JPS5866672A - 多軸ねじ締付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ねじ、ボルト又はナツト等をねじ込むドライ
バビットとこのドライバビットヲ駆動するモータとを各
軸に備えた多軸ねじ締付装置、特に締付トルク制御機能
をもつ多軸ねじ締付装置に関する。

従来、ドライバビットを回転駆動する直流モータとドラ
イバビットの軸トルクをアナログ電圧として検出するト
ルク変換器と、締（ｔ　）　／レフ値を電圧で設定する
トルク設定手段と、前記トルク変換器の検出電圧とトル
り設定手段の設定電圧を比較する比較器とを備え、前記
検出電圧が設定電圧に達すればモータを停止させて締付
トルクを制御する締付トルク制御方法がある。

この締付トルク制御方法が多軸ねじ締イ」装置の各軸に
採用され、各軸の締イτＩ’　ｌ・ルク制御が個々に行
われている。この多軸ねじｒ１■イ・１装置では、穴の
状態等ｔこ起因する締イ・１時間及びこれがもたらす締
付トルりのばらつぎを防止するため、所望の締付トルり
値よりも小さい仮締イ・１１−／Ｉ／り値を設定し、各
軸の＋１ｑｌｌｌ・ルりがこの仮締イテ１１−ルク値に
達すればモータを１珪停止１−シて停止待機状態として
、全１ＩＩ１１１の軸トルクが仮締（ｔ　１−）ｖり値
に達した全軸仮締（＝１完了時期に停止１−待機状態の
モータを再駆動して所望の締イ・１１ルクを１１）る方
法ルクは、停止待機中に６し締結物やねじの拐質、その
異常等がもたらす初期検１１旨ｘ１差分、伝導効ｅこ 率、ねじ伝達されるまでの伝達〃れ等のため板締付トル
ク値よりも低１・−するが、全１１ｑｂの中で最後に仮
締付トルク値に達した１−ライバビノトは停止待機状態
にあったドライバピノ１−の再駆動とともに継続して回
転するため、この軸トルクは再駆動されるドライバビッ
トの軸トルクと異ッテイル。これは、被締結物にウレタ
ンゴム等のクッション材を使用する場合顕著にあられれ
る。従って、仮締イ・１トルクの段階ですでに締付トル
クのばらつきが生じているため、この状態で締付を継続
しても締結時間及びこれがもたらす締付トルクのばらつ
きは解消されず、初期の目的を達成できない欠点が生じ
ている。

本発明は、」二記欠点の除去を目的とするもので、以下
実施例を図面について説明する。第１図において、（２
）は２軸ねじ締付装置（１）の支柱であり、これに取イ
１板（３）が固定されている。この取付板（３）には後
記する２軸のドライバビｙ　１−（１２ａ）（１２ｂ）
を下降させるシリンダ（４）が取イ」けられ、さらに取
伺板（３）の上下に上案内台（５）及び下案内台（６）
が固定されている。この」二、下案内台＋５１　＋６１
は摺動棒（７）を昇降自在に案内している。この摺動棒
（７）には移動台（８）が摺動自在に案内されており、
ばね（９）が配置されている。しかも、この移動台（８
）は、前記シリンダ（４）のロッド（１ａ）に接続され
ており、ロノ、ドｉｌｌの昇降に伴い、移動台（８）は
摺動棒（７）とともに昇降するように１１１４成されて
いる。

前記移動台（８）には、ドライバ本体（１１）が固定さ
れ、移動台（８）の昇降に伴って一体にｙ１降するよう
に構成されている。前記ドライバ本体（１１）は、ドラ
イ）＜　ピノｌ−１１２を回転駆動するパルスモータ０
３１と、ドライバビット（１渇の軸；ルクをアナログ電
圧として検出する１−ルク変挨ｋ　（ｌａと、ユニバー
サルジヨイント（図示せず）を介してトルク変換器（１
４Ｉに接続されたドライバビット＋１２とからなってい
る。前記摺動棒（７）の下端ｅこはキャッチャ台＋１６
１が固定されており、このキャッチャ台ｔ１６１には前
記ドライバビット（１乃を収容するキャッチャ（１ηが
固定されている。

前記トルり変換器ｔ＋４１には、第２図に示すよう　４
− さらにこの増幅器＋１８１には第１比Ｉ咬器ｔ＋９）及
び第２比較器（イ）が接続されている。第１比較器（＋
９）の他入力端には第１トルク設定手段ｆｆ１１１が、
又第２比較器□□□の他入力端には第２トルク設定手段
（支）が接続されている。前記トルク設定手段訝）は所
望の締付トルり値よりも小さな値の仮締付トルク値を電
圧で設定するように構成されており、回転型のポテンシ
ョメータが用いられている。又、第１比較器ｉｔ’ｌｌ
は増幅型置の出力電圧と第１トルり設定手段ｆ２＋１の
設定電圧とが一致した時一致信号の仮締付完了信号を発
信するように構成されている。一方、前記第２トルり設
定手段器は、所望の給飼トルク値を電圧で設定するよう
に構成されており、第１１−／Ｉ／り設定手段ｔ２＋１
と同様ｔこ回転型のボテンンヨメータが用いられている
。

又、第２比較器■は、前記増幅器（１８１の、軸トルり
に比例した出力電圧と第２トルク設定手段（２）の設定
電圧とが一致した時、一致信号の締付完前記トルク変換
器（１４１、増幅器（１樽、比１咬器（１１珍（イ）及
びトルり設定手段２１＋（２）は２軸の夫々に配置され
ている。（以下各軸の同一名称には香りに（ｌｉ）、（
１））を付して区別する。） さらに、前記第１比較８ｇ　ＩＩ及び第２比１咬器■は
制御部内に接続されている。制御部（至）は主にマイク
ロコンピュータ等による論理回路部と、パルスモータｔ
１３に電力を供給するためのパワー供給部等で構成され
ている。この制御部列はマイクロコンピュータ中に高速
もしくは低速パルス列を供給するパルス発生手段を１個
有し、適時高、低速パルス列の供給が１刀換えられるよ
うに構成されている。又、この制（１１１部（２）には
、２軸の夫々にパルスモーク駆動回路（１５１が接続さ
れ、パルスモータ駆動回路＋１！ｉｔは夫々制ｒ１１１
部（２）からパルス列の供給を受け、パルスモータ（１
３１を駆動スるように構成されている。

一方、前記制御部（２）をこけ、スター１−ボタン等か
らなるねじ締イー１開始部（財）がｌｘ　ｈｅされ、又
シリング（４）を駆動する電磁弁−及びねじ重複防止装
置（図示せず。）を駆動する電磁弁（図示せも）が夫々
１個接続されている。又、前記制御部鉋は、パルスモー
タ０■の駆動を第３図に示すフローチャー１・により制
御するもので、以下の動作を行うように構成されている
。

（イ）　ヌタート信号によりパルヌモータ駆動回路０５
１に電力を供給する。

（ロ）　制御部内からの発生パルス列を高速パルス列に
切換えると同時にパルヌモータ駆動回路（１５）を介し
て自起動周波数以上の高速パルス列を２軸のパルスモー
タ（１３ａ）（１３ｂ）へ同時に供給し、パルスモータ
（１３ａ）（１３ｂ）を同時に駆動する。

これと同時ｔこシリンダ（４）を下降させ、ねじ締付を
開始する。

（ハ）　ドライバビット（１２）が下降してねじ締付を
開始し、各軸の締付トルクが仮締付トルク値に達スると
、高速パルス列のパルスモータ＋１３への供給を夫々停
止し、パルスモータｔ＋３１の回転を停止させる。この
時パルスモータ＋Ｉ３は停ｍトルク拘束下の停動待機状
１、虚となる。

に）　２軸のドライバビットの輔１−）ｖ夕が仮締付時 ］゛ルク値に達しゝカ１ｉ’から所定時間２１１１１１
１のパルスモーク（１３１を停止待機状態に保持する。

この時、ねじ重複防止装置を作動させる。

０（）所定時間経過後、制御部＠からの発生パルス列を
低速パルス列に切換え、２軸のパルスモーク＋１３１に
同時に自起動周波数以下の低速パルス列を供！し、２輔
のパルスモーク（１３）全同時に再駆動する。

（へ）　各軸のドライバビットの軸ｉ・ルクが所望の締
付トルク値に達すると、パルスモータ（１３への低速パ
ルレフ列の供給を各１１ｑＩ＋夫々停止する。

又、低速パルス列の供給ｐ：Ｃ＋ｌ：後、１パルス分だ
け遅らせた時の前記増幅器のアナログ電圧をＡ−Ｄ変換
器（図示せず。）によりディジタ／Ｉ／値に変換して、
最終の締イ：１１ルり値とす供給停止後１パルス遅らせ
たのは、パルスモータ（１３１は回転が確実に停止する
までに１パルス分余分に回転する場合があるためである
。

又、Ａ、　−Ｄ変換の際ピークホールド回路（図示せず
。）を介しないのは、パルスモータ［＋３１は、励磁下
でかつ供給パルヌ停止下では、停動トルクｔこ拘束され
ているためである。

（ト）　２軸夫々のＡ−Ｄ変換が終了すると同時にこの
変換値を表示器（図示せず）により表示し、その後パル
スモータ駆動回路（国への電力供給を遮断する。

上記２軸ねじ締付装置において、スタートボタンを押す
と、ねじ締付開始信号が制御部（２）に加わり、パルス
モーク駆動回路ｔ１５１に電力が供給される。その後、
パルスモーク駆動回路（１５を介して２軸のパルスモー
タｔ１３１に同時に高速パルス列が供給され、２軸のパ
）Ｌｉ　７−モータ（＋３１は同時に回転する。これと
同時に、電磁弁□□□も作動し、の下降に伴い移動台（
８）及び摺動体（７）が下降し、摺動棒（７）に固定さ
れたギトソチＶ台ｆｉ１がドライバ本体（１１）ととも
に所定位置まで１：降する。その後もドライバ本体ｔｌ
１１は下降し、各１１１１ＩＩのドライバビットｔ＋２
がキャッチャ（１η先端のねじに嵌合して、ねじが被締
結物に２軸回時に螺入される。これに伴い、ドライバピ
ッＩ・（１２１に生しるｌ１ｌｌｌ１１／ｖりは１−ル
ク変換器圓によりその軸Ｉルりに比例したアナログ電圧
値に変換され、さらにこのアナログ電圧値は増幅器（Ｉ
ｌｌｌにＪ、り増幅される。一方のドライバピノｈ（＋
２ａ）の輔１ルクが他方のドライバビット（１２ｂ）よ
りも早く仮締イ：１１−／Ｉ／り値に達し、これと同時
に前記増幅）！’；　（１８ａ）のアナログ電圧値が第
］　１−／Ｌ／り設定手段（２１ａ）の設定電圧に等し
くなって、第１比較器（１９ａ）から仮締付完了信号が
発信される。この時、ドライバビｙＪ・（＋２ａ）　全
駆動するパルスモーク（＋３ａ）のパルスモーク駆動回
路（１５ａ）への高速パルス列のイ」（給が停止にされ
、パルスモータ（１３ａ）は回転を停止し、停止１−待
機状態となる。

その後、他方のドライバピノ１−（１２ｂ）の軸トルり
が仮締付トルク値に達すると、増幅器（１８ｂ）のアナ
ログ電圧値が第１トルク設定手段（２］ｂ）の設定値と
一致し、第１比較器（＋９’ｂ）から仮締付完了信号が
発信される。この仮締イ１完了信号によりパルスモーク
駆動回路（１５ｂ）への高速パルス列の供給が停止され
、パルスモータ（１３ｂ）は回転を停止し、停止待機状
態となり、２軸の仮締イ」が完了する。これと同時に、
重複防止装置が作動し、キャッチャｔ１７１内でのねじ
の重複がこの時点で防止され、しかも軸トルクとして加
わっていた検出誤差分が排除される。

２軸とも仮締付完了時期に達して２軸のパルスモータ（
１３）が停止待機状態となってから所定時間経過すると
、２軸の軸トルクはともに仮締付完了までに生じた影響
、被締結物等のもつ特性による影響、応力緩和のような
現象、大きな締イ寸　ト　ｌし　〃）−１奮　瓜　廓　
シ　シこ　士　ｈ　イ巳　４ｋ　火　幻　７ｙ　　／／
　　Ｉｆ　　−フＯ１１− 現象による影響により［）１１記仮締イ・１トルク幀よ
りも低下し、安定な状態となる。その後、２軸のパルス
モーク駆動回路（Ｉ！ｉＩに低速パルス列が供給され、
２軸のパルスモータ（＋３ａ）（１３ｂ）が同時に再駆
動される。そのため、０ｕ締結物を一旦仮締付してこれ
をほぼ平行状態に保持してから、２軸回時に再締付が可
能となり、被締結物のそり、ドライバピノｌ−Ｏａとね
じとの食イ・１ミスによる初期嵌合等による影響が解消
される。しかも、仮締付トルりは２軸ともほぼ安定した
値を示し、軸回にその値が大きく相違することもなく、
又同時かつ同一駆動条件により２輔のパルスモー再 夕が駆動できる。

夫々の軸の軸トルクが所ｇ（４の締イ・ｔ　ｌ−／ｌ／
り値に達すると、増幅器（国のアナ１１グ″１１へ圧が
第２トルり設定手段−の第２ｖ定″１１工圧に’＄　シ
＜なって、第２比較器■から締イτｊ完了信号が夫々発
信される。この締付完了信号にｊ：り制φ（１部■は夫
々の１’ｌ　ｌ’　／ｖ７４１ｍ１ｌｌｌＬ　）ＸこＶ
−よソｌＩＩ：ｍｃ’４Ｌ、４）クソーノ１２− タ（１３ａ）（１３ｂ）は回転を停止し、各軸とも最終
の締付トルクは所望値に制御される。

その後、前記増幅器（１８ａ）（１８ｂ）のアナログ電
圧値がＡ−Ｄ変換され、最終の締付トルク値が表示され
る。これと同時にパルスモータ駆動回路α９への電力供
給が遮断される。又、電磁弁（ハ）も６作動して、シリ
ンダ＋１４１が復帰し、これとともにドライバビア　１
−　ｔ１２も原位置に復帰する。

以上説明したように、本発明は所望締イ１トルり値より
も小さい仮締付トルク値を設定し、各軸の軸トルりが仮
締付トルク値に達すると、モータの回転を各軸夫々に停
止させ、全軸のモータが停止した後さらに一定時間全軸
のモータを停止待機状態に維持し、その後同時かつ同一
駆動条件により全軸のモータを再駆動するように構成し
ているため、被締結物にそり、傾き等があっても全軸は
ぼ同時に締付が完了する利点がある。又、本発明は仮締
付後、所定時間モーク及び仮締（＝１完了までの初期検
１１旨、ｃＩ差分がＪＪＩ除でき、しかも被締結物の特
性にｊこる影響、応力緩和のような現象、大締イー１１
−ルク高温度により促進されるクリープ現象等により仝
軸のＩＩＱＩＩ　＋／１／りは安定し、しかもほぼ等し
い碩となる等の利点がある。又、仮締（−１’　ｌ−／
ｖりがほぼ等しいため、被締結物は常時平行Ｑこ締結さ
れ、最終の締（＝Ｉ’　ｌ・ルク値が相互の軸の影響を
全く受けない等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をこ係る２軸ねじ締刊装置の側面図、第
２図は本発明のブロック図、第３図は本発明の詳細な説
明する］１＋　−−Ｊ−ヤード、第４図は従来例を示す
要部説明図である。 （１）２軸ねじ締付装置、　（２）支　柱、（３）１反
付板、　　　　　　　（引シリンダ、（５）」二案内台
、　　　　　（６）下案内台、０】）ドライバ本体、　
　　　（Ｉ２）ドライバビット、（１３１パルスモーク
、　　　　＋＋４１１〜／１／り変換器、（１５１ハ／
ｌ／スモーク駆動回路、　　ｔｌ［ｉｌキャッチャ台、
（Ｉ′１１キャッチャ、　　　　　（１８）増幅器、（
１９）第１比較器、　　　　（４））第２比較器、ｆ２
＋１第１トルク設定手段、（支）第２トルり設定手段、
内制御部、　　　　　　（財）ねじ締付開始部、（５）
電磁弁、 特許出願人　　日東精工株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ドライバピノｌ−１１′ＩＪを回転駆動するモータと、
   ドライバビットαりの軸トルクをアナログ電圧として検
   出するトルク変換器ｔｌ（ｌと、締付１−ルク値を電圧
   で設定する！・ルク設定手段Ｑｌ＠とトルク設定手段（
   ２１）■（こ設定された電圧がトルク変換器（１４）の
   検出電圧と一致した時に夫々一致信号を出力する比較器
   （１ｇ）（ｎＪを各軸に備えた多軸ねじ締イＪ装置にお
   いて、 トルク設定手段いに設定された所望締付トルク値よりも
   小さい仮締付トルク値をトルり設定手段ｔ２＋１に設定
   し、各軸の軸トルクが板締付トルり値に達するとモータ
   を一旦停止させて停止待機状態とし、全軸の軸トルクが
   仮締付トルり値に達した全軸仮締付完了時点から所定時
   間経過後停止待機状態の全軸のモータを再駆動させ、各
   軸の軸トルクが所望の締伺トルりに達すれば夫々モータ
   を停止させるように構成したことを特徴とする多軸ねじ
   締イ」装置。