JP2021133475A - Screw fastening device - Google Patents
Screw fastening device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021133475A JP2021133475A JP2020033372A JP2020033372A JP2021133475A JP 2021133475 A JP2021133475 A JP 2021133475A JP 2020033372 A JP2020033372 A JP 2020033372A JP 2020033372 A JP2020033372 A JP 2020033372A JP 2021133475 A JP2021133475 A JP 2021133475A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- motor
- transmission mechanism
- rotation transmission
- screw tightening
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ビットの出力トルクを高精度に検出可能なねじ締め装置に関する。 The present invention relates to a screw tightening device capable of detecting the output torque of a bit with high accuracy.
従来のねじ締め装置は、特許文献1および図2に示されるように、回転駆動可能なモータMと、このモータMの回転を受けて回転するとともにトルク検出可能なトルクセンサ20と、このトルクセンサ20に接続され回転自在に配置された第一歯車11と、この第一歯車11に噛合するよう配置され第一歯車11の軸線と平行に延びる第二歯車12と、この第二歯車12と一体に回転しワーク(図示せず)に締結されるボルトSに嵌合するソケット30と、前記トルクセンサ20の検出信号に基づいてモータMを駆動制御する制御手段40とをから構成されている。このように、従来のねじ締め装置100は、互いに噛合しあう前記第一歯車11および第二歯車12へ回転を入力する位置となる上流側にトルクセンサ20を配置して成る。
As shown in Patent Document 1 and FIG. 2, the conventional screw tightening device includes a motor M that can be driven to rotate, a
従来のねじ締め装置の作用について説明する。前記制御手段40は、モータMを回転駆動するよう指令する。これにより、モータMの回転力は、前記トルクセンサ20、第一歯車11へ順に伝達され、前記第一歯車11と噛合する第二歯車12が所定の回転速度で前記ソケット30とともに回転する。また、このとき、前記ソケット30がワークへ接近する方向へ下降するため、前記ソケット30に嵌合したボルトSがワークへ螺入される。前記ソケット30の回転力を受けたボルトSは、やがてワークに着座するため、この着座した時点から前記ソケット30に加わるトルクが急激に上昇し始める。このソケット30に加わるトルクは、前記第二歯車12および第一歯車11を介してトルクセンサ20に伝達され、当該トルクセンサ20からその検出したトルク値に相当する検出信号が制御手段40へ出力される。前記制御手段40は、トルクセンサ20から出力された検出トルクが予め設定されていた設定トルクに到達したか判断し、到達していればモータMを回転停止させてねじ締め作業を終了する。
The operation of the conventional screw tightening device will be described. The control means 40 commands the motor M to be driven to rotate. As a result, the rotational force of the motor M is sequentially transmitted to the
しかしながら、従来のねじ締め装置100は、前記第一歯車11および第二歯車12を噛み合わせる構成のため、第一歯車11へ入力される回転力に対して、第二歯車12から出力される回転力が低下する。このため、従来のねじ締め装置100は、前記第一歯車11よりも上流側に位置するトルクセンサ20により検出される検出トルクと、第二歯車12よりも下流側に位置するソケット30の出力トルクとが相違していた。
However, since the conventional
また、前述の検出トルクと出力トルクとが相違するという問題を解決するには、第一歯車11および第二歯車12の回転伝達効率を予め求めるなどしておき、この求めた回転伝達効率および前記検出トルクに基づいて出力トルクを演算しトルク管理する必要があった。しかしながら、回転伝達効率は、都度変化しばらつくものであるため、これを固定値として演算するトルク管理では、ソケット30の出力トルクを高精度に管理することが難しいという問題もあった。
Further, in order to solve the problem that the detection torque and the output torque are different from each other, the rotation transmission efficiency of the
本発明は、回転駆動可能なモータと、このモータに接続されて当該モータの回転力を下流へ伝達する回転伝達機構と、この回転伝達機構の回転力を受けて回転するとともに、ワークに締結する締結部品に嵌合する先端部を備えた締結工具と、前記モータを回転駆動制御する制御手段とを備えたねじ締め装置において、前記締結工具に負荷されたトルクを検出するトルクセンサを備え、前記トルクセンサは、回転伝達機構よりも下流側に配置して成ることを特徴とする。なお、前記トルクセンサは、前記回転伝達機構および前記締結工具に接続されて成ることが望ましい。また、前記制御手段は、これに予め設定した設定トルクと、前記トルクセンサによって検出された検出トルクとを比較するとともに、前記検出トルクが設定トルクに到達すれば、前記モータの回転駆動を停止させるよう指令して成ることが望ましい。さらに、前記回転伝達機構は、複数の歯車を噛合させた歯車伝達機構であってもよい。また、前記回転伝達機構は、前記モータに接続される入力軸と、前記締結工具に接続される出力軸とを備えて成り、前記入力軸および出力軸は、それぞれの軸線が平行になるよう配置されてもよい。 The present invention includes a motor that can be driven to rotate, a rotation transmission mechanism that is connected to the motor and transmits the rotational force of the motor downstream, and a rotation transmission mechanism that receives the rotational force of the rotation transmission mechanism to rotate and fasten to a work. In a screw tightening device including a fastening tool having a tip portion to be fitted to a fastening component and a control means for rotationally driving and controlling the motor, a torque sensor for detecting torque applied to the fastening tool is provided. The torque sensor is characterized in that it is arranged on the downstream side of the rotation transmission mechanism. It is desirable that the torque sensor is connected to the rotation transmission mechanism and the fastening tool. Further, the control means compares the preset torque set in advance with the detection torque detected by the torque sensor, and stops the rotational drive of the motor when the detection torque reaches the set torque. It is desirable to order it. Further, the rotation transmission mechanism may be a gear transmission mechanism in which a plurality of gears are meshed with each other. Further, the rotation transmission mechanism includes an input shaft connected to the motor and an output shaft connected to the fastening tool, and the input shaft and the output shaft are arranged so that their respective axis lines are parallel to each other. May be done.
本発明に係るねじ締め装置は、回転伝達機構よりも下流側にトルクセンサを配置しているので、従来のように締結工具に付与された出力トルクを補正することなく、高精度に検出できるという利点がある。また、本発明に係るねじ締め装置は、トルクセンサの一端を回転伝達機構に接続する一方、他端を締結部品と嵌合する締結工具に接続して成るので、締結部品に付与される出力トルクを直接的に検出できるという利点もある。さらに、本発明に係るねじ締め装置は、予め設定された設定トルクとトルクセンサにより検出した検出トルクとを比較する制御手段を備えており、当該制御手段が前記設定トルクに検出トルクが到達したことを判断すると、モータの回転駆動を停止するよう制御するため、従来のように検出トルクを補正する必要が無いという利点もある。また、本発明に係るねじ締め装置は、回転伝達機構を複数の歯車が噛み合う歯車伝達機構とするので、モータの回転力を増力させたり逆に減力させたり減速比を容易に設定できるという利点もある。さらに、回転伝達機構の入力軸と出力軸とを平行に配置することで、モータの取り付け位置をソケットに近く並ぶように配置することができる。これにより、ねじ締め装置の全長をコンパクトにできるという利点もある。 In the screw tightening device according to the present invention, since the torque sensor is arranged on the downstream side of the rotation transmission mechanism, it is possible to detect with high accuracy without correcting the output torque applied to the fastening tool as in the conventional case. There are advantages. Further, in the screw tightening device according to the present invention, one end of the torque sensor is connected to the rotation transmission mechanism, while the other end is connected to a fastening tool that fits with the fastening component, so that the output torque applied to the fastening component is applied. There is also an advantage that can be detected directly. Further, the screw tightening device according to the present invention includes a control means for comparing a preset set torque with the detection torque detected by the torque sensor, and the control means has reached the set torque. There is also an advantage that it is not necessary to correct the detection torque as in the conventional case because the control is performed so as to stop the rotational drive of the motor. Further, in the screw tightening device according to the present invention, since the rotation transmission mechanism is a gear transmission mechanism in which a plurality of gears mesh with each other, there is an advantage that the rotational force of the motor can be increased or decreased and the reduction ratio can be easily set. There is also. Further, by arranging the input shaft and the output shaft of the rotation transmission mechanism in parallel, the motor mounting positions can be arranged so as to be close to the socket. This also has the advantage that the overall length of the screw tightening device can be made compact.
本発明に係るねじ締め装置1は、図1に示すように所定の回転速度で回転可能なモータMと、このモータMに接続された回転伝達機構10と、この回転伝達機構10に接続されたトルクセンサ20と、このトルクセンサ20に接続された締結工具30と、前記モータMに接続され当該モータMを回転駆動制御する制御手段40とを備えて成り、図示しないロボットに搭載され、ワークにねじを螺入して締結可能に構成されている。
As shown in FIG. 1, the screw tightening device 1 according to the present invention is connected to a motor M capable of rotating at a predetermined rotation speed, a
前記モータMは、所謂ACサーボモータであり、その出力軸M1の回転角度を検出するエンコーダを内蔵して成り、当該回転角度を適宜前記制御手段40へ送信可能に構成されている。 The motor M is a so-called AC servomotor, and includes an encoder that detects the rotation angle of the output shaft M1 thereof, and is configured to be able to appropriately transmit the rotation angle to the control means 40.
前記回転伝達機構10は、前記モータMの出力軸M1に接続された駆動歯車11と、この駆動歯車11に噛合する従動歯車12と、これら駆動歯車11および従動歯車12を回転自在に軸支するベースプレート13と、このベースプレートに固定され前記駆動歯車11および従動歯車12を覆うように配置されたカバー14とを備えて成る。
The
また、前記回転伝達機構10は、前記駆動歯車11および従動歯車12の2つの歯車が噛合する構成としているがこれに限定されるものではなく、例えば、3つ以上の歯車が噛合する構成であってもよい。さらに、この回転伝達機構10は、歯車を歯合させる構成であるが、これに限定されるものではなく、例えば、回転自在なプーリにベルトを巻回してモータMの回転力をトルクセンサ20へ伝達する構成であってもよい。
Further, the
前記トルクセンサ20は、その一端が前記従動歯車12に接続され、その他端が前記締結工具30に接続されており、前記従動歯車12および締結工具30を一体に回転可能な連結軸21を具備して成る。また、トルクセンサ20は、前記制御手段40に接続されており、連結軸21に負荷されたトルクを検出し、この検出した検出トルクを適宜制御手段40へ送信するよう構成されている。
The
前記締結工具30は、締結部品の一例であるボルトBに嵌合可能な先端部31と、この先端部31に配置され前記ボルトBを吸着する吸着部材32とを備えて成る。前記先端部31は、ボルトBの頭部を外周に嵌り込む形状に成形されており、本実施例においては六角穴形状に成形されている。また、前記吸着部材32は、ボルトBの頭頂部に接するよう配置された磁石であり、前記先端部31に嵌合したボルトBを吸着して成る。
The
また、前記締結工具30の先端部31は、締結部品の頭部形状に合わせて適宜設定されており、本実施形態の六角形状の頭部とした締結部品から十字穴を具備する頭部のねじであれば、前記十字穴に嵌合する十字形状の先端部に成形されている。
Further, the
前記制御手段40は、前記モータMおよびトルクセンサ20に接続されており、前記モータMの回転速度を予め記憶するとともに、前記トルクセンサ20により検出した検出トルクと比較する設定トルクを記憶して成る。また、この制御手段40は、前記検出トルクが設定トルクに到達すれば、前記モータMの回転を停止するよう指令可能に構成されている。また、制御手段40は、前記ロボットへモータMの回転制御している状況を発信可能に構成されている。
The control means 40 is connected to the motor M and the
このように構成されたねじ締め装置1の作用について説明する。前記制御手段40は、ロボットの指令を受け、これに記憶している前記回転速度を読み出して当該回転速度に基づいてモータMを回転駆動制御する。 The operation of the screw tightening device 1 configured in this way will be described. The control means 40 receives a command from the robot, reads out the rotation speed stored in the command, and controls the rotation drive of the motor M based on the rotation speed.
これにより、モータMの回転力は、前記回転伝達機構10、トルクセンサ20、締結工具30へ順に伝達され、締結工具30に吸着されているボルトBが所定の回転速度で回転を始める。前記ロボットは、モータMの回転駆動により回転する締結工具30をワークへ向かって移動させるので、前記ボルトBがワークへ螺入され始める。
As a result, the rotational force of the motor M is sequentially transmitted to the
前記締結工具30の回転によりボルトBの頭部が徐々にワークの上面へ接近し、やがてワークに前記頭部が着座する。このとき、モータMが前記回転速度で回転制御されているので、ボルトBとワークの着座後、急激にボルトBに負荷されるトルクが上昇する。トルクセンサ20は、このボルトBに負荷されるトルクを検出トルクとして制御手段40へ適宜発信している。
The rotation of the
前記制御手段40は、前記検出トルクと前記設定トルクとを比較するとともに、検出トルクが設定トルクに到達すれば、即座にモータMの回転を停止させ、ボルトBの締結を完了する。この締結完了を受けて前記ロボットは、締結工具30をワークの上空へ位置するよう移動してねじ締め作業を完了する。
The control means 40 compares the detected torque with the set torque, and when the detected torque reaches the set torque, immediately stops the rotation of the motor M and completes the fastening of the bolt B. Upon completion of this fastening, the robot moves the
このように、本発明に係るねじ締め装置1は、歯車の噛み合いまたはベルトとプーリなどにより回転伝達効率の悪い回転伝達機構10を具備しているが、トルクセンサ20を当該回転伝達機構10よりも下流側に配置しているので、ボルトBに負荷されるトルクを回転伝達機構10の回転伝達効率に影響されることなく検出することができる。よって、本発明に係るねじ締め装置1は、ワークに締結する締結部品の締付けトルクを高精度に検出し管理できる利点があり、しかも、従来のようにトルクセンサ20により検出した検出トルクを補正する必要が無いので、トルク管理を容易にできるという利点もある。
As described above, the screw tightening device 1 according to the present invention includes a
しかも、この本発明に係るねじ締め装置1は、前述したようにトルクセンサ20により検出した検出トルクをそのままボルトBの締付トルクとして管理できるので、従来のように予め回転伝達機構10の回転伝達効率を求める必要が無い。したがって、この回転伝達効率を定期的に検査する作業も不要となるので、生産性が向上するという利点もある。
Moreover, since the screw tightening device 1 according to the present invention can manage the detection torque detected by the
1 … ねじ締め装置
10 … 回転伝達機構
20 … トルクセンサ
30 … 締結工具
31 … 先端部
40 … 制御手段
B … ボルト
M … モータ
1 ... Screw tightening
Claims (5)
前記締結工具に負荷されたトルクを検出するトルクセンサを備え、
前記トルクセンサは、回転伝達機構よりも下流側に配置して成ることを特徴とするねじ締め装置。 A motor that can be driven to rotate, a rotation transmission mechanism that is connected to this motor and transmits the rotational force of the motor downstream, and a fastening part that rotates by receiving the rotational force of this rotation transmission mechanism and is fastened to the workpiece. In a screw tightening device provided with a fastening tool having a matching tip and a control means for rotationally driving and controlling the motor.
A torque sensor for detecting the torque applied to the fastening tool is provided.
The torque sensor is a screw tightening device characterized in that it is arranged on the downstream side of the rotation transmission mechanism.
前記入力軸および出力軸は、それぞれの軸線が平行になるよう配置されて成ることを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れかに記載のねじ締め装置。 The rotation transmission mechanism includes an input shaft connected to the motor and an output shaft connected to the fastening tool.
The screw tightening device according to any one of claims 1 to 4, wherein the input shaft and the output shaft are arranged so that their respective axis lines are parallel to each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020033372A JP2021133475A (en) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | Screw fastening device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020033372A JP2021133475A (en) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | Screw fastening device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021133475A true JP2021133475A (en) | 2021-09-13 |
Family
ID=77659693
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020033372A Pending JP2021133475A (en) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | Screw fastening device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021133475A (en) |
-
2020
- 2020-02-28 JP JP2020033372A patent/JP2021133475A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4891672B2 (en) | Screw parts fastening machine | |
WO2011074543A1 (en) | Threaded fastener tightening and loosening device | |
JPH06182638A (en) | Thread fastening device | |
JP5363965B2 (en) | Screw parts tightening device | |
JP2021133475A (en) | Screw fastening device | |
JPS639954B2 (en) | ||
US8511196B2 (en) | Traction drive system | |
US20060249294A1 (en) | Device for tightening threaded fastener joints | |
JP4481960B2 (en) | Automatic screw tightening device | |
JP2805820B2 (en) | Screw tightening method | |
JPH02116479A (en) | Screw fastening device | |
CN210210184U (en) | Bolt fastening device capable of accurately controlling fastening torque | |
KR20110065225A (en) | Spindle belt tension auto control apparatus for a machine tool | |
JPH0921712A (en) | Method of forming screw bond | |
TWI803064B (en) | Electric tool and control method thereof | |
JP2003025163A (en) | Screw tightening device | |
JP3283019B2 (en) | Automatic screw tightening machine | |
JPH10109234A (en) | Automatic screw tightening machine | |
JP2012121125A (en) | Screw part fastener | |
WO2023104394A1 (en) | Socket for power tool, methods of controlling power tools, control systems and power tools | |
JPH06304827A (en) | Control device for automatic screw tightening machine | |
JP3297411B2 (en) | Automatic screw tightening machine | |
JP2012121126A (en) | Screw part fastener | |
JP2023067751A (en) | Robot hand and control method of robot hand | |
JP2001162460A (en) | Automatic screw-fastening machine |