JPH072310B2 - 電動ドライバーの駆動制御方法 - Google Patents
電動ドライバーの駆動制御方法Info
- Publication number
- JPH072310B2 JPH072310B2 JP63254014A JP25401488A JPH072310B2 JP H072310 B2 JPH072310 B2 JP H072310B2 JP 63254014 A JP63254014 A JP 63254014A JP 25401488 A JP25401488 A JP 25401488A JP H072310 B2 JPH072310 B2 JP H072310B2
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- Japan
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- screw
- voltage
- drive
- tightening
- work
- Prior art date
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- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、小ねじ、木ねじ、タッピングねじ等の多様な
ねじを高速でねじ締めでき、かつその締め付けトルクを
高精度に制御できる電動ドライバーの駆動制御方法に関
するものである。
ねじを高速でねじ締めでき、かつその締め付けトルクを
高精度に制御できる電動ドライバーの駆動制御方法に関
するものである。
従来の技術 近年、電動ドライバーによるねじ締め作業は、微小ねじ
等のねじの多様化や多様なワークの出現により、締め付
けトルクの精度が高くかつ制御の範囲の広い、品位の高
いねじ締め作業が要求されている。
等のねじの多様化や多様なワークの出現により、締め付
けトルクの精度が高くかつ制御の範囲の広い、品位の高
いねじ締め作業が要求されている。
以下、従来の電動ドライバーによるねじ締め作業を説明
する。第４図及び第５図は電気的に締め付けトルクを制
御するようにした電動ドライバーを示す。第４図におい
て、供給電圧をトランス31にて所定電圧に設定し、整流
器32で直流に変換し、パワートランジスタ33にてモータ
34に対する通電制御を行うようにするとともに、モータ
34に流れる電流を、電流検出抵抗35、電流判定用のレベ
ル調整ボリューム36及び比較器37にて判定し、所定の電
流値即ち所定トルクに達すると、トランジスタ39にてパ
ワートランジスタ33を駆動するトランジスタ40をオフさ
せるように構成している。
する。第４図及び第５図は電気的に締め付けトルクを制
御するようにした電動ドライバーを示す。第４図におい
て、供給電圧をトランス31にて所定電圧に設定し、整流
器32で直流に変換し、パワートランジスタ33にてモータ
34に対する通電制御を行うようにするとともに、モータ
34に流れる電流を、電流検出抵抗35、電流判定用のレベ
ル調整ボリューム36及び比較器37にて判定し、所定の電
流値即ち所定トルクに達すると、トランジスタ39にてパ
ワートランジスタ33を駆動するトランジスタ40をオフさ
せるように構成している。
次に、動作を説明する。まず、スタート信号にてトラン
ジスタ40をオンすると、パワートランジスタ33がオン
し、モータ34に電力が供給されて回転を始める。モータ
34に流れる電流は、第５図に示すように、起動時に起動
電流41が流れた後、定常電流42となり、ねじがワークに
着座すると、回転抵抗が大きくなり、締め付け電流43が
上昇して発生トルクが大きくなる。締め付け電流43がレ
ベル調整ボリューム36で設定された値44に一致すると比
較器37が動作し、トランジスタ39がオンし、それに伴っ
てトランジスタ40がオフすることによりパワートランジ
スタ33がオフしてモータ34に対する電力供給が停止さ
れ、モータ34が停止してねじ締めは完了する。
ジスタ40をオンすると、パワートランジスタ33がオン
し、モータ34に電力が供給されて回転を始める。モータ
34に流れる電流は、第５図に示すように、起動時に起動
電流41が流れた後、定常電流42となり、ねじがワークに
着座すると、回転抵抗が大きくなり、締め付け電流43が
上昇して発生トルクが大きくなる。締め付け電流43がレ
ベル調整ボリューム36で設定された値44に一致すると比
較器37が動作し、トランジスタ39がオンし、それに伴っ
てトランジスタ40がオフすることによりパワートランジ
スタ33がオフしてモータ34に対する電力供給が停止さ
れ、モータ34が停止してねじ締めは完了する。
また、別の従来例として、第６図及び第７図に示すよう
に機械的に締め付けトルクを制御する電動ドライバーも
ある。第６図において、50はモータ、51は駆動カム、52
は従動カム、53はドライバービット、54はトルクバネ、
55はリミットスイッチ、56はねじであり、モータ50に対
して第７図に示す電力供給回路が接続されている。
に機械的に締め付けトルクを制御する電動ドライバーも
ある。第６図において、50はモータ、51は駆動カム、52
は従動カム、53はドライバービット、54はトルクバネ、
55はリミットスイッチ、56はねじであり、モータ50に対
して第７図に示す電力供給回路が接続されている。
動作を説明すると、モータ50が回転してビット53により
ねじ締めが行われ、ねじ56がワークに着座すると、トル
クが上昇し、トルクバネ54で設定されたトルク値に達す
ると、駆動カム51と従動カム52が第６図に示すように、
各々のカムの頭の所へ乗り上げた状態になり、リミット
スイッチ55が作動し、モータ50への通電がオフされ、ね
じ締めが完了する。
ねじ締めが行われ、ねじ56がワークに着座すると、トル
クが上昇し、トルクバネ54で設定されたトルク値に達す
ると、駆動カム51と従動カム52が第６図に示すように、
各々のカムの頭の所へ乗り上げた状態になり、リミット
スイッチ55が作動し、モータ50への通電がオフされ、ね
じ締めが完了する。
しかしながら、電流値でトルクを制御する上記電気的方
法ではモータ34の高速回転時に電流レベルを判定し、機
械系のイナーシャの影響を無くして停止させるのは非常
に難しく、トルク値のばらつきが大きいという問題があ
り、また機械的方法でもトルク値を細かく設定したり、
広範囲で設定するのが困難で、騒音や寿命の点でも難点
がある。
法ではモータ34の高速回転時に電流レベルを判定し、機
械系のイナーシャの影響を無くして停止させるのは非常
に難しく、トルク値のばらつきが大きいという問題があ
り、また機械的方法でもトルク値を細かく設定したり、
広範囲で設定するのが困難で、騒音や寿命の点でも難点
がある。
そこで本出願人は、前述の電気的方法および機械的方法
における問題点に鑑み、特願昭62−283569号（特願平１
−127280号）および特願昭62−283570号（特願平１−12
7281号）において、新たなねじ締めトルク制御方式のね
じ締め装置を提案した。以下、第８図および第９図を用
いて、そのねじ締め方法を説明する。第８図において、
モータ60を駆動するドライバー部61に対する電力供給
を、CPU63から出力されるパルス幅変調制御信号にて制
御されるチョツパ式電源部62から行い、又CPU63からの
制御信号とモータ60からの位相信号をドライバー部61を
制御する制御部64に入力し、かつドライバー部61におけ
る電流とモータ60の回転速度をそれぞれ電流検出部65及
び速度検出部66で検出してCPU63に入力し、ROM67に格納
された締め付けパターンをCPU63にて読み出してモータ6
0を制御するように構成し、それによって第９図に示す
ように、ねじのワークへの着座による締め上げ開始点を
電流値の変曲点45の検出と速度変化から検出し、この検
出に基づいてCPU63から逆転制動指令をT1時間出力して
制動電流46を流し、その後電流値を曲線47のように漸増
させてトルクを上昇させ、予め設定されたトルクを与え
る電流値48で一定時間T2モータ60を駆動し、ねじを締め
上げるようにしたものである。
における問題点に鑑み、特願昭62−283569号（特願平１
−127280号）および特願昭62−283570号（特願平１−12
7281号）において、新たなねじ締めトルク制御方式のね
じ締め装置を提案した。以下、第８図および第９図を用
いて、そのねじ締め方法を説明する。第８図において、
モータ60を駆動するドライバー部61に対する電力供給
を、CPU63から出力されるパルス幅変調制御信号にて制
御されるチョツパ式電源部62から行い、又CPU63からの
制御信号とモータ60からの位相信号をドライバー部61を
制御する制御部64に入力し、かつドライバー部61におけ
る電流とモータ60の回転速度をそれぞれ電流検出部65及
び速度検出部66で検出してCPU63に入力し、ROM67に格納
された締め付けパターンをCPU63にて読み出してモータ6
0を制御するように構成し、それによって第９図に示す
ように、ねじのワークへの着座による締め上げ開始点を
電流値の変曲点45の検出と速度変化から検出し、この検
出に基づいてCPU63から逆転制動指令をT1時間出力して
制動電流46を流し、その後電流値を曲線47のように漸増
させてトルクを上昇させ、予め設定されたトルクを与え
る電流値48で一定時間T2モータ60を駆動し、ねじを締め
上げるようにしたものである。
発明が解決しようとする課題 ところが、本出願人の先の提案によっても、ねじを高速
で締め込むように、起動後の駆動電圧を高く設定する
と、ドライバービットがねじに係合する時にドライバー
ビットが高速で回転しているために安定した係合状態が
得られない場合があるという問題があり、またねじがワ
ークに着座するまで高速での締め込み動作を継続させて
いるため、着座を検出した後急激に逆転制動をかけて
も、機械系のイナーシャが大きい場合に逆転制動が遅
れ、ねじ頭に過大なトルクが作用するという問題があ
る。
で締め込むように、起動後の駆動電圧を高く設定する
と、ドライバービットがねじに係合する時にドライバー
ビットが高速で回転しているために安定した係合状態が
得られない場合があるという問題があり、またねじがワ
ークに着座するまで高速での締め込み動作を継続させて
いるため、着座を検出した後急激に逆転制動をかけて
も、機械系のイナーシャが大きい場合に逆転制動が遅
れ、ねじ頭に過大なトルクが作用するという問題があ
る。
本発明は上記従来の問題点に鑑み、締め付けトルクを高
精度で制御でき、かつねじを高速でねじ込むことがで
き、しかもねじとビットの係合状態が安定して得られる
とともに着座時に過大なトルクが作用することのない電
動ドライバーの制御方法を提供することを目的とする。
精度で制御でき、かつねじを高速でねじ込むことがで
き、しかもねじとビットの係合状態が安定して得られる
とともに着座時に過大なトルクが作用することのない電
動ドライバーの制御方法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 本発明は上記目的を達成するために、駆動部により駆動
されるビットによりねじをワークに締め付ける電動ドラ
イバーの駆動方法において、所定の駆動電圧での駆動開
始後、駆動部の駆動電流の所定量以上の増加を検出する
ことによりねじのワークへのねじ込み開始を検出するこ
とによりねじのワークへのねじ込み開始を検出して駆動
電圧を上げ、ワークに対するビット位置からねじ位置を
検出してねじの着座直前に駆動電圧を下げ、ねじの着座
を駆動部の回転速度と駆動電流から検出して一定時間逆
転駆動電圧をかけて制動し、その後一定時間定電圧で駆
動した後、再度駆動電圧を漸増させてねじを締め上げて
いき、所定電圧に達すると一定時間保持してあらかじめ
設定されたトルク値で締めつけるというねじ締め動作を
行うものである。
されるビットによりねじをワークに締め付ける電動ドラ
イバーの駆動方法において、所定の駆動電圧での駆動開
始後、駆動部の駆動電流の所定量以上の増加を検出する
ことによりねじのワークへのねじ込み開始を検出するこ
とによりねじのワークへのねじ込み開始を検出して駆動
電圧を上げ、ワークに対するビット位置からねじ位置を
検出してねじの着座直前に駆動電圧を下げ、ねじの着座
を駆動部の回転速度と駆動電流から検出して一定時間逆
転駆動電圧をかけて制動し、その後一定時間定電圧で駆
動した後、再度駆動電圧を漸増させてねじを締め上げて
いき、所定電圧に達すると一定時間保持してあらかじめ
設定されたトルク値で締めつけるというねじ締め動作を
行うものである。
作用 本発明によると、起動後ワークへのねじ込み開始までの
駆動電圧を相対的に低く設定できるのでねじにビットが
係合する際の回転速度が高速になり過ぎるということが
なく、ねじとビットの係合状態が安定して得られ、かつ
ねじ込み開始後は駆動電圧を高く設定しているので高速
でねじ込むことができ、さらにねじ位置の検出により着
座直前に駆動電圧を低くして減速するので、ねじを高速
でねじ込んでも着座時に過大なトルクを発生するという
ことはなく、その後逆転制動によってイナーシャによる
影響を無くし、さらに低い駆動電圧を印加して逆転後の
ねじ頭とビットの再係合時の衝撃を防止した後漸次駆動
電圧を高めてトルクを漸増させ、所定のトルクで締め付
けることにより、高精度で締め付けトルクを制御するこ
とができる。
駆動電圧を相対的に低く設定できるのでねじにビットが
係合する際の回転速度が高速になり過ぎるということが
なく、ねじとビットの係合状態が安定して得られ、かつ
ねじ込み開始後は駆動電圧を高く設定しているので高速
でねじ込むことができ、さらにねじ位置の検出により着
座直前に駆動電圧を低くして減速するので、ねじを高速
でねじ込んでも着座時に過大なトルクを発生するという
ことはなく、その後逆転制動によってイナーシャによる
影響を無くし、さらに低い駆動電圧を印加して逆転後の
ねじ頭とビットの再係合時の衝撃を防止した後漸次駆動
電圧を高めてトルクを漸増させ、所定のトルクで締め付
けることにより、高精度で締め付けトルクを制御するこ
とができる。
また、小ねじやタッピングねじ等のねじの種類や金属板
や合成樹脂等のワークの種類に応じてねじ込み開始後着
座までのトルク変化のパターンが異なるため、これらね
じやワークの種類に応じて上記着座直前の駆動電圧を変
更するのが好ましく、さらにねじとワークの種類の組み
合わせに応じて駆動制御パターンを予め設定しておき、
駆動制御パターンを選択して駆動制御するようにするの
が好ましい。
や合成樹脂等のワークの種類に応じてねじ込み開始後着
座までのトルク変化のパターンが異なるため、これらね
じやワークの種類に応じて上記着座直前の駆動電圧を変
更するのが好ましく、さらにねじとワークの種類の組み
合わせに応じて駆動制御パターンを予め設定しておき、
駆動制御パターンを選択して駆動制御するようにするの
が好ましい。
実 施 例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図に基づいて説
明する。
明する。
第２図において、交流電源から供給された電力はチョッ
パ式電源部１に入力され、ドライバ回路２を介してねじ
締めヘッド３を回転駆動するモータ４に入力されてい
る。チョッパ式電源部１は直流に整流して平滑にした
後、ねじ締めヘッド３を駆動制御する第1CPU5から出力
されるパルス幅変調制御信号に基づいて電圧制御し、ド
ライバ回路２に出力するように構成されている。ドライ
バ回路２はモータ４の回転位置に応じて各モータコイル
に対する通電制御を行うように構成されている。即ち、
モータ４の回転位相を検出するホール素子などの位相検
出器６からの位相検出信号が制御部７に入力され、この
制御部７にてドライバ回路２の各パワートランジスタ8a
〜8fを制御するように構成されている。又、この制御部
７には第1CPU5から正逆信号が入力されている。
パ式電源部１に入力され、ドライバ回路２を介してねじ
締めヘッド３を回転駆動するモータ４に入力されてい
る。チョッパ式電源部１は直流に整流して平滑にした
後、ねじ締めヘッド３を駆動制御する第1CPU5から出力
されるパルス幅変調制御信号に基づいて電圧制御し、ド
ライバ回路２に出力するように構成されている。ドライ
バ回路２はモータ４の回転位置に応じて各モータコイル
に対する通電制御を行うように構成されている。即ち、
モータ４の回転位相を検出するホール素子などの位相検
出器６からの位相検出信号が制御部７に入力され、この
制御部７にてドライバ回路２の各パワートランジスタ8a
〜8fを制御するように構成されている。又、この制御部
７には第1CPU5から正逆信号が入力されている。
前記ドライバ回路２には、電流検出用抵抗９が設けられ
ており、電流検出器10にてモータ４に流れる駆動電流が
検出され、A/D変換器11にてデジタル信号に変換されて
前記第1CPU5に入力されている。また、前記位相検出器
６からの信号が速度検出器12に入力され、モータ４の回
転速度が検出され、前記A/D変換器11を介して前記第1CP
U5に入力されている。13は、制御用ソフト及びねじの種
類やワークの種類に応じてそれぞれ予め設定された複数
のねじ締めパターンを記憶させたROM、14はねじ締め条
件等を一時記憶するRAMである。15は、ドライバービッ
ト先端とワークの間の距離が一定値、例えば1mm以下に
なると、これを検出するようにねじ締めヘッド３に取付
けられた位置検出器で、その検出信号が第1CPU5に入力
されている。
ており、電流検出器10にてモータ４に流れる駆動電流が
検出され、A/D変換器11にてデジタル信号に変換されて
前記第1CPU5に入力されている。また、前記位相検出器
６からの信号が速度検出器12に入力され、モータ４の回
転速度が検出され、前記A/D変換器11を介して前記第1CP
U5に入力されている。13は、制御用ソフト及びねじの種
類やワークの種類に応じてそれぞれ予め設定された複数
のねじ締めパターンを記憶させたROM、14はねじ締め条
件等を一時記憶するRAMである。15は、ドライバービッ
ト先端とワークの間の距離が一定値、例えば1mm以下に
なると、これを検出するようにねじ締めヘッド３に取付
けられた位置検出器で、その検出信号が第1CPU5に入力
されている。
一方、ねじ締めヘッド３は、このねじ締めヘッド３を所
定のねじ締め位置に移動させる移動手段21に装着されて
おり、移動手段21はその駆動手段22にて駆動される。23
は、ねじ締め装置の全体を制御する第2CPUであり、この
第2CPU23から制御部24に位置指令信号が発せられ、制御
部24からの制御信号に基づいて駆動手段22が動作し、ね
じ締めヘッド３が所定位置に位置決めされる。25は、第
2CPU23に対してねじ締めの位置データ及びそのねじ締め
位置におけるねじ締めパターンの種別を入力する入力手
段、26は位置データ及びねじ締めパターンの種別を記憶
するRAM、27は制御用ソフトを記憶させたR0Mである。
又、この第2CPU23と前記第1CPU5とはシリアル通信線28
にて接続されており、第2CPU23により位置制御しようと
するねじ締め位置に対応したねじ締めパターンの種別を
第1CPU5に対して通信するように構成されている。
定のねじ締め位置に移動させる移動手段21に装着されて
おり、移動手段21はその駆動手段22にて駆動される。23
は、ねじ締め装置の全体を制御する第2CPUであり、この
第2CPU23から制御部24に位置指令信号が発せられ、制御
部24からの制御信号に基づいて駆動手段22が動作し、ね
じ締めヘッド３が所定位置に位置決めされる。25は、第
2CPU23に対してねじ締めの位置データ及びそのねじ締め
位置におけるねじ締めパターンの種別を入力する入力手
段、26は位置データ及びねじ締めパターンの種別を記憶
するRAM、27は制御用ソフトを記憶させたR0Mである。
又、この第2CPU23と前記第1CPU5とはシリアル通信線28
にて接続されており、第2CPU23により位置制御しようと
するねじ締め位置に対応したねじ締めパターンの種別を
第1CPU5に対して通信するように構成されている。
尚、第３図において、Ｄはドライバービット、Ｓはね
じ、Ｐはねじを吸着する吸着パイプ、Ｗはねじで締結す
べきワークである。
じ、Ｐはねじを吸着する吸着パイプ、Ｗはねじで締結す
べきワークである。
次に動作を説明する。ねじ締め位置とそのねじ締め位置
におけるねじの種類とワークの種類に応じたねじ締めパ
ターンを入力手段25にて予め入力してRAM26に記憶させ
ておき、動作を開始する。第2CPU23はROM27に格納され
たプログラムに沿ってRAM26からねじ締め位置とパター
ンを読み出して、ねじ締め位置に対応する位置指令信号
を制御部24に出力するとともにシリアル通信線28を介し
て第1CPU5にそのねじ締めパターンを通信伝達する。制
御部24は位置指令信号に基づいて制御信号を駆動手段22
に出力し、この駆動手段22にて移動手段21を動作させて
ねじ締めヘッド３を所定位置に位置決めする。
におけるねじの種類とワークの種類に応じたねじ締めパ
ターンを入力手段25にて予め入力してRAM26に記憶させ
ておき、動作を開始する。第2CPU23はROM27に格納され
たプログラムに沿ってRAM26からねじ締め位置とパター
ンを読み出して、ねじ締め位置に対応する位置指令信号
を制御部24に出力するとともにシリアル通信線28を介し
て第1CPU5にそのねじ締めパターンを通信伝達する。制
御部24は位置指令信号に基づいて制御信号を駆動手段22
に出力し、この駆動手段22にて移動手段21を動作させて
ねじ締めヘッド３を所定位置に位置決めする。
一方、第1CPU5はねじ締めパターンの種別を受信する
と、そのパターンをROM13から読出し、そのパターンに
沿って制御電圧をモータ４に印加するように、チョッパ
式電源部１にパルス幅変調制御信号を出力する。
と、そのパターンをROM13から読出し、そのパターンに
沿って制御電圧をモータ４に印加するように、チョッパ
式電源部１にパルス幅変調制御信号を出力する。
ねじ締めパターンとしては、例えば第１図に示すような
パターンがある。第１図においては、実線で示すように
小ねじを締め付ける場合のパターンＡ、一点鎖線で示す
ように薄板にタッピングねじを締め付ける場合のパター
ンＢや破線で示すようにタッピングねじを合成樹脂にね
じ込む場合のパターンＣを示してある。又、第１図
（ａ）は制御電圧のパターン、第１図（ｂ）は上記電圧
制御によりモータ４に流れる電流のパターン、第１図
（ｃ）はそれに伴う発生トルクのパターンである。
パターンがある。第１図においては、実線で示すように
小ねじを締め付ける場合のパターンＡ、一点鎖線で示す
ように薄板にタッピングねじを締め付ける場合のパター
ンＢや破線で示すようにタッピングねじを合成樹脂にね
じ込む場合のパターンＣを示してある。又、第１図
（ａ）は制御電圧のパターン、第１図（ｂ）は上記電圧
制御によりモータ４に流れる電流のパターン、第１図
（ｃ）はそれに伴う発生トルクのパターンである。
ねじ締め動作においては、まずモータ４を比較的低い電
圧V1で起動すると、起動電流I0が流れた後初期電流I1が
流れ、ドライバービットＤはあまり高速でない速度で回
転し、ねじＳとの係合が安定して確保される。次に、ね
じＳのワークＷに対するねじ込みが開始すると、瞬間的
に回転速度が低下し立ち上がり電流I9が流れる。この電
流値の立ち上がりを電流検出器10にて検出すると、モー
タ４に対する供給電圧をV2に高め、ねじＳを高速でねじ
込む。このねじ込み時における電流値I2及び発生トルク
T2は、パターンＡでは単にねじＳを回すだけであるので
ねじ込み開始時に急増した後ほぼ一定の低い値を維持
し、パターンＢでは薄板にタッピングするために大きく
増加した後ねじＳが薄板を貫通すると急減し、パターン
Ｃではタッピングが深くなるのに伴い増加し続けること
になる。
圧V1で起動すると、起動電流I0が流れた後初期電流I1が
流れ、ドライバービットＤはあまり高速でない速度で回
転し、ねじＳとの係合が安定して確保される。次に、ね
じＳのワークＷに対するねじ込みが開始すると、瞬間的
に回転速度が低下し立ち上がり電流I9が流れる。この電
流値の立ち上がりを電流検出器10にて検出すると、モー
タ４に対する供給電圧をV2に高め、ねじＳを高速でねじ
込む。このねじ込み時における電流値I2及び発生トルク
T2は、パターンＡでは単にねじＳを回すだけであるので
ねじ込み開始時に急増した後ほぼ一定の低い値を維持
し、パターンＢでは薄板にタッピングするために大きく
増加した後ねじＳが薄板を貫通すると急減し、パターン
Ｃではタッピングが深くなるのに伴い増加し続けること
になる。
ねじのねじ込みが進行して着座状態に近づき、ねじＳの
座とワークＷとの間の間隔が所定値になると、位置検出
器15から検出信号が出力され、低い電圧V3に切換えら
れ、着座時に過大なトルクが発生するのが防止される。
この電圧V3は上記パターンによって異なった値に設定さ
れている。即ち、パターンＡの小ねじの場合は電圧を低
くして減速効果を大きくし、パターンＣの合成樹脂のワ
ークＷに対するねじ込みの場合はねじ込み深さが深くな
るのに伴ってトルクも大きくなるため、電圧低下は小さ
くし、パターンＢの場合はその中間の電圧に低下させ
る。
座とワークＷとの間の間隔が所定値になると、位置検出
器15から検出信号が出力され、低い電圧V3に切換えら
れ、着座時に過大なトルクが発生するのが防止される。
この電圧V3は上記パターンによって異なった値に設定さ
れている。即ち、パターンＡの小ねじの場合は電圧を低
くして減速効果を大きくし、パターンＣの合成樹脂のワ
ークＷに対するねじ込みの場合はねじ込み深さが深くな
るのに伴ってトルクも大きくなるため、電圧低下は小さ
くし、パターンＢの場合はその中間の電圧に低下させ
る。
次に、第３図（ａ）に示すように、ねじＳがワークＷに
着座すると、ねじＳの回転が停止し、第１図（ｂ）に示
すように、電流の急激な立ち上がりが生ずるため、この
立ち上がりの変曲点を電流検出器10で検出し、速度検出
器12で回転停止を検出することによって、第1CPU5から
制御部７に逆転制動指令信号を所定時間出力し、逆転制
動電圧V4を印加し、制動電流I4を流して制動し、ねじ込
み時の機械系のイナーシャの影響を無くす。この時、ド
ライバービットＤとねじＳの位置関係は、第３図（ｂ）
の状態から第３図（ｃ）の状態になる。
着座すると、ねじＳの回転が停止し、第１図（ｂ）に示
すように、電流の急激な立ち上がりが生ずるため、この
立ち上がりの変曲点を電流検出器10で検出し、速度検出
器12で回転停止を検出することによって、第1CPU5から
制御部７に逆転制動指令信号を所定時間出力し、逆転制
動電圧V4を印加し、制動電流I4を流して制動し、ねじ込
み時の機械系のイナーシャの影響を無くす。この時、ド
ライバービットＤとねじＳの位置関係は、第３図（ｂ）
の状態から第３図（ｃ）の状態になる。
次に、低い電圧V5を所定時間印加して緩やかに第３図
（ｃ）の状態から第３図（ｄ）の状態にしてビットＤが
ねじ頭に再度当たる時に衝撃が加わらないようにした
後、もう少し高い電圧V6を印加して締め込み開始トルク
T6を加えて上記逆転制動によるねじＳの緩みを完全に解
消した後、漸次増加する電圧V7を印加し、所定の締め付
けトルクT8に対応する電圧V8に達すると、その状態を所
定時間保持することにより締め付けが完了する。
（ｃ）の状態から第３図（ｄ）の状態にしてビットＤが
ねじ頭に再度当たる時に衝撃が加わらないようにした
後、もう少し高い電圧V6を印加して締め込み開始トルク
T6を加えて上記逆転制動によるねじＳの緩みを完全に解
消した後、漸次増加する電圧V7を印加し、所定の締め付
けトルクT8に対応する電圧V8に達すると、その状態を所
定時間保持することにより締め付けが完了する。
その後、上記と同様の動作をワークの各ねじ締め位置に
対して繰り返すことによってワークに対するねじ締め作
業が終了する。このとき、各ねじ締め位置に対して異な
った種類のねじを締め付けることが可能である。
対して繰り返すことによってワークに対するねじ締め作
業が終了する。このとき、各ねじ締め位置に対して異な
った種類のねじを締め付けることが可能である。
発明の効果 本発明の電動ドライバーの駆動制御方法によれば、以上
の説明から明らかなように、起動後ワークへのねじ込み
開始までの駆動電圧を相対的に低く設定できるのでねじ
にビットが係合する際の回転速度が高速になり過ぎると
いうことがなく、ねじとビットの係合状態が安定して得
られ、かつねじ込み開始後は駆動電圧を高く設定してい
るので高速でねじ込むことができ、さらに着座直前に駆
動電圧を低くするので、ねじを高速でねじ込んでも着座
時に過大なトルクを発生するということはないという効
果が得られる。
の説明から明らかなように、起動後ワークへのねじ込み
開始までの駆動電圧を相対的に低く設定できるのでねじ
にビットが係合する際の回転速度が高速になり過ぎると
いうことがなく、ねじとビットの係合状態が安定して得
られ、かつねじ込み開始後は駆動電圧を高く設定してい
るので高速でねじ込むことができ、さらに着座直前に駆
動電圧を低くするので、ねじを高速でねじ込んでも着座
時に過大なトルクを発生するということはないという効
果が得られる。
また、逆転制動によってイナーシャによる影響を無く
し、さらに低い駆動電圧を印加して逆転後のねじ頭とビ
ットの再係合時の衝撃を防止した後漸次駆動電圧を高め
てトルクを漸増させ、所定のトルクで締め付けることに
より、高精度で締め付けトルクを制御することができ
る。
し、さらに低い駆動電圧を印加して逆転後のねじ頭とビ
ットの再係合時の衝撃を防止した後漸次駆動電圧を高め
てトルクを漸増させ、所定のトルクで締め付けることに
より、高精度で締め付けトルクを制御することができ
る。
また、ねじの種類やワークの種類に応じて着座直前の駆
動電圧を変更することにより、ねじの種類やワークの種
類によるねじ込み時のトルク変化に適正に対応でき、ね
じに過大なトルクを加えることなく高速で確実にねじ込
むことができる。
動電圧を変更することにより、ねじの種類やワークの種
類によるねじ込み時のトルク変化に適正に対応でき、ね
じに過大なトルクを加えることなく高速で確実にねじ込
むことができる。
さらに、ねじとワークの種類の組み合わせに応じて駆動
制御パターンを予め設定しておき、駆動制御パターンを
選択して駆動制御すると複数種類のねじの締め付けを適
正に行うことができる等、大なる効果を発揮する。
制御パターンを予め設定しておき、駆動制御パターンを
選択して駆動制御すると複数種類のねじの締め付けを適
正に行うことができる等、大なる効果を発揮する。
第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第１図
（ａ）〜（ｃ）は、ねじ締め時の電圧、電流及びトルク
変化のパターンを示す図、第２図は制御回路のブロック
図、第３図（ａ）はねじの着座状態を示す断面図、第３
図（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ着座後、逆転制動
後及び再締め付け開始後のねじ頭とビットの位置関係を
示す平面図、第４図は従来の電気的制御回路図、第５図
は同電流波形図、第６図は従来の機械的制御方式の構成
図、第７図は同電気回路図、第８図は本出願人が先に提
案した駆動装置の制御ブロック図、第９図は同電流波形
図である。 １……チョッパ式電源部、２……ドライバ部、４……モ
ータ、５……第1CPU、７……制御部、10……電流検出
器、12……速度検出器、13……ROM、15……位置検出
器、23……第2CPU、Ｄ……ドライバービット、Ｓ……ね
じ、Ｗ……ワーク。
（ａ）〜（ｃ）は、ねじ締め時の電圧、電流及びトルク
変化のパターンを示す図、第２図は制御回路のブロック
図、第３図（ａ）はねじの着座状態を示す断面図、第３
図（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ着座後、逆転制動
後及び再締め付け開始後のねじ頭とビットの位置関係を
示す平面図、第４図は従来の電気的制御回路図、第５図
は同電流波形図、第６図は従来の機械的制御方式の構成
図、第７図は同電気回路図、第８図は本出願人が先に提
案した駆動装置の制御ブロック図、第９図は同電流波形
図である。 １……チョッパ式電源部、２……ドライバ部、４……モ
ータ、５……第1CPU、７……制御部、10……電流検出
器、12……速度検出器、13……ROM、15……位置検出
器、23……第2CPU、Ｄ……ドライバービット、Ｓ……ね
じ、Ｗ……ワーク。
フロントページの続き (72)発明者 竹澤 邦則 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 藤原 啓二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中島 古史郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−131171（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−171272（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−144671（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−219171（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−171777（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−51997（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭58−56146（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (1)
- 【請求項１】駆動部により駆動されるビットによりねじ
をワークに締付ける電動ドライバーの駆動方法であっ
て、所定の駆動電圧での駆動開始後、駆動部の駆動電流
の所定量以上の増加を検出することによりねじのワーク
へのねじ込み開始を検出して駆動電圧を上げ、ワークに
対するビット位置からねじ位置を検出してねじの着座直
前に駆動電圧を下げ、ねじの着座を駆動部の回転速度と
駆動電流から検出して一定時間逆転駆動電圧をかけて制
動し、その後一定時間定電圧で駆動した後、再度駆動電
圧を漸増させてねじを締め上げていき、所定電圧に達す
ると一定時間保持して予め設定されたトルク値で締付け
ることを特徴とする電動ドライバーの駆動制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63254014A JPH072310B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 電動ドライバーの駆動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63254014A JPH072310B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 電動ドライバーの駆動制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02100882A JPH02100882A (ja) | 1990-04-12 |
| JPH072310B2 true JPH072310B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=17259059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63254014A Expired - Fee Related JPH072310B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 電動ドライバーの駆動制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH072310B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5154242A (en) * | 1990-08-28 | 1992-10-13 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Power tools with multi-stage tightening torque control |
| JP2007111797A (ja) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Tohnichi Mfg Co Ltd | トルク機器 |
| WO2008093402A1 (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Fujitsu Limited | ネジ締め装置 |
| JP5003691B2 (ja) * | 2007-01-31 | 2012-08-15 | 富士通株式会社 | ネジ締め装置 |
| JP2014172163A (ja) | 2013-03-13 | 2014-09-22 | Panasonic Corp | 電動工具 |
| JP7309683B2 (ja) * | 2020-12-08 | 2023-07-18 | ベクトリックス株式会社 | タッピンねじ２段締付方法及びその方法によるタッピンねじ２段締付機 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57144671A (en) * | 1981-02-24 | 1982-09-07 | Shibaura Eng Works Ltd | Clamping device |
| JPS5856146U (ja) * | 1981-10-14 | 1983-04-16 | トヨタ自動車株式会社 | 気化器のパワ−バルブの振動減衰装置 |
| JPS58171272A (ja) * | 1982-03-30 | 1983-10-07 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | ボルト締付装置 |
| JPS59219171A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-10 | 日本電気精器株式会社 | 電動ドライバ |
| JPS6051997A (ja) * | 1983-09-01 | 1985-03-23 | 大阪瓦斯株式会社 | ガス漏れ警報装置 |
| JPS60131171A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-12 | 日本電気精器株式会社 | 電動ドライバ |
-
1988
- 1988-10-07 JP JP63254014A patent/JPH072310B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02100882A (ja) | 1990-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |