例えば、マイクロコントローラ、ＭＰＵ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）、論理回路等からなる演算部（図示せず）と、ＲＯＭ及びＲＡＭ等からなる記憶部（図示せず）とにより構成される。制御器３は、記憶部に格納された所定の動作プログラムを演算部が読み出して実行することにより、ロボットアーム１及びナットランナ２の動作を制御する。具体的には、制御器３は、回転角センサの検出信号と電流センサの検出信号とをフードバック信号として用いてロボットアーム１の腕部１３及び手首部１４の制御信号を生成し、腕部１３及び手首部１４の動作をフィードバック制御する。さらに、制御器３は、上述の所定の動作プログラムに従ってナットランナ２の動作を制御する。 The controller 3 is, for example, a calculation unit (not shown) composed of a microcontroller, an MPU, an FPGA (Field Programmable Gate Array), a PLC (Programmable Logic Controller), a logic circuit, or the like, and a storage unit (not shown) including a ROM, a RAM, or the like. (Not shown). The controller 3 controls the operations of the robot arm 1 and the nut runner 2 by reading and executing a predetermined operation program stored in the storage unit by the arithmetic unit. Specifically, the controller 3 uses the detection signal of the rotation angle sensor and the detection signal of the current sensor as a hoodback signal to generate a control signal for the arm portion 13 and the wrist portion 14 of the robot arm 1, and the arm portion. The movements of the 13 and the wrist portion 14 are feedback-controlled. Further, the controller 3 controls the operation of the nut runner 2 according to the above-mentioned predetermined operation program.

［ロボット１０の動作］
次に、以上のように構成されたロボット１０の動作（本実施形態のボルト締め方法）を説明する。 [Operation of robot 10]
Next, the operation of the robot 10 configured as described above (the bolt tightening method of the present embodiment) will be described.

＜第１物品及び第２物品＞
最初に、ボルト締めの対象となる物品について、図１及び図３Ａを用いて説明する。図３Ａは、ナットランナ２に保持されたボルト２１の先端部を、ボルト２１を傾けた状態で、第２物品３３のボルト挿通孔３３ａの入口部の内周面（ここでは、入口の縁）に接触させた状態を示す、第１物品３１及び第２物品３３の断面図である。なお、図３Ａ〜３Ｃにおいては、第１物品３１としての自動車の車体の一部及び第２物品３３としての自動車のドアの一部が、それぞれ簡略化されて示されている。また、ナットランナ２も先端部のみが簡略化されて示されている。 <1st article and 2nd article>
First, the article to be bolted will be described with reference to FIGS. 1 and 3A. FIG. 3A shows the tip of the bolt 21 held by the nut runner 2 on the inner peripheral surface (here, the edge of the inlet) of the inlet portion of the bolt insertion hole 33a of the second article 33 in a state where the bolt 21 is tilted. It is sectional drawing of the 1st article 31 and the 2nd article 33 which shows the contact state. In FIGS. 3A to 3C, a part of the vehicle body of the automobile as the first article 31 and a part of the door of the automobile as the second article 33 are shown in a simplified manner. Further, only the tip portion of the nut runner 2 is shown in a simplified manner.

第１物品３１は、第２物品が取り付けられる物品である。ここでは、例えば、自動車の車体である。第１物品３１には雌ネジが形成されたボルト孔３１ｂが設けられている。ここで、「第１物品３１には・・・ボルト孔３１ｂが設けられ」とは、第１物品３１に直接ボルト孔３１ｂが形成されている場合と、第１物品３１にボルト孔３１ｂを有するナットサート（ブラインドナット又はポップナット）３１ａが取り付けられている場合とを含む意味である。ここでは、第１物品３１には、ナットサート３１ａが取り付けられ、ナットサート３１ａのネジ孔が、ボルト２１が螺入されるボルト孔３１ｂを構成している。なお、例えば、第１物品３１にバーリング加工によりフランジ付きの下孔を形成し、当該下孔の内周面に雌ネジを形成することにより、ボルト孔３１ｂを設けてもよい。ボルト孔３１ｂは、中心軸３２を有しており、ボルト孔３１ｂの延伸方向は、中心軸３２の延伸方向と一致している。また、ボルト孔３１ｂの開口の向き（法線の方向）は、中心軸３２の延伸方向と一致している。 The first article 31 is an article to which the second article is attached. Here, for example, it is the body of an automobile. The first article 31 is provided with a bolt hole 31b in which a female screw is formed. Here, "the first article 31 is provided with a bolt hole 31b" means that the bolt hole 31b is directly formed in the first article 31 and that the first article 31 has a bolt hole 31b. It means that the case where the nut sart (blind nut or pop nut) 31a is attached is included. Here, the nut sart 31a is attached to the first article 31, and the screw hole of the nut sart 31a constitutes the bolt hole 31b into which the bolt 21 is screwed. For example, a pilot hole with a flange may be formed in the first article 31 by burring, and a female screw may be formed on the inner peripheral surface of the prepared hole to provide a bolt hole 31b. The bolt hole 31b has a central shaft 32, and the stretching direction of the bolt hole 31b coincides with the stretching direction of the central shaft 32. Further, the direction of the opening of the bolt hole 31b (direction of the normal line) coincides with the stretching direction of the central axis 32.

第２物品３３は、第１物品３１に取り付けられる物品である。ここでは、例えば、自動車のドアである。第２物品３３には、ボルト２１が挿通されるボルト挿通孔３３ａが設けられている。ボルト挿通孔３３ａは、ボルト２１の胴部の直径より若干大きな直径を有する、第２物品３３の貫通孔で構成されている。ボルト挿通孔３３ａは、雌ネジが形成されていない平滑な内周面を有している。ボルト挿通孔３３ａは、中心軸３４を有しており、ボルト挿通孔３３ａの延伸方向は、中心軸３４の延伸方向と一致している。また、ボルト挿通孔３３ａの開口の向き（法線の方向）は、中心軸３４の延伸方向と一致している。 The second article 33 is an article attached to the first article 31. Here, for example, a car door. The second article 33 is provided with a bolt insertion hole 33a through which the bolt 21 is inserted. The bolt insertion hole 33a is composed of a through hole of the second article 33 having a diameter slightly larger than the diameter of the body portion of the bolt 21. The bolt insertion hole 33a has a smooth inner peripheral surface on which no female screw is formed. The bolt insertion hole 33a has a central shaft 34, and the stretching direction of the bolt insertion hole 33a coincides with the stretching direction of the central shaft 34. Further, the direction of the opening of the bolt insertion hole 33a (direction of the normal line) coincides with the stretching direction of the central axis 34.

そして、第１物品３１のボルト孔３１ｂの中心軸３４の延伸方向において、第１物品３１のボルト孔３１ｂに第２物品３３のボルト挿通孔３３ａが重なるように前記第１物品３１及び第２物品が配置されている。具体的には、第１物品３１のボルト孔３１ｂの中心軸３２に第２物品３３のボルト挿通孔３３ａの中心軸３４が略一致するように、第１物品３１に第２物品３３が重ねられる。この第１物品３１及び第２物品の配置は、例えば、第１物品を所定の位置に固定し、ロボット１０とは異なるロボット（図示せず）が第２物品３３を把持し、その把持した第２物品３３を第１物品３１に上述のように重ねることによって行われてもよい。 Then, in the extending direction of the central shaft 34 of the bolt hole 31b of the first article 31, the first article 31 and the second article 31 so that the bolt insertion hole 33a of the second article 33 overlaps with the bolt hole 31b of the first article 31. Is placed. Specifically, the second article 33 is superposed on the first article 31 so that the central axis 32 of the bolt insertion hole 33a of the second article 33 substantially coincides with the central axis 32 of the bolt hole 31b of the first article 31. .. In the arrangement of the first article 31 and the second article, for example, the first article is fixed at a predetermined position, and a robot (not shown) different from the robot 10 grips the second article 33 and holds the second article 33. This may be done by superimposing the two articles 33 on the first article 31 as described above.

ボルト孔３１ｂ及びボルト挿通孔３３ａは、それぞれ、１以上設けられておればよい。符号２２は、ボルト２１の中心軸を示す。 It is sufficient that one or more bolt holes 31b and one or more bolt insertion holes 33a are provided. Reference numeral 22 indicates the central axis of the bolt 21.

＜ボルト締め＞
次に、ボルト締めについて、図２及び図３Ａ〜図３Ｃを用いて説明する。図２は、本実施形態のボルト締め方法（図１のボルト締め用ロボットの動作）を示すフローチャートである。図３Ａは、上述の第１物品３１及び第２物品３３の断面図である。図３Ｂは、ナットランナ２に保持されたボルト２１の向きを、第１物品３１のボルト孔３１ｂの延伸方向に変えた後の状態を示す、第１物品３１及び第２物品３３の断面図である。図３Ｃは、ナットランナ２に保持されたボルト２１をボルト孔３１ｂに螺入した状態を示す、第１物品３１及び第２物品３３の断面図である。 <Bolt tightening>
Next, bolt tightening will be described with reference to FIGS. 2 and 3A to 3C. FIG. 2 is a flowchart showing a bolt tightening method (operation of the bolt tightening robot of FIG. 1) of the present embodiment. FIG. 3A is a cross-sectional view of the first article 31 and the second article 33 described above. FIG. 3B is a cross-sectional view of the first article 31 and the second article 33 showing a state after the direction of the bolt 21 held by the nut runner 2 is changed to the stretching direction of the bolt hole 31b of the first article 31. .. FIG. 3C is a cross-sectional view of the first article 31 and the second article 33 showing a state in which the bolt 21 held by the nut runner 2 is screwed into the bolt hole 31b.

図１乃至図３Ｃを参照すると、以下のロボット１０の動作（ロボットアーム１及びナットランナ２の動作）は、制御器３がロボット１０を制御することにより実現される。 Referring to FIGS. 1 to 3C, the following operations of the robot 10 (operations of the robot arm 1 and the nut runner 2) are realized by the controller 3 controlling the robot 10.

上述のように第１物品３１及び第２物品３３が配置された状態で、まず、ロボット１０のナットランナ２がボルト２１を保持する。次いで、ロボットアーム１がナットランナ２に保持されたボルト２１の先端部を、ボルト２１を傾けた状態で、第２物品３３のボルト挿通孔３３ａの入口部の内周面に接触させる（ステップＳ１、図３Ａ）。ボルト２１のボルト挿通孔３３ａの中心軸３４に対する傾斜角度は、ボルト２１の雄ネジの仕様に応じて、実験、シミュレーション、計算等により適宜決定される。 With the first article 31 and the second article 33 arranged as described above, first, the nut runner 2 of the robot 10 holds the bolt 21. Next, the tip of the bolt 21 held by the robot arm 1 in the nut runner 2 is brought into contact with the inner peripheral surface of the inlet portion of the bolt insertion hole 33a of the second article 33 in a state where the bolt 21 is tilted (step S1, FIG. 3A). The tilt angle of the bolt insertion hole 33a of the bolt 21 with respect to the central axis 34 is appropriately determined by experiments, simulations, calculations, etc., according to the specifications of the male screw of the bolt 21.

次いで、ロボットアーム１がナットランナ２に保持されたボルト２１を回転させながら当該ボルト２１の向きを、第１物品３１のボルト孔３１ｂの延伸方向に変える（ステップＳ２、図３Ｂ）。この場合、ボルト２１を前進させないで方向を変えてもよく、ボルト２１を前進させながら方向を変えてもよい。ここでは、ボルト２１を前進させながら方向を変える。図３Ｂには、ボルト２１を前進させながら方向を変えた後の状態が示されている。 Next, the robot arm 1 changes the direction of the bolt 21 in the stretching direction of the bolt hole 31b of the first article 31 while rotating the bolt 21 held by the nut runner 2 (step S2, FIG. 3B). In this case, the direction may be changed without advancing the bolt 21, or the direction may be changed while advancing the bolt 21. Here, the direction is changed while advancing the bolt 21. FIG. 3B shows a state after changing the direction while advancing the bolt 21.

次いで、ナットランナ２及びロボットアーム１が、ナットランナ２に保持されたボルト２１を第１物品３１のボルト孔３１ｂに螺入し、ボルト２１を螺止する（ステップＳ３、図３Ｃ）。 Next, the nut runner 2 and the robot arm 1 screw the bolt 21 held by the nut runner 2 into the bolt hole 31b of the first article 31 and screw the bolt 21 (step S3, FIG. 3C).

これにより、ボルト締めが終了する。 This completes the bolt tightening.

この後、第１物品３１の他のボルト孔３１ｂ及び第２物品３３の他のボルト挿通孔３３ａについて、同様の作業が行われる。 After that, the same work is performed for the other bolt holes 31b of the first article 31 and the other bolt insertion holes 33a of the second article 33.

＜作用効果＞
従来技術のように、ナットランナに保持されたボルトを、ボルト孔から離れた位置でボルト孔の中心軸の延伸方向を向いた姿勢にし、その状態でボルトを前進させてボルト孔に螺入しようとする場合、ナットランナの作動誤差、ナットランナとボルト孔との相対的な位置ズレ等により、ボルトの中心軸とボルト孔の中心軸とが許容限度以上にズレる場合があり、そのような場合にボルトをボルト孔に螺入しようとすると、ボルトが締結対象部材のボルト孔の周囲部分に接触して傾いて噛み付くと推定される。 <Action effect>
As in the conventional technique, the bolt held in the nut runner is placed in a position away from the bolt hole so as to face the extension direction of the central axis of the bolt hole, and in that state, the bolt is advanced and screwed into the bolt hole. In such a case, the central axis of the bolt and the central axis of the bolt hole may be displaced more than the allowable limit due to the operation error of the nut runner, the relative positional deviation between the nut runner and the bolt hole, etc. When trying to screw into the bolt hole, it is presumed that the bolt comes into contact with the peripheral portion of the bolt hole of the member to be fastened and tilts and bites.

一方、本実施形態によれば、第２物品３３のボルト挿通孔３３ａの入り口部の内周面に、ボルト２１を傾けた状態でボルト２１の先端部を接触させる。このことが重要である。こうすると、ボルト２１が、先端部の一部がボルト挿通孔３３ａの内部に入った状態でボルト挿通孔３３ａに対して点接触する。その後、この状態から、ボルト２１を回転させながら当該ボルト２１の向きを第１物品３１のボルト孔３１ｂの延伸方向に変える。この場合、ボルト２１を前進させないで方向を変えてもよく、ボルト２１を前進させながら方向を変えてもよい。すると、ボルト２１は、ナットランナ２の本体部に対し、所定範囲内で弾性的に支持されているので、この向きが変わる過程で、ボルト２１の先端がボルト挿通孔３３ａの入り口部に接触しながら当該入り口部により案内されて、最終的にボルト２１の中心軸２２が第１物品３１のボルト孔３１ｂの中心軸３２にほぼ一致する。その後、この状態でボルト２１を、第１物品３１のボルト孔３１ｂに螺入するので、噛み付くことなくボルト２１がボルト孔３１ｂに螺止される。 On the other hand, according to the present embodiment, the tip end portion of the bolt 21 is brought into contact with the inner peripheral surface of the inlet portion of the bolt insertion hole 33a of the second article 33 in a state where the bolt 21 is tilted. This is important. Then, the bolt 21 makes point contact with the bolt insertion hole 33a with a part of the tip portion inside the bolt insertion hole 33a. Then, from this state, the direction of the bolt 21 is changed to the stretching direction of the bolt hole 31b of the first article 31 while rotating the bolt 21. In this case, the direction may be changed without advancing the bolt 21, or the direction may be changed while advancing the bolt 21. Then, since the bolt 21 is elastically supported by the main body of the nut runner 2 within a predetermined range, the tip of the bolt 21 is in contact with the inlet of the bolt insertion hole 33a in the process of changing the direction. Guided by the entrance portion, the central shaft 22 of the bolt 21 finally coincides with the central shaft 32 of the bolt hole 31b of the first article 31. After that, since the bolt 21 is screwed into the bolt hole 31b of the first article 31 in this state, the bolt 21 is screwed into the bolt hole 31b without biting.

なお、この作用効果は、ネジが、皿ビス、小ネジ等であっても同様に得られる。 This effect can be obtained even if the screw is a countersunk screw, a machine screw, or the like.

＜ネジ挿通孔の内周面へのネジの接触態様＞
ネジ、ネジ挿通孔、及びネジ孔には種々の態様があり、ネジは、各態様に応じて、ネジ挿通孔の内周面に接触させられる。 <Screw contact mode with the inner peripheral surface of the screw insertion hole>
There are various aspects of the screw, the screw insertion hole, and the screw hole, and the screw is brought into contact with the inner peripheral surface of the screw insertion hole according to each aspect.

ネジには、上述のボルト、皿ビス、小ネジ等がある。ネジ挿通孔には、その前方にザグリ穴が設けられる場合とそうでない場合とがある。上述の実施形態では、ザグリ穴が設けられない。ネジ孔は、上述の実施形態のような貫通孔と、有底孔とがある。 The screws include the above-mentioned bolts, countersunk screws, machine screws and the like. The screw insertion hole may or may not have a counterbore hole in front of it. In the above embodiment, the counterbore hole is not provided. The screw holes include through holes as in the above-described embodiment and bottomed holes.

図４は、第２物品のザグリ穴を有しないボルト挿通孔の入口部の内周面に、ボルトを傾けた状態で、ボルトの先端部を接触させた状態を示す、第１物品及び第２物品の断面図である。図５は、第２物品の切削加工により形成されたザグリ穴を有するボルト挿通孔の入口部の内周面に、ボルトを傾けた状態で、ボルトの先端部を接触させた状態を示す、第１物品及び第２物品の断面図である。図６は、第２物品の屈曲加工により形成されたザグリ穴を有するボルト挿通孔の入口部の内周面に、ボルトを傾けた状態で、ボルトの先端部を接触させた状態を示す、第１物品及び第２物品の断面図である。図７は、第２物品のザグリ穴を有するビス挿通孔の入口部の内周面に、皿ビスを傾けた状態で、皿ビスの先端部を接触させた状態を示す、第１物品及び第２物品の断面図である。これらの図では、図を見易くするために、ナットランナの図示が省略されている。 FIG. 4 shows a state in which the tip of the bolt is brought into contact with the inner peripheral surface of the inlet of the bolt insertion hole having no counterbore hole of the second article in a state where the bolt is tilted. It is sectional drawing of an article. FIG. 5 shows a state in which the tip portion of the bolt is brought into contact with the inner peripheral surface of the inlet portion of the bolt insertion hole having the counterbore hole formed by cutting the second article in a state where the bolt is tilted. It is sectional drawing of 1 article and 2nd article. FIG. 6 shows a state in which the tip end portion of the bolt is brought into contact with the inner peripheral surface of the inlet portion of the bolt insertion hole having the counterbore hole formed by the bending process of the second article in a state where the bolt is tilted. It is sectional drawing of 1 article and 2nd article. FIG. 7 shows a state in which the tip portion of the countersunk screw is brought into contact with the inner peripheral surface of the inlet portion of the screw insertion hole having the counterbore hole of the second article in a state where the countersunk screw is tilted. 2 It is sectional drawing of an article. In these figures, the nutrunner is omitted for the sake of clarity.

図４を参照すると、このネジ挿通孔の内周面へのネジの接触態様（以下、単に接触態様という）では、ネジがボルト２１であり、第１物品４１にネジ孔としてボルト孔４１ａが設けられている。このボルト孔４１ａは貫通孔であるが有底孔であってもよい。第２物品４３にはネジ挿通孔としてボルト挿通孔４３ａが設けられている。第２物品４３は、ボルト挿通孔４３ａの中心軸４４が第１物品４１の中心軸４２に略一致するように、第１物品４１に重ねられている。ボルト挿通孔４３ａの前方にはザグリ穴が設けられていない。 Referring to FIG. 4, in the mode of contact of the screw with the inner peripheral surface of the screw insertion hole (hereinafter, simply referred to as the contact mode), the screw is a bolt 21, and the first article 41 is provided with a bolt hole 41a as a screw hole. Has been done. Although the bolt hole 41a is a through hole, it may be a bottomed hole. The second article 43 is provided with a bolt insertion hole 43a as a screw insertion hole. The second article 43 is superposed on the first article 41 so that the central shaft 44 of the bolt insertion hole 43a substantially coincides with the central axis 42 of the first article 41. No counterbore hole is provided in front of the bolt insertion hole 43a.

このような接触態様では、上述の実施形態と同様にボルト２１が傾けられた状態で、ボルト２１の先端部がボルト挿通孔４３ａの入口部の内周面に接触させられる。 In such a contact mode, the tip end portion of the bolt 21 is brought into contact with the inner peripheral surface of the inlet portion of the bolt insertion hole 43a in a state where the bolt 21 is tilted as in the above-described embodiment.

図５を参照すると、この接触態様では、第２物品４３のボルト挿通孔４３ａの前方にボルト２１の頭部を収容するための円筒状のザグリ穴４３ｂが設けられている。これ以外は、図４の接触態様と同様である。この接触態様では、ボルト２１がザグリ穴４３ｂの内面に接触しないように傾けられて、ボルト２１の先端部がボルト挿通孔４３ａの入口部の内周面に接触させられる。 Referring to FIG. 5, in this contact mode, a cylindrical counterbore hole 43b for accommodating the head of the bolt 21 is provided in front of the bolt insertion hole 43a of the second article 43. Other than this, it is the same as the contact mode of FIG. In this contact mode, the bolt 21 is tilted so as not to come into contact with the inner surface of the counterbore hole 43b, and the tip end portion of the bolt 21 is brought into contact with the inner peripheral surface of the inlet portion of the bolt insertion hole 43a.

図６を参照すると、この接触態様では、ネジが皿ビス２１であり、第１物品４にはネジ孔としてビス孔４１ａが設けられ、第２物品４３にはネジ挿通孔としてビス挿通孔４３ａが設けられている。そして、ビス挿通孔４３ａの前方に皿ビス２１の頭部を収容するための円錐台状のザグリ穴４３ｂが設けられている。なお、周知のように、皿ビス２１の頭部には十字状の締め具挿入凹部が形成されており、ナットランナの先端には、この締め具挿入凹部に対応する締め具が装着される。これ以外は、図５の接触態様と同様である。この接触態様では、皿ビス２１がザグリ穴４３ｂの内面に接触しないように傾けられて、皿ビス２１の先端部がビス挿通孔４３ａの入口部の内周面に接触させられる。 Referring to FIG. 6, in this contact mode, the screw is a countersunk screw 21, the first article 4 is provided with a screw hole 41a as a screw hole, and the second article 43 has a screw insertion hole 43a as a screw insertion hole. It is provided. A truncated cone-shaped counterbore hole 43b for accommodating the head of the countersunk screw 21 is provided in front of the screw insertion hole 43a. As is well known, a cross-shaped fastener insertion recess is formed in the head of the countersunk screw 21, and a fastener corresponding to the fastener insertion recess is attached to the tip of the nut runner. Other than this, it is the same as the contact mode of FIG. In this contact mode, the countersunk screw 21 is tilted so as not to come into contact with the inner surface of the countersunk hole 43b, and the tip end portion of the countersunk screw 21 is brought into contact with the inner peripheral surface of the inlet portion of the screw insertion hole 43a.

図７を参照すると、この接触態様では、第２物品４３のボルト挿通孔４３ａの前方にボルト２１の頭部を収容するための円錐台状のザグリ穴４３ｂが設けられている。このザグリ穴４３ａは、板状の第２物品４３をプレス加工により屈曲させて形成される。これ以外は、図５の態様と同様である。この接触態様では、ボルト２１がザグリ穴４３ｂの内面に接触しないように傾けられて、ボルト２１の先端部がボルト挿通孔４３ａの入口部の内周面に接触させられる。 Referring to FIG. 7, in this contact mode, a truncated cone-shaped counterbore hole 43b for accommodating the head of the bolt 21 is provided in front of the bolt insertion hole 43a of the second article 43. The counterbore hole 43a is formed by bending a plate-shaped second article 43 by press working. Other than this, it is the same as the aspect of FIG. In this contact mode, the bolt 21 is tilted so as not to come into contact with the inner surface of the counterbore hole 43b, and the tip end portion of the bolt 21 is brought into contact with the inner peripheral surface of the inlet portion of the bolt insertion hole 43a.

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および／又は機能の詳細を実質的に変更できる。 From the above description, many improvements and other embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the above description should be construed as an example only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best aspects of carrying out the present invention. The details of its structure and / or function can be substantially changed without departing from the spirit of the present invention.

本発明のロボットを用いたネジ締め方法及びネジ締め用ロボットは、ネジが噛み付くことを防止可能な、ロボットを用いたネジ締め方法及びネジ締め用ロボットとして有用である。 The screw tightening method and the screw tightening robot using the robot of the present invention are useful as a screw tightening method and a screw tightening robot using a robot that can prevent screws from biting.

１ロボットアーム
２ナットランナ
３制御器
１０ロボット
１３腕部
１４手首部
１５基台
２１ボルト
２２中心軸
３１第１物品
３１ａナットサート
３１ｂボルト孔
３２中心軸
３３第２物品
３３ａボルト挿通孔
３４中心軸
４１第１物品
４１ａボルト孔、ビス孔
４２中心軸
４３第２物品
４３ａボルト挿通孔、ビス挿通孔
４３ｂザグリ穴
４４中心軸 1 Robot arm 2 Nut runner 3 Controller 10 Robot 13 Arm 14 Wrist 15 Base 21 Bolt 22 Central shaft 31 1st article 31a Nutsert 31b Bolt hole 32 Central axis 33 2nd article 33a Bolt insertion hole 34 Central axis 41 1st Article 41a Bolt hole, screw hole 42 Central shaft 43 Second article 43a Bolt insertion hole, screw insertion hole 43b Counterbore hole 44 Central shaft

Claims

It is a screw tightening method in which a second article is fastened to the first article with screws using an articulated robot with a nut runner attached to the tip of the robot arm.
The first article is provided with a screw hole in which a female screw is formed, the second article is provided with a screw insertion hole for inserting the screw, and the screw hole of the first article is said to be the same. The first and second articles are arranged so that the screw insertion holes of the second article overlap.
The method is
The step (a) of holding the screw by the nut runner of the robot, and
After that, the robot brings the tip of the screw held by the nut runner into contact with the inner peripheral surface of the inlet of the screw insertion hole of the second article in a state where the screw is tilted (b). When,
After that, the screw held in the nut runner by the robot is rotated in the direction of rotation in which the screw is screwed into the screw hole of the first article, and the direction of the screw is changed to the screw of the first article. The step (c) of changing the extending direction of the hole and
A screw tightening method comprising a step (d) of screwing the screw held in the nut runner into the screw hole by the robot.

The screw tightening method according to claim 1, wherein the extension direction of the screw hole is a direction in which the central axis of the screw hole is extended.

A screw tightening robot that fastens the second article to the first article with screws.
The first article is provided with a screw hole in which a female screw is formed, the second article is provided with a screw insertion hole for inserting the screw, and the screw hole of the first article is said to be the same. The first and second articles are arranged so that the screw insertion holes of the second article overlap.
The robot
An articulated robot arm with a nut runner attached to the tip,
A controller for controlling the operation of the robot arm and the nut runner is provided.
The controller
The nut runner holds the screw and
After that, the tip of the screw held by the robot arm in the nut runner is brought into contact with the inner peripheral surface of the inlet of the screw insertion hole of the second article in a state where the screw is tilted.
Then, while rotating the screw held by the robot arm in the nut runner in the rotation direction in which the screw is screwed into the screw hole of the first article, the direction of the screw is changed to the direction of the first article. Change the direction of extension of the screw hole,
After that, the screw tightening robot is configured such that the nut runner and the robot arm control the operation of the robot arm and the nut runner so that the screw held in the nut runner is screwed into the screw hole.

The screw tightening robot according to claim 3, wherein the extension direction of the screw hole is the direction in which the central axis of the screw hole extends.