JPH11123622A - 自動ねじ締め機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドライバビットに加わるトルクを検出するセ
ンサで構成されるブリッジ回路の電源接続端と直流電源
部との間に断線が発生してもこれを確実に検出すること
ができる自動ねじ締め機を提供しようとする。 【解決手段】 ドライバビット３ｃに加わるトルクを検
出するセンサで構成されるブリッジ回路の電源接続端に
接続される直流電源部４ｃに電流の変動を検出する検出
部を設けているため、ブリッジ回路の電源接続端と直流
電源部との間が断線した時には断線後最初の締付け開始
時に確実にこの断線を検出することができ、作業者が即
座に締付け作業を中止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ねじ、ボルトおよ
びナット等の締結部品を締結する自動ねじ締め機、特に
モータの回転を受けて回転する駆動工具に加わるトルク
を検出するトルク検出手段を備えた自動ねじ締め機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】最近、ねじ、ボルト、ナット等の締結部
品を所望締付けトルクで締付ける場合、駆動工具に加わ
る反力トルクを検出する起歪管を設け、この起歪管の歪
み量を歪みゲージ等のセンサにより検出してこのセンサ
出力から駆動工具に加わるトルクを検出するように構成
したトルク検出手段を備えた自動ねじ締め機が多用され
ている。一般に、この種のトルク検出手段では、センサ
の温度特性等センサ固有の特性の違いによる検出誤差が
発生しないように、センサは４個設けられ、これらによ
り電源接続端と信号出力端とを備えたブリッジ回路が構
成され、ブリッジ回路の出力が高利得な差動増幅部で増
幅されてトルク信号として検出されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そのため、この自動ね
じ締め機ではブリッジ回路の電源接続端側に直流電源部
を接続しておくことにより、信号出力端からトルク信号
を検出することができ、しかも信号出力端に接続される
信号線が途中で断線するようなことがあっても、差動増
幅部の出力が（＋）の電源電圧、あるいは（−）の電源
電圧に変化するため、これを検出することにより信号出
力端の信号線の断線を検出することができる。しかしな
がら、この自動ねじ締め機ではブリッジ回路の電源接続
端と直流電源部との間で断線しても、信号出力端の出力
はゼロレベル近辺の値となり、正常接続時の締付け開始
前と変化なく、信号出力端側ではその断線検出ができな
い等の欠点が生じている。

【０００４】本発明は、上記欠点の除去を目的とするも
ので、駆動工具に加わるトルクを検出するセンサで構成
されるブリッジ回路の電源接続端と直流電源部との間に
断線が発生してもこれを確実に検出することができる自
動ねじ締め機を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】モータの回転を受けて回
転する駆動工具と、この駆動工具に加わるトルクを検出
するセンサにより直流電源部が接続される電源接続端と
信号出力端とを備えたブリッジ回路を構成してなるトル
ク検出手段と、モータにパワーを供給する駆動部と、駆
動部に指令値を送る制御部とを設けた自動ねじ締め機に
おいて、直流電源部に流れる電流の変動を検出する検出
部を設けて、この電流の変動量により電源接続端と直流
電源部との断線を検出する断線検出部を設けている。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態を説明する。図１において、１は自動ねじ締め機
であり、昇降手段２の作動により昇降自在な締付けユニ
ット３を有している。この締付けユニット３は、モータ
３ａと、その回転を差動遊星ギア機構３ｂを介して受け
て回転する駆動工具の一例のドライバビット３ｃと、こ
れに加わるトルクを検出するトルク検出手段４とを有し
ている。

【０００７】前記トルク検出手段４は、差動遊星ギア機
構３ｂの環状ギアの回動に応じて変形する起歪管４ａを
有し、この起歪管４ａにはセンサの一例の歪みゲージ４
ｂが４個でブリッジ回路を構成するように貼付されてい
る。このブリッジ回路は直流電源部４ｃが接続される電
源接続端と、ブリッジ回路の出力信号が出力される信号
出力端とを有しており、信号出力端は信号線を介して第
１差動増幅部４ｄの入力端にそれぞれ接続されている。
この第１差動増幅部４ｄはＡ−Ｄ変換部１０を介して制
御部６の入力ポートに接続されており、ブリッジ回路の
出力信号がディジタル値に変換されて制御部６で読み込
まれるように構成されている。

【０００８】さらに、前記直流電源部４ｃは過電流防止
用抵抗１２を有し、所定値以上の電流がブリッジ回路に
出力されないように構成されているが、この過電流防止
用抵抗１２の両端は断線検出部を構成する第２差動増幅
部１３の各入力端に供給され、過電流防止用抵抗１２の
電流の変動量を電圧値として検出する検出部をなすよう
に構成されている。前記過電流防止用抵抗１２にはブリ
ッジ回路に電圧が供給されると電流が流れる一方で、断
線によりブリッジ回路への電圧供給が遮断されると、電
流があまり流れなくなって、両端の電圧差が小さくなる
と、第２差動増幅部１３から断線検出信号が直接制御部
６の入力ポートに出力されるように構成されている。

【０００９】一方、前記モータ３ａは制御装置５から供
給されるパワーにより駆動されてドライバビット３ｃを
回転させ、ドライバビット３ｃの先端に供給されたねじ
（図示せず）を所定の相手材（図示せず）に締付けるよ
うに構成されている。この制御装置５は、制御部６と、
作業開始信号等各種指令信号を出力する操作部７と、最
終締付けトルク等所定の締付けを行うに必要な各種デー
タを記憶する記憶部８と、制御部６からの指令値に応じ
てモータ３ａにパワーを供給する駆動部９と、トルク検
出手段４の検出値をディジタル値に変換してこれを制御
部６の入力ポートに送るＡ−Ｄ変換部１０と、各種の表
示を行う表示部１１とからなっている。

【００１０】前記制御部６は、図２に示すように、 １）作業開始指令信号を待つ。 ２）昇降手段を作動させて、締付けユニットを相手材に
対して下降させるとともに、モータを所定速度で回転さ
せるモータ駆動指令値を駆動部に出力する。 ３）入力ポートへの第２差動増幅部からの断線検出信号
の入力の有無を判断し、これが検出される時、断線表示
指令信号を表示部に出力して、表示部で断線表示をし、
６）にジャンプする。 ４）Ａ−Ｄ変換部の出力値から所望の締付けが行えるよ
うに駆動部に指令値を出力してモータを制御する。 ５）Ａ−Ｄ変換部の出力値が最終締付けトルクに達した
かを判断し、これが最終締付けトルクに達しない時、
４）に戻る。 ６）モータを停止させるモータ停止指令信号を駆動部に
出力する。 ７）Ａ−Ｄ変換部の出力値の表示指令信号を表示部に出
力する。 ８）昇降手段に上昇指令信号を出力する。 ９）エンド。 となるように構成されている。

【００１１】尚、前記断線検出部は第２差動増幅部１３
の両端の電位差をＡ／Ｄ変換して、前記制御部６の入力
ポートに送り、これを制御部６で定期的にチェックして
別に記憶された基準値と比較して断線検出をするように
してもよい。

【００１２】上記自動ねじ締め機では、操作部７から作
業開始指令信号が出力され、モータ３ａが駆動される
と、モータ３ａの回転を受けてドライバビット３ｃが回
転し、その下方に位置するねじ（図示せず）が相手材
（図示せず）に締付けられる。ねじがワークに締付けら
れるにともない、ドライバビット３ｃに加わるトルクが
増大し、これが差動遊星ギア機構３ｂを介して起歪管４
ａに伝達される。そのため、起歪管４ａが歪み、その歪
み量が４個の歪みゲージ４ｂでなるブリッジ回路で検出
される。これがＡ−Ｄ変換部１０でディジタル値に変換
され、制御部６の入力ポートに出力される。制御部６は
このＡ−Ｄ変換部１０の出力値を読み込み、この値から
あらかじめ決められた締付けが行えるように駆動部９に
指令値を送ってモータ３ａを駆動でき、最終の締付けト
ルクで締付けを行うことができる。

【００１３】この間に、歪みゲージ４ｂでなるブリッジ
回路へは電流が供給されているので、直流電源部４ｃに
内蔵された過電流防止用抵抗１２にも所定の電流が流れ
る。この時の過電流防止用抵抗１２の両端に生じる電圧
差は所定値となるので、第２差動増幅器１３は制御部６
の入力ポートに断線検出信号を出力せず、締付け開始時
には入力ポートへの断線検出信号の入力がないと判断さ
れて、ブリッジ回路の電源接続端には直流電源部４ｃが
正常に接続されていると判断される。

【００１４】前記締付けを繰り返す間に、ブリッジ回路
の電源接続端と直流電源部４ｃとが断線すると、過電流
検出用抵抗１２の両端に発生する電圧差が小さくなり、
これが第２差動増幅部１３で検出され、ブリッジ回路の
電源接続端と直流電源部４ｃとの間の断線検出信号が直
接制御部６の入力ポートに出力される。この断線検出信
号により締付け開始時には入力ポートへの断線検出信号
の入力があったと判断されて、表示部１１に断線表示指
令信号が出力されるとともに、モータ停止指令信号が駆
動部９に出力され、さらに昇降手段に上昇指令信号が出
力される。そのため、作業者はトルク検出手段４内の断
線を断線後の最初の締付け開始時に確実に知ることがで
き、しかも直ちに締付け作業を中止することができる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は駆動工具
に加わるトルクを検出するセンサで構成されるブリッジ
回路の電源接続端に接続される直流電源部に電流の変動
を検出する検出部を設けているため、トルク検出手段内
で断線が生じてもこの断線後最初の締付け開始時にこれ
を検出することができ、作業者は直ちに締付け作業を中
止することができる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動ねじ締め機の概略説明図であ
る。

【図２】本発明に係る制御部の概略動作を説明するフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ 自動ねじ締め機 ２ 昇降手段 ３ 締付けユニット ３ａ モータ ３ｂ 差動遊星ギア機構 ３ｃ ドライバビット ４ トルク検出手段 ４ａ 起歪管 ４ｂ 歪みゲージ ４ｃ 直流電源部 ４ｄ 第１差動増幅部 ５ 制御装置 ６ 制御部 ７ 操作部 ８ 記憶部 ９ 駆動部 １０ Ａ−Ｄ変換部 １１ 表示部 １２ 過電流防止用抵抗 １３ 第２差動増幅部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータの回転を受けて回転する駆動工具
   と、この駆動工具に加わるトルクを検出するセンサによ
   り直流電源部が接続される電源接続端と信号出力端とを
   備えたブリッジ回路を構成してなるトルク検出手段と、
   モータにパワーを供給する駆動部と、駆動部に指令値を
   送る制御部とを設けた自動ねじ締め機において、 直流電源部に流れる電流の変動を検出する検出部を設け
   て、この電流の変動量により電源接続端と直流電源部と
   の断線を検出する断線検出部を設けたことを特徴とする
   自動ねじ締め機。