JPH03228524A

JPH03228524A - 仮締め機

Info

Publication number: JPH03228524A
Application number: JP2022562A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Nishida; 良和西田; Shuji Hosokawa; 細川　修治; Yuzo Nishimori; 西森　勇蔵
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-02-01
Filing date: 1990-02-01
Publication date: 1991-10-09
Anticipated expiration: 2014-09-27
Also published as: JP2953727B2

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、タッピンねじなどの多様な
ねじを高速で仮締めする仮締め機に関するものである。

従来の技術近年、自動ねじ締め機によるねじ締め作業は、人件費の
高騰、ねじ締め信頼性の向上などのために自動化率が上
がり、それにともなって自動ねじ締め機に求められる機
能、精度も多様化および高度化して来ている。ねじを−
旦仮締めし、検査・修正工程を入れて本締めするなどは
その一例で、ビデオ、ビデオカメラなどのＡＶ商品や、
自動車関連燃料ユニットのねじ締めに多く見られる。

以下、従来の仮締め機を第５図に基づき説明する。第５
図において、５１はシリンダー装置５２により上下移動
される電動ドライバーで、ホッパー５３からシュート５
４に流れ、そしてキャッチャ一部５５こ一個つつ送られ
たねしＡを真空パイプ５６で吸弓してワークＷに締付け
るものである。また、ねじの締付は高さは、真空パイプ
５６に固定された板材５７と、電動ドライバー５１の筒
状ケーシング５１ａに固定された位置検出器５８とで検
出される。すなわち、電動ドライバー５１かねじＡを一
定高さｈまて締付は位置検出器５８でその位置を検出す
ると、電動ドライバー５１のモータに直流の短絡ブレー
キかかかり、モータか停止して仮締めか完了する。この
制御部分はコントローラ５９に内蔵されている。

また、ねじＡを弱いトルクで仮締めする場合は、第６図
に示す制御方法により、電動ドライバー５１のトルクか
コントロールされていた。すなわち、第７図に示すよう
に、ねしＡがワークＷに着座し、締付ｉ−７るトルクが
増すごとに上昇する電動ドライバー５１のモータ負荷電
流値を、あらかしめ設定した基準電流（電圧）と比較し
７、両者が一致すると遅延回路を通して電源を切るもの
であった。遅延回路はモータの起動電流■。を検知しな
いためのものである。

発明が解決しようとする課題しかしながら上記の構成によると、一定の高さてねじを
仮締めした場合、電動ドライバー５１のモータが高速で
回ると停止高さにばらつきが生じ易く、逆に低速で回す
と時間かかかるという問題点を有していた。また、弱い
トルクで着座状態の仮締めをする場合は、電動ドライバ
ー５１のモータが高速回転ならば停止時その慣性力がね
じに作用し、締付はトルクが高くなったり、低速回転な
らば時間がかかりタクトが間に合わないという問題を有
していた。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、ねじの仮締め時に
おける停止高さの精度を上げるとともに、着座仮締め時
における締付はトルクの精度を上げる仮締め機を提供す
ることを目的とする。

課題を解決するための手段上記課題を解決するため、本発明の第１の手段は、電動
ドライバーと、この電動ドライバーの移動手段と、前記
電動ドライバーの回転ビットの移動位置を検出する位置
検出器と、この位置検出器からの信号を人力するととも
に前記電動ドライバーおよび移動手段を制御する制御装
置とから構成し、かつ前記制御装置により、電動ドライ
バーの駆動用モータを、ねじ捕捉時には低速で、ねじ締
め開始後には高速で回転させるとともに、ねじが着座完
了前の所定位置に達すると前記駆動用モータに印加する
電圧をゼロにした後、逆極性の電圧を印加して制動力を
作用させるようにした仮締め機である。

また、本発明の第２の手段は、前記第１の手段において
、制御装置により、電動ドライバーの駆動用モータに、
ねじ捕捉時、ねじ締め開始後、着座完了前の所定位置お
よびその後の制動時において、印加する各電圧を、各々
独立して変更できるようにした仮締め機である。

作用上記の構成によると、ねじのねじ込み時には、電動ドラ
イバーが高速に回転されるが、ねじが所定位置までねじ
込まれると、電動ドライバーの駆動用モータには、逆極
性の電圧が印加されて、モータの慣性力を打ち消すよう
に制動力が働き、したがってねし込み高さの精度を一定
に維持することができるとともに、着座仮締め時におけ
る締付はトルクの精度も向上する。

実施例以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図は仮締め機の全体側面図を示すものである。第１
図において、１は支持フレーム２に支持された直流サー
ボモータで、先端部にはボールねじ３が取り付けられて
いる。そ（、で、このボールねじ３のナツト部３ａには
、ホルダー４を介してねじを締めるための電動ドライバ
ー５が取り付けられている。この電動ドライバー５の駆
動用としてブラシレスモータ６が使用されるとともに、
そのロータはマグネットで構成された極めて低慣性なも
のである。なお、前記サーボモータ１およびボールねじ
３によって電動ドライバー５の移動手段が構成されてい
る。また、前記電動ドライバー５の先端部にはねじ締め
ヘッド７が設けられている。すなわち、電動ドライバー
５の回転軸８の先端には、ねじに係合するビット９が設
けられるとともに、この外側にはホッパー１０およびシ
ュート１１を介して１個つつキャッチャ一部１２に移送
されてきたねじＡをビット９側に吸い寄せるための真空
パイプ１３が配置されている。この真空パイプ１３は電
動ドライバー５側の筒状ケーシング１４に上昇可能に吊
持されるとともに、図示しないが真空装置に接続されて
いる。さらに、真空パイプ１３の外周所定位置には板材
１５が取り付けられるとともに、電動ドライバー５側の
筒状ケーシング１４には前記板材１５との距離を計測し
てビット９の位置を検出する位置検出器１６が取り付け
られている。また、前記仮締め機の制御装置１７は、サ
ーボモータ１のドライバー回路を内蔵したＮＣ装置１８
および電動ドライバー５の回転制御を行うコントローラ
１９から構成され、これら両者は回路上機能的に接続さ
れている。

次に、前記制御装置の回路構成を第２図に基づき説明す
る。

第２図において、交流電源から供給された電力はチョッ
パ式電源部２１に入力され、ドライノく回路２２を介し
てねじ締めヘッド７を回転駆動する電動ドライバー５の
モータ６に入力されている。チョッパ式電源部２１は直
流に整流して平滑にした後、ねじ締めヘッド７を駆動制
御する第１ＣＰＵ２３から出力されるパルス幅変調制御
信号に基づいて電圧制御し、ドライバ回路２２に出力す
るように構成されている。ドライバ回路２２はモータ６
の回転位置に応して各モータコイルに対する通電制御を
行うように構成されている。すなわち、モータ６の回転
位相を検出するホール素子などの位相検出器２４からの
位相検出信号が制御部２５に入力され、この制御部２５
にてドライバ回路２２の各パワートラ゛／ジスタ２６ａ
〜２６ｆを制御するように構成されている。また、この
制御部２５には第１ＣＰＵ２３から正逆信号が入力され
ている。

前記ドライバ回路２２には、電流検出用抵抗２７が設け
られており、電流検出器２８にてモータ６に流れる駆動
電流が検出され、Ａ／Ｄ変換器２９にてデジタル信号に
変換されて前記第１ｃＰＵ２３に入力されている。また
、前記位相検出器２４からの信号が速度検出器３０に人
力され、モータ６の回転速度が検出され、前記Ａ／Ｄ変
換器２９を介して前記第１ＣＰＵ２３に入力されている
。３１は制御用ソフトおよびねじの種類やワークの種類
に応じてそれぞれあらかじめ設定された複数のねじ締め
パターンを記憶させたＲＯＭ、３２はねじ締め条件など
を一時記憶するＲＡＭである。また、前記ねじ締めヘッ
ド７すなわち電動ドライバー５側の筒状ケーシング１４
に取り付けられた位置検出器１６は、ビット９先端とワ
ークＷとの距離が一定値、たとえば１−以下になった場
合に、これを検出するものでその検出信号は第１ＣＰＵ
２３に入力されている。

一方、３３はねじ締め装置の全体を制御する第２ＣＰＵ
であり、この第２ＣＰＵ３３から制御部３４に位置指令
信号が発せられ、制御部３４からの制御信号に基づいて
サーボモータ１が動作し、ねじ締めヘッド７が所定位置
に位置決めされる。３５は第２ＣＰＵ３３に対してねじ
締めの位置データおよびそのねじ締め位置におけるねし
締めパターンの種別を入力する入力手段、３６は位置デ
ータおよびねじ締めパターンの種別を記憶するＲＡＭ、
３７は制御用ソフトを記憶させたＲ　ＯＭである。また
、この第２ＣＰＵ３３と前記第１ＣＰＵ２３とはシリア
ル通信線３８にて接続されており、第２ＣＰＵ３３によ
り位置制御しようとするねじ締め位置に対応したねじ締
めパターンの種別を第１ＣＰＵ２３に対して通信するよ
うに構成されている。なお、第１ＣＰＵ２３で構成され
る回路がコントローラ１９に内蔵され、第２ＣＰＵ３３
で構成される回路がＮＣ装置１８に内蔵されている。

次に、動作について説明する。

電動ドライバー５がサーボモータ１の駆動によってボー
ルねじ３を介して下降を開始すると、第３図に示すよう
に、電動ドライバー５のモータ６にＰＷＩの電圧が印加
され低速で回転する。そして、真空パイプ１３が下降し
、キャッチャ一部１２上のねじＡを真空吸着してワーク
Ｗ上面に運ぶが、ねしＡがワークＷの下穴部に到達する
と、ねじ込みが開始される直前にＮＣ装置１８からビッ
ト９の高さ検出信号かコントローラ１９に送られ、モー
タ６にＰＷ２の電圧か印加されモータ６か高速回転する
。一方、サーボモータ１も速度が遅くされてヒツト９の
下降スピードは低下する。ねじＡかワークＷに対し一定
高さまでねじ込まれると、真空パイプ１３に固定された
板材１５が電動ドライバー５、すなわちビット９側に固
定された位置検出器１６に接近して信号を出力する。こ
の信号によりモータ６の印加電圧はＰＷ３に変わり、第
４図に示すように、このＰＷ３の値を「０」に置くと、
ねじＡは高さＨで、即座にＰＷ４の逆極性の電圧がモー
タ６に印加されて制動力が作用し、ビット９は急停止し
、そしてねじ締めヘッド７が上昇される。

なお、第３図に示すように、ねじＡがワークＷの締付は
面から約１ｍｍ手前までねじ込まれた時点で位置検出器
１６からの信号が入り、ＰＷ３がある値に設定されてい
ると、ＰＷ４の逆極性の電圧印加により制動力が働きね
じＡは着座状態となるか、弱いトルクで締付ける仮締め
方法の場合には、締上げトルクＴ、を低く設定すれば良
い。

これら仮締めの各パターンは、入力手段３５にてあらか
じめ入力してＲＡＭ３６に記憶させておき、これに基つ
き動作が開始される。

スナワチ、第２ＣＰＵ３３はＲＯＭ３７に格納されたプ
ログラムにしたがってＲＡＭ３６からパターンを読み出
して、制御部３４に出力するとともにシリアル通信線３
８を介して第１ＣＰＵ２３にそのパターンを通信伝達す
る。第１ＣＰＵ２３はパターンを受信すると、そのパタ
ーンをＲＯＭ３１から読出し、そのパターンにしたがっ
て制御電圧をモータ６に印加するように、チョッパ電源
部２１に幅変調制御信号を出力する。

なお、電動ドライバー５の上下移動用サーボモータ１は
ＡＣでもＤＣでもよいが、上述したように電動ドライバ
ー５のすなわちビット９の回転用モータ６は慣性（イナ
ーシャ）の極めて少いＤＣブラシレスモータが使用され
ている。

また、前記制御装置１７により、電動ドライバー５の駆
動用のモータ６に、ねじ捕捉時、ねじ締め開始後、着座
完了前の所定位置およびその後の制動時において、印加
する各電圧（ＰＷｌ、ＰＷ２・・）を、各々独立して変
更することかできる。

発明の効果以上のように本発明の構成によれば、制御装置により電
動ドライバーの駆動用モータを、ねし捕捉時には低速で
、ねじ締め開始後には高速で回転させるとともに、ねじ
か着座完了前の所定位置に達すると上記駆動用モータに
印加する電圧をゼロにした後、逆極性の電圧を印加して
制動力を作用させるようにしたので、ねじの仮締めを素
早（かつ精度良く行うことができ、しかも着座仮締め時
における締付はトルクの精度も向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図は仮締め機の一部切欠全体側面図、第２図は同制御回
路を示すブロック図、第３図および第４図は仮締め動作
を説明する模式図、第５図〜第７図は従来例を示すもの
で、第５図は仮締め機の一部切欠全体側面図、第６図は
同制御回路を示すブロック図、第７図はモータの負荷電
流波形を示す図である。１・・・サーボモータ、３・・・ボールねじ、訃・・電
動ドライバー、６・・・ブラシレスモータ、７・・・ね
じ締めヘッド、９・・・ビット、１３・・・真空パイプ
、１５・・・板材、Ｉ６・・・位置検出器、１７・・・
制御装置、１８・・・ＮＣ装置、１９・・・コントロー
ラ。

Claims

【特許請求の範囲】１、電動ドライバーと、この電動ドライバーの移動手段
と、前記電動ドライバーの回転ビットの移動位置を検出
する位置検出器と、この位置検出器からの信号を入力す
るとともに前記電動ドライバーおよび移動手段を制御す
る制御装置とから構成し、かつ前記制御装置により、電
動ドライバーの駆動用モータを、ねじ捕捉時には低速で
、ねじ締め開始後には高速で回転させるとともに、ねじ
が着座完了前の所定位置に達すると前記駆動用モータに
印加する電圧をゼロにした後、逆極性の電圧を印加して
制動力を作用させるようにした仮締め機。２、制御装置により、電動ドライバーの駆動用モータに
、ねじ捕捉時、ねじ締め開始後、着座完了前の所定位置
およびその後の制動時において、印加する各電圧を、各
々独立して変更できるようにした請求項１に記載の仮締
め機。