JPH0373231A - Screw tightening device - Google Patents

Screw tightening device

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Publication number
JPH0373231A
JPH0373231A JP1204066A JP20406689A JPH0373231A JP H0373231 A JPH0373231 A JP H0373231A JP 1204066 A JP1204066 A JP 1204066A JP 20406689 A JP20406689 A JP 20406689A JP H0373231 A JPH0373231 A JP H0373231A
Authority
JP
Japan
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force
bit
screw
driver
axis
Prior art date
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Pending
Application number
JP1204066A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiko Onda
信彦 恩田
Hitoshi Komoriya
均 小森谷
Fumiaki Akitani
秋谷 文明
Hidetoshi Nogo
野吾 英俊
Yasuki Yamamoto
山本 泰機
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH0373231A publication Critical patent/JPH0373231A/en
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Abstract

PURPOSE:To control the presence of a bit with a high accuracy without any influence by the friction and twisting of an absorbing sleeve by detecting and controlling only the force at which the bit presses a screw actually. CONSTITUTION:The force Fb at which a bit 3 presses a screw 91 actually, not the force at which a screwdriver 1 presses, is fed back to a moving command circuit 81. To control precisely the force at which the bit 3 presses the screw 91, a force detection means 31 for detecting the force Fb applied to Z-axis direction of the bit 3 is provided so that the force Fb applied to the bit actually is detected and is fed back to the moving command circuit 81. As a result, the moving command circuit 81 generates a moving command value to make the force applied to the bit coincide with a force command value, taking the force signal Fb applied to the bit actually as a feed-back value and outputs it to a servo control circuit 82, and the servo control circuit 82 servo-controls the motor of a Z-axis drive mechanism 6 according to the moving command value.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 電動ドライバー或いはエアドライバーを用いたメジ締め
装置に関し、 実際にビットがネジを押しつける力を精度良く制御する
ことを目的とし、 ビットの先端に吸着保持したネジを回転させるドライバ
ーと、該ドライバーの回転軸方向にドライバーを駆動す
るZ軸駆動機構と、該Z軸駆動機構を制御するZ軸制御
回路とを備えたネジ締め装置において、前記ビットの回
転軸方向に加わる外力を検出する力検出手段を備え、前
記Z軸制御回路によって、前記力検出手段の出力値を力
指令値に一致させるよう前記Z軸駆動機構を駆動制御す
るよう構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a screw tightening device using an electric screwdriver or an air screwdriver, the purpose of this invention is to precisely control the force with which the bit actually presses the screw, and the screw is held by suction at the tip of the bit. a screwdriver that rotates the bit; a Z-axis drive mechanism that drives the driver in the direction of the rotation axis of the driver; and a Z-axis control circuit that controls the Z-axis drive mechanism; The force detecting means detects an external force applied to the force detecting means, and the Z-axis drive mechanism is configured to be driven and controlled by the Z-axis control circuit so that the output value of the force detecting means coincides with the force command value.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、電動ドライバー或いはエアードライバーを用
いたネジ締め装置に係わり、特にネジ頭部にドライバー
のビットを弱い力で接触させるネジ締め装置に関する。
The present invention relates to a screw tightening device using an electric screwdriver or an air screwdriver, and more particularly to a screw tightening device that brings the bit of the screwdriver into contact with the head of the screw with a weak force.

ファクトリオートメーション(FA)の進展に伴い、各
種の作業がロボットに置き換えられつつあり、比較的高
度とされている機械部品の組み立てもロボットを用いて
行われるようになっている。
With the advancement of factory automation (FA), various tasks are being replaced by robots, and robots are also being used to assemble relatively sophisticated mechanical parts.

この組立作業においては、ロボットが一方の部品の指定
位置に他の部品を設置する作業の他に、ネジ締結によっ
て機械部品を他の装置に固定するネジ締め作業がある。
In this assembly work, in addition to the work in which the robot installs another part at a specified position of one part, there is also a screw tightening work in which the mechanical part is fixed to another device by screw fastening.

ネジ締め作業は、電動ドライバー1いはエアードライバ
ー等のドライバーをロボットやその他の駆動機構に取り
つけたネジ締め装置で行われる。
The screw tightening work is performed using a screw tightening device in which a driver such as an electric screwdriver 1 or an air driver is attached to a robot or other drive mechanism.

ネジ締め装置でネジを自動的に締める場合、ネジ締め装
置には、ドライバーのビ・ントをネジ頭部の溝(六角穴
や十字溝、マイナス溝等)にはめて一定の力で押しつけ
ながら、ネジの進行速度に合わせてビットを下降させる
機能が必要である。
When automatically tightening screws with a screw tightening device, insert the screwdriver's tip into the groove of the screw head (hexagonal hole, cross groove, slotted groove, etc.) and press it with a constant force. A function is required to lower the bit in accordance with the speed of screw advancement.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図は、従来のネジ締め装置の構成を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a conventional screw tightening device.

図において、■はネジ締めを行うドライバーであり、図
示していないドライバー制御回路によってドライバーl
内のモータの起動/停止が制御される。
In the figure, ■ is a screwdriver that tightens screws, and the driver l is controlled by a driver control circuit (not shown).
The start/stop of the motor inside the motor is controlled.

2は吸着スリーブであり、スリーブ内の空気を真空ポン
プ22で吸引することによってネジ91をビット3の先
端部に吸着保持する。
Reference numeral 2 denotes a suction sleeve, which suctions and holds the screw 91 on the tip of the bit 3 by suctioning the air inside the sleeve with a vacuum pump 22.

ドライバー1は、X軸駆動機構4、Y軸駆動機構5、X
軸駆動機構6によってXYZ方向に移動させられる。ド
ライバー1は、平行板バネ構造の力センサ−71を介し
てZ軸回動部7に連結している。力センサ−71の板バ
ネ72には、歪みゲージ73が貼られていて、ドライバ
ー1のZ軸方向に作用する外力を検出する。
The driver 1 includes an X-axis drive mechanism 4, a Y-axis drive mechanism 5, an
It is moved in the XYZ directions by the shaft drive mechanism 6. The driver 1 is connected to the Z-axis rotation unit 7 via a force sensor 71 having a parallel plate spring structure. A strain gauge 73 is attached to the plate spring 72 of the force sensor 71 to detect an external force acting on the driver 1 in the Z-axis direction.

8はX軸駆動機構6を制御する制御回路である。8 is a control circuit that controls the X-axis drive mechanism 6.

移動指令回路81は、ドライバー1のZ軸方向への押し
つけ力を指示する力指令値と、ドライバー1の実際の押
しつけ力を示す力センサ71からの力信号16を比較し
て、力信号が力指令値に一致するようにZ軸の移動指令
値を生成して、サーボ制御回路82に出力する。サーボ
制御回路82は、移動指令値に従ってX軸駆動機構6の
モータ61をサーボ制御する。
The movement command circuit 81 compares the force command value instructing the pressing force of the driver 1 in the Z-axis direction with the force signal 16 from the force sensor 71 indicating the actual pressing force of the driver 1, and determines whether the force signal is a force. A Z-axis movement command value is generated to match the command value and output to the servo control circuit 82. The servo control circuit 82 servo-controls the motor 61 of the X-axis drive mechanism 6 according to the movement command value.

第6図は、上記ネジ締め装置を用いたネジ締め作業の例
を示す図である。第6図に示す例は、磁気ディスク装置
の磁気ディスク円板を100をクランパ101により円
板100の中心部にある図示してないシャフトに固定す
る作業である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of screw tightening work using the screw tightening device described above. The example shown in FIG. 6 is a work in which a magnetic disk disk 100 of a magnetic disk device is fixed to a shaft (not shown) located at the center of the disk 100 using a clamper 101.

ネジ締めは以下の手順で行う。Follow the steps below to tighten the screws.

■ドライバー1はネジ供給機9へ移動し、ネジ91を一
本吸着する。
■The driver 1 moves to the screw feeder 9 and picks up one screw 91.

■ドライバーlはクランパー101のネジ穴101aへ
移動し、ネジ91を途中まで締める。 (仮締め)■ネ
ジ穴101b、 101cに対しても、■■を繰り返し
て仮締めする。
■Move the screwdriver l to the screw hole 101a of the clamper 101 and tighten the screw 91 halfway. (Temporary tightening) ■Repeat ■■ for screw holes 101b and 101c to temporarily tighten.

■ドライバー1はネジ穴Iotaへ移動し、ネジ91を
規定のトルクで締めつける。(本締め)■ネジ穴101
b、 101cに対しても、■を繰り返して本締めする
■Move the screwdriver 1 to the screw hole Iota and tighten the screw 91 to the specified torque. (Final tightening) ■Screw hole 101
b. Repeat step (■) for 101c as well to fully tighten.

■3本のネジ91の締めつけトルクをバランスさせるた
めに、ネジ穴101a、 101b、 101cに対し
て■を繰り返してもう一度ネジ締めする。 (増し締め
〉 ネジ締め装置で安定にネジ締めを行うためには、ビット
3がネジ91を押しつける力を正確に制御する必要があ
る。
■In order to balance the tightening torque of the three screws 91, repeat ■ for the screw holes 101a, 101b, and 101c and tighten the screws again. (Retightening) In order to perform stable screw tightening with a screw tightening device, it is necessary to accurately control the force with which the bit 3 presses the screw 91.

M3+ネジを締める場合を例に挙げて説明する。An example of tightening an M3+ screw will be explained.

+ネジ用のビット先端の形状を第7図に、+ネジの頭部
の形状を第8図に示す。上記の手順■〜■の本締めと増
し締めにおいては、ネジ穴に既に締められているネジ9
1にドライバー1を下降させて、ビット3を当ててから
ネジ締めするが、ビット3がネジ91に接触するとき、
ビットの山3aの向きと十字溝91aの向きはランダム
であるので、ビット3が十字溝91aにはまらない場合
が生じる。
Figure 7 shows the shape of the bit tip for the + screw, and Figure 8 shows the shape of the head of the + screw. When performing final tightening and additional tightening in the above steps
1, lower the screwdriver 1, apply the bit 3, and tighten the screw, but when the bit 3 contacts the screw 91,
Since the direction of the crest 3a of the bit and the direction of the cross groove 91a are random, the bit 3 may not fit into the cross groove 91a.

この状態でビット3を回転させると、ビットの山3aと
十字溝の山91bが擦れ合って傷91cがつく。
When the bit 3 is rotated in this state, the ridges 3a of the bit and the ridges 91b of the cross groove rub against each other, causing scratches 91c.

傷91cの大きさは、M3+ネジの場合、約0.111
11〜0.31Imと小さく、肉眼では殆ど判らない。
The size of the scratch 91c is approximately 0.111 in the case of M3+ screws.
It is so small as 11 to 0.31 Im that it is almost invisible to the naked eye.

しかし、磁気ディスク装置のように極度に塵埃を嫌う精
密機械の場合、0.1m+*−0,3+am (7)ネ
シノ破片が磁気ディスク装置内にあると、ヘッドクラッ
シュ等の重大障害を引き起こすおそれがあり、傷の発生
はネジ締めの自動化を図る上で重要な問題である。
However, in the case of precision machines such as magnetic disk drives, which are extremely dust-free, 0.1 m + * - 0,3 + am (7) If Neshino debris is inside the magnetic disk drive, there is a risk of serious problems such as head crashes. However, the occurrence of scratches is an important problem when trying to automate screw tightening.

この例の場合、ネジ27に傷をつけないようにするため
には、ビット3を、約200gf以下の力でネジの頭部
に接触させる必要がある。
In this example, in order to avoid damaging the screw 27, it is necessary to bring the bit 3 into contact with the head of the screw with a force of about 200 gf or less.

次に、ビット3が十字溝91aにはまってネジを回転さ
せているときには、ネジ91は部品の中へ進んで行くが
、このときビット3が十字溝91aから外れないように
ビット3を、約500gf〜1kgfO力でネジ91に
押しつける必要がある。
Next, when the bit 3 is fitted into the cross groove 91a and the screw is being rotated, the screw 91 advances into the part. It is necessary to press it against the screw 91 with a force of 500 gf to 1 kgfO.

さらに、ネジ91を締めつけるときには、ビット3の回
転トルクによってビット3が十字溝91aから浮き上が
らないようにビット3を、約1kgf〜1.5kgfの
力でネジ91に押しつける必要がある。
Further, when tightening the screw 91, it is necessary to press the bit 3 against the screw 91 with a force of approximately 1 kgf to 1.5 kgf so that the bit 3 does not rise from the cross groove 91a due to the rotational torque of the bit 3.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

第9図は、ネジ締め動作中のドライバー1の先端部の状
態を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the state of the tip of the driver 1 during a screw tightening operation.

ドライバー1の押しつけ力をF、としたとき、F、は図
に示すように、ビット3がネジ91を押しつける力Fb
、と、吸着スリーブ2とスリーブガイド21間の摩擦力
に対抗する力Fs+ とに分割される。
When the pressing force of the screwdriver 1 is F, F is the force Fb with which the bit 3 presses the screw 91, as shown in the figure.
, and a force Fs+ opposing the frictional force between the suction sleeve 2 and the sleeve guide 21.

前述のように、ネジ締めを安定に行うためには、ビット
3がネジ91を押す力Fb、を制御できることが必要で
ある。従来例では、第5図に示したように、ドライバー
1の押しつけ力を力センサ−71で検出し、力信号をZ
軸制御回路日へフィードバックして押しつけ力を制御し
ている。しかし、力センサ−71はドライバー1とZ軸
回動部7の中間に位置しているため、力センサ−71で
検出する力はFb+ とFs、の合力即ちFlとなり、
Fb+だけ分離して検出することができない。そのため
、Flは一定の値に制御されるが、スリーブ2とスリー
ブガイド21の間の摩擦やこしりの程度によってFs+
が変化すると、ビット3の押しつけ力Fb、も変化して
しまい、ネジ締めを安定に行うことができない。
As mentioned above, in order to perform screw tightening stably, it is necessary to be able to control the force Fb with which the bit 3 presses the screw 91. In the conventional example, as shown in FIG. 5, the pressing force of the driver 1 is detected by a force sensor 71, and the force signal is
The pressing force is controlled by feedback to the axis control circuit. However, since the force sensor 71 is located between the driver 1 and the Z-axis rotating part 7, the force detected by the force sensor 71 is the resultant force of Fb+ and Fs, that is, Fl.
It is not possible to separate and detect only Fb+. Therefore, Fl is controlled to a constant value, but depending on the degree of friction or stiffness between the sleeve 2 and the sleeve guide 21, Fs+
When this changes, the pressing force Fb of the bit 3 also changes, making it impossible to stably tighten the screws.

さらに例えば、第10図に示すように、スリーブ2が部
品に接触し、ビット3は未だネジ91に接触していない
状態でスリーブ2が傾いてスリーブガイド21との間の
摩擦が大きくなったり、或いはこじった場合、Fsz=
Fzとなった時点でドライバー1の下降は停止し、ビッ
ト3がネジ91に接触する前にネジ締め作業は中断して
しまうという問題が生ずる。
Further, for example, as shown in FIG. 10, when the sleeve 2 is in contact with a component and the bit 3 is not yet in contact with the screw 91, the sleeve 2 is tilted and the friction between it and the sleeve guide 21 becomes large. Or if it is broken, Fsz=
When the screwdriver 1 reaches Fz, the downward movement of the screwdriver 1 is stopped, causing a problem that the screw tightening operation is interrupted before the bit 3 contacts the screw 91.

本発明が解決しようとする課題は、このような従来の問
題点を解消し、ビットがネジを押しつける力を正確に制
御できるネジ締め装置を提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is to solve these conventional problems and provide a screw tightening device that can accurately control the force with which a bit presses a screw.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

第1図は、本発明の構成と原理を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration and principle of the present invention.

図において、1はドライバーであり、3はドライバー1
のチャックに取りつけられたビットである。
In the figure, 1 is the driver and 3 is the driver 1
It is a bit attached to a chuck.

2は吸着スリーブであり、ネジを吸着保持する。2 is a suction sleeve, which holds the screw by suction.

21はスリーブガイドである。21 is a sleeve guide.

31は力検出手段であり、ビット3の回転軸方向に加わ
る外力Flを検出する。
Reference numeral 31 denotes a force detection means, which detects an external force Fl applied to the bit 3 in the direction of the rotation axis.

8はZ軸制御回路であり、移動指令回路81とサーボ制
御回路82からなる。
8 is a Z-axis control circuit, which consists of a movement command circuit 81 and a servo control circuit 82.

81は移動指令回路であり、検出された力信号を図示し
てない主制御部から与えられる力指令値に一致させるよ
う移動指令値を生成し出力する。
A movement command circuit 81 generates and outputs a movement command value so that the detected force signal matches a force command value given from a main control section (not shown).

82はサーボ制御回路であり、与えられた移動指令値に
従ってZ軸駆動機構のモータをサーボ制御する。
A servo control circuit 82 servo-controls the motor of the Z-axis drive mechanism according to a given movement command value.

〔作 用〕[For production]

本発明では、ドライバー1が押しつける力ではなく、真
にビット3がネジ91を押しつける力Fbを、移動指令
回路81にフィードバックして、ビット3がネジ91を
押しつける力を精密に制御する。
In the present invention, the force Fb with which the bit 3 truly presses the screw 91 is fed back to the movement command circuit 81, not the force with which the driver 1 presses, but the force with which the bit 3 presses the screw 91 is precisely controlled.

そのため、本発明では、ビット3のZ軸方向に加わる力
Fbを検出する力検出手段31を設け、真にビットに加
わる力Fbを検出して移動指令回路81にフィードバッ
クする。
Therefore, in the present invention, a force detection means 31 is provided to detect the force Fb applied to the bit 3 in the Z-axis direction, and the force Fb truly applied to the bit is detected and fed back to the movement command circuit 81.

これによって、移動指令回路81は、真にビットに加わ
る力信号Fbをフィードバック値として、ビットに加わ
る力を力指令値に一致させるよう移動指令値を生成して
サーボ制御回路82に出力し、サーボ制御回路はこの移
動指令値によってZ軸駆動機構6のモータをサーボ制御
する。
As a result, the movement command circuit 81 uses the force signal Fb that is truly applied to the bit as a feedback value, generates a movement command value so that the force applied to the bit matches the force command value, outputs it to the servo control circuit 82, and outputs it to the servo control circuit 82. The control circuit servo-controls the motor of the Z-axis drive mechanism 6 based on this movement command value.

このように、真にビット3に加わる力Fbをフィードバ
ックして制御することにより、ビット3の押しつけ力を
精度良く制御することが可能となる。
In this way, by controlling the force Fb that is truly applied to the bit 3 by feeding back, it becomes possible to control the pressing force of the bit 3 with high precision.

〔実施例] 第2図は、本発明の第一の実施例の構成を示す図である
[Embodiment] FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention.

本実施例では、ドライバーが押しっける力およびスリー
ブとスリーブガイドが押しつける力をそれぞれ力センサ
で検出し、前者から後者を減算してビットが押しつける
力を求めて、ビットの押しつけ力を制御するものである
In this embodiment, force sensors detect the pushing force of the driver and the pushing force of the sleeve and sleeve guide, and subtract the latter from the former to find the pushing force of the bit, thereby controlling the pushing force of the bit. It is.

第2図において、第5図と異なる点は、スリーブガイド
21とドライバー1の接続部分に力センサB23を取り
つけて、スリーブ2とスリーブガイド21の間のg振力
やこじりによってスリーブ2の部品100を押しつける
力を検出し、力信号をZ軸制御回路8ヘフィードバック
する点、およびZ軸制御回路8内にカセンサA71の出
力する力信号から力センサB23の出力する力信号を減
算して糾御信号を生成する差回路83を設けた点にある
The difference between FIG. 2 and FIG. 5 is that a force sensor B23 is attached to the connecting portion between the sleeve guide 21 and the driver 1, and the part 100 of the sleeve 2 is generated by g-vibration force or prying between the sleeve 2 and the sleeve guide 21. Detecting the pressing force and feeding back the force signal to the Z-axis control circuit 8, and controlling the force signal by subtracting the force signal output from the force sensor B23 from the force signal output from the force sensor A71 in the Z-axis control circuit 8. The difference lies in the provision of a difference circuit 83 that generates a signal.

ここで、ドライバー1の押しつけ力をF、スリーブ2の
押しつけ力をFsとすると、力制御信号の値は、F−F
sとなり、これはビット3がネジ91を真に押しつける
力Fbに等しくなる。従って、この力制御信号を移動指
令回路81へ人力し、移動指令回路81がビット3の押
しつけ力を指示する力指令値と比較して力制御信号が指
令値に一致するようにZ軸指令値を生成する。そして、
サーボ制御回路82がこの移動指令値に基づいてZ軸駆
動機構6のモータをサーボ制御すれば、ビットの押しつ
け力を正確に制御できる。
Here, if the pressing force of the driver 1 is F and the pressing force of the sleeve 2 is Fs, then the value of the force control signal is F-F
s, which is equal to the force Fb with which the bit 3 truly presses the screw 91. Therefore, this force control signal is manually input to the movement command circuit 81, and the movement command circuit 81 compares it with the force command value that instructs the pressing force of bit 3, and adjusts the Z-axis command value so that the force control signal matches the command value. generate. and,
If the servo control circuit 82 servo-controls the motor of the Z-axis drive mechanism 6 based on this movement command value, the pressing force of the bit can be accurately controlled.

第3図は、本発明の第一の実施例の要部構成を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing the main part configuration of the first embodiment of the present invention.

23はカセンサーBであり、平行板バネ24の各板バネ
に歪みゲージ25を貼り付けた構造である。
Reference numeral 23 denotes a force sensor B, which has a structure in which a strain gauge 25 is attached to each of the parallel plate springs 24.

力センサ−B23の一端はドライバー1に固定され、他
端はスリーブガイド21に固定されている。
One end of the force sensor B23 is fixed to the driver 1, and the other end is fixed to the sleeve guide 21.

力センサ−B23は、X方向に一対、図示していないが
Y方向にも一対配置され、XY方向の4箇所でスリーブ
2の押しつけ力を検出する。力センサ−B23は、同時
に、平行板バネ構造によってスリーブガイド21を一定
位置に保持する役目も果たしている。
A pair of force sensors B23 are arranged in the X direction and a pair in the Y direction (not shown), and detect the pressing force of the sleeve 2 at four locations in the XY directions. The force sensor B23 also serves to hold the sleeve guide 21 in a fixed position by means of a parallel plate spring structure.

スリーブガイド21およびスリーブ2は、力センサ−B
23だけを介してドライバー1に接続されているので、
ネジ締め中にスリーブ2が部品100に加える力は、全
てが力センサ−B23で検出される。
The sleeve guide 21 and the sleeve 2 are connected to the force sensor-B.
Since it is connected to driver 1 only through 23,
The force that the sleeve 2 applies to the component 100 during screw tightening is all detected by the force sensor B23.

第4図は、本発明の第二の実施例の要部構成を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing the main part configuration of a second embodiment of the present invention.

本実施例では、第5図で示した従来例における力センサ
−71は不要であり、Z軸制御回路Sは第5図で示した
従来例と同一である(第2図に示した差回路は不要)の
で、ビット3に加わる力を検出する部分の具体的構成の
みを示す。
In this embodiment, the force sensor 71 in the conventional example shown in FIG. 5 is unnecessary, and the Z-axis control circuit S is the same as that in the conventional example shown in FIG. is unnecessary), so only the specific configuration of the part that detects the force applied to bit 3 will be shown.

31はカセンサーCであり、平行板バネ32に歪みゲー
ジ33を貼り付けた構造である。ビット3は回転し、一
方力センサーC31はドライバー1側に固定されるので
、ビット3と力センサ−C31はベアリング34を介し
て連結している。ベアリング34としては、スラストベ
アリングを使用した。
31 is a force sensor C, which has a structure in which a strain gauge 33 is attached to a parallel plate spring 32. Since the bit 3 rotates and the force sensor C31 is fixed to the driver 1 side, the bit 3 and the force sensor C31 are connected via the bearing 34. As the bearing 34, a thrust bearing was used.

力センサ−C31の他端は、部材35によってドライバ
ー1に連結しである。力センサ−C31は、X方向に一
対、図示してないがY方向にも一対配置され、X、Y方
向の4箇所でビット3を支持し、ビット3の押しつけ力
を検出する。この構成によって、ビット3は力センサ−
C31を介してドライバー1から両持ち構造で安定に支
持される。
The other end of the force sensor C31 is connected to the driver 1 by a member 35. A pair of force sensors C31 are arranged in the X direction and a pair in the Y direction (though not shown), support the bit 3 at four locations in the X and Y directions, and detect the pressing force of the bit 3. With this configuration, bit 3 is a force sensor.
It is stably supported from the driver 1 via C31 in a double-sided structure.

ビット3に荷重が加わると、ビット3はZ軸方向に微小
変位するので、ビット2をドライバー1に連結するチャ
ック部11には、ビット3の変位を吸収するすき間12
を設けた。
When a load is applied to the bit 3, the bit 3 is slightly displaced in the Z-axis direction, so the chuck part 11 that connects the bit 2 to the driver 1 has a gap 12 that absorbs the displacement of the bit 3.
has been established.

このように、本実施例では、力センサC31のみにより
真にビット3に作用する力のみを検出することが可能と
なる。
In this way, in this embodiment, it is possible to detect only the force that truly acts on the bit 3 using only the force sensor C31.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、実際に
ビットがネジを押しつける力だけを検出して制御するの
で、吸着スリーブの摩擦やこじりに影響されずビットの
押しつけ力を精度よく制御でき、極めて安定にネジ締め
を行うネジ締め装置を提供できるという著しい工業的効
果がある。
As is clear from the above explanation, according to the present invention, only the force with which the bit actually presses the screw is detected and controlled, so the pressing force of the bit can be controlled accurately without being affected by the friction or prying of the suction sleeve. This has a remarkable industrial effect in that it can provide a screw tightening device that tightens screws extremely stably.

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

第1図は本発明の構成と原理を示す図、第2図は本発明
の第一の実施例の構成を示す図、第3図ば本発明の第一
の実施例の要部構成を示す図、 第4図は本発明の第二の実施例の要部構成を示す図、 第5図はネジ締め装置の従来例を示す図、第6図はネジ
締め装置によるネジ締め作業例を示す図、 第7図はビットの先端形状を示す図、 第8図は+ネジの頭部形状を示す図、 第9図はネジ締め動作中のドライバーの先端部の状態を
示す図、 第10図はネジ締め動作時の異常状態を示す図である。 図において、 1はドライバー     2は吸着スリーブ、3はビッ
ト、      4はX軸駆動機構、5はY軸駆動機構
、   6はZ軸駆動機構、7はZ軸可動部、    
8はZ軸制御回路、9はネジ供給機、    11はチ
ャ・ンク部、12はすき間、       21はスリ
ーブガイド、22は真空ポンプ、 23、31.71は力センサ−(力検出手段)、24、
32.72は平行板バネ、 25、33.73は歪みゲージ、 3aはビットの山、     34はベアリング、35
は部材、        61はモータ、81は移動指
令回路、   82はサーボ制御回路、83は減算手段
(差回路)、91はネジ、91aは十字溝、     
91bは十字溝の山、91cは傷、       10
0は部品(円板)、101はクランパ、 101a、 101b、 101cはネジ穴、を示す。 1トライバ゛ 木金明の横へ′と片部1示す図 第1図 p− − 〈トー
Fig. 1 is a diagram showing the configuration and principle of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a diagram showing the main part configuration of the first embodiment of the present invention. Figure 4 is a diagram showing the main part configuration of the second embodiment of the present invention, Figure 5 is a diagram showing a conventional example of a screw tightening device, and Figure 6 is a diagram showing an example of screw tightening work using the screw tightening device. Figure 7 shows the shape of the tip of the bit, Figure 8 shows the shape of the head of the + screw, Figure 9 shows the state of the tip of the screwdriver during screw tightening, and Figure 10 FIG. 2 is a diagram showing an abnormal state during a screw tightening operation. In the figure, 1 is a driver, 2 is a suction sleeve, 3 is a bit, 4 is an X-axis drive mechanism, 5 is a Y-axis drive mechanism, 6 is a Z-axis drive mechanism, 7 is a Z-axis movable part,
8 is a Z-axis control circuit, 9 is a screw feeder, 11 is a chunk portion, 12 is a gap, 21 is a sleeve guide, 22 is a vacuum pump, 23, 31.71 is a force sensor (force detection means), 24 ,
32.72 is a parallel plate spring, 25, 33.73 is a strain gauge, 3a is a bit ridge, 34 is a bearing, 35
are members, 61 is a motor, 81 is a movement command circuit, 82 is a servo control circuit, 83 is a subtraction means (difference circuit), 91 is a screw, 91a is a cross groove,
91b is the peak of the cross groove, 91c is the scratch, 10
0 indicates a component (disk), 101 indicates a clamper, and 101a, 101b, and 101c indicate screw holes. Figure 1 p--

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ビット(3)の先端に吸着保持したネジ(91)を回転
させるドライバー(1)と、該ドライバー(1)の回転
軸方向に該ドライバー(1)を駆動するZ軸駆動機構(
6)と、該Z軸駆動機構(6)を制御するZ軸制御回路
(8)とを備えたネジ締め装置において、前記ビット(
3)の回転軸方向に加わる外力を検出する力検出手段(
31)を備え、 前記Z軸制御回路(8)によって、前記力検出手段(3
1)の出力値を力指令値に一致させるよう前記Z軸駆動
機構(6)を駆動制御することを特徴とするネジ締め装
置。
[Claims] A driver (1) that rotates a screw (91) held by suction at the tip of a bit (3), and a Z-axis drive that drives the driver (1) in the direction of the rotation axis of the driver (1). mechanism(
6) and a Z-axis control circuit (8) that controls the Z-axis drive mechanism (6),
3) force detection means (
31), the Z-axis control circuit (8) causes the force detection means (3
A screw tightening device characterized in that the Z-axis drive mechanism (6) is drive-controlled so that the output value of 1) matches the force command value.
JP1204066A 1989-08-07 1989-08-07 Screw tightening device Pending JPH0373231A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015106757A3 (en) * 2014-01-20 2015-11-12 Faude Automatisierungstechnik Gmbh Screwing unit and method for screwing a screw into or unscrewing a screw from at least one workpiece in an automated manner by means of a screwing unit
CN106514204A (en) * 2016-12-27 2017-03-22 江苏太平洋精锻科技股份有限公司 Press-fitting equipment for vacuum valve static iron core

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