JP2004130417A

JP2004130417A - ナットランナーの速度制御方法

Info

Publication number: JP2004130417A
Application number: JP2002296073A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Ikuma; 伊久間　茂
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】本発明は、目標締付トルクと現在トルクとの偏差に現在速度を乗じて得た速度指令を用いることにより、予め設定したモータのステップ制御を不要とすることを目的とする。
【解決手段】本発明によるナットランナーの速度制御方法は、目標締付トルク（１）と現在トルク（１３）との偏差（２ａ）に現在速度（９）を乗じて速度指令（２０）を得てモータ（７）を制御し、モータ（７）の速度設定を不要とし、高速時の急減速を可能とした構成である。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナットランナーの速度制御方法に関し、特に、目標締付トルクと現在トルクとの偏差に現在速度を乗じた値を用い、モータの速度設定を不要とし、高速時の急減速を可能とするための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、用いられていたこの種のナットランナーの速度制御方法としては、従来技術を示す文献としては存在しないが、一般に図２で示される方法が用いられていた。すなわち、図２に示されるように、ネジを締めるための動力源であるモータの速度の減速パターンは、モータを起動後に予め設定しておいた締付トルクに到達した時点で、次のステップのモータの速度を決め、複数のステップを組合わせて速度を制御し、所定の締付トルクに到達した時にモータの速度が零に近くなるように制御していた。
従って、モータの速度制御は、トルクが変化するにつれて１００％、５０％、２０％のようにステップ毎の制御を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のナットランナーの速度制御方法は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、トルク変化に応じてモータの速度をステップ毎に変化させなければならず、ネジ締めのワーク、ネジのサイズ毎にこのステップに応じた減速パターンを設定しなければならず、その都度の減速パターンの設定は容易ではなかった。
また、この減速パターンの設定は、短時間の間に急激な速度の減少とトルク増加があり、ネジのサイズ、締付トルク等により負荷条件は種々あり、ネジに合わせてその都度、トルクと速度の設定を行っていたため、この設定にはネジ締めの知識の他に、モータのサーボ系の知識も必要であり、現場において作業者が簡単に設定することは困難なことであった。
【０００４】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、目標締付トルクと現在トルクとの偏差に現在速度を乗じた値を用い、モータの速度設定を不要とし、高速時の急減速を可能としたナットランナーの速度制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるナットランナーの速度制御方法は、モータによりネジを締める場合に前記モータの速度をモータドライバにより制御するようにしたナットランナーの速度制御方法において、前記モータドライバに入力するための目標締付トルクと前記モータの減速機側で得られた現在トルクとの偏差に前記モータの現在速度を乗じて得た値に対して、前記ネジが着座する迄の前記モータの回転数であるゲインＫＴを乗じて速度指令とし、前記速度指令を前記モータドライバへ入力する方法であり、また、前記速度指令は、最少速度以下にならないように最少速度のリミットをかける方法であり、また、前記減速機に設けられたトランスデューサからの出力信号をＡ／Ｄ変換することにより前記現在トルクを得る方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明によるナットランナーの速度制御方法の好適な実施の形態について説明する。
図１において符号１で示されるものは減算器からなる偏差検出部２に入力される目標締付トルクであり、この偏差検出部２には、ゲインＫＴ３、最少速度のリミット４及び最大速度のリミット５を介してモータドライバ６が接続されている。
【０００７】
前記モータドライバ６には、ネジ締め用の動力源であるサーボ方式のモータ７が接続され、このモータ７に設けられたエンコーダ８からの速度信号である現在速度９はこのモータドライバ６に入力されている。
【０００８】
前記モータ７は減速器１０を介してネジ締め部１１に接続され、この減速器
１０に設けられたトランスデューサ１２から得られたモータ７のトルクを示す現在トルク１３は、アンプ１４を介して増幅された後にＡ／Ｄ変換器１５でＡ／Ｄ変換され前記偏差検出部２に入力されている。
【０００９】
次に、動作について述べる。まず、前記偏差検出部２によって検出された目標締付トルク１と現在トルク１３との偏差２ａには、モータ７の現在速度９が乗算され、この乗算された値にネジが着座する迄のモータ７の指定の回転数となるようなゲインＫＴ３を乗じて速度指令２０が得られる。
【００１０】
前記速度指令２０は、最少速度のリミット４で最少速度リミット処理を行った後にモータドライバ６に入力され、サーボ駆動される。
前述のモータ７は前記速度指令２０に基づいて指定速度で回転し、図示しないネジが着座した時にモータ７が急減速し、トルクが上昇してくると、偏差検出部２における偏差２ａが小さくなり、速度指令２０の値が低下すると共にモータ７の回転速度が下がった。
その後、さらにトルクが上昇して目標締付トルク１に近付くと、モータ７の回転速度は零に近くなり、最少速度より下がるとこの最少速度のリミット４でリミットされる。
次に、モータ７の現在トルク１３が目標締付トルク１に達すると、前記偏差２ａが零となってモータ７が停止する。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によるナットランナーの速度制御方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、現在トルクと目標締付トルクとの偏差にモータの現在速度を乗じた値を締付速度である速度指令として制御することにより、従来のようなトルクと速度のステップ設定を不要とし、簡単にモータ制御ができる。又、トルク偏差比例方式ではできない高速時の急減速が可能となる。
また、締付速度が自動的にトルクの上昇と共に下げられるのでネジの締めすぎが少なくなる。
また、トルクを見ながらの速度設定は不要となる。
また、目標締付トルクに達する時期では、ゆるやかな速度指令の変化となり、速度のアンダーシュートによる目標締付トルク前の回転停止を防ぐことができる。
従って、前述の効果によりネジの締付けのためにモータの速度をステップ設定する必要がなく、あらゆるネジの締付けを自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるナットランナーの速度制御方法を示すブロック図である。
【図２】従来の速度制御方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　目標締付トルク
２　　偏差検出部
２ａ　　偏差
３　　ゲインＫＴ
４　　最少速度のリミット
５　　最大速度のリミット
６　　モータドライバ
７　　モータ
８　　エンコーダ
９　　現在速度
１０　　減速機
１１　　ネジ締め部
１２　　トランスデューサ
１３　　現在トルク
１４　　アンプ
１５　　Ａ／Ｄ変換器
２０　　速度指令

Claims

モータ（７）によりネジを締める場合に前記モータ（７）の速度をモータドライバ（６）により制御するようにしたナットランナーの速度制御方法において、
前記モータドライバ（６）に入力するための目標締付トルク（１）と前記モータ（７）の減速機（１０）側で得られた現在トルク（１３）との偏差（２ａ）に前記モータ（７）の現在速度（９）を乗じて得た値に対して、前記ネジが着座する迄の前記モータ（７）の回転数であるゲインＫＴ（３）を乗じて速度指令（２０）とし、前記速度指令（２０）を前記モータドライバ（６）へ入力することを特徴とするナットランナーの速度制御方法。
前記速度指令（２０）は、最少速度以下にならないように最少速度のリミット（４）をかけることを特徴とする請求項１記載のナットランナーの速度制御方法。
前記減速機（１０）に設けられたトランスデューサ（１２）からの出力信号をＡ／Ｄ変換することにより前記現在トルク（１３）を得ることを特徴とする請求項１又は２記載のナットランナーの速度制御方法。