JPH0464811B2

JPH0464811B2 -

Info

Publication number: JPH0464811B2
Application number: JP23851483A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ishizuka
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1983-12-16
Filing date: 1983-12-16
Publication date: 1992-10-16
Also published as: JPS60131136A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は自動ねじ締め機の制御装置に係り、特
にねじ締め不良を防止するのに好適な制御装置に
関するものである。

従来、自動ねじ締め機の締付トルクを制御する
場合は、ドライバビツトを駆動する直流電動機の
締付反力によつて増加する負荷電流を検出し、こ
れとあらかじめ設定した締付トルクに対応する電
流とを比較し、両者が一致した瞬間に直流電動機
を停止させる方法が多用されていた。しかしなが
ら、この方法によると、直流電動機の起動時に
は、設定トルクの値によつては、これより過大な
負荷電流が流れるため、このときに直流電動機が
停止してしまい、ねじ締め作業ができなくなると
いう欠点を生ずる。また、被締結物がプラスチツ
ク等の硬質材である場合には、主にタツピングね
じを用い、被締結物の下穴に直接めねじを形成し
ながらねじ込むようにするため、その締付初期の
始動トルクは極めて高く、この始動トルクのとき
も過大な負荷電流が流れるため、直流電動機が停
止してしまうことがあり、所定の締付トルクが得
られないという欠点を生ずる。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、確実にねじの締付けを行うこ
とができる自動ねじ締め機の制御装置を提供する
ことにある。

本発明の特徴は、ドライバビツトを駆動する電
動機を駆動させてから所定時間後に動作するタイ
マと、ねじ締め工程中に所定の締付トルクに達す
ると噛合いが離脱する噛合いクラツチの離脱を検
出して動作する離脱検出手段とを備え、ねじ締め
工程中に上記離脱検出手段が動作しても上記タイ
マが動作してないときは上記電動機の回転を保持
し続け、上記タイマが動作してから上記離脱検出
手段が動作したときは上記電動機を停止させるス
イツチング手段を具備した構成とした点にある。

以下本発明を第１図〜第４図に示した実施例を
用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の制御装置を備えた定置式自動
ねじ締め機の一実施例を示す正面図である。第１
図において、１は被締結物、２は取付台、３はね
じ供給装置で、取付台２でブラケツト４を水平に
支持する。ブラケツト４の一端の上部にはシリン
ダ５がピストンロツド６を下向きにして固定して
ある。また、他の一端にはねじ供給装置３が固定
してある。シリンダ５にはドライバヘツド７が固
定してあり、ドライバヘツド７によつて電動ドラ
イバ８を保持しており、ドライバヘツド７は、ブ
ラケツト４に固定してあつてドライバヘツド７を
貫通しているガイドロツド９を案内として昇降す
るようにしてある。１０はブラケツト４の上面に
固定したプレートである。ドライバヘツド７の下
端には、下死点位置決め用ピン１１が取り付けて
あり、ブラケツト４の下方に取り付けたストツパ
ブロツク１２に当接してその下死点を決定する。

また、ストツパブロツク１２にはチヤツクスト
ツパ１３が固定してあり、電動ドライバ８の先端
に取り付けたチヤツクユニツト１４がチヤツクス
トツパ１３に当接する。したがつて、ドライバヘ
ツド７と一体となつて下降するチヤツクユニツト
１４はこの位置で停止し、ドライバビツト１５が
チヤツクユニツト１４から突出してねじ等に推力
を加える。また、ドライバヘツド７にはドツク１
７が取り付けてあり、プレート１０に取り付けた
マイクロスイツチ１８によりドライバヘツド７の
上死点を確認する構成としてある。１９はシユー
トである。

第２図は第１図の電動ドライバ８の一実施例を
示す断面図、第３図は第２図の−線断面図で
ある。第２図において、２２は直流電動機、２３
は遊星歯車機構からなる減速装置、２４は遊星歯
車機構２３のセカンドアイドルギヤ２３ａを支持
するセカンドギヤホルダ２５とニードルローラ２
６とよりなる固定カムであり、ニードルローラ２
６は、第３図に示すように、セカンドギヤホルダ
２５の溝２５ａ内に取り付けてある。２７は回転
板で、ドライバビツト１５を保持するソケツト２
８を接続支承したシヤフト２９にキー３０と圧入
により結合してあり、シヤフト２９と一体となつ
て回転する。回転板２７の穴２７ａ内には、スチ
ールボール３１（回転カム）が穴２７ａの両端面
から出没自在に収納してあり、締付力調整用のコ
イルスプリング３２の押圧力によりスリーブ３
３、ロツド３４、スリーブ３５を介して固定カム
３１に圧着されている。３６は上記各部品を収納
しているギヤカバーである。３７はリミツトスイ
ツチで、ギヤカバー３６に固定してあり、スリー
ブ３３によりオン−オフの切り換えが行われる。
ここで、直流電動機２２の回転は、遊星歯車機構
２３により減速され、固定カム２４と可動の回転
カムであるスチールボール３１とよりなる噛合い
クラツチおよび回転板２７、シヤフト２９、ソケ
ツト２８を介してドライバビツト１５に伝達さ
れ、ねじ（図示せず）等を締め付ける。所定の締
付力に達すると、コイルスプリング３２の押圧力
に切ち勝つてスチールボール３１は軸方向（スリ
ーブ３５側）に押し出され、固定カム２４との噛
合いが離脱し、電動機２２の回転が遮断される。
一方、スリーブ３３もスリーブ３５、ロツド３４
を介してコイルスプリング３２側に押し出される
から、リミツトスイツチ３７が作動する。

ねじの締付トルクは、アジヤストリング３８が
トツプカバー３９にねじ嵌合しており、この嵌合
長さを変えてコイルスプリング３２の押圧力を変
えることによつて所定の締付力に調整される。

第４図は本発明の自動ねじ締め機の制御装置の
一実施例を示す回路図である。第４図において、
４１は直流電源、４２は定電圧電源用の３端子レ
ギユレータ、４３，４４はダーリントン接続の
NPNトランジスタで、直流電動機２２への電力
供給をオン、オフする。４５はサイリスタで、ゲ
ートが附勢されると、電動機２２のアマチユア両
端を短絡し、発電制動をかける動きをする。４６
はRSフリツプフロツプで、電源投入時には常に
リセツト状態になるように接続してある。また、
そのＱ出力の１つは、抵抗４７を介してNPNト
ランジスタ４４のベースに接続してあり、一方、
Ｑ出力の１つは、遅延回路４８を介してNPNト
ランジスタ４９のベースに接続してある。５０は
ツエナーダイオード、５１はタイマである。５３
はアンドゲートで、上記したマイクロスイツチ１
８（第１図参照）とねじ締めスタートスイツチ５
４とが両方とも投入されたときRSフリツプフロ
ツプ４６にセツト信号を印加する。５５はオアゲ
ートで、直列に接続してあるタイマ５１の接点で
ある限時接点５１ａとリミツトスイツチ３７（第
２図参照）との両方がオン状態となつたとき、ま
たは、タイマ５６が信号を発信したとき、RSフ
リツプフロツプ４６にリセツト信号を印加する。
タイマ５１と５６は、RSフリツプフロツプ４６
のＱ出力がレベル「Ｈ」に反転したときから一定
時間経過後動作するように構成してある。５７は
発光ダイオードとホトトランジスタとからなるホ
トカプラで、NPNトランジスタ４９がオン状態
になると、サイリスタ４５のゲートを附勢する。
５８〜６０はインバータ、６１〜６７は抵抗、６
８〜７０はコンデンサである。

第１図の実施例の自動ねじ締め機において、電
源スイツチ（図示せず）が投入されると、第４図
のRSフリツプフロツプ４６がリセツト状態で安
定し、それのＱ出力にレベル「Ｌ」の信号が現わ
れ、NPNトランジスタ４４をオフし、ねじ締め
付けスタートに備える。ねじ締めスタートスイツ
チ５４を投入すると、ドライバヘツド７（第１
図）がその上死点にあつてマイクロスイツチ１８
がオンになつているときだけ、アンドゲート５３
を介してRSフリツプフロツプ４６にセツト信号
を印加し、Ｑ出力のレベルを「Ｈ」に反転し、
NPNトランジスタ４４のベースを附勢し、電動
機２２を回転させる。同時に、ドライバヘツド下
降指令回路７１に信号を送出し、シリンダ５（第
１図）を作動させ、ドライバヘツド７、ドライバ
ビツト１５を下降させ、被締結物１に、例えば、
タツピングねじ（図示せず）をねじ込み始める。
もし、ここで初期のねじ込みトルクが所定の締付
トルクより大きく、クラツチの噛合いが離脱し、
リミツトスイツチ３７（第２図）が投入されて
も、限時接点５１ａがオフしているため、リセツ
ト信号は印加されず、電動機２２は回転を続け、
噛合いクラツチは再び係合する。

このように、ねじ込み初期においては、たとえ
噛合いクラツチが離脱しても電動機２２が停止せ
ず、噛合いクラツチの係合、離脱によるインパク
ト効果がねじ締め付けを促進する。

しかし、一定時間経過後、タイマ５１がオン
し、限時接点５１ａが閉路し、さらに締め付けが
進んでドライバビツト１５が降下し、タツピング
ねじの頭部が被締結物１に当接し、締付トルクが
所定の値に達すると、噛合いクラツチが離脱し、
リミツトスイツチ３７が投入されたときは、限時
接点５１ａとリミツトスイツチ３７とが閉路する
ので、インバータ６０、オアゲート５５を介して
リセツト信号がRSフリツプフロツプ４６に印加
され、Ｑ出力が「Ｌ」レベルとなり、出力が
「Ｈ」レベルに反転し、まず、NPNトランジスタ
４３，４４をオフして電動機２２への電力供給を
遮断する。次に、出力は、遅延回路４８を介し
てNPNトランジスタ４９のベースを附勢し、ホ
トカプラ５７によりサイリスタ４５のゲートを附
勢し、電動機２２に発電制動をかけ、直ちに回転
を停止させる。同時に、ドライバヘツド上昇指令
回路７２に信号を送出し、シリンダ５を作動さ
せ、ドライバヘツド７を上昇させて、次のねじ締
め作業に備える。

ここで、タイマ５６は、ねじ締めスタートスイ
ツチ５４が投入され、RSフリツプフロツプ４６
のＱ出力が「Ｈ」レベルに反転してから一定時間
経過後もリセツト信号が印加されない場合は異常
と判定し、強制的にリセツトしてねじ締め作業を
中止させる。

以上説明したように、本発明によれば、噛合い
クラツチの離脱検出手段とタイマにより、ある程
度以上ねじ込みが進行してから所定の締付トルク
に達したかどうかを判定して直流電動機を停止さ
せるようにしてあるので、直流電動機の起動時お
よび被締結物への締付け初期の過大なねじ込みト
ルクによつて直流電動機が停止する恐れがなく、
また、電動機起動時にたまたま噛合いクラツチが
離脱状態であつて離脱検出手段が動作状態であつ
ても直流電動機が停止することがなく、確実にね
じの締付けを行わせることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置を備えた定置式自動
ねじ締め機の一実施例を示す正面図、第２図は第
１図の電動ドライバの一実施例を示す断面図、第
３図は第２図の−線断面図、第４図は本発明
の自動ねじ締め機の制御装置の一実施例を示す回
路図である。１…被締結物、７…ドライバヘツド、８…電動
ドライバ、１５…ドライバビツト、１８…マイク
ロスイツチ、２２…直流電動機、２４…固定カ
ム、３１…スチールボール（可動カム）、３７…
リミツトスイツチ、４３，４４，４５…NPNト
ランジスタ、４５…サイリスタ、４６…RSフリ
ツプフロツプ、４８…遅延回路、５１…タイマ、
５３…アンドゲート、５５…オアゲート、５６…
タイマ、５７…ホトカプラ。

Claims

【特許請求の範囲】１ドライバビツトを駆動する電動機を起動させ
てから所定時間経過後に動作するタイマと、ねじ
締め工程中に所定の締め付けトルクに達すると噛
合いが離脱する噛合いクラツチの離脱を検出して
動作する離脱検出手段とを備え、ねじ締め工程中
に前記離脱検出手段が動作しても前記タイマが動
作していないときは前記電動機の回転を保持し続
け、前記タイマが動作してから前記離脱検出手段
が動作したときは前記電動機を停止させるスイツ
チング手段を具備したことを特徴とする自動ねじ
締め機の制御装置。２前記スイツチング手段は、前記電動機を停止
させるときに、前記電動機への電力供給を遮断す
るとともに所定時間遅延させて発電制動をかける
手段を備えていることを特徴とした特許請求の範
囲第１項記載の自動ねじ締め機の制御装置。