JPH02116479A - ネジ締め装置 - Google Patents

ネジ締め装置

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JPH02116479A
JPH02116479A JP26660288A JP26660288A JPH02116479A JP H02116479 A JPH02116479 A JP H02116479A JP 26660288 A JP26660288 A JP 26660288A JP 26660288 A JP26660288 A JP 26660288A JP H02116479 A JPH02116479 A JP H02116479A
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JP
Japan
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torque
tightening
screw
motor
screw tightening
Prior art date
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Pending
Application number
JP26660288A
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English (en)
Inventor
Nobuhiko Onda
信彦 恩田
Kazuo Tamamushi
一雄 玉虫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH02116479A publication Critical patent/JPH02116479A/ja
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  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔(概要〕 ネジ締め時のトルクをトルクセンサで検出してトルク設
定値と比較してモータの駆動を制御するネジ締め装置に
関し、 ネジ締めトルクをドライバ外部から制御することが可能
で、しかもネジ締めトルクの精度を高めることができる
ネジ締め装置を提供することを目的とし、 モータと、モータの回転速度を減速する減速機と、減速
機の回転軸の先端に取り付けられるドライバービットと
、回転軸に取り付けられ、回転軸に加えられるトルクを
検出するトルクセンサと、トルクセンサによって検出さ
れたトルクを外部装置から指令されたトルク設定値と比
較する比較手段とを備え、比較手段による比較結果に基
いて、モータの駆動を制御する構成とする。
〔産業上の利用分野] 本発明は、電動ドライバを使用したネジ締め装置に係り
、特にネジ締め時のトルクをトルクセンサで検出してト
ルク設定値と比較してモータの駆動を制御するネジ締め
装置に関するものである。
近来、ファクトリ−オートメーション(F A)の進展
に伴い、各種の作業がロボット化されつつあり、比較的
高度とされる機械部品の組み立て作業もロボットが用い
られるようになっている。
この組み立て作業では、ロボットが一方の部品上の指定
位置に他の部品を設置する作業の他に、ネジの締結によ
って機械部品を他の装置に固定するネジ締め作業がある
。ネジ締め作業は専用のネジ締め装置、或いはネジ締め
装置を備えたロボットで行われる。
この場合にネジ締め装置による自動ネジ締めトルクのバ
ラツキが大きいので、トルク精度を高めろ方法が望まれ
ている。
〔従来の技術〕
第4図に従来例(1)のネジ締め工具l及びコントロー
ラ10から成るネジ締め装置を示しており、図において
、モータ2aの出力は減速機3で減速及びトルクアップ
されてビットチャック7aに取り付けられたビット6a
を回転させる。
クラッチ4は一定の締め付はトルクでネジ締めを行うた
めの機構で、通常は内部の爪が噛み合ってモータ2aの
出力をピッ)6aへ伝達するが、ネジを締めて一定のト
ルクが加わると内部の爪が外れて、モータ2aからピッ
)6aへの回転伝達を遮断する。トルク調節リング5は
クラッチ4の内部のバネ圧を変えてネジ締めトルクを調
節する。
スタートスイッチ8はビット6aを締め付は部に押し付
けた時に作動して、モータ駆動部を備えたコントローラ
10にモータ2aの回転開始を指示する。
ストップスイッチ9はクラッチ4内の爪が外れた時に作
動し、コントローラ10にモータ2aの回転停止を指示
する。
ネジ締め工具1の先端部には真空吸着アクソチメン目2
が設けられ、真空ポンプ13 (第5図参照)に連結さ
れている。真空吸着アクッチメン目2はビット6aの周
辺を囲む吸着部下端が通常は図示省略したスプリングに
(vI勢されてビット6aより前進した位置にあり、吸
着したネジ20を締め付ける時に吸着部下端は締め付は
面に押されて後退する。
またネジ締め工具1は図示省略したロボットのアーム1
1によってピント6aを下にして垂直に保持され、同姿
勢でX−Y−Z方向へ移動される。
このような構成を有するので、第5図により磁気ディス
ク装置の円板14をクラン、パ15で固定する作業を例
としてネジ締め作業の手順を説明する。
■ネジ?1カめ工具Iはネジ供給機19・\移動し、真
空吸着アクノチメント12にネジ20を一木吸着する。
■ネジ締め工具Iはクランパ15のネジ孔1Gへ移動し
、ネジ20を軽く締めて仮締めする。(例えばM3ネジ
で2kgf/cm) ■ネジ孔17.18に対してもの、■を繰り返して仮締
めする。
■ネジ締め工具1はネジ孔16へ移動し、ネジ20を規
定のトルクで締め付けて本締めする。 (例えばM3ネ
ジで5kgf/cm) ■ネジ孔17.18に対しても■を繰り返して本締めす
る。
■3木のネジ20の締め付はトルクをバランスさせるた
めに、ネジ孔16〜18に対して■を繰り返してもう一
度本締めする。(例えばM3ネジで3kgf/am)な
お締め付はトルクを変える時はその都度−旦装置を止め
て係員がトルク調節リング5によってトルクを調節する
このようにしてネジ締め作業が行われる。なおモータ2
.l+の回転開始を図示していないロボット制御装置或
いはニジ締め機制御装置からコントローラ10−\指令
して行う方法もある。
また従来例(2)を第6図に示す。第6図のネジ締め工
具1aが第4図で説明した従来例(1)と異なるのは、
トルク調節リング5によるクラッチ4のトルク設定に代
えて、モータ2aに流す電流値とモータ2aの発止トル
クに一定の関係があるので、モータ2aに流れる電流値
を検出して、モータ2aの駆動を制御するようにしたこ
とである。
図において、コントローラ10aはモータ駆動部21、
トルク設定値が設定されたトルク調整部22a。
及び電流検出部23で構成されている。
このような構成を有するので、電流検出部23で電流値
iを検出し、トルク調整部22aで電流値iをトルクT
、に換算し、トルク設定値T。と比較してトルクT、が
トルク設定値T0に達した時にモータ駆動部21へ停止
指令信号を送り、モータ駆動部21はモータ2aを停止
させる。トルク設定値T0は複数の値を設定しておき、
プログラムによって仮締め本締めのトルク設定値を対応
させるか、或いは外部装置からその都度指令する方法が
取られる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来方法によれば、複数本のネジを締め付はトルク
が均一になるように締めるには、夫々のネジを締め付け
トルクを徐々に増やして複数回締める必要があるが、 ■従来例(1)の方法では、締め付はトルクはクラッチ
で機械的に発生され、トルク調整リングを人が手で回転
させて締め付はトルクを設定するので、このネジ締め付
は工具の外部装置1例えばロボットの制御装置からの指
令によって、トルク調整を自動的に行うことができない
。従ってネジ締め作業中に締め付はトルクを徐々に増や
すことは不可能である。
しかもクラッチによる締め付はトルクの精度は、例えば
市販されている電動ドライバで10 kg f / a
nで締め付ける場合±3%の精度しか得られない。
■従来例(2)の方法では、締め付はトルクを電気的手
段で制御するので、締め付はトルクの複数値を設定する
か、コントローラの外部装置からの指令で可変にするこ
とができ、その都度のトルク設定に人手を要せず自動化
できるが、実際には減速機やモータ内の摩擦によって、
電流値とモータの発生トルクの関係が非線形となり、締
め付はトルクを正確に制御することができない。例えば
市販されている電動ドライバで10 kg r / c
mで締め付ける場合±5%の精度しか得られず、従来例
(11の方法より精度が低い。
という問題点がある。
本発明は、ネジ締めトルクを1゛ライバ外から制御する
ことが可能で、しかもネジ締めトルクの精度を高めるこ
とができるネジ締め装置を捉供する口とを目的としてい
る。
図において、2はモータ、6はドライバーピッ1−17
は回転軸、 24は回転軸7に取り付けられ、回転軸7に加えられる
1−ルクを検出する1−ルクセンサ、22はトルクセン
サ24によって検出されたトルクを外部装置から指令さ
れたトルク設定値と比較する比較手段である。
従って比較手段22による比較結果に基いて、モータ2
の駆動を制御するように構成されている。
〔作用〕
ヱジ締め時にドライバービット6から回転軸7に加わる
トルクをトルクセンサ24が検出すると、比較手段22
は検出されたトルクと外部装置から指令されたトルク設
定値を比較し、検出されたトルクがトルク設定値に達し
た時にモータ2の駆動を停止するように制御することに
より、トルク設定値を外部装置から設定でき、しかも直
接トルクを検出するので、ネジ締めトルクの精度を高め
ることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第2図及び第3図を参照して
説明する。企図を通して同一符号は同一対象物を示す。
第2図で第1図に対応するものは1点鎖線で囲んで示し
ている。
第2図に示すように、ネジ締め工具1bの減速機3とピ
ノl−6aを連結する回転軸7bに直列にトルクセンサ
24aが取り付けられている。
トルクセンサ24aは、回転軸7bのトルクを直接測定
するセンサで、歪ゲージ或いは磁歪素子で構成され、回
転軸7bの捩じれの程度を検出する。トルクセンサ24
aはコントローラ10bに接続されている。トルクセン
サ24aの検出精度は、例えば磁歪素子の場合定格トル
ク値(例えば20kgf/cm)の±1 %である。
トルク検出部25は、トルクセンサ24aからの信号を
増幅及びフィルタリングしてトルク値T1に変換する。
トルク調整部22bは、外部装置9例えばロボ、。
1−制御装置29(或いはネジ締め機制御装置)から指
令されたネジ締め付はトルク設定値T0とトルク値T1
を比較して、比較結果に基いてモータ駆動停止信号aを
モータ駆動部21へ出力する。またネジ締め完了時点で
実際の締め付はトルク値をロボ、ノド制’<II装置2
9へ通知する。
このような構成及び機能を有するので、第3図のフロー
チャートにより作用を説明する。
■まず、ネジ20を真空吸着アクソチメント12に吸着
し、指令された位置に移動して、ビット6aによってネ
ジ20を締め付けた時に、l・ルクセンサ24aがトル
クを検出した検出出力がトルク検出部25へ送られてト
ルク値T1に変換される。締め付けの進行によってトル
ク値T、は上1する。
■変換されたトルク値T+はトルク調整部22bで、ロ
ボ・ノド制御装置29から指令された締め付シツトルク
設定値T。と比較される。
■比較の結果、トルク値T1がトルク設定値Toに達し
た時に、モータ駆動停止信号aをモータ駆動部21へ送
る。
■モータ駆動部21はモータ2aの駆動を停止する。
■そのネジ締め完了時の実際の締め付はトルク値をロボ
ット制御装置29へ通知する。
■複数のネジ締め付は個所があれば、次のネジ20の締
め付は作業のために■〜■のフローが繰り返へされる。
このようにして、締め付はトルクを外部装置からの1旨
今によって設定して自由に制御でき、トルクセンサ24
aによってトルクを検出するので、i帝め付はトルクの
バラツキの少ない精度の高い締め付け(±1%程度)を
行うことができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、ネジ締めl−ルク
をトルクセンサでリアルタイムに検出しながらモータを
制御してネジ締めを行うことができるので、 ■一連のネジ締め作業中にネジ締めトルクをドライバ外
部から電気的に自由に制御できる。
■トルクセンサの高い精度で、ネジ締めを行えるので、
ネジ締めトルクのバラツキの少ない高精度のネジ締めが
できる。
という効果がある。
7aはビットチャック、 22は比較手段、22a、 
22bはトルク調整部、 24.24aはトルクセンサを示す。
第2図は本発明の実施例を示す構成図、第3図は実施例
のフローチャート、 第4図は従来例(1)を示す構成図、 第5図は従来例(1)のネジ締め作業を説明する斜視図
、 第6図は従来例(2)を示す構成図である。
図において、 2.2aはモータ、     6はドライハビソト、6
aはビット、     7,7bは回転軸、本発明の斥
理精A1g 第 / 浸 促地イクリ の70−ナヤート 書写    3    尿つ 十餘明/)更そダIE示す槙べ図 第 2 記 欠采ダI(1)tMす溝へ図 第 + 図 櫛Yネダl U) /)ネジ併カづケ噂?E説B月W軒
オ娼図第 5 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 モータ(2)と、 該モータ(2)の回転速度を減速する減速機と、該減速
    機の回転軸(7)の先端に取り付けられるドライバービ
    ット(6)と、 該回転軸(7)に取り付けられ、該回転軸(7)に加え
    られるトルクを検出するトルクセンサ(24)と、該ト
    ルクセンサ(24)によって検出されたトルクを外部装
    置から指令されたトルク設定値と比較する比較手段(2
    2)とを備え、 該比較手段(22)による比較結果に基いて、該モータ
    (2)の駆動を制御することを特徴とするネジ締め装置
JP26660288A 1988-10-21 1988-10-21 ネジ締め装置 Pending JPH02116479A (ja)

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ID=17433095

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KR19980077633A (ko) * 1997-04-22 1998-11-16 오미다다히로 나사 부재의 체결 방법
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