专利名称：紧固构件的紧固方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及相对于具有孔部的被紧固构件定位紧固构件，在被紧固构件上紧固紧固构件的紧固构件的紧固方法及其装置。
背景技术：
历来，众所周知的是，作为相对于被紧固构件定位紧固构件的装置，在机器人的可动部的前端将自动螺纹紧固机的可以开闭的卡爪作为检测体，该检测体由多个检测部构成，这些检测部是在卡爪的前端面按一定排列分散配置的多根的光纤的各受光端面部，其设有通过检测由各光纤传送的光来修正自动螺纹紧固机的前端和螺纹孔的位置偏差的位置修正控制装置。(例如参照特许文献1)特许文献1特开昭58-206387号公报但是，在特许文献1中公开的装置中，在将自动螺纹紧固机的前端在螺纹孔位置定位后，必须进行位置偏差的修正，从而其构成复杂并且操作繁杂，而且存在工作效率不能提高的问题。
发明内容
本发明是鉴于现有技术中存在的这些问题而构成的，其目的在于，提供一种构成简易、可以高精度地进行紧固构件的紧固作业的紧固构件的紧固方法及其装置。
为解决上述问题，本发明第一方面提供一种紧固构件的紧固方法，对于被紧固构件定位紧固构件，在被紧固构件上紧固紧固构件，其中，包括使导向机构成为开状态，并且使套筒成为前进状态的工序；在套筒上装载紧固构件的工序；使装载了紧固构件的套筒成为后退状态，并且使导向机构成为关闭状态的工序；将处于关闭状态的导向机构的前端插入被紧固构件的孔部的工序；使导向机构成为开状态，并且使装载了紧固构件的套筒前进并旋转，将紧固构件紧固在被紧固构件上的工序；将紧固构件在被紧固构件上紧固结束后，使套筒及导向机构后退的工序。
本发明第二方面提供一种紧固构件的紧固装置，对于被紧固构件定位紧固构件，并在被紧固构件上紧固紧固构件，其中，具备通过驱动源自由旋转的旋转轴主体、与该旋转轴主体的前端连结并装载紧固构件的进退自如的套筒、由与该套筒的进退动作配合作开闭动作的多个爪状构件等构成的导向机构，在被紧固构件的孔部插入关闭态的上述导向机构的前端，将在上述套筒上装载的紧固构件对于被紧固构件定位从而进行紧固。
本发明第三方面在本发明第二方面的基础上，提供紧固构件的紧固装置，其中，上述旋转轴主体是由形成第一中空室和第二中空室的气缸、与上述爪状构件的后端连结且在第一中空室内滑动自如的第一活塞、该第一活塞位于上述第一中空室的后方时用贯通孔和第一中空室连通的在上述第二中空室内滑动自如的第二活塞构成空气缸，通过上述第一活塞的动作使上述套筒进行进退动作，通过上述第二活塞的动作使上述导向机构进行开闭动作。
本发明第四方面在本发明第三方面的基础上，提供紧固构件的紧固装置，其中，上述套筒的进退动作及上述导向机构的开动作是通过由弹簧使上述第一活塞及上述第二活塞动作而进行的。
本发明第五方面提供一种紧固构件的紧固装置，对于被紧固构件定位紧固构件，并在被紧固构件上紧固紧固构件，其中，具备通过旋转驱动装置自由旋转的旋转轴主体、与该旋转轴主体的前端连接并装载紧固构件同时通过第一驱动装置进退自如的套筒、以包围该套筒和上述旋转轴主体的状态配设且通过第二驱动装置作开闭动作及进退动作的多个爪状构件等构成的导向机构，在被紧固构件的孔部插入关闭态的上述导向机构的前端，使在上述套筒上装载的紧固构件对于被紧固构件定位而进行紧固。
根据以上所述的本发明，通过在被紧固构件的孔部插入由多个爪状构件构成的导向机构的前端，从而能够容易地将在上述套筒上装载的紧固构件对于被紧固构件进行定位，且可以高精度地进行紧固构件的紧固作业。
另外，根据本发明的第五方面，若将套筒进退动作的驱动装置和导向机构开闭动作及进退动作的驱动装置分别独立设置，则可以独立地调节套筒进退动作的速度及定时、和导向机构的开闭动作及进退动作的速度及定时，从而能够实现圆滑的紧固作业。
图1是本发明的紧固构件的紧固装置的第一实施例(导向机构为关闭状态，未安装六角螺栓的套筒为后退状态)的侧面图；图2是本发明的紧固构件的紧固装置的第一实施例(导向机构为关闭状态，安装六角螺栓的套筒为后退状态)的剖面图；图3是本发明的紧固构件的紧固装置的第一实施例(导向机构为开状态，安装六角螺栓的套筒为前进状态)的剖面图；图4是本发明的紧固构件的紧固装置的第一实施例(导向机构为关闭状态，未安装六角螺栓的套筒为后退状态)的主视图；图5是图1的A-A线剖面图；图6是表示本发明的紧固构件的紧固方法的操作顺序的流程图；图7是本发明的紧固构件的紧固装置的第二实施例(导向机构为关闭状态，未安装六角螺栓的套筒为后退状态)的俯视图；图8是本发明的紧固构件的紧固装置的第二实施例(导向机构为关闭状态，未安装六角螺栓的套筒为后退状态)的剖面图；图9是本发明的紧固构件的紧固装置第二实施例(导向机构为开状态，未安装六角螺栓的套筒为后退状态)的主视图；图10是表示本发明的紧固构件的紧固装置的第二实施例的操作顺序的流程图；图11是紧固构件的紧固装置的动作说明图(导向机构为开状态，未安装六角螺栓的套筒为后退状态)；图12是紧固构件的紧固装置的动作说明图(导向机构为开状态，未安装六角螺栓的套筒为前进状态)；图13是紧固构件的紧固装置的动作说明图(导向机构为开状态，安装六角螺栓的套筒为前进状态)；图14是紧固构件的紧固装置的动作说明图(导向机构为开状态，安装六角螺栓的套筒为后退状态)；图15是紧固构件的紧固装置的动作说明图(导向机构为关闭状态，安装六角螺栓的套筒为后退状态)；图16是紧固构件的紧固装置的动作说明图(定心的状态)；图17是紧固构件的紧固装置的动作说明图(导向机构在关闭状态下后退，安装六角螺栓的套筒为后退状态)；图18是紧固构件的紧固装置的动作说明图(导向机构为开主体，安装六角螺栓的套筒为后退状态)；图19是紧固构件的紧固装置的动作说明图(六角螺栓对螺母N的紧固结束的状态)；图20是紧固构件的紧固装置的动作说明图(导向机构为开主体，未安装六角螺栓的套筒为后退状态)。
具体实施例方式
下面，参照附图就本发明的实施例进行说明。在此，图1是本发明的紧固构件的紧固装置的第一实施例的侧面图，图2及图3是同一剖面图，图4是同一主视图，图5是图1的A-A线剖面图，图6是表示本发明的紧固构件的紧固方法的操作顺序的流程图，图7是本发明的紧固构件的紧固装置的第二实施例的俯视图，图8是同一剖面图，图9是同一主视图，图10是表示同一紧固操作顺序的流程图，图11～图20是同一动作说明图。
本发明的紧固构件的紧固装置的第一实施例的构成如图1所示，具有通过空气驱动源(未图示)旋转自如的旋转轴主体1、与旋转轴主体1的前端连接并安装作为紧固构件的六角螺栓2的进退自如的套筒3、和配合套筒3的进退动作而进行开闭动作的三个爪状构件4等构成的导向机构5。另外，紧固作为紧固构件的六角螺栓2的被紧固构件1是在板金构件的里面以焊接的方式固定的螺母7。
旋转轴主体1如图2或图3所示，空气缸16由以下构件构成形成第一中空室10和第二中空室11的汽缸12；在第一中空室10内滑动自如的第一活塞13；第一活塞13位于第一中空室10的后方时，通过贯通孔14与第一中空室10连通的在第二中空室11内滑动自如的第二活塞15。
另外，第一活塞13经由与第一活塞13一体形成的滑块17与三个爪状构件4的后端部4a连结。另外，18是将来自空气供给源(未图示)的空气供给空气缸16的空气供给管，19、20是排气孔。
第一活塞13通过由空气供给源供给的空气进行后退动作，在空气供给源的空气供给中断时，利用弹簧21经由滑块17进行前进动作。第二活塞15利用空气供给源通过第一中空室10和贯通孔14供给的空气进行前进动作，在空气供给源的空气供给中断时，通过弹簧22进行后退动作。
套筒3经由六角形状的杆23与第二活塞15连结。将杆23制造成如图5所示的六角形状是为了使汽缸12从动旋转。再有，在套筒3内形成六角螺栓2的头部2a可以插入的六角形状的孔部3a，进而在孔部3a的底部固定有吸住六角螺栓2的头部2a的磁铁24。
并且，套筒3通过第二活塞15的动作进行进退动作，在装着六角螺栓2的前进状态通过空气驱动源进行的旋转轴主体1的旋转进行旋转(紧固)动作。
导向机构5，如上所述，将三个爪状构件4以旋转轴主体1的旋转轴为中心以中心角为120度配置，通过第一活塞13的动作进行开闭动作。另外，为了圆滑地进行导向机构5的闭动作，在爪状构件4的中央附近卷缠由弹性构件构成的带25。
而且，在导向机构5为关闭状态时，三个爪状构件4的前端部4b如图4所示合为一体，该合为一体的前端部26插入作为被紧固构件的螺母7的开口部7a，成为六角螺栓2相对于螺母7的定心。
下面，就本发明的紧固构件的紧固装置的第一实施例的动作及本发明的紧固构件的紧固方法，按图6表示的紧固方法的操作顺序的流程图进行说明。另外，本发明的紧固构件的紧固装置的第一实施例通过浮动机构(未图示)装载在工业用机器人等的自动机上。
首先，在步骤SP1中，驱动自动机使图1所示的状态的紧固构件的紧固装置(导向机构5为关闭状态，位装载六角螺栓2的套筒3为后退状态)移动至六角螺栓2的供给位置。而且，从空气供给源通过空气供给管18将空气供给到第一中空室10，使第一活塞13即滑块17后退，从而使三个爪状构件4即导向机构5成为开状态。
于是，在步骤SP2中，由于第一活塞后退到规定位置，从而第一中空室10和贯通孔14连通，来自于空气供给源的空气也供给第二中空室11，使第二活塞15前进，从而使套筒3成为前进状态。
其次，在步骤SP3中，使用磁铁24在套筒3内装载六角螺栓2。
再次，在步骤SP4中，停止来自于空气供给源的空气供给，利用弹簧22的弹力使第二活塞15后退，使装载六角螺栓2的套筒3后退。
同时，在步骤SP5中，利用弹簧21的弹力使第一活塞13即滑块17前进，从而三个爪状构件4即导向机构5成为闭状态。
其次，在步骤SP6中，如图2所示，驱动自动机使紧固构件的紧固装置移动至紧固位置，将旋转轴主体1的旋转轴相对于在板金构件6的里面以焊接方式固定的螺母7的开口部7a垂直，同时将导向机构5的前端部26插入开口部7a内。
再次，在步骤SP7中，通过空气供给管18将空气供给源的空气供给到第一中空室10，使第一活塞13即滑块17后退，从而使三个爪状构件4即导向机构5成为开状态。
再次，在步骤SP8中，如图3所示，由于第一活塞后退到规定位置，从而第一中空室10和贯通孔14连通，将来自于空气供给源的空气也供给到第二中空室11，使第二活塞15前进，使套筒3前进，同时通过空气驱动源使旋转轴主体1即套筒3旋转，从而将六角螺栓2紧固在螺母7上。
而后，在步骤SP9中，达到所规定的紧固扭矩时，停止旋转轴主体1的旋转动作，驱动自动机将套筒3从六角螺栓2的头部2a拆下，使其返回至原位置。
以上，对于六角螺栓2紧固螺母7的操作结束。
下面，本发明的紧固构件的紧固装置的第二实施例的构成如图7及图8所示，具有通过旋转驱动装置31旋转自如的旋转轴主体32；与旋转轴主体32的前端连接，并装载作为紧固构件的六角螺栓，同时通过第一驱动装置33进退动作自如的套筒34；以包围套筒34和旋转轴主体32的状态设置，并通过第二驱动装置35作开闭动作及进退动作的由两个爪状构件36、37等构成导向机构38。另外，紧固六角螺栓的被紧固构件是在板金构件的里面用焊接方式固定的螺母。
旋转轴主体32如图8所示，具有第一空气缸43。第一空气缸43由第一气缸40、在第一气缸40内滑动自如的第一活塞41、及在第一活塞41上安装一端的杆42构成。第一活塞41通过在第一气缸40内压缩装配的弹簧44向后退方向施力。另外，在杆42的另一端安装有套筒34。
而且，由第一空气缸43、供给将第一活塞41向前进方向推压的空气的第一电磁阀45、及通过空气供给源(未图示)等构成使套筒34进退自如的第一驱动装置33。在第一电磁阀45增设调节第一活塞41的进退动作速度的功能。第一活塞41通过经由第一电磁阀45从空气供给源供给的空气而作前进动作，当空气供给源的空气供给中断时，通过弹簧44进行后退动作。46是支承杆42同时用于将弹簧44压缩装配在第一活塞41内的盖构件。
套筒34通过六角形状的杆42与第一活塞41连结。将杆42制造成如图8所示的六角形状是为了将旋转驱动装置31的旋转通过第一气缸40、盖构件46等切实地传送给与杆42连结的套筒34。另外，如图9所示，在套筒34上形成六角螺栓的头部能够插入的六角形状的孔部34a，进而在孔部34a的底部固定着吸附六角螺栓的头部的磁铁47。
其次，套筒34通过第一活塞41的动作进行进退动作，在装着六角螺栓的前进状态下，通过旋转驱动装置31进行的旋转轴主体32的旋转进行旋转(紧固)动作。另外，48、49a、49b是用于使旋转轴主体32圆滑地旋转的轴承。
导向机构38配设在旋转轴主体32的周围，具有第二空气缸53和两个爪状构件36、37。第二空气缸53由第二气缸50和在第二气缸50和第一气缸40之间配设且滑动自如的第二活塞51构成。第二活塞51通过在第二气缸50内压缩设置的弹簧54压向前进方向。另外，第二活塞51内设置有用于使进退动作圆滑进行的滑块55、和安装爪状构件36、37的后端部36a、37a的托架56。
其次，由第二空气缸53、供给将第二活塞51压向后退方向的空气的第二电磁阀57、及空气供给源等(未图示)构成使两个爪状构件36、37开闭自如的进行的第二驱动装置35。第二电磁阀57上增设了调整第二活塞51的后退动作的速度的功能。第二活塞51经由第二电磁阀57利用空气供给源供给的空气进行后退动作，在来自于空气供给源的空气供给中断时，利用弹簧54进行后退动作。
两个爪状构件36、37以旋转轴主体32的旋转轴为中心，以中心角为180度而配置，在第二活塞51的后退动作中，爪状构件36、37的里面倾斜部36c、37c在与第二气缸50的前端倾斜部50a相接的状态下进行后退动作，由此爪状构件36、37达到闭状态。另外，为了使爪状构件36、37的开闭动作圆滑地进行，在爪状构件36、37的前端旁边附近安装弹簧58，以使爪状构件36、37总是处于闭状态。
另外，如图16所示的紧固构件的紧固装置的动作，在爪状构件36、37为关闭状态时，两个爪状构件36、37的前端部36b、37b合为一体，其合为一体的前端部59插入作为被紧固构件的螺母N的孔部Na内，成为六角螺栓B相对于螺母N的中心。
下面，就本发明的紧固构件的紧固装置的第二实施例的动作按图10所示的流程图进行说明。另外，本发明的紧固构件的紧固装置的第二实施例通过浮动机构(未图示)装载在工业用机器人等自动机上。
首先，在步骤SP11中，驱动自动机使图8所示的状态的紧固构件的紧固装置(导向机构38为关闭状态，未装载六角螺栓的套筒34为后退状态)移动至六角螺栓的供给位置。然后，如图11所示，从空气供给源通过第二电磁阀57将空气供给到第二气缸50内，使第二活塞51后退，使的两个爪状构件36、37即导向机构38成为开状态。
其次，在步骤SP12中，如图12所示，在导向机构38处于开的状态下，从空气供给源通过第一电磁阀45将空气供给到第一气缸40内，使第一活塞41前进，从而使套筒34成为前进状态。
然后，在步骤SP13中，如图13所示，在导向机构38处于开的状态下，以套筒34为前进状态，使用磁铁47在套筒34内装载六角螺栓B。
其次，在步骤SP14中，如图14所示，在导向机构38处于开的状态下，通过第一电磁阀45将空气从空气供给源向第一气缸40内的供给停止，并通过弹簧44的弹力使第一活塞41后退，从而使装载有六角螺栓B的套筒34后退。
再次，在步骤SP15中，如图15所示，通过第二电磁阀57将空气从空气供给源向第二气缸50内的供给停止，同时大气开放，并利用弹簧54的弹力使第二活塞51前进，从而两个爪状构件36、37即导向机构38成为闭状态。
再次，在步骤SP16中，如图16所示，驱动自动机使紧固构件的紧固装置向紧固位置移动，使旋转轴主体32的旋转轴相对于在板金构件W的里面以焊接方式固定的螺母N的孔部Na垂直，同时，将导向机构38的前端部59插入孔部Na内。由此，成为六角螺栓B相对于螺母N的中心。
再次，在步骤SP17中，如图17所示，从空气供给源通过第二电磁阀57向第二气缸50内供给空气，使第二活塞51后退时，直至爪状构件36、37的里面倾斜部36c、37c与第二气缸50的前端倾斜部50a相接，导向机构38在将两个爪状构件36、37的前端部36b、37b合为一体的状态下后退。
这样，导向机构38由于在至少在爪状构件36、37合为一体的前端部59从螺母N的孔部Na到退避的期间使两个爪状构件36、37的前端部36b、37b合为一体的状态下后退，因此，其不干涉螺母N，可以进行下面的动作。
进而，第二活塞51后退，爪状构件36、37的里面倾斜部36c、37c与第二气缸50的前端倾斜部50a相接时，两个爪状构件36、37就开始打开，如图18所示，导向机构38变成开状态。
再次，在步骤SP18中，如图19所示，在导向机构38处于开的状态下，从空气供给源通过第一电磁阀45向第一气缸40内供给空气，使第一活塞41前进，从而使套筒34前进，同时，利用旋转驱动装置31使旋转轴主体32、即套筒34旋转，从而使六角螺栓B紧固在螺母N上。
而后，在步骤SP19中，一达到所规定的紧固扭矩，就停止旋转轴主体32的旋转动作，如图20所示，在导向机构38仍然处于开的状态下，停止空气从空气供给源向第一气缸40内的供给，同时开放大气，并利用弹簧44的弹力使第一活塞41后退，使套筒34后退，以将其从六角螺栓B的头部Ba拆下。
再者，利用第二电磁阀57停止空气从空气供给源向第二气缸50内的供给，并利用弹簧54的弹力使第二活塞51前进，使两个爪状构件36、37即导向机构38成为闭状态。然后，驱动自动机，恢复至原位置。
以上，对于六角螺栓B的螺母N紧固操作结束。
工业上的可利用性根据本发明，只在被紧固构件的孔部插入由多个爪状构件构成的导向机构的前端，即可将装载在套筒上的紧固构件容易地对被紧固构件进行定位，而且，可以高精度地进行紧固构件的紧固作业，因此，在汽车生产工厂等作为简易自动化紧固装置是有效的。
权利要求
1.一种紧固构件的紧固方法，相对于被紧固构件定位紧固构件，并在被紧固构件上紧固紧固构件，其特征在于，包括使导向机构成为开状态，并且使套筒成为前进状态的工序；在套筒上装载紧固构件的工序；使装载了紧固构件的套筒成为后退状态，并且使导向机构成为关闭状态的工序；将处于关闭状态的导向机构的前端插入被紧固构件的孔部的工序；使导向机构成为开状态，并且使装载了紧固构件的套筒前进并旋转，将紧固构件紧固在被紧固构件上的工序；将紧固构件在被紧固构件上紧固结束后，使套筒及导向机构后退的工序。
2.一种紧固构件的紧固装置，其相对于被紧固构件定位紧固构件，并在被紧固构件上紧固紧固构件，其特征在于，具备通过驱动源自由旋转的旋转轴主体、与该旋转轴主体的前端连结并装载紧固构件的进退自如的套筒、由与该套筒的进退动作配合进行开闭动作的多个爪状构件等构成的导向机构，并且，在被紧固构件的孔部插入关闭状态的上述导向机构的前端，将在上述套筒上装载的紧固构件相对于被紧固构件定位并紧固。
3.如权利要求2所述的紧固构件的紧固装置，其特征在于，上述旋转轴主体，由形成第一中空室和第二中空室的气缸、与上述爪状构件的后端连结且在所述第一中空室内滑动自如的第一活塞、在该第一活塞位于上述第一中空室的后方时由贯通孔和上述第一中空室连通的上述第二中空室内滑动自如的第二活塞构成空气缸，通过上述第一活塞的动作使上述套筒进行进退动作，通过上述第二活塞的动作使上述导向机构进行开闭动作。
4.如权利要求3所述的紧固构件的紧固装置，其特征在于，上述套筒的后退动作及上述导向机构的开动作通过由弹簧使上述第一活塞及上述第二活塞动作而进行。
5.一种紧固构件的紧固装置，其相对于被紧固构件定位紧固构件，并在被紧固构件上紧固紧固构件，其特征在于，具备通过旋转驱动装置自由旋转的旋转轴主体、与该旋转轴主体的前端连结并装载紧固构件同时通过第一驱动装置进退自如的套筒、以包围该套筒和上述旋转轴主体的状态配置且通过第二驱动装置进行开闭动作及进退动作的多个爪状构件等构成的导向机构，并且，在被紧固构件的孔部插入关闭状态的上述导向机构的前端，将在上述套筒上装载的紧固构件相对于被紧固构件定位并紧固。
全文摘要
本发明提供一种紧固构件的紧固装置，对于具有开口部(7a)的螺母(7)定位并紧固六角螺栓(2)，其中，具备通过驱动源自由旋转的旋转轴主体(1)、与旋转轴主体(1)的前端连接且装载六角螺栓(2)的进退自如的套筒(3)、以及由与套筒(3)的进退动作配合作开闭动作的三个爪状构件(4)构成的导向机构(5)。而且，在螺母(7)的开口部(7a)插入关闭态的导向机构(5)的前端，对于螺母(7)定位并紧固套筒(3)上装载的六角螺栓(2)。
文档编号B25B23/14GK1950176SQ20058001405
公开日2007年4月18日 申请日期2005年2月18日 优先权日2004年3月8日
发明者野口纯男, 片峰刚, 小山启高 申请人:本田技研工业株式会社