本發(fā)明涉及一種機器人用螺栓擰緊裝置和螺栓擰緊機器人系統(tǒng)。

背景技術：

以往，已知一種螺栓擰緊機，其在旋具頭的軸上安裝有螺栓供給機構(gòu)(例如參照專利文獻1)。

該螺栓擰緊機在能夠沿著固定的軸上下移動的旋具頭的下方具有螺旋溜槽，該螺旋溜槽使相對于水平方向傾斜的滑行面通過螺栓的座面滑降，使螺栓從連接于螺旋溜槽上游的螺栓盒供給至螺旋溜槽螺栓。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-245581號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

然而，由于專利文獻1的螺栓擰緊機的旋具頭的動作軸是被固定的，因此，雖然能夠在螺旋溜槽上事先連接螺栓盒，但在通過移動擰緊機進行螺栓緊固的螺栓擰緊機器人中，存在無法將連續(xù)供給螺栓的螺栓盒事先連接起來的問題。

另外，還存在使用可動管來向移動的擰緊機供給螺栓的方法，但是在螺栓較短的情況下，存在螺栓在管內(nèi)旋轉(zhuǎn)或卡住的問題。

另外，還能夠通過機器人的動作來由擰緊機逐個地去取螺栓，但是無用的動作，會存在導致生產(chǎn)節(jié)拍時間延長的問題。

本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種在抑制生產(chǎn)節(jié)拍時間的增大的同時又能夠進行多個地方的螺栓擰緊的機器人用螺栓擰緊裝置和螺栓擰緊機器人系統(tǒng)。

解決問題的手段

為了達到上述目的，本發(fā)明提供以下方案。

本發(fā)明的一個方面是一種機器人用螺栓擰緊裝置，包括：擰緊機，其安裝于機器人的機械臂的前端，逐個緊固螺栓；螺栓庫，其收容多個向該擰緊機供給的所述螺栓；以及螺栓庫插入和移除機構(gòu)，其使該螺栓庫的螺栓取出位置插入到所述擰緊機的下方或者從所述擰緊機的下方移除，其中，所述螺栓庫具有通過與各所述螺栓的座面接觸來使螺栓被支承為懸垂狀態(tài)的平坦的支承面，該支承面具有在將多個所述螺栓并列地排成一列的狀態(tài)下使螺桿部分貫通的狹縫狀的開口。

根據(jù)本方面，當螺栓庫中收容多個螺栓時，各螺栓使螺桿部分貫通設置于螺栓庫的支承面的狹縫狀的開口，使螺栓的座面與支承面相接觸，從而使各螺栓以懸垂狀態(tài)支承于支承面上。在該狀態(tài)下，多個螺栓相互并列地配置在同一開口內(nèi)。

在向安裝于機器人的機械臂前端的擰緊機供給螺栓時，使支承面傾斜成為螺栓取出位置為最低位的狀態(tài)，則收容在開口內(nèi)的全部螺栓的座面在支承面上滑動并滑降，且最下側(cè)的螺栓被配置到螺栓取出位置上。在該狀態(tài)下，通過螺栓庫插入和移除機構(gòu)工作來使螺栓庫的螺栓取出位置配置到擰緊機的下方，通過擰緊機取出螺栓取出位置的螺栓。然后，通過螺栓庫插入和移除機構(gòu)工作來使螺栓庫從擰緊機的下方移走，并通過裝有螺栓的擰緊機進行螺栓擰緊作業(yè)。

即使是在一邊通過機器人改變擰緊機的位置和姿勢一邊進行螺栓的緊固的情況下，也能夠?qū)υ诼菟◣熘兴b入的數(shù)量的螺栓進行連續(xù)地螺栓擰緊作業(yè)，并且能夠在抑制生產(chǎn)節(jié)拍時間的增大的同時進行多個地方的螺栓擰緊。

在上述方面中，也可以為，所述螺栓庫在所述螺栓取出位置具有用于使所述螺栓的懸垂支承姿勢穩(wěn)定的研缽狀的凹部。

通過這樣，在支承面上滑降而被配置到螺栓取出位置的螺栓通過研缽狀的凹部而穩(wěn)定地保持懸垂支承姿勢，因此能夠更可靠地利用擰緊機進行螺栓的取出。

另外，在上述方面中，也可以為，所述螺栓庫插入和移除機構(gòu)使所述螺栓庫沿著所述擰緊機的軸方向和與該軸方向交叉的方向移動。

通過這樣，通過螺栓庫插入和移除機構(gòu)工作來使螺栓庫沿著與擰緊機的軸方向交叉的方向移動，從而能夠容易地將螺栓庫的螺栓取出位置插入到擰緊機的下方或者從擰緊機的下方移除。另外，當螺栓取出位置插入到擰緊機的下方時，通過螺栓庫插入和移除機構(gòu)來使螺栓庫沿著擰緊機的軸方向移動，使支承于螺栓取出位置處的螺栓靠近擰緊機，從而能夠容易地將螺栓裝入到擰緊機中。

另外，本發(fā)明的其它方面提供一種螺栓擰緊機器人系統(tǒng)，包括：所述機器人；上述任意一個安裝于該機器人的所述機械臂的前端的機器人用螺栓擰緊裝置；以及控制裝置，其對所述機器人和所述機器人用螺栓擰緊裝置進行控制。

根據(jù)本方面，由控制裝置對在機械臂的前端安裝有機器人用螺栓擰緊裝置的機器人進行控制，使機器人用螺栓擰緊裝置的螺栓庫的支承面傾斜，從而使螺栓的座面在支承面上滑動并將螺栓配置到螺栓取出位置、或者將螺栓裝入到螺栓庫中。

在上述方面中，也可以為，當從所述螺栓庫向所述擰緊機供給所述螺栓時，所述控制裝置控制所述機器人使所述螺栓庫以所述支承面朝向所述螺栓取出位置下降的方式傾斜。

通過這樣，僅通過機器人的工作使螺栓庫的支承面傾斜，就能夠使支承于支承面的多個螺栓向接近螺栓取出位置的方向移動，從而能夠容易地利用擰緊機進行螺栓的取出。

另外，在上述方面中，也可以為，在向所述螺栓庫裝入所述螺栓時，所述控制裝置控制所述機器人使所述螺栓庫以所述支承面朝向所述螺栓取出位置上升的方式傾斜。

通過這樣，僅通過機器人的工作使螺栓庫的支承面傾斜，就能夠使裝入到螺栓取出位置的螺栓沿著支承面的狹縫向遠離螺栓取出位置的方向移動，從而能夠容易地將螺栓裝入到螺栓庫中。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠起到在抑制生產(chǎn)節(jié)拍時間的增大的同時進行多個地方的螺栓擰緊的效果。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的螺栓擰緊機器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是表示配置于圖1的螺栓擰緊機器人系統(tǒng)的本發(fā)明的一個實施方式所涉及的機器人用螺栓擰緊裝置的立體圖。

圖3是表示圖2的機器人用螺栓擰緊裝置的螺栓庫和擰緊機吸取器的局部放大立體圖。

圖4是表示圖2的機器人用螺栓擰緊裝置的螺栓庫的平面圖。

圖5是表示圖4的螺栓庫的縱截面圖。

圖6是表示在圖4的螺栓庫中裝入有多個螺栓的狀態(tài)的縱截面圖。

圖7是表示使圖4的螺栓庫以凹部成為下側(cè)的方式傾斜的螺栓取出狀態(tài)的縱截面圖。

圖8是表示使圖4的螺栓庫以凹部成為上側(cè)的方式傾斜的螺栓裝入狀態(tài)的縱截面圖。

圖9是表示使用圖1的螺栓擰緊機器人系統(tǒng)的螺栓擰緊方法的流程圖。

具體實施方式

下面參照附圖對本發(fā)明的一個實施方式所涉及的機器人用螺栓擰緊裝置4和螺栓擰緊機器人系統(tǒng)1進行說明。

如圖1所示，本實施方式所涉及的螺栓擰緊機器人系統(tǒng)1包括機器人2、安裝在該機器人2的機械臂3的前端的機器人用螺栓擰緊裝置4以及對機器人2和機器人用螺栓擰緊裝置4進行控制的控制裝置5。

機器人2，例如是直立多關節(jié)機器人，形成為能夠任意地改變安裝在機械臂3的前端的機器人用螺栓擰緊裝置4的位置和姿勢。由此，機器人2能夠使機器人用螺栓擰緊裝置4在未圖示的螺栓送料機的裝入螺栓6的裝入位置與螺栓6的緊固對象物之間移動。

如圖2所示，本實施方式所涉及的機器人用螺栓擰緊裝置4包括：托架9，其具有安裝孔9a，該安裝孔9a安裝于機械臂3的前端的安裝接頭7上；擰緊機10，其被固定在該托架9上；進退機構(gòu)8，其使該擰緊機10沿著其軸的方向前進和后退；螺栓庫12，其能夠裝入多個螺栓6；以及螺栓庫移動機構(gòu)(螺栓庫插入和移除機構(gòu))11，其使該螺栓庫12在沿著擰緊機10的軸方向和與該軸正交的方向上移動。

擰緊機10包括：大致圓筒狀的擰緊機吸取器13，其能夠使螺栓6的頭部6a嵌合在該擰緊機吸取器13的前端并繞軸旋轉(zhuǎn)；圓棒狀的軸14，其與該擰緊機吸取器13串聯(lián)連接；以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部15，其使該軸14繞其軸線旋轉(zhuǎn)。

進退機構(gòu)8具有氣缸18，且氣缸18的缸體部16被固定于托架9上、活塞部17被固定于擰緊機10上，通過該氣缸18的工作，使活塞部17相對于缸體部16沿著擰緊機10的軸方向移動，從而使擰緊機10沿著軸方向前進和后退。

如圖3至圖6所示，螺栓庫12形成為長方體的箱狀，在比收容的螺栓6的頭部6a的高度更深的位置具有平坦的支承面19。如圖4所示，在支承面19上有狹縫狀的開口部(開口)20，該狹縫狀的開口部(開口)20的寬度尺寸比收容的螺栓6的螺桿部分6b的外徑尺寸稍大，比螺栓6的頭部6a的外徑尺寸小。如圖6所示，開口部20具有能夠收容多個并列地排成一列的螺栓6的長度尺寸。

由此，如圖6所示，將支承面19配置為大致水平，并將螺桿部分6b插入到開口部20內(nèi)，使頭部6a的座面與支承面19相接觸，從而螺栓6被支承面19支承為懸垂狀態(tài)。

另外，在開口部20的長度方向的一端設有在深度方向上逐漸變細的研缽狀的凹部21。如圖7所示，當螺栓6被配置于研缽狀的凹部21上時，沿著凹部21的傾斜面，螺栓6以定位狀態(tài)穩(wěn)定地支承在凹部21的中心。

另外，如圖7和圖8所示，通過傾斜支承面19，使與支承面19接觸的座面滑行，從而懸垂支承于支承面19的螺栓6向較低的一方下降。

例如圖7所示，使支承面19傾斜成為研缽狀的凹部21變?yōu)橄聜?cè)的狀態(tài)，從而被懸垂支承于支承面19的螺栓6向凹部21滑降并被供給至凹部21。相反地，如圖8所示，使支承面19傾斜成為凹部21變?yōu)樯蟼?cè)的狀態(tài)，從而被供給至凹部21的螺栓6向遠離凹部21的方向滑降并裝入到螺栓庫12中。

螺栓庫移動機構(gòu)11包括：第一氣缸23，其使可動構(gòu)件22相對于托架9沿擰緊機10的軸方向移動；以及第二氣缸24，其使螺栓庫12相對于可動構(gòu)件22沿與擰緊機10的軸方向正交的方向移動。

如圖3所示，通過使第二氣缸24工作來使螺栓庫12沿與擰緊機10的軸方向正交的方向移動，從而將研缽狀的凹部21配置在與擰緊機吸取器13一致的位置上，并利用擰緊機10進行螺栓6的取出和裝填。另外，如圖2所示，通過使第二氣缸24工作來將螺栓庫12從擰緊機10的軸上移走，從而能夠容易地利用擰緊機10進行螺栓擰緊的作業(yè)。

另外，能夠通過第一氣缸23的工作使螺栓庫12與擰緊機吸取器13在距離上靠近或分離。在向擰緊機吸取器13中裝入來自螺栓庫12的螺栓6時，使螺栓庫12靠近擰緊機吸取器13，在從螺栓庫12取出螺栓6之后，使螺栓庫12離開擰緊機吸取器13，并取出裝入的螺栓6。

圖中的附圖標記25是覆蓋在被移走的螺栓庫12上面的蓋，其用于防止螺栓6在機器人2進行移動的過程中從螺栓庫12脫離。

對于像這樣構(gòu)成的本實施方式所涉及的機器人用螺栓擰緊裝置4和螺栓擰緊機器人系統(tǒng)1的作用進行說明。

如圖9所示，根據(jù)本實施方式所涉及的螺栓擰緊機器人系統(tǒng)1，為了將螺栓6緊固到緊固對象物上，而如圖8所示那樣將螺栓6從配置在外部的未圖示的螺栓送料機裝入到螺栓庫12中(步驟s1)。

關于將螺栓6從螺栓送料機向螺栓庫12的裝入，將螺栓6從螺栓送料機供給至研缽狀的凹部21，通過機器人2的工作來使螺栓庫12傾斜成凹部21變?yōu)樯蟼?cè)的狀態(tài)，從而使所供給的螺栓6沿著支承面19移動到螺栓庫12的里面。

然后，判斷螺栓庫12是否裝滿(步驟s2)，在未裝滿的情況下，重復從步驟s1開始的工序。

在螺栓庫12裝滿時，使機器人用螺栓擰緊裝置4的擰緊機10向緊固對象物的上方移動(步驟s3)，并將一個螺栓6從螺栓庫12中取出到擰緊機吸取器13(步驟s4)。

關于從螺栓庫12的取出，通過機器人2的工作使螺栓庫12傾斜成凹部21變?yōu)橄聜?cè)的狀態(tài)，從而將一個螺栓6以定位狀態(tài)配置于凹部21。之后，通過第二氣缸24來將凹部21配置于擰緊機10的軸上，通過第一氣缸23使凹部21靠近擰緊機吸取器13并由擰緊機吸取器13取出被定位于凹部21的螺栓6。

在螺栓6被取出之后，通過第一氣缸23使螺栓庫12離開擰緊機吸取器13，并通過第二氣缸24將螺栓庫12從擰緊機10的軸上移走(步驟s5)。之后，通過取出了螺栓6的擰緊機10將螺栓6緊固到緊固對象物上(步驟s6)。

判斷是否緊固了預定數(shù)量的螺栓6(步驟s7)，在未完成的情況下，重復從步驟s4起的工序。在緊固了預定數(shù)量的螺栓6的情況下，判斷作業(yè)是否已經(jīng)結(jié)束(步驟s8)，在未結(jié)束的情況下，重復從步驟s1起的工序。

像這樣，根據(jù)本實施方式所涉及的機器人用螺栓擰緊裝置4和螺栓擰緊機器人系統(tǒng)1，存在以下優(yōu)點：即使是在機器人2一邊改變擰緊機10的位置和姿勢一邊進行螺栓6的緊固的情況下，也能夠?qū)β菟◣?2中所裝入的數(shù)量的螺栓6進行連續(xù)地螺栓擰緊作業(yè)，并且能夠在抑制生產(chǎn)節(jié)拍時間的增大的同時進行多個地方的螺栓擰緊。

另外，螺栓庫12在螺栓取出位置上有研缽狀的凹部21，該研缽狀的凹部21能夠穩(wěn)定螺栓6的懸垂支承姿勢，因此在支承面19上滑降并配置到螺栓取出位置的螺栓6能夠通過研缽狀的凹部21穩(wěn)定地保持懸垂支承的姿勢，從而能夠更可靠地利用擰緊機10進行螺栓的取出。

另外，螺栓庫移動機構(gòu)11使螺栓庫12沿擰緊機10的軸方向和與軸方向交叉的方向移動，因此能夠容易地將螺栓庫12的螺栓取出位置插入到擰緊機10的下方或從擰緊機10的下方移除。另外，能夠使支承在螺栓取出位置的螺栓6靠近擰緊機10，并容易地裝入到擰緊機10中。

還存在以下優(yōu)點：通過控制裝置5對在機械臂3的前端安裝有機器人用螺栓擰緊裝置4的機器人2進行控制，使機器人用螺栓擰緊裝置4所具有的螺栓庫12的支承面19傾斜，從而能夠使螺栓6的座面在支承面19上滑動并將螺栓6配置到螺栓取出位置、或者將螺栓6裝入到螺栓庫12中。

附圖標記

1：螺栓擰緊機器人系統(tǒng)

2：機器人

3：機械臂

4：機器人用螺栓擰緊裝置

5：控制裝置

6：螺栓

6b：螺桿部分

10：擰緊機

11：螺栓庫移動機構(gòu)(螺栓庫插入和移除機構(gòu))

12：螺栓庫

19：支承面

20：開口部(開口)

21：凹部