專利名稱：螺釘緊固裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺釘緊固裝置，其能夠使擰螺母機(jī)等旋轉(zhuǎn)工具自動地移動到工件 的螺釘緊固位置處，從而對螺栓、螺母等的螺釘進(jìn)行緊固，而且還能夠以低推進(jìn)力實(shí)施該自 動化操作。
背景技術(shù)：
一般在汽車的裝配線上，為了提高裝配工作的效率，使用擰螺母機(jī)等旋轉(zhuǎn)工具來 對螺栓、螺母等螺釘進(jìn)行緊固。雖然擰螺母機(jī)能夠通過電機(jī)的轉(zhuǎn)動力，而以高速度對螺釘進(jìn) 行緊固，但由于會產(chǎn)生相應(yīng)于緊固扭矩的反作用力，因而需要對該反作用力進(jìn)行支承。在將 懸架單元等固定到車身上的需要較大緊固扭矩的情況下，操作者用人的手支承該反作用力 是不可能的。因此，在專利文件1公開了一種螺釘緊固裝置，其通過滑塊的移動、平行聯(lián)桿的轉(zhuǎn) 動以及升降板的升降，從而賦予擰螺母機(jī)必要的自由度，操作者能夠抓住擰螺母機(jī)的主體 部從而使其在水平和垂直方向上自由移動，而且，來自擰螺母機(jī)的緊固扭矩的反作用力，通 過平行聯(lián)桿而被傳遞到滑塊上，從而減輕了對操作者的負(fù)擔(dān)。專利文件1 日本特開2005-177910號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題但是，在專利文件1的發(fā)明中，為了由操作者通過手動而使擰螺母機(jī)移動到螺釘 緊固位置處并進(jìn)行對位，從而需要至少有一位操作者，故無法削減制造成本。因此，如果將專利文件1的發(fā)明所涉及的螺釘緊固裝置以自動化的方式構(gòu)成，則 由于緊固扭矩的反作用力和自身重量等的影響而需要提高用于使平行聯(lián)桿轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電 機(jī)等的性能(高扭矩化)，從而無法容易地進(jìn)行自動化。而且，在進(jìn)行自動化時，還需要具備 對車身進(jìn)行定位的定位單元等，在使專利文件1的發(fā)明所涉及的螺釘緊固裝置自動化時， 會出現(xiàn)驅(qū)動電機(jī)的高扭矩化和結(jié)構(gòu)復(fù)雜化等各種問題，從而難以實(shí)現(xiàn)自動化。而且，現(xiàn)有的自動化螺釘緊固裝置是被安全柵包圍配置的巨大裝置，在裝置有故 障等時需要長時間停止裝配線，對生產(chǎn)工作的影響較大。而且，裝置相當(dāng)復(fù)雜，除了初期投 資外，還需要用于保養(yǎng)和維修管理等的大量費(fèi)用，因而不優(yōu)選。本發(fā)明是鑒于所述觀點(diǎn)而完成的，其目的在于，提供一種螺釘緊固裝置，其能夠通 過簡單的結(jié)構(gòu)，使擰螺母機(jī)等旋轉(zhuǎn)工具自動地移動到緊固位置處從而擰緊螺釘，而且，能夠 以低推進(jìn)力進(jìn)行該自動化操作。另外，本說明書所述的低推進(jìn)力，不是指上述那種現(xiàn)有的、設(shè)置有安全柵且具有專 用空間的巨大的螺釘緊固裝置的自動化中所采用的高推進(jìn)力，而是指能夠在汽車等通常的 裝配線附近可配置操作者的這種裝配線上所使用的推進(jìn)力水平，且為非特別規(guī)格的通用的 驅(qū)動構(gòu)件中所采用的推進(jìn)力水平。
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用于解決課題的手段為了解決所述課題，本發(fā)明的螺釘緊固裝置的特征在于，包括旋轉(zhuǎn)工具，其具有 在工件上緊固螺釘?shù)男D(zhuǎn)軸以及主體部；X軸直動式機(jī)撲、Y軸直動式機(jī)撲和Z軸直動式機(jī) 撲，其用于使該旋轉(zhuǎn)工具分別沿相互垂直的X軸、Y軸和Z軸方向移動；反作用力支承構(gòu)件， 其對所述旋轉(zhuǎn)工具的主體部進(jìn)行支承以使其能夠分別沿X軸、Y軸和Z軸方向移動，并且用 于限制該主體部圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動；定位單元，用于對所述工件進(jìn)行定位。通過這種方式，能夠以低推進(jìn)力實(shí)現(xiàn)螺釘緊固裝置的自動化。另外，在以下的發(fā)明方式的部分中，對本發(fā)明的螺釘緊固裝置的各種方式以及它 們的作用進(jìn)行詳細(xì)說明。(發(fā)明的方式)下面，例舉幾種在本申請中認(rèn)為能夠申請專利的發(fā)明(以下稱為“請求保護(hù)的發(fā) 明”)方式，并對其進(jìn)行說明。另外，各方式與權(quán)利要求書相同，也區(qū)分為項(xiàng)，且對各項(xiàng)標(biāo)記 符號，并根據(jù)需要以引用其他項(xiàng)的形式進(jìn)行記載。這是為了使請求保護(hù)的發(fā)明易于理解，其 宗旨不是將構(gòu)成請求保護(hù)發(fā)明的構(gòu)成要素的組合，限定在以下各項(xiàng)所述內(nèi)容的范圍。即、應(yīng) 該參考各項(xiàng)所附帶的記載、實(shí)施方式等來解釋請求保護(hù)的發(fā)明，在依據(jù)該解釋的前提下，在 各項(xiàng)方式中進(jìn)一步增加了其他的構(gòu)成條件的方式、以及從各種方式中刪除了構(gòu)成條件的方 式，均能夠作為請求保護(hù)的發(fā)明的一種方式。另外，在以下的各項(xiàng)中，第(1)項(xiàng)至第(4)項(xiàng) 分別相當(dāng)于權(quán)利要求1至4，第(6)項(xiàng)和第(8)項(xiàng)相當(dāng)于權(quán)利要求5和6。(1)螺釘緊固裝置的特征在于，其包括旋轉(zhuǎn)工具，其具有在工件上緊固螺釘?shù)男?轉(zhuǎn)軸以及主體部；X軸直動式機(jī)撲、Y軸直動式機(jī)撲和Z軸直動式機(jī)撲，其用于使該旋轉(zhuǎn)工具 分別沿相互垂直的X軸、Y軸和Z軸的方向移動；反作用力支承構(gòu)件，其對所述旋轉(zhuǎn)工具的 主體部進(jìn)行支承以使其能夠分別沿X軸、Y軸和Z軸方向移動，并且用于限制該主體部圍繞 所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動；定位單元，用于對所述工件進(jìn)行定位。因此，在第(1)項(xiàng)的螺釘緊固裝置中，能夠在由定位單元對工件進(jìn)行定位后，通過 X軸直動式機(jī)撲、Y軸直動式機(jī)撲和Z軸直動式機(jī)撲，使擰螺母機(jī)等旋轉(zhuǎn)工具分別沿著X軸、 Y軸和Z軸的方向自動地進(jìn)行移動，并通過旋轉(zhuǎn)工具對螺栓、螺母等螺釘進(jìn)行緊固。而且，由 于旋轉(zhuǎn)工具的緊固扭矩的反作用力被反作用力支承構(gòu)件所支承，因此緊固扭矩的反作用力 不會作用于X軸直動式機(jī)撲、Y軸直動式機(jī)撲和Z軸直動式機(jī)撲。因此，能夠采用以低推進(jìn) 力進(jìn)行驅(qū)動的通用的X軸直動式機(jī)撲、Y軸直動式機(jī)撲和Z軸直動式機(jī)撲。(2)根據(jù)第(1)項(xiàng)所述的螺釘緊固裝置，其特征在于，所述反作用力支承構(gòu)件由支 承構(gòu)件和平行聯(lián)桿所構(gòu)成，所述支承構(gòu)件用于限制所述旋轉(zhuǎn)工具的主體部圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸 的轉(zhuǎn)動；所述平行聯(lián)桿被配置在與所述旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)軸大致垂直的平面上，并用于連接 所述旋轉(zhuǎn)工具的主體部和所述支承構(gòu)件。因此，在第(2)項(xiàng)的螺釘緊固裝置中，緊固扭矩的反作用力(圍繞旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動 力)，從旋轉(zhuǎn)工具的主體部經(jīng)由平行聯(lián)桿而被傳遞到支承構(gòu)件上，并被該支承構(gòu)件所支承。 而且，由于在旋轉(zhuǎn)工具和支承構(gòu)件之間配置了平行聯(lián)桿，因此被附加在旋轉(zhuǎn)工具主體部上 的轉(zhuǎn)動力(負(fù)載)將大幅度地減少并被傳遞到支承構(gòu)件上。(3)根據(jù)第(1)項(xiàng)或第(2)項(xiàng)所述的螺釘緊固裝置，其特征在于，直動式機(jī)撲單元 是通過將所述X軸直動式機(jī)撲、Y軸直動式機(jī)撲和Z軸直動式機(jī)撲相互連接而構(gòu)成的。
因此，在第(3)項(xiàng)的螺釘緊固裝置中，如果在旋轉(zhuǎn)工具的主體部上，連接有X軸直 動式機(jī)撲、Y軸直動式機(jī)撲或者Z軸直動式機(jī)撲中的任意一個直動式機(jī)撲，則旋轉(zhuǎn)工具就能 夠通過X軸直動式機(jī)撲、Y軸直動式機(jī)撲以及Z軸直動式機(jī)撲，而自動地沿著X軸、Y軸和Z 軸的方向進(jìn)行移動，其構(gòu)造不會變得很復(fù)雜。(4)根據(jù)第(3)項(xiàng)所述的螺釘緊固裝置，其特征在于，所述直動式機(jī)撲單元和所述 旋轉(zhuǎn)工具以裝卸自如的方式被連接在一起。因此，在第(4)項(xiàng)的螺釘緊固裝置中，在X軸直動式機(jī)撲、Y軸直動式機(jī)撲或者Z軸 直動式機(jī)撲中的任意一個直動式機(jī)撲由于故障等而導(dǎo)致無法運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，操作者可以解 除直動式機(jī)撲單元和旋轉(zhuǎn)工具之間的連接，并抓住旋轉(zhuǎn)工具的主體部而使其依次移動到緊 固位置處，從而對螺釘進(jìn)行緊固。而且，在這種情況下，由于螺釘緊固時的緊固扭矩的反作 用力被反作用力支承構(gòu)件所支承，因此操作者也不會承受緊固扭矩的反作用力，而能夠容 易地進(jìn)行緊固操作。(5)根據(jù)第(3)項(xiàng)或第(4)項(xiàng)所述的螺釘緊固裝置，其特征在于，所述直動式機(jī)撲 單元以裝卸自如的方式被連接在桿的下端，所述桿被連接在所述旋轉(zhuǎn)工具的主體部上并沿 所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向延伸，并且，在對所述桿以能夠在所述旋轉(zhuǎn)軸的軸向上滑動自如的方式 進(jìn)行支承的引導(dǎo)體上，固定有能夠沿著與所述旋轉(zhuǎn)軸大致垂直的平面自由移動的所述平行 聯(lián)桿。因此，在第(5)項(xiàng)的螺釘緊固裝置中，支承緊固扭矩的反作用力的反作用力支承 構(gòu)件，能夠在避免使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化的條件下，通過直動式機(jī)撲單元而容許旋轉(zhuǎn)工具向X軸、Y 軸和Z軸的方向移動。(6)根據(jù)第(3)項(xiàng)至第(5)項(xiàng)中的任意一項(xiàng)所述的螺釘緊固裝置，其特征在于，所 述直動式機(jī)撲單元和所述定位單元被連接在浮動臺上，所述浮動臺沿著與所述旋轉(zhuǎn)工具的 旋轉(zhuǎn)軸大致垂直的平面自由移動。因此，在第(6)項(xiàng)的螺釘緊固裝置中，尤其是在通過定位單元對工件進(jìn)行定位之 后，能夠通過浮動臺來吸收工件的微小晃動等。(7)根據(jù)第(1)項(xiàng)至第(6)項(xiàng)中的任意一項(xiàng)所述的螺釘緊固裝置，其特征在于，所 述定位單元是通過設(shè)置多個卡合銷機(jī)構(gòu)而構(gòu)成的，所述卡合銷機(jī)構(gòu)使卡合銷沿著所述旋轉(zhuǎn) 工具的旋轉(zhuǎn)軸的軸向自動地前進(jìn)、后退，從而與工件或者工件的外圍構(gòu)件卡合。因此，在第(7)項(xiàng)的螺釘緊固裝置中，能夠相對于浮動臺而對工件進(jìn)行正確的定 位。(8)根據(jù)第(6)項(xiàng)或第(7)項(xiàng)所述的螺釘緊固裝置，其特征在于，在與所述工件同 步移動的緊固臺車上，設(shè)置有所述旋轉(zhuǎn)工具、所述X軸直動式機(jī)撲、Y軸直動式機(jī)撲和Z軸 直動式機(jī)撲、所述反作用力支承構(gòu)件以及所述定位單元。因此，第(8)項(xiàng)的螺釘緊固裝置，對于被吊在以一定的速度移動的高架輸送機(jī)的 懸吊裝置上而被搬運(yùn)的工件的螺釘緊固操作，是非常有效的。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種螺釘緊固裝置，其能夠以簡單的結(jié)構(gòu)，使擰螺母機(jī)等旋 轉(zhuǎn)工具自動地移動到緊固位置處并對螺釘進(jìn)行緊固，而且，能夠以低推進(jìn)力進(jìn)行該自動化 操作。


圖1為，從X軸方向觀察本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的螺釘緊固裝置時的主視圖。圖2為，從Y軸方向觀察本螺釘緊固裝置時的側(cè)視圖。圖3為，從X軸方向觀察本螺釘緊固裝置中擰螺母機(jī)移動到緊固位置之后的狀態(tài) 時的主視圖。圖4為，從Z軸方向觀察本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的螺釘緊固裝置時的俯視圖。符號說明1螺釘緊固裝置2主體(工件)3懸吊裝置4擰螺母機(jī)(旋轉(zhuǎn)工具)5主體部6旋轉(zhuǎn)軸7緊固臺車8X軸直動式機(jī)撲9Y軸直動式機(jī)撲10Z軸直動式機(jī)撲11直動式機(jī)撲單元15反作用力支承構(gòu)件16定位單元20主體板21滑塊(支承構(gòu)件)22平行聯(lián)桿22a、22b 聯(lián)桿25 導(dǎo)軌29卡合塊40連接板41升降桿42引導(dǎo)體50浮動臺51主體一側(cè)卡合銷機(jī)構(gòu)(定位單元)52懸吊裝置一側(cè)卡合銷機(jī)構(gòu)(定位單元)57懸吊裝置一側(cè)卡合銷58主體一側(cè)卡合銷
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)圖1 圖4，對用于實(shí)施本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的螺釘緊固裝置1為，在汽車的裝配線上，
6當(dāng)主體2 (工件)被吊在以一定速度連續(xù)移動的高架輸送機(jī)的懸吊裝置3上的狀態(tài)下被搬 運(yùn)、且在主體2 (工件)上組裝構(gòu)件時，用于從主體2的下方對螺栓、螺母等的螺釘進(jìn)行緊固 的構(gòu)件。如圖1 圖3所示，本螺釘緊固裝置1由擰螺母機(jī)(旋轉(zhuǎn)工具)4、X軸直動式機(jī)撲 8、Y軸直動式機(jī)撲9和Z軸直動式機(jī)撲10、反作用力支承構(gòu)件15、定位單元16以及緊固臺 車7所構(gòu)成，其中，所述擰螺母機(jī)(旋轉(zhuǎn)工具)4具有將螺釘緊固到主體2上的旋轉(zhuǎn)軸6、 以及主體部5 ；所述X軸直動式機(jī)撲8、Y軸直動式機(jī)撲9和Z軸直動式機(jī)撲10，使該擰螺 母機(jī)4分別沿相互垂直的X軸、Y軸和Z軸方向移動；所述反作用力支承構(gòu)件15，對所述擰 螺母機(jī)4的主體部5進(jìn)行支承以使其能夠分別沿X軸、Y軸和Z軸方向移動，并且用于限制 該主體部5圍繞旋轉(zhuǎn)軸6的轉(zhuǎn)動；所述定位單元16用于對主體2進(jìn)行定位；所述緊固臺車 7用于搭載擰螺母機(jī)4、X軸直動式機(jī)撲8、Y軸直動式機(jī)撲9、Z軸直動式機(jī)撲10、反作用力 支承構(gòu)件15和定位單元16，并且在敷設(shè)于地面F的一對軌道12、12上與懸吊裝置3進(jìn)行同 步移動。另外，本實(shí)施方式為，在圖1中，X軸方向是與圖1垂直的方向，Y軸方向是圖1的 左右方向，Z軸方向是圖1的上下方向。軌道12、12沿著用于搬運(yùn)主體2的懸吊裝置3的搬運(yùn)線(X軸方向)而以左右一 對的形式被敷設(shè)在地面F上。緊固臺車7能夠通過設(shè)置在底板17下表面四角上的各個車 輪13，而在各個軌道12上進(jìn)行移動。而且，緊固臺車7上設(shè)置有同步裝置，從而在規(guī)定的操 作區(qū)間內(nèi)，能夠追隨被懸吊裝置3搬運(yùn)的主體2進(jìn)行移動，并在操作結(jié)束之后，能夠返回到 原位置處。同步裝置有，例如在操作區(qū)間內(nèi)，將緊固臺車7與懸吊裝置3進(jìn)行機(jī)械性連接的 裝置，以及通過在緊固臺車7上設(shè)置驅(qū)動單元，并將其與懸吊裝置3進(jìn)行電子連動的裝置。擰螺母機(jī)4由主體部5和旋轉(zhuǎn)軸6所構(gòu)成，是一種通過從主體部5內(nèi)的電動電機(jī) 所傳遞的旋轉(zhuǎn)軸6的轉(zhuǎn)動力，從而對螺栓、螺母等進(jìn)行緊固的擰螺母機(jī)。擰螺母機(jī)4被控制 成，在被移動到緊固位置時其旋轉(zhuǎn)軸6將會自動地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，并能夠通過伺服機(jī)構(gòu)對 旋轉(zhuǎn)速度和緊固扭矩進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?。而且，通過更換被嵌合在旋轉(zhuǎn)軸6上的插口 14，能夠 對不同尺寸的螺栓、螺母進(jìn)行緊固。此外，在擰螺母機(jī)4的主體部5的上部，固定有沿著Y軸方向延伸的主體板20。在 該主體板20上固定有下文所述的升降桿41的上端，并且抵接有來自空氣氣缸70的均衡桿 (氣缸桿)71的上表面。如圖1和圖4所示，反作用力支承構(gòu)件15由滑塊21 (支承構(gòu)件)和平行聯(lián)桿22構(gòu) 成，其中，所述滑塊21對擰螺母機(jī)4的主體部5圍繞旋轉(zhuǎn)軸6的轉(zhuǎn)動(圖4的A方向)進(jìn) 行限制；所述平行聯(lián)桿22被配置在與擰螺母機(jī)4的旋轉(zhuǎn)軸6大致垂直的平面上(X-Y平面 上)，并且連接擰螺母機(jī)4的主體部5和滑塊21。如圖4所示，在緊固臺車7的頂板31上，設(shè)置有一對導(dǎo)軌25、25，各個導(dǎo)軌25、25 與地面F平行，并在與緊固臺車7的移動方向(X軸方向)垂直的方向(Y軸方向)延伸。如圖1和圖4所示，滑塊21由底板26、縱板27、加強(qiáng)肋28和卡合塊29所構(gòu)成，其 中，所述縱板27在與各個導(dǎo)軌25垂直的方向(X軸方向)延伸設(shè)置；所述加強(qiáng)肋28從縱板 27的一個側(cè)面起延伸設(shè)置；所述卡合塊29從縱板27的另一個側(cè)面突出設(shè)置，并與平行聯(lián) 桿22卡合。而且，在滑塊21的底板26上，固定有兩組在各個導(dǎo)軌25上進(jìn)行滑動的一對滑動擋塊30。并且，通過各個導(dǎo)軌25，使滑塊21以能夠在緊固臺車7的頂板31上沿著與緊固臺 車7的移動方向垂直的方向(Y軸方向)滑動的方式而被支承，而且，通過各個導(dǎo)軌25，使滑 塊21以對擰螺母機(jī)4的主體部5圍繞旋轉(zhuǎn)軸6的轉(zhuǎn)動進(jìn)行限制的方式被支承。如圖4所示，平行聯(lián)桿22被配置在與擰螺母機(jī)4的旋轉(zhuǎn)軸6大致垂直的平面上 (X-Y平面上)，該平行聯(lián)桿22由被相互平行配置的相同長度的一對聯(lián)桿22a、22b所構(gòu)成。 各個聯(lián)桿22a、22b的基端部通過各個銷32、33而被轉(zhuǎn)動自如地連接在滑塊21的卡合塊29 上，并且各個聯(lián)桿22a、22b的頂端部通過各個銷34、35而被轉(zhuǎn)動自如地連接在連接板40的 一端部上。如圖1所示，連接板40的另一端部被固定在引導(dǎo)體42上，所述引導(dǎo)體42以升 降自如(在Z軸方向移動自如)的方式支承下文所述的升降桿41。如圖1 圖3所示，升降桿41的上端被固定在從擰螺母機(jī)4的主體部5延伸的主 體板20的下表面上。該升降桿41升降自如(在Z軸方向移動自如)地被引導(dǎo)體42支承。 在該引導(dǎo)體42上固定有連接板40的另一端部，所述連接板40以轉(zhuǎn)動自如的方式支承平行 聯(lián)桿22的各個聯(lián)桿22a、22b。另外，也可以采用滾動花鍵結(jié)構(gòu)，以在引導(dǎo)體42和升降桿41 之間，使升降桿41在上下方向(Z軸方向)上可移動，而限制升降桿41圍繞軸的旋轉(zhuǎn)。并 且，該升降桿41的下端，以裝卸自如的方式被連接在構(gòu)成下述的直動式機(jī)撲單元11的Z軸 直動式機(jī)撲10的Z軸機(jī)撲結(jié)合部67上。根據(jù)以上說明的通過反作用力支承構(gòu)件15而實(shí)現(xiàn)的支承方式，即、在擰螺母機(jī)4 中，經(jīng)由主體板20而被連接在擰螺母機(jī)4的主體部5上的升降桿41升降自如(在Z軸方 向移動自如)地被引導(dǎo)體42支承，同時，引導(dǎo)體42以滑塊21的卡合塊29為支點(diǎn)而轉(zhuǎn)動自 如(在X軸方向移動自如)地被平行聯(lián)桿22支承，并且，平行聯(lián)桿22沿著與緊固臺車7的 移動方向垂直的方向(Y軸方向)移動自如地被滑塊21支承，因此，擰螺母機(jī)4以分別向X 軸、Y軸和Z軸方向移動自如、且其主體部5圍繞旋轉(zhuǎn)軸6的轉(zhuǎn)動受到限制的方式，從而被 緊固臺車7支承。而且，如圖1和圖3所示，本螺釘緊固裝置1為，在升降桿41的附近，沿著上下方 向配置有空氣氣缸70，所述空氣氣缸70用于保持從擰螺母機(jī)4的主體部5延伸的主體板 20在上下方向上的平衡，空氣氣缸70的主體部的上部被引導(dǎo)體42支承。并且，從擰螺母機(jī)4的主體部5起延伸的主體板20的下表面上，抵接有來自空氣 氣缸70的均衡桿(氣缸桿)71的上表面。如圖1 圖3所示，在被配置于緊固臺車7的上下方向大致中間處的中間板45上 方的四個角上，設(shè)置有上下一對的球形滾子44、44。在這四個角上的上下一對的球形滾子 44,44之間，安裝有浮動臺50，浮動臺50可沿著與擰螺母機(jī)4的旋轉(zhuǎn)軸6大致垂直的平面 (X-Y平面)自由移動。如圖2所示，浮動臺50在緊固臺車7的移動方向(X軸方向)上的兩端上，經(jīng)由安 裝托架53、53而分別固定有作為主體2的定位單元16的主體一側(cè)卡合銷機(jī)構(gòu)51、以及懸吊 裝置一側(cè)卡合銷機(jī)構(gòu)52。此外，主體一側(cè)卡合銷機(jī)構(gòu)51相對于緊固臺車7被設(shè)置在前進(jìn)方 向的前部，而懸吊裝置一側(cè)卡合銷機(jī)構(gòu)52相對于緊固臺車7被設(shè)置在前進(jìn)方向的后部。懸吊裝置一側(cè)卡合銷機(jī)構(gòu)52由卡合塊54、桿56以及懸吊裝置一側(cè)卡合銷57所 構(gòu)成，其中，所述卡合塊54呈筒狀，且被固定在安裝托架53上，并支承空氣氣缸55 ；所述桿56以升降自如(在Z軸方向移動自如)的方式被卡合塊54支承，并與來自空氣氣缸55的 氣缸桿連接；所述懸吊裝置一側(cè)卡合銷57被一體化地設(shè)置在該桿56上端處。另一方面，主體一側(cè)卡合銷機(jī)構(gòu)51，與懸吊裝置一側(cè)卡合銷機(jī)構(gòu)52的結(jié)構(gòu)基本相 同，由于上端的主體一側(cè)卡合銷58被形成為直徑小于懸吊裝置一側(cè)卡合銷57的直徑，因此 其全部的結(jié)構(gòu)構(gòu)件均被形成為，直徑略小于懸吊裝置一側(cè)卡合銷機(jī)構(gòu)52中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的 直徑。如圖2所示，在緊固臺車7上設(shè)置有懸吊裝置同步桿60。在緊固臺車7的頂板31 上，且在緊固臺車7的前進(jìn)方向(X軸方向)的后端上，與加強(qiáng)肋一起固定設(shè)置有L字狀的 安裝托架80。在安裝托架80的水平部80b上支承有同步桿升降氣缸81。來自同步桿升降 氣缸81的氣缸桿82經(jīng)由L字狀的連接構(gòu)件83而被連接在懸吊裝置同步桿60上。另外， 在連接構(gòu)件83上的安裝托架80 —側(cè)設(shè)置有導(dǎo)軌84，該導(dǎo)軌84以可升降自如的方式被卡合 在導(dǎo)桿85上，所述導(dǎo)桿85設(shè)置在安裝托架80的垂直部80a上。由于該懸吊裝置同步桿60在緊固臺車7開始在規(guī)定的操作區(qū)間內(nèi)移動時，將從緊 固臺車7上升并釣接在懸吊裝置3前進(jìn)方向的前表面上的方式被卡合，因此，懸吊裝置一側(cè) 卡合銷機(jī)構(gòu)52的懸吊裝置一側(cè)卡合銷57，將被卡合在該懸吊裝置同步桿60 (連接構(gòu)件83) 的朝向下方開口的卡合孔內(nèi)。而且，如圖1 圖3所示，在浮動臺50上固定有直動式機(jī)撲單元11，所述直動式 機(jī)撲單元11通過將X軸直動式機(jī)撲8、Y軸直動式機(jī)撲9和Z軸直動式機(jī)撲10相互連接而 構(gòu)成。這些X軸直動式機(jī)撲8、Y軸直動式機(jī)撲9和Z軸直動式機(jī)撲10由以下的結(jié)構(gòu)構(gòu)成， 即由截面為方形的棒狀體組成的X軸機(jī)撲主體部61、Y軸機(jī)撲主體部62和Z軸機(jī)撲主體 部63 ；以及從該X軸機(jī)撲主體部61、Y軸機(jī)撲主體部62和Z軸機(jī)撲主體部63的一個表面 突出的X軸機(jī)撲結(jié)合部65、Y軸機(jī)撲結(jié)合部66和Z軸機(jī)撲結(jié)合部67。具體而言，如圖1和圖2所示，在浮動臺50上，在Y軸方向的一端側(cè)沿著X軸方向 固定有X軸直動式機(jī)撲8的X軸機(jī)撲主體部61，從X軸機(jī)撲主體部61的上表面突出的X軸 機(jī)撲結(jié)合部65，與從Y軸直動式機(jī)撲9的沿著Y軸方向設(shè)置的Y軸機(jī)撲主體部62的下表面 突出的Y軸機(jī)撲結(jié)合部66連接。而且，Y軸直動式機(jī)撲9的Y軸機(jī)撲主體部62的Y軸方 向一端部，與Z軸機(jī)撲主體部63的一個表面連接，所述Z軸機(jī)撲主體部63沿Z軸方向被配 置在Z軸直動式機(jī)撲10上的緊固臺車7的外方。并且，與擰螺母機(jī)4連接的升降桿41的 下端，通過例如連接銷等，而以裝卸自如的方式被連接在Z軸機(jī)撲結(jié)合部67上，所述Z軸機(jī) 撲結(jié)合部67從Z軸機(jī)撲主體部63中連接有Y軸機(jī)撲主體部62的面的相反一側(cè)面上突出。而且，當(dāng)使擰螺母機(jī)4分別在X軸、Y軸和Z軸方向移動并到達(dá)指定的緊固位置時， 首先，X軸直動式機(jī)撲8的X軸機(jī)撲結(jié)合部61沿著X軸方向滑動，Y軸直動式機(jī)撲9和Z軸 直動式機(jī)撲10沿著X軸方向移動，并到達(dá)X軸方向上的設(shè)定位置。其次，Y軸直動式機(jī)撲9 的Y軸機(jī)撲主體部62將以Y軸機(jī)撲結(jié)合部66為基準(zhǔn)，而沿著Y軸方向滑動，Z軸直動式機(jī) 撲10沿著Y軸方向移動，并到達(dá)Y軸方向上的設(shè)定位置。然后，Z軸直動式機(jī)撲10的Z軸 機(jī)撲結(jié)合部67將沿著Z軸方向滑動，升降桿41沿著Z軸方向移動并到達(dá)Z軸方向上的設(shè) 定位置，從而使擰螺母機(jī)4到達(dá)指定的緊固位置。這些X軸直動式機(jī)撲8、Y軸直動式機(jī)撲9和Z軸直動式機(jī)撲10中，預(yù)先示教有浮 動臺50與主體2的相對位置決定之后的動作。
另外，如上所述，由于擰螺母機(jī)4通過反作用力支承構(gòu)件15，而以分別能夠向X軸、 Y軸和Z軸方向移動自如的方式被支承在緊固臺車7上，因此，擰螺母機(jī)4通過X軸直動式 機(jī)撲8向X軸方向的移動、通過Y軸直動式機(jī)撲9向Y軸方向的移動、以及通過Z軸直動式 機(jī)撲10向Z軸方向的移動均不會被反作用力支承構(gòu)件15限制。接下來，對本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的螺釘緊固裝置1的作用進(jìn)行說明。在臨時裝配有構(gòu)件的主體2以被吊在懸吊裝置3上的狀態(tài)搬送至規(guī)定的操作區(qū)間 內(nèi)時，設(shè)置在該操作區(qū)間內(nèi)的本螺釘緊固裝置1的緊固臺車7，將在各個軌道12、12上與主 體2進(jìn)行同步移動。于是，首先，懸吊裝置同步桿60從緊固臺車7處上升并以釣接在懸吊裝置3的前 表面上的方式，而被安裝在懸吊裝置3上。其次，固定在浮動臺50上的主體一側(cè)卡合銷機(jī)構(gòu)51的主體一側(cè)卡合銷58、以及懸 吊裝置一側(cè)卡合銷機(jī)構(gòu)52的懸吊裝置一側(cè)卡合銷57分別上升，并分別插穿并卡合在主體 2的卡合孔以及懸吊裝置同步桿60 (連接構(gòu)件83)的卡合孔中。另外，浮動臺50被預(yù)先設(shè)置在規(guī)定位置上，該規(guī)定位置為，在與旋轉(zhuǎn)軸6大致垂直 的平面上(X-Y平面上)，主體一側(cè)卡合銷58以及懸吊裝置一側(cè)卡合銷57能夠分別插穿在 主體2的卡合孔以及懸吊裝置同步桿60 (連接構(gòu)件83)的卡合孔中的位置。而且，為了吸 收主體2的微小晃動和緊固時的微小晃動，浮動臺50常時可沿著X-Y平面而自由移動。此外，由于浮動臺50常時可沿著X-Y平面自由移動，因此，尤其是在主體一側(cè)卡合 銷機(jī)構(gòu)51的主體一側(cè)卡合銷58無法順利地插穿在主體2的卡合孔內(nèi)的情況下等，操作者 能夠?qū)χ黧w一側(cè)卡合銷機(jī)構(gòu)51在X-Y平面上的位置進(jìn)行微調(diào)，從而使主體一側(cè)卡合銷58 插穿在主體2的卡合孔中。然后，當(dāng)完成了主體2相對于浮動臺50的定位時，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的示教內(nèi)容來驅(qū) 動X軸直動式機(jī)撲8、Y軸直動式機(jī)撲9和Z軸直動式機(jī)撲10，如上所述，擰螺母機(jī)4將分 別沿著X軸、Y軸和Z軸方向自動地進(jìn)行移動并到達(dá)指定的緊固位置。接著，擰螺母機(jī)4的 旋轉(zhuǎn)軸6被驅(qū)動從而進(jìn)行螺釘?shù)木o固。另外，當(dāng)擰螺母機(jī)4移動到指定的緊固位置時，Z軸 直動式機(jī)撲10啟動而使升降桿41進(jìn)行升降，與此同時空氣氣缸70也將啟動，并通過均衡 桿71的升降而保持主體板20在上下方向上的平衡。之后，當(dāng)依次重復(fù)該動作，并完成在全部的緊固位置上的緊固時，主體一側(cè)卡合銷 機(jī)構(gòu)51的主體一側(cè)卡合銷58、以及懸吊裝置一側(cè)卡合銷機(jī)構(gòu)52的懸吊裝置一側(cè)卡合銷57 將分別下降，從而解除主體2相對于浮動臺50的定位。與此同時，X軸直動式機(jī)撲8、Y軸 直動式機(jī)撲9和Z軸直動式機(jī)撲10將返回到圖1所示的起點(diǎn)，緊固臺車7也返回到規(guī)定的 操作區(qū)間的移動開始地點(diǎn)。而且，當(dāng)通過擰螺母機(jī)4進(jìn)行螺釘緊固時，緊固扭矩的反作用力將作為與旋轉(zhuǎn)軸6 的旋轉(zhuǎn)方向相反方向的轉(zhuǎn)動力而被施加在擰螺母機(jī)4的主體部5上，并從該主體部5經(jīng)由 主體板20和升降桿41而被傳遞到連接板40上。然后，被傳遞到連接板40上的緊固扭矩 的反作用力，將經(jīng)由平行聯(lián)桿22的各個聯(lián)桿22a、22b而被傳遞到滑塊21上。因此，由于被 傳遞到滑塊21上的轉(zhuǎn)動力(負(fù)載)，將會從擰螺母機(jī)4的主體部5經(jīng)由平行聯(lián)桿22的各個 聯(lián)桿22a、22b而被傳遞，因而與被施加在擰螺母機(jī)4的主體部5上的轉(zhuǎn)動力相比，被傳遞到 滑塊21的轉(zhuǎn)動力被大幅度地降低。
而且，被傳遞到滑塊21上的緊固扭矩的反作用力，經(jīng)由各個導(dǎo)軌25、25而被傳遞 到緊固臺車7上，并由被各個軌道12、12支承的緊固臺車7所承受。另外，通過充分?jǐn)U大一 對軌道12、12之間的寬度以及緊固臺車7的前后車輪13、13之間的距離，能夠減小作用于 各個車輪13上的力。此外，在本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的螺釘緊固裝置1中，當(dāng)在工作中X軸直動式機(jī) 撲8、Y軸直動式機(jī)撲9或Z軸直動式機(jī)撲10由于某種原因而引起工作不良時，如果解除Z 軸直動式機(jī)撲10的Z軸機(jī)撲結(jié)合部67與升降桿41的下端之間的連接，并解除擰螺母機(jī)4 與直動式機(jī)撲單元11之間的連接，則操作者能夠抓住擰螺母機(jī)4的主體部5并使其依次移 動到緊固位置處，從而對螺釘進(jìn)行緊固。在這種情況下，由于螺釘緊固時的緊固扭矩的反作用力，也被反作用力支承構(gòu)件 15所支承，因此，操作者不會受到緊固扭矩的反作用力，從而能夠容易地進(jìn)行緊固操作。如上述說明，在本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的螺釘緊固裝置1中，由于采用了使擰 螺母機(jī)4分別沿著X軸、Y軸和Z軸方向自動進(jìn)行移動的X軸直動式機(jī)撲8、Y軸直動式機(jī) 撲9和Z軸直動式機(jī)撲10，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)低推進(jìn)力下的自動化操作，并使結(jié)構(gòu)簡單化。而且，由于在本螺釘緊固裝置1中，不需要如現(xiàn)有的自動化的巨大螺釘緊固裝置 這種被安全柵包圍的專用空間，因此，能夠較大程度地縮短裝配線的長度，并且，由于本螺 釘緊固裝置1能夠以低推進(jìn)力實(shí)現(xiàn)其自動化，因此，即使在操作者于裝配線附近工作的情 況下，也能夠確保安全性。并且，由于本螺釘緊固裝置1能夠配置在操作者于附近進(jìn)行工作的裝配線上，因 此，即使在發(fā)生了緊固不良等的情況下，也能夠由操作者迅速地進(jìn)行補(bǔ)救，而且，即使在X 軸直動式機(jī)撲8、Y軸直動式機(jī)撲9或Z軸直動式機(jī)撲10中的某一個發(fā)生了工作不良的情 況下，也能夠通過解除直動式機(jī)撲單元11與擰螺母機(jī)4之間的連接而輕易地切換成手動， 從而能夠在不停止裝配線的情況下繼續(xù)進(jìn)行緊固操作。而且，在本螺釘緊固裝置1中，當(dāng)增加車型或緊固位置變更時，不用變更結(jié)構(gòu)等， 只需通過變更X軸直動式機(jī)撲8、Y軸直動式機(jī)撲9和Z軸直動式機(jī)撲10的示教內(nèi)容就能 夠進(jìn)行應(yīng)對，因此具有通用性且很實(shí)用。
1權(quán)利要求
一種螺釘緊固裝置，其特征在于，包括旋轉(zhuǎn)工具，其具有在工件上緊固螺釘?shù)男D(zhuǎn)軸以及主體部；X軸直動式機(jī)撲、Y軸直動式機(jī)撲和Z軸直動式機(jī)撲，其使該旋轉(zhuǎn)工具分別沿相互垂直的X軸、Y軸和Z軸方向移動；反作用力支承構(gòu)件，其對所述旋轉(zhuǎn)工具的主體部進(jìn)行支承以使其能夠分別沿X軸、Y軸和Z軸方向移動，并且用于限制該主體部圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動；定位單元，用于對所述工件進(jìn)行定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺釘緊固裝置，其特征在于，所述反作用力支承構(gòu)件由支承構(gòu)件和平行聯(lián)桿構(gòu)成，所述支承構(gòu)件對所述旋轉(zhuǎn)工具的 主體部圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動進(jìn)行限制；所述平行聯(lián)桿被配置在與所述旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)軸 大致垂直的平面上，并用于連接所述旋轉(zhuǎn)工具的主體部和所述支承構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺釘緊固裝置，其特征在于，直動式機(jī)撲單元通過將所述X軸直動式機(jī)撲、Y軸直動式機(jī)撲和Z軸直動式機(jī)撲相互 連接而構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺釘緊固裝置，其特征在于，所述直動式機(jī)撲單元和所述旋轉(zhuǎn)工具以裝卸自如的方式被連接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的螺釘緊固裝置，其特征在于，所述直動式機(jī)撲單元和所述定位單元被連接在浮動臺上，所述浮動臺沿著與所述旋轉(zhuǎn) 工具的旋轉(zhuǎn)軸大致垂直的平面自由移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的螺釘緊固裝置，其特征在于，在與所述工件同步移動的緊固臺車上，設(shè)置有所述旋轉(zhuǎn)工具、所述X軸直動式機(jī)撲、所 述Y軸直動式機(jī)撲、所述Z軸直動式機(jī)撲、所述反作用力支承構(gòu)件以及所述定位單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種螺釘緊固裝置，其能夠以簡單的結(jié)構(gòu)使擰螺母機(jī)等旋轉(zhuǎn)工具自動移動到緊固位置處，從而對螺釘進(jìn)行緊固，而且能夠以低推進(jìn)力實(shí)現(xiàn)該自動化操作。由于本螺釘緊固裝置(1)包括X軸直動式機(jī)撲(8)、Y軸直動式機(jī)撲(9)和Z軸直動式機(jī)撲(10)，使擰螺母機(jī)(4)分別沿相互垂直的X軸、Y軸和Z軸方向移動；反作用力支承構(gòu)件(15)，支承擰螺母機(jī)(4)的主體部(5)以使其能夠分別沿X軸、Y軸和Z軸方向移動，并限制該主體部(5)圍繞旋轉(zhuǎn)軸(6)的轉(zhuǎn)動；定位單元(16)，用于對主體(2)進(jìn)行定位，因此能夠以簡單的結(jié)構(gòu)，使擰螺母機(jī)(4)自動移動到緊固位置處從而對螺釘進(jìn)行緊固，且能夠以低推進(jìn)力實(shí)現(xiàn)該自動化操作。
文檔編號B23P19/06GK101855040SQ200880115078
公開日2010年10月6日 申請日期2008年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者富田幸治, 遠(yuǎn)山伸治 申請人:豐田自動車株式會社