JPH01199775A - 回転角制御によるねじ締付け装置 - Google Patents
回転角制御によるねじ締付け装置Info
- Publication number
- JPH01199775A JPH01199775A JP63022787A JP2278788A JPH01199775A JP H01199775 A JPH01199775 A JP H01199775A JP 63022787 A JP63022787 A JP 63022787A JP 2278788 A JP2278788 A JP 2278788A JP H01199775 A JPH01199775 A JP H01199775A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotation angle
- screw
- rotary angle
- electric motor
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 28
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D17/00—Control of torque; Control of mechanical power
- G05D17/02—Control of torque; Control of mechanical power characterised by the use of electric means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
- B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
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。
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、回転角法を適用した、回転角制御によるねじ
締付は装置に係り、特に、高精度な締結力管理を志向し
た９回転角制御によるねじ締付は装置に関するものであ
る。
締付は装置に係り、特に、高精度な締結力管理を志向し
た９回転角制御によるねじ締付は装置に関するものであ
る。
従来、ねじ締付は装置には、２つのタイプのものがある
。
。
その１つは、ねじ締付は中に所定の負荷トルクが発生し
た点で、締付けを終了するという１ヘルク法を適用した
ものである。
た点で、締付けを終了するという１ヘルク法を適用した
ものである。
その２は、ねじの回転角によりその締付けを管理すると
いう回転角法を適用した、回転角制御によるものである
。この回転角法は、ねじが被締結物に密着してからは回
転角と締結力（すなわち。
いう回転角法を適用した、回転角制御によるものである
。この回転角法は、ねじが被締結物に密着してからは回
転角と締結力（すなわち。
ねじの軸力）とが比例することから、前記トルク法と比
較して、精度の高い締結力管理を可能にしている。
較して、精度の高い締結力管理を可能にしている。
ところで、この回転角法において締結力管理の精度を左
右するものは、ねじが被締結物に密着する点、すなわち
ねじ締結開始点の決め方である。
右するものは、ねじが被締結物に密着する点、すなわち
ねじ締結開始点の決め方である。
従来は、たとえば特開昭５８−５６７７６号公報に記載
のように、ある一定の負荷トルクに達した点を。
のように、ある一定の負荷トルクに達した点を。
ねじ締結開始点としていた。
上記従来技術は２回転角法を適用したものであるが、そ
のねじ締結開始点の基卆となる負荷トルクを計測しなけ
ればならなかった。この計測には、ストレーンゲージ式
のトルク測定器や、ねじ締付は装置の電動機電流、電動
機電圧の検出値からトルクへ変換する変換装置を必要と
するものであった。したがって、回転角を測定するため
の回転角測定器、たとえばロータリエンコーダのほかに
、さらにトルク測定器や変換装置を装着しなければなら
ず、ねじ締付は装置の構造が複雑で、しかも高価なもの
になった。また、測定したトルクデータは、前記測定器
、変換装置からアナログ値として出力されるので、ノイ
ズなどの影響を受け、精度の点でも問題があった。
のねじ締結開始点の基卆となる負荷トルクを計測しなけ
ればならなかった。この計測には、ストレーンゲージ式
のトルク測定器や、ねじ締付は装置の電動機電流、電動
機電圧の検出値からトルクへ変換する変換装置を必要と
するものであった。したがって、回転角を測定するため
の回転角測定器、たとえばロータリエンコーダのほかに
、さらにトルク測定器や変換装置を装着しなければなら
ず、ねじ締付は装置の構造が複雑で、しかも高価なもの
になった。また、測定したトルクデータは、前記測定器
、変換装置からアナログ値として出力されるので、ノイ
ズなどの影響を受け、精度の点でも問題があった。
本発明は、上記した従来技術の課題を解決して、高精度
な締結力管理が可能で、且つ安価な、回転角制御による
ねじ締付は装置の提供を、その目的とするものである。
な締結力管理が可能で、且つ安価な、回転角制御による
ねじ締付は装置の提供を、その目的とするものである。
上記課題を解決するための本発明に係る回転角制御によ
るねじ締付は装置の構成は、電動機軸の回転角を、所定
のサンプル時間毎に測定することができる回転角測定器
を具備した電動機を有し、前記電動機軸によって被締結
物をねじ締結するようにした。ねじ締付は装置において
、電動機を、負荷トルクの増加にともなって回転速度が
低下する電動機にし、予め設定回転角を設定しておき、
回転角測定器から入力した回転角測定値に基づいて演算
したねじ締結開始点から、前記設定回転角だけ電動機軸
を回転させるように前記電動機を制御することができる
制御装置を設けたものである。
るねじ締付は装置の構成は、電動機軸の回転角を、所定
のサンプル時間毎に測定することができる回転角測定器
を具備した電動機を有し、前記電動機軸によって被締結
物をねじ締結するようにした。ねじ締付は装置において
、電動機を、負荷トルクの増加にともなって回転速度が
低下する電動機にし、予め設定回転角を設定しておき、
回転角測定器から入力した回転角測定値に基づいて演算
したねじ締結開始点から、前記設定回転角だけ電動機軸
を回転させるように前記電動機を制御することができる
制御装置を設けたものである。
さらに詳しくは、次のとおりである。
締付はトルク、すなわち負荷トルクの変化によって締付
は速度、すなわち回転速度が変化する電ａ機と、ねじの
回転角、すなわち前記電動機の電動機軸の回転角を高精
度に測定することができる回転角測定器と、この回転角
測定器からの回転角データを入力、演算処理し、前記電
動機軸の回転をコントロールすることができる制御装置
とからなるねじ締付は装置である。そして、前記回転角
データを基に、前記電動機の回転角一回転速度特性の線
形部分のデータからねじ締結開始点を計算し、このねじ
締結開始点から予め定めておいた回転角だけ、ねじを締
付けることができるようにしたものである。
は速度、すなわち回転速度が変化する電ａ機と、ねじの
回転角、すなわち前記電動機の電動機軸の回転角を高精
度に測定することができる回転角測定器と、この回転角
測定器からの回転角データを入力、演算処理し、前記電
動機軸の回転をコントロールすることができる制御装置
とからなるねじ締付は装置である。そして、前記回転角
データを基に、前記電動機の回転角一回転速度特性の線
形部分のデータからねじ締結開始点を計算し、このねじ
締結開始点から予め定めておいた回転角だけ、ねじを締
付けることができるようにしたものである。
［作用〕
負荷トルクの変化に応じて回転速度の変化する電動機の
特性は、（１）式で表わされるものとする。
特性は、（１）式で表わされるものとする。
ω＝ａＴ＋ω０ ・・・（１）
ここで、 ω ：回転速度 ω０ ：無負荷のときの回転速度 Ｔ ：負荷トルク ａ ：負荷トルク−回転速度特性の傾き（−定） 回転角データの入力、演算処理および前記電動機のＯＮ
１０ Ｆ Ｆをすることが制御装置は１回転角データを
一定の微少サンプル時間Δｔごとに入力可能である。こ
のとき、回転速度は近似的に、（２）式で表わされる。
ここで、 ω ：回転速度 ω０ ：無負荷のときの回転速度 Ｔ ：負荷トルク ａ ：負荷トルク−回転速度特性の傾き（−定） 回転角データの入力、演算処理および前記電動機のＯＮ
１０ Ｆ Ｆをすることが制御装置は１回転角データを
一定の微少サンプル時間Δｔごとに入力可能である。こ
のとき、回転速度は近似的に、（２）式で表わされる。
ω＋＝（ＯＬ−θｌ−１）／Δｔ ・・・
（２）ここで、 ０１ ：１番目に入力した回転角データω、：ｉ番目の
近似的な回転速度 このような構成を持つねじ締付は装置において、ねじを
回転角で制御する場合、そのねじ締結開始点Ｏｏは、（
３）式で表わされる。
（２）ここで、 ０１ ：１番目に入力した回転角データω、：ｉ番目の
近似的な回転速度 このような構成を持つねじ締付は装置において、ねじを
回転角で制御する場合、そのねじ締結開始点Ｏｏは、（
３）式で表わされる。
ω ２− ω０
０ｒ）＝ａｔ−□０２ ・＝（３）ω ２−
ω １ ω ２− ω ｌここで ω１．ω２．：ねじが被締結物に密着してからの回転速
度 ０１、θ２ ：ねじが被締結物に密着してからの回転角 このように、前記電＃Ｊ機の電動機軸の回転角データお
よび、これを基に（２）式から求めた回転速度とにより
、ねじ締結開始点が（３）式から求まる。
ω １ ω ２− ω ｌここで ω１．ω２．：ねじが被締結物に密着してからの回転速
度 ０１、θ２ ：ねじが被締結物に密着してからの回転角 このように、前記電＃Ｊ機の電動機軸の回転角データお
よび、これを基に（２）式から求めた回転速度とにより
、ねじ締結開始点が（３）式から求まる。
従来のように、１−ルクデータを必要としないものであ
る。
る。
このねじ締結開始点から目標軸力を発生させるのに必要
な回転角だけ、さらに締付けることにより、高精度な軸
力管理が可能となる。
な回転角だけ、さらに締付けることにより、高精度な軸
力管理が可能となる。
以下１本発明を実施例によって説明する。
第１図は、本発明の一実施例に係る１回転角制御による
ねじ締付は装置を示す模式図、第２図は。
ねじ締付は装置を示す模式図、第２図は。
第１図におけるサーボモータの負荷Ｉ・ルクー回転速度
線図、第３図は、前記サーボモータの回転角一回転速度
、負荷トルク特性図、第４，５図は、ねじ締結開始点の
計算方法を説明するためのものであり、第４図は、２つ
のデータを基に、ねじ締結開始点を決める方法を示す回
転角一回転速度特性図、第５図は、多数のデータを基に
、ねじ締結開始点を決める５本実施例に係る方法を示す
回転角一回転速度特性図、第６図は、第１図におけるコ
ントローラの動作の詳細を示すフローチャート図、第７
，８図は、従来の、回転角法を適用したねじ締付は装置
による、ねじ締結開始点の決め方を示すものであり、第
７図は、一定１−ルクの発生点をねじ締結開始点とした
場合の回転角−負荷トルク特性図、第８図は、１〜ルク
＝Ｏの点をねじ締結開始点とした場合の回転角−負荷ト
ルク特性図である。
線図、第３図は、前記サーボモータの回転角一回転速度
、負荷トルク特性図、第４，５図は、ねじ締結開始点の
計算方法を説明するためのものであり、第４図は、２つ
のデータを基に、ねじ締結開始点を決める方法を示す回
転角一回転速度特性図、第５図は、多数のデータを基に
、ねじ締結開始点を決める５本実施例に係る方法を示す
回転角一回転速度特性図、第６図は、第１図におけるコ
ントローラの動作の詳細を示すフローチャート図、第７
，８図は、従来の、回転角法を適用したねじ締付は装置
による、ねじ締結開始点の決め方を示すものであり、第
７図は、一定１−ルクの発生点をねじ締結開始点とした
場合の回転角−負荷トルク特性図、第８図は、１〜ルク
＝Ｏの点をねじ締結開始点とした場合の回転角−負荷ト
ルク特性図である。
第１図において、１は、負荷トルクの増加にともなって
回転速度が低下する電動機に係る、電動機軸１ａを有す
るサーボモータ（詳細後述）であり、このサーボモータ
１は、電動機軸１ａの回転角を、所定のサンプル時間毎
に測定することができる回転角測定器に係るロータリエ
ンコーダ３を具備している。９は、予め設定回転角を設
定しておき、ロータリエンコーダ３から入力した回転角
測定値に基づいて演算したねし締結開始点から、前記設
定回転角だけ電動機軸１ａを回転させるように、サーボ
アンプ８を介して、サーボモータ１をル制御することが
できる制御装置に係るコントローラである。４は、一端
がサーボモータｌの電動機軸１ａに取付けられ、他端が
ねじ５と嵌まり合い、サーボモータ１の回転をねじ５へ
伝達することができるビットであり、このビット４の回
転により、ねじ５で被締結物６，７を締結することがで
きる。
回転速度が低下する電動機に係る、電動機軸１ａを有す
るサーボモータ（詳細後述）であり、このサーボモータ
１は、電動機軸１ａの回転角を、所定のサンプル時間毎
に測定することができる回転角測定器に係るロータリエ
ンコーダ３を具備している。９は、予め設定回転角を設
定しておき、ロータリエンコーダ３から入力した回転角
測定値に基づいて演算したねし締結開始点から、前記設
定回転角だけ電動機軸１ａを回転させるように、サーボ
アンプ８を介して、サーボモータ１をル制御することが
できる制御装置に係るコントローラである。４は、一端
がサーボモータｌの電動機軸１ａに取付けられ、他端が
ねじ５と嵌まり合い、サーボモータ１の回転をねじ５へ
伝達することができるビットであり、このビット４の回
転により、ねじ５で被締結物６，７を締結することがで
きる。
前記サーボモータ１は、第２図に示すように、負荷トル
クの増加にともなって回転速度が低下する特性１２を有
するとともに、第３図に示す回転角一回転速度、負荷ト
ルク特性を有するものである。この第３図において、特
性曲線が２本ずつあるのは、それぞれ互いにねじの摩擦
係数が異なるものを示している。
クの増加にともなって回転速度が低下する特性１２を有
するとともに、第３図に示す回転角一回転速度、負荷ト
ルク特性を有するものである。この第３図において、特
性曲線が２本ずつあるのは、それぞれ互いにねじの摩擦
係数が異なるものを示している。
なお、通常のサーボモータは、第１図中に破線で示すタ
コジェネレータ２を具備し、このタコジェネレータ２か
らの出力を、サーボアンプ８のゲインを高くして、サー
ボモータへフィードバックし、負荷トルクが変動しても
一定の回転速度（第２図中の破線で示す特性１１）で回
転するようになっている。
コジェネレータ２を具備し、このタコジェネレータ２か
らの出力を、サーボアンプ８のゲインを高くして、サー
ボモータへフィードバックし、負荷トルクが変動しても
一定の回転速度（第２図中の破線で示す特性１１）で回
転するようになっている。
次に１本実施例に係る、ねじ締結開始点の決め方を説明
する。
する。
この説明に先だって、従来の、回転角法を適用したねじ
締付は装置によるねじ締結開始点の決め方を、第７，８
図を用いて説明する。
締付は装置によるねじ締結開始点の決め方を、第７，８
図を用いて説明する。
第７図に係るものは、一定の負荷トルクＴＳの発生点を
ねじ締結開始点θｏｚｔ Ｏｏｘとし、この点から、
予め設定した回転角ΔＡだけさらに締付けることにより
、目標とする軸力を発生させていた。
ねじ締結開始点θｏｚｔ Ｏｏｘとし、この点から、
予め設定した回転角ΔＡだけさらに締付けることにより
、目標とする軸力を発生させていた。
しかし、第７図に見られるように、ねじの摩擦係数が互
いに異なると、軸力にばらつきを生ずるという問題点が
あった。
いに異なると、軸力にばらつきを生ずるという問題点が
あった。
これに対して、第８図に係るものは、回転角−負荷トル
ク特性の線形部分の直線式を求め、この式から求めた負
荷トルク二〇の点をねじ締結開始点θ’ｏｔ、 θ’
０２とし、この点から、予め設定した回転角ΔＡ′だけ
さらに締付けるというものである。この決め方によれば
、ねじの摩擦係数が異なっても軸力にばらつきを生じな
いとしても、前記第７図に係るものと同様に、トルク測
定器や変換装置を装着しなければならないという問題点
かあ、つた。
ク特性の線形部分の直線式を求め、この式から求めた負
荷トルク二〇の点をねじ締結開始点θ’ｏｔ、 θ’
０２とし、この点から、予め設定した回転角ΔＡ′だけ
さらに締付けるというものである。この決め方によれば
、ねじの摩擦係数が異なっても軸力にばらつきを生じな
いとしても、前記第７図に係るものと同様に、トルク測
定器や変換装置を装着しなければならないという問題点
かあ、つた。
ここで、本実施例に係る、ねじ締結開始点の決め方を説
明する。
明する。
第３図における、回転角一回転速度特性を前記（３）式
に準じた直線式により表示しく詳細後述）、この式から
回転角０’ｏ１（あるいはθ″０２ ）を求める。この
回転角は、前記直線が、負荷トルク＝Ｏのときの回転速
度ω＝ω０の直線と交わる点であり、この点をねじ締結
開始点とするものである。
に準じた直線式により表示しく詳細後述）、この式から
回転角０’ｏ１（あるいはθ″０２ ）を求める。この
回転角は、前記直線が、負荷トルク＝Ｏのときの回転速
度ω＝ω０の直線と交わる点であり、この点をねじ締結
開始点とするものである。
なお、一定の設定回転速度ωＳに達したときの回転角θ
Ｏｆ （あるいは００２）をねじ締結開始点とすること
も考えられるが、前記ωＳは、ねじ締付は時の負荷トル
クにより大きく変化するので、軸力のばらつきも大きく
なる。したがって、この回転角ＯＯｔをねじ締結開始点
とすることは、好ましくないものである。
Ｏｆ （あるいは００２）をねじ締結開始点とすること
も考えられるが、前記ωＳは、ねじ締付は時の負荷トル
クにより大きく変化するので、軸力のばらつきも大きく
なる。したがって、この回転角ＯＯｔをねじ締結開始点
とすることは、好ましくないものである。
前記回転角θ’ｏｔの計算方法を、以下に説明する。
本実施例に係るねじ締付は装置は、所定の微少サンプル
時間Δｔごとに、回転角データが入力可能となっている
。したがって、この装置の回転速度ωは、前記（２）式
から求めることができる。ねじの締まり始める前の回転
速度ω０は、無負荷であることから一定であり、（４）
式で表わされる。
時間Δｔごとに、回転角データが入力可能となっている
。したがって、この装置の回転速度ωは、前記（２）式
から求めることができる。ねじの締まり始める前の回転
速度ω０は、無負荷であることから一定であり、（４）
式で表わされる。
ω０＝Δθθ／Δｔ ・・・（４
）ここで、 Δθ０ ：無負荷時のサンプル時間Δｔごとに収集した
回転角データの変化分 また第４図において、回転角一回転速度特性の直線領域
の２点の回転角１回転速度２回転角の変化分を、それぞ
れ０１ｒＯｚ＋ ω１．ω２゜Δ０１．Δθ２とすると
、ω１．ω２は前記（４）式を参照して、 ω１＝Δθ１／Δｔ ・・・（５
）ω２＝Δ０２／ΔＬ ・・・（
６）となる。また、 Δ０１＝０１−０１α ・・・（
７）Δ０２＝０２−θ２α ・・
・（８）とすると、回転角一回転速度特性の線形部分の
直線式は、（９）式で表わされる。
）ここで、 Δθ０ ：無負荷時のサンプル時間Δｔごとに収集した
回転角データの変化分 また第４図において、回転角一回転速度特性の直線領域
の２点の回転角１回転速度２回転角の変化分を、それぞ
れ０１ｒＯｚ＋ ω１．ω２゜Δ０１．Δθ２とすると
、ω１．ω２は前記（４）式を参照して、 ω１＝Δθ１／Δｔ ・・・（５
）ω２＝Δ０２／ΔＬ ・・・（
６）となる。また、 Δ０１＝０１−０１α ・・・（
７）Δ０２＝０２−θ２α ・・
・（８）とすると、回転角一回転速度特性の線形部分の
直線式は、（９）式で表わされる。
θ２ ａｌ
となる。
ここで、θｌｌＩ、０２１Ｉは、θ１．θ２よりもΔｔ
だけ前の、回転角データである。
だけ前の、回転角データである。
そこで、この（９）式と、
ω＝００ ・・・（１０
）との交点を求めると、その点がねじ締結開始点θ′ｏ
１すなわち００′ となる。
）との交点を求めると、その点がねじ締結開始点θ′ｏ
１すなわち００′ となる。
ω２− ω１ ω２− ω １この（１１）
式へ（４）、 （５）、 （６）式を代入すると、・・
・（１２） となる。さらに（７）、 （８）式を（１２）式に代入
すると、・・・（１３） となり、所定の微小サンプル時間へしごとにサンプルさ
れる回転角データのみで締付け、ねじ締結開始点を見つ
けることができる。
式へ（４）、 （５）、 （６）式を代入すると、・・
・（１２） となる。さらに（７）、 （８）式を（１２）式に代入
すると、・・・（１３） となり、所定の微小サンプル時間へしごとにサンプルさ
れる回転角データのみで締付け、ねじ締結開始点を見つ
けることができる。
上記方法では、回転角一回転速度特性の線形部分の２つ
のデータを基にねじ締結開始点θ。′ を見つけたが、
線形部分の多数のデータを基にこれを最小二乗法で直線
近似し、より精度の高いねじ締結開始点を見つけること
が可能であり、本実施例ではこれを採用したものである
。
のデータを基にねじ締結開始点θ。′ を見つけたが、
線形部分の多数のデータを基にこれを最小二乗法で直線
近似し、より精度の高いねじ締結開始点を見つけること
が可能であり、本実施例ではこれを採用したものである
。
すなわち、第５図において、回転速度データをＣｏ、、
ωｌ）とする。このとき、ねじ締結開始点Ｏｏ′ は
、最小二乗法により、（１４）式によって表わされる。
ωｌ）とする。このとき、ねじ締結開始点Ｏｏ′ は
、最小二乗法により、（１４）式によって表わされる。
Ｏｏ′＝（ω、 −ｂ ） ／ ａ
−（１４）Ｎ：サンプルデータの数 回転速度を回転角に変換すると。
−（１４）Ｎ：サンプルデータの数 回転速度を回転角に変換すると。
Σω＋＝ ＜０Ｎ−０１α）／Δｔ ・・・（
１７）ｉ＝１ ・・・（１８） ０１ｇ＝ （０＋）＋”ｏ ”
１１９）であることから、（１７）、 （１８）式を前
記（１５）、 （１６）式へ代入すると、（２０）、
（２１）式となる。
１７）ｉ＝１ ・・・（１８） ０１ｇ＝ （０＋）＋”ｏ ”
１１９）であることから、（１７）、 （１８）式を前
記（１５）、 （１６）式へ代入すると、（２０）、
（２１）式となる。
・・（２０）
・・・（２１）
さらに、前記（４）式および（２０）、 （２１）式を
、（１４）式へ代入すると、（２２）式となる。
、（１４）式へ代入すると、（２２）式となる。
Ｏｏ′＝（Δθｏ −ｂ ’ ） ／ ａ ’
・・４２２）ここで、 ・・・（２３） ・・・（２４） このようにして、サンプル時間Δｔに影響をうけず、回
転角データのみで安定且つ高精度にねじ締結開始点００
′ を見つけることができる。
・・４２２）ここで、 ・・・（２３） ・・・（２４） このようにして、サンプル時間Δｔに影響をうけず、回
転角データのみで安定且つ高精度にねじ締結開始点００
′ を見つけることができる。
回転角一回転速度特性の線形領域のデータは、ねじが充
分に締まったときの回転速度以下のデータとするか、あ
るいは、回転角一回転速度特性の傾きを常に計算し、こ
れが一定となったところでデータを収集する。などいろ
いろな方法があるが、いずれの方法を採ってもよい。
分に締まったときの回転速度以下のデータとするか、あ
るいは、回転角一回転速度特性の傾きを常に計算し、こ
れが一定となったところでデータを収集する。などいろ
いろな方法があるが、いずれの方法を採ってもよい。
以上のように構成した、回転角制御によるねじ締付は装
置の動作を、第１，６図を用いて説明する。
置の動作を、第１，６図を用いて説明する。
ねじ締付は装置をＯＮにして、２０でスタートすると、
コン１〜ローラ９は、２１の処理部でサーボアンプ８へ
指令を出し、無負荷時の一定回転速度ω０でねじ５が回
転する。次に、２２でΔを毎にサンプルされる回転角の
変化Δθ０を収集する。
コン１〜ローラ９は、２１の処理部でサーボアンプ８へ
指令を出し、無負荷時の一定回転速度ω０でねじ５が回
転する。次に、２２でΔを毎にサンプルされる回転角の
変化Δθ０を収集する。
２３では、ねじ５が締まり始め１回転角−回転速度特性
が線形になったか否かを判定する。２４では回転角一回
転速度特性の線形部分の回転角データθ１を収集する。
が線形になったか否かを判定する。２４では回転角一回
転速度特性の線形部分の回転角データθ１を収集する。
２５では所定の、すなわち充分な回転角データを収集し
たか否かを判断し、それが充分であったならば、前記回
転角データθ１を基に、２６で（２２）、 （２３）、
（２４）式から、ねじ締結開始点００′ を計算する
。２７では、所定の締付角でそのねじ５を締付けたか否
どうかを、前記ねじ締結開始点ＯＱ′ を基に判定し
、所定の締付角に達したところで、処理部２８によりサ
ーボモータ１の回転を停止させる。
たか否かを判断し、それが充分であったならば、前記回
転角データθ１を基に、２６で（２２）、 （２３）、
（２４）式から、ねじ締結開始点００′ を計算する
。２７では、所定の締付角でそのねじ５を締付けたか否
どうかを、前記ねじ締結開始点ＯＱ′ を基に判定し
、所定の締付角に達したところで、処理部２８によりサ
ーボモータ１の回転を停止させる。
このようにして、軸力のばらつきのきわめて少ないねじ
締結が、回転角データのみを使用して可能となる。
締結が、回転角データのみを使用して可能となる。
以上説明した実施例によれば、トルク測定器や電動機電
流２Ｍ１動機電圧の検出値からトルクへ変換する変換装
置を必要とせず、回転角測定器のみで回転角制御による
締付けが可能となるため、ねじ締付は装置の構成が単純
で安価にできるという効果がある。さらに、回転角測定
器としてロークリエンコーダを使用した場合、入力され
るデータはディジタル値であり、トルク測定器もしくは
変換装置特有のアナログデータにのるノイズの影響を受
けることがなく、精度の高い回転角制御による締付けが
可能となる。また、回転角制御によるねじ締付けの最重
要点であるねじ締結開始点を安定且つ精度よく見つける
ことができるので、トルク法に比較し、ねじ５の軸力の
ばらつきのきわめて少ない高精度なねじ締結を行なうこ
とができるという効果がある。
流２Ｍ１動機電圧の検出値からトルクへ変換する変換装
置を必要とせず、回転角測定器のみで回転角制御による
締付けが可能となるため、ねじ締付は装置の構成が単純
で安価にできるという効果がある。さらに、回転角測定
器としてロークリエンコーダを使用した場合、入力され
るデータはディジタル値であり、トルク測定器もしくは
変換装置特有のアナログデータにのるノイズの影響を受
けることがなく、精度の高い回転角制御による締付けが
可能となる。また、回転角制御によるねじ締付けの最重
要点であるねじ締結開始点を安定且つ精度よく見つける
ことができるので、トルク法に比較し、ねじ５の軸力の
ばらつきのきわめて少ない高精度なねじ締結を行なうこ
とができるという効果がある。
以上詳細に説明したように本発明によれば、高精度な締
結力管理が可能で、且つ安価な、回転角制御によるねじ
締付は装置を提供することができる。
結力管理が可能で、且つ安価な、回転角制御によるねじ
締付は装置を提供することができる。
第１図は、本発明の一実施例に係る、回転角制御による
ねじ締付は装置を示す模式図、第２図は。 第１図におけるサーボモータの負荷トルク−回転速度線
図、第３図は、前記サーボモータの回転角一回転速度、
負荷トルク特性図、第４，５図は、ねじ締結開始点の計
算方法を説明するためのものであり、第４図は、２つの
データを基に、ねじ締結開始点を決める方法を示す回転
角一回転速度特性図、第５図は、多数のデータを基に、
ねじ締結開始点を決める、本実施例に係る方法を示す回
転角一回転速度特性図、第６図は、第１図におけるコン
トローラの動作の詳細を示すフローチャー１図、第７，
８図は、従来の１回転角法を適用したねじ締付は装置に
よる、ねじ締結開始点の決め方を示すものであり、第７
図は、一定トルクの発生点をねじ締結開始点とした場合
の回転角−負荷１−ルク特性図、第８図は、トルク二〇
の点をねじ締結開始点とした場合の回転角−負荷トルク
特性図である。 １・・・サーボモータ、１ａ・・電動機１１山、３・・
・ロータリエンコーダ、５・・・ねじ、９・・・コンｌ
−ローラ。
ねじ締付は装置を示す模式図、第２図は。 第１図におけるサーボモータの負荷トルク−回転速度線
図、第３図は、前記サーボモータの回転角一回転速度、
負荷トルク特性図、第４，５図は、ねじ締結開始点の計
算方法を説明するためのものであり、第４図は、２つの
データを基に、ねじ締結開始点を決める方法を示す回転
角一回転速度特性図、第５図は、多数のデータを基に、
ねじ締結開始点を決める、本実施例に係る方法を示す回
転角一回転速度特性図、第６図は、第１図におけるコン
トローラの動作の詳細を示すフローチャー１図、第７，
８図は、従来の１回転角法を適用したねじ締付は装置に
よる、ねじ締結開始点の決め方を示すものであり、第７
図は、一定トルクの発生点をねじ締結開始点とした場合
の回転角−負荷１−ルク特性図、第８図は、トルク二〇
の点をねじ締結開始点とした場合の回転角−負荷トルク
特性図である。 １・・・サーボモータ、１ａ・・電動機１１山、３・・
・ロータリエンコーダ、５・・・ねじ、９・・・コンｌ
−ローラ。
Claims (1)
- １、電動機軸の回転角を、所定のサンプル時間毎に測定
することができる回転角測定器を具備した電動機を有し
、前記電動機軸によつて被締結物をねじ締結するように
した、ねじ締付け装置において、電動機を、負荷トルク
の増加にともなつて回転速度が低下する電動機にし、予
め設定回転角を設定しておき、回転角測定器から入力し
た回転角測定値に基づいて演算したねじ締結開始点から
、前記設定回転角だけ電動機軸を回転させるように前記
電動機を制御することができる制御装置を設けたことを
特徴とする、回転角制御によるねじ締付け装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63022787A JP2511094B2 (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | 回転角制御によるねじ締付け装置 |
| US07/304,649 US4961035A (en) | 1988-02-04 | 1989-02-01 | Rotational angle control of screw tightening |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63022787A JP2511094B2 (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | 回転角制御によるねじ締付け装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01199775A true JPH01199775A (ja) | 1989-08-11 |
| JP2511094B2 JP2511094B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=12092389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63022787A Expired - Lifetime JP2511094B2 (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | 回転角制御によるねじ締付け装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4961035A (ja) |
| JP (1) | JP2511094B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008290733A (ja) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Key Tranding Co Ltd | 二重容器の締め付け方法およびそれに用いる装置 |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8901918D0 (en) * | 1989-01-28 | 1989-03-15 | Franks Casing Crews Uk Limited | Control system |
| US5720421A (en) * | 1994-02-28 | 1998-02-24 | Vamco Machine & Tool, Inc. | Elecronically controlled high speed press feed |
| DE19545610C2 (de) | 1995-12-07 | 1998-02-19 | Daimler Benz Ag | Verfahren für das automatische Verschrauben von zwei Bauteilen und Stiftschraube und Überwurfmutter zur Durchführung des Verfahrens |
| US5668328A (en) * | 1996-07-17 | 1997-09-16 | Applied Power Inc. | Method and apparatus for hydraulically tightening threaded fasteners |
| DE19804468A1 (de) * | 1998-02-05 | 1999-08-12 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Aufbringen einer gewünschten Vorspannkraft einer Schraubverbindung |
| US7162320B2 (en) * | 2003-03-31 | 2007-01-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Assembly line quality control |
| US7552781B2 (en) | 2004-10-20 | 2009-06-30 | Black & Decker Inc. | Power tool anti-kickback system with rotational rate sensor |
| JP2007113932A (ja) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd | ギヤ付きモータの多回転絶対値エンコーダ |
| DE202007002793U1 (de) * | 2007-02-22 | 2007-05-10 | Eduard Wille Gmbh & Co. Kg | Winkelmesseinrichtung |
| SE532792C2 (sv) * | 2007-07-13 | 2010-04-13 | Atlas Copco Tools Ab | Regulator för kraftverktyg |
| US7934428B2 (en) * | 2007-09-20 | 2011-05-03 | Asi Datamyte, Inc. | Residual torque analyzer |
| SE533215C2 (sv) * | 2008-05-08 | 2010-07-20 | Atlas Copco Tools Ab | Metod och anordning för åtdragning av förband |
| US9266178B2 (en) | 2010-01-07 | 2016-02-23 | Black & Decker Inc. | Power tool having rotary input control |
| US9475180B2 (en) | 2010-01-07 | 2016-10-25 | Black & Decker Inc. | Power tool having rotary input control |
| US8418778B2 (en) | 2010-01-07 | 2013-04-16 | Black & Decker Inc. | Power screwdriver having rotary input control |
| GB2490447A (en) * | 2010-01-07 | 2012-10-31 | Black & Decker Inc | Power screwdriver having rotary input control |
| US9908182B2 (en) | 2012-01-30 | 2018-03-06 | Black & Decker Inc. | Remote programming of a power tool |
| EP2631035B1 (en) | 2012-02-24 | 2019-10-16 | Black & Decker Inc. | Power tool |
| US8919456B2 (en) | 2012-06-08 | 2014-12-30 | Black & Decker Inc. | Fastener setting algorithm for drill driver |
| US10011006B2 (en) | 2013-08-08 | 2018-07-03 | Black & Decker Inc. | Fastener setting algorithm for drill driver |
| EP3194121B1 (en) | 2014-09-18 | 2021-11-03 | Atlas Copco Industrial Technique AB | Adaptive u-bolt joint stabilization process and apparatus |
| US10589413B2 (en) | 2016-06-20 | 2020-03-17 | Black & Decker Inc. | Power tool with anti-kickback control system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5427598A (en) * | 1977-07-29 | 1979-03-01 | Kali Chemie Pharma Gmbh | 33azidemethyll2*99dioxatricyclo*4*3*1*03*7*decane and its preparation |
| JPS5570578A (en) * | 1978-11-14 | 1980-05-28 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | Method of controlling stepping motor used for nut runner and its device |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3940675A (en) * | 1974-04-29 | 1976-02-24 | Bryant Grinder Corporation | Digital positioning system |
| US4185701A (en) * | 1975-05-19 | 1980-01-29 | Sps Technologies, Inc. | Tightening apparatus |
| US4083270A (en) * | 1977-03-18 | 1978-04-11 | Desoutter, Inc. | Air motor having angular displacement control means |
| US4285112A (en) * | 1978-06-02 | 1981-08-25 | Rockwell International Corporation | Tension control of fasteners |
| US4316512A (en) * | 1979-04-04 | 1982-02-23 | Sps Technologies, Inc. | Impact wrench |
| JPS6055271B2 (ja) * | 1981-09-30 | 1985-12-04 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | トルク・回転角法によるボルト締付方法 |
| DE8414766U1 (de) * | 1984-05-15 | 1984-09-13 | Deutsche Gardner-Denver Gmbh, 7081 Westhausen | Schrauber |
| US4611377A (en) * | 1984-06-04 | 1986-09-16 | Eoa Systems, Inc. | Interchangeable robot end-of-arm tooling system |
| IT207930Z2 (it) * | 1986-02-21 | 1988-02-22 | Roltra Spa | Sistema a frizione servoassistito |
| JPS62246482A (ja) * | 1986-04-18 | 1987-10-27 | 株式会社日立製作所 | ねじ締付における高精度軸力管理法 |
-
1988
- 1988-02-04 JP JP63022787A patent/JP2511094B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-02-01 US US07/304,649 patent/US4961035A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5427598A (en) * | 1977-07-29 | 1979-03-01 | Kali Chemie Pharma Gmbh | 33azidemethyll2*99dioxatricyclo*4*3*1*03*7*decane and its preparation |
| JPS5570578A (en) * | 1978-11-14 | 1980-05-28 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | Method of controlling stepping motor used for nut runner and its device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008290733A (ja) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Key Tranding Co Ltd | 二重容器の締め付け方法およびそれに用いる装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2511094B2 (ja) | 1996-06-26 |
| US4961035A (en) | 1990-10-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH01199775A (ja) | 回転角制御によるねじ締付け装置 | |
| US5476014A (en) | Process and a device for the rotation-angle-monitored tightening or loosening of screw connections | |
| JPS6144635B2 (ja) | ||
| CA1091329A (en) | Simplified apparatus for and method of tightening fasteners | |
| US5571971A (en) | Method for monitoring and controlling stress in a threaded member | |
| JP3086084B2 (ja) | 増締めトルク計測装置 | |
| GB2096361A (en) | Method and apparatus for automatically tensioning threaded fasteners | |
| JP2001227675A (ja) | 弁機能検出装置 | |
| JPH06109565A (ja) | モータのコギングトルク測定装置及び測定方法 | |
| US4097787A (en) | Device for controlling the peripheral speed in rotating objects | |
| US5788432A (en) | Method and apparatus for computing allowable spindle rotation speed | |
| JP2005279865A (ja) | 衝撃式締付工具 | |
| JP2698069B2 (ja) | ポールねじの熱変位補正装置 | |
| JPS62246482A (ja) | ねじ締付における高精度軸力管理法 | |
| JPS5843230B2 (ja) | インパクトレンチ用締付トルク検出装置 | |
| JPS6125782A (ja) | ネジ締め装置 | |
| JPH07284300A (ja) | 可変速駆動装置 | |
| JPH023930B2 (ja) | ||
| KR100244245B1 (ko) | 전동기의 속도검출방법 | |
| JPS628732B2 (ja) | ||
| JPH075031A (ja) | 振動分析装置 | |
| JP3534606B2 (ja) | ブラシレスモータの初期調整装置 | |
| JPS61160356A (ja) | ラツクピニオン型ステアリング装置のプラグ調整方法および装置 | |
| SU743126A1 (ru) | Устройство дл измерени погрешности одноканальной электромашинной системы передачи угла | |
| JPH0332966Y2 (ja) |