JPH02100838A - Control device for automatic thread fastening machine - Google Patents

Control device for automatic thread fastening machine

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JPH02100838A
JPH02100838A JP25333288A JP25333288A JPH02100838A JP H02100838 A JPH02100838 A JP H02100838A JP 25333288 A JP25333288 A JP 25333288A JP 25333288 A JP25333288 A JP 25333288A JP H02100838 A JPH02100838 A JP H02100838A
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JP
Japan
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motor
output
stall
driver bit
section
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Masatomo Adachi
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Nitto Seiko Co Ltd
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Nitto Seiko Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To correct the fastening quality by forming the structure of feeding a reversing voltage to a motor by cutting off the normal rotation voltage fed from a power feeding part at the time when the stop detection output of a driver bit and non-urinal stall output of a motor stall detection part are received. CONSTITUTION:A normal rotation voltage is fed to a motor 2, transmitted to a driver bit at the deceleration ratio that the rotation thereof is determined by the friction engaging position of a planetary cone 5 and speed change ring 7 and the driver bit tightens a screw. When a reaction force torque is applied on the speed change ring 7 according to the load related to the driver bit, the speed change ring 7 is moved in the shaft center direction with turning. When the motor 2 continues its rotation without reducing the output and not becoming in a stall state, then, non-stall output is output, the speed change ring 7 is moved in the shaft center direction, the deceleration ratio becomes larger and finally infinite, the driver bit is stopped and a stoppage detection output is transmitted. Then, this stop detection output becomes effective, as the stall signal is not transmitted yet and the control part reversing the motor 2 is actuated.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ねじ締め完了時のドライバビットの持つ慣性
の影響を排除して所望のねじ締付はトルクで確実にねじ
締めを行うように構成した自動ねじ締め機の制御装置に
関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention eliminates the influence of inertia of the driver bit when screw tightening is completed, and ensures that the desired screw tightening is performed using torque. The present invention relates to a control device for an automatic screw tightening machine.

[従来技術] 最近、ねじ締め完了時のドライバビットの持つ慣性の影
響を排除して所望のねじ締付はトルクで確実にねじ締め
を行うように構成した自動ねじ締め機が開発されている
。この自動ねじ締め機は、第3図および第4図に示すよ
うにドライバ本体1の一端に固定されたモータ2を有し
ており、このモータはAC,DCのいずれでもよく、ま
たブラシ付モータ、ブラシレスモータのいずれであって
もよい。前記モータ2には、その回転を受けて差動遊星
機構3の一部をなす入力円板4が一体に回転するように
配置されており、この入力円板4の外周には複数個の遊
星コーン5が配置され、その円周溝5aが前記入力円板
4に摩擦係合して回転するように構成されている。この
遊星コーン5の円錐面5Cの央部に位置する平坦面5b
には前記入力円板4と同心上で回転するカムディスク6
が摩擦係合するように配置されている。しかも、このカ
ムディスク6にはこれと一体に回転するようにドライバ
ビット8か連結されており、モータ2の回転がドライバ
ビット8に伝達されるように構成されている。
[Prior Art] Recently, an automatic screw tightening machine has been developed which is configured to eliminate the influence of inertia of a driver bit when screw tightening is completed and to reliably tighten a screw using torque as desired. This automatic screw tightening machine has a motor 2 fixed to one end of a driver body 1, as shown in FIGS. , brushless motor. An input disk 4, which forms part of a differential planetary mechanism 3, is arranged in the motor 2 so as to rotate together with the input disk 4, which forms a part of a differential planetary mechanism 3 in response to the rotation of the motor. A cone 5 is arranged so that its circumferential groove 5a frictionally engages with the input disk 4 and rotates. A flat surface 5b located at the center of the conical surface 5C of this planetary cone 5
includes a cam disk 6 that rotates concentrically with the input disk 4;
are arranged so as to frictionally engage with each other. Furthermore, a driver bit 8 is connected to the cam disc 6 so as to rotate together with the cam disc 6, and the rotation of the motor 2 is transmitted to the driver bit 8.

ざらに、前記遊星コーン5の外周には変速リング7がそ
の円錐面5Cと摩擦係合して回転するように配置されて
あり、この変速リング7は一端が回動自在に保持された
アーム9により回動自在に保持されている。しかも、こ
の変速リング9はその摩擦係合位置が高速側に位置する
ようにばね10により付勢されており、このばね10と
前記アーム9とからなる弾力保持部材により変速リング
7の摩擦係合位置が規制され、減速比の最大値および締
付はトルクが決定されるように構成されている。
Roughly speaking, a speed change ring 7 is arranged on the outer periphery of the planetary cone 5 so as to rotate by frictionally engaging with the conical surface 5C, and this speed change ring 7 is connected to an arm 9 which is rotatably held at one end. It is rotatably held by. Moreover, the speed change ring 9 is biased by a spring 10 so that its frictional engagement position is located on the high speed side, and the frictional engagement of the speed change ring 7 is caused by the elastic holding member consisting of the spring 10 and the arm 9. The position is regulated, and the maximum value of the reduction ratio and the tightening torque are determined.

[発明が解決しようとする課題1 この自動ねじ締め)幾では、ドライバビット8に加わる
締伺はトルクに応じて生じる反力トルクにより変速リン
グ7が回動する。この変速リング7の回動による軸心方
向の移動量はばね10により規制されている関係で、反
力トルクにより変速リング7に生じるばね10への押圧
力とばね10の撓みにより生じる弾性力とが均衡する位
置まで変速リング7が移動する。前記ドライバビット8
に係る負・荷が増大すると、変速リング7はさらに遊星
コーン5の縁部まで徐々に移動する。この時、ドライバ
ビット8は零回転に至るまで減速され、第5図に示す特
性曲線のごとくねじ締めが行われる。
[Problem to be Solved by the Invention 1] In this automatic screw tightening), the speed change ring 7 is rotated by the reaction torque generated in response to the torque applied to the driver bit 8. The amount of movement in the axial direction due to rotation of the speed change ring 7 is regulated by the spring 10, and the pressing force on the spring 10 generated on the speed change ring 7 due to reaction torque and the elastic force generated due to the deflection of the spring 10 are combined. The speed change ring 7 moves to a position where the two are balanced. The driver bit 8
As the load related to the gear increases, the speed change ring 7 gradually moves further to the edge of the planetary cone 5. At this time, the driver bit 8 is decelerated until it reaches zero rotation, and the screw is tightened as shown in the characteristic curve shown in FIG.

このねじ締め機では、変速リング7が一旦遊星コーン5
の円錐面5Cの前記零回転位置まで移動すると、モータ
2を停止してドライバビット8の負荷を零としても、変
速リング7が遊星コーン5円錐面5Cの高速側の原位置
に復帰しない。だのため、このねじ締め機ではねじ締め
完了毎に、締付けたねじが緩まない程度にモータ2を逆
転し、ドライバビット8に係る逆転方向の負荷に応じて
変速リング7を遊星コーン5の円錐面5Cに沿って移動
させて原位置に復帰させている。この場合、ねじ締め完
了はドライバビット8の停止を検出するセンサにより検
出されるのが一般的である。
In this screw tightening machine, the speed change ring 7 is temporarily attached to the planetary cone 5.
When the conical surface 5C of the planetary cone 5 moves to the zero rotation position, even if the motor 2 is stopped and the load on the driver bit 8 is zero, the speed change ring 7 does not return to its original position on the high speed side of the conical surface 5C of the planetary cone 5. Therefore, in this screw tightening machine, each time a screw is tightened, the motor 2 is rotated in the reverse direction to the extent that the tightened screw does not come loose, and the speed change ring 7 is rotated in the cone of the planetary cone 5 according to the load in the reverse direction on the driver bit 8. It is moved along the surface 5C and returned to its original position. In this case, the completion of screw tightening is generally detected by a sensor that detects the stoppage of the driver bit 8.

ところが、モータ2の場合、その経年変化、初期トラブ
ル、ならびに制御装置内の冷却効果の低下による制御素
子特にパワーを制御する打、FET 。
However, in the case of the motor 2, the control elements, especially the FET that controls the power, are affected by aging, initial troubles, and a decrease in the cooling effect within the control device.

SCR等の破損にともない、モータ駆動部が破損するこ
とがおる。また、DCモータにあってはパワー供給部の
平滑用の電解コンデンサおよびブラシの経年変化、電源
ラインの接続不良等による抵抗増あるいはモータ2が四
H駆動される時等に生じるボリュームの調整ミスにより
、回転速度の低下を招くことがある。ざらには、モータ
2が故障した時等に代用品として使う際に、モータの出
力が小さいものを使うことがある。このような場合には
、締付トルクが所定値に達するまでに、すなわち変速リ
ング7が遊星コーン5に沿って所定零回転位置まで移動
しない内に、モータ2がストールしてしまい、ドライバ
ビット8が停止する。この場合、ドライバビット8の停
止を検出して締付完了を検出する方法では、このドライ
バビット8の停止がねじ締め完了と検出されることとな
り、締付不良を招く等の欠点が生じている。
If the SCR etc. is damaged, the motor drive section may be damaged. In addition, in the case of DC motors, aging of the smoothing electrolytic capacitor and brushes in the power supply section, increased resistance due to poor connection of the power supply line, or mistakes in volume adjustment that occur when the motor 2 is driven 4H, etc. , this may lead to a decrease in rotational speed. In general, when the motor 2 is used as a substitute when it breaks down, a motor with a small output is sometimes used. In such a case, the motor 2 stalls and the driver bit 8 stops. In this case, in the method of detecting the completion of tightening by detecting the stoppage of the driver bit 8, the stoppage of the driver bit 8 is detected as the completion of screw tightening, resulting in drawbacks such as poor tightening. .

本発明は上記欠点の除去を目的とするもので、差動遊星
機構を原位置に復帰させるために、モータがストールし
ていないことを検出してモータがストールしていない時
に発生するドライバビットの停止検出信号によりモータ
を逆転させる制御装置を提供しようとするもので必る。
The present invention aims to eliminate the above-mentioned drawbacks, and in order to return the differential planetary mechanism to its original position, it detects that the motor is not stalled and removes the driver bit that occurs when the motor is not stalled. This is necessary because it is intended to provide a control device that reverses the motor in response to a stop detection signal.

[課題を解決するための手段] 本発明は、上記課題を解決するため、モータにその回転
を受けて回転する入力円板とその外周に摩1寮係合する
遊星コーンとこれに摩擦係合するカムディスクとを介し
てドライバビットが連結されている。また、前記遊星コ
ーンの外周にはこれと摩擦係合する変速リングが配置さ
れ、ドライバピッlへに係る負荷により変速リングが反
力を受け、この反力を弾力保持部材が受けるように構成
されている。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides an input disk that rotates in response to the rotation of the motor, a planetary cone that is engaged with the outer periphery of the input disk, and a planetary cone that is frictionally engaged with the input disk. A driver bit is connected via a cam disc. Further, a speed change ring is disposed on the outer periphery of the planetary cone and is frictionally engaged with the planet cone, and the speed change ring receives a reaction force due to the load applied to the driver pit, and the elastic holding member receives this reaction force. ing.

一方、前記モータには、切換手段を介してパワー供給部
が接続されている。また、前記モータにはそのストール
状態を検出するモータストール検出部が接続されている
On the other hand, a power supply section is connected to the motor via a switching means. Further, a motor stall detection unit is connected to the motor to detect a stall state of the motor.

さらに、前記ドライバビットの停止を検出する回転停止
検出手段が設けられており、しかもこの回転停止検出手
段の停止検出出力と前記モータストール検出部の非スト
ール出力とを受ける時パワー供給部からの正転電圧を遮
断して後、パワー供給部から逆転電圧をモータに供給す
る制御部が設けられている。
Further, a rotation stop detection means for detecting a stop of the driver bit is provided, and when receiving the stop detection output of the rotation stop detection means and the non-stall output of the motor stall detection section, a positive signal from the power supply section is provided. A control section is provided for supplying a reversing voltage to the motor from the power supply section after cutting off the reversing voltage.

[作用] 上記自動ねじ締め機では、モータに正転電圧を供給して
その回転が遊星コーンと変速リングとの摩擦係合位置で
決まる減速比でドライバビットに伝達され、ドライバビ
ットがねじを締付ける。前記ドライバビットに係る負荷
に応じて変速リングに反力トルクが加わると、変速リン
グが回動しながら、その軸心方向に移動する。この時、
なんらかの理由でモータの出力が低下して、モータが締
付途中でストール状態になると、これがモータストール
検出部で検出され、異常が表示されるとともに、ただち
にモータへのパワー供給が遮断される。
[Function] In the above automatic screw tightening machine, a normal rotation voltage is supplied to the motor, and the rotation is transmitted to the driver bit at a reduction ratio determined by the frictional engagement position between the planetary cone and the speed change ring, and the driver bit tightens the screw. . When a reaction torque is applied to the speed change ring in accordance with the load on the driver bit, the speed change ring rotates and moves in its axial direction. At this time,
If the motor output decreases for some reason and the motor stalls during tightening, this will be detected by the motor stall detector, an abnormality will be displayed, and the power supply to the motor will be immediately cut off.

同時に、モータがストール状態となって、ドライバヒラ
1〜が理由し、停止検出出力が発信されても、モータス
トール検出部からストール信号が発信されているため、
停止検出出力は無効となり、モータを逆転ざぜる制御部
を作動させない。
At the same time, even if the motor is in a stall state and a stop detection output is sent due to driver error 1~, a stall signal is still being sent from the motor stall detection section.
The stop detection output is disabled, and the control unit that rotates the motor in reverse is not activated.

前記モータがその出力を低下させず、ストール状態とな
らずに回転を継続すると、非ストール出力が出力されて
いる。この状態で、変速リングがその軸心方向に移動し
ていき、その減速比が大きくなり、ついには無限大とな
って、ドライバビットが停止し、停止検出出力が発信さ
れると、ストール信号が発信されていないので、この停
止検出出力が有効となり、モータを逆転させる制御部が
作動する。そのため、モータは逆転し、遊星コーンおよ
び変速リングが僅かに逆転し、これらの摩擦係合位置が
高速側の原位置に復帰し、次回の作業に備えることがで
きる。
When the motor continues to rotate without reducing its output or entering a stall state, a non-stall output is being output. In this state, the speed change ring moves in the direction of its axis, and its reduction ratio increases until it reaches infinity. When the driver bit stops and a stop detection output is sent, a stall signal is generated. Since no signal is being generated, this stop detection output becomes valid, and the control section that reverses the motor operates. Therefore, the motor rotates in reverse, the planetary cone and the speed change ring rotate slightly in reverse, and their frictional engagement positions return to their original positions on the high speed side, making it possible to prepare for the next operation.

[実施例] 以下、実施例を図面について説明する。第1図において
、Aは第3図に示す自動ねじ締め機の制御装置であり、
この制御装置へは前記自動ねじ締め機のモータ(本実施
例ではDCモータについて説明する。〉 2を制御する
ように構成されている。
[Example] Hereinafter, an example will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, A is a control device for the automatic screw tightening machine shown in FIG. 3,
This control device is configured to control the motor (in this embodiment, a DC motor will be explained) of the automatic screw tightening machine.

この制御装置Aは、作業スタート部11を有し、この作
業スタート部11は昇降手段12に接続されている。ま
た、この作業スタート部11は起動時の誤動作を防ぐた
めに第1遅延回路32を介して後記する停止判断部17
のノリツブフロップ17bに接続され、このフリップフ
ロップ17bのラッチ出力をリセットするように構成さ
れている。さらに、前記作業スター1へ部11は正転制
御部13に接続されており、正転制御部13から後記す
る切換手段16に正転指令信号を送るように構成されて
いる。前記モータ2にはパワー供給部14が切換手段1
6を介して接続されている。この切換手段16は前記正
転制御部13からの信号によりモータ2への正転電圧を
供給するように構成されている。また、この切換手段1
6は第1オア回路41を介して後記する停止判断部17
からの信号あるいは後記するモータストール検出部19
のストール信号により作動する逆転制御部18から逆転
指令信号を受けるように構成されており、この逆転指令
信号によりパワー供給部14から正転電圧よりも低い電
圧値の逆転電圧をモータ2に供給するように構成されて
いる。
This control device A has a work start part 11, and this work start part 11 is connected to a lifting means 12. Further, this work start section 11 is connected to a stop judgment section 17 (to be described later) via a first delay circuit 32 in order to prevent malfunctions at the time of startup.
The flip-flop 17b is connected to the flip-flop 17b, and is configured to reset the latch output of the flip-flop 17b. Further, the section 11 to the work star 1 is connected to a normal rotation control section 13, and is configured to send a normal rotation command signal from the normal rotation control section 13 to a switching means 16, which will be described later. The motor 2 has a power supply section 14 connected to the switching means 1.
6. This switching means 16 is configured to supply a forward rotation voltage to the motor 2 in response to a signal from the forward rotation control section 13. Moreover, this switching means 1
6 is a stop judgment unit 17 which will be described later via a first OR circuit 41.
signal from or motor stall detection unit 19 (described later)
The motor is configured to receive a reverse rotation command signal from a reverse rotation control unit 18 that is activated in response to a stall signal, and in response to this reverse rotation command signal, a reverse rotation voltage having a voltage value lower than the normal rotation voltage is supplied from the power supply unit 14 to the motor 2. It is configured as follows.

前記モータ2には、モータストール検出部19が接続さ
れており、このモータストール検出部19の出力か停止
判断部17に送られるように構成されている。前記モー
タストール検出部19は、モータ2の電機子巻線に流れ
る負荷電流を検出する電流検出部20、フィルタ部21
、増幅器22、ストール電流値に近い電流値を設定値と
する設定器23、増幅器22により増幅された負荷電流
と設定値とを比較する比較器24、この比較器の一致信
号と前記第1遅延回路32の出力と正転指令信号との一
致をみる第1アンド回路37から構成されている。この
第1アンド回路37の出力、すなわちモータストール検
出部19のストール出力は第1オア回路41を介して正
転制御部13に送られて正転電圧の供給を遮断するとと
もに、直接異常表示部25に送られて締付異常を表示す
るように構成されている。また、前記ストール出力は第
2オア回路42およびこの出力により作動する第2遅延
回路33を介して第4アンド回路40に接続されており
、停止判断部17の後記するタイマ17aのタイムアツ
プ信号を待ってねじ締め機の原位置への復帰に備えるよ
うに構成されている。また、前記モータストール検出部
19のストール出力はインバータを介して前記停止判断
部17の第3アンド回路39に送られ、そのゲートを閉
じるように構成されている。
A motor stall detecting section 19 is connected to the motor 2, and the output of the motor stall detecting section 19 is sent to the stop determining section 17. The motor stall detection section 19 includes a current detection section 20 that detects a load current flowing through the armature winding of the motor 2, and a filter section 21.
, an amplifier 22, a setter 23 whose set value is a current value close to the stall current value, a comparator 24 which compares the load current amplified by the amplifier 22 with the set value, and a coincidence signal of this comparator and the first delay. It consists of a first AND circuit 37 that checks whether the output of the circuit 32 and the normal rotation command signal match. The output of the first AND circuit 37, that is, the stall output of the motor stall detection section 19, is sent to the forward rotation control section 13 via the first OR circuit 41 to cut off the supply of forward rotation voltage, and also directly to the abnormality display section. 25 to display a tightening abnormality. Further, the stall output is connected to a fourth AND circuit 40 via a second OR circuit 42 and a second delay circuit 33 activated by this output, and waits for a time-up signal from a timer 17a (described later) of the stop determination section 17. The screwdriver is configured to be ready for returning the screwdriver to its original position. Further, the stall output of the motor stall detection section 19 is sent to the third AND circuit 39 of the stop judgment section 17 via an inverter, and the gate thereof is closed.

また、前記制御装置へは自動ねじ締め機のドライバビッ
ト8の昇降に支障のない位置であればどこでもよいが、
ドライバビット8の停止を検出づる回転停止検出手段2
6を有している。この回転停止検出手段26はドライバ
本体(図示せず〉と一体に昇降自在かつドライバビット
8と一体に回転するスリット円板27とその一端のスリ
ン1〜の移動路に対応して配置された回転検出部28と
を有している。この回転検出部28は前記スリット円板
27のスリン1〜の通過を検出するとその間出力パルス
を発信するように構成されており、この出力パルスが増
幅器29、波形整形部30および微分回路31ならびに
前記第1遅延回路32の出力との一致をみる第2アンド
回路38を介して停止判断部17に加わるように構成さ
れている。
Further, the control device may be placed at any position as long as it does not hinder the lifting and lowering of the driver bit 8 of the automatic screw tightening machine.
Rotation stop detection means 2 for detecting stop of driver bit 8
6. This rotation stop detection means 26 is a slit disk 27 that can be raised and lowered integrally with the driver body (not shown) and rotates integrally with the driver bit 8, and a rotating member arranged corresponding to the movement path of the slit disk 27 at one end thereof. The rotation detecting section 28 is configured to emit an output pulse when detecting passage of the slit disk 27 through the slit disk 27, and this output pulse is transmitted to an amplifier 29, It is configured to be applied to the stop determination section 17 via a second AND circuit 38 that checks the coincidence with the output of the waveform shaping section 30, the differentiation circuit 31, and the first delay circuit 32.

前記停止判断部17はパルス幅検出器の一例をなすタイ
マ17aおよび記憶器の一例をなすフリップフロップ1
7bならびに前記モータストール検出部19の出力によ
りゲート開閉する第3アンド回路39からなっており、
作業スタート信号が発信されて後第1遅延回路32によ
り決る所定時間(T1)経過後に回転検出部28からの
出力パルスにより、タイマ17aをリセットして、第3
遅延回路34により決まるほんの僅かな時間経過後、た
だちにこのタイマ17aをセットするように構成されて
いる。しかも、このタイマ17aはセットされて所定時
間(T)しても回転検出部28から出力パルスが発信さ
れないと、出力信号をフリップフロップ17bに出力す
るように構成されている。前記フリップフロップ17b
はこの出力信号を受けて第3アンド回路39に出力信号
を送り、第3アンド回路39にモータストール検出部1
9から非ストール信号か発信されている時に、前記フリ
ップフロップ17bの出力が第3アンド回路39を通過
し、停止判断部17の出力信号として出力されるように
構成されている。前記フリップフロップ17bは次回の
第1遅延回路32の出力によりリセットされる。
The stop determination section 17 includes a timer 17a which is an example of a pulse width detector and a flip-flop 1 which is an example of a memory device.
7b and a third AND circuit 39 that opens and closes the gate according to the output of the motor stall detection section 19,
After a predetermined time (T1) determined by the first delay circuit 32 has elapsed after the work start signal is transmitted, the timer 17a is reset by the output pulse from the rotation detector 28, and the third
The timer 17a is configured to be set immediately after a very short period of time determined by the delay circuit 34 has elapsed. Furthermore, the timer 17a is configured to output an output signal to the flip-flop 17b if no output pulse is generated from the rotation detection section 28 even after a predetermined time (T) has been set. The flip-flop 17b
receives this output signal and sends the output signal to the third AND circuit 39, and the motor stall detection section 1 is sent to the third AND circuit 39.
The output of the flip-flop 17b passes through the third AND circuit 39 and is output as the output signal of the stop determination section 17 when the non-stall signal is being transmitted from the stop determination section 17. The flip-flop 17b is reset by the next output of the first delay circuit 32.

前記停止判断部17の出力信号は前記正転制御部13に
供給され、作業スタート部11からの信号により供給さ
れたモータ2への正転電圧を遮断するように構成されて
いる。また、この出力信号は第2遅延回路33に供給さ
れ、通常回転しているモータ2が停止するに必要な時間
(T2)だけ遅延されて後、前記タイマ17aのタイム
アツプ信号との一致をみる第4アンド回路40に送られ
、ざらにこの第4アンド回路40の出力がパルス発生部
35に供給されるように構成されている。このパルス発
生部35は前記逆転制御部18に所望逆転時間(丁4)
のパルス信号を発信し、逆転指令信号を切換手段16に
送り、パワー供給部14からモータ2に逆転電圧を供給
し、モータ2を所定時間だけ逆転するように構成されて
いる。また、前記パルス発生部35はマシンサイクル完
了検出部36を介してドライバピッ1−8の昇降手段1
2を作動させてドライバビット8を上昇復帰させるよう
に構成されている。なお、前記第2遅延回路33には前
記モータストール信号のストール信号が第2オア回路4
2を介して接続されており、ねじ締め機を復帰させる場
合は必ずパルス発生部35に出力するように構成されて
いる。
The output signal of the stop determination section 17 is supplied to the forward rotation control section 13, and is configured to cut off the forward rotation voltage supplied to the motor 2 based on the signal from the work start section 11. Further, this output signal is supplied to the second delay circuit 33, and after being delayed by the time (T2) necessary for the normally rotating motor 2 to stop, a second delay circuit 33 is checked to see if it matches the time-up signal of the timer 17a. The output signal is sent to a 4-AND circuit 40, and the output of this 4-AND circuit 40 is roughly supplied to the pulse generator 35. This pulse generating section 35 outputs a desired reversal time (4 seconds) to the reversal control section 18.
A pulse signal is transmitted, a reverse rotation command signal is sent to the switching means 16, a reverse rotation voltage is supplied from the power supply section 14 to the motor 2, and the motor 2 is rotated in the reverse direction for a predetermined period of time. Further, the pulse generating section 35 detects the lifting means 1 of the driver pin 1-8 via the machine cycle completion detecting section 36.
2 is activated to raise and return the driver bit 8. Note that the stall signal of the motor stall signal is input to the second delay circuit 33 by the second OR circuit 4.
2, and is configured such that it is always output to the pulse generator 35 when the screw tightening machine is reset.

上記自動ねじ締め機の制御装置では、第2図a、bに示
すように作業スタート部11の出力信号により昇降手段
12が作動し、ドライバピッ1−8が下降する。同時に
、作業スタート部11の出力信号が正転制御部13を介
して切換手段16に供給されて、第2図Cに示すように
パワー供給部14から正転電圧Xかモータ2に供給され
る。モータ2の回転にともなって入力円板(図示せず)
、遊星コーン(図示せず)、カムディスク(図示せず)
および変速リング(図示せず)でなる差動遊星機構(図
示せず)を介してドライバビット8が回転し、ねじ締付
けか開始される。
In the control device for the automatic screw tightening machine described above, as shown in FIGS. 2a and 2b, the elevating means 12 is actuated by the output signal from the work start section 11, and the driver pin 1-8 is lowered. At the same time, the output signal of the work start section 11 is supplied to the switching means 16 via the forward rotation control section 13, and the forward rotation voltage X is supplied from the power supply section 14 to the motor 2 as shown in FIG. 2C. . As the motor 2 rotates, the input disk (not shown)
, planetary cone (not shown), cam disc (not shown)
The driver bit 8 is rotated via a differential planetary mechanism (not shown) consisting of a variable speed ring (not shown) and a speed change ring (not shown), and screw tightening is started.

モータ2が所定の出力を出力する場合には、スリット円
板27が回転するので、回転検出部28から出力パルス
が発信される。この出力パルスは波形整形されて後、第
2図dに示づように停止判断部17に供給される。タイ
マ17aが所定時間(王)を時間計上する前に、この出
力パルスが連続して供給される場合には、次の出力パル
スにより前記タイマ17aがリセットされ、タイマ17
aは出力信号を発信しない。また、前記タイマ17aは
リセツ1〜後ただちにセットされ、次の出力パルスに備
える。
When the motor 2 outputs a predetermined output, the slit disk 27 rotates, so that the rotation detection section 28 emits an output pulse. After this output pulse is waveform-shaped, it is supplied to the stop determination section 17 as shown in FIG. 2d. If this output pulse is continuously supplied before the timer 17a counts the predetermined time (King), the timer 17a is reset by the next output pulse, and the timer 17a is reset by the next output pulse.
a does not emit an output signal. Further, the timer 17a is set immediately after reset 1 to prepare for the next output pulse.

この状態で、ねじ締付けが進み、ドライバビット8に加
わる負荷に応じて変速リングが回動し、その減速比が連
続的に増大し、ついにはその減速比が無限大となって、
ドライバビット8の回転が停止する。ドライバピッ88
0回転が停止すると、回転検出部28からの出力パルス
が発信されなくなり、タイマ178が所定時間(T)を
時間計上し、第2図8に示すように出力信号を発イエす
る。そのため、フリップフロップ17bの出力か反転し
、その出力信号が第3アンド回路39に加わる。この時
、モータ2は回転を継続しており、モータ2はスト−ル
状態にはならず、モータ2の負荷電流はあらかじめ設定
された所定のストール電流よりも充分小さい値となって
おり、比較器24からは一致信号が発信されず、第1ア
ンド回路37からもストール信号が発信されない。すな
わち、モータストール検出部19は非ス1〜−ル信号を
発信しており、この非ス1ヘール信号がインバータを介
して第3アンド回路39に供給され、第2図fに示すよ
うに第3アンド回路39はゲートを開いた状態となる。
In this state, the screw tightening progresses, the speed change ring rotates in response to the load applied to the driver bit 8, and its reduction ratio increases continuously, until finally, the reduction ratio becomes infinite.
The rotation of the driver bit 8 stops. Dry pitch 88
When the zero rotation stops, the output pulse from the rotation detection section 28 is no longer transmitted, and the timer 178 counts a predetermined time (T) and outputs an output signal as shown in FIG. 28. Therefore, the output of the flip-flop 17b is inverted, and the output signal is applied to the third AND circuit 39. At this time, the motor 2 continues to rotate, the motor 2 does not enter a stall state, and the load current of the motor 2 is sufficiently smaller than the predetermined stall current. The match signal is not transmitted from the device 24, and the stall signal is not transmitted from the first AND circuit 37 either. That is, the motor stall detection section 19 is transmitting a non-stalling signal, and this non-stalling signal is supplied to the third AND circuit 39 via the inverter, and as shown in FIG. The 3-AND circuit 39 has its gate open.

そのため、第2図りに示すように前記フリップフロップ
17bの出力信号は第3アンド回路39を通過し、正転
制御部13に達して正転電圧を遮断する。同時に、第2
遅延回路33に供給され、第2図りに示すように前記モ
ータ2の通常停止するに必要な時間(■2)だけ遅延さ
れ、第4アンド回路40を介してパルス発生部35に供
給される。
Therefore, as shown in the second diagram, the output signal of the flip-flop 17b passes through the third AND circuit 39, reaches the forward rotation control section 13, and cuts off the forward rotation voltage. At the same time, the second
The pulse signal is supplied to the delay circuit 33, delayed by the time required for the motor 2 to normally stop (2) as shown in the second diagram, and supplied to the pulse generator 35 via the fourth AND circuit 40.

このパルス発生部35は第2図iに示すように所定時間
幅(T4)のパルス信号を発信し、これを逆転制御部1
8に供給する。この逆転制御部18はそのパルス信号が
発信される間、切換手段16に逆転指令信号を送り、パ
ワー供給部14から正転電圧×よりも低い逆転電圧yを
モータ2に供給する。モータ2は僅かに逆回転して停止
するが、モータ2の逆回転にともなって遊星コーンおよ
び変速リングが逆転する。そのため、ドライバビット8
に係る逆転方向の負荷に応じて遊星コーンと変速リング
との摩1察係合位置が高速側に復帰し、変速リング、カ
ムディスクおよびj姓星コーンのロックがモータ2側か
ら解除される。しかも、前記ドライバビット8に加わる
逆転方向の負荷はほぼ零であるので、その負荷に応じて
変速リングが遊星コーンの円錐面に沿って復帰し、つい
には原位置に復帰する。
This pulse generator 35 emits a pulse signal with a predetermined time width (T4) as shown in FIG.
Supply to 8. While the pulse signal is being transmitted, the reverse rotation control section 18 sends a reverse rotation command signal to the switching means 16, and the power supply section 14 supplies the motor 2 with a reverse rotation voltage y lower than the normal rotation voltage x. The motor 2 rotates slightly in the opposite direction and then stops, but as the motor 2 rotates in the opposite direction, the planetary cone and the speed change ring are reversed. Therefore, driver bit 8
In response to the load in the reverse direction, the frictional engagement position between the planetary cone and the speed change ring returns to the high speed side, and the speed change ring, cam disc, and star cone are unlocked from the motor 2 side. Moreover, since the load applied to the driver bit 8 in the reverse direction is almost zero, the speed change ring returns along the conical surface of the planetary cone in accordance with the load, and finally returns to its original position.

しかも、前記逆転電圧yは第2図Cに示すように正転電
圧Xよりも充分小さいので、モータ2の逆転時間が良く
なって−b、ドライバビット8は逆転方向の負荷を受け
るが、この負荷が小さく、ドライバビット8が逆転する
ことにより締付けたねじを緩めるようなことはない。
Moreover, since the reverse rotation voltage y is sufficiently smaller than the forward rotation voltage X as shown in FIG. The load is small, and the tightened screw will not loosen due to the driver bit 8 rotating in the opposite direction.

また、前記パルス発生部35からのパルス信号はマシン
伏イクル完了検出部36に供給され、その出力信号が第
2図jに示すように昇降手段12に供給され、これを作
動させてドライバビット8を上昇さけ、次回の作業に備
える。
Further, the pulse signal from the pulse generating section 35 is supplied to the machine cycle completion detecting section 36, and its output signal is supplied to the elevating means 12 as shown in FIG. Avoid rising and prepare for the next work.

一方、モータ2がなんらかの理由でその出力を低下さけ
ている場合には、その出力トルクに相当する締付トルク
に達し、締付途中でモータ2はストール状態となる。そ
のため、ドライバビット8は第2図d’に示すように締
付途中で停止し、前記回転停止検出手段26から曲回同
様に停止検出出力を第2図e°に示すように停止判断部
17の第3アンド回路39に送る。この時、電流検出部
20で検出されたモータ2の負荷電流か急激にストール
電流値に達するので、比較器29から一致信号が発信さ
れ、すなわち七−タストール検出部19からス1〜−ル
倹比信号が発信され、異常表示部25に信号が送られ、
異常表示がなされる。同時に、前記第3アンド回路39
には、ストール信号が加わるので、第2図[。
On the other hand, if the output of the motor 2 is avoided for some reason, the tightening torque corresponding to the output torque is reached, and the motor 2 enters a stall state during tightening. Therefore, the driver bit 8 stops during tightening as shown in FIG. 2 d', and the rotation stop detection means 26 outputs a stop detection output to the stop judgment unit 17 as shown in FIG. It is sent to the third AND circuit 39. At this time, the load current of the motor 2 detected by the current detection section 20 suddenly reaches the stall current value, so a coincidence signal is transmitted from the comparator 29. A ratio signal is transmitted, the signal is sent to the abnormality display section 25,
An error message is displayed. At the same time, the third AND circuit 39
Since a stall signal is added to , the signal shown in Fig. 2 [.

に示すように第3アンド回路39のゲートは閉じており
、前記停止判断部17は第2図0゛に示すようになんら
出力を発せしない。また、前記ストール信号は前記停止
判断部17のタイマ17aのタイムアツプを待ってパル
ス発生部35に信号を送り、自動ねじ締め機を原位置に
復帰させ、次回の作業に備えるように構成されている。
As shown in FIG. 2, the gate of the third AND circuit 39 is closed, and the stop determination section 17 does not produce any output as shown in FIG. Further, the stall signal is configured to wait for the timer 17a of the stop judgment section 17 to time up, and then send a signal to the pulse generation section 35 to return the automatic screw tightening machine to its original position and prepare for the next operation. .

[発明の効果] 以上説明したように、本発明はモータの回転を入力円板
、遊星コーン、カムディスクおよび変速リングでなる差
動遊星機構を介してドライバビットに伝達して変速リン
グの軸心方向の移動を弾力保持部材により規制するとと
もに、モータのストール状態を検出する検出部を設ける
一方、ドライバビットの停止を検出する回転停止検出手
段を設け、モータがストール状態にない時に回転停止検
出部の出力信号によりモータへの正転電圧の供給を停止
し、その後モータに逆転電圧をモータに供給するように
構成しているため、締付の途中でモータの出力がなんら
かの理由で低下し、ドライバビットの回転が停止した場
合と正常の締付を行ってドライバビットが停止した場合
とを判断することができ、締付良否の判定を正確にする
ことができるばかりか、締イ」毎にモータ系の異常特に
モータのステ命のチエツクを行うことができる等の利点
がある。
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention transmits the rotation of the motor to the driver bit via a differential planetary mechanism consisting of an input disk, a planetary cone, a cam disk, and a speed change ring, thereby adjusting the axis of the speed change ring. In addition to regulating movement in the direction by an elastic holding member, a detection unit is provided to detect a stall state of the motor, and a rotation stop detection means is provided to detect a stoppage of the driver bit. Since the configuration is such that the supply of forward rotation voltage to the motor is stopped by the output signal of It is possible to judge when the bit rotation has stopped and when the driver bit has stopped due to normal tightening, which not only makes it possible to accurately judge whether the tightening is good or bad, but also makes it possible to It has the advantage of being able to check for abnormalities in the system, especially the motor operation.

なお、実施例では、モータを正転させて後、回転検出部
からの出力パルスか発信されなくなるのを検出して、モ
ータを逆転させるように構成しているが、所定時間内の
回転検出部の出力パルスが所定個以下であればモータを
逆回転させるように構成してもよい。また、回転検出部
はスリット円板と光電センサとにより構成されているが
、スリット円板と光電センサとの組合せに代え、外周に
埋設された磁石を有する円板と磁気セン9−との組合せ
を使用することもできるし、オプトエンコーダあるいは
磁気エンコーダ等その他の回転検出手段を使用すること
もできる。ざらに、モータストール検出部は従来周知の
回転検出手段を用いることもでき、またACサーボモー
タあるいはACブラシレスモータの場合には、ホールセ
ンサあるいはレゾルバからの信号を利用してもよい。
In the embodiment, after the motor is rotated in the normal direction, the motor is rotated in the reverse direction by detecting that the output pulse from the rotation detection section is no longer transmitted. The motor may be configured to rotate in the reverse direction if the number of output pulses is less than a predetermined number. Further, the rotation detection section is composed of a slit disk and a photoelectric sensor, but instead of the combination of the slit disk and the photoelectric sensor, a combination of a disk with a magnet embedded in the outer periphery and a magnetic sensor 9- is used. or other rotation detection means such as an opto-encoder or a magnetic encoder. In general, the motor stall detection section may use a conventionally known rotation detection means, or in the case of an AC servo motor or an AC brushless motor, a signal from a Hall sensor or a resolver may be used.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のブロック図、第2図は第1図のタイム
チャート、第3図は本発明に係わる自動ねじ締め機の全
体説明図、第4図は第3図の自動ねじ締め殿の要部断面
図、第5図は本発明に係わる差動遊星機構の出力軸の持
つトルク−回転数特性曲線図である。 八 制御装置、 1 ドライバ本体、    2 3 差動遊星機構、    4 5 遊星コーン、    5a 5b  平坦面、      5C 6カムディスク、    7 8 ドライバビット、   9 10  ばね、        11 モータ、 入力円板、 円周溝、 円鉗面、 変速リング、 アーム、 作業スタート部、 昇降手段、     13  正転制御部、パワー供給
部、 切換手段、     17  停止判断部、タイマ、 
     17bフリツプフロツプ、逆転制御部、  
19  モータストール検出部、電流検出部、    
21  フィルタ部、増幅器、      23  設
定器、比較器、      25  異常表示部、回転
停止検出手段、 27  スリット円板、回転検出部、
    29  増幅器、波形整形部、    31 
 微分回路、第1遅延回路、   33  第2遅延回
路、第3遅延回路、   35  パルス発生部、マシ
ンサイクル完了検出部、
Fig. 1 is a block diagram of the present invention, Fig. 2 is a time chart of Fig. 1, Fig. 3 is an overall explanatory diagram of an automatic screw tightening machine according to the present invention, and Fig. 4 is an automatic screw tightening machine of Fig. 3. FIG. 5 is a sectional view of a main part, and FIG. 5 is a torque-rotational speed characteristic curve diagram of the output shaft of the differential planetary mechanism according to the present invention. 8 control device, 1 driver body, 2 3 differential planetary mechanism, 4 5 planetary cone, 5a 5b flat surface, 5C 6 cam disc, 7 8 driver bit, 9 10 spring, 11 motor, input disk, circumferential groove, Circular surface, speed change ring, arm, work start section, lifting means, 13 forward rotation control section, power supply section, switching means, 17 stop judgment section, timer,
17b flip-flop, reversal control section,
19 Motor stall detection section, current detection section,
21 filter section, amplifier, 23 setting device, comparator, 25 abnormality display section, rotation stop detection means, 27 slit disk, rotation detection section,
29 Amplifier, waveform shaping section, 31
Differentiation circuit, first delay circuit, 33 second delay circuit, third delay circuit, 35 pulse generation section, machine cycle completion detection section,

Claims (1)

【特許請求の範囲】 モータ2にその回転を受けて回転する入力円板4とその
外周に摩擦係合する遊星コーン5とこれに摩擦係合する
カムディスク6とを介してドライバビット8を連結する
とともに前記遊星コーン5の外周に摩擦係合する変速リ
ング7を配置してドライバビット8に係る負荷トルクに
より変速リング7に加わる反力を弾力保持部材により受
けるように構成する一方、 前記モータ2に切換手段16を介してパワー供給部14
を接続するとともに、前記モータ2のストール状態を検
出するモータストール検出部19を設け、さらに、ドラ
イバビット8の停止を検出する回転停止検出手段26を
設け、この回転停止検出手段26の停止検出出力とモー
タストール検出部19の非ストール検出出力とを受ける
時パワー供給部14からの正転電圧を遮断して後にパワ
ー供給部14から逆転電圧をモータ2に供給する制御部
を設けたことを特徴とする自動ねじ締め機の制御装置。
[Scope of Claims] A driver bit 8 is connected via an input disk 4 that rotates in response to the rotation of the motor 2, a planetary cone 5 that frictionally engages with the outer circumference of the input disk 4, and a cam disk 6 that frictionally engages with this. At the same time, a speed change ring 7 that is frictionally engaged with the outer periphery of the planetary cone 5 is arranged so that the reaction force applied to the speed change ring 7 due to the load torque related to the driver bit 8 is received by the elastic holding member. power supply 14 via switching means 16 to
A motor stall detection unit 19 is provided to connect the motor 2 and detect the stall state of the motor 2, and further, a rotation stop detection unit 26 is provided to detect the stop of the driver bit 8, and a stop detection output of the rotation stop detection unit 26 is provided. and a non-stall detection output of the motor stall detection section 19, the motor is characterized by being provided with a control section that cuts off the forward rotation voltage from the power supply section 14 and then supplies the reverse rotation voltage from the power supply section 14 to the motor 2. A control device for an automatic screw tightening machine.
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