JPH03228526A - ビス締付け管理装置 - 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、組立て作業等におけるビス欠けやビス違い等
の誤操作を管理するビス員数管理装置に関する。

【従来の技術】

各種機器の生産や組立てラインにおいては、ビス締め作
業は欠かせない工程である。このビス締め作業は、その
作業自体簡単なものであるが、多数の箇所をそれぞれ異
なった種類のビスで締結することから、実際にはビス欠
けやビス違い等が多発している。そこで、このような誤
操作を無くすために、ビス員数の管理が必要とされる。 この種の装置としては、第７図に示すようなビス自動配
給機が使用されている。このビス自動配給機５０には、
ビス収納ボックス５１が備えられており、ビス収納ボッ
クスに投入されたビス５２は、取出し口５３に整列状態
で配列される。また、前面側には、カウンタ機能及び設
定機能をもったデイスプレィ５４が設けられており、こ
のデイスプレィ５４での表示によって取出し口５３にど
のようなビス５２があるのか、またカウンタの数字によ
ってビス５２を何本使用したかを知ることができる。、
更には、設定値を超えた場合に、警告を発するようにな
っているものもある。 しかし、このビス自動配給機５０は、ビス取出し部での
カウントを基本としているので、実際のビス締め作業に
使用されたビスの本数には直接結び付かない。そのため
、ビス自動配給機５０から１本のビス５２を取りはじ（
と、その本数が余分にカウントされてしまう。その結果
、実際は設定値に達しているのに、オーバーカウントと
して警報が発せられることになり、そのたびに配給機５
０をリセットすることが要求される。この点で、第７図
に示したビス自動配給機は、ビス締付は管理には実際的
に有効なものではない。 この欠点を解決するため、第８図に示す構成をもち、締
付は作業に使用されたビスの員数をカウントする機能を
備えた管理装置が知られている。 この管理装置６０は、カウンタ６１に締付は作業に使用
されたビスの本数を表示するデイスプレィ６２及びビス
締め作業に必要とされるビスの本数を設定し表示するデ
イスプレィ６３を設けている。カウンタ６１には、デイ
スプレィ６３の表示を変えるリセットボタン６４が備え
られている。 また、ビス締め作業が完了したか、或いは締付は不足や
ビス欠は等があるかをそれぞれ表示するランプ６５．６
６が、カウンタ６１に直結されている。 カウンタ部６１には、ビスの種類やビス締め作業を制御
する総合コントローラ６７が接続されており、コントロ
ーラ６７の出力が駆動コントローラ６８に送られ、電気
ドライバ６９を駆動させるようになっている。 この管理装置を使用したビス締め作業は、次のように行
われる。 先ず、今回のビス締め作業に必要な使用本数を設定ボタ
ン６３′で設定して、デイスプレィ６３に表示させる。 また、使用されるビスの長さに応じたビス締め作業時間
を、総合コントローラ６７に設定する。そして、ビス締
め作業に入り、ビスをとって電気ドライバ６９で適切な
締付けを行う。 このビス締め作業は、ビスの使用本数分だけ繰り返し下
行われる。この作業で何も異常がなげれば、締付は完了
ランプ６５が点灯するので、リセットボタン６４を押し
てビス締め作業を完了させる。また、ビス締め作業の途
中で斜め締め等の不良作業があった場合には、その作業
時間を検出して、総合コントローラ６７に設定されてい
るビス長さに対応したビス締め時間の基準値と比較しビ
ス締め不良と判定し、そのビス締め作業をカウントせず
、締付はデイスプレィ６２に当該作業回数をカウント・
表示しない。このときのビス締め作業のカウントは、作
業者が再度締め直すことによって再開される。また、ビ
ス締め不足のままでリセットボタン６４を押すと、ビス
締付は不足・ビス欠はランプ６６が点灯し、作業が完了
していないことを知らせる。なお、ランプ６６の点灯に
代えて、警報音を発するようにしたものもある。

【発明が解決しようとする課題］ ところが、この管理装置を使用してビス締め作業を管理
するとき、正規のビス収納場所から取り出したビスを判
定することができない。 また、ビスが斜め締めされた場合に締付は作業時間が正
規の作業時間よりも短いことを前提として、その作業を
カウントしないという方式を採っている。しかし、実際
のビス締め作業時間は、電気ドライバ６９の回転速度が
変動すること等によって、相当な範囲でばらつくもので
ある。また、作業者によっては締付は面よりも上方で電
気ドライバ６９を駆動させることがあり、このような場
合の作業時間の検出はその時点からスタートする。 その結果、正規にビス締めされたか否かを正確に検出す
ることができない。しかも、機種の切換えに応じて使用
するビスの変更があるたび、或いは電気ドライバ６９の
回転速度を変更するたびに、総合コントローラ６７に内
蔵されているタイマの設定のし直しが要求され、作業性
低下の原因となる。 更に、たとえば６ｍｍ以下の短いビスを使用した締付は
作業では、正規の締付は時間自体が短かなものであるた
め、斜め締めした場合の作業時間との時間的な差異が僅
かなものとなる。そのため、ビスを斜め締めした作業で
も、正規のビス締め作業としてカウントされる虞れもあ
る。このとき、斜め締めした箇所に対し再度締め直し作
業か行われそのカウントのリカバリができないため、結
果として同一箇所で２回カウントされることになる。 そして、デイスプレィ６３で表示されている使用本数設
定値に達していないのに、２回カウントに起因してラン
プ６５が点灯し、締付は作業完了を表示することになる
。 また、ビス締め不足によってビス締め作業が不良である
と判定されるのは、作業終了時にランプ６６が点灯し、
或いは警報音が発せられる場合である。そのため、多数
のビス締め作業を必要とする組立て工程においては、た
とえ１本のビスが締付は不良であっても、どの箇所のビ
ス締めが不足なのかを知る゛ことができない。そこで、
全数締め直しをしなければならず、作業性を著しく低下
することになる。 本発明は、このような問題に鑑み案出されたものであっ
て、全数締め直し等の作業性を低下させる事態を発生さ
せることなく、高い信頼性でビス締め作業を管理するこ
とができ、しかも操作性に優れたビス締付は管理装置を
提供することを目的とする。 【課題を解決するための手段】 本発明のビス締付は管理装置は、この目的を達成するた
め、ビス配給機に設けたビス取出し検知センサからの信
号が入力される検知回路と、作業台に設けた締付は作業
検知センサ及び前記検知回路からの信号が入力され、ビ
スの取出し及び締付けが正常に行われたときカウント用
信号を出力する手段とを備えていることを特徴とする。 また、カウント用信号出力手段の出力側に、駆動部の反
転方向への切換えが電気信号として入力され、カウント
用信号の出力を阻止する重複カウント防止手段を設ける
こともできる。

【作　　　用】

一般に電気ドライバーを使用した締付は作業にあっては
、締付は時に異常が発生した場合、作業者は、電気ドラ
イバの回転切換えスイッチを反対側に切ρ換えて、電気
ドライバを反対方向に回転させることにより、問題のビ
スを緩めて取り外している。また、ビスバカ等において
も、−旦は電気ドライバを逆回転させ取り外そうとする
が、困難な場合には、マニュアルドライバを使用してそ
のビスを取り外している。 そこで、各種のビス締め作業及び緩め作業を検出し、そ
れぞれの作業状態から信号を取り出し、これを入力信号
として処理し、実際のビス締めに使用したビスの個数を
カウントする信号を出力している。これによって、ビス
締め作業が正常に行われたか否かを判定することが可能
となる。

【実　施　例】

以下、図面を参照しながら、実施例によって本発明を具
体的に説明する。 本実施例のビス員数管理装置は、第１図に示すように、
総合コントローラ１にビス配給機２、カウンター３、作
業台４、ブザー５、作業完了ランプ６、チャイム７及び
駆動コン−トローラ８が接続されている。駆動コントロ
ーラ８には、電気ドライバー９が接続されている。なお
、総合コントローラｌを、音声発生！ＩＡに直結させる
こともできる。ビス配給機２としては、第７図に示した
ような従来の構造をもち、ビス配給取出しを検出するセ
ンサを備えたものが使用される。 カウンタ３には、使用本数の設定値を表示するデイスプ
レィ３１、及び適切なビス締め作業に使用されたビスを
カウントして表示するデイスプレィ３２が設けられてい
る。 作業台４には、光センサ４１等の検出器が備えられてい
るとともに、リセット・スタート機能が具備されている
。この光センサ４１及びビス配給機２のセンサで検出さ
れた情報は、第２図に示す回路構成の供給会締付は制御
手段Ｉで処理される。 つまり、ビスの取出し及び締付けが正常に行われたか否
かが判定され、この判定結果がカウンタ３に出力される
。 この供給Ｏ締付は制御手段夏においては、電気ドライバ
９が規定トルクに達すると機械的クラッチが外される。 そのクラッチ分離部には、マイクロスイ、ツチが設置さ
れており、そのマイクロスイッチが切換わると駆動モー
タが停止する。このときの信号が駆動コントローラ８の
駆動回路から得られ、総合コントローラ１のトランジス
タαのベースに供給される。 また、ビス配給！１２のビスを取出すセンサよりワンシ
ョットパルス信号が出力されると、この出力は総合コン
トローラ■のトランジスタβのベースに供給される。同
様に、作業台４に設置されている光センサ４１が載置さ
れた組立物を検出すると、この検出信号が総合コントロ
ーラｌのトランジスタγのベースに供給される。 第２図の供給・締付は制御手段Ｉの動作は、次の通りで
ある。 まず、正規の作業を行う場合、作業台４に組立物を乗せ
ると光センサ４Ｉがこれを検出し、この検出信号により
トランジスタγがＯＮとなるため、ＯＲ回路ａの入力側
にＬ信号が入る。次に、ビス配給機２よりビスを取出す
とセンサが動作し、これによりトランジスタβがワショ
ットＯＮすると、ＯＲ回路ａの入力側へＬ信号が流れる
。そして、ＯＲ回路ａの出力はＨ信号からし信号へ切換
わり、ＲＳフリップフロップ回路すはその出力を保持す
るとともに、出力をＬ信号からＨ信号へ切換える。 この出力がＮＯＴ回路により反転されてＬ信号になり、
ＮＯＲ回路回路入力側にＬ信号が入る。したがって、Ｎ
ＯＲ回路回路出力側は、Ｌ信号からＨ信号へ切換わり、
更にＮＯＴ回路を通り反転してＬ信号となり、カウンタ
３へ出力される。 また、トランジスタｄはＮＯＲ回路回路出力Ｈ信号より
ＯＮとなり、これによりＲＳフリップフロップ回路すが
リセットされ、２本目のビス締めの作業待ちとなる。し
たがって、重ね締めしても重複カウントは行われない。 次に、作業ミスモードについてて説明する。 例えば作業台４に組立物を乗せないで、ビス配給機２よ
りビスを取出したとすると、トランジスタβはＯＮとな
るがトランジスタγはＯＦＦの状態を続け、ＯＲ回路ａ
の出力はＬ信号に切換わらないため、受付が行われない
。また、作業台４への組立色の載置や、ビス配給機２に
よるビスの取出しに拘らず、電気ドライバ９で締め付け
ても、結局トランジスタβがＯＦＦの状態を続けるので
ＯＲ回路ａは動作せず、受付けは行われない。 次に、第３図を用いてドライバー制御手段Ｈの動作につ
いて説明する。 電気ドライバ９には回転切換えスイッチ９１が設けられ
ており、これを反転方向、すなわちビスが緩む方向に切
り換えたとき、所定の信号が発生し駆動コントローラ８
を介し総合コントローラ１に入力されるようになってい
る。 なお、このドライバー制御手段■において、実線部の回
路は従来の電気ドライバ９０回転切換えスイッチ９１を
示している。この実線部の回路は、駆動コントローラ８
内部の定電圧電源回路からの電力は、中継コードを介し
、更に電気ドライバ９の回転切換えスイッチ９１に到達
する。そして、レバースイッチをＯＮし、駆動モータが
駆動した時点で出力される。 これに、破線のような回路を増設し、Ｒｅｖ側時に閉じ
られ、駆動モータが回転した時点で出力される。つまり
、Ｆｏｒ状態では駆動コントローラ８内部にある出力検
出リレーのコイルの両端はマイナスの等電位になるため
、動作しない。しかし、Ｒｅｖ状態ではコイルの両端に
駆動モータと同等の電位が加わり動作する。この信号が
総合コントローラ１へ入力される。 続いて、第４図を用いて誤カウント防止手段■の動作に
ついて説明する。 この回路は、ビス配給機２及び作業台４からの情報と電
気ドライバ９からの情報との誤カウントを防止するため
のものである。そして、前述した供給・締め付は制御手
段Ｉとドライバ制御手段■とを結合させることにより、
簡単な構成の誤カウント防止手段■を得ることができる
。 つまり、供給中締め付は制御回路Ｉにて正しい作業を行
ったのであれば、出力信号はｄのリレーを通過してカウ
ンタ３へ到達する。それと同時にＲＳフリップフロップ
Ａが動作し、これによりリレーＣが動作し、ドライバ制
御手段■の出力回路を閉じ令。作業者は締め付けられた
ことを確認して次の締め付は作業に入り、ビス配給機２
より次のビスを取出す信号により、ＲＳフリップフロッ
プＡがリセットされる。そして締め付は出力がリレーｄ
を通り、正しい作業であれば設定本数分だけ繰り返し動
作を行うことになる。 次に、イレギュラーモードについて説明をする。 斜め締めを行った場合に締め付は出力が出てしまっても
、電気ドライバ９の回転切換えスイッチ９１がＲｅｖ側
に切換えられる。ビスを緩めると同時にドライバ制御手
段■からの出力が、リレーＣを介してＲＳフリップフロ
ップＢに供給される。 これにより、リレーｄが動作しカウンタ出力が遮断され
る。この後、ビスを外し再度締め付けようとする場合は
、供給・締め付は制御回路Ｉ内部のＲＳフリップフロッ
プ回路がリセットしているため出力はされない。さらに
、電気ドライバ９よりの締め付は信号を得て、トランジ
スタαより誤カウント防止回路■のＲＳフリップフロッ
プＢをリセットさせ、リレーｄを解除すると、カウント
出力系が閉じられる。これで正規の状態に戻り、誤カウ
ントを防げたことになる。 また、前記のモードにて緩めたビスが使用不能でビス配
給機２より再度取り出す場合を考える。 この場合は、ビス配給機２のビス取り出し信号により、
ＲＳフリップフロップＡはリセットされリレーＣが解除
されるが、ＲＳフリップフロップＢは出力を保持し、こ
れによりリレーｄはオン状態にあり、カウント出力系は
遮断された状態となる。 そして次に、その新たなビスを締め付けると、供給・締
め付は回路Ｉは作業手順が正規であるためカウントされ
るが、リレーｄが動作しているので受付けない。これと
同時に、供給・締め付は制御回路Ｉのトランジスタαよ
りＲＳフリップフロップＢがリセットされ、リレーｄが
解除されるので、カウント出力系が閉じる。この時、リ
レーｄの方の反応速度がカウンタ出力の速度より遅くな
るように設定しであるため、信号漏れがない。これも正
規の状態に戻したことになる。 次に、ビスバカの場合を考える。この場合はビスの締め
付はトルクまで行かないため、カウント出力されない。 この状態では、誤カウント防止回路■の動作はなく、こ
の状態で電気ドライバ９の回転方向切換出力（回路■）
があってもリレーＣで遮断されているため、受付けられ
ない。この場合はカウンタ出力系は閉じられたままなの
で再度締め付ける時はカウンタ３への出力が有り、正し
いカウントをされたことになる。 次いで、このビス員数管理装置を使用したビス締め作業
を、第６図を用いて説明する。 先ず、今回のビス締めに使用される本数を定めて、設定
値としてデイスプレィ３１に表示させる。 ビス締め作業を開始するため、作業台４に組み立てよう
とする物品を載置すると、その物品を光センサ４１で検
出して、スタート状態となる。そして、ビス配給機２か
らビスを取出すと、総合コントローラｌの内部に組み込
まれている供給・締め付は制御手段Ｉに信号が入り、Ｒ
Ｓフリップフロップ回路すが作動して、ビスの取出しを
記憶する。 次いで、電気ドライバ９による適切な締付けが行われる
と、ＮＯＲ回路回路動作してカウンタ３に所定のカウン
ト用出力を発する。このとき、カウンタ３に送られる出
力によって、トランジスタｄのエミッタとコレクタとの
間が導通し、これによりＲＳフリップフロップ回路すが
リセットとなる。そのため、２度締めしてもＲＳフリッ
プフロップ回路すがリセットされるため、再度ビス取出
し信号を得ない限り、再カウントされることはない。ま
た、ビス配給機２から供給されたものではな（、他のビ
スを使用してビス締め作業を行ったとき、ＲＳフリップ
フロップ回路すが作動していない状態にあるので、カウ
ント用出力が供給・締付は制御手段Ｉからカウンタ３に
送られず、締め直し等の作業のカウントも行われること
はない。 斜め締めが行われた場合には、ドライバ制御手段■であ
る電気ドライバ９の回転切換えスイッチ９１を、Ｒｅｖ
側（第３図参照）に切り換える。これにより、電気ドラ
イバ９はビスが緩む方向に回転し、また切換え信号が駆
動コントローラ８に送られる。この切換え信号は、誤カ
ウント防止手段ｍで処理され、締め直す際の誤カウント
が防止される。 また、斜め締めで適切な締付はトルクに達しなかった場
合、或いはビスがばかになった場合には、締め付はトル
クに達しないため、電気ドライノ＜９からの出力が得ら
れず、これによりカウント用出力も得られない。したが
って、電気ドライノ＜９の回転切換えスイッチ９１をＲ
ｅｖ側に切り換えても、ＲＳフリップフロップ回路Ａが
動作しないため、ドライバ制御手段■から発せられる信
号が無視される。そして、再度適切なトルクで締付けが
行われたとき、カウント用出力が得られる。 また、斜め締めで適切な締付はトルクに達した場合、カ
ウント用出力は一旦発せられ、ＲＳＳフリップフロラ回
！８Ａが動作してリレーＣがオンとなり、ドライバ制御
手段Ｈの信号系が閉じる。そこで、電気ドライバ９の回
転切換えスイッチ９１をＲｅｖ側に切り換えると、ＲＳ
フリップフロップ回路Ａが作動している状態にあるので
、切換え信号は、そのままＲＳフリップフロップ回路Ｂ
まで到達する。そして、リレーｄが動作し、カウント出
力系が遮断される。そこで、再度適切な締付けを行って
も、カウント用出力が発せられることがない。そのため
、同一箇所でカウントが２回行われることがなく、誤カ
ウントが防止される。 適切な締付は作業が完了したときには、チャイム７が鳴
って作業完了を知らせる。このチャイム７は、個々の箇
所におけるビス締め作業完了毎に鳴るようにしているの
で、ビス締め不良箇所がその都度分かる。そのため、作
業者は、聴覚によってビス締め不良を知り、締め直しを
行うことができる。そして、作業完了時にブザー５が鳴
り、全数のビスを締め直す必要がなくなる。 また、作業台４から正しく設定本数のビスが締め付けら
れた組立て物品を外すとき、光センサ４１がその状態を
検知して、自動的に作業台４をリセットする。 なお、ビス欠は等で組み立てられた物品を作業台４から
外してしまうと、ブザー５が鳴ってビス締め不足或いは
ビス欠けが知らされると同時に、作業台Ａの自動リセッ
ト機能が働かない。これは、カウンタ３に設定締め付は
本数に達した時に出力があり、これにより自動リセット
機能が働（からである。したがって、締め付は本数に達
していなければ出力されない。 そして、カウンタ３のデイスプレィ３２に表示された値
がホールドされる。これによって、ビス締めが何本不足
しているかを、デイスプレィ３２の表示内容で知ること
ができる。 以上のビス締め作業における各信号の変化を、第５図に
タイミングチャートで示す。 実際の信号は、Ｈ信号からし信号に落ちた時を出力信号
として得ているが、タイミングチャートでは理解しやす
いように逆に示している。 また、このタイミングチャートのケースは、設定本数を
４本と仮定した場合であり、起こり得るイレギュラーモ
ードを記載した。左端から■は標準作業によるタイミン
グチャート、■は斜め締め及び処置のタイミングチャー
ト、■はビスバカ及び処置のタイミングチャート、■は
２度締め以上してもカウント上影響のないことを示すタ
イミングチャート、■は２個以上取り出してもカウント
上影響がないことを示すタイミングチャートである。　
なお、ビスの種類が少ないか、混入の式れがない場合に
は、ビス配給機２の入力ラインを外すこともできる。或
いは、数種類のビスを同一工程で使用する場合には、入
力側のビス配給機２を増設して、それぞれを総合コント
ローラ１に接続することもできる。このとき、カウンタ
３のデイスプレィ３１．３２では合計量がカウントされ
るが、総合コントローラｌ内でそれぞれの種類毎ζこカ
ウントさせることもできる。 また、以上の例では、ビス締め作業を説明したが、本発
明はこれに拘束されることな（、作業手順誘導機、ナツ
ト、リベット等の接合部品の員数管理等多数の部品を組
み付ける際にも同様に適用できるものである。 【発明の効果］ 以上に説明したように、本発明においては、ビスの配給
から締付けまでを管理することができるため、異常なビ
ス締めを行うことがなくなる。また、電気ドライバの回
転切換えスイッチの操作で斜め締めやビスバカに起因す
る誤カウントを防止している。そのため、信頼性が高い
ビス締め作業が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のビス締付は員数管理装置の一実施例を
示す斜視図、第２図は第１図の供給・締付は制御手段を
示す回路構成図、第３図は第１図のドライバ制御手段を
示す回路構成図、第４図は第１図の誤カウント防止手段
を示す回路構成図、第５図は第１図のビス締付は員数管
理装置のビス締め作業における各信号の変化を示すタイ
ミングチャート、第６図は第１図のビス締付は員数管理
装置の動作を示すフローチャート、第７図は従来のビス
配給機を示す図、第８図は従来のビス締付は員数管理装
置を示す図である。 １・・・総合コントローラ、２・・・ビス配給機、３・
・・カウンタ、４・・・作業台、５・・・ブザー、６・
・・作業完了ランプ、７・・・チャイム、８・・・駆動
コントローラ、９・・・電気ドライバ、３１．３２・・
・デイスプレィ、９１・・・回転切換えスイッチ、ａ・
・・ＲＳフリップフヮップ回路（検知回路）、ｂ・・・
ＮＡＮＤ回路（カウント用信号出力手段）、ｃ・・・ト
ランジスタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ビス配給機に設けたビス取出し検知センサからの
   信号が入力される検知回路と、作業台に設けた締付け作
   業検知センサ及び前記検知回路からの信号が入力され、
   ビスの取出し及び締付けが正常に行われたときカウント
   用信号を出力する手段とを備えていることを特徴とする
   ビス締付け管理装置。
2. （２）請求項１記載のカウント用信号出力手段の出力側
   に、駆動部の反転方向への切換えが電気信号として入力
   されたとき、カウント用信号の出力を阻止する重複カウ
   ント防止手段を設けたことを特徴とするビス締付け管理
   装置。