JP2959294B2 - ねじ締め付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動力によりねじを締め
付けるいわゆるねじ締め付け装置に関する。特に、電気
モータに速度サーボをかけてねじを締め付けるねじ締め
付け装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気モータにより、ドライバソケ
ットを回転させて自動的にねじを締め付けるいわゆるね
じ締め付け装置が広く用いられている。このねじ締め付
け装置の動作においては、ねじをその所定のトルクで締
め付けるために様々な手法が用いられていきた。

【０００３】所定のトルクで締め付けるために古くから
用いられている手法にストール式がある。このストール
式は、モータの出力トルクの最大値をねじの締め付けト
ルクに設定しておき、その所定の締め付けトルクに達し
たならばモータが止まってしまう（いわゆるストールし
てしまう）ようにした方式である。この方式は簡易であ
り、ねじをねじ切る危険が少ないため、古くから広く用
いられていた。

【０００４】しかしながら、このストール式は何らの速
度制御もなされていないため、ねじの締め付け速度が遅
いという短所があった。すなわち、ねじ締めが進み、ト
ルクが上昇してくるとモータの速度が徐々に遅くなって
くるのである。そこで、近年においては、モータ電流を
制御して速度制御を行ったねじ締め付け装置が専ら使用
されている。

【０００５】このようなモータ電流の制御を行った典型
的なねじ締め付け装置の構成ブロック図が図７に示され
ている。図７に示されているように、本ねじ締め付け装
置５００は、外部の設備ＰＣ（プログラマブルコントロ
ーラ）１００からのスタート指令及び終了指令等によっ
てねじ締めを行う。そして、ねじ締め付け装置５００
は、ねじ締めコントローラ２００と、サーボアンプ３０
０及びモータ部４００とから構成されている。

【０００６】ねじ締めコントローラ２００は、ＣＰＵ２
１０や、ＲＯＭ２２０、ＲＡＭ２３０等からなるマイク
ロコンピュータであり、ＲＡＭ２３０には、上記設備Ｐ
Ｃ１００からの指令によって起動されるプログラムが格
納されている。このプログラムは、モータの速度やトル
クを指定する。このプログラムによって指定された速度
は速度指令発生部２５０に送出され、速度指令発生部２
５０は具体的な速度の指令値をサーボアンプ３００に供
給する。この指令値はアナログ信号であったり、あるい
はデジタル信号であってもよい。

【０００７】このサーボアンプ３００に供給される前記
指令値は、速度制御部３４０によって電流指令に変換さ
れてから電流出力部３１０に供給される。電流出力部３
１０は、前記電流指令と、電流検出部３２０による電流
フィードバックから出力電流を決定し、モータ部４００
にこの電流を供給する。なお、電流出力部３１０には、
外部駆動電源から電流が供給されている。

【０００８】モータ部４００は、モータ４２０と、その
モータと同軸に取り付けられている回転エンコーダ（以
下、単にエンコーダと称する）４１０及びトルクセンサ
４３０とから構成されている。このエンコーダ４２０が
出力するパルス列等の速度信号はねじ締めコントローラ
２００の速度検出部２６０に入力される。これによっ
て、ねじ締めコントローラ２００はモータ４２０の回転
速度を検知することができる。また、トルクセンサ４３
０からのトルク信号は、ねじ締めコントローラ２００の
Ａ／Ｄ変換部に入力されている。これによって、ねじ締
めコントローラ２００は、モータ４２０の回転トルクを
検知することができる。

【０００９】なお、このような電流制御とは別に、モー
タの過負荷制御も行われている。過負荷検出は、過負荷
検出部３３０が電流検出部３２０からの電流を常時監視
することにより行われる。過負荷であるかどうかは例え
ば、図８に示されているグラフのように、電流値と、そ
の電流が流れる時間とによって判断される。すなわち、
時間が長ければ長いほど、また、電流が大きければ大き
いほど過負荷であると判断される。このようにして過負
荷であることが検知されると、過負荷検出部３３０は過
負荷信号をＣＰＵ２１０に送出する。すると、ＣＰＵ２
１０は、プログラムの実行を停止すると共に異常信号を
入出力部２４０を介して設備ＰＣ１００に送出する。こ
れによって、オペレータは、設備ＰＣ１００を介して過
負荷状態を把握することができる。

【００１０】このような従来のねじ締め付け装置の締め
付け動作を図８，図９を用いて説明する。図８には、こ
のねじ締め付け装置によってねじ締めが行われていると
きの、モータ４２０の回転速度及び締め付けトルクを表
すグラフが示されている。このグラフの横軸は時間であ
り、縦軸は回転速度と締め付けトルクである。回転速度
の目盛りは左側に、締め付けトルクの目盛りは右側に示
されている。そして、回転速度のグラフは図中Ｓで示さ
れ、締め付けトルクのグラフは図中Ｔで示されている。

【００１１】時刻ｔ1 において、ねじの締め付けが開始
されると、最初はモータ４２０の回転速度は最高値に設
定される。このとき、締め付けトルクは低い値である。

【００１２】ねじ締めが進むとやがてねじは着座する
が、このときから、締め付けトルクは増加を始める。そ
して、所定の締め付けトルク（例えば１００ｋｇ・ｃ
ｍ）に達すると、ねじ締めコントローラ２００は、着座
状態になったことを検知し（図中時刻ｔ2 で示されてい
る）、速度指令値を低下させる。図９に示されている例
では１００ｒ．ｐ．ｍに低下させられている。このよう
に、着座してからはゆっくりとねじ締めが行われ、正確
な締め付けトルクによるねじ締めを行えるようになって
いる。

【００１３】最後に、時刻ｔ3 において、所望の締め付
けトルクに達したならばねじ締めを終了するためモータ
４２０の回転を停止させる。一般的に、時刻ｔ1 から時
刻ｔｔ2 までのねじ締め行為を「仮締め」と呼び、時刻
ｔ2 から時刻ｔ3 間でのねじ締め行為を「本締め」と呼
ぶ。

【００１４】このようにして従来のねじ締め付け装置に
よるねじ締めが行われていた。また、このようなモータ
電流の制御を行ったねじ締め付け装置の例が特開昭６３
−２１２４２５号公報に記載されている。ここに記載さ
れているねじ締め付け装置は特に、ねじの締め付けの不
良を検出する手段を設けたことを特徴とするねじ締め付
け装置である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来のねじ締め付け装
置は以上のように構成され、動作していた。したがっ
て、定格に近いねじ締めを行っている場合には何ら問題
は生じない。しかし、近年、一つのねじ締め付け装置で
多くの種類のねじ締めを行うことが望まれている。この
ような用途に使用されるねじ締め付け装置は、手動でそ
の締め付けトルクを変化するものや、プログラムによっ
て制御され自動的に締め付けトルクの変更やソケットの
付け替えを行うものまで様々な種類があるが、基本的な
構成は上述したねじ締め付け装置と同一である。

【００１６】このようなねじ締め付け装置においては、
様々な締め付けトルクに対応しなければならないので、
大きなシステム定格を有するモータを使用して、比較的
小さな締め付けトルクを要するねじ締めを行わなければ
ならない場合が生じる。

【００１７】以上のような場合においては、通常プログ
ラムの変更によって、締め付けトルクの最大値が変更さ
れることにより対応可能である。ところが、モータその
ものが変更されているわけではないので、過負荷検出部
が検出する過負荷状態は、指定される締め付けトルクが
ねじによって変更されても、（モータの定格が変化する
わけではないので）常に同一のしきい値による過負荷状
態の検出しか行われていなかった。

【００１８】そのため、締め付けトルクの最大値が小さ
なねじを締め付けているときには、トルクフィードバッ
ク系に故障が生じた場合には過大なトルクによって、ね
じを捩じ切ってしまう可能性があった。また、捩じ切っ
てしまうならばともかく、過大なトルクによってねじの
金属の結合状態に欠陥を生じさせてしまった場合には、
肉眼でその欠陥を発見することはほぼ不可能であるとい
う問題があった。

【００１９】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、電流制御装置により速度制
御が行われているモータを用いたねじ締め付け装置であ
って、フィードバック系統に異常が生じてもそのねじの
締め付けトルク以上の過大なトルクがねじに加わらない
ようにし、ねじの破損、または肉眼で判断ができないね
じ内部の金属の結合状態の変化等を防止することができ
るねじ締め付け装置を得ることである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、ねじの締め付けを行う動力を発生するモー
タと、前記モータと連動して回転し、前記モータの回転
速度信号を出力するエンコーダと、前記モータの回転速
度を指令する速度指令を出力する速度指令部と、前記速
度指令と、前記回転速度信号とを比較し、前記モータが
前記速度指令と合致した速度で回転するように制御され
た電流を前記モータに供給する電流制御部と、前記モー
タに流れるモータ電流を監視し、モータ電流の大きさ
と、その流れている時間と、前記モータの定格トルクと
から、過負荷状態を検出し、過負荷信号を出力する過負
荷検出部と、前記過負荷信号を受信した場合に、前記電
流制御部から前記モータへの電流の供給を停止させる過
負荷停止手段と、を備えたねじ締め付け装置において、
締め付け対象のねじ種類に応じて当該ねじを締め付ける
最大トルクを設定する設定手段と、前記電流制御部が前
記モータに供給する最大電流値を、前記設定手段によっ
て設定された最大トルクに応じて制限する最大電流制限
部と、前記設定手段によって設定された最大トルクを、
前記モータの定格トルクとみなして、前記過負荷検出部
に対し供給する定格トルク設定部と、を有し、前記過負
荷検出部は、ねじ種類に応じて決定された定格トルクに
基づいて過負荷状態を検出し、過負荷状態であるならば
過負荷信号を前記過負荷停止手段に供給し、前記最大電
流値以下で回転しているモータを停止させることを特徴
とするねじ締め付け装置である。

【００２１】

【作用】本発明における定格トルク設定部は、設定手段
によってねじ種類に応じて設定された最大トルクを定格
トルクとして過負荷検出部に供給する。したがって、過
負荷検出部は、最大トルクが変更されると、それに応じ
て変更された定格トルクを元にして過負荷状態の検出を
行う。したがって、エンコーダからの回転速度信号のフ
ィードバックに故障が生じても、過大な電流が流れよう
とすると過負荷状態が検出され、過負荷停止手段によっ
てモータへの電流の供給が抑制されるため、モータには
過大なトルクが発生しない。また、ねじ種類に応じて設
定された最大トルクに応じてモータに供給する最大電流
値を最大電流制限部によって制限するので、電流制御系
のフィードバックに故障が生じても過大な電流がモータ
に供給されないので、モータ過剰駆動によるねじの破損
を防止できる。

【００２２】

【実施例】以下、この発明の好適な一実施例を図に基づ
いて説明する。

【００２３】図１は本実施例のねじ締め付け装置の構成
ブロック図である。本ねじ締め付け装置は図７に示され
ている従来のねじ締め付け装置の構成とほぼ同一であ
り、外部の設備ＰＣ（パーソナルコンピュータ）からの
スタート指令及び終了指令等によってねじ締めを行う装
置である。図１において、ねじ締め付け装置５００は、
ねじ締めコントローラ２００と、サーボアンプ３００及
びモータ部４００とから構成されている。

【００２４】ねじ締めコントローラ２００は、従来と同
様にＣＰＵ２１０や、ＲＯＭ２２０、ＲＡＭ２３０等か
らなるマイクロコンピュータである。ＲＡＭ２３０に
は、上記設備ＰＣからの指令によって起動されるプログ
ラムが格納されている。このプログラムは、モータの速
度を指定する。このプログラムによって指定された速度
は速度指令発生部２５０に送出され、速度指令発生部２
５０は具体的な速度の指令値をサーボアンプ３００に供
給する。この指令値はアナログ信号であり、例えば、１
ボルト／１００ｒ．ｐ．ｍを表すように規定されてい
る。また、モータ部４００のエンコーダ４１０からのパ
ルス信号が、速度検出部２６０に入力されることによっ
て、速度が検出される。この速度検出部からの速度信号
はサーボアンプ３００の速度制御部３４０にも供給され
ている。

【００２５】さらに、ねじ締めコントローラ２００は定
格切り替え部２９０を備えている。本実施例において特
徴的なことはこの定格切り替え部２９０を備えているこ
とである。この定格切り替え部は、モータ４２０の定格
を、締め付けの対象であるねじによって最適な値に設定
する。これによって、締め付けトルクが小さなねじに対
しても、大きなトルクが誤って印加することによる破損
等を防ぐことができる。

【００２６】サーボアンプ３００に供給される前記指令
値は、従来と同様に、速度制御部３４０によって電流指
令に変換されてから電流出力部３１０に供給される。電
流出力部３１０は、前記電流指令による電流値を、電流
検出部３２０による電流フィードバックを用いて出力す
る。この電流はモータ部４００に供給される。なお、電
流出力部３１０には、不図示の外部駆動電源から電流が
供給されている。

【００２７】サーボアンプ３００の電流出力部３１０と
過負荷検出部３３０との詳細な構成ブロック図が図２に
示されている。図２に示されているように、電流制御部
３１２は、速度制御部３４０からの電流指令を電流値に
変換する。この電流値は電流増幅部３１３によって増幅
されてからモータ部４００に供給される。また、電流制
御部３１２は、電流値の最大値を定める最大値制御部３
１２Ａを含んでいる。この最大値は設定入力部３１１に
よって設定・保持されているが、設定入力部３１１は、
この値を上述した定格切り替え部２９０によって供給さ
れる定格から生成する。

【００２８】本実施例において特徴的なことは、設定入
力部３１１が、定格切り替え部２９０が供給する定格
を、（電流制御部３１２が）出力する電流値の最大値に
変換することである。定格は、締め付けの対象であるね
じの種類に応じて設定されるが、定格とはモータ４２０
に定常的に供給される電流の最大値であるから、両者は
一対一に変換することが可能である。

【００２９】また、過負荷判断部３３２は、電流検出部
３２０からの電流値を監視し、その大きさと、流れる時
間とから過負荷状態を検出する。もし、過負荷状態であ
ったならば過負荷信号を過負荷送信部３３３に出力し、
過負荷送信部３３３はこの過負荷信号を、図１に示すよ
うに、ねじ締めコントローラ２００内のＣＰＵ２１０に
供給している。過負荷判断部３３２は、現在供給されて
いる定格に基づいて過負荷状態か否かを判断するが、こ
の判断の元になる定格は、設定入力部３３１によって設
定・保持されている。設定入力部３３１は、この値を上
述した定格切り替え部２９０によって供給される定格か
ら生成する。

【００３０】本実施例において特徴的なことは、設定入
力部３３１が、定格切り替え部２９０が供給する定格を
保持しており、過負荷判断部３３２がこの定格を元に過
負荷を判断していることである。これによって、ねじの
最大締め付けトルクが小さい場合、すなわち定格の小さ
い場合にも、過負荷を正確に検出することが可能であ
る。

【００３１】このように、本実施例においては、定格切
り替え部２９０の出力が電流出力部３１０及び過負荷検
出部３３０のそれぞれの設定入力部３１１及び３３１に
供給されているので、定格に合わせて電流出力の最大値
が制限されると同時に、過負荷状態の検出のための基準
値（しきい値）も定格に合わせて変更される。

【００３２】図１に示されているように、モータ部４０
０は、モータ４２０と、そのモータ４２０と同軸に取り
付けられているエンコーダ４１０及びトルクセンサ４３
０とから構成されている。このエンコーダ４１０が出力
するパルス列等の速度信号はねじ締めコントローラ２０
０の速度検出部２６０に入力される。これによって、ね
じ締めコントローラ２００はモータ４２０の回転速度を
検知することができる。また、トルクセンサ４３０から
のトルク信号は、ねじ締めコントローラ２００のＡ／Ｄ
変換部に入力されている。これによって、ねじ締めコン
トローラ２００は、モータ４２０の回転トルクを検知す
ることができる。

【００３３】次に、本実施例の動作をフローチャートを
用いて詳細に説明する。

【００３４】図３には、ねじ締めコントローラ２００の
動作のフローチャートが示されており、図４には、過負
荷検出部３３０の動作のフローチャートが示されてお
り、図５には、電流出力部３１０の動作のフローチャー
トが示されている。

【００３５】図３に示されているように、ねじ締めコン
トローラ２００は電源が投入されると、まずステップ６
００で自己診断を行う。

【００３６】そして、ステップ６１０で、サーボアンプ
部３００にシステムトルク定格値を送出する。システム
トルク定格値とは、モータ４２０そのものの定格であ
る。すなわち、本ネジ締め装置の最大の定格である。こ
のシステムトルク定格値を受信した過負荷検出部３３０
及び電流出力部３１０の動作が、図４及び図５に示され
ているフローチャートのＸ部に示されており、その説明
は後述する。

【００３７】ステップ６２０では、ＲＡＭ２３０にあら
かじめ書き込まれている作業プログラム中で指示されて
いる各ブロックごとの最終トルク設定値（上述した本締
めの最後における締め付けトルク。すなわち、締め付け
の最大トルク）を全て読み出し、定格切り替え部２９０
を介してサーボアンプ内の設定入力部３１１、３３１に
送出する。定格切り替え部は、この値を受信しブロック
ごとに記憶する。

【００３８】作業プログラムとは、ねじ締め作業の手順
を示したプログラムであり、各作業単位ごとに、ねじの
種類、使用するソケットの種類、ねじの位置、ねじの締
め付けトルク等が定義されている。また、このような作
業単位を本文ではブロックと呼ぶ。

【００３９】ステップ６３０では、設備ＰＣからのスタ
ート指令を待ち、スタート指令があったならば、次のス
テップ６４０に移行する。

【００４０】ステップ６４０では、プログラムの開始が
行われる。

【００４１】ステップ６５０では、これから実行するブ
ロックのナンバーをサーボアンプに送出する。ブロック
ナンバーとは、各ブロックごとに割り当てられた番号で
あり、各ブロックは、このブロックナンバーにより識別
される。このブロックナンバーの送出は、定格切り替え
部２９０を介し、サーボアンプ内の設定入力部３１１、
３３１に対して行われる。

【００４２】本実施例において特徴的なことは、このよ
うに、締め付けの対象となるねじごとに、締め付けの最
終トルク設定値と、過負荷状態の検出に用いられる定格
とが両方とも更新されることである。従来は、過負荷状
態の検出に用いられる定格はモータ４２０そのものの定
格が用いられており、ブロックが変わっても（すなわち
ねじの種類、最終トルク設定値が変わっても）、過負荷
状態の検出に用いられる定格は更新されなかった。その
ため、本実施例によれば、締め付けの最終トルク値の更
新に応じて過負荷状態検出のための定格も更新されるの
で、電流制御のフィードバックループが故障等により、
とぎれたとしても、過大な電流がモータ４２０に流れる
ことによりねじを破損等してしまう恐れが少ない。

【００４３】本ステップ６５０において、ブロックナン
バーがサーボアンプ内の設定入力部３１１、３３１に対
して送出されると、それぞれの設定入力部はブロックナ
ンバーに応じて、最大電流値と定格とを設定・更新す
る。これは、上述したようにブロックナンバーとそれに
対する最終トルク設定値があらかじめ各設定入力部に受
信されていることにより、可能となる。このときの過負
荷検出部３３０、電流出力部３１０の動作は、図４及び
図５のフローチャートのＹ部に示されており、その説明
は後述する。

【００４４】ステップ６６０において、実際のねじ締め
動作が実行される。

【００４５】ステップ６７０において、処理すべき次の
ブロックがあるかどうかが検査され、もしブロックがあ
るならばステップ６５０に移行する。逆に、次のブロッ
クがない場合、すなわちねじ締めの処理が全て終了した
場合には、一切の処理を終了する。

【００４６】以上述べたように、ねじ締めコントローラ
２００は、ブロックごとにそのブロックナンバーをサー
ボアンプに送出する。したがって、後述するように最終
トルク値に基づき最大の電流量及び定格が設定される。

【００４７】次に、過負荷検出部３３０の動作を図４の
フローチャートに基づいて説明する。まずステップ７０
０で示されているように、電源が投入されると自己診断
が行われる。

【００４８】そして、ステップ７０５にて、ねじ締めコ
ントローラ２００からの入力待ち状態になる。そして、
入力があったならば次のステップ７１０に移行する。

【００４９】ステップ７１０においては、ねじ締めコン
トローラからのシステム定格トルク値を、設定入力部３
３１を介して、過負荷判断部３３２に転送する。過負荷
判断部３３２は、転送された値をシステム定格トルク値
として、すなわちモータ４２０そのものの定格トルク値
として記憶・保持する。本ステップは、Ｘ部の記号から
も理解されるように、図３のＸ部に対応するステップで
ある。

【００５０】ステップ７２０においては、ねじ締めコン
トローラ２００からブロックナンバーが送出されてくる
のを待つ。ブロックナンバーが送出されたならば次のス
テップ７４０に移行する。このブロックナンバーの受信
は図４のＹ部に対応するものである。

【００５１】ステップ７４０においては、設定入力部３
３１が、その受信したブロックナンバーに対応した最終
トルク値を、過負荷判断部３３２に転送する。

【００５２】ステップ７５０においては、過負荷判断部
３３２は、最終トルク値をシステム定格値で除算する。
この計算結果は、過負荷状態の判断の元となる定格値
の、システム定格値に対する比率となる。

【００５３】ステップ７６０において、前ステップ７５
０にて計算された値は、過負荷判断部にそのまま記憶保
持され、以後、この値を用いて過負荷状態であるか否か
の判断が行われる。なお、本ステップ７６０の後は、ス
テップ７２０に移行し、ブロックナンバーの入力から繰
り返される。

【００５４】以上述べたように、過負荷検出部３３０
は、ねじ締めコントローラ２００から送出されるブロッ
クナンバーに対応して最終トルク値を選び出し、以後
は、その最終トルク値を用いて過負荷状態の検出を行
う。

【００５５】その結果、過負荷状態として検出される領
域は、図６に示されたグラフのように変化する。図６に
示されたグラフは図９に示された従来のグラフと同様
に、横軸がモータ電流であり、縦軸がその電流の流れる
時間である。図に示されているように、定格の変化によ
って、過負荷と見なす領域の境界が異なってくる。図中
Ｐで示されているのは、定格がモータ４２０自身の定格
と等しい場合の過負荷状態を識別する境界線である。す
なわち、このＰで示される境界線は従来の境界線と同一
である。図に、ハッチングで示されているように、この
境界線から向かって右側の領域が過負荷状態であると判
断される領域である。

【００５６】図中Ｑで示されているのは、設定された定
格がモータ４２０自身の定格の８０％である場合の過負
荷状態を識別する境界線である。図から理解されるよう
に、本実施例においては、８０％時の境界線Ｑは１００
％のときの境界線Ｐを左に平行移動した曲線である。本
実施例においては、このように過負荷状態であるか否か
の境界線は、従来と同一の１００％の曲線Ｐを向かって
左側に平行移動した曲線である。すなわち、定格が６０
％のときには、その境界線は曲線Ｒで表され、定格が４
０％のときには、その境界線は曲線Ｓで表される。な
お、各境界線において、その右側のハッチングで示され
ている領域が過負荷状態と見なされる領域である。

【００５７】次に、電流出力部３１０の動作を図５のフ
ローチャートに基づいて説明する。まずステップ８００
で示されているように、電源が投入されると自己診断が
行われる。

【００５８】そして、ステップ８０５にて、ねじ締めコ
ントローラ２００からの入力待ち状態になる。そして、
入力があったならば次のステップ８１０に移行する。

【００５９】ステップ８１０においては、ねじ締めコン
トローラからのシステム定格トルク値を、設定入力部３
１１を介して、電流制御部３１２に転送する。電流制御
部３１２は、転送された値をシステム定格トルク値とし
て、すなわちモータ４２０そのものの定格トルク値とし
て最大値制限部３１２Ａに記憶・保持する。本ステップ
は、Ｘ部の記号からも理解されるように、図３のＸ部に
対応するステップである。

【００６０】ステップ８２０においては、ねじ締めコン
トローラ２００からブロックナンバーが送出されてくる
のを待つ。ブロックナンバーが送出されたならば次のス
テップ８４０に移行する。このブロックナンバーの受信
は図３のＹ部に対応するものである。

【００６１】ステップ８４０においては、設定入力部３
１１が、その受信したブロックナンバーに対応した最終
トルク値（最大電流値（トルクは電流に比例するので、
トルク値は電流値と同意である））を、最大値制限部３
１２Ａに転送する。

【００６２】ステップ８５０においては、最大値制限部
３１２Ａは、最終トルク値をシステム定格値で除算す
る。この計算結果は、電流制御部３１２における最大電
流の、システム定格値に対する比率となる。

【００６３】ステップ８５５において、前ステップ８５
０における計算結果を１．５倍する。本実施例において
は、モータ４２０の速度制御が行われているが、電流の
最大値がねじの最大トルク値を発生する値と完全に同一
であると、速度制御ができなくなる。そのため、本実施
例においては流れる電流の最大値を、最大トルク値の
１．５倍に設定している。なお、この値は適用されるシ
ステムに応じて、１．２倍や１．３倍でも好適である。

【００６４】ステップ８６０において、前ステップ８５
５にて１．５倍に計算された値は、最大値制御部３１２
Ａにそのまま記憶保持され、以後、この値を電流の最大
値として電流制御が行われる。なお、本ステップ８６０
の後は、ステップ８２０に移行し、ブロックナンバーの
入力から繰り返される。

【００６５】以上述べたように、本実施例によれば、ブ
ロックナンバーを定格切り替え部２９０を介して、各設
定入力部３１１、３３１に送出した。そして、各設定入
力部３１１、３３１はそのブロックナンバーに対応し
て、最大電流値及び定格を設定した。したがって、従来
最大電流値のみが設定・更新されていたのに対し、定格
までも更新したので、速度制御のフィードバックループ
が不測の事態によりとぎれた場合においても、過大な電
流がモータ４２０に供給されるのを防ぎ、過大なトルク
が印加されることによるねじの破損等を効果的に防止す
ることが可能である。

【００６６】したがって、本実施例によれば、モータ電
流を制御することにより速度制御を行ったねじ締め付け
装置において、締め付けを行うねじの種類に応じてモー
タの過負荷状態を検出する際の基準値（敷居値）となる
定格を変化させたので、万一速度制御のフィードバック
やトルクセンサからの信号がとぎれたとしても、モータ
に大きな電流が流れ、過大なトルクによってねじが破損
したり、ねじの内部結合状態に異常が生じたりすること
を効果的に防止できる。

【００６７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、設
定手段によって設定された最大トルクが変更に応じて電
流制御部の最大電流が最大電流制限部によって規定され
ると共に、定格トルク設定部は、上記変更に応じて変更
された定格トルクを、過負荷検出部に供給する。そのた
め、設定される最大トルクの変更に応じて過負荷状態の
検出の基礎となる定格トルクが変更されるので、電流制
御部のフィードバックループに異常が生じてもモータが
過大なトルクを発生することはない。

【００６８】したがって、本発明によれば、速度制御を
用いて迅速にねじ締めが行うねじ締め付け装置におい
て、フィードバック制御に異常が生じた場合でも過大な
トルクによりねじを捩じ切ってしまったり、ねじの内部
結合状態に異常を生じさせてしまうことがないねじ締め
付け装置が得られる。その結果、ねじ締めが迅速に、か
つ安全に行うことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な一実施例であるねじ締め付け装
置の構成ブロック図である。

【図２】電流出力部３１０と過負荷検出部３３０との詳
細な構成ブロック図である。

【図３】ねじ締めコントローラの動作のフローチャート
である。

【図４】過負荷検出部３３０の動作のフローチャートで
ある。

【図５】電流出力３１０の動作のフローチャートであ
る。

【図６】過負荷状態として検出される領域を示すグラフ
を表した図である。

【図７】従来のねじ締め付け装置の構成ブロック図であ
る。

【図８】従来のねじ締め付け装置による過負荷状態とし
て検出される領域を示すグラフを表した図である。

【図９】従来のねじ締め付け装置によるねじ締め動作の
説明図である。

【符号の説明】

２００ ねじ締めコントローラ ２１０ ＣＰＵ ２２０ ＲＯＭ ２５０ 速度指令発生部 ２６０ 速度検出部 ２９０ 定格切り替え部 ３００ サーボアンプ ３１０ 電流出力部 ３１１ 設定入力部 ３１２ 電流制御部 ３１２Ａ 最大値制御部 ３１３ 電流増幅部 ３２０ 電流検出部 ３３０ 過負荷検出部 ３３１ 設定入力部 ３３２ 過負荷判断部 ３３３ 過負荷送信部 ３４０ 速度制御部 ４００ モータ部 ４１０ エンコーダ ４２０ モータ ４３０ トルクセンサ ５００ ねじ締め付け装置

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23P 19/06 B25B 23/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ねじの締め付けを行う動力を発生するモ
   ータと、 前記モータと連動して回転し、前記モータの回転速度信
   号を出力するエンコーダと、 前記モータの回転速度を指令する速度指令を出力する速
   度指令部と、 前記速度指令と、前記回転速度信号とを比較し、前記モ
   ータが前記速度指令と合致した速度で回転するように制
   御された電流を前記モータに供給する電流制御部と、 前記モータに流れるモータ電流を監視し、モータ電流の
   大きさと、その流れている時間と、前記モータの定格ト
   ルクとから、過負荷状態を検出し、過負荷信号を出力す
   る過負荷検出部と、 前記過負荷信号を受信した場合に、前記電流制御部から
   前記モータへの電流の供給を停止させる過負荷停止手段
   と、 を備えたねじ締め付け装置において、締め付け対象のねじ種類に応じて当該 ねじを締め付ける
   最大トルクを設定する設定手段と、 前記電流制御部が前記モータに供給する最大電流値を、
   前記設定手段によって設定された最大トルクに応じて制
   限する最大電流制限部と、 前記設定手段によって設定された最大トルクを、前記モ
   ータの定格トルクとみなして、前記過負荷検出部に対し
   供給する定格トルク設定部と、 を有し、 前記過負荷検出部は、ねじ種類に応じて決定された定格
   トルクに基づいて過負荷状態を検出し、過負荷状態であ
   るならば過負荷信号を前記過負荷停止手段に供給し、前
   記最大電流値以下で回転しているモータを停止させるこ
   とを特徴とするねじ締め付け装置。