JP2012121125A - Screw part fastener - Google Patents

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Tomohito Morinishi
智史 森西
Masayuki Saito
正幸 齋藤
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Nitto Seiko Co Ltd
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Nitto Seiko Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a screw part fastener smoothly switching a transmission system by a toothed clutch.SOLUTION: The screw part fastener 1 includes: an output shaft 11 having a driver bit at an end; a high-speed low-torque transmission system connected to a motor 3 and transmitting the high-speed low-torque drive to the output shaft 11; a low-speed high-torque transmission system connected to the motor 3 via a reducer 12 and transmitting the low-speed high torque drive to the output shaft 11; the toothed clutch 14 having an input part 141 and an output part 142 formed of tooth parts 141a, 142a and configured to be switchable of the transmission systems by meshing of the tooth parts 141a, 142a by connecting the transmission systems to the input part 141 and output part 142 respectively; and cross roller bearings 10a, 10b rotatably supporting the toothed clutch 14.

Description

本発明は、ねじ部品を高速低トルクで仮締めした後、低速高トルクで本締めするねじ部品締結機に関する。   The present invention relates to a screw component fastening machine that temporarily tightens a screw component at high speed and low torque and then performs final tightening at a low speed and high torque.

従来から、上記技術分野に属するねじ締め機としては、特許文献1に示すものがある。このねじ締め機は、高速低トルク駆動用モータによる高速低トルク伝達系と、低速高トルク駆動用モータによる低速高トルク伝達系とを成しており、これら伝達系を歯付きクラッチで切り替えて、ねじ部品を締め付けるように構成されている。   Conventionally, as a screw tightening machine belonging to the above technical field, there is one shown in Patent Document 1. This screw tightening machine has a high speed and low torque transmission system by a high speed and low torque drive motor and a low speed and high torque transmission system by a low speed and high torque drive motor. The screw part is configured to be tightened.

特開2008−006560号公報JP 2008-006560 A

しかしながら、上記ねじ締め機では、ねじ締め付け過程で各伝達系にはラジアル荷重が作用するため、歯付きクラッチの噛み合いが阻害され、伝達系の切り替えに不具合が発生していた。   However, in the screw tightening machine, since a radial load is applied to each transmission system during the screw tightening process, the meshing of the toothed clutch is hindered, causing a problem in switching the transmission system.

上記課題に鑑みて本発明のねじ部品締結機は、ねじ部品の頭部に係合するドライバビットを先端に有する出力軸と、回転駆動源に連結して高速低トルク駆動を出力軸へ伝達する高速低トルク伝達系と、回転駆動源に減速手段を介して連結して低速高トルク駆動を出力軸へ伝達する低速高トルク伝達系と、歯部が形成された入力部および出力部を有し、これら入力部および出力部に前記伝達系をそれぞれ連結して当該歯部の噛合いによって伝達系を切り替え可能に構成された歯付きクラッチと、この歯付きクラッチの入力部および出力部を回転自在に支持するクロスローラベアリングとを備える。   In view of the above problems, the screw component fastening machine of the present invention transmits an output shaft having a driver bit that engages the head of the screw component at the tip and a rotational drive source to transmit high-speed and low-torque drive to the output shaft. A high-speed low-torque transmission system, a low-speed high-torque transmission system that is connected to a rotational drive source via a speed reduction unit and transmits low-speed high-torque drive to an output shaft, and an input portion and an output portion in which teeth are formed A toothed clutch configured to connect the transmission system to the input part and the output part and to switch the transmission system by meshing the tooth part, and to freely rotate the input part and the output part of the toothed clutch And a cross roller bearing to be supported.

本発明のねじ部品締結機によれば、歯付きクラッチが、高剛性のクロスローラベアリングによって支持されているので、伝達系の切り替え時に、当該クラッチ手段の噛み合いが、出力軸あるいは伝達系に作用するラジアル荷重によって阻害されない。そのため、伝達系が確実に切り替えられ、伝達系の切り替え不具合によるねじ部品の締め付け不良が発生しなくなる。しかも、クロスローラベアリングは1個で2個の円筒ころ軸受けを配置したものと同等の剛性を得られるので、部品点数が少なくなり、小型のねじ部品締結機を提供できる。   According to the screw component fastening machine of the present invention, since the toothed clutch is supported by the high-rigidity cross roller bearing, when the transmission system is switched, the engagement of the clutch means acts on the output shaft or the transmission system. Not disturbed by radial load. For this reason, the transmission system can be switched reliably, and the fastening failure of the screw parts due to the transmission system switching failure does not occur. In addition, since one cross roller bearing can obtain the same rigidity as that provided with two cylindrical roller bearings, the number of parts is reduced, and a small screw part fastening machine can be provided.

本発明のねじ部品締結機を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the screw component fastening machine of this invention. 高速低トルク伝達系に薄塗りを施した図である。It is the figure which gave thin coating to the high-speed low torque transmission system. 低速高トルク伝達系に薄塗りを施した図である。It is the figure which gave thin coating to the low-speed high torque transmission system. 本発明のねじ部品締結機の駆動制御を示すグラフである。It is a graph which shows drive control of the screw component fastening machine of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1において、1はねじ、ボルト、ナットなどのねじ部品を締結または緩めるためのねじ部品締結機であり、ケース2に取付けられた回転駆動源の一例であるACサーボモータ3(以下、単にモータ3という)を有している。このモータ3にはレゾルバ3bが組み付けられており、当該モータ3の駆動軸3aの回転角を検出可能に構成されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a screw part fastening machine for fastening or loosening screw parts such as screws, bolts, and nuts, and an AC servo motor 3 (hereinafter simply referred to as a motor) that is an example of a rotational drive source attached to the case 2. 3). A resolver 3b is assembled to the motor 3 so that the rotation angle of the drive shaft 3a of the motor 3 can be detected.

前記モータ3の駆動軸3aには主動歯付きプーリ4(以下、単に主動プーリ4という)が一体に回転可能に連結されている。このモータ3の横位置には、駆動軸3aと軸線平行方向に延びて中空円筒状の第1入力軸5が回転可能に支持して設けられており、この第1入力軸5には、その上部に従動歯付きプーリ6(以下、単に従動プーリ6という)が一体に連結されている。この従動プーリ6と前記主動プーリ4とには、無端の歯付きベルト7が巻回されて噛合しており、モータ3の駆動を第1入力軸5に伝達できるよう構成されている。また、従動プーリ6の上部には、クラッチ手段の一例として電磁クラッチ8が設けられており、この電磁クラッチ8には前記第1入力軸5を挿通し、かつ第1入力軸5に対して回転可能に設けられた中実の第2入力軸9が連結されている。前記主動プーリ4と従動プーリ6との歯数が異なり、減速比は1/2.4である。これは、出力トルクの低いモータであっても十分なトルクを得るべく予備的に設定されたものであり、同一の歯数にして増減速しない構成でも何ら問題ない。   A pulley 4 with a main driving tooth (hereinafter simply referred to as a main driving pulley 4) is connected to the drive shaft 3a of the motor 3 so as to be integrally rotatable. A horizontal cylindrical first input shaft 5 extending in a direction parallel to the drive shaft 3a and rotatably supported by the hollow shaft is provided at a lateral position of the motor 3, and the first input shaft 5 includes An upper driven toothed pulley 6 (hereinafter referred to as a single driven pulley 6) is integrally connected. An endless toothed belt 7 is wound and meshed with the driven pulley 6 and the main driving pulley 4 so that the drive of the motor 3 can be transmitted to the first input shaft 5. Further, an electromagnetic clutch 8 is provided as an example of clutch means on the driven pulley 6. The electromagnetic clutch 8 is inserted into the first input shaft 5 and is rotated with respect to the first input shaft 5. The solid 2nd input shaft 9 provided so that it was possible was connected. The number of teeth of the main pulley 4 and the driven pulley 6 is different, and the reduction ratio is 1 / 2.4. This is preliminarily set to obtain a sufficient torque even for a motor with a low output torque, and there is no problem even if the number of teeth is the same and the speed is not increased or decreased.

前記電磁クラッチ8は、従動プーリ6に一体に回転可能に連結された入力部81と、第2入力軸9に一体に回転可能に連結された出力部82と、コイル部83とを有している。コイル部83は通電により電磁石となり、これにより出力軸82に入力部81を磁力結合させることが可能に構成されている。常時は、コイル部83に通電がなされず、入力部81と出力部82とが分離して第2入力軸9にモータの駆動を伝達できない状態にあるが、コイル部83に通電されて入力部81と出力部82とが結合すると、第2入力軸9にモータ3の駆動を伝達可能な状態となる。   The electromagnetic clutch 8 includes an input unit 81 that is rotatably connected to the driven pulley 6, an output unit 82 that is rotatably connected to the second input shaft 9, and a coil unit 83. Yes. The coil portion 83 becomes an electromagnet when energized, and is configured so that the input portion 81 can be magnetically coupled to the output shaft 82. Normally, the coil unit 83 is not energized, and the input unit 81 and the output unit 82 are separated so that the drive of the motor cannot be transmitted to the second input shaft 9. If 81 and the output part 82 couple | bond together, it will be in the state which can transmit the drive of the motor 3 to the 2nd input shaft 9. FIG.

前記第2入力軸9は、第1入力軸5内を挿通して延び、その先端には出力軸11が連結されている。この出力軸11は、第2入力軸9に連結された伝達軸部111と、この伝達軸部111先端のスプライン穴部111aにスプライン軸部112aを挿入・噛合させることによって伝達軸部111と一体に回転可能に連結された本体軸部112とから構成されている。この出力軸11の本体軸部112先端には、ねじ部品の頭部に係合してこれに回転伝達を行うためのドライバビット、ソケット等のねじ締め工具(図示せず)が直接又は各種継ぎ手を介して連結されている。   The second input shaft 9 extends through the first input shaft 5, and an output shaft 11 is connected to the tip of the second input shaft 9. The output shaft 11 is integrated with the transmission shaft portion 111 by inserting and engaging the transmission shaft portion 111 connected to the second input shaft 9 and the spline shaft portion 112a in the spline hole portion 111a at the tip of the transmission shaft portion 111. The main body shaft portion 112 is rotatably connected to the main body shaft portion 112. A screw tightening tool (not shown) such as a driver bit and a socket for engaging with the head of a screw component and transmitting rotation to the head is directly or variously connected to the tip of the main body shaft portion 112 of the output shaft 11. It is connected through.

また、前記第1入力軸5の先端は、減速機12に連結されている。この減速機12は、一般にハーモニックドライブ(登録商標)として知られるものであり、第1入力軸5は、これらのウェーブジェネレータ121に連結されている。この減速機12は、サーキュラスプライン122を本ねじ部品締結機1のケース2に固定し、ウェーブジェネレータ121によって入力された回転をフレクスプライン123により減速・逆転させて出力する、いわゆるハーモニックドライブ(登録商標)減速機としての一般的な使用構造を採用している。その減速比は、1/30である。   The tip of the first input shaft 5 is connected to the speed reducer 12. The speed reducer 12 is generally known as a harmonic drive (registered trademark), and the first input shaft 5 is connected to these wave generators 121. The speed reducer 12 fixes a circular spline 122 to the case 2 of the main screw component fastening machine 1 and outputs a rotation input by the wave generator 121 by decelerating and reversing the rotation by the flex spline 123 (registered trademark). ) The general structure of use as a reducer is adopted. The reduction ratio is 1/30.

前記減速機12のフレクスプライン123は、ケース2内に回転可能に配置されたカップリング13に連結されている。このカップリング13は、歯付きクラッチ14に連結されている。   The flexspline 123 of the speed reducer 12 is connected to a coupling 13 that is rotatably disposed in the case 2. This coupling 13 is connected to a toothed clutch 14.

この歯付きクラッチ14は、前記カップリング13に一体に回転可能に連結された入力部141と、前記出力軸11の伝達軸111に一体に回転可能に連結された出力部142と、この出力部142と入力部141とを常時分離するように付勢する付勢手段(図示せず)と、ケース2に固定されたコイル部143とを有して成る電磁クラッチである。入力部141と出力部142とは、互いの対向面を環状の円盤面に成し、その周縁部に歯部141a,142aが形成された構成であり、前記コイル部143への通電で発生する電磁力により歯部141a,142aを噛合させて結合するように構成されている。この歯付きクラッチ14は、常時、コイル部143に通電がなされずに入力部141と出力部142とが分離しており、出力軸11に減速機12の出力回転を伝達不可能な状態となっているが、コイル部143に通電されて入力部141と出力部142とが結合すると、出力軸11に減速機12の出力回転を伝達可能な状態となる。   The toothed clutch 14 includes an input portion 141 that is rotatably connected to the coupling 13, an output portion 142 that is rotatably connected to the transmission shaft 111 of the output shaft 11, and the output portion. 142 is an electromagnetic clutch having an urging means (not shown) for urging so that 142 and the input part 141 are always separated from each other, and a coil part 143 fixed to the case 2. The input part 141 and the output part 142 have a configuration in which opposing surfaces are formed into an annular disk surface, and tooth parts 141a and 142a are formed at the peripheral edge thereof, and are generated by energization of the coil part 143. The teeth 141a and 142a are engaged with each other by electromagnetic force so as to be coupled. In the toothed clutch 14, the coil portion 143 is not energized at all times, and the input portion 141 and the output portion 142 are separated, and the output rotation of the speed reducer 12 cannot be transmitted to the output shaft 11. However, when the coil unit 143 is energized and the input unit 141 and the output unit 142 are coupled, the output rotation of the speed reducer 12 can be transmitted to the output shaft 11.

また、前記カップリング13および前記伝達軸11は、それぞれクロスローラベアリング10a,10bによって回転自在に支持されている。すなわち、これらと一体に回転可能に連結されている前記歯付きクラッチ14の入力部141および出力部142は、公知のクロスローラベアリング10A,10Bによって回転自在に支持されている。   The coupling 13 and the transmission shaft 11 are rotatably supported by cross roller bearings 10a and 10b, respectively. That is, the input portion 141 and the output portion 142 of the toothed clutch 14 that are rotatably connected integrally therewith are rotatably supported by known cross roller bearings 10A and 10B.

前記クロスローラベアリング10a,10bは、剛性に優れているので、伝達系の切り替え時に、前記歯付きクラッチ14の噛み合いが、出力軸11あるいは各伝達系に作用するラジアル荷重によって阻害されない。そのため、伝達系が確実に切り替えられ、伝達系の切り替え不具合によるねじ部品の締め付け不良が発生しなくなる。しかも、クロスローラベアリング10a,10bは1個で2個の円筒ころ軸受けを配置したものと同等の剛性を得られるので、部品点数が少なくなり、小型のねじ部品締結機1を提供できる。   Since the cross roller bearings 10a and 10b are excellent in rigidity, the meshing of the toothed clutch 14 is not hindered by the radial load acting on the output shaft 11 or each transmission system when the transmission system is switched. For this reason, the transmission system can be switched reliably, and the fastening failure of the screw parts due to the transmission system switching failure does not occur. In addition, since the cross roller bearings 10a and 10b can obtain the same rigidity as that provided with two cylindrical roller bearings, the number of parts is reduced, and the small screw part fastening machine 1 can be provided.

前記ケース2の下部には中空円筒状の起歪体15が一体に連結されている。この起歪体15には、ブリッジ接続された歪みゲージ16が貼付されており、出力軸11に作用する回転負荷に応じて歪む起歪体15の歪み量に応じた電気信号をアナログ信号として検出するよう構成されている。これら起歪管15および歪みゲージ16によってトルク検出手段が構成されている。また、歪みゲージ16のリード線16aは回路基板16bに接続されおり、この回路基板16b上でアナログ信号がデジタル変換されてトルク検出部18fに出力されるよう構成されている。そして、このトルク検出部18fが内蔵のCPUで当該デジタル信号を受信して演算処理することにより、出力軸11に作用する回転負荷トルクを電気的に算出するよう構成されている。   A hollow cylindrical strain body 15 is integrally connected to the lower portion of the case 2. A strain gauge 16 connected in a bridge is attached to the strain generating body 15, and an electric signal corresponding to the strain amount of the strain generating body 15 that is distorted according to the rotational load acting on the output shaft 11 is detected as an analog signal. It is configured to The strain-inducing tube 15 and the strain gauge 16 constitute torque detecting means. The lead wire 16a of the strain gauge 16 is connected to the circuit board 16b, and an analog signal is digitally converted on the circuit board 16b and output to the torque detector 18f. The torque detection unit 18f is configured to electrically calculate the rotational load torque acting on the output shaft 11 by receiving and calculating the digital signal with a built-in CPU.

また、前記起歪体15の下部には、ねじ締めロボットのアーム(図示せず)や機台(図示せず)等に固定可能な取付フランジ17が一体に固定されている。   A mounting flange 17 that can be fixed to an arm (not shown) of a screw tightening robot, a machine base (not shown), or the like is integrally fixed to a lower portion of the strain body 15.

18は制御ユニットであり、制御部18aと、この制御部18aからの指令を受けて前記モータ3を駆動制御するモータ駆動部18cと、前記レゾルバ3bに励磁電圧を印加しするとともに、その出力電圧から回転角度を割り出すレゾルバ駆動部18dと、制御部18aからの指令を受けて前記電磁クラッチ8を通電制御するクラッチ制御部18bと、同じく制御部18aからの指令を受けて前記歯付きクラッチ14を通電制御するクラッチ制御部18eと、モータ3の駆動制御に必要な各種プログラム・パラメータ等を記憶した記憶部18iと、各種情報の入力を行う操作部18gと、各種情報を表示する表示部18hとを備えて成る。   Reference numeral 18 denotes a control unit that applies an excitation voltage to the control unit 18a, a motor drive unit 18c that drives and controls the motor 3 in response to a command from the control unit 18a, and an output voltage of the resolver 3b. The resolver drive unit 18d for determining the rotation angle from the control unit 18a, the clutch control unit 18b for energizing and controlling the electromagnetic clutch 8 in response to a command from the control unit 18a, and the toothed clutch 14 in response to the command from the control unit 18a. A clutch control unit 18e that controls energization, a storage unit 18i that stores various programs and parameters necessary for driving control of the motor 3, an operation unit 18g that inputs various types of information, and a display unit 18h that displays various types of information Comprising.

本ねじ部品締結機1は、ねじ込み開始から着座までねじ部品を高速・低トルクで締め付ける仮締め工程、着座したねじ部品を締め付け完了まで低速・高トルクで締め付ける本締め工程を行う。   The main screw component fastening machine 1 performs a temporary tightening step of tightening the screw component with high speed and low torque from the start of screwing to seating, and a final tightening step of tightening the seated screw component with low speed and high torque until the tightening is completed.

仮締め工程では、制御ユニット18は各クラッチ制御部18b、18eを通電制御して電磁クラッチ8をON、ツースクラッチ14をOFFに設定する。これにより、駆動系が高速低トルク駆動伝達系に切り替えられる。この高速低トルク駆動伝達系は、図2に薄塗りを施した部位であり、主動プーリ4と、従動プーリ6と、電磁クラッチ8と、第2入力軸9と、出力軸11とから成る。この順でモータ3の回転駆動が減速機12を介することなく出力軸11へ伝達される。なお、仮締め工程では、従動プーリ6の回転に伴い、第1入力軸5およびこれに連結された減速機12も回転するが、前記ツースクラッチ14がOFFの状態では、回転駆動が出力軸11へ伝達されないように構成されている。   In the temporary fastening process, the control unit 18 controls the energization of the clutch control units 18b and 18e to set the electromagnetic clutch 8 to ON and the tooth clutch 14 to OFF. As a result, the drive system is switched to the high speed low torque drive transmission system. This high-speed, low-torque drive transmission system is a portion that is thinly coated in FIG. 2, and includes a main pulley 4, a driven pulley 6, an electromagnetic clutch 8, a second input shaft 9, and an output shaft 11. In this order, the rotational drive of the motor 3 is transmitted to the output shaft 11 without passing through the speed reducer 12. In the temporary tightening process, the first input shaft 5 and the speed reducer 12 connected thereto rotate as the driven pulley 6 rotates. However, when the tooth clutch 14 is OFF, the rotational drive is performed on the output shaft 11. It is configured not to be transmitted to.

一方、本締め工程では、制御ユニット18は前記電磁クラッチ8をOFF、歯付きクラッチ14をONに通電制御する。これにより、駆動系が高速低トルク伝達系から低速高トルク駆動伝達系へ切り替えられる。この低速高トルク伝達系は、図3に薄塗りを施した部位であり、主動プーリ4と、従動プーリ6と、第1入力軸5と、減速機12と、カップリング13と、歯付きクラッチ14と、出力軸11とから成り、この順でモータ3の回転駆動が減速機12を介して出力軸11へ伝達される。   On the other hand, in the final fastening step, the control unit 18 controls energization so that the electromagnetic clutch 8 is turned off and the toothed clutch 14 is turned on. As a result, the drive system is switched from the high speed low torque transmission system to the low speed high torque drive transmission system. This low-speed, high-torque transmission system is a part that is thinly coated in FIG. 3, and includes a main pulley 4, a driven pulley 6, a first input shaft 5, a speed reducer 12, a coupling 13, and a toothed clutch. 14 and the output shaft 11, and the rotational drive of the motor 3 is transmitted to the output shaft 11 via the speed reducer 12 in this order.

ところで、前記減速機12の一例であるハーモニックドライブは、前述のとおり、入力・出力が逆回転となる。したがって、低速高トルク伝達系による本締め工程では、制御ユニット18がモータ3を逆転駆動させることにより、出力軸11が正転方向に回転するように構成されている。   By the way, the harmonic drive which is an example of the speed reducer 12 has the input / output reversely rotated as described above. Therefore, in the final tightening step using the low speed and high torque transmission system, the control unit 18 is configured to rotate the motor 3 in the reverse direction so that the output shaft 11 rotates in the forward direction.

図4は、本ねじ部品締結装置1の制御ユニット18による駆動制御を示すものであり、仮締め工程および本締め工程における出力軸11の回転数およびトルクを示すグラフである。なお、ねじ込み開始から着座までは仮締め工程、着座から締め付け完了までは本締め工程を示す。   FIG. 4 shows drive control by the control unit 18 of the main screw component fastening device 1, and is a graph showing the rotational speed and torque of the output shaft 11 in the temporary fastening step and the final fastening step. It should be noted that from the start of screwing to seating, a temporary fastening process is shown, and from the seating to completion of fastening, a final fastening process is shown.

仮締め工程では、ねじ込み開始時、制御ユニット18は、出力軸11が最高回転数の2000rpmで回転するようモータ3を駆動制御する。そして、ねじ部品が所定の巻数までねじ込まれると、出力軸11の回転速度を所定の回転速度に減速するよう回転駆動源を制御する。   In the temporary tightening process, at the start of screwing, the control unit 18 drives and controls the motor 3 so that the output shaft 11 rotates at the maximum rotation speed of 2000 rpm. When the screw component is screwed to a predetermined number of turns, the rotational drive source is controlled so as to reduce the rotational speed of the output shaft 11 to a predetermined rotational speed.

具体的には、制御ユニット18の記憶部18iには、ねじ部品の巻数が予め設定されている。そして、レゾルバ駆動部18dで回転軸11の回転角を監視し、ねじ込み開始から着座までに要する巻数から2巻分を減じた位置、すなわち着座直前までねじ部品がねじ込まれると、出力軸11の回転数を減じるようモータ3を駆動制御する。減速時の出力軸11の回転数は400rpmに設定されている。   Specifically, the number of turns of the screw component is preset in the storage unit 18 i of the control unit 18. Then, the rotational angle of the rotary shaft 11 is monitored by the resolver driving unit 18d, and when the screw component is screwed in until the position obtained by subtracting two turns from the number of turns required from the start of screwing to the seating, that is, immediately before the seating, the output shaft 11 rotates. The motor 3 is driven and controlled to reduce the number. The rotation speed of the output shaft 11 during deceleration is set to 400 rpm.

続いて、仮締め工程において400rpmに減速後、残りの2巻分ねじ部品がねじ込まれて着座すると、その際衝撃トルクが生じる。この衝撃トルクを前記トルク検出手段が検出すると、制御ユニット18は各クラッチ制御部18b、18eを通電制御して電磁クラッチ8をOFF、歯付きクラッチ14をONに設定するとともに、前記ハーモニックドライブの特性上、モータ3を逆転駆動させる。これにより、駆動系が低速高トルク伝達系に切り替えられ、本締め工程に移行する。   Subsequently, after the speed is reduced to 400 rpm in the temporary tightening process, when the remaining two-turn screw parts are screwed and seated, an impact torque is generated. When the torque detection means detects this impact torque, the control unit 18 controls the energization of the clutch control units 18b and 18e to set the electromagnetic clutch 8 to OFF and the toothed clutch 14 to ON, and also to the characteristics of the harmonic drive. The motor 3 is driven in reverse. As a result, the drive system is switched to the low speed and high torque transmission system, and the process proceeds to the final tightening step.

本締め工程では、制御ユニット18の記憶部18iには出力軸11に作用する回転負荷トルクに対応する閾値が設定されている。この閾値は、大小2個設定されており、回転負荷トルク値の低い第1閾値は目標の締め付けトルクの25%程度に設定する一方、回転負荷トルク値の高い第2閾値は目標の締め付けトルクの75%程度に設定する。そして、回転負荷トルクがこれら閾値に到達する毎に、制御ユニット18は出力軸11の回転速度を減じるようモータ3を駆動制御する。そして、前記トルク検出手段による検出値が締め付け完了トルクに到達すると、モータ3の駆動を停止して締め付けを完了する。   In the final tightening step, a threshold corresponding to the rotational load torque acting on the output shaft 11 is set in the storage unit 18 i of the control unit 18. Two threshold values are set. The first threshold value with a low rotational load torque value is set to about 25% of the target tightening torque, while the second threshold value with a high rotational load torque value is the target tightening torque value. Set to about 75%. Each time the rotational load torque reaches these threshold values, the control unit 18 drives and controls the motor 3 so as to reduce the rotational speed of the output shaft 11. When the value detected by the torque detection means reaches the tightening completion torque, the driving of the motor 3 is stopped and the tightening is completed.

本発明のねじ部品締結機1には、低速高トルク伝達系に減速機12の一例であるハーモニックドライブが組み込まれている。このハーモニックドライブのフレクスプライン123は薄肉のカップ状であり、変形を伴う構成である。そのため、芯ずれが発生する。しかも、減速機12のウェーブジェネレータ121に支持されている前記第1入力軸5は、従動プーリ6を介して歯付きベルト7を支持しているため、当該歯付きバルト7に引張られる。これによっても芯ずれが発生する。これでは、フレクスプライン123に連結されている歯付きクラッチ14の噛み合いが阻害されるため、所望のタイミングで伝達系を切り替えることができなくなる。   In the screw component fastening machine 1 of the present invention, a harmonic drive which is an example of the speed reducer 12 is incorporated in a low speed and high torque transmission system. The flex drive line 123 of this harmonic drive has a thin cup shape and is configured to be deformed. As a result, misalignment occurs. Moreover, since the first input shaft 5 supported by the wave generator 121 of the speed reducer 12 supports the toothed belt 7 via the driven pulley 6, the first input shaft 5 is pulled by the toothed belt 7. This also causes misalignment. As a result, the meshing of the toothed clutch 14 connected to the flexspline 123 is hindered, and the transmission system cannot be switched at a desired timing.

また、歯付きクラッチの出力部142には、出力軸11が連結されている。この出力軸11には,ねじ部品のねじ込み過程において倒れ方向に外力が作用するため、芯ずれが発生する。   The output shaft 11 is connected to the output portion 142 of the toothed clutch. Since an external force acts on the output shaft 11 in the tilting direction during the screwing process of the screw component, misalignment occurs.

そこで、本発明のねじ部品締結機1によれば、歯付きクラッチ14の入力部141および出力部142がクロスローラベアリング10a,10bによって回転自在に支持されているので、芯ずれが発生しない。そのため、歯付きクラッチ14の噛み合いが阻害されるないので、伝達系の切り替え不具合を防止できる。したがって、所望のタイミングで伝達系を切り替えることができ、ねじ部品の締め付け不良が発生しなくなる。
Therefore, according to the screw component fastening machine 1 of the present invention, the input portion 141 and the output portion 142 of the toothed clutch 14 are rotatably supported by the cross roller bearings 10a and 10b, so that misalignment does not occur. Therefore, since the meshing of the toothed clutch 14 is not hindered, a transmission system switching problem can be prevented. Therefore, it is possible to switch the transmission system at a desired timing, and there is no occurrence of poor tightening of screw parts.

1 ねじ部品締結機
2 ケース
3 モータ
3a 駆動軸
4 主動プーリ
5 第1入力軸
6 従動プーリ
7 歯付きベルト
8 電磁クラッチ
9 第2入力軸
10a,10b クロスローラベアリング
11 出力軸
12 減速機
13 カップリング
14 歯付きクラッチ
15 起歪体
16 歪みゲージ
17 取付フランジ
18 制御ユニット
18a 制御部
18b クラッチ制御部
18c モータ駆動部
18d レゾルバ駆動部
18e クラッチ制御部
18f トルク検出部
18g 操作部
18h 表示部
18i 記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Screw component fastening machine 2 Case 3 Motor 3a Drive shaft 4 Main drive pulley 5 First input shaft 6 Driven pulley 7 Toothed belt 8 Electromagnetic clutch 9 Second input shaft 10a, 10b Cross roller bearing 11 Output shaft 12 Reducer 13 Coupling 14 Toothed clutch 15 Straining body 16 Strain gauge 17 Mounting flange 18 Control unit 18a Control unit 18b Clutch control unit 18c Motor drive unit 18d Resolver drive unit 18e Clutch control unit 18f Torque detection unit 18g Operation unit 18h Display unit 18i Storage unit

Claims (1)

ねじ部品の頭部に係合するドライバビットを先端に有する出力軸と、
回転駆動源に連結して高速低トルク駆動を出力軸へ伝達する高速低トルク伝達系と、
回転駆動源に減速手段を介して連結して低速高トルク駆動を出力軸へ伝達する低速高トルク伝達系と、
歯部が形成された入力部および出力部を有し、これら入力部および出力部に前記伝達系をそれぞれ連結して当該歯部の噛合いによって伝達系を切り替え可能に構成された歯付きクラッチと、
この歯付きクラッチの入力部および出力部を回転自在に支持するクロスローラベアリングと、
を備えることを特徴とするねじ部品締結機。
An output shaft having a screwdriver bit at the tip that engages the head of the screw component;
A high-speed low-torque transmission system that connects to a rotary drive source and transmits high-speed low-torque drive to the output shaft;
A low-speed high-torque transmission system that is coupled to a rotational drive source via a speed reduction unit and transmits low-speed high-torque drive to the output shaft;
A toothed clutch having an input part and an output part in which tooth parts are formed, the transmission system being connected to the input part and the output part, respectively, and the transmission system being switchable by meshing of the tooth parts; ,
A cross roller bearing that rotatably supports the input portion and the output portion of the toothed clutch;
A screw component fastening machine comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108568661A (en) * 2018-07-10 2018-09-25 横店集团得邦照明股份有限公司 A kind of the multistation lock screw tooling and its implementation of mechanical transmission-type

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