以下、本発明を実施するための最良の形態� ��図1~図4に基いて詳細に説明する。
 本発明の実施の形態に係るねじ締付装置1は 、図1に示すように、自動車の組立ラインに� �いて、連続的に一定速度で進行するオーバ� �ヘッドコンベアのハンガ3に吊下げられた状� ��で搬送されるボディ2(ワーク)に部品を組み� ��ける際、ボディ2の下方からボルト、ナット 等のねじを締付けるために用いられるもので ある。

 本ねじ締付装置1は、図1~図3に示すように、 ボディ2にねじを締付ける回転軸6及び本体部5 を有するナットランナ(回転工具)4と、該ナッ トランナ4を、互い直交するX軸、Y軸及びZ軸� �向それぞれに沿って移動させるX軸直動ロボ� ��ト8、Y軸直動ロボット9及びZ軸直動ロボット 10と、ナットランナ4の本体部5を、X軸、Y軸及 びZ軸方向それぞれに沿って移動可能に支持� �ると共に、該本体部5の回転軸6周りの回動を 規制する反力支持部材15と、ボディ2を位置決 めする位置決め手段16と、ナットランナ4、X� �直動ロボット8、Y軸直動ロボット9、Z軸直動� ��ボット10、反力支持部材15及び位置決め手段 16を搭載し、床面Fに敷設された一対のレール 12、12上をハンガ3と同期走行する締付台車7と 、から構成されている。
 なお、本実施の形態では、図1において、X� �方向は、図1に対して直交する方向であり、Y 軸方向は、図1の左右方向であり、Z軸方向は� ��図1の上下方向である。

 レール12、12は、床面Fにボディ2を搬送す� ��ハンガ3の搬送ライン(X軸方向)に沿って左右 一対敷設されている。締付台車7は、底板17の 下面の4隅に備えられた各車輪13によって各レ ール12上を移動することができる。また、締� ��台車7には、同期装置が設けられており、所 定の作業区間において、ハンガ3によって搬� �されるボディ2に追従して移動することがで� ��、作業終了後は、原位置に復帰することが� ��きる。同期装置は、例えば、作業区間にお� ��て、締付台車7をハンガ3と機械的に連結す� �もの、締付台車7に駆動手段を設けて、これ� ��ハンガ3と電気的に連動させるものがある。

 ナットランナ4は、本体部5と回転軸6とから� ��り、本体部5内の電動モータから伝達される 回転軸6の回転力によってボルト、ナット等� �締付ける1軸ナットランナである。ナットラ� ��ナ4は、締付位置に移動されるとその回転軸 6が自動で回転駆動するように制御されてお� �、サーボ手段によって回転速度及び締付ト� �クを適宜制御することができる。また、回� �軸6に嵌合されるソケット14を交換すること� �よって、異なる寸法のボルト、ナットを締� �けることができる。
 また、ナットランナ4の本体部5の上部には� �Y軸方向に延びる本体プレート20が固定され� �いる。この本体プレート20に後述する昇降ロ ッド41の上端が固定されると共に、エアシリ� ��ダ70からのバランスロッド(シリンダロッド) 71の上面が当接される。

 反力支持部材15は、図1及び図4に示すよう に、ナットランナ4の本体部5の回転軸6周りの 回動(図4のA方向)を規制するスライダ21(支持� �材)と、ナットランナ4の回転軸6に略直交す� �平面上(X-Y平面上)に配置されて、ナットラン ナ4の本体部5とスライダ21とを連結する平行� �ンク22とから構成される。

 締付台車7の天板31には、図4に示すように、 一対のガイドレール25、25が備えられ、各ガ� �ドレール25、25は、床面Fに平行で、締付台車 7の走行方向(X軸方向)に対して直交する方向(Y 軸方向)に延びている。
 スライダ21は、図1及び図4に示すように、底 板26と、各ガイドレール25と直交する方向(X軸 方向)に延びる縦板27と、縦板27の一側面から� ��びる補強リブ28と、縦板27の他側面から突設 される、平行リンク22との係合ブロック29と� �ら構成されている。また、スライダ21の底板 26には、各ガイドレール25上をスライドする� �対のスライドコマ30が2組固定されている。
 そして、スライダ21は、各ガイドレール25に より、締付台車7の天板31上を締付台車7の走� �方向と直交する方向(Y軸方向)にスライド可� �に支持され、また、スライダ21は、各ガイド レール25により、ナットランナ4の本体部5の� �転軸6周りの回動が規制されて支持される。

 平行リンク22は、図4に示すように、ナッ� ��ランナ4の回転軸6と略直交する平面上(X-Y平� ��上)に配置され、互いに平行に配置され等し い長さの一対のリンク22a、22bで構成されてい る。各リンク22a、22bは、その基端部が各ピン 32、33によってスライダ21の係合ブロック29に� ��動自在に連結されると共に、各リンク22a、2 2bの先端部は、各ピン34、35によって連結プレ ート40の一端部に回動自在に連結されている� ��連結プレート40の他端部は、図1に示すよう� ��、後述する昇降ロッド41を昇降自在(Z軸方向 に移動自在)に支持するガイド体42に固定され ている。

 図1~図3に示すように、ナットランナ4の本 体部5から延びる本体プレート20の下面には、 昇降ロッド41の上端が固定されている。この� ��降ロッド41は、ガイド体42により昇降自在(Z� ��方向に移動自在)に支持される。このガイド 体42に、平行リンク22の各リンク22a、22bを回� �自在に支持する連結プレート40の他端部が固 定されている。なお、ガイド体42と昇降ロッ� ��41との間に、昇降ロッド41の上下方向(Z軸方� ��)への移動を可能にし、また、昇降ロッド41� ��軸周りの回転を規制するボールスプライン� ��造を採用してもよい。そして、この昇降ロ� ��ド41の下端が、後述する直動ロボットユニ� �ト11を構成するZ軸直動ロボット10のZ軸ロボ� �ト結合部67に着脱自在に連結される。

 以上説明したナットランナ4の反力支持部 材15による支持形態、すなわち、ナットラン� ��4は、その本体部5に本体プレート20を介して 連結された昇降ロッド41が、ガイド体42によ� �昇降自在(Z軸方向に移動自在)に支持される� �共に、ガイド体42が、平行リンク22によりス� ��イダ21の係合ブロック29を支点に回動自在(X� ��方向に移動自在)に支持され、さらに、平行 リンク22が、スライダ21により締付台車7の走� ��方向と直交する方向(Y軸方向)に移動自在に� ��持されるので、ナットランナ4は、X軸、Y軸� ��びZ軸方向のそれぞれへ移動自在に、且つそ の本体部5の回転軸6周りの回動が規制されて� ��付台車7に支持される。

 また、本ねじ締付装置1は、図1及び図3に示� ��ように、昇降ロッド41の近傍に、ナットラ� �ナ4の本体部5から延びる本体プレート20の上� ��方向のバランスを保持するためのエアシリ� ��ダ70が上下方向に沿って配置されており、� �アシリンダ70の本体部の上部がガイド体42に� ��持されている。
 そして、ナットランナ4の本体部5から延び� �本体プレート20の下面にエアシリンダ70から� ��バランスロッド(シリンダロッド)71の上面が 当接される。

 図1~図3に示すように、締付台車7の上下方 向略中間に配置される中間板45の上方には、� ��の4隅に、ボールローラ44、44が上下一対備� �られている。これら4隅の上下一対のボール� ��ーラ44、44間にフローティングテーブル50が� ��装され、フローティングテーブル50は、ナ� �トランナ4の回転軸6と略直交する平面(X-Y平� �)に沿って移動自在になる。

 図2に示すように、フローティングテーブ ル50の締付台車7の走行方向(X軸方向)両端には 、ボディ2の位置決め手段16である、ボディ側 係合ピンユニット51と、ハンガ側係合ピンユ� ��ット52とが取付ブラケット53、53を介してそ� ��ぞれ固定されている。また、ボディ側係合� ��ンユニット51が締付台車7に対して進行方向� ��部に、ハンガ側係合ピンユニット52が締付� �車7に対して進行方向後部に備えられている� ��

 ハンガ側係合ピンユニット52は、取付ブラ� �ット53に固定されると共にエアシリンダ55を� ��持する筒状の係合ブロック54と、該係合ブ� �ック54に昇降自在(Z軸方向に移動自在)に支持 され、エアシリンダ55からのシリンダロッド� ��連結されるロッド56と、該ロッド56の上端に 一体的に設けられるハンガ側係合ピン57とか� ��構成されている。
 一方、ボディ側係合ピンユニット51は、ハ� �ガ側係合ピンユニット52の構成と基本的に同 じであり、上端のボディ側係合ピン58がハン� ��側係合ピン57よりも小径に形成されること� �ら、全体の構成部品がハンガ側係合ピンユ� �ット52の構成部品よりも若干小径に形成され ている。

 図2に示すように、締付台車7にはハンガ同� �バー60が備えられている。締付台車7の天板31 には、締付台車7の進行方向(X軸方向)後端にL� ��状の取付ブラケット80が補強リブと共に固� �されている。取付ブラケット80の水平部80bに 同期バー昇降シリンダ81が支持されている。� ��期バー昇降シリンダ81からのシリンダロッ� �82がL字状の連結部材83を介してハンガ同期バ ー60に連結されている。なお、連結部材83に� �取付ブラケット80側にガイドレール84が設け� ��れ、このガイドレール84が取付ブラケット80 の垂直部80aに設けたガイド85に昇降自在に係� ��されている。
 このハンガ同期バー60は、締付台車7が所定� ��作業区間を走行し始めると、締付台車7から 上昇してハンガ3の進行方向前面を引っ掛け� �ように係合されるもので、該ハンガ同期バ� �60(連結部材83)の下方に向かって開口された� �合孔に、ハンガ側係合ピンユニット52のハン ガ側係合ピン57が係合されるようになってい� ��。

 また、図1~図3に示すように、フローティ� ��グテーブル50には、X軸直動ロボット8、Y軸� �動ロボット9及びZ軸直動ロボット10が互いに� ��結して構成される直動ロボットユニット11� �固定されている。これらX軸直動ロボット8、 Y軸直動ロボット9及びZ軸直動ロボット10は、� ��面方形の棒状体からなるX軸ロボット本体部 61、Y軸ロボット本体部62及びZ軸ロボット本体 部63と、該X軸ロボット本体部61、Y軸ロボット 本体部62及びZ軸ロボット本体部63の一面から� ��出されるX軸ロボット結合部65、Y軸ロボット 結合部66及びZ軸ロボット結合部67とから構成� ��れている。

 具体的には、図1及び図2に示すように、� �ローティングテーブル50上に、X軸直動ロボ� �ト8のX軸ロボット本体部61が、Y軸方向一端側 にX軸方向に沿って固定されており、X軸ロボ� ��ト本体部61の上面から突出したX軸ロボット� ��合部65が、Y軸直動ロボット9のY軸方向に沿� �て配置されるY軸ロボット本体部62の下面か� �突出したY軸ロボット結合部66に連結されて� �る。また、Y軸直動ロボット9のY軸ロボット� �体部62のY軸方向一端部が、Z軸直動ロボット1 0の締付台車7の外方をZ軸方向に沿って配置さ れるZ軸ロボット本体部63の一面に連結されて いる。さらに、Z軸ロボット本体部63のY軸ロ� �ット本体部62が連結された面と反対側の面か ら突出したZ軸ロボット結合部67に、ナットラ ンナ4と連結された昇降ロッド41の下端が、例 えば連結ピン等で着脱自在に連結されている 。

 そして、ナットランナ4をX軸、Y軸及びZ軸方 向のそれぞれに移動させて指定の締付位置に 到達させる際には、まず、X軸直動ロボット8� ��X軸ロボット結合部61がX軸方向に沿ってスラ イドされ、Y軸直動ロボット9及びZ軸直動ロボ ット10がX軸方向に沿って移動してX軸方向の� �定位置に達する。続いて、Y軸直動ロボット9 のY軸ロボット本体部62がY軸ロボット結合部66 を基準にY軸方向に沿ってスライドされ、Z軸� ��動ロボット10がY軸方向に沿って移動してY軸 方向の設定位置に達する。続いて、Z軸直動� �ボット10のZ軸ロボット結合部67がZ軸方向に� �ってスライドされ、昇降ロッド41がZ軸方向� �沿って移動してZ軸方向の設定位置に達し、� ��ットランナ4が指定の締付位置に到達される 。
 これらX軸直動ロボット8、Y軸直動ロボット9 及びZ軸直動ロボット10には、フローティング テーブル50とボディ2との相対位置が決まった 後の動作が予めティーチングされている。

 なお、上述しているように、ナットラン� ��4は、反力支持部材15により、X軸、Y軸及びZ� ��方向のそれぞれへ移動自在に締付台車7に支 持されているので、ナットランナ4の、X軸直� ��ロボット8によるX軸方向への移動、Y軸直動� ��ボット9によるY軸方向への移動及びZ軸直動� ��ボット10によるZ軸方向への移動が反力支持� ��材15により規制されることはない。

 次に、本発明の実施の形態に係るねじ締付� ��置1の作用を説明する。
 部品が仮組みされたボディ2がハンガ3に吊� �げられた状態で所定の作業区間に搬送され� �と、該作業区間に配備された本ねじ締付装� �1の締付台車7がボディ2に同期して各レール12 、12上を走行する。
 すると、まず、締付台車7からハンガ同期バ ー60が上昇してハンガ3の前面を引っ掛けるよ うにしてハンガ3に装着される。
 次に、フローティングテーブル50に固定さ� �たボディ側係合ピンユニット51のボディ側係 合ピン58及びハンガ側係合ピンユニット52の� �ンガ側係合ピン57がそれぞれ上昇され、ボデ ィ2の係合孔及びハンガ同期バー60(連結部材83 )の係合孔のそれぞれに挿通されて係合され� �。
 なお、フローティングテーブル50は、予め� �回転軸6と略直交する平面上(X-Y平面上)にお� �て、ボディ側係合ピン58及びハンガ側係合ピ ン57が、ボディ2の係合孔及びハンガ同期バー 60(連結部材83)の係合孔のそれぞれに挿通でき る所定位置に配置されている。また、フロー ティングテーブル50は、ボディ2の微小な揺れ や締付け時の微小な揺れを吸収するために常 にX-Y平面に沿って移動自在となっている。
 また、フローティングテーブル50は、常にX- Y平面に沿って移動自在であるので、特に、� �ディ側係合ピンユニット51のボディ側係合ピ ン58がボディ2の係合孔にうまく挿通されない 場合等には、作業者がボディ側係合ピンユニ ット51のX-Y平面上での位置を微調整してボデ� ��側係合ピン58をボディ2の係合孔に挿通させ� ��ことができる。

 次に、ボディ2のフローティングテーブル50� ��対する位置決めが完了すると、X軸直動ロボ ット8、Y軸直動ロボット9及びZ軸直動ロボッ� �10が、予め設定されたティーチング内容に基 いて駆動され、ナットランナ4が上述したよ� �にX軸、Y軸及びZ軸方向のそれぞれに沿って� �動で移動し指定の締付位置に到達する。続� �て、ナットランナ4の回転軸6が駆動されてね じの締付けが行われる。なお、ナットランナ 4が指定の締付位置に移動する際、Z軸直動ロ� ��ット10が作動し昇降ロッド41が昇降する時に は、これと同時にエアシリンダ70も作動し、� ��ランスロッド71の昇降により本体プレート20 の上下方向のバランスを保持している。
 その後、この動作が順次繰り返されて、全� ��の締付位置にて締付けが完了すると、ボデ� ��側係合ピンユニット51のボディ側係合ピン58 及びハンガ側係合ピンユニット52のハンガ側� ��合ピン57がそれぞれ下降して、ボディ2のフ� ��ーティングテーブル50に対する位置決めが� �除される。これと同時に、X軸直動ロボット8 、Y軸直動ロボット9及びZ軸直動ロボット10が� ��1に示す原点に戻り、締付台車7が所定の作� �区間の走行開始地点に復帰する。

 また、ナットランナ4によるねじ締付け時に は、締付トルクの反力が、回転軸6の回転方� �とは反対方向の回転力としてナットランナ4� ��本体部5に付与され、該本体部5から本体プ� �ート20及び昇降ロッド41を経由して連結プレ� ��ト40に伝達される。続いて、連結プレート40 に伝達された締付トルクの反力は、平行リン ク22の各リンク22a、22bを介してスライダ21に� �達される。そこで、スライダ21に伝達される 回転力(荷重)は、ナットランナ4の本体部5か� �平行リンク22の各リンク22a、22bを介して伝達 されるので、ナットランナ4の本体部5に付与� ��れる回転力に比べて大幅に低減される。
 そして、スライダ21に伝達された締付トル� �の反力は、各ガイドレール25、25を介して締� ��台車7に伝達されて、各レール12、12に支持� �れた締付台車7によって受止められる。なお� ��一対のレール12、12の間の幅及び締付台車7� �前後の車輪13、13の間の距離を充分大きくす� ��ことにより、各車輪13に作用する力を軽減� �ることができる。

 なお、本発明の実施の形態に係るねじ締付� ��置1では、作動中に、X軸直動ロボット8、Y軸 直動ロボット9またはZ軸直動ロボット10が何� �かの原因で作動不良を起した場合、Z軸直動� ��ボット10のZ軸ロボット結合部67と昇降ロッ� �41の下端との連結を解除し、ナットランナ4� �直動ロボットユニット11との連結を解除すれ ば、作業員がナットランナ4の本体部5を把持� ��て締付位置に順次移動させてねじを締め付� ��ることができる。
 この場合も、ねじ締付けの際の締付トルク� ��反力は、反力支持部材15により支持される� �で、作業者が締付トルクの反力を受けるこ� �なく、容易に締付作業を行うことができる� �

 以上説明したように、本発明の実施の形態� ��係るねじ締付装置1では、ナットランナ4をX� ��、Y軸及びZ軸方向のそれぞれに沿って自動� �移動させるX軸直動ロボット8、Y軸直動ロボ� �ト9及びZ軸直動ロボット10を採用したので、� ��推力での自動化が可能になり、構造も簡素� ��することできた。
 また、本ねじ締付装置1では、従来の自動化 された巨大なねじ締付装置のように、安全柵 で囲まれた専用スペースを必要としないので 、組立ラインの長さを相当短縮することがで き、さらに、本ねじ締付装置1は、その自動� �を低推力で実現できたため、作業者が組立� �イン付近で作業する場合でも安全性を確保� �ることができる。

 さらに、本ねじ締付装置1は、作業者が付近 で作業している組立ライン上に配置すること ができるので、締付不良等が発生した場合で も作業者により速やかにバックアップするこ とができ、また、X軸直動ロボット8、Y軸直動 ロボット9またはZ軸直動ロボット10のいずれ� �に作動不良が発生した場合でも、直動ロボ� �トユニット11とナットランナ4との連結を解� �することにより容易に手動に切換えて、組� �ラインを停止することなく締付作業を続行� �ることができる。
 しかも、本ねじ締付装置1では、車種追加や 締付位置の変更時でも、構造等を変更するこ となく、X軸直動ロボット8、Y軸直動ロボット 9及びZ軸直動ロボット10のティーチング内容� �変更することにより対応できるので汎用性� �あり実用的である。