JP3998614B2 - ねじ締め忘れ防止装置 - Google Patents
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Description
また、多品種少量生産やセル生産、屋台生産等の生産方式では、組み立てる製品に合わせて組立順序や組立工程の変更が頻繁に行われており、その都度、シーケンス制御装置の設定を変更しなければならないことは多大な労力を必要としている。
本発明の目的は、電動ドライバを用いてねじ締めを行って製品を組み立てる際に、母材に取り付けられる被締結部品の付け忘れや間違いをなくし、確実に組立作業を行えるとともに、外部のシーケンス制御装置を用いることなく、作業者が手順通りの組立作業を行うことができ、しかも、手順変更及び工程変更等により電動ドライバの種類及び使用台数が変更されても、柔軟かつ確実に対処することができる、安価なねじ締め忘れ防止装置を提供することである。
ワークに取り付けるべき1又は複数の部品を設定するための第1の設定手段と、
ワークに部品を取り付ける際に必要なねじ締めの点数を設定するための第2の設定手段と、
ねじが締め付けられる度に発生される信号を検出することによって、ねじ締めの残存点数を計算する第1の計算手段と、
部品が実際に取り出される度に発生される信号を検出することにより、どの部品が実際に取り出されたかを判定する第1の判定手段と、
第1の設定手段によって設定された部品がすべて取り出されたかを判定し、かつ、第1の計算手段によって得られたねじ締めの残存点数を判定して、部品がすべて取り出されかつねじ締めの残存点数がゼロであると判定した場合に、ねじ締め付け作業の完了を示す完了信号を出力する第2の判定手段と
からなることを特徴とするねじ締め忘れ防止装置を提供する。
また、第2の判定手段が部品がすべて取り出されかつねじ締めの残存点数がゼロであると判定した場合に、電動ドライバの電源をオフにするための制御信号を出力する手段を備えていることが好ましい。
ワークに取り付けるべき1又は複数の部品の点数を設定するための第1の設定手段と、
ワークに部品を取り付ける際に必要なねじ締めの点数を設定するための第2の設定手段と、
部品が実際に取り出される度に発生される信号を検出することにより、部品の残存点数を計算する第1の計算手段と、
ねじが締め付けられる度に発生される信号を検出することによって、ねじ締めの残存点数を計算する第2の計算手段と、
第1及び第2の計算手段によって得られた部品の残存点数及びねじ締めの残存点数を監視して、これらが共にゼロであると判定した場合に、ねじ締め付け作業の完了を示す完了信号を出力する第1の判定手段と
からなることを特徴とするねじ締め忘れ防止装置を提供する。
ワークに部品を取り付ける際に必要なねじ締めの点数を設定するための第1の設定手段と、
ねじが締め付けられる度に発生される信号を検出することによって、ねじ締めの残存点数を計算する第1の計算手段と、
第1の計算手段によって得られたねじ締めの残存点数を監視して、該残存点数がゼロであると判定した場合に、ねじ締め付け作業の完了を示す完了信号を出力する第1の判定手段と、
ねじ締め忘れ防止装置を複数従属接続して使用した場合に、前段のねじ締め忘れ防止装置から完了信号が出力されない限り、自身の少なくとも第1の計算手段が動作しないようにする手段と
からなることを特徴とするねじ締め忘れ防止装置を提供する。
また、第3の本発明に係るねじ締め忘れ防止装置において、ねじ締め忘れ防止装置を複数従属接続して使用した場合に、全てのねじ締め忘れ防止装置における締め付け作業が完了したことを表すための全締付完了信号を出力するための手段と、最終段のねじ締め忘れ防止装置が全締付完了信号を出力した場合にのみ、自身の出力した完了信号をオフにする手段とを備えていることが好ましい。この場合、第3の判定手段を備えているねじ締め忘れ防止装置においては、さらに、ねじ締め忘れ防止装置を単体で使用した場合に、第3の判定手段によりワークが作業位置に配置されていると判定したとき、自身の少なくとも第1の計算手段が動作可能となるようにする手段と、全締付完了信号を受信する手段であって、ねじ締め忘れ防止装置を単体で使用した場合に、常に全締付完了信号を受信した場合と同一の出力を発生する全締付完了信号受信手段と、ねじ締め忘れ防止装置が完了信号を出力した後に、全締付完了信号受信手段の出力を判定して、全締付完了信号が入力しているか否かを判定する判定手段とを備えていることが好ましい。このとき、全締付完了信号受信手段は、ねじ締め忘れ防止装置を複数従属接続した場合には、全締付完了信号を受信したときにのみ非導通となり、ねじ締め忘れ防止装置を単体で使用した場合には、常時非導通となるフォトカプラであることが好ましい。
また、トータルのねじ点数を1つのねじ締め忘れ防止装置に設定する場合は、すべての作業が終わってからでないと良否が判断できないが、本発明においては、従属接続される複数のねじ締め忘れ防止装置にねじ点数が適宜分散設定されるので、1つのねじ締め忘れ防止装置に関する作業が終了する度に、作業の良否判定を出力することができる。したがって、不良箇所を特定することが容易であり、ひいては、不良箇所の修正も容易である。
さらにまた、ねじ締め忘れ防止装置は、単体として使用可能であるとともに、従属接続の台数に制限がないことから、イニシャルコスト及び時間の節約に多大な効果があり、さらには、導入後の生産工程の変更等にも柔軟に対処することが可能であるため、ランニングコスト及び時間の点からも効果がある。
したがって、製品の生産コスト削減に大きく貢献することができる。
入力信号
・ワーク検出センサからの、ワークがセットされたか否かを示すWORK信号(なお、後述するように、複数のねじ締め忘れ防止装置を従属接続した場合には、初段以外のねじ締め忘れ防止装置においては、WORK信号の代わりに、前段のねじ締め忘れ防止装置からのOK信号が入力される。)
・部品取り出し検出センサからの、部品A、部品B、部品Cの取り出しをそれぞれ示すPART(A)、PART(B)信号、及びPART(C)信号
・電動ドライバ200からの回転を示す回転信号
・電動ドライバ200からの、トルクアップによりねじの締め付け完了状態を示すTORQUE_UP信号
・複数のねじ締め忘れ防止装置を従属接続した場合に、最終段以外のねじ締め忘れ防止装置が、最終段のねじ締め忘れ防止装置から受け取る、締め付け完了を示す全締付完了信号
出力信号
・ねじ締め付けが正常に完了したことを示すOK信号
・ワークが作業途中で取り出されたことを示すNG信号
・複数のねじ締め忘れ防止装置を従属接続した場合に、最終段となったねじ締め忘れ防止装置が、他のねじ締め忘れ防止装置に出力する、締め付け完了を示す全締付完了信号
なお、ねじ締め忘れ防止装置100を単体として用いる場合は、全締付完了信号用トランジスタを具備させる必要がない。したがって、ステップS2(及び、後述するステップS24)は不要であるが、この実施形態においては、複数従属接続して使用可能なねじ締め忘れ防止装置を、単体で使用する場合について説明する。
すなわち、この実施の形態では、CPU10は、部品取り出し検出センサが接続される可能性がある全ての入力ポート、すなわちPART(A)、PART(B)及びPART(C)信号を監視し、設定された部品A及びB以外の部品Cが取り出された場合にも、警告を発生する。これにより、設定された部品以外の取り出し間違いを防止することができる。
すなわち、まず、ステップS14において、電動ドライバ200が回転しているか否かを判定する。電動ドライバ200が回転していない場合は、ステップS6に戻り、一方、回転している場合は処理がステップS15に進んで、ねじ締め予測タイマをスタートさせる。このねじ締め予測タイマのタイムアップ時間は、ステップS1において、ねじの長さに応じて予め設定されている。その後、ステップS16において、再度電動ドライバ200が回転しているか否かを判定する。これは、ねじ締め作業の途中で一時中断したり、ねじが噛み込んでねじが浮いているのを検出するためである。電動ドライバ200が回転していない場合は、ステップS6に戻る。
なお、上記説明においては、部品及びねじの取付毎に残存点数から1減算して、ゼロになったかどうかを判定するよう構成されているが、このようにする代わりに、使用済みの点数を累算して、その値が設定値に達したか否かを判定するよう構成してもよい。
ねじ、部品A及び部品B全ての残存点数がゼロとなった場合、ステップS21から図5のステップS22に進んで、電動ドライバ200への電源供給をオフさせるよう、電源供給部60に電源OFF信号を供給し、そして、ステップS23において、ねじ締め付けが首尾よく完了したことを表すOK信号を出力する。このねじ締め付けの完了も、表示部30に表示される。作業員は、表示部30におけるねじ締め付けの完了表示をみて、ねじ締め忘れ防止装置100に接続された電動ドライバ200でのねじ締め付け動作が完了したことを知ることができる。これにより、作業員は、ワークをワークステーションから取り出す。また、ステップS24において、全締付完了信号を出力するが、この例においてはねじ締め忘れ防止装置100を単体で使用する場合であるので、実際には、全締付完了信号は外部に出力されることはない。すなわち、後述するように、ねじ締め忘れ防止装置100を単体で使用する場合には、全締付完了信号が入力されている状態にあるので、ステップS25からステップS26に進む。そして、ワークがリリースされているので、さらにステップS27に移行し、OK信号の出力をオフにする。
なお、この例においては、部品を取り出したことを示すPART( )信号が各ねじ締め忘れ防止装置に入力されていないが、このようなPART( )信号が入力される場合であってもよいことは勿論である。なお、PART( )信号が入力されない場合、図3のステップS9〜S13の部品に関連する処理ステップが不要であるとともに、図4のステップS21における部品に関連する判定式も不要である。
また、ねじ締め忘れ防止装置それぞれに別個の電動ドライバを接続する代わりに、幾つか又は全部のねじ締め忘れ防止装置に同一の電動ドライバを接続してもよい。
一方、ステップS25において、全締付完了信号が入力されていないと判定した場合、すなわち、フォトカプラFCのフォトトランジスタが導通の場合、ステップS28に進んで、ワークがリリースされたかどうかを判定し、リリースされている場合には、ステップS29においてOK信号の出力をオフにし、リリースされていない場合には、ステップS30においてON信号を出力し、いずれの場合も、ステップS25に戻る。なお、ワークがリリースされた場合、ステップS29においてOK信号をオフするが、その後、ステップS25を介してステップS28に戻ったときに、ワークが再度載置されている場合がある。このような場合に対処して、一旦オフされたOK信号を、ステップS30において再度オンにする。
同様にして、最終段の装置nにおいて、設定されたねじ締め付け作業が適切に実行されると、該装置nはOK信号を出力する。これにより、設定されたすべてのねじ締め付け作業が完了することになる。その後、装置nは、ステップS24において、全締付完了信号を出力する。該信号は、装置nの全締付完了信号出力用トランジスタTrをオフさせることによって出力され、他の装置1〜装置n−1に伝達される。これにより、これら他の装置1〜装置n−1のフォトトランジスタがオフ状態となり、各装置は、図5のステップS25において、全締付完了信号が入力されたと判定する。この状態で、作業者は、ワークをワークステーションから取り外す。
これにより、各装置1〜nは、ステップS26において、ワークがリリースされたと判定し、ステップS27において、OK信号の出力をオフにする。
Claims (16)
- ワークに部品をねじ締めする際のねじ締め忘れを防止するための装置で、単体及び外部に制御機器を用いることなく複数従属接続して使用可能で、従属接続させた場合に従属接続の任意の段として接続可能なねじ締め忘れ防止装置であって、
ワークに部品を取り付ける際に必要なねじ締めの点数を設定するための第1の設定手段と、
ねじが締め付けられる度に発生される信号を検出することによって、ねじ締めの残存点数を計算する第1の計算手段と、
第1の計算手段によって得られたねじ締めの残存点数を監視して、該残存点数がゼロであると判定した場合に、ねじ締め付け作業の完了を示す完了信号を出力する第1の判定手段と、
ねじ締め忘れ防止装置を複数従属接続して使用した場合に、前段のねじ締め忘れ防止装置から完了信号が出力されない限り、自身の少なくとも第1の計算手段が動作しないようにする手段と
からなることを特徴とするねじ締め忘れ防止装置。 - 請求項1記載のねじ締め忘れ防止装置において、ねじ締め忘れ防止装置はさらに、
第1の判定手段がねじ締め残存点数がゼロであると判定した場合に、使用した電動ドライバの電源をオフにするための制御信号を出力する電源オフ信号出力手段
を備えていることを特徴とするねじ締め忘れ防止装置。 - 請求項1又は2記載のねじ締め忘れを防止装置において、ねじ締め忘れ防止装置はさらに、
ワークに取り付けるべき1又は複数の部品を設定するための第2の設定手段と、
部品が実際に取り出される度に発生される信号を検出することにより、どの部品が実際に取り出されたかを判定する第2の判定手段と
を備え、
第1の判定手段は、第2の設定手段によって設定された部品がすべて取り出されたかを判定し、かつ、第1の計算手段によって得られたねじ締めの残存点数を判定して、部品がすべて取り出されかつねじ締めの残存点数がゼロであると判定した場合に、ねじ締め付け作業の完了を示す完了信号を出力するよう構成されている
ことを特徴とするねじ締め忘れ防止装置。 - 請求項2に従属する請求項3記載のねじ締め忘れ防止装置において、電源オフ信号出力手段は、第1の判定手段が部品がすべて取り出されかつねじ締めの残存点数がゼロであると判定した場合に、電動ドライバの電源をオフにするための制御信号を出力するよう構成されていることを特徴とするねじ締め忘れ防止装置。
- 請求項1又は2記載のねじ締め忘れ防止装置において、ねじ締め忘れ防止装置は、さらに
ワークに部品を取り付けるべき1又は複数の部品の点数を設定するための第3の設定手段と、
部品が実際に取り出される度に発生される信号を検出することにより、部品の残存点数を計算する第2の計算手段と
を備え、
第1の判定手段は、第1及び第2の計算手段によって得られたねじ締めの残存点数及び部品の残存点数を監視して、これらが共にゼロであると判定した場合に、ねじ締め付け作業の完了を示す完了信号を出力するよう構成されている
ことを特徴とするねじ締め忘れ防止装置。 - 請求項2に従属する請求項5記載のねじ締め忘れ防止装置において、電源オフ信号出力手段は、第1の判定手段がねじ締め残存点数及び部品残存点数の双方がともにゼロであると判定した場合に、使用した電動ドライバの電源をオフにするための制御信号を出力するよう構成されていることを特徴とするねじ締め忘れ防止装置。
- 請求項1〜6いずれかに記載のねじ締め忘れ防止装置において、ねじ締め忘れ防止装置はさらに、
ワークが作業位置に配置されているか否かを判定する第3の判定手段
を備えていることを特徴とするねじ締め忘れ防止装置。 - 請求項7記載のねじ締め忘れ防止装置において、ねじ締め忘れ防止装置はさらに、
第1の設定手段によりねじ締めの点数が設定され、かつ、第3の判定手段によりワークが作業位置に配置されていると判定された場合に、使用する電動ドライバの電源をオンにするための制御信号を出力する電源オン信号出力手段
を備えていることを特徴とするねじ締め忘れ防止装置。 - 請求項3又は4に従属する請求項7記載のねじ締め忘れ装置において、ねじ締め忘れ防止装置はさらに、
第1及び第2の設定手段によりねじ締め点数及び部品が設定され、かつ、第3の判定手段によりワークが作業位置に配置されていると判定された場合に、電動ドライバの電源をオンにするための制御信号を出力する電源オン信号出力手段
を備えていることを特徴とするねじ締め忘れ防止装置。 - 請求項5又は6に従属する請求項7記載のねじ締め忘れ防止装置において、ねじ締め忘れ防止装置はさらに、
第1及び第3の設定手段によりねじ締め点数及び部品点数が設定され、かつ、第3の判定手段によりワークが作業位置に配置されていると判定された場合に、使用する電動ドライバの電源をオンにするための制御信号を出力する電源オン信号出力手段と
を備えていることを特徴とするねじ締め忘れ防止装置。 - 請求項7〜10いずれかに記載のねじ締め忘れ防止装置において、ねじ締め忘れ防止装置はさらに、
ねじ締め忘れ防止装置を複数従属接続して使用して最初の段となった場合であって、第3の判定手段によりワークが作業位置に配置されていると判定された場合に、自身の少なくとも第1の計算手段が動作するようにする手段
を備えていることを特徴とするねじ締め忘れ防止装置。 - 請求項1〜11いずれかに記載のねじ締め忘れ防止装置において、ねじ締め忘れ防止装置はさらに、ねじ締め忘れ防止装置を複数従属接続して使用した場合に、
全てのねじ締め忘れ防止装置における締め付け作業が完了したことを表すための全締付完了信号を出力するための手段
を
備えていることを特徴とするねじ締め忘れ防止装置。 - 請求項12に記載のねじ締め忘れ防止装置において、ねじ締め忘れ防止装置はさらに、
最終段のねじ締め忘れ防止装置が全締付完了信号を出力した場合にのみ、自身の出力した完了信号をオフにする手段
を備えていることを特徴とするねじ締め忘れ防止装置。 - 請求項7〜11のいずれかに従属する請求項12又は13記載のねじ締め忘れ防止装置において、ねじ締め忘れ防止装置はさらに、
全締付完了信号を受信する手段であって、ねじ締め忘れ防止装置を単体で使用した場合に、常に全締付完了信号を受信した場合と同一の出力を発生する全締付完了信号受信手段と、
ねじ締め忘れ防止装置が完了信号を出力した後に、全締付完了信号受信手段の出力を判定して、全締付完了信号が入力しているか否かを判定する判定手段と
を備えていることを特徴とするねじ締め忘れ防止装置。 - 請求項14に記載のねじ締め忘れ防止装置において、
ねじ締め忘れ防止装置を単体で使用した場合に、第3の判定手段によりワークが作業位置に配置されていると判定したとき、自身の少なくとも第1の計算手段が動作可能となるようにする手段
を備えていることを特徴とするねじ締め忘れ防止装置。 - 請求項14又は15記載のねじ締め忘れ防止装置において、全締付完了信号受信手段は、
ねじ締め忘れ防止装置を複数従属接続した場合には、全締付完了信号を受信したときにのみ非導通となり、ねじ締め忘れ防止装置を単体で使用した場合には、常時非導通となるフォトカプラである
ことを特徴とするねじ締め忘れ防止装置。
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