JP5886921B1 - ねじ締め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動ビットがねじの駆動穴から離脱するのを防止できる推力をあらかじめ算出することができるねじ締め装置を提供する。【解決手段】移動用ＡＣサーボモータ２ｄの回転を往復移動に変換してこの往復移動により駆動ビット３ｅを前進後退させる移動ユニット２と、あらかじめ締付けられたねじを増締めする際に駆動ビットの位置を保持する時の移動用ＡＣサーボモータ２ｄのフィードバック電流値Ｗｅ６であって、設定締付けトルク値での締付け完了時のフィードバック電流値Ｗｅ６から推力を算出する推力算出部１２とを備え、締付け時に駆動ビット３ｅに発生するカムアウト力Ｆｃｏを検出し、このカムアウト力Ｆｃｏを打ち消す移動用ＡＣサーボモータ２ｄから駆動ビット３ｅに付与する推力を算出する。そのため、駆動ビット３ｅがねじ４の駆動穴４ａから離脱するのを防止するために駆動ビット３ｅに付与される推力をできる限り小さく最適な推力とする。【選択図】図１

Description

本発明は、移動用ＡＣサーボモータの回転を往復移動に変換してこの往復移動によりねじ締めユニットを前進後退させ、その駆動ビットによりねじを相手部材に締付けるねじ締め装置であって、駆動ビットがねじの駆動穴から離脱するのを防止できる推力をあらかじめ算出することができるねじ締め装置に関するものである。

従来、被締結部材を相手部材に締結する際には、ねじ締め用モータにより回転する駆動ビットに加わる負荷トルクを検出してこれが設定締付けトルク値に達すると、ねじ締め用モータを停止させて締付けを完了するねじ締め装置が多用されている。この種のねじ締め装置にあっては、図１１に示すようにねじ５４の頭部５４ｂが被締結部材（図示せず）に着座する際に駆動ビット５３ｅの持つ回転力Ｆｒがねじ５４の駆動穴５４ａの傾斜面５４ａａに作用して、駆動ビット５３ｅに駆動穴５４ａから離脱する方向のせり上がり力Ｆｃｏ（以下、カムアウト力という）が発生する（特に、十字穴の場合顕著に現れる）。そのため、通常駆動ビット５３ｅはばね（図示せず）の弾性力により先端方向に付勢されて一定の推力を保持し、前述のカムアウト力Ｆｃｏに対抗する構成を備えている。

このねじ締め装置では、所定範囲の設定締付けトルク値で締付けを行う場合には、駆動ビット５３ｅがねじ５４の駆動穴５４ａから離脱するのを防ぐことができる。しかしながら、設定締付けトルク値が所定の範囲を超える大きな値となると、駆動ビット５３ｅに発生するカムアウト力Ｆｃｏがばねの弾性力よりも大きくなり、駆動ビット５３ｅがねじ５４の駆動穴５４ａから離脱してしまうという不具合が発生している。

このような不具合の発生を防ぐため、特許文献１に記載のねじ締め装置が創案されている。このねじ締め装置は、駆動ビットを備えたねじ締めユニットと、ＡＣサーボモータの回転を昇降動作に変換して駆動ビットに推力を付与する推力付与手段とを有している。この推力付与手段によれば、ＡＣサーボモータの電流値を調整することにより任意の推力を駆動ビットに付与してカムアウト力を打ち消すことができるばかりか、設定締付けトルク値が変更になってもこれらに応じて駆動ビットに加える推力をあらかじめ調整できる。また、前記ねじ締め装置では締付完了時にねじ締め用モータが持つ慣性の影響を少なくするため、高速低トルクで締付けを行う仮締め工程と、低速高トルクで締付けを行う本締め工程を経て締付けが行われている。このようなねじ締め装置にあっては、図１２に示すようにねじ嵌合開始時、仮締め工程、本締め工程それぞれに応じた高低の推力を駆動ビットに付与するようなことも可能となっており、締付け時に駆動ビットがねじの駆動穴から離脱するのを防止することが可能となっている。

特許第３７９７５９８号公報

しかしながら、このねじ締め装置では、駆動ビットがねじの頭部から離脱する際のカムアウト力Ｆｃｏが不明なことから、駆動ビットに付与する推力を経験値から得られる十分に大きなものとしなければならない。そのため、近来電子機器にみられるように製品の軽量化が進み、これに使用されるプリント基板等の部品の取付け板も薄板化していることから、駆動ビットの押圧による取付け板のたわみが大きくなってしまい、取付け板の破損を招いたり、取付け板に取付けられた他の部品の動作に悪影響を及ぼしたりするなどの問題が生じている。

また、相手部材がアルミ材であって、これにタッピングねじがねじ込まれるような場合には、駆動ビットに付与される推力が大きいと、成形途中のめねじが破壊されてしまい、高品質な締付けを行うことができないという問題も生じている。これらの問題を一挙に解決するため、駆動ビットがねじの駆動穴から離脱するのを防止しながら、駆動ビットに加える推力をできる限り小さな最適な値とすることができるねじ締め装置が要望されている。

本発明の目的は、上記要望に沿ったねじ締め装置、すなわち駆動ビットがねじの駆動穴から離脱するのを防止するための推力をできる限り小さく最適な値とすることができるねじ締め装置を提供することである。

本発明は、上記目的を達成するために、ねじ締め用モータの回転を受けて回転する駆動ビットを備えたねじ締めユニットと、移動用ＡＣサーボモータの回転を往復移動に変換してこの往復移動により前記ねじ締めユニットを前進後退させる移動ユニットと、前記駆動ビットに加わる負荷トルクを検出してこれが設定締付けトルク値に達する時またはその一定時間後にねじ締め用モータを停止させる締付けトルク制御部と、前記ねじ締め用モータ停止タイミングで相手部材にねじを締付ける際に駆動ビットに発生するせり上がり力を打ち消すべく移動用ＡＣサーボモータから駆動ビットに付与される推力を測定、または記憶する推力算出部と、を備えている。この構成によれば、実際の締付作業を行うに先立って、前述のねじ締め用モータ停止タイミング、すなわち締付完了時に駆動ビットに発生するせり上がり力を検出することができる。言い換えれば、このせり上がり力を打ち消すべく、移動用ＡＣサーボモータから駆動ビットに付与する推力を算出できるので、駆動ビットがねじの駆動穴から離脱するのを防止するために駆動ビットに付与される推力をできる限り小さく最適な推力とすることができる。これにより、駆動ビットはねじの駆動穴から離脱することがないばかりか、締付作業の際に相手部材を過剰に押圧することもなくなる。また、相手部材がアルミ材であってねじとしてタッピングねじが使用されることがあっても、駆動ビットに過剰な推力が加わらないので、成形途中のめねじを破壊することもなく、高品質な締付けを行うことができる。

また、本発明は締付完了時に駆動ビットがねじの駆動穴から離脱するのを防止できる推力を特別な測定装置を設けることなく算出するために、前記推力算出部は相手部材に設定締付けトルク値であらかじめ締付けられたねじを増締めする際に駆動ビットがねじの駆動穴に嵌合する位置を保持する時の移動用ＡＣサーボモータのフィードバック電流値であって、前記ねじ締め用モータ停止タイミングのフィードバック電流値から駆動ビットに付与する推力を算出する構成であるのが望ましい。

さらに、本発明は締付完了時に駆動ビットがねじの駆動穴から離脱するのを防止できる推力を効率よく算出するために、前記推力算出部はねじを相手部材に設定締付けトルク値で締付けた状態から引き続いてねじを増締めする際に駆動ビットがねじの駆動穴に嵌合する位置を保持する時の移動用ＡＣサーボモータのフィードバック電流値であって、前記ねじ締め用モータ停止タイミングのフィードバック電流値から駆動ビットに付与する推力を算出する構成であることが望ましい。

その上に、駆動ビットの摩耗を検出するため、前記推力算出部は駆動ビット交換時に算出される推力を初期推力として記憶し、この初期推力と任意のタイミングで算出される推力との比較から駆動ビットの摩耗を判定する駆動ビット摩耗検出部を備えていてもよい。

以上説明した本発明によれば、締付け時に駆動ビットがねじの駆動穴から離脱するのを防止できる推力をあらかじめ算出することができるねじ締め装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るねじ締め装置の推力算出を説明する説明図。 本発明の実施形態に係るねじ締め装置の構成を示す概略説明図。 本発明の実施形態に係る移動用ＡＣサーボモータの回転力Ｆｒと推力Ｆｔとの関係を示す模式図。 本発明の実施形態に係るねじ締め装置の制御装置を構成する主制御部のねじ締めモード時の動作を説明するフローチャート。 本発明の実施形態に係る移動用ＡＣサーボモータ駆動部のねじ締めモード時の動作を説明するフローチャート。 本発明の実施形態に係るねじ締め用モータ駆動部の動作を説明するフローチャート。 本発明の実施形態に係る推力算出部の動作を説明するフローチャート。 本発明の実施形態に係る移動用ＡＣサーボモータ駆動部の推力算出モード時の動作を説明するフローチャート。 本発明の実施形態に係る主制御部、移動用モータ駆動部およびねじ締め用モータ駆動部間の信号の授受説明図。 本発明の実施形態に係るねじ締め装置の概略動作を説明する信号波形図。 ねじ締め装置に係る駆動ビットがねじの駆動穴の傾斜面に作用する状態を説明する説明図。 従来のねじ締付工程における推力の付加状態を説明する説明図。

以下、本発明の実施形態に係るねじ締め装置の一例として、ロボットの先端ユニットとして使用されるねじ締め装置を図面に基づき説明する。このねじ締め装置１は、図１および図２に示すようにロボットの先端アーム（図示せず）に固定される基台２ａを備えた移動ユニット２を有している。この移動ユニット２の基台２ａには、上部ブラケット２ｂと下部ブラケット２ｃとが取付けられている。前記上部ブラケット２ｂには、移動用ＡＣサーボモータ２ｄ（以下、移動用モータという）がその駆動軸２ｅを下方にしてかつ上部ブラケット２ｂを貫通するように取付けられている。また、前記移動用モータ２ｄにはパルスエンコーダ２ｆが連接されており、移動用モータ２ｄの現在位置が検出可能に構成されている。さらに、前記移動用モータ２ｄの駆動軸２ｅには第１連結具２ｇを介して下部ブラケット２ｃに回転可能に保持されたスクリュウシャフト２ｈが連結されている。このスクリュウシャフト２ｈは前記基台２ａのほぼ全長にわたって延びるリニアガイド２ｊに摺動自在に案内された軸受台２ｋに螺合しており、移動用モータ２ｄの回転が軸受台２ｋの往復移動に変換される構成となっている。

前記軸受台２ｋにはドライバ台３ａが一体に取付けられており、このドライバ台３ａにはねじ締めユニット３が一体に前進後退可能に固定されている。前記ねじ締めユニット３は、ドライバ台３ａに取付けられたねじ締め用モータ３ｂを有し、このねじ締め用モータ３ｂの駆動軸３ｃは前記ドライバ台３ａを貫通する構成となっている。また、前記ねじ締め用モータ３ｂの駆動軸３ｃには第２連結具３ｄを介して駆動ビット３ｅが連結されており、この駆動ビット３ｅがねじ締め用モータ３ｂの回転を受けて回転するように構成されている。さらに、この駆動ビット３ｅはその移動路上に開放可能に配置された一対のチャック爪（図示せず）を貫通し、これに保持されたねじ４の駆動穴４ａに嵌合して、このねじ４を相手部材５の所定の締付位置にねじ込むように構成されている。

前記移動用モータ２ｄは、位置情報と電流値とが指令値として供給されると、現在位置が前記位置情報に一致し、かつその電流値を超えないようにパワー供給を受け、後記パワー供給停止指令信号Ｓｇ１２を受けるとパワー供給が停止されてブレーキ作動状態となるように構成されている。また、前記ねじ締め用モータ３ｂは後記ねじ締め用モータ駆動部１１とアナログ接続されており、ねじ締め用モータ３ｂの負荷電流Ｗａ（図１参照）がアナログ情報としてねじ締め用モータ駆動部１１で読み込まれてＡ−Ｄ変換されて、刻々記憶される構成となっている。

前記ねじ締め装置１は、前記移動ユニット２およびねじ締めユニット３の動作を制御する制御装置６を有している。この制御装置６は、主制御部７と、各種作動指令信号を出力する操作部８と、ねじ締めに必要な情報およびねじ締めユニット３の移動に必要な情報を記憶する記憶部９とを有している。前記操作部８は、ねじ締めモードキー８ａ、推力算出モードキー８ｂおよび設定モードキー８ｃを備えた操作画面を有し、ねじ締めモードキー８ａ、推力算出モードキー８ｂがタッチされると、それぞれねじ締めモード信号、推力算出モード信号が主制御部７に出力されるように構成されている。また、この操作部８は設定モードキー８ｃがタッチされる毎に、操作画面が縮小されてねじ締めに必要な情報の入力画面、ねじ締めユニット３の移動に必要な情報の入力画面、移動用モータ２ｄおよびねじ締め用モータ３ｂの精密な制御に必要となる各種制御パラメータの入力画面に切り替わり、当初の操作画面に戻る構成となっている。前記ねじ締めに必要な情報の入力画面では、主制御部７の後記ねじ締めモード時の動作中に呼出される仮締めトルク値に対応する仮締め設定電流値Ｉｓ１、仮締め回転数Ｎ１１，Ｎ１２（ねじ締めモード時Ｎ１１、推力算出モード時Ｎ１２）、本締めトルク値すなわち設定締付けトルク値に対応する本締め設定電流値Ｉｓ２、本締め回転数Ｎ２、ねじ４の種類等の情報（図４参照）がテンキー（図示せず）から入力可能となっている。前記仮締め回転数Ｎ１１，Ｎ１２および本締め回転数Ｎ２は、Ｎ１１＜Ｎ１２＜Ｎ２の関係を保ち、それぞれねじ締め用モータ３ｂに高速低トルク、中速中トルク、低速高トルクの回転をもたらすように設定されている。また、前記ねじ締めユニット３の移動に必要な情報の入力画面では、主制御部７のねじ締めモード時および後記推力算出部１２の推力算出モード時の動作中に呼出される待機位置Ｐ０、ねじ嵌合時推力Ｆｔ１、ねじ締め開始位置Ｐ１、仮締め推力（ねじ嵌合時推力よりも低い値）Ｆｔ２、本締め位置Ｐ４、本締め推力（仮締め推力Ｆｔ２よりも高い値）Ｆｔ３および仮推力Ｆｔ４（仮締め推力Ｆｔ２と同程度の値）並びに復帰時推力Ｆｔ５（図４および図７参照）がテンキーから入力可能となっている。前記各推力は移動用モータ２ｄに供給される電流値で規定されており、この電流値により移動用モータ２ｄの回転子（図示せず）に発生する回転力Ｆｒの反力Ｆｃが図３に示すようにスクリュウシャフト２ｈのねじ部傾斜面２ｈａから軸受台２ｋのめねじ部斜面２ｋａに作用して前進方向の推力Ｆｔが得られる構成となっている。

前記記憶部９は前述の入力画面から入力される情報を相手部材５の種類ごとに、またその締付位置毎に記憶するように構成されている。また、この記憶部９は推力算出モード時に後記移動用モータ駆動部１０から呼出されるフィードバック電流値Ｗｅ６（図１０参照）を１締付サイクル分記憶し、順次これを上書きして記憶するように構成されている。

また、前記制御装置６は移動用ＡＣサーボモータ駆動部１０（以下、移動用モータ駆動部という）と、ねじ締め用モータ駆動部１１と、推力算出部１２と、ねじ供給装置（図示せず）の動作を制御するねじ供給装置駆動部１３と、前述の移動用モータ２ｄおよびパルスエンコーダ２ｆが接続される入出力部１４とを有している。なお、前記推力算出部１２は駆動ビット３ｅの推力を検出するロードセルのような特別な測定装置を付属させた実測型の構成であってもよいが、本実施形態では移動用モータ２ｄのフィードバック電流値Ｗｅ６から推力を得る推定型をなし、主制御部７内で構成されている。

前記主制御部７は、ねじ締めモード時には、図４および図９に示すように、次のステップＳ１〜Ｓ１５の動作を行う。
Ｓ１）操作部８からのねじ締めモード信号Ｓｇ１が入力しているか否かを判断し、ねじ締めモード信号Ｓｇ１が入力してない時、この入力を待つ一方、ねじ締めモード信号Ｓｇ１が入力すると、ステップＳ２に移る。
Ｓ２）ねじ締めに必要な情報（仮締め設定電流値Ｉｓ１、仮締め回転数Ｎ１１、本締め設定電流値Ｉｓ２、本締め回転数Ｎ２）を記憶部９から呼出し、これらをねじ締め用モータ駆動部１１に供給する。
Ｓ３）ねじ締めユニット３の移動に必要な情報（待機位置Ｐ０、ねじ嵌合時推力Ｆｔ１、ねじ締め開始位置すなわち仮締め開始位置Ｐ１、仮締め推力Ｆｔ２、本締め位置Ｐ４、本締め推力Ｆｔ３、復帰時推力Ｆｔ５）を記憶部９から呼出し、これらを移動用モータ駆動部１０に供給する。
Ｓ４）ねじ供給装置駆動部１３に作動指令信号Ｓｇ２を出力する。
Ｓ５）移動用モータ駆動部１０に 作動指令信号Ｓｇ３を出力する。
Ｓ６）ねじ締め用モータ駆動部１１に作動指令信号Ｓｇ４を出力する。
Ｓ７）ねじ締め用モータ駆動部１１から仮締め完了信号Ｓｇ５が入力しているか否かを判断し、仮締め完了信号Ｓｇ５が入力していない時、仮締め完了信号Ｓｇ５が入力するのを待つ一方、仮締め完了信号Ｓｇ５が入力している時、ステップ８に移る。
Ｓ８）移動用モータ駆動部に仮締め完了信号Ｓｇ５を出力する。
Ｓ９）ねじ締め用モータ駆動部１１から本締め完了信号Ｓｇ６が入力しているか否かを判断し、本締め完了信号Ｓｇ６が入力している時、ステップＳ１４にジャンプする一方、本締め完了信号Ｓｇ６が入力していない時、ステップＳ１０に移る。
Ｓ１０）ねじ締め用モータ駆動部１１から締付ＮＧ信号Ｓｇ７が入力しているか否かを判断し、締付ＮＧ信号Ｓｇ７が入力してない時、ステップＳ９に戻る一方、締付ＮＧ信号Ｓｇ７が入力している時、Ｓ１１に移る。
Ｓ１１）移動用モータ駆動部１０に停止指令信号Ｓｇ８を出力する。
Ｓ１２）操作部８に締付ＮＧ表示指令信号Ｓｇ９を出力する。
Ｓ１３）移動用モータ駆動部１０から待機位置復帰信号Ｓｇ１０が入力しているか否かを判断し、これが入力していない時、待機位置復帰信号Ｓｇ１０を待つ一方、待機位置復帰信号Ｓｇ１０が入力している時、ステップＳ１に戻る。
Ｓ１４）移動用モータ駆動部１０に停止指令信号Ｓｇ８を出力する。
Ｓ１５）操作部８に締付完了表示指令信号Ｓｇ１１を出力して、ステップＳ１３に戻る。

前記移動用モータ駆動部１０は、ねじ締めモード時、図５および図９に示すように次のステップＳＳ１〜ＳＳ１６の動作を行う。
ＳＳ１）移動用モータ駆動部作動指令信号Ｓｇ３が入力しているか否かを判断し、これが入力していない時、その入力を待つ一方、この作動指令信号Ｓｇ３が入力する時、ステップＳＳ２に移る。
ＳＳ２）ねじ締め開始位置Ｐ１およびねじ嵌合時推力Ｆｔ１を呼出す。
ＳＳ３）ねじ締め開始位置Ｐ１およびねじ嵌合時推力Ｆｔ１が得られる電流値を指令値として移動用モータ２ｄに供給する。
ＳＳ４）移動用モータ２ｄの現在位置がねじ締め開始位置Ｐ１に達しているか否かを判断し、移動用モータ２ｄの現在位置がねじ締め開始位置Ｐ１に達していない時、ねじ締め開始位置Ｐ１に達するのを待つ一方、移動用モータ２ｄの現在位置がねじ締め開始位置Ｐ１に達している時、ステップＳＳ５に移る。
ＳＳ５）本締め位置Ｐ４および仮締め推力Ｆｔ２を呼出す。
ＳＳ６）本締め位置Ｐ４および仮締め推力Ｆｔ２が得られる電流値を指令値として移動用モータ２ｄに供給する。
ＳＳ７）主制御部７から仮締め完了信号Ｓｇ５が入力しているか否かを判断し、仮締め完了信号Ｓｇ５が入力していない時、その入力を待つ一方、仮締め完了信号Ｓｇ５が入力している時、ステップＳＳ８に移る。
ＳＳ８）本締め位置Ｐ４および本締め推力Ｆｔ３を呼出す。
ＳＳ９）本締め位置Ｐ４および本締め推力Ｆｔ３が得られる電流値を指令値として移動用モータ２ｄに供給する。
ＳＳ１０）移動用モータ駆動部停止指令信号Ｓｇ８が入力しているか否かを判断し、この停止指令信号Ｓｇ８が入力していない時、その入力を待つ一方、この停止指令信号Ｓｇ８が入力している時、ステップＳＳ１１に移る。
ＳＳ１１）移動用モータ２ｄにパワー供給停止指令信号Ｓｇ１２を出力する。
ＳＳ１２）移動用モータ２ｄの待機位置Ｐ０および待機位置Ｐ０に復帰する時の復帰時推力Ｆｔ５を呼出す。
ＳＳ１３）移動用モータ２ｄに待機位置Ｐ０と、復帰時推力Ｐ０とを指令値として供給する。
ＳＳ１４）移動用モータ２ｄの現在位置が待機位置Ｐ０に復帰しているか否かを判断し、移動用モータ２ｄの現在位置が待機位置Ｐ０に復帰していない時、その復帰を待つ一方、移動用モータ２ｄの現在位置が待機位置Ｐ０に復帰している時、ステップＳＳ１５に移る。
ＳＳ１５）主制御部７に待機位置復帰信号Ｓｇ１０を出力する。
ＳＳ１６）エンド。

前記ねじ締め用モータ駆動部１１は、ねじ締めモード時、推力算出モード時のいずれであっても、図６および図９に示すように締付けトルク制御部１１ａを構成する次のステップＳＴ１〜ＳＴ１４の動作を行う。
ＳＴ１）ねじ締め用モータ駆動部１１の作動指令信号Ｓｇ４が入力しているか否かを判断し、この作動指令信号Ｓｇ４が入力していない時、その入力を待つ一方、この作動指令信号Ｓｇ４が入力している時、ステップＳＴ２に移る。
ＳＴ２）仮締め回転数Ｎ１１（推力算出モード時、Ｎ１２）、仮締め設定電流値Ｉｓ１を呼出す。
ＳＴ３）ねじ締め用モータ３ｂに仮締め回転数Ｎ１１（推力算出モード時、Ｎ１２）に応じた電圧を供給する。（第１タイマ１１ｂおよび第２タイマ１１ｃを作動させる）
ＳＴ４）負荷電流Ｗａが仮締め設定電流値Ｉｓ１に達したか否かを判断し、負荷電流Ｗａが仮締め設定電流値Ｉｓ１に達している時、ステップＳＴ６にジャンプする一方、負荷電流Ｗａが仮締め設定電流値Ｉｓ１に達していない時、ステップＳＴ５に移る。
ＳＴ５）第１タイマ１１ｂがタイムアップしたか否かを判断し、第１タイマ１１ｂがタイムアップしてない時、ステップＳＴ４に戻る一方、第１タイマ１１ｂがタイムアップしている時、ステップＳＴ１０にジャンプする。
ＳＴ６）主制御部７に仮締め完了信号Ｓｇ５を出力するとともに、本締め回転数Ｎ２、本締め設定電流値Ｉｓ２を呼出す。
ＳＴ７）ねじ締め用モータ３ｂに本締め回転数Ｎ２に応じた電圧を供給する。
ＳＴ８）ねじ締め用モータ３ｂの負荷電流Ｗａが本締め設定電流値Ｉｓ２に達したか否かを判断し、この負荷電流Ｗａが本締め設定電流値Ｉｓ２に達している時、ステップＳＴ１２にジャンプする一方、この負荷電流Ｗａが本締め設定電流値Ｉｓ２に達していない時、ステップＳＴ９に移る。
ＳＴ９）第２タイマ１１ｃがタイムアップしたか否かを判断し、第２タイマ１１ｃがタイムアップしてない時、ステップＳＴ８に戻る一方、第２タイマ１１ｃがタイムアップしている時、ステップＳＴ１０に移る。
ＳＴ１０）ねじ締め用モータ３ｂへの電圧供給を停止する。第１,タイマ１１ｂおよび第２タイマ１１ｃをリセットする。
ＳＴ１１）締付ＮＧ信号Ｓｇ７を主制御部７に出力して、ステップＳＴ１４にジャンプする。
ＳＴ１２）ねじ締め用モータ３ｂへの電圧供給を停止する。第１,タイマ１１ｂおよび第２タイマ１１ｃをリセットする。
ＳＴ１３）本締め完了信号Ｓｇ６を主制御部７に出力する。
ＳＴ１４）エンド。

前記推力算出部１２は、本発明の要部をなし、主制御部７の一部として構成されているもので、図７および図９に示すように、次のステップＳＰ１〜ＳＰ１３の動作を行う。
ＳＰ１）操作部８からの推力算出モード信号Ｓｇ２１が入力しているか否かを判断し、この推力算出モード信号Ｓｇ２１が入力していない時、その入力を待つ一方、推力算出モード信号Ｓｇ２１が入力している時、ステップＳＰ２に移る。
ＳＰ２）増締めに必要な情報（仮締め設定電流値Ｉｓ１、仮締め回転数Ｎ１２、本締め設定電流値Ｉｓ２、本締め回転数Ｎ２）を記憶部９から呼出し、これらをねじ締め用モータ駆動部１１に供給する。
ＳＰ３）待機位置Ｐ０、本締め位置Ｐ４および仮推力Ｆｔ４並びに復帰時推力Ｆｔ５を記憶部９から呼出し、これらを移動用モータ駆動部１０に供給する。
ＳＰ４）移動用モータ駆動部１０に推力算出指令信号Ｓｇ２３を出力する。
ＳＰ５）ねじ締め用モータ駆動部１１に作動指令信号Ｓｇ２４を出力する。
ＳＰ６）ねじ締め用モータ駆動部１１から仮締め完了信号Ｓｇ５が入力しているか否かを判断し、この仮締め完了信号Ｓｇ５が入力していない時、その入力を待つ一方、仮締め完了信号Ｓｇ５が入力している時、ステップＳＰ７に移る。
ＳＰ７) 移動用モータ駆動部１０に仮締め完了信号Ｓｇ５を出力する。
ＳＰ８）移動用モータ駆動部１０から出力されるフィードバック電流値Ｗｅ６を呼出し、記憶する。
ＳＰ９）ねじ締め用モータ駆動部１１から本締め完了信号Ｓｇ６が入力しているか否かを判断し、この本締め完了信号Ｓｇ６が入力していない時、ステップＳＰ８に戻る一方、本締め完了信号Ｓｇ６が入力している時、ステップＳＰ１０に移る。
ＳＰ１０）移動用モータ駆動部１０に本締め完了信号Ｓｇ６を出力する。
ＳＰ１１）最終に記憶されたフィードバック電流値Ｗｅ６（Ｉｍｆ）から一定安全率を見た電流値を算出し、これを本締め推力として本締め設定電流値Ｉｓ２とともに記憶する。
ＳＰ１２）移動用モータ駆動部１０から待機位置復帰信号Ｓｇ１０が入力しているか否かを判断し、待機位置復帰信号Ｓｇ１０が入力してない時、その入力を待つ一方、待機位置復帰信号Ｓｇ１０が入力している時、ステップＳＰ１３に移る。
ＳＰ１３）エンド。

また、前記移動用モータ駆動部１０は、推力算出モード時には、図８および図９に示すように次のステップＳＱ１〜ＳＱ１３の動作を行う。
ＳＱ１）主制御部７からの推力算出指令信号Ｓｇ２３が入力しているか否かを判断し、この推力算出指令信号Ｓｇ２３が入力していない時、その入力を待つ一方、推力算出指令信号Ｓｇ２３が入力している時、ステップＳＱ２に移る。
ＳＱ２）本締め位置Ｐ４および仮推力Ｆｔ４を呼出す。
ＳＱ３）本締め位置Ｐ４および仮推力Ｆｔ４が得られる電流値を指令値として移動用モータ２ｄに供給する。
ＳＱ４）主制御部７から仮締め完了信号Ｓｇ５が入力しているか否かを判断し、この仮締め完了信号Ｓｇ５が入力していない時、その入力を待つ一方、仮締め完了信号Ｓｇ５が入力している時、ステップＳＱ５に移る。
ＳＱ５）移動用モータ２ｄの目標位置を移動用モータ２ｄの現在位置とする（移動用モータ２ｄを無回転状態に維持する）。
ＳＱ６）移動用モータ２ｄのフィードバック電流値Ｗｅ６を主制御部７に出力する。
ＳＱ７）主制御部７から本締め完了信号Ｓｇ６が入力しているか否かを判断し、本締め完了信号Ｓｇ６が入力していない時、ステップＳＱ６に戻る一方、本締め完了信号Ｓｇ６が入力している時、ステップＳＱ８に移る。
ＳＱ８）移動用モータ２ｄへパワー供給停止指令信号Ｓｇ１２を出力する。
ＳＱ９）移動用モータ２ｄの 待機位置Ｐ０および復帰時推力Ｆｔ５を呼出す。
ＳＱ１０）移動用モータ２ｄに待機位置Ｐ０および復帰時推力Ｆｔ５を指令値として供給する。
ＳＱ１１）移動用モータ２ｄの現在位置が待機位置Ｐ０に復帰しているか否かを判断し、移動用モータ２ｄの現在位置が待機位置Ｐ０に復帰していない時、待機位置Ｐ０に復帰するのを待つ一方、移動用モータ２ｄが待機位置Ｐ０に復帰している時、ステップＳＱ１２に移る。
ＳＱ１２）主制御部７に待機位置復帰信号Ｓｇ１０を出力する。
ＳＱ１３）エンド。

前記移動用モータ駆動部１０と移動用モータ２ｄまたはパルスエンコーダ２ｆとは、データ通信で情報が授受されており、移動用モータ駆動部１０は主制御部７からねじ締めユニット３の移動に必要な情報を受けると、この情報を一時記憶するように構成されている。また、前記ねじ締め用モータ駆動部１１は主制御部７からねじ締めに必要な情報を受けると、この情報を一時記憶するように構成されている。

上記ねじ締め装置１では、図９に示すように通常の締付作業を行う場合、操作部８の操作画面のねじ締めモードキー８ａがタッチされ、主制御部７にねじ締めモード信号Ｓｇ１が出力される。このねじ締めモード信号Ｓｇ１により、ねじ締め用モータ駆動部１１に仮締め設定電流値Ｉｓ１、仮締め回転数Ｎ１１、本締め設定電流値Ｉｓ２および本締め回転数Ｎ２が、また移動用モータ駆動部１０には待機位置Ｐ０、ねじ嵌合時推力Ｆｔ１、ねじ締め開始位置（仮締め開始位置）Ｐ１、仮締め推力Ｆｔ２、本締め位置Ｐ４および本締め推力Ｆｔ３並びに復帰時推力Ｆｔ５が供給される（ステップＳ１〜Ｓ３参照）。続いて、ねじ供給装置駆動部１３に作動指令信号Ｓｇ２が出力され（ステップＳ４参照）、ねじ供給装置が作動して、ねじ４が駆動ビット３ｅの移動路上に配置された一対のチャック爪まで供給され、このチャック爪に保持される。その後、ねじ締め用モータ駆動部１１、移動用モータ駆動部１０それぞれに作動指令信号Ｓｇ４，Ｓｇ３が出力される（ステップＳ５およびＳ６参照）。

前記ねじ締め用モータ駆動部１１では、その作動指令信号Ｓｇ４を受けると、仮締め回転数Ｎ１１および仮締め設定電流値Ｉｓ１が呼出される（ステップＳＴ１およびＳＴ２参照）。続いて、ねじ締め用モータ３ｂに仮締め回転数Ｎ１１に対応した所定の電圧が供給され（ステップＳＴ３参照）、ねじ締め用モータ３ｂは仮締め回転数Ｎ１１（高速低トルク）で回転し（図１０中、信号波形Ｗｄ１参照）、この回転を受けて駆動ビット３ｅが回転する。これとともに、ねじ締め用モータ３ｂの負荷電流Ｗａが仮締め設定電流値Ｉｓ１に達したか否かの判断が行われる（ステップＳＴ４参照）。この時、第１タイマ１１ｂおよび第２タイマ１１ｃが作動して、仮締め不良および本締め不良の判定が開始される。また、前記移動用モータ駆動部１０では、その作動指令信号Ｓｇ３を受けると、ねじ嵌合時推力Ｆｔ１およびねじ締め開始位置Ｐ１が呼出される（ステップＳＳ１およびＳＳ２参照）。続いて、ねじ締め開始位置Ｐ１とねじ嵌合時推力Ｆｔ１が得られる電流値とが指令値として移動用モータ２ｄに供給され（ステップＳＳ３参照）、移動用モータ２ｄはねじ締め開始位置Ｐ１を目標位置として、前記電流値が得られるようにパワー供給を受けて回転する。この移動用モータ２ｄの回転を受けて、スクリュウシャフト２ｈが回転し、これに螺合する軸受台２ｋが前記電流値、すなわちねじ嵌合時推力Ｆｔ１を保持しながらねじ締め開始位置Ｐ１まで前進する（図１０中、信号波形Ｗｅ１参照）。この軸受台２ｋの前進により、この軸受台２ｋと一体のドライバ台３ａに保持されたねじ締めユニット３の駆動ビット３ｅが待機位置Ｐ０から前進し、チャック爪に保持されたねじ４がねじ締め開始位置Ｐ１に押出される。

この間、図１１に示すように駆動ビット３ｅの回転方向の力Ｆｒがねじ４の駆動穴４ａの傾斜面４ａａに作用することにより、駆動ビット３ｅにはねじ４の駆動穴４ａから離脱する方向のせり上がり力の垂直成分Ｆｃｏ（以下、カムアウト力という）が作用するが、移動用モータ２ｄの回転によりもたらされる推力Ｆｔ（図３参照）、すなわちねじ嵌合時推力Ｆｔ１により打ち消される。また、移動用モータ駆動部１０では移動用モータ２ｄの現在位置がねじ締め開始位置Ｐ１に達したか否かが判断されており（ステップＳＳ４参照）、この現在位置がねじ締め開始位置Ｐ１に達すると、本締め位置Ｐ４および仮締め推力Ｆｔ２が呼出される（ステップＳＳ５参照）。続いて、移動用モータ２ｄに本締め位置Ｐ４と仮締め推力Ｆｔ２とが得られる電流値が供給され（ステップＳＳ６参照）、移動用モータ２ｄは仮締め推力Ｆｔ２を保持して回転する（図１０中、信号波形Ｗｅ２参照）。この移動用モータ２ｄの回転を受けて、軸受台２ｋおよびこれと一体の駆動ビット３ｅとは前進するので、駆動ビット３ｅと嵌合するねじ４はその頭部が被締結部材１５に着座するまで、すなわち仮締め完了時まで仮締め推力Ｆｔ２が付加されながらねじ込まれる。

その後、ねじ締め用モータ３ｂの負荷電流Ｗａが仮締め設定電流値Ｉｓ１に達するまでは、第１タイマ１１ｂがタイムアップしたか否かが判断され（ステップＳＴ５参照）、前記第１タイマ１１ｂがタイムアップしている時にはねじ締め用モータ３ｂへの電圧供給が停止され、締付けＮＧ信号Ｓｇ７が主制御部７に出力される（ステップＳＴ１０およびＳＴ１１参照）。同時に、第１タイマ１１ｂおよび第２タイマ１１ｃがリセットされ、仮締め不良判定および本締め不良判定が終了する。また、前記ねじ締め用モータ３ｂの負荷電流Ｗａが仮締め設定電流値Ｉｓ１に達する時、仮締めが完了し、ねじ締め用モータ駆動部１１から主制御部７に仮締め完了信号Ｓｇ５が出力される。この仮締め完了時、すなわち駆動ビット３ｅが仮締め完了位置Ｐ２に位置する時、本締め回転数Ｎ２および本締め設定電流Ｉｓ２が呼出され、ねじ締め用モータ３ｂを低速高トルクの本締め回転数Ｎ２に切り替えるように電圧が供給される（ステップＳＴ６およびＳＴ７並びに図１０中、信号波形Ｗｄ２参照）。この仮締め完了信号Ｓｇ５により、移動用モータ駆動部１０に仮締め完了信号Ｓｇ５が出力されるので、移動用モータ駆動部１０では本締め位置Ｐ４および本締め推力Ｆｔ３が呼出される（ステップＳＳ８参照）。続いて、移動用モータ２ｄには本締め位置Ｐ４と本締め推力Ｆｔ３が得られる電流値とが指令値として供給され（ステップＳＳ９参照）、移動用モータ２ｄは本締め推力Ｆｔ３を保持して回転する（図１０中、信号波形Ｗｅ３参照）。この移動用モータ２ｄの回転を受けて、軸受台２ｋおよび駆動ビット３ｅが本締め推力Ｆｔ３を保持しながら本締め位置Ｐ４に向かって前進する。

前記軸受台２ｋが移動用モータ２ｄの回転を受けて前進する間に、ねじ締め用モータ駆動部１１ではねじ締め用モータ３ｂの負荷電流Ｗａが本締め設定電流値Ｉｓ２に達したか否かの判断が行われており（ステップＳＴ８参照）、この負荷電流Ｗａが本締め設定電流値Ｉｓ２に達してない時には、第２タイマ１１ｃがタイムアップしたか否かが判断される（ステップＳＴ９参照）。この判断において、第２タイマ１１ｃがタイムアップしてない時には、前述のステップＳＴ８の判断が繰り返される。また、前記ステップＳＴ９の判断において前記第２タイマ１１ｃがタイムアップしている時には、ねじ締め用モータ３ｂへの電圧供給が停止され、締付けＮＧ信号Ｓｇ７が主制御部７に出力される（ステップＳＴ１０およびＳＴ１１参照）。

前記軸受台２ｋが移動用モータ２ｄの回転を受けて前進する間に、ねじ締め用モータ３ｂの負荷電流Ｗａが本締め設定電流値Ｉｓ２に達すると、すなわち駆動ビット３ｅが本締め完了位置Ｐ３に位置する時、ねじ締め用モータ３ｂへの電圧供給が停止され、ねじ締め用モータ３ｂは停止して、本締めが完了し、本締め完了信号Ｓｇ６が主制御部７に出力される（ステップＳＴ１２およびＳＴ１３参照）。同時に、第１タイマ１１ｂおよび第２タイマ１１ｃがリセットされ、仮締め不良判定および本締め不良判定は終了する。

前記主制御部７は、前記本締め完了信号Ｓｇ６が入力すると、前記移動用モータ駆動部１０にその停止指令信号Ｓｇ８を出力するとともに操作部８に締付完了表示指令信号Ｓｇ１１を出力する（ステップＳ１４およびＳ１５参照）。そのため、移動用モータ駆動部１０はこの停止指令信号Ｓｇ８を受けて、移動用モータ２ｄにパワー供給停止指令信号Ｓｇ１２を出力し、移動用モータ２ｄへのパワー供給が停止される（ステップＳＳ１０およびＳＳ１１参照）。続いて、移動用モータ駆動部１０では移動用モータ２ｄの待機位置Ｐ０および復帰時推力Ｆｔ５が呼出されて、この待機位置Ｐ０および復帰時推力Ｆｔ５が指令値として移動用モータ２ｄに供給される（ステップＳＳ１２およびＳＳ１３参照）。そのため、移動用モータ２ｄは待機位置Ｐ０に復帰するように、また前記復帰時推力Ｆｔ５が得られるようにパワー供給を受けて回転するので、軸受台２ｋおよびねじ締めユニット３の駆動ビット３ｅは復帰時推力Ｆｔ５を保持しながら待機位置Ｐ０に復帰する（図１０中、信号波形Ｗｅ４参照）。これにともなって、主制御部７に待機位置復帰信号Ｓｇ１０が出力され（ステップＳＳ１４およびＳＳ１５参照）、この待機位置復帰信号Ｓｇ１０の入力が主制御部７で確認され（ステップＳ１３参照）、一連の締付作業が終了する。

次に、本発明の要部の推力算出部１２の動作を説明する。通常の締付作業に先立って本締め推力を算出する場合、ねじ４により設定締付けトルク値で締結された被締結部材５ａを持つ相手部材５が駆動ビット３ｅの下方に配置される（図１および図１０参照）。その後、操作部８の操作画面中の推力算出モードキー８ｂがタッチされると、推力算出モード信号Ｓｇ２１が出力される。この推力算出モード信号Ｓｇ２１により、ねじ締め用モータ駆動部１１に仮締め設定電流値Ｉｓ１、仮締め回転数Ｎ１２、本締め設定電流値Ｉｓ２および本締め回転数Ｎ２が、また移動用モータ駆動部１０には待機位置Ｐ０、本締め位置Ｐ４および仮推力Ｆｔ４並びに復帰時推力Ｆｔ５が供給される（ステップＳＰ１〜ＳＰ３参照）。続いて、ねじ締め用モータ駆動部１１、移動用モータ駆動部１０に、それぞれ作動指令信号Ｓｇ２４，推力算出指令信号Ｓｇ２３が出力される（ステップＳＰ４およびＳＰ５参照）。

前記ねじ締め用モータ駆動部１１では、その作動指令信号Ｓｇ２４を受けると、仮締め回転数Ｎ１２および仮締め設定電流値Ｉｓ１が呼出されて、通常の締付作業と同様にねじ締め用モータ３ｂに仮締め回転数Ｎ１２に対応した所定の電圧が供給される（ステップＳＴ１〜ＳＴ３参照）。そのため、ねじ締め用モータ３ｂは仮締め回転数Ｎ１２（中速中トルク）で回転し（図１０中、信号波形Ｗｄ３参照）、この回転を受けて駆動ビット３ｅが回転する。これとともに、ねじ締め用モータ３ｂの負荷電流Ｗａが仮締め設定電流値Ｉｓ１に達したか否かの判断が行われる（ステップＳＴ４参照）。また、移動用モータ駆動部１０では推力算出指令信号Ｓｇ２３を受けると、本締め位置Ｐ４および仮推力Ｆｔ４が呼出され、これらが得られる電流値が指令値として移動用モータ２ｄに供給され（ステップＳＱ１〜ＳＱ３参照）、移動用モータ２ｄは前記電流値が得られるようにパワー供給を受けて仮推力Ｆｔ４を保持しながら回転する（図１０中、信号波形Ｗｅ５参照）。この移動用モータ２ｄの回転を受けて、スクリュウシャフト２ｈが回転し、これに螺合する軸受台２ｋが仮推力Ｆｔ４を保持しながら本締め位置Ｐ４に向かって前進する。この軸受台２ｋの前進により、軸受台２ｋと一体のドライバ台３ａに保持されたねじ締めユニット３の駆動ビット３ｅがチャック爪を押し開いて貫通して、ねじ締め開始位置Ｐ１を通過した後、相手部材５に締結されたねじ４の駆動穴４ａに嵌合する。この時、駆動ビット３ｅはねじ締め用モータ３ｂの回転を受けて回転しているので、相手部材５に締付けられているねじ４が増締めされる。

この増締めが進行する間に、ねじ締め用モータ駆動部１１ではねじ締め用モータ３ｂの負荷電流Ｗａが仮締め設定電流値Ｉｓ１に達したか否かの判断が行われており（ステップＳＴ４参照）、前記増締めが進行するにともなって、ねじ締め用モータ３ｂの負荷電流Ｗａが増加し、仮締め設定電流値ＩＳ１に達したことが検出される。これにより、ねじ締め用モータ駆動部１１から主制御部７に仮締め完了信号Ｓｇ５が出力されるとともに、本締め回転数Ｎ２および本締め設定電流Ｉｓ２が呼出され、ねじ締め用モータ３ｂを低速高トルクの本締め回転数Ｎ２に切り替えるように電圧が供給される（ステップＳＴ６およびＳＴ７並びに図１０中、信号波形Ｗｄ４参照）。この仮締め完了信号Ｓｇ５が移動用モータ駆動部１０に出力されると、この時の移動用モータ２ｄの現在位置が移動用モータ２ｄの目標位置とされ、移動用モータが無回転の状態となる（ＳＱ４およびＳＱ５参照）。そのため、移動用モータ２ｄにはその位置を保持するパワーが供給されるのみで、軸受台２ｋおよびこれと一体の駆動ビット３ｅはその位置で停止し、駆動ビット３ｅは推力を持たない状態となる。

この間、ねじ締め用モータ３ｂは回転しているので、駆動ビット３ｅがねじ締め用モータ３ｂの回転力を受け、ねじ４を回転させようとする。そのため、駆動ビット３ｅの負荷トルク、すなわちねじ４の駆動穴４ａに加わる回転力Ｆｒが上昇し、駆動ビット３ｅのカムアウト力Ｆｃｏが増大する。このカムアウト力Ｆｃｏが増大すると、駆動ビット３ｅがねじ４の駆動穴４ａから離脱すべくせり上がろうとする（図１１参照）。これにより、この駆動ビット３ｅと一体の軸受部２ｋが上昇することとなるので、駆動ビット３ｅおよび軸受台２ｋの位置を保持するように、すなわちカムアウト力Ｆｃｏを打ち消すように移動用モータ２ｄにフィードバック制御が働く。そのため、移動用モータ２ｄには前述の位置を保持するために必要なフィードバック電流値Ｗｅ６が供給され、駆動ビット３ｅとねじ４の駆動穴４ａとの嵌合が保持される。同時に、この時の移動用モータ２ｄに流れるフィードバック電流値Ｗｅ６が推力算出部１２、すなわち主制御部７に出力されて、記憶部９に記憶される（ステップＳＱ６参照）。このフィードバック電流値Ｗｅ６がねじ締め用モータ駆動部１１から本締め完了信号Ｓｇ６が出力されるまで繰り返し記憶され（ステップＳＱ７参照）、図１および図１０に示す推力信号波形Ｗｅ６が得られる。

この状態で、前記増締めがさらに進行して、ねじ締め用モータ３ｂの負荷電流Ｗａが増大して本締め設定電流値Ｉｓ２に達すると（図１中、トルク信号波形Ｗａ参照）、ねじ締め用モータ３ｂへの電圧供給が停止され、ねじ締め用モータ３ｂが停止するとともに、ねじ締め用モータ駆動部１１から本締め完了信号Ｓｇ６が出力される（ステップＳＴ８、ＳＴ１２およびＳＴ１３参照）。この本締め完了信号Ｓｇ６が移動用モータ駆動部１０に出力され、移動用モータ駆動部１０は移動用モータ２ｄへパワー供給停止指令信号Ｓｇ１２を出力するので、移動用モータ２ｄの現在位置の保持を中止し、移動用モータ２ｄへのパワーの供給が中止される（ステップＳＱ８参照）。その後、記憶部９に記憶された移動用モータ２ｄのフィードバック電流値Ｗｅ６のうち、最終に記憶されたフィードバック電流値、言い換えれば前述のねじ締め用モータ停止タイミングで検出されたフィードバック電流値、すなわちカムアウト力Ｆｃｏを打ち消すべく作用する推力Ｉｍｆが呼出され、これに一定の安全率を見て算出された電流値が本締め推力として本締め設定電流Ｉｓ２とともに記憶部９に記憶される（ステップＳＰ１１参照）。

また、移動用モータ駆動部１０では前記本締め完了信号Ｓｇ６を受けると、移動用モータ２ｄすなわち駆動ビット３ｅの待機位置Ｐ０と復帰時推力Ｆｔ５が呼出され、移動用モータ２ｄには待機位置Ｐ０に復帰する電流値が供給される（ステップＳＱ９およびＳＱ１０参照）。そのため、移動用モータ２ｄは待機位置Ｐ０に復帰するように、また復帰時推力Ｆｔ５が得られるようにパワー供給を受けて回転するので（図１０中、信号波形Ｗｅ４参照）、軸受台２ｋおよびねじ締めユニット３は待機位置Ｐ０に復帰する。その後、移動用モータ２ｄの現在位置が待機位置Ｐ０に復帰するのを待って、主制御部７に待機位置復帰信号Ｓｇ１０が出力される（ステップＳＱ１１およびＳＱ１２）。また、推力算出部１２はこの待機位置復帰信号Ｓｇ１０の入力を待って、推力算出動作を終了する（ステップＳＰ１２およびＳＰ１３参照）。

以上のように、本実施形態におけるねじ締め装置１はねじ締め用モータ３ｂの回転を受けて回転する駆動ビット３ｅを備えたねじ締めユニット３と、移動用モータ２ｄの回転を往復移動に変換してこの往復移動によりねじ締めユニット３を前進後退させる移動ユニット２と、前記駆動ビット３ｅに加わる負荷トルクを検出してこれが設定締付けトルク値に達する時にねじ締め用モータ３ｂを停止させる締付けトルク制御部１１ａと、前記ねじ締め用モータ停止タイミングでの駆動ビットに発生するせり上がり力を打ち消すべく移動用モータ２ｄから駆動ビット３ｅに付与される推力を算出する推力算出部１２と、を備えている。この構成により、駆動ビット３ｅに発生するカムアウト力Ｆｃｏを検出することができる。言い換えれば、このカムアウト力Ｆｃｏを打ち消すべく、移動用ＡＣサーボモータ２ｄから駆動ビット３ｅに付与する推力を算出できるので、駆動ビット３ｅがねじ４の駆動穴４ａから離脱するのを防止するために駆動ビット３ｅに付与される推力はできる限り小さく最適な推力とすることができる。これにより、駆動ビット３ｅはねじ４の駆動穴４ａから離脱することがないばかりか、締付作業の際に相手部材５を過剰に押圧することもなくなるうえに、前述の推力の設定も自動的に行うことができる。また、この締付作業の際に、相手部材５がアルミ材であってねじ４としてタッピングねじ（図示せず）が使用されても、駆動ビット３ｅに過剰な推力が加わらないので、成形途中のめねじを破壊することもなく、高品質な締付けを行うことができる。また、前記推力算出部１２は相手部材５に設定締付けトルク値であらかじめ締付けられたねじ４を増締めする際に駆動ビット３ｅがねじ４の駆動穴４ａに嵌合する位置を保持する時の移動用ＡＣサーボモータ２ｄのフィードバック電流値であって、前記ねじ締め用モータ停止タイミングのフィードバック電流値から駆動ビットに付与する推力を算出する構成であってもよい。この場合、締付完了時に駆動ビット３ｅがねじ４の駆動穴４ａから離脱するのを防止できる推力を特別な測定装置を設けることなく算出することができる。

本発明の応用例として、図示はしないが、前述の推力算出部に駆動ビット交換時に算出される推力を初期推力として記憶し、この初期推力と任意のタイミングで算出される推力との比較から駆動ビットの摩耗を判定するように構成された駆動ビット摩耗検出部（図示せず）を付加してもよい。この場合、駆動ビットの先端が摩耗すれば、駆動ビットとねじの駆動穴との係合関係も変化して推力が変化するので、この変化を前述の判定により即座に判定して駆動ビットの摩耗を検出することができる。

なお、本発明の実施形態について説明したが、ねじ締め装置はロボットの先端ユニットに限定されるものではなく、据え置き型のねじ締め装置であってもよい。また、推力算出は一旦相手部材に締結されたねじを増締めする際に行われているが、相手部材にねじを設定締付けトルク値で締付けた状態で、引き続いて増締め作業を行って、その際に推力算出を行ってもよい。さらに、前述の本締め完了時のねじ締め用モータ停止タイミングはねじ締め用モータ３ｂの負荷電流Ｗａが本締め設定電流値Ｉｓ２に達してから一定時間後であってもよい（図１中のトルク信号波形Ｗｂ参照）。この場合、被締結部材５ａが軟質材でなる時には、締付けトルクの安定を待って本締め完了信号Ｓｇ６を出力することができる。また、ねじ締めユニットの駆動ビットに加わる負荷トルクの検出に際して、ねじ締め用モータの負荷電流が使用されているが、トルクセンサが使用されてもよいことはもちろんである。しかも、本実施形態ではねじ締めユニット３はドライバ台３ａに直接固定されているが、本実施形態の移動ユニット２と同構造の移動ユニット（図示せず）を介してドライバ台３ａに固定されてもよい。この場合、ドライバ台３ａを任意の締付け高さ位置に停止できるので、任意の高さ位置での締付を行うことができる。その他、各部の具体的な構成は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…ねじ締め装置、
２…移動ユニット、
２ｄ…移動用ＡＣサーボモータ、
３ｂ…ねじ締め用モータ、
３ｅ…駆動ビット、
５…相手部材、
１１ａ…締付けトルク制御部、
１２…推力算出部、

Claims (4)

1. ねじ締め用モータの回転を受けて回転する駆動ビットを備えたねじ締めユニットと、移動用ＡＣサーボモータの回転を往復移動に変換してこの往復移動によりねじ締めユニットを前進後退させる移動ユニットと、前記駆動ビットに加わる負荷トルクを検出してこれが設定締付けトルク値に達する時またはその一定時間後にねじ締め用モータを停止させる締付けトルク制御部と、前記ねじ締め用モータ停止タイミングで相手部材にねじを締付ける際に駆動ビットに発生するせり上がり力を打ち消すべく移動用ＡＣサーボモータから駆動ビットに付与される推力を測定または記憶する推力算出部と、を備えることを特徴とするねじ締め装置。
2. 前記推力算出部は、相手部材に設定締付けトルク値であらかじめ締付けられたねじを増締めする際に駆動ビットがねじの駆動穴に嵌合する位置を保持する時の移動用ＡＣサーボモータのフィードバック電流値であって、前記ねじ締め用モータ停止タイミングのフィードバック電流値から駆動ビットに付与される推力を算出する構成であることを特徴とする請求項１に記載のねじ締め装置。
3. 前記推力算出部は、ねじを相手部材に設定締付けトルク値で締付けた状態から引き続いてねじを増締めする際に駆動ビットがねじの駆動穴に嵌合する位置を保持する時の移動用ＡＣサーボモータのフィードバック電流値であって、前記ねじ締め用モータ停止タイミングのフィードバック電流値から駆動ビットに付与される推力を算出する構成であることを特徴とする請求項１に記載のねじ締め装置。
4. 前記推力算出部は、駆動ビット交換時に算出される推力を初期推力として記憶し、この初期推力と任意のタイミングで算出される推力との比較から駆動ビットの摩耗を判定する駆動ビット摩耗検出部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のねじ締め装置。

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