JP2023125498A - ねじ締めシステム、コントローラ、および制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ねじがねじ穴と噛み合ってから、ねじがねじ穴に着座するまでの仮締め期間において、ねじ締め異常をより確実に検出できるソリューションを提供する。【解決手段】ねじ締めシステム１は、ねじを回転駆動させるためのドライバビット２０と、当該ドライバビット２０と結合されたモータとを含むアクチュエータ１０と、アクチュエータ１０を制御するコントローラ１００とを備える。コントローラ１００は、モータに発生するトルクのトルク値を取得する取得部と、仮締め期間におけるトルク値の標準偏差を算出する算出部と、基準用標準偏差に対する算出された標準偏差の比率が第１閾値を超えると異常と判定する判定部とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、ねじ締めシステム、コントローラ、および制御プログラムに関する。

ねじの締め付け作業をねじ締付装置を用いて自動化する技術が知られている。例えば、特開２０２０－１６３５００号公報（特許文献１）は、ねじの締め付け中に発生した異常を検出することができるねじ締付装置を開示する。

特開２０２０－１６３５００号公報

特開２０２０－１６３５００号公報に開示のねじ締付装置は、ねじの締め付け中にねじに作用するトルクのトルク値が閾値を超えると異常と判定する。一般的に、ねじに作用するトルクのトルク値は、ねじのサイズや材質、ドライバビットの締付トルクや回転速度、およびその他設備の個体差に依存する。そのため、ねじに作用するトルクのトルク値を閾値と比較するような手法では、ねじのサイズや材質、ドライバビットの締付トルクや回転速度、およびその他設備の個体差に応じて閾値を変えるか、閾値を高めに設定する必要がある。閾値を高めに設定した場合、ねじ締め異常の検出が遅れる可能性がある。

本発明は、ねじがねじ穴と噛み合ってから、ねじがねじ穴に着座するまでの仮締め期間において、ねじ締め異常をより確実に検出できるソリューションを提供する。

本発明のある局面に従うねじ締めシステムは、ねじを回転駆動させるためのドライバビットと、当該ドライバビットと結合されたモータとを含むアクチュエータと、アクチュエータを制御するコントローラとを備える。コントローラは、モータに発生するトルクのトルク値を取得する取得部と、ねじがねじ穴と噛み合ってから、ねじがねじ穴に着座するまでの仮締め期間において、取得されたトルク値の標準偏差を算出する算出部と、基準用標準偏差に対する算出された標準偏差の比率が第１閾値を超えると、異常と判定する判定部とを含む。

この構成によれば、基準用標準偏差に対する、仮締め期間におけるトルク値の標準偏差の比率によって異常が発生しているか否かが判定される。すなわち、仮締め期間におけるトルク値のバラツキが相対的に評価される。そのため、閾値の設定において、ねじのサイズや材質、ドライバビットの締付トルクや回転速度、およびその他設備の個体差を気にする必要がないことから、閾値を高めに設定する必要がない。したがって、この構成によれば、仮締め期間において、ねじ締め異常をより確実に検出することができる。

コントローラは、異常と判定された場合にモータに対し停止を指令する指令部をさらに含んでもよい。この構成によれば、異常と判定された場合にねじ締め動作が停止することから、ねじやねじ穴の破損を抑えることができる。

取得部は、トルク値を所定周期で取得し、算出部は、仮締め期間においてトルク値が第１所定回数以上取得されると、標準偏差の算出を開始してもよい。この構成によれば、算出部により算出された標準偏差の信頼度が高まることから、ねじ締め異常の検出の精度も高まる。

算出部は、仮締め期間が開始されてから現時点までに取得された全ての回数分のトルク値を用いて標準偏差を算出してもよい。この構成によれば、算出部により算出された標準偏差の信頼度が高まることから、ねじ締め異常の検出の精度も高まる。

算出部は、直近の第２所定回数分のトルク値を用いて標準偏差を算出してもよい。この構成によれば、算出部により算出された標準偏差の信頼度が高まることから、ねじ締め異常の検出の精度も高まる。

基準用標準偏差は、ねじがねじ穴に正常に締結されたと見なされた場合の仮締め期間において取得された全ての回数分のトルク値に基づいて算出されてもよい。この構成によれば、基準用標準偏差の信頼度が高まる。

基準用標準偏差は、ねじがねじ穴に正常に締結されたと見なされた場合の仮締め期間において取得されたトルク値の第３所定回数分毎の標準偏差の平均値でもよい。この構成によれば、基準用標準偏差の信頼度が高まる。

判定部は、ねじのサイズ、ねじの材質、およびねじ穴の材質のうち少なくとも１つに依存して、予め用意されている複数の基準用標準偏差から１つを選択してもよい。この構成によれば、基準用標準偏差の信頼度が高まる。

判定部は、ねじのサイズ、ねじの材質、およびねじ穴の材質のうち少なくとも１つに依存して、予め用意されている複数の第１閾値から１つを選択してもよい。この構成によれば、ねじ締め異常の検出の精度が高まる。

アクチュエータは、ドライバビットに発生する荷重を検出する荷重センサをさらに含み、判定部は、荷重センサにより検出された荷重が第２閾値を超える場合に異常と判定してもよい。この構成によれば、ねじ締め異常の検出の精度が高まる。

本発明の他の局面に従うコントローラは、ねじを回転駆動させるためのドライバビットと、当該ドライバビットと結合されたモータとを含むアクチュエータを制御する。当該コントローラは、モータに発生するトルクのトルク値を取得する取得部と、ねじがねじ穴と噛み合ってから、ねじがねじ穴に着座するまでの仮締め期間において、取得されたトルク値の標準偏差を算出する算出部と、基準用標準偏差に対する算出された標準偏差の比率が第１閾値を超えると、異常と判定する判定部とを含む。

この構成によれば、基準用標準偏差に対する、仮締め期間におけるトルク値の標準偏差の比率によって異常が発生しているか否かが判定される。すなわち、仮締め期間におけるトルク値のバラツキが相対的に評価される。そのため、閾値の設定において、ねじのサイズや材質、ドライバビットの締付トルクや回転速度、およびその他設備の個体差を気にする必要がないことから、閾値を高めに設定する必要がない。したがって、この構成によれば、仮締め期間において、ねじ締め異常をより確実に検出することができる。

本発明の他の局面に従う制御プログラムは、ねじを回転駆動させるためのドライバビットと、当該ドライバビットと結合されたモータとを含むアクチュエータに接続されたコンピュータで実行される。当該制御プログラムはコンピュータに、モータに発生するトルクのトルク値を取得するステップと、ねじがねじ穴と噛み合ってから、ねじがねじ穴に着座するまでの仮締め期間において、取得されたトルク値の標準偏差を算出するステップと、基準用標準偏差に対する算出された標準偏差の比率が第１閾値を超えると、異常と判定するステップとを実行させる。

この構成によれば、基準用標準偏差に対する、仮締め期間におけるトルク値の標準偏差の比率によって異常が発生しているか否かが判定される。すなわち、仮締め期間におけるトルク値のバラツキが相対的に評価される。そのため、閾値の設定において、ねじのサイズや材質、ドライバビットの締付トルクや回転速度、およびその他設備の個体差を気にする必要がないことから、閾値を高めに設定する必要がない。したがって、この構成によれば、仮締め期間において、ねじ締め異常をより確実に検出することができる。

本発明によれば、ねじがねじ穴と噛み合ってから、ねじがねじ穴に着座するまでの仮締め期間において、ねじ締め異常をより確実に検出することができる。

本実施の形態に係るねじ締めシステム１の概要を示す図である。 本実施の形態に係るねじ締めシステム１のハードウェア構成例を示す模式図である。 ねじとねじ穴との形状の一例を示す図である。 ねじ締めシステム１によるねじ締め動作の一例を示す図である。 ねじ締め動作が正常な場合のトルク値の推移の一例と、ねじ締め動作が異常な場合のトルク値の推移の一例とを示す図である。 本実施の形態に係るねじ締めシステム１によるねじ締め異常の検出処理の概要を説明するための図である。 本実施の形態に係るねじ締めシステム１が実行するねじ締め処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に係るねじ締めシステム１が実行するねじ締め処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に係るねじ締めシステム１が実行するねじ締め処理手順の変形例を示すフローチャートである。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜Ａ．適用例＞
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。

図１は、本実施の形態に係るねじ締めシステム１の概要を示す図である。図１を参照して、ねじ締めシステム１は、多関節ロボット（以下、単に「ロボット１０」と称す。）と、ロボット１０を制御するロボットコントローラ１００とを含む。ロボット１０は、「アクチュエータ」の一例である。ロボットコントローラ１００は、「コントローラ」の一例である。

ねじ締めシステム１においては、ねじフィーダ６０がねじ５０を所定位置に順次繰り出す。ねじ締めシステム１のロボット１０は、ねじフィーダ６０が繰り出したねじ５０をピックする。ロボット１０は、ピックしたねじ５０をワーク７０の位置まで搬送し、ねじ５０をワーク７０に設けられたねじ穴７２（図３参照）に締め付ける。

ロボット１０は、ベース１１と、複数の可動部１２，１３，１４，１５，１６，１７とを含む。可動部１２，１３，１４，１５，１６，１７は、ロボット１０のジョイントに相当する。可動部１２，１３，１４，１５，１６，１７の各々は、図１に示すような回転軸に沿ってロボット１０を構成するリンクを駆動する。ロボット１０のアーム先端には、エンドエフェクタ１８が取り付けられている。エンドエフェクタ１８には、任意のツール先端治具が装着可能になっている。

図１に示す構成例においては、エンドエフェクタ１８には、ねじ５０を回転駆動させるためのドライバビット２０が回転可能に取り付けられている。また、ドライバビット２０には、ドライバビット２０を回転駆動するための回転用モータ３７（図２参照）と、ドライバビット２０を上下方向に移動するための昇降用モータ３８（図２参照）とが機械的に結合されている。ドライバビット２０がねじ５０を保持するための機構の一例として、ドライバビット２０の外周側には吸着スリーブ２２が設けられている。ドライバビット２０の先端近傍には、吸着スリーブ２２の開口部２１が設けられている。吸着スリーブ２２は、エジェクタ３９（図２参照）と連通しており、エジェクタ３９が発生する負圧によりねじ５０を吸着する。また、エジェクタ３９から吸着スリーブ２２までの経路には、当該経路のゲージ圧を検出する圧力センサ２８（図２参照）が設けられている。

ドライバビット２０にねじ５０を保持するための機構は、負圧によりねじ５０を吸着する。但し、ドライバビット２０にねじ５０を保持するための機構としては、吸着（負圧）による構成に限らず、磁力を用いる構成などを用いてもよい。

ロボット１０のアームにエンドエフェクタ１８が取り付けられる部分には、エンドエフェクタ１８およびツール先端治具（ドライバビット２０など）に発生する荷重を検出する荷重センサ１９が設けられている。荷重センサ１９は、発生している荷重の大きさ、および、荷重が発生している方向を示す検出結果を出力する。荷重センサ１９の検出結果は、一種のベクトルの形で出力されてもよい。

以下の説明では、主として、エンドエフェクタ１８を基準とした座標系ＸＹＺ（以下、「ＴＣＰ座標系」とも称す。）に基づいてロボット１０の動作を説明する。なお、ＴＣＰ座標系において、ドライバビット２０の軸方向がＺ軸に相当する。すなわち、Ｚ軸は、ドライバビット２０がねじ５０を押し付ける方向に相当する。

より具体的には、荷重センサ１９は、検出結果として、ＴＣＰ座標系のＸ軸方向（Ｘ）の荷重、Ｙ軸方向（Ｙ）の荷重、Ｚ軸方向（Ｚ）の荷重をそれぞれ出力するとともに、Ｘ軸を中心とした回転方向（ＲＸ）の荷重（モーメント）、Ｙ軸を中心とした回転方向（ＲＹ）の荷重（モーメント）、Ｚ軸を中心とした回転方向（ＲＺ）の荷重（モーメント）を出力する。

ロボットコントローラ１００には、情報処理装置２００が接続されてもよい。情報処理装置２００は、典型的には、汎用コンピュータであり、ロボットコントローラ１００からの情報をユーザに提示するとともに、ユーザ操作に従ってユーザ指示をロボットコントローラ１００へ与える。

＜Ｂ．ねじ締めシステム１のハードウェア構成例＞
図２は、本実施の形態に係るねじ締めシステム１のハードウェア構成例を示す模式図である。図２を参照して、ロボット１０は、可動部１２，１３，１４，１５，１６，１７にそれぞれ対応付けられたモータ３１，３２，３３，３４，３５，３６と、モータ３１，３２，３３，３４，３５，３６をそれぞれ駆動するドライバ４１，４２，４３，４４，４５，４６とを含む。以下の説明では、モータ３１，３２，３３，３４，３５，３６を総称して「ジョイント用モータ３００」と称する。また、ドライバ４１，４２，４３，４４，４５，４６を総称して「ドライバ４００」と称する。

ロボット１０は、ドライバビット２０を回転駆動するための回転用モータ３７と、回転用モータ３７を駆動するドライバ４７とを含む。ロボット１０は、ドライバビット２０を上下方向に移動するための昇降用モータ３８と、昇降用モータ３８を駆動するドライバ４８とを含む。回転用モータ３７および昇降用モータ３８は、ドライバビット２０と機械的に結合されている。

ロボット１０は、負圧を発生するエジェクタ３９と、エジェクタ３９による負圧の発生のオン／オフを制御する電磁弁４９とを含む。

ドライバ４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８、電磁弁４９、荷重センサ１９、圧力センサ２８およびティーチングペンダント２６は、インターフェイス４０を介して、ロボットコントローラ１００と電気的に接続される。ティーチングペンダント２６は、ユーザ操作に応じて、ロボット１０のティーチングなどを行う。ティーチングペンダント２６は、ロボット１０に対して着脱可能に構成されてもよい。

ロボットコントローラ１００は、一種のコンピュータであり、主要なハードウェアコンポーネントとして、プロセッサ１０２と、メモリ１０４と、インターフェイス１０６と、ストレージ１１０とを含む。これらのコンポーネントはバス１０８を介して電気的に接続される。

プロセッサ１０２は、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などで構成される。メモリ１０４は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの揮発性記憶装置で構成される。ストレージ１１０は、典型的には、ＳＳＤ（Solid State Disk）やフラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置で構成される。ストレージ１１０は、基本的な処理を実現するためのシステムプログラム１１２と、制御プログラム１１４とを格納する。制御プログラム１１４は、ロボット１０を制御するためのコンピュータ読取可能な命令を含む。プロセッサ１０２は、ストレージ１１０に格納されたシステムプログラム１１２および制御プログラム１１４を読出して、メモリ１０４に展開して実行することで、後述するようなロボット１０を制御するための処理を実現する。

インターフェイス１０６は、ロボットコントローラ１００とロボット１０との間の信号および／またはデータのやり取りを担当する。ねじ締めシステム１においては、ドライバ４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８および電磁弁４９を制御するための指令がロボットコントローラ１００からロボット１０へ送信されるとともに、荷重センサ１９および圧力センサ２８によるそれぞれの検出結果がロボット１０からロボットコントローラ１００へ送信される。また、ねじ締めシステム１においては、ドライバ４７は回転用モータ３７に発生するトルクのトルク値を計算する。ドライバ４７により計算されたトルク値は、ロボット１０からロボットコントローラ１００へ送信される。

図２には、プロセッサ１０２がプログラムを実行することで必要な処理が提供される構成例を示したが、これらの提供される処理の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など）を用いて実装してもよい。

図２には、ロボットコントローラ１００をロボット１０から独立して構成した例を示しているが、ロボットコントローラ１００が提供する機能および処理の一部または全部をロボット１０に組み入れてもよい。この場合、ロボットコントローラ１００は、ロボット制御に専用化されたコントローラとして実装してもよいし、汎用的なＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）あるいはパーソナルコンピュータを用いて実装してもよい。

さらに、ロボットコントローラ１００が提供する機能および処理の一部または全部をいわゆるクラウドと称されるネットワーク上のコンピューティングリソースを用いて実現してもよい。

また、アクチュエータとして垂直多関節ロボットを使用する場合には、ドライバビット２０の昇降はロボットが行うため、上述の昇降用モータ３８およびドライバ４８は不要である。これに対し、アクチュエータとして垂直多関節ロボットを使用しない場合には、上述の通り、昇降用モータ３８およびドライバ４８が必要である。

また、「アクチュエータ」の一例としてロボット１０を含む構成を挙げたが、「アクチュエータ」はロボット１０を含まなくてもよい。「アクチュエータ」は、ドライバビット２０、回転用モータ３７、ドライバ４７、昇降用モータ３８、およびドライバ４８を含むねじ締付装置であってもよい。

以上のように、本実施の形態に係るねじ締めシステム１は、どのように実装してもよい。

＜Ｃ．ねじ締めシステム１によるねじ締め動作＞
次に、図３および図４を参照して、本実施の形態に係るねじ締めシステム１によるねじ締め動作について説明する。

図３は、ねじとねじ穴との形状の一例を示す図である。図３を参照して、ねじ５０は、頭部５１と、ねじ部５３とを含む。頭部５１には、ドライバビット２０が差し込まれる穴５２が設けられている。頭部５１は、ねじ５０をねじ穴７２にねじ込み過ぎることを防止する。ねじ部５３は、複数のねじ山（ridge）と、複数のねじ溝（groove）とで構成される。ワーク７０に設けられたねじ穴７２もまた、複数のねじ山（ridge）と、複数のねじ溝（groove）とで構成される。ねじ５０は、ドライバビット２０から加えられるトルクにより回転する。ねじ５０が回転しながらねじ穴７２を下降していくことにより、ねじ部５３のねじ山がねじ穴７２のねじ山に噛み合い、ねじ部５３のねじ溝がねじ穴７２のねじ溝に噛み合う。これにより、ねじ５０とねじ穴７２とが噛み合う。

図４は、ねじ締めシステム１によるねじ締め動作の一例を示す図である。図４（Ａ）は、ドライバビット２０がねじ締め開始位置Ｐに位置している状態を示す図である。ねじ締め開始位置Ｐとは、ドライバビット２０がねじ締め動作を開始する位置であり、すなわち、ねじ５０の回転が開始される位置である。ロボットコントローラ１００は、ドライバビット２０がねじ締め開始位置Ｐに到達するように、ジョイント用モータと３００と昇降用モータ３８とを制御する。これにより、ドライバビット２０はねじ５０をねじフィーダ６０（図１参照）からピックし、当該ねじ５０を保持した状態でねじ締め開始位置Ｐまで移動する。

ドライバビット２０がねじ締め開始位置Ｐに到達すると、ロボットコントローラ１００は、ドライバビット２０が準備期間用の回転条件および下降条件で回転および下降するように、回転用モータ３７と昇降用モータ３８とを制御する。これにより、ねじ５０が回転しながらねじ穴７２の方へ下降していく。本実施の形態において、準備期間とは、ドライバビット２０の回転が開始されてから、ねじ５０とねじ穴７２とが初めて噛み合うまでの期間である。

図４（Ｂ）は、ねじ５０とねじ穴７２とが初めて噛み合った状態を示す図である。ねじ５０とねじ穴７２とが初めて噛み合うと、準備期間が終了し、仮締め期間が開始する。本実施の形態において、仮締め期間とは、ねじ５０がワーク７０に設けられたねじ穴７２と噛み合ってから、ねじ５０がねじ穴７２に着座するまでの期間である。

仮締め期間において、ロボットコントローラ１００は、ドライバビット２０が仮締め期間用の回転条件および下降条件で回転および下降するように、回転用モータ３７と昇降用モータ３８とを制御する。詳細には、仮締め期間において、ロボットコントローラ１００は、ドライバビット２０が後述の本締め期間よりも小さなトルクで高速に回転するように、回転用モータ３７と昇降用モータ３８とを制御する。これにより、ねじ５０がねじ穴７２に仮締めされていく。

図４（Ｃ）は、ねじ５０がねじ穴７２に着座した状態を示す図である。ねじ５０がねじ穴７２に着座すると、仮締め期間が終了し、本締め期間が開始する。本締め期間において、ロボットコントローラ１００は、ドライバビット２０が本締め期間用の回転条件および下降条件で回転および下降するように、回転用モータ３７と昇降用モータ３８とを制御する。詳細には、本締め期間において、ロボットコントローラ１００は、ドライバビット２０が仮締め期間よりも大きなトルクでゆっくりと回転するように、回転用モータ３７と昇降用モータ３８とを制御する。これにより、ねじ５０がねじ穴７２に本締めされる。

図４（Ｄ）は、ねじ５０がねじ穴７２に本締めされた状態を示す図である。ねじ５０がねじ穴７２に本締めされると、本締め期間が終了し、ロボットコントローラ１００は、ドライバビット２０の回転および下降が停止するように、回転用モータ３７と昇降用モータ３８とを制御する。これにより、ドライバビット２０の回転および下降が停止する結果、ねじ５０の回転および下降もまた停止する。

＜Ｄ．ねじ締め動作における課題＞
次に、図５を参照して、本実施の形態に係るねじ締めシステム１が解決しようとする課題について概略する。

図５は、ねじ締め動作が正常な場合のトルク値の推移の一例と、ねじ締め動作が異常な場合のトルク値の推移の一例とを示す図である。

図５を参照して、横軸は、ねじ締め動作が開始されてからの経過時間を示す。すなわち、横軸は、ねじ締め開始位置Ｐに到達したドライバビット２０の回転が開始されてからの経過時間を示す。縦軸は、回転用モータ３７に発生するトルクのトルク値を示す。太線（ラインＮ）は、ねじ締め動作が正常な場合のトルク値の推移の一例を示す。細線（ラインＡＮ）は、ねじ締め動作が異常な場合のトルク値の推移の一例を示す。

タイミングｔ０～タイミングｔ１は、準備期間を示す。タイミングｔ１～タイミングｔ２は、仮締め期間を示す。タイミングｔ２～タイミングｔ３は、本締め期間を示す。タイミングｔ３～タイミングｔ４は、ねじ５０に加えられていたトルクが解放されていく期間である。

図５に示すように、ねじ締め動作が正常な場合には、仮締め期間において、回転用モータ３７に発生するトルクのトルク値は変動するものの、その変動は大きくない。これに対し、ねじ締め動作が異常な場合には、仮締め期間において、回転用モータ３７に発生するトルクのトルク値が時間とともに増加していく。そのため、ねじ締め動作が異常な場合には、ねじ締め動作が正常な場合と比べて、仮締め期間における回転用モータ３７に発生するトルクのトルク値の変動が大きくなる。これは、仮締め期間において、ねじ５０とねじ穴７２とが噛み合わなくなるためである。

上述の通り、仮締め期間においては、ねじ５０が高速に回転する。そのため、ねじ締め作業の時間が短縮される。その一方で、仮締め期間においては、ねじ５０とねじ穴７２とが噛み合わなくなり、ねじの締め付けに失敗する可能性が高くなる。すなわち、仮締め期間においては、ねじ５０が斜め締めの状態になったり、ねじ５０がワーク７０に焼き付いたりする可能性が高くなる。ねじ５０が斜め締めの状態や、ねじ５０がワーク７０に焼き付いている状態において、ドライバビット２０からねじ５０にトルクを加え続けると、ねじ５０やワーク７０が破損し得る。そのため、仮締め期間においてねじ締め異常をより確実に検出することが、ねじの締め付け作業の自動化において課題となっている。

また、一般的に、ねじ５０に作用するトルクのトルク値は、ねじ５０のサイズや材質、ドライバビット２０の締付トルクや回転速度、およびロボット１０の種類や移動速度に依存する。そのため、ねじ５０に作用するトルクのトルク値を閾値と比較するような手法では、ねじ５０のサイズや材質、ドライバビット２０の締付トルクや回転速度、およびロボット１０の種類や移動速度に応じて閾値を変えるか、閾値を高めに設定する必要がある。閾値を高めに設定した場合、ねじ締め異常の検出が遅れてしまうという課題がある。

これに対し、本実施の形態におけるねじ締めシステム１は、ねじ締め異常をより確実に検出することができる仕組みを有している。

＜Ｅ．ねじ締め異常の検出＞
次に、本実施の形態に係るねじ締めシステム１によるねじ締め異常の検出処理について説明する。

（ｅ１：概要）
図６は、本実施の形態に係るねじ締めシステム１によるねじ締め異常の検出処理の概要を説明するための図である。司令部１５０、取得部１５１、算出部１５２，および判定部１５３は、上述のプロセッサ１０２がシステムプログラム１１２および制御プログラム１１４を実行することにより実現される。

司令部１５０は、ドライバ４７に対し、回転用モータ３７の駆動指令、および、停止指令を出力する。ドライバ４７は、司令部１５０から受信した指令に基づいて回転用モータ３７の駆動を制御する。これにより、ドライバビット２０が回転したり停止したりする。なお、司令部１５０は、回転用モータ３７を停止させたい場合に、ドライバ４７に対し、停止指令を出力することに替えて、ドライバ４７に対し、駆動指令を出力しないようにしてもよい。

司令部１５０は、ドライバ４８に対し、昇降用モータ３８の駆動指令、および、停止指令を出力する。ドライバ４８は、司令部１５０から受信した指令に基づいて昇降用モータ３８の駆動を制御する。これにより、ドライバビット２０が上昇したり下降したりする。なお、司令部１５０は、昇降用モータ３８を停止させたい場合に、ドライバ４８に対し、停止指令を出力することに替えて、ドライバ４８に対し、駆動指令を出力しないようにしてもよい。

司令部１５０は、ドライバ４００に対し、ジョイント用モータ３００の駆動指令、および、停止指令を出力する。ドライバ４００は、司令部１５０から受信した指令に基づいてジョイント用モータ３００の駆動を制御する。これにより、ドライバビット２０がねじフィーダ６０の上方とワーク７０の上方との間を行き来する。なお、司令部１５０は、ジョイント用モータ３００を停止させたい場合に、ドライバ４００に対し、停止指令を出力することに替えて、ドライバ４００に対し、駆動指令を出力しないようにしてもよい。

司令部１５０は、ドライバ４７、ドライバ４８、ドライバ４００、取得部１５１、算出部１５２、および判定部１５３に対し、ねじ締め動作における現在のステータスを出力する。ねじ締め動作における現在のステータスは、準備期間、仮締め期間、および本締め期間を含む。

取得部１５１は、仮締め期間が開始されると、回転用モータ３７に発生するトルクのトルク値ｔｑをドライバ４７から取得する。以下の説明において、回転用モータ３７に発生するトルクのトルク値を単に「トルク値ｔｑ」とも称する。ドライバ４７は、トルク値ｔｑを算出する。好ましくは、取得部１５１は、トルク値ｔｑを所定周期で取得する。なお、取得部１５１は、ねじ締め動作の開始当初から、トルク値ｔｑをドライバ４７から取得してもよい。

算出部１５２は、仮締め期間において、取得部１５１により取得されたトルク値ｔｑの標準偏差ｓｄを算出する。好ましくは、算出部１５２は、仮締め期間において取得部１５１によりトルク値ｔｑが第１所定回数以上取得されると、当該トルク値ｔｑの標準偏差ｓｄの算出を開始する。一例として、算出部１５２は、仮締め期間において取得部１５１によりトルク値ｔｑが１００回以上取得されると、当該トルク値ｔｑの標準偏差ｓｄの算出を開始する。

標準偏差ｓｄの算出方法の一例として、算出部１５２は、仮締め期間が開始されてから現時点までに取得部１５１により取得された全ての回数分のトルク値ｔｑを用いて標準偏差ｓｄを算出する。例えば、仮締め期間が開始されてから現時点までに取得部１５１によりトルク値ｔｑが１１０回取得された場合には、算出部１５２は、１１０回分のトルク値ｔｑを用いて標準偏差ｓｄを算出する。

標準偏差ｓｄの算出方法の他の例として、算出部１５２は、取得部１５１により取得された直近の第２所定回数分のトルク値ｔｑを用いて標準偏差ｓｄを算出してもよい。例えば、仮締め期間が開始されてから現時点までに取得部１５１によりトルク値ｔｑが１１０回取得された場合には、算出部１５２は、直近の１００回分のトルク値ｔｑを用いて標準偏差を算出する。なお、第１所定回数と第２所定回数とは同じであってもよいし、異なっていてもよい。

判定部１５３は、基準用標準偏差１６０に対する算出部１５２により算出された標準偏差ｓｄの比率を算出する。判定部１５３は、基準用標準偏差１６０に対する算出部１５２により算出された標準偏差ｓｄの比率が第１閾値を超えると、異常と判定する。

すなわち、判定部１５３は、下記の式１を満たす場合に異常と判定する。

ｓｄ／Ｒｅｆ＞ＴＨ・・・（式１）

式１における「ｓｄ」は算出部１５２により算出された標準偏差を示し、式１における「Ｒｅｆ」は基準用標準偏差１６０を示し、式１における「ＴＨ」は第１閾値を示す。

基準用標準偏差１６０は、ストレージ１１０に保存されている。基準用標準偏差１６０は、ねじ５０がねじ穴７２に正常に締結されたと見なされた場合の仮締め期間において取得部１５１により取得されたトルク値ｔｑに基づいて算出される。以下の説明において、ねじ５０がねじ穴７２に正常に締結されたと見なされた場合の仮締め期間を「正常な仮締め期間」とも称する。

一例として、基準用標準偏差１６０は、正常な仮締め期間において取得された全ての回数分のトルク値ｔｑの標準偏差であってもよい。他の例として、基準用標準偏差１６０は、正常な仮締め期間において取得部１５１により取得されたトルク値ｔｑの第３所定回数分毎の標準偏差の平均値であってもよい。

判定部１５３は、異常と判定した場合に、判定結果を司令部１５０へ出力する。司令部１５０は、判定部１５３から判定結果を受信すると、ドライバビット２０の回転が停止するように、ドライバ４７に対し、回転用モータ３７の停止指令を出力する。また、司令部１５０は、判定部１５３から判定結果を受信すると、ドライバビット２０の下降が停止するように、ドライバ４８に対し、昇降用モータ３８の停止指令を出力する。これにより、回転用モータ３７と昇降用モータ３８との駆動が停止することから、ドライバビット２０の回転および下降が停止する。そして、ねじ５０の回転および下降もまた停止する。

その後、司令部１５０は、ドライバビット２０がねじ５０を解放して上昇するように、ドライバ４８に対し、昇降用モータ３８の駆動指令を出力する。これにより、ドライバビット２０はねじ５０を解放し、所定の位置まで上昇する。その後、ユーザはねじ５０をねじ穴７２から取り除く。

なお、ロボット１０がねじ５０をねじ穴７２から取り除いてもよい。その場合には、司令部１５０は、ドライバビット２０がねじ５０を保持した状態で逆回転しながら、上昇するように、ドライバ４７に対しては回転用モータ３７の駆動指令を出力し、ドライバ４８に対しては昇降用モータ３８の駆動指令を出力する。これにより、ねじ５０がねじ穴７２から取り除かれる。

また、ねじ５０がねじ穴７２から取り除かれた後、司令部１５０は、ドライバ４７、ドライバ４８、およびドライバ４００に対し、ねじ締め動作の再開、または、ねじ締め動作のやり直しを指令してもよい。

また、司令部１５０は、判定部１５３から判定結果を受信すると、当該判定結果を情報処理装置２００へ出力してもよい。情報処理装置２００は、司令部１５０から判定結果を受信すると、ねじ締め異常が発生したことを報知してもよい。報知方法の一例として、情報処理装置２００がディスプレイを備える場合には、ねじ締め異常が発生したことを当該ディスプレイに表示してもよい。報知方法の他の例として、情報処理装置２００がスピーカーを備える場合には、ねじ締め異常が発生したことを当該スピーカーから音を出力することにより報知してもよい。スピーカーから出力される音は、通知音でもよいし、音声でもよい。

また、基準用標準偏差１６０は１つだけ用意されていてもよいし、複数用意されていてもよい。複数の基準用標準偏差が予め用意されている場合には、判定部１５３は、ねじ５０のサイズ、ねじ５０の材質、およびねじ穴７２の材質のうち少なくとも１つに依存して、予め用意されている複数の基準用標準偏差から１つを選択する。ねじ５０のサイズは、頭部５１（図３参照）の径のサイズと、ねじ部５３（図３参照）の長さとの少なくとも１つを含む。ねじ５０の材質は、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウム、または樹脂等である。ねじ穴７２の材質は、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウム、または樹脂等である。

また、上述の第１閾値は、１つだけ用意されていてもよいし、複数用意されていてもよい。複数の第１閾値が予め用意されている場合には、判定部１５３は、ねじ５０のサイズ、ねじ５０の材質、およびねじ穴７２の材質のうち少なくとも１つに依存して、予め用意されている複数の第１閾値から１つを選択する。

（ｅ２：処理手順）
図７および図８は、本実施の形態に係るねじ締めシステム１が実行するねじ締め処理手順を示すフローチャートである。図７および図８には、ロボット１０を制御する制御方法の一部が示されている。図７および図８に示す各ステップは、典型的には、ロボットコントローラ１００のプロセッサ１０２が制御プログラム１１４を実行することで実現される。この結果、ロボットコントローラ１００からロボット１０に対して指令が与えられることで図７および図８に示す処理が実現される。

ステップＳ１において、ロボットコントローラ１００は、ジョイント用モータ３００および昇降用モータ３８を制御して、ドライバビット２０をねじ締め開始位置Ｐに配置する。

ステップＳ２において、ロボットコントローラ１００は、回転用モータ３７および昇降用モータ３８を制御して、ドライバビット２０を準備期間用の回転条件および下降条件で回転および下降させる。

ステップＳ３において、ロボットコントローラ１００は、仮締め期間の開始条件が成立したか否かを判定する。ロボットコントローラ１００は、ドライバビット２０の回転が開始されてからの経過時間に基づいて、仮締め期間の開始条件が成立したと判定する。なお、ロボットコントローラ１００は、ねじ締め動作の開始当初から、トルク値ｔｑを取得している場合には、当該トルク値ｔｑの変化に基づいて、仮締め期間の開始条件が成立したと判定してもよい。ロボットコントローラ１００は、仮締め期間の開始条件が成立したと判定した場合には（ステップＳ３においてＹＥＳ）、ステップＳ４へ処理を進める。

ステップＳ４において、ロボットコントローラ１００は、回転用モータ３７および昇降用モータ３８を制御して、ドライバビット２０を仮締め期間用の回転条件および下降条件で回転および下降させる。

ステップＳ５において、ロボットコントローラ１００は、トルク値ｔｑを取得する。

ステップＳ６において、ロボットコントローラ１００は、仮締め期間の終了条件が成立したか否かを判定する。一例として、ロボットコントローラ１００は、ドライバビット２０の回転が開始されてからの経過時間に基づいて、仮締め期間の終了条件が成立したと判定する。ロボットコントローラ１００は、仮締め期間の終了条件が成立したと判定した場合には（ステップＳ６においてＹＥＳ）、ステップＳ１３へ処理を進める。一方、ロボットコントローラ１００は、仮締め期間の終了条件が成立していないと判定した場合には（ステップＳ６においてＮＯ）、ステップＳ７へ処理を進める。

ステップＳ７において、ロボットコントローラ１００は、トルク値ｔｑを第１所定回数以上取得したか否かを判定する。ロボットコントローラ１００は、トルク値ｔｑを第１所定回数以上取得したと判定した場合には（ステップＳ７においてＹＥＳ）、ステップＳ８へ処理を進める。一方、ロボットコントローラ１００は、トルク値ｔｑを第１所定回数以上取得していないと判定した場合には（ステップＳ７においてＮＯ）、ステップＳ５へ処理を戻す。

ステップＳ８において、ロボットコントローラ１００は、トルク値ｔｑの標準偏差ｓｄを算出する。

ステップＳ９において、ロボットコントローラ１００は、基準用標準偏差１６０に対するステップＳ８で算出された標準偏差ｓｄの比率が第１閾値を超えるか否かを判定する。ロボットコントローラ１００は、基準用標準偏差１６０に対するステップＳ８で算出された標準偏差ｓｄの比率が第１閾値を超えると判定した場合には（ステップＳ９においてＹＥＳ）、ステップＳ１０へ処理を進める。一方、ロボットコントローラ１００は、基準用標準偏差１６０に対するステップＳ８で算出された標準偏差ｓｄの比率が第１閾値を超えないと判定した場合には（ステップＳ９においてＮＯ）、ステップＳ１２へ処理を進める。

ステップＳ１０において、ロボットコントローラ１００は、回転用モータ３７および昇降用モータ３８を制御して、ドライバビット２０の回転および下降を停止する。

ステップＳ１１において、ロボットコントローラ１００は、ねじ締め異常を報知する。一例として、ロボットコントローラ１００は、情報処理装置２００に対し、ねじ締め異常の報知を指令する。情報処理装置２００は、ロボットコントローラ１００から当該指令を受信すると、ねじ締め異常が発生したことを報知する。

ステップＳ１２において、ロボットコントローラ１００は、仮締め期間の終了条件が成立したか否かを判定する。ステップＳ１２の処理は、ステップＳ６の処理と同様である。ロボットコントローラ１００は、仮締め期間の終了条件が成立したと判定した場合には（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、ステップＳ１３へ処理を進める。一方、ロボットコントローラ１００は、仮締め期間の終了条件が成立していないと判定した場合には（ステップＳ１２においてＮＯ）、ステップＳ５へ処理を戻す。

ステップＳ１３において、ロボットコントローラ１００は、回転用モータ３７および昇降用モータ３８を制御して、ドライバビット２０を本締め期間用の回転条件および下降条件で回転および下降させる。

ステップＳ１４において、ロボットコントローラ１００は、本締め期間の終了条件が成立したか否かを判定する。一例として、ロボットコントローラ１００は、仮締め期間が終了してからの経過時間に基づいて、本締め期間の終了条件が成立したと判定する。ロボットコントローラ１００は、本締め期間の終了条件が成立したと判定した場合には（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、ステップＳ１５へ処理を進める。

ステップＳ１５において、ロボットコントローラ１００は、回転用モータ３７および昇降用モータ３８を制御して、ドライバビット２０の回転および下降を停止する。

ステップＳ１６において、ロボットコントローラ１００は、昇降用モータ３８を制御して、ドライバビット２０を所定の位置まで上昇させる。

ステップＳ１１またはステップＳ１６の後、ねじ締め処理は終了する。

なお、ステップＳ１１の後、ユーザがねじ５０をねじ穴７２から取り除いてもよいし、ロボット１０がねじ５０をねじ穴７２から取り除いてもよい。また、ねじ５０がねじ穴７２から取り除かれた後、ロボット１０は、ロボットコントローラ１００の制御に従って、ねじ締め動作を再開、または、最初からやり直してもよい。

このように、本実施の形態におけるねじ締めシステム１によれば、基準用標準偏差１６０に対する、仮締め期間におけるトルク値ｔｑの標準偏差ｓｄの比率によって異常が発生しているか否かが判定される。すなわち、仮締め期間におけるトルク値ｔｑのバラツキが相対的に評価される。そのため、閾値の設定において、ねじ５０のサイズや材質、ドライバビット２０の締付トルクや回転速度、およびその他設備の個体差等を気にする必要がないことから、閾値を高めに設定する必要がない。したがって、本実施の形態におけるねじ締めシステム１によれば、仮締め期間において、ねじ締め異常をより確実に検出することができる。

また、本実施の形態におけるねじ締めシステム１においては、ねじ締め異常の検出に、仮締め期間において回転用モータ３７に発生するトルクのトルク値ｔｑの標準偏差ｓｄを用いることから、ねじ５０のサイズ、ねじ５０の材質、およびねじ穴７２の材質に依存することなく、基準用標準偏差１６０および第１閾値を固定値とすることができる。したがって、本実施の形態におけるねじ締めシステム１によれば、基準用標準偏差１６０の計測や第１閾値の調整にかかる手間が削減される。

なお、ねじ締めシステム１は、第１閾値をユーザが変更できるように構成されてもよい。一例として、情報処理装置２００は、第１閾値の変更操作を受け付け、受け付けた変更操作に対応する指令をロボットコントローラ１００へ送信する。ロボットコントローラ１００が当該指令に基づいて、第１閾値を変更する。これにより、異常検出が過度に行われる場合、もしくは、異常検出の見逃し率が高い場合には、ユーザは第１閾値を調整することにより、ねじ締め異常の検出を適正化することができる。好ましくは、ユーザは、ねじ５０がねじ穴７２に正常に締結されていないと見なされた場合の仮締め期間において回転用モータ３７に発生するトルクのトルク値ｔｑの標準偏差を基に第１閾値を調整する。

＜Ｆ．変形例＞
「アクチュエータ」が上述のロボット１０のように荷重センサ１９を含む場合には、判定部１５３（図６参照）は、荷重センサ１９により検出されたＺ軸方向（図１に示す方向Ｚ）の荷重が第２閾値を超える場合にも、異常と判定してもよい。

図９は、本実施の形態に係るねじ締めシステム１が実行するねじ締め処理手順の変形例を示すフローチャートである。図９のフローチャートにおいては、図７および図８のフローチャートに対してステップＳ１１Ａの処理が追加されたものとなっている。図９に示す処理のうち図７および図８に示す処理と同様の処理については、同じステップ番号を付し、説明を繰り返さない。

ステップＳ９にて基準用標準偏差１６０に対するステップＳ８で算出された標準偏差ｓｄの比率が第１閾値を超えないと判定された場合には（ステップＳ９においてＮＯ）、ステップＳ１１Ａへ処理が進められる。

ステップＳ１１Ａにおいて、ロボットコントローラ１００は、荷重センサ１９により検出されたＺ軸方向の荷重が第２閾値を超えるか否かを判定する。ロボットコントローラ１００は、荷重センサ１９により検出されたＺ軸方向の荷重が第２閾値を超えると判定した場合には（ステップＳ１１ＡにおいてＹＥＳ）、ステップＳ１０へ処理を進める。一方、ロボットコントローラ１００は、荷重センサ１９により検出されたＺ軸方向の荷重が第２閾値を超えないと判定した場合には（ステップＳ１１ＡにおいてＮＯ）、ステップＳ１２へ処理を進める。

このように、変形例におけるねじ締めシステム１によれば、基準用標準偏差１６０に対する、仮締め期間において回転用モータ３７に発生するトルクの標準偏差ｓｄの比率が第１閾値を超えると、異常と判定される。そのため、変形例におけるねじ締めシステム１は、上記実施の形態と同様に、仮締め期間において、ねじ締め異常をより確実に検出することができる。

さらに、変形例におけるねじ締めシステム１によれば、荷重センサ１９により検出されたＺ軸方向の荷重が第２閾値を超える場合にも、異常と判定される。ドライバビット２０に第２閾値を超えるＺ軸方向の荷重が発生している場合には、ねじ締め異常が発生していると考えられる。そのため、変形例におけるねじ締めシステム１によれば、仮締め期間において回転用モータ３７に発生するトルクの標準偏差ｓｄに基づく判定だけでなく、ドライバビット２０に発生するＺ軸方向の荷重に基づく判定も行われることから、ねじ締め異常の検出の精度が高まる。

＜Ｇ．付記＞
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。

［構成１］
ねじ（５０）を回転駆動させるためのドライバビット（２０）と、当該ドライバビット（２０）と結合されたモータ（３７）とを含むアクチュエータ（１０）と、
前記アクチュエータ（１０）を制御するコントローラ（１００）とを備え、
前記コントローラ（１００）は、
前記モータ（３７）に発生するトルクのトルク値を取得する取得部（１５１）と、
前記ねじ（５０）がねじ穴（７２）と噛み合ってから、前記ねじ（５０）が前記ねじ穴（７２）に着座するまでの仮締め期間において、取得された前記トルク値の標準偏差を算出する算出部（１５２）と、
基準用標準偏差に対する算出された前記標準偏差の比率が第１閾値を超えると、異常と判定する判定部（１５３）とを含む、ねじ締めシステム。

［構成２］
前記コントローラ（１００）は、異常と判定された場合に前記モータ（３７）に対し停止を指令する指令部（１５０）をさらに含む、構成１に記載のねじ締めシステム。

［構成３］
前記取得部（１５１）は、前記トルク値を所定周期で取得し、
前記算出部（１５２）は、前記仮締め期間において前記トルク値が第１所定回数以上取得されると、前記標準偏差の算出を開始する、構成１または２に記載のねじ締めシステム。

［構成４］
前記算出部（１５２）は、前記仮締め期間が開始されてから現時点までに取得された全ての回数分の前記トルク値を用いて前記標準偏差を算出する、構成３に記載のねじ締めシステム。

［構成５］
前記算出部（１５２）は、直近の第２所定回数分の前記トルク値を用いて前記標準偏差を算出する、構成３に記載のねじ締めシステム。

［構成６］
前記基準用標準偏差は、前記ねじ（５０）が前記ねじ穴（７２）に正常に締結されたと見なされた場合の前記仮締め期間において取得された全ての回数分の前記トルク値に基づいて算出される、構成１～５のいずれか１項に記載のねじ締めシステム。

［構成７］
前記基準用標準偏差は、前記ねじ（５０）が前記ねじ穴（７２）に正常に締結されたと見なされた場合の前記仮締め期間において取得された前記トルク値の第３所定回数分毎の標準偏差の平均値である、構成１～５のいずれか１項に記載のねじ締めシステム。

［構成８］
前記判定部（１５３）は、前記ねじ（５０）のサイズ、前記ねじ（５０）の材質、および前記ねじ穴（７２）の材質のうち少なくとも１つに依存して、予め用意されている複数の基準用標準偏差から１つを選択する、構成１～７のいずれか１項に記載のねじ締めシステム。

［構成９］
前記判定部（１５３）は、前記ねじ（５０）のサイズ、前記ねじ（５０）の材質、および前記ねじ穴（７２）の材質のうち少なくとも１つに依存して、予め用意されている複数の第１閾値から１つを選択する、構成１～８のいずれか１項に記載のねじ締めシステム。

［構成１０］
前記アクチュエータ（１０）は、前記ドライバビット（２０）に発生する荷重を検出する荷重センサ（１９）をさらに含み、
前記判定部（１５３）は、前記荷重センサ（１９）により検出された前記荷重が第２閾値を超える場合に異常と判定する、構成１～９のいずれか１項に記載のねじ締めシステム。

［構成１１］
ねじ（５０）を回転駆動させるためのドライバビット（２０）と、当該ドライバビット（２０）と結合されたモータ（３７）とを含むアクチュエータ（１０）を制御するコントローラ（１００）であって、
前記コントローラ（１００）は、
前記モータ（３７）に発生するトルクのトルク値を取得する取得部（１５１）と、
前記ねじ（５０）がねじ穴（７２）と噛み合ってから、前記ねじ（５０）が前記ねじ穴（７２）に着座するまでの仮締め期間において、取得された前記トルク値の標準偏差を算出する算出部（１５２）と、
基準用標準偏差に対する算出された前記標準偏差の比率が第１閾値を超えると、異常と判定する判定部（１５３）とを含む、コントローラ。

［構成１２］
ねじ（５０）を回転駆動させるためのドライバビット（２０）と、当該ドライバビット（２０）と結合されたモータ（３７）とを含むアクチュエータ（１０）に接続されたコンピュータで実行される制御プログラムであって、前記制御プログラムは前記コンピュータに、
前記モータ（３７）に発生するトルクのトルク値を取得するステップと、
前記ねじ（５０）がねじ穴（７２）と噛み合ってから、前記ねじ（５０）が前記ねじ穴（７２）に着座するまでの仮締め期間において、取得された前記トルク値の標準偏差を算出するステップと、
基準用標準偏差に対する算出された前記標準偏差の比率が第１閾値を超えると、異常と判定するステップとを実行させる、制御プログラム。

＜Ｈ．利点＞
本実施の形態によれば、ロボットやねじ締付装置を用いてワークなどにねじを締め付ける作業において、ねじ締め異常をより確実に検出することができる。これにより、ねじの締め付けの失敗による、ねじやワークの破損を低減することができる。また、ねじ締め異常が検出された場合には、ねじ締め動作をやり直すことにより、締め付けをより確実に実現することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ねじ締めシステム、１０ ロボット、１１ ベース、１２，１３，１４，１５，１６，１７ 可動部、１８ エンドエフェクタ、１９ 荷重センサ、２０ ドライバビット、２１ 開口部、２２ 吸着スリーブ、２６ ティーチングペンダント、２８ 圧力センサ、３１，３２，３３，３４，３５，３６ モータ、３７ 回転用モータ、３８ 昇降用モータ、３９ エジェクタ、４０，１０６ インターフェイス、４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４００ ドライバ、４９ 電磁弁、５０ ねじ、５１ 頭部、５２ 穴、５３ ねじ部、６０ ねじフィーダ、７０ ワーク、７２ ねじ穴、１００ ロボットコントローラ、１０２ プロセッサ、１０４ メモリ、１０８ バス、１１０ ストレージ、１１２ システムプログラム、１１４ 制御プログラム、１５０ 司令部、１５１ 取得部、１５２ 算出部、１５３ 判定部、１６０ 基準用標準偏差、２００ 情報処理装置、３００ ジョイント用モータ、ＡＮ，Ｎ ライン、Ｐ ねじ締め開始位置、ｓｄ 標準偏差、ｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４ タイミング、ｔｑ トルク値。

Claims (12)

1. ねじを回転駆動させるためのドライバビットと、当該ドライバビットと結合されたモータとを含むアクチュエータと、
   前記アクチュエータを制御するコントローラとを備え、
   前記コントローラは、
   前記モータに発生するトルクのトルク値を取得する取得部と、
   前記ねじがねじ穴と噛み合ってから、前記ねじが前記ねじ穴に着座するまでの仮締め期間において、取得された前記トルク値の標準偏差を算出する算出部と、
   基準用標準偏差に対する算出された前記標準偏差の比率が第１閾値を超えると、異常と判定する判定部とを含む、ねじ締めシステム。
2. 前記コントローラは、異常と判定された場合に前記モータに対し停止を指令する指令部をさらに含む、請求項１に記載のねじ締めシステム。
3. 前記取得部は、前記トルク値を所定周期で取得し、
   前記算出部は、前記仮締め期間において前記トルク値が第１所定回数以上取得されると、前記標準偏差の算出を開始する、請求項１または２に記載のねじ締めシステム。
4. 前記算出部は、前記仮締め期間が開始されてから現時点までに取得された全ての回数分の前記トルク値を用いて前記標準偏差を算出する、請求項３に記載のねじ締めシステム。
5. 前記算出部は、直近の第２所定回数分の前記トルク値を用いて前記標準偏差を算出する、請求項３に記載のねじ締めシステム。
6. 前記基準用標準偏差は、前記ねじが前記ねじ穴に正常に締結されたと見なされた場合の前記仮締め期間において取得された全ての回数分の前記トルク値に基づいて算出される、請求項１～５のいずれか１項に記載のねじ締めシステム。
7. 前記基準用標準偏差は、前記ねじが前記ねじ穴に正常に締結されたと見なされた場合の前記仮締め期間において取得された前記トルク値の第３所定回数分毎の標準偏差の平均値である、請求項１～５のいずれか１項に記載のねじ締めシステム。
8. 前記判定部は、前記ねじのサイズ、前記ねじの材質、および前記ねじ穴の材質のうち少なくとも１つに依存して、予め用意されている複数の基準用標準偏差から１つを選択する、請求項１～７のいずれか１項に記載のねじ締めシステム。
9. 前記判定部は、前記ねじのサイズ、前記ねじの材質、および前記ねじ穴の材質のうち少なくとも１つに依存して、予め用意されている複数の第１閾値から１つを選択する、請求項１～８のいずれか１項に記載のねじ締めシステム。
10. 前記アクチュエータは、前記ドライバビットに発生する荷重を検出する荷重センサをさらに含み、
    前記判定部は、前記荷重センサにより検出された前記荷重が第２閾値を超える場合に異常と判定する、請求項１～９のいずれか１項に記載のねじ締めシステム。
11. ねじを回転駆動させるためのドライバビットと、当該ドライバビットと結合されたモータとを含むアクチュエータを制御するコントローラであって、
    前記コントローラは、
    前記モータに発生するトルクのトルク値を取得する取得部と、
    前記ねじがねじ穴と噛み合ってから、前記ねじが前記ねじ穴に着座するまでの仮締め期間において、取得された前記トルク値の標準偏差を算出する算出部と、
    基準用標準偏差に対する算出された前記標準偏差の比率が第１閾値を超えると、異常と判定する判定部とを含む、コントローラ。
12. ねじを回転駆動させるためのドライバビットと、当該ドライバビットと結合されたモータとを含むアクチュエータに接続されたコンピュータで実行される制御プログラムであって、前記制御プログラムは前記コンピュータに、
    前記モータに発生するトルクのトルク値を取得するステップと、
    前記ねじがねじ穴と噛み合ってから、前記ねじが前記ねじ穴に着座するまでの仮締め期間において、取得された前記トルク値の標準偏差を算出するステップと、
    基準用標準偏差に対する算出された前記標準偏差の比率が第１閾値を超えると、異常と判定するステップとを実行させる、制御プログラム。
    

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