JPH04210342A - ねじ締め制御装置 - Google Patents
ねじ締め制御装置Info
- Publication number
- JPH04210342A JPH04210342A JP33770190A JP33770190A JPH04210342A JP H04210342 A JPH04210342 A JP H04210342A JP 33770190 A JP33770190 A JP 33770190A JP 33770190 A JP33770190 A JP 33770190A JP H04210342 A JPH04210342 A JP H04210342A
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- JP
- Japan
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- screw tightening
- screw
- work
- arm
- driver
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、一定のねじ締めポイントにねじ締め作業を行
うロボットの制御装置に関するものである。
うロボットの制御装置に関するものである。
ねじ締めポイントにねじ締め作業を行う際のひとつの問
題点として、ねじ締めポイント（ねじ締めロボットに与
えられたねじ位置）と実際のワーク上のねじ位置との間
の位置ズレがある。
題点として、ねじ締めポイント（ねじ締めロボットに与
えられたねじ位置）と実際のワーク上のねじ位置との間
の位置ズレがある。
第１図に示す通り、ねじ締めポイントと実際のねじ位置
が一致する場合は、ねじ大の真上からねじがねじ込まれ
るので正常なねし締め作業が行える。ねじ締めポイント
と実際のねし位置の間に位置ズレがある場合には、まず
第２図に示すように、この場合でもめねじ側にのぞきが
ついているのでねじの先端はめねじに入る。ねじ締め途
」二にねじの下降に伴ってロボットのアームがねじ位置
にならうように力が働く。もしも位置ズレ量が一定値よ
りも小さい場合には、ロボットのアームがねし位置にな
らうことで補正され、第１図の場合と同様に正常にねじ
締め作業が終了する。
が一致する場合は、ねじ大の真上からねじがねじ込まれ
るので正常なねし締め作業が行える。ねじ締めポイント
と実際のねし位置の間に位置ズレがある場合には、まず
第２図に示すように、この場合でもめねじ側にのぞきが
ついているのでねじの先端はめねじに入る。ねじ締め途
」二にねじの下降に伴ってロボットのアームがねじ位置
にならうように力が働く。もしも位置ズレ量が一定値よ
りも小さい場合には、ロボットのアームがねし位置にな
らうことで補正され、第１図の場合と同様に正常にねじ
締め作業が終了する。
ところが位置ズレ量がある一定量を越えると、アームが
ねじ位置にならいきらず、ねじ締めが正常に行われなく
なる。従来はある一定時間を越えてもトルクアップ信号
が返ってこない場合（オーバタイム）は、ドライバの晩
動を停止しエラー処理を行なっていた。しかしこの方法
だけでは１例えば、かろうじてねじ締めは終了する程度
のズレ量ではあるが、めねじに対して不適当な角度のま
まねじ締めが行われるために、めねじのねじ山等に無理
な力がかかり、その結果ねじ山等の破損につながるとい
った場合を防止することが出来ないという欠点が有った
。めねしのねし山等が破損するとそのワークは使用出来
なくなるため大変不都合である。
ねじ位置にならいきらず、ねじ締めが正常に行われなく
なる。従来はある一定時間を越えてもトルクアップ信号
が返ってこない場合（オーバタイム）は、ドライバの晩
動を停止しエラー処理を行なっていた。しかしこの方法
だけでは１例えば、かろうじてねじ締めは終了する程度
のズレ量ではあるが、めねじに対して不適当な角度のま
まねじ締めが行われるために、めねじのねじ山等に無理
な力がかかり、その結果ねじ山等の破損につながるとい
った場合を防止することが出来ないという欠点が有った
。めねしのねし山等が破損するとそのワークは使用出来
なくなるため大変不都合である。
なお、第１図はねじ締めポイントとねし位置の間に位置
ズレが無い場合のねじ締め作業を表す図、第２図は、位
置ズレがある場合でもめねじ側ののぞきによってねじの
先端はめねじに入ることを示す図である。同一の部分に
は同一の番号が付してあり、１はビット、２はビットガ
イド、３は平ワッシャ組込みねじ、３ａはねし頭部、３
ｂは平ワツシヤ、３ｃはねじ足、４はワーク、５はめね
じ、６はのぞきである。
ズレが無い場合のねじ締め作業を表す図、第２図は、位
置ズレがある場合でもめねじ側ののぞきによってねじの
先端はめねじに入ることを示す図である。同一の部分に
は同一の番号が付してあり、１はビット、２はビットガ
イド、３は平ワッシャ組込みねじ、３ａはねし頭部、３
ｂは平ワツシヤ、３ｃはねじ足、４はワーク、５はめね
じ、６はのぞきである。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、こ
の種のねじ締めロボットに於て、ねじ締めポイントと実
際のねじ位置の位置ズレ量が一定以上大きい場合には、
ねじ締め作業を中断し、ワークの破損防止可能なねじ締
め制御装置を提供することにある。
の種のねじ締めロボットに於て、ねじ締めポイントと実
際のねじ位置の位置ズレ量が一定以上大きい場合には、
ねじ締め作業を中断し、ワークの破損防止可能なねじ締
め制御装置を提供することにある。
本発明は、一定ねじ締めポイントにねし締め作業を行う
ロボットに於て、ねし位置の位置ズレ量が許容値を越え
たことを電動力の大きさによって検出し、ねじ締め作業
を中断させるようにしたものである。
ロボットに於て、ねし位置の位置ズレ量が許容値を越え
たことを電動力の大きさによって検出し、ねじ締め作業
を中断させるようにしたものである。
本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第７図、第８図は本発明になるねじ締め制御装置の被制
御対象の好適な一例としてのねじ締めロボットであり、
このねじ締めロボット２２は、メインブロック２３に水
平に旋回可能に取付けられた第１アーム２４と、第１ア
ーム２４の先端部に水平に旋回可能に取付けられた第２
アーム２５の旋回動作によって、第２アーム２５の先端
部に固定されたヘッド２６に設けられたねじ締めドライ
バ２７がワーク４の所定のねし締めポイントに誘導され
ねじ締めが行われる。第１アーム２４の動作は、第１ア
ーム２４の旋回軸に設けられたサーボモータ１５が減速
装置２８を介して駆動制御することによりなされ、第１
アーム２４の現在位置はサーボモータ１５の出力軸に直
結されたロータリーエンコーダ（以下エンコーダと称す
）１４によって検出される。第２アーム２５の動作は同
様にして第２アーム２５の旋回軸に設けられたサーボモ
ータ２９が減速装置３０を介して疑動制御することによ
ってなされ、第２アーム２５の現在位置はサーボモータ
２９の出力軸に直結されたエンコーダ３１によって検出
される。ねじ締めドライバ２７はヘッド２６に対して垂
直方向に滑動可能なスライドユニット３８に固定され、
スライドユニット３８の垂直方向の」１昇下降動作はヘ
ッド２６に固定されたエアシリンダ３３のピストン動作
によってなされる。
御対象の好適な一例としてのねじ締めロボットであり、
このねじ締めロボット２２は、メインブロック２３に水
平に旋回可能に取付けられた第１アーム２４と、第１ア
ーム２４の先端部に水平に旋回可能に取付けられた第２
アーム２５の旋回動作によって、第２アーム２５の先端
部に固定されたヘッド２６に設けられたねじ締めドライ
バ２７がワーク４の所定のねし締めポイントに誘導され
ねじ締めが行われる。第１アーム２４の動作は、第１ア
ーム２４の旋回軸に設けられたサーボモータ１５が減速
装置２８を介して駆動制御することによりなされ、第１
アーム２４の現在位置はサーボモータ１５の出力軸に直
結されたロータリーエンコーダ（以下エンコーダと称す
）１４によって検出される。第２アーム２５の動作は同
様にして第２アーム２５の旋回軸に設けられたサーボモ
ータ２９が減速装置３０を介して疑動制御することによ
ってなされ、第２アーム２５の現在位置はサーボモータ
２９の出力軸に直結されたエンコーダ３１によって検出
される。ねじ締めドライバ２７はヘッド２６に対して垂
直方向に滑動可能なスライドユニット３８に固定され、
スライドユニット３８の垂直方向の」１昇下降動作はヘ
ッド２６に固定されたエアシリンダ３３のピストン動作
によってなされる。
第１アーム２４、第２アーム２５の動作によってねじ締
めドライバ２７がワーク４のねじ締めポイントの真上に
誘導されると、ねじ締めドライバ２７が付勢されドライ
ブビット１が回転すると同時にエアバルブ３２の開栓に
よりエアシリンダ３３に下降方向に圧縮空気が導入され
、スライドユニット３８はワーク４に向かって前進し、
ねじ締めドライバ２７もワーク４に向がって前進し、ね
じ締めドライバ２７のドライブビット１は、下降途上で
ドライブビット］の通路に設けられたＹパイプ３６から
、前回のねじ締め動作終了後にエアパイプ３５を通して
あらかじめ圧送されＹパイプ３６で姿勢保持されていた
ねじを得て、ワーク４にねじをねじ込む。ねじの頭部が
ワーク４の座面までねじ込まれると、ドライブビットＪ
の駆動トルクがあらかじめ設定された所定のトルクに達
し、トルクリミッタ３４が作動し、トルクリミット信号
が制御装置に出力されるとねじ締めドライバ２７が制動
停止し、エアバルブ３２の開栓によりエアシリンダ３３
に上昇方向に圧縮空気が導入され、スライドユニット３
８はワーク４から後退して上昇端に達し一回のねじ締め
作業が完了する。スライドユニット３８の上昇動作と並
行して次回のねじ締め作業に備えてエアパイプ３５を通
してＹパイプ３６に１本のねじが圧送装填される。
めドライバ２７がワーク４のねじ締めポイントの真上に
誘導されると、ねじ締めドライバ２７が付勢されドライ
ブビット１が回転すると同時にエアバルブ３２の開栓に
よりエアシリンダ３３に下降方向に圧縮空気が導入され
、スライドユニット３８はワーク４に向かって前進し、
ねじ締めドライバ２７もワーク４に向がって前進し、ね
じ締めドライバ２７のドライブビット１は、下降途上で
ドライブビット］の通路に設けられたＹパイプ３６から
、前回のねじ締め動作終了後にエアパイプ３５を通して
あらかじめ圧送されＹパイプ３６で姿勢保持されていた
ねじを得て、ワーク４にねじをねじ込む。ねじの頭部が
ワーク４の座面までねじ込まれると、ドライブビットＪ
の駆動トルクがあらかじめ設定された所定のトルクに達
し、トルクリミッタ３４が作動し、トルクリミット信号
が制御装置に出力されるとねじ締めドライバ２７が制動
停止し、エアバルブ３２の開栓によりエアシリンダ３３
に上昇方向に圧縮空気が導入され、スライドユニット３
８はワーク４から後退して上昇端に達し一回のねじ締め
作業が完了する。スライドユニット３８の上昇動作と並
行して次回のねじ締め作業に備えてエアパイプ３５を通
してＹパイプ３６に１本のねじが圧送装填される。
第４図のねじ締めロボットのサーボ制御機構のブロック
図を示したものであり、第７図、第８図と同一の部分に
は同一の番号が付しである。第１アーム２４のサーボ制
御装置、第２アーム２５のサーボ制御装置とも同様のブ
ロック図から構成されており、第１サーボ２４のサーボ
制御装置を代表して説明すると、７は中央演算処理装置
（以下ＣＰＵと略す）、８は読み出し専用記憶装置（以
下ＲＯＭと略す）、９は読み出し書き込み記憶装置（以
下ＲＡＭと略す）、１０は双方向インタフェース、］１
はカウンタ回路、１２はＰＷＭ変換器、１３は励磁方向
コントロール回路であり、これらはパスライン１７を介
して情報交換可能に接続されており、更に１４はエンコ
ーダ、１５はサーボモータでありＨ形ブリッジトランジ
スタ回路により増幅されピーク値ホールド回路１９によ
りピーク値が記憶され、Ａ／Ｄ変換器１８によってパス
ライン１７を通してＣＰＵ７に取り込まれる第３図はね
じ締め作業途上の位置ズレ量と、アームが実際のねじ位
置にならおうとする時に訃動源にかかる駆動力のピーク
値の関係を示しており、Ｘ、Ｑｒｎｌ；は許容位置ズレ
量の限界値、ＦＱｍｔは位置ズレ量がＸＱｍｔの時の駆
動力であり、ねじ位置の位置ズレ量が許容量を越えたこ
とは駆動力のピーク値の大きさにより検出可能である。
図を示したものであり、第７図、第８図と同一の部分に
は同一の番号が付しである。第１アーム２４のサーボ制
御装置、第２アーム２５のサーボ制御装置とも同様のブ
ロック図から構成されており、第１サーボ２４のサーボ
制御装置を代表して説明すると、７は中央演算処理装置
（以下ＣＰＵと略す）、８は読み出し専用記憶装置（以
下ＲＯＭと略す）、９は読み出し書き込み記憶装置（以
下ＲＡＭと略す）、１０は双方向インタフェース、］１
はカウンタ回路、１２はＰＷＭ変換器、１３は励磁方向
コントロール回路であり、これらはパスライン１７を介
して情報交換可能に接続されており、更に１４はエンコ
ーダ、１５はサーボモータでありＨ形ブリッジトランジ
スタ回路により増幅されピーク値ホールド回路１９によ
りピーク値が記憶され、Ａ／Ｄ変換器１８によってパス
ライン１７を通してＣＰＵ７に取り込まれる第３図はね
じ締め作業途上の位置ズレ量と、アームが実際のねじ位
置にならおうとする時に訃動源にかかる駆動力のピーク
値の関係を示しており、Ｘ、Ｑｒｎｌ；は許容位置ズレ
量の限界値、ＦＱｍｔは位置ズレ量がＸＱｍｔの時の駆
動力であり、ねじ位置の位置ズレ量が許容量を越えたこ
とは駆動力のピーク値の大きさにより検出可能である。
前述のサーボ制御機構２１に於ては駆動力はトランジス
タモータドライバを流れるサーボ電流と比例関係にある
からねじ締め途上で位置ズレ量に見合ったサーボ電流が
流れ、ＣＰＵ７はサーボ電流のピーク値をアンプ２０、
ピーク値ホールド回路１９、Ａ／Ｄ変換器１８を介して
パスライン１７を通じて受けとり、制御処理が出来る様
になっている。
タモータドライバを流れるサーボ電流と比例関係にある
からねじ締め途上で位置ズレ量に見合ったサーボ電流が
流れ、ＣＰＵ７はサーボ電流のピーク値をアンプ２０、
ピーク値ホールド回路１９、Ａ／Ｄ変換器１８を介して
パスライン１７を通じて受けとり、制御処理が出来る様
になっている。
前述の構成において、第５図のフローチャートによって
制御の流れを説明すると、処理１００によりねじ締めポ
イントへ移動し位置決定後に処理１０１によりヘッド下
降を実行し、続いて処理１０２により電動ドライバを駆
動し、ねじ締め作業を開始する。判断１０３によりトル
クアップ信号のＯＮを待ち、トルクアップ信号がＯＮに
なると処理１０４を実行しヘッドを上昇させる。更に処
理１０５により次のねじ締めポイントへの移動等次回の
ねじ締め作業の準備を実行する。上記の判断１０３にお
いてねじ締めが正常終了するか、あるいは一定時間を越
えてもトルクアップ信号がＯＮにならない場合（オーバ
ータイム）までの間（判断１０６）、判断１０７により
サーボ電流の値が所定の許容値を越えていないことを監
視し、該所定値を越えた場合は処理１０８により電動ド
ライバの駆動を停止してねじ締め作業を中断すると共に
処理１０９によりエラー処理を実行し、作業者に不具合
が発生したことをブザーで警告する様になっている。
制御の流れを説明すると、処理１００によりねじ締めポ
イントへ移動し位置決定後に処理１０１によりヘッド下
降を実行し、続いて処理１０２により電動ドライバを駆
動し、ねじ締め作業を開始する。判断１０３によりトル
クアップ信号のＯＮを待ち、トルクアップ信号がＯＮに
なると処理１０４を実行しヘッドを上昇させる。更に処
理１０５により次のねじ締めポイントへの移動等次回の
ねじ締め作業の準備を実行する。上記の判断１０３にお
いてねじ締めが正常終了するか、あるいは一定時間を越
えてもトルクアップ信号がＯＮにならない場合（オーバ
ータイム）までの間（判断１０６）、判断１０７により
サーボ電流の値が所定の許容値を越えていないことを監
視し、該所定値を越えた場合は処理１０８により電動ド
ライバの駆動を停止してねじ締め作業を中断すると共に
処理１０９によりエラー処理を実行し、作業者に不具合
が発生したことをブザーで警告する様になっている。
前述の実施例では、サーボ電流の値が許容値を越えたこ
とをＡ／Ｄ変換器によりパスラインからＣＰＵに取り込
みあらかじめ定められた値と比較して決定しているが、
第６図のように比較器３９を用い、サーボ電流の値をア
ンプ４ｏで増幅した信号と半固定抵抗器４１の設定で定
められた電圧とを比較し、サーボ電流の値が許容値を越
えたことを比較器３９のハイ・レベルの信号によりパス
ライン１７を介してＣＰＵ７に伝達するようにしても同
様の効果が得られることは明白である。
とをＡ／Ｄ変換器によりパスラインからＣＰＵに取り込
みあらかじめ定められた値と比較して決定しているが、
第６図のように比較器３９を用い、サーボ電流の値をア
ンプ４ｏで増幅した信号と半固定抵抗器４１の設定で定
められた電圧とを比較し、サーボ電流の値が許容値を越
えたことを比較器３９のハイ・レベルの信号によりパス
ライン１７を介してＣＰＵ７に伝達するようにしても同
様の効果が得られることは明白である。
本発明によれば、ねじ位置の位置ズレ量が許容値を越え
たことをサーボ電流が所定の値を越えたことを検知する
装置により検出し、ねじ締め作業を中断するようにした
ので、無理なねじ締め作業によるワークの破損を未然に
防止でき、ひいては生産性を向上させる効果がある。
たことをサーボ電流が所定の値を越えたことを検知する
装置により検出し、ねじ締め作業を中断するようにした
ので、無理なねじ締め作業によるワークの破損を未然に
防止でき、ひいては生産性を向上させる効果がある。
第３図は位置ズレ量とアームの駆動力の関係を示構のブ
ロック図、第５図はねじ締め作業の処理手７図はねし締
めロボットの正面図、第８図はねじ締めロボットの上面
図である。図において１８はＡ／Ｄ変換器、１９はピー
ク値ホールド回路、２０はアンプ、２１はねじ締め制御
装置、２２はねじ締めロボットである。 特許出顕人の名称 日立工機株式会社 米）図 ）２図 半３図 牙５０ 十６図 米δ図
ロック図、第５図はねじ締め作業の処理手７図はねし締
めロボットの正面図、第８図はねじ締めロボットの上面
図である。図において１８はＡ／Ｄ変換器、１９はピー
ク値ホールド回路、２０はアンプ、２１はねじ締め制御
装置、２２はねじ締めロボットである。 特許出顕人の名称 日立工機株式会社 米）図 ）２図 半３図 牙５０ 十６図 米δ図
Claims (1)
- 一定のねじ締めポイントにねじ締め作業を行うロボッ
トに於て、ねじ締め作業中にアーム駆動源の駆動力が一
定値を越えた場合に、これを検出し、ねじ締め作業を中
断させる制御手段を備えたことを特徴とするねじ締め制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33770190A JPH04210342A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | ねじ締め制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33770190A JPH04210342A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | ねじ締め制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04210342A true JPH04210342A (ja) | 1992-07-31 |
Family
ID=18311148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33770190A Pending JPH04210342A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | ねじ締め制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04210342A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07205133A (ja) * | 1994-01-26 | 1995-08-08 | Toyota Kihan:Kk | 締緩装置 |
| CN105364474A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-03-02 | 苏州金逸康自动化设备有限公司 | 一种用于可调整双工位螺栓拧紧装置的可调双工位拧紧模组 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP33770190A patent/JPH04210342A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07205133A (ja) * | 1994-01-26 | 1995-08-08 | Toyota Kihan:Kk | 締緩装置 |
| CN105364474A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-03-02 | 苏州金逸康自动化设备有限公司 | 一种用于可调整双工位螺栓拧紧装置的可调双工位拧紧模组 |
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