JP3215326U - Automatic screw tightening control and management system - Google Patents
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Abstract
【課題】ねじ締め作業における適正なねじ締め状態を簡便にして確実に確認および判定することができると共に、所要の製品の組立て等を行う生産ライン等を対象として、ねじ締め作業に関する生産管理並びにねじ締め状態に関する情報管理等を確実に行うことができるネットワークの構築を可能とする自動ねじ締め制御および管理システムを提供する。【解決手段】電動ドライバー10Aを駆動する電動モータ12に設けた負荷電流検出手段26に対して、トルクアップ検出信号を出力するための負荷電流設定値を可変に設定可能とし、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う負荷電流検出手段によるトルクアップ検出時点において、それぞれ検出される負荷電流、電動モータの回転量、ねじ締め本数について、予め設定した設定値と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定する。【選択図】図1An object of the present invention is to easily and surely confirm and determine an appropriate screw tightening state in screw tightening work, as well as production management and screw related to screw tightening work for a production line for assembling required products. Provided is an automatic screw tightening control and management system that enables construction of a network capable of reliably performing information management on a tightening state. A load current setting value for outputting a torque-up detection signal can be variably set to a load current detection means provided in an electric motor that drives an electric driver. When the torque increase is detected by the load current detection means when the screw tightening is completed, the load current, the rotation amount of the electric motor, and the number of screw tightening are respectively compared with preset values to determine the screw tightening state. It is set so as to determine whether the quality is good or bad. [Selection] Figure 1
Description
本考案は、電動モータの駆動出力軸にドライバービットを結合し、ねじ締め作業を行うように構成した電動ドライバーにおいて、ねじ締め作業における適正なねじ締め状態および種々の不適正となるねじ締め状態について、簡便にして確実に確認および判定することができるように設定することができると共に、所要の製品の組立て等を行う生産ラインにおいて使用される多数の電動ドライバー群を始めとしてそれらの広域かつ大規模な各種生産ライン等を対象として、それぞれのねじ締め作業に関する生産管理並びにねじ締め状態に関する情報管理等を確実に行うことができるネットワークの構築を可能とする自動ねじ締め制御および管理システムに関するものである。 The present invention relates to an appropriate screw tightening state and various inappropriate screw tightening states in the screw tightening operation in an electric screwdriver configured to couple a screwdriver bit to the drive output shaft of the electric motor. It can be set so that it can be confirmed and judged easily and simply, and a wide range and large-scale of them, including a large number of electric screwdrivers used in production lines for assembling required products etc. The present invention relates to an automatic screw tightening control and management system that enables construction of a network capable of reliably performing production management related to each screw tightening operation and information management related to screw tightening states, for various production lines. .
従来において、電動モータ等の駆動手段によりドライバービットを回転駆動してねじ締め作業をするねじ締め装置として、ねじ締め作業を適正にかつ円滑にして迅速に達成することができる種々の機能を備えたねじ締め装置が提案され、実用化されている。 Conventionally, as a screw tightening device that performs screw tightening work by rotationally driving a driver bit by a driving means such as an electric motor, etc., it has various functions that can achieve screw tightening work properly and smoothly and quickly. Screw fastening devices have been proposed and put into practical use.
例えば、電動モータの駆動出力軸にクラッチ機構を介してドライバービットを結合し、ねじ締め作業を行うように構成した電動ドライバーにおいて、所要のねじ取付け対象物に設けられたねじ孔に対し、ねじ締め装置によりねじの締付けを行う場合に、ねじが完全にねじ込まれない状態のままで、所定のねじ締めトルク値に到達して、前記クラッチ機構が作動してねじ締め作業を完了してしまうことがある。 For example, in an electric screwdriver configured to couple a screwdriver bit to a drive output shaft of an electric motor via a clutch mechanism and perform a screw tightening operation, screw tightening is performed with respect to a screw hole provided in a required screw mounting object. When the screw is tightened by the device, the predetermined screw tightening torque value is reached in a state where the screw is not completely screwed, and the clutch mechanism is operated to complete the screw tightening operation. is there.
本出願人は、従来において、前述したクラッチ機構を設けることなく、電動モータの負荷電流を検出することにより、回転工具を駆動する電動ドライバーの駆動を自動停止させてトルク制御を行うことができるようにした自動停止装置を備えたねじ締め装置を開発し、特許出願を行い、特許を得た(特許文献1参照)。 Conventionally, the present applicant can perform torque control by automatically stopping the driving of the electric driver that drives the rotary tool by detecting the load current of the electric motor without providing the above-described clutch mechanism. A screw tightening device equipped with an automatic stop device was developed, a patent application was filed, and a patent was obtained (see Patent Document 1).
すなわち、前記特許文献1に記載の自動停止装置を備えたねじ締め装置は、電動モータが一定状態で回転駆動している場合において、ねじの締付け操作に際して、電動モータの駆動軸が回転駆動する場合の負荷電流が、前記駆動軸に付与されるねじ締めトルク値に比例する反力により過負荷電流となることから、予め設定されるねじ締めトルク値に比例する過負荷電流が所要値に達する際に、この状態を検知して電動モータの電源を遮断して、電動ドライバーとしての自動停止を行うように構成したものである。 That is, in the screw tightening device including the automatic stop device described in
また、本出願人は、ねじ孔に対するねじのカジリやねじ浮き等のねじの締付け不良を、容易かつ簡便にして比較的簡単な構成により、低コストで適正かつ確実に検出することができるねじ締め装置を開発し、特許出願を行った(特許文献2参照)。 In addition, the applicant of the present invention is able to detect a screw tightening failure such as a screw fraying or screw floating with respect to the screw hole easily, simply and with a relatively simple configuration at a low cost and properly and reliably. The device was developed and a patent application was filed (see Patent Document 2).
すなわち、前記特許文献2に記載のねじ締め装置は、電動モータ等の駆動手段によりドライバービット等の回転工具を回転駆動してねじ締め作業を行うと共に、所要のねじ取付け対象物に対するねじの締め付け完了に伴い前記回転工具に生じる負荷トルクを検出して、前記負荷トルクが予め設定したトルク値に達した際に、前記回転工具の回転駆動を停止制御するように構成してなるねじ締め装置において、(1)前記回転工具の回転駆動に伴う回転数や回転時間に基づく回転量を検出するために前記回転工具または駆動手段に回転量検出手段を設け、(2)回転工具の先端部にねじ頭部を嵌合させたねじのねじ軸先端をねじ取付け対象物のねじ孔に位置決め当接した時点において、前記回転工具を軸方向に押圧することによりねじ締め基準時点(t1)をねじ締め基準時点設定手段により設定するように構成したものである。 That is, the screw tightening device described in
そして、(3)前記ねじ締め基準時点設定手段によりねじ締め基準時点が設定された後において、前記回転工具の駆動手段を始動させてねじ締め始動時点(t2)をねじ締め始動時点設定手段により設定し、(4)前記回転工具の回転駆動により前記ねじ孔に位置決め当接したねじを回動させて前記回転工具に生じる負荷トルクが予め設定したトルク値に達した際のねじ締め完了時点(t3)をねじ締め完了時点検出手段により検出し、(5)前記ねじ締め基準時点設定手段によるねじ締め基準時点(t1)の設定後において、前記ねじ締め始動時点設定手段により回転工具の駆動手段を始動させるねじ締め始動時点(t2)から、前記ねじ締め完了時点検出手段により検出されるねじ締め完了時点(t3)まで、前記回転量検出手段により検出される回転工具の回転量が、予め設定した基準値と比較してその許容範囲内にあるか否かを判定してねじ締めの良否をねじ締め良否判定手段により判定するように構成したものである。 (3) After the screw tightening reference time is set by the screw tightening reference time setting means, the driving means of the rotary tool is started and the screw tightening start time (t2) is set by the screw tightening start time setting means. And (4) a screw tightening completion time (t3) when the load torque generated in the rotary tool reaches a preset torque value by rotating the screw positioned and abutting on the screw hole by the rotational drive of the rotary tool. ) Is detected by the screw tightening completion time point detection means, and (5) after the screw tightening reference time point (t1) is set by the screw tightening reference time point setting means, the screw tightening start time point setting means starts the rotary tool driving means. From the screw tightening start time (t2) to the screw tightening completion time point (t3) detected by the screw tightening completion time detecting means, the rotation amount detecting means The rotation amount of the rotating tool to be output is compared with a preset reference value to determine whether it is within the allowable range and to determine whether the screw tightening is good or bad by the screw tightening quality determination means. is there.
なお、前記特許文献2に記載のねじ締め装置においては、前記ねじ締め完了時点検出手段として、回転工具を回転駆動する駆動手段の駆動軸と回転工具との軸結合部に設けたトルク設定クラッチ機構により、予め設定したトルク設定値に到達した際にクラッチ動作した際のねじ締め完了時点検出信号とすること、および、回転工具を回転駆動する電動モータの負荷電流を検出する負荷電流検出手段により、予め設定した負荷電流値に到達した際のねじ締め完了時点検出信号とすること、がそれぞれ開示されている。 In the screw tightening device described in
前述したように、前記特許文献2に記載のねじ締め装置においては、ねじ締め基準時点(t1)を設定すると共に、ねじ締め始動時点(t2)からねじ締め完了時点(t3)まで、回転量検出手段により検出される回転工具の回転量が、予め設定した基準値と比較してその許容範囲内にあるか否かを判定して、ねじ孔に対するねじのカジリやねじ浮き等のねじの締付け不良を、容易かつ簡便にして比較的簡単な構成により、低コストで適正かつ確実に検出することができるものである。 As described above, in the screw tightening device described in
しかるに、ねじ締め作業においては、ねじ締めを行う対象物等の変更により、使用するねじの寸法や取付けを行うねじの本数等が変更されることになる。このような場合において、それぞれ取扱うねじのねじ締めトルク値を変更する必要がある。 However, in the screw tightening operation, the dimensions of the screw to be used, the number of screws to be mounted, and the like are changed by changing the object to be screwed. In such a case, it is necessary to change the screw tightening torque value of each screw handled.
しかしながら、このような場合において、クラッチ機構を設けた電動ドライバーを使用する際には、所要の生産ラインで使用する複数の電動ドライバーに対して、それぞれの電動ドライバーに設けられた機械的構成からなるクラッチ機構に設定されるトルク値を変更する作業は、全て手作業となるため、極めて煩雑となる難点がある。従って、例えば、広域かつ大規模な各種生産ラインないし複数の生産工場等を対象とする電動ドライバー群に対して、それぞれのねじ締め作業に関する生産管理を機能的に達成することは、到底困難である。 However, in such a case, when an electric screwdriver provided with a clutch mechanism is used, a plurality of electric screwdrivers used in a required production line is composed of a mechanical configuration provided in each electric screwdriver. Since all operations for changing the torque value set in the clutch mechanism are manual operations, there is a difficulty in becoming extremely complicated. Therefore, for example, it is extremely difficult to functionally achieve production management related to each screw tightening operation for an electric screwdriver group targeting a wide variety of large-scale production lines or a plurality of production factories. .
そこで、本考案者は、前述した従来において提案されている電動モータの負荷電流を検出する方式を採用した電動ドライバーを使用することにより、ねじ締め作業において、所要の負荷電流検出手段により検出される電動モータの負荷電流が、予め設定した負荷電流値に達した時点を、トルクアップ時点として検出し、このトルクアップ検出時点における電動モータの負荷電流値と共に、ねじ締め開始時点からの回転量を逐次検出ないし記録するように電動ドライバーを構成することに着目した。 Therefore, the present inventor detects the required load current detecting means in the screw tightening operation by using the electric screwdriver that employs the method of detecting the load current of the electric motor proposed in the prior art. A point in time when the load current of the electric motor reaches a preset load current value is detected as a torque-up point, and the rotation amount from the screw tightening start point is sequentially detected together with the load current value of the electric motor at the point of detection of the torque-up. We focused on configuring the electric screwdriver to detect or record.
すなわち、本考案においては、前記構成からなる電動ドライバーによれば、クラッチ機構を設けた電動ドライバーとは異なり、ねじ締めを行う対象物等の変更により、使用するねじの寸法や取付けを行うねじの本数等が変更される場合において、それぞれ電動ドライバーがトルクアップする際に基準となる電動モータの負荷電流値の設定を、コンピュータ制御等によりデジタル信号により容易に設定変更することができることを突き止めた。 That is, in the present invention, the electric screwdriver having the above-described configuration differs from the electric screwdriver provided with the clutch mechanism by changing the object to be screwed, etc. In the case where the number or the like is changed, it has been found that the setting of the load current value of the electric motor which becomes a reference when the torque of each electric driver is increased can be easily changed by a digital signal by computer control or the like.
従って、本考案においては、前記構成からなる電動ドライバーを使用して、所定のねじ締め作業を行う開始時点において、予め適正なねじ締め作業ために設定すべき電動モータのトルクアップに必要な負荷電流値を設定し、その後電動モータの駆動に伴うねじ締め作業の開始と共に、所要の回転量検出手段による電動モータの回転量の検出を開始し、次いでねじ締めの完了する状態を、所要の負荷電流検出手段により検出される負荷電流が前記負荷電流設定値に到達することにより検出して、このトルクアップ検出時点での電動モータのねじ締め開始時点からの回転量を検出記録する。そして、この場合に検出記録した前記回転量を予め設定した目標回転量と比較して、前記回転量が前記目標回転量(許容範囲を含む)に適合すれば適正なねじ締め状態と判定し、また前記回転量が前記目標回転量(許容範囲を含む)に適合しなければねじ締め状態の不良ないし異常であることを容易かつ確実に判定することができることを突き止めた。 Therefore, in the present invention, the load current required to increase the torque of the electric motor to be set in advance for proper screw tightening work at the start of performing predetermined screw tightening work using the electric screwdriver having the above-described configuration. The value is set, and then the screw tightening operation associated with the driving of the electric motor is started, and the detection of the rotation amount of the electric motor by the required rotation amount detection means is started. It detects when the load current detected by the detection means reaches the load current set value, and detects and records the amount of rotation from the start of screw tightening of the electric motor at the time of this torque increase detection. Then, the rotation amount detected and recorded in this case is compared with a preset target rotation amount, and if the rotation amount matches the target rotation amount (including an allowable range), it is determined that the screw is properly tightened. It was also found that if the rotation amount does not match the target rotation amount (including the allowable range), it is possible to easily and reliably determine that the screw tightening state is defective or abnormal.
本考案においては、前記負荷電流検出手段において、それぞれ所定のねじ締め作業において逐次検出される負荷電流値を検出記録するように設定し、前記トルクアップ検出時点に至るまで、予め設定した負荷電流設定値(許容範囲を含む)と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定し、前記判定結果を表示するように設定することができる。すなわち、この場合、前記負荷電流検出手段によるトルクアップ検出時点までの負荷電流値の時系列的変化、例えば負荷電流パターン等を比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定することができる。 In the present invention, the load current detection means is set so as to detect and record a load current value sequentially detected in each predetermined screw tightening operation, and a preset load current setting is performed until the torque up detection time is reached. By comparing with a value (including an allowable range), it is possible to determine whether or not the screw tightening state is good and to display the determination result. That is, in this case, whether the screw tightening state is good or bad can be determined by comparing time-series changes in the load current value up to the time point when the torque increase is detected by the load current detecting means, for example, a load current pattern.
また、前記のように予め設定される目標回転量に対し、それぞれ所定のねじ締め作業においてトルクアップ検出時点までに逐次検出される電動モータの回転量を比較する場合において、前記目標回転量の設定値から所定のねじ締め作業においてトルクアップ検出時点までに検出される電動モータの回転量を逐次加算するように演算し、最終的な回転量の検出値を前記目標回転量(許容範囲を含む)の設定値と比較するように設定することができる。 In addition, when the rotation amount of the electric motor sequentially detected by the time of torque increase detection in each predetermined screw tightening operation is compared with the target rotation amount set in advance as described above, the setting of the target rotation amount is performed. The rotation amount of the electric motor detected from the value until the time of torque increase detection in a predetermined screw tightening operation is calculated to be sequentially added, and the final rotation amount detection value is the target rotation amount (including the allowable range). It can be set to be compared with the set value.
さらに、前述した負荷電流検出手段を使用してねじ締め作業を行う場合、ねじ締め作業を効率的に行うためには、ねじ締めの開始時点から電動モータを高速回転駆動する必要がある。この場合、ねじが取付け対象物に着座してねじの締付けが行われる際に、電動モータの電機子等の慣性の影響により、締付けトルクに多大なばらつきを生じ、トルクアップを検出する目標負荷電流値に対して大幅にオーバーシュートしてしまう等、特に小ねじのねじ締め作業において、常に安定した一定のねじ締めトルクによるねじ締めを行うことができなくなる難点がある。 Furthermore, when performing the screw tightening operation using the load current detecting means described above, in order to efficiently perform the screw tightening operation, it is necessary to drive the electric motor at a high speed from the start of the screw tightening. In this case, when the screw is seated on the attachment object and the screw is tightened, the tightening torque varies greatly due to the influence of the inertia of the armature of the electric motor, etc., and the target load current that detects torque increase is detected. There is a problem that it is impossible to perform screw tightening with a constant screw tightening torque that is always stable, especially in the screw tightening operation of a small screw, such as a large overshoot with respect to the value.
このような観点から、従来において、前述したねじの着座するタイミングを検出して、電動モータを前記着座時点から低速回転駆動に切換えてねじの締付けを行うように設定制御することが、種々提案されている。しかしながら、従来の前記着座状態の検出手段としては、例えば、ドライバービットと取付け対象物との相対位置により着座手前の時点で検出信号を発生させたり、あるいは着座トルクを設定したり、タイマにより着座タイミングを設定したりして、それぞれ着座状態を検出するものであり、しかも最終的には締付けトルクに対応する負荷電流値を検出することにより、ねじ締めの完了を判定するものである。 From this point of view, various settings have been proposed in the past to detect the timing of the above-described screw seating and to perform setting control so that the electric motor is switched to the low-speed rotation drive from the seating time point to perform screw tightening. ing. However, as the conventional means for detecting the seating state, for example, a detection signal is generated at the time before the seating depending on the relative position between the driver bit and the attachment object, or the seating torque is set, or the seating timing is set by a timer. In other words, the seating state is detected, and finally, the load current value corresponding to the tightening torque is detected to determine the completion of the screw tightening.
そこで、本考案においては、前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記ドライバービットに付与される負荷トルク(反力)に基づいて、ねじの取付け対象物に対する着座状態を、電動モータの出力軸に結合される遊星ギヤとインターナルギヤとからなる減速機構において、前記着座状態の際に発生する前記反力を機械的に吸収する動作と相俟って検出可能とし、前記着座状態の検出時点から電動モータを低速回転駆動に切換えてねじ締めを行うと共に、前記負荷電流検出手段において検出する負荷電流値に基づいてトルクアップ状態を検出し、さらにねじ締めの開始時点から前記トルクアップ状態の検出時点までの電動モータの回転量を回転量検出手段により逐次検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を予め設定した目標回転量(許容範囲を含む)と比較することにより、ねじ締め状態の良否を安定かつ確実に判定することができる自動ねじ締め制御および管理システムを得ることができることを突き止めた。 Therefore, in the present invention, in a predetermined screw tightening operation by the electric screwdriver, the seating state of the screw to be attached is determined based on the load torque (reaction force) applied to the screwdriver bit. In the speed reduction mechanism composed of a planetary gear and an internal gear coupled to each other, it is possible to detect in combination with the operation of mechanically absorbing the reaction force generated in the seating state, and the detection time of the seating state The electric motor is switched to a low-speed rotation drive to perform screw tightening, and a torque-up state is detected based on a load current value detected by the load current detecting means, and the torque-up state is detected from the start of screw tightening. The amount of rotation of the electric motor up to the point in time is sequentially detected by the amount of rotation detection means, and the amount of rotation detected at the point of time when the torque is detected is detected. By comparing the target rotation amount set order (including tolerance), we have found that it is possible to obtain an automatic screwing control and management system capable of determining the quality of screw tightening state stably and reliably.
なお、前述したトルクアップ検出時点に検出された回転量を、予め設定した目標回転量(許容範囲を含む)と比較する場合において、前記目標回転量(許容範囲を含む)を、所定のねじ締め作業における最初の適正なねじ締め作業における、ねじ締めの開始時点から前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を目標回転量(許容範囲を含む)として設定することができる。この場合、所定のねじ締め作業における最初の適正な複数回のねじ締め作業における、ねじ締めの開始時点から前記トルクアップ検出時点に検出された回転量の平均値を目標回転量(許容範囲を含む)として設定すれば、好適である。 In addition, when the rotation amount detected at the time of the torque increase detection described above is compared with a preset target rotation amount (including the allowable range), the target rotation amount (including the allowable range) is set to a predetermined screw tightening. In the first proper screw tightening work in the work, the rotation amount detected from the start time of screw tightening to the torque up detection time can be set as a target rotation amount (including an allowable range). In this case, the average value of the rotation amounts detected from the screw tightening start time to the torque increase detection time in the first proper plural times of screw tightening operations in the predetermined screw tightening operation is set as the target rotation amount (including the allowable range). ) Is preferable.
また、前述した予め設定される第1の目標回転量に対し、それぞれ所定のねじ締め作業においてトルクアップ検出時点までに逐次検出される電動モータの回転量を比較する場合において、前記第1の目標回転量の設定値から所定のねじ締め作業においてトルクアップ時点までに検出される電動モータの回転量を逐次減算するように演算し、最終的に第2の目標回転量を0(許容範囲を含む)となるように設定して、最終的な回転量の検出値を前記第2の目標回転量(許容範囲を含む)の設定値と比較するように設定することができる。 In addition, when the rotation amount of the electric motor sequentially detected by the time of torque increase detection in each predetermined screw tightening operation is compared with the previously set first target rotation amount, the first target rotation amount is compared. Calculation is performed so as to successively subtract the rotation amount of the electric motor detected from the set value of the rotation amount until the torque is increased in a predetermined screw tightening operation, and finally the second target rotation amount is set to 0 (including the allowable range). ) So that the final detected value of the rotation amount is compared with the set value of the second target rotation amount (including the allowable range).
さらに、本考案においては、前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、予め使用するねじの規格に基づいて事前の試行等により予定されるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記負荷電流検出手段によるトルクアップ検出時点の電動モータの回転量を目標回転量(許容範囲を含む)として設定することによっても、所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記負荷電流検出手段によるトルクアップ検出時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を前記目標回転量(許容範囲を含む)と比較することにより、ねじ締め状態の良否の判定を適正に達成することができることを突き止めた。 Further, in the present invention, in the predetermined screw tightening work by the electric screwdriver, the load current accompanying the completion of screw tightening from the start of screw tightening scheduled by a prior trial or the like based on a standard of a screw to be used in advance. Also by setting the rotation amount of the electric motor at the time of detection of torque increase by the detection means as a target rotation amount (including an allowable range), in the predetermined screw tightening operation, the screw tightening from the start time of screw tightening is completed. The amount of rotation of the electric motor up to the point of time when the torque current is detected by the load current detecting unit is sequentially detected by the amount of rotation detection unit, and the amount of rotation detected at the point of time when the torque is detected is determined as the target amount of rotation (including an allowable range). By comparing, it was ascertained that the determination of the quality of the screw tightened state can be properly achieved.
前記考案においては、前記電動ドライバーにおいて、ねじの取付け対象物に対するドライバービットの当接時における軸方向の変位によって作動するプッシュ操作スイッチまたはエンコーダを設けて、前記のプッシュ操作スイッチまたはエンコーダの動作信号を検出することにより、ねじ締め作業を行う際のねじ締め開始時点として設定することができる。 In the above device, the electric screwdriver is provided with a push operation switch or an encoder that is operated by an axial displacement at the time of contact of the screwdriver bit with an object to be screwed, and an operation signal of the push operation switch or the encoder is provided. By detecting, it can set as a screw fastening start time at the time of performing a screw fastening operation | work.
さらにまた、本考案においては、所要のねじ締め作業において、予めねじ締めが必要とされるねじの本数を設定しておき、順次ねじ締めを行うに際して、ねじ締めを完了したねじの本数を検出記録すると共に、それぞれのねじ締め状態の良否の判定に伴うそれぞれの本数を検出記録することにより、ねじ締め作業に対するより優れた制御および管理を行うことが可能となる。すなわち、このような自動ねじ締め制御および管理システムによれば、例えば各種のねじ締め作業を行う生産ラインに対し、それらの広域かつ大規模な各種生産ラインのネットワークを構成する場合も含めて、機能的に優れた生産管理システムの構築を容易に実現することができる。 Furthermore, in the present invention, in the required screw tightening work, the number of screws that need to be tightened is set in advance, and the number of screws that have been tightened is detected and recorded when performing sequential screw tightening. At the same time, by detecting and recording the number of each screw according to the determination of the quality of each screw tightening state, it is possible to perform better control and management for the screw tightening operation. In other words, according to such an automatic screw tightening control and management system, for example, for a production line that performs various screw tightening operations, including a case where a network of those wide-area and large-scale various production lines is configured. Therefore, it is possible to easily construct an excellent production management system.
従って、本考案の目的は、電動モータの駆動出力軸にドライバービットを結合し、ねじ締め作業を行うように構成した電動ドライバーにおいて、ねじ締め作業における適正なねじ締め状態を簡便にして確実に確認および判定することができると共に、所要の製品の組立て等を行う生産ラインないしそれらの広域かつ大規模な生産ライン等を対象として、それぞれのねじ締め作業に関する生産管理並びにねじ締め状態に関する情報管理等を確実に行うことができるネットワークの構築を可能とする自動ねじ締め制御および管理システムを提供することにある。 Therefore, the purpose of the present invention is to simply and surely confirm the proper screw tightening state in the screw tightening operation in an electric screwdriver configured to couple the screwdriver bit to the drive output shaft of the electric motor and perform the screw tightening operation. Production management for each screw tightening operation and information management regarding the screw tightening state for production lines that assemble required products, etc. or their wide-area and large-scale production lines, etc. An object of the present invention is to provide an automatic screw tightening control and management system that enables construction of a network that can be performed reliably.
前記目的を達成するため、本考案の請求項1に記載の自動ねじ締め制御および管理システムは、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記電動モータにおいて前記ドライバービットに付与される負荷トルク(反力)に基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出すると共に前記負荷電流が予め設定された設定値に達した際に所定のトルクアップ検出信号を出力する負荷電流検出手段と、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、をそれぞれ設けた電動ドライバーからなり、
前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記負荷電流検出手段に対し前記トルクアップ検出信号を出力する負荷電流設定値を所要の通信制御手段により可変に設定し、
ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴うトルクアップ検出時点までの負荷電流値を前記負荷電流検出手段により検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された前記負荷電流値を予め設定した負荷電流値と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする。In order to achieve the above object, an automatic screw tightening control and management system according to
In a predetermined screw tightening operation by the electric screwdriver, a load current setting value for outputting the torque-up detection signal to the load current detection means is variably set by a required communication control means,
The load current value from the start time of screw tightening to the time of torque increase detection upon completion of screw tightening is detected by the load current detecting means, and the load current value detected at the time of torque increase detection is set in advance. A control unit configured to determine whether the screw tightening state is good or bad by comparing with the value is provided.
本考案の請求項2に記載の自動ねじ締め制御および管理システムは、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記電動モータにおいて前記ドライバービットに付与される負荷トルク(反力)に基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出すると共に前記負荷電流が予め設定された設定値に達した際に所定のトルクアップ検出信号を出力する負荷電流検出手段と、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段と、をそれぞれ設けた電動ドライバーからなり、
前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記負荷電流検出手段に対し前記トルクアップ検出信号を出力する負荷電流設定値を可変に設定し、
ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴うトルクアップ検出時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を予め設定した目標回転量(許容範囲を含む)と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする。An automatic screw tightening control and management system according to
In a predetermined screw tightening operation by the electric screwdriver, a load current setting value for outputting the torque-up detection signal to the load current detection means is variably set,
The rotation amount detection means sequentially detects the rotation amount of the electric motor from the start time of screw tightening to the time of torque increase detection accompanying the completion of screw tightening, and the rotation amount detected at the time of torque increase detection is set in advance. A control unit configured to determine whether the screw tightening state is good or bad by comparing with the rotation amount (including an allowable range) is provided.
本考案の請求項3に記載の自動ねじ締め制御および管理システムは、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記電動モータにおいて前記ドライバービットに付与される負荷トルク(反力)に基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出すると共に前記負荷電流が予め設定された設定値に達した際に所定のトルクアップ検出信号を出力する負荷電流検出手段と、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段と、をそれぞれ設けた電動ドライバーからなり、
前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記負荷電流検出手段に対し前記トルクアップ検出信号を出力する負荷電流設定値を可変に設定し、
ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴うトルクアップ検出時点までの負荷電流値を前記負荷電流検出手段により検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された前記負荷電流値を予め設定した負荷電流値と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定すると共に、
さらにねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記負荷電流検出手段によるトルクアップ検出時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を予め設定した目標回転量(許容範囲を含む)と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする。An automatic screw tightening control and management system according to
In a predetermined screw tightening operation by the electric screwdriver, a load current setting value for outputting the torque-up detection signal to the load current detection means is variably set,
The load current value from the start time of screw tightening to the time of torque increase detection upon completion of screw tightening is detected by the load current detecting means, and the load current value detected at the time of torque increase detection is set in advance. By setting to determine whether the screw tightening state is good or bad by comparing with the value,
Further, the rotation amount of the electric motor from the start time of screw tightening to the time of torque increase detection by the load current detection means upon completion of screw tightening is sequentially detected by the rotation amount detection means and detected at the time of torque increase detection. A control unit configured to determine whether or not the screw tightening state is good by comparing the rotation amount with a preset target rotation amount (including an allowable range) is provided.
本考案の請求項4に記載の自動ねじ締め制御および管理システムは、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記電動モータにおいて前記ドライバービットに付与される負荷トルク(反力)に基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出すると共に前記負荷電流が予め設定された設定値に達した際に所定のトルクアップ検出信号を出力する負荷電流検出手段と、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段と、をそれぞれ設けた電動ドライバーからなり、
前記負荷電流検出手段に対し前記トルクアップ検出信号を出力する負荷電流設定値を可変に設定可能とすると共に、前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記ドライバービットに付与される負荷トルク(反力)に基づいて、ねじの取付け対象物に対する着座状態を検出可能に設定し、
前記着座状態の検出時点から電動モータを低速回転駆動に切換えてねじ締めを行うと共に、前記負荷電流検出手段において検出する負荷電流値に基づいてトルクアップ状態を検出するように設定し、
さらにねじ締めの開始時点から前記トルクアップ状態の検出時点までのねじ締めの完了に伴う電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を予め設定した目標回転量(許容範囲を含む)と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする。An automatic screw tightening control and management system according to
The load current setting value for outputting the torque-up detection signal to the load current detection means can be set variably, and the load torque (reverse force) applied to the driver bit in a predetermined screw tightening operation by the electric screwdriver. Based on the force), the seating state of the screw to be mounted is set to be detectable,
The electric motor is switched to low-speed rotation drive from the time of detection of the seating state and screwed, and set to detect the torque-up state based on the load current value detected by the load current detection means,
Furthermore, the rotation amount of the electric motor accompanying the completion of screw tightening from the start time of screw tightening to the detection time of the torque-up state is sequentially detected by the rotation amount detection means, and the rotation amount detected at the torque-up detection time is detected. A control unit configured to determine whether the screw tightening state is good or bad by comparing with a preset target rotation amount (including an allowable range) is provided.
本考案の請求項5に記載の自動ねじ締め制御および管理システムは、前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記ドライバービットに付与される負荷トルク(反力)に基づいて、ねじの取付け対象物に対する着座状態を検出可能とする設定は、電動モータの出力軸に結合される遊星ギヤとインターナルギヤとからなる減速機構において、前記着座状態の際に発生する前記反力を機械的に吸収する動作と相俟って検出する構成とすることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an automatic screw tightening control and management system according to a screw mounting target based on a load torque (reaction force) applied to the driver bit in a predetermined screw tightening operation by the electric screwdriver. The setting for detecting the seating state of the object is to mechanically absorb the reaction force generated in the seating state in a reduction mechanism comprising a planetary gear and an internal gear coupled to the output shaft of the electric motor. It is characterized in that the detection is performed in combination with the operation to be performed.
本考案の請求項6に記載の自動ねじ締め制御および管理システムは、前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を予め設定した目標回転量(許容範囲を含む)と比較する場合において、前記目標回転量(許容範囲を含む)は、所定のねじ締め作業における最初の適正なねじ締め作業における、ねじ締めの開始時点から前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を目標回転量(許容範囲を含む)として前記制御部に設定することを特徴とする。 The automatic screw tightening control and management system according to
本考案の請求項7に記載の自動ねじ締め制御および管理システムは、前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を予め設定した目標回転量(許容範囲を含む)と比較する場合において、前記目標回転量(許容範囲を含む)は、所定のねじ締め作業における最初の適正な複数回のねじ締め作業における、ねじ締めの開始時点から前記トルクアップ検出時点に検出された回転量の平均値を目標回転量(許容範囲を含む)として前記制御部に設定することを特徴とする。 The automatic screw tightening control and management system according to
本考案の請求項8に記載の自動ねじ締め制御および管理システムは、前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、ねじ締めを行うねじの本数を可変に設定可能とし、前記ねじ締め開始時点からトルクアップ検出時点までに至ったねじの本数を検出記録すると共に、前記ねじ締め状態の良否を判定検出されたねじの本数を検出記録し、前記それぞれのねじの本数を比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けたことを特徴とする。 The automatic screw tightening control and management system according to
本考案の請求項9に記載の自動ねじ締め制御および管理システムは、複数台からなる前記電動ドライバーを使用して所要の生産品の組立て作業を行う生産ラインを、制御装置を介して管理端末と共に、中央管理センタを接続した通信ネットワークに対し多重に結合してなり、
前記いずれかの生産ラインにおける各電動ドライバーによる所定のねじ締め作業を行う場合において、前記生産ラインに対応する管理端末の指令に基づいて、通信ネットワークを介して中央管理センタと前記生産ラインに設けた制御装置との間で通信制御を行い、前記生産ラインに設定される各電動ドライバーの前記負荷電流検出手段に対して、前記トルクアップ検出信号を出力するための負荷電流設定値を、可変に設定するように構成することを特徴とする。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an automatic screw tightening control and management system, wherein a production line for assembling a required product using a plurality of the electric drivers together with a management terminal via a control device. , Combined with the communication network connected to the central management center,
When performing predetermined screw tightening work by each electric screwdriver in any one of the production lines, it is provided in a central management center and the production line via a communication network based on a command of a management terminal corresponding to the production line Performs communication control with the control device, and variably sets the load current setting value for outputting the torque-up detection signal to the load current detection means of each electric driver set in the production line It is comprised so that it may carry out.
本考案の請求項10に記載の自動ねじ締め制御および管理システムは、前記負荷電流検出手段による負荷電流の検出開始時点からトルクアップ検出時点までにおける、前記負荷電流の時系列データないしパターンと、回転量検出手段により検出する目標回転量と、ねじ締めを行ったねじのねじ締め本数およびねじ締め状態が適正と判定されたねじのねじ締め本数とを、それぞれ設定可能に構成することを特徴とする。 The automatic screw tightening control and management system according to claim 10 of the present invention is characterized in that time series data or pattern of the load current from the load current detection start time to the torque up detection time by the load current detecting means, and rotation The target rotation amount detected by the amount detection means, the number of screw tightening of the screw that has been tightened, and the number of screw tightening of the screw that has been determined to be proper are configured to be settable, respectively. .
本考案の請求項1に記載の自動ねじ締め制御および管理システムによれば、電動モータの駆動出力軸に減速機構を介してドライバービットを結合し、電動モータ制御回路において前記ドライバービットに付与される負荷トルク(反力)に基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出する負荷電流検出手段を設けて、前記負荷電流が予め設定された設定値に達した際に所定のトルクアップ検出信号を出力するように構成した電動ドライバーを使用して、所定のねじ締め作業を行う場合において、前記負荷電流検出手段に対し前記トルクアップ検出信号を出力する負荷電流設定値を所要の通信制御方法ないし手段により可変に設定可能とすることにより、電動ドライバーのねじ締めトルクの設定を、機械的な操作を行うことなく、デジタル信号によるデータ設定により簡便かつ迅速に設定することができると共に、例えば複数台の電動ドライバーに対して同時的に均一のトルク設定ないし管理を確実に達成することができる。 According to the automatic screw tightening control and management system according to
本考案の請求項2に記載の自動ねじ締め制御および管理システムによれば、前述したように、所定のねじ締め作業を行う場合において、前記負荷電流検出手段に対し前記トルクアップ検出信号を出力する負荷電流設定値を可変に設定可能とすることにより、電動ドライバーのねじ締めトルクの設定を、機械的な操作を行うことなく、デジタル信号によるデータ設定により簡便かつ迅速に設定することができると共に、例えば複数台の電動ドライバーに対して同時的に均一のトルク設定ないし管理を確実に達成することができる。 According to the automatic screw tightening control and management system according to the second aspect of the present invention, as described above, when the predetermined screw tightening operation is performed, the torque up detection signal is output to the load current detecting means. By making the load current setting value variable, the setting of the screw tightening torque of the electric screwdriver can be easily and quickly set by data setting with a digital signal without mechanical operation. For example, uniform torque setting or management can be reliably achieved simultaneously for a plurality of electric drivers.
本考案においては、電動モータの回転量を検出する回転量検出手段により回転量を検出するように構成して、前記負荷電流検出手段により予め設定した負荷電流設定値を検出したトルクアップ検出時点における際の前記回転量検出手段により検出される回転量検出信号に対する目標回転量(許容範囲を含む)を設定することにより、前記と同様にして、前記負荷電流検出手段によるトルクアップ検出時点において、前記回転量検出手段により検出される回転量検出信号について、予め設定した目標回転量(許容範囲を含む)と比較することによって、ねじ締め状態の良否を容易かつ簡便に判定することができ、ねじ締め作業における適正なねじ締め状態について確実に確認および判定することができる。従って、本考案によれば、ねじ締め作業の未熟練者においても、容易かつ正確なねじ締め作業を達成することができる。 In the present invention, the rotation amount is detected by the rotation amount detection means for detecting the rotation amount of the electric motor, and the load current set value preset by the load current detection means is detected at the time of torque increase detection. By setting a target rotation amount (including an allowable range) with respect to the rotation amount detection signal detected by the rotation amount detection unit at the time, at the time when the torque current is detected by the load current detection unit, By comparing the rotation amount detection signal detected by the rotation amount detection means with a preset target rotation amount (including an allowable range), it is possible to easily and easily determine whether the screw tightening state is good or not. It is possible to reliably confirm and determine the proper screw tightening state in the work. Therefore, according to the present invention, even an unskilled person in screw tightening work can easily and accurately achieve the screw tightening work.
本発明の請求項3に記載の自動ねじ締め制御および管理システムによれば、前述したように、所定のねじ締め作業を行う場合において、前記負荷電流検出手段に対し前記トルクアップ検出信号を出力する負荷電流設定値を可変に設定可能とすることにより、電動ドライバーのねじ締めトルクの設定を、機械的な操作を行うことなく、デジタル信号によるデータ設定により簡便かつ迅速に設定することができると共に、例えば複数台の電動ドライバーに対して同時的に均一のトルク設定ないし管理を確実に達成することができる。 According to the automatic screw tightening control and management system of the third aspect of the present invention, as described above, when the predetermined screw tightening operation is performed, the torque up detection signal is output to the load current detecting means. By making the load current setting value variable, the setting of the screw tightening torque of the electric screwdriver can be easily and quickly set by data setting with a digital signal without mechanical operation. For example, uniform torque setting or management can be reliably achieved simultaneously for a plurality of electric drivers.
本考案の自動ねじ締め制御および管理システムによれば、前記負荷電流検出手段に対する負荷電流設定値として、例えば、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記負荷電流検出手段によるトルクアップ検出時点までの負荷電流値として、負荷電流の時系列データないしパターンを設定することにより、前記負荷電流検出手段によるねじ締めの開始時点からトルクアップ検出時点までに検出された前記負荷電流の時系列データないしパターンと比較することによって、ねじ締め状態の良否を容易かつ簡便に判定することができ、ねじ締め作業における適正なねじ締め状態について確実に確認および判定することができる。従って、本考案によれば、ねじ締め作業の未熟練者においても、容易かつ正確なねじ締め作業を達成することができる。 According to the automatic screw tightening control and management system of the present invention, as the load current set value for the load current detecting means, for example, the time point when the torque current is detected by the load current detecting means accompanying the completion of screw tightening from the start time of screw tightening. By setting the load current time-series data or pattern as the load current value until, the load current time-series data or the load current detected from the start of screw tightening by the load current detecting means until the torque-up detection time By comparing with the pattern, the quality of the screw tightening state can be easily and easily determined, and the proper screw tightening state in the screw tightening operation can be surely confirmed and determined. Therefore, according to the present invention, even an unskilled person in screw tightening work can easily and accurately achieve the screw tightening work.
本考案においては、前記負荷電流検出手段に対する負荷電流設定値として、例えば、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記負荷電流検出手段によるトルクアップ検出時点までの負荷電流値として、負荷電流の時系列データないしパターンを設定することにより、前記負荷電流検出手段によるねじ締めの開始時点からトルクアップ検出時点までに検出された前記負荷電流の時系列データないしパターンと比較することによって、ねじ締め状態の良否を容易かつ簡便に判定することができると共に、電動モータの回転量を検出する回転量検出手段により回転量を検出するように構成して、前記負荷電流検出手段により予め設定した負荷電流設定値を検出したトルクアップ検出時点における際の前記回転量検出手段により検出される回転量検出信号に対する目標回転量(許容範囲を含む)を設定することにより、前記と同様にして、前記負荷電流検出手段によるトルクアップ検出時点において、前記回転量検出手段により検出される回転量検出信号について、予め設定した目標回転量(許容範囲を含む)と比較することによって、ねじ締め状態の良否を容易かつ簡便に判定することができ、ねじ締め作業における適正なねじ締め状態について確実に確認および判定することができる。従って、本考案によれば、ねじ締め作業の未熟練者においても、容易かつ正確なねじ締め作業を達成することができる。 In the present invention, as the load current setting value for the load current detecting means, for example, as the load current value from the start time of screw tightening to the time of torque increase detection by the load current detecting means accompanying the completion of screw tightening, the load current By setting the time series data or pattern of the load current, the screw current tightening is compared with the time series data or pattern of the load current detected from the time of starting the screw tightening by the load current detecting means to the time of torque increase detection. It is possible to easily and easily determine the quality of the state, and the rotation amount is detected by the rotation amount detection means for detecting the rotation amount of the electric motor, and the load current set in advance by the load current detection means The rotation detected by the rotation amount detecting means at the time of detecting the torque increase when the set value is detected. By setting a target rotation amount (including an allowable range) with respect to the amount detection signal, the rotation amount detection signal detected by the rotation amount detection unit at the time of torque increase detection by the load current detection unit in the same manner as described above. By comparing with a preset target rotation amount (including the allowable range), it is possible to easily and easily determine the quality of the screw tightening state, and to confirm and confirm the proper screw tightening state in the screw tightening operation. Can be determined. Therefore, according to the present invention, even an unskilled person in screw tightening work can easily and accurately achieve the screw tightening work.
本考案の請求項5に記載の自動ねじ締め制御および管理システムによれば、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記電動モータにおいて前記ドライバービットに付与される負荷トルク(反力)に基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出すると共に前記負荷電流が予め設定された設定値に達した際に所定のトルクアップ検出信号を出力する負荷電流検出手段と、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段と、をそれぞれ設けた電動ドライバーを使用するものであり、前記負荷電流検出手段に対し前記トルクアップ検出信号を出力する負荷電流設定値を可変に設定可能とすると共に、前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記ドライバービットに付与される負荷トルク(反力)に基づいて、ねじの取付け対象物に対する着座状態を検出可能とし、前記着座状態の検出時点から電動モータを低速回転駆動に切換えてねじ締めを行うと共に、前記負荷電流検出手段において検出する負荷電流値に基づいてトルクアップ状態を検出し、さらにねじ締めの開始時点から前記トルクアップ状態の検出時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を予め設定した目標回転量(許容範囲を含む)と比較することにより、ねじ締め状態の良否を常に安定かつ確実に判定することができる。 According to the automatic screw tightening control and management system according to
本考案の請求項6に記載の自動ねじ締め制御および管理システムによれば、前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記ドライバービットに付与される負荷トルク(反力)に基づいて、ねじの取付け対象物に対する着座状態を検出するに際し、電動モータの出力軸に結合される遊星ギヤとインターナルギヤとからなる減速機構において、前記着座状態の際に発生する前記反力を機械的に吸収する動作と相俟って検出することにより、ねじが取付け対象物に着座してねじの締付けが行われる際に、電動モータの電機子等の慣性の影響を回避することができ、特に小ねじのねじ締め作業において、常に安定した一定のねじ締めトルクによるねじ締めを行うことができる。 According to the automatic screw tightening control and management system according to
本考案の請求項7および8に記載の自動ねじ締め制御および管理システムによれば、トルクアップ検出時点に検出された回転量を予め設定した目標回転量(許容範囲を含む)と比較する場合において、前記目標回転量(許容範囲を含む)は、所定のねじ締め作業における最初の適正なねじ締め作業における、ねじ締めの開始時点から前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を目標回転量(許容範囲を含む)として設定することが可能であり、この場合、所定のねじ締め作業における最初の適正な複数回のねじ締め作業における、ねじ締めの開始時点から前記トルクアップ検出時点に検出された回転量の平均値を目標回転量(許容範囲を含む)として制御部に設定することにより、より適正かつ簡便なねじ締め作業を容易かつ正確に達成することができる。 According to the automatic screw tightening control and management system according to
本考案の自動ねじ締め制御および管理システムによれば、所定のねじ締め作業を行う場合において、ねじ締めを行うねじの本数を可変に設定可能とし、前記ねじ締め開始時点からトルクアップ検出時点までに至ったねじの本数を検出記録すると共に、前記ねじ締め状態の良否を判定検出されたねじの本数を検出記録し、前記それぞれのねじの本数を比較することにより、ねじ締め状態の良否の判定を、前述したそれぞれの判定方法ないし判定手段と組合せることにより、より適正かつ簡便なねじ締め作業を容易かつ正確に達成することができる。 According to the automatic screw tightening control and management system of the present invention, when a predetermined screw tightening operation is performed, the number of screws to be screwed can be set variably, and from the start of screw tightening to the time of torque increase detection. The number of reached screws is detected and recorded, the quality of the screw tightening state is determined and recorded, and the number of detected screws is detected and recorded, and the number of screws is compared to determine the quality of the screw tightened state. By combining with each of the above-described determination methods or determination means, a more appropriate and simple screw tightening operation can be achieved easily and accurately.
本考案の自動ねじ締め制御および管理システムによれば、実際にねじ締め作業を行っている間の電動モータの回転量を正確に検出することが可能となり、これに基づいて種々のねじ締めの異常状態の検出を容易化し、ねじ締め作業における適正なねじ締め状態について確実に確認および判定することができる。このようにして、本発明によれば、使用する電動ドライバーにおいて検出される制御に関するデータの集積ないし画像処理を円滑かつ容易に達成し、電動ドライバーとしての制御データ処理機能を高めることができる。 According to the automatic screw tightening control and management system of the present invention, it becomes possible to accurately detect the rotation amount of the electric motor during the actual screw tightening operation, and based on this, various screw tightening abnormalities can be detected. The detection of the state can be facilitated, and the proper screw tightening state in the screw tightening operation can be reliably confirmed and determined. In this way, according to the present invention, it is possible to smoothly and easily achieve data collection or image processing related to control detected in the electric driver to be used, and to enhance the control data processing function as the electric driver.
特に、本考案の自動ねじ締め制御および管理システムによれば、電動モータの回転量検出手段として、ロータリエンコーダを適宜設けることにより、ねじ締め開始時点からトルクアップ時点までの適正な検出と共に、電動モータの回転量の検出も適正に行うことができる。 In particular, according to the automatic screw tightening control and management system of the present invention, by appropriately providing a rotary encoder as the rotation amount detection means of the electric motor, the electric motor can be appropriately detected from the screw tightening start time to the torque up time. The rotation amount can be properly detected.
本考案の請求項9および10に記載の自動ねじ締め制御および管理システムによれば、複数台からなる前記電動ドライバーを使用して所要の生産品の組立て作業を行う生産ラインにおいて、前記各電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記生産ラインに対応する管理端末の指令に基づいて、通信ネットワークを介して中央管理センタと前記生産ラインに設けた制御装置との間で通信制御を行い、前記生産ラインに設定される各電動ドライバーの前記負荷電流検出手段に対して、前記トルクアップ検出信号を出力するための負荷電流設定値を、可変に設定することにより、前記生産ラインに設けられる複数台の電動ドライバーのねじ締めトルクの設定を、機械的な操作を行うことなく、デジタル信号によるデータ設定により同時的に均一のトルク設定ないし管理を簡便かつ迅速に達成することができ、しかも各種のねじ締め作業を行う生産ラインおよびそれらのネットワークにおける生産管理システムの構築を容易に実現することが可能となる。 According to the automatic screw tightening control and management system according to claims 9 and 10 of the present invention, each electric screwdriver is used in a production line for assembling a required product using the electric screwdriver comprising a plurality of units. In the predetermined screw tightening work by the communication control is performed between a central management center and a control device provided in the production line via a communication network based on a command of a management terminal corresponding to the production line, and the production By setting the load current setting value for outputting the torque-up detection signal variably to the load current detection means of each electric driver set in the line, a plurality of units provided in the production line Simultaneously set screw tightening torque of electric screwdriver by data setting by digital signal without mechanical operation A uniform torque setting or management can be achieved easily and quickly, yet it is possible to easily realize the construction of a production control system in a production line and their network for various screwing operation.
次に、本考案に係る自動ねじ締め制御および管理システムのシステム構成について、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。 Next, the system configuration of the automatic screw tightening control and management system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[自動ねじ締め制御および管理システム(1)の構成]
図1は、本考案に係る自動ねじ締め制御および管理システムの一実施態様を示す概略システム構成図である。すなわち、図1において、参照符号10Aは電動ドライバーを示し、この電動ドライバー10Aの把持部内に、電動モータ12と、この電動モータ12を駆動するための駆動スイッチ13と、前記電動モータ12の駆動出力軸(図示せず)に結合される減速機構16とを、それぞれ内蔵し、前記減速機構16を介してドライバービット20を結合した構成からなる。[ Configuration of automatic screw tightening control and management system (1) ]
FIG. 1 is a schematic system configuration diagram showing an embodiment of an automatic screw tightening control and management system according to the present invention. That is, in FIG. 1, reference numeral 10 </ b> A denotes an electric driver, and an
前記電動ドライバー10Aにおいては、前記電動モータ12の駆動スイッチ13を操作するスイッチ操作部材14と、電動モータ12の駆動制御および停止制御を行う電動モータ制御回路22とが、それぞれ設けられる。そして、前記電動モータ制御回路22には、前駆電動モータ12の回転量を検出する回転量検出手段24が設けられる。さらに、前記ドライバービット20に付与される負荷トルク(反力)に基づいて電動モータ12において得られる負荷電流を検出する負荷電流検出手段26が適宜設けられる。 In the electric driver 10 </ b> A, a
なお、本実施態様の電動ドライバー10Aにおいて、電動モータ12としてはブラシレスモータを好適に使用することができる。また、前記電動モータ12を駆動するために、前記駆動スイッチ13を操作するスイッチ操作部材14としては、例えば電動ドライバー10の把持部外周に設ける公知のレバー部材として構成することができる。 In the
また、本実施態様において、前記電動モータ12の回転量を検出するための回転量検出手段24は、ブラシレスモータにおけるロータの磁極を検出するホール素子に対して、磁極検出時に発生するパルスをカウントする手段として設けることができる。この場合、前記回転量検出手段24により検出される前記パルスのカウント数は、ドライバービット20の回転に伴うねじ締め作業に際してのねじ締め回転量と相関する回転量として、検出記録することができる。 In this embodiment, the rotation amount detection means 24 for detecting the rotation amount of the
さらに、前記電動モータ12の負荷電流を検出するための負荷電流検出手段26は、電動モータ12の電源回路において負荷電流を検出する手段として設けることができる。この場合、検出される前記電動モータ12の負荷電流値は、ドライバービット20の回転に伴うねじ締め作業に際してのねじ締めトルク値と相関する負荷電流値として、検出記録することができる。 Furthermore, the load current detection means 26 for detecting the load current of the
そこで、本実施態様においては、制御部30を設け、CPU32において、前記電動ドライバー10における電動モータ12に設けた電動モータ制御回路22に対して、ねじ締め作業を開始する際に、前記スイッチ操作部材14によって操作される駆動スイッチ13の動作によって得られる駆動スイッチ操作信号S13を入力し、この駆動スイッチ操作信号S13に基づいて、モータ駆動制御信号S22aを出力すると共に前記電動モータ制御回路22に入力して、電動モータ12の駆動制御を行うように構成される。 Therefore, in this embodiment, the
前記電動モータ12の駆動により、所要のねじ締め作業を行う場合、前記CPU32において、ねじ締め作業の開始に伴う電動モータ12の駆動開始時点t0において、前記回転量検出手段24により検出される回転量検出信号S24に基づいて、電動モータ12の回転量Rx を検出記録するように設定する。 When a required screw tightening operation is performed by driving the
また、前記と同様に、ねじ締め作業の開始に伴う電動モータ12の駆動開始時点t0において、前記負荷電流検出手段26により検出される負荷電流検出信号S26に基づいて、ねじ締めトルク値に比例する負荷電流値Ix を検出記録するように設定する。 Further, similarly to the above, at the driving start time t0 of the
前記CPU32においては、前記負荷電流検出手段26により検出される負荷電流検出値Ixを逐次検出記録すると共に、予め設定されるねじ締めトルク値に対応する負荷電流設定値Imと比較して、前記負荷電流検出値Ixが前記負荷電流設定値Imと一致する時点において、トルクアップ検出時点tmの設定を行うように設定される。 In the
そして、前記CPU32においては、前記負荷電流検出手段26により検出設定されるトルクアップ検出時点tmにおいて、電動モータ12の回転量検出手段24により逐次検出記録される回転量Rxを、予め設定される目標回転量Rm±α(±αは許容範囲)と比較して、ねじ締め状態の良否を判定するように設定される。 In the
また、前記と同様に、前記負荷電流検出手段26により検出設定されるトルクアップ検出時点tmにおいて、前記負荷電流検出手段26により逐次検出記録される負荷電流検出値I・DPxを、予め設定される負荷電流の時系列データないし負荷電流パターンI・DPmと比較して、ねじ締め状態の良否を判定するように設定される。 Similarly to the above, at the torque up detection time point tm detected and set by the load current detection means 26, the load current detection value I · DPx sequentially detected and recorded by the load current detection means 26 is set in advance. Compared with time series data of load current or load current pattern I · DPm, it is set to determine whether the screw tightening state is good or bad.
さらに、本実施態様においては、ねじ締めを行うねじの本数が設定可能とされ、前記と同様に、前記負荷電流検出手段26により検出設定されるトルクアップ検出時点tmにおいて、前記ねじ締め開始時点からトルクアップ検出時点までに至ったねじの本数を検出記録すると共に、前記ねじ締め状態の良否を判定検出されたねじの本数を検出記録し、前記それぞれのねじの本数を比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定される。 Furthermore, in the present embodiment, the number of screws to be tightened can be set. Similarly to the above, at the torque-up detection time tm detected and set by the load current detection means 26, from the screw tightening start time. Detect and record the number of screws that have reached the point of torque-up detection, detect and record the number of screws that have been detected to determine whether the screw tightening is good, and compare the number of screws. It is set to determine whether the state is good or bad.
なお、前述したように、前記負荷電流検出手段26によりトルクアップ検出時点tmが検出設定された際に、CPU32を介して、モータ停止制御信号S22bが出力されると共に前記電動モータ制御回路22に入力されて、電動モータ12の停止制御が行われるように構成される。 As described above, when the torque increase detection time point tm is detected and set by the load current detection means 26, the motor stop control signal S22b is output and input to the electric
本実施態様においては、前述したように、制御部30のCPU32において、予め設定された目標回転量Rm±αに対してトルクアップ検出時点tmに検出される回転量Rxとを比較することにより、ねじ締め状態の良否が判定された場合、および/または、予め設定された負荷電流設定値I・PDmに対してトルクアップ検出時点tmに検出される負荷電流検出値I・PDxとを比較することにより、ねじ締め状態の良否が判定された場合、CPU32から出力される前記いずれかのねじ締め判定信号S40により、それぞれの判定内容を適宜表示器40において表示するように構成される。 In the present embodiment, as described above, the
〔自動ねじ締め制御および管理システム(2)の構成〕
図2は、本考案に係る自動ねじ締め制御および管理システムの別の実施態様を示す概略システム構成図である。なお、説明の便宜上、前述した図1に示すシステム構成と、同一の構成要素については、それぞれ同一の機能を有することから、同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。[ Configuration of automatic screw tightening control and management system (2) ]
FIG. 2 is a schematic system configuration diagram showing another embodiment of the automatic screw tightening control and management system according to the present invention. For convenience of explanation, the system configuration shown in FIG. 1 described above and the same components have the same functions, and thus the same reference numerals are given and detailed descriptions thereof are omitted.
すなわち、本実施態様の電動ドライバー10Bにおいて、電動モータ12としてブラシレスモータ以外の電動モータの適用を可能とするため、電動モータ12の回転量検出手段としては、前記電動モータ12の駆動軸に対し公知のロータリエンコーダからなる第1のエンコーダ25を付設した構成からなるものである。従って、本実施例において、前記電動モータ12の回転量は、制御部30のCPU32に対して、前記第1のエンコーダ25により検出されるエンコーダ検出信号S25を入力することにより、回転量検出手段として設定することができる。この場合、前記第1のエンコーダ25により検出されるエンコーダ検出信号S25は、電動モータ12により回転するドライバービット20のねじ締め作業に際してのねじ締め回転量と相関する回転量として、検出記録することができる。 That is, in the electric driver 10B of the present embodiment, an electric motor other than the brushless motor can be applied as the
また、本実施態様の電動ドライバー10Bにおいては、ドライバービット20の回転量検出手段として、ドライバービット20と結合する公知のロータリエンコーダからなる第2のエンコーダ29を付設した構成とすることができる。従って、前記ドライバービット20の回転量は、制御部30のCPU32に対して、前記第2のエンコーダ29により検出されるエンコーダ検出信号S29を入力することにより、回転量検出手段として設定することができる。この場合、前記第2のエンコーダ29により検出されるエンコーダ検出信号S29は、ドライバービット20の回転によるねじ締め作業に際してのねじ締め回転量と相関する回転量として、検出記録することができる。 In the electric driver 10B of this embodiment, a
本実施態様の電動ドライバー10Bにおいて、その他の構成については、前記実施態様と同一であり、従って、制御部30のCPU32においては、前記実施態様と同様に、予め設定された目標回転量Rm±αに対してトルクアップ検出時点tmにおいて逐次検出される回転量検出値Rxとを比較することにより、前述したそれぞれのねじ締め状態の良否が判定された場合、および/または、予め設定された負荷電流値I・DPmに対してトルクアップ検出時点tmにおいて検出される負荷電流検出値I・DPxとを比較することにより、前述したそれぞれのねじ締め状態の良否が判定された場合、CPU32から出力される前記いずれかのねじ締め判定信号S40により、それぞれの判定内容を適宜表示器40において表示するように構成される。 In the electric driver 10B of this embodiment, the other configurations are the same as those of the above-described embodiment. Therefore, in the
なお、本実施態様においては、ドライバービット20のねじ締め作業に際してのねじ締め回転量と相関する回転量を検出する前記第1のエンコーダ25または前記第2のエンコーダ29を使用することにより、ねじ締め作業を行う際のねじ締め開始時点t0からトルクアップ時点tmの検出記録を適正かつ容易に行うことができると共に、電動モータの回転量検出手段として、電動モータの回転量の検出も適正に行うことができる。 In the present embodiment, the screw tightening is performed by using the
次に、前記構成からなる自動ねじ締め制御および管理システムによる自動ねじ締め制御および管理方法(1)〜(3)として、それぞれねじ締め状態の良否判定について、それらの制御フローチャート(図3〜図5参照)を併せ参照しながら説明する。 Next, as automatic screw tightening control and management methods (1) to (3) by the automatic screw tightening control and management system having the above-described configuration, the control flow charts for determining whether or not the screw tightening state is good (FIGS. 3 to 5). Reference) is also described.
[自動ねじ締め制御および管理方法(1)]
本制御および管理方法(1)において、所要のねじ締め作業を開始するに際しては、スイッチ操作部材14を操作することにより駆動スイッチ13を作動し、前記電動モータ制御回路22にモータ駆動制御信号S22aが入力されて、電動モータ12の駆動制御が行われ、電動ドライバー10の駆動が開始される(図1、図2参照)。[ Automatic screw tightening control and management method (1) ]
In the present control and management method (1), when a required screw tightening operation is started, the
本制御および管理方法(1)において、基本的に、電動ドライバー10A、10Bの駆動に伴うねじ締め作業の開始に際して、ねじ締めの完了に伴い負荷電流検出手段26においてトルクアップ検出時点tmとして設定される負荷電流設定値Imが、CPU32において検出されるように設定される。すなわち、この場合に、設定される負荷電流設定値Imは、CPU32に設けられる負荷電流設定メモリに対して、外部操作機器を使用して適宜デジタル信号の送受信(有線方式または無線方式)により、使用するねじの規格に適合させて、適正なねじ締め状態を検出し得るように設定することができる。 In this control and management method (1), basically, at the start of the screw tightening operation accompanying the driving of the
そこで、本制御および管理方法(1)においては、図3に示すように、前記電動ドライバー10A、10Bによる所定のねじ締め作業を行うに際し、前記負荷電流検出手段26において検出される前記負荷電流設定値Imとして、ねじ締めの完了に伴ってトルクアップ検出時点tmを設定する所定の負荷電流設定値Imと共に、ねじ締めの開始時点t0からねじ締めの完了まで逐次検出記録される負荷電流検出値Ixについて、前記検出される負荷電流の時系列データないし負荷電流パターン(I・DPx)としての負荷電流検出値I・DPmを設定する(STEP−1)。 Therefore, in the present control and management method (1), as shown in FIG. 3, the load current setting detected by the load current detection means 26 when a predetermined screw tightening operation is performed by the
そして、その後における所定のねじ締め作業においては、ねじ締めの開始時点t0(STEP−2)からねじ締めの完了に伴う前記負荷電流検出手段26によるトルクアップ検出時点tmまでの負荷電流値Ixが逐次検出記録されて(STEP−3)、前記負荷電流検出手段26により負荷電流設定値Imが検出(Ix=Im)されるトルクアップ検出時点tm(STEP−4)において、前記負荷電流検出手段26により逐次検出記録された負荷電流の時系列データないし負荷電流パターンI・DPxを、予め設定された負荷電流の時系列データないし負荷電流パターンI・DPmと比較することにより(STEP−5)、ねじ締め状態の良否を判定するように設定する。 Then, in a predetermined screw tightening operation thereafter, the load current value Ix from the screw tightening start time t0 (STEP-2) to the torque up detection time tm by the load current detecting means 26 accompanying the completion of the screw tightening is sequentially increased. At the torque-up detection time tm (STEP-4) at which the load current set value Im is detected (Ix = Im) by the load current detecting
なお、この場合、前記負荷電流検出手段26により検出される負荷電流検出値Ixが負荷電流設定値Imと不一致(Ix≠Im)の場合は、ねじ締めができない状態を示し、前記負荷電流検出値Ixが負荷電流設定値Imと一致(Ix=Im)した場合の検出信号に基づいて、ねじ締めが行われたねじの本数SNxを算出することができる。 In this case, if the load current detection value Ix detected by the load current detection means 26 does not match the load current setting value Im (Ix ≠ Im), it indicates that the screw cannot be tightened, and the load current detection value Based on the detection signal when Ix matches the load current set value Im (Ix = Im), the number SNx of screws that have been screwed can be calculated.
また、前記負荷電流検出手段26により逐次検出記録された負荷電流の時系列データないし負荷電流パターンI・DPxを、予め設定された負荷電流の時系列データないし負荷電流パターンI・DPmと比較する場合、前記それぞれの検出値(I・DPx)と設定値(I・DPm)とが近似(I・DPx≒I・DPm)すれば、適正なねじ締め状態と判定(STEP−6)し、近似しない場合は、ねじ締め状態を不良と判定(STEP−7)することができる。従って、前記適正と判定された検出信号(STEP−6)に基づいて、適正なねじ締めが行われたねじの本数SNnを算出することができる。 Further, when the load current time series data or load current pattern I · DPx sequentially detected and recorded by the load current detecting
そこで、本制御および管理方法(1)においては、本出願人が特許第4721535号において提案したように、前記電動ドライバー10において、ねじの取付け対象物に対するドライバービット20の当接時における軸方向の変位によって作動するプッシュ操作スイッチ(図示せず)を設けて、このプッシュ操作スイッチの動作信号により、ねじ締め作業を行う際のねじ締め開始時点t0を設定することができる。 Therefore, in the present control and management method (1), as proposed by the present applicant in Japanese Patent No. 4721535, in the electric screwdriver 10, the axial direction at the time of contact of the
すなわち、前記プッシュ操作スイッチとしては、例えば、ドライバービット20を支持する支持軸を軸方向に弾力的に変位可能に軸継手により結合し、この支持軸の変位部に磁石を設けると共に、この磁石と対向するように前記支持軸の外周部に磁気センサ(ホール素子)を配置した構成とすることができる。 That is, as the push operation switch, for example, a support shaft that supports the
[自動ねじ締め制御および管理方法(2)]
本制御および管理方法(2)において、前記制御および管理方法(1)と同様に、電動ドライバー10A、10Bの駆動に伴うねじ締め作業の開始に際して、ねじ締めの完了に伴い負荷電流検出手段26においてトルクアップ検出時点tmとして設定される負荷電流設定値Imが、CPU32において検出されるように設定される。すなわち、この場合に、設定される負荷電流設定値Imは、CPU32に設けられる負荷電流設定メモリに対して、外部操作機器を使用して適宜デジタル信号の送受信により、使用するねじの規格に適合させて、適正なねじ締め状態を検出し得るように設定することができる。[ Automatic screw tightening control and management method (2) ]
In the present control and management method (2), in the same manner as in the control and management method (1), at the start of the screw tightening operation accompanying the driving of the
本制御および管理方法(2)においては、図4に示すように、前記電動ドライバー10A、10Bによる所定のねじ締め作業を行うに際し、前記負荷電流検出手段26において検出される前記負荷電流設定値Imとして、ねじ締めの完了に伴ってトルクアップ検出時点tmを設定する所定の負荷電流設定値Imが設定される(STEP−11a)。 In the present control and management method (2), as shown in FIG. 4, the load current setting value Im detected by the load current detection means 26 when performing predetermined screw tightening work by the
そして、図1に示す電動ドライバー10Aの駆動に伴うねじ締め作業の開始に際しては、電動モータ12に設けた回転量検出手段24により検出される回転量検出信号S24に基づいて、電動モータ12の回転量Rxを、CPU32において逐次検出記録するように設定する(図1参照)と共に、図4に示すように、前記トルクアップ検出時点tmにおける目標回転量Rm±α(許容範囲を含む)が設定される(STEP−11b)。 1 is started, the rotation of the
また、図2に示す前記電動ドライバー10Bによる所定のねじ締め作業を行うに際しては、電動ドライバー10Bの駆動に伴うねじ締め作業の開始から、エンコーダ25またはエンコーダ29により検出される検出信号S25またはS29に基づいて、電動モータ12の回転量Rxを、CPU32において逐次検出記録するように設定する(図2参照)と共に、前記と同様にして、前記トルクアップ検出時点tmにおける目標回転量Rm±α(許容範囲を含む)が設定される(STEP−11b)。 Further, when performing the predetermined screw tightening work by the electric screwdriver 10B shown in FIG. 2, the detection signal S25 or S29 detected by the
そこで、本制御および管理方法(2)においては、図4に示すように、所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点t0(STEP−12)からねじ締めの完了に伴う前記負荷電流検出手段26によるトルクアップ検出時点tmまでの負荷電流値Ixが逐次検出記録されて(STEP−13a)、前記負荷電流検出手段26により負荷電流設定値Imが検出(Ix=Im)され、トルクアップ検出時点tmの確認(STEP−14)が行われる。 Therefore, in the present control and management method (2), as shown in FIG. 4, in the predetermined screw tightening operation, the load current detecting means accompanying the completion of screw tightening from the screw tightening start time t0 (STEP-12). 26, the load current value Ix up to the torque up detection time tm is sequentially detected and recorded (STEP-13a), and the load
なお、この場合、前記負荷電流検出手段26により検出される負荷電流検出値Ixが負荷電流設定値Imと不一致(Ix≠Im)の場合は、ねじ締めができない状態を示し、前記負荷電流検出値Ixが負荷電流設定値Imと一致(Ix=Im)した場合の検出信号に基づいて、ねじ締めが行われたねじの本数SNxを算出することができる。 In this case, if the load current detection value Ix detected by the load current detection means 26 does not match the load current setting value Im (Ix ≠ Im), it indicates that the screw cannot be tightened, and the load current detection value Based on the detection signal when Ix matches the load current set value Im (Ix = Im), the number SNx of screws that have been screwed can be calculated.
そして、本制御および管理方法(2)においては、電動モータ12に設けた前記回転量検出手段24により検出される回転量検出信号S24またはエンコーダ25、29により検出される検出信号S25、S29に基づく回転量Rx(STEP−13b)が、前記負荷電流検出手段26によりトルクアップ検出時点tmの確認(STEP−14)が行われた際の回転量Rnを検出し(STEP−15)、この検出された回転量Rnを、予め設定された目標回転量Rm±α(許容範囲を含む)と比較することにより(STEP−16)、ねじ締め状態の良否を判定するように設定する。 In this control and management method (2), based on the rotation amount detection signal S24 detected by the rotation amount detection means 24 provided in the
この場合、所定のねじ締め作業により、ねじ締め開始時点t0からトルクアップ検出時点tmまでに逐次検出される電動モータ12の回転量Rxを前記目標回転量Rm±α(許容範囲を含む)と比較する場合(STEP−16)、前記目標回転量Rm±αの設定値から所定のねじ締め作業においてトルクアップ検出時点tmまでに検出される電動モータの回転量Rxを、逐次加算するように演算して、最終的な回転量Rnの検出値を前記目標回転量Rm±α(許容範囲を含む)の設定値と比較するように構成することができる。 In this case, the rotation amount Rx of the
また、所定のねじ締め作業により、ねじ締め開始時点t0からトルクアップ検出時点tmまでに逐次検出される電動モータ12の回転量Rxを前記(第1の)目標回転量Rm±α(許容範囲を含む)と比較する場合において(STEP−16)、前記第1の目標回転量Rm±αの設定値から所定のねじ締め作業においてトルクアップ検出時点tmまでに検出される電動モータ12の回転量を逐次減算するように演算し、最終的に第2の目標回転量0±α(許容範囲を含む)となるように設定して、最終的な回転量Rnの検出値を前記第2の目標回転量0±α(許容範囲を含む)の設定値と比較するように構成することもできる。 In addition, the rotation amount Rx of the
前述したように、目標回転量Rm±αまたは0±α(許容範囲を含む)が設定されて、所定のねじ締め作業を行う場合において、トルクアップ検出時点tmが検出されると、CPU32においてトルクアップ検出時点tmが検出記録され、このトルクアップ検出時点tmにおける前記電動モータ12の回転量Rnが検出記録される(STEP−15)。そこで、前記トルクアップ検出時点tmにおいて検出された電動モータ12の回転量Rnを、予め設定された目標回転量Rm±αまたは0±αと比較して、前記目標回転量Rm±αまたは0±αに適合しているか否か(Rm+α≧Rt1≧Rm−αまたは0+α≧Rt1≧0−α)を判定する(STEP−16)。 As described above, when the target rotation amount Rm ± α or 0 ± α (including the allowable range) is set and a predetermined screw tightening operation is performed, the torque is detected by the
また、前述したように、ドライバービット20がねじの取付け対象物に当接してから、実際にねじ締め作業を行っている間の電動モータ12の回転量Rxを検出するためのねじ締め開始時点t0を設定することにより、前記CPU32において検出記録された電動モータ12の回転量Rn(STEP−15)が、予め設定された目標回転量Rm±αまたは0±αと比較して(STEP−16)、それぞれ目標回転量Rm±αまたは0±α(許容範囲を含む)に適合していれば、適正なねじ締め状態と判定することができる(STEP−17)。また、前記CPU32において検出記録された電動モータ12の回転量Rnが、前記目標回転量Rm±αまたは0±α(許容範囲を含む)に適合していなければ、ねじ締め状態が不良であると判定することができる(STEP−18)。 Further, as described above, the screw tightening start time t0 for detecting the rotation amount Rx of the
なお、この場合、前記CPU32において検出記録される電動モータ12の回転量Rnが、予め設定された目標回転量の60%〜70%に達した時点で、適正なねじ締め状態と判定することも可能である。さらに、同様にして、80%以上に達した時点で、適正なねじ締め状態と判定することもできる。 In this case, when the rotation amount Rn of the
従って、この場合、前記制御部30において、ねじ締め状態が適正と判定されたねじの本数を、正確に記録することができると共に、表示器40においてその記録内容を表示するように設定することができる。また、前記トルクアップ検出時点tmにおいて検出された電動モータ12の回転量Rnに基づいて、ねじ締めを行ったねじの長さ寸法についても、制御部30において正確に記録し、さらに記録されたその記録内容を表示器40に表示するように設定することができる。 Therefore, in this case, the
また、前記CPU32において検出記録された電動モータ12の回転量Rnが、目標回転量Rm±αより少ない場合(Rn<Rm−α)または目標回転量0±αより多い場合(Rn>0+α)、ねじ締め状態において生じるねじのカジリ、ねじ浮き、選択ねじ寸法の不適合等の異常状態として検出することができる。さらに、前記回転量Rnが、目標回転量Rm±αより多い場合(Rn>Rm+α)または少ない場合(Rn<0−α)は、ねじ締め状態において生じるねじバカ、下穴の摩損、ねじのカムアウト、ビットの破損、選択ねじ寸法の不適合等の異常状態として検出することができる。 When the rotation amount Rn of the
このようにして、ねじ締め状態の良否が判定された場合、適正判定と不良判定とを明確に区別し得る判定表示を行うことができる。そこで、本制御方法においては、CPU32から出力される前記いずれかのねじ締め判定信号S40により、それぞれの判定内容を適宜表示器40において表示するように構成することができる(図1、図2参照)。 In this way, when it is determined whether the screw tightening state is good or bad, a determination display that can clearly distinguish between the appropriateness determination and the failure determination can be performed. In view of this, the present control method can be configured to appropriately display each determination content on the
なお、本制御および管理方法(2)において、トルクアップ検出時点tmに検出された回転量Rnを予め設定した目標回転量Rm±αと比較する場合において、前記目標回転量(許容範囲を含む)は、所定のねじ締め作業における最初の適正なねじ締め作業における、ねじ締めの開始時点t0から前記トルクアップ検出時点tmに検出された回転量を目標回転量(許容範囲を含む)として設定することが可能であり、この場合、所定のねじ締め作業における最初の適正な複数回のねじ締め作業における、ねじ締めの開始時点t0から前記トルクアップ検出時点tmに検出された回転量の平均値を目標回転量(許容範囲を含む)として制御部30におけるCPU32に設定することにより、より適正かつ簡便なねじ締め作業を容易かつ正確に達成することができる。そして、許容範囲±αとしては、例えば前記検出された回転量の±5%とすることができる。 In the present control and management method (2), when the rotation amount Rn detected at the torque-up detection time tm is compared with a preset target rotation amount Rm ± α, the target rotation amount (including the allowable range). Set the rotation amount detected from the screw tightening start time t0 to the torque-up detection time tm in the first proper screw tightening operation in a predetermined screw tightening operation as a target rotation amount (including an allowable range). In this case, the average value of the rotation amount detected from the screw tightening start time t0 to the torque-up detection time tm in the first proper plural times of screw tightening operations in the predetermined screw tightening operation is set as a target. By setting the rotation amount (including the allowable range) in the
[自動ねじ締め制御および管理方法(3)]
本制御および管理方法(3)においては、前記制御および管理方法(1)および(2)と同様に、電動ドライバー10A、10Bの駆動に伴うねじ締め作業の開始に際して、ねじ締めの完了に伴い負荷電流検出手段26においてトルクアップ検出時点tmとして設定される負荷電流設定値Imが、CPU32において検出されるように設定される。すなわち、この場合に、設定される負荷電流設定値Imは、CPU32に設けられる負荷電流設定メモリに対して、外部操作機器を使用して適宜デジタル信号の送受信により、使用するねじの規格に適合させて、適正なねじ締め状態を検出し得るように設定することができる。[ Automatic screw tightening control and management method (3) ]
In this control and management method (3), in the same manner as in the control and management methods (1) and (2), at the start of the screw tightening operation accompanying the driving of the
本制御および管理方法(3)においては、図5に示すように、前記電動ドライバー10A、10Bによる所定のねじ締め作業を行うに際し、前記負荷電流検出手段26において検出される前記負荷電流設定値Imとして、ねじ締めの完了に伴ってトルクアップ検出時点tmを設定する所定の負荷電流設定値Imが設定される(STEP−21a)と共に、前記制御および管理方法(1)と同様に、ねじ締めの開始時点t0からねじ締めの完了まで逐次検出記録される負荷電流検出値Ixについて、前記検出される負荷電流の時系列データないし負荷電流パターン(I・DPx)としての負荷電流検出値I・DPmが設定される(STEP−21a)。 In the present control and management method (3), as shown in FIG. 5, the load current set value Im detected by the load current detecting
そして、本制御および管理方法(3)においては、前記制御および管理方法(2)と同様に、電動モータ12に設けた回転量検出手段24により検出される回転量検出信号S24に基づいて、電動モータ12の回転量Rxを、CPU32において逐次検出記録するように設定する(図1参照)と共に、図4に示すように、前記トルクアップ検出時点tmにおける目標回転量Rm±α(許容範囲を含む)が設定される(STEP−21b)。また、エンコーダ25またはエンコーダ29により検出される検出信号S25またはS29に基づいて、電動モータ12の回転量Rxを、CPU32において逐次検出記録するように設定する(図2参照)と共に、前記と同様にして、前記トルクアップ検出時点tmにおける目標回転量Rm±α(許容範囲を含む)が設定される(STEP−21b)。 In this control and management method (3), as in the control and management method (2), the electric control is performed based on the rotation amount detection signal S24 detected by the rotation amount detection means 24 provided in the
そこで、本制御および管理方法(3)においては、前記制御および管理方法(1)と同様に、ねじ締めの開始時点t0(STEP−22)からねじ締めの完了に伴う前記負荷電流検出手段26によるトルクアップ検出時点tmまでの負荷電流値Ixが逐次検出記録されて(STEP−23a)、前記負荷電流検出手段26により負荷電流設定値Imが検出(Ix=Im)されるトルクアップ検出時点tm(STEP−24)において、前記負荷電流検出手段26により逐次検出記録された負荷電流の時系列データないし負荷電流パターンI・DPxを、予め設定された負荷電流の時系列データないし負荷電流パターンI・DPmと比較することにより(STEP−26a)、ねじ締め状態の良否を判定するように設定する。 Therefore, in the present control and management method (3), as with the control and management method (1), the load current detection means 26 accompanying the completion of screw tightening from the screw tightening start time t0 (STEP-22). The load current value Ix up to the torque up detection time tm is sequentially detected and recorded (STEP-23a), and the load
なお、この場合、前記負荷電流検出手段26により検出される負荷電流検出値Ixが負荷電流設定値Imと不一致(Ix≠Im)の場合は、ねじ締めができない状態を示し、前記負荷電流検出値Ixが負荷電流設定値Imと一致(Ix=Im)した場合の検出信号に基づいて、ねじ締めが行われたねじの本数SNxを算出することができる。 In this case, if the load current detection value Ix detected by the load current detection means 26 does not match the load current setting value Im (Ix ≠ Im), it indicates that the screw cannot be tightened, and the load current detection value Based on the detection signal when Ix matches the load current set value Im (Ix = Im), the number SNx of screws that have been screwed can be calculated.
また、前記負荷電流検出手段26により逐次検出記録された負荷電流の時系列データないし負荷電流パターンI・DPxを、予め設定された負荷電流の時系列データないし負荷電流パターンI・DPmと比較する場合、前記それぞれの検出値(I・DPx)と設定値(I・DPm)とが近似(I・DPx≒I・DPm)すれば、適正なねじ締め状態と判定(STEP−27)し、近似しない場合は、ねじ締め状態を不良と判定(STEP−28a)することができる。従って、前記適正と判定された検出信号(STEP−27)に基づいて、適正なねじ締めが行われたねじの本数SNnを算出することができる。 Further, when the load current time series data or load current pattern I · DPx sequentially detected and recorded by the load current detecting
さらに、本制御および管理方法(3)においては、前記制御および管理方法(2)と同様に、電動モータ12に設けた前記回転量検出手段24により検出される回転量検出信号S25またはエンコーダ25、29により検出される検出信号S25、S29に基づく回転量Rx(STEP−23b)が、前記負荷電流検出手段26によりトルクアップ検出時点tmの確認(STEP−24)が行われた際の回転量Rnを検出し(STEP−25)、この検出された回転量Rnを、予め設定された目標回転量Rm±α(許容範囲を含む)と比較することにより(STEP−26b)、ねじ締め状態の良否を判定するように設定する。 Further, in this control and management method (3), as in the control and management method (2), the rotation amount detection signal S25 or
この場合、所定のねじ締め作業により、ねじ締め開始時点t0からトルクアップ検出時点tmまでに逐次検出される電動モータ12の回転量Rxを前記目標回転量Rm±α(許容範囲を含む)と比較する場合(STEP−26b)、前記目標回転量Rm±αの設定値から所定のねじ締め作業においてトルクアップ検出時点tmまでに検出される電動モータの回転量Rxを、逐次加算するように演算して、最終的な回転量Rnの検出値を前記目標回転量Rm±α(許容範囲を含む)の設定値と比較するように構成することができる。 In this case, the rotation amount Rx of the
また、所定のねじ締め作業により、ねじ締め開始時点t0からトルクアップ検出時点tmまでに逐次検出される電動モータ12の回転量Rxを前記第1の目標回転量Rm±α(許容範囲を含む)と比較する場合(STEP−26b)、前記第1の目標回転量Rm±αの設定値から所定のねじ締め作業においてトルクアップ検出時点tmまでに検出される電動モータ12の回転量を逐次減算するように演算し、最終的に第2の目標回転量0±α(許容範囲を含む)となるように設定して、最終的な回転量Rnの検出値を前記第2の目標回転量0±α(許容範囲を含む)の設定値と比較するように構成することもできる。 Further, the rotation amount Rx of the
前述したように、目標回転量Rm±αまたは0±α(許容範囲を含む)が設定されて、所定のねじ締め作業を行う場合において、トルクアップ検出時点tmが検出されると、CPU32においてトルクアップ検出時点tmが検出記録され、このトルクアップ検出時点tmにおける前記電動モータ12の回転量Rnが検出記録される(STEP−25)。そこで、前記トルクアップ検出時点tmにおいて検出された電動モータ12の回転量Rnを、予め設定された目標回転量Rm±αまたは0±αと比較して、前記目標回転量Rm±αまたは0±αに適合しているか否か(Rm+α≧Rt1≧Rm−αまたは0+α≧Rt1≧0−α)を判定する(STEP−26b)。 As described above, when the target rotation amount Rm ± α or 0 ± α (including the allowable range) is set and a predetermined screw tightening operation is performed, the torque is detected by the
また、前述したように、ドライバービット20がねじの取付け対象物に当接してから、実際にねじ締め作業を行っている間の電動モータ12の回転量Rxを検出するためのねじ締め開始時点t0を設定することにより、前記CPU32において検出記録された電動モータ12の回転量Rn(STEP−25)が、予め設定された目標回転量Rm±αまたは0±αと比較して(STEP−26b)、それぞれ目標回転量Rm±αまたは0±α(許容範囲を含む)に適合していれば、適正なねじ締め状態と判定することができる(STEP−27)。また、前記CPU32において検出記録された電動モータ12の回転量Rnが、前記目標回転量Rm±αまたは0±α(許容範囲を含む)に適合していなければ、ねじ締め状態が不良であると判定することができる(STEP−28a、28b、28c)。 Further, as described above, the screw tightening start time t0 for detecting the rotation amount Rx of the
なお、この場合、前記CPU32において検出記録される電動モータ12の回転量Rnが、予め設定された目標回転量の60%〜70%に達した時点で、適正なねじ締め状態と判定することも可能である。さらに、同様にして、80%以上に達した時点で、適正なねじ締め状態と判定することもできる。 In this case, when the rotation amount Rn of the
従って、この場合、前記制御部30において、ねじ締め状態が適正と判定されたねじの本数を、正確に記録することができると共に、表示器40においてその記録内容を表示するように設定することができる。また、前記トルクアップ検出時点tmにおいて検出された電動モータ12の回転量Rnに基づいて、ねじ締めを行ったねじの長さ寸法についても、制御部30において正確に記録し、さらに記録されたその記録内容を表示器40に表示するように設定することができる。 Therefore, in this case, the
また、前記CPU32において検出記録された電動モータ12の回転量Rnが、目標回転量Rm±αより少ない場合(Rn<Rm−α)または目標回転量0±αより多い場合(Rn>0+α)、ねじ締め状態において生じるねじのカジリ、ねじ浮き、選択ねじ寸法の不適合等の異常状態として検出することができる。さらに、前記回転量Rnが、目標回転量Rm±αより多い場合(Rn>Rm+α)または少ない場合(Rn<0−α)は、ねじ締め状態において生じるねじバカ、下穴の摩損、ねじのカムアウト、ビットの破損、選択ねじ寸法の不適合等の異常状態として検出することができる。 When the rotation amount Rn of the
このようにして、ねじ締め状態の良否が判定された場合、適正判定と不良判定とを明確に区別し得る判定表示を行うことができる。そこで、本制御方法においては、CPU32から出力される前記いずれかのねじ締め判定信号S40により、それぞれの判定内容を適宜表示器40において表示するように構成することができる(図1、図2参照)。 In this way, when it is determined whether the screw tightening state is good or bad, a determination display that can clearly distinguish between the appropriateness determination and the failure determination can be performed. In view of this, the present control method can be configured to appropriately display each determination content on the
なお、本制御および管理方法(3)においても、トルクアップ検出時点tmに検出された回転量Rnを予め設定した目標回転量Rm±αと比較する場合において、前記目標回転量(許容範囲を含む)は、所定のねじ締め作業における最初の適正なねじ締め作業における、ねじ締めの開始時点t0から前記トルクアップ検出時点tmに検出された回転量を目標回転量(許容範囲を含む)として設定することが可能であり、この場合、所定のねじ締め作業における最初の適正な複数回のねじ締め作業における、ねじ締めの開始時点t0から前記トルクアップ検出時点tmに検出された回転量の平均値を目標回転量(許容範囲を含む)として制御部30におけるCPU32に設定することにより、より適正かつ簡便なねじ締め作業を容易かつ正確に達成することができる。そして、許容範囲±αとしては、例えば前記検出された回転量の±5%とすることができる。 Also in the present control and management method (3), when the rotation amount Rn detected at the torque-up detection time tm is compared with a preset target rotation amount Rm ± α, the target rotation amount (including the allowable range). ) Sets the rotation amount detected from the screw tightening start time t0 to the torque-up detection time tm in the first proper screw tightening operation in a predetermined screw tightening operation as a target rotation amount (including an allowable range). In this case, the average value of the rotation amounts detected from the screw tightening start time t0 to the torque-up detection time tm in the first proper plural times of screw tightening operations in the predetermined screw tightening operation is obtained. By setting the target rotation amount (including the allowable range) in the
〔自動ねじ締め制御および管理システム(3)の構成〕
図6は、本考案に係る自動ねじ締め制御および管理システムのさらに別の実施態様を示す概略システム構成図である。なお、説明の便宜上、前述した図1に示すシステム構成と、同一の構成要素については、それぞれ同一の機能を有することから、同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。[ Configuration of automatic screw tightening control and management system (3) ]
FIG. 6 is a schematic system configuration diagram showing still another embodiment of the automatic screw tightening control and management system according to the present invention. For convenience of explanation, the system configuration shown in FIG. 1 described above and the same components have the same functions, and thus the same reference numerals are given and detailed descriptions thereof are omitted.
すなわち、本実施態様の電動ドライバー10Cにおいては、電動モータ12の駆動出力軸(図示せず)に結合される減速機構16にドライバービット20との結合部分に着座状態検出機構18を設けた構成からなるものである。そして、前記着座状態検出機構18には、着座状態を検出する着座検出手段19が設けられ、この着座検出手段19により検出される着座状態検出信号S19を、制御部30のCPU32に対して入力することにより、電動モータ12を高速回転駆動から低速回転駆動に切換えることができるように設定される。 That is, in the electric driver 10C according to the present embodiment, the seating
本実施態様の電動ドライバー10Cにおいて、その他の構成については、図1に示す実施態様と同一であり、従って、制御部30のCPU32においては、トルクアップ検出時点tmを検出するため、負荷電流検出手段26により検出される負荷電流検出値I・DPxと比較する予め設定された目標負荷電流値I・DPmが設定されると共に、トルクアップ検出時点tmにおいて、回転量検出手段24により検出される回転量検出値Rxを予め設定された目標回転量Rm±αと比較することにより、ねじ締め状態の良否が判定され、CPU32から出力される前記いずれかのねじ締め判定信号S40により、それぞれの判定内容を適宜表示器40において表示するように構成される。 In the electric driver 10C of the present embodiment, the other configuration is the same as that of the embodiment shown in FIG. 1, and therefore the
なお、本実施態様においては、ドライバービット20のねじ締め作業に際してのねじ締め回転量と相関する回転量を検出する前記第1のエンコーダ25または前記第2のエンコーダ29を使用することにより、ねじ締め作業を行う際のねじ締め開始時点t0からトルクアップ時点tmの検出記録を適正かつ容易に行うことができると共に、電動モータの回転量検出手段として、電動モータの回転量の検出も適正に行うことができる。 In the present embodiment, the screw tightening is performed by using the
そこで、前記構成からなる電動ドライバー10Cの自動ねじ締め制御および管理システムにおける着座状態検出機構18の好適な実施例を、図7Aおよび図7Bに示す。 A preferred embodiment of the seating
すなわち、本実施例の着座状態検出機構18は、図7Aおよび図7Bに示すように、電動ドライバー10Cによる所定のねじ締め作業において、ドライバービット20に付与される負荷トルク(反力)に基づいて、ねじの取付け対象物に対する着座状態を検出可能とする手段として、電動モータ12の出力軸に結合される減速機構16を、遊星ギヤとインターナルギヤとからなる構成とし、前記着座状態の際に前記減速機構16に発生する前記反力を機械的に吸収する動作と相俟って着座状態を検出する構成とするものである。 That is, the seating
図7Aおよび図7Bは、電動モータ12の出力軸とドライバービット20を結合する減速機構16の部分に形成する着座状態検出機構18の要部を示すものであり、図7Aは要部断面図、図7Bはその分解説明図である。 7A and 7B show the main part of the seating
図7A、図7Bにおいて、参照符号101は減速機構16の外部ケーシングを示し、この外部ケーシング101の内周部に、その内周面に遊星ギヤ102を回動自在に噛合させたインターナルギヤ103を回転自在に収納した構成からなる。前記遊星ギヤ102を支持する回転円板104の中心部には、下方に延在する駆動軸105が設けられ、前記インターナルギヤ103の底面中央部に対し軸受106を介して挿通しており、図示しないがその先端においてドライバービットと結合するように構成される。 7A and 7B,
インターナルギヤ103の底面外周部の部一部には、図7Bに示すように適宜切欠部107を設けて、この切欠部107内に図示のように傾斜面108aを設けた凹形状のカム部材108が、下方へ若干突出するようにして遊嵌装着されている。前記カム部材108に対応するように、外部ケーシング101の底部内周部には、その一部に所要長さの切除部109aを設けた段部109が設けられている。 As shown in FIG. 7B, a
前記外部ケーシング101の段部109における切除部109aの底面の一部には、図7Bに示すように駆動軸105の正転方向とは逆方向となる位置に偏位させて、前記カム部材108を十分に収容し得るスペースを保持して、前記カム部材108の傾斜面108aに対しその回転方向において対向するように、鋼球110を挿入配置するための孔部111が穿設されている。 As shown in FIG. 7B, a part of the bottom surface of the
そして、前記外部ケーシング101の底面に対しては、図7Aに示すように、鋼球110を保持するフランジ付きスリーブ112が、前記外部ケーシング101のボス部113を囲繞するように挿通配置されると共に、その下方からスプリング114を介して適宜キャップ115を装着することにより、前記フランジ付きスリーブ112を軸方向に弾力的に保持するように構成されている。 Then, as shown in FIG. 7A, a
従って、前述したように、上面部に鋼球110を保持して軸方向に弾力的に保持されたフランジ付きスリーブ112に対しては、フランジ部112aの下面部に対して、図7Aに示すように、リミットスイッチからなる着座検出手段19が設けられる。 Therefore, as described above, for the
このように構成される本実施例の着座状態検出機構18は、図6および図7A、図7Bにおいて、ねじ締め作業に際し、電動モータ12の駆動により減速機構16を介して駆動軸105をねじ締め方向(図7Bに示す実線矢印方向)に高速回転させる場合、ねじがその取付け対象物に対して着座すると、ドライバービット20に対して所要の負荷トルク(反力)が急激に付加される。この場合、前記駆動軸105を回転駆動する減速機構18に対して、前記駆動軸105に付与される反力によりインターナルギヤ103が、前記駆動軸105すなわち遊星ギヤ102の公転方向とは反対方向(図7Bに示す破線方向)に回動することになる。このようなインターナルギヤ103の回動により、前記ねじの着座する時点における駆動軸105に対する急激な反動ないし衝撃を緩和することができる。 The seating
また、この場合において、前記インターナルギヤ103は、その一部に設けたカム部材108の傾斜面108aに対し、鋼球110の一部が当接すると共に、前記反力により前記カム部材108の傾斜面108aにより鋼球110を順次押し下げるように作用し、これにより前記鋼球110を弾力的に保持しているフランジ付きスリーブ112が押し下げられて着座検出手段19としてのリミットスイッチが作動し、着座状態検出信号S19を発生させることができる。 Further, in this case, the
次に、前記構成からなる自動ねじ締め制御および管理システムによる自動ねじ締め制御および管理方法(4)として、ねじ締め状態の良否判定について、それらの制御フローチャート(図8参照)を併せ参照しながら説明する。 Next, as the automatic screw tightening control and management method (4) by the automatic screw tightening control and management system having the above-described configuration, the quality determination of the screw tightening state will be described with reference to the control flowchart (see FIG. 8). To do.
[自動ねじ締め制御および管理方法(4)]
本制御および管理方法(4)において、前記制御および管理方法(2)と同様に、電動ドライバー10Cの駆動に伴うねじ締め作業の開始に際して、ねじ締めの完了に伴い負荷電流検出手段26においてトルクアップ検出時点tmとして設定される負荷電流設定値Imが、CPU32において検出されるように設定される。すなわち、この場合に、設定される負荷電流設定値Imは、CPU32に設けられる負荷電流設定メモリに対して、外部操作機器を使用して適宜デジタル信号の送受信により、使用するねじの規格に適合させて、適正なねじ締め状態を検出し得るように設定することができる。[ Automatic screw tightening control and management method (4) ]
In this control and management method (4), as in the control and management method (2), when the screw tightening operation accompanying the driving of the electric screwdriver 10C is started, the torque is increased in the load current detecting means 26 upon completion of the screw tightening. The load current set value Im set as the detection time tm is set so as to be detected by the
本制御および管理方法(4)においては、図8に示すように、前記電動ドライバー10Cによる所定のねじ締め作業を行うに際し、前記負荷電流検出手段26において検出される前記負荷電流設定値Imとして、ねじ締めの完了に伴ってトルクアップ検出時点tmを設定する所定の負荷電流設定値Imが設定される(STEP−31a)。 In the present control and management method (4), as shown in FIG. 8, when the predetermined screw tightening operation by the electric screwdriver 10C is performed, the load current setting value Im detected by the load current detecting
そして、図6に示す電動ドライバー10Cの駆動に伴うねじ締め作業の開始に際しては、電動モータ12に設けた回転量検出手段24により検出される回転量検出信号S24に基づいて、電動モータ12の回転量Rxを、CPU32において逐次検出記録するように設定する(図6参照)と共に、図8に示すように、前記トルクアップ検出時点tmにおける目標回転量Rm±α(許容範囲を含む)が設定される(STEP−31b)。 6 is started, the rotation of the
そこで、本制御および管理方法(4)においては、図8に示すように、所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点t0(STEP−30)から、電動モータ12を高速回転駆動させて、ねじの取付け対象物に対する着座状態を検出するように設定する(STEP−32)。従って、この場合におけるねじの着座状態は、前述した図7Aおよび図7Bに示す着座状態検出機構18により検出するように構成し、着座検出手段19により検出した着座状態検出信号S19に基づいて、その着座検出時点tsから電動モータ12を低速回転駆動に切換えて、ねじの締付けを行うように設定する(STEP−33a)。 Therefore, in this control and management method (4), as shown in FIG. 8, in a predetermined screw tightening operation, the
また、本制御および管理方法(4)においては、図8に示すように、所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点t0(STEP−30)からねじ締めの完了に伴う前記負荷電流検出手段26によるトルクアップ検出時点tmまでの負荷電流値Ixが逐次検出記録されて(STEP−33a)、前記負荷電流検出手段26により負荷電流設定値Imが検出(Ix=Im)され(STEP−34)、トルクアップ検出時点tmの確認(STEP−35a)が行われる。 Further, in the present control and management method (4), as shown in FIG. 8, in a predetermined screw tightening operation, the load current detecting means accompanying the completion of screw tightening from the screw tightening start time t0 (STEP-30). 26, the load current value Ix up to the torque up detection time tm is sequentially detected and recorded (STEP-33a), and the load current detection means 26 detects the load current set value Im (Ix = Im) (STEP-34). Then, confirmation of the torque-up detection time tm (STEP-35a) is performed.
なお、この場合、前記負荷電流検出手段26により検出される負荷電流検出値Ixが負荷電流設定値Imと不一致(Ix≠Im)の場合は(STEP−34)、ねじ締めができない状態を示し、前記負荷電流検出値Ixが負荷電流設定値Imと一致(Ix=Im)した場合の検出信号に基づいて(STEP−35a)、ねじ締めが行われたねじの本数SNxを算出することができる。 In this case, when the load current detection value Ix detected by the load current detection means 26 does not coincide with the load current setting value Im (Ix ≠ Im) (STEP-34), it indicates a state where the screw cannot be tightened, Based on the detection signal when the load current detection value Ix matches the load current setting value Im (Ix = Im) (STEP-35a), the number SNx of screws that have been screwed can be calculated.
そして、本制御および管理方法(4)においては、電動モータ12に設けた前記回転量検出手段24により検出される回転量検出信号S24に基づく回転量Rx(STEP−33b)が、前記負荷電流検出手段26によりトルクアップ検出時点tmの確認(STEP−35a)が行われた際の回転量Rnを検出し(STEP−35b)、この検出された回転量Rnを、予め設定された目標回転量Rm±α(許容範囲を含む)と比較することにより(STEP−36)、ねじ締め状態の良否を判定するように設定する。 In this control and management method (4), the rotation amount Rx (STEP-33b) based on the rotation amount detection signal S24 detected by the rotation amount detection means 24 provided in the
この場合、所定のねじ締め作業により、ねじ締め開始時点t0からトルクアップ検出時点tmまでに逐次検出される電動モータ12の回転量Rxを前記目標回転量Rm±α(許容範囲を含む)と比較する場合(STEP−36)、前記目標回転量Rm±αの設定値から所定のねじ締め作業においてトルクアップ検出時点tmまでに検出される電動モータの回転量Rxを、逐次加算するように演算して、最終的な回転量Rnの検出値を前記目標回転量Rm±α(許容範囲を含む)の設定値と比較するように構成することができる。 In this case, the rotation amount Rx of the
また、所定のねじ締め作業により、ねじ締め開始時点t0からトルクアップ検出時点tmまでに逐次検出される電動モータ12の回転量Rxを前記(第1の)目標回転量Rm±α(許容範囲を含む)と比較する場合において(STEP−36)、前記第1の目標回転量Rm±αの設定値から所定のねじ締め作業においてトルクアップ検出時点tmまでに検出される電動モータ12の回転量を逐次減算するように演算し、最終的に第2の目標回転量0±α(許容範囲を含む)となるように設定して、最終的な回転量Rnの検出値を前記第2の目標回転量0±α(許容範囲を含む)の設定値と比較するように構成することもできる。 In addition, the rotation amount Rx of the
前述したように、目標回転量Rm±αまたは0±α(許容範囲を含む)が設定されて、所定のねじ締め作業を行う場合において、トルクアップ検出時点tmが検出されると、CPU32においてトルクアップ検出時点tmが検出記録され、このトルクアップ検出時点tmにおける前記電動モータ12の回転量Rnが検出記録される(STEP−35b)。そこで、前記トルクアップ検出時点tmにおいて検出された電動モータ12の回転量Rnを、予め設定された目標回転量Rm±αまたは0±αと比較して、前記目標回転量Rm±αまたは0±αに適合しているか否か(Rm+α≧Rt1≧Rm−αまたは0+α≧Rt1≧0−α)を判定する(STEP−36)。 As described above, when the target rotation amount Rm ± α or 0 ± α (including the allowable range) is set and a predetermined screw tightening operation is performed, the torque is detected by the
また、前述したように、ドライバービット20がねじの取付け対象物に当接してから、実際にねじ締め作業を行っている間の電動モータ12の回転量Rxを検出するためのねじ締め開始時点t0を設定することにより、前記CPU32において検出記録された電動モータ12の回転量Rn(STEP−35b)が、予め設定された目標回転量Rm±αまたは0±αと比較して(STEP−36)、それぞれ目標回転量Rm±αまたは0±α(許容範囲を含む)に適合していれば、適正なねじ締め状態と判定することができる(STEP−37)。また、前記CPU32において検出記録された電動モータ12の回転量Rnが、前記目標回転量Rm±αまたは0±α(許容範囲を含む)に適合していなければ、ねじ締め状態が不良であると判定することができる(STEP−38)。 Further, as described above, the screw tightening start time t0 for detecting the rotation amount Rx of the
なお、この場合、前記CPU32において検出記録される電動モータ12の回転量Rnが、予め設定された目標回転量の60%〜70%に達した時点で、適正なねじ締め状態と判定することも可能である。さらに、同様にして、80%以上に達した時点で、適正なねじ締め状態と判定することもできる。 In this case, when the rotation amount Rn of the
従って、この場合、前記制御部30において、ねじ締め状態が適正と判定されたねじの本数を、正確に記録することができると共に、表示器40においてその記録内容を表示するように設定することができる。また、前記トルクアップ検出時点tmにおいて検出された電動モータ12の回転量Rnに基づいて、ねじ締めを行ったねじの長さ寸法についても、制御部30において正確に記録し、さらに記録されたその記録内容を表示器40に表示するように設定することができる。 Therefore, in this case, the
また、前記CPU32において検出記録された電動モータ12の回転量Rnが、目標回転量Rm±αより少ない場合(Rn<Rm−α)または目標回転量0±αより多い場合(Rn>0+α)、ねじ締め状態において生じるねじのカジリ、ねじ浮き、選択ねじ寸法の不適合等の異常状態として検出することができる。さらに、前記回転量Rnが、目標回転量Rm±αより多い場合(Rn>Rm+α)または少ない場合(Rn<0−α)は、ねじ締め状態において生じるねじバカ、下穴の摩損、ねじのカムアウト、ビットの破損、選択ねじ寸法の不適合等の異常状態として検出することができる。 When the rotation amount Rn of the
このようにして、ねじ締め状態の良否が判定された場合、適正判定と不良判定とを明確に区別し得る判定表示を行うことができる。そこで、本制御方法においては、CPU32から出力される前記いずれかのねじ締め判定信号S40により、それぞれの判定内容を適宜表示器40において表示するように構成することができる(図6参照)。 In this way, when it is determined whether the screw tightening state is good or bad, a determination display that can clearly distinguish between the appropriateness determination and the failure determination can be performed. Therefore, the present control method can be configured such that each determination content is appropriately displayed on the
なお、本制御および管理方法(4)においても、トルクアップ検出時点tmに検出された回転量Rnを予め設定した目標回転量Rm±αと比較する場合において、前記目標回転量(許容範囲を含む)は、所定のねじ締め作業における最初の適正なねじ締め作業における、ねじ締めの開始時点t0から前記トルクアップ検出時点tmに検出された回転量を目標回転量(許容範囲を含む)として設定することが可能であり、この場合、所定のねじ締め作業における最初の適正な複数回のねじ締め作業における、ねじ締めの開始時点t0から前記トルクアップ検出時点tmに検出された回転量の平均値を目標回転量(許容範囲を含む)として制御部30におけるCPU32に設定することにより、より適正かつ簡便なねじ締め作業を容易かつ正確に達成することができる。そして、許容範囲±αとしては、例えば前記検出された回転量の±5%とすることができる。 Also in the present control and management method (4), when the rotation amount Rn detected at the torque-up detection time tm is compared with the preset target rotation amount Rm ± α, the target rotation amount (including the allowable range). ) Sets the rotation amount detected from the screw tightening start time t0 to the torque-up detection time tm in the first proper screw tightening operation in a predetermined screw tightening operation as a target rotation amount (including an allowable range). In this case, the average value of the rotation amounts detected from the screw tightening start time t0 to the torque-up detection time tm in the first proper plural times of screw tightening operations in the predetermined screw tightening operation is obtained. By setting the target rotation amount (including the allowable range) in the
[自動ねじ締め制御および管理方法(5)]
本制御および管理方法(5)は、図3、図4、図5および図8に示すように、それぞれ前述した自動ねじ締め制御および管理方法(1)、(2)、(3)、(4)において得られるねじのねじ締め本数SNxと、ねじ締め状態に対して適正判定が行われたねじのねじ締め本数SNnとから、予め設定されたねじのねじ締め本数SNm(STEP−31)に対するねじ締め状態の判定を行うことにより、適正なねじ締め状態を検出するものである(図9参照)。[ Automatic screw tightening control and management method (5) ]
The present control and management method (5) includes the automatic screw tightening control and management methods (1), (2), (3), (4) described above, as shown in FIGS. ) And the screw tightening number SNm (STEP-31) set in advance from the screw tightening number SNn of the screw that has been properly determined for the screw tightening state. By determining the tightening state, a proper screw tightening state is detected (see FIG. 9).
すなわち、図9に示すように、本制御および管理方法(5)においては、前記自動ねじ締め制御および管理方法(1)、(2)、(3)、(4)においてそれぞれ算定されるねじのねじ締め本数SNx(STEP−42)を、予め設定されたねじのねじ締め本数SNm(STEP−41)と比較し(STEP−43)、それらのねじ締め本数が相互に対応(SNx=SNm)していれば、適正なねじ締め状態と判定し、それ以外の場合は不適正とする不良判定が行われる(STEP−46)。 That is, as shown in FIG. 9, in the present control and management method (5), the screw screw calculated in the automatic screw tightening control and management methods (1), (2), (3), and (4), respectively. The number of screw tightening SNx (STEP-42) is compared with a predetermined number of screw tightening SNm (STEP-41) (STEP-43), and the number of screw tightening corresponds to each other (SNx = SNm). If so, it is determined that the screw is properly tightened, and otherwise it is determined that it is inappropriate (STEP-46).
次いで、適正なねじ締め状態と判定された場合、前記ねじのねじ締め本数SNxは、前記自動ねじ締め制御および管理方法(1)、(2)、(3)、(4)においてそれぞれ算定された、それぞれ適正なとねじ締め状態と判定されたねじのねじ締め本数SNn(STEP−44)と比較し(STEP−45)、それらのねじ締め本数が相互に対応(SNn=SNx)していれば、適正なねじ締め状態と判定することができる(STEP−47)。また、前記ねじ締め本数が相互に対応しない場合は、不適正とする不良判定が行われる(STEP−48)。 Next, when it is determined that the screw tightening state is appropriate, the screw tightening number SNx of the screw is calculated in the automatic screw tightening control and management methods (1), (2), (3), and (4), respectively. If the screw tightening number SNn (STEP-44) of each screw determined to be appropriate and screwed is compared (STEP-45), and if these screw tightening numbers correspond to each other (SNn = SNx) Therefore, it can be determined that the screw is properly tightened (STEP-47). Moreover, when the said number of screw fastening does not respond | correspond mutually, the defect determination made into improper is performed (STEP-48).
このようにして、前述した自動ねじ締め制御および管理方法(1)、(2)、(3)、(4)においては、それぞれ本制御および管理方法(5)を組合せることにより、予め設定されるねじのねじ締め本数に対するねじ締め状態の判定を、容易かつ適正に行うことができる。 In this way, the automatic screw tightening control and management methods (1), (2), (3), and (4) described above are preset by combining this control and management method (5). The determination of the screw tightening state with respect to the number of screws tightened can be easily and appropriately performed.
[自動ねじ締め制御および管理システム(1)、(2)、(3)の拡張]
図10は、前述した本発明に係る自動ねじ締め制御および管理システム(1)、(2)、(3)を、さらに拡張するシステムの実施態様を示す概略システム構成図である。すなわち、図10においては、それぞれ制御部30を備えた複数台からなる電動ドライバー10A、10B、10C(図1、図2、図6参照)を使用して、所要の生産品の組立て作業を行う生産ラインFL50a、FL50b、FL50c、...において、前記生産ラインに対応する管理端末MTU70a、MTU70b、MTU70c、...の指令に基づいて、通信ネットワークNW80(有線方式または無線方式)を介して、中央管理センタSV90と前記生産ラインFL50a、FL50b、FL50c、...に設けた制御装置CU60a、CU60b、CU60c、...との間で通信制御を行い、前記生産ラインに設定される各電動ドライバーの前記負荷電流検出手段(26)に対して、前記トルクアップ検出信号を出力するための負荷電流設定値Imを、可変に設定するように構成したものである。[ Expansion of automatic screw tightening control and management system (1), (2), (3) ]
FIG. 10 is a schematic system configuration diagram showing an embodiment of a system that further expands the above-described automatic screw tightening control and management systems (1), (2), and (3) according to the present invention. That is, in FIG. 10, assembly of required products is performed using a plurality of
前記中央管理センタSV90は、コンピュータ制御されるサーバとして構成され、図11に示すように、CPU91、RAM92、入力装置93、伝送制御部94、および記憶装置95を備える。前記記憶装置95は、前述した負荷電流設定値Im、I/DPm、設定ねじ締め本数SNm、目標回転量Rmに関する設定情報を記憶するメモリ、前記それぞれの設定情報に対応する検出情報を記録するメモリ、前述したねじ締めの良否判定に関する情報を記憶するメモリからなり、これらのメモリに記憶される情報は、前記CPU91、RAM92、入力装置93、伝送制御部94により、前記通信ネットワークNW80を介し、管理端末MTU70a、MTU70b、MTU70c、...の指令に基づき、生産ラインFL50a、FL50b、FL50c、...との間において、相互に信号処理を行うように設定される。 The central management center SV90 is configured as a computer-controlled server and includes a
そこで、前記生産ラインFL50a、FL50b、FL50c、...に設けられた制御装置CU60a、CU60b、CU60c、...は、図12に示すように、CPU61、RAM62、伝送制御部63、ねじ締め良否判定制御部64、および記憶装置65を備える。前記記憶装置65は、前述した負荷電流設定値Im、I/DPm、設定ねじ締め本数SNm、目標回転量Rmに関する設定情報を記憶するメモリ、前記それぞれの設定情報に対応する検出情報を記録するメモリ、前述したねじ締めの良否判定に関する情報を記憶するメモリからなり、これらのメモリに記憶される情報は、前記CPU61、RAM62、伝送制御部63、ねじ締め良否判定制御部64により、前記通信ネットワークNW80を介し、管理端末MTU70a、MTU70b、MTU70c、...の指令に基づき、前記中央管理センタSV90との間において、相互に信号処理を行うと共に、各電動ドライバーに備えた制御部30に対して、前述した本発明の自動ねじ締め制御および管理方法(1)〜(5)がそれぞれ実行されるように、信号処理を行うよう設定される。 Therefore, the production lines FL50a, FL50b, FL50c,. . . Control units CU60a, CU60b, CU60c,. . . 12 includes a
そして、前記管理端末MTU70a、MTU70b、MTU70c、...は、図13に示すように、ねじ締め作業の内容を表示して確認することができるねじ締め作業内容71の表示設定を行うことができる。すなわち、このねじ締め作業内容71の表示設定においては、所定の生産ラインFL50aにおける、予め設定した負荷電流設定値Im、I・DPm、目標回転量Rm、設定ねじ締め本数SNm等を表示すると共に、ねじ締め作業を行った際の前記負荷電流検出値Ix、I・DPx、目標回転量Rx、Rn、ねじ締め本数SNx、SNn等の履歴データをそれぞれ表示するように設定される。また、所定の生産ラインFL50aにおける所要のねじ締め対象物(製品)の変更等を行う場合、負荷電流設定値Im、I・DPm、目標回転量Rm、設定ねじ締め本数SNm等について、それぞれ設定・変更72、73、74を行うことができる表示設定を可能とするように設定される。 The
従って、本考案に係る自動ねじ締め制御および管理システムによれば、例えば、所要の製品の組立てラインにおいて、ねじ締め対象物の変更等を行う場合、それぞれねじ締め作業を行う電動ドライバーにおいて、使用するねじの種類に応じて適正なねじ締めトルクとなるように設定を変更する必要がある。このような場合において、本発明によれば、それぞれの電動ドライバーに対して、個々に適正なねじ締めトルクとなるように設定変更を行うことなく、各電動ドライバーに設けられる制御部のCPUにおいて設定される負荷電流設定値の変更処理および電動モータ等の目標回転量ないしねじ締め本数の設定変更等の全てを、所要の信号処理によって容易かつ適正にして、しかも一括処理を行うことができ、これにより各種のねじ締め作業を行う生産ラインおよびそれらのネットワークにおける生産管理システムの構築を容易に実現することが可能となる。 Therefore, according to the automatic screw tightening control and management system according to the present invention, for example, when changing an object to be screwed in an assembly line of a required product, it is used in an electric screwdriver that performs the screw tightening operation. It is necessary to change the setting so as to obtain an appropriate screw tightening torque according to the type of screw. In such a case, according to the present invention, the setting is made in the CPU of the control unit provided in each electric screwdriver without changing the setting so that each screwdriver has an appropriate screw tightening torque. The load current set value change processing and the target rotation amount of the electric motor, etc. or the setting change of the number of screw tightening can all be easily and appropriately performed by the required signal processing, and batch processing can be performed. Thus, it becomes possible to easily construct a production line for performing various screw tightening operations and a production management system in those networks.
本考案に係る自動ねじ締め制御および管理システムによれば、各種のねじ等を使用する所定のねじ締め作業において、所要のねじ孔に対するねじ締めの開始からねじが着座するまでの電動モータの回転量の検出に際して、ほぼ50%程度まで確認することができれば、ねじ締め作業において生じるねじ締め不良となるトラブルの半分を確認し解決することができる。すなわち、ねじ締め作業の四大トラブルと称される、(1)ねじの下穴への斜め締めによりその入り口で生じるねじのカジリ、(2)タッピンねじ等の締め付けに際して発生するワークと下穴の不具合により着座前にトルクアップしてしまうねじ浮きを、それぞれ確認することができる。これらのトラブルは、ねじ締めの開始より、ねじの長さ寸法の半分くらいの間に起生するものである。そして、これらの状況をクリアして、ねじ着座後の規定のねじ締めトルクに達するまでに、(3)ビットの摩耗等によりカムアウトが発生して規定のねじ締めトルクに達成することができない場合、(4)下穴の摩損によるねじの締結不良等、負荷電流によるトルクアップ信号の検出と電動モータの回転量の確認により、前記のようなねじ締め作業の四大トラブルを、それぞれ熟練を必要とすることなく、容易かつ確実に検出することができるという、優れた作用効果が得られるものである。 According to the automatic screw tightening control and management system according to the present invention, the rotation amount of the electric motor from the start of screw tightening to a required screw hole until the screw is seated in a predetermined screw tightening operation using various screws or the like. If it is possible to confirm up to about 50% at the time of detection, it is possible to confirm and solve half of the trouble that causes screw tightening failure that occurs in the screw tightening operation. In other words, it is called the four major troubles of screw tightening work, (1) screw galling generated at the entrance by oblique tightening of the screw to the pilot hole, and (2) work and pilot hole generated when tightening the tapping screw etc. It is possible to confirm each of the screw floats that torque up before sitting due to a problem. These troubles occur during about half the length of the screw from the start of screw tightening. And, when these conditions are cleared and the prescribed screw tightening torque after screw seating is reached, (3) When the camout occurs due to bit wear or the like and the prescribed screw tightening torque cannot be achieved, (4) By detecting the torque-up signal due to load current and confirming the amount of rotation of the electric motor, such as screw fastening failure due to wear of the pilot hole, the above four major troubles of screw tightening work require skill respectively. Therefore, it is possible to obtain an excellent effect that detection can be performed easily and reliably.
特に、本考案に係る自動ねじ締め制御および管理システムによれば、所要のねじ締め作業において、電動ドライバーによる電動モータの回転量を、負荷電流によるトルクアップ信号の適正な検出をすることにより、適正なねじ締め完了(ねじの着座)状態を容易かつ確実に判定して、多数の連続ねじ締めを行うねじの本数との関係において、それぞれのねじ締め状態を記録ないし表示することができる。また、それぞれのねじ締め作業における負荷電流によるトルクアップ検出時点に至るまで、電動モータの負荷電流の時系列データないし負荷電流パターンを検出記録し、これを予め設定される負荷電流の時系列データないし負荷電流パターンと比較することにより、それぞれねじ締めを完了(着座)したねじのねじ締め状態の極めて正確な相関関係を以って確認することができるため、前記電動モータの回転量の検出と共に電動モータの負荷電流値をそれぞれ組合せて検出記録ないし表示するように設定することにより、各種のねじ締め作業を行う生産ラインおよびそれらのネットワークにおける生産管理システムの構築を容易に実現することが可能となる。 In particular, according to the automatic screw tightening control and management system according to the present invention, in the required screw tightening operation, the rotation amount of the electric motor by the electric screwdriver is properly detected by detecting the torque up signal due to the load current. It is possible to easily and reliably determine the state of complete screw tightening (screw seating), and record or display the respective screw tightening states in relation to the number of screws to be subjected to many continuous screw tightening. In addition, the time series data or load current pattern of the load current of the electric motor is detected and recorded until reaching the point of time when the torque increase due to the load current in each screw tightening operation is reached. By comparing with the load current pattern, it is possible to confirm with an extremely accurate correlation between the screw tightening states of the respective screws that have been tightened (sitting). By setting the load current values of the motors to be combined with detection recording or display, it becomes possible to easily construct a production line that performs various screw tightening operations and a production management system in those networks. .
以上、本考案の好適な実施態様として、通常のねじ穴を設けた対象物に通常のねじを使用してねじ締め制御を行う場合について説明したが、このような実施態様に限定されることなく、例えばタッピンねじやドリルねじを使用するねじ締め制御および管理あるいはタップによるねじ加工等においても、同様に適用することができる。 As described above, as a preferred embodiment of the present invention, the case where the screw tightening control is performed using the normal screw on the object provided with the normal screw hole has been described. However, the present invention is not limited to such an embodiment. For example, the present invention can be similarly applied to screw tightening control and management using a tapping screw or a drill screw, or tapping threading.
10A、10B、10C 電動ドライバー
12 電動モータ 13 駆動スイッチ
14 スイッチ操作部材 16 減速機構
18 着座状態検出機構 19 着座検出手段
20 ドライバービット 22 電動モータ制御回路
24 回転量検出手段 25 第1のエンコーダ(回転量検出手段)
26 負荷電流検出手段 29 第2のエンコーダ(回転量検出手段)
30 制御部 32 CPU
40 表示器
S13 駆動スイッチ操作信号 S19 着座状態検出信号
S22a モータ駆動制御信号 S22b モータ停止制御信号
S24 回転量検出信号 S25 エンコーダ検出信号
S26 負荷電流検出信号 S29 エンコーダ検出信号
S40 ねじ締め状態判定信号
FL50a〜c 工場/生産ライン CU60a〜c 制御装置
61 CPU 62 RAM
63 伝送制御部 64 ねじ締め良否判定制御部
65 記憶装置
MTU70a〜c 管理端末 71 ねじ締め作業内容
72 負荷電流設定・変更 73 目標回転量設定・変更
74 ねじ締め本数設定・変更
NW80 通信ネットワーク
SV90 中央管理センタ(サーバ)
101 外部ケーシング 102 遊星ギヤ
103 インターナルギヤ 104 回転円板
105 駆動軸 106 軸受
107 切欠部 108 カム部材
108a 傾斜面 109 段部
109a 切除部 110 鋼球
111 孔部 112 フランジ付きスリーブ
112a フランジ部 113 ボス部
114 スプリング 115 キャップ
Im 負荷電流設定値 Ix 負荷電流検出値
I・DPm 負荷電流の時系列データ・パターン設定値
I・DPx 負荷電流の時系列データ・パターン検出値
Rm±α 目標回転量(許容範囲を含む)
Rx 回転量検出値 Rn トルクアップ時点の回転量検出値
SNm ねじ締め設定本数 SNx ねじ締め検出本数
SNn 適正判定されたねじ締め本数
t0 ねじ締め開始時点 tm トルクアップ検出時点
ts 着座検出時点10A, 10B,
26 Load current detection means 29 Second encoder (rotation amount detection means)
30
40 Display S13 Drive switch operation signal S19 Seating state detection signal S22a Motor drive control signal S22b Motor stop control signal S24 Rotation amount detection signal S25 Encoder detection signal S26 Load current detection signal S29 Encoder detection signal S40 Screw tightening state determination signal FL50a-c Factory / Production line CU60a-
63
DESCRIPTION OF
Rx Rotation amount detection value Rn Rotation amount detection value at the time of torque up SNm Screw tightening set number SNx Screw tightening detection number SNn Screw tightening number t0 determined to be appropriate Screw tightening start time tm Torque up detection time point ts Seating detection time point
前記目標を達成するため、本考案の請求項1に記載の自動ねじ締め制御および管理システムは、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記電動モータにおいて前記ドライバービットに付与される反力としての負荷トルクに基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出すると共に前記負荷電流が予め設定された設定値に達した際に所定のトルクアップ検出信号を出力する負荷電流検出手段と、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、をそれぞれ設けた電動ドライバーからなり、
前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記負荷電流検出手段に対し前記トルクアップ検出信号を出力する負荷電流設定値を所要の通信制御手段により可変に設定し、
ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴うトルクアップ検出時点までの負荷電流値を前記負荷電流検出手段により検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された前記負荷電流値を予め設定した負荷電流値と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする。In order to achieve the above target, an automatic screw tightening control and management system according to
In a predetermined screw tightening operation by the electric screwdriver, a load current setting value for outputting the torque-up detection signal to the load current detection means is variably set by a required communication control means,
The load current value from the start time of screw tightening to the time of torque increase detection upon completion of screw tightening is detected by the load current detecting means, and the load current value detected at the time of torque increase detection is set in advance. A control unit configured to determine whether the screw tightening state is good or bad by comparing with the value is provided.
本考案の請求項2に記載の自動ねじ締め制御および管理システムは、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記電動モータにおいて前記ドライバービットに付与される反力としての負荷トルクに基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出すると共に前記負荷電流が予め設定された設定値に達した際に所定のトルクアップ検出信号を出力する負荷電流検出手段と、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段と、をそれぞれ設けた電動ドライバーからなり、
前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記負荷電流検出手段に対し前記トルクアップ検出信号を出力する負荷電流設定値を可変に設定し、
ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴うトルクアップ検出時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を予め設定した許容範囲を含む目標回転量と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする。An automatic screw tightening control and management system according to
In a predetermined screw tightening operation by the electric screwdriver, a load current setting value for outputting the torque-up detection signal to the load current detection means is variably set,
Sequentially detected by the rotation amount detection means for rotation of the electric motor from the beginning of the screwing up the torque-up detection time associated with completion of the screw tightening, a preset rotation amount detected in the torque-up detection time allowed A control unit configured to determine whether the screw tightening state is good or bad by comparing with a target rotation amount including a range is provided.
本考案の請求項3に記載の自動ねじ締め制御および管理システムは、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記電動モータにおいて前記ドライバービットに付与される反力としての負荷トルクに基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出すると共に前記負荷電流が予め設定された設定値に達した際に所定のトルクアップ検出信号を出力する負荷電流検出手段と、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段と、をそれぞれ設けた電動ドライバーからなり、
前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記負荷電流検出手段に対し前記トルクアップ検出信号を出力する負荷電流設定値を可変に設定し、
ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴うトルクアップ検出時点までの負荷電流値を前記負荷電流検出手段により検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された前記負荷電流値を予め設定した負荷電流値と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定すると共に、
さらにねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記負荷電流検出手段によるトルクアップ検出時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を予め設定した許容範囲を含む目標回転量と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする。An automatic screw tightening control and management system according to
In a predetermined screw tightening operation by the electric screwdriver, a load current setting value for outputting the torque-up detection signal to the load current detection means is variably set,
The load current value from the start time of screw tightening to the time of torque increase detection upon completion of screw tightening is detected by the load current detecting means, and the load current value detected at the time of torque increase detection is set in advance. By setting to determine whether the screw tightening state is good or bad by comparing with the value,
Further, the rotation amount of the electric motor from the start time of screw tightening to the time of torque increase detection by the load current detection means upon completion of screw tightening is sequentially detected by the rotation amount detection means and detected at the time of torque increase detection. A control unit configured to determine whether or not the screw tightening state is good by comparing the rotation amount with a target rotation amount including a preset allowable range is provided.
本考案の請求項4に記載の自動ねじ締め制御および管理システムは、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記電動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記電動モータにおいて前記ドライバービットに付与される反力としての負荷トルクに基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出すると共に前記負荷電流が予め設定された設定値に達した際に所定のトルクアップ検出信号を出力する負荷電流検出手段と、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段と、をそれぞれ設けた電動ドライバーからなり、
前記負荷電流検出手段に対し前記トルクアップ検出信号を出力する負荷電流設定値を可変に設定可能とすると共に、前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記ドライバービットに付与される反力としての負荷トルクに基づいて、ねじの取付け対象物に対する着座状態を検出可能に設定し、
前記着座状態の検出時点から電動モータを低速回転駆動に切換えてねじ締めを行うと共に、前記負荷電流検出手段において検出する負荷電流値に基づいてトルクアップ状態を検出するように設定し、
さらにねじ締めの開始時点から前記トルクアップ状態の検出時点までのねじ締めの完了に伴う電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を予め設定した許容範囲を含む目標回転量と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする。An automatic screw tightening control and management system according to
As a reaction force applied to the driver bit in a predetermined screw tightening operation by the electric screwdriver, it is possible to variably set a load current set value for outputting the torque-up detection signal to the load current detecting means . Based on the load torque , set the seating state for the screw mounting object to be detectable,
The electric motor is switched to low-speed rotation drive from the time of detection of the seating state and screwed, and set to detect the torque-up state based on the load current value detected by the load current detection means,
Furthermore, the rotation amount of the electric motor accompanying the completion of screw tightening from the start time of screw tightening to the detection time of the torque-up state is sequentially detected by the rotation amount detection means, and the rotation amount detected at the torque-up detection time is detected. A control unit configured to determine whether the screw tightening state is good or bad by comparing with a target rotation amount including a preset allowable range is provided.
本考案の請求項5に記載の自動ねじ締め制御および管理システムは、前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記ドライバービットに付与される反力としての負荷トルクに基づいて、ねじの取付け対象物に対する着座状態を検出可能とする設定は、電動モータの出力軸に結合される遊星ギヤとインターナルギヤとからなる減速機構において、前記着座状態の際に発生する前記反力を機械的に吸収する動作と相俟って検出する構成とすることを特徴とする。The automatic screw tightening control and management system according to
本考案の請求項6に記載の自動ねじ締め制御および管理システムは、前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を予め設定した許容範囲を含む目標回転量と比較する場合において、前記許容範囲を含む目標回転量は、所定のねじ締め作業における最初の適正なねじ締め作業における、ねじ締めの開始時点から前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を、許容範囲を含む目標回転量として前記制御部に設定することを特徴とする。The automatic screw tightening control and management system according to
本考案の請求項7に記載の自動ねじ締め制御および管理システムは、前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を予め設定した許容範囲を含む目標回転量と比較する場合において、前記許容範囲を含む目標回転量は、所定のねじ締め作業における最初の適正な複数回のねじ締め作業における、ねじ締めの開始時点から前記トルクアップ検出時点に検出された回転量の平均値を、許容範囲を含む目標回転量として前記制御部に設定することを特徴とする。The automatic screw tightening control and management system according to
Claims (10)
前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記負荷電流検出手段に対し前記トルクアップ検出信号を出力する負荷電流設定値を所要の通信制御手段により可変に設定し、
ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴うトルクアップ検出時点までの負荷電流値を前記負荷電流検出手段により検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された前記負荷電流値を予め設定した負荷電流値と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする自動ねじ締め制御および管理システム。An electric motor, a drive switch for driving the electric motor, a driver bit coupled to a drive output shaft of the electric motor via a speed reduction mechanism, and a switch operating member for operating the drive switch; In the electric motor, a load current obtained in the electric motor based on a load torque (reaction force) applied to the driver bit is detected, and a predetermined torque-up detection signal is detected when the load current reaches a preset set value. And an electric motor provided with a load current detecting means for outputting and an electric motor control circuit for controlling driving and stopping of the electric motor,
In a predetermined screw tightening operation by the electric screwdriver, a load current setting value for outputting the torque-up detection signal to the load current detection means is variably set by a required communication control means,
The load current value from the start time of screw tightening to the time of torque increase detection upon completion of screw tightening is detected by the load current detecting means, and the load current value detected at the time of torque increase detection is set in advance. An automatic screw tightening control and management system comprising a control unit configured to determine whether the screw tightening state is good or bad by comparing with a value.
前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記負荷電流検出手段に対し前記トルクアップ検出信号を出力する負荷電流設定値を可変に設定し、
ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴うトルクアップ検出時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を予め設定した目標回転量(許容範囲を含む)と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする自動ねじ締め制御および管理システム。An electric motor, a drive switch for driving the electric motor, a driver bit coupled to a drive output shaft of the electric motor via a speed reduction mechanism, and a switch operating member for operating the drive switch; In the electric motor, a load current obtained in the electric motor based on a load torque (reaction force) applied to the driver bit is detected, and a predetermined torque-up detection signal is detected when the load current reaches a preset set value. An electric driver provided with load current detection means for outputting, an electric motor control circuit for controlling driving and stopping of the electric motor, and a rotation amount detection means for detecting the rotation amount of the electric motor,
In a predetermined screw tightening operation by the electric screwdriver, a load current setting value for outputting the torque-up detection signal to the load current detection means is variably set,
The rotation amount detection means sequentially detects the rotation amount of the electric motor from the start time of screw tightening to the time of torque increase detection accompanying the completion of screw tightening, and the rotation amount detected at the time of torque increase detection is set in advance. An automatic screw tightening control and management system comprising a control unit set to determine whether or not a screw tightening state is good by comparing with a rotation amount (including an allowable range).
前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記負荷電流検出手段に対し前記トルクアップ検出信号を出力する負荷電流設定値を可変に設定し、
ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴うトルクアップ検出時点までの負荷電流値を前記負荷電流検出手段により検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された前記負荷電流値を予め設定した負荷電流値と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定すると共に、
さらにねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記負荷電流検出手段によるトルクアップ検出時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を予め設定した目標回転量(許容範囲を含む)と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする自動ねじ締め制御および管理システム。An electric motor, a drive switch for driving the electric motor, a driver bit coupled to a drive output shaft of the electric motor via a speed reduction mechanism, and a switch operating member for operating the drive switch; In the electric motor, a load current obtained in the electric motor based on a load torque (reaction force) applied to the driver bit is detected, and a predetermined torque-up detection signal is detected when the load current reaches a preset set value. An electric driver provided with load current detection means for outputting, an electric motor control circuit for controlling driving and stopping of the electric motor, and a rotation amount detection means for detecting the rotation amount of the electric motor,
In a predetermined screw tightening operation by the electric screwdriver, a load current setting value for outputting the torque-up detection signal to the load current detection means is variably set,
The load current value from the start time of screw tightening to the time of torque increase detection upon completion of screw tightening is detected by the load current detecting means, and the load current value detected at the time of torque increase detection is set in advance. By setting to determine whether the screw tightening state is good or bad by comparing with the value,
Further, the rotation amount of the electric motor from the start time of screw tightening to the time of torque increase detection by the load current detection means upon completion of screw tightening is sequentially detected by the rotation amount detection means and detected at the time of torque increase detection. Automatic screw tightening control and management characterized by providing a control unit configured to determine whether the screw tightening state is good or bad by comparing the rotation amount with a preset target rotation amount (including an allowable range) system.
前記負荷電流検出手段に対し前記トルクアップ検出信号を出力する負荷電流設定値を可変に設定可能とすると共に、前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、前記ドライバービットに付与される負荷トルク(反力)に基づいて、ねじの取付け対象物に対する着座状態を検出可能に設定し、
前記着座状態の検出時点から電動モータを低速回転駆動に切換えてねじ締めを行うと共に、前記負荷電流検出手段において検出する負荷電流値に基づいてトルクアップ状態を検出するように設定し、
さらにねじ締めの開始時点から前記トルクアップ状態の検出時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記トルクアップ検出時点に検出された回転量を予め設定した目標回転量(許容範囲を含む)と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする自動ねじ締め制御および管理システム。An electric motor, a drive switch for driving the electric motor, a driver bit coupled to a drive output shaft of the electric motor via a speed reduction mechanism, and a switch operating member for operating the drive switch; In the electric motor, a load current obtained in the electric motor based on a load torque (reaction force) applied to the driver bit is detected, and a predetermined torque-up detection signal is detected when the load current reaches a preset set value. An electric driver provided with load current detection means for outputting, an electric motor control circuit for controlling driving and stopping of the electric motor, and a rotation amount detection means for detecting the rotation amount of the electric motor,
The load current setting value for outputting the torque-up detection signal to the load current detection means can be set variably, and the load torque (reverse force) applied to the driver bit in a predetermined screw tightening operation by the electric screwdriver. Based on the force), the seating state of the screw to be mounted is set to be detectable,
The electric motor is switched to low-speed rotation drive from the time of detection of the seating state and screwed, and set to detect the torque-up state based on the load current value detected by the load current detection means,
Further, the rotation amount of the electric motor from the start time of screw tightening to the detection time of the torque-up state is sequentially detected by the rotation amount detection means, and the rotation amount detected at the torque-up detection time is set in advance as a target rotation amount. An automatic screw tightening control and management system comprising a control unit set to determine whether the screw tightening state is good or bad by comparing with (including an allowable range).
前記いずれかの生産ラインにおける各電動ドライバーによる所定のねじ締め作業を行う場合において、前記生産ラインに対応する管理端末の指令に基づいて、通信ネットワークを介して中央管理センタと前記生産ラインに設けた制御装置との間で通信制御を行い、前記生産ラインに設定される各電動ドライバーの前記負荷電流検出手段に対して、前記トルクアップ検出信号を出力するための負荷電流設定値を、可変に設定するように構成することを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の自動ねじ締め制御および管理システム。A production line for assembling required products using the electric screwdrivers composed of a plurality of units is combined with a communication terminal connected to a central management center together with a management terminal via a control device,
When performing predetermined screw tightening work by each electric screwdriver in any one of the production lines, it is provided in a central management center and the production line via a communication network based on a command of a management terminal corresponding to the production line Performs communication control with the control device, and variably sets the load current setting value for outputting the torque-up detection signal to the load current detection means of each electric driver set in the production line The automatic screw tightening control and management system according to claim 1, wherein the automatic screw tightening control and management system is configured as described above.
Applications Claiming Priority (2)
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