JPH09285921A - 産業用ねじ締めロボットにおけるねじ締め方法 - Google Patents
産業用ねじ締めロボットにおけるねじ締め方法Info
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- JPH09285921A JPH09285921A JP9897096A JP9897096A JPH09285921A JP H09285921 A JPH09285921 A JP H09285921A JP 9897096 A JP9897096 A JP 9897096A JP 9897096 A JP9897096 A JP 9897096A JP H09285921 A JPH09285921 A JP H09285921A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- screw
- screw tightening
- head
- screwing
- bit
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- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 産業用ロボットによって着座ミスのない良好
なねじ締めを実施できるねじ締め方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】 ねじ締めヘッドのＺ軸方向の駆動の速度
を、ねじ締めヘッド上限よりねじ込み開始前までの第１
のヘッド移動工程は高速Ｖ１で駆動し、ねじ込み開始よ
りねじ込み開始の直後までの第２のヘッド移動工程は超
低速Ｖ３で駆動し、ねじ込み開始直後よりねじ締め終了
までの第３のヘッド移動工程は低速Ｖ２で駆動して、ね
じ込み開始の直後のねじＳへのＺ軸方向の推力を弱くし
ているので、産業用ねじ締めロボットにおいて確実なね
じ締めが可能である。
なねじ締めを実施できるねじ締め方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】 ねじ締めヘッドのＺ軸方向の駆動の速度
を、ねじ締めヘッド上限よりねじ込み開始前までの第１
のヘッド移動工程は高速Ｖ１で駆動し、ねじ込み開始よ
りねじ込み開始の直後までの第２のヘッド移動工程は超
低速Ｖ３で駆動し、ねじ込み開始直後よりねじ締め終了
までの第３のヘッド移動工程は低速Ｖ２で駆動して、ね
じ込み開始の直後のねじＳへのＺ軸方向の推力を弱くし
ているので、産業用ねじ締めロボットにおいて確実なね
じ締めが可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ねじ締めロ
ボットにおけるねじ締め方法に関するものである。
ボットにおけるねじ締め方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、製造工場においては、品質向上お
よび数値管理の需要が増加してきており、各種の組み立
て製造工程ではねじ締めの自動化に産業用ねじ締めロボ
ットが使用されている。
よび数値管理の需要が増加してきており、各種の組み立
て製造工程ではねじ締めの自動化に産業用ねじ締めロボ
ットが使用されている。
【０００３】図６は産業用ねじ締めロボットを示してい
る。ねじ締め用の電動ドライバー１は、電動ドライバー
の出力軸に直結したねじ締め用のビット２と、ねじＳを
吸着しておく吸着パイプ３と、吸着パイプ３に直結した
真空パイプ４と、電動ドライバー１を固定するヘッドベ
ース５とからなっている。
る。ねじ締め用の電動ドライバー１は、電動ドライバー
の出力軸に直結したねじ締め用のビット２と、ねじＳを
吸着しておく吸着パイプ３と、吸着パイプ３に直結した
真空パイプ４と、電動ドライバー１を固定するヘッドベ
ース５とからなっている。
【０００４】６は産業用ねじ締めロボットＺ軸のボール
ねじ、７はボールねじ６に螺合するスライダーで、ヘッ
ドベース５は引っ張りバネ８を介してスライダー７に連
結されている。
ねじ、７はボールねじ６に螺合するスライダーで、ヘッ
ドベース５は引っ張りバネ８を介してスライダー７に連
結されている。
【０００５】図７は従来のねじ締め方法を示している。
産業用ねじ締めロボットがスタートすると、ねじ締め方
向を含まないＸ軸、Ｙ軸がねじ締めポイントに位置決め
する。位置決め終了後、ねじ締め事前処理を行った後、
ねじを吸着しながらねじ締め軸のＺ軸を移動させる。
産業用ねじ締めロボットがスタートすると、ねじ締め方
向を含まないＸ軸、Ｙ軸がねじ締めポイントに位置決め
する。位置決め終了後、ねじ締め事前処理を行った後、
ねじを吸着しながらねじ締め軸のＺ軸を移動させる。
【０００６】図７の波線Ｖ１〜Ｖ２はＺ軸の移動速度、
実線ＰＷ１〜ＰＷ５はねじ締め用電動ドライバーの回転
速度である。ここでねじＳの首下長さをｌ、ねじ締め完
了時のスライダー７のＺ軸の方向の位置決め位置をＺF
とした場合のねじ締め動作について詳細を説明する。
実線ＰＷ１〜ＰＷ５はねじ締め用電動ドライバーの回転
速度である。ここでねじＳの首下長さをｌ、ねじ締め完
了時のスライダー７のＺ軸の方向の位置決め位置をＺF
とした場合のねじ締め動作について詳細を説明する。
【０００７】Ｚ軸が移動を開始すると電動ドライバー１
はビット２とねじＳの十字を合わせるため低速回転ＰＷ
１にて、Ｚ軸方向の移動速度はＭ／Ｃタクト短縮のため
高速のＶ１にて（ＺF −ｌ）まで移動する。
はビット２とねじＳの十字を合わせるため低速回転ＰＷ
１にて、Ｚ軸方向の移動速度はＭ／Ｃタクト短縮のため
高速のＶ１にて（ＺF −ｌ）まで移動する。
【０００８】この時にはヘッドベース５とスライダー７
は図８の（ａ）に示すように引っ張りバネ８によって引
っ張られて一体に移動しており、両者の間に隙間は発生
していない。
は図８の（ａ）に示すように引っ張りバネ８によって引
っ張られて一体に移動しており、両者の間に隙間は発生
していない。
【０００９】Ｚ軸が（ＺF −ｌ）に達すると、ねじＳの
先端はワーク面下Ｌ１に達する。規定位置に達した後、
Ｚ軸の移動速度は低速Ｖ２に変化しＺF まで移動する。
電動ドライバー１の回転速度はねじ締めタクト短縮のた
め高速回転ＰＷ２にてねじＳを締めていく。
先端はワーク面下Ｌ１に達する。規定位置に達した後、
Ｚ軸の移動速度は低速Ｖ２に変化しＺF まで移動する。
電動ドライバー１の回転速度はねじ締めタクト短縮のた
め高速回転ＰＷ２にてねじＳを締めていく。
【００１０】この時にはＺ軸の移動速度Ｖ２は電動ドラ
イバー１の回転に伴うねじの移動速度より大きいため、
図８の（ｂ）に示すようにこの速度差によって隙間ａが
発生し、引っ張りバネ８の引っ張り力の分だけねじＳに
ビット２を介して推力が加わる。
イバー１の回転に伴うねじの移動速度より大きいため、
図８の（ｂ）に示すようにこの速度差によって隙間ａが
発生し、引っ張りバネ８の引っ張り力の分だけねじＳに
ビット２を介して推力が加わる。
【００１１】ねじＳの座面がワーク面へ着座する手前で
電動ドライバー１の回転を低速ＰＷ３まで落とし、ねじ
着座時の回転イナーシャによるトルクの跳ね上がりを防
止している。
電動ドライバー１の回転を低速ＰＷ３まで落とし、ねじ
着座時の回転イナーシャによるトルクの跳ね上がりを防
止している。
【００１２】ねじ着座の判定方法は、電動ドライバー１
のモータのエンコーダパルスの切り替えが停止したか否
かである。ねじＳが着座したと判定された場合には、電
動ドライバー１の出力を設定トルクまで上昇させてい
く。設定トルクに達すると電動ドライバー１は停止す
る。
のモータのエンコーダパルスの切り替えが停止したか否
かである。ねじＳが着座したと判定された場合には、電
動ドライバー１の出力を設定トルクまで上昇させてい
く。設定トルクに達すると電動ドライバー１は停止す
る。
【００１３】また、設定トルクに達して電動ドライバー
１が停止した直後のタイミングＴFに、ビット２の先端
と吸着パイプ３の先端との位置関係ＬF によってねじ浮
きか否かを判定しねじ締めサイクルを終了する。
１が停止した直後のタイミングＴFに、ビット２の先端
と吸着パイプ３の先端との位置関係ＬF によってねじ浮
きか否かを判定しねじ締めサイクルを終了する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のねじ締め方法では図９の（ａ）〜（ｅ）に示
すように上ワークＷ１を介して下ワークＷ２にねじＳを
螺合させて上ワークＷ２と下ワークＷ２をねじ止めする
場合には、ねじＳの先端が下ワークＷ２に達した時に、
ねじＳに加わる推力が大きすぎて下ワークＷ２が逃げて
しまってねじ着座ミスを誘発し最終締め付けトルクにバ
ラツキが発生することがある。
うな従来のねじ締め方法では図９の（ａ）〜（ｅ）に示
すように上ワークＷ１を介して下ワークＷ２にねじＳを
螺合させて上ワークＷ２と下ワークＷ２をねじ止めする
場合には、ねじＳの先端が下ワークＷ２に達した時に、
ねじＳに加わる推力が大きすぎて下ワークＷ２が逃げて
しまってねじ着座ミスを誘発し最終締め付けトルクにバ
ラツキが発生することがある。
【００１５】また、ねじＳが小ねじの場合は、ねじＳと
下ワークＷ２のねじ山の破損が発生してねじ締めによる
締結が不可能になった状態が発生している状態であるに
もかかわらず、前記の設定トルクの大きなトルクがねじ
Ｓに作用することによってねじ山がさらに破損してしま
ってねじＳの座面がワークに着座してしまう事故が発生
する可能性がある。従来のねじ締め方法ではこの事故を
検出できないのが現状である。
下ワークＷ２のねじ山の破損が発生してねじ締めによる
締結が不可能になった状態が発生している状態であるに
もかかわらず、前記の設定トルクの大きなトルクがねじ
Ｓに作用することによってねじ山がさらに破損してしま
ってねじＳの座面がワークに着座してしまう事故が発生
する可能性がある。従来のねじ締め方法ではこの事故を
検出できないのが現状である。
【００１６】本発明は、着座ミスのない良好なねじ締め
を期待できるねじ締め方法を提供することを目的とす
る。また、ねじ浮きか否かの正確なねじ着座判定を期待
できるねじ締め方法を提供することを目的とする。
を期待できるねじ締め方法を提供することを目的とす
る。また、ねじ浮きか否かの正確なねじ着座判定を期待
できるねじ締め方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の産業用ねじ締め
ロボットにおけるねじ締め方法においては、ねじ締めヘ
ッドのＺ軸方向の駆動の速度を、ねじ締めヘッド上限よ
りねじ込み開始前までの第１のヘッド移動工程は高速で
駆動し、ねじ込み開始よりねじ込み開始の直後までの第
２のヘッド移動工程は超低速で駆動し、ねじ込み開始直
後よりねじ締め終了までの第３のヘッド移動工程は低速
で駆動するものである。
ロボットにおけるねじ締め方法においては、ねじ締めヘ
ッドのＺ軸方向の駆動の速度を、ねじ締めヘッド上限よ
りねじ込み開始前までの第１のヘッド移動工程は高速で
駆動し、ねじ込み開始よりねじ込み開始の直後までの第
２のヘッド移動工程は超低速で駆動し、ねじ込み開始直
後よりねじ締め終了までの第３のヘッド移動工程は低速
で駆動するものである。
【００１８】この発明によれば、着座ミスのない良好な
ねじ締めを期待できる。
ねじ締めを期待できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の産業用
ねじ締めロボットにおけるねじ締め方法は、ねじ締め込
み方向のＺ軸方向に駆動されるスライダーと、このスラ
イダーに追従するねじ締めヘッドを有し、ワークにねじ
込むねじに前記ねじ締めヘッドのビットを係合させてね
じ締めするに際し、前記ねじ締めヘッドのＺ軸方向の移
動工程を、ねじ締めヘッド上限よりねじ込み開始前まで
の第１のヘッド移動工程とねじ込み開始よりねじ込み開
始の直後までの第２のヘッド移動工程およびねじ込み開
始直後よりねじ締め終了までの第３のヘッド移動工程と
に分け、第２のヘッド移動工程でのねじ締めヘッドのＺ
軸方向の移動速度を、第１，第３のヘッド移動工程での
ねじ締めヘッドのＺ軸方向の移動速度よりも遅くしたこ
とを特徴とし、ねじ締め軸Ｚ軸の移動速度を３段階に
し、ねじ込み開始前後の小区間をＺ軸移動速度微小、電
動ドライバー回転速度小の状態を付加して、ねじ込み開
始時のねじへの推力を低減して下ワークの逃げの防止、
小ねじ締め込み時のねじ山同士の衝突によるねじ山の破
損を防止している。
ねじ締めロボットにおけるねじ締め方法は、ねじ締め込
み方向のＺ軸方向に駆動されるスライダーと、このスラ
イダーに追従するねじ締めヘッドを有し、ワークにねじ
込むねじに前記ねじ締めヘッドのビットを係合させてね
じ締めするに際し、前記ねじ締めヘッドのＺ軸方向の移
動工程を、ねじ締めヘッド上限よりねじ込み開始前まで
の第１のヘッド移動工程とねじ込み開始よりねじ込み開
始の直後までの第２のヘッド移動工程およびねじ込み開
始直後よりねじ締め終了までの第３のヘッド移動工程と
に分け、第２のヘッド移動工程でのねじ締めヘッドのＺ
軸方向の移動速度を、第１，第３のヘッド移動工程での
ねじ締めヘッドのＺ軸方向の移動速度よりも遅くしたこ
とを特徴とし、ねじ締め軸Ｚ軸の移動速度を３段階に
し、ねじ込み開始前後の小区間をＺ軸移動速度微小、電
動ドライバー回転速度小の状態を付加して、ねじ込み開
始時のねじへの推力を低減して下ワークの逃げの防止、
小ねじ締め込み時のねじ山同士の衝突によるねじ山の破
損を防止している。
【００２０】本発明の請求項２に記載の産業用ねじ締め
ロボットにおけるねじ締め方法は、ねじ締め込み方向の
Ｚ軸方向に駆動されるスライダーと、このスライダーに
追従するねじ締めヘッドを有し、ワークにねじ込むねじ
に前記ねじ締めヘッドのビットを係合させてねじ締めす
るに際し、ねじ込み開始の後に前記ねじ締めヘッドのビ
ットが最初に停止したときのワークに対する前記ビット
の位置に基づいてねじの座面がワークに着座したかどう
かねじ浮きを判定し、ねじ浮きが無いと判定した場合に
は前記ビットの出力を設定トルクまで上昇させてねじ締
めを実施し、ねじ浮きがあると判定した場合にはねじ締
めを終了することを特徴とし、設定トルクまで上昇させ
てねじ締めを実施する前にねじ浮きを判定するので、ね
じ山の破損によるねじ浮き無しの誤判定を回避できる。
ロボットにおけるねじ締め方法は、ねじ締め込み方向の
Ｚ軸方向に駆動されるスライダーと、このスライダーに
追従するねじ締めヘッドを有し、ワークにねじ込むねじ
に前記ねじ締めヘッドのビットを係合させてねじ締めす
るに際し、ねじ込み開始の後に前記ねじ締めヘッドのビ
ットが最初に停止したときのワークに対する前記ビット
の位置に基づいてねじの座面がワークに着座したかどう
かねじ浮きを判定し、ねじ浮きが無いと判定した場合に
は前記ビットの出力を設定トルクまで上昇させてねじ締
めを実施し、ねじ浮きがあると判定した場合にはねじ締
めを終了することを特徴とし、設定トルクまで上昇させ
てねじ締めを実施する前にねじ浮きを判定するので、ね
じ山の破損によるねじ浮き無しの誤判定を回避できる。
【００２１】本発明の請求項３に記載の産業用ねじ締め
ロボットにおけるねじ締め方法は、ねじ締め込み方向の
Ｚ軸方向に駆動されるスライダーと、このスライダーに
追従するねじ締めヘッドを有し、ワークにねじ込むねじ
に前記ねじ締めヘッドのビットを係合させてねじ締めす
るに際し、前記ねじ締めヘッドのＺ軸方向の移動工程
を、ねじ締めヘッド上限よりねじ込み開始前までの第１
のヘッド移動工程とねじ込み開始よりねじ込み開始の直
後までの第２のヘッド移動工程およびねじ込み開始直後
よりねじ締め終了までの第３のヘッド移動工程とに分
け、第２のヘッド移動工程でのねじ締めヘッドのＺ軸方
向の移動速度を、第１，第３のヘッド移動工程でのねじ
締めヘッドのＺ軸方向の移動速度よりも遅くし、ねじ込
み開始の後に前記ねじ締めヘッドのビットが最初に停止
したときのワークに対する前記ビットの位置に基づいて
ねじの座面がワークに着座したかどうかねじ浮きを判定
し、ねじ浮きが無いと判定した場合には前記ビットの出
力を設定トルクまで上昇させてねじ締めを実施し、ねじ
浮きがあると判定した場合にはねじ締めを終了すること
を特徴とし、ねじ込み開始時のねじへの推力を低減して
下ワークの逃げの防止、小ねじ締め込み時のねじ山同士
の衝突によるねじ山の破損を防止できる。さらに、設定
トルクまで上昇させてねじ締めを実施する前にねじ浮き
を判定するので、ねじ山の破損によるねじ浮き無しの誤
判定を回避できる。本発明の請求項４に記載の産業用ね
じ締めロボットにおけるねじ締め方法は、請求項１，請
求項３において、第２のヘッド移動工程の初期でのビッ
トの回転を、第３のヘッド移動工程の初期でのビットの
回転よりも低速で回転駆動することを特徴とする。
ロボットにおけるねじ締め方法は、ねじ締め込み方向の
Ｚ軸方向に駆動されるスライダーと、このスライダーに
追従するねじ締めヘッドを有し、ワークにねじ込むねじ
に前記ねじ締めヘッドのビットを係合させてねじ締めす
るに際し、前記ねじ締めヘッドのＺ軸方向の移動工程
を、ねじ締めヘッド上限よりねじ込み開始前までの第１
のヘッド移動工程とねじ込み開始よりねじ込み開始の直
後までの第２のヘッド移動工程およびねじ込み開始直後
よりねじ締め終了までの第３のヘッド移動工程とに分
け、第２のヘッド移動工程でのねじ締めヘッドのＺ軸方
向の移動速度を、第１，第３のヘッド移動工程でのねじ
締めヘッドのＺ軸方向の移動速度よりも遅くし、ねじ込
み開始の後に前記ねじ締めヘッドのビットが最初に停止
したときのワークに対する前記ビットの位置に基づいて
ねじの座面がワークに着座したかどうかねじ浮きを判定
し、ねじ浮きが無いと判定した場合には前記ビットの出
力を設定トルクまで上昇させてねじ締めを実施し、ねじ
浮きがあると判定した場合にはねじ締めを終了すること
を特徴とし、ねじ込み開始時のねじへの推力を低減して
下ワークの逃げの防止、小ねじ締め込み時のねじ山同士
の衝突によるねじ山の破損を防止できる。さらに、設定
トルクまで上昇させてねじ締めを実施する前にねじ浮き
を判定するので、ねじ山の破損によるねじ浮き無しの誤
判定を回避できる。本発明の請求項４に記載の産業用ね
じ締めロボットにおけるねじ締め方法は、請求項１，請
求項３において、第２のヘッド移動工程の初期でのビッ
トの回転を、第３のヘッド移動工程の初期でのビットの
回転よりも低速で回転駆動することを特徴とする。
【００２２】以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に
基づいて説明する。図１は本発明のねじ締め方法を実施
する産業用ねじ締めロボットを示し、機械的な構造は図
６に示したものと同様である。ねじ締め用の電動ドライ
バー９は、電動ドライバーの出力軸に直結したねじ締め
用のビット１０と、ねじＳを吸着しておく吸着パイプ１
１と、吸着パイプ１１に直結した真空パイプ１２と、電
動ドライバー１を固定するヘッドベース１３とからなっ
ている。
基づいて説明する。図１は本発明のねじ締め方法を実施
する産業用ねじ締めロボットを示し、機械的な構造は図
６に示したものと同様である。ねじ締め用の電動ドライ
バー９は、電動ドライバーの出力軸に直結したねじ締め
用のビット１０と、ねじＳを吸着しておく吸着パイプ１
１と、吸着パイプ１１に直結した真空パイプ１２と、電
動ドライバー１を固定するヘッドベース１３とからなっ
ている。
【００２３】１４は産業用ねじ締めロボットＺ軸のボー
ルねじ、１５はボールねじ１４に螺合するスライダー
で、ヘッドベース１３は引っ張りバネ１６を介してスラ
イダー１５に連結されている。
ルねじ、１５はボールねじ１４に螺合するスライダー
で、ヘッドベース１３は引っ張りバネ１６を介してスラ
イダー１５に連結されている。
【００２４】産業用ねじ締めロボットによるねじ締め動
作は以下のように実施されており、従来のねじ締め方法
と比較すると、ねじ締め軸Ｚ軸の移動速度を３段階に
し、ねじ込み開始前後の小区間をＺ軸移動速度を微小、
電動ドライバー回転速度小の状態が付加されている点が
異なっている。
作は以下のように実施されており、従来のねじ締め方法
と比較すると、ねじ締め軸Ｚ軸の移動速度を３段階に
し、ねじ込み開始前後の小区間をＺ軸移動速度を微小、
電動ドライバー回転速度小の状態が付加されている点が
異なっている。
【００２５】具体的には、産業用ねじ締めロボットがス
タートすると、ねじ締め方向を含まないＸ軸、Ｙ軸がね
じ締めポイントに位置決めする。位置決め終了後、ねじ
締め事前処理を行った後、ねじＳを吸着しながらねじ締
め軸：Ｚ軸を移動させる。図２に示す波線Ｖ１，Ｖ２，
Ｖ３はＺ軸の移動速度、実線ＰＷ１〜ＰＷ５は電動ドラ
イバー９の回転速度である。
タートすると、ねじ締め方向を含まないＸ軸、Ｙ軸がね
じ締めポイントに位置決めする。位置決め終了後、ねじ
締め事前処理を行った後、ねじＳを吸着しながらねじ締
め軸：Ｚ軸を移動させる。図２に示す波線Ｖ１，Ｖ２，
Ｖ３はＺ軸の移動速度、実線ＰＷ１〜ＰＷ５は電動ドラ
イバー９の回転速度である。
【００２６】ここでねじＳの首下長さをｌ、ねじ締め完
了時のスライダー７のＺ軸の方向の位置決め位置をＺF
とした場合のねじ締め動作について詳細を説明する。Ｚ
軸が移動開始すると電動ドライバー９はビットとねじの
十字を合わせるため低速回転ＰＷ１にて、Ｚ軸移動速度
はＭ／Ｃタクト短縮のため高速であるＶ１にてＺF −
（ｌ＋α）まで移動する。この際のねじＳの先端は、ワ
ーク面上（α−Ｌ２）まで達する。
了時のスライダー７のＺ軸の方向の位置決め位置をＺF
とした場合のねじ締め動作について詳細を説明する。Ｚ
軸が移動開始すると電動ドライバー９はビットとねじの
十字を合わせるため低速回転ＰＷ１にて、Ｚ軸移動速度
はＭ／Ｃタクト短縮のため高速であるＶ１にてＺF −
（ｌ＋α）まで移動する。この際のねじＳの先端は、ワ
ーク面上（α−Ｌ２）まで達する。
【００２７】この時、図３に示すようにヘッドベース１
３とスライダー１５は引っ張りバネ１６による隙間は発
生していない。次にＺ軸が規定位置｛Ｚ−（１＋α）｝
に達するとＺ軸移動速度はα区間にわたって超低速度Ｖ
３（ただし、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３）に変化し、（ＺF −
ｌ）まで移動を開始する。電動ドライバー９の回転速度
は低速回転ＰＷ１の状態を保持し続ける。
３とスライダー１５は引っ張りバネ１６による隙間は発
生していない。次にＺ軸が規定位置｛Ｚ−（１＋α）｝
に達するとＺ軸移動速度はα区間にわたって超低速度Ｖ
３（ただし、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３）に変化し、（ＺF −
ｌ）まで移動を開始する。電動ドライバー９の回転速度
は低速回転ＰＷ１の状態を保持し続ける。
【００２８】この動作の結果、図４の（ａ）〜（ｅ）に
示すようにねじ込み開始時は、Ｚ軸の移動速度と電動ド
ライバー回転に伴うねじ締め時のねじの移動速度差によ
る引っ張りバネ力（ねじ締め推力）は変化せず、より人
間に近い状態でねじ込みを開始できる。特に、小ねじ等
のねじ締め推力によるねじ山同士のつぶれによる噛み込
みも発生せずにねじ込みを開始できる。
示すようにねじ込み開始時は、Ｚ軸の移動速度と電動ド
ライバー回転に伴うねじ締め時のねじの移動速度差によ
る引っ張りバネ力（ねじ締め推力）は変化せず、より人
間に近い状態でねじ込みを開始できる。特に、小ねじ等
のねじ締め推力によるねじ山同士のつぶれによる噛み込
みも発生せずにねじ込みを開始できる。
【００２９】Ｚ軸が（ＺF −ｌ）（ねじの先端が図２中
のワーク面下Ｌ２）に達すると、電動ドライバー９の回
転速度はねじ締めタクト短縮のため、高速回転ＰＷ２に
変化してねじを締め込んでいく。この際、Ｚ軸は電動ド
ライバー９の高速回転に対応し、低速Ｖ２に変化しスラ
イダー１５がＺF まで移動する。
のワーク面下Ｌ２）に達すると、電動ドライバー９の回
転速度はねじ締めタクト短縮のため、高速回転ＰＷ２に
変化してねじを締め込んでいく。この際、Ｚ軸は電動ド
ライバー９の高速回転に対応し、低速Ｖ２に変化しスラ
イダー１５がＺF まで移動する。
【００３０】図３の（ａ）は、ねじ締めヘッド上限より
ねじ込み開始前までの第１のヘッド移動工程のヘッドベ
ース１３とスライダー１５の隙間が無いことを示してい
る。図３の（ｂ）は、ねじ込み開始よりねじ込み開始の
直後までの第２のヘッド移動工程のヘッドベース１３と
スライダー１５を示しており、第２のヘッド移動工程で
も前記の隙間は零で、第２のヘッド移動工程においても
引っ張りバネ１６によるねじＳへの推力はかかることな
く、結果的に下ワークの逃げも発生しない状態でねじ締
めが可能となった。
ねじ込み開始前までの第１のヘッド移動工程のヘッドベ
ース１３とスライダー１５の隙間が無いことを示してい
る。図３の（ｂ）は、ねじ込み開始よりねじ込み開始の
直後までの第２のヘッド移動工程のヘッドベース１３と
スライダー１５を示しており、第２のヘッド移動工程で
も前記の隙間は零で、第２のヘッド移動工程においても
引っ張りバネ１６によるねじＳへの推力はかかることな
く、結果的に下ワークの逃げも発生しない状態でねじ締
めが可能となった。
【００３１】次にねじＳの座面がワーク面へ着座する手
前で電動ドライバー９の回転を低速ＰＷ３まで落とし、
ねじ着座時の回転イナーシャによるトルクの跳ね上がり
を防止している。
前で電動ドライバー９の回転を低速ＰＷ３まで落とし、
ねじ着座時の回転イナーシャによるトルクの跳ね上がり
を防止している。
【００３２】電動ドライバー９のモータのエンコーダパ
ルスの切り替えが停止したことを検出したタイミングＴ
S に、ねじ着座と判定してねじ浮き判定を実施する。図
５はねじ着座が不良のねじ浮き状態を示しており、Ａは
ビット１０とねじ座面の距離で、ねじＳに応じて設定さ
れた既知である。ねじ浮き判定はビット１０の先端と吸
着パイプ３の先端との位置関係によって、“ Ｂ ＞
Ａ ”の状態を検出するとねじ浮きが発生しているとし
てねじ締めを打ち切る。
ルスの切り替えが停止したことを検出したタイミングＴ
S に、ねじ着座と判定してねじ浮き判定を実施する。図
５はねじ着座が不良のねじ浮き状態を示しており、Ａは
ビット１０とねじ座面の距離で、ねじＳに応じて設定さ
れた既知である。ねじ浮き判定はビット１０の先端と吸
着パイプ３の先端との位置関係によって、“ Ｂ ＞
Ａ ”の状態を検出するとねじ浮きが発生しているとし
てねじ締めを打ち切る。
【００３３】“ Ｂ ＝ Ａ ”の状態を検出した場合
には、ねじ浮きがなくて正常に着座しているとして設定
トルクまで上昇させてねじ締めを実施しねじ締めサイク
ルを正常に終了する。
には、ねじ浮きがなくて正常に着座しているとして設定
トルクまで上昇させてねじ締めを実施しねじ締めサイク
ルを正常に終了する。
【００３４】このように電動ドライバー９の出力トルク
を前記の設定トルクに上昇させる前のタイミングＴS に
ねじ浮き判定を実施するので、小ねじ締め込み時のねじ
山同士の衝突によるねじ山の破損の防止ができ、ねじ締
めの信頼性が大幅に向上する。
を前記の設定トルクに上昇させる前のタイミングＴS に
ねじ浮き判定を実施するので、小ねじ締め込み時のねじ
山同士の衝突によるねじ山の破損の防止ができ、ねじ締
めの信頼性が大幅に向上する。
【００３５】上記の実施の形態では、ねじ締めヘッド上
限よりねじ込み開始前までの第１のヘッド移動工程とね
じ込み開始よりねじ込み開始の直後までの第２のヘッド
移動工程およびねじ込み開始直後よりねじ締め終了まで
の第３のヘッド移動工程とに分け、第２のヘッド移動工
程でのねじ締めヘッドのＺ軸方向の移動速度を、第１，
第３のヘッド移動工程でのねじ締めヘッドのＺ軸方向の
移動速度よりも遅くしてねじ込み開始直後のねじへのＺ
軸方向の推力を弱くするとともに、ねじ込み開始の後に
ねじ締めヘッドのビットが最初に停止したときのワーク
に対する前記ビットの位置に基づいてねじの座面がワー
クに着座したかどうかねじ浮きを判定を実施したが、ね
じ込み開始直後のねじＳへのＺ軸方向の推力を弱くし
て、ねじ浮きを判定を従来と同じように設定トルクまで
上昇させてねじ締めをサイクルを終了してから実施する
ことによっても、小ねじ等のねじ込み開始時のねじ山同
士の噛み込みを防止と締め込み中の下ワークの逃げも合
わせて微小にする点では同様の効果を期待できる。
限よりねじ込み開始前までの第１のヘッド移動工程とね
じ込み開始よりねじ込み開始の直後までの第２のヘッド
移動工程およびねじ込み開始直後よりねじ締め終了まで
の第３のヘッド移動工程とに分け、第２のヘッド移動工
程でのねじ締めヘッドのＺ軸方向の移動速度を、第１，
第３のヘッド移動工程でのねじ締めヘッドのＺ軸方向の
移動速度よりも遅くしてねじ込み開始直後のねじへのＺ
軸方向の推力を弱くするとともに、ねじ込み開始の後に
ねじ締めヘッドのビットが最初に停止したときのワーク
に対する前記ビットの位置に基づいてねじの座面がワー
クに着座したかどうかねじ浮きを判定を実施したが、ね
じ込み開始直後のねじＳへのＺ軸方向の推力を弱くし
て、ねじ浮きを判定を従来と同じように設定トルクまで
上昇させてねじ締めをサイクルを終了してから実施する
ことによっても、小ねじ等のねじ込み開始時のねじ山同
士の噛み込みを防止と締め込み中の下ワークの逃げも合
わせて微小にする点では同様の効果を期待できる。
【００３６】あるいは、Ｚ軸方向の推力は従来と同じよ
うに２段階の切り換えで実施し、図７に示すタイミング
ＴF でねじ浮きの判定を実施し、ねじ浮きが発生してい
る場合にはそれ以後のサイクルを実行しないように構成
することによっても、ねじ着座が良好かどうかを確実に
判定できる点では同様の効果を期待できる。
うに２段階の切り換えで実施し、図７に示すタイミング
ＴF でねじ浮きの判定を実施し、ねじ浮きが発生してい
る場合にはそれ以後のサイクルを実行しないように構成
することによっても、ねじ着座が良好かどうかを確実に
判定できる点では同様の効果を期待できる。
【００３７】
【発明の効果】請求項１に記載のねじ締め方法によれ
ば、ねじ締めヘッドのＺ軸方向の移動工程を、ねじ締め
ヘッド上限よりねじ込み開始前までの第１のヘッド移動
工程とねじ込み開始よりねじ込み開始の直後までの第２
のヘッド移動工程およびねじ込み開始直後よりねじ締め
終了までの第３のヘッド移動工程とに分け、第２のヘッ
ド移動工程でのねじ締めヘッドのＺ軸方向の移動速度
を、第１，第３のヘッド移動工程でのねじ締めヘッドの
Ｚ軸方向の移動速度よりも遅くしてねじ締めするため、
小ねじ等のねじ込み開始時の推力を制御できねじ山同士
の噛み込みを防止できた。また締め込み中の推力による
下ワークの逃げも合わせて微小にすることができ、最終
の締め上げによるトルクを安定化することができる。
ば、ねじ締めヘッドのＺ軸方向の移動工程を、ねじ締め
ヘッド上限よりねじ込み開始前までの第１のヘッド移動
工程とねじ込み開始よりねじ込み開始の直後までの第２
のヘッド移動工程およびねじ込み開始直後よりねじ締め
終了までの第３のヘッド移動工程とに分け、第２のヘッ
ド移動工程でのねじ締めヘッドのＺ軸方向の移動速度
を、第１，第３のヘッド移動工程でのねじ締めヘッドの
Ｚ軸方向の移動速度よりも遅くしてねじ締めするため、
小ねじ等のねじ込み開始時の推力を制御できねじ山同士
の噛み込みを防止できた。また締め込み中の推力による
下ワークの逃げも合わせて微小にすることができ、最終
の締め上げによるトルクを安定化することができる。
【００３８】請求項２に記載のねじ締め方法によれば、
ねじ込み開始の後にねじ締めヘッドのビットが最初に停
止したときのワークに対する前記ビットの位置に基づい
てねじの座面がワークに着座したかどうかねじ浮きを判
定し、ねじ浮きが無いと判定した場合には前記ビットの
出力を設定トルクまで上昇させてねじ締めを実施し、ね
じ浮きがあると判定した場合にはねじ締めを終了するた
め、ねじ浮きを正確に検出することができ、ねじ着座の
安定による最終の締め上げによるトルクを安定化するこ
とができる。
ねじ込み開始の後にねじ締めヘッドのビットが最初に停
止したときのワークに対する前記ビットの位置に基づい
てねじの座面がワークに着座したかどうかねじ浮きを判
定し、ねじ浮きが無いと判定した場合には前記ビットの
出力を設定トルクまで上昇させてねじ締めを実施し、ね
じ浮きがあると判定した場合にはねじ締めを終了するた
め、ねじ浮きを正確に検出することができ、ねじ着座の
安定による最終の締め上げによるトルクを安定化するこ
とができる。
【００３９】請求項３に記載のねじ締め方法によれば、
請求項１と請求項２の構成を合わせ持つことによって、
より高速、高精度なねじ締めが可能となるものである。
請求項４に記載のねじ締め方法によれば、請求項１と請
求項３において、第２のヘッド移動工程の初期でのビッ
トの回転を、第３のヘッド移動工程の初期でのビットの
回転よりも低速で回転駆動して、ねじ込み開始の直後の
ねじＳへのＺ軸方向の推力を弱くしているので、産業用
ねじ締めロボットにおいてより確実なねじ締めを実施で
きる。
請求項１と請求項２の構成を合わせ持つことによって、
より高速、高精度なねじ締めが可能となるものである。
請求項４に記載のねじ締め方法によれば、請求項１と請
求項３において、第２のヘッド移動工程の初期でのビッ
トの回転を、第３のヘッド移動工程の初期でのビットの
回転よりも低速で回転駆動して、ねじ込み開始の直後の
ねじＳへのＺ軸方向の推力を弱くしているので、産業用
ねじ締めロボットにおいてより確実なねじ締めを実施で
きる。
【図１】実施の形態の産業用ねじ締めロボットのねじ締
めヘッド部機構の説明図
めヘッド部機構の説明図
【図２】同実施の形態のねじ締め方法を示すねじ締め１
サイクル中のＺ軸移動速度、電動ドライバー回転速度タ
イミング及びねじ締め状態図
サイクル中のＺ軸移動速度、電動ドライバー回転速度タ
イミング及びねじ締め状態図
【図３】同実施の形態のねじ締め込み開始前後のねじ締
めヘッド部機構の状態図
めヘッド部機構の状態図
【図４】同実施の形態のねじ込み課程状態図
【図５】同実施の形態のねじ浮き状態の説明図
【図６】従来の産業用ねじ締めロボットのねじ締めヘッ
ド部機構の説明図
ド部機構の説明図
【図７】従来のねじ締め方法の説明図
【図８】従来のねじ締め込み開始前後のねじ締めヘッド
部機構の状態図
部機構の状態図
【図９】従来のねじ込み課程状態図
Ｓ ねじ ９ ねじ締め用電動ドライバー １０ ねじ締め用ビット １１ ねじ吸着用の吸着パイプ １２ 真空パイプ １３ ヘッドベース １４ 産業用ねじ締めロボットＺ軸ボールねじ １５ スライダー １６ 引っ張りバネ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米山 茂和 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 ねじ締め込み方向のＺ軸方向に駆動され
るスライダーと、このスライダーに追従するねじ締めヘ
ッドを有し、ワークにねじ込むねじに前記ねじ締めヘッ
ドのビットを係合させてねじ締めするに際し、前記ねじ
締めヘッドのＺ軸方向の移動工程を、ねじ締めヘッド上
限よりねじ込み開始前までの第１のヘッド移動工程とね
じ込み開始よりねじ込み開始の直後までの第２のヘッド
移動工程およびねじ込み開始直後よりねじ締め終了まで
の第３のヘッド移動工程とに分け、第２のヘッド移動工
程でのねじ締めヘッドのＺ軸方向の移動速度を、第１，
第３のヘッド移動工程でのねじ締めヘッドのＺ軸方向の
移動速度よりも遅くした産業用ねじ締めロボットにおけ
るねじ締め方法。 - 【請求項２】 ねじ締め込み方向のＺ軸方向に駆動され
るスライダーと、このスライダーに追従するねじ締めヘ
ッドを有し、ワークにねじ込むねじに前記ねじ締めヘッ
ドのビットを係合させてねじ締めするに際し、ねじ込み
開始の後に前記ねじ締めヘッドのビットが最初に停止し
たときのワークに対する前記ビットの位置に基づいてね
じの座面がワークに着座したかどうかねじ浮きを判定
し、ねじ浮きが無いと判定した場合には前記ビットの出
力を設定トルクまで上昇させてねじ締めを実施し、ねじ
浮きがあると判定した場合にはねじ締めを終了する産業
用ねじ締めロボットにおけるねじ締め方法。 - 【請求項３】 ねじ締め込み方向のＺ軸方向に駆動され
るスライダーと、このスライダーに追従するねじ締めヘ
ッドを有し、ワークにねじ込むねじに前記ねじ締めヘッ
ドのビットを係合させてねじ締めするに際し、前記ねじ
締めヘッドのＺ軸方向の移動工程を、ねじ締めヘッド上
限よりねじ込み開始前までの第１のヘッド移動工程とね
じ込み開始よりねじ込み開始の直後までの第２のヘッド
移動工程およびねじ込み開始直後よりねじ締め終了まで
の第３のヘッド移動工程とに分け、第２のヘッド移動工
程でのねじ締めヘッドのＺ軸方向の移動速度を、第１，
第３のヘッド移動工程でのねじ締めヘッドのＺ軸方向の
移動速度よりも遅くし、ねじ込み開始の後に前記ねじ締
めヘッドのビットが最初に停止したときのワークに対す
る前記ビットの位置に基づいてねじの座面がワークに着
座したかどうかねじ浮きを判定し、ねじ浮きが無いと判
定した場合には前記ビットの出力を設定トルクまで上昇
させてねじ締めを実施し、ねじ浮きがあると判定した場
合にはねじ締めを終了する産業用ねじ締めロボットにお
けるねじ締め方法。 - 【請求項４】 第２のヘッド移動工程の初期でのビット
の回転を、第３のヘッド移動工程の初期でのビットの回
転よりも低速で回転駆動する請求項１，請求項３記載の
産業用ねじ締めロボットにおけるねじ締め方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9897096A JPH09285921A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 産業用ねじ締めロボットにおけるねじ締め方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9897096A JPH09285921A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 産業用ねじ締めロボットにおけるねじ締め方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09285921A true JPH09285921A (ja) | 1997-11-04 |
Family
ID=14233915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9897096A Pending JPH09285921A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 産業用ねじ締めロボットにおけるねじ締め方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09285921A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0958886A2 (en) * | 1998-05-19 | 1999-11-24 | McKechnie UK Limited | Fastening apparatus |
| CN111168369A (zh) * | 2020-02-11 | 2020-05-19 | 浙江禾川科技股份有限公司 | 一种电批的控制方法及螺丝锁附装置 |
| JP2020138295A (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 日東精工株式会社 | ねじ締め装置 |
| CN112654457A (zh) * | 2018-10-29 | 2021-04-13 | 欧姆龙株式会社 | 螺丝长度判定系统、螺丝拧紧系统以及程序 |
| CN112654458A (zh) * | 2018-10-29 | 2021-04-13 | 欧姆龙株式会社 | 螺丝长度判定系统、螺丝拧紧系统以及程序 |
| KR20210125576A (ko) * | 2019-03-27 | 2021-10-18 | 오므론 가부시키가이샤 | 나사 체결 불량 판정 장치, 나사 체결 장치, 나사 체결 불량 판정 방법, 및 제어 프로그램 |
-
1996
- 1996-04-22 JP JP9897096A patent/JPH09285921A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0958886A2 (en) * | 1998-05-19 | 1999-11-24 | McKechnie UK Limited | Fastening apparatus |
| EP0958886A3 (en) * | 1998-05-19 | 2001-09-26 | Multi Automation Limited | Fastening apparatus |
| CN112654457A (zh) * | 2018-10-29 | 2021-04-13 | 欧姆龙株式会社 | 螺丝长度判定系统、螺丝拧紧系统以及程序 |
| CN112654458A (zh) * | 2018-10-29 | 2021-04-13 | 欧姆龙株式会社 | 螺丝长度判定系统、螺丝拧紧系统以及程序 |
| CN112654457B (zh) * | 2018-10-29 | 2022-08-26 | 欧姆龙株式会社 | 螺丝长度判定系统、螺丝拧紧系统以及存储介质 |
| US11453091B2 (en) | 2018-10-29 | 2022-09-27 | Omron Corporation | Screw length determination system, screw-tightening system and storage medium |
| CN112654458B (zh) * | 2018-10-29 | 2022-11-11 | 欧姆龙株式会社 | 螺丝长度判定系统、螺丝拧紧系统以及存储介质 |
| JP2020138295A (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 日東精工株式会社 | ねじ締め装置 |
| KR20210125576A (ko) * | 2019-03-27 | 2021-10-18 | 오므론 가부시키가이샤 | 나사 체결 불량 판정 장치, 나사 체결 장치, 나사 체결 불량 판정 방법, 및 제어 프로그램 |
| CN111168369A (zh) * | 2020-02-11 | 2020-05-19 | 浙江禾川科技股份有限公司 | 一种电批的控制方法及螺丝锁附装置 |
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