JPH02145227A - ねじ締め方法 - Google Patents

ねじ締め方法

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JPH02145227A
JPH02145227A JP63296474A JP29647488A JPH02145227A JP H02145227 A JPH02145227 A JP H02145227A JP 63296474 A JP63296474 A JP 63296474A JP 29647488 A JP29647488 A JP 29647488A JP H02145227 A JPH02145227 A JP H02145227A
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screw
tightening
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screw tightening
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Koshirou Nakajima
古史郎 中島
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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】 産業上の利用分野 本発明は、小ねじ、木ねじ、タッピングねじ等多様なね
じに対し広範囲な締付けを精度よく実現しようとするね
じ締め方法に関するものである。
従来の技術 近年のねじ締め作業は、微小ねじ等のねじの多様化や多
様なワークの出現により、締付は精度が高く、締付はト
ルク範囲の広い、品位の高いねじ締め作業が要求されて
いる。
以下図面を参照しながら、従来のねじ締め装置によるね
じ締め作業を説明する。第6図はねじ締め装置の概要を
、第6図・第7図は電気的に制御された電動ドライバー
の例を示すものである。第6図において、1は整流器で
ある。2はパワートランジスタ(以下パワーTr とす
る)でモータの電力を制御する。3はドライバーモータ
で、4はモータに流れる電流を検出する検出抵抗、5は
電流判定レベル調整用ボリューム、6はその比較判定器
、7はパワーTrを駆動するトランジスタである。第7
図において、8はモータに流れる電流例を示し、9は判
定レベルで、1oはねじ締め完了のレベルである。
以上のように構成されたねじ締め装置について、以下そ
の動作を説明する。まず、パワーτr2に与えられたス
タート信号によりモータ3に電力が供給されモーp3が
回転を始めると共に、エアーシリンダー11が作動して
電動ドライバー12が下降する。真空吸引パイプ13が
キャッチャ−14に押し当たり、ねじ16が吸い上げら
れビット16先端に位置する。更に′電動ドライバー1
2は下降を続はワークに着座し電流が上昇し、レベル調
整用ボリューム6で設定された値9に一致すると比較器
6が動作し、駆動トランジスタ7によりパワーTr2は
OFFされ、ねじ締めが完了する。
又、別の従来例として、第8図・第9図は、従来のメカ
ニズム的に制御された電動ドライバーの例を示すもので
、3はモータ、17は駆動カム、18は従動カム、16
は締付は用ビット、19はトルクバネ、20はリミット
スイッチ、16はねじである。
以上のように構成されたメカ的電動ドライバーについて
、以下その動作を説明する。第8図のモータ3に第9図
の回路のような形で電力が供給され、モータ3が回転し
、前記の従来例と同様、下降動の途中で真空吸引によυ
、ねじ16を回転するビット16先端に保持し、その後
、ねじ締めが行われる。そして、ねじ16がワークに着
座し、トルクバ419で設定されたトルク値に達すると
、駆動カムf7と従動カム18は、第8図のように各々
のカムの頭の所へ乗シ上げた状態になシ、リミットスイ
ッチ2oが動作しモータ3への電力をOFFされ、ねじ
締めが完了する。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような2つの従来例の構成では電気
的方法でもモータが高速回転時に短時間でレベル判定し
、モータのイナーシャなしに停止させるのは非常に難し
く締付はトルク値のバラツキが大今かったり、機構的な
方法でも細かな締付はトルク値の設定や広い範囲は難か
しく、かつメカ的に音、寿命といった問題も大きかった
本発明は上記問題点に鑑み、高速で回転するモータを制
御し、締付はカ一定で高精度なねじ締めをする電動ドラ
イバーのねじ締付は制御装置を提供するものである。
課題を解決するための手段 そして上記課題を解決する本発明の技術的手段は、前記
駆動部の回転を検出する第1工程と、駆動部に流れる電
流を検出する第2工程と、第1工程により検出された検
出信号と第2工程により検出された電流信号よりねじの
締めあげ開始すなわちねじのワークへの着座を検出する
第3工程と、更に駆動部へ逆転ブレーキをかける第4工
程と、第4工程後電流制限を一定時間かける第6工程と
、この第6工程後一定時間ワーク及びねじに応じた低ト
ルりで駆動する第6工程と、第6工程後、再度駆動部の
電流を漸増させ、着座からあらかじめ設定された角度を
締めあげる第7工程とから構成されたものである。
すなわち、高速回転する電動ドライバー用モータのねじ
着座検出回路、モータ及びメカのイナーシャをころすた
めの逆転ブレーキ回路及び締付は力を一定でかつ高精度
にねじ締めするだめの回転位置検出手段を備え、高範囲
な締付はトルりでねじ締めできるよう、電源及びモータ
の駆動回路をPWM制御する回路を設けるものである。
作   用 この技術的手段による作用は次のようになる。
モータが高速回転であればあるほど回転から停止への変
化は大きく、従って着座の検出が非常に短時間で実7i
1でき、かつ電流制限も含めた逆転ブレーキ回路により
イナーシャによる締め過ぎ、不安定さも発生せず、その
後電源及びパワーTIを制御することにより、−旦ねじ
頭のすりわりにビット先端を回転方向に押当てて正確な
着座位置を検出し、そこからあらかじめ設定された角度
を締込むことにより、ねじ締め完了時にもイナーシャは
発生せず締付はカ一定の精度よいねじ締めが実現できる
実施例 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する。
第1図は、本発明の第1の実施例における、ねじ締めロ
ボットの斜視図である。第1図において、11はエアー
シリンダー、21は減速ギヤユニット、22は組立用ロ
ボット、23はねじ供給ユニット、36は回転検出器で
ある。第2図は第1の実施例におけるねじ締付は制御装
置の回路ブロック図である。第2図において、24は制
御用CPυ、26は制御用ソフト及びねじ締め用パター
ンの入ったROM、26はねじ締め条件を記憶するRA
Mである。27はチ冒ツバー式電源部、28はアナログ
デジタル変換器(以降A/D変換器という)、29は電
流検出変換回路、3゜は速度検出着座検出回路である。
31はモータのドライバ一部で内部にパワーTr32.
パワーTrの制御回路33.電流検出34等を含む。3
は電動ドライバーモータ、35は回転検出器である。
3eはねじ締めトルク値及び締付は条件等の表示部、3
7はデータ入力・操作用のスイッチ、38は外部機器と
の接続インターフェース回路(以降I/Fという)で、
スタート・ねじ締め条件39等を受け、完了・不良・ト
ルクデータ等の信号4゜を出力する。41はチッッパー
式電源への指令信号、42は電動ドライバーモータ3へ
の出力電圧、43は電動ドライバーモータ3を駆動する
パワーTrO制御信号及びブレーキ信号である。
以りのように構成されたねじ締付は制御装置について、
第1図・第2図・第3図・第4図を用いてその動作を説
明する。第3図は、本電動ドライバーモータ3に流れる
電流カーブを示すもので、その値は電流検出器34.電
流検出変換回路29゜A/D変換器28にて読み込まれ
、かつ第2図の回転検出器36による速度の変動も速度
検出変換回路30.A/D変換器28を通して読み込ま
れ、チ四ツノ゛−式t 淵部27と、パワーTr32を
PWM制御している。あわせて、回転検出器36の分解
能と減速ギヤユニット21の減速比から、ビット100
回転角度もCPU24<7)力’7 :/fi −によ
って算出でき、回転角検出が可能となっている。
モータ3が起動されると第3図の起動電流44が流れた
。ねじ16がワークに締込まれた46後、第4図の(a
)に示すように締付はビット16によりねじ16がワー
クAに着座するとビット1eとねじ15の位置関係は第
4図(ト)に示すようになり、第3図の変曲点46のよ
うに電流が変化を起こす。
この変化を、第2図の回転検出器36.速度検出着座検
出回路3oによる回転と、電流検出器34゜電流検出変
換回路29による電流の変化を読み取ることにより、C
PU24から逆転ブレーキ指令を制御回路33にtl 
時間出力すると共にモータ3の電流制、@をすると第3
図のブレーキ電流47が設定された時間流れ、その時の
ピッ)16とねじ15の位置関係は第4図(c)のよう
になる。次に設定時間後ワークとねじ種類に応じた低い
第1次締込み電流値48を加え、第4図(山のようにビ
ット1θがねじ16に再度当る時衝撃が加わらないよう
t2時間出力する。次に回転検出器から出力サレるパル
スをCPU24でカウントしつつ、電動ドライバーモー
タ3の電流値を曲線49のように漸増させ、あらかじめ
設定した角度に相当するパルス数を出力し終えた電流値
6oでt3時間電動ドライバーモータ3を駆動しモータ
及びギヤのイナーシャがないように停止させる。こうし
てねじ締めが完了するのである。
本実施例においては、電動ドライバーモータ3としてブ
ラシレスDCモータを想定し、回転検出にホールセンサ
ーを想定したが、この他の実施例として、回転検出器3
6にエンコーダを用いたもの(図示していない)等があ
る。
発明の効果 以上のように本発明は、ねじ締め電動ドライバーモータ
に回転検出機構と回転方向位置検出手段を設け、モータ
の回転の検出信号とモータに流れる電流によるねじのワ
ークへの着座検出回路とそれによる逆転ブレーキ回路と
、モータの回転位置信号とチッッパ式電源及びパワーT
rのCPtJICよるPWM制御回路を設けることによ
り、締付は力の大幅な精度向上と、締付トルク制御範囲
の広がりをもった、ねじ締め電動ドライバーが実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例におけるねじ締め装置を組
込んだロボットの斜視図、第2図は第1実施例における
ねじ締め装置の締付は制御回路図、第3図は第2図の回
路による電動ドライバーモータの電流カーブ図、第4図
(−)はワークへのねじの着座の状態を示す真空吸引パ
イプの断面図、第4図(ロ)、 (C)、 (d)はね
じより下からみたビットの平面図、第6図は従来のねじ
締め装置の側断面図、第6図は従来の電気回路図、第7
図は同電流カーブ図、第8図は従来のメカ的構成を示す
ビットの断面図、第9図は同電気回路図である。 3・・・・・・電動ドライバーモータ、11・・・・・
・エアーシリンダー、12・・・・・・電動ドライバー
、13・・・・・・真空吸引パイプ、16・・・・・・
ねじ、16・・・・・・ビット、21・・・・・・減速
ギヤユニット、22・・・・・・組立用ロボット、23
・・・・・・ねじ供給ユニット、35・・・・・・回転
検出器。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 #1か1名+
2−−−9fカドライハ′− 21−54t’iτ5し二・ツY 22−  龜幻iど、、1− rs−ta(:4芥姶ユニブト 35−一一回転捜出東 <bn b−・7・り2 (C) ((メ、ン 第 図 第 図 第 図 ■ 第 図 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ねじを締付け可能なドライバーを駆動させる駆動部を制
    御する方法であって、前記駆動部の回転を検出する第1
    工程と、駆動部に流れる電流を検出する第2工程と、第
    1工程により検出された検出信号と第2工程により検出
    された電流信号よりねじの締めあげ開始すなわちねじの
    ワークへの着座を検出する第3工程と、更に駆動部へ逆
    転ブレーキをかける第4工程と、第4工程後電流制限を
    一定時間かける第6工程と、この第6工程後一定時間ワ
    ーク及びねじに応じた低トルクで駆動する第6工程と、
    第6工程後、再度駆動部の電流を漸増させ、着座からあ
    らかじめ設定された角度を締めあげる第7工程を有した
    ねじ締め方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5859770A (ja) * 1981-10-01 1983-04-08 キヤノン株式会社 ねじ締め機の電動ドライバ−の給電方法
JPS6090677A (ja) * 1983-10-25 1985-05-21 松下電器産業株式会社 ネジ締め装置

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