JPS6067083A - 自動ねじ締め装置用電動ドライバ - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明【よＭ動ドライバに［ｉｌ　Ｌ、特にファクトリ
−オー１〜メーシ３ンの一原としてｆ吏用される自動ね
じ締め装置用の電動ドライバに関づるものである。

〔従来技術〕

従来の電動ドライバＣ１外部−信号によってねじの締付
は速度及びＩ−ルクを可変覆る速度可変数（お及びトル
ク可変（１に備え、かつ回転方向を切替えることができ
るものはあるが、上記速度及Ｖ＋−ルクの設定はせいぜ
い数段階の切替えができる程度のものであり、その可変
範囲も小さく、しかも−ｉ設定すると動作中に設定１直
を変えることができなかった。従って、−動作中に電動
ドライバの動作を可変制御し、複数種類の作業内容をこ
なせるような自動ねじ締め装置は未だ実用化されていな
い。

〔目的〕

本発明は上記従来の欠点を除去し、外部信＠によってビ
ットを回転駆動する直流モータの回転速度及び１〜ルク
を所望の値にしかも広範囲に制御可能にし、かつ必要に
応じモータの回転方向の切替えや制動を行なうことがで
きる自動ねじ締め装置用の電動ドライバを提供すること
にある。

（構成） 上記の目的を達成するために、本発明の電動ドライバは
、制御信号発生手段〔例えばプログラマブルコントロー
ラ（ＰＣ））及び動作設定手段を具備した外部制御装置
が複数種類の作業内容に応じて発生りる作業手順、工程
管理の制御信号と動作設定の設定信号（以下これらの信
号を一括して「外部制御信号」という）を受けて、ピッ
ト回転用直流モータの回転駆動を制御するモータ制御回
路を備え、その内部にデータ記憶用のレジスタやディジ
タル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器等を有
し、上記外部制御信号によりモータの回転速度及びトル
クを任意に制御でき、しかも動作中にそれらを変えるこ
とができるようにし、かつ一連の作業（ねじ締め動作）
が完了しそ一タがロック状態になった時にはそれを判別
して完了信号を発生し、モータの駆動電力を停止する低
能を備え、また必要に応じ＠転方向の切替や作業完了時
にモータの制動を行なう間能等もｊ−ｊ　ＩＪＤできる
ように構成した。

（実施例〕 以下、本発明の実施例につきその構成と動作を図面を参
照して説明覆る。

第１図は本発明の電動ドライバのモータ制御回路の構成
を示す回路図である。図（：おいて、１は電動ドライバ
の回転駆動用直流モータ、２は直流モータ１に駆動用電
力を与える為の主電源部で半導体素子２１〜２４（ここ
ではリーイリスクを用い単相純ブリッジを構成）を備え
ている。３（、（上記半導体素子２１〜２４のスイッチ
ングをｆｌｉｔＪ　９！Ｊ場る制御信号（ここでは位相
制御を行なう点弧バルン、〉を発生する制御信号発生部
で点弧回路３１と１３′ｌ相器３２を有する。４はモー
タ制御回路を動作させるための直流電圧を発生する補助
電源部で、変圧器４１．整流スタック４２．電源レギュ
レータ４３．４４と、平滑用及び電圧安定化用の回路素
子を備えている。５はモータ１の電流を検出する電流検
出部で、電流検出抵抗５１とその信号を増幅りるｊ１１
幅器５２を１情えいてる。６は外部制御Ｉｌ装置１００
との信号授受を行なうインタフェース、７は外部６１！
Ｊ御装置１００からの外部制御信号を受け−Ｃ回転速度
指令用電辻を発生させる速度可変設定部で、外部から入
ツノされた速度データを一時記憶−するレジスタ７１ど
そのディジタル信号をアナログ１８号に変換するＤ／Ａ
変換器７２を備えている。

８は［〕／Ａ変換器７２からの信号（速度指令用電圧）
とモータ１の逆起電圧ｅｍｆを入ノＪしてアナログ演算
し設定されたモータ回転速度を維持づる基準電圧を発生
づ−る回転速度維持部で、上記演算を行なう差動増幅器
８１を崗えている。９　ＬＪ、回転速度維持部８からの
基準電圧及び外部制御信号を入力して１−ルクを設定Ｊ
−る基準電圧を発生する１〜シルク変設定部で、外部か
ら入力されたトルクデータを一時記憶するレジスタ９１
どそのディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ
変換器９２（ここでは乗尊型のＤ　７　Ａ変換器を用い
回転速度維持部８からの基準電圧がここに与え５？しる
）を備えている。１０は１−ルク酊亥設定部９か！うの
基準電圧及びモーフ電流検出部５からの検出４６号を入
力して制御信号発生部３に指令部Ｊ１をりえる指令部で
、差動増幅器１０１を備えている。′１１はモータのロ
ック状態判別部で、−ロータ１のｒｄ電機子両イＭの電
圧ど電流捻出抵抗５１からのイム８を人力して演算し逆
起電圧ｅｍｆに相当゛づる電圧！＋ｃ［を取り出づ差動
増幅器１１１と、−一の出力電圧及び速度可変設定部７
からの速度指令用電圧を入力して直電圧のバランスをど
ろ差動増幅器１′１２と、上記直電圧のバランスがハ１
れたどきにイの崩れを検出し・モータがロック状態にな
ったことを知らせる信号（判別信＋３）を発生する差動
増幅器（コンパレータ）　１　’Ｉ　３を備えている。

なお、コンデンサＣ１は逆起電圧ｅｍｆ　ｉζ相当する
電圧値のリップルを除去する積分用コンデンサ、インバ
ータ１１４は後の信号処理の関係で極性を単に反転させ
る目的で挿入したものである。１２は作業完了を判定す
る完了判定部で、ロック状態判別部１１からの判別信号
及び外部制御信号が含む回転指示信号のＯＲをとるＯＲ
回路１２１の出力でリセットがかかるスタートフラグ用
のＤフリップフロップ１２２と、回転指示信号をインバ
ータ１２３を介してリセット端子にへカする締（＝Ｊけ
完了フラグ用のＤノリツブフロップ１２４と、回転指示
信号によってセラ１〜パルスを発生りるセットパルス発
生器１２５を備えている。Ｄフリップフロップ１２２に
（よセットパルス発生器１２５の出力がクロックＣ１く
端子に与えられてＪ３す、モータがロック状態になった
ことを知らせる判別信号又は回転指示信号にＪ：って完
了の判定信号を発生（スタートフラグを落とす）し、Ｄ
／Ａ変換器７２をＯレベルにして主電源部２を停止する
と同時にＤフリップフロップ１２４に完了フラグを立て
て締付は完了信号を発生させる。１３は回転方向切替信
号発生部で、外部制御信号が含む回転指示信号及び回転
方向指示信号を入力（）て回転方向の切替信号を発生ず
るＤフリップフロップ１３１と、その切替信号を増幅す
るリレードライバ１３２を倫えている。１４はリレード
ライバ１３２の出力でモータに流れる電流の方向を切替
え回転方向を変えさせるリレーである。、１５はブレー
キ回路部で、モータ１に並列に設けた半導体スイッチン
グ素子（ここでは４）゛イリスタ）１５１及びそれに直
列に接続したブレーキ抵抗１５２を有づるブレーキ回路
と、完了判定部１２からの完了判定信号が入力しＩこと
き上記半導体スイッチング素子１５１を専通さぜるブレ
ーキ信号を発生するブレーキ信号発生器１５３を備え、
ブレーキ抵抗１５２を通してモータ１の電機子の両端を
短絡する。１６はバックアップ電源で、停電時にモータ
制御回路がデータを保持できるように補助電源部４にイ
」加したものである。

なお、説明が前後したがダイオードＤ１は同期パルスを
取出し移相器３２に与えるためのもの、反転増幅器１７
．１８はいずれも信号の極性を変えるため及び次段に与
える信号のレベルＦｌ用に挿入したものである。

上記実施例では、モータの回転速度可変機構。

トルク可変機構、１′Ｊツク状態検出機構等必須要件の
他に、回転方向切？４１Ａ　＋ｂＳや１′「業完了前に
おけるモータの制動機構、　１９電時に備えたバックア
ップ２ｈ源等を含めて示したが、これらのものは必要に
応じず］加すればよいものである。なｄ３、主ｍ　ｆｌ
Ｐｉ部の構成ど制御方式及び各Ｅｌｓ　ｌｊ’ｊｌ路の
１；う成要糸ｔＪ実施例で示したものに限定されるしの
では向く、また信号の極性を変えるために挿入したイン
バー・夕や反転１３１幅器等ｔａ、回路の構成を変えれ
ば省略でさるｂＯ）もありうることばｔ７１うまでも４
ノ・いこと（ｄ〕る。

また、説明を省いたが本発明の技１ｊｌｊ思想及びモー
タ制御回路は逆ねじを取扱うｊＪ１白曳゛ンわじの締戻
しを行なう場合にも適用できるのは当然で６うり、心ら
に、電！＋Ｊ　ｌ〜クライバＪノならずナラ１−シンナ
等の電動コー具に適用Ｃきること（ｊ、菖う：しても）
まいことである。

（効果） 以］、説明したように、本発明の電動ドライバは複数の
設定データを同一のデータラインを１吏用して設定可能
ならしめるｔｔ通バスラ、イン方式を採用し、外部制御
信号によってモータの回転速度、１−ルクのみならｆＰ
ｌｉ望の析１１作＄制御を行Ｃ：ｇわせることができ、
必要に応じソフトスターＩ−さぜたり、精度の高い線対
（プトルクが得られるように増し締め動作も行なわせる
ことができる等、便々の機能を実現づることができる。

また、モータ制御回路に猫えたロック状態判別部は、従
来パルスエンコーダ〈例えば光学的又は磁気的に回転を
検出するもの）等を付加して行なっていたものをモータ
の電流ど逆起電圧ｅｍｆを検出し演算処理りるのみで判
別できるよう【こ（π成したので価格の低減がはかれる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電動ドライ′バのモータ制御回路の構
成を示づ回路図である。 １・・・・・・直流モータ、 ２・・・・・・主電源部、 ３・・・・・・制Ｗ信号発生部、 ４・・・・・・補助電源部、 ５・・・・・・電流検出部、 ６・・・・・・インタフェース、 ７・・・・・・速度可変設定部１ ８・・・・・・回転速度４に持部、 ９・・・・・・１〜シルク変設定部、 １０・・・・・・指令部、 １１・・・・・・ロック状態判別部、 １２・・・・・・完了判定部、 １３・・・・・・回転方式１ｉ１Ｊ替信号発生部、１４
・・・・・・リレー、 １５−・・・・・ブレーキ回路部、 １Ｇ・・・・・・バックアップ電源、 １００・・・・・・外部ａ１１制御装置。 出雌人　日本電気精器株式会社 五菱電機株式会社 代理人　弁理士　増田竹夫 手続補正書く自発） 昭和５９年１月２７日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１７２７４８号 ２、発明の名称 自動ねじ締め装置用電動ドライバ ３、？ＩＩｉ正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都墨田区堤通−丁目１９番１８号名　称　
（４２４）日本電気精器株式会社（ほか１名） ４、代理人　〒１０４ 住　所　東京都中央区銀座二丁目１０番５＠銀座オオイ
ビル３階　電話０３　（５４５）　２８１８　（代）氏
　名　（７８８２）　弁理士　増　１）　竹　夫５、補
正の対象 図面 Ｃ９補正の内容 別紙の通り

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、制御信号発生手段及び動作設定手段を具備した外部
   制御装置が複ｍ種類の作業内容に応じて発生づる作粟手
   順、工程管理の制Ｗ（ム号と動作設定の設定信号（以下
   「外部制御（Ｍ号」という。）を受１ノで、ビット回転
   用直流玉−夕の回転駆動を制御するモータ制御回路を（
   ｑ６えた自動ねじ癌１め装置用電動ドライバであって、 上記モータ制御１ｉ４１路は、自流モータに勾える駆動
   用電力を制００する半導体素子を有Ｊる主電源部と、上
   記半ｉｒ！体索了を制御づる制御ｆａ号発生部と、モー
   タ制りＵ回路速動作さｌるための直流電圧を発生づる補
   助電源部と、モータの電流を検出する電流検出部と、上
   記外部制御信号を受Ｉ）で速度指令用電圧を発生させる
   速度可変設定部と、モータの逆起電圧と上記速度可変設
   定部からの速度指令用電圧を比較しモータの回転速度を
   設定適度に維持するｌＩ５準電圧を発生する回転速度維
   持部と、該回転速度維持部からの基準電圧及び上記外部
   制ｔ１１信号を入力してトルクを設定する基準電圧を発
   生り−るトルク可変設定部と、該トルク可変設定部から
   の基準電圧及び上記モータ電流検出部からの検出信号を
   入力して上記制御信号発生部にｌｉｆ令電圧電圧える指
   令部と、モータの逆起電圧と上記モータ電流検出部から
   の検出信号及び速度可変設定部からの速度指令用電圧を
   入力してモータのロック状態を判別するロック状態判別
   部と、該ロック状態判別部からの判別ｆｉｆｆ号及び上
   記外部制卸信号が含む回転指示信号を入力してねじ締め
   完了を判定し完了信号と上記速度可変設定部に速度指令
   用ｇ！ｌｉｔ電圧の発生を停止さゼる判定信号を出力す
   る完了判定部を備えたものである自動ねじ締め装置用電
   動ドライバ。 ２、上記モータ制御回路は、外部制御信号が含む回転指
   示信号及び回転方向指示信号を入力して回転方向の切替
   信号を発生する回転方向切替信号発生部と、該回転方向
   指示信＠発生部からの切替信号を受けてモータの回転方
   向を切替えるリレーを備えたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の自動ねじ締め装置用電動ドライバ
   。 ３、上記モータ制御回路は、モータに並列に設けた半導
   体スイッチング素子を有するブレーキ回路と、上記完了
   判定部から完了の判定信号が入力したどきにブレーキ信
   号を発生づるブレーキ信号発生器を右づるブレーキ回路
   部を僅え、ねじ締め完了時にモータにブレーキ作用を与
   えることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   に記載の自動ねじ締め装置用電動ドライバ。９４、上記
   主電源部は、半導体素子としてザイリスタを用いた単相
   純ブリッジを怖え、モータに与える厚勤用電力を位相制
   卸方式で制御＋２ることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項、第２項又は第３項に記載の自動ねじ締め装置用電
   動ドライバ。 ５、上記ネｉ６助電源部は、停電時にモータ制御回路が
   データを保持できるにうにバックアップ電源を備えたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいず
   れかに記載の自動ねじ締め装置