JPH0226630Y2

JPH0226630Y2 -

Info

Publication number: JPH0226630Y2
Application number: JP16801683U
Authority: JP
Priority date: 1983-10-28
Filing date: 1983-10-28
Publication date: 1990-07-19
Also published as: JPS6074966U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案は生産ラインのねじ締め工程、あるいは
単独のねじ締め作業工程に使用される自動ねじ締
め装置に関するもので、ねじ締め終了後、ねじバ
カねじなしの自動検出を行い、ねじ締めの良否判
定をする制御方式を有する装置に関するものであ
る。

従来例の構成とその問題点従来のねじ締め装置の制御方式は、第１図の１
点鎖線で囲んだブロツク図で表わしたように、定
電圧電源回路１の出力で電動モータ２を駆動する
とともに、定電圧電源回路１より分圧したトルク
設定回路３と電動モータ２の電流検知回路４とを
比較器５に入力し、出力を遅延回路６保持回路７
を通して、比較器の出力レベルが零になるとトル
ク出力回路８から出力信号を出すとともに、スイ
ツチング回路９に伝えて電動モータ２を停止させ
るもので、第２図に示す電流波形のように起動電
流I₀に対しこれよりも幾分低い設定レベルI₁を設
け、一定の遅延時間t₂をもたせ、可変な保持時間
t₃後に電動モータ２の電源を切るものであつた。
t₂は起動電流I₀が一定レベルまで下るまでの時間
t₁に対しt₁＜t₂なる関係に設定されている。従来
このように電動モータ２の負荷電流をもつてねじ
締めトルクを間接的に検知していたが、被締付け
物（ライナー）が軟かい材質（例えば樹脂又は木
材）でねじ込み負荷が大きい場合に、ねじ頭が被
締付け物座面に陥没し締付け不良になることがし
ばしばあつた。

考案の目的本考案は上記欠点に鑑み、電動モータの負荷電
流の観測とねじの高さ検出を併用し、座面陥没に
よるねじ締め不良や、ねじバカ・ねじなし検出を
行なつてねじ締め工程に信頼性の高いねじ締め装
置を提供するものである。

考案の構成本考案はねじ締め駆動用の電動ドライバーと、
ねじを締付け可能な前記電動ドライバーのビツト
軸と、このビツト軸に固定されたナツトと、被締
付物と当接可能で、かつ前記ビツト軸と相対移動
可能に設けられたシヤフトと、このシヤフトに設
けられ、前記ビツト軸にねじ込まれたねじのねじ
込み高さが一定になると前記ナツトと当接可能な
スイツチと、前記電動ドライバーのモータの負荷
電流を検知する検知回路と、前記モータを駆動す
る定電圧電源回路と、この定電圧電源回路より分
圧したトルク設定回路と、モータ負荷電流とトル
ク設定値とを比較する比較器と、比較器の出力レ
ベルが零になると出力信号を発生するトルク出力
回路と、前記スイツチにより前記モータを停止さ
せ、かつトルク出力回路から締付け良否判定の信
号を発生させる回路とから成り、ビツト軸が締付
け面に対し一定の高さになると、スイツチにより
モータを停止するが、同時にねじ込み時の負荷を
も検出し、負荷が一定値になりかつスイツチが働
くと良好なねじ締めの判定をして、ねじ締付け製
品の良否判定を確実に行うという特有の効果を有
している。

実施例の説明以下本考案の一実施例について図面を参照しな
がら説明する。

第３図は本考案の実施例における全体図を示す
ものである。第３図において、１０は電動ドライ
バー、１１はその制御ユニツトで、上部スライド
ユニツト１２に固定され、先端よりビツト軸１３
が延びている。ビツト軸にはナツト１４が固定さ
れている。１５は下部スライドユニツトで、スタ
ンドブラケツト１６に固定されたポール１７上の
上部フレーム１８、下部フレーム１９で固定され
た２本のスライドシヤフト２０ａ，２０ｂ上を上
部スライドユニツト１２とともにシリンダー２１
によつて上下に移動可能で双方が一定距離以上離
れないようコンロツド２２でつながれている。シ
リンダー２１の下方向移動に伴ない上部スライド
ユニツト１２、下部スライドユニツト１５ともに
下方への移動を開始するが、下部スライドユニツ
ト１５はストロークS₁後ストツパー２３に当接
し、さらにシリンダー２１の下降が進むとコンロ
ツド２２中のばね２４がたわみつつ上部スライド
ユニツト１２がS₂のストローク移動しストツパー
２５に当接し移動は止る。この時下部スライドユ
ニツト１５にブロツク２６にて固定されたＹパイ
プ（ねじ供給用口金）２７はワーク２８上部で停
止するが、ビツト軸１３はさらに下降してねじ２
９をワーク２８に螺合する。第４図はビツト軸１
３と下部スライドユニツト１５及びＹパイプ２７
の位置関係を示すもので、下降前の状態を表わ
す。下部スライドユニツト１５上にはブロツク２
６中を摺動するシヤフト３０に固定されたスライ
ドブロツク３１にピン３２で回転自在に取付けら
れ、スライドブロツク３１との間にばね３３を付
勢し、一端に鋼球３４を有し他端がスライドブロ
ツク３１に固定されたプレート３５上に取付けら
れたスイツチ３６に回動当接するような位置関係
にある検出レバー３７があり、検出レバー３７に
螺合されたボルト３８でスイツチ３６のオーバー
ストロークを防止している。３９はＹパイプ２９
とブロツク２６をつなぐパイプで、スライドブロ
ツク３１はこれで摺動時の回り止めをしている。
４０はシヤフト３０とブロツク２６間に止め輪４
１、カラー４２で付勢されたばね、４３はスライ
ドブロツク３１のストツパークツシヨン、４４は
ビツト軸に着脱自在に取付けられたビツトであ
る。第５図はシヤフト３０がワーク２８のライナ
ー２８ａの上面に当接し、ビツト軸１３の下降に
より一定高さでねじ２９がねじ締めされた状態を
示す。４５はＹパイプ２９にその先端が開閉自在
に取付けられたねじ２９のキヤツチヤーである。
第１図に戻り制御ユニツトを説明する。４６は電
動ドライバー１０のメインコントロール部（一部
鎖線枠内）に外部信号を受けて動作開始を指令す
る入力回路である。４７はビツト軸１３とワーク
２８の上面との高さが一定レベルになると作動す
るスイツチ３６を包含する高さ検出回路で、この
出力とメインコントロール部の電動モータ２の負
荷電流検出出力のアンド回路４８からねじ締め良
否判定出力が出るようになつている。この回路構
成においてはスイツチング回路９は機能停止し、
高さ検出回路４７よりモータ停止信号が出るよう
構成されている。

以上のように構成されたねじ締め装置について
以下その動作を説明する。

第３図及び第４図のリセツト状態より電動ドラ
イバー１０の制御ユニツト１１にスタート信号が
入るとシリンダー２１が下降動作を起し上部スラ
イドユニツト１２、コンロツド２２でつながれた
下部スライドユニツト１５が下方に移動し、スト
ロークS₁で下部スライド１５が下方に移動し、ス
トロークS₁で下部スライドユニツト１５はストツ
パー２３に当接し停止するが、この間第５図のよ
うにシヤフト３０の下部端面がワークのライナー
２８ａの上面に当接し、矢印Ａ方向に移動する。
上部スライドユニツト１２はコンロツド２２中の
ばね２４を撓ましながらさらに矢印Ｂ方向に下降
し、キヤツチヤー４５内のねじ２９はビツト４４
で押し出され、第６図のようにワーク２８に到達
する。電動ドライバー１０の回転に伴ない、ねじ
２９はワーク２８中に侵入していく。下部スライ
ドユニツト１５はすでに停止しているため、ブロ
ツク２６中を摺動するシヤフト３０がワーク２８
のライナー２８ａに当接するとスライドブロツク
３１は下部スライドユニツト１５に対し移動し一
定高さで静止しているが、なじ２９の座がワーク
２８のライナー２８ａ上面に当接するやいなやビ
ツト軸１３のナツト１４が検出レバー３７の一端
に有した鋼球３４に当接し、検出レバー３７をピ
ン３２を中心に回動させてスイツチ３６を作動す
る。一方ねじ（タツピンねじ）２９がワーク２８
に侵入する際発生するねじ込み負荷は電動ドライ
バー１０によつて克服されるが、その反力は第１
図の電動モータ２に負荷電流として発生し、電流
検知回路４でピツクアツプされ、トルク設定回路
３とともに双方の出力が比較器５にインプツトさ
れる。比較器５の出力は遅延回路６、保持回路７
を通りトルク出力回路８に入る。本考案の実施例
は保持回路７からスイツチング回路９への入力は
行なわず電動モータ２の停止はトルク出力回路８
出力の有無に係らず高さ検出回路４７の出力のみ
で行なつている。良否判定は高さ検出回路４７の
出力とトルク出力回路８の出力のアンド回路４８
でインプツトするよう構成している。尚遅延回路
６は第２図に示す電動モータ２の負荷電流の起動
時のパルス電流が設定レベルI₁まで落ちるまでの
時間t₁をオーバーするような遅延時間t₂を作るた
めのものである。

高さ検出回路４７は第７図のようにねじ２９が
ワークライナー２８ａの座面に陥没することのな
いよう、ねじ頭とライナー２８ａ上面の位置関係
が出るように、ビツト軸１３上のナツト１４で高
さ調節できるようになつている。

アンド回路４８の出力は第８図に示すように、
Ａの場合負荷電流が設定レベルまで達し、Ｄのス
イツチ出力にて電動モータ２が停止した事を表わ
し、正常な締付けであるが、Ｂは負荷電流が設定
レベルに達しないままに止つた事を表わすねじバ
カ状態、Ｃは起動電流のみでねじ込み負荷が全く
ないねじなし状態で、いずれも異常なねじ締めで
あり、この３つの場合をＡは良品Ｂ、Ｃは不良品
判定して外部出力するものである。この外部出力
は不良警告ブザー、不良表示ランプ等に接続さ
れ、装置を定常停止するなどの処置が行われる。

尚高さ検出回路出力をブレーキ回路に接続し、
電動モータ２を制動させることが出来ることはい
うまでもない。また高さ検出回路が働かない場合
はねじ浮き不良判定を行わせることも可能である
し、設定レベルを可変すれば、ワークの下穴径、
材質の違いに伴なうねじ込みトルクの変化にも対
応できるものである。

考案の効果以上のべたように本考案は、モータの負荷電流
を観測するのみならず、電動ドライバーのメイン
コントロールユニツトに高さ検出回路を付加した
制御ユニツトを構成し、ねじ締め駆動装置とねじ
締め高さ検出のメカ機構をドツキングすることに
より、ワークのライナー材質が軟かい弾性体（例
えばゴム）、粘弾性体（ABS，PS，PPなどの樹
脂）及び木材で、ワーク（被締付け物）が鉄板、
鋼板のような硬い材質にタツピンねじを締付ける
ような場合、ねじ座面がライナー上面に当接して
もねじ締めトルクは急激な上昇を示さない為に、
モータ負荷電流の検知方法だけではモータを停止
することの出来ない締付け作業に有効である。即
ち電動ドライバーのモータはねじのねじ込み高さ
を検出するスイツチで停止するため、従来のよう
なモータの負荷電流の上昇値で止める方式で起こ
りがちなねじの座面の陥没やワークを破壊するこ
となく正常なねじ締めができる。ねじバカ・ねじ
なしの不良検出を確実に行うことができ、その実
用的効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回路と、これに新らたに本考案
の回路を付加した構成の両方を表わす回路図、第
２図は従来の電動ドライバーコントロール方式に
よる検知原理を表わすモータの負荷電流波形図、
第３図は本考案の一実施例を示す全体図、第４図
は第３図の高さ検出機構のリセツト状態を示す断
面図、第５図は第３図の高さ検出機構の検出時を
示す一部断面図、第６図はねじとワークのねじ込
み直前を表わす断面図、第７図はねじがワークに
陥没した状態を表わす断面図、第８図はモータの
負荷電流波形と高さ検出用スイツチの切り変わり
のタイミングを示すタイミング図である。１０……電動ドライバー、１１……制御ユニツ
ト、１３……ビツト軸、１４……ナツト、３６…
…スイツチ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) ねじ締め駆動用の電動ドライバー１０と、ね
じを締付け可能な前記電動ドライバー１０のビ
ツト軸１３と、このビツト軸１３に固定された
ナツト１４と、被締付物と当接可能で、かつ前
記ビツト軸と相対移動可能に設けられたシヤフ
ト３０と、このシヤフト３０に設けられ、前記
ビツト軸１３にねじ込まれたねじ込み高さが一
定になると前記ナツト１４と当接可能なスイツ
チ３６と、前記電動ドライバー１０のモータ２
の負荷電流を検知する検知回路４と、前記モー
タを駆動する定電圧電源回路１と、この定電圧
電源回路１より分圧し、モータ２の印加電圧を
可変し、負荷電流設定レベルを決めるトルク設
定回路３と、モータ負荷電流とモータ２の印加
電圧で発生する起動電流より幾分低い値である
トルク設定値とを比較する比較器５と、比較器
５の出力レベルが零になると出力信号を発生す
るトルク出力回路８と、前記スイツチ３６によ
り前記モータを停止させ、かつトルク出力回路
８からモータの負荷電流がトルク設定値に達し
たかどうかで判断する締付け良否判定の信号を
発生させる回路４８とから成るねじ締め装置。 (2) ナツトをビツト軸の軸方向移動可能に設けた
実用新案登録請求の範囲第１項記載のねじ締め
装置。