JPH07246529A

JPH07246529A - 自動部品締結機

Info

Publication number: JPH07246529A
Application number: JP3948194A
Authority: JP
Inventors: Masatomo Adachi; 正知足立; Daisuke Arimoto; 大祐有本; Takahiro Nakai; 隆博仲井
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 1994-03-10
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 1995-09-26

Abstract

(57)【要約】【目的】モータの回転速度はもとより、工具の重量を
も気にかけることなく、それでいて、モータの起動時
に、工具の慣性負荷トルクが大きくても、そのためにモ
ータの駆動が停止されることのない自動部品締結機を提
供する。【構成】回転駆動するモータ６と、モータ６の回転駆
動力を、ワークに締結する部品に伝達する工具１０と、
工具１０の軸トルクを検出する軸トルク検出手段１１，
１２，４２〜４６と、軸トルク検出手段が検出するトル
ク値が所定の値に達した時に、モータ６の駆動を停止す
る駆動停止手段と、工具１０の駆動開始時から所定時間
が経過するまでの間、駆動停止手段によるモータ６の駆
動停止制御を一時禁止する一時禁止手段と、前記所定時
間を工具１０のＧＤ²を基にして算出する所定時間算出
部とを備えたことを特徴とする自動部品締結機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動ねじ締め機、自動
キャップ締め機などの自動部品締結機に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動ねじ締め機や自動キャップ締め機な
どの部品締結装置は、ドライバビットやキャップドライ
バ等の工具をモータにより回転させ、ねじやキャップを
締結するようになっている。このような部品締結機にお
いて、締付けトルクを制御する場合には、モータにより
工具を回転させ、この工具に加わる負荷に応じて変動す
るモータの負荷電流を検出し、この検出値が、希望締付
トルク値に対応する所定の電流値に達した時に、モータ
の駆動を停止させるようにした装置、あるいは、工具に
加わる軸トルクを、磁歪センサやストレインゲージなど
のトルク検出器により検出し、これが所定の値に達すれ
ばモータの駆動を停止させるようにした装置が一般的で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、締結終了後
の部品の締付けトルクは、所定の希望締付トルク値と一
致するのが望ましいが、この種のトルクコントロール機
構付の部品締結装置において、工具のＧＤ²（慣性モー
メントＪと等価であって、ＧＤ²＝４ｇＪの関係にあ
る）と、モータの回転速度（最高回転、回転初速、速度
勾配）との内、いずれか一方の値、あるいは両方の値が
大きい場合には、モータの起動時（工具の駆動開始時）
に発生する工具慣性負荷トルクを検出して、このトルク
に対してトルクコントロール機構が働き、モータの駆動
が停止されてしまい、その結果、部品の締付けトルク
が、所定の希望締付トルク値に達しないという課題が生
じるおそれがある。なお、工具は、通常ジョイントユニ
ットによって、モータの出力軸と着脱自在に連結されて
いるが、この場合は、ジョイントユニットも含めた全体
についてのＧＤ²を指すものとする。

【０００４】以上のような課題が生じる原因は、ＧＤ²
とモータの起動時の回転速度が大きくなれば工具を回転
駆動させる工具慣性負荷トルクが大きくなる傾向にある
ために、この時に、モータの負荷電流検出値あるいは軸
トルク検出値が、締付け終了のために設定された所定値
を越えてしまうからである。即ち、本来は締付けトルク
値を検出してモータを停止する制御機構が、モータ起動
時の工具慣性負荷トルクを検出してモータを停止してし
まうのである。

【０００５】このような課題は、特に工具としてキャッ
プドライバを使用する場合に生じやすい。なぜなら、キ
ャップドライバはドライバビットと比べて、外径、質量
ともに大きいので、ＧＤ²の値も大きくなるからであ
る。このような課題に対して、従来はモータをスロース
タートさせることにより、起動時の工具の慣性負荷トル
クを抑えることにより対処していたが、この場合はスロ
ースタートさせる分だけ時間的なロスが生じることにな
る。

【０００６】本発明は、このような課題に鑑み、モータ
の回転速度を気にかけることなく、それでいて、モータ
の起動時に、工具の慣性負荷トルクが大きくても、その
ためにモータの駆動が停止されることのない自動部品締
結機を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る請求項１記載の自動部品締結機は、回
転駆動するモータと、ワークを締結する部品にモータの
回転駆動力を伝達する工具と、工具の軸トルクを検出す
る軸トルク検出手段と、軸トルク検出手段が検出するト
ルク値が所定の値に達した時に、モータの駆動を停止す
る駆動停止手段と、工具の駆動開始時から所定時間が経
過するまでの間、駆動停止手段によるモータの駆動停止
制御を一時禁止する一時禁止手段と、前記所定時間を工
具のＧＤ ²を基にして算出する所定時間算出部と、を備
えたことを特徴としている。

【０００８】また、請求項２記載の自動部品締結機は、
請求項１記載の自動部品締結機に対して、所定時間算出
部は、モータの回転速度を基にして、前記所定時間を算
出することを特徴としている。なお、モータの回転速度
として、具体的には、モータの最高回転、回転初速、速
度勾配等がある。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、本請求項１記載の自動部品
締結機において、工具の駆動開始時から所定時間が経過
するまでの間、一時禁止手段は、駆動停止手段によるモ
ータの駆動停止制御を一時禁止する。そして、その後、
駆動停止手段は、軸トルク検出手段によって検出される
トルク値が所定の値に達した時に、モータの駆動を停止
する。従って、工具の駆動開始時から所定時間が経過す
るまでの間に、工具を回転駆動させるために生ずる慣性
負荷トルクによって、トルク値が前記所定の値を越える
ことがあったとしても、駆動停止手段によってモータの
駆動が停止されることはない。

【００１０】しかも、工具の駆動開始前に、所定時間算
出部は工具のＧＤ²を基にして上記所定時間を算出して
いるので、モータの回転速度はもとより、工具の重量を
気にせずとも締結作業を確実に行うことができる。本請
求項２記載の自動部品締結機において、所定時間算出部
は、モータの回転速度を基にして所定時間を算出する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図１は、本発明に係る自動部品締結機の
一例の自動ねじ締め機の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、このねじ締め機は、自動ねじ締め機
本体１と制御装置３０とから構成されており、自動ねじ
締め機本体１は、フレーム（不図示）に設置された昇降
駆動源２と、昇降駆動源２によって昇降するドライバ台
３と、ドライバ台３上に設置されたドライバ本体４と、
ワークに締結するねじ（不図示）にドライバ本体４の回
転駆動力を伝達するドライバビット１０とから構成され
ている。

【００１２】ドライバ本体４は、それを取り囲む円柱状
のギアケース５を介して、ドライバ台３上に固定されて
おり、ドライバ本体４とドライバビット１０は、昇降駆
動源２によってドライバ台３と共に昇降する。ドライバ
本体４は、回転駆動するモータ６と、モータ６の回転駆
動力を減速しながら伝達する減速部７と、減速部７から
の回転駆動力をさらに大きく減速しながら伝達する差動
遊星ギア機構２０とから構成されている。そして、差動
遊星ギア機構２０は、その下部に出力軸２４を有してお
り、ドライバビット１０は、ジョイントユニット９によ
って出力軸２４に連結されている。

【００１３】モータ６は、例えばＤＣサーボモータであ
る。また、減速部７内には潤滑オイルが充填されてい
る。差動遊星ギア機構２０は、その中心部に位置する太
陽ギア２１ａと、太陽ギア２１ａの周囲を等間隔をおい
て噛合するように配置された３個の遊星ギア２１ｂと、
３個の遊星ギア２１ｂの外側を囲むリングギア部２１ｃ
とを有し、このリングギア部２１ｃには、遊星ギア２１
ｂと噛合する内噛部が形成されている。

【００１４】太陽ギア２１ａは、連結具２２によって減
速部７の出力軸８と連結されて共に回転するようになっ
ており、リングギア部２１ｃは、連結具２２を包囲する
円筒状の歪み管１１を介して、減速部７の下側面に取付
られている。３個の遊星ギア２１ｂの各回転軸は、遊星
ギア台２３によって支持されており、この遊星ギア台２
３の下面に上記出力軸２４が取付られている。

【００１５】このような構成の差動遊星ギア機構２０に
よって、減速部７の出力軸８の回転駆動力は、所定比に
大きく減速されて出力軸２４に伝達され、さらに、ドラ
イバビット１０に伝達されるようになっている。歪み管
１１は、リングギア部２１ｃに加わる反力トルクに応じ
て歪むものであって、この歪み管１１には、その歪み量
を電圧信号に変換するストレインゲージ１２が貼付けら
れており、この歪み管１１とストレインゲージ１２とに
より軸トルク検出手段が構成されている。そして、この
電圧信号を制御装置３０によって処理することによっ
て、ドライバビット１０の軸トルク値を検出できるよう
になっている。

【００１６】制御装置３０は、中枢である制御部５０
と、モータ６を駆動するモータ駆動部３１と、モータ駆
動部３１にパワーを供給するパワー供給部３２と、作業
スタート指令を出力する作業スタート部３３と、作業ス
タート指令を受けて昇降駆動源２を駆動する昇降駆動源
駆動部３４と、ドライバビット１０が原位置にあるかど
うか検出する原位置検出部３５と、ねじ締め結果の良否
判定結果等を出力させる良否判定出力部３６と、フォト
カプラ３７と、良否判定結果等を表示する表示部３８
と、テンキー４０によりねじ締め情報を設定する設定部
３９と、設定部３９の入力回路４１と、ストレインゲー
ジ１２により検出された電圧信号を増幅する増幅部４２
と、この電圧信号から軸トルク値を検出するためにこれ
を補正する補正部４３と、この信号のノイズ分を除去す
るフィルタ部４４と、一定時間毎にサンプルホールドす
るＳ／Ｈ回路４５と、Ａ／Ｄ変換部４６と、制御部５０
のＲＡＭ５２をバックアップするバッテリ４７とから構
成されており、制御部５０と、モータ駆動部３１，作業
スタート部３３，昇降駆動源駆動部３４，原位置検出部
３５，良否判定出力部３６との間に、フォトカプラ３７
が介在することにより、互いに電気的に絶縁された状態
で信号が伝達されている。

【００１７】制御部５０は、モータ駆動部３１にモータ
６の速度指令値を与える速度指令部５１と、ＲＡＭ５２
と、ＲＯＭ５３とを有しており、ＲＯＭ５３は、軸とる
区検出手段により検出されるトルク値が後記本締めトル
ク設定値に達したときにモータ６を停止させる駆動停止
手段と、ドライバビット１０の駆動開始時から所定時間
が経過するまでの間前記駆動停止手段によるモータ６の
駆動停止制御を一時禁止する一時禁止手段とを備えた自
動ねじ締め機を動作させるプログラムの他に、ねじ締め
情報の設定データを処理するプログラム、一時禁止手段
の所定時間すなわち検出無効時間をドライバビット１０
のＧＤ²を基にして算出する所定時間算出部を構成する
プログラム等を格納している（図２〜図８参照）。ま
た、ＲＡＭ５２は、ねじ締め情報の設定データの他に、
検出無効時間を算出するための設定値を記憶する。

【００１８】ねじ締め情報としては、仮締めに関するも
のとして、検出トルクがその値に達した時にモータ６の
停止を指令する”仮締めトルク設定値”、モータ６の回
転がその値に達したときに速度勾配を０にする”仮締め
時の最高回転”（本実施例では、ＴＡＢＬＥ２に示され
るように高速，中速，低速から選択される）、モータ６
起動時の回転速度を指示する”ねじ込み開始時の回転初
速”（本実施例では、ＴＡＢＬＥ３に示されるように最
高速度の４５％，５０％，６０％，１００％から選択さ
れる）、モータ６の回転速度の増加する速度の勾配を指
示する”仮締め開始時の速度勾配”（本実施例では、Ｔ
ＡＢＬＥ４に示されるように、緩か、急から選択され
る）、検出トルクが仮締めトルク設定値に達した時にモ
ータ６を停止指示する制御を一時禁止する時間を定め
る”検出無効時間”がある。また、本締めに関するもの
として、仮締め終了でモータ６を停止してからモータ６
の再起動を指令するまでの待時間を定める”仮締め完了
後の再スタート待時間”、”本締めトルク設定値”、”
本締め時の最高回転”、”本締め時の回転初速”、”本
締時の速度勾配”、本締めピークトルク値から締付けの
良否判定を行うときの基準となる”下限トルク値”及
び”上限トルク値”がある。また、締付け完了後の逆転
に関するものとして、モータ６の回転速度を指示する”
逆転時の回転速度”、逆転時間を指示する”逆転時間”
がある。

【００１９】検出無効時間を算出するための設定値とし
ては、”検出無効時間算出用トルク値”、”ＧＤ²設定
値”がある。検出無効時間算出用トルク値は、通常、仮
締めトルク設定値をそのまま使ったり、仮締めトルク設
定値の何％というように操作者が定めた値が使われる。
ＧＤ²設定値は、ドライバビット１０，ジョイントユニ
ット９の大きさ、形、重量等から予め計算した値をもと
に決められる（本実施例では、ＴＡＢＬＥ１に示される
ように３つの数値から選択される）。

【００２０】なお、上記ねじ締め情報中の”仮締め時の
最高回転”、”ねじ込み開始時の回転初速”、”仮締め
開始時の速度勾配”は、検出無効時間を算出するために
も使われる。モータ駆動部３１は、モータ６の正逆転駆
動に適するように、トランジスタ４個或いは８個を使っ
たＨ回路（図１４参照）を採用しているので、モータの
正逆転に対し迅速に応答することができる。

【００２１】Ａ／Ｄ変換部４６は、高速Ａ／Ｄコンバー
タを採用しているので、ねじ締めトルクの変動に対して
正確に追従することができる。良否判定出力部３６は、
ねじ締め結果の良否判定出力の他にトルク値のデジタル
信号を出力したり、検出したトルク値をアナログ出力で
きるので、ねじ締め過程のモニタリングを行うことが可
能である。また、表示部３８は、ねじ締め結果のトルク
値表示の他、ねじ締め結果の良否判定等のイルミネーシ
ョン表示等もすることができ、ねじ締めの品質管理を担
っている。

【００２２】次に、このねじ締め機の制御動作について
説明する。図９は、時間とトルク値の関係及びモータ６
の制御を説明するための図である。曲線Ｌ1は、モータ
６の起動時においてトルク値が大きく上昇する場合の時
間−トルク値の関係を示すものである。ドライバビット
１０とジョイントユニット９のＧＤ²が大きい場合や、
モータ６の回転速度が大きい場合には、この曲線Ｌ1の
ような傾向を示すが、このような場合には、以下に示す
ように、検出無効時間を設けて制御を行うことが効果的
である。

【００２３】なお、曲線Ｌ2のように、モータ６の起動
時において、トルク値の上昇が少ない場合（ドライバビ
ット１０とジョイントユニット９のＧＤ²が小さく、モ
ータ６の回転速度が小さい場合）には、モータ起動時の
駆動停止という課題は生じない。図２〜８は、本実施例
に係る自動ねじ締め機の制御動作を示すフローチャート
である。

【００２４】初期状態においては、ＲＡＭ５２の所定エ
リアに、ねじ締め情報のデータが書き込まれている。設
定データの変更を行う場合には、操作者がテンキー４０
を操作して、ねじ締め情報を設定する。設定データの変
更指令があれば（Ｓ１）、後述する設定データ変更のサ
ブルーチン（図６，図７参照）を実行して、各ねじ締め
情報の設定と、検出無効時間の算出及び設定を行う（Ｓ
２）。

【００２５】設定データの変更指令がなければ、原位置
検出部３５によりドライバビット１０が原位置にあるの
を確認した後（Ｓ３）、作業スタート部３３からの作業
スタート指令を待つ（Ｓ４）。作業スタート指令が出れ
ば（図９におけるＴ0）、昇降駆動源駆動部３４が昇降
駆動源２を駆動してドライバビット１０を下降し（Ｓ
５）、ＲＡＭ５２の所定エリアに書き込まれているねじ
締め情報（仮締めトルク設定値、ねじ込み開始時の回転
初速、仮締め開始時の速度勾配、最高回転、検出無効時
間）を読み込む（Ｓ６）。

【００２６】モータ駆動部３１からのモータ正転駆動指
令によって（Ｓ７）、読み込まれている回転初速と速度
勾配でモータ６の正転を開始すると共に、検出無効タイ
マの時間計上を開始し（Ｓ８）、Ｓ６で読み込まれた検
出無効時間に達するまで待ち（Ｓ９）、検出無効時間に
達してから（図９におけるＴ7）、ストレインゲージ１
２からの信号を、Ａ／Ｄ変換部４６でＡ／Ｄ変換して検
出トルク値として読み込む。

【００２７】ねじの頭部座面がワークに到達すると（図
９におけるＴ1）、ねじ締めの負荷トルクが増加し、仮
締めトルク設定値７１に到達するのを待ち（Ｓ１３，Ｓ
１４）、到達した時（図９におけるＴ2）に、モータ駆
動部３１に回転停止指令を送り（Ｓ１８）、モータ６へ
の駆動電流供給を停止する。検出トルク値はさらに、オ
ーバーシュート７２によって仮締めピークトルク値７３
まで上昇し、その後下降する。

【００２８】なお、ステップＳ７のモータ６の正転指令
時からステップＳ１８のモータ停止指令までの間は、読
み込まれている速度勾配に従ってモータ６が回転し、読
み込まれている最高回転に達すれば、そのまま最高回転
が維持されるように制御される（Ｓ１０〜Ｓ１３及びＳ
１５〜Ｓ１７）。ステップＳ１８のモータ６停止指令と
共に、再スタート待タイマの時間計上を開始する（Ｓ１
９）。そして、このタイマが、読み込まれている仮締め
完了後の再スタート待時間７４に達すれば（図９におけ
るＴ3）（Ｓ２０）、ＲＡＭ５２の所定エリアに書き込
まれているねじ締め情報（本締めトルク設定値、本締め
時の回転初速、速度勾配、最高回転）を読み込み（Ｓ２
１）、モータ駆動部３１からの正転指令により、読み込
まれている回転初速と速度勾配でモータ６を正転駆動さ
せて、本締めを開始する（Ｓ２２）。

【００２９】本締めにおいても、仮締めと同様に、検出
トルク値が、読み込まれている本締めトルク設定値７５
に達するまで待ち（Ｓ２３，Ｓ２４）、到達した時（図
９におけるＴ4）に、モータ駆動部３１に回転停止指令
を送り（Ｓ２８）、モータ６への駆動電流供給を停止す
る。また、検出トルク値が本締めトルク設定値に到達す
るまでの間は、読み込まれている速度勾配に従ってモー
タ６が回転し、読み込まれている最高回転に達すれば、
そのまま最高速度が維持される（Ｓ２５〜Ｓ２７）。

【００３０】またこの時、ストレインゲージ１２からの
信号をＡ／Ｄ変換部４６でＡ／Ｄ変換してトルク値とし
て読込む。そして、本締めピークトルク値７７を検出す
る（Ｓ２９）。モータ６が停止するのを待ち（Ｓ３
０）、停止すれば、ステップＳ２９で検出した本締めピ
ークトルク値を表示部３８に表示する（Ｓ３１）。ま
た、この本締めピークトルク値が、読み込まれているト
ルク値の許容範囲内（下限トルク値と上限トルク値の
間）にあるか否かを判断し（Ｓ３２，Ｓ３４）、許容範
囲内になければ表示部３８に下限又は上限の異常表示を
行う（Ｓ３３，Ｓ３５）。許容範囲内にあれば表示部３
８にＯＫ表示を行い（Ｓ３６）、良否判定出力部３６が
良否判定を出力する（Ｓ３７）。

【００３１】本締め終了後、ＲＡＭ５２の所定エリアに
書き込まれているねじ締め情報（逆転時の回転速度、逆
転時間）を読み込み（Ｓ３８）、モータ逆転指令に基づ
いて、読み込まれている逆転時間（図９のＴ5〜Ｔ6）だ
けモータ６を短時間逆転させ、ねじ頭とドライバビット
１０の食い付きを解除する（Ｓ３９，Ｓ４０，Ｓ４２，
Ｓ４３）。また、モータ逆転指令と同時期にビット上昇
復帰指令を出して（Ｓ４１）、昇降駆動源２を駆動する
ことにより、ドライバ本体４と共にドライバビット１０
を上昇させ、ねじ頭からドライバビット１０を離す。以
上で、１サイクルの動作を完了する。

【００３２】図６，７は、上記ステップＳ２の設定デー
タ変更及び検出無効時間の算出のサブルーチンを示すフ
ローチャートである。ＲＡＭ５２の所定エリアに書き込
まれた設定データを変更する場合は、テンキー４０で所
望の値に変更することが可能である。（Ｓ５１〜Ｓ６
４、Ｓ６６〜Ｓ８１）。

【００３３】ここでは、ねじ込み開始時の回転初速（Ｓ
５１，５２）、仮締め開始時の速度勾配（Ｓ５３，５
４）、仮締め時の最高回転（Ｓ５５，５６）、仮締めト
ルク設定値（Ｓ５７，５８）、仮締め完了後の再スター
ト待時間（Ｓ５９，６０）、本締め時の回転初速（Ｓ６
６，６７）、本締め時の速度勾配（Ｓ６８，６９）、本
締め時の最高回転、（Ｓ７０，７１）、本締めトルク設
定値（Ｓ７２，７３）、下限トルク値（Ｓ７４，７
５）、上限トルク値（Ｓ７６，７７）、逆転時間（Ｓ７
８，７９）、逆転時の回転速度（Ｓ８０，８１）等のね
じ締め情報の他に、検出無効時間算出用トルク値（Ｓ６
１，６２）、ＧＤ²設定値（Ｓ６３，６４）等の検出無
効時間を算出するための設定値の変更が可能である。

【００３４】そして、設定された検出無効時間算出用ト
ルク値と、ＧＤ²設定値と、回転速度設定値（仮締め時
の最高回転，ねじ込み開始時の回転初速，仮締め開始時
の速度勾配）を基にして、検出無効時間の算出がなされ
る（Ｓ６５）。図８は、図６に示されたステップＳ６５
の検出無効時間の算出のサブルーチンの一例を示すフロ
ーチャートであり、図１０〜１３は、検出無効時間の算
出に使うＴＡＢＬＥ１〜４を示す図である。図１０〜１
３に示すように、ＴＡＢＬＥ１は、ＧＤ²設定値と検出
無効時間算出用トルク値とから検出無効時間を算出する
ＴＡＢＬＥであり、ＴＡＢＬＥ２は、仮締め時の最高回
転と検出無効時間算出用トルク値とから検出無効時間を
算出するＴＡＢＬＥであり、ＴＡＢＬＥ３は、ねじ込み
開始時の回転初速と検出無効時間算出用トルク値とから
検出無効時間を算出するＴＡＢＬＥであり、ＴＡＢＬＥ
４は、仮締め時の速度勾配と検出無効時間算出用トルク
値とから検出無効時間を算出するＴＡＢＬＥである。

【００３５】ここでは、ＧＤ²設定値、仮締め時の最高
回転、ねじ込み開始時の回転初速、仮締め開始時の速度
勾配設定値の４項目中、上記ステップＳ５１〜Ｓ５６，
Ｓ６１〜Ｓ６４において設定値の変更がなされた項目が
あれば、ＴＡＢＬＥ１〜４の中から、その項目に該当す
るＴＡＢＬＥが選択されて、検出無効時間が算出される
ようになっている。ただし、この４項目中、２項目以上
の設定値変更があった場合は、ＧＤ²設定値、仮締め時
の最高回転、ねじ込み開始時の回転初速、仮締め開始時
の速度勾配設定値の順番で、先の項目の該当ＴＡＢＬＥ
が優先して選択され、検出無効時間が算出される。ま
た、４項目とも設定値変更がなかった場合は、標準ＴＡ
ＢＬＥが選択されて、検出無効時間が算出される。標準
ＴＡＢＬＥは、例えば、図１０に示したＴＡＢＬＥ１の
中で、ＧＤ²設定値の値が１．１ｋｇｆ・ｃｍ²の欄を標
準ＴＡＢＬＥとする（Ｓ９１〜Ｓ９９）。

【００３６】なお、ステップＳ９１〜Ｓ９９において
は、上記４項目の設定値の変更の有無によって、ＴＡＢ
ＬＥ１〜４の中から該当ＴＡＢＬＥを選択するような例
を示したが、この他にも、例えば操作者がＴＡＢＬＥ１
〜４の中から指定する選択方法など様々考えられる。ま
た、説明の都合上、図１０〜１３に示されているＴＡＢ
ＬＥ１〜４は、図中但し書きのような条件が付されてお
り、算出可能な範囲がかなり限定されているが、実際に
は、より広範囲について算出できるＴＡＢＬＥを備える
ことが望ましく、ＧＤ²設定値と、回転速度設定値（仮
締め時の最高回転，ねじ込み開始時の回転初速，仮締め
開始時の速度勾配）のあらゆる範囲を網羅したＴＡＢＬ
Ｅを備えることがより望ましい。このような場合、算出
する手順も、ＴＡＢＬＥに応じた手順に変更する。

【００３７】以上説明したように、ＴＡＢＬＥを参照し
ながら、設定された検出無効時間算出用トルク値と、Ｇ
Ｄ²設定値と、回転速度設定値（仮締め時の最高回転，
ねじ込み開始時の回転初速，仮締め開始時の速度勾配）
を基にして、検出無効時間の算出がなされる（Ｓ１０
０）。図９に基づいて補足説明すると、検出無効時間
（図９におけるＴ0〜Ｔ7）は、モータ６の起動時に、ト
ルク値が仮締めトルク設定値７１が越える時間帯（図９
におけるＴ8〜Ｔ9）をカバーするためにその値が算出さ
れるようになっている。即ち、図９において、Ｔ7がＴ9
とＴ1の間に入るように検出無効時間が算出されるよう
にようになっている。

【００３８】以上のように、このねじ締め装置は、その
制御において検出無効時間（図９におけるＴ0〜Ｔ7）が
設けられていることにより、この検出無効時間の間は、
トルク値が仮締めトルク設定値７１に達しても（図９に
おけるＴ8〜Ｔ9）、モータ６が停止されることがなく、
所定の仮締めと本締めが行われるので、ねじの締付けト
ルクが、所定の希望締付トルク値に達する。

【００３９】曲線Ｌ1のような場合において、仮に、こ
のような検出無効時間が設けられていないとするなら
ば、トルク値が仮締めトルク設定値７１に達する時点
（図９におけるＴ8）で、モータ６の駆動が停止されて
しまう。この場合、仮締め完了後の再スタート待時間７
４が経過すれば、そのまま、本締めに入ってしまうの
で、オーバーシュートによってねじの締付けトルクが、
所定の希望締付トルク値に達しないことになる。

【００４０】また、上記実施例においては、検出無効時
間が仮締め時だけ設けられて、本締め時には検出無効時
間が設けられていない例を示した。これは、本締めトル
ク設定値が仮締めトルク設定値よりも高い、負荷トルク
の増加に伴いモータの回転速度が遅くなっている等の理
由により、本締め時は、仮締め時よりも、モータ起動時
のトルク値が本締めトルク設定値を越しにくい点を考慮
したためである。しかし、本締め時においても、モータ
起動時のトルク値が本締めトルク設定値を越すような場
合には、同様に検出無効時間を設けることによって、起
動時のモータ停止を回避し、ねじの締付けトルクが、所
定の希望締付トルク値に達するようにすることができ
る。

【００４１】また、上記実施例の自動ねじ締め機のトル
ク検出は、歪み管１１とストレインゲージ１２からなる
トルクセンサで行っているが、トルクセンサを用いず
に、ＤＣモータの負荷電流からトルク値を検出するよう
な自動ねじ締め機においても同様に実施可能である。こ
の場合は、トルクセンサの代わりに、モータ駆動部３１
のＨ回路（図１４参照）に負荷電流検出器６０を設置
し、モータ６の負荷電流を、電圧信号に変換して増幅部
４２に送るようにし、それ以外の構成は、実施例の自動
ねじ締め機と同様にすればよい。

【００４２】また、上記実施例においては、自動ねじ締
め機の例を示したが、自動キャップ締め機の場合につい
ても同様に実施可能である。また、上記実施例において
は、モータの起動と共に工具の駆動が開始される例を示
したが、モータ起動の後に工具の駆動が開始される自動
部品締結機においても同様に実施可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による自動
部品締結機は、工具のＧＤ²が大きかったり、モータの
回転速度が大きい場合に生じていた、起動時におけるモ
ータの駆動停止という課題を解決し、部品の締付けトル
クが所定の希望締付トルク値に達する自動部品締結機を
提供するものである。

【００４４】また、部品締結を開始してから所定時間が
経過するまでの間、モータの駆動停止制御を一時禁止す
る手段を備えることによって上記課題を解決しているの
で、従来のモータをスロースタートさせる場合のような
時間のロスも、またモータの回転速度はもとより工具の
重量をも気にかける必要もない。また、この所定時間
は、工具のＧＤ²或はモータの回転速度を基にして自動
的に算出することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る自動ねじ締め機の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】本実施例に係る自動ねじ締め機の制御動作を示
すフローチャートである。

【図３】図２のフローチャートの続きである。

【図４】図３のフローチャートの続きである。

【図５】図４のフローチャートの続きである。

【図６】図２に示したステップＳ２の設定データ変更の
サブルーチンを示すフローチャートである。

【図７】図６のフローチャートの続きである。

【図８】図６に示したステップＳ６５の検出無効時間の
算出のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図９】時間とトルク値の関係及びモータ６の制御を説
明するための図である。

【図１０】検出無効時間の算出に使うＴＡＢＬＥ１を示
す図である。

【図１１】検出無効時間の算出に使うＴＡＢＬＥ２を示
す図である。

【図１２】検出無効時間の算出に使うＴＡＢＬＥ３を示
す図である。

【図１３】検出無効時間の算出に使うＴＡＢＬＥ４を示
す図である。

【図１４】駆動電流検出部６０の構成を示す図である。

【符号の説明】

１自動ねじ締め機本体６モータ１０ドライバビット１１歪み管１２ストレインゲージ３０制御装置４２増幅部４３補正部４４フィルタ部４５Ｓ／Ｈ回路４６Ａ／Ｄ変換部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動するモータと、ワークを締結する部品に前記モータの回転駆動力を伝達
する工具と、前記工具の軸トルクを検出する軸トルク検出手段と、軸トルク検出手段が検出するトルク値が所定の値に達し
た時に、前記モータの駆動を停止する駆動停止手段と、前記工具の駆動開始時から所定時間が経過するまでの
間、前記駆動停止手段によるモータの駆動停止制御を一
時禁止する一時禁止手段と、前記所定時間を工具のＧＤ²（ジーディースクェアー）
を基にして算出する所定時間算出部と、を備えたことを特徴とする自動部品締結機。
【請求項２】前記所定時間算出部は、前記モータの回
転速度を基にして、該所定時間を算出することを特徴と
する請求項１記載の自動部品締結機。