JP2765385B2 - ねじ締め作業管理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車部品等の組立工
程において、複数種類のねじのねじ締め作業をエアツー
ル等を用いて作業者が繰り返し行う場合に、そのねじ締
め回数（ねじ締め本数）や締付トルク等を管理するため
のねじ締め作業管理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のねじ締め作業管理装置として
は、例えば図４に示すように、エアツール３１とツール
コントローラ３２ならびに複数のねじ定量供給装置（た
だし、図４では１セットのみ図示）３３とを組み合わせ
たものがある。前記ツールコントローラ３２は、締付対
象となる複数種類のねじのねじ締め回数（本数）と締付
トルク値とをテンキー操作により予め入力するようにな
っており、外部からねじ締め作業選択信号が入力される
と該当するねじのねじ締め回数と締付トルク値とが選択
される。そして、エアツール３１は締付トルク検出機能
を有していることから、ツールコントローラ３２は一つ
の種類のねじのねじ締め作業が完了するごとにその回数
を計数するとともに、締付トルクが適正であるかどうか
チェックし、タイマーによって予め設定された標準作業
時間内に規定のねじ締め回数に満たなかった場合、ある
いは一つでも締付トルク不良が発生している場合には、
警報表示灯３４を点灯させるとともに音声によりその旨
を告知させて、ねじ締め回数と締付トルクの再点検を作
業者に促すことになる。

【０００３】一方、複数のねじ定量供給装置３３は、補
助ホッパー３５とパールフィーダ３６とを組み合わせて
一つのユニットとして構成したもので、各々のねじ定量
供給装置３３にはそれぞれ別の種類のねじが収容されて
いる。そして、各ねじ定量供給装置３３ごとにねじ計数
手段を備えているとともに、一回の払い出し操作で払い
出すべきねじの本数が予め設定されていることから、作
業者が特定のねじ定量供給装置３３のシュート３７の下
に手を伸ばしてゲート３８を開くと、計数された必要数
のねじが払い出されるようになっている。なお、３９は
制御盤である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のねじ締め作業管理装置においては、ねじ締
め回数と締付トルクとをツールコントローラ３２側で管
理する一方、作業者に供給すべきねじの種類ごとの本数
を各々のねじ定量供給装置３３側で管理しているだけ
で、作業順序の指示と制御は行われていない。すなわ
ち、ねじ締め作業を行うべきねじの選択は全て作業者に
まかされていることから、ねじの選択を誤るとその誤っ
たねじの種類と本数のもとでねじ締め作業を実行してし
まうおそれがあり、ねじの取り外しの後に再締め付けを
行わざるを得なくなるほどのトラブルを招く結果となっ
て好ましくない。

【０００５】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、ねじの種類と本数の選択の誤りを防止した
ねじ締め作業管理装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数種類のね
じのねじ締め作業を作業者が持つ締付トルク検出機能付
きのねじ締め工具を用いて行うにあたり、そのねじ締め
回数および締付トルク等を管理するねじ締め作業管理装
置において、ツールコントローラと、複数のねじ定量供
給手段と、ねじ締め作業管理手段とから構成される。

【０００７】そして、前記ツールコントローラは、ねじ
締め工具で締め付けるべき複数種類のねじの各々のねじ
締め回数と締付トルクとが予め設定されているととも
に、ねじ締め作業選択信号を受けて該当するねじのねじ
締め回数と締付トルクとが選択されて、選択されたねじ
のねじ締め回数と締付トルクとが設定値になったかどう
かを判定する機能を有している。

【０００８】また、複数のねじ定量供給手段は、それぞ
れに異種のねじが収容され、ねじ締め作業選択信号を受
けてそのねじが選択されたことを可視表示する表示手段
と同じくねじ締め作業選択信号を受けてねじ供給口のゲ
ートがアンロック動作するゲートロック機構とを個別に
有して、収容されたねじの種類が選択された場合に必要
数のねじを計数して払い出す機能を有している。

【０００９】さらに、前記ねじ締め作業管理手段は、複
数種類のねじのねじ締め作業を含む複数のねじ締め作業
パターンが予め設定されているとともに、外部からの作
業指示信号を受けて該当するねじ締め作業パターンを選
択され、選択されたねじ締め作業パターンに含まれる複
数のねじ締め作業に必要な複数種類のねじのねじ締め作
業選択信号を、各ねじ締め作業ごとに前回のねじ締め作
業のねじ締め回数と締付トルクとが適正であったことを
条件に前記ツールコントローラならびに複数のねじ定量
供給手段のいずれかに対して順次出力する機能を有して
いる。

【００１０】

【作用】この構造によると、ねじ締め作業対象となるね
じを供給するねじ定量供給手段が表示手段により可視表
示されて特定され、それ以外のねじ定量供給手段からの
ねじの払い出しが阻止されるので、ねじの種類および本
数の選択を誤ることがなくなる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す構成説明図
で、システム全体としては、締付トルク検出機能を備え
たエアツール１と、このエアツール１によるねじのねじ
締め回数（本数）およびその締付トルクをチェックする
ツールコントローラ２と、それぞれに別種類のねじが収
容されてその都度必要本数のねじを計数して払い出す複
数のねじ定量供給装置３，３…と、前記ツールコントロ
ーラ２と複数のねじ定量供給装置３，３…との統括制御
を司るねじ締め作業管理コントローラ４等を中心として
構成されている。そして、前記ねじ締め作業管理コント
ローラ４は、同一の複数個のねじのねじ締め作業を一単
位として複数種類のねじのねじ締め作業を含む複数パタ
ーンのねじ締め作業パターンに共通して使用される。

【００１２】前記エアツール１は、電磁弁５を介して空
気圧力源６から供給される圧縮エアを駆動源として駆動
される一方、内蔵したトルクセンサによってその都度締
付トルクが検出され、その検出出力がトルクセンサケー
ブル７を介してツールコントローラ２に入力される。

【００１３】また、前記ツールコントローラ２は、基本
的に図４に示した従来のものと同じ構造のもので、エア
ツール１でのねじ締め作業対象となる複数種類のねじの
ねじ締め回数とその締付トルク値とをテンキー操作によ
り予め入力するようになっており、上位のねじ締め作業
管理コントローラ４からねじ締め作業選択信号が入力さ
れると、該当するねじのねじ締め回数と締付トルク値と
が選択されるようになっている。

【００１４】そして、前記ツールコントローラ２は、一
つのねじ締め作業が完了するごとにその回数を計数する
一方、締付トルクが適正であるかどうかチェックし、タ
イマーによって予め設定された標準作業時間内に規定の
ねじ締め回数の作業が行われなかった場合や、同一の種
類のねじのねじ締め作業のなかで一つでも締付トルク不
良が発生した場合、ならびにねじ締め回数および締付ト
ルクともに適正であった場合のいずれの場合にも、該当
するその旨の信号を上位のねじ締め作業コントローラ４
に出力するようになっている。

【００１５】なお、前記ねじ締め作業管理コントローラ
４は、上記のいずれの場合にも警報表示灯８の色分けさ
れたランプ８ａ，８ｂ，８ｃのいずれかを点灯もしくは
点滅させるとともに、ねじ締め回数もしくは締付トルク
が適正でない場合には、前記警報表示灯８の点灯もしく
は点滅とともに音声によりその旨を告知させ、作業者に
対してねじ締め回数もしくは締付トルクの再点検を促す
ことになる。

【００１６】前記ねじ定量供給装置３，３…は、各ねじ
定量供給装置３，３…ごとに別の種類のねじが収容され
ているもので、各ねじ定量供給装置３，３…ごとに１回
の操作で払い出すべきねじの本数が可変設定できるよう
になっている。前記ねじ定量供給装置３，３…は、図２
に示すように、所定のねじが収容されたパーツフィーダ
９と、このパーツフィーダ９で整列された上でシュート
１０を介して払い出されるねじを貯留するゲートスリー
ブ１１と、シュート１０側に払い出されるねじの数を計
数するセンサー１２ならびに前記ゲートスリーブ１１の
ロック，アンロックを司る例えば電磁式のゲートロック
機構１３等とから構成され、各ねじ定量供給装置３，３
…には表示ランプ１７が設けられている。

【００１７】そして、前記ゲートロック機構１３のアン
ロック状態において、作業者がゲートスリーブ１１の下
方に手を伸ばしてこれを押し上げることによりゲートス
リーブ１１が開いてその内部のねじが作業者の手に供給
され、ゲートロック機構１３のロック状態ではゲートス
リーブ１１の上昇動作そのものが阻止されるようになっ
ている。なお、１４は前記ゲートスリーブ１１の開閉状
態を検出するためのリミットスイッチである。

【００１８】前記ねじ締め作業管理コントローラ４に
は、上記のような複数種類のねじのねじ締め作業を含む
ねじ締め作業パターンを一つのパターンとして複数のね
じ締め作業パターンが予め記憶・設定されており、その
上位の生産指示コンピュータ１５から作業指示信号が入
力されると、その複数のねじ締め作業パターンのなかか
ら該当するねじ締め作業パターンが選択されるようにな
っている。そして、前記ねじ締め作業管理コントローラ
４は、選択したねじ締め作業パターンに含まれる複数種
類のねじ締め作業ごとのねじ締め作業選択信号をそのね
じ締め作業の順にツールコントローラ２ならびに該当す
るねじ定量供給装置３に対して順次出力するようになっ
ている。

【００１９】このように構成されたねじ締め作業管理装
置においては、図１のほか図３に示すように、作業者が
作業開始スイッチ１６をＯＮ操作すると（ステップＳ
１）、生産指示コンピュータ１５からねじ締め作業管理
コントローラ４に対して作業指示信号が入力され、この
作業指示に応じてねじ締め作業管理コントローラ４では
指示に応じたねじ締め作業パターンが選択される（ステ
ップＳ２，Ｓ３）。

【００２０】前記ねじ締め作業管理コントローラ４でい
ずれかのねじ締め作業パターンが選択されると、その選
択されたねじ締め作業パターンに含まれる複数種類のね
じのねじ締め作業が特定されることから、ねじ締め作業
管理コントローラ４はその複数種類のねじ締め作業のう
ち最初に行うべきねじ締め作業を特定して該当するねじ
締め作業選択信号を該当するエアツール１のツールコン
トローラ２ならびに該当するねじのねじ定量供給装置３
に対して出力する。

【００２１】前記ツールコントローラ２にねじ締め作業
選択信号が入力されると、ツールコントローラ２ではそ
のねじ締め作業の選択指示に応じて該当するねじのねじ
締め回数と締付トルク値とが選択される（ステップＳ
４，Ｓ５）。同時に上記のねじ締め作業選択信号を受け
て、複数のねじ定量供給装置３，３…のなかからそのね
じ締め作業の対象となるねじが収容されているねじ定量
供給装置３の表示ランプ１７が点灯していずれかのねじ
定量供給装置３が選択されるとともに、その表示ランプ
１７が点灯したねじ定量供給装置３のゲートロック機構
１３がアンロック動作する（ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ
８）。

【００２２】そして、作業者は先に点灯した表示ランプ
１７の指示にしたがってその表示ランプ１７の点灯した
ねじ定量供給装置３のゲートスリーブ１１に手を伸ば
し、図２に示したようにゲートスリーブ１１を押し上げ
ることで予め計数されている必要数のねじの供給を受け
る（ステップＳ９）。

【００２３】こうして、作業者が一つの種類のねじのね
じ締め作業に必要な分だけのねじの供給を受けると、前
記ツールコントローラ２内のタイマーがリセットされた
上でタイムカウントを開始し、その間に作業者は前記エ
アツール１を用いてねじ締め作業を行う（ステップＳ１
０）。

【００２４】この時、前述したようにねじ締めが完了し
た回数が前記ツールコントローラ２で計数され、同時に
一つ一つのねじの締付トルクが適正であるかどうかチェ
ックされる。そして、タイマー時間がタイムアップする
までに規定本数のねじ締めが完了し、かつその規定本数
のねじの締付トルクが全て許容範囲内であった場合に
は、ツールコントローラ２からの指示により、前記ねじ
締め作業管理コントローラ４は警報表示灯８のランプ８
ｃを点灯させるとともに音声によりその旨を作業者に知
らせる（ステップＳ１１〜Ｓ１５）。

【００２５】一方、タイマー時間がタイムアップするま
でに規定本数のねじ締め完了信号が得られなかった場
合、および一つでも締付トルクの不良が発生した場合に
は、前記ツールコントローラ２からねじ締め作業管理コ
ントローラ４への指示により、ねじ締め作業コントロー
ラ４は前記警報表示灯８の色分けされた表示ランプ８
ａ，８ｂのうちいずれかを点灯もしくは点滅させるとと
もに音声によりその旨を作業者に告知させ、作業者に対
してねじ締め回数もしくは締付トルクの再点検を促す
（ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１６，Ｓ１７）。

【００２６】この場合には、前記タイマーがリセットさ
れた上で再度タイムカウントが行われることで、上記の
ねじ締め回数もしくは締付トルクの再点検のための時間
的猶予が与えられ、一つの種類のねじの全てのねじ締め
回数と締付トルクとが規定の値になるまでは次のねじ締
め作業に移行することができない。

【００２７】この後、一つの種類のねじのねじ締め回数
と締付トルクとが全て規定の値になると、先にねじの供
給を受けたねじ定量供給装置３のゲートロック機構１３
がロック動作して図２に示すゲートスリーブ１１をロッ
クする（ステップＳ１８）。そして、一つの種類のねじ
のねじ締め作業が完了すると図３のステップＳ４，Ｓ６
に戻り（ステップＳ１９）、一つのねじ締め作業パター
ンに含まれる次のねじのねじ締め作業選択信号が前記ね
じ締め作業管理コントローラ４からツールコントローラ
２ならびに該当するねじのねじ定量供給装置３に対して
出力されて、以降は上記と同様の動作を繰り返す。

【００２８】また、一つのねじ締め作業パターンに含ま
れる複数のねじ締め作業の全てが完了した場合には図３
のステップＳ１に戻って上記の一連の動作を繰り返すこ
とになる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ねじの供
給を受けるべきねじ定量供給手段の選択の指示までもね
じ締め作業管理コントローラによって行われ、しかも選
択されたもの以外のねじ定量供給手段からのねじの払い
出しが阻止されることから、結果的には、ねじ締め作業
ごとに異なった種類および数のねじが作業の順番に必要
数量ずつ供給されるようになってねじの選択を誤ること
がなくなり、従来のようなねじの選択ミスを原因とする
トラブルを未然に防止できる。

【００３０】また、一つの種類のねじのねじ締め作業に
ついてその全てのねじ締め本数と締付トルクとが規定値
にならないかぎり、次のねじ締め作業のための別種類の
ねじが供給されず次のねじ締め作業に移行することがで
きないため、ねじ締め回数の不足や締付トルク不良が発
生した場合に、その処理が速やかにかつ確実に行われる
ようになり、これによってもまた後工程でのトラブルを
未然に防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体の構成説明図。

【図２】図１に示すねじ定量供給装置の詳細を示す側面
説明図。

【図３】図１に示すねじ締め作業管理装置でのねじ締め
作業手順を示すフローチャート。

【図４】従来のねじ締め作業管理装置の一例を示す構成
説明図。

【符号の説明】

１…エアツール（ねじ締め工具） ２…ツールコントローラ ３…ねじ定量供給装置（ねじ定量供給手段） ４…ねじ締め作業管理コントローラ（ねじ締め作業管理
手段） １１…ゲートスリーブ １３…ゲートロック機構 １７…表示ランプ（表示手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数種類のねじのねじ締め作業を作業者
   が持つ締付トルク検出機能付きのねじ締め工具を用いて
   行うにあたり、そのねじ締め回数および締付トルク等を
   管理するねじ締め作業管理装置において、 ねじ締め工具で締め付けるべき複数種類のねじの各々の
   ねじ締め回数と締付トルクとが予め設定されているとと
   もに、ねじ締め作業選択信号を受けて該当するねじのね
   じ締め回数と締付トルクとが選択されて、選択されたね
   じのねじ締め回数と締付トルクとが設定値になったかど
   うかを判定するツールコントローラと、 それぞれに異種のねじが収容され、ねじ締め作業選択信
   号を受けてそのねじが選択されたことを可視表示する表
   示手段と同じくねじ締め作業選択信号を受けてねじ供給
   口のゲートがアンロック動作するゲートロック機構とを
   個別に有して、収容されたねじの種類が選択された場合
   に必要数のねじを計数して払い出す複数のねじ定量供給
   手段と、 複数種類のねじのねじ締め作業を含む複数のねじ締め作
   業パターンが予め設定されているとともに、外部からの
   作業指示信号を受けて該当するねじ締め作業パターンを
   選択され、選択されたねじ締め作業パターンに含まれる
   複数のねじ締め作業に必要な複数種類のねじのねじ締め
   作業選択信号を、各ねじ締め作業ごとに前回のねじ締め
   作業のねじ締め回数と締付トルクとが適正であったこと
   を条件に前記ツールコントローラならびに複数のねじ定
   量供給手段のいずれかに対して順次出力するねじ締め作
   業管理手段、 とから構成されていることを特徴とするねじ締め作業管
   理装置。