JPS59146759A - Automatic screwing device - Google Patents

Automatic screwing device

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Publication number
JPS59146759A
JPS59146759A JP32584A JP32584A JPS59146759A JP S59146759 A JPS59146759 A JP S59146759A JP 32584 A JP32584 A JP 32584A JP 32584 A JP32584 A JP 32584A JP S59146759 A JPS59146759 A JP S59146759A
Authority
JP
Japan
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nut
bolt
screwing
detector
axial
Prior art date
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Pending
Application number
JP32584A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
加藤 寛次
後藤 達生
猪山 忠男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS59146759A publication Critical patent/JPS59146759A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動ねじ込み装置に関し、特に5ボルトとナ
ツトの装置において、ボルトとす、ットの相対的軸芯傾
斜が所定値以内に設置されている場合に、ボルトとナツ
トの相対的軸芯変位に応じて。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an automatic screwing device, particularly in a 5-bolt and nut device, when the relative axis inclination of the bolt and the nut is installed within a predetermined value. and depending on the relative axial displacement of the nut.

自動的にボルトとナツトの、装着を行なうと共に。Along with automatically installing bolts and nuts.

ボルトとナツトを装着し得る両者の相対的軸芯変位及び
相対的軸芯傾斜のバライキ許容値を拡大するのに好適な
自動ねじ込み装置に関するものである0 従来、ボルトに対して2〜3山かみ合ったす。
This invention relates to an automatic screwing device suitable for expanding the tolerance of relative axial displacement and relative axial inclination between bolts and nuts. Tasu.

トを自動的に締め付ける自動機はあるものの、ボルトと
ナツトの相対的軸芯傾斜、相対゛的軸芯変位がばらつく
場合におい!は、ボルトとす、トを最初の2〜3山かみ
合わせることが升席に困難とさ扛、まだその技術は確卒
さfでいない。
There are automatic machines that automatically tighten bolts, but if the relative axial inclination or relative axial displacement of the bolt and nut varies! However, it is difficult to engage the bolt and the first two or three bolts, and the technique has not yet been established.

本発明は、このように従来困難とさ扛てきたボ/L= 
トとす・トの装着作業を・5′トとす・トの相り的軸芯
頑斜″′にら9きが所定値以内に収まるように設置され
る嚇合につい′C1比較的簡単な装置の構成と制御方式
によって自動化すると共に、ボルト又はす、トを柔軟に
保持し父、その保持にガタを付与することにより、ボご
レトとナツトを装着し得るボルトとナツトの相対的軸芯
傾斜のばらつき許容値及びボルトとナツトの相対的軸芯
変位のばらつき許容値を拡大することを目的とするもの
である。
The present invention thus solves the problem of Bo/L=
The work of installing the two parts is relatively easy. The relative axes of the bolt and nut can be fixed by automating the structure and control method of the device, and by flexibly holding the bolt or bolt and adding play to the holding. The purpose is to expand the allowable value of variation in core inclination and the allowable value of variation in relative axis displacement between bolts and nuts.

ホルトとナツトの自動装置において問題となるのは、ボ
ルトとナツトの中心軸の位置及び角度のずれである。こ
のボルトとナツトの中心軸の位置又は角度のすnが大き
い場合には、ボルトとナツトを装着することは不可能と
なる。
A problem in automatic bolt and nut systems is the misalignment of the positions and angles of the central axes of the bolt and nut. If the position or angle of the central axes of the bolt and nut is large, it will be impossible to mount the bolt and nut.

すなわち、ここでナツトをボルトに押し付けた状態でナ
ツトにねじ込み方向の回転を与えた場合。
In other words, when the nut is pressed against the bolt and the nut is rotated in the screwing direction.

上記の中心軸の位置又は角度のずれが大きいとナツトが
ボルトに接触したまますべって回転するか、又はボルト
とナツトが正しくかみ合わずに、かみつきを生じ、ボル
ト又はナツトを破損したりするか、あるいは、ボルトと
ナツトが互いに最初装着さnでも、その後さらにナツト
に回転を与えで、締め刊けてゆくとナツトとボルトのか
み合い部分がしだいに、ナツトを回す回転軸の中心から
す扛でゆくために、ナツトとボルトの間に大きな摩擦力
が発生し、そのため、ナツトをボルトに十分装着するこ
とが不可能となるような事態が生ずる。
If there is a large deviation in the position or angle of the central axis, the nut may slip and rotate while in contact with the bolt, or the bolt and nut may not mesh properly, resulting in jamming and damage to the bolt or nut. Or, even if the bolt and nut are initially attached to each other, as the nut is further rotated and tightened, the part where the nut and bolt engage will gradually be removed from the center of the rotating shaft that turns the nut. Therefore, a large frictional force is generated between the nut and the bolt, which makes it impossible to fully attach the nut to the bolt.

しかし、ポルととナツトの中心軸の位置及び角度のずれ
が所定値以内である場合にd、ボルト又はナツトに損傷
が無いかぎり、正常に装着さ扛得る。
However, if the position and angular deviation of the central axes of the bolt and nut are within a predetermined value, the bolt or nut can be properly installed as long as there is no damage to the bolt or nut.

すなわち1本発明においては、ボルトとナツトの中心軸
の角度のずれが所定値以内に設置されでいる場合に、ボ
ルトとナツトの中心軸の位置ずれがあっても、上記位置
ず牡を所定値以内に収めるように、ナツト又はボルトを
位置決めし、ボルトとナツトを完全に装着できるように
すると共に、ボルトとナツトの相互の軸芯の角度のず扛
又は位置のす扛が多少あっても容易に装着できるように
両者を互いに柔軟な関係に保持する柔軟機構を用い、又
両者の間に適当なガタを釣力するような保持機構を用い
ることにより、ボルトとナツトの軸芯の位置ず牡、及び
角度ずれの許容値を拡大するものである。さらには、ボ
ルトとナツトの装着状態を検出する検出器を用いること
により、ボ゛ルトとナツトの軸芯の位置ずれあるいは角
度ずれが許容範囲外に設置さ扛た場合に不可能であるこ
とを検出すると共に、 ボルトとナツトの軸芯の位置ず
n及び角度ずれが許容範囲内であっても、ボルト又はナ
ツトに損傷かあり装着不可能な場合でもこの状態を瑛出
し、そ扛らの状態に応じて表示あるいは晋報を出す装置
を提供するものである。
In other words, in the present invention, if the angular deviation between the central axes of the bolt and nut is within a predetermined value, even if the central axes of the bolt and nut are misaligned, the above-mentioned positional deviation is set to the predetermined value. Position the nut or bolt so that it fits within the specified range, so that the bolt and nut can be completely installed, and even if there is some deviation in the angle or position of the mutual axes of the bolt and nut, it is easy to do so. By using a flexible mechanism that holds both of them in a flexible relationship so that they can be attached to each other, and by using a holding mechanism that creates an appropriate play between them, the axial center of the bolt and nut can be easily aligned. , and expand the allowable value of angular deviation. Furthermore, by using a detector that detects the installation status of bolts and nuts, it is possible to detect the possibility of misalignment or angular misalignment of the axes of the bolt and nut if they are installed outside the allowable range. In addition to detecting this, even if the positional misalignment and angular misalignment of the axes of the bolt and nut are within the allowable range, even if the bolt or nut is damaged and cannot be installed, this state can be detected and the state of the bolt and nut can be detected. The purpose of this invention is to provide a device that displays or issues information according to the situation.

すなわち本発明は。That is, the present invention.

(イ) ボルトとナツトの軸芯位置を所定の位置に位置
決めする手段、 (口j ボルトとナツトを相互に柔軟に押し付ける手段
(b) Means for positioning the axes of the bolt and nut at predetermined positions, (Means for flexibly pressing the bolt and nut against each other.

←タ ボルトとナツトを相互にねじ込む方向にボルト又
はナツトを回転させる手段、 (に) ボルトとナツトの装着状態を検出する手段、(
… ボルトとナツトが正′〆に装着さnない場合に、そ
の異常状態を表示又は警報する手段、を含むボルトとナ
ツトの自動ねじ込み制御方式を提供する。
←Means for rotating the bolt or nut in the direction of screwing the bolt and nut into each other;
... To provide an automatic screwing control system for bolts and nuts, including means for displaying or warning an abnormal state when the bolts and nuts are not properly installed.

さらに具体的には前記委*孕□□□方式において(イ)
 ボルトとナンドを相互に柔軟に押し付けるための手段
としで、軸芯方向及び軸芯と垂直な方向に変形可能で、
かつ軸芯回りに変形可能な柔軟機構を用いると共に、 (ロ)上記柔軟機構の軸芯回りの変形量を恢出する手段
More specifically, in the above committee*□□□ method, (a)
It is used as a means to flexibly press the bolt and the NAND against each other, and is deformable in the axial direction and in the direction perpendicular to the axial center.
and using a flexible mechanism that is deformable around the axis, and (b) means for calculating the amount of deformation of the flexible mechanism around the axis.

けり 上記柔軟機構の軸芯方向の変形量を検出する手段
、 を付与したボルトナツトの自動ねじ込み制御方式。
A means for detecting the amount of deformation in the axial direction of the above-mentioned flexible mechanism, and an automatic bolt/nut screwing control method provided with the following.

さらに他は、前記瓜シー填の方式において、位置決めす
る手段を、ボルト又はす、トの軸芯位置を演出する検出
器の出力により、ボルト又はナツトの軸芯位置を所定位
置に米るように位置ぎめする手段によシ構成したことを
特徴とするボルトナツトの自動ねじ込み制御方式をも提
供する。
Furthermore, in the melon seeding method, the positioning means is configured to adjust the axial position of the bolt or nut to a predetermined position by the output of a detector that indicates the axial position of the bolt or nut. The present invention also provides an automatic screwing control system for bolts and nuts, characterized in that the system includes positioning means.

さらに具体的には、 (イ) ボルトとナツトの軸芯位置を所定の位置に位置
決めする手段、 (ロ)  ボルト又はナツトを相互に柔軟に押し付ける
手段、 Pi  ボルト又はす、トを相互にねじ込む方向に所定
量回転させる手段、 にl ボルト又はナツトからの軸芯回りの反力及びボル
トとナツトの相互の軸芯方向の移転量を検出する手段、
More specifically, (a) means for positioning the axes of the bolt and nut at predetermined positions, (b) means for flexibly pressing the bolts or nuts against each other, and the direction in which the bolts or nuts are screwed into each other. means for rotating the bolt or nut by a predetermined amount; means for detecting the reaction force around the axis from the bolt or nut and the amount of mutual axial displacement between the bolt and nut
.

■ 上記反力が所定、量以下であり、かつ上記移動量が
所定値1す上で弗る場合にはさらに、ボルト又吟ナツト
をねじ込む方向に回転さ竺、上記名刀が所定値」4下で
あシ、かつ上記移動量が所定値以下である場合には、ボ
ルト又はナンドのねじ込み方四の回転を停止させた後咳
、異常状態を表示又は誓報し、キ記反力が所牢量以上の
場合には、ボルト又はナツトをρじ込み方向と逆の方向
−一定値回転疹せた後に異常状態を表示又は警報する手
段を含pボルトナンド自動ねじ込み制御方式、 を提供する。
■ If the reaction force is less than the predetermined amount and the amount of movement exceeds the predetermined value 1, then the bolt or ginnut is further rotated in the direction of screwing in, and the sword is rotated below the predetermined value 4. If the amount of movement is less than the specified value, the rotation of the bolt or threaded bolt will be stopped, and an abnormal condition will be displayed or reported, and the reaction force will be removed. In the case where the bolt or nut is rotated by a certain amount in the opposite direction to the screwing direction, the bolt or nut is rotated by a certain amount, and then an abnormal state is displayed or warned.

上述した制御方式を流些図に示すと、第7図のようにな
る。つまり、1.この制御方式はプs@く分けて、2つ
の段階から構成されている。1つはボルトとナツトの概
略中心位置合わせてあシ、1″:)はボルトとナツトの
ハし込み動作である。
The above-mentioned control method is illustrated in a diagram as shown in FIG. 7. In other words, 1. This control method is divided into two stages. One is to roughly align the bolt and nut in the center, and 1":) is to insert the bolt and nut.

この場合、ボルトとナツトの概略中心位置合わせ、つ′
−19初期位置合わせは、あらかじめ定められた精度で
両者を相対的に設置にる場合には不要となる。又、あら
かじめ定めらnた精度で両者が相対的に設置さ肛ていな
い場合には、一方の位置を検出し、そnに合わせて他方
を所定の位置に設置する。
In this case, the approximate center alignment of the bolt and nut,
-19 Initial positioning is not necessary when both are relatively installed with predetermined accuracy. Further, if the two are not installed relative to each other with a predetermined accuracy, the position of one is detected and the other is installed at a predetermined position according to the detected position.

本発明の実施例で用いる方法を以下に示す。The method used in the examples of the present invention is shown below.

第8図にボルトとナツトの概略中心位1′it合わせに
関する匍]御方式の流n図を示す。ここで、まずボルト
の概略中心位置検出6を送り機構にエリ、ボルトに接触
するまで2方向に送りをかける。ボルトに接触したら、
そのZ方向の接触位置Z o。
FIG. 8 shows a flowchart of the control method for aligning the bolt and nut at their approximate centers. Here, first, the approximate center position of the bolt is detected by the feeding mechanism 6, and the bolt is fed in two directions until it comes into contact with the bolt. When it comes into contact with the bolt,
Its contact position Z o in the Z direction.

つ捷り、ボルトのZ方向位置を記憶しておき、次に2方
向(所定量だけ戻し、でから、X方向に送りをかける。
Memorize the Z-direction position of the bolt, then move it back in two directions (a predetermined amount), and then feed it in the X-direction.

ボルトに接触した地点で、書のX方向の接触位置XO1
つまり、ポルI・のX方向(、i’4 V<を記憶する
。これらの;8制御に悼後述する第2図の接触検出器4
,43.47が用いらnる。ナ、:lトをボルト位置(
Xo、Zo)へ移動させ、X、TZ平面内でのナツトと
ボルトの概略位置合わせを終了する。
At the point of contact with the bolt, contact position XO1 in the X direction of the book
In other words, the X direction of Pol I (, i'4 V<) is memorized.The contact detector 4 in FIG.
, 43.47 are used. N, :l to the bolt position (
Xo, Zo) to complete the approximate positioning of the nut and bolt within the X and TZ planes.

次に、Y方向の位置合わせを行なうために、ナツトがボ
ルトに接触するまでY方向に送る。羊して接触点のY方
面位置YOをねじ込み開始地点として記憶しておく。こ
の制御には後述する第3’ mの検出器31が用いらn
る。以上が、ボルトとデッドの概略中心位置合1わせで
ある。     □149図はボルトとナツトのねじ込
み1作め流れ図である。
Next, in order to perform alignment in the Y direction, the nut is fed in the Y direction until it contacts the bolt. The Y-direction position YO of the contact point is memorized as the screwing start point. For this control, a 3'mth detector 31, which will be described later, is used.
Ru. The above is the approximate center alignment of the bolt and dead. □Figure 149 is a flow chart for screwing a bolt and nut together.

ます、ナンドをボルトにねじ込む過程において、かみつ
きが発生したことが後述する第3図の検出器32によ□
って検出さした場合には、かみらぎを解除するためにす
、トをねじ込み方向と逆の方向に巻き戻してから回□転
を停止させる。次にJ臥′谷つきが□起ったことを表示
装置に麦果し、又そあことを警報装置Vによシ、督報す
る。又□、かみつきが発生しない□場合には、すベシか
否か−を検出器3□1と検出器3″2の出力によシ判断
し、すべりが生じているならば一ナッ□トの回転を停止
″きせ、世様□にすべりが生じたことを表示装置に辰示
し、又警報装置−に、lニジ警報を発する。   □す
べりではない場合には、ナツト艇ボルトにねピ込捷れで
いる場合アあるので、そのねじ込み動作を薪楚位置まで
継続する。
First, during the process of screwing the Nand into the bolt, the detector 32 in Fig. 3, which will be described later, indicates that a biting occurred.
If this is detected, in order to release the lock, unwind the screw in the opposite direction to the screwing direction and then stop the rotation. Next, it shows on the display device that J's falling □ has occurred, and also sends a notification to the alarm device V that this has occurred. □, if no biting occurs □, it is determined whether or not it is smooth by the outputs of the detector 3□1 and the detector 3''2, and if slippage occurs, check whether the nut □ is slipping. It stops the rotation, indicates on the display that a slip has occurred, and issues an alarm on the alarm device. □If it is not slipping, there is a possibility that the nut is screwed into the boat bolt, so continue the screwing operation until the firewood picking position.

以下1.実′施例により本発明の詳細な説廟子る。゛先
ず第1図は、本発明を適用した装備、の実施揚]で全体
の概略構成を示すものである。ここで、1はX”、y’
、z方向==可能な位置決め機構であり、それそ牡直流
サーボモータ1.1,12.13によって駆動さ扛る。
Below 1. Examples provide a detailed illustration of the invention. First, FIG. 1 shows the general configuration of the equipment to which the present invention is applied. Here, 1 is X'', y'
, z-direction == possible positioning mechanism, which is driven by a DC servo motor 1.1, 12.13.

ナツトねじ込み機構2は、ナツトの回転用パルスモータ
36.パルスモータ36の回転軸に結合された、軸芯方
向に変形可能な柔軟機構とその柔軟機構の変形量を検出
する検出器及び軸芯回シの一回転方間に変形可能な柔軟
機構とその柔軟機構の変形量を検出する検出器よシなる
特殊機構3及びナツト10の保持機構21を支持する軸
芯と垂直な方向に変形可能でか;)tiiul芯方向に
変形可能な柔軟@、臀23Mよりぞ構成さn気。
The nut screwing mechanism 2 includes a pulse motor 36 for rotating the nut. A flexible mechanism coupled to the rotating shaft of the pulse motor 36 that can be deformed in the axial direction, a detector that detects the amount of deformation of the flexible mechanism, and a flexible mechanism that can be deformed in one rotation direction of the axial rotation and its A special mechanism 3 such as a detector for detecting the amount of deformation of the flexible mechanism and a flexible buttocks that can be deformed in the direction perpendicular to the axis that supports the holding mechanism 21 of the nut 10; It's more composed than 23M.

又、ナッ□トの保持mM21 畝 ナツト10とあ間に
適度なガタを有する爬うに構成さn、’(いる。
In addition, the holding mm21 of the nut □ is structured in a curved manner with a moderate play between the ridge and the nut 10.

ここで、ナレト′10の葆i機構21を軸芯と垂直な方
向に変プレ可能で、かつ軸芯方向に鮪?r能な柔軟機構
23で支持し、さらにナツト10とナツト10の保持機
構21の間に適度なガタを付与子ることにより、ボルト
とす、トがねじ込み可能であるための、ボルトとナツト
の軸芯位置のずnと軸心角度のず扛の許容値を拡大する
。ことができる。
Here, the tuna i mechanism 21 of Nareto'10 can be changed in a direction perpendicular to the axis, and the tuna mechanism 21 can be moved in the direction perpendicular to the axis. By supporting the nut 10 with a flexible mechanism 23 that is flexible and providing an appropriate play between the nut 10 and the holding mechanism 21 of the nut 10, the bolt and nut can be screwed together. Expand the allowable values for the axis position and axis angle. be able to.

つ寸り、上記のような構造を採用することにより、ボル
トとナツトの相対的位置決め精度を、このような構造を
採用しない場合に比較して低くすることができる。
By employing the structure as described above, the relative positioning accuracy of the bolt and nut can be lowered compared to the case where such a structure is not adopted.

この詳細は第3図及び第4図に示し、後に詳説する。さ
らに、ボルトの概略の中心位置検出器りが41〜47で
構成される。その詳細は第2図に示し、後に詳説する。
The details are shown in FIGS. 3 and 4 and will be explained in detail later. Further, a bolt approximate center position detector is comprised of 41 to 47. The details are shown in FIG. 2 and will be explained in detail later.

本・発明の実施例におけるボルトのI既略中心位置検出
器土丑とナンドねじ込み機構ヱの構成及びその動作につ
いて詳説する。先ず、第2図は、ポルIf烙中心位置検
出機構40の実施例でX方向及びZ方向検出器41’ 
、 42は、回転軸43に固定さし1回転軸受44の回
りに回転可能である0検邑レバー45は回転43に固定
さn、回転軸43の回転を上下方向の変位に変換する。
The structure and operation of the bolt I-determined center position detector and the NAND screw-in mechanism in the embodiment of the present invention will be explained in detail. First of all, FIG. 2 shows an embodiment of the pole If-heat center position detection mechanism 40, in which X-direction and Z-direction detectors 41'
, 42 is fixed to the rotating shaft 43 and is rotatable around a rotating bearing 44. The lever 45 is fixed to the rotating shaft 43 and converts the rotation of the rotating shaft 43 into vertical displacement.

46゜47はその検出レバーの変位を検出する接触検出
器でマイクロスイッチを用いている。つ捷り、X方向及
び2方向の接触検出器47.46を用いることにより、
そ;n、−f:A、 X方向、Z方向の検出器41.4
2のボルトへの接触による微小変位を検出することが可
能となる。ナツトをボルトに装着するためには、ナツト
の而取り部分とボルトの面取り部分を4置合わせするこ
と、すなわち、両者の概略中心位置合わせが必要である
。ボルトとナツトの概略中心位置合わせが初期状態にお
いて。
46 and 47 are contact detectors that detect the displacement of the detection lever and use microswitches. By using contact detectors 47, 46 in the X direction and two directions,
So; n, -f: A, X direction, Z direction detector 41.4
It becomes possible to detect minute displacements due to contact with the second bolt. In order to attach the nut to the bolt, it is necessary to align the chamfered portion of the nut and the chamfered portion of the bolt in four positions, that is, to roughly align the center of the two. In the initial state, the bolt and nut are approximately centered.

なされていない場合にはこのような概略中心位置合わせ
をするために、本概略中心位tit検出器を犯に用いる
。ボルトとナツトの1既略中心位置が初期状態において
合っている場合にはこの戦略中心位置合わせは不要であ
る。第1段階として、第6図に示すように位置模出暮4
 (>を触覚指4]、42で形成さ扛る藺形空間内に対
衆のボルト50か存在するように第1図の位置決め機h
′すを動作させて寸づ2方回へ7移動させる。イ検出指
42が第6図の(2)に示すように、ボルトに接触する
ので接触検出器46が動作する。そのとき第1図位置決
め機構1のZ軸位置を記憶する。
If this has not been done, the present approximate center position tit detector is used to perform such approximate center alignment. If the approximate center positions of the bolt and nut are aligned in the initial state, this strategic center alignment is not necessary. As the first step, as shown in Figure 6,
(> the tactile finger 4), the positioning machine h of FIG.
' Move the table 7 times in two directions. (b) As the detection finger 42 comes into contact with the bolt as shown in FIG. 6(2), the contact detector 46 operates. At that time, the Z-axis position of the positioning mechanism 1 in FIG. 1 is memorized.

次に46図の(3)に示すように、Z方向に所定量だけ
戻し、第6図の(4)に示すように、X方向に検出器4
0を移動すると、検出器41がボルトに接触することに
なるので接触検出器47が動作し同様にして、ボルトの
X−Z平面内でのX位置を記憶する。このようにして記
憶したX−Z平面内のボルト位置にナツト保持機構を位
置合わせすることにより、ボルトとナツトの概略の中心
位置をあわせることができる。
Next, as shown in (3) in Figure 46, move the detector 4 back in the Z direction by a predetermined amount, and as shown in (4) in Figure 6, move the detector 4 in the X direction.
When 0 is moved, the detector 41 comes into contact with the bolt, so the contact detector 47 operates and similarly stores the X position of the bolt in the X-Z plane. By aligning the nut holding mechanism with the bolt position in the X-Z plane stored in this manner, the approximate center positions of the bolt and nut can be aligned.

第3図及び第4図はナツトねじ込み機構2の実施例の詳
細を示す図である。10はボルトへねじ込むためのナツ
ト、21はナツト10を保持するナツト保持機構である
。こ扛は軸芯方向に変形可能でかつ軸芯回りに傾斜変形
可能な柔軟機構23を介して、回転トルク伝達軸24に
結合されている。22はナツト保持機構21の重量打ち
消し用弾性支持体である。回転トルク伝達軸24は回転
変位軸25により1m芯回わりの回転方向に対して拘束
さ牡、スプリング27により動芯方向に弾性支持さ扛て
いる。軸芯方向変位検出レバー、37は回転トルク伝達
軸24に固定されていで、軸芯方向変位を軸芯方向変位
検出器3】に伝える。父回転変位軸25はパルスモータ
−36の回転軸:35に固定された、ハウジング26に
より、軸芯方向に対しでは拘束さ扛ていて、軸芯回わり
の回転方向に対してはスプリング33及び34により、
弾性支持さ扛でいる。ハウジング26に固定さ扛た回転
方向変位検出器32により、回転軸35と回転変位軸2
5との相対角変位を検出することが可能である。つまゝ
す、軸方向に変形可能な柔軟機構3とその柔軟機構部分
の変形量を検出する軸芯方向変位検出器31により、ナ
ツトのボルトに対する押し付は力を検出し、軸35の回
転方向に変形可能な柔軟+!1.構3とその柔軟機構の
変形量を検出する回転方向変位検出、器32により、ナ
ツトをボルトにねじ込む際、ボルトとす、トに加わる回
転方向のトルクを検出するととが可能となる。
3 and 4 are diagrams showing details of an embodiment of the nut screwing mechanism 2. FIG. 10 is a nut for screwing into the bolt, and 21 is a nut holding mechanism that holds the nut 10. This arm is coupled to a rotating torque transmission shaft 24 via a flexible mechanism 23 that is deformable in the axial direction and tilted and deformable around the axial center. Reference numeral 22 denotes an elastic support body for counteracting the weight of the nut holding mechanism 21. The rotational torque transmission shaft 24 is restrained in the direction of rotation about a 1 m center by a rotational displacement shaft 25, and is elastically supported in the direction of the center by a spring 27. The axial displacement detection lever 37 is fixed to the rotary torque transmission shaft 24 and transmits axial displacement to the axial displacement detector 3. The main rotation displacement shaft 25 is restrained in the axial direction by a housing 26 fixed to the rotation shaft 35 of a pulse motor 36, and is restrained by a spring 33 and a spring 33 in the rotation direction around the shaft center. According to 34,
It has elastic support. The rotational displacement detector 32 fixed to the housing 26 detects the rotational axis 35 and the rotational displacement axis 2.
It is possible to detect the relative angular displacement with respect to 5. In summary, a flexible mechanism 3 that can be deformed in the axial direction and an axial displacement detector 31 that detects the amount of deformation of the flexible mechanism portion detect the force of the nut being pressed against the bolt, and determine the rotational direction of the shaft 35. Flexible + that can be transformed into! 1. The rotational displacement detector 32 detects the amount of deformation of the structure 3 and its flexible mechanism, making it possible to detect the torque in the rotational direction applied to the bolt when screwing the nut into the bolt.

、又、第′3図にお、ける28i29.30はスリップ
・リングであり、軸芯方向変位検出器31と回転方向変
位検出器32の出力を外部に伝達するのに用いでいる。
28i29.30 in FIG. 3 is a slip ring, which is used to transmit the outputs of the axial displacement detector 31 and the rotational displacement detector 32 to the outside.

これにより、ナツトねじ込みの際。This makes it easier to screw in nuts.

ナツトを・連続的に回転させながら制御を行なうととが
l:iT能となる。        ・・以下実際のナ
ツトネジ込み動作の制御方式について説明する。@記し
た概略中心位置検出器40によシボルト50とナツト1
0のX−Z平面内における概略の中心位置あわせはすで
におわっている。
When the nut is controlled while being rotated continuously, it becomes l:iT function. ...The control method for the actual nut screwing operation will be explained below. @The approximate center position detector 40 allows Sivolt 50 and Nut 1 to be
Rough center positioning in the X-Z plane of 0 has already been completed.

次にカットねじ込み制御機構のY方向の位置合わせを行
なうために第1図の位置決め機構1によりボルト先端方
向に移動させる。ナツトがボルトがある一定値以」二に
なったとき、軸芯方向変位検出器31が動作してこれに
ヱリ、ナツトがボルトに接触したものと判断する。父、
これによりナツトをボルトに対して、所定の押し付は圧
力を加える作用も行なわせている。そして、とのY方向
のナツトのボルトへの接触位置をYOとして記憶する0 以上で、カットのボルトの先端への位置合わせが終了し
たことになる。
Next, in order to align the cutting and screwing control mechanism in the Y direction, the positioning mechanism 1 shown in FIG. 1 moves the bolt in the direction of the tip. When the nut reaches a certain value or more, the axial displacement detector 31 operates and determines that the nut has contacted the bolt. father,
As a result, pressing the nut against the bolt in a predetermined manner also applies pressure. Then, the position of contact of the nut with the bolt in the Y direction is stored as YO, and the positioning of the cut to the tip of the bolt is completed.

第5図はボルト50とナツト10のねじ込み状態を示し
たものであるが、ナツト】0をボルト。
FIG. 5 shows the bolt 50 and nut 10 screwed together, where nut 0 is the bolt.

50にかみ合わせることが可能で奉るためには。In order to be able to engage with 50 and serve.

ボルト1.0とす、l−50の軸芯の相対的傾斜角θが
ある一定値00以下でなけれはならない。傾斜角δがあ
る一定値θ0より犬さい場合には、かみつき又はすべり
現象が生じ、ナツト”kボルトにかみ合わせることは不
可能である。
Assuming that the bolt is 1.0, the relative inclination angle θ of the axis of l-50 must be less than a certain value 00. If the inclination angle δ is smaller than a certain value θ0, a jamming or slipping phenomenon occurs, and it is impossible to engage the nut with the k-bolt.

ボルトとナツトの位置合わせが終了し、、水状態で、ナ
ツトにねじ込み方向に回転させる。このとき、ナツトと
ボルトの軸芯の一致、つま9θ〈θOが保証されている
場合には、その1まナツトはねじ込マ扛てゆくo又、ナ
ツトとボルトの軸芯の二数が保証さnていない場合には
11次の3つの現象が生じる場合に分類さ扛る。
Once the bolt and nut have been aligned, rotate the nut in the direction of threading in water. At this time, if the alignment of the axes of the nut and bolt and the alignment of the tab 9θ〈θO are guaranteed, the nut will be screwed in for the first time. If this is not the case, the following three phenomena of the 11th order occur.

■ か与つきが生じる場合 ■ すべりが生じる場合 ■ ねじ込まnる場合 従って、θくθ0が保証さ扛ている場合には■、■のか
みつきゃすべりについて考慮する必要は無い。しかし、
ことでは、万一の、■の現象が生ずるような状態にナシ
十とボルトが設置さf′した場合にでも対処できるよう
老制御方式を構成している。
■ When slipping occurs ■ When screwing in ■ Therefore, if θ and θ0 are guaranteed, there is no need to consider the slippage of the screws in ■ and ■. but,
In particular, the old control system is designed to be able to deal with the unlikely event that the bolt is installed in a condition that would cause the phenomenon (2) to occur.

以上は正常なナレトとボルトを装着する場合についでの
、′ことであるが、もしもナツト又はボルトに損傷があ
った場合には、θ〈θOの条件のものに初期状態が設定
さ几でいたとしても■、■の現象が起り得る。
The above applies when a normal nut and bolt are installed, but if the nut or bolt is damaged, the initial state will be set to the condition of θ<θO. Even so, the phenomena of ■ and ■ may occur.

実際にボルトナノ’)のねじ込みを自動化しようとする
場合には、このようなボルトやナツトに損傷かあったこ
とによるかみづきやすべりを検出することが必要となっ
てくる。
In order to actually automate the screwing of bolts and nuts, it is necessary to detect binding and slippage caused by damage to bolts and nuts.

■、■、■の現象のそ扛ぞれの検出方法及び処理方法に
ついて、以下に述べる。
The detection method and processing method for each of the phenomena (1), (2), and (2) will be described below.

■のかみつきが生じた場合はかみつきによってトルク負
荷が僧太し、回転方向柔軟機構部に変位が生ずる。この
変位がある一定値以上になったことを前記回転方向変位
検出器32を用いて検出することが可能である。つまり
、□回転方向変位検出器32の出力が得られた場合、か
みつきが生じたものと判断し、ナツトに逆回転に:与え
、・かみっきを解除した後、回転を停止させ、後述する
次の制御段階へと制御を移行する□ ■のすべりが生じでいることの検出は次のようにしで行
なう。もしも、ボルトとナツトが正常であり、かつナツ
トがボルトに対して、ねじ込み可能な相対軸芯傾斜角度
θにある場合には、カットをある一定値回転させること
により、初期押し付は力のために、ナツトはボルトにね
じ込まれ、軸芯方向、つまりY軸の正方向にナツトは変
位していくことになる。その結果、初期押し付は力が解
除されることになり、Y方向の軸芯方向変位検出器31
の出力は反転する。
When biting (3) occurs, the biting increases the torque load and causes displacement in the rotational direction flexible mechanism. It is possible to use the rotational direction displacement detector 32 to detect that this displacement has exceeded a certain value. In other words, if the output of the rotational direction displacement detector 32 is obtained, it is determined that a biting has occurred, and the nut is given reverse rotation.After the biting is released, the rotation is stopped, and as will be described later. Detection of the occurrence of slippage in □②, which causes the control to proceed to the next control stage, is carried out as follows. If the bolt and nut are in good condition, and the nut is at a relative axis inclination angle θ that allows screwing, the initial pressing will be due to force by rotating the cut a certain amount. Next, the nut is screwed onto the bolt, and the nut is displaced in the axial direction, that is, in the positive direction of the Y-axis. As a result, the initial pressing force is released, and the axial displacement detector 31 in the Y direction
The output of is inverted.

以上のことから、ナツトicボルトに所定の圧力で押し
付けた状態で、ある一定の回転を与えでも、回転方向変
位検出器31の出力が反転しない場合には、これはすべ
り現象が起っていると判断し、ナツトの回転を停止し、
後述する次の制御段階へと制御を移行する。
From the above, if the output of the rotational direction displacement detector 31 does not reverse even if a certain rotation is applied while the nut is pressed against the IC bolt with a predetermined pressure, this indicates that a slipping phenomenon has occurred. Judging by this, I stopped the rotation of the nut,
Control is transferred to the next control stage, which will be described later.

ここでいう、ある一定の回転とは、ナツトとボルトがね
じ込み可能な相対軸芯傾斜角度θにある状態においでそ
の回転角をナツトに与えた場合に。
Here, a certain rotation is when the rotation angle is given to the nut in a state where the nut and bolt are at a relative axis inclination angle θ that allows screwing.

軸芯方向変位検出器31の出力が反転し得る回転数以上
の値をいうものとする。この回転数Nは次式で与えら扛
る。つまり SY N≧□+1  (回転) (P=ネジのピッチ、1)SY=検出器32のヒステリ
シス量) ■のねじ込捷扛る場合の検出は、■で述べたように、ナ
ツトをボルトに適当なカで押し付けた状態で、ある一定
の回転をナツトに与える過程においで、軸芯方向変位検
出器31の出力が反転することにより可能となる。この
ことが検出されたら、後述する次の制御段階へと制御が
移行される。
This is defined as a value greater than or equal to the rotational speed at which the output of the axial displacement detector 31 can be reversed. This rotational speed N is given by the following equation. In other words, SY N≧□+1 (rotation) (P = pitch of screw, 1) SY = amount of hysteresis of detector 32) Detection when screwing in (①) This is possible because the output of the axial displacement detector 31 is reversed in the process of applying a certain rotation to the nut while being pressed with an appropriate force. When this is detected, control is transferred to the next control step, which will be described later.

次に、q)、■、■の現象の検出及びそnらに対する処
理が終了した後の制御方法について述べる。
Next, the control method after the detection of the phenomena q), ①, and ③ and the processing for them are completed will be described.

まづ正常にナツトがボルトにねじ込ま扛る場合であるが
、軸芯方向変位検出器31の出力が反転したことを検出
したら、Y方向つ捷りねじ込み方向に対しで、軸芯方向
変位検出器31が動作するまで位置決め機構1の送りを
かける。ナツトは、ボルトにねじ込″1.′nていっC
いるために、ひねり機構の回転に応じてY方向に変位し
、ふたたび軸芯方向変位検出器31の出力が反転する。
First, when the nut is screwed into the bolt normally, when it is detected that the output of the axial displacement detector 31 is reversed, the axial displacement detector 31 The positioning mechanism 1 is fed until the positioning mechanism 31 operates. Screw the nut onto the bolt ``1.''n C
Therefore, it is displaced in the Y direction in accordance with the rotation of the twisting mechanism, and the output of the axial displacement detector 31 is reversed again.

上記の制御がくりかえさ扛、Y方向の送り位置が前記記
憶装置のナツトとボルトの接触位ftyoの値に加える
ことのねじ込み量DY(この値も記憶装置にあらかじめ
記憶さnでいる。)より、大きな値になったら、ナツト
はボルトに対しで、十分ねじ込まれたものと判断し、ナ
ツトの回転を停止させ、ねじ込み作業を終了する。
When the above control is repeated, the feed position in the Y direction is added to the value of the contact point ftyo between the nut and bolt in the storage device, and from the screwing amount DY (this value is also stored in the storage device in advance as n). When the value becomes large, it is determined that the nut has been sufficiently screwed into the bolt, and the rotation of the nut is stopped and the screwing operation is completed.

次にすべり及びかみつきの現象の起ったことが検出さ几
た場合は、相対軸芯1頃斜角θがθ≦θ0の範囲にない
が、あるいはボルト又はナツトに損傷があるものと判断
し、かみつき、又はすへすが生じたことを表示装置に表
示し、又警報装置により警報を発する。
Next, if it is detected that the phenomena of slipping and jamming have occurred, it is determined that the oblique angle θ around relative axis 1 is not within the range of θ≦θ0, or that there is damage to the bolt or nut. The display device displays the occurrence of , biting, or escaping, and the alarm device issues an alarm.

以上述べたような機構と制御によシ、所定の軸芯位置ず
扛、軸芯角度ずれをもつボルトとナツトを自動的にねじ
込むと共に、上記範囲外にボルト又はナツトが設置さ才
tたり、あるいはボルト又はナツトに損傷があるために
ねじ込みが不可能であることを判1υ丁しそれを除外す
ることが可能となる。
The mechanism and control described above automatically screws in bolts and nuts with a predetermined axial center position or axial center angle deviation, and also prevents bolts or nuts from being installed outside the above range. Alternatively, it is possible to determine that screwing is impossible due to damage to the bolt or nut, and to rule this out.

父、ここでは、ナツトをボルトにねじ込むという実施例
について説明しているが、本発明におけるこの制御方式
は、ボルトとナツトが逆になっても、つまり、ボルトを
ナツトにねじ込む場合でも適用可能なことは明らかであ
ろう。
Father, although the example of screwing a nut onto a bolt is described here, this control method of the present invention can also be applied even when the bolt and nut are reversed, that is, when screwing a bolt into a nut. That should be obvious.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を適用したボルトナツトねじ込み装置の
実施例の構成を示した図である。第2図は本発明を適用
したボルトナツトねじ込み装置においで、ボルトの概略
中心位置を検出する構出器の実施例の構成を示した図で
ある。4!3図は本発明を適用したボルトナツトねじ込
み装置の要部となるナツトねじ込み機構の実施例を断面
図で示した図である。第4図は、第3図の軸断面図を示
した図である。第5図は、ボルトとナツトかねじ込み可
能であるための両者の相対的姿勢を説明した図である。 第6図は、ボルトの概略の中心位i聞を検出するだめの
検出器の検出動作手順を説明しまた図である。第7図は
、本発明のボルトナツトの自動ねじ込み制御方式の概略
手順を示した図である。 第8図は、不発明のボルトナツトの自動ねじ込み制御方
式におけるボルトとナツトの概略の中心位置合わせ、及
びボルトとナツトの間に所定の押し付は力を与える過程
の手順を示した図である。 49図は、本発明のボルトナツトの自動ねじ込み制御方
式におけるボルトとナツトのねじ込み動作の手順を示し
た図である○ 代理人 弁理士 高 橋 明 夫 ) 勇 1 M 毛 3 図 吊 4 習 − ′  奥 、、5″  図 垢 6 図 j[ (3〕                      
(4)第 77 易 、!3 別
FIG. 1 is a diagram showing the structure of an embodiment of a bolt/nut screwing device to which the present invention is applied. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of a detector for detecting the approximate center position of a bolt in a bolt/nut screwing device to which the present invention is applied. Figures 4 and 3 are sectional views showing embodiments of a nut screwing mechanism which is a main part of a bolt/nut screwing device to which the present invention is applied. FIG. 4 is a diagram showing an axial sectional view of FIG. 3. FIG. 5 is a diagram illustrating the relative postures of the bolt and nut so that they can be screwed together. FIG. 6 is a diagram illustrating the detection operation procedure of the detector for detecting the approximate center position of the bolt. FIG. 7 is a diagram showing a schematic procedure of an automatic bolt/nut screwing control system according to the present invention. FIG. 8 is a diagram showing the steps of roughly aligning the centers of the bolt and nut and applying a predetermined pressing force between the bolt and nut in the automatic bolt-nut screwing control method of the invention. Figure 49 is a diagram showing the procedure for screwing in a bolt and nut in the bolt-nut automatic screwing control system of the present invention. ,,5″ Skull 6 Figure j [ (3)
(4) No. 77, ! 3 different

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (イ)ねじ込み部材とねじ込み対象部材の軸芯位置を所
定の位置に位置決めする手段。 (ロ) 咳ねじ込み部材仁核ねじ込み対象部材を相互に
柔軟に押し付ける手段、 ei  亥ねじ込み部材と核ねじ込み対象部材を相互に
ねじ込む方向に該ねじ込み部材にトルクを与える手段。 (に)該ねじ込み部材と核ねじ:込み対象部、材の間の
すべりおよびかみつきを検出する手、段。 を含む自動ねじ込み装置。
[Scope of Claims] (a) Means for positioning the axes of the screwed member and the screwed target member at predetermined positions. (b) Means for flexibly pressing the screw-in member and the target member to be screwed into each other; and (ii) Means for applying torque to the screw-in member in the direction of screwing the screw-in member and the member to be screwed into each other. (2) The threaded member and the core screw: means and means for detecting slippage and jamming between the parts to be threaded and the material. Automatic screwing device including.
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JPS61209829A (en) * 1985-03-14 1986-09-18 Fujitsu Ltd Rotary working device

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