專利名稱：螺紋部件松緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進行螺紋部件的聯(lián)結(jié)或松開的螺紋部件松緊裝置。
背景技術(shù)：
螺紋部件與工件擰緊時，緊固周期時間的縮短即緊固作業(yè)的高速化為重要的課題，為解決該問題提案有專利文獻I 5公示的各種的螺紋部件聯(lián)結(jié)機。專利文獻I 4中公示的螺紋部件聯(lián)結(jié)機具有兩個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源，其為用于使緊固工具以高速 低扭矩進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的第一驅(qū)動裝置、和用于以低速 高扭矩進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的第二驅(qū)動裝置。專利文獻I的螺紋部件聯(lián)結(jié)機在第一驅(qū)動裝置驅(qū)動時，利用單向離合器的空轉(zhuǎn)作用，不承受第二驅(qū)動裝置的減速阻力。另外，在專利文獻2 4的螺紋部件聯(lián)結(jié)機 中，用帶向輸出軸乃至緊固工具傳遞第一驅(qū)動裝置的驅(qū)動，第二驅(qū)動裝置的驅(qū)動用減速機進行減速 增力后，僅在電磁離合器結(jié)合時，能夠向輸出軸乃至緊固工具進行傳遞。根據(jù)這些專利文獻I 4的螺紋部件聯(lián)結(jié)機，能夠以高速 低扭矩預緊固直至使螺紋部件落座，之后，能夠以低速 高扭矩擰緊直到最終的目標擰緊扭矩，但是，由于需要兩個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源，因此，存在裝置的大型化及重量增大、消耗電量增大等問題。因此，提案有如專利文獻5所述的用一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源切換上述的高速 低扭矩擰緊、低速 高扭矩擰緊的螺紋部件聯(lián)結(jié)機。該專利文獻5的螺紋部件聯(lián)結(jié)機具有使來自驅(qū)動電動機的輸入經(jīng)由減速機的輸出、和不經(jīng)由減速機的輸出這兩個系統(tǒng)輸出的結(jié)構(gòu)，通過在旋轉(zhuǎn)傳遞路途上組合多個單向離合器，從而在電動機正轉(zhuǎn)時向驅(qū)動軸傳遞不經(jīng)由減速機的高速 低扭矩的輸出，在電動機反轉(zhuǎn)時向驅(qū)動軸傳遞經(jīng)由減速機的低速 高扭矩的輸出。專利文獻I :特開2004 - 283948號公報專利文獻2 :特開2008 — 6560號公報專利文獻3 :特開2009 - 160709號公報專利文獻4 :特開2009 - 178823號公報專利文獻5 :特開2008 - 114303號公報根據(jù)專利文獻5的螺紋部件聯(lián)結(jié)機，用一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源就能夠?qū)崿F(xiàn)以高速 低扭矩擰入螺絲直到使螺紋部件落座，之后以低速 高扭矩擰緊直到目標擰緊扭矩的作業(yè)。但是，在該螺紋部件聯(lián)結(jié)機中，由于在螺紋部件的擰緊中利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動，因此不能使驅(qū)動軸反轉(zhuǎn)。因此，存在解除將螺紋部件擰緊直到目標擰緊扭矩時所產(chǎn)生的螺紋部件頭部和緊固工具的固接(咬合)的情況下等、不能使緊固工具反轉(zhuǎn)等的問題。另外，為了與螺紋部件的松開作業(yè)相對應，不僅需要制成使單向離合器反轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)等聯(lián)結(jié)機的組合，而且，也存在不能適應螺紋部件的擰緊作業(yè)和松開作業(yè)共存現(xiàn)場等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于以上的課題而創(chuàng)立的，其目的在于，提供一種螺紋部件松緊裝置，用一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源能夠?qū)崿F(xiàn)高速且扭矩精度高的螺紋部件的聯(lián)結(jié)、松開這兩種動作。為實現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供一種螺紋部件松緊裝置，其特征在于，設有第一輸入軸，其接受旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)；第二輸入軸，其被可旋轉(zhuǎn)地設置；第一離合器裝置，其以將所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源的驅(qū)動可向第一輸入軸及第二輸入軸雙方傳遞的狀態(tài)和不可向第二輸入軸傳遞的狀態(tài)進行切換；減速機，其與所述第一輸入軸連結(jié)，以規(guī)定的減速比將第一輸入軸的旋轉(zhuǎn)減速并可輸出；輸出軸，其連結(jié)與螺紋部件的頭部可卡合的緊固工具，同時接受所述第二輸入軸的旋轉(zhuǎn)而成為可旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)；第二離合器裝置，其以將所述減速機的輸出旋轉(zhuǎn)可向輸出軸傳遞的狀態(tài)和不可傳遞的狀態(tài)進行切換；控制單元，其以所述第一離合器裝置及第二離合器裝置的旋轉(zhuǎn)傳遞狀態(tài)在螺紋部件的擰緊中或松開中的每一工序成為規(guī)定的旋轉(zhuǎn)傳遞狀態(tài)的方式來控制第一離合器裝置及第二離合器裝置。另外，優(yōu)選的是，所述控制單元在將螺紋部件以高速擰緊的工序或以高速松開的工序中，將第一離合器控制為可向第二輸入軸傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源的驅(qū)動的狀態(tài)，并且，將第二離合器控制為不可向輸出軸傳遞減速機的輸出旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。另外，優(yōu)選的是，控制單元在將螺紋部件以高扭矩擰緊的工序或以高扭矩松開的工序中，將第一離合器控制為不可向第二輸入軸傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源的驅(qū)動的狀態(tài)，并且，將第二離合器裝置控制為可向輸出軸傳遞減速機的輸出旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。 另外，優(yōu)選的是，控制單元在螺紋部件落座之前，控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源以使輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度減速為規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度。進而，優(yōu)選的是，控制單元在螺紋部件落座后直到擰緊結(jié)束的期間，控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源以使輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度逐步或無級地減速。另外，優(yōu)選的是，減速機為諧波傳動(注冊商標)，其設為第一輸入軸與電波發(fā)生器連結(jié)，第二離合器裝置傳遞柔輪的輸出。另外，優(yōu)選的是，第一離合器裝置及第二離合器裝置為分別具備可通過電磁力結(jié)合 分離的輸入部和輸出部的電磁離合器。用一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源以高速 低扭矩使螺紋部件旋轉(zhuǎn)高速地進行擰入直到落座，落座后以低速 高扭矩使之旋轉(zhuǎn)緊固至規(guī)定的擰緊扭矩，能夠進行螺紋部件的高速 高精度的擰緊。另外，將已經(jīng)擰緊的螺紋部件一邊以低速 高扭矩進行扭矩監(jiān)視一邊可靠地松開，在降低松開扭矩后，能夠以高速 低扭矩來高速地松開并卸下，可進行螺紋部件的高速 高精度的松開。這樣，能夠?qū)⑤敵鲚S以低速 高扭矩、高速 低扭矩向擰緊螺絲的方向及松開螺絲的方向這兩方自由地旋轉(zhuǎn)所希望的角度，因此，通過目前有難度的螺紋部件的擰緊也能夠進行使與螺紋部件頭部固接的緊固工具稍微反轉(zhuǎn)而解除固接的作業(yè)等。另外，以在螺紋部件落座時的沖擊扭矩下發(fā)生預緊固扭矩的額定輸出小的電動機能夠?qū)崿F(xiàn)上述的效果，因此，也有能夠?qū)崿F(xiàn)消耗電力少的螺紋部件松緊裝置，可有利于節(jié)省能量等的優(yōu)點。另外，控制單元在螺紋部件落座之前，控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源以使輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度減速為規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度，因此，能夠?qū)⒙渥鶗r的沖擊扭矩抑制地極低。因此，能夠防止沖擊扭矩導致的螺紋部件的過度擰緊。因此，能夠以目標的擰緊扭矩正確地結(jié)束擰緊。另外，在螺紋部件落座后直到擰緊結(jié)束的期間，以使輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度逐步或無級地減速的方式來控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源，因此，能夠防止在擰緊結(jié)束時螺紋部件為過度擰緊。因此，更能夠以目標擰緊扭矩正確地結(jié)束擰緊。


圖I是表示本發(fā)明的螺紋部件松緊裝置的剖面圖2是表示本發(fā)明的螺紋部件松緊裝置的概略構(gòu)成的動作說明圖；圖3是表示本發(fā)明的螺紋部件松緊裝置的概略構(gòu)成的動作說明圖；圖4是表示本發(fā)明的螺紋部件松緊裝置的驅(qū)動控制的圖表；圖5是將輸出軸的轉(zhuǎn)數(shù)和沖擊扭矩的大小與減速比分別比較的圖表。符號說明I、螺紋部件松緊裝置2、殼體3、AC伺服電動機 4、主動齒形帶輪5、第一輸入軸6、從動齒形帶輪7、齒形帶8、電磁離合器9、第二輸入軸11、輸出軸12、減速機13、聯(lián)軸器14、多齒離合器15、變形體16、應變計17、安裝凸緣18、控制單元18a、控制部18b、離合器控制部18c、電動機驅(qū)動部18d、解析器驅(qū)動部18e、離合器控制部18f、扭矩檢測部1此、操作部18h、顯示部18i、存儲部
具體實施例方式下面，基于

本發(fā)明的實施方式。圖I中，I是用于聯(lián)結(jié)或松開螺絲、螺栓、螺母等螺紋部件的螺紋部件松緊裝置，具有安裝于殼體2的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源之一例的AC伺服電動機3(以下，簡稱為電動機3)。在該電動機3上組裝有解析器3b，其可檢測該電動機3的驅(qū)動軸3a的旋轉(zhuǎn)角而構(gòu)成。在該電動機3的驅(qū)動軸3a上一體可旋轉(zhuǎn)地連結(jié)有主動齒形帶輪4 (以下，簡稱為主動輪4)。在該電動機3的橫位置設有與驅(qū)動軸3a軸線平行地延伸并可旋轉(zhuǎn)地支承中空圓筒狀的第一輸入軸5,在該第一輸入軸5上,在其上部一體連結(jié)有從動齒形帶輪6 (以下，簡稱為從動輪6)。在該從動輪6和上述主動輪4上卷繞嚙合有環(huán)狀的齒形帶7,其構(gòu)成為能夠?qū)㈦妱訖C3的驅(qū)動向第一輸入軸5傳遞。另外，在從動輪6的上部,作為第一離合器裝置之一例設有電磁離合器8,在該電磁離合器8插通上述第一輸入軸5,且連結(jié)有相對于第一輸入軸5可旋轉(zhuǎn)地設置的實心的第二輸入軸9。上述電磁離合器8具有與從動輪6可一體旋轉(zhuǎn)地連結(jié)的輸入部81、與第二輸入軸9可一體旋轉(zhuǎn)地連結(jié)的輸出部82、線圈部83。線圈部83通過通電而成為電磁鐵，由此可構(gòu)成為使輸入部81與輸出部82磁力結(jié)合。平時，不對線圈部83通電，輸入部81和輸出部82分離并處于不能向第二輸入軸9傳遞電動機3的驅(qū)動的狀態(tài)，但是，如果向線圈部83通電而輸入部81和輸出部82結(jié)合，則就成為可向第二輸入軸9傳遞電動機3的驅(qū)動的狀態(tài)。上述第二輸入軸9插通第一輸入軸5內(nèi)并延伸,在其前端連結(jié)有輸出軸11。該輸出軸11由與第二輸入軸9連結(jié)的傳遞軸部111、通過使花鍵軸部112a插入、嚙合于該傳遞軸部111前端的花鍵孔部Illa而與傳遞軸部111可一體旋轉(zhuǎn)地連結(jié)的主體軸部112構(gòu)成。 在該輸出軸11的主體軸部112前端，直接連結(jié)或經(jīng)由各種接頭連結(jié)有與螺絲的頭部卡合用于與此進行旋轉(zhuǎn)傳遞的螺絲刀、套管等緊固工具(未圖示)。另外，上述第一輸入軸5的前端與減速機12連結(jié)。該減速機12 —般作為諧波傳動(注冊商標)是公知的，第一輸入軸5與該電波發(fā)生器121連結(jié)。該減速機12米用將剛性齒輪122與本螺紋部件松緊裝置I的殼體2固定，利用柔輪123使通過電波發(fā)生器121輸入的旋轉(zhuǎn)進行減速 反轉(zhuǎn)并輸出，作為所謂的諧波傳動(注冊商標)減速機的一般的使用構(gòu)造。減速比為I / 30。上述減速機12的柔輪123與可旋轉(zhuǎn)地配置于殼體2內(nèi)的中空圓筒狀的聯(lián)軸器13連結(jié)。該聯(lián)軸器13與第二離合器裝置之一例的多齒離合器14連結(jié)。該多齒離合器14為電磁離合器，其構(gòu)成具有與上述聯(lián)軸器13可一體旋轉(zhuǎn)地連結(jié)的輸入部141、與上述輸出軸11的傳遞軸部111可一體旋轉(zhuǎn)地連結(jié)的輸出部142、使該輸出部142和輸入部141以保持分離的方式施力的施力裝置(未圖不)、固定于殼體2的線圈部143。輸入部141和輸出部142為將彼此的對向面制成環(huán)狀的圓盤面，在其周緣部形成有齒部141a、142a的結(jié)構(gòu)，其以通過向上述線圈部143通電而發(fā)生的電磁力使齒部141a、142a卩齒合結(jié)合的方式構(gòu)成。該多齒離合器14平時不向線圈部143通電，輸入部141和輸出部142分離，成為不能向輸出軸11傳遞減速機12的輸出旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，但是，在向線圈部143通電而輸入部141和輸出部142結(jié)合時，成為可向輸出軸11傳遞減速機12的輸出旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。另外，在殼體2的下部一體連結(jié)有中空圓筒狀的變形體15。在該變形體15上粘貼有應變計16，以輸出與變形體15的變形量相應的電信號的方式構(gòu)成。另外，在變形體15的下部，在螺絲緊固機器人的臂(未圖示)及機臺(未圖示)等上一體固定有可固定的安裝凸緣17。18為控制單元，其具備控制部18a、接受來自該控制部18a的指令并驅(qū)動控制上述電動機3的電動機驅(qū)動部18c、向上述解析器3b施加勵磁電壓并同時根據(jù)該輸出電壓計算旋轉(zhuǎn)角度的解析器驅(qū)動部18d、接受來自控制部18a的指令并對上述電磁離合器8進行通電控制的離合器控制部18b、同樣接受來自控制部18a的指令并對上述多齒離合器14進行通電控制的離合器控制部18e、存儲有電動機3的驅(qū)動控制所需的各種程序 參數(shù)等的存儲部18i、進行各種信息的輸入的操作部18g、顯示各種信息的顯示部18h。下面，使用圖2及圖3說明本螺紋部件松緊裝置I的動作。在此，在圖2及圖3中用淺墨涂敷的部位表示在各自的狀態(tài)下接受旋轉(zhuǎn)傳遞進行旋轉(zhuǎn)的部位，其中實施了濃墨的部位表示接受減速機12的輸出(減速 增力的旋轉(zhuǎn))進行旋轉(zhuǎn)的部位。另外，圖中的各箭頭表不各部分的旋轉(zhuǎn)方向。本螺紋部件松緊裝置I進行如下各工序用于將螺紋部件從擰入螺絲開始以高速 低扭矩擰緊直到預緊固扭矩的“高速擰緊”、用于將螺紋部件以低速 高扭矩從預緊固扭矩擰緊直到最終的目標擰緊扭矩的“高扭矩擰緊”、將已經(jīng)擰緊的螺紋部件以低速 高扭矩松開直到規(guī)定的松開扭矩的“高扭矩松開”、及在高扭矩松開后將螺紋部件以高速 低扭矩松開且分解的“高速松開”。而且，表I表示各工序下的電動機3的驅(qū)動狀態(tài)、電磁離合器8和多齒離合器14的旋轉(zhuǎn)傳遞狀態(tài)。該表I的“0N”是指給各離合器的線圈部通電而輸入部和輸出部結(jié)合的狀態(tài)，另外，“OFF”是指不給各離合器的線圈部通電而輸入部和 輸出部分離的狀態(tài)。表I :
權(quán)利要求
1.一種螺紋部件松緊裝置，其特征在于，設有 第一輸入軸，其接受旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)； 第二輸入軸，其被可旋轉(zhuǎn)地設置； 第一離合器裝置，其以將所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源的驅(qū)動可向第一輸入軸及第ニ輸入軸雙方傳遞的狀態(tài)和不可向第二輸入軸傳遞的狀態(tài)進行切換； 減速機，其與所述第一輸入軸連結(jié)，以規(guī)定的減速比將第一輸入軸的旋轉(zhuǎn)減速并可輸出； 輸出軸，其連結(jié)與螺紋部件的頭部可卡合的緊固工具，同時接受所述第二輸入軸的旋轉(zhuǎn)而成為可旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)； 第二離合器裝置，其以將所述減速機的輸出旋轉(zhuǎn)可向輸出軸傳遞的狀態(tài)和不可傳遞的狀態(tài)進行切換； 控制單元，其以所述第一離合器裝置及第ニ離合器裝置的旋轉(zhuǎn)傳遞狀態(tài)在螺紋部件的擰緊中或松開中的每ーエ序成為規(guī)定的旋轉(zhuǎn)傳遞狀態(tài)的方式來控制第一離合器裝置及第ニ離合器裝置。
2.如權(quán)利要求I所述的螺紋部件松緊裝置，其特征在干，控制單元在將螺紋部件以高速擰緊的エ序或以高速松開的エ序中，將第一離合器控制為可向第二輸入軸傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源的驅(qū)動的狀態(tài)，并且，將第二離合器控制為不可向輸出軸傳遞減速機的輸出旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的螺紋部件松緊裝置，其特征在干，控制單元在將螺紋部件以高扭矩擰緊的エ序或以高扭矩松開的エ序中，將第一離合器控制為不可向第二輸入軸傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源的驅(qū)動的狀態(tài)，并且，將第二離合器裝置控制為可向輸出軸傳遞減速機的輸出旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項所述的螺紋部件松緊裝置，其特征在干，控制單元在螺紋部件落座之前，控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源以使輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度減速為規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度。
5.如權(quán)利要求I 4中任一項所述的螺紋部件松緊裝置，其特征在干，控制單元在螺紋部件落座后直到擰緊結(jié)束的期間，控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源以使輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度逐步或無級地減速。
6.如權(quán)利要求I 5中任一項所述的螺紋部件松緊裝置，其特征在于，減速機為諧波傳動(注冊商標)，其設為第一輸入軸與電波發(fā)生器連結(jié)，第二離合器裝置傳遞柔輪的輸出。
7.如權(quán)利要求I 6中任一項所述的螺紋部件松緊裝置，其特征在于，第一離合器裝置及第ニ離合器裝置為分別具備可通過電磁力結(jié)合·分離的輸入部和輸出部的電磁離合器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種螺紋部件松緊裝置，其用一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源能夠?qū)崿F(xiàn)高速且扭矩精度高的螺紋部件的聯(lián)結(jié)、松開這兩種作業(yè)。該螺紋部件松緊裝置設有第一輸入軸(5)，其接受AC伺服電動機(3)的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，在該第一輸入軸(5)上經(jīng)由電磁離合器(8)連結(jié)第二輸入軸(9)。另外，設有連結(jié)緊固工件的輸出軸(11)，在該輸出軸(11)上連結(jié)第二輸入軸(9)，并且，經(jīng)由減速機(12)及多齒離合器(14)連結(jié)所述第一輸入軸(5)。通過將各離合器(8、14)與螺紋部件的擰緊或松開的各工序結(jié)合來進行控制，切換從第二輸入軸(9)向輸出軸(11)傳遞高速·低扭矩的旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)、和從第一輸入軸(5)經(jīng)由減速機(12)傳遞低速·高扭矩的旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
文檔編號B25B23/14GK102695588SQ201080057258
公開日2012年9月26日 申請日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者齋藤正幸, 森西智史 申請人:日東精工株式會社