JPH02303774A - ねじ締め不良判別方法 - 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］ 本発明はねじ締め装置によるねじ締付は方法に関し、特
にねじ締め不良判別方法に関する。

［従来の技術］ 従来、ねじ締め装置によるねじ締付は方法としては例え
ば公開特許公報（Ａ）昭５８−５６７７６号に記載され
たトルク・回転角法がある。このノ丁法は、所定の軸力
を発生させる伸びに対応する回転角を設定して（以下、
設定回転角と記す）予め記憶させておき、ねじ締め時に
は、ねじの弾性域の開始位置を給付トルクの変化によっ
て検出し、その開始ｆ１７置から設定回転角だけねじを
回転させて締付けを停止・させる方法である。この方法
においては、ねじの回転動作開始から弾性域の締付は開
始までの所要時間りが設定時間ｔ１より長い場合にはね
じとナツトが共回りしていると判断し、また所要時間ｔ
が他の設定時間Ｌ２より小さい場合には、ねじ山の変形
等により、ねじまたはナツトがロックしていると判断す
る。このように、ねじ締め異常は、ねじの回転動作開始
から弾性域の締付は開始までの所要時間ｔて判断され、
条件Ｊ　＞　ｔ　＞　ｔｚが成ｑした場合にのみ設定回
転角まで締付けが行なわれる。

［発明が解決しようとする課題］ Ｌ記の従来のねじ締付は方法においては例えばボルトが
ナツトと共回りをしくｔ＞Ｌ）、または、ボルトまたは
ナラｊ・がロックしている（Ｆ、＜ｔｚ）場合のように
、極端な締付は不良を検出することはできるけれど、例
えば、ねじ欠け、ねじ切り不良、タッピング不良（以下
、ねじ欠陥と総称する）による締付は不良のように、ね
じの共回りやロックを伴わない締付は不良を検出するこ
とはできないという問題点がある。この問題が生ずる主
な理由は、Ｆ記の方法においては、完全なねじ（所定の
規格に合格したねじ）の締付はトルクと回転角間の比例
関係（以下、弾性特性と記す）をすべてのねじの締付け
に適用し、弾性域の締付は開始以後はねじの回転角のみ
を管理している点にある。ねし欠陥があるねじの締付は
トルクと回転角間の関係はねし欠陥がないねじのｉｉｌ
性特性と異り、しかも、その相違は欠陥の種類と程度に
よって賢る。したかって、ねしの締付トルクと［０１転
角（またはねじと被締付物との相対位置）の両者を管理
しなければ、前記のねし欠陥による締付不良を検出する
ことはできない。

本発明の目的は、前記ねし欠陥による締付は不良を判別
し、それによって高精度のねじ締めを行なう方法を提供
することにある。

［課題を解決するための手段コ 本発明のねじ締め不良判別方法は、 ねし締め指令に応答し、指令速度で第１のモータを回転
させてねし締めを行なうねじ締め装置において、 所定の規格に合格したねしについて、当該ねじに所定の
軸力を発生させる締付はトルクと、当該締付はトルクに
対応する被給付物の位置を設定して、それぞれ設定トル
ク、設定位置とし、ねじ締め時には第２のモータを回転
させて、被締付物に、ねしの回転数と前記規格で定めら
ねたピッチとの積に等しい速さで、わしの回転軸方向の
前記設定位置の向きに送りを与え、 第１のモータによって発生した締付けトルクの現在値と
、第２のモータによりて送られた被給付物の位置の現在
値をそれぞれ検出し、 締付はトルクの検出値および被締付物の位置の検出値を
、それぞれ前記設定トルクおよび前記設定位置と比較し
、 前記締付はトルクの検出値は前記設定トルクの値と一致
するけれど前記被締付物の位置の検出値は前記設定位置
と一致しない第１の場合、または、＋ｔｒｒ記被締付物
のＲ置の検出値は前記設定位置と一致するけれど、前記
締付はトルクの検出イ直は前記設定トルクの値と一致し
ない第２の場合にはねじ締め不良と判断してねじ締め不
良処理を実行し、 前記締付はトルクの検出値および航記被給付物の位置の
検出値が、それぞれ前記設定トルクおよび前記設定位１
ηと一致しない第３の場合には、ねじ締めを続行し。

前記締付はトルクの検出値および前記被締付物の位置の
検出値がそれぞれ補記設定トルクおよび前記設定位置に
一致する第４の場合には、ねじ締めが正常であると判定
する。

［作用］ 本発明のねじ締め不良判別方法においては、検出された
締付はトルクが設定値に達したとき、検出された被締付
物の位置が設定値以下（ここでは、検出値は設定値に近
づくにしたがって大きくなるとする。）である（第１の
場合）か、または設定値に等しいか（第４の場合）、も
しくは検出された被給付物の位置が設定値に達したとき
、検出された締付はトルクが設定値以下である（第２の
場合）か、または設定値に等しいか（第４の場合）を判
定することによって、ねじの締付は不良を判定する。被
締付物の位置の変化はねじの押込みの長さに対応する。

締付はトルクの設定値（設定トルク）は、所定の規格に
合格したねじ（以下、標準ねじと記す）の所定の軸力を
生じさせる締付トルク値である。

また被給付物の位置の設定値（設定位置）は、標準ねじ
の設定トルクに対応する被締付物の位置である。したか
ってねじ締め不良の判定は、標準ねじのねじ締めを基準
とし、それからのずれを判定することによって行なわれ
る。

被締付物の送りは、標準ねじの回転によって生ずる送り
と一致するように行なわれる。したがって、使用ねじの
ピッチが規格外であると、使用ねじの回転が被給付物の
送りと整合しなくなって大きな締付はトルクが必要にな
る。１ノたがって、被締付物の位置が設定値に達する航
に、締付はトルクが設定値に達しく第１の場合）、締付
は不良と判定される。

ねじ切り不良、タッピング不良によってねじ締めの摩擦
抵抗が大きい場合には、大きな締付はトルクを必要とす
るので、被締付物の位置が設定位置に達する前に給付ト
ルクが設定値に達する（第１の場合）。ねじ切不良、タ
ッピング不良によって雌雄ねじの間のクリアランスが大
きすぎる場合、または、ねじ欠けがある場合には被締付
物の位置が設定値に達しても、締イ・１けトルクが小さ
くて設定値に達しない（第２の場合）、、第１．第２の
場合はねじ締め不良と判定され、例えば警報が発せられ
る等のねじ締め不良処理が実行される。

第３の場合は、ねじ締めがまだ中途の場合であるから、
さらに締付けが続行される。第４の場合には、使用ねし
は標準ねしであり、ねじ締めは正常であると１１１定さ
れる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例に１）いて図面を参照して説明す
る。

第１１”ｌは本発明のねし締め不良判定方法を適用する
ねし締め装置の一実施例のブロック図である。

本実施例のねし締め装置はＩＩ御装置ｌ：）、＋軸コン
トローラ５．−ト軸モータ７、送り軸サーボコントロー
ラ６、送り軸サーボモータ８によって構成されている。

主軸コントローラ５．送り軸サーボコントローラ６は主
軸速度指令、送り軸速度指令を入力すると電圧を発生し
てそれぞれの速度指令が指定する連１迂てそれぞわのモ
ータ７．８を駆動し、さらに、主軸コントローラ５は主
軸モータ７のトルクを検出し、送り軸サーボコントロー
ラ６は送り軸サーボモータ８に＝よる送りの位置を検出
する１、主軸モータ７は、［軸速度指令によって指令さ
れた速さでねじを回転させねじ締めを行なう。送り軸サ
ーボモータ８は、被締付物（図示せず）を、送り軸速度
指令によって指令された速度（送り軸速度）で、ねじの
同転軸方向の設定位置の向きに送る。送り軸速度指令は
、標準ねじのピッチとその回転速度との積に等しい送り
軸速度を指定する。

制御装置１３はねじ締め制御部２．１軸速度指令部３．
ト軸トルク検出部９．送り軸速度指令部４、送り軸位置
検出部１０．ねじ締め不良検出部１１によって構成され
ている。ねじ締め制御部２は、−１−ＩｉＩＩＩ＋モー
タ７、送り軸サーボモータ８の速度制御をするためのに
軸速度データおよび送り軸速度データを保持すると共に
、設定トルクデータおよび設定位置データを保持し、ね
じ締め指令１に応答してこれらのデータを出力する。主
軸速度指令部３．送り軸速度指令部４は、ねじ締め制御
部２から主軸速度データ、送り軸速度データを人力する
と、それぞれの速度データに対応する主軸速度指令、送
り軸速度指令を主軸コントローラ５．送り軸サーボコン
トローラ６に出力する。主軸トルク検出部９は主軸コン
トローラ５から主軸の回転速度データと主軸モータ７の
電流データを人力してねじの締付はトルクの現在値を検
出する。送り軸位置検出部ＩＯは送り軸サーボコントロ
ーラ６から送り軸位置データを入力して、被締付物の位
置の現在値を検出する。ねじ締め不良検出部■は、ねじ
締めｆｉ制御部２から設定トルクと設定位置を入力し、
また、主軸トルク検出部９．送り軸位置検出部１０から
それぞれ締付はトルクの検出値および被給付物の位置の
検出値を人力し、ねじ締め不良を判定し、その判定結果
をねじ締め制御部２に通知すると共にねし締め結果信号
１２を出力する。

次に本実施例の動作を説明する。

第２図は第りのねじ締め不良検出部の動作を示すフロー
チャートである。

まず、外部よりねじ締め指令１を人力″４−ると、ねじ
締め制御部部２は主軸モータ７と送り軸サーボモータ８
の速度制御のために、速度データを主軸速度指令部３と
送り軸速度指令部４にわたす。この時設定トルクと設定
位置のデータをねじ締め不良検出部Ｉｔにわたす。次に
、主軸速度指令部３と送り軸速度指令部４は、ねじ締め
制御部２より送られてきた速度データに応答して、それ
ぞわ主軸コントーラ５と送り軸サーボコントローラ６に
上軸速度指令、送り軸速度指令を出力する。主軸コント
ローラ５．送り軸サーボコントローラ６はそれぞれ指令
された速度で主軸モータ７と送り軸サーボモータ８を駆
動する。また、この時の主軸モータ７による締付はトル
クを主軸トルク検出部９で、また、送り軸サーボモータ
８によフて送られた被締付物の位置を送り軸位置検出部
ＩＯでそわぞれ検出し、この検出した締付はトルクと被
締付は物の位置のデータをねじ締め不良検出部１】に取
込む（ステップＩＳ）。ねじ締め不良検出部１１は締付
はトルクの検出値を設定トルクと比較しくステップ２Ｓ
）　、　一致した場合には被締付物の位置の検出値と設
定位置を比較しくステップ４Ｓ）、一致しなかった場合
（第１の場合）にはねじ締め不良を示すアラーム信号（
ねじ締め結果（Ｘ号！２）を出力しくステップ５Ｓ）、
一致した場合（第４の場合）にはねじ締め正常と判定し
てねじ締め正常信号（ねじ締め結果４３号１２）を出力
（ステップ６Ｓ）する。また、ステップ２Ｓにおいて、
締付はトルクの検出値が設定トルクと一致しない場合に
は、被締付物の位置の検出値と設定位置を比較しくステ
ップ：ｌＳ）、一致した場合（第２の場合）には、ねじ
締め不良と判定してアラーム信号を出力しくステップ５
Ｓ）　、一致しない場合（第３の場合）には、ねじ締め
が中途であると判断して、さらに、締付はトルクの検出
値と被締付物の位置の検出値をねじ締め不良検出ｉ１１
に取込み（ステップＩＳ）、ステップ２Ｓ以後の判断お
よび処理を繰返す。

［発明の効果］ 以」二説明したように本発明は、ねじ締め時の締付はト
ルクと当該締付はトルクに対応する被締付物の位置を検
出し、それぞれの検出値を設定値と比較し、両方が一致
した場合にはねじ締め正常と判定し、その一方のみが一
致した場合にはねじ締め不良と判断することにより、ね
じ締め不良の判、別を行なうことができると共に、ねじ
締めを高錆度で行なうことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のねじ締め不良判別方法を通用するねじ
締め装置の一実施例のブロック図、第２図は第１図のね
し締め不良検出部の動作を示すフローチャートである。 １・・・ねじ締め指令、 ２・・・ねじ締め制御部、 ３・・・主軸速度指令部、 ４・・・送り軸速度指令部、 ５・・・主軸コントローラ、 ６・・・送り軸サーボコントローラ、 ７・・・主軸モータ、 ８・・・送り軸サーボモータ、 ９・・・主軸トルク検出部、 １０・・・送り軸位置検出部、 １１・・・ねじ締め不良検出部、 １２・・・ねじ締め結果信号、 １３・・・制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ねじ締め指令に応答し、指令速度で第１のモータを
   回転させてねじ締めを行なうねじ締め装置において、 所定の規格に合格したねじについて、当該ねじに所定の
   軸力を発生させる締付けトルクと当該締付けトルクに対
   応する被締付物の位置を設定して、それぞれ設定トルク
   、設定位置とし、 ねじ締め時には第２のモータを回転させて、被締付物に
   、ねじの回転速度と前記規格で定められたピッチとの積
   に等しい速さで、ねじの回転軸方向の前記設定位置の向
   きに送りを与え、 第１のモータによって発生した締付けトルクの現在値と
   、第２のモータによって送られた被締付物の位置の現在
   値をそれぞれ検出し、 締付けトルクの検出値および被締付物の位置の検出値を
   、それぞれ前記設定トルクおよび前記設定位置と比較し
   、 前記締付けトルクの検出値は前記設定トルクの値と一致
   するけれど前記被締付物の位置の検出値は前記設定位置
   と一致しない第１の場合、または、前記被締付物の位置
   の検出値は前記設定位置と一致するけれど、前記締付け
   トルクの検出値は前記設定トルクの値と一致しない第２
   の場合にはねじ締め不良と判断してねじ締め不良処理を
   実行し、 前記締付けトルクの検出値および前記被締付物の位置の
   検出値が、それぞれ前記設定トルクおよび前記設定位置
   と一致しない第３の場合には、ねじ締めを続行し、 前記締付けトルクの検出値および前記被締付物の位置の
   検出値がそれぞれ前記設定トルクおよび前記設定位置に
   一致する第４の場合には、ねじ締めが正常であると判定
   するねじ締め不良判別方法。