JPH07227729A

JPH07227729A - ねじ締め装置及びねじ締め方法

Info

Publication number: JPH07227729A
Application number: JP2234394A
Authority: JP
Inventors: Kunio Otaki; 邦雄大滝; Eiichi Yamazaki; 栄一山崎; Junichi Tajima; 純一田島; Satoshi Nukushina; 聡温品; Tadahiro Nishikubo; 忠弘西久保; Koji Kusuda; 浩二楠田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-02-21
Filing date: 1994-02-21
Publication date: 1995-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】増し締めのための設定データが適正であるか否
かを容易に判断でき、且つ、そのデータの修正を容易に
行うことができるねじ締め装置を提供する。【構成】電動ドライバー１６によりねじの着座に要する
トルクＴ1 でねじの締め付けを行い、その後にトルクＴ
1 より大きい増し締めトルクＴ2 でねじの増し締めを行
い、この増し締めによるねじの回転角が所定の許容回転
角内に納まるまで、増し締めの動作を繰り返し行うねじ
締め装置において、ねじの増し締めの回数を表示する第
１の表示部１５と、ねじの回転角が許容回転角内に納ま
った時の最終回の増し締めにおけるねじの回転角を表示
する第２の表示部１５と、電動ドライバー１６の増し締
めトルクＴ2 と許容回転角と増し締めの許容回数のうち
の少なくとも１つを操作者が外部から設定可能な設定ス
イッチ９，１０，１１，１２とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はねじの着座後に増し締め
を行うねじ締め装置及びねじ締め方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ねじの締め付けを行う場合に
は、ねじの頭部が一旦着座した後に更に衝撃的にトルク
を加えて増し締めをすることが一般に行われている。こ
のようなねじの締め付け及び増し締めを自動的に行う装
置としては、例えば特公昭６１−５８５７号に開示され
ている様な装置が知られている。この装置においては、
ねじを電動ドライバーにより着座に必要なトルクＴ1 で
締め付けていき、ねじの頭部が着座した時点で、トルク
を略０に戻し、再びトルクＴ1 よりも大きい増し締めト
ルクＴ2 を加えて増し締めを行っている。そして、この
増し締めのときのねじ頭部の回転角度が予め設定されて
いる許容角度より小さくなった場合には、増し締めを終
了し、許容角度より大きい場合には、ねじ頭部の回転角
度が許容角度より小さくなるまで増し締めを繰り返し行
う様にしている。そして、所定回数以下の増し締めで、
ねじ頭部の回転角度が許容値以内になった場合には、こ
れを良品とし、所定回数だけ増し締めを繰り返してもね
じ頭部の回転角度が許容値以内にならない場合にはこれ
を不良品と判断する。このような方法でねじの締め付け
を行うことにより、ねじの緩みトルクを必要値以上の値
に確保することができる。

【０００３】

【発明解決しようとする課題】しかしながら、上記の従
来例においては、ねじ締めが行われたワークの良、不
良、すなわち最終的に増し締めされたねじ頭部の回転角
度が許容値内に納まったか否かが判定されるのみであっ
て、増し締めの回数が何回行われたか、あるいは、最終
回の増し締めにおいてねじ頭部の回転角度がどの程度の
値になったかが分からなかった。

【０００４】そのため、以下の様な問題点があった。（１）一般的に、ねじの精度及びねじの下穴（または雌
ねじ）の加工精度が良好であれば、増し締めは一回で済
むはずであるが、増し締めが何回行われた後にねじの回
転角度が許容値内に納まったかが分からないため、ねじ
の精度やねじの下穴の加工精度に問題があって増し締め
回数が増えている場合でもそのような不良を発見できな
い。（２）また、増し締め時のねじの許容回転角は、必要な
緩みトルクが得られる様に経験的に決められ、予め装置
にインプットされるものであるが、この回転許容角が実
際に適正な値であるか否かを判断できない。例えば、経
験的なデータから、許容回転角を３０°に設定したとす
る。このとき、実際の部品にねじをねじ込んだ時の増し
締め回転角が３０°近辺であったとすると、ねじ自身や
下穴のばらつきにより、増し締め回転角が３０°近辺で
ばらつくため、増し締め回転角度が３０°を越えるもの
も多数でて不良品と判断されるものが増加する。ところ
が、そのときのねじのロットの加工精度や下穴の寸法精
度、部品の材質等から、増し締め回転角が３０°程度で
適正な緩みトルクが得られる場合には、増し締め回転角
が例えば３１°で不良品と判断されたものの中にも本来
良品であるものが含まれていることが考えられる。この
ような場合、明らかに最初の許容回転角の設定値が不適
正であって、例えば、許容回転角を４０°程度に設定し
直すことが妥当であると考えられるわけである。従来、
このような場合でも、最終回の増し締め時のねじの回転
角度が分からなかったため、許容回転角の修正が必要で
あるか否かの判断が難しく、本来良品であるものを不良
品と判断してしまい、製品の歩留りを悪くしていた。ま
た、許容回転角の修正が必要であることが分かった場合
でも、その修正を行うためには内蔵プログラムを書き換
える必要があり、作業効率が悪かった。

【０００５】また、上記の問題点とは別に、従来におい
ては、増し締め工程のトルクの立ち上がり及び立ち下が
り時において、急激にトルクを供給するため以下の様な
問題点があった。（１）増し締めの回数を重ねることにより、ビットの金
属疲労が増し、ビット破損が発生する。（２）ビットを持ちあげる力が瞬時に働き、ねじの頭の
カジリが発生する。（３）増し締め時のビットの捩れを急激に戻した場合、
ビットの捩れによるエネルギーが反発力になって逆作用
に働き、ねじを逆に緩める等の不具合が発生する。

【０００６】また、更には、従来のねじ締め装置におい
ては、エラー表示を行う際、各エラー項目毎にＬＥＤが
配置されており、どの項目のＬＥＤが点灯したかを見る
ことによりどのエラーが発生したかを判断していた。そ
のため、ＬＥＤを平面的に配置する関係上、表示内容数
を増加しようとすると制御ユニットが大型化するという
問題点もあった。

【０００７】また、従来の電動モータの制御回路は、図
１６に示す様に、モータ電流制御回路としてアナログ回
路によって構成されていた。

【０００８】しかしながら、この従来例では、デジタル
基板、アナログ基板、サーボ基板の３枚の基板から構成
されているため、回路の複雑化を招いている。また、ア
ナログ回路では電気的な調整も容易ではなく、専門技能
が必要な上、調整時間も多くなる。そして、これらの理
由から高価となっていた。

【０００９】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その第１の目的は、増し締めのため
の設定データが適正であるか否かを容易に判断でき、且
つ、そのデータの修正を容易に行うことができるねじ締
め装置を提供することである。

【００１０】また、本発明の第２の目的は、ねじの精度
の不良や、下穴の不良等の異常を容易に発見することが
できるねじ締め装置を提供することである。

【００１１】また、本発明の第３の目的は、制御ユニッ
トの大型化を防止しつつエラー表示の項目を増やしたね
じ締め装置を提供することである。

【００１２】また、本発明の第４の目的は、モータの制
御回路の構成を簡素化すると共に調整を容易化し、装置
のローコスト化を図ることができるねじ締め装置を提供
することである。

【００１３】また、本発明の第５の目的は、増し締めを
行う時にビットやねじの頭の破損を防止し、確実に増し
締めを行うことができるねじ締め方法を提供することで
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明のねじ締め装置は、電動ド
ライバーによりねじの着座に要するトルクＴ1 で前記ね
じの締め付けを行い、その後に前記トルクＴ1 より大き
い増し締めトルクＴ2 で前記ねじの増し締めを行い、こ
の増し締めによる前記ねじの回転角が所定の許容回転角
内に納まるまで、前記増し締めの動作を繰り返し行うね
じ締め装置において、前記ねじの前記増し締めの回数を
表示する第１の表示手段と、前記ねじの回転角が前記許
容回転角内に納まった時の最終回の増し締めにおける前
記ねじの回転角を表示する第２の表示手段と、前記電動
ドライバーの増し締めトルクＴ2 と前記許容回転角と前
記増し締めの許容回数のうちの少なくとも１つを操作者
が外部から設定可能な設定手段と、該設定手段により設
定されたデータに基づいて、前記ねじの締め付け動作を
制御する制御手段とを具備することを特徴としている。

【００１５】また、この発明に係わるねじ締め装置にお
いて、前記第１の表示手段と前記第２の表示手段とは１
つの表示手段を共用するすることにより構成されてお
り、該表示手段に、前記増し締めの回数を表示させる状
態と、前記最終回の増し締めにおける前記ねじの回転角
を表示させる状態とを切り換える切換手段を更に具備す
ることを特徴としている。

【００１６】また、この発明に係わるねじ締め装置にお
いて、前記制御手段は、前記トルクＴ1 で前記ねじの締
め付けを行う締め付け工程と前記トルクＴ2 で前記ねじ
の増し締めを行う増し締め工程とを連続して行う自動モ
ードと、前記締め付け工程と前記増し締め工程を、外部
のスイッチをトリガーとして夫々独立して行う手動モー
ドとを備えることを特徴としている。

【００１７】また、この発明に係わるねじ締め装置にお
いて、前記制御手段は、モータの断線、エンコーダの断
線等の異常事態を検出した時に前記ねじの締め付け動作
を中断することを特徴としている。

【００１８】また、この発明に係わるねじ締め装置にお
いて、前記制御手段が、前記異常事態を検出した時に、
該異常事態の種類を表示する第３の表示手段を更に具備
することを特徴としている。

【００１９】また、この発明に係わるねじ締め装置にお
いて、前記第３の表示手段は、７セグメントのＬＥＤか
らなることを特徴としている。

【００２０】また、本発明のねじ締め方法は、電動ドラ
イバーの電気子電流値を無負荷電流値Ｉ1 からねじの着
座に要するトルクを発生させる電流値Ｉ2 に上昇させて
前記ねじをねじ込み、前記ねじの頭部が着座した後に前
記電気子電流値を電流値Ｉ2から無負荷電流値Ｉ3 に下
降させ、再び前記電気子電流を電流値Ｉ2 よりも大きい
増し締め電流値Ｉ4 に上昇させて前記ねじの増し締めを
行うねじ締め方法において、前記電気子電流値を無負荷
電流値Ｉ3 から増し締め電流値Ｉ4 に上昇させるとき、
及び増し締め電流値Ｉ4 から無負荷電流値Ｉ3 に下降さ
せるときに、前記電気子電流値の立ち上がり及び立ち下
がりの初期においては、ｙ＝ａｘ＋ｂ（ａ，ｂは定数）
の一次式で示される直線状に前記電気子電流値を変化さ
せ、電流値Ｉ3 と電流値Ｉ4 の差の７０％に達した時点
で、ｙ＝ｃｘ² ＋ｄ（ｃ，ｄは定数）の二次式で示され
る曲線状に前記電気子電流値を変化させることを特徴と
している。

【００２１】

【作用】以上の様に、この発明に係わるねじ締め装置は
構成されているので、第１の表示手段により、ねじの増
し締めの回数をリアルタイムに表示することにより、実
際に増し締めが何回行われたかを判断することができ
る。これにより、操作者は、増し締めが１回で終了して
いない部品が多い場合には、ねじまたは部品の精度不良
等を即座に判断することができ、問題点を早期に発見す
ることができる。

【００２２】また、最終回の増し締めにおけるねじの回
転角を第２の表示手段によって表示することにより、実
際のねじ及び部品の精度、材料等により、増し締めの回
転角の適正値を判断することができる。従って、上記の
第１の表示手段の情報と第２の表示手段の情報とに基づ
いて、操作者は、電動ドライバーの増し締めトルク、増
し締め時の許容回転角、及び増し締めの許容回数等の適
正値を知ることができる。そして、これを元に、設定手
段により上記の適正値を外部から設定することにより、
内部のプログラム等を書き換えることなく、容易に増し
締めのための最適なパラメータを設定できる。

【００２３】また、第１の表示手段と第２の表示手段を
１つの表示手段で共用することにより、表示手段を多数
備える場合に比較して制御装置を小型化することができ
る。また、ねじの締め付けから増し締めまでの動作を連
続的に行う自動モードと、ねじの締め付けと増し締めを
独立して行う手動モードを備えることにより、装置稼働
初期の増し締めのためのトルク、許容回転角、許容回数
等のパラメータを設定する時点においては、手動モード
により実験的に増し締めを行い、パラメータが設定され
た後に連続的にねじ締めを行う場合には自動モードを選
択して連続的にねじの締め付けを行うことができるの
で、連続的な締め付け動作及び増し締めのパラメータの
設定をスムーズに行うことができる。

【００２４】また、エラーの表示を７セグメントのＬＥ
Ｄにより番号で表示することにより、たくさんの種類の
エラー表示を１つの表示装置で表示することができるの
で、制御装置の小型化を図ることができる。

【００２５】また、制御手段としてＣＰＵを使用するこ
とにより、モータ電流、モータ回転数、モータ回転角の
制御を全てソフトウエアで行うことができ、制御回路の
簡略化により基板を１枚にし、更にアナログ回路の電気
調整を減らすことによって、大幅なコストダウンを実現
することができる。

【００２６】また、本発明のねじ締め方法は、上記の様
に構成されているので、増し締めの時のトルクの立ち上
がり部及び立ち下がり部の最後において、トルクが滑ら
かに変動する様にでき、ビットやねじの頭部の破損を防
ぎ、ビットの捩り反力によるねじの緩み等も防止するこ
とができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例について、添
付図面を参照して詳細に説明する。

【００２８】図１は本ねじ締め機の一実施例を示し、１
はトルクコントロールボックス、２はモータ電源表示
器、３は自動、手動切換スイッチ、４はねじ締め起動ス
イッチ、５は締め付け工程起動スイッチ、６は増し締め
工程起動スイッチ、７はリセットスイッチ、８は停止ス
イッチ、９は締め付けトルク設定用デジタルロータリー
スイッチ、１０は増し締めトルク設定用デジタルロータ
リースイッチ、１１は増し締め許容角度設定用デジタル
ロータリスイッチ、１２は最大増し締め回数設定用ディ
ップスイッチ、１３，１４はＯＫ／ＮＧ表示用ＬＥＤ、
１５は２桁７セグメントＬＥＤ、１６はねじ締めモー
タ、１７は制御対象であるねじ締めビット、１８はねじ
締め用上下シリンダである。

【００２９】上記構造において、各デジタルロータリス
イッチ９，１０，１１及びディップスイッチ１２によ
り、ねじ締め時の締め付け、増し締め条件をあらかじめ
設定しておき、ねじ締め起動スイッチ４により起動をか
けることで、設定された締め付けトルクでねじ締めが行
われた後、任意に設定された増し締めトルク、増し締め
許容角度によって設定回数内で増締めが行われる。な
お、締め付けトルクは、必要とされる緩みトルクの１．
４倍程度の値に設定され、増し締めトルクは締め付けト
ルクの更に１．５倍程度の値に設定される。また増し締
めの許容回数は例えば３回程度に設定される。さらに増
し締め時のねじの許容回転角度は、最初は経験的に見て
適正と思われる値に設定される。ただし、これらの値
は、これに限定されるものではなく、必要に応じて変更
しても良いことは言うまでもない。

【００３０】図２は、トルク制御を行うための一実施例
を示し、２０はＣＰＵ、２１はＲＯＭ、２２は外部入力
及び各種スイッチを入力するためのＩ／Ｏポート、２３
はモータ制御用のデジタルデータを出力するためのＩ／
Ｏポート、２４はデジタルデータを電圧に変換するため
のＤ／Ａ変換器、２５はモータ駆動用アンプ、２６はモ
ータ電流帰還回路、１６はねじ締め用ＤＣモータ、２７
はモータの軸に直結されたロータリエンコーダであり、
２８は外部機器との入出力ポートである。

【００３１】上記構成において、あらかじめデジタルロ
ータリースイッチ９，１０，１１により締め付けトル
ク、増し締めトルク、増し締め許容角度を設定してお
き、起動スイッチ４を押すと、これらの設定データに基
づいて、プログラムされている一連のねじ締めシーケン
スを実行し、１３，１４のＯＫ／ＮＧ判定を出力する。
また、５の締め付け起動スイッチまたは６の増し締め起
動スイッチは、それぞれ締め付け工程、増し締め工程の
みを実行する。

【００３２】３は自動／手動の切換スイッチで、手動の
場合、上記のスイッチ４，５，６を有効とし、自動の場
合、２８の外部Ｉ／Ｏによるスイッチ４，５，６相当の
指令を有効とする。

【００３３】また、回路の動作は、ＣＰＵ２０から指令
データを出力し、Ｉ／Ｏポート２３を介しＤ／Ａ変換２
４によりモータ駆動アンプ２５を作動させモータ１６を
制御し、モータに直結したエンコーダ２７により角度を
制御する。モータ電流帰還回路２６により電流値をフィ
ードバックして、常に締め付けデータまたは増し締めデ
ータと比較しながら、ＣＰＵ２０はモータの動作を制御
する。

【００３４】図３は表示器の第１の回路例を示し、ＩＣ
３０はねじ締め制御の中枢であるＣＰＵ、ＩＣ３１はＩ
／Ｏポート、ＩＣ３２はインバータ、ＩＣ３３は７セグ
メントＬＥＤ用のドライバ、ＬＥＤ表示器３４はデータ
を表示するところの７セグメントＬＥＤである。

【００３５】上記構成において、ＣＰＵ３０はねじ締め
制御を行う上で増し締め回数、最終増し締め角度、エラ
ー番号等のデータをＩ／Ｏポート３１へ出力し、ＩＣ３
２を介して論理を反転し、ＩＣ３３が７セグメントＬＥ
Ｄ３４を制御して、上記の各種データを表示させるもの
である。

【００３６】図４は、本実施例のねじ締め装置を制御す
るソフトウエアのメインフローチャートであり、図５乃
至図８はサブルーチン、図９乃至図１１は割り込み処理
を示している。

【００３７】上記のソフト構成において、図４は電源を
投入して自動的に立ち上がり、前記の各スイッチ入力に
より、サブルーチンで分割された各動作を実行させ得る
メインとなるフローチャートである。

【００３８】図５は自動モードにおいて一連のねじ締め
工程、つまり締め付け工程を実行した後に増し締め工程
を実行し、ＧＯ／ＮＧの判定を行うためのフローチャー
トである。

【００３９】図６は締め付け工程の詳細なフローチャー
トであり、図７は増し締め工程の詳細なフローチャート
である。

【００４０】図８は、増し締め工程で使用するパラメー
タを計算するものであり、増し締め条件から各パラメー
タを算出するものである。

【００４１】図９はエンコーダ信号ケーブルまたはモー
タの電力線の断線検知の割り込み処理であり、電源ＯＮ
時、締め付け工程起動時にモータに対して最小の指令を
出力し、正常なエンコーダ出力が入力されれば、ＯＫと
し、入力されなければモータケーブルまたはエンコーダ
ケーブルの断線異常と判断する。

【００４２】図１０はエンコーダのＡ相またはＢ相が欠
損した時に、エンコーダの断線検知として割り込み処理
するフローチャートである。

【００４３】図１１は渦電流検出回路または非常停止の
作動による、割り込み処理のフローチャートである。

【００４４】次に、図１２乃至図１５は、増し締め時に
おけるねじ締めモータへの給電方法の一実施例を示した
ものであり、（１）は立ち上がりの７０％までの１次曲
線（直線）を表し、（２）は上昇点までの近似２次曲線
を表し、（３）は立ち下がり時の７０％までの１次曲線
（直線）を表し、（４）は下降点までの２次曲線を表し
ている。

【００４５】（１）は、立ち上がり時のトルクの加え方
で、無負荷電流Ｉ3 と増し締め電流Ｉ4 の差の７０％に
到達するまで、ｙ＝ａｘ＋ｂの１次式により計算される
値の電流をモータに加える。

【００４６】（２）は、７０％を越えた時点でｙ＝ｃｘ
² ＋ｄの２次式により計算される値の電流をモータに加
える。

【００４７】（３）は、立ち下がり時のトルクの減らし
方で、７０％に到達するまでのｙ＝ａｘ＋ｂの１次式に
より計算される値による電流値の低下を示している。

【００４８】（４）は、７０％を越えた時点で、ｙ＝ｃ
ｘ² ＋ｄの２次式により計算される値による電流値の低
下を示している。

【００４９】増し締めの際には、図１５に示す様にこの
（１）〜（４）の動作を増し締めによるねじの回転角度
が許容回転角度内に納まるまで繰り返す。

【００５０】上記の構成における特有の効果は、ビット
折れ、ねじの頭カジリ等を防ぎ、確実にトルクの伝達が
できるものである。

【００５１】以上の様に、この実施例のねじ締め装置は
構成されているので、２桁７セグメントＬＥＤにより、
ねじの増し締めの回数をリアルタイムに表示することに
より、実際に増し締めが何回行われたかを判断すること
ができる。これにより、操作者は、増し締めが１回で終
了していない部品が多い場合には、ねじまたは部品の精
度不良等を即座に判断することができ、問題点を早期に
発見することができる。

【００５２】また、最終回の増し締めにおけるねじの回
転角を上記と同じ７セグメントＬＥＤによって表示する
ことにより、実際のねじ及び部品の精度、材料等によ
り、増し締めの回転角の適正値を判断することができ
る。従って、上記の増し締め回数の情報と最終増し締め
角度の情報とに基づいて、操作者は、電動ドライバーの
増し締めトルク、増し締め時の許容回転角、及び増し締
めの許容回数等の適正値を知ることができる。そして、
これを元に、デジタルロータリスイッチ９，１０，１１
により上記の適正値を外部から設定することにより、内
部のプログラム等を書き換えることなく、容易に増し締
めのための最適なパラメータを設定できる。

【００５３】また、ねじの締め付けから増し締めまでの
動作を連続的に行う自動モードと、ねじの締め付けと増
し締めを独立して行う手動モードを備えることにより、
装置稼働初期の増し締めのためのトルク、許容回転角、
許容回数等のパラメータを設定する時点においては、手
動モードにより実験的に増し締めを行い、パラメータが
設定された後に連続的にねじ締めを行う場合には自動モ
ードを選択して連続的にねじの締め付けを行うことがで
きるので、連続的な締め付け動作及び増し締めのパラメ
ータの設定をスムーズに行うことができる。

【００５４】また、エラーの表示を７セグメントのＬＥ
Ｄにより番号で表示することにより、たくさんの種類の
エラー表示を１つの表示装置で表示することができるの
で、制御装置の小型化を図ることができる。

【００５５】また、増し締めの時のトルクの立ち上がり
部及び立ち下がり部の最後において、トルクが滑らかに
変動する様にすることにより、ビットやねじの頭部の破
損を防ぎ、ビットの捩り反力によるねじの緩み等も防止
することができる。

【００５６】また、デジタル基板、アナログ基板、サー
ボ基板の構成をトルクコントロール基板１枚にして、基
板の簡略化を図ることができる。また、アナログ回路の
電気調整がほとんどソフトウエアに置き換えられたた
め、調整時間が約９５％削減された。これらにより、ト
ータルで約５０％のコストダウンを実現することができ
る。また、トルク制御がソフト化されたことにより、ア
ナログ回路のドリフト等による調整ずれも解消され、高
品質を保てる様になった。

【００５７】なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲
で、上記実施例を修正または変形したものに適用可能で
ある。

【００５８】例えば、上記の実施例では、トルクの立ち
上がり時及び立ち下がり時において、電流を緩やかに変
化させる方法をねじの締め付けに適用した場合について
説明したが、これに限定されることなく、例えばピン打
ち機におけるピン打込トルクのかけ方等の他の分野にも
応用することが可能である。

【００５９】また、増し締め電流の曲線を与えるもの
は、ｙ＝ａｘ² ＋ｂの様な２次式に限らず、目標値に到
達する際にオーバーシュートを起こさず緩やかに到達し
得る関数ならば他の関数でも良い。

【００６０】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明のねじ締め装
置及びねじ締め方法によれば、第１の表示手段により、
ねじの増し締めの回数をリアルタイムに表示することに
より、実際に増し締めが何回行われたかを判断すること
ができる。これにより、操作者は、増し締めが１回で終
了していない部品が多い場合には、ねじまたは部品の精
度不良等を即座に判断することができ、問題点を早期に
発見することができる。

【００６１】また、最終回の増し締めにおけるねじの回
転角を第２の表示手段によって表示することにより、実
際のねじ及び部品の精度、材料等により、増し締めの回
転角の適正値を判断することができる。従って、上記の
第１の表示手段の情報と第２の表示手段の情報とに基づ
いて、操作者は、電動ドライバーの増し締めトルク、増
し締め時の許容回転角、及び増し締めの許容回数等の適
正値を知ることができる。そして、これを元に、設定手
段により上記の適正値を外部から設定することにより、
内部のプログラム等を書き換えることなく、容易に増し
締めのための最適なパラメータを設定できる。

【００６２】また、第１の表示手段と第２の表示手段を
１つの表示手段で共用することにより、表示手段を多数
備える場合に比較して制御装置を小型化することができ
る。

【００６３】また、ねじの締め付けから増し締めまでの
動作を連続的に行う自動モードと、ねじの締め付けと増
し締めを独立して行う手動モードを備えることにより、
装置稼働初期の増し締めのためのトルク、許容回転角、
許容回数等のパラメータを設定する時点においては、手
動モードにより実験的に増し締めを行い、パラメータが
設定された後に連続的にねじ締めを行う場合には自動モ
ードを選択して連続的にねじの締め付けを行うことがで
きるので、連続的な締め付け動作及び増し締めのパラメ
ータの設定をスムーズに行うことができる。

【００６４】また、エラーの表示を７セグメントのＬＥ
Ｄにより番号で表示することにより、たくさんの種類の
エラー表示を１つの表示装置で表示することができるの
で、制御装置の小型化を図ることができる。

【００６５】また、制御手段としてＣＰＵを使用するこ
とにより、モータ電流、モータ回転数、モータ回転角の
制御を全てソフトウエアで行うことができ、制御回路の
簡略化により基板を１枚にし、更にアナログ回路の電気
調整を減らすことによって、大幅なコストダウンを実現
することができる。

【００６６】また、増し締めの時のトルクの立ち上がり
部及び立ち下がり部の最後において、トルクが滑らかに
変動する様にすることにより、ビットやねじの頭部の破
損を防ぎ、ビットの捩り反力によるねじの緩み等も防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明係わるねじ締め装置の一実施例の構成を
示した図である。

【図２】トルク制御を行うための回路の一実施例を示し
た図である。

【図３】表示器の第１の回路例を示した図である。

【図４】本実施例のねじ締め装置を制御するソフトウエ
アのメインフローチャートである。

【図５】本実施例のねじ締め装置を制御するソフトウエ
アのサブルーチンのフローチャートである。

【図６】本実施例のねじ締め装置を制御するソフトウエ
アのサブルーチンのフローチャートである。

【図７】本実施例のねじ締め装置を制御するソフトウエ
アのサブルーチンのフローチャートである。

【図８】本実施例のねじ締め装置を制御するソフトウエ
アのサブルーチンのフローチャートである。

【図９】本実施例のねじ締め装置における割り込み処理
を示すフローチャートである。

【図１０】本実施例のねじ締め装置における割り込み処
理を示すフローチャートである。

【図１１】本実施例のねじ締め装置における割り込み処
理を示すフローチャートである。

【図１２】増し締め時におけるねじ締めモータへの給電
方法を示した図である。

【図１３】増し締め時におけるねじ締めモータへの給電
方法を示した図である。

【図１４】増し締め時におけるねじ締めモータへの給電
方法を示した図である。

【図１５】増し締め時におけるねじ締めモータへの給電
方法を示した図である。

【図１６】従来のモータ電流制御回路を示した図であ
る。

【符号の説明】

１トルクコントロールボックス２モータ電源表示器３切換スイッチ４ねじ締め起動スイッチ５締め付け工程起動スイッチ６増し締め工程起動スイッチ７リセットスイッチ８停止スイッチ９締め付けトルク設定用デジタルロータリースイ
ッチ１０増し締めトルク設定用デジタルロータリースイ
ッチ１１増し締め許容角度設定用デジタルロータリスイ
ッチ１２最大増し締め回数設定用ディップスイッチ１３，１４ＯＫ／ＮＧ表示用ＬＥＤ１５２桁７セグメントＬＥＤ１６ねじ締めモータ１７ねじ締めビット１８ねじ締め用上下シリンダ

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【手続補正書】

【提出日】平成６年４月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４３】図１１は過電流検出回路または非常停止の
作動による、割り込み処理のフローチャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者温品聡東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者西久保忠弘東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者楠田浩二東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動ドライバーによりねじの着座に要す
るトルクＴ1 で前記ねじの締め付けを行い、その後に前
記トルクＴ1 より大きい増し締めトルクＴ2で前記ねじ
の増し締めを行い、この増し締めによる前記ねじの回転
角が所定の許容回転角内に納まるまで、前記増し締めの
動作を繰り返し行うねじ締め装置において、前記ねじの前記増し締めの回数を表示する第１の表示手
段と、前記ねじの回転角が前記許容回転角内に納まった時の最
終回の増し締めにおける前記ねじの回転角を表示する第
２の表示手段と、前記電動ドライバーの増し締めトルクＴ2 と前記許容回
転角と前記増し締めの許容回数のうちの少なくとも１つ
を操作者が外部から設定可能な設定手段と、該設定手段により設定されたデータに基づいて、前記ね
じの締め付け動作を制御する制御手段とを具備すること
を特徴とするねじ締め装置。
【請求項２】前記第１の表示手段と前記第２の表示手
段とは１つの表示手段を共用するすることにより構成さ
れており、該表示手段に、前記増し締めの回数を表示さ
せる状態と、前記最終回の増し締めにおける前記ねじの
回転角を表示させる状態とを切り換える切換手段を更に
具備することを特徴とする請求項１に記載のねじ締め装
置。
【請求項３】前記制御手段は、前記トルクＴ1 で前記
ねじの締め付けを行う締め付け工程と前記トルクＴ2 で
前記ねじの増し締めを行う増し締め工程とを連続して行
う自動モードと、前記締め付け工程と前記増し締め工程
を、外部のスイッチをトリガーとして夫々独立して行う
手動モードとを備えることを特徴とする請求項１に記載
のねじ締め装置。
【請求項４】前記制御手段は、モータの断線、エンコ
ーダの断線等の異常事態を検出した時に前記ねじの締め
付け動作を中断することを特徴とする請求項１に記載の
ねじ締め装置。
【請求項５】前記制御手段が、前記異常事態を検出し
た時に、該異常事態の種類を表示する第３の表示手段を
更に具備することを特徴とする請求項４に記載のねじ締
め装置。
【請求項６】前記第３の表示手段は、７セグメントの
ＬＥＤからなることを特徴とする請求項５に記載のねじ
締め装置。
【請求項７】電動ドライバーの電気子電流値を無負荷
電流値Ｉ1 からねじの着座に要するトルクを発生させる
電流値Ｉ2 に上昇させて前記ねじをねじ込み、前記ねじ
の頭部が着座した後に前記電気子電流値を電流値Ｉ2 か
ら無負荷電流値Ｉ3 に下降させ、再び前記電気子電流を
電流値Ｉ2 よりも大きい増し締め電流値Ｉ4 に上昇させ
て前記ねじの増し締めを行うねじ締め方法において、前記電気子電流値を無負荷電流値Ｉ3 から増し締め電流
値Ｉ4 に上昇させるとき、及び増し締め電流値Ｉ4 から
無負荷電流値Ｉ3 に下降させるときに、前記電気子電流
値の立ち上がり及び立ち下がりの初期においては、ｙ＝
ａｘ＋ｂ（ａ，ｂは定数）の一次式で示される直線状に
前記電気子電流値を変化させ、電流値Ｉ3 と電流値Ｉ4
の差の７０％に達した時点で、ｙ＝ｃｘ² ＋ｄ（ｃ，ｄ
は定数）の二次式で示される曲線状に前記電気子電流値
を変化させることを特徴とするねじ締め方法。