JPH0740159A - 調整方法及びその装置と調整システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被調整物に調整用ビットを係合させて被調整
物の精密調整を行うことを円滑に且つ精度よく行うこと
ができる。 【構成】 被調整物９に調整用工具１０を係合させて調
整用工具の回転で被調整物の調整を行う。この時、コン
プライアンス制御ユニット３によって調整用工具１０の
支持のための所要方向の弾性を制御しつつ、調整用工具
１０の被調整物への係合及び被調整物の回転調整を行
う。被調整物に対する位置ずれの修正のための自由度を
持たせた調整用工具をコンプライアンス制御ユニットに
よって適切に被調整物に係合させることができる上に、
調整用工具で被調整物を回転させて精密調整するにあた
り、純粋なトルクのみを被調整物に与えることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は可変抵抗器のような被調
整物の精密調整作業を行う際の調整方法及びその装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】可変抵抗器のような被調整物の調整作業
を自動化する場合、被調整物にドライバービットのよう
な調整用工具を係合させて被調整物を調整用工具の回転
駆動で回転させるにあたり、被調整物に対して調整用工
具を精密に位置決めさせておかなくては、調整用工具で
被調整物を回転させることができない。

【０００３】このために、特開平２−１９６４０２号公
報には、モータによって回転駆動される調整用工具を水
平移動自在とするとともにばねで吊架することによっ
て、調整用工具を下降させて被調整物に係合させるにあ
たり、被調整物に対するガイドによる調整用工具の水平
移動がスムーズになされて位置決めされるようにしたも
のが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のも
のでは、被調整物と調整用工具との間の初期の位置ずれ
が大きい場合、調整用工具を回転させて被調整物の精密
調整を行う時にも、調整用工具及びこれが係合した被調
整物にはばねによる負荷が加わっており、この負荷の存
在のために、調整精度を上げることができなかった。

【０００５】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは、被調整物に調整用工
具を係合させて被調整物の精密調整を行うことを円滑に
且つ精度よく行うことができる調整方法及びその装置と
調整システムを提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】しかして本発明に係る調
整方法は、被調整物に調整用工具を係合させて調整用工
具の回転で被調整物の調整を行う調整方法であって、コ
ンプライアンス制御手段によって調整用工具の支持のた
めの所要方向の弾性を制御しつつ、調整用工具の被調整
物への係合及び被調整物の回転調整を行うことに特徴を
有しており、また本発明にかかる調整装置は、被調整物
に係合させる調整用工具及びこの調整用工具を回転駆動
するモータとからなるドライバーユニットと、このドラ
イバーユニットを所要方向について低摩擦で保持する低
摩擦保持機構と、上記ドライバーユニットに所要方向に
ついて任意の弾性を印加することができるコンプライア
ンス制御手段と、ドライバーユニットの位置検出用のセ
ンサーとを備えるとともに、センサー出力に基づいてコ
ンプライアンス制御手段にてドライバーユニットに加え
られる弾性を調整する制御回路とを備えていることに特
徴を有しており、更に本発明に係る調整システムは、上
記の調整装置と、被調整物を搬送する搬送装置と、調整
装置を保持しているとともに搬送装置で搬送される被調
整物に対して位置決めするロボットアームのような位置
決め手段とからなることに特徴を有している。

【０００７】

【作用】本発明によれば、被調整物に対する位置ずれの
修正のための自由度を持たせた調整用ビットを、コンプ
ライアンス制御手段によって、適切に被調整物に係合さ
せることができる上に、調整用工具で被調整物を回転さ
せて精密調整するにあたり、純粋なトルクのみを被調整
物に与えることができる。

【０００８】この調整に際しての被調整物への調整用工
具の係合は、調整用工具として、被調整物のプラス型ね
じ頭部として形成された係合部に係合するプラス型ドラ
イバービットを用いて、調整用工具を被調整物に押し付
ける方向と直交する２方向の弾性を所定値にした状態で
調整用工具と被調整物とを係合させることによって、自
動的に被調整物の係合部に調整用工具が誘い込まれるも
のとなり、また調整用工具がマイナス型ドライバービッ
トである場合には、その先端に突起を設けて調整用工具
を被調整物に押し付ける方向と直交する２方向の弾性を
所定値にした状態で調整用工具を回転させつつ被調整物
に係合させたり、調整用工具を傾けた状態で回転させつ
つ被調整物に係合させることで、調整用工具を被調整物
にスムーズに係合させることができる。

【０００９】被調整物が回転式可変抵抗器や可変コンデ
ンサ、トリマーコイル等の電気部品である場合には、被
調整物の特性値を検出しつつ被調整物の回転調整を行う
ことで迅速な調整を行うことができ、また特性値検出に
際しては、コンプライアンス制御手段によって被調整物
に与える力を、被調整物に調整用工具を押し付ける方向
に直交する２方向と上記回転方向とにおいて零とするこ
とによって、不要な力が被調整物に働いてしまうことを
防ぐことができ、更に、被調整物の特性値検出に際し、
コンプライアンス制御手段によって被調整物に与える力
を、被調整物に調整用工具を押し付ける方向に直交する
２方向において一旦零とした後、その位置に静止させる
２方向の力を付与するとともに、上記回転方向において
零とするならば、あるいはコンプライアンス制御手段に
よって被調整物に与える力を、被調整物に調整用工具を
押し付ける方向において一旦零とした後、その位置に静
止させる押し付け方向の力を付与するならば、調整中に
調整用工具がふらついてしまったりすることがなくな
る。被調整物の回転駆動に対抗する力をコンプライアン
ス制御手段によって調整用工具に与えている状態と、こ
の力を解除した状態とにおいて特性値検出を行うととも
に、各時点での調整用工具の軸回りの位置を検出し、両
特性値の差と両時点での位置の差からバックラッシュの
補正を行っても、正確な調整を行うことができる。

【００１０】この時、コンプライアンス制御手段によっ
て調整用工具に与える被調整物の回転駆動に対抗する力
をトルクとして検出して、このトルク値から被調整物の
不良品検出を同時に行ったり、上記トルク値から被調整
物の回転限界の検出を同時に行ったりしてもよい。被調
整物が締め付けトルクが管理されるべきねじであっても
よい。

【００１１】低摩擦保持機構によるドライバーユニット
の低摩擦保持とコンプライアンス制御手段による任意の
弾性を印加することができる所要方向は、少なくとも調
整用工具を被調整物に押し付ける方向に直交する２方向
であればよいが、上記２方向と押し付ける方向の軸回り
の回転方向とを所要方向としたり、上記２方向と押し付
け方向と押し付ける方向の軸回りの回転方向とを所要方
向としたりすることが好ましく、更には調整用工具を被
調整物に押し付ける方向とこの方向に直交する２方向、
並びにこれら３軸方向の各軸回り方向とを所要方向とし
てもよい。

【００１２】

【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、本発明においては、たとえば図１に示すような調
整装置を用いて可変抵抗器のような被調整物９の精密調
整を行う。ここにおける調整装置は、被調整物９に係合
する調整用ビット１０を、その回転駆動用モータ１１に
対して軸方向にスライド自在に装着するとともに、ばね
１２によって下方へばね付勢してある。また、上記調整
ビット１０とモータ１１とからなるドライバーユニット
１は、Ｚ軸粗動アクチュエータ５に固定するのではな
く、Ｚ軸粗動アクチュエータ５に設けた空気浮上もしく
は磁気浮上によってドライバーユニット１を保持する低
摩擦保持機構２を介して取り付けており、また低摩擦保
持機構２には、コンプライアンス制御ユニット３を設け
て、このコンプライアンス制御ユニット３によってドラ
イバーユニット１の位置情報を得られるようにするとと
もにボイスコイルモータ等の電磁力によってドライバー
ユニット１を必要とする方向に動かすことができるよう
にしてある。

【００１３】ここにおいて、低摩擦保持機構２は、少な
くともＸ，Ｙ両軸方向にドライバーユニット１を低摩擦
で自由に移動させることができる構成のものであればよ
いが、この両方向に加えて、Ｚ軸回りθｚの回転の自由
や、Ｚ軸方向の自由や、Ｘ軸回りθｘ並びにＹ軸回りθ
ｙの自由も持たせたものであれば、後述するように更に
好ましいものとなる。

【００１４】一方、コンプライアンス制御ユニット３
は、低摩擦保持機構２によって自由とされている方向の
ドライバーユニット１の位置情報を得ることができる複
数の位置センサー３０と、低摩擦保持機構２によって自
由とされている方向のドライバーユニット１の移動をド
ライバーユニット１に個別に行わせることができるボイ
スコイルモータのような電磁アクチュエータ３１とから
なるもので、各方向別に設けられた複数個の電磁アクチ
ュエータ３１からは、その駆動電流を監視することで反
力を測定することができるようにしてある。

【００１５】Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向及びこれらの軸回り方向
θｘ，θｙ，θｚについてドライバーユニット１を駆動
することができるとともに低摩擦保持機構２と一体化さ
れたコンプライアンス制御ユニット３の一例を図２に示
す。図中１５はその下面中央に上記ドライバーユニット
１が固定される可動体であり、平面形状が矩形状となっ
ている可動体１５の上下面には対向する３対の電磁アク
チュエータ３１が等間隔で配置されており、外周面には
３対の電磁アクチュエータ３１が対向配置されている。
これら総計６対の電磁アクチュエータ３１の駆動電流を
制御することで、上記の６つの方向に可動体１５及びド
ライバーユニット１を駆動することができる。また、位
置センサー３０は、図に示すように配置すれば、可動体
１５の上記各方向の位置検出を行うことができる。また
電磁アクチュエータ３１による磁力や圧縮空気によって
可動体１５を浮上させておくことによって、ドライバー
ユニット１の前記方向への自由な移動を許す状態での保
持が可能となっている。

【００１６】なお、ここではコンプライアンス制御ユニ
ット３によって上記６方向にドライバーユニット１を駆
動できるものを示したが、本発明においては、低摩擦保
持機構２及びコンプライアンス制御ユニット３が、少な
くともＸ，Ｙ軸方向にドライバーユニット１を駆動する
ことができるようになっておればよいものであり、上記
２方向に加えてθｚを加えた３方向またはこれにＺ軸方
向を更に加えた４方向であれば、調整作業を十分精密に
行うことができるために、上記６方向について駆動でき
るものでなくともよい。

【００１７】図１中の８０は上記アクチュエータ５のた
めの制御回路、８１はモータ１１用のモータ制御回路で
あり、上記コンプライアンス制御ユニット３や、両制御
回路８０，８１は、被調整物９用の計測器８２ととも
に、インターフェース回路８５を介して、マイクロコン
ピュータからなる制御装置８に接続されている。図３は
上記調整装置をＸ，Ｙ両方向に粗動させることもできる
ように、ロボットアーム６のアームの先端に設け、被調
整物９はベルトコンベアのような搬送装置６０で搬送す
るものものを示している。搬送装置６０で前工程から被
調整物９（を有する実装基板）を調整装置前まで搬送
し、ロボットアーム６によって調整装置を精密に位置決
めした後、調整装置による後述の調整作業を行い、調整
完了後は更に搬送装置６０によって次工程に被調整物９
を送り出す。

【００１８】次に、この調整装置を用いた調整動作につ
いて説明する。図４は、ドライバーユニット１に与えた
自由度がＸ軸方向とＹ軸方向の２方向のみである場合に
ついての基本動作の概略を示しており、まずコンプライ
アンス制御ユニット３による電磁力によって、ドライバ
ーユニット１に調整用ビット１０の回転中心が被調整物
９の中心近傍にくるような位置で安定するような所定の
弾性を持たせ（ステップ１０１）、次いでＺ軸粗動アク
チュエータ５によるドライバーユニット１の下降（図５
(a)）によって、被調整物９に調整用ビット１０を係合
させる（ステップ１０３）。なお、係合させるにあたっ
ては、調整用ビット１０を図５(b)に示すように回転さ
せるのであるが、この点については後述する。そして、
係合させた後は、コンプライアンス制御ユニット３によ
ってドライバーユニット１（調整用モータ１１）に与え
た上記弾性を、回転調整作業に適した値（たとえば零）
に変更（ステップ１０５）した後、調整用モータ１１で
被調整物９に所要の捩じり角を与える（ステップ１０
７、図５(c)）。次いで、捩じり角とトルクとを測定す
る（ステップ１０９，１１１）とともに、被調整物９の
特性値を測定（ステップ１１３）して、上記捩じり角と
トルクとの関係を元に現在調整作業を行っている被調整
物９が不良品であるか否かを判定（ステップ１１５）
し、不良品でなければ上記特性値が目的の範囲内である
かを判定（ステップ１１９）して、範囲外であればステ
ップ１０７に戻り、範囲内であれば図５(d)に示すよう
にドライバーユニット１を引き上げて調整作業を完了す
る。

【００１９】被調整物９と調整用ビット１０との中心を
一致させて係合させる際には、ドライバーユニット１に
コンプライアンス制御ユニット３によって弾性が付与さ
れてドライバーユニット１の位置調整がなされるが、被
調整物９に調整用ビット１０が係合した後の回転調整の
際には、コンプライアンス制御ユニット３によってドラ
イバーユニット１に与えられる弾性を回転作業に適した
値とすることができるために、この弾性が調整作業に影
響を与えてしまうことがないようにできるわけである。

【００２０】ところで、調整用ビット１０の回転中心と
被調整物９ＮＯ中心とが一致していない場合には、被調
整物９における係合部が誘い込みのあるような形状、た
とえばプラス型ねじ頭部を有するものであっても、互い
に係合させることができないことがある。また、うまく
係合させることができたとしても、両者の中心がずれて
おれば、回転中の位置ずれに伴う摺動によって、水平面
内で不要な力成分が発生し、調整用ビット１０が係合し
ている状態と係合していない状態とでの被調整物９の特
性値に差が生じてしまう。

【００２１】これは低摩擦保持機構２及びコンプライア
ンス制御ユニット３に、ドライバーユニット１をＺ軸回
りθｚに駆動させることができる機能を持たせたものに
よって解消することができる。すなわち、図６に示すよ
うに、コンプライアンス制御ユニット３による電磁力に
よって、ドライバーユニット１に調整用ビット１０の回
転中心が被調整物９の中心近傍にくるような位置で安定
するような所定の弾性を持たせ（ステップ１３１）、次
いでＺ軸粗動アクチュエータ５でドライバーユニット１
を下降させる（ステップ１３３）。この時、調整用ビッ
ト１０が被調整物９に完全に係合していない時には、調
整用ビット１０を付勢するばね１２によって調整用ビッ
ト１０が被調整物９にある力で押し当てられるために、
被調整物９と調整用ビット１０との間に摩擦が生じて、
コンプライアンス制御ユニット３によってドライバーユ
ニット１を保持する必要がなくなるので、ステップ１３
５において、コンプライアンス制御ユニット３による弾
性を調整ビット１０を被調整物９に完全に係合させるの
に最適な弾性（たとえばＸ，Ｙ方向の弾性を零）とす
る。そして、この状態で、調整用ビット１０をコンプラ
イアンス制御ユニット３によって回転させ（ステップ１
３７）、この時、被調整物９の特性値あるいはコンプラ
イアンス制御ユニット３の駆動電流からのフィードバッ
クで検出することができるトルクによって、調整用ビッ
ト１０と被調整物９とが完全に係合しているかどうかを
判定し（ステップ１３９）、完全に係合していると判定
された時には、モータ１１を回転させることによる調整
作業に移るのである。

【００２２】しかし、上記手法は、上述のように誘い込
みのある係合部を有する被調整物９に対しては有効であ
るものの、マイナスドライバーが係合するタイプの係合
部を有している被調整物９では、調整用ビット１０を１
回転以上させても被調整物９に係合しないことがある。
この場合、マイナスドライバー型の調整用ビット１０と
して、図７に示すように、先端中央に突起１４を有する
ものを用いれば、次のようにして完全係合を図ることが
できる。

【００２３】すなわち、上記手法におけるステップ１３
３の後、図８に示すように、降下させたドライバーユニ
ット１のＸ，Ｙ座標Ｘ０，Ｙ０を位置センサー３０で測
定（ステップ１５５）し、この後、Ｘ０地点を中心に被
調整物９の係合部の溝を走査するのに十分な距離αだけ
コンプライアンス制御ユニット３による駆動でドライバ
ーユニット１をＸ軸方向に移動させる（ステップ１５
７）。この移動中に調整用ビット１０の突起１４が被調
整物９に係合すれば、コンプライアンス制御ユニット３
でドライバーユニット１をＸ軸方向もしくはＹ軸方向に
動かすのに必要な力Ｆｘ，Ｆｙが変化することから、こ
れによって係合状態をチェックし（ステップ１５９）、
係合していない時には、ステップ１５７と同様にＹ軸方
向にドライバーユニット１を移動させる（ステップ１６
１）。このようにして被調整物９に調整用ビット１０の
突起１４を係合させたならば、この状態でのドライバー
ユニット１のＸ，Ｙ座標Ｘ１，Ｙ１を測定し（ステップ
１６３）、次いでコンプライアンス制御ユニット３によ
ってドライバーユニット１に与えられる弾性を、突起１
４を中心に調整用ビット１０が回転するのに最適な値に
変更（ステップ１６５）した後、モータ１１によって
（もしくはコンプライアンス制御ユニット３によって）
調整用ビット１０を所定量だけ回転させ（ステップ１６
７）、被調整物９の特性値の変化またはコンプライアン
ス制御ユニット３によって検出することができるＺ軸回
りのモーメントＭｚに変化があるかどうか（ステップ１
６９）によって、調整用ビット１０と被調整物９とが完
全に係合した状態にあるかどうかを判定（ステップ１６
９）し、係合しておれば、コンプライアンス制御ユニッ
ト３によって与えられる弾性を回転調整に適した値とし
て（ステップ１７１）、実際の調整作業に移る。

【００２４】調整用ビット１０の突起１４を先端中央で
はなく、図９に示すように、側端部に設ければ、上記係
合のための動作の簡略化と高速化とを図ることができ
る。つまり、コンプライアンス制御ユニット３による電
磁力によって、ドライバーユニット１に調整用ビット１
０の回転中心が被調整物９の中心近傍にくるような位置
で安定するような所定の弾性を持たせて、Ｚ軸粗動アク
チュエータ５でドライバーユニット１を下降させた後、
図１０に示すように、調整用ビット１０をモータ１１で
所定方向Ｗ１に回転させる（ステップ１８５）。この
時、突起１４が被調整物９の係合部に挿入されたかどう
かを、コンプライアンス制御ユニット３のコイル電流か
らＸ軸方向にかかる力ＦｘまたはＹ軸方向にかかる力Ｆ
ｙまたはＺ軸まわりのモーメントＭｚの変化から検出
（ステップ１８７）し、係合が確認されたならば、コン
プライアンス制御ユニット３の弾性を調整用ビット１０
がほぼ突起１４を中心に回転するように所定値（たとえ
ばＦｘ＝０，Ｆｙ＝０）とし（ステップ１８９）、次に
調整用ビット１０のこの時の角度θｚ０を計測（ステッ
プ１９１）した後、調整用ビット１０をモータ１１でＷ
１方向に回転角がαとなるまで回転させつつ被調整物９
の特性値またはモーメントＭｚから調整用ビット１０が
被調整物９に完全に係合しているかどうかを判定する。
回転角がαとなっても係合が確認されない時には、調整
用ビット１０を回転させる方向を逆にして上記係合確認
を行う（ステップ１９３〜２０３）。係合の判定がなさ
れたならば、コンプライアンス制御ユニット３による弾
性を回転調整に適した値に変更した後、調整作業を行
う。

【００２５】突起１４が調整用ビット１０にない場合
も、コンプライアンス制御ユニット３がＸ軸回りθｘま
たはＹ軸回りθｙに調整用ビット１０を動かすことがで
きるようになっておれば、上記軸回りの回転によって、
調整用ビット１０を傾けて直線状の先端縁の一端側の角
を他端側の角より下方に突出させて、この部分を突起１
４の代わりとすることによって、同様の手法で係合状態
の判定を行うことができる。図１１はこの場合の動作の
フローチャートを示しており、コンプライアンス制御ユ
ニット３による電磁力によって、ドライバーユニット１
に調整用ビット１０の回転中心が被調整物９の中心近傍
にくるような位置で安定するような所定の弾性を持たせ
て、Ｚ軸粗動アクチュエータ５でドライバーユニット１
を下降させた後、調整用ビット１０を所定方向θｘｙに
傾け（ステップ２１５）て、接触している角の被調整物
９に対する傾き方向を変えないようにモータ１１で調整
用ビット１０を回転させつつ（ステップ２１７，２１
９）、特性値もしくはモーメントＭｚの変化から、上記
角が被調整物９の係合部に引っ掛かったかどうかを判定
し（ステップ２２１）、この判定がなされたならば、調
整用ビット１０を被調整物９に完全に係合させるのに最
適な弾性をコンプライアンス制御ユニット３に持たせた
（ステップ２２３）後、調整用ビット１０の傾きを戻し
ながらモータ１１で調整用ビット１０を回転させて、特
性値の変化やモーメントＭｚの変化、あるいは調整用ビ
ット１０が垂直状態に戻ったかどうかによって、調整用
ビット１０と被調整物９との係合が完全になされたかど
うかを判定する（ステップ２２５〜２２９）のである。

【００２６】さて、このように被調整物９の係合部に調
整用ビット１０を係合させるわけであるが、通常は調整
用ビット１０の回転中心と、被調整物９の回転中心とを
完全に一致させることは困難であり、このために調整用
ビット１０を回転させる時、被調整物９に対して水平面
内の不要な力成分Ｆｘ，Ｆｙが多少なりとも作用するこ
とになる。このために、係合動作が完了した後の調整作
業の詳細は、次のようにしてある。

【００２７】すなわち、係合動作が完了した時点では、
通常、調整用ビット１０はある位置を保持しようとして
被調整物９に対して何らかの力を作用させるから、図１
２に示すように、まず水平面内の力がゼロ（Ｆｘ＝０，
Ｆｙ＝０）となるようにコンプライアンス制御ユニット
３を制御して、それまでの位置制御モードから力制御モ
ードに調整用ビット１０の動作を切り換えて、以降の調
整を行う。ただし、この時のモータ１１の回転方向のモ
ーメントを支えることになるθについては、係合完了時
のθ１を保持（ステップ３０９）する。この後は、特性
値が目標値と一致するまでモータ１１の回転駆動と特性
値の測定とを同時あるいは交互に行う（ステップ３１１
〜３１９）。

【００２８】もっとも、上記方法では、調整用ビット１
０の回転駆動を支えるためのモーメントが作用した状態
で測定が行われる可能性があり、このために、特性値と
目標値との一致を確認した後、調整用ビット１０を被調
整物９から外したことによる上記モーメントの除去によ
って特性値が変化してしまうおそれがある。このため
に、図１３に示すように、回転駆動（ステップ３１１）
と特性値の測定（ステップ３１７）との間に、コンプラ
イアンス制御ユニット３に対して回転方向の力Ｆθ＝０
とする命令を発行する（ステップ３１５）ことが好まし
い。そして特性値の測定が終わって目標値に達していな
いことが判明したために更に回転駆動を行う際には、ま
ずθ＝θ１とする。

【００２９】さらに、Ｆｘ＝０，Ｆｙ＝０，Ｆθ＝０と
して、被調整物９に何らの力もかかっていない状態で特
性値を測定することができるようにした場合、調整用ビ
ット１０は支持力を失うわけであり、被調整物９との係
合範囲内で自由な位置に移動してしまう。これは特性値
測定に対しては問題はないものの、目標値未到達で再度
回転・調整を行う場合、係合状態が変化して連続的な調
整が困難になるおそれがある。図１４に示すものは、こ
の点に対処したもので、回転方向の力をゼロにする命令
Ｆθ＝０の直前に、その時点でのＸ，Ｙ方向の位置Ｘ
１，Ｙ１に調整用ビット１０を保持する命令（ステップ
３１３）を付加している。

【００３０】コンプライアンス制御ユニット３がＺ軸方
向の駆動も行えるものである時には、図１５に示すよう
に、被調整物９を押さえつけるＺ方向の力Ｆｚをゼロと
する（ステップ３０５）とするとともに、これだけでは
被調整物９を回転させる際に調整用ビット１０が逆に押
し上げられて係合が外れてしまうおそれがあるために、
その位置での調整用ビット１０のＺ軸方向の位置の維持
を行う命令Ｚ＝Ｚ１（ステップ３０７）を加えておくと
よい。これによって更に特性値の測定及び調整の精度を
向上させることができる。

【００３１】前述の調整用ビット１０の回転駆動を支え
るためのモーメントが作用した状態で測定が行われるこ
とに対する対処方法としては、モーメントの作用分を後
で補正する次のような方法をとってもよい。すなわち、
図１６に示すように、測定した特性値をＸＡとして記憶
するとともに、この時の回転角ΘＡを記憶しながら、特
性値が目標値に達したかどうかを判定（ステップ３０９
〜３１９）し、目標値に達したならば、Ｆθをゼロとし
て、再度特性値ＸＢと回転角ΘＢとを記憶する（ステッ
プ３１５〜３３１）。そして、特性値の差分ΔＸ＝ＸＢ
−ＸＡがゼロあるかどうかを判定して（ステップ３３
３，３３５）、ゼロであれば調整作業を終了し、ゼロで
なければ、バックラッシュΔΘ＝ΘＢ−ΘＡを求めてバ
ックラッシュΔΘ分の回転角補正を行い（ステップ３３
７，３３９）、再度特性値が目標値と一致するかどうか
を確認して、一致しておれば調整作業を終了し、一致し
ていなかれば、再度調整作業をステップ３０９以下を繰
り返すのである。

【００３２】図１７は、被調整物９が回転式可変抵抗器
や可変コンデンサ、トリマーコイル等の電気部品である
場合の調整作業のフローを示しており、インターフェー
ス回路８５を介して取り込まれる被調整物９の特性値が
所定域αに納まっていなければ、大小関係を把握して
（ステップ６０７）、モータ１１の回転方向及び回転量
を判断しならば調整作業を行う。

【００３３】もっとも被調整物９自体が不良である場合
が存在するために、不良のチェックルーティンを含めて
おくことが好ましい。すなわち、コンプライアンス制御
ユニット３から調整用ビット１０をモータ１１で回転さ
せる時の反力として現れるトルクをフィードバックする
ようにしておく。被調整物９が良品である場合には、回
転角とトルクとの関係は、図１８(a)に示すように、静
摩擦係数が動摩擦係数よりも大きいために始動時のトル
クが大きいものの、動きだせばトルクは下がってほぼ一
定値となる。従って、動き出した後のトルクが図１８
(b)に示すように、不規則で且つその振幅があらかじめ
設定した値ｗより大きい場合は不良と判断することがで
きる。また図１８(c)に示すように、トルクが予め設定
した値Ｔｓよりも大きくなってしまう時も不良と判断す
ることができる。もっとも、後者の場合は、回転限界で
も同じ傾向を示すことになるため、値Ｔｓを越えた時に
は反対方向にトルクが値Ｔｓを越えるまで動かして、そ
の回転角を良品のものと比較し、同じであれば良品、小
さければ不良品と判断することが好ましい。

【００３４】上記処理を含むフローチャートを図１９に
示す。今、図２０(a)に示すＡ点から回転角が増加する
方向に調整を開始した場合、図１９におけるステップ５
０３〜５０７を繰り返すうちに、特性良品範囲内に入っ
て調整が完了するが、図２０(a)に示すＢ点から調整を
開始した場合には、正方向回転限界に達してトルクが所
定値Ｔｓを越えた時点で回転方向が逆となるステップ５
１１，５０５，５０７を繰り返し、特性良品範囲内に入
った時点で調整が完了する。図２０(b)に示すように、
特性値が良品に入らないものである時には、どこから調
整作業を開始しても、正方向の回転限界に達するから、
回転方向を逆とし、そして負方向回転限界にまで至って
しまえば、この時点で調整不能の不良品と判断する。

【００３５】上述のようにトルクを管理することができ
るために、被調整物９は締め付けトルクが管理されるべ
きねじであってもよい。この時には、調整用ビット１０
を回転させるのに必要なトルク値を元に、図２１に示す
ように制御することによって、所定トルクでのねじの締
め付けを行うことができるとともに、所要トルクを調整
用ビット１０に加えた時のドライバーユニット１側のコ
ンプライアンスをゼロまたは限りなく低く設定すること
ができるために、ねじに対して自動調心機能が働いてね
じに純粋トルクのみを負荷することができ、精密なトル
ク締めを行うことができる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明においては、被調整
物に対する位置ずれの修正のための自由度を持たせた調
整用工具を、コンプライアンス制御手段によって、適切
に被調整物に係合させることができる上に、調整用ビッ
トで被調整物を回転させて精密調整するにあたり、純粋
なトルクのみを被調整物に与えることができるものであ
り、被調整物の調整に際して調整用工具から不要な力が
被調整物に加わってしまうことを排除することができる
ために、被調整物の調整を精密に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の概略構成を示すブロック図である。

【図２】同上のコンプライアンス制御ユニット及び低摩
擦保持機構の一例を示す斜視図である。

【図３】同上の調整装置を備えた調整システムの斜視図
である。

【図４】同上の調整作業の概略動作を示すフローチャー
トである。

【図５】(a)〜(d)は同上の動作説明図である。

【図６】同上の調整用工具と被調整物とを係合させる動
作の一例のフローチャートである。

【図７】他の係合動作に際して使用する調整用ビットの
斜視図である。

【図８】同上の調整用工具と被調整物とを係合させる動
作のフローチャートである。

【図９】別の係合動作に際して使用する調整用ビットの
斜視図である。

【図１０】同上の調整用工具と被調整物とを係合させる
動作のフローチャートである。

【図１１】調整用工具と被調整物とを係合させる動作の
他例のフローチャートである。

【図１２】調整作業の詳細を示すフローチャートであ
る。

【図１３】同上の他例を示すフローチャートである。

【図１４】同上の更に他例を示すフローチャートであ
る。

【図１５】同上の別の例を示すフローチャートである。

【図１６】同上の更に別の例を示すフローチャートであ
る。

【図１７】調整作業の別の詳細を示すフローチャートで
ある。

【図１８】(a)(b)(c)は同上の調整に際しての回転角と
トルクとの関係の例を示す説明図である。

【図１９】調整作業の他の詳細を示すフローチャートで
ある。

【図２０】(a)(b)は被調整物の回転角と特性値との相関
の例を示す説明図である。

【図２１】ねじ締めトルクの管理に利用した場合のフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ ドライバーユニット ２ 低摩擦保持機構 ３ コンプライアンス制御ユニット ９ 被調整物 １０ 調整用ビット

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年１１月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【作用】本発明によれば、被調整物に対する位置ずれの
修正のための自由度を持たせた調整用ビットを、コンプ
ライアンス制御手段によって、適切に被調整物に係合さ
せることができる上に、調整用工具で被調整物を回転さ
せて精密調整するにあたり、自動調芯機能を発揮させる
ことができ、純粋なトルクのみを被調整物に与えること
ができる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】図１中の８０は上記アクチュエータ５のた
めの制御回路、８１はモータ１１用のモータ制御回路で
あり、上記コンプライアンス制御ユニット３や、両制御
回路８０，８１は、被調整物９用の計測器８２ととも
に、インターフェース回路８５を介して、マイクロコン
ピュータからなる制御装置８に接続されている。図３は
上記調整装置をＸ，Ｙ両方向に粗動させることもできる
ように、ロボットアーム６のアームの先端に設け、被調
整物９はベルトコンベアのような搬送装置６０で搬送す
るものを示している。搬送装置６０で前工程から被調整
物９（を有する実装基板）を調整装置前まで搬送し、ロ
ボットアーム６によって調整装置を精密に位置決めした
後、調整装置による後述の調整作業を行い、調整完了後
は更に搬送装置６０によって次工程に被調整物９を送り
出す。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】ところで、調整用ビット１０の回転中心と
被調整物９の中心とが一致していない場合には、被調整
物９における係合部が誘い込みのあるような形状、たと
えばプラス型ねじ頭部を有するものであっても、互いに
係合させることができないことがある。また、うまく係
合させることができたとしても、両者の中心がずれてお
れば、回転中の位置ずれに伴う摺動によって、水平面内
で不要な力成分が発生し、調整用ビット１０が係合して
いる状態と係合していない状態とでの被調整物９の特性
値に差が生じてしまう。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】すなわち、係合動作が完了した時点では、
通常、調整用ビット１０はある位置を保持しようとして
被調整物９に対して何らかの力を作用させるから、図１
２に示すように、まず水平面内の力がゼロ（Ｆｘ＝０，
Ｆｙ＝０）となるようにコンプライアンス制御ユニット
３を制御（ステップ３０３）して、それまでの位置制御
モードから力制御モードに調整用ビット１０の動作を切
り換えて、以降の調整を行う。ただし、この時のモータ
１１の回転方向のモーメントを支えることになるθにつ
いては、係合完了時のθ１を保持（ステップ３０９）す
る。この後は、特性値が目標値と一致するまでモータ１
１の回転駆動と特性値の測定とを同時あるいは交互に行
う（ステップ３１１〜３１９）。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】前述の調整用ビット１０の回転駆動を支え
るためのモーメントが作用した状態で測定が行われるこ
とに対する対処方法としては、モーメントの作用分を後
で補正する次のような方法をとってもよい。すなわち、
図１６に示すように、測定した特性値をＸＡとして記憶
するとともに、この時の回転角ΘＡを記憶しながら、特
性値が目標値に達したかどうかを判定（ステップ３０９
〜３１９）し、目標値に達したならば、Ｆθをゼロとし
て、再度特性値ＸＢと回転角ΘＢとを記憶する（ステッ
プ３１５〜３３１）。そして、特性値の差分ΔＸ＝ＸＢ
−ＸＡがゼロであるかどうかを判定して（ステップ３３
３，３３５）、ゼロであれば調整作業を終了し、ゼロで
なければ、バックラッシュΔΘ＝ΘＢ−ΘＡを求めてバ
ックラッシュΔΘ分の回転角補正を行い（ステップ３３
７，３３９）、再度特性値が目標値と一致するかどうか
を確認して、一致しておれば調整作業を終了し、一致し
ていなければ、再度ステップ３０９以下の調整作業を繰
り返すのである。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】図１７は、被調整物９が回転式可変抵抗器
や可変コンデンサ、トリマーコイル等の電気部品である
場合の調整作業のフローを示しており、インターフェー
ス回路８５を介して取り込まれる被調整物９の特性値が
所定域αに納まっていなければ、大小関係を把握して
（ステップ６０７）、モータ１１の回転方向及び回転量
を判断しながら調整作業を行う。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】もっとも被調整物９自体が不良である場合
が存在するために、不良のチェックルーチンを含めてお
くことが好ましい。すなわち、コンプライアンス制御ユ
ニット３から調整用ビット１０をモータ１１で回転させ
る時の反力として現れるトルクをフィードバックするよ
うにしておく。被調整物９が良品である場合には、回転
角とトルクとの関係は、図１８(a)に示すように、静摩
擦係数が動摩擦係数よりも大きいために始動時のトルク
が大きいものの、動きだせばトルクは下がってほぼ一定
値となる。従って、動き出した後のトルクが図１８(b)
に示すように、不規則で且つその振幅があらかじめ設定
した値ｗより大きい場合は不良と判断することができ
る。また図１８(c)に示すように、トルクが予め設定し
た値Ｔｓよりも大きくなってしまう時も不良と判断する
ことができる。もっとも、後者の場合は、回転限界でも
同じ傾向を示すことになるため、値Ｔｓを越えた時には
反対方向にトルクが値Ｔｓを越えるまで動かして、その
回転角を良品のものと比較し、同じであれば良品、小さ
ければ不良品と判断することが好ましい。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】上述のようにトルクを管理することができ
るために、被調整物９は締め付けトルクが管理されるべ
きねじであってもよい。この時には、調整用ビット１０
を回転させるのに必要なトルク値を基に、図２１に示す
ように制御することによって、所定トルクでのねじの締
め付けを行うことができるとともに、所要トルクを調整
用ビット１０に加えた時のドライバーユニット１側のコ
ンプライアンスをゼロまたは限りなく低く設定すること
ができるために、ねじに対して自動調芯機能が働いてね
じに純粋トルクのみを負荷することができ、精密なトル
ク締めを行うことができる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正１０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 秀樹 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被調整物に調整用工具を係合させて調整
   用工具の回転で被調整物の調整を行う調整方法であっ
   て、コンプライアンス制御手段によって調整用工具の支
   持のための所要方向の弾性を制御しつつ、調整用工具の
   被調整物への係合及び被調整物の回転調整を行うことを
   特徴とする調整方法。
2. 【請求項２】 調整用工具として、被調整物のプラス型
   ねじ頭部として形成された係合部に係合するプラス型ド
   ライバービットを用いて、調整用工具を被調整物に押し
   付ける方向と直交する２方向の弾性を所定値にした状態
   で調整用工具と被調整物とを係合させることを特徴とす
   る請求項１記載の調整方法。
3. 【請求項３】 調整用工具として、先端から突起を突設
   したマイナス型ドライバービットを用いて、調整用工具
   を被調整物に押し付ける方向と直交する２方向の弾性を
   所定値にした状態で調整用工具を回転させつつ被調整物
   に係合させることを特徴とする請求項１記載の調整方
   法。
4. 【請求項４】 調整用工具としてマイナス型ドライバー
   ビットを用いて、調整用工具を傾けた状態で回転させつ
   つ被調整物に係合させることを特徴とする請求項１記載
   の調整方法。
5. 【請求項５】 被調整物が回転式可変抵抗器や可変コン
   デンサ、トリマーコイル等の電気部品である場合、被調
   整物の特性値を検出しつつ被調整物の回転調整を行うこ
   とを特徴とする請求項１記載の調整方法。
6. 【請求項６】 被調整物の特性値検出に際しては、コン
   プライアンス制御手段によって被調整物に与える力を、
   被調整物に調整用工具を押し付ける方向に直交する２方
   向と上記回転方向とにおいて零とすることを特徴とする
   請求項５記載の調整方法。
7. 【請求項７】 被調整物の特性値検出に際しては、コン
   プライアンス制御手段によって被調整物に与える力を、
   被調整物に調整用工具を押し付ける方向に直交する２方
   向において一旦零とした後、その位置に静止させる２方
   向の力を付与するとともに、上記回転方向において零と
   することを特徴とする請求項５記載の調整方法。
8. 【請求項８】 被調整物の特性値検出に際しては、コン
   プライアンス制御手段によって被調整物に与える力を、
   被調整物に調整用工具を押し付ける方向において一旦零
   とした後、その位置に静止させる押し付け方向の力を付
   与することを特徴とする請求項６または７記載の調整方
   法。
9. 【請求項９】 被調整物の特性値検出に際し、被調整物
   の回転駆動に対抗する力をコンプライアンス制御手段に
   よって調整用工具に与えている状態と、この力を解除し
   た状態とにおいて特性値検出を行うとともに、各時点で
   の調整用工具の軸回りの位置を検出し、両特性値の差と
   両時点での位置の差からバックラッシュの補正を行うこ
   とを特徴とする請求項５記載の調整方法。
10. 【請求項１０】 コンプライアンス制御手段によって調
    整用工具に与える被調整物の回転駆動に対抗する力をト
    ルクとして検出して、このトルク値から被調整物の不良
    品検出を同時に行うことを特徴とする請求項５記載の調
    整方法。
11. 【請求項１１】 コンプライアンス制御手段によって調
    整用工具に与える被調整物の回転駆動に対抗する力をト
    ルクとして検出して、このトルク値から被調整物の回転
    限界の検出を同時に行うことを特徴とする請求項５記載
    の調整方法。
12. 【請求項１２】 被調整物が締め付けトルクが管理され
    るべきねじであることを特徴とする請求項１記載の調整
    方法。
13. 【請求項１３】 被調整物に係合させる調整用工具及び
    この調整用工具を回転駆動するモータとからなるドライ
    バーユニットと、このドライバーユニットを所要方向に
    ついて低摩擦で保持する低摩擦保持機構と、上記ドライ
    バーユニットに所要方向について任意の弾性を印加する
    ことができるコンプライアンス制御手段と、ドライバー
    ユニットの位置検出用のセンサーとを備えるとともに、
    センサー出力に基づいてコンプライアンス制御手段にて
    ドライバーユニットに加えられる弾性を調整する制御回
    路とを備えていることを特徴とする調整装置。
14. 【請求項１４】 調整用工具を被調整物に押し付ける方
    向に直交する２方向を所要方向としていることを特徴と
    する請求項１３記載の調整装置。
15. 【請求項１５】 調整用工具を被調整物に押し付ける方
    向に直交する２方向と、押し付ける方向の軸回りの回転
    方向とを所要方向としていることを特徴とする請求項１
    ３記載の調整装置。
16. 【請求項１６】 調整用工具を被調整物に押し付ける方
    向と、この方向に直交する２方向と、押し付ける方向の
    軸回りの回転方向とを所要方向としていることを特徴と
    する請求項１３記載の調整装置。
17. 【請求項１７】 調整用工具を被調整物に押し付ける方
    向と、この方向に直交する２方向、並びにこれら３軸方
    向の各軸回り方向とを所要方向としていることを特徴と
    する請求項１３記載の調整装置。
18. 【請求項１８】 請求項１３に記載の調整装置と、被調
    整物を搬送する搬送装置と、調整装置を保持していると
    ともに搬送装置で搬送される被調整物に対して位置決め
    するロボットアームのような位置決め手段とからなるこ
    とを特徴とする調整システム。