JPH01127280A - ねじ締め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、小ねじ、木ねじ、タッピンねじ等多様なねじ
に対し広範囲なトルクを高精度でねじ締めをしようとす
るねじ締め装置に関するものである。

従来の技術 近年のねじ締め作業は、微小ねじ等のねじの多様化や多
様なワークの出現によシ、トルク精度が高く、トルク範
囲の広い、品位の高いねじ締め作業が要求されている。

以下図面を参照しながら、上述した従来の電動ドライバ
ーによるねじ締め作業を説明する。第４図、第６図は従
来の電気的に制御された電動ドライバーの例を示すもの
である。第４図において、４ｏは整流器である。４１は
パワートランジスタ（以下パワーテアとする）でモータ
への電力を制御する。４２はドライバーモータで、４３
はモータに流れる電流を検出する検出抗抵、４４は電流
レベル調整用ボリューム、４６は比較判定器、４６ハｔ
＜ワーＴ１　　を駆動するトランジスタである。第５図
において、４７はモータに流れる電流例を示し、４８は
ねじ締め完了のレベルである。

以上のように構成された電動ドライバーについて、以下
その動作を説明する。まず、パワーＴ。

４１に与えられたスタート信号にょシモータ４２に電力
が供給されモータが回転を始める。そして、そのモータ
に流れる電流は４７のようなカーブを描き起動時間Ｔ１
　　＋定常時間Ｔ２後ねじはワークに着座し電流が上昇
する。４４０レベル調整用ボリユームで設定された値に
一致すると４５の比較器が動作し、４６の駆動トランジ
スタにょシパヮ−Ｔ、はＯＦＦ　されモニタが停止し、
ねじ締めが完了する。

又、別の従来例として、第６図、第７図は、従来のメカ
ニズム的に制御され牟電動ドライバーの例を示すもので
、５ｏはモータ、６１は駆動カム、６２は従動カム、６
３は締め付け用ビット、５４はトルクバネ、６６はリミ
ットスイッチ、６６はねじである。

以上のようにして構成されたメカ的電動ドライバーにつ
いて、以下その動作を説明する。第６図のモータ６０に
第７図の回路のような形で電力が供給され、モータが回
転し、ビット５３によシねじ締めがおこなわれる。そし
てねじ５６がワークに着座し、トルクバネ６４で設定さ
れたトルク値に達すると、駆動カム５１と従動カム６２
は第６図のように各々のカムの頭の所へ乗シ上げた状態
になシ、リミット５Ｗｓ６が動作しモータへの電力をＯ
ＦＦ　され、ねじ締めが完了する。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような２つの従来例の構成では電気
的方法でもモータが高速回転時に短時間でレベル判定し
、モータのイナーシャなしに停止させるのは非常に難し
くトルク値のバラツキが大きかったシ、機構的方法でも
細かなトルク値の設定や広い範囲は難かしく、かつメカ
的に音寿命といった問題も大きかった。

本発明は上記問題点に鑑み、高速で回転するモータを制
御し、設定されたトルクで精度よくねじ締めをする電動
ドライバーのねじ締め付け制御装置を供給するものであ
る。

問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決する本発明の技術的手段は高速
回転する電動ドライバーモータの着座の検出回路、モー
タ及びメカのイナーシャをころすための逆転ブレーキ回
路及びねじをトルク精度よく、かつ高範囲なトルクでね
じ締めできるよう、電源及びモータの駆動回路をＰＷＭ
制御する回路を設けるものである。

作　　用 この技術的手段による作用は次のようになる。

モータが高速回転であればあるほど回転から停止への変
化は大きく、従って着座の検出が非常に短時間で実施で
き、かつ電流制限も含めた逆転ブレーキ回路によシイナ
−シャによる締めすぎが発生せず、その後電源も制御す
ることにょシ第２次の設定トルクに達した後のねじ締め
完了時にもイナーシャの発生せず精度よいねじ締めが実
現できる。

実施例 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１の実施例におけるねじ締め付け制
御装置の回路ブロック図である。

第１図において、１は制御用ＣＰＵ、２は制御用ソフト
及びねじ締め用パターンの入ったＲＯＭ。

３はＲＡＭである。４はチョッパ式電源部、５はアナロ
グデジタル変換器（以降Ａ／Ｄ変換器という）、６は電
流検出変換回路、Ｔは速度検出着座検出回路である。８
はモータのドライバ一部で内部にパワートランジスタ（
以下パワーＴｒ　　と略す）１２、電流検出１３等を含
む。１４は電動ドライバーモータ、１６は回転検出器で
ある。９は内部トルク設定回路、１ｏはねじ締め時間設
定回路、１１は外部とのインタフェース回路（Ｉｌｌ／
Ｆという）でスタート、トルク指令２０等を受け、完了
、不良信号２１を出力する。１６はチョッパ式電源への
指令信号、１７は電動ドライバモータへの出力電圧、１
８は電動ドライバモータを駆動するパワーＴｒの制御信
号、１９はブレーキ指令である。

以上のように構成されたねじ締め付け制御装置について
第１図、第２図、第３図を用いてその動作を説明する。

第２図は、本電動ドライバモータに流れる電流のカーブ
を示すもので、その値は、電流検出器１３．電流検出変
換回路６　、Ａ／Ｄ変換器５にてかつ第１図の回転検出
器１５による速度の変動も速度検出着座検出回路７を通
して読みこまれチロツバ式電源部４と、パワーＴｒ　１
２を制御している。第３図に示すように締め付けビット
３６によりねじ３５がワーク３４に着座すると、第２図
の変曲点３０のように電流が変化を起こす。

この変位を、第１図の回転検出器１６．速度検出着座検
出回路７による回転と、電流検出器１３による電流の変
化を読みとることによりＣＰＵ１より逆転ブレーキ指令
をＴ１時間出力するとともにモータの電流制限すると第
２図のブレーキ電流３１が設定された時間流れる。次に
設定時間後電動ドライバモータのトルクを電流として曲
線３２のように漸増させ、設定トルク電流値３３で７２
時間を動ドライバ・モータを駆動しモータ及びメカニズ
ムのイナーシャがないように停止させる。こうしてねじ
締め付けが完了するのである。

発明の効果 以上のように本発明は、ねじ締め電動ドライバーモータ
に回転検出機構を設け、モータの回転の検出信号とモー
タに流れる電流によるねじのワークへの着座検出回路と
それによる逆転ブレーキ回路とチッッパ式電源及びパワ
ーＴｒ　　のＣＰＵによるＰＷＭ制御回路を設けること
によシ、トルク精度の大幅な向上と、トルク制御範囲の
広がりをもった、ねじ締め電動ドライバーが実現できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例におけるねじ締め装置の締
め付け制御回路図、第２図は第１図の回路による電動ド
ライバーモータの電流カーブ図、第３図はワークへのね
じの着座を示すビットの正面図、第４図は従来の電気的
制御回路図、第６図は同電流カーブ図、第６図は従来の
メカ的構成を示すビットの断面図、第７図は同電気回路
図である。 ４・・・・・・チロツバ式電源部、７・・・・・・速度
検出着座検出回路、１２・・・・・・パワートランジス
タ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名−Ｆ
ｔｌ、ｉ− Ｑト 派　　　　　　　　派

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ねじを締め付け可能なドライバーと、このドライバーを
   駆動させる駆動部と、この駆動部を制御する制御部とか
   らなり、制御部は、前記駆動部の回転を検出する検出信
   号と、駆動部に流れる電流を検出する電流信号から、ね
   じの締めあげ開始すなわちねじのワークへの着座を検出
   し、更に駆動部へ逆転ブレーキをかけ電流制限を一定時
   間かけ、その後再度駆動部の回転を漸増させ、あらかじ
   め設定されたトルク値でねじを締めあげるよう駆動部に
   印加する電源および駆動部をドライブするパワートラン
   ジスタに印加される駆動パルスをパルスワイドモジュレ
   ーション制御することを特徴としたねじ締め装置。