2024-22040 ねじ締め装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024022040

(43)【公開日】2024-02-16

(54)【発明の名称】ねじ締め装置

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/06 20060101AFI20240208BHJP

【ＦＩ】

B23P19/06 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022125341

(22)【出願日】2022-08-05

(71)【出願人】

【識別番号】000227467

【氏名又は名称】日東精工株式会社

(72)【発明者】

【氏名】塩田 耕一郎

(57)【要約】

【課題】本発明は、変位センサを用いずにねじ浮き判定可能なねじ締め装置なねじ締め装置を提供する。
【解決手段】
ねじＳの頭部を吸引保持可能な締結工具３７を回転駆動させる回転駆動源３３を有し、前記締結工具３７を前記回転駆動源３３に対して軸線方向に相対的に移動可能に構成されているドライバユニット３０と、前記締結工具３７の内圧を測定する圧力センサ５１と、前記ドライバユニットを移動させる位置制御機構２０と、前記ドライバユニット３０および前記位置制御機構２０の駆動を制御する制御部４０とを備え、前記制御部４０は、前記締結工具３７の内圧の変化およびドライバユニット３０の位置に基づいてねじが着座しているか否かを判定することを特徴とするねじ締め装置１０による。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ねじの頭部を吸引保持可能な締結工具を回転駆動させる回転駆動源を有し、前記締結工具を前記回転駆動源に対して軸線方向に相対的に移動可能に構成されているドライバユニットと、
前記締結工具の内圧を測定する圧力センサと、
前記ドライバユニットを移動させる位置制御機構と、
前記ドライバユニットおよび前記位置制御機構の駆動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記締結工具の内圧の変化およびドライバユニットの位置に基づいてねじが着座しているか否かを判定することを特徴とするねじ締め装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記ドライバユニットが所定の負圧解除位置に達した際に前記締結工具内部の負圧が解除されているか否かによってねじが着座しているか否かを判定していることを特徴とする請求項１に記載のねじ締め装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記締結工具の内圧が変化した際に前記ドライバユニットが負圧解除位置に達しているか否かによってねじが着座しているか否かを判定していることを特徴とする請求項１に記載のねじ締め装置。

【請求項4】

前記締結工具がねじの頭部と嵌合可能なボックスビットであることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載のねじ締め装置。

【請求項5】

前記締結工具がねじの頭部に形成された駆動穴と嵌合可能なドライバビットおよび当該ドライバビットを回転自在かつ軸方向相対移動可能に内包するとともに、ねじの頭部を吸引保持するスクリューガイドとからなることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載のねじ締め装置。

【請求項6】

前記スクリューガイドが回転自在に構成されていることを特徴とする請求項５に記載のねじ締め装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ねじをワークに締め付けるねじ締め装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ねじをワークに締め付けるねじ締め装置として、特許文献１に開示するものが知られている。このねじ締め装置は、ねじと嵌合するドライバビットと、このドライバビットを内包するスクリューガイドと、スクリューガイドとドライバビットとの相対位置を検出可能な変位センサを備えている。このように変位センサを備えたねじ締めは、ねじ締結完了時、ワーク表面に当接させたスクリューガイドとねじの頭部と嵌合するドライバビットとの相対位置からワーク表面に対するねじの頭部の相対位置を算出可能となる。このようにワーク表面を基準としたねじの頭部の位置を算出することにより、締結時に付加されるねじ締め推力やドライバユニットの自重に起因したワークの撓みによる締結位置の変動に影響されることなくねじがワークに着座しているか否かを判定可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭５５－０９６２７７公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来のねじ締め装置は、上述のようにスクリューガイドとドライバビットとの相対位置を検出可能な変位センサが必要であり、変位センサの分装置が高額になる等の問題があった。また、上述のねじ浮き判定は、スクリューガイドを用いないねじ締め装置には適用できず、例えば、ボックスビットでねじを締付けるねじ締め装置には、ねじ浮き判定できないという問題等もあった。

【0005】

そのため、本発明は、スクリューガイドとドライバビットとの相対位置を検出する変位センサを用いずにねじ浮き判定可能なねじ締め装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的を達成するために本発明は、ねじの頭部を吸引保持可能な締結工具を回転駆動させる回転駆動源を有し、前記締結工具を前記回転駆動源に対して軸線方向に相対的に移動可能に構成されているドライバユニットと、前記締結工具の内圧を測定する圧力センサと、前記ドライバユニットを移動させる位置制御機構と、前記ドライバユニットおよび前記位置制御機構の駆動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記締結工具の内圧の変化およびドライバユニットの位置に基づいてねじが着座しているか否かを判定することを特徴とする。なお、前記制御部は、前記ドライバユニットが所定の負圧解除位置に達した際に前記締結工具内部の負圧が解除されているか否かによってねじが着座しているか否かを判定している、あるいは前記締結工具の内圧が変化した際に前記ドライバユニットが負圧解除位置に達しているか否かによってねじが着座しているか否かを判定することがしていることが好ましい。また、前記締結工具がねじの頭部と嵌合可能なボックスビットであることが好ましい。さらに、前記締結工具がねじの頭部に形成された駆動穴と嵌合可能なドライバビットおよび当該ドライバビットを回転自在かつ軸方向相対移動可能に内包するとともに、ねじの頭部を吸引保持するスクリューガイドとからなることが好ましい。しかも、前記スクリューガイドが回転自在に構成されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0007】

上記発明によれば、前記締結工具の内圧の変化と、ドライバユニットの位置を基にねじ浮きを判定するため、スクリューガイドとドライバビットとの相対位置を検出する変位センサが不要となる。このため、装置が安価になるとともに変位センサを保持する部品等が必要無くねじ締め装置を軽量化できる等の利点がある。また、負圧発生手段でねじを吸着保持するねじ締め装置であれば、ボックスビットでねじを締付けるものであってもねじ浮き判定可能であるという利点もある。なお、ドライバユニットが負圧解除位置に達した際の締結工具の内圧からねじ浮き判定を行う場合、所定の負圧解除位置まで即座に移動させることができ、サイクルタイムが向上する等の利点も有する。一方、締結工具内部の圧力が変化した際のドライバユニットの位置からねじ浮き判定を行う場合、圧力変化した際の位置からねじ浮きしている寸法を算出可能等の利点も有する。さらに、前記締結工具がねじの頭部と嵌合可能なボックスビットである場合、ねじの頭部がボックスビットの通気穴を密閉でき、締結工具内部の負圧に維持できる。一方、ねじの頭部と当接可能なスクリューガイドが有している場合も同様にねじの頭部がスクリューガイドの下端開口部を密閉できるため、締結工具内部の負圧に維持できる。このようにねじによって締結工具が密閉されていることで、締結工具とねじとが離れた際の気圧変化が大きくなり、気圧圧力センサがねじと締結工具との離脱を検出し易くなる等の利点を有する。さらにスクリューガイドが回転可能であれば、ねじとスクリューガイドとが破損し難い等の利点も有する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係るねじ締め装置の構造を示す側面図である。

【図2】本発明に係るねじ締め装置のドライバユニットの構造を示す要部拡大一部切欠き断面側面図である。

【図3】本発明に係るねじ締め装置のねじ締め完了状態を示す要部拡大一部切欠き断面側面図で、（Ａ）はねじ浮きが発生していない状態での要部拡大一部切欠き断面側面図であり、（Ｂ）はねじ浮きが発生している状態での要部拡大一部切欠き断面側面図である。

【図4】図３の状態から次の状態に移行した状態を示す要部拡大一部切欠き断面側面図で、（Ａ）はねじ浮きが発生していない状態での要部拡大一部切欠き断面側面図であり、（Ｂ）はねじ浮きが発生している状態での要部拡大一部切欠き断面側面図である。

【図5】図４の状態から次の状態に移行した状態を示す要部拡大一部切欠き断面側面図で、（Ａ）はねじ浮きが発生していない状態での要部拡大一部切欠き断面側面図であり、（Ｂ）はねじ浮きが発生している状態での要部拡大一部切欠き断面側面図である。

【図6】本発明に係るねじ締め装置の第二の実施形態の動作を示す要部拡大一部切欠き断面側面図で、（Ａ）はねじ浮きが発生していない状態での要部拡大一部切欠き断面側面図であり、（Ｂ）はねじ浮きが発生している状態での要部拡大一部切欠き断面側面図である。

【図7】本発明にかかるねじ締め装置のねじ締め完了後の動作を示すフローチャートで有り、（ａ）は第一の実施形態でのフローチャートであり、（ｂ）は第二の実施形態でのフローチャートである。

【図8】本発明に係るねじ締め装置の第三の実施形態を示す要部拡大一部切欠き断面側面図で、（ａ）は待機状態での要部拡大一部切欠き断面側面図であり、（ｂ）はねじ締め完了状態の要部拡大一部切欠き断面側面図である。

【図9】本発明に係るねじ締め装置の第三の実施形態の動作を示す要部拡大一部切欠き断面側面図で、（Ａ）はねじ浮きが発生していない状態での要部拡大一部切欠き断面側面図であり、（Ｂ）はねじ浮きが発生している状態での要部拡大一部切欠き断面側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１において１０は、ワークＷに締結部品の一例であるねじＳを締結するねじ締め装置である。このねじ締め装置１０は、位置制御機構の一例である多関節ロボット２０と、この多関節ロボット２０に支持されるドライバユニット３０と、これら多関節ロボット２０およびドライバユニット３０の駆動を制御する制御部４０とを有している。なお、ねじＳは、六角柱形状の頭部と、頭部と一体に形成されたおねじ部とを有している。

【0010】

前記多関節ロボット２０は、複数個の腕部２１と、これら腕部２１を接続する複数個の関節部２２とを備えている。この関節部２２には、当該関節部２２を中心に腕部２１を揺動させる腕部揺動駆動源（図示せず）および当該関節部２２を中心に腕部２１を回転させる腕部回転駆動源（図示せず）が設けられており、これら駆動源は、前記制御部４０により制御されている。このため、多関節ロボット２０が駆動すると、その先端に装着された前記ドライバユニット３０の位置および向きを任意に移動させることが可能となる。

【0011】

前記ドライバユニット３０は、図２に示すように前記多関節ロボット２０の先端に連結される連結プレート３１を有しており、この連結プレート３１には、中空筒状のハウジング３２が固定されている。このハウジング３２上には、回転駆動源の一例であるＡＣサーボモータ３３（以下、締結モータ３３という）がその出力軸３３１をハウジング３２内に挿入するよう固定されている。この締結モータ３３の出力軸３３１には、一体に回転可能な軸継手３４が連結されており、この軸継手３４の下端には、挿入孔３４１が形成されている。この挿入孔３４１には、軸方向に延びる長孔３４２が交差しており、この長孔３４２には、これに沿って昇降自在に構成された連結ピン３４３が挿通されている。この連結ピン３４３には、前記軸継手３４と一体に回転可能なビット軸３５が吊下されているとともに、前記挿入孔３４１の底面とビット軸３５との間にビット軸３５を常時下方に付勢するクッションばね３６が配置されている。このクッションばね３６は、前記連結ピン３４３が長孔３４２の下端に常時当接するように付勢している一方、ビット軸３５に上方向の押圧力が付加されることで撓み、ビット軸３５および連結ピン３４３を前記軸継手３４および締結モータ３３に対して上昇させるように構成されている。

【0012】

また、前記ビット軸３５の先端には、締結工具３７の一例であるボックスビット３７１が装着されており、これらビット軸３５およびボックスビット３７１には、軸方向に通気孔３５１が貫通している。ボックスビット３７１の下端には、通気孔３５１に連続して、ねじＳの頭部と嵌合可能に構成された六角柱形状の嵌合部３７２が形成されている。この嵌合部３７２は、ねじＳの頭部より若干大きく構成されており、ねじＳの頭部がその内部で所定の角度回動可能に構成されている。

【0013】

さらに、前記ハウジング３２には、外部のコンプレッサー等の負圧発生手段５０に連続する吸気ホースとのホース継手３２１が装着されているとともに、前記ビット軸３５には、前記ハウジング３２内に収容される部分に通気孔３５１と交差する連通孔３５２が径方向に貫通形成されている。この連通孔３５２により、ハウジング３２と通気孔３５１とが連通する。このため、負圧発生手段５０が駆動すると前記ハウジング３２に連通するビット軸３５およびボックスビット３７１の内部が負圧となり、ボックスビット３７１の嵌合部３７２から吸気される。なお、前記負圧発生手段５０は、気圧を測定する圧力センサ５１を備えており、当該圧力センサ５１により、前記ハウジング３２や、ビット軸３５およびボックスビット３７１の内圧を測定可能に構成されている。また、前記ハウジング３２内には、前記ホース継手３２１およびビット軸３５の連通孔３５２以外から空気が出入りしないよう各種部品の間にパッキン等のシール材が配置されており、これらシール材によってハウジング３２の気密性が保持されている。

【0014】

前記制御部４０には、前記多関節ロボット２０やドライバユニット３０の締結モータ３３等の各種駆動源および、所定の供給位置までねじＳを供給する供給装置（図示せず）や前記負圧発生手段５０等の外部装置も接続されており、これら外部装置の駆動も制御可能に構成されている。また、制御部４０は、前記多関節ロボット２０からの信号を基にドライバユニット３０の位置を算出可能に構成されている。

【0015】

また、制御部４０は、ねじＳの締結完了後に原点へ復帰する際、図７の（ａ）に示すように、
Ｓ０１：復帰信号の入力を待つ。
Ｓ０２：多関節ロボット２０に上昇指令を出力する。（もし締結過程で負圧発生手段５０に駆動停止指令が出力されていた場合、負圧発生手段５０に駆動指令を出力する。）
Ｓ０３：多関節ロボット２０の出力値からドライバユニット３０の位置を確認する。
Ｓ０４：ドライバユニット３０が所定の負圧解除位置に到達しているか否かを確認し、到達していない場合はＳ０３に戻る。
Ｓ０５：圧力センサ５１の出力値から内圧を確認する。
Ｓ０６：負圧が解除されている場合、Ｓ８に進む。
Ｓ０７：ねじ浮き検出信号を出力する。
Ｓ０８：負圧発生手段５０に駆動停止指令を出力する。
Ｓ０９：多関節ロボット２０の出力値からドライバユニット３０の位置を確認する。
Ｓ１０：ドライバユニット３０が原点に到達しているか否かを確認し、到達していない場合はＳ０９に戻る。
Ｓ１１：多関節ロボット２０に駆動停止指令を出力する。
Ｓ１２：エンド。
と処理するように構成されている。

【0016】

次に上述のように構成されたねじ締め装置１０の作用を説明する。
起動信号が入力されると、制御部４０は、外部の供給装置を駆動させて所定の供給位置までねじＳを供給するとともに、前記多関節ロボット２０を駆動させて、ドライバユニット３０を前記供給位置の上方に移動させる。ドライバユニット３０が供給位置の上方に達すると、制御部４０は、前記締結モータ３３を駆動してビット軸３５およびボックスビット３７１を低速で回転させるとともに前記ボックスビット３７１がねじＳに当接するまでドライバユニット３０を下降させる。これにより、ボックスビット３７１の下端がねじＳと嵌合する。制御部４０は、前記ビット軸３５の回転開始と同時に前記負圧発生手段５０を駆動させてボックスビット３７１の下端から吸気する。これにより、ボックスビット３７１は、その嵌合部３７２に嵌合したねじＳを吸着保持する。

【0017】

上述のようにボックスビット３７１がねじＳを吸着保持すると、当該ねじＳの頭部上面によって前記通気孔３５１の下端が塞がれる。これにより、前記圧力センサ５１は、通気孔３５１およびハウジング３２内部が負圧になったことを検出して制御部４０に負圧を検出したことを出力する。当該圧力センサ５１からの信号を受けると、制御部４０は、前記締結モータ３３を停止させるとともに前記多関節ロボット２０を駆動させてドライバユニット３０をワークＷ上に移動させる。ドライバユニット３０がワークＷの上方の待機位置に達すると制御部４０は、前記締結モータ３３および多関節ロボット２０を駆動させて、ビット軸３５を高速かつ低トルクで回転させるとともにドライバユニット３０を予め設定された締結位置まで下降させる。これにより、ねじＳがワークＷに当接する。この時、前記クッションばね３６が撓み、当接による衝撃を吸収するため、ねじＳおよびワークＷの破損が防止される。その後、ねじＳは、ボックスビット３７１の回転に従ってワークＷに締結される。ねじＳがワークＷに着座して回転が停止すると、制御部４０は、ビット軸３５を低速かつ高トルクで再度回転させて適正な締付けトルクでねじＳを本締めする。なお、このねじ締め動作中、ボックスビット３７１の嵌合部３７２と通気孔３５１との境界が前記ねじＳの頭部により密閉されているため、前記圧力センサ５１は強い負圧を検出している。

【0018】

上述のように締結モータ３３が所定の適正トルクを出力すると、制御部４０は、前記多関節ロボット２０を駆動させてドライバユニット３０を予め設定される負圧解除位置に向かい上昇させる。これにより、ドライバユニット３０の締結モータ３３およびハウジング３２等が上昇する。この時、前記前記ボックスビット３７１は、前記連結ピン３４３が長孔３４２の下端に当接するまで上昇できないため、ねじＳと嵌合した状態を維持することとなる。このため、嵌合部３７２と通気孔３５１との境界は、前記ねじＳの頭部に密閉されたままとなり、ボックスビット３７１の内部の負圧が維持される。この時、前記ねじ締め過程において、図３の（Ａ）に示すようにねじＳがワークＷに正常に締結されている場合、ドライバユニット３０が予め設定された負圧解除位置に達する直前に図４の（Ａ）に示すように前記連結ピン３４３が前記長孔３４２の下端に当接する。このため、負圧解除位置にドライバユニット３０が到達すると、図５の（Ａ）に示すようにねじＳの上面と嵌合部３７２の底面との間に空気が通過可能な隙間Ｇが発生して、ビット軸３５およびボックスビット３７１内部の負圧が解除される。制御部４０は、ドライバユニット３０が負圧解除位置に到達した際にビット軸３５およびボックスビット３７１内部の負圧が解除されていれば、ねじ浮きが発生していないと判断する。その後、前記負圧発生手段５０を停止させるとともに多関節ロボット２０を再駆動させて、ドライバユニット３０を当初待機位置まで復帰させる。

【0019】

一方、前記ねじ締め過程において、図３の（Ｂ）に示すようにねじ浮きが発生している場合、ボックスビット３７１がねじＳとワークＷとの隙間Ｆの分、上方に位置するため、ドライバユニット３０が前記負圧解除位置に到達しても図４の（Ｂ）に示すように前記連結ピン３４３が前記長孔３４２の下端と当接しない。このため、負圧解除位置にドライバユニット３０が到達しても、図５の（Ｂ）に示すようにねじＳの上面が嵌合部３７２の底面と当接したままで、ビット軸３５およびボックスビット３７１内部の負圧が維持される。制御部４０は、ドライバユニット３０が負圧解除位置に到達した際に、ビット軸３５およびボックスビット３７１内部の負圧が解除されていなければ、ねじ浮きが発生したと判断する。その後、前記負圧発生手段５０を停止させるとともに多関節ロボット２０を再駆動させて、ドライバユニット３０を当初待機位置まで復帰させる。このように、制御部４０は、負圧解除位置での前記圧力センサ５１からの信号を基にねじ浮きが発生しているか否かを検出可能となる。ドライバユニット３０の復帰後、万一ねじ浮きが発生していれば、制御部４０は、作業者等がねじ浮きの発生を知覚できるよう外部の表示装置（図示せず）等に発信する。

【0020】

上述のようにねじ締め装置１０は、締結完了後にドライバユニット３０を当初待機位置まで復帰させる途中でねじ浮き検出を行う構成であり、ねじ浮き検出時、図５の（Ａ）に示すようにクッションばね３６の撓み量が０になるため、ボックスビット３７１の位置を正確に検出することが可能となる。これにより、従来の締結完了と同時にねじ浮き検出を行うねじ締め装置１０とは異なり、ボックスビット３７１でねじＳを締付けるねじ締め装置１０においてもねじ浮き検出が可能となる。また、ドライバユニット３０の復帰途中にねじ浮き検出を行うため、ねじ締め推力やドライバユニット３０の自重等がワークＷに付加されない。結果、ねじ浮き検出時にワークＷが反ったり、撓んだりしないため、締結位置が把握可能となる。このように、ボックスビット３７１の位置およびワークＷの締結位置を把握できるため、従来のねじ締め装置１０のようにスクリューガイドとドライバビットとの相対位置を検出する変位センサを有さなくてもねじ浮き検出が可能となる。また、変位センサが不要となるため、装置が安価になるとともに変位センサを保持する部品等が必要無くねじ締め装置１０の軽量化が可能となる。

【0021】

以下、第二の実施形態を説明する。
この第二の実施形態の基本構成は、上記ねじ締め装置１０と同一であるが、ねじＳの締結完了後に原点へ復帰する際、前記制御部４０が図７の（Ｂ）に示すように、
Ｌ０１：復帰信号の入力を待つ。
Ｌ０２：多関節ロボット２０に上昇指令を出力する。（もし締結過程で負圧発生手段５０に駆動停止指令が出力されていた場合、負圧発生手段５０に駆動指令を出力する。）
Ｌ０３：圧力センサ５１の出力値から内圧を確認する。
Ｌ０４：負圧が解除されている場合、Ｌ０３に戻る。
Ｌ０５：負圧発生手段５０に駆動停止指令を出力するとともに、多関節ロボット２０の出力値からドライバユニット３０の位置を確認する。
Ｌ０６：ドライバユニット３０の位置が所定の負圧解除位置であるか確認し、負圧解除位置である場合はＬ０８に進む。
Ｌ０７：ねじ浮き検出信号を出力する。
Ｌ０８：多関節ロボット２０の出力値からドライバユニット３０の位置を確認する。
Ｌ０９：ドライバユニット３０が原点に到達しているか否かを確認し、到達していない場合はＬ０８に戻る。
Ｌ１０：多関節ロボット２０に駆動停止指令を出力する。
Ｌ１１：エンド。
と処理するように構成されている。

【0022】

上述のように構成された第二の実施形態もねじＳの締結完了後、制御後が、前記多関節ロボット２０を駆動させてドライバユニット３０を上昇させる。この上昇時、前記圧力センサ５１が負圧の変化を検出すると制御部４０は、多関節ロボット２０の信号からドライバユニット３０の位置を算出する。なお、図３の（Ａ）に示すようにねじＳが正常に締結されている場合、圧力センサ５１が負圧の変化を検出した時、ドライバユニット３０は、図６の（Ａ）に示すように前記負圧解除位置とほぼ同じ位置に到達している。一方、図３の（Ｂ）に示すようにねじ浮きが発生している場合、圧力センサ５１が負圧の変化を検出した時、ドライバユニット３０は、図６の（Ｂ）に示すように前記負圧解除位置よりも上方に位置している。そして、このねじ浮きの有無によるドライバユニット３０の変位Ｔは、ねじＳとワークＷとの隙間Ｆと同寸であるため、負圧に変化が生じた際のドライバユニット３０の位置からねじＳとワークＷとの隙間Ｆを概算できる。その後、制御部４０は、前記負圧発生手段５０を停止させるとともに多関節ロボット２０を再駆動させて、ドライバユニット３０を当初待機位置まで復帰させる。

【0023】

以下、第三の実施形態を説明する。
この第三の実施形態は、頭部に駆動部が形成されたねじＳ′をワークＷに締結するものであり、多関節ロボット２０および制御部４０は、前記ねじ締め装置１０と同様に構成されている。このため、ドライバユニット３０′についてのみ説明する。この第三の実施形態のドライバユニット３０′は、図８の（Ａ）に示すように前記締結工具３７が前記軸継手３４に対して軸方向に相対移動可能なドライバビット３７３と、このドライバビット３７３を回転可能に内包するスクリューガイド３７４からなる。このスクリューガイド３７４は、前記ハウジング３２の下端に軸方向摺動可能に取付けられており、ハウジング３２を介して負圧発生手段５０と連続するように構成されている。このため、前記負圧発生手段５０が駆動すると、スクリューガイド３７４の内部が負圧となり、その下端開口部から吸気される。また、前記スクリューガイド３７４の下端開口部は、ねじＳ′の頭部上面と接触可能に構成されており、負圧発生手段５０の駆動時、ねじＳ′を吸着保持可能に構成されている。さらに、前記ドライバユニット３０′およびスクリューガイド３７４は、それぞれクッションばね３６および付勢ばね３６１によって常時下方に付勢されており、それぞれ、クッションばね３６および付勢ばね３６１の伸縮に従い、ハウジング３２および締付モータ３３に対して軸方向相対移動可能に構成されている。

【0024】

なお、第三の実施形態の制御部４０は、ねじ締め時、図８の（Ｂ）に示すようにドライバユニット３０′を前記クッションばね３６および付勢ばね３６１がそれぞれ撓み代を残すように設定された所定の締結位置まで下降させるように設定されている。また、前記クッションばね３６は、ドライバユニット３０′が前記締結位置まで下降し、付勢ばねが所定の寸法撓んだ時、前記締結モータ３３が所定の締付けトルクを発揮しても前記ドライバビット３７３がねじＳ′の駆動穴からカムアウトしないために必要となる適正推力以上のばね荷重を発揮するように強度設定されている。

【0025】

上記第三の実施形態も図８の（Ｂ）に示すようにねじＳ′の締結終了後、前記多関節ロボット２０を駆動させてドライバユニット３０′を当初待機位置に向かい上昇させる。この上昇時、制御部４０は、図７の（Ａ）あるいは図（Ｂ）に示すように圧力センサ５１から発信されるスクリューガイド３７４内部の負圧変化および多関節ロボット２０から発信されるドライバユニット３０′の位置を基にねじ浮き判定を行っている。このねじ浮き判定時、ねじＳ′が正常に締結されている場合、前記ねじ締め装置１０と同様、図９の（Ａ）に示す予め設定された負圧解除位置でねじＳ′とスクリューガイド３７４とが外れて負圧が解除される。

【0026】

一方、ねじ浮きが発生している場合、図９の（Ｂ）に示すように負圧解除位置より所定の寸法上方で負圧が解除される。この時、前記ねじ締め装置１０と同様にねじ浮きの有無による負圧解除時のドライバユニット３０′の変位Ｔは、ねじＳとワークＷとの隙間Ｆと同寸となる。このように圧力センサ５１から発信されるスクリューガイド３７４内部の負圧変化および多関節ロボット２０から発信されるドライバユニット３０′の位置からねじ浮き判定を行うため、スクリューガイド３７４およびドライバビット３７３を用いたねじ締め装置１０であっても問題なくねじ浮き判定可能となる。

【0027】

また、上記第三の実施形態は、上述のようにスクリューガイド３７４が回転可能に構成されているため、締結モータ３３の駆動を受けてドライバビット３７３および当該ドライバビット３７３と嵌合するねじＳ′が回転する際、スクリューガイド３７４もねじＳ′との間に発生する摩擦により回転する。結果、ねじＳ′の頭部とスクリューガイド３７４が擦れて、接触部分が破損することを防止できる。また、ねじＳ′が擦れることでスクリューガイド３７４が振動して、ねじＳ′との間に通気可能な隙間Ｇを形成することが防止される。このようにスクリューガイド３７４がねじＳ′と一体に回転するため、負圧が維持され易くなり、検査精度が向上する等の利点がある。

【0028】

なお、本発明に係るねじ締め装置１０は、前述したものに限定するものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、多関節ロボット２０は、位置制御機構の一例であり、ドライバユニット３０を軸方向にのみ可動させる一軸の位置制御機構や、複数の方向に移動させることが可能な多軸の位置制御機構等、その他の位置制御機構であっても何ら問題ない。また、前記ボックスビット３７１およびドライバビット３７３は、締結するねじＳに合わせて適宜交換されることが好ましく、ヘックスローブ形状や矩形等、他の形状であっても何ら問題ない。さらに、上記ねじ締め装置１０は、供給装置に供給されたねじを所定の供給位置まで取りに行く構成であったが、これに限定されず、例えば、本出願人により開示された特願２０１８－０７９５５４号公報に詳述されているように締結工具３７の軸線上に供給装置から圧送されたねじＳを一旦保持可能なチャックユニットを備えるねじ締め装置であっても良い。

【0029】

また、負圧発生手段５０は、ねじ締め過程においてねじＳがワークＷと螺合し始めた段階で停止していても良い。このように、ねじ締め完了時、負圧発生手段５０が駆動していない場合、図７のＳ２およびＬ２に示すようにねじ浮き検査過程で負圧発生手段５０を再駆動させても良い。このようにねじ締め過程の途中で負圧発生手段５０を停止させて、ねじ浮き検査時に負圧発生手段５０を再駆動させることにより、負圧発生手段５０の駆動時間が短縮されて、省エネ効果がある。また、ねじ浮き検査時に負圧発生手段５０が稼働し、締結工具３７の内部の負圧状態が維持されて高精度な検査が可能であるという利点がある。一方、負圧発生手段５０を停止させたままでねじ浮き検査を行っても良い。このように負圧発生手段５０が再駆動しなくてもねじＳの頭部で締結工具３７の下端開口部が封鎖されているため、ほとんど空気が入らない。よって、密閉状態はある程度維持され、問題なく検査可能である。また、ねじＳと締付工具とが離れた瞬間、ねじＳの締結箇所周辺の埃等を吸い込み難くなるため、メンテナンス頻度を減らせるという利点がある。

【符号の説明】

【0030】

１０ … ねじ締め装置
２０ … 多関節ロボット
２１ … 腕部
２２ … 関節部
３０ … ドライバユニット
３１ … 連結プレート
３２ … ハウジング
３２１ … ホース継手
３３ … 締結モータ
３３１ … 出力軸
３４ … 軸継手
３４１ … 挿入孔
３４２ … 長孔
３４３ … 連結ピン
３５ … ビット軸
３５１ … 通気孔
３５２ … 連通孔
３６ … クッションばね
３６１ … 付勢ばね
３７ … 締結工具
３７１ … ボックスビット
３７２ … 嵌合部
３７３ … ドライバビット
３７４ … スクリューガイド
４０ … 制御部
５０ … 負圧発生手段
５１ … 圧力センサ
Ｓ … ねじ
Ｗ … ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】