JPH07276160A

JPH07276160A - 自動部品締結機

Info

Publication number: JPH07276160A
Application number: JP6064895A
Authority: JP
Inventors: Masatomo Adachi; 正知足立; Takeshi Matsumiya; 毅松宮
Original assignee: Nittoseiko Co Ltd
Current assignee: Nittoseiko Co Ltd
Priority date: 1994-04-01
Filing date: 1994-04-01
Publication date: 1995-10-24

Abstract

(57)【要約】【目的】操作者が締付け時のトルク波形を視覚的に観
察することができることによって、締付異常が発生した
ときその原因を早く究明できる自動部品締結機を提供す
る。【構成】回転駆動するモータ６と、ワークを締結する
部品にモータ６の回転駆動力を伝達する工具１０と、工
具１０の軸トルクを検出する軸トルク検出手段１１，１
２，３０，４３〜４７と、部品締結開始後、軸トルク検
出手段が検出するトルク値が所定の値に達した時に、モ
ータ６の駆動を停止させモータ停止手段と、締め付け時
に時間を計上するタイマと、軸トルク検出手段が検出し
た軸トルクを、タイマが計上する時間と対応させてＲＡ
Ｍ５２に蓄積するデータ蓄積手段と、ＲＡＭ５２に蓄積
されたデータを読み出して、トルク波形として視覚的に
表示する表示手段６０と、を備えることを特徴とする自
動部品締結機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動ねじ締め機、自動
キャップ締め機などの自動部品締結機に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動ねじ締め機や自動キャップ締め機等
の自動部品締結装置は、モータによりドライバビットや
キャップドライバ等の工具を回転させて、ねじやキャッ
プ等の部品でワークを締付ける。ここで、締付けトルク
を制御する場合には、この工具に加わる負荷に応じて変
動するモータの負荷電流を検出し、この検出値が、希望
締付トルク値に対応する所定の電流値に達した時に、モ
ータの駆動を停止させるようにした装置、あるいは、工
具に加わる軸トルクを、磁歪センサーや歪ゲージなどの
トルク検出器により検出し、これが一定の値に達すれば
モータの駆動を停止させるようにした装置が一般的であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種のトルクコント
ロール機構付の自動部品締結装置で、部品をワークに締
付けるとき、締結終了後の部品の締付けトルクは、所定
の希望締付トルク値と一致するのが望ましいが、実際上
は、ワークの状態や、芯が合っていない、或はねじやキ
ャップ等の部品のばらつき等、様々な原因によって、所
望の締付けトルク値で部品を締付けることができないこ
ともある。このような締付異常が発生した場合、操作者
がその原因を究明する必要が生じる。

【０００４】操作者が原因を究明する際、部品、被締結
材、締結材の状態等を観察して原因を究明するという方
法もあるが、この方法だけで原因を究明しようとする
と、究明に長い時間がかかり作業が長く中断されやす
い。本発明は、このような課題に鑑み、操作者が締付け
時のトルク波形を視覚的に観察することができることに
よって、締付異常が発生したときその原因を早く究明で
きる自動部品締結機を提供することを目的とするもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にかかる請求項１記載の自動部品締結機は、
回転駆動するモータと、ワークを締結する部品にモータ
の回転駆動力を伝達する工具と、工具の軸トルクを検出
する軸トルク検出手段と、部品締結開始後、軸トルク検
出手段が検出するトルク値が所望の値に達した時に、モ
ータの駆動を停止させるモータ停止手段と、締付け時に
時間を計上するタイマと、軸トルク検出手段が検出した
軸トルクを、タイマが計上する時間と対応させてメモリ
に蓄積するデータ蓄積手段と、メモリに蓄積されたデー
タを読み出して、トルク波形として視覚的に表示する表
示手段と、を備えることを特徴としている。

【０００６】ここで、表示手段が表示するトルク波形
は、締付け開始から終了までの全体のトルク波形全体
（図１８参照）であってもよいし、トルク波形の中から
締付異常の解析に役立つ部分を抽出して表示させてもよ
い。また、請求項２記載の自動部品締結機は、請求項１
記載の自動部品締結機に対して、更に、締付異常を検出
する締付異常検出手段を備え、表示手段は、締付異常検
出手段が締付異常を検出した時に、メモリに蓄積された
データを読み出して、トルク波形として視覚的に表示す
る手段であることを特徴としている。

【０００７】また、請求項３記載の自動部品締結機は、
請求項１記載の自動部品締結機に対して、表示手段は、
メモリに蓄積するデータを締付け過程において逐次トル
ク波形として視覚的に表示する手段であることを特徴と
している。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、請求項１記載の自動部品締
結機において、部品締結開始後、軸トルク検出手段が検
出するトルク値が所望の値に達したとき、モータ停止手
段がモータの駆動を停止する。締付け時には、タイマは
時間を計上し、データ蓄積手段は軸トルク検出手段が検
出した軸トルクのデータを、タイマが計上する時間と対
応させてメモリに蓄積する。

【０００９】そして、表示手段は、メモリに蓄積された
データを読み出して、トルク波形として表示する。従っ
て、この表示されたトルク波形を操作者が観察して、締
付異常の原因解析を行うことができる。また、請求項２
記載の自動部品締結機は、締付け時において、締付異常
が発生すれば、締付異常検出手段がそれを検出する。そ
して、表示手段は、締付異常検出手段が締付異常を検出
した時に、メモリに蓄積されたデータを読み出して、ト
ルク波形として視覚的に表示する。従って、トルク波形
が表示されるときは、締付異常が発生したときである。

【００１０】また、請求項３記載の自動部品締結機にお
ける表示手段は、メモリに蓄積するデータを、締付け過
程において逐次トルク波形として視覚的に表示する。従
って、操作者は、締付け過程においてもリアルタイムで
表示されるトルク波形を観察し、締付異常を発見するこ
とができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。［実施例１］予め設定された指示に従って、トルク波形
をＬＣＤに表示、或はプリンタで印字する例。

【００１２】図１は、本発明に係る自動部品締結機の一
例の自動ねじ締め機の外観を示す正面図（ａ）及び側面
図（ｂ）であり、図２は、この自動ねじ締め機の構成を
示すブロック図である。図１に示すように、この自動ね
じ締め機は、自動ねじ締め機本体１と、本体１をコント
ロールする制御ボックス１６と、電源ボックス１７とか
ら構成されており、制御ボックス１６と電源ボックス１
７は、本体１の上部に設置されている。

【００１３】図２に示すように、自動ねじ締め機本体１
は、フレーム１３（図２では省略）に取付けられた昇降
駆動源２と、昇降駆動源２によって昇降するドライバ台
３と、ドライバ台３上に取付けられたドライバ本体４
と、ワークを締結するねじ（不図示）にドライバ本体４
の回転駆動力を伝達するドライバビット１０とから構成
されている。

【００１４】ドライバ本体４は、円筒状のギアケース５
を介して、ドライバ台３上に固定されており、ドライバ
本体４とドライバビット１０は、昇降駆動源２によって
ドライバ台３と共に昇降する。ドライバ本体４は、回転
駆動するモータ６と、モータ６の回転駆動力を減速しな
がら伝達する減速部７と、減速部７からの回転駆動力を
さらに大きく減速しながら伝達する差動遊星ギア機構２
０とから構成されている。そして、差動遊星ギア機構２
０は、その下部に出力軸２４を有しており、ドライバビ
ット１０は、ジョイントユニット９によって出力軸２４
に連結されている。

【００１５】モータ６は、例えばＤＣサーボモータであ
る。また、減速部７内には潤滑オイルが充填されてい
る。差動遊星ギア機構２０は、その中心部に位置する太
陽ギア２１ａと、太陽ギア２１ａの周囲を等間隔をおい
て噛合するように配置された３個の遊星ギア２１ｂと、
３個の遊星ギア２１ｂの外側を囲むリングギア部２１ｃ
とを有し、このリングギア部２１ｃには、遊星ギア２１
ｂと噛合する内噛部が形成されている。

【００１６】太陽ギア２１ａは、連結具２２によって減
速部７の出力軸８と連結されて共に回転するようになっ
ており、リングギア部２１ｃは、連結具２２を包囲する
円筒状の歪み管１１を介して、減速部７の下側面に取付
られている。３個の遊星ギア２１ｂの各回転軸は、遊星
ギア台２３によって支持されており、この遊星ギア台２
３の下面に上記出力軸２４が取付られている。

【００１７】このような構成の差動遊星ギア機構２０に
よって、減速部７の出力軸８の回転駆動力は、所定比に
大きく減速されて出力軸２４に伝達され、さらに、ドラ
イバビット１０に伝達されるようになっている。歪み管
１１は、リングギア部２１ｃに加わる反力トルクに応じ
て歪むものであって、この歪み管１１には、その歪み量
を電圧信号に変換する歪みゲージ１２が貼付けられてお
り、この歪み管１１と歪みゲージ１２とにより軸トルク
検出手段が構成されている。そして、この電圧信号を制
御装置３０によって処理することによって、ドライバビ
ット１０の軸トルク値を検出できるようになっている。

【００１８】なお、図１に示すように、上記フレーム１
３とワークを載置するテーブル１４は、コラム１５によ
って支持されている。制御装置３０は、図２に示すよう
に、中枢である制御部５０と、モータ６を駆動するモー
タ駆動部３１と、モータ駆動部３１にパワーを供給する
パワー供給部３２と、作業スタート指令を出力する作業
スタート部３３と、作業スタート指令を受けて昇降駆動
源２を駆動する昇降駆動源駆動部３４と、ドライバビッ
ト１０が原位置にあるかどうか検出する原位置検出部３
５と、ねじ締め結果の良否判定結果等を出力させる良否
判定出力部３６と、締付異常があったときにこれを検出
する締付異常検出部３７と、フォトカプラ３８と、締付
けトルク値等を表示する表示部３９と、テンキー４１に
よりねじ締め情報を設定する設定部４０と、設定部４０
の入力回路４２と、歪みゲージ１２により検出された電
圧信号を増幅する増幅部４３と、この電圧信号を軸トル
ク値として検出するためにこれを補正する補正部４４
と、この信号のノイズ分を除去するフィルタ部４５と、
一定時間毎にサンプルホールドするＳ／Ｈ回路４６と、
Ａ／Ｄ変換部４７と、制御部５０のＲＡＭ５２をバック
アップするバッテリ４８と、トルク波形を表示するＬＣ
Ｄ６０及びプリンタ７０と、ＬＣＤ用のインターフェー
ス６１及びプリンタ用のインターフェース（セントロニ
クス方式準拠）７１とから構成されており、制御部５０
と、モータ駆動部３１，作業スタート部３３，昇降駆動
源駆動部３４，原位置検出部３５，良否判定出力部３６
と，締付異常検出部３７の間に、フォトカプラ３８が介
在することにより、互いに電気的に絶縁された状態で信
号が伝達されている。

【００１９】制御部５０は、モータ駆動部３１にモータ
６の速度指令値を与える速度指令部５１と、ＲＡＭ５２
と、ＲＯＭ５３とを有している。そして、Ａ／Ｄ変換部
４７から読み込まれたトルク値は、制御部５０のタイマ
が計上する所定時間毎に、ＲＡＭ５２に記憶されるよう
になっている。また、ＲＡＭ５２は、ねじ締め情報の設
定データ等も記憶する。ＲＯＭ５３は、ねじ締めやトル
ク波形を表示するための制御プログラムの他に、ねじ締
め情報の設定データを処理するプログラムを格納してい
る（図４〜図９参照）。

【００２０】ねじ締め情報としては、仮締めトルク値、
本締めトルク値、仮締め完了後の再スタート待時間、下
限トルク値、上限トルク値及び逆転時間等があり、その
他の設定データとして、ＬＣＤ６０へのトルク波形表示
の有無、プリンタ７０でのトルク波形印字の有無等があ
る。締付異常検出部３７は、例えば、締付け時における
ねじの高さを検出することによってねじ浮きの有無を検
出する機構である。具体的には、図には示さないが、例
えば、ドライバ本体４の上下方向の位置を検出する機構
を設けて、締付け途中の適当な時（例えば仮締め終了
時）にドライバ本体４が正常な上下位置にあるかをチェ
ックし、正常位置になければ締付異常信号を発して制御
部５０に締付異常を知らせるという機構である。

【００２１】モータ駆動部３１は、モータ６の正逆転駆
動に適するように、トランジスタ４個或いは８個を使っ
たＨ回路（図１９参照）を採用しているので、モータ６
の正逆転に対し迅速に応答することができる。Ａ／Ｄ変
換部４７は、高速Ａ／Ｄコンバータを採用しているの
で、ねじ締めトルクの変動に対して正確に追従し、トル
ク値を読み込んでいくことができる。

【００２２】良否判定出力部３６は、ねじ締め結果の良
否判定出力の他に検出したトルク値をアナログ出力でき
るので、ねじ締め過程のモニタリングを行うことも可能
である。また、表示部３９は、ねじ締め結果のトルク値
表示の他、ねじ締め結果の良否判定等のイルミネーショ
ン表示等もすることができ、ねじ締めの品質管理を担っ
ている。

【００２３】なお、制御装置３０の主要部は、制御ボッ
クス１６の中に格納されており、パワー供給部３２は電
源ボックス１７に格納されている。図３は、制御ボック
ス１６の正面図（ａ）及び背面図（ｂ）である。図３に
示すように、制御ボックス１６の正面には、テンキー４
１、表示部３９、ＬＣＤ６０が設置されており、表示部
３９、ＬＣＤ６０は、操作者がねじ締め操作しながら見
やすい位置に設置されいる。また、制御ボックス１６の
背面にはプリンタ７０からの用紙を排出するプリンタ用
紙出口７２の他、歪みゲージ１２をつなぐセンサ用端子
８１、外部との入出力端子８２、モータ電源用端子８
３、モータ用端子８４等が設置されており、プリンタ７
０がトルク波形をプリントしてプリンタ用紙出口７２か
ら排出し、操作者に提供することができるようになって
いる。

【００２４】図１８は、この自動ねじ締め機におけるト
ルク波形の一例である。トルク波形Ｌ1は正常時のトル
ク波形を示し、次のように変化している。モータの駆動
開始（図中Ｐ0）した後、ねじ込みの間はトルク値がほ
とんど上昇しないが、ねじの頭部座面がワークに到達す
ると（図中Ｐ1）、ドライバビット１０に係るトルク値
が増加する。仮締め時には、検出トルク値が予め設定さ
れた仮締めトルク値９１に達したとき（図中Ｐ2）にモ
ータ６をＯＦＦするが、検出トルク値はさらに、オーバ
ーシュート分９２加わり仮締めピークトルク値９３まで
上昇し、その後下降する。続いて、仮締め完了後の再ス
タート待時間９７が経過した時（図中Ｐ3）、モータ６
をＯＮし、本締めを開始するが、本締め時にも、検出ト
ルク値が予め設定された本締めトルク値９４に達したと
き（図中Ｐ4）にモータ６をＯＦＦする。検出トルク値
はさらに、若干のオーバーシュート分９５が加わった本
締めピークトルク値９６まで上昇し、その後下降する。
そして、モータ６を逆転してドライバビット１０の食い
付きを解除する。

【００２５】ここで、例えばねじ浮きが発生した時に
は、図中点線で示すトルク波形Ｌ2のように、正常時の
トルク波形Ｌ1と比べて、山がゆるやかである等の特微
を示す。従って、締付異常が生じた場合には、ＬＣＤ６
０に表示されるトルク波形、あるいはプリンタ７０から
のプリント用紙に印字されるトルク波形を観察すること
によって、締付異常の原因を早く究明することができ
る。

【００２６】なお、下限トルク値及び上限トルク値は、
本締め時に検出された本締めピークトルク値の許容範囲
を設定するものであり、この下限トルク値と上限トルク
値の間に入っていれば、良否判定出力部３６によりＯＫ
の判定が出力される。また、逆転時間は、本締め終了
後、ねじ頭とドライバビット１０の食い付きを解除する
ために、モータ６を短時間逆転させる時間である。

【００２７】次に、フローチャートに基づいて、自動ね
じ締め機の動作を説明する。図４〜７は、制御部５０に
よるねじ締め及びトルク波形表示の制御を示すフローチ
ャートである。初期状態においては、ＲＡＭ５２の所定
エリアに、ねじ締め情報のデータが書き込まれている。
設定データの変更を行う場合には、オペレータがテンキ
ー４１を操作して、ねじ締め情報を設定する。設定デー
タの変更指令があれば（Ｓ１）、後述する設定データ変
更のサブルーチンを実行する（Ｓ２）。

【００２８】設定データの変更指令がなければ、原位置
検出部３５によりドライバ台３が原位置にあるのを確認
した後（Ｓ３）、作業スタート部３３からの作業スター
ト指令を待つ（Ｓ４）。作業スタート指令が出れば、Ｒ
ＡＭ５２の所定エリアに書き込まれている設定データ
（仮締めトルク値、本締めトルク値、下限トルク値、上
限トルク値、再スタート待時間、逆転時間、ＬＣＤ６０
へのトルク波形表示の有無、プリンタ７０でのトルク波
形印字の有無等）を読み込む（Ｓ５）。

【００２９】昇降駆動源駆動部３４が、昇降駆動源２を
駆動することにより、ドライバビット１０を下降させ
（Ｓ６）、モータ駆動部３１からのモータ正転駆動指令
によってモータ６の正転を開始する（Ｓ７）。そして、
割り込み許可の指令を行う。この割り込み許可から割り
込み禁止（Ｓ２０参照）までの間は、所定の時間間隔で
割り込み処理のサブルーチンを行うことによって、トル
ク値を時刻と対応させてＲＡＭ５２に書き込む（Ｓ
８）。

【００３０】図８は、この割り込み処理のサブルーチン
のフローチャートである。割り込み処理では、歪みゲー
ジ１２からの信号を、Ａ／Ｄ変換部４７でＡ／Ｄ変換し
てトルク値として読み出し、読み出した時刻と対応させ
てＲＡＭ５２に書き込む（Ｓ５１〜Ｓ５３）。また、ス
テップＳ７のモータ正転開始後、トルク値としてＲＡＭ
５２に書き込んだ最新のトルク値を読み出し（Ｓ９）、
予め設定した仮締めトルク値に達するまで待ち（Ｓ１
０）、検出するトルク値が仮締めトルク値に達すると、
モータ駆動部３１に回転停止指令を送りモータ６の駆動
を停止させる（Ｓ１１）。それと共に、再スタート待タ
イマを時間計上し（Ｓ１２）、予め設定した仮締め完了
後の再スタート待時間に達すれば（Ｓ１３）、モータ６
を正転駆動させて本締めを開始する（Ｓ１４）。

【００３１】本締めにおいても、同様にトルク値として
ＲＡＭ５２に書き込んだ最新のトルク値を読み出し（Ｓ
１５）、その値が予め設定した本締めトルク値に達する
まで待ち（Ｓ１６）、検出トルク値が本締めトルク値に
達すると、モータ駆動部３１に回転停止指令を送りモー
タ６への駆動電流供給を停止させる（Ｓ１７）。そし
て、トルク値としてＲＡＭ５２に書き込んだトルク値か
ら本締めピークトルク値を検出する（Ｓ１８）。

【００３２】モータ６が停止するのを待ち（Ｓ１９）、
停止すれば、割り込みの禁止を行い、ステップＳ８で始
めたトルク値の書き込みを終了する（Ｓ２０）。そし
て、ステップＳ１８で検出した本締めピークトルク値を
表示部３９に表示する（Ｓ２１）。また、良否判定出力
部３６は、この本締めピークトルク値が予め設定したト
ルク値の許容範囲内（下限トルク値と上限トルク値の
間）にあるか否かを判断し（Ｓ２２，Ｓ２４）、許容範
囲内になければ表示部３９に下限又は上限の異常表示を
行い（Ｓ２３，Ｓ２５）、許容範囲内にあれば表示部３
９にＯＫ表示を行い（Ｓ２６）、良否判定結果を出力す
る（Ｓ２７）。

【００３３】本締め終了後、モータ逆転指令に基づい
て、予め設定された逆転時間だけモータ６を短時間逆転
させ、ねじ頭とドライバビット１０の食い付きを解除す
る。また、モータ逆転指令と同時期にビット上昇復帰指
令を出して、昇降駆動源２を駆動することにより、ドラ
イバ本体４と共にドライバビット１０を上昇させ、ねじ
頭からドライバビット１０を離し、モータ６の駆動を停
止する（Ｓ２８〜Ｓ３２）。

【００３４】予めトルク波形表示が有りと設定されてい
る場合は、ＲＡＭ５２に書き込まれている所定時間間隔
毎のトルク値のデータを読み出し（Ｓ３３，Ｓ３４）、
ＬＣＤ６０へトルク波形を表示する（Ｓ３５，Ｓ３
６）。また、予めトルク波形の印字有りと設定されてい
る場合は、ＲＡＭ５２に書き込まれている所定時間間隔
毎のトルク値のデータを読み出し（Ｓ３７，Ｓ３８）、
プリンタ７０でのトルク波形を印字する（Ｓ３９，Ｓ４
０）。以上で、１サイクルの動作を完了する。

【００３５】図９は、上記ステップＳ２の設定データ変
更のサブルーチンを示すフローチャートである。ＲＡＭ
５２の所定エリアに書き込まれた設定データを変更する
場合は、仮締めトルク値、本締めトルク値、下限トルク
値、上限トルク値、仮締め完了後の再スタート待時間、
逆転時間、表示の有無、印字の有無の中の変更したい項
目を読み出して、テンキー４１で所望の値に変更するこ
とが可能である（Ｓ６１〜７６）。

【００３６】以上のような自動ねじ締め機によれば、ね
じ締め後にトルク波形をＬＣＤ６０に表示させたり、プ
リンタ７０で印字させたりできるので、操作者はそのト
ルク波形を観察することにより、ねじ締め異常が生じた
ときにその原因を究明することができる。［実施例２］締付異常を検出した場合に、自動的にトル
ク波形をＬＣＤに表示させる例。

【００３７】本実施例の自動ねじ締め機の全体構成は、
実施例１の自動ねじ締め機と同様である。但し、設定デ
ータの中で、表示の有無は設定されない。また、制御部
のねじ締め及びトルク波形表示の制御は、実施例１の制
御部のねじ締め及びトルク波形表示の制御フローチャー
ト中、図７のステップＳ３３〜Ｓ３６の代わりに、図１
０に示すステップＳ８１〜Ｓ８４が実行され、それ以外
は同様である。即ち実施例１においては、設定データ中
の表示の有無に従ってＬＣＤ６０にトルク波形の表示が
行われたが、本実施例においては、ステップＳ２２〜Ｓ
２７での良否判定結果が不良の場合にだけＬＣＤ６０に
トルク波形の表示が行われる。なお、プリンタ７０での
トルク波形印字は、実施例１と同様、設定データ中の印
字の有無に従って行われる。

【００３８】このように、本実施例の自動ねじ締め機
は、良否判定結果が不良の場合に、自動的にトルク波形
をＬＣＤ６０に表示するので、ＬＣＤ６０にトルク波形
が表示されたときは良否判定結果が不良である。従っ
て、操作者は、ＬＣＤ６０にトルク波形が表示されるの
を見ることにより締付け不良の発生を知ることができる
と共に、表示されたトルク波形を観察することにより不
良の原因の究明を行うことができる。

【００３９】なお、本実施例においては、ステップＳ２
２〜Ｓ２７での良否判定結果が不良の場合、自動的にト
ルク波形をＬＣＤ６０に表示させる例を示したが、締付
異常検出部３７で異常を検出した時に自動的にトルク波
形をＬＣＤ６０に表示させることも同様に可能である。［実施例３］締付異常を検出した場合、自動的にトルク
波形をプリンタで印字させる例。

【００４０】本実施例の自動ねじ締め機の全体構成も、
実施例１の自動ねじ締め機と同様である。但し、設定デ
ータの中で、印字の有無は設定されない。また、制御部
のねじ締め及びトルク波形表示の制御は、実施例１の制
御部のねじ締め及びトルク波形表示の制御フローチャー
ト中、図７のステップＳ３７〜Ｓ４０の代わりに、図１
１のステップＳ９１〜Ｓ９４が実行され、それ以外は同
様である。即ち実施例１においては、設定データ中の印
字の有無に従ってプリンタ７０でトルク波形の印字が行
われたが、本実施例においては、ステップＳ２２〜Ｓ２
７での良否判定結果が不良の場合にだけ印字が行われ
る。なお、ＬＣＤ６０へのトルク波形表示は、実施例１
と同様、設定データ中の表示の有無に従って行われる。

【００４１】このように、本実施例の自動ねじ締め機
は、良否判定結果が不良の場合に自動的にトルク波形を
プリンタ７０で印字するので、操作者が印字されたトル
ク波形を観察することにより、締付け不良の発生を知る
ことができると共に、印字されたトルク波形を観察する
ことにより締付け不良の原因の究明を行うことができ
る。

【００４２】なお、本実施例においても同様に、締付異
常検出部３７で異常を検出した時に自動的にトルク波形
をプリンタ７０でプリントさせることも可能である。［実施例４］リアルタイムでＬＣＤにトルク波形を表示
させ、締付異常発生時には、モータの駆動を強制的に停
止させ、自動的にトルク波形をプリンタで印字させる
例。

【００４３】本実施例の自動ねじ締め機の全体構成も、
実施例１の自動ねじ締め機と同様である。但し、本実施
例の設定データとして、実施例１で用いたねじ締め情報
（仮締めトルク値、本締めトルク値、仮締め完了後の再
スタート待時間、下限トルク値、上限トルク値、逆転時
間等）は同様に設定するが、表示の有無、印字の有無の
設定は行わない。

【００４４】図１２〜１５は、本実施例の自動ねじ締め
機の制御部によるねじ締め及びトルク波形表示の制御を
示すフローチャートである。ステップＳ１０１〜Ｓ１０
７のスタートからモータ正転開始までについては、実施
例１のステップＳ１〜Ｓ７と同様である。そして、割り
込み許可の指令を行う。この割り込み許可から割り込み
禁止（Ｓ１２２参照）までの間は、所定の時間間隔で、
割り込み処理のサブルーチンを行うことによって、トル
ク値を時刻と対応させてＲＡＭ５２に書き込むと共に、
ＬＣＤ６０にリアルタイムでトルク波形の表示を行う
（Ｓ１０８）。

【００４５】図１６は、この割り込み処理のサブルーチ
ンのフローチャートである。割り込み処理では、歪みゲ
ージ１２からの信号を、Ａ／Ｄ変換部４７でＡ／Ｄ変換
してトルク値として読み出し、読み出した時刻と対応さ
せてＲＡＭ５２に書き込み、そのＲＡＭ５２に書き込ん
だデータに基づいて、リアルタイムでトルク波形の表示
を行う（Ｓ１５１〜Ｓ１５４）。

【００４６】次に、ステップＳ１０７のモータ正転開始
後、実施例１のステップＳ９〜Ｓ１７と同様に、仮締め
及び本締めを行うが（Ｓ１０９〜Ｓ１１９）、仮締め時
に、モータを正転させてから、読み出したトルク値が仮
締めトルク値に達してモータ６の駆動を停止するまでの
間（Ｓ１０９〜Ｓ１１２）、あるいは、本締め時に、モ
ータを正転させてから、読み出したトルク値が本締めト
ルク値に達してモータ６の駆動を停止するまでの間（Ｓ
１１６〜Ｓ１１７）に、締付異常検出部３７が締付異常
を検出した場合は、検出した時点でステップＳ１１９に
進みモータ６の駆動を停止する（Ｓ１１１，Ｓ１１
８）。

【００４７】次のステップＳ１２０〜Ｓ１３４において
は、実施例１のステップＳ１８〜Ｓ３２と同様にピーク
トルク値等の表示やモータ６の逆転を行う。次に、ステ
ップＳ１１１或はＳ１１８において締付異常があった場
合は（Ｓ１３５）、ＲＡＭ５２に書き込まれている所定
時間間隔毎のトルク値のデータを読み出し（Ｓ１３
６）、プリンタ７０でのトルク波形を印字する（Ｓ１３
７，Ｓ１３８）。以上で、１サイクルの動作を完了す
る。

【００４８】図１７は、ステップＳ１０２の設定データ
変更のサブルーチンを示すフローチャートである。この
設定データの変更のフローチャートは、実施例１の図９
のフローチャートの中で、表示の有無、印字の有無の項
目は無いが、それ以外は同様である（Ｓ１６１〜Ｓ１７
０）。このように、本実施例の自動ねじ締め機は、ねじ
締め動作に伴ってリアルタイムでトルク波形がＬＣＤ６
０に表示されるので、操作者がこのトルク波形を観察す
ることにより、締付過程中に発生する締付異常を発見す
ることができる。

【００４９】また、締付異常発生時には、モータ６の駆
動が停止すると共に、自動的にトルク波形がプリンタ７
０によって印字される。従って、締付異常発生時におけ
る締付作業の中断を迅速に行うことができると共に、表
示されるトルク波形は異常発生時点までの波形であるの
で、このトルク波形の終端は、締付異常発生時点を示し
ており、それだけトルク波形から異常の原因を究明しや
すい。

【００５０】なお、上記実施例１〜４の締付異常検出部
３７の機構として、ねじの高さを検出してねじ浮きを検
出する機構を示したが、締付異常を検出する機構はこれ
に限定されない。例えば、制御部５０において、読み込
んだトルク値から、そのトルク値の変化の勾配を検出
し、勾配が所定の範囲内にない場合にねじ浮きと判断し
締付異常としたり（図１８参照：トルク波形Ｌ1の山と
比べてトルク波形Ｌ2の山は勾配が小さい）、仮締め完
了時のオーバーシュート分（９２）による締付完了の誤
検出、或はモータ駆動開始時の無負荷状態のトルク値即
ちトルク値の零点の異常を検出することも可能である。

【００５１】また、上記実施例１〜４のモータ６とし
て、ＤＣサーボモータ以外にＡＣサーボモータ等を用い
ても同様に実施可能である。さらに、モータ６にエンコ
ーダ（図示せず）を付設して前記トルク値とともにエン
コーダからの角度情報をＲＡＭ５２に蓄積してもよい。
また、上記実施例１〜４の自動ねじ締め機のトルク値検
出は、歪み管１１と歪みゲージ１２からなるトルクセン
サを用いて行っているが、トルクセンサを用いずに、Ｄ
Ｃモータの駆動電流からトルク値を検出する機構を有す
る自動ねじ締め機においても同様に実施可能である。こ
の場合は、図１９に示すように、トルクセンサの代わり
に、モータ駆動部３１のＨ回路に駆動電流検出部１００
を設置し、モータ６の駆動電流を、電圧信号に変換して
増幅部４３に送るようにすることによってトルク検出機
構を構成し、それ以外の構成は、上記実施例１〜４の自
動ねじ締め機と同様にすればよい。

【００５２】また、トルク波形を表示或は印字する手段
としては、ＬＣＤやプリンタには限らず、ＣＲＴやレコ
ーダ等でも同様に実施可能であるが、自動ねじ締め機の
見やすい位置に取付けることを考慮すると、ＣＲＴより
もＬＣＤの方が、またレコーダよりもプリンタの方が設
置スペースが小さく軽量であり好ましい。また、上記実
施例１〜４においては、自動ねじ締め機の例を示した
が、自動キャップ締め機の場合も同様に実施可能であ
る。

【００５３】また、多軸ドライバを有する自動ねじ締め
機の場合においても、同様に実施可能である。多軸ドラ
イバの場合は、１つのＬＣＤまたは１つのプリンタを、
接続する軸を切り換えるようにすれば、軸毎にＬＣＤま
たはプリンタを設けなくても、軸毎のトルク波形を表示
または印字することができる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による自動
部品締結機は、ＬＣＤやプリンタ等の表示手段或は記録
（印字）手段によってトルク波形を表示或は印字するの
で、部品の締付異常が生じた場合、表示されたトルク波
形を操作者が観察することによって、締付異常の原因を
早く究明することができ、締付異常による作業の中断時
間を短縮することができる。

【００５５】ここで、締付異常が発生したときにトルク
波形を表示させるようにすることもでき、その場合は、
トルク波形が表示されたことをもって、操作者が締付異
常の発生を知ることができる。また、締付過程において
トルク波形を逐次表示させることもできる。この場合
は、作業者が締付過程においてトルク波形を観察するこ
とができるので、締付過程中に発生する締付異常を、リ
アルタイムで表示されるトルク波形から発見することも
できる。

【００５６】また、締付異常発生時にモータを駆動停止
させると共に、トルク波形を表示させるようにすること
もできる。この場合は、締付異常発生時における締付作
業の中断を迅速に行うと共に、表示されるトルク波形の
終端が締付異常発生時点を示すので、それだけトルク波
形を解析して締付異常の原因を究明しやすい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る自動ねじ締め機の外観
を示す正面図及び側面図である。

【図２】図１に示す自動ねじ締め機の構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】実施例１の自動ねじ締め機の制御ボックスの正
面図及び背面図である。

【図４】実施例１の自動ねじ締め機のねじ締め及びトル
ク波形表示の制御を示すフローチャートである。

【図５】図４のフローチャートの続きである。

【図６】図５のフローチャートの続きである。

【図７】図６のフローチャートの続きである。

【図８】実施例１の自動ねじ締め機の割り込み処理のサ
ブルーチンのフローチャートである。

【図９】図４のステップＳ２の設定データ変更のサブル
ーチンのフローチャートである。

【図１０】実施例２の自動ねじ締め機のねじ締め及びト
ルク波形表示の制御の一部を示すフローチャートであ
る。

【図１１】実施例３の自動ねじ締め機のトルク波形表示
の制御の一部を示すフローチャートである。

【図１２】実施例３の自動ねじ締め機のねじ締め及びト
ルク波形表示の制御を示すフローチャートである。

【図１３】図１２のフローチャートの続きである。

【図１４】図１３のフローチャートの続きである。

【図１５】図１４のフローチャートの続きである。

【図１６】実施例３の自動ねじ締め機の割り込み処理の
サブルーチンのフローチャートである。

【図１７】図１２のステップＳ１０２の設定データ変更
のサブルーチンのフローチャートである。

【図１８】時間とトルク値の関係を示すトルク波形の一
例である。

【図１９】モータ駆動部３１のＨ回路及び駆動電流検出
部１００の構成を示す図である。

【符号の説明】

１自動ねじ締め機本体６モータ１０ドライバビット１１歪み管１２歪みゲージ３０制御装置３７締付異常検出部４３増幅部４４補正部４５フィルタ部４６Ｓ／Ｈ回路４７Ａ／Ｄ変換部６０ＬＣＤ７０プリンタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動するモータと、ワークを締結する部品に前記モータの回転駆動力を伝達
する工具と、前記工具の軸トルクを検出する軸トルク検出手段と、軸トルク検出手段により検出されるトルク値が所望の値
に達した時に、前記モータの駆動を停止させるモータ停
止手段と、締付け時に時間を計上するタイマと、軸トルク検出手段が検出した軸トルクを、前記タイマが
計上する時間と対応させてメモリに蓄積するデータ蓄積
手段と、前記メモリに蓄積されたデータを読み出して、トルク波
形として視覚的に表示する表示手段と、を備えることを特徴とする自動部品締結機。
【請求項２】前記自動部品締結機は、更に、締付異常を検出する締付異常検出手段を備え、前記表示手段は、締付異常検出手段が締付異常を検出し
た時に、前記メモリに蓄積されたデータを読み出して、
トルク波形として視覚的に表示する手段であることを特
徴とする請求項１記載の自動部品締結機。
【請求項３】請求項１記載の表示手段は、前記メモリに蓄積するデータを締付け過程において逐次
トルク波形として視覚的に表示する手段であることを特
徴とする請求項１記載の自動部品締結機。