JPH1034555A - ナットランナー制御方法及び制御装置 - Google Patents

ナットランナー制御方法及び制御装置

Info

Publication number
JPH1034555A
JPH1034555A JP19237296A JP19237296A JPH1034555A JP H1034555 A JPH1034555 A JP H1034555A JP 19237296 A JP19237296 A JP 19237296A JP 19237296 A JP19237296 A JP 19237296A JP H1034555 A JPH1034555 A JP H1034555A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tightening
torque
bolt
head
bolts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP19237296A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisashi Morota
寿 両田
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.)
Sanyo Machine Works Ltd
Original Assignee
Sanyo Machine Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Machine Works Ltd filed Critical Sanyo Machine Works Ltd
Priority to JP19237296A priority Critical patent/JPH1034555A/ja
Publication of JPH1034555A publication Critical patent/JPH1034555A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ナットランナーの多軸ヘッドで多軸ボルトを
同時締付けし同時締付完了したとき、各ボルトの締付力
にバラツキが生じることがある。 【解決手段】 ナットランナーの多軸ヘッド1でボルト
2をワーク3に同時締付けする場合は、速度制御ループ
11のスイッチ14をオンして駆動モータ4を所定の回
転数で駆動させて行い、ボルト2が所定の目標締付トル
クTaで締付けられると、この目標締付トルクTaの検
知でもってスイッチ14をオフにスイッチ15をオンに
してトルク制御ループ12に切換え、目標締付トルクT
aが保持されるように駆動モータ4の電流を制御して締
付けを続行させ、全てのヘッド1が目標締付トルクTa
でボルト締付けをした時点で全ヘッド1のボルト締付動
作を終了させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のボルト又は
ナットをワークに同時に自動締付けし、同時に締付完了
する多軸方式のナットランナーの制御方法と制御装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】自動車エンジンのオイルパン等のワーク
に複数本のボルトを同じ締付力(軸力)で締付ける場
合、各ボルトの締め上がりのタイミングの違いから最初
に所定の締付トルクで締付けられたボルトの締付力(軸
力)が後から締付けられたボルトの締付力で低下して、
各ボルトの締付力にバラツキが発生することがある。そ
こで、ワークに複数本のボルトを同時に自動締付けする
自動多軸ヘッドを備えたナットランナーにおいては、上
記締付力のバラツキ発生の現象を避けるために例えば次
のような制御方式が採用されている。
【0003】駆動モータを備えた多軸ヘッドの各々でボ
ルトを回転させてワークに着座させ、全ボルトが着座し
たタイミングで全ボルトのワークへの締付けを開始させ
て、各1本のボルトを所定の締付トルクで締め上げらる
と、この締め上げた瞬間のモータ電流を一定に保持させ
て、締め上げたときの締付力を維持させる。そして、全
てのボルトが締め上げられたタイミングで、全ての多軸
ヘッドのモータ電流を遮断して多軸のボルト締付けを完
了する。
【0004】また、別の制御方式として、複数の各ボル
トを二度締めする方式がある。即ち、複数のボルトを所
定の締付トルクで締付けた後、各ボルトを少し緩めてか
ら再度締付けを行って、この二度目の締付けで一度目の
締付けで生じた締付力のバラツキを減少させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のボル
ト締め上げ時にモータ電流を一定に保持させる制御方式
の場合、複数の各ボルトの最終的な締付力は概ね均一化
されるが、ボルトやワークの材質、品種によって多少の
バラツキが見られた。例えば、図3に上記電流制御方式
によるボルト締付動作時の時間とトルク、及び、時間と
モータ電流の関係グラフを示し説明すると、モータ電流
の上昇に比例して締付トルクが上昇し、締付トルクが予
め設定された目標締付トルクTaに達すると、この時点
のモータ電流Iaをラッチして、以後、ラッチされたモ
ータ電流Iaによるボルト締付動作を全てのボルトの締
付けが完了する時間t1 まで継続させる。
【0006】図3のように、ボルト締め上げ時にモータ
電流Iaを一定に保持させた場合、ボルトの締付力が低
下するとモータ電流Iaでボルトが回転して締付力の低
下が抑制されるが、実際の締付トルクは目標締付トルク
Taを維持せず、図3の時間−トルクのグラフに示すよ
うにモータのトルクリップルにより目標締付トルクTa
から変動する。このような最終締付トルクの変動は、多
軸ボルトの締付力のバラツキとなって現われ、特にオイ
ルパンのような気密で均一な締付けを必要とするワーク
においては、締付力の信頼性を悪くしている。
【0007】また、複数の各ボルトを二度締めする制御
方式の場合は、各ボルトの最終的な締付力のバラツキを
比較的小さくすることができて、ボルト締付けの信頼性
が良くなる。ところが、各ボルトを二度締めするゆえに
1回の全ボルトの締付けのサイクルタイムが長くなり、
ボルト締め工程の量産性改善を難しくしている。
【0008】それ故に、本発明の目的とするところは、
ナットランナーの多軸ヘッドで複数のボルト又はナット
を二度締めすること無く短時間で、より均一な締付力で
同時締付けする制御方法と制御装置を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明方法の上記目的を
達成する技術的手段は、複数のボルト又はナットをワー
クに同時に締付け、同時に締付完了するモータ内蔵の多
軸ヘッドを有するナットランナーの制御において、各ヘ
ッドがボルト又はナットを所定の目標締付トルクで締付
けた時点で、目標締付トルクが一定に保持されるように
締付トルクをフィードバック制御することで各ヘッドの
モータ電流を制御し、全てのヘッドが目標締付トルクで
ボルト又はナットを締付けた時点で各ヘッドのモータ電
流を遮断して締付けを完了とすることを特徴とする。
【0010】また、本発明装置は上記制御方法を実施す
る装置で、各ヘッドの駆動モータを所定の回転数で回転
制御してボルト又はナットをワークに所定の目標締付ト
ルクまで締付ける速度制御ループと、各ヘッドがボルト
又はナットをワークに所定の目標締付トルクで締付けた
時点の目標締付トルクを一定に保持するように各ヘッド
のモータ電流を制御するトルク制御ループと、各ヘッド
がボルト又はナットをワークに所定の目標締付トルクで
締付けた時点で制御系を速度制御ループからトルク制御
ループに切換えるループ切換手段を備えることを特徴と
する。
【0011】ここで、ナットランナーの多軸ヘッドは、
駆動モータと共にトルクセンサーを備えた一般的なもの
で、駆動モータの電流を制御してボルト又はナットを所
定の回転数(速度)で締付け、このときの締付トルクが
予め設定された所定の目標トルクに達すると速度制御に
よる締付けを止めて、次は、トルクセンサーで検出した
締付トルクが目標締付トルクを維持するようにモータ電
流を制御して締付けを終了させる。このような速度制御
とトルク制御の2段階制御を複数のヘッドに対して行う
ことで、複数のボルト又はナットが目標締付トルクに基
づいた最終的な同一の締付力に統一され、締付力のバラ
ツキが抑制される。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図1の本発明実施装置の回
路ブロックと、図2の締付動作時の時間とトルクの関係
グラフを参照して説明する。
【0013】図1に示されるナットランナーの多軸ヘッ
ド1は、夫々に直流式の駆動モータ4、減速機5、トル
クセンサー6、エンコーダ(角度センサー)7を備え、
駆動モータ4が減速機5を介してソケット8を回転させ
て、ソケット8に嵌合されたボルト(又はナット)2を
ワーク3に締付ける。この締付け時のソケット8に掛か
る締付トルクをトルクセンサー6が検出し、この検出さ
れたトルク信号がナットランナーの全体を制御するコン
ピュータのCPU10にフィードバックされて、後述の
速度制御とトルク制御に利用される。また、締付時のソ
ケット8の回転速度がエンコーダ7で検出され、この検
出されたエンコーダ信号がボルト2を速度制御方式で締
付けるフィードバック信号として利用される。
【0014】本発明制御方法は、複数の各ヘッド1で夫
々に1本ずつのボルト2をワーク3に同時に締付ける際
の制御方法で、各ヘッド1でボルト2がワーク3に所定
の目標締付トルクTaで締付けられると、この目標締付
トルクTaが一定に保持されるように各ヘッド1のモー
タ電流を制御し、全ヘッド1が目標締付トルクTaでボ
ルト2を締付けた時点で各ヘッド1のボルト締付動作を
完了させる。従って、各ヘッド1で同時に締付開始さ
れ、同時に締付完了した各ボルト2の最終的な締付力
(軸力)は目標締付トルクTaに基づいたより均一され
たものとなる。
【0015】このような制御方法を実施する図1の本発
明装置の制御系は、速度制御ループ11とトルク制御ル
ープ12に分かれ、この両ループ11、12がループ切
換手段13で切換使用される。ループ切換手段13は、
例えば速度制御ループ11を開閉する第1スイッチ14
と、トルク制御ループ12を開閉する第2スイッチ15
で構成される。
【0016】速度制御ループ11は、ヘッド1の駆動モ
ータ4を一定の回転数で駆動制御するもので、CPU1
0から速度指令回路16を介して速度指令信号が入力さ
れる速度制御演算回路17、第1スイッチ14、電流指
令回路20、駆動回路21、駆動モータ4、及び、エン
コーダ7の順で1つの閉ループを構成する。トルク制御
ループ12は、ヘッド1がボルト2をワーク3に所定の
目標締付トルクTaで締付けた時点の目標締付トルクT
aが一定に保持されるように駆動モータ4のモータ電流
を制御するもので、CPU10からトルク指令回路18
を介してトルク指令信号が入力されるトルク制御演算回
路19、第2スイッチ15、電流指令回路20、駆動回
路21、駆動モータ4、及び、トルクセンサー6の順で
1つの閉ループを構成する。
【0017】ボルト締付けは速度制御ループ11を先
に、トルク制御ループ12を後に使用することで2段階
的に行われる。まず、ループ切換手段13がCPU10
で制御されて第1スイッチ14をオンに、第2スイッチ
15をオフにして、速度制御ループ11だけが閉ループ
となって、次のようにボルト2をワーク3に速度制御方
式で締付ける。
【0018】CPU10からの速度指令信号が速度制御
演算回路17で電流指令値に演算されて第1スイッチ1
4を介して電流指令回路20に入力されると、電流指令
回路20が駆動回路21に駆動モータ4を所定の回転数
で回転駆動させる電流指令信号を出力して、駆動モータ
4が駆動してボルト2の締付けが開始される。このボル
ト締付動作中にエンコーダ7が検出したソケット8の回
転速度信号であるエンコーダ信号が速度制御演算回路1
7にフィードバックされて、ソケット8の回転数が一定
に成るように速度制御される。また、ボルト締付動作中
にトルクセンサー6が検出したトルク信号がCPU10
とトルク制御演算回路19に出力される。CPU10は
入力されたトルク信号が予め設定された目標締付トルク
Taに達したことを検知すると、ループ切換手段13を
動作させて第1スイッチ14をオフに、第2スイッチ1
5をオンに切換える。この切換えで速度制御ループ11
による速度制御が終了し、代わりにトルク制御ループ1
2によるトルク制御によるボルト締付動作が開始され
る。
【0019】CPU10は、トルクセンサー6からのト
ルク信号が目標締付トルクTaに達したと判断すると、
ループ切換手段13でスイッチ切換動作させると共に、
トルク信号が目標締付トルクTaを維持するようにトル
ク指令回路18を介してトルク制御演算回路19にトル
ク指令信号を出力する。トルク制御演算回路19は、C
PU10からのトルク指令信号を演算して第2スイッチ
15を介して電流指令回路20に電流指令信号を出力す
る。この電流指令信号でモータ電流が制御されて、トル
クセンサー6が検出する締付トルクが目標締付トルクT
aを保持するように駆動モータ4の駆動が継続される。
【0020】以上の多軸ヘッド1のボルト締付動作は、
複数の各ヘッド1に対して同時進行的に行われる。そし
て、全てのヘッド1のトルクセンサー6で検出される締
付トルクが目標締付トルクTaに達した時点t2 で、全
ヘッド1のモータ電流が遮断されてボルト締付けが完了
する。各ヘッド1がボルト2を目標締付トルクTaまで
締付けてから締付完了する時点t2 までの締付トルク
は、図2に示すように目標締付トルクTaを維持するよ
うに制御される結果、全てのボルト2の締付力が目標締
付トルクTaに基づく値となって、締付力のバラツキが
確実に抑制される。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、多軸ヘッドで複数のボ
ルト又はナットを同時締付けして目標締付トルクに達す
ると、この目標締付トルクを維持するようにトルク制御
方式で締付けを継続させ、全てのボルト又はナットが目
標締付トルクで締付けられた時点で同時締付完了とした
ので、全てのボルト又はナットの締付けが最小の短時間
で能率良く行え、また、全てのボルト又はナットの締付
力が同じ目標締付トルクで統一されてバラツキの大幅な
抑制化が可能となり、多軸ボルト等の締付けの信頼性が
向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明制御装置の実施例を示すブロック図であ
る。
【図2】図1のナットランナーによるボルト締付動作時
の時間とトルクの関係を示すグラフ図である。
【図3】従来のナットランナー制御方法によるボルト締
付動作時の時間とトルクの関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
1 多軸ヘッド 2 ボルト(又はナット) 3 ワーク 4 駆動モータ 11 速度制御ループ 12 トルク制御ループ 13 ループ切換手段 Ta 目標締付トルク

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のボルト又はナットをワークに同時
    に締付け、同時に締付完了するモータ内蔵の多軸ヘッド
    を有するナットランナーの制御方法で、各ヘッドがボル
    ト又はナットを所定の目標締付トルクで締付けた時点
    で、目標締付トルクが一定に保持されるように締付トル
    クをフィードバック制御することで各ヘッドのモータ電
    流を制御し、全てのヘッドが目標締付トルクでボルト又
    はナットを締付けた時点で各ヘッドのモータ電流を遮断
    して締付けを完了させることを特徴とするナットランナ
    ー制御方法。
  2. 【請求項2】 複数のボルト又はナットをワークに同時
    に締付け、同時に締付完了するモータ内蔵の多軸ヘッド
    を有するナットランナーの制御装置で、各ヘッドの駆動
    モータを所定の回転数で回転制御してボルト又はナット
    をワークに所定の目標締付トルクまで締付ける速度制御
    ループと、各ヘッドがボルト又はナットをワークに所定
    の目標締付トルクで締付けた時点の目標締付トルクを一
    定に保持するように各ヘッドのモータ電流を制御するト
    ルク制御ループと、各ヘッドがボルト又はナットをワー
    クに所定の目標締付トルクで締付けた時点で制御系を速
    度制御ループからトルク制御ループに切換えるループ切
    換手段を具備したことを特徴とするナットランナー制御
    装置。
JP19237296A 1996-07-22 1996-07-22 ナットランナー制御方法及び制御装置 Withdrawn JPH1034555A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19237296A JPH1034555A (ja) 1996-07-22 1996-07-22 ナットランナー制御方法及び制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19237296A JPH1034555A (ja) 1996-07-22 1996-07-22 ナットランナー制御方法及び制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1034555A true JPH1034555A (ja) 1998-02-10

Family

ID=16290198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19237296A Withdrawn JPH1034555A (ja) 1996-07-22 1996-07-22 ナットランナー制御方法及び制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1034555A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150032967A (ko) * 2013-09-23 2015-04-01 (주)유메카 서보 모터의 정밀제어 시스템 및 정밀제어 방법
JP2016097461A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 株式会社東日製作所 電動駆動機器の制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150032967A (ko) * 2013-09-23 2015-04-01 (주)유메카 서보 모터의 정밀제어 시스템 및 정밀제어 방법
JP2016097461A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 株式会社東日製作所 電動駆動機器の制御装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3452373B2 (ja) ねじ締め装置、およびねじ締め方法
US5549169A (en) Screw tightening apparatus
US20130153252A1 (en) Impact tightening tool
JPH01171777A (ja) ナツトランナーの制御方法及び装置
JP5775480B2 (ja) ネジ締付方法及びネジ締付装置
JPH08141928A (ja) ねじ締め制御信号検出方式
JPH1034555A (ja) ナットランナー制御方法及び制御装置
US20060185146A1 (en) Pulse synchronized load stabilization for fastening torque recovery
US20030155880A1 (en) Motor driving device and motor driving method
JPH0475879A (ja) 電動ドライバ
JPH07124827A (ja) ねじ締め装置
EP0271902A2 (en) Method of and apparatus for tightening screw-threaded fasteners
JP4467666B2 (ja) ナットランナーの制御方法及び制御装置
JPH07227729A (ja) ねじ締め装置及びねじ締め方法
JP4188267B2 (ja) ナットランナ及びその制御方法
JPH08281567A (ja) 正弦波駆動ナットランナ
TWI803064B (zh) 電動工具及其控制方法
JP2574172B2 (ja) ナットランナの締付トルク管理方法
JP2004082303A (ja) 回転締付装置
JPS6186142A (ja) ねじ締め制御方法
JP2953727B2 (ja) 仮締め機
JPH04201022A (ja) マルチナットランナによるネジ締め付け方法
JPH0343160A (ja) ボルト・ナツトの定速締付方法
JPH0248181A (ja) ナットランナによるネジ締付け方法
JPH0475832A (ja) 自己診断によるねじ締め制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20031007