JPH0468097B2 - - Google Patents

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JPH0468097B2
JPH0468097B2 JP12000886A JP12000886A JPH0468097B2 JP H0468097 B2 JPH0468097 B2 JP H0468097B2 JP 12000886 A JP12000886 A JP 12000886A JP 12000886 A JP12000886 A JP 12000886A JP H0468097 B2 JPH0468097 B2 JP H0468097B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
driver bit
change ring
speed change
rotation voltage
Prior art date
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Application number
JP12000886A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62173125A (en
Inventor
Jiro Sakai
Masatomo Adachi
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NITSUTO SEIKO KK
SHINHO KOGYO KK
Original Assignee
NITSUTO SEIKO KK
SHINHO KOGYO KK
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Publication date
Application filed by NITSUTO SEIKO KK, SHINHO KOGYO KK filed Critical NITSUTO SEIKO KK
Priority to JP12000886A priority Critical patent/JPS62173125A/en
Publication of JPS62173125A publication Critical patent/JPS62173125A/en
Publication of JPH0468097B2 publication Critical patent/JPH0468097B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ねじ締め完了時のドライバビツトの
持つ慣性の影響を完全に排除して所望のねじ締付
けトルクで確実にねじ締めを行うように構成した
自動ねじ締め機の制御装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field The present invention is configured to completely eliminate the influence of inertia of a driver bit when screw tightening is completed, and to ensure screw tightening with a desired screw tightening torque. This invention relates to a control device for an automatic screw tightening machine.

従来技術 一般に、ねじ締付けトルクを制御する場合に
は、回転駆動源によりドライバビツトを回転さ
せ、このドライバビツトに加わる負荷トルクを適
当な検出手段を用いて検出し、この検出値が設定
値に達すれば、回転駆動源を停止させる方法が一
般的である。この方法では、ねじ締付けトルクの
設定値が低い場合には、ねじ締付け完了時に回転
駆動部の持つ慣性の影響により締付けトルクが設
定値を越え、正確な締付けトルクでねじを締付け
ることができない。そこで、低い設定締付けトル
クであつてもねじを正確に締付けることのできる
ねじ締め機が要望されている。
Prior Art Generally, when controlling screw tightening torque, a driver bit is rotated by a rotary drive source, the load torque applied to the driver bit is detected using an appropriate detection means, and the torque is detected until the detected value reaches a set value. For example, a common method is to stop the rotational drive source. In this method, if the set value of the screw tightening torque is low, the tightening torque will exceed the set value due to the influence of the inertia of the rotary drive unit when the screw tightening is completed, and the screw cannot be tightened with accurate tightening torque. Therefore, there is a need for a screw tightening machine that can accurately tighten screws even with a low set tightening torque.

発明が解決しようとする問題点 本発明は特公昭57−13221号公報に示されるよ
うに回転駆動源を、入力軸より出力軸に至る伝動
系が遊星運動を伴う複数の遊星コーンを含んで構
成され、複数の遊星コーンの円錐面に共通に摩擦
係合する非回転の変速リングが設けられるととも
に、入力軸上の入力円板に摩擦係合する凹断面形
の伝動面と出力軸上のカムデイスクに摩擦係合す
る平坦な伝動面とが遊星コーン上に設けられる形
式の摩擦無断変速機に、負荷トルクの増大にとも
ない、出力軸の回転速度を低下させる方向に変速
リングを自動的に動かすようにする自動変速作用
部を持つ自動変速機として構成し、この自動変速
機の出力側をドライバビツトに連接してねじ締め
を行い、締付けトルクが設定値に達した時回転駆
動源を停止させることなく、ドライバビツトの回
転を零にして、この時の出力トルクでもつて締付
けトルクの保持を行うとともに、ねじ締付け完了
時に生じるドライバビツトとねじ頭部との食付き
による問題を解決するものである。
Problems to be Solved by the Invention As disclosed in Japanese Patent Publication No. 13221/1983, the present invention provides a rotary drive source in which the transmission system from the input shaft to the output shaft includes a plurality of planetary cones with planetary motion. A non-rotating speed change ring that is commonly frictionally engaged with the conical surfaces of the plurality of planetary cones, and a concave transmission surface that is frictionally engaged with the input disc on the input shaft and a cam on the output shaft. In a frictionless transmission in which a flat transmission surface that frictionally engages with a disk is provided on a planetary cone, a speed change ring is automatically moved in a direction to reduce the rotational speed of an output shaft as load torque increases. The output side of this automatic transmission is connected to a driver bit and screws are tightened, and when the tightening torque reaches a set value, the rotational drive source is stopped. This method reduces the rotation of the driver bit to zero without causing any problems, and maintains the tightening torque with the output torque at this time, and also solves the problem of biting between the driver bit and the screw head that occurs when screw tightening is completed. .

問題点を解決するための手段 本発明は上記欠点の除去を目的とするもので、
モータにその回転を受けて回転する入力円板とそ
の外周に摩擦係合する遊星コーンとこれに摩擦係
合するカムデイスクとを介してドライバビツトを
連結している。また、前記遊星コーンの外周には
その円錐面に摩擦係合する変速リングが配置され
ており、しかもドライバビツトに係る負荷トルク
により変速リングに加わる反力トルクを弾力保持
部材により受けるように構成されている。
Means for Solving the Problems The present invention aims to eliminate the above-mentioned drawbacks.
The driver bit is connected through an input disk which rotates in response to the rotation of the motor, a planetary cone which frictionally engages with the outer periphery of the input disk, and a cam disc which frictionally engages with the input disk. Further, a speed change ring is disposed on the outer periphery of the planetary cone and is frictionally engaged with the conical surface thereof, and is configured such that the reaction torque applied to the speed change ring due to the load torque related to the driver bit is received by an elastic holding member. ing.

一方、前記モータには切換手段を介して正転電
圧供給部と逆転電圧供給部とが接続されている。
On the other hand, a forward rotation voltage supply section and a reverse rotation voltage supply section are connected to the motor via a switching means.

また、ねじ締付けの完了を検出する検出手段と
してモータの負荷電流を検出する第1の検出手段
とその検出値がその飽和電流に近い電流値に達す
ると出力信号を出力する第2の検出手段とが、配
置されており、この検出手段の出力により前記切
換手段を作動させ、正転電圧供給部を遮断して逆
転電圧供給部の逆転電圧を所定時間だけモータに
供給するように構成されている。
Further, as the detection means for detecting the completion of screw tightening, the first detection means detects the load current of the motor, and the second detection means outputs an output signal when the detected value reaches a current value close to the saturation current. is arranged, and the switching means is actuated by the output of the detection means, the forward rotation voltage supply section is cut off, and the reverse rotation voltage of the reverse rotation voltage supply section is supplied to the motor for a predetermined period of time. .

作 用 上記自動ねじ締め機の制御装置では、モータに
正転電圧を供給して駆動し、その回転を遊星コー
ンの円錐面に対する変速リングの摩擦係合位置で
決まる減速比でドライバビツトに伝達してねじを
締付ける。ねじを締付けると、ドライバビツトに
係る負荷に応じて変速リングに反力トルクが加わ
る。これにともなつて、変速リングが回動すると
ともにその軸心方向にも移動し、その減速比が大
きくなり、ついには無限大となつて、ドライバビ
ツトの回転が停止して、ねじ締付けを完了する。
これにともない、モータの負荷電流が上昇し、一
定値で飽和状態となるが、この間に負荷電流が飽
和状態となる直前の設定値に達し、ねじ締付け完
了が検出され、その検出出力が出力される。この
出力信号により切換手段が作動し、モータへの正
転電圧の供給を遮断する。この時、遊星コーンと
変速リング、カムデイスクそれぞれの接触点を結
ぶ直線が遊星コーンとほぼ平行となつているの
で、クサビ作用によりカムデイスクはロツクされ
る。その後、逆転電圧供給部から所定時間だけ逆
転電圧がモータに供給され、モータは僅かに逆回
転して停止する。そのため、モータから遊星コー
ンおよび変速リングが僅かに逆転し、摩擦係合位
置が僅かに高速側に復帰する。この摩擦係合位置
の高速側への復帰により、前記変速リング、カム
デイスクおよび遊星コーンのロツクが解除され、
同時にモータの逆転によりドライバビツトの負荷
も軽減されるので、この負荷に対応した位置まで
変速リングが高速側に回動復帰し、ついには原位
置に戻る。その後、ドライバビツトが上昇し、次
回の作業に備える。この時、ドライバビツトの負
荷が完全に軽減されているため、ドライバビツト
とねじとは円滑に離脱することができ、ドライバ
ビツトあるいはねじの損傷は皆無となる。しか
も、機械的なトルク検出機構がないため、差動遊
星機構が持つ出力トルクをロスなくドライバビツ
トに伝達することができ、差動遊星機構の出力ト
ルクで正確に締付けを完了することができる。
Function The control device for the automatic screw tightening machine described above drives the motor by supplying normal rotation voltage, and transmits the rotation to the driver bit at a reduction ratio determined by the frictional engagement position of the speed change ring with the conical surface of the planetary cone. and then tighten the screws. When the screw is tightened, reaction torque is applied to the speed change ring according to the load on the driver bit. Along with this, the speed change ring rotates and moves in the direction of its axis, and its reduction ratio increases until it reaches infinity, and the driver bit stops rotating, completing screw tightening. do.
Along with this, the load current of the motor increases and reaches a saturated state at a constant value, but during this time the load current reaches the set value just before reaching the saturated state, the completion of screw tightening is detected, and the detection output is output. Ru. This output signal activates the switching means to cut off the supply of normal rotation voltage to the motor. At this time, since the straight line connecting the contact points of the planetary cone, the speed change ring, and the cam disk is approximately parallel to the planetary cone, the cam disk is locked by the wedge action. Thereafter, a reverse voltage is supplied from the reverse voltage supply section to the motor for a predetermined period of time, and the motor rotates slightly in reverse and then stops. Therefore, the planetary cone and speed change ring are slightly reversed from the motor, and the frictional engagement position is slightly returned to the high speed side. By returning the frictional engagement position to the high speed side, the gear ring, cam disc and planetary cone are unlocked.
At the same time, the load on the driver bit is reduced by reversing the motor, so the speed change ring returns to the high speed side to a position corresponding to this load, and finally returns to its original position. After that, the driver bit increases and prepares for the next operation. At this time, since the load on the driver bit is completely reduced, the driver bit and screw can be smoothly separated, and there is no damage to the driver bit or the screw. Moreover, since there is no mechanical torque detection mechanism, the output torque of the differential planetary mechanism can be transmitted to the driver bit without loss, and tightening can be completed accurately using the output torque of the differential planetary mechanism.

実施例 以下、実施例を図面について説明する。第1図
および第2図において、Aは自動ねじ締め機1の
制御装置であり、第3図に示すフローチヤートに
従つて駆動されるように構成されている。前記制
御装置Aの説明に先立つて第4図に示される本案
の自動ねじ締め機について説明する。この自動ね
じ締め機1は、ドライバ本体18の一端に固定さ
れた回転駆動源のモータ19を有しており、その
回転を受けて差動遊星機構20の一部を構成する
入力円板21が回転するように配置されている。
また、この入力円板21の外周には複数個の遊星
コーン23が配置されており、その円周溝23a
が前記入力円板21に摩擦係合して回転するよう
に構成されている。この遊星コーン23の円錐面
23cの裏面に位置する平坦面23bには前記入
力円板21と同心上で回転するカムデイスク24
が摩擦係合するように配置されている。しかも、
このカムデイスク24にはこれと一体に回転する
ようにドライバビツト(図示せず)が連結されて
おり、モータ19の回転がドライバビツトに伝達
されるように構成されている。
Embodiments Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In FIGS. 1 and 2, A is a control device for the automatic screw tightening machine 1, which is configured to be driven according to the flowchart shown in FIG. Prior to explaining the control device A, the automatic screw tightening machine of the present invention shown in FIG. 4 will be explained. This automatic screw tightening machine 1 has a motor 19 as a rotational drive source fixed to one end of a driver main body 18, and an input disk 21 forming a part of a differential planetary mechanism 20 is rotated by the motor 19. arranged to rotate.
Further, a plurality of planetary cones 23 are arranged on the outer periphery of this input disk 21, and a circumferential groove 23a is provided in the planetary cones 23.
is configured to rotate while being frictionally engaged with the input disk 21. A cam disk 24 that rotates concentrically with the input disk 21 is provided on a flat surface 23b located on the back side of the conical surface 23c of the planetary cone 23.
are arranged so as to frictionally engage with each other. Moreover,
A driver bit (not shown) is connected to the cam disk 24 so as to rotate together with the cam disk 24, and the rotation of the motor 19 is transmitted to the driver bit.

さらに、前記遊星コーン23の外周にはその円
錐面23cと摩擦係合して回転するように変速リ
ング25が配置されており、この変速リング25
は一端が回動自在に保持されたアーム32により
回動自在に保持されている。しかも、この変速リ
ング25はその摩擦係合位置が高速側に位置する
ようにばね31により付勢されており、このばね
31と前記アーム32とからなる弾力保持部材に
より変速リング25の摩擦係合位置で決まる減速
比の最大値および締付けトルクが規制されるよう
に構成されている。この自動ねじ締め機1では、
ドライバビツトに加わる締付けトルクに応じて生
じる反力トルクにより変速リング25が回動す
る。この変速リング25の回動による軸心方向の
移動量はばね31により規制されている関係で、
反力トルクにより変速リング25に生じるばね3
1への押圧力とばね31の撓みにより生じる弾性
力とが均衝する位置まで変速リング25が移動す
るように構成されている。そのため、ドライバビ
ツトに係る負荷が増大すると、変速リング25は
遊星コーン23の縁部まで移動し、ドライバビツ
トは零回転に至るまで減速され、第5図に示す特
性曲線のごとくねじ締めが行われる。
Further, a speed change ring 25 is arranged on the outer periphery of the planetary cone 23 so as to rotate while frictionally engaging with the conical surface 23c.
is rotatably held by an arm 32 whose one end is rotatably held. In addition, the speed change ring 25 is biased by a spring 31 so that its frictional engagement position is located on the high speed side, and the frictional engagement of the speed change ring 25 is The maximum value of the reduction ratio and the tightening torque determined by the position are regulated. In this automatic screw tightening machine 1,
The speed change ring 25 rotates due to the reaction torque generated in response to the tightening torque applied to the driver bit. The amount of movement in the axial direction due to the rotation of the speed change ring 25 is regulated by the spring 31;
Spring 3 generated in speed change ring 25 due to reaction torque
The speed change ring 25 is configured to move to a position where the pressing force on the spring 31 and the elastic force generated by the deflection of the spring 31 are balanced. Therefore, when the load on the driver bit increases, the speed change ring 25 moves to the edge of the planetary cone 23, the driver bit is decelerated to zero rotation, and the screw is tightened as shown in the characteristic curve shown in Figure 5. .

また、前記制御装置Aはは前記自動ねじ締め機
の回転駆動源のモータ19を制御するように構成
されている。この制御装置Aは、作業スタート部
41を有し、この作業スタート部41は正転制御
部42に接続されている。前記モータ19には正
転電圧供給部43と正転電圧よりも低い電圧の逆
転電圧を供給する逆転電圧供給部44とが切換手
段45を介して接続されている。この切換手段4
5は前記正転制御部42からの信号によりモータ
19へ正転電圧を供給するとともに、後記する
A/D変換器54からの変換完了信号により前記
正転電圧を遮断して後、逆転制御部46からの信
号によりモータ19に逆転電圧を供給するように
構成されている。しかも、この切換手段45は正
転電圧と逆転電圧とが同時に供給されないように
構成されている。
Further, the control device A is configured to control a motor 19 that is a rotational drive source of the automatic screw tightening machine. This control device A has a work start section 41, and this work start section 41 is connected to a normal rotation control section 42. A forward rotation voltage supply section 43 and a reverse rotation voltage supply section 44 that supplies a reverse rotation voltage lower than the normal rotation voltage are connected to the motor 19 via a switching means 45. This switching means 4
5 supplies a forward rotation voltage to the motor 19 in response to a signal from the forward rotation control section 42, and after cutting off the forward rotation voltage in response to a conversion completion signal from an A/D converter 54 to be described later, a reverse rotation control section The motor 19 is configured to supply a reverse voltage to the motor 19 based on a signal from the motor 46 . Moreover, this switching means 45 is configured so that the forward rotation voltage and the reverse rotation voltage are not supplied at the same time.

また、前記モータ19にはその電機子巻線に流
れる負荷電流を検出する第1検出手段47が接続
されており、ドライバビツトの負荷の増大にとも
なつて、その検出値が増加するとともに、モータ
19回転中にドライバビツトが停止する時には飽
和状態となるように構成されている。この第1検
出手段47はフイルタ48およびゲイン補正部4
9を有しており、後記する判定が容易に行えるよ
うに構成されている。しかも、この第1検出手段
47ねじ締付けの完了を検出する第2検出手段5
0に接続されている。前記第2検出手段50は、
ねじ締付けの完了を検出するために所望締付けト
ルクに対応した負荷電流飽和時の定電圧値よりも
低い電圧値を設定値Aとして有する第1設定器5
1、この設定値Aと前記検出値とを比較する第1
比較器52およびこの第1比較器52の出力信号
と後記第3検出手段55の出力信号とのアンド出
力信号とを受けて所定時間(T1)後に出力信号
を発信する第1遅延回路53からなつている。こ
の第1遅延回路53は後記するA−D変換部54
に変換指令信号を発信するように構成されてい
る。
Further, a first detection means 47 is connected to the motor 19 for detecting the load current flowing through the armature winding, and as the load on the driver bit increases, the detected value increases and the motor The structure is such that when the driver bit stops during 19 rotations, it is in a saturated state. This first detection means 47 includes a filter 48 and a gain correction section 4.
9, and is configured so that the determination described later can be easily performed. Moreover, this first detection means 47 has a second detection means 5 for detecting the completion of screw tightening.
Connected to 0. The second detection means 50 includes:
A first setting device 5 which has a voltage value lower than the constant voltage value at the time of load current saturation corresponding to the desired tightening torque as a set value A in order to detect the completion of screw tightening.
1. A first step that compares this set value A and the detected value.
A comparator 52 and a first delay circuit 53 which receives an AND output signal of the output signal of the first comparator 52 and the output signal of the third detection means 55 described later and transmits an output signal after a predetermined time (T1). ing. This first delay circuit 53 is connected to an A-D converter 54 which will be described later.
The converter is configured to transmit a conversion command signal to the converter.

また、前記第1検出手段47はモータ19の回
転停止を検出する第3検出手段55に接続されて
いる。この第3検出手段55はモータ19の回転
停止を検出するためほぼ零に近い値の設定値を有
する第2設定器56、この設定値と前記検出値と
を比較する第2比較器57とからなつており、前
記設定値と検出値とが一致した時に第2比較器5
7から出力信号が発信されるように構成されてい
る。
Further, the first detection means 47 is connected to a third detection means 55 that detects whether the motor 19 has stopped rotating. This third detection means 55 includes a second setter 56 having a set value close to zero in order to detect rotation stoppage of the motor 19, and a second comparator 57 for comparing this set value with the detected value. and when the set value and the detected value match, the second comparator 5
It is configured such that an output signal is transmitted from 7.

前記第1検出手段47の検出値はA/D変換部
54に供給され、前記第2検出手段50の出力信
号により完全にねじ締付けが完了した時点のアナ
ログ検出値のデジイタル変換が開始され、変換完
了後にこのA−D変換部54から変換完了信号が
発信されると同時に変換データが出力されるよう
に構成されている。また、前記変換データはトル
ク表示部58に供給され、前記変換完了信号を受
けてトルク値として表示されるように構成されて
いる。
The detected value of the first detecting means 47 is supplied to the A/D converter 54, and the output signal of the second detecting means 50 starts digital conversion of the analog detected value at the time when screw tightening is completely completed. After completion of the conversion, the conversion data is outputted at the same time as a conversion completion signal is sent from the A/D converter 54. Further, the conversion data is supplied to a torque display unit 58, and is configured to be displayed as a torque value upon receiving the conversion completion signal.

一方、前記変換完了信号は前記正転制御部42
に供給され、作業スタート部41からの信号によ
り供給されたモータ19への正転電圧を遮断する
ように構成されている。また、この変換完了信号
は第2遅延回路59に供給され、通常回転してい
るモータ19が停止するに必要な時間(T2)だ
け遅延されるように構成されている。同時に、こ
の変換完了信号はモータ19の回転が完全に停止
したことを確認する前記第3検出手段55からの
出力信号を待つて、パルス発生部60に供給され
ており、このパルス発生部60から前記モータ1
9に所望逆転時間(T3)のパルスに応じた出力
信号が逆転制御部46に入力され、この逆転制御
部46からの信号により切換手段45を作動させ
る一方、マシンサイクル完了検出部61を介して
ドライバビツトの昇降手段62を作動させてドラ
イバビツトを上昇復帰させるように構成されてい
る。
On the other hand, the conversion completion signal is transmitted to the forward rotation control section 42.
The normal rotation voltage supplied to the motor 19 is cut off by a signal from the work start section 41. Further, this conversion completion signal is supplied to the second delay circuit 59, and is configured to be delayed by the time (T2) necessary for the normally rotating motor 19 to stop. At the same time, this conversion completion signal is supplied to the pulse generator 60 after waiting for an output signal from the third detection means 55 to confirm that the rotation of the motor 19 has completely stopped. Said motor 1
At 9, an output signal corresponding to the pulse of the desired reversal time (T3) is input to the reversal control section 46, and while the switching means 45 is actuated by the signal from this reversal control section 46, the output signal is inputted via the machine cycle completion detection section 61. The driver bit is configured to be raised and returned to its original position by operating the driver bit lifting means 62.

さらに、前記第1検出手段47の検出値は締付
良否判定部63の第3比較器64に供給され、第
3設定器69に設定された下限締付けトルクに相
当する電圧値と比較されるように構成されてい
る。この第3比較器64はこれらが一致した時に
出力信号を発信するように構成されており、この
出力信号が発信されない時に締付不足が検出され
るように構成されている。また、前記締付良否判
定部63は前記A−D変換部54の変換データに
対して第4設定器65および第5設定器66に設
定された締付けトルクの上限および下限の設定値
の範囲にあるか否かを判定する第4比較器67お
よび第5比較器68から出力信号を受けるように
構成されている。また、前記締付良否判定部63
はねじ締付開始からねじ締付完了までの時間が所
定時間内であるか否かを判定する判定部(図示せ
ず)を有し、前記変換完了信号を受けて総合的に
ねじ締付の良否を判定して、その良否が締付良否
表示部70で総合的に表示されるように構成され
ている。
Further, the detected value of the first detection means 47 is supplied to a third comparator 64 of a tightening quality determination section 63, and is compared with a voltage value corresponding to the lower limit tightening torque set in a third setting device 69. It is composed of This third comparator 64 is configured to issue an output signal when these match, and is configured to detect insufficient tightening when this output signal is not issued. Further, the tightening quality determination section 63 adjusts the conversion data of the A-D converter 54 to the range of upper and lower limit values of the tightening torque set in the fourth setting device 65 and the fifth setting device 66. It is configured to receive output signals from a fourth comparator 67 and a fifth comparator 68 that determine whether or not there is. In addition, the tightening quality determination section 63
has a determination unit (not shown) that determines whether the time from the start of screw tightening to the completion of screw tightening is within a predetermined time, and receives the conversion completion signal and determines whether the screw tightening is complete. It is configured such that the quality is determined and the quality is comprehensively displayed on the tightening quality display section 70.

上記自動ねじ締め機の制御装置では、第2図
a,cに示すように作業スタート部41の出力信
号がドライバビツトの昇降手段62に供給されて
昇降手段62が作動し、ドライバビツトが下降す
る。同時に、作業スタート部41の出力信号が正
転制御部42に供給されてこの正転制御部42か
らの信号により切換手段45が作動し、第2図b
に示すように正転電圧供給部43から正転電圧が
モータ19に供給される。モータ19の回転にと
もなつて入力円板、遊星コーン、カムデイスクお
よび変速リングでなる差動遊星機構を介してドラ
イバビツトが回転し、ねじ締付けが開始される。
この時、ドライバビツトに加わる負荷に応じて変
速リングが回動し、その減速比が連続的に増大
し、ついにはその減速比が無限大となつて、ドラ
イバビツトの回転が停止する。一方、第2図dに
示すようにドライバビツトに係る負荷に応じてモ
ータ19の負荷電流が増加するので、この負荷電
流が第1検出手段47に検出され、第2図eに示
すようにその検出値が第1設定器51の設定値A
と比較される。前記検出値と設定値Aとが一致す
ると、第2図fに示すようにその時点から所定時
間(T1)後に変換指令信号がA−D変換部54
に供給され、A−D変換部54はその時点の検出
値をデイジタルデータに変換し、この変換データ
がトルク表示部58で表示される。この変換完了
と同時に、変換完了信号が第2図gに示すように
正転制御部42に供給され、モータ19の回転が
停止する。
In the control device for the automatic screw tightening machine described above, as shown in FIGS. 2a and 2c, the output signal of the work start section 41 is supplied to the lifting means 62 of the driver bit, the lifting means 62 is operated, and the driver bit is lowered. . At the same time, the output signal of the work start section 41 is supplied to the forward rotation control section 42, and the switching means 45 is actuated by the signal from the forward rotation control section 42.
As shown in FIG. 2 , the normal rotation voltage is supplied to the motor 19 from the normal rotation voltage supply section 43 . As the motor 19 rotates, the driver bit rotates via a differential planetary mechanism consisting of an input disk, a planetary cone, a cam disk, and a speed change ring, and screw tightening is started.
At this time, the speed change ring rotates in response to the load applied to the driver bit, and its reduction ratio increases continuously until the reduction ratio reaches infinity and the rotation of the driver bit stops. On the other hand, as shown in FIG. 2d, the load current of the motor 19 increases in accordance with the load related to the driver bit, so this load current is detected by the first detection means 47, and as shown in FIG. 2e, the load current of the motor 19 increases. The detected value is the setting value A of the first setting device 51
compared to When the detected value and the set value A match, a conversion command signal is sent to the A-D converter 54 after a predetermined time (T1) from that point, as shown in FIG.
The A/D converter 54 converts the detected value at that point into digital data, and this converted data is displayed on the torque display section 58. At the same time as this conversion is completed, a conversion completion signal is supplied to the normal rotation control section 42 as shown in FIG. 2g, and the rotation of the motor 19 is stopped.

一方、前記変換完了信号は第2図hに示すよう
に前記モータ19の通常停止するに必要な時間
(T2)だけ遅延される。同時に、この変換完了信
号は第2図iに示すように第3検出手段55の出
力信号を待つてモータ19の回転停止が確認され
て後、パルス発生部60に供給される。このパル
ス発生部60は第2図jに示すように所定時間幅
(T3)のパルス信号を発信し、これを逆転制御部
46に供給する。この逆転制御部46はそのパル
信号が発信される間、切換手段45を作動させ、
逆転電圧供給部44から逆転電圧をモータ19に
供給する。モータ19は僅かに逆転して停止する
が、モータ19の逆回転にともなつて遊星コーン
および変速リングが逆転する。そのため、遊星コ
ーンと変速リングとの摩擦係合位置が高速側に復
帰し、変速リング、カムデイスクおよび遊星コー
ンのロツクがモータ19側から解除され、ドライ
バビツトの負荷に対応した反力トルクが変速リン
グに伝達される。この時、前記ドライバビツトに
加わる負荷はモータ19の逆回転にともなつて軽
減されているので、その負荷に応じて変速リング
が遊星コーの円錐面に沿つて復帰し、ついには原
位置に復帰する。また第2図jに示すところのパ
ルス発生部60からのパルス信号はマシンサイク
ル完了検出部61供給され、その出力信号が第2
図kに示すように昇降手段に供給され、これを作
動させてドライバビツトを上昇させ、次回の作業
に備える。
On the other hand, the conversion completion signal is delayed by the time (T2) necessary for the motor 19 to normally stop, as shown in FIG. 2h. At the same time, this conversion completion signal is supplied to the pulse generator 60 after waiting for the output signal of the third detection means 55 and confirming that the motor 19 has stopped rotating, as shown in FIG. 2i. The pulse generator 60 generates a pulse signal with a predetermined time width (T3) as shown in FIG. 2j, and supplies this to the reverse rotation controller 46. This reversal control section 46 operates the switching means 45 while the pulse signal is being transmitted,
A reverse voltage is supplied to the motor 19 from the reverse voltage supply section 44 . The motor 19 rotates slightly in the reverse direction and then stops, but as the motor 19 rotates in the reverse direction, the planetary cone and the speed change ring reverse. Therefore, the frictional engagement position between the planetary cone and the speed change ring returns to the high speed side, the speed change ring, cam disc and planetary cone are unlocked from the motor 19 side, and the reaction torque corresponding to the load on the driver bit changes the speed. transmitted to the ring. At this time, the load applied to the driver bit is reduced as the motor 19 rotates in reverse, so the speed change ring returns along the conical surface of the planetary coil according to the load, and finally returns to its original position. do. Further, the pulse signal from the pulse generator 60 shown in FIG. 2j is supplied to the machine cycle completion detector 61, and its output signal
As shown in Figure K, it is supplied to the lifting means, which is operated to raise the driver bit in preparation for the next operation.

この時、逆転電圧は第2図bに示すように正転
電圧よりも充分さいので、モータ19の逆転時間
が長くなつていても、ドライバビツトは逆転方向
の負荷を受けるが、この負荷が小さく、ドライバ
ビツトが逆転するようなことはない。
At this time, the reverse rotation voltage is sufficiently lower than the forward rotation voltage as shown in Figure 2b, so even if the reverse rotation time of the motor 19 is long, the driver bit receives a load in the reverse direction, but this load is small. , the driver bits are never reversed.

さらに、前記締付良否判定部63出力信号を送
る第3比較器64によりその第3設定器69の下
限締付けトルクに対応する設定値と前記検出値と
が比較され、トルク伝達系に異常がないかが監視
される。また、前記A−D変換部54の変換デー
タは第4設定器65および第5設定器66の締付
けトルクの上限および下限の設定値とそれぞれ比
較されてねじ締付けトルクの良否が、またねじ締
付けに要した時間が設定時間と比較されてそのね
じ締付け時間により締付け状態が判定され、締付
良否判定部63で総合的にねじ締付け作業の良否
が判定され、締付良否表示部70で表示される。
Furthermore, the third comparator 64 that sends the output signal of the tightening quality determination section 63 compares the set value corresponding to the lower limit tightening torque of the third setter 69 with the detected value, and confirms that there is no abnormality in the torque transmission system. How it goes is monitored. The conversion data of the A-D converter 54 is compared with the upper and lower limit settings of the tightening torque of the fourth setting device 65 and the fifth setting device 66, respectively, to determine whether the screw tightening torque is good or bad. The required time is compared with the set time and the tightening state is determined based on the screw tightening time, and the tightening quality judgment unit 63 comprehensively determines the quality of the screw tightening work, which is displayed on the tightening quality display unit 70. .

なお、前記トルク表示部58および締付良否表
示部70は次回の作業スタート部41からの信号
によりリセツトされる。
The torque display section 58 and the tightening quality display section 70 are reset by a signal from the next work start section 41.

発明の効果 以上説明したように、本発明はモータの回転を
入力円板、遊星コーン、カムデイスクおよび変速
リングでなる差動遊星機構を介してドライバビツ
トに伝達して変速リングの軸心方向の移動を弾力
保持部材により規制するとともに、モータの負荷
電流を検出してこれが所定値に達するとモータへ
の正転電圧を遮断して逆転電圧を供給し、モータ
を僅かに逆転させるように構成しているため、ね
じ締付け完了時に差動遊星機構がロツク状態で停
止しても、これをモータ側から遊星コーンと変速
リングとを逆転させ、僅かにその摩擦係合位置を
代えて変速リングを逆転方向のドライバビツトに
係る負荷に応じて回動復帰させてついには原位置
に復帰させ、ドライバビツトの負荷を完全に軽減
することができ、ドライバビツトを上昇復帰させ
る際にも、ドライバビツトが円滑にねじから離脱
し、ワークを持上げるようなことが皆無となり、
ねじの頭部またはドライバビツトの破損も皆無と
なる等の利点がある。また、本発明はモータの正
転によるねじ締付けの完了検出をモータの負荷電
流から検出するように構成しているため、ドライ
バビツトの停止を検出するための余分な回転検出
手段すなわちドライバビツトに取付けられるスリ
ツト円板等の余分な機械的構成が不要となり、ド
ライバビツトへの余分な負荷をなくし、差動遊星
機構が持つ出力トルクがロスなくドライバビツト
に加わり、差動遊星機構が持つ出力トルクで正確
に締付けを完了することができる。
Effects of the Invention As explained above, the present invention transmits the rotation of the motor to the driver bit through a differential planetary mechanism consisting of an input disk, a planetary cone, a cam disk, and a speed change ring, thereby shifting the speed in the axial direction of the speed change ring. In addition to regulating the movement with an elastic holding member, the motor is configured to detect the load current of the motor, and when it reaches a predetermined value, cut off the forward rotation voltage to the motor and supply reverse rotation voltage, causing the motor to rotate slightly in the reverse direction. Therefore, even if the differential planetary mechanism stops in a locked state when the screws are tightened, the planetary cone and the speed change ring can be reversed from the motor side, and the position of friction engagement can be slightly changed to reverse the speed change ring. The driver bit can be rotated and returned to its original position according to the load on the driver bit in the direction, and the load on the driver bit can be completely reduced, and even when the driver bit is raised and returned, the driver bit will move smoothly. There is no need to separate from the screw and lift the workpiece.
There are advantages such as no damage to screw heads or driver bits. Furthermore, since the present invention is configured to detect the completion of screw tightening due to forward rotation of the motor from the load current of the motor, extra rotation detection means, that is, attached to the driver bit, is required to detect the stoppage of the driver bit. This eliminates the need for extra mechanical components such as slit discs, which eliminates extra load on the driver bit, and the output torque of the differential planetary mechanism is applied to the driver bit without loss. Tightening can be completed accurately.

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

第1図は本発明のブロツク図、第2図は第1図
の各点における信号波形図、第3図は本発明の動
作を示すフローチヤート、第4図は本発明に係わ
る自動ねじ締め機の要部断面図、第5図は本発明
に係わる自動変速機の出力軸の持つトルク−回転
数特性曲線図である。 A……制御装置、1……自動ねじ締め機、18
……ドライバ本体、19……モータ、20……差
動遊星機構、21……入力円板、23……遊星コ
ーン、23a……円周溝、23b……平坦面、2
3c……円錐面、24……カムデイスク、25…
…変速リング、31……ばね、32……アーム、
41……作業スタート部、42……正転制御部、
43……正転電圧供給部、44……逆転電圧供給
部、45……切換手段、46……逆転制御部、4
7……第1検出手段、48……フイルタ、49…
…ゲイン補正部、50……第2検出手段、51…
…第1設定器、52……第1比較器、53……第
1遅延回路、54……A−D変換部、55……第
3検出手段、56……第2設定器、57……第2
比較器、58……トルク表示部、59……第2遅
延回路、60……パルス発生部、61……マシン
サイクル完了検出部、62……昇降手段、63…
…締付良否判定部、64……第3比較器、65…
…第4設定器、66……第5設定器、67……第
4比較器、68……第5比較器、69……第3設
定器、70……締付良否表示部。
Fig. 1 is a block diagram of the present invention, Fig. 2 is a signal waveform diagram at each point in Fig. 1, Fig. 3 is a flowchart showing the operation of the present invention, and Fig. 4 is an automatic screw tightening machine according to the present invention. FIG. 5 is a sectional view of a main part of the present invention, and FIG. 5 is a torque-rotational speed characteristic curve diagram of the output shaft of the automatic transmission according to the present invention. A...Control device, 1...Automatic screw tightening machine, 18
... Driver body, 19 ... Motor, 20 ... Differential planetary mechanism, 21 ... Input disk, 23 ... Planet cone, 23a ... Circumferential groove, 23b ... Flat surface, 2
3c...conical surface, 24...cam disk, 25...
...Speed ring, 31...Spring, 32...Arm,
41...Work start section, 42...Forward rotation control section,
43...Forward rotation voltage supply section, 44...Reverse rotation voltage supply section, 45...Switching means, 46...Reverse rotation control section, 4
7...first detection means, 48...filter, 49...
...Gain correction section, 50...Second detection means, 51...
...first setter, 52...first comparator, 53...first delay circuit, 54...A-D converter, 55...third detection means, 56...second setter, 57... Second
Comparator, 58...torque display section, 59...second delay circuit, 60...pulse generation section, 61...machine cycle completion detection section, 62...lifting means, 63...
...Tightening quality determination section, 64...Third comparator, 65...
...Fourth setter, 66...Fifth setter, 67...Fourth comparator, 68...Fifth comparator, 69...Third setter, 70...Tightening quality display unit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 モータ19にその回転を受けて回転する入力
円板21とその外周に摩擦係合する遊星コーン2
3とこれに摩擦係合するカムデイスク24とを介
してドライバビツトを連結するとともに前記遊星
コーン23の外周に摩擦係合する変速リング25
を配置してドライバビツトに係る負荷トルクによ
り変速リング25に加わる反力を弾力保持部材に
より受けるように構成する一方、 前記モータ19に切換手段45を介して正転電
圧供給部43と逆転電圧供給部44とを接続する
とともに、モータ19に流れる負荷電流を検出す
る第1の検出手段を設け、この検出手段の検出値
がその飽和電流に近い電流値に達すると出力信号
を出力する第2の検出手段を設け、これら検出手
段の出力により前記切換手段45を作動させて正
転電圧供給部43を遮断するとともにモータの停
止を検出した後、逆転電圧供給部44の逆転電圧
を所定時間だけモータ19に供給するように構成
し、これを僅かに逆転させてロツク状態を解除
し、遊星コーン23と変速リング25との摩擦係
合位置をモータ19側から僅かに高速側に復帰さ
せ、モータ19の逆転により軽減されるドライバ
ビツトに係る負荷に対応して変速リング25を弾
力保持部材の弾性力により高速側に回動復帰させ
るように構成したことを特徴とする自動ねじ締め
機の制御装置。
[Claims] 1. An input disk 21 that rotates in response to the rotation of the motor 19, and a planetary cone 2 that frictionally engages with the outer periphery of the input disk 21.
3 and a cam disc 24 that frictionally engages with the gear change ring 25 that connects the driver bit with the drive bit through the cam disc 24 that frictionally engages with the outer periphery of the planetary cone 23.
is arranged so that the elastic holding member receives the reaction force applied to the speed change ring 25 due to the load torque related to the driver bit, while the forward rotation voltage supply section 43 and the reverse rotation voltage supply section 43 and reverse rotation voltage are supplied to the motor 19 via the switching means 45. 44, and a first detection means for detecting the load current flowing through the motor 19, and a second detection means for outputting an output signal when the detection value of this detection means reaches a current value close to its saturation current. Detecting means are provided, and the outputs of these detecting means actuate the switching means 45 to cut off the forward rotation voltage supply section 43 and, after detecting the stoppage of the motor, switch the reverse rotation voltage of the reverse rotation voltage supply section 44 to the motor for a predetermined period of time. 19, and is slightly reversed to release the locked state and return the frictional engagement position between the planetary cone 23 and the speed change ring 25 from the motor 19 side to the slightly high speed side, so that the motor 19 A control device for an automatic screw tightening machine, characterized in that the speed change ring 25 is rotated back to the high speed side by the elastic force of an elastic holding member in response to the load related to the driver bit which is reduced by the reversal of the speed change ring 25.
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