JP6182756B2 - Screw loosening device - Google Patents

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Description

本発明は、ねじ緩め装置に関する。   The present invention relates to a screw loosening device.

従来、ワークにねじを締めつける際にワークやねじを損傷させないように雄ねじとビット軸の先端との嵌合状態を適切なものとすべく、所定の押圧力が設定された状態で、ビット軸を逆転駆動するねじ締め装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、ビット軸先端の位置データを参照することによって、雄ねじとビット軸の先端とが適切に嵌合しているか否かを判断する。また、ビットとねじとの嵌合状態を検出するものとして、ビットでねじを吸着したときのねじの下端位置を検出することにより、ねじの保持状態を判定することも知られている（特許文献２参照）。また、部材を締結しているねじのねじ山やねじ頭部をつぶすことなくねじ緩めを行うねじ緩め装置が知られている（特許文献３参照）。特許文献３には、ねじ緩め開始時にはエアシリンダで強くビットをねじに押圧し、ねじ緩め開始後には圧縮コイルスプリングで小さい力で押圧する構成が開示されている。   Conventionally, in order to ensure that the male screw and the tip of the bit shaft are properly fitted so that the workpiece and screw are not damaged when the screw is tightened to the workpiece, the bit shaft must be A screw tightening device that rotates in reverse is disclosed (for example, see Patent Document 1). In Patent Document 1, it is determined whether or not the male screw and the tip of the bit shaft are properly fitted by referring to the position data of the bit shaft tip. Further, as a means for detecting the fitting state between the bit and the screw, it is also known to determine the holding state of the screw by detecting the lower end position of the screw when the screw is attracted by the bit (Patent Document). 2). There is also known a screw loosening device that performs screw loosening without crushing a screw thread or a screw head of a screw fastening a member (see Patent Document 3). Patent Document 3 discloses a configuration in which a bit is strongly pressed against a screw by an air cylinder at the start of screw loosening and pressed with a small force by a compression coil spring after the start of screw loosening.

特開平７−２２３１３０号公報JP-A-7-223130 特開平３−２２１３３１号公報JP-A-3-221331 特開平５−２３９２８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-23928

上記特許文献１や特許文献３は、ビット軸の先端を雄ねじに適切に嵌合させるために、雄ねじへビットによる押圧力を作用させている。このため、場合によっては、雄ねじを傷つけたり、つぶしたりする可能性がある。特許文献１や特許文献２では、ビット軸先端の位置データやねじの下端位置を検出することによりビットの先端と雄ねじとの嵌合状態を確認することができるが、適切な嵌合状態に至るまでに雄ねじを損傷させる可能性がある。 In Patent Document 1 and Patent Document 3 described above, a pressing force by a bit is applied to the male screw in order to appropriately fit the tip of the bit shaft to the male screw. For this reason, in some cases, the male screw may be damaged or crushed. In Patent Literature 1 and Patent Literature 2, the fitting state between the bit tip and the male screw can be confirmed by detecting the position data of the bit shaft tip and the lower end position of the screw. May damage the male screw by the time.

そこで、本明細書開示のねじ緩め装置は、ねじを緩める際に、ねじを損傷することなくビットとねじ溝とが適切に嵌合した状態を実現することを課題とする。なお、前記課題に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の課題の1つとして位置付けることができる。   Therefore, the screw loosening device disclosed in the present specification has an object to realize a state in which the bit and the screw groove are properly fitted without damaging the screw when the screw is loosened. In addition, the present invention is not limited to the above-described problems, and is an operational effect derived from each configuration shown in the embodiment for carrying out the invention to be described later. Can be positioned as one of

本明細書開示のねじ緩め装置は、ビットと、前記ビットをねじの緩め方向及び締め方向に回転させるビット駆動部と、前記ビットを緩める対象となるねじに対して接近及び離間する方向に移動させる軸動駆動部と、前記ビットの先端部が前記ねじのねじ頭に形成されたねじ溝に入り込んでいるか否かの嵌合状態を検出する嵌合状態検出部と、前記軸動駆動部により前記ビットを前記ねじに向かって所定位置まで移動させた後、前記軸動駆動部の駆動を解除して、前記ビットの先端部を前記ねじ溝に入り込ませる操作を行い、前記嵌合状態検出部により前記ビットの先端部が前記ねじ溝に入り込んでいることが確認されないときに、前記ビット駆動部により前記ビットを回転させて前記ビットの先端部を前記ねじ溝と嵌合させ、前記嵌合状態検出部によって前記ビットと前記ねじとの嵌合が確認された後、前記ビット駆動部により前記ビットをねじの緩め方向に回転させる制御部と、を備える。 The screw loosening device disclosed in the present specification moves a bit, a bit driving unit that rotates the bit in a screw loosening direction and a tightening direction, and a direction in which the bit is moved toward and away from the screw to be loosened. An axial movement drive unit, a fitting state detection unit for detecting a fitting state of whether or not a tip portion of the bit enters a screw groove formed on a screw head of the screw, and the axial movement drive unit After the bit is moved to a predetermined position toward the screw, the driving of the axial drive unit is released, and an operation of inserting the tip of the bit into the screw groove is performed by the fitting state detection unit. when the tip of the bit is penetrated into the thread groove is not confirmed, the tip of the bit by rotating the bit fitted with the screw groove by the bit driving unit, the fitting state detection After fitting between the bit and the screw is confirmed by section, and a control unit for rotating the bit in the loosening direction of the screw by the bit driving unit.

ビットとねじとが嵌合する際に、軸動駆動部の駆動を解除することでビットが重力により下降する。これにより、ビットが過度にねじに押し付けられることがなく、ねじを損傷することなくビットとねじ溝とが適切に嵌合することができる。   When the bit and the screw are fitted, the bit is lowered by gravity by releasing the driving of the axial drive unit. Accordingly, the bit is not excessively pressed against the screw, and the bit and the screw groove can be appropriately fitted without damaging the screw.

本明細書開示のねじ緩め装置によれば、ねじを緩める際に、ねじを損傷することなくビットとねじ溝とが適切に嵌合した状態を実現することができる。   According to the screw loosening device disclosed in the present specification, when the screw is loosened, it is possible to realize a state where the bit and the screw groove are properly fitted without damaging the screw.

図１は実施形態のねじ緩め装置の概略構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing a schematic configuration of the screw loosening device of the embodiment. 図２は実施形態のねじ緩め装置の主要部のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a main part of the screw loosening device of the embodiment. 図３は実施形態のねじ緩め装置によるねじ緩め作業の一例を示すフロー図である。FIG. 3 is a flowchart showing an example of the screw loosening operation by the screw loosening device of the embodiment. 図４（ａ−１）〜（ｂ−１）は、ビットの先端部とねじ溝との関係の変化を示す説明図である。4 (a-1) to 4 (b-1) are explanatory diagrams showing changes in the relationship between the tip end portion of the bit and the thread groove.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては、説明の都合上、実際には存在する構成要素が省略されている場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, in the drawings, the dimensions, ratios, and the like of each part may not be shown so as to completely match the actual ones. In addition, in some drawings, components that actually exist may be omitted for convenience of explanation.

（実施形態）
図１は実施形態のねじ緩め装置１００の概略構成を示す説明図である。図２は実施形態のねじ緩め装置１００の主要部のブロック図である。なお、以下の説明において、ＸＹＺ方向は、図１に示す方向として説明する。Ｙ方向は、Ｘ方向、Ｚ方向と直交する方向であり、紙面と垂直となる方向である。 (Embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a screw loosening device 100 according to the embodiment. FIG. 2 is a block diagram of the main part of the screw loosening device 100 of the embodiment. In the following description, the XYZ directions will be described as directions shown in FIG. The Y direction is a direction orthogonal to the X direction and the Z direction, and is a direction perpendicular to the paper surface.

ねじ緩め装置１００は、携帯電話端末機や、タブレット型のパーソナルコンピュータ、ノート型のパーソナルコンピュータ等に用いられているねじを緩めることができる。図１を参照すると、ねじ緩め装置１００は、土台となる箱状の制御部収納部１を備える。制御部収納部１内には、後に詳述する制御部に相当するマイクロコンピュータ２０や、電源が収納されている。制御部収納部１には、支柱２が立設している。支柱２には、板状のサーボアンプ実装部３が設けられている。また、支柱２にはＸ方向に延びるＸ方向移動レール４が装着されている。Ｘ方向移動レール４は、水平方向に沿って伸びている。Ｘ方向移動レールには、このＸ方向移動レールに沿って移動可能なようにＺ方向移動レール５が装着されている。Ｚ軸方向移動レール５は、垂直方向に沿って延びている。Ｚ方向移動レール５には、軸動部材６がＺ軸方向移動レール５に沿って移動可能に装着されている。軸動部材６には、ビット先端部高さ測定センサ６ａが設けられている。ビット先端部高さ測定センサ６ａは、後に詳述するビット８の先端部とねじ１２との嵌合状態を検出する嵌合状態検出部、さらには、ビット８の高さ位置情報を取得する位置情報取得部に相当する。軸動部材６には、電動ドライバ部７が設けられている。電動ドライバ部７の下端部、すなわち、Ｚ方向の下端部には、ビット８が装着されている。制御部収納部１の上側には、Ｙ方向移動レール９が敷設されている。Ｙ方向移動レール９には、ワークセット台１０がＹ方向移動レール９に沿って移動可能に装着されている。ワークセット台１０には、ワーク１１がセットされる。   The screw loosening device 100 can loosen screws used in mobile phone terminals, tablet personal computers, notebook personal computers, and the like. Referring to FIG. 1, a screw loosening device 100 includes a box-shaped control unit storage unit 1 that serves as a base. The control unit storage unit 1 stores a microcomputer 20 corresponding to a control unit, which will be described in detail later, and a power source. A support column 2 is erected in the control unit storage unit 1. The column 2 is provided with a plate-like servo amplifier mounting portion 3. Further, an X-direction moving rail 4 extending in the X direction is attached to the support column 2. The X-direction moving rail 4 extends along the horizontal direction. A Z-direction moving rail 5 is attached to the X-direction moving rail so as to be movable along the X-direction moving rail. The Z-axis direction moving rail 5 extends along the vertical direction. An axially moving member 6 is mounted on the Z-direction moving rail 5 so as to be movable along the Z-axis direction moving rail 5. The shaft moving member 6 is provided with a bit tip height measuring sensor 6a. The bit tip height measuring sensor 6a is a fitting state detection unit that detects a fitting state between the tip of the bit 8 and the screw 12, which will be described in detail later, and also a position for acquiring height position information of the bit 8. It corresponds to an information acquisition unit. The axially moving member 6 is provided with an electric driver portion 7. A bit 8 is attached to a lower end portion of the electric driver portion 7, that is, a lower end portion in the Z direction. A Y-direction moving rail 9 is laid on the upper side of the control unit storage unit 1. A work set base 10 is mounted on the Y-direction moving rail 9 so as to be movable along the Y-direction moving rail 9. A work 11 is set on the work set base 10.

図２を参照すると、ねじ緩め装置１００は、制御部に相当するマイクロコンピュータ２０を備える。マイクロコンピュータ２０は、ＲＯＭ（Read Only
Memory）２０aやＲＡＭ（Random Access Memory）２０ｂを備える。マイクロコンピュータ２０には、スタートスイッチ２１が電気的に接続されている。マイクロコンピュータ２０は、緩める対象となるねじに関するデータを読み込むことができる。ねじに関するデータには、ワーク１１に締め込まれたねじの座標情報が含まれる。すなわち、ねじに関するデータには、ねじのＸ位置、Ｙ位置、Ｚ位置の座標情報が含まれる。なお、Ｚ位置の座標には、ねじ頭１２ａの頂部の座標と、ねじ頭１２ａに設けられたねじ溝１２ｂの底部１２ｂ１の座標が含まれる。マイクロコンピュータ２０には、ビット先端部高さ測定センサ６ａが接続されている。ビット先端部高さ測定センサ６ａは、ビット８の基端側の高さ位置を測定することにより、ビット８の先端部の位置を認識することができるようになっている。 Referring to FIG. 2, the screw loosening apparatus 100 includes a microcomputer 20 corresponding to a control unit. The microcomputer 20 is a ROM (Read Only
Memory) 20a and RAM (Random Access Memory) 20b. A start switch 21 is electrically connected to the microcomputer 20. The microcomputer 20 can read data relating to a screw to be loosened. The data relating to the screw includes coordinate information of the screw tightened on the workpiece 11. That is, the data regarding the screw includes coordinate information of the X position, the Y position, and the Z position of the screw. The coordinates of the Z position include the coordinates of the top of the screw head 12a and the coordinates of the bottom 12b1 of the screw groove 12b provided in the screw head 12a. A bit tip height measuring sensor 6 a is connected to the microcomputer 20. The bit distal end height measuring sensor 6 a can recognize the position of the distal end portion of the bit 8 by measuring the height position of the proximal end side of the bit 8.

マイクロコンピュータ２０には、Ｘ方向移動サーボアンプ２６、Ｙ方向移動サーボアンプ２４、Ｚ方向移動サーボアンプ２７及びビット駆動サーボアンプ２８が電気的に接続されている。Ｘ方向移動サーボアンプ２６、Ｙ方向移動サーボアンプ２４、Ｚ方向移動サーボアンプ２７及びビット駆動サーボアンプ２８は、サーボアンプ実装部３に実装されている。   The microcomputer 20 is electrically connected to an X-direction movement servo amplifier 26, a Y-direction movement servo amplifier 24, a Z-direction movement servo amplifier 27, and a bit drive servo amplifier 28. The X direction moving servo amplifier 26, the Y direction moving servo amplifier 24, the Z direction moving servo amplifier 27, and the bit driving servo amplifier 28 are mounted on the servo amplifier mounting unit 3.

Ｘ方向移動サーボアンプ２２には、Ｘ方向移動サーボモータ２３が電気的に接続されている。Ｘ方向移動サーボモータ２３は、エンコーダ２３ａを備えており、Ｘ方向移動サーボモータ２３の回転数が把握されるようになっている。Ｘ方向移動サーボモータ２３は、電動ドライバ部７を有する軸動部材６が装着されたＺ軸方向移動レール５をＸ方向移動レール４に沿って移動させる。   An X-direction movement servomotor 23 is electrically connected to the X-direction movement servo amplifier 22. The X-direction movement servomotor 23 includes an encoder 23a so that the rotation speed of the X-direction movement servomotor 23 can be grasped. The X-direction movement servomotor 23 moves the Z-axis direction movement rail 5 on which the axial movement member 6 having the electric driver unit 7 is mounted along the X-direction movement rail 4.

Ｙ方向移動サーボアンプ２４には、Ｙ方向移動サーボモータ２５が電気的に接続されている。Ｙ方向移動サーボモータ２５は、エンコーダ２５ａを備えており、Ｙ方向移動サーボモータ２５の回転数が把握されるようになっている。Ｙ方向移動サーボモータ２３は、ワークセット台１０をＹ方向移動レール９に沿って移動させる。   A Y-direction movement servomotor 25 is electrically connected to the Y-direction movement servo amplifier 24. The Y-direction moving servo motor 25 includes an encoder 25a so that the rotational speed of the Y-direction moving servo motor 25 can be grasped. The Y-direction moving servomotor 23 moves the work set base 10 along the Y-direction moving rail 9.

Ｚ方向移動サーボアンプ２６には、Ｚ方向移動サーボモータ２７が電気的に接続されている。Ｚ方向移動サーボモータ２７は、エンコーダ２７ａを備えており、Ｚ方向移動サーボモータ２７の回転数が把握されるようになっている。Ｚ方向移動サーボモータ２３は、電動ドライバ部７を有する軸動部材６をＺ方向移動レール５に沿って移動させる。Ｚ方向移動サーボモータ２７は、ビット８（軸動部材６）を緩める対象となるねじ１２に対して接近及び離間する方向に移動させる軸動駆動部の一例である。   A Z-direction movement servomotor 27 is electrically connected to the Z-direction movement servo amplifier 26. The Z-direction moving servomotor 27 includes an encoder 27a so that the number of rotations of the Z-direction moving servomotor 27 can be grasped. The Z-direction movement servomotor 23 moves the axial movement member 6 having the electric driver unit 7 along the Z-direction movement rail 5. The Z-direction movement servomotor 27 is an example of an axial movement driving unit that moves the bit 8 (axial movement member 6) in a direction approaching and separating from the screw 12 to be loosened.

ビット駆動サーボアンプ２８には、ビット駆動サーボモータ２９が電気的に接続されている。ビット駆動サーボモータ２９は、エンコーダ２９ａを備えており、ビット駆動サーボモータ２９の回転数が把握されるようになっている。ビット駆動サーボモータ２９は、ビット８をねじ１２の緩め方向及び締め方向に回転させるビット駆動部に相当する。すなわち、ビット駆動サーボモータ２９は、正回転及び逆回転することができる。ビット駆動サーボモータ２９は、さらに、速度調整が可能である。ビット駆動サーボモータ２９は、トルク検出部３０を備える。トルク検出部３０は、マイクロコンピュータ２０に電気的に接続されている。トルク検出部３０は、ビット駆動サーボモータ２９の回転トルクを検出することができる。トルク検出部３０は、ビット８とねじ１２との嵌合状態を検出する嵌合状態検出部に含めることができる。トルク検出部３０は、Ｚ方向移動サーボモータ２７の駆動を解除した状態でビット駆動サーボモータ２９によりビット８をねじの締め方向に回転させたときにビット８に作用するトルクを検出することができる。このトルクの検出値によってビット８とねじ１２との嵌合状態を検出することができる。すなわち、ビット８を締め方向へ回転させ、ねじ１２の規定の締めつけトルク以上の値が検出されればビット８とねじ１２とが適切に嵌合していると判断することができる。   A bit drive servomotor 29 is electrically connected to the bit drive servo amplifier 28. The bit drive servomotor 29 includes an encoder 29a so that the number of rotations of the bit drive servomotor 29 can be grasped. The bit drive servomotor 29 corresponds to a bit drive unit that rotates the bit 8 in the loosening direction and the tightening direction of the screw 12. That is, the bit drive servomotor 29 can rotate forward and backward. The bit drive servomotor 29 can further adjust the speed. The bit drive servomotor 29 includes a torque detection unit 30. The torque detector 30 is electrically connected to the microcomputer 20. The torque detector 30 can detect the rotational torque of the bit drive servomotor 29. The torque detection unit 30 can be included in a fitting state detection unit that detects a fitting state between the bit 8 and the screw 12. The torque detection unit 30 can detect the torque acting on the bit 8 when the bit drive servomotor 29 rotates the bit 8 in the screw tightening direction with the driving of the Z-direction moving servomotor 27 released. . The fitting state between the bit 8 and the screw 12 can be detected based on the detected torque value. That is, when the bit 8 is rotated in the tightening direction and a value equal to or greater than the predetermined tightening torque of the screw 12 is detected, it can be determined that the bit 8 and the screw 12 are properly fitted.

制御部に相当するマイクロコンピュータ２０は、ビット８を所望の位置に移動させる。また、マイクロコンピュータ２０は、Ｚ方向移動サーボモータ２７によりビット８をねじ１２に向かって所定位置まで移動させた後、Ｚ方向移動サーボモータ２７の駆動を解除する。これにより、ビット８を重力により、落下させる。そして、ビット８とねじ１２との嵌合が確認された後、ビット駆動サーボモータ２９によりビット８をねじ１２の緩み方向に回転させる。また、マイクロコンピュータ２０は、ビット８とねじと１２の嵌合状態が確認されないときに、ビット駆動サーボモータ２９によりビット８を回転させてビット８をねじ１２と嵌合させることができる。   The microcomputer 20 corresponding to the control unit moves the bit 8 to a desired position. In addition, the microcomputer 20 releases the drive of the Z-direction moving servomotor 27 after moving the bit 8 toward the screw 12 to a predetermined position by the Z-direction moving servomotor 27. Thereby, the bit 8 is dropped by gravity. Then, after the bit 8 and the screw 12 are confirmed to be fitted, the bit drive servomotor 29 rotates the bit 8 in the loosening direction of the screw 12. Further, when the fitting state of the bit 8 and the screw 12 is not confirmed, the microcomputer 20 can rotate the bit 8 by the bit drive servo motor 29 to fit the bit 8 with the screw 12.

つぎに、以上のようなねじ緩め装置１００を用いたねじ緩め作業の一例を、図３、図４を参照しつつ説明する。図３は実施形態のねじ緩め装置１００によるねじ緩め作業の一例を示すフロー図である。図４（ａ−１）〜（ｂ−１）は、ビット８の先端部８ａとねじ溝１２との関係の変化を示す説明図である。ねじ緩め作業における制御は、マイクロコンピュータ２０によって主体的に行われる。   Next, an example of a screw loosening operation using the screw loosening device 100 as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing an example of screw loosening work by the screw loosening device 100 of the embodiment. 4A-1 to 4B-1 are explanatory diagrams showing changes in the relationship between the tip 8a of the bit 8 and the thread groove 12. FIG. Control in the screw loosening operation is performed mainly by the microcomputer 20.

まず、ステップＳ１において、ねじ１２のＸ、Ｙ座標、ねじ頭１２ａの頂部のＺ座標を読み込む。そして、ステップＳ２において、ビット８のＸ、Ｙ座標がねじ１２のＸ、Ｙ座標と一致するように、Ｘ方向移動サーボモータ２３及びＹ方向移動サーボモータ２５を稼動させる。そして、ステップＳ２に引き続き行われるステップＳ３において、Ｚ方向移動サーボモータ２７を稼動させ、図４（ａ−１）、（ｂ−１）で示すようにビット８をねじ１２に向かって所定位置まで移動させる。ここで、所定位置とは、ねじ頭１２ａの頂部のＺ座標よりも上側の位置である。すなわち、ビット８は、その先端部８ａがねじ頭１２ａと接触することがない位置まで下降される。   First, in step S1, the X and Y coordinates of the screw 12 and the Z coordinate of the top of the screw head 12a are read. In step S2, the X direction moving servo motor 23 and the Y direction moving servo motor 25 are operated so that the X and Y coordinates of the bit 8 coincide with the X and Y coordinates of the screw 12. Then, in step S3, which is performed after step S2, the Z-direction moving servo motor 27 is operated, and the bit 8 is moved to the predetermined position toward the screw 12 as shown in FIGS. 4 (a-1) and (b-1). Move. Here, the predetermined position is a position above the Z coordinate of the top of the screw head 12a. That is, the bit 8 is lowered to a position where the tip 8a does not come into contact with the screw head 12a.

ステップＳ３に引き続き行われるステップＳ４では、Ｚ方向移動サーボモータ２７の駆動が解除される。具体的に、Ｚ方向移動サーボモータ２７への通電がカットされ、励磁オフの状態とされる。すると、図４（ａ−２）に示すようにビット８が重力により緩やかに落下する。このような状態でステップＳ５において、ビット８の先端部８ａの高さ位置を検出する。ビット８は、重力により緩やかに落下するので、ビット８がねじ頭１２ａに強く押し付けられることを回避することができ、これにより、ねじ頭１２ａの損傷を回避することができる。   In step S4 performed subsequent to step S3, the driving of the Z-direction moving servomotor 27 is released. Specifically, the energization to the Z-direction moving servomotor 27 is cut off and the excitation is turned off. Then, as shown in FIG. 4A-2, the bit 8 gently falls due to gravity. In such a state, in step S5, the height position of the tip 8a of the bit 8 is detected. Since the bit 8 falls gently due to gravity, it is possible to avoid the bit 8 being strongly pressed against the screw head 12a, thereby avoiding damage to the screw head 12a.

ステップＳ５に引き続き行われるステップＳ６では、ビット８の先端部８ａがねじ溝１２ｂの底部１２ｂ１の高さ（Ｚ座標）と一致したか否かを判断する。ビット８を重力により落下させたときに、図４（ａ−３）や図４（ｂ−３）に示すようにビット８の向きとねじ溝１２ｂの向きが一致していると、ビット８の先端部８ａとねじ溝１２ｂとが適切に嵌合することができる。このとき、ビット８の先端部８ａのＺ座標は、ねじ溝１２ｂの底部１２ｂ１のＺ座標と一致する。この場合、ステップＳ６でＹｅｓと判断し、ステップＳ８へ進む。   In step S6 performed subsequent to step S5, it is determined whether or not the tip 8a of the bit 8 matches the height (Z coordinate) of the bottom 12b1 of the screw groove 12b. When the bit 8 is dropped by gravity, if the direction of the bit 8 and the direction of the thread groove 12b coincide with each other as shown in FIGS. 4 (a-3) and 4 (b-3), The distal end portion 8a and the thread groove 12b can be appropriately fitted. At this time, the Z coordinate of the tip 8a of the bit 8 matches the Z coordinate of the bottom 12b1 of the screw groove 12b. In this case, Yes is determined in step S6, and the process proceeds to step S8.

一方、ビット８を重力により落下させたときに、図４（ａ−２）や図４（ｂ−２）に示すようにビット８の向きとねじ溝１２ｂの向きが一致していないと、ビット８の先端部８ａとねじ溝１２ｂとが適切に嵌合することができない。この場合、ビット８の先端部８ａのＺ座標は、ねじ溝１２ｂの底部１２ｂ１のＺ座標よりも高い位置を示す。この場合、ステップＳ６でＮｏと判断し、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、ねじ締め方向にビット８を低速で回転させ、ビット８の向きとねじ溝１２ｂの向きとを一致させる。ここで、低速とは、例えば、１００ｒｐｍ以下の回転速度とすることができる。これは、通常、ねじを締める際の速度よりも低速とする趣旨である。例えば、ねじを締める際の回転速度が３，０００ｒｐｍ程度であるのに対し、ステップＳ７における回転では、１００ｒｐｍ以下の回転速度とする。このように、低速でビット８を回転させることにより、ビット８の先端部８ａがねじ溝１２ｂに中途半端に嵌合した状態で勢いよくビット８が回転し、ねじ１２を損傷することを回避することができる。また、この際も、Ｚ方向移動サーボモータ２７の駆動は解除されており、ビット８がねじ１２に強く押し付けられていないため、ビット８は、スムーズに回転することができ、ねじ頭１２ａの損傷を抑制することができる。また、Ｚ方向移動サーボモータ２７の駆動が解除されていることにより、ビット８の向きとねじ溝１２ｂの向きとが一致した状態となると、ビット８の先端部８ａは、滑らかにねじ溝１２ａ内に入り込むことができる。さらに、ビット８の回転方向をねじ締め方向とすることにより、より安定した状態でビット８の向きとねじ溝１２ｂの向きとが一致する状態を探索することができる。仮に、ビット８をねじ緩め方向に回転させると、ビット８がねじ溝１２ｂに不完全な状態で嵌合し、ねじ１２が回り始めてしまい、ねじ１２を損傷してしまう可能性がある。ビット８の回転方向をねじ締め方向とすることにより、このような事態を回避することができる。ここで、ビット８を回転させる角度は、ねじ溝１２ｂの形状に応じて決定することができる。例えば、ねじ溝１２ｂが９０°ずつ隔てた溝を有する十字形状であるとき、回転させる角度を９０°としておけば、ビット８とねじ溝１２ｂが適切に嵌合する状態を探し出すことができる。また、例えば、三又状のねじ溝の場合は、回転角度を１２０°としておけばよい。   On the other hand, when the bit 8 is dropped by gravity, if the direction of the bit 8 and the direction of the screw groove 12b do not match as shown in FIGS. 4 (a-2) and 4 (b-2), the bit 8 8 cannot be properly fitted to the front end portion 8a and the thread groove 12b. In this case, the Z coordinate of the tip 8a of the bit 8 indicates a position higher than the Z coordinate of the bottom 12b1 of the thread groove 12b. In this case, No is determined in step S6, and the process proceeds to step S7. In step S7, the bit 8 is rotated at a low speed in the screw tightening direction, and the direction of the bit 8 and the direction of the screw groove 12b are matched. Here, the low speed may be, for example, a rotation speed of 100 rpm or less. This is generally intended to be slower than the speed at which the screw is tightened. For example, while the rotational speed when tightening the screw is about 3,000 rpm, the rotational speed in step S7 is 100 rpm or less. In this way, by rotating the bit 8 at a low speed, the bit 8 can be vigorously rotated while the tip 8a of the bit 8 is fitted to the thread groove 12b halfway, thereby avoiding damage to the screw 12. be able to. At this time, the driving of the Z-direction moving servo motor 27 is released, and the bit 8 is not strongly pressed against the screw 12, so that the bit 8 can rotate smoothly and the screw head 12a is damaged. Can be suppressed. In addition, when the driving of the Z-direction moving servo motor 27 is released, when the direction of the bit 8 and the direction of the screw groove 12b coincide with each other, the tip end portion 8a of the bit 8 is smoothly inserted into the screw groove 12a. Can get in. Furthermore, by setting the rotation direction of the bit 8 to the screw tightening direction, it is possible to search for a state where the direction of the bit 8 and the direction of the screw groove 12b coincide with each other in a more stable state. If the bit 8 is rotated in the screw loosening direction, the bit 8 is fitted in the thread groove 12b in an incomplete state, and the screw 12 starts to rotate, and the screw 12 may be damaged. Such a situation can be avoided by setting the rotation direction of the bit 8 to the screw tightening direction. Here, the angle at which the bit 8 is rotated can be determined according to the shape of the thread groove 12b. For example, when the screw groove 12b has a cross shape having grooves separated by 90 °, if the rotation angle is set to 90 °, a state where the bit 8 and the screw groove 12b are properly fitted can be found. For example, in the case of a trifurcated thread groove, the rotation angle may be set to 120 °.

ビット８の先端部８ａがねじ溝１２ｂと合致すると、ビット８の先端部８ａの高さ位置が下がり、ビット８の先端部８ａのＺ座標は、ねじ溝１２ｂの底部１２ｂ１のＺ座標と一致する。これにより、ステップＳ６でＹｅｓと判断することができる。なお、ビット８の先端部８ａがねじ溝１２ｂと合致すると、ビット８の先端部８ａの高さ位置が下がるので、このような高さ位置の変化が検出されたときにビット８とねじ溝１２ｂとが適切に嵌合したと判断するようにしてもよい。   When the tip 8a of the bit 8 matches the screw groove 12b, the height position of the tip 8a of the bit 8 is lowered, and the Z coordinate of the tip 8a of the bit 8 matches the Z coordinate of the bottom 12b1 of the screw groove 12b. . Thereby, it can be judged as Yes at Step S6. When the tip 8a of the bit 8 is aligned with the screw groove 12b, the height position of the tip 8a of the bit 8 is lowered, so that when the change in the height position is detected, the bit 8 and the screw groove 12b are detected. May be determined to be properly fitted.

ステップＳ７の処理の後は、再びステップＳ６の処理を行う。ステップＳ６でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、ねじ締め方向へビット８を回転させる。そして、ステップＳ９において、ステップＳ８で行った回転における回転トルクの検出値が、ねじ１２の規定の締め付けトルク以上であるか否かを判断する。これは、締められたねじ１２をさらに締めるときにトルク検出部３０によって検出される回転トルクにより、ビット８とねじ溝１２ｂとの嵌合状態を検出する措置である。この措置により、回転トルクの検出値がねじ１２の規定の締め付けトルク以上であれば、ビット８とねじ１２溝１２ｂとは適切な嵌合状態であると判断する。このように、ビット８の先端部８ａとねじ溝１２ｂとの嵌合状態を検出するために、ビット８の先端部８ａの高さ位置に関する情報と、回転トルクに関する情報を併用することで、より正確な嵌合状態の判定をすることができる。なお、ビット８とねじ溝１２ｂとの嵌合状態を検出するために、いずれかの措置のみを採用することもできる。   After step S7, step S6 is performed again. When it is determined Yes in step S6, the process proceeds to step S8. In step S8, the bit 8 is rotated in the screw tightening direction. Then, in step S9, it is determined whether or not the detected value of the rotational torque in the rotation performed in step S8 is equal to or greater than the prescribed tightening torque of the screw 12. This is a measure for detecting the fitting state between the bit 8 and the thread groove 12b based on the rotational torque detected by the torque detector 30 when the tightened screw 12 is further tightened. By this measure, if the detected value of the rotational torque is equal to or greater than the prescribed tightening torque of the screw 12, it is determined that the bit 8 and the screw 12 groove 12b are in an appropriate fitting state. Thus, in order to detect the fitting state between the tip 8a of the bit 8 and the thread groove 12b, the information related to the height position of the tip 8a of the bit 8 and the information related to the rotational torque can be used together. An accurate fitting state can be determined. In addition, in order to detect the fitting state between the bit 8 and the thread groove 12b, only one of the measures can be adopted.

ステップＳ９でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、ねじ１２が緩められる。すなわち、図４（ａ−４）や図４（ｂ−４）に示すように、ビット８は、緩め方向に回転する。これにより、ねじ１２は、損傷することなく、緩められる。その後、処理は、リターンとなる。   When it is determined Yes in step S9, the process proceeds to step S10. In step S10, the screw 12 is loosened. That is, as shown in FIGS. 4A-4 and 4B-4, the bit 8 rotates in the loosening direction. Thereby, the screw 12 is loosened without being damaged. Thereafter, the process returns.

ステップＳ９でＮｏと判断したときは、ステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、リトライ回数が２回以上であるか否か判断する。ステップＳ１１でＮｏと判断したときは、ステップＳ１からの処理を繰り返す。ステップＳ１１でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１２において、エラー判定とする。その後、処理はリターンとなる。   When it is determined No in step S9, the process proceeds to step S11. In step S11, it is determined whether the number of retries is two or more. When it is determined No in step S11, the processing from step S1 is repeated. If YES is determined in step S11, error determination is made in step S12. Thereafter, the process returns.

以上のように、本実施形態のねじ緩め装置１００は、ビット８をねじ溝１２ｂと嵌合するときにＺ方向移動サーボモータ２７の駆動を解除しているので、ねじ１２の損傷を抑制し、スムーズに両者を嵌合させることができる。また、両者の嵌合状態を検出する際のねじ１２の損傷も抑制される。このように、本実施形態のねじ緩め装置１００によれば、ねじ１２を損傷することなくビット８とねじ溝１２ｂとが適切に嵌合した状態を実現することができる。   As described above, the screw loosening device 100 according to the present embodiment releases the drive of the Z-direction moving servo motor 27 when the bit 8 is fitted to the screw groove 12b. Both can be smoothly fitted. Moreover, the damage of the screw 12 at the time of detecting both fitting states is also suppressed. Thus, according to the screw loosening device 100 of the present embodiment, it is possible to realize a state in which the bit 8 and the screw groove 12b are appropriately fitted without damaging the screw 12.

本実施形態のねじ緩め装置１００は、携帯電話端末機や、タブレット型のパーソナルコンピュータ、ノート型のパーソナルコンピュータ等を対象としているが、ねじを緩めることが必要となるどのような機器、どのような場面にも応用して用いることができる。また、本実施形態のねじ緩め装置１００は、各部にサーボモータを用いているが、各部を動作させるために、他の公知の動力源を用いることもできる。このような場合、ビットをねじに嵌合させる際にＺ軸方向の駆動を解除するために、動力源の種類に応じて、適宜クラッチを装備したり、エア圧の開放機構を装備したりすることができる。   The screw loosening device 100 of this embodiment is intended for mobile phone terminals, tablet-type personal computers, notebook-type personal computers, and the like. It can also be applied to scenes. Moreover, although the screw loosening apparatus 100 of this embodiment uses the servomotor for each part, in order to operate each part, other well-known power sources can also be used. In such a case, in order to release the drive in the Z-axis direction when the bit is fitted to the screw, an appropriate clutch or an air pressure release mechanism is provided depending on the type of power source. be able to.

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。例えば、上記実施形態では、各部の駆動機構として、サーボモータとサーボアンプとを組み合わせ機構を用いているが、従来公知の駆動機構、例えば、アクチュエータやステッピングモータを採用することもできる。   Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications, within the scope of the gist of the present invention described in the claims, It can be changed. For example, in the above-described embodiment, a combination mechanism of a servo motor and a servo amplifier is used as the drive mechanism of each unit. However, a conventionally known drive mechanism such as an actuator or a stepping motor may be employed.

１ 制御部収納部
６ａ ビット先端部高さ測定センサ（嵌合状態検出部／位置情報取得部）
７ 電動ドライバ部
８ ビット
９ Ｙ方向移動レール
１０ ワークセット台
２０ マイクロコンピュータ（制御部）
２３ Ｘ方向移動サーボモータ
２５ Ｙ方向移動サーボモータ
２７ Ｚ方向移動サーボモータ（軸動駆動部）
２９ ビット駆動サーボモータ（ビット駆動部）
３０ トルク検出部（嵌合状態検出部）
１００ ねじ緩め装置 1 Control part storage part 6a Bit tip part height measurement sensor (fitting state detection part / position information acquisition part)
7 Electric Driver Unit 8 Bit 9 Y-direction Moving Rail 10 Work Set Table 20 Microcomputer (Control Unit)
23 X-direction moving servo motor 25 Y-direction moving servo motor 27 Z-direction moving servo motor (Axial drive unit)
29 bit drive servo motor (bit drive unit)
30 Torque detector (fitting state detector)
100 Screw loosening device

Claims (4)

ビットと、
前記ビットをねじの緩め方向及び締め方向に回転させるビット駆動部と、
前記ビットを緩める対象となるねじに対して接近及び離間する方向に移動させる軸動駆動部と、
前記ビットの先端部が前記ねじのねじ頭に形成されたねじ溝に入り込んでいるか否かの嵌合状態を検出する嵌合状態検出部と、
前記軸動駆動部により前記ビットを前記ねじに向かって所定位置まで移動させた後、前記軸動駆動部の駆動を解除して、前記ビットの先端部を前記ねじ溝に入り込ませる操作を行い、前記嵌合状態検出部により前記ビットの先端部が前記ねじ溝に入り込んでいることが確認されないときに、前記ビット駆動部により前記ビットを回転させて前記ビットの先端部を前記ねじ溝と嵌合させ、前記嵌合状態検出部によって前記ビットと前記ねじとの嵌合が確認された後、前記ビット駆動部により前記ビットをねじの緩め方向に回転させる制御部と、
を備えるねじ緩め装置。 A bit,
A bit driving unit for rotating the bit in a screw loosening direction and a tightening direction;
An axial drive unit that moves the bit toward and away from the screw to be loosened; and
A fitting state detection unit for detecting a fitting state as to whether or not a tip portion of the bit has entered a screw groove formed in a screw head of the screw ;
After the bit is moved to a predetermined position toward the screw by the axial movement drive unit, the driving of the axial movement drive unit is released, and an operation of causing the tip of the bit to enter the screw groove is performed. When the fitting state detection unit does not confirm that the tip of the bit has entered the screw groove, the bit driving unit rotates the bit to fit the tip of the bit with the screw groove. And after the fitting of the bit and the screw is confirmed by the fitting state detection unit, the control unit that rotates the bit in the loosening direction of the screw by the bit driving unit,
A screw loosening device comprising: 前記制御部は、前記ビット駆動部により前記ビットを回転させて前記ビットの先端部を前記ねじ溝と嵌合させるときに、前記ビットを、ねじ締め作業時の回転速度よりも低速の回転速度でネジ締め方向に回転させる請求項１に記載のねじ緩め装置。 When the bit is rotated by the bit driving unit and the tip of the bit is fitted into the screw groove, the control unit is configured to rotate the bit at a rotation speed lower than the rotation speed at the time of screw tightening operation. The screw loosening device according to claim 1, wherein the screw loosening device is rotated in a screw tightening direction . 前記嵌合状態検出部は、前記軸動駆動部の駆動を解除した状態で前記ビット駆動部により前記ビットをねじの締め方向に回転させたときに前記ビットに作用するトルクを検出するトルク検出部を含む請求項１又は２に記載のねじ緩め装置。   The fitting state detecting unit detects a torque acting on the bit when the bit driving unit rotates the bit in a screw tightening direction with the driving of the axial movement driving unit being released. The screw loosening device according to claim 1 or 2. 前記嵌合状態検出部は、前記軸動駆動部の駆動を解除した後の前記ビットの高さ位置情報を取得する位置情報取得部を含む請求項１乃至３のいずれか一項に記載のねじ緩め装置。   The screw according to any one of claims 1 to 3, wherein the fitting state detection unit includes a position information acquisition unit that acquires height position information of the bit after releasing the driving of the axial movement drive unit. Loosening device.
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