特許 6132237 ねじ締め機用ボルト中継装置および中継方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6132237

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】ねじ締め機用ボルト中継装置および中継方法

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/06 20060101AFI20170515BHJP

   B23P 19/00 20060101ALI20170515BHJP

【ＦＩ】

   B23P19/06 A

   B23P19/00 301L

【請求項の数】2

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-88823(P2013-88823)

(22)【出願日】2013年4月3日

(65)【公開番号】特開2014-200906(P2014-200906A)

(43)【公開日】2014年10月27日

【審査請求日】2016年1月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】512035918

【氏名又は名称】青山 省司

(72)【発明者】

【氏名】青山 好高

(72)【発明者】

【氏名】青山 省司

【審査官】 大塚 多佳子

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５７−１９７４２９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６３−１３９８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５１−１４６４９９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６０−１７２６６９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５４−１６７８６７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６３−００４２３１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｐ １９／０６

Ｂ２３Ｐ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中継される部品は頭部と軸部から成るボルトであり、ロボット装置によって動作するねじ締め機の保持ソケットに頭部が保持されて目的箇所のねじ孔にねじ込まれるものであって、
細長い部材で構成された基部材の端部に取り付けられた中継部材に、鉛直方向であるとともに頭部が中継部材の表面から突き出た状態で軸部が挿入される受入孔が形成され、
前記受入孔が鉛直方向を向いてボルトの挿入を待ち受けているときに、前記中継部材の表面が最も高い箇所に位置するように構成し、
前記受入孔に挿入された軸部の回転を制止する回転制止手段が前記基部材に取り付けられ、
前記基部材の停止位置を変換することによって前記中継部材の表面から突き出ている頭部の待機位置を、前記保持ソケットの接近移動方向に適合した所定の向きに設定する姿勢変換機構が設けられ、この姿勢変換機構を介して前記基部材が静止部材または移動部材に取り付けられ、
前記回転制止手段は、少なくとも前記受入孔から突き出て露出している軸部を円弧型凹部によって加圧する加圧部材と、この加圧部材に加圧力を付与し前記基部材の他端側に取り付けられたエアシリンダや進退出力式電動モータなどの加圧手段を含んで構成され、
前記姿勢変換機構は、少なくとも前記静止部材または移動部材に固定された支持部材と、前記基部材を揺動可能な状態で支持するとともに前記支持部材に支持された軸部材と、前記基部材に揺動に必要な回転力を付与する回転駆動手段を含んで構成されていることを特徴とするねじ締め機用ボルト中継装置。

【請求項2】

中継される部品は頭部と軸部から成るボルトであり、ロボット装置によって動作するねじ締め機の保持ソケットに頭部が保持されて目的箇所のねじ孔にねじ込まれるものであって、
細長い部材で構成された基部材の端部に取り付けられた中継部材に、鉛直方向であるとともに頭部が中継部材の表面から突き出た状態で軸部が挿入される受入孔が形成され、
前記受入孔が鉛直方向を向いてボルトの挿入を待ち受けているときに、前記中継部材の表面が最も高い箇所に位置するように構成し、
前記受入孔に挿入された軸部の回転を制止する回転制止手段が前記基部材に取り付けられ、
前記基部材の停止位置を変換することによって前記中継部材の表面から突き出ている頭部の待機位置を、前記保持ソケットの接近移動方向に適合した所定の向きに設定する姿勢変換機構が設けられ、この姿勢変換機構を介して前記基部材が静止部材または移動部材に取り付けられ、
前記回転制止手段は、少なくとも前記受入孔から突き出て露出している軸部を円弧型凹部によって加圧する加圧部材と、この加圧部材に加圧力を付与し前記基部材の他端側に取り付けられたエアシリンダや進退出力式電動モータなどの加圧手段を含んで構成され、
前記姿勢変換機構は、少なくとも前記静止部材または移動部材に固定された支持部材と、前記基部材を揺動可能な状態で支持するとともに前記支持部材に支持された軸部材と、前記基部材に揺動に必要な回転力を付与する回転駆動手段を含んで構成されているねじ締め機用ボルト中継装置を準備し、
ボルトが鉛直方向に前記受入孔内へ挿入された後、前記基部材の停止位置を変換して前記中継部材の表面から突き出ている頭部の待機位置を前記保持ソケットの接近移動方向に適合した所定の向きに設定することを特徴とするねじ締め機用ボルト中継方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ロボット装置によって動作するねじ締め機に対して、ボルトを適正な位置に待機させるねじ締め機用ボルト中継装置および中継方法に関している。

【背景技術】

【0002】

特許第４５５６２１７号公報には、パーツフィーダから送られてきたボルトを、供給装置によって鉛直方向の向きに形成された受入孔に挿入し、その後、ボルトの頭部をねじ締め機の保持ソケットで保持して移動し、目的箇所のねじ孔へねじ込むことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４５５６２１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載されている装置は、鉛直方向の向きで待機しているボルトに対してねじ締め機の保持ソケットが接近するようになっている。このような保持ソケットの挙動であると、保持ソケットを高い箇所から鉛直方向に降下させる必要があるので、保持ソケットの挙動空間が大きくなってコンパクトな設備配置が不可能となる。とくに、ロボット装置によってねじ締め機を動作させる場合には、ロボット装置の高さを十分な高さとする必要があるので、ロボット装置自体が大型化されて、設置場所を広くする必要が生じたり、ロボット装置の挙動空間が大きくなったりする、という問題がある。同時に、ロボット装置の構造も複雑なものとなる。

【0005】

本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、ボルトの供給動作の信頼性向上、ボルトの待機姿勢の適正化によるボルト移動距離の短縮化、ロボット装置の小型化と挙動空間の縮小などを可能とするねじ締め機用ボルト中継装置および中継方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１記載の発明は、ねじ締め機用ボルト中継装置であり、
中継される部品は頭部と軸部から成るボルトであり、ロボット装置によって動作するねじ締め機の保持ソケットに頭部が保持されて目的箇所のねじ孔にねじ込まれるものであって、
細長い部材で構成された基部材の端部に取り付けられた中継部材に、鉛直方向であるとともに頭部が中継部材の表面から突き出た状態で軸部が挿入される受入孔が形成され、
前記受入孔が鉛直方向を向いてボルトの挿入を待ち受けているときに、前記中継部材の表面が最も高い箇所に位置するように構成し、
前記受入孔に挿入された軸部の回転を制止する回転制止手段が前記基部材に取り付けられ、
前記基部材の停止位置を変換することによって前記中継部材の表面から突き出ている頭部の待機位置を、前記保持ソケットの接近移動方向に適合した所定の向きに設定する姿勢変換機構が設けられ、この姿勢変換機構を介して前記基部材が静止部材または移動部材に取り付けられ、
前記回転制止手段は、少なくとも前記受入孔から突き出て露出している軸部を円弧型凹部によって加圧する加圧部材と、この加圧部材に加圧力を付与し前記基部材の他端側に取り付けられたエアシリンダや進退出力式電動モータなどの加圧手段を含んで構成され、
前記姿勢変換機構は、少なくとも前記静止部材または移動部材に固定された支持部材と、前記基部材を揺動可能な状態で支持するとともに前記支持部材に支持された軸部材と、前記基部材に揺動に必要な回転力を付与する回転駆動手段を含んで構成されていることを特徴としている。

【発明の効果】

【0007】

基部材の停止位置を変換することにより、中継部材に支持されているボルトの向きが前記保持ソケットの接近移動方向に適合した所定の向きに設定される。これにより中継部材の表面から突き出ている頭部が保持ソケットによって捕捉されやすい状態になり、ボルトが確実に保持ソケットに保持される。例えば、中継部材の停止姿勢を軸部が水平方向となるようにすることによって、上記の接近移動方向が水平方向となるので、保持ソケットは低い位置において水平方向に移動することとなり、これによりロボット装置によるボルトの移動距離が短縮されて時間短縮など生産性向上が達成できる。

【0008】

例えば、保持ソケットの接近移動方向が水平方向とされることにより、ロボット装置先端部である保持ソケットの高さ位置が低くなり、これにともなってロボット装置の小型化が実現する。鉛直方向の向きで支持されているボルトの頭部を保持ソケットで捕捉する場合であると、保持ソケットを上方から降下させるような挙動をロボット装置に行わせることとなる。このようになると、ロボット装置が大型化され、動作空間も大きくなり、工場スペースの有効活用に支障を来すこととなる。しかし、本発明においては上述のようにして、このような問題が確実に解消される。

【0009】

さらに、軸部が水平方向に支持される例を挙げたが、軸部を傾斜姿勢にして周囲の関連部材にロボット装置が干渉することを回避することも可能である。

【0010】

受入孔に挿入された軸部の回転を制止する回転制止手段が基部材に取り付けられている。このため、保持ソケットが回転しながら頭部の方へ接近してきて、保持ソケットのソケット孔に相対的に頭部が進入するときに、ボルトが保持ソケットと一緒に供回りをすることがなく、ソケット孔内へ確実に頭部が進入できる。また、基部材が変向するときに軸部の回転を制止しておくことにより、ボルトが受入孔内でずれたり抜け落ちたりすることを防止することができる。

【0011】

基部材が基幹的部材になって、中継部材や回転制止手段が基部材に一体化されているので、簡素な構造的まとまりが確保できる。そして、このように一体化された基部材、中継部材、回転制止手段がひとつのユニットの形態で配置され、基幹的部材である基部材に対して停止位置の変換力を入力することにより、中継部材や回転制止手段が確実に変向されて、信頼性の高い装置がえられる。さらに、姿勢変換機構を介して基部材が静止部材または移動部材に取り付けられているので、一体化された基部材、中継部材、回転制止手段がひとつのユニットの形態で確実に取り付けられる。

【0012】

中継部材の受入孔は鉛直方向に開けられた状態で待機しているので、ボルトの軸部は鉛直方向に挿入することによって、確実に受入孔内に差し込むことができ、信頼性の高い供給ができる。

【0013】

前記基部材は細長い部材で構成され、前記回転制止手段は、少なくとも軸部を加圧する加圧部材と、この加圧部材に加圧力を付与する加圧手段を含んで構成され、前記姿勢変換機構は、少なくとも前記静止部材または移動部材に固定された支持部材と、前記基部材を揺動可能な状態で支持するとともに前記支持部材に支持された軸部材と、前記基部材に揺動に必要な回転力を付与する回転駆動手段を含んで構成されている。

【0014】

前記基部材は細長い部材で構成されているので、基部材の端部に中継部材を取り付け、基部材の他端側にエアシリンダや進退出力式電動モータなどの加圧手段を配置して、加圧部材を動作させることができる。したがって、細長い形状の基部材に中継部材や加圧手段などをまとまりよくユニット化することが可能となり、このようにユニット化されている基部材に回転力が付与されるので、基部材は確実に揺動し、中継部材の表面から突き出ている頭部の待機位置を保持ソケットの接近移動方向に適合した所定の向きに設定することができる。

【0015】

前記回転制止手段は、少なくとも軸部を加圧する加圧部材と、この加圧部材に加圧力を付与する加圧手段を含んで構成されている。このため、軸部は加圧部材によって加圧され、回転できない状態になる。したがって、保持ソケットが回転しながら接近してきて頭部に接触しても、頭部は保持ソケットと一緒に供回りすることがなく、保持ソケットに確実に保持される。

【0016】

さらに、前記姿勢変換機構は、少なくとも静止部材または移動部材に固定された支持部材と、基部材を揺動可能な状態で支持するとともに支持部材に支持された軸部材と、基部材に揺動に必要な回転力を付与する回転駆動手段を含んで構成されているので、基部材は軸部材を中心にして揺動することとなり、中継部材に保持されたボルト頭部の向きを保持ソケットの接近移動方向に対して適正な向きに設定することができる。そして、軸部材を中心にして基部材を回動させるものであるから、中継部材や回転制止手段を一体的にして確実に回動させることができる。

【0017】

請求項２記載の発明は、ねじ締め機用ボルト中継方法であり、
中継される部品は頭部と軸部から成るボルトであり、ロボット装置によって動作するねじ締め機の保持ソケットに頭部が保持されて目的箇所のねじ孔にねじ込まれるものであって、
細長い部材で構成された基部材の端部に取り付けられた中継部材に、鉛直方向であるとともに頭部が中継部材の表面から突き出た状態で軸部が挿入される受入孔が形成され、
前記受入孔が鉛直方向を向いてボルトの挿入を待ち受けているときに、前記中継部材の表面が最も高い箇所に位置するように構成し、
前記受入孔に挿入された軸部の回転を制止する回転制止手段が前記基部材に取り付けられ、
前記基部材の停止位置を変換することによって前記中継部材の表面から突き出ている頭部の待機位置を、前記保持ソケットの接近移動方向に適合した所定の向きに設定する姿勢変換機構が設けられ、この姿勢変換機構を介して前記基部材が静止部材または移動部材に取り付けられ、
前記回転制止手段は、少なくとも前記受入孔から突き出て露出している軸部を円弧型凹部によって加圧する加圧部材と、この加圧部材に加圧力を付与し前記基部材の他端側に取り付けられたエアシリンダや進退出力式電動モータなどの加圧手段を含んで構成され、
前記姿勢変換機構は、少なくとも前記静止部材または移動部材に固定された支持部材と、前記基部材を揺動可能な状態で支持するとともに前記支持部材に支持された軸部材と、前記基部材に揺動に必要な回転力を付与する回転駆動手段を含んで構成されているねじ締め機用ボルト中継装置を準備し、
ボルトが鉛直方向に前記受入孔内へ挿入された後、前記基部材の停止位置を変換して前記中継部材の表面から突き出ている頭部の待機位置を前記保持ソケットの接近移動方向に適合した所定の向きに設定することを特徴としている。

【0018】

上記中継方法の作用効果は、中継装置の作用効果と同じである。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】装置全体を示す側面図や部分的な平面図である。

【図2】中継装置の側面図および部分的な平面図である。

【図3】装置全体の工場配置の状態を示す正面図である。

【図4】他の実施例を示す側面図である。

【図5】さらに他の実施例を示す側面図である。

【図6】さらに他の実施例を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

つぎに、本発明のねじ締め機用ボルト中継装置および中継方法を実施するための形態を説明する。

【実施例1】

【0021】

図１〜図３は、本発明の実施例１を示す。

【0022】

まず、中継されるボルトについて説明する。

【0023】

ボルト１は鉄製であり、図１（Ｃ）に示すように、正六角型の頭部２と、それと同心状の円形のフランジ３と、フランジ３と同軸状で雄ねじが形成された軸部４によって形成されている。ボルト１の各部の寸法は、軸部２の直径が１０ｍｍ、軸部の長さが２７ｍｍ、フランジ３の直径と厚さがそれぞれ２０ｍｍと１．５ｍｍ、頭部２の高さが１０ｍｍ、頭部２の径方向寸法が１４ｍｍと１６ｍｍである。なお、ここではフランジ付きとされているが、フランジのないボルトを中継の対象とすることも可能である。

【0024】

つぎに、装置全体について説明する。

【0025】

装置全体は符号１００で示され、この装置全体１００は供給装置２００と中継装置３００によって構成されている。

【0026】

つぎに、供給装置について説明する。

【0027】

供給装置２００は、ボルトの軸部４を鉛直方向に設けられた後述の受入孔内へ挿入する機能を果たすものであり、水平方向に進退し鉛直方向に昇降する供給ロッドを使用する形式のものや、ボルトをつかむチャック機構を備えたロボット装置の形式など種々なものが採用できる。この実施例では、前者の供給ロッドを使用する形式である。

【0028】

ほぼ水平方向に進退する供給ロッド５は、ほぼ水平方向に配置されたエアシリンダ６によって進退動作をする。その進退軸線は、符号Ｏ−Ｏで示されている。この供給ロッド５の先端部に係止部材７が取付けられ、ここにボルト１がその軸部４が鉛直方向に垂下した状態、つまり首吊り状態で係止されている。

【0029】

エアシリンダ６を鉛直方向に昇降させるために、エアシリンダ２４が静止部材８に固定されている。このエアシリンダ２４のピストンロッド２５は鉛直方向に進退するもので、その上端にエアシリンダ６が固定されている。

【0030】

機枠等の静止部材８に固定された供給管９は、供給ロッド５の進退軸線Ｏ−Ｏに対して鋭角をなす向きで、しかもエアシリンダ６の上側に配置されている。供給管９の一端はウレタン樹脂のような合成樹脂で作られた供給ホース１０に接続され、この供給ホース１０はパーツフィーダ１１に接続されている。

【0031】

供給管９の他端部に保持空間１２が形成され、パーツフィーダ１１から送出されたボルト１は保持空間１２内に保持されるようになっている。この保持空間１２に下側に開口している出口開口１３が設けられ、それを開閉する進退動作式のゲート部材１４が配置されている。このゲート部材１４は板状の部材で構成され、出口開口１３を閉じていることによって、ボルト１が保持空間１２に停止するようになっている。

【0032】

前述のように、このゲート部材１４は、平たい厚板で構成され、これが進退することによって出口開口１３を開閉する。図１（Ｂ）に示すように、供給管９を静止部材８に固定するための結合部材１８からアーム部材１９を突出させ、これにエアシリンダ２０が固定されている。このエアシリンダ２０のピストンロッド２１は、進退軸線Ｏ−Ｏと直角に食い違う向きに進退するもので、その先端にゲート部材１４が固定されている。ゲート部材１４は、図１（Ｂ）の実線図示の位置が出口開口１３を開いた位置であり、同図の２点鎖線図示の位置が出口開口１３を閉じた位置である。したがって、ゲート部材１４が出口開口１３を開くとボルト１が落下する。

【0033】

係止部材７には、供給ロッド５の進出方向に開放された切欠き部１５が形成され、図１（Ｃ）に示すように、フランジ３が係止部材７の上面に着座し、軸部４が切欠き部１５を通って鉛直方向の姿勢で下方に垂下している。すなわち、首吊り状態で係止されている。このとき、係止部材７に埋設された永久磁石２３の吸引力により、ボルト１の位置ずれなどが発生しないようになっている。上述のように、ゲート部材１４が出口開口１３を開くとボルト１が落下し、いわゆる首吊り状態になる。

【0034】

後述の中継装置３００には、中継部材１６が配置され、ここに上方に開口する受入孔１７が鉛直方向に開けられている。この受入孔１７の直径は軸部４の直径よりもわずかに大きく設定してあり、ここでは１１ｍｍである。

【0035】

つぎに、供給装置の動作について説明する。

【0036】

ボルト１が係止部材７に係止されると、エアシリンダ６によって供給ロッド５が進出し、図１（Ａ）に２点鎖線で示すように、軸部４が受入孔１７と同軸になった位置で停止する。その後、エアシリンダ２４が縮小動作をすることによって軸部４が受入孔１７内に挿入される。この挿入の途中で供給ロッド５が後退することにより、軸部４が受入孔１７内に残留し、その後はボルト１の自重で受入孔１７内に入りきり、フランジ３が中継部材１６の表面２２に着座し、挿入が完了する。この挿入完了の状態おける軸部４の鉛直方向の中心線は、符号Ｙ−Ｙで示されている。

【0037】

つぎに、ねじ締め機について説明する。

【0038】

ここでのねじ締め機２６は、正六角形のソケット孔２７が設けられた保持ソケット２８と、この保持ソケット２８を回転させる回転駆動手段２９によって構成されている。回転駆動手段２９としては、電動モータを使用するのが最適である。符号２９は電動モータを示している。その回転出力軸３０に保持ソケット２８が固定してある。保持ソケット２８の回転軸線とボルト１の軸線が一致した状態で保持ソケット２８が頭部１の方へ接近移動をする。この移動の方向が水平方向とされた接近移動方向であり、後述の符号Ｘ−Ｘで示されている。図２（Ｂ）に接近移動方向が矢線Ａで示されている。

【0039】

保持ソケット２８が回転しながら上記接近移動方向に移動して頭部２に接触すると、頭部２が相対的にソケット孔２７内にぴったりと嵌まり込む。電動モータ２９は結合ブラケット３１に固定され、ロボット装置３２の先端部が結合ブラケット３１の背面に固定されている。ロボット装置３２は一般的に使用されているもので、通常の６軸タイプのものである。

【0040】

つぎに、中継装置について説明する。

【0041】

中継装置３００は、中継部材１６の表面２２から突き出ている頭部２の待機位置を、保持ソケット２８の接近移動方向に適合した所定の向きに変換する機能を果たす。中継部材１６は、ほぼ直方体の形状とされた本体部３３とそれと一体に形成された厚板状の取付け部３４から構成され、待機状態において鉛直方向の向きに前記受入孔１７が開けられている。そして、本体部３３の上面が平坦な表面２２とされている。

【0042】

基部材３５は、ほぼ直方体形状で細長い部材で構成されている。基部材３５の端部に、中継部材１６の取付け部３４がボルト付けあるいは溶接で結合してある。図２（Ａ）に示すように、基部材３５が平坦で水平な静止部材８の上位で水平になっているときに、中継部材１６の表面２２は水平になっている。

【0043】

保持ソケット２８が回転しながら頭部２に接触したときに、頭部２が保持ソケット２８によって連れ回りをしないようにするために、回転制止手段が設けてある。この回転制止手段の具体的な構造としては、軸部４を加圧する形式、軸部４に磁石の吸引力を作用させる形式など種々なものが採用できる。ここでは前者の加圧方式である。

【0044】

基部材３５に固定されたエアシリンダ３６のピストンロッド３７に厚板状の部材でできた加圧部材３８が結合してある。加圧部材３８の先端部に軸部４に合致する円弧型凹部３９が形成されている。加圧部材３８の進退方向は軸部４の軸線に対して直交するようになっており、加圧部材３８がエアシリンダ３６によって進出すると、受入孔１７から突き出て露出している軸部４に円弧型凹部３９が合致した状態で軸部４を加圧する。この加圧は、円弧型凹部３９と本体部３３の内壁４０の間で軸部４が挟み付けられることによってなされる。これによってボルト１の回転が制止される。

【0045】

加圧力はエアシリンダや進退出力式電動モータなどの加圧手段によって確保できる。ここでは上述のようにエアシリンダ３６が使用されている。上述の構成から明らかなように、上記回転制止手段は、具体的にはエアシリンダ３６、ピストンロッド３７、加圧部材３８、円弧型凹部３９などによって構成されている。

【0046】

基部材３５の停止位置を変換することによって、中継部材１６の表面２２から突き出ている頭部２の待機位置を、保持ソケット２８の接近移動方向に適合した所定の向きに設定する姿勢変換機構が設けられている。この姿勢変換機構としては、揺動する部材に基部材３５を一体化する形式や、基部材３５を支持する軸部材を中心にして基部材３５を揺動させる機構が適している。ここでは後者の形式である。

【0047】

図１（Ａ）に示すように、基部材３５の左右に静止部材８から起立している柱状の支持部材４２が設けられ、基部材３５の左右に突出した状態で設けた軸部材４３が支持部材４２により回転可能な状態で支持されている。これにより、基部材３５は軸部材４３を中心にして揺動できるようになっている。

【0048】

基部材３５に揺動に必要な回転力を付与する回転駆動手段としては、エアシリンダを用いたもの、電動モータを用いたものなど種々なものが採用できる。実施例１においては、エアシリンダのタイプである。エアシリンダ４４の一端が静止部材８に枢軸４５を介して取り付けられ、エアシリンダ４４のピストンロッド４６がジョイント４７を介して基部材３５の横側面４８に結合してある。

【0049】

基部材３５が水平方向の姿勢で停止するようにするために、静止部材８に固定したストッパ部材４９が設けられ、図２（Ａ）に示すように、このストッパ部材４９の上面に基部材３５が載置された状態となる。また、基部材３５が後述のように起立したときの起立状態を維持するために、静止部材８に固定したストッパ部材５０が設けられ、図２（Ｂ）に示すように、このストッパ部材５０の横側面で基部材３５の下面が受止められるようになっている。

【0050】

上記の構成のように、姿勢変換機構は、具体的には上記支持部材４２と、軸部材４３と、基部材３５に回転力を付与するエアシリンダ４４（回転駆動手段）によって構成されている。

【0051】

つぎに、中継装置の動作について説明する。

【0052】

図２（Ａ）に示すように、鉛直方向の向きで待機している受入孔１７に軸部４が挿入されると、つぎにエアシリンダ３６の動作で円弧型凹部３９が軸部４を加圧する。この状態では、符号Ｙ−Ｙで示されたボルト１の軸線が鉛直方向となっている。その後、エアシリンダ４４のピストンロッド４６が延びて、基部材３５はジョイント４７を介して軸部材４３を中心にして時計方向に回り、図２（Ｂ）に示すように鉛直方向に起立し、ストッパ部材５０によって起立状態が維持される。

【0053】

上記の揺動操作で軸線Ｙ−Ｙが鉛直方向から水平方向に変換される。図２（Ｂ）に示すように、ねじ締め機２６の保持ソケット２８は、回転しながら水平方向とされた接近移動方向線Ｘ−Ｘに沿って頭部２の方へ、すなわち矢線Ａの方へ接近し、頭部２は相対的にソケット孔２７にぴったりと合致した状態で嵌まり込む。これと同時に、エアシリンダ３６が縮小動作をして軸部４の回転制止が中止され、ロボット装置３２の動作でボルト１は保持ソケット２８とともに移動し、目的箇所であるねじ孔（図示していない）にねじ込まれる。

【0054】

つぎに、中継装置が工場に配置された状態を説明する。

【0055】

ここで生産される製品は電気冷蔵庫５２であり、床５３に設置したコンベア装置５４で移送されるパレット５５上に電気冷蔵庫５２が載置してある。電気冷蔵庫５２は、図３の紙面に対して垂直方向に搬送される。ロボット装置３２は前記床５３に据え付けられている。装置全体１００は、床５３から起立している支持脚５６によって高い箇所に配置してある。製品である電気冷蔵庫５２は、床５３に沿った低い箇所で搬送される。

【0056】

このような搬送空間あるいは搬送領域においては作業者が組み付け作業などを行うので、装置全体１００は搬送空間や搬送領域よりも高い箇所に配置して、作業の邪魔にならないようにしている。このような配置状態において、ボルト１が鉛直方向に供給されると、ロボット装置３２が上方からボルト１を掴みに行くので、前述のように、その挙動空間が大きくなったり移動距離が長くなったりするのであるが、接近移動方向線Ｘ−Ｘが水平方向に変換されることにより、ロボット装置３２の大きさや挙動空間がコンパクトなものとなる。

【0057】

図３においては、符号５７は電気冷蔵庫５２にドアーを取り付けるためのヒンジ金具を示しており、このヒンジ金具５７がボルト１によって固定されている。したがって、中継装置３００においてねじ締め機２６に保持されたボルト１は、ロボット装置３２でヒンジ金具５７の箇所に移行され、ここで締め込まれる。

【0058】

上述のような工場配置によって、製品の搬送空間や搬送領域が確保されて作業者の作業が円滑に果たされ、同時に、ボルト１がコンパクト化されたロボット装置３２によって移行され、生産効率が向上する。

【0059】

上記各種のエアシリンダに換えて、進退出力をする電動モータを採用することもできる。また、上記の永久磁石を電磁石に置き換えることも可能である。なお、図中のエアシリンダに装着される空気ホースの図示は省略してある。

【0060】

上述の供給ロッドの進退動作、パーツフィーダの動作、各エアシリンダの動作、ロボット装置の動作などは、一般的に採用されている制御手法で容易に行うことが可能である。制御装置またはシーケンス回路からの信号で動作する空気切換弁や、エアシリンダの所定位置で信号を発して前記制御装置に送信するセンサー等を組み合わせることによって、上述の所定の動作を確保することができる。

【0061】

以上に説明した実施例１の作用効果は、つぎのとおりである。

【0062】

基部材３５の停止位置を変換することにより、中継部材１６に支持されているボルト１の向きが前記保持ソケット２８の接近移動方向線Ｘ−Ｘに適合した所定の向きに設定される。これにより中継部材１６の表面２２から突き出ている頭部２が保持ソケット２８によって捕捉されやすい状態になり、ボルト１が確実に保持ソケット２８に保持される。例えば、中継部材１６の停止姿勢を軸部２が水平方向となるようにすることによって、上記の接近移動方向線Ｘ−Ｘが水平方向となるので、保持ソケット２８は低い位置において水平方向に移動することとなり、これによりロボット装置３２によるボルト１の移動距離が短縮されて時間短縮など生産性向上が達成できる。

【0063】

例えば、保持ソケット２８の接近移動方向が水平方向とされることにより、ロボット装置先端部である保持ソケット２８の高さ位置が低くなり、これにともなってロボット装置３２の小型化が実現する。鉛直方向の向きで支持されているボルト１の頭部２を保持ソケット２８で捕捉する場合であると、保持ソケット２８を上方から降下させるような挙動をロボット装置３２に行わせることとなる。このようになると、ロボット装置３２が大型化され、動作空間も大きくなり、工場スペースの有効活用に支障を来すこととなる。しかし、本実施例においては上述のようにして、このような問題が確実に解消される。

【0064】

さらに、軸部４が水平方向に支持される例を挙げたが、軸部４を傾斜姿勢にして周囲の関連部材にロボット装置３２が干渉することを回避することも可能である。

【0065】

受入孔１７に挿入された軸部４の回転を制止する回転制止手段が基部材３５に取り付けられている。このため、保持ソケット２８が回転しながら頭部２の方へ接近してきて、保持ソケット２８のソケット孔２７に相対的に頭部２が進入するときに、ボルト１が保持ソケット２８と一緒に供回りをすることがなく、ソケット孔２７内へ確実に頭部２が進入できる。また、基部材３５が変向するときに軸部４の回転を制止しておくことにより、ボルト１が受入孔１７内でずれたり抜け落ちたりすることを防止することができる。

【0066】

基部材３５が基幹的部材になって、中継部材１６や回転制止手段が基部材３５に一体化されているので、簡素な構造的まとまりが確保できる。そして、このように一体化された基部材３５、中継部材１６、回転制止手段がひとつのユニットの形態で配置され、基幹的部材である基部材３５に対して停止位置の変換力を入力することにより、中継部材１６や回転制止手段が確実に変向されて、信頼性の高い装置がえられる。さらに、姿勢変換機構を介して基部材３５が静止部材８に取り付けられているので、一体化された基部材３５、中継部材１６、回転制止手段がひとつのユニットの形態で確実に取り付けられる。

【0067】

中継部材１６の受入孔１７は鉛直方向に開けられた状態で待機しているので、ボルト１の軸部４は鉛直方向に挿入することによって、確実に受入孔１７内に差し込むことができ、信頼性の高い供給ができる。

【0068】

前記基部材３５は細長い部材で構成され、前記回転制止手段は、少なくとも軸部４を加圧する加圧部材３８と、この加圧部材３８に加圧力を付与する加圧手段、すなわちエアシリンダ３６を含んで構成され、前記姿勢変換機構は、少なくとも前記静止部材８に固定された支持部材４２と、前記基部材３５を揺動可能な状態で支持するとともに前記支持部材４２に支持された軸部材４３と、前記基部材３５に揺動に必要な回転力を付与する回転駆動手段、すなわちエアシリンダ４４などを含んで構成されている。

【0069】

前記基部材３５は細長い部材で構成されているので、基部材３５の端部に中継部材１６を取り付け、基部材３５の他端側に加圧手段であるエアシリンダ３６を配置して、加圧部材３８を動作させることができる。したがって、細長い形状の基部材３５に中継部材１６やエアシリンダ３６などをまとまりよくユニット化することが可能となり、このようにユニット化されている基部材３５に回転力が付与されるので、基部材３５は確実に揺動し、中継部材１６の表面から突き出ている頭部２の待機位置を保持ソケット２８の接近移動方向（Ｘ−Ｘ）に適合した所定の向きに設定することができる。

【0070】

前記回転制止手段は、少なくとも軸部４を加圧する加圧部材３８と、この加圧部材３８に加圧力を付与するエアシリンダ３６を含んで構成されている。このため、軸部４は加圧部材３６によって加圧され、回転できない状態になる。したがって、保持ソケット２８が回転しながら接近してきて頭部２に接触しても、頭部２は保持ソケット２８と一緒に供回りすることがなく、保持ソケット２８に確実に保持される。

【0071】

さらに、前記姿勢変換機構は、少なくとも静止部材８に固定された支持部材４２と、基部材３５を揺動可能な状態で支持するとともに支持部材４２に支持された軸部材４３と、基部材３５に揺動に必要な回転力を付与する回転駆動手段、すなわちエアシリンダ４４を含んで構成されているので、基部材３５は軸部材４３を中心にして揺動することとなり、中継部材１６に保持されたボルト頭部２の向きを、保持ソケット２８の接近移動方向線Ｘ−Ｘに対して適正な向きに設定することができる。そして、軸部材４３を中心にして基部材３５を回動させるものであるから、中継部材１６や回転制止手段を一体的にして確実に回動させることができる。

【0072】

受入孔１７が鉛直方向を向いてボルト１の挿入を待ち受けているときには、中継部材１６の表面２２が最も高い箇所に位置している。こうすることにより、軸部２の先端から受入孔１７に確実に進入が開始され、信頼性の高い挿入が確保できる。そのために、中継部材１６の本体部３３がエアシリンダ３６よりも一段高い箇所に位置づけられ、それに伴って表面２２が最上位に配置されている。

【0073】

基部材３５の端部に中継部材１６が結合され、基部材３５の他端側に加圧用のエアシリンダ３６が配置されているので、基部材３５を中核部材としたまとまりのよいコンパクトな構造がえられる。

【0074】

基部材３５には軸部材４３が結合され、基部材３５は軸部材４３を介して静止部材８に固定された支持部材４２によって支持されている。したがって、基部材３５の支持が安定した構造によってなされる。さらに、支持部材４２を柱状の部材で構成することにより、基部材３５の揺動空間を確保することができて、作動的に見て良好な機構がえられる。

【0075】

ねじ締め機用ボルト中継方法としては、ボルト１が鉛直方向に前記受入孔１７内へ挿入された後、前記基部材３５の停止位置を変換して前記中継部材１６の表面２２から突き出ている頭部２の待機位置を前記保持ソケット２８の接近移動方向線Ｘ−Ｘに適合した所定の向きに設定することを特徴としている。

【0076】

上記中継方法の作用効果は、中継装置の作用効果と同じである。

【実施例2】

【0077】

図４は、本発明の実施例２を示す。

【0078】

実施例１では、姿勢変換機構における回転駆動手段がエアシリンダ４４や軸部材４３などで構成されているが、実施例２においてはこの回転駆動手段が電動モータで構成されている。

【0079】

図４に示すように、支持部材４２の横側面に電動モータ５８が結合され、その出力回転軸５９が軸部材４３に結合されている。この結合は、軸部材４３の端面に直径方向に形成した溝６０内に、出力回転軸５９の端面に一体的に形成した嵌合片６１が隙間なく挿入されたもので、回転力を伝達できるジョイント構造とされている。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実施例１と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。

【0080】

電動モータ５８を取り付けるだけの構成であるから、構造の簡素化にとって効果的である。そして、電動モータ５８の停止位置を任意に設定することにより、接近移動方向線Ｘ−Ｘの方向を自由に設定することができる。それ以外の作用効果は、先の実施例１と同じである。

【実施例3】

【0081】

図５は、本発明の実施例３を示す。

【0082】

この実施例３は、基部材３５の長手方向の端部に軸部材４３を配置したものである。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の各実施例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。

【0083】

この実施例３では、軸部４の軸線Ｙ−Ｙが図５の紙面に対して直交する向きに揺動して、接近移動方向線Ｘ−Ｘが設定される。したがって、ロボット装置３２の配置や周辺の部材との関係で揺動方向を変更するときに便利である。それ以外の作用効果は、先の各実施例と同じである。

【実施例4】

【0084】

図６は、本発明の実施例４を示す。

【0085】

この実施例は、図５に示した実施例３の構造物が移動部材６２に取り付けられたもので、移動部材６２はレール構造によって左右に進退できるようになっている。すなわち、支持部材４２が平板状の移動部材６２に取り付けられ、この移動部材６２の下面側に左右方向に延びるレール溝６３が形成され、ここにベース部材６４がスライド可能な状態で嵌まり込んでいる。このベース部材６４は静止部材８に固定されている。このような構造によって基部材３５が支持部材４２を介して移動部材６２に取り付けられている。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の各実施例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。

【0086】

上記構成により、軸部４の軸線Ｙ−Ｙが図６の紙面に対して直交する向きに揺動するとともに、紙面の左右方向にも移動することができる。それ以外の作用効果は、先の各実施例と同じである。

【産業上の利用可能性】

【0087】

上述のように、本発明によれば、ボルトの供給動作の信頼性向上、ボルトの待機姿勢の適正化によるボルト移動距離の短縮化、ロボット装置の小型化と挙動空間の縮小などを可能とする。したがって、自動車の車体組立工程や、家庭電化製品の組立工程などの広い産業分野で利用できる。

【符号の説明】

【0088】

１００ 装置全体
２００ 供給装置
３００ 中継装置
１ ボルト
２ 頭部
４ 軸部
５ 供給ロッド
６ エアシリンダ
７ 係止部材
８ 静止部材
１６ 中継部材
１７ 受入孔
２２ 表面
２６ ねじ締め機
２７ ソケット孔
２８ 保持ソケット
２９ 回転駆動手段
３２ ロボット装置
３５ 基部材
３６ エアシリンダ
３８ 加圧部材
４２ 支持部材
４３ 軸部材
４４ エアシリンダ
５７ ヒンジ金具
５８ 電動モータ
６２ 移動部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】