JP4481960B2 - Automatic screw tightening device - Google Patents

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Description

本発明は、ワークにねじを締付ける際にねじに付与する推力を制御する自動ねじ締め装置に関するものである。   The present invention relates to an automatic screw fastening device that controls a thrust applied to a screw when the screw is fastened to a workpiece.

従来、ワークにねじを締付ける場合に用いられる装置として、特許文献1に示すようなねじ締め装置が知られている。このねじ締め装置は、締付け用モータの駆動を受けて回転するドライバビットを備えたドライバツールを有し、このドライバツールは移動用サーボモータにより駆動されるボールねじ機構のナット部材と一体にドライバビット軸線方向に往復移動するように構成されたものである。このねじ締め装置では、ドライバビット先端にねじが係合した後、締付け用モータが駆動されてドライバビットが回転し、このドライバビットによりねじに回転が伝達され、当該ねじがワークに締付けられる。この間、移動用サーボモータの回転速度制御およびトルク制御が行われ、これら制御により締付け完了時にドライバツールがねじを押圧する力、所謂推力が任意に変更されるようになっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a screw fastening device as shown in Patent Document 1 is known as a device used when fastening a screw to a workpiece. This screw tightening device has a driver tool having a driver bit that rotates in response to the driving of a tightening motor, and this driver tool is integrated with a nut member of a ball screw mechanism driven by a moving servo motor. It is configured to reciprocate in the axial direction. In this screw tightening device, after the screw is engaged with the tip of the driver bit, the tightening motor is driven to rotate the driver bit, and the rotation is transmitted to the screw by the driver bit, and the screw is tightened to the workpiece. During this time, the rotational speed control and torque control of the moving servo motor are performed, and by these controls, the force with which the driver tool presses the screw upon completion of tightening, the so-called thrust, is arbitrarily changed.

特許第2894198号公報Japanese Patent No. 2894198

近年、各種の電気機器類をはじめとして、様々な機器において超小型化が進んでおり、これにともなって、それらの組立てに用いるねじのサイズも極小化が進んでいる。特に、小型化が著しいデジタル機器については、呼び径が1mm前後のねじが広く利用される状況となっている。こうした極小ねじを締付ける場合には、締付けトルクは勿論、推力も低いものが求められる。なぜなら、過剰な推力をかけると、めねじおよびおねじを破壊してしまったり、ねじ山同士の過剰摩擦により焼付きを起こしてしまったりするからである。このような極小ねじの締付けにおける適正な推力は、数十グラムから数百グラムである。しかし、上記従来のねじ締め装置においては、ドライバツールやボールねじ機構のナット部材などの質量に基づく推力以下の低い領域の推力をねじに与えることができない。したがって、極小ねじの締付けに必要な低い領域の推力の制御ができず、極小ねじの締付けに用いた場合には、ねじに過剰な推力を与え、上述のような問題によるねじ締め不良を発生させてしまう等の問題があった。   In recent years, various devices such as various electric devices have been miniaturized, and along with this, the size of screws used for assembling them has also been minimized. Especially for digital devices that are remarkably miniaturized, screws with a nominal diameter of around 1 mm are widely used. When tightening such an ultra-small screw, not only tightening torque but also low thrust is required. This is because if an excessive thrust is applied, the female screw and the male screw are destroyed, or seizure occurs due to excessive friction between the screw threads. The proper thrust for tightening such a microscrew is several tens to several hundreds of grams. However, in the above conventional screw tightening device, it is not possible to apply a thrust in a low region below a thrust based on the mass of a driver tool or a nut member of a ball screw mechanism to the screw. Therefore, the thrust in the low area required for tightening the micro screw cannot be controlled, and when used for tightening the micro screw, excessive thrust is applied to the screw, causing screw tightening failure due to the above problems. There was a problem such as.

本発明は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、極小ねじのように低推力下でのねじ締めを行う必要があるねじの締付け等において、正確な推力を付与して良好なねじ締めを行うことができる自動ねじ締め装置を提供することを目的とする。この目的を達成するために本発明は、締付け用回転駆動源によりドライバビットが回転するよう構成されたドライバツールと、このドライバツールと一体に移動する移動部を有する移動位置制御機構とを備え、移動位置制御機構は移動用回転駆動源の回転を受けて回転するねじ軸により移動部を昇降させる構成である自動ねじ締め装置であって、
前記ねじ軸に支持力用回転駆動源を連結し、この支持力用回転駆動源からねじ軸に移動部が上昇する方向の出力トルクを与えるように構成する一方、
前記移動用回転駆動源の上限トルクを支持力用回転駆動源の出力トルクよりも大きくしたことを特徴とするものである。
The present invention has been created in view of the above problems, and provides excellent screw tightening by applying an accurate thrust when tightening a screw that needs to be tightened under a low thrust, such as a micro screw. An object of the present invention is to provide an automatic screw tightening device capable of performing the above. In order to achieve this object, the present invention includes a driver tool configured to rotate a driver bit by a rotation driving source for tightening, and a moving position control mechanism having a moving unit that moves integrally with the driver tool, The moving position control mechanism is an automatic screw tightening device that is configured to raise and lower the moving unit by a screw shaft that rotates in response to the rotation of the moving rotational drive source,
While connecting a rotational drive source for supporting force to the screw shaft and providing an output torque in a direction in which the moving part rises from the rotational drive source for supporting force to the screw shaft,
The upper limit torque of the rotational drive source for movement is made larger than the output torque of the rotational drive source for supporting force.

また、本発明は上記目的を達成するために、ねじ軸をボールねじ軸とすることもできる。   In the present invention, in order to achieve the above object, the screw shaft can be a ball screw shaft.

本発明の自動ねじ締め装置においては、移動用回転駆動源を駆動して移動部が位置移動制御を受けながら下降し、ドライバビット先端に供給されたねじが一体に下降する。この間に、支持力用回転駆動源が駆動して前記移動部が上昇する方向にねじ軸を回転させるように出力トルクが発生する。この出力トルクにより移動部が上昇方向の力を受けるが、移動用回転駆動源は移動位置制御されているため、その出力トルクが上限トルクまで上昇し、その時の上限トルクと支持力用回転駆動源の出力トルクとの差分で移動部が下降する。この時、支持力用回転駆動源の出力トルクからドライバツールおよび移動部の自重に対応する押圧力が得られるように設定しておくことにより、ドライバツールと移動部との自重による推力を相殺して移動部を下降させることができる。そのため、移動用回転駆動源により発生する押圧力のみを推力としてドライバビットによりねじを締付けることができ、極めて低い領域の推力の制御を行うことができる。また、ねじ軸をボールねじ軸に取り替えても、同様の作用効果を得ることができる。   In the automatic screw tightening device of the present invention, the moving rotary drive source is driven and the moving part is lowered while receiving position movement control, and the screw supplied to the tip of the driver bit is lowered integrally. During this time, an output torque is generated so that the rotational force source for supporting force is driven and the screw shaft is rotated in the direction in which the moving part is raised. Although the moving portion receives a force in the upward direction by this output torque, since the rotational drive source for movement is controlled in moving position, the output torque rises to the upper limit torque, and the upper limit torque at that time and the rotational drive source for supporting force The moving part descends with a difference from the output torque of. At this time, by setting so that the pressing force corresponding to the driver tool and the moving part's own weight can be obtained from the output torque of the supporting force rotation drive source, the thrust due to the driver tool's own weight is canceled out. The moving part can be lowered. Therefore, the screw can be tightened by the driver bit using only the pressing force generated by the moving rotational drive source as a thrust, and the thrust can be controlled in a very low region. Moreover, even if the screw shaft is replaced with a ball screw shaft, the same effect can be obtained.

以下、図面に基づいて本発明を実施するための最良の形態を説明する。図1において、1は自動ねじ締め装置であり、移動位置制御機構2と、この移動位置制御機構2により移動を制御されるドライバツール4と、これらを制御する制御ユニット5とから構成されている。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an automatic screw tightening device, which is composed of a moving position control mechanism 2, a driver tool 4 whose movement is controlled by the moving position control mechanism 2, and a control unit 5 for controlling them. .

前記移動位置制御機構2は、上板21a、下板21bおよび直立板21cからなるベース21を有し、上板21aに設置された移動用回転駆動源の一例の移動用ACサーボモータ23(以下、移動用モータ23という)と、その駆動軸23aにカップリング機構27aを介して連結されて一体に回転するねじ軸の一例のボールねじ軸24と、このボールねじ軸24の螺旋溝に螺合するベアリング(図示せず)を有するナット部材25とからなっている。前記移動用モータ23は、後記する支持力用モータ31の出力トルクよりも大きな上限トルクを出力でき、常時は上限トルクよりも低い設定出力トルクで駆動されてナット部材25をドライバツール4とともに所定速度で下降させるように構成されている。また、この移動用モータ23はその駆動軸23aの回転に応じたパルス信号を出力可能な移動用パルスエンコーダ23b(以下、移動用エンコーダ23bという)を備えており、このパルス信号が後記する制御部51に送られ、移動用モータ23の回転速度およびナット部材25の移動距離がフィードバック制御されるように構成されている。   The moving position control mechanism 2 has a base 21 composed of an upper plate 21a, a lower plate 21b, and an upright plate 21c, and a moving AC servomotor 23 (hereinafter referred to as an example of a rotational drive source for movement) installed on the upper plate 21a. , A moving motor 23), a ball screw shaft 24, which is an example of a screw shaft that is connected to the drive shaft 23 a via a coupling mechanism 27 a and rotates integrally therewith, and is screwed into a spiral groove of the ball screw shaft 24. And a nut member 25 having a bearing (not shown). The moving motor 23 can output an upper limit torque larger than the output torque of the supporting force motor 31 to be described later, and is always driven with a set output torque lower than the upper limit torque, and the nut member 25 together with the driver tool 4 has a predetermined speed. It is comprised so that it may descend | fall. The moving motor 23 includes a moving pulse encoder 23b (hereinafter referred to as a moving encoder 23b) that can output a pulse signal corresponding to the rotation of the drive shaft 23a. The rotational speed of the moving motor 23 and the moving distance of the nut member 25 are feedback-controlled.

前記ナット部材25は、直立板21cに取付けられたリニアレール26に案内されており、ボールねじ軸24の回転にともなってその軸線方向に往復移動し、後記するドライバ台4aとともに移動位置制御機構2の移動部2aを構成している。また、このナット部材25にはドライバ台4aを介してドライバツール4が取付けられており、ナット部材25の移動にともなって一体に移動するように構成されている。このドライバツール4は、ドライバ台4aに設置された締付け用回転駆動源の一例の締付け用ACサーボモータ41(以下、締付け用モータ41という)と、その駆動軸41aに連結されたドライバビット42とを備えている。前記駆動軸41aとドライバビット42とは、カップリング機構27cを介して直結されており、ドライバ台4aの移動にともなう力、すなわち推力がドライバビット42の先端に伝わるように構成されている。さらに、前記締付け用モータ41は前記移動用モータ23と同様、駆動軸41aの回転に応じてパルス信号を出力可能な締付け用パルスエンコーダ41b(以下、締付け用エンコーダ41bという)を備えており、そのパルス信号が制御部51に送られ、締付け用モータ41の回転速度が制御されるように構成されている。   The nut member 25 is guided by a linear rail 26 attached to the upright plate 21c, reciprocates in the axial direction as the ball screw shaft 24 rotates, and the moving position control mechanism 2 together with the driver base 4a described later. The moving part 2a is configured. Further, the driver tool 4 is attached to the nut member 25 via the driver base 4a, and is configured to move integrally with the movement of the nut member 25. The driver tool 4 includes a tightening AC servo motor 41 (hereinafter referred to as a tightening motor 41), which is an example of a tightening rotation drive source installed on the driver base 4a, and a driver bit 42 coupled to the drive shaft 41a. It has. The drive shaft 41a and the driver bit 42 are directly connected via a coupling mechanism 27c, and are configured such that a force accompanying the movement of the driver base 4a, that is, a thrust is transmitted to the tip of the driver bit 42. Further, like the moving motor 23, the tightening motor 41 includes a tightening pulse encoder 41b (hereinafter referred to as a tightening encoder 41b) capable of outputting a pulse signal according to the rotation of the drive shaft 41a. A pulse signal is sent to the control unit 51 so that the rotational speed of the tightening motor 41 is controlled.

一方、前記下板21bの下面には支持力用回転駆動源の一例の支持力用ACサーボモータ31(以下、支持力用モータ31という)がその駆動軸31aを上方にしてしかも下板21bを貫通するように取付けられており、この駆動軸31aには前記ボールねじ軸24がカップリング機構27bを介して連結されている。また、この支持力用モータ31はその駆動軸31aの回転に応じたパルス信号を出力可能な支持力用パルスエンコーダ31b(以下、支持力用エンコーダ31bという)を備えており、このパルス信号が後記する制御部51に送られ、支持力用モータ31の出力トルクがフィードバック制御されるように構成されている。さらに、この支持力用モータ31は所定の出力トルクを設定できるように構成されており、ナット部材25、ドライバ台4aおよびドライバツール4の自重に対応した押圧力が得られる出力トルクを出力できるように構成されている。しかも、この支持力用モータ31の出力トルクは前記移動用モータ23の設定出力、上限トルクのいずれよりも小さく設定されており、この上限トルクとの差分から設定推力が算出されるように構成されている。   On the other hand, on the lower surface of the lower plate 21b, a supporting force AC servo motor 31 (hereinafter referred to as a supporting force motor 31), which is an example of a supporting force rotation drive source, has its drive shaft 31a facing upward and the lower plate 21b. The ball screw shaft 24 is connected to the drive shaft 31a via a coupling mechanism 27b. The supporting force motor 31 includes a supporting force pulse encoder 31b (hereinafter referred to as a supporting force encoder 31b) that can output a pulse signal corresponding to the rotation of the drive shaft 31a. And the output torque of the supporting force motor 31 is feedback-controlled. Further, the supporting force motor 31 is configured so as to be able to set a predetermined output torque so that an output torque capable of obtaining a pressing force corresponding to the weight of the nut member 25, the driver base 4a, and the driver tool 4 can be output. It is configured. Moreover, the output torque of the supporting force motor 31 is set to be smaller than both the set output and the upper limit torque of the moving motor 23, and the set thrust is calculated from the difference from this upper limit torque. ing.

前記制御ユニット5は、制御部51と、移動用モータ23を制御するための移動用サーボコントローラ52aと、支持力用モータ31を制御するための支持力用サーボコントローラ52bと、締付け用モータ41を制御するためのツールコントローラ53とを有しており、制御部51から送られる各種指令信号により各コントローラが駆動されるように構成されている。前記制御部51は、スタートスイッチ(図示せず)からスタート信号を受けると、移動用サーボコントローラ52aに所定速度での移動指令信号を送る一方で、移動用エンコーダ31bからのパルス信号を受けて、ドライバビット42の先端に供給されたねじがワーク(図示せず)に当接する直前位置を検出するように構成されている。また、この制御部51はこの着座直前位置を検出すると、支持力発生指令信号を支持力用サーボコントローラに送り、支持力用モータ31を駆動するとともに、支持力用エンコーダ31bからのパルス信号を受けて出力トルクを一定に制御するように構成されている。さらに、制御部51はスタート信号を受けると、ツールコントローラ53に高速駆動指令信号を送る一方、前記支持力発生指令信号を出力すると同時にツールコントローラ53に低速駆動指令信号を送るように構成されている。   The control unit 5 includes a control unit 51, a moving servo controller 52a for controlling the moving motor 23, a supporting force servo controller 52b for controlling the supporting force motor 31, and a tightening motor 41. It has a tool controller 53 for controlling, and each controller is driven by various command signals sent from the control unit 51. When receiving a start signal from a start switch (not shown), the controller 51 sends a movement command signal at a predetermined speed to the movement servo controller 52a, while receiving a pulse signal from the movement encoder 31b. A position immediately before the screw supplied to the tip of the driver bit 42 abuts against a workpiece (not shown) is detected. When the controller 51 detects the position immediately before the seating, it sends a support force generation command signal to the support force servo controller, drives the support force motor 31 and receives a pulse signal from the support force encoder 31b. Thus, the output torque is controlled to be constant. Further, when receiving a start signal, the control unit 51 is configured to send a high-speed drive command signal to the tool controller 53, while outputting the support force generation command signal and simultaneously sending a low-speed drive command signal to the tool controller 53. .

前記制御部51は後記する締付け用エンコーダ41bからのパルス信号を受けて締付け用モータ41の速度を制御し、ドライバビット42にあらかじめ設定された設定トルクを与えて締付けを行うとともに、ねじがワークに着座してから所定回転角回転するとねじ締め完了を検出するように構成されている。また、この制御部51はねじ締め完了を検出すると同時に、ツールコントローラ53、移動用サーボコントローラ52aおよび支持力用サーボコントローラ52bに停止指令信号を送るように構成されている。さらに、制御部51は移動用サーボコントローラ52aに前記停止指令信号に続いて逆転指令信号を送る一方、ナット部材25が上限復帰するのを待って移動用サーボコントローラ52aに停止指令信号を送るように構成されている。   The control unit 51 receives a pulse signal from a tightening encoder 41b, which will be described later, and controls the speed of the tightening motor 41 to apply a preset torque to the driver bit 42 and perform tightening. It is configured to detect the completion of screw tightening when it rotates a predetermined rotation angle after sitting. The controller 51 is configured to send a stop command signal to the tool controller 53, the moving servo controller 52a, and the supporting force servo controller 52b at the same time as detecting the completion of screw tightening. Further, the control unit 51 sends a reverse rotation command signal to the movement servo controller 52a following the stop command signal, while waiting for the nut member 25 to return to the upper limit, and sends a stop command signal to the movement servo controller 52a. It is configured.

前記移動用サーボコントローラ52aは、移動指令信号を受けると、移動用モータ23にパワーを供給してこれを設定出力トルクで回転させる一方、移動用エンコーダ23bのパルス信号を受けて移動用モータ23の速度およびナット部材25の移動距離をフィードバック制御するように構成されている。また、移動用サーボコントローラ52aは逆転指令信号を受けると移動用モータ23にパワーを供給してこれを逆転させ、移動台を上限位置に復帰させる一方、停止指令信号を受けると移動用モータ23へのパワー供給を停止するように構成されている。   When the movement servo controller 52a receives the movement command signal, it supplies power to the movement motor 23 and rotates it with the set output torque, while receiving the pulse signal of the movement encoder 23b, The speed and the moving distance of the nut member 25 are feedback-controlled. When the movement servo controller 52a receives a reverse rotation command signal, the movement servo controller 52a supplies power to the movement motor 23 and reverses it to return the moving table to the upper limit position. The power supply is configured to be stopped.

前記支持力用サーボコントローラ52bは、支持力発生指令信号を受けると、支持力用モータ31を駆動してその出力トルクをフィードバック制御し、ナット部材25が押し上げられる方向の出力トルクを出力して、ナット部材25、ドライバ台4aおよびドライバツール4の自重に対応した押圧力が得られるようにように構成されている。また、この支持力用サーボコントローラ52bは停止指令信号を受けると、支持力用モータ31へのパワー供給を停止し、ボールねじ軸24の拘束を解くように構成されている。   When receiving the support force generation command signal, the support force servo controller 52b drives the support force motor 31 to feedback control the output torque, and outputs the output torque in the direction in which the nut member 25 is pushed up. The nut member 25, the driver base 4a, and the driver tool 4 are configured to obtain a pressing force corresponding to their own weight. Further, the support force servo controller 52b is configured to stop the power supply to the support force motor 31 and release the restraint of the ball screw shaft 24 when receiving the stop command signal.

前記ツールコントローラ53は、高速駆動指令信号を受けると、締付け用モータ41を所定の高速度で回転させる一方、低速駆動指令信号を受けると締付け用モータ41を所定の低速度で回転させるように構成されている。また、このツールコントローラ53は停止指令信号を受けると、締付けモータ41へのパワー供給を停止し、ドライバビット42を停止させるように構成されている。   The tool controller 53 is configured to rotate the tightening motor 41 at a predetermined high speed when receiving a high-speed drive command signal, and to rotate the tightening motor 41 at a predetermined low speed when receiving a low-speed drive command signal. Has been. Further, the tool controller 53 is configured to stop the power supply to the tightening motor 41 and stop the driver bit 42 when receiving the stop command signal.

上記自動ねじ締め装置では、ドライバビット42の先端にねじが供給された状態で、スタート指令信号が制御部51に入力すると、制御部51から締付け用モータ41に高速回転駆動指令信号が送られ、締付け用モータ41が所定の高速度で回転する。同時に、制御部51から移動用サーボコントローラ52aに移動指令信号が出力され、移動用サーボコントローラ52aは移動用モータ23をあらかじめ設定された速度で駆動する。そのため、ボールねじ軸24に螺合するナット部材25がその移動距離を制御されながらボールねじ軸24に沿って下降する。このナット部材25の下降にともない、ドライバツール4が一体に下降してドライバビット42の先端のねじがワークの下穴に食付く直前の位置に達すると、制御部51からツールコントローラ53に低速回転指令信号が送られ、移動用モータ23があらかじめ設定された低速度で回転する。同時に、制御部51から支持力用サーボコントローラ52bに支持力発生指令信号が送られ、支持力用モータ31が駆動される。この時、支持力用モータ31はナット部材25が上昇する方向の押圧力を発生するように出力トルクを出力するので、ナット部材25がこの押圧力を受け、ナット部材25、ドライバ台4aおよびドライバツール4の自重によりドライバビット42に加わる推力は相殺される。   In the automatic screw tightening device, when a screw is supplied to the tip of the driver bit 42 and a start command signal is input to the control unit 51, a high-speed rotation drive command signal is sent from the control unit 51 to the tightening motor 41, The tightening motor 41 rotates at a predetermined high speed. At the same time, a movement command signal is output from the controller 51 to the movement servo controller 52a, and the movement servo controller 52a drives the movement motor 23 at a preset speed. Therefore, the nut member 25 screwed to the ball screw shaft 24 is lowered along the ball screw shaft 24 while the movement distance is controlled. As the nut member 25 descends, the driver tool 4 descends integrally and reaches the position immediately before the screw at the tip of the driver bit 42 bites into the work hole of the work, and the controller 51 rotates the tool controller 53 at a low speed. A command signal is sent, and the moving motor 23 rotates at a preset low speed. At the same time, a support force generation command signal is sent from the control unit 51 to the support force servo controller 52b, and the support force motor 31 is driven. At this time, the supporting force motor 31 outputs an output torque so as to generate a pressing force in the direction in which the nut member 25 is raised, so that the nut member 25 receives this pressing force and receives the nut member 25, the driver base 4a, and the driver. The thrust applied to the driver bit 42 by the weight of the tool 4 is canceled out.

また、支持力用モータ31が駆動される間、移動用モータ23は支持力用モータ31の出力トルクよりも大きい出力トルクを出力するので、ボールねじ軸24は支持力用モータ31に逆らって回転し、ナット部材25がドライバツール4とともに下降する。この時、移動用モータ23は移動位置制御されているため、その出力トルクがどんどん上昇して上限トルクに達し、この上限トルクと支持力用モータ31の出力トルクとの差分により移動用モータ23が回転してナット部材25を前進させる。そのため、締付け用モータ41の回転を受けて回転するドライバビット42には、ナット部材25、ドライバ台4aおよびドライバツール4の自重による推力が加わらず、移動用モータ23の上限トルクと支持力用モータ31の出力トルクの差分から生じる押圧力のみを推力として、ドライバビット42に作用させることができ、極めて低い領域の推力の制御を行うことができる。   Further, while the supporting force motor 31 is driven, the moving motor 23 outputs an output torque larger than the output torque of the supporting force motor 31, so that the ball screw shaft 24 rotates against the supporting force motor 31. Then, the nut member 25 is lowered together with the driver tool 4. At this time, since the movement motor 23 is controlled in the movement position, the output torque increases and reaches the upper limit torque. The difference between the upper limit torque and the output torque of the supporting force motor 31 causes the movement motor 23 to The nut member 25 is advanced by rotating. Therefore, the thrust due to the weight of the nut member 25, the driver base 4a, and the driver tool 4 is not applied to the driver bit 42 that rotates in response to the rotation of the tightening motor 41, and the upper limit torque of the moving motor 23 and the supporting force motor Only the pressing force generated from the difference between the output torques 31 can be applied to the driver bit 42 as a thrust, and the thrust in a very low region can be controlled.

その後、制御部51が締付け用エンコーダ41bからのパルス信号を受け、ねじ着座時点からドライバビット42が所定回転角回転してねじ締め完了を検出すると、各コントローラ52a、52b、53に停止指令信号を送り、締付け用モータ41、移動用モータ23および支持力用モータ31を停止させる。さらに、移動用モータ23が停止した後、制御部51から移動用サーボコントローラ52aに逆転指令信号が送られ、移動用モータ23が逆転してナット部材25が上昇復帰する。このナット部材25が上限復帰すると、制御部51から移動用サーボコントローラ52aに停止指令信号が送られ、移動用モータ23が停止して、ねじ締め作業を完了することができる。   After that, when the control unit 51 receives the pulse signal from the tightening encoder 41b and the screwdriver bit 42 detects the completion of screw tightening by rotating a predetermined rotation angle from the time of screw seating, a stop command signal is sent to each controller 52a, 52b, 53. The feeding and tightening motor 41, the moving motor 23 and the supporting force motor 31 are stopped. Further, after the moving motor 23 is stopped, a reverse rotation command signal is sent from the control unit 51 to the moving servo controller 52a, the moving motor 23 is reversely rotated and the nut member 25 is raised and returned. When the nut member 25 returns to the upper limit, a stop command signal is sent from the controller 51 to the moving servo controller 52a, the moving motor 23 is stopped, and the screw tightening operation can be completed.

なお、実施の形態では、ねじ締め開始時の移動用モータ23の出力トルクを支持力用モータ31の出力トルクよりも大きくしているが、これを小さくしてもよい。この場合、支持力用モータ31が回転するまでは、移動用モータ23によりナット部材25は下降するが、支持力用モータが駆動されると、移動用モータ23のトルクが上昇して支持力用モータ31の出力トルクよりも大きくなるまでは移動用モータ23は回転しないので、ナット部材25はその位置で停止する。その後、移動用モータ23が移動位置制御を受けているため、移動用モータ23の出力トルクが大きくなり、支持力用モータ31の出力トルクを超えると、ナット部材25は下降を再開することができる。   In the embodiment, the output torque of the moving motor 23 at the start of screw tightening is made larger than the output torque of the supporting force motor 31, but it may be made smaller. In this case, the nut member 25 is lowered by the moving motor 23 until the supporting force motor 31 is rotated. However, when the supporting force motor is driven, the torque of the moving motor 23 is increased to increase the supporting force. Since the moving motor 23 does not rotate until it becomes larger than the output torque of the motor 31, the nut member 25 stops at that position. After that, since the movement motor 23 has been subjected to movement position control, the output torque of the movement motor 23 increases, and when the output torque of the supporting force motor 31 is exceeded, the nut member 25 can resume descent. .

本発明に係る自動ねじ締め装置のブロック説明図である。It is block explanatory drawing of the automatic screw fastening apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 自動ねじ締め装置
2 移動位置制御機構
2a 移動部

4 ドライバツール
4a ドライバ台
5 制御ユニット

21 ベース
21a 上板
21b 下板
21c 直立板
23 移動用ACサーボモータ
23a 駆動軸
23b 移動用パルスエンコーダ
24 ボールねじ軸
25 ナット部材
26 リニアレール
27a、27b、27c カップリング機構

31 支持力用ACサーボモータ
31a 駆動軸
31b 支持力用パルスエンコーダ

41 締付け用ACサーボモータ
41a 駆動軸
41b 締付け用パルスエンコーダ
42 ドライバビット

51 制御部
52a 移動用サーボコントローラ
52b 支持力用サーボコントローラ
53 ツールコントローラ

1 Automatic screw tightening device 2 Moving position control mechanism 2a Moving part

4 Driver tool 4a Driver stand 5 Control unit

21 Base 21a Upper plate 21b Lower plate 21c Upright plate 23 AC servomotor 23a for movement Drive shaft 23b Pulse encoder 24 for movement Ball screw shaft 25 Nut member 26 Linear rail 27a, 27b, 27c Coupling mechanism

31 Support Servo AC Servo Motor 31a Drive Shaft 31b Support Force Pulse Encoder

41 Tightening AC servomotor 41a Drive shaft 41b Tightening pulse encoder 42 Driver bit

51 Control Unit 52a Movement Servo Controller 52b Support Force Servo Controller 53 Tool Controller

Claims (2)

締付け用回転駆動源によりドライバビットが回転するよう構成されたドライバツールと、このドライバツールと一体に移動する移動部を有する移動位置制御機構とを備え、移動位置制御機構は移動用回転駆動源の回転を受けて回転するねじ軸により移動部を昇降させる構成である自動ねじ締め装置であって、
前記ねじ軸に支持力用回転駆動源を連結し、この支持力用回転駆動源からねじ軸に移動部が上昇する方向の出力トルクを与えるように構成する一方、
前記移動用回転駆動源の上限トルクを支持力用回転駆動源の出力トルクよりも大きくしたことを特徴とする自動ねじ締め装置。
A driver tool configured to rotate a driver bit by a tightening rotation drive source, and a movement position control mechanism having a moving unit that moves integrally with the driver tool, the movement position control mechanism being a rotation drive source for movement. An automatic screw tightening device that is configured to raise and lower the moving part by a screw shaft that rotates in response to rotation,
While connecting a rotational drive source for supporting force to the screw shaft and providing an output torque in a direction in which the moving part rises from the rotational drive source for supporting force to the screw shaft,
An automatic screw tightening device, wherein an upper limit torque of the rotational drive source for movement is made larger than an output torque of the rotational drive source for supporting force.
ねじ軸をボールねじ軸とすることを特徴とする請求項1に記載の自動ねじ締め装置。
2. The automatic screw tightening device according to claim 1, wherein the screw shaft is a ball screw shaft.
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