JPH01127281A - 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、必要とされる高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複
合ワーク等ワークの多様化により、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図は従来のねじ締めの終了を電気的に制御
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、４０は整流器で交流を直流に変換する。４１は
パワートランジスタ（以下Ｔｒと略す）でモータへの電
力を制御する。４２はＤＣモータで４３はそのＤＣモー
タ４２に流れる電流を検出する検出抵抗、４４はモータ
を停止させる電流レベル調整用ボリューム、４６は比較
判定器、４６はパワーＴｒを駆動するトランジスタであ
る。第６図（おいて、曲５Ｉ４７はモータにれる電流を
示し、点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Ｔｒ　４１に与えら
れたスタート信号によシ、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Ｔ、十定常時間
Ｔ２後ねじはワークに着座し、電流が上昇する。レベル
調整用ボリューム４４で設定された値に一致すると、比
較器４６が動作し、駆動トランジスタ４６によシパワー
Ｔｒは遮断され、モータが停止しねじ締めが完了する。

更に別な従来例として、第６図、第７図は、従来のメカ
的にねじ締めの終了を制御された電動ドライバーの例を
示すものである。第６図、第７図において、６ｏはモー
タ、６１は駆動カム、６２は従動カム、６３は締め付け
用ビット（以下ビットという）、６４は締め付けトルク
設定用のトルクバネ、６６は遮断用リミッ）ＳＷ、５６
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５０
に第７図のような電気回路で電力が供給され、モータが
回転しピッ）５３によりねじ締めがおこなわれる。そし
てねじ５８がワークに着座し、トルクバネで設定された
トルり値に達すると、駆動カムと従動カムは第６図のよ
うに各々のカムの頭の所へ乗り上げた状態となり、リミ
ッ）ＳＷ５５が動作し、モータへの電力を遮断し、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従来例１の構成では、モータ
が高速回転時に短時間でレベル判定し、モータやメカの
回転イナーシャなしに停止させるのは、非常に難かしく
トルク値のバラツキが大きかったり、従来例２の構成で
も、細かなトルク値の設定や幅広いトルり設定を求める
のは難かしく、かつメカ的な音・寿命といった問題も大
きかった。

本発明は上記問題に鑑み、高速で回転するモータを制御
し、設定されたトルりで幅広い値を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
速回転するドライバーモータの着座の検出回路、モータ
及びメカの回転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
のねじ締めができるよう、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。

モータのインピーダンスはモータが回転している時と停
止している時で異なる。この原理を応用しモータの回転
から停止への変化つまり、ねじの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
路によりモータ等の回転イナー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より設定トルクに
達した後のねじ締め完了時にも回転イナーシャは発生せ
ず、精度の良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装置
のブロック図である。第１図において、１は制御用ＣＰ
Ｕ、２は制御用ソフト及びねじ締めパターンの入ったＲ
ＯＭ、３はＲＡＭである。４はチョッパ式電源部、６は
アナログ・デジタル変換器（以下Ａ／Ｄ変換器と略す）
で、θはパワーＴｚの制御回路、７はモータの抵抗検出
つまり着座検出回路で内部に、モータのインピーダンス
と１１．　Ｒ２，Ｒ３で構成された２０ブリツジと２１
増幅回路を含む。８は電流検出変換回路、９はモータの
ドライバーで、パワーＴτ１３によるブリッジと電流検
出１４等を含む。１ｏは内部トルク設定回路で、１１は
内部ねじ締め時間設定回路である。１２は外部とのイン
タフェース回路（以下Ｉ／Ｆという）で、信号２２のス
タート、外部トルり設定、外部ね、じ締め時間設定等を
受け、信号２３の完了、不良信号を出力する。１６はチ
ョッパ式電源へのＰＷＭ指令信号、１７は電動ドライバ
モータへの出力電圧、１８は電動ドライバモータを駆動
するパワーＴｒブリッジ１３を制御するＰＷＭ信号で、
１９はモータの回転方向指令つｇ逆転ブレーキ指令であ
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１４、電流検出変
換回路８、Ａ／Ｄ変換器６にて読みこまれる。かつ第１
図の抵抗値検出回路７の値も速度要因として、Ａ／Ｄ変
換器６にて読みこまれ、この電流と速度の変動によシチ
ゴッパ式電源部４と、パワーＴｒ１３ブリッジをＰＷＭ
制御している。第３図に示すように締め付けピット３６
によりねじ３６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。この変位を抵抗
値検出着座検出回路７による抵抗の変化と、電流検出器
１４による電流の変化を読みとることによｐｃＰＵｌよ
シ逆転ブレーキ指令（逆方向回転指令）をＴ１時間出力
すると第２図のようなブレーキ電流３１が設定された時
間流れる。

次に設定時間後モータのトルクを電流として曲線３２の
ように漸増させ線３３の設定トルり電流値で１２時間モ
ータを駆動し、モータ及びメカの回転イナーシャが発生
しないよう回転数を多少落しねじ締めをし停止させる。

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、ねじ締め付け制御装置にモータ
の回転検出信号としてモータの抵抗値検出回路による抵
抗値変化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ョ
ッパ式電源及びパワーＴτモジュールのＣＰＵによるＰ
ＷＭ制御回路を設けることにより、トルク精度の大幅な
向上と、トルク制御範囲の広がシをもった、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の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
ねじの着座を示すドツトの正面図、第４図は従来の電気
的ねじ締め付け制御回路図、第６図は電流カーブ図、第
６図は従来のねじ締め付けトルク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・・・・・・チョッパ式電源部、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１６罎　
　釣り　　！ 味　　　　　　　　　　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、この制御部は前記駆動部の抵抗値の変化を検出
   する検出回路と、駆動部に流れる電流を検出する検出器
   による電流信号から、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及び駆動部をド
   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。