JPS5943274B2 - パワ−ユニツトを支持するフイ−ドユニツトの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、パワーユニットを支持するフィードユニッ
トの制御装置に関するものであつて、一層詳細には、電
動モータを回転源とするパワーユニットとこのパワーユ
ニットを被加工物の加工位置にまで自動的に移動させる
フィードユニットとの組合せからなる自動工作機におい
て、パワーユニットの電動モータの回転数を検出してこ
れが定常回転範囲内にある場合にのみフィードユニット
に作業開始信号を送信して、常に適正な状態で工作を行
うことを可能とするフィードユニットの制御装置に関す
るものである。

近時、各ステーションにおいて夫々完成された工作機械
であるユニットに被工作物が順次移送されて、所要の工
作加工が施されるトランスファーマシンが広く普及して
いる。

このトランスファーマシンでは、被工作物を移送するイ
ンデックスユニット、機械加工を行うパワーユニット、
このパワーユニットを送るフィードユニット、電気操作
盤の如き標準ユニットに夫々規格化されている。前記パ
ワーユニツトは、これを加工位置にまで送るための前記
フイードユニツトに支持され、被加工物が所定の位置に
到来するとフイードユニツトの作動下にパワーユニツト
が被加工物に接近して穿孔、切削、ねじ締め等の各種機
械加工を各ステーシヨン毎に行うよう構成されている。
パワーユニツトは、何れもその回転駆動源として電動モ
ータを通常使用しているが、この電動モータに、例えば
、ブラシの損耗が生じた場合、モータの回転数および回
転トルクは急激に低下する。この状態において被加工物
の加工、組立を行うと、加工精度その他ねじの締付強度
等に不良を生じて、均一な生産管理が達成されないこと
明らかであるが、従米はパワーユニツトの作動状態とは
関係なく被加工物に所定の位置決めがなされると、フイ
ードユニツトが作動してパワーユニツトの作業を進行し
ているため、前記欠点は解消されていなかつた。また、
このような欠点は、トランスフアーマシンにおける各ス
テーシヨンに設けた加工ユニツトとしてだけでなく、単
能工作機械においてもそのまま該当する。例えば、出願
人が先駆となつて開発した小型電動ドライバーは、電動
モータを回転源として把持ケーシングに内蔵し、ドライ
バービツトを高速回転させてねじ締工程の省力化に多大
な貢献をしているものであるが、第１図に示すようにこ
の電動ドライバーをパワーユニツト１０として、油圧シ
リンダ式昇降装置からなるフイードユニツト１２に取付
けることにより好適な自動ねじ締装置が構成される。こ
の場合、内蔵の電動モータにトラブルが生じて、回転ト
ルクが低下しているにも拘らずねじ締作業を進行すると
、被加工物１４のねじ締が不十分となる欠陥が生ずる。
そこで、発明者は従来のこの種の欠点を解消すべく鋭意
研究試作を行つた結果、パワーユニツトにおける電動モ
ータの回転数を起電力の強弱に変換してこれを検出器に
より検出し、その回転数が所定の定常回転域内にある場
合にのみフイードユニツトに作業開始信号を送り、定常
回転域外に回転数が存在する場合は作業開始信号の送信
を禁止してフイードユニツトの作動を停止させるよう構
成すれば、パワーユニツトの作動が快調な場合にのみフ
イードユニツトはパワーユニツトを移動させて加工を行
うので、常に製品の均一な加工、良好な組上りが達成さ
れることが判つた。従つて、本発明の要旨は、パワーユ
ニツトに内蔵される電動モータの回転を起電力に変換し
、この起電力の強弱を検出器により検出して、電動モー
タの回転数が定常回転域内にある場合にのみフイードュ
ニツトの駆動装置に作業開始信号を送信して前記フイー
ドユニツトを被加工物の加工位置にまで移動させること
を特徴とするパワーユニツトを支持するフイードユニツ
トの制御装置にある。

ところで、発明者は、先に述べた発明を応用した自動ね
じ締装置を実際に使用した場合、モータ自体または供給
電圧に異常があるときは、フイードユニツトが作動しな
いことにより均一な品質管理が達成されるが、それ以外
の外的条件の変動に対しては即応し得ないことが判つた
。すなわち、実施例として、１ねじ山のピツチの不適合
、異径ねじの使用その他タツピング不良等によつて、ボ
ルトがねじ穴に噛み込んでしまう場合は、締付作業開始
後極めて短時間でモータの回転が強制的に阻止されるに
至り、また２ビツト先端が欠落したり消耗したりして、
ビツトがボルト頭部に充分嵌入しないときは、所謂カム
アウトを生じてそのまま回転を継続するに至る。このよ
うに、パワーユニツトの所用作業時間が適切なねじ締を
達成するに要する平均的な時間に及ばなかつたり、ま？
これを超過するときは、不良な外的条件が存在するもの
であるから、これを直ちに検出して作業不良信号を発信
して警報装置を作動させ原因を究明して当該不良原因を
除去した後、次の工程に移送することが必要である。そ
こで、発明者は先に説明した発明にタイマ回路を付帯さ
せ、当該タイマによつて所定の平均作業時間帯域を設定
し、この時間帯域から作業時間が逸脱するとき、即ち、
極端に短い時間で作業を終了し、また異常に作業時間が
長びくときは、ＮＧ（不良）信号を発信し、作業者に異
常の存在を覚知させることによつて、前記難点を一挙に
解決し得ることが判つた。

従つて、本発明の別の目的は、パワーユニツトに内蔵さ
れる電動モータの回転を起電力に変換し、この起電力の
強弱を検出器により検出して、電動モータの回転数が定
常回転域内にある場合にのみフイードユニットの駆動装
置に作業開始信号を送信し、さらにパワーユニツトの適
正作業時間をタイマで予じめ設定し、これをパワーユニ
ツトの各具体的作業時間と比較して、この具体的作業時
間が適正作業時間を逸脱する場合にのみＮＧ信号を発信
して警報を発することを特徴とするパワーユニツトを支
持するフイードユニツトの制御装置を提供するにある。

本発明の更に別の目的および利点は、以下の詳細な説明
から一層明らかとなるであろう。

次に、本発明に係るパワーユニツトを支持するフイード
ユニツトの制御装置につき、添付図面を参照しながら以
下詳細に説明する。

第２図は、本発明に係る制御装置を実施するパワーユニ
ツトの１例として電動ドライバーを示すものであつて、
参照符号２０は直流電動モータを示す。

この電動モータ２０はパワーユニツトの回転駆動源とな
るものであつて、電動ドライバー１０本体の把持部内に
収納され、モータシヤフト２２の一端は減速機２４に接
続されると共に減速機の出力軸２６の先端にはチャツク
２８を介してドライバービツト３０が着脱自在に取付け
られている。前記モータシヤフト２２の他端には円盤状
の回転子３２を固着すると共に、この回転子３２の外周
面に対し所定の環状間隙を保持してこれを囲繞する環状
導体３４をドライバー把持部内に配設する。前記回転子
３２は、第３図に示すように円盤体の外周側面に所定数
のフエライト磁石３６を離間埋設して発電機用磁極を構
成するものであり、また前記環状導体３４は、環状のコ
ア一に巻線を多数巻回して前記回転子３２が発生する磁
束を切つて起電力を誘導する電機子として構成されるも
のである。いま、回転子３２を、環状導体３４内におい
て、第３図に示すように配置してこれを回転させれば、
この回転子と環状導体との組合せは交流発電機として作
用し、環状導体３４の出力リード線（図示せず）には起
電力が誘導されることが諒解されよう。第４図は、本発
明に係る制御装置に使用する回路のプロツク結線例を示
すものであつて、電動モータ２０はスイツチ回路３８を
介して、モータ電源４０に接続している。

参照符号４２は前記回転子３２と環状導体３４との組合
せから構成される交流発電機を示し、この交流発電機の
回転数の高低（すなわち、これは電動モータの回転数の
高低と符合する）に比例して誘起される起電力の強弱を
検出する検出器４４が、回路系４７内に配設される。参
照符号４６は、電圧増幅機能を組込んだ制御回路であつ
て、好ましくはフリツプ．フロツプ素子で構成される。
この制御回路４６は、検出器４４により検出される電圧
値が一定のレベルに達したときのみ、これを能動信号と
してフリツプ．フロツプの状態を反転させ、フイードユ
ニツトの駆動装置４８の制御回路５０に向けて作業開始
信号を送信する。すなわち、パワーユニツト（本実施例
では、電動ドライバー）に組込まれた電動モータ２０は
、スイツチ回路３８の投入により電源に接続されると回
転を開始するが、正常な状態では所定時間内に定常回転
数に達するため、このモータ２０に直結して構成された
交流発電機４２においても一定の電圧、換言すれば、起
電力が得られる。

これは検出器４４に検出された後、制御回路４６で比較
され、作業開始信号がフイードユニツトの制御回路５０
に送られる。すなわちこのときは、フイードユニツトの
駆動装置４８が作動して、予め与えられた作業プログラ
ムに従つてパワーユニツト（電動ドライバー）を、被加
工物の加工位置にまで前進移動させる。いま、電動モー
タ２０のブラシが損耗したり、供給電圧が所定値に達し
ない等の理由により、定常回転数が得られない場合は、
検出器４４から能動信号が制御回路４６のフリツプ．フ
ロツプに与えられないため、制御回路４６からは作業開
始信号が送信されず、フイードユニツトも作動しない。
従つて、この場合はパワーユニツトに不良があることが
検知されると共に、パワーユニツトに欠陥がある状態で
作業を開始することはないので、被加工物にねじ締不良
等の欠陥の発生は未然に防止される。次に、本発明の別
の実施例につき、更に第４図を参照して説明する。

回路系４７には、タイマ機能を内蔵する時間比較回路５
２を設けて、前記制御回路４６の出力をこの時間比較回
路５２に分岐して入力されると共に、警報素子５４を比
較回路５２に接続する。この時間比較回路５２は、制御
回路４６において電動モータが定常回転数に達して作業
開始信号が発信された後にタイマーを自動的にセツトし
、所定の作業時間（これは、例えば、正常なねじ締めを
達成するに通常的に要求される作業時間として予め設定
される）を逸脱するとき、これを前記作業時間と時間的
に比較してＮＧ（不良）信号を警報素子５４に送信する
ものである。警報素子５４は、発光機能および／または
発音機能を備え、光または音によつてＮＧ（不良）信号
の受信を作業従事者に覚知させるものであつて、各種の
公知の素子が好適に使用される。いま、パワーユニツト
としての電動ドライバーの、適正なねじ締を達成するに
要する作業時間が４〜５秒であると仮定すると、この時
間帯域で作業が終了すれば完了信号が発信されるが、先
に説明したようにねじの噛み合が生じて作業が１〜２秒
の短時間で終了したり、ねじのカムアウト現象によつて
作業が６〜７秒以上に亘つて継続するときは、何れもＮ
Ｇ（不良）信号が発信される。従つて、この場合被加工
物に不良が発生したことが直ちに検出され、不良品の発
生が未然に防止されることになる。以上説明したように
、本発明に係る制御装置によれば、パワーユニツトの電
動モータが定常回転に達しない限り、フイードユニツト
への作業開始信号は発信されないので、電動モータにブ
ラシ損耗等のトラブルが生じて回転トルクが低下したと
きは作業進行が中止され、従つて加工不良が生ずる惧れ
が完全に阻止される。

またパワーユニツトにトラブルがない場合でも、被加工
物との関係で加工時間が所定の作業時間を異常に逸脱す
るときは、自動的にＮＧ（不良）信号が発信され、視覚
的および／または聴覚的警報が発されて被加工物の不良
を覚知させるので、常に均一な加工および組上がりの製
品が得られる。以上、本発明に係る制御装置につき、好
適な実施例を挙げて説明したが、本発明はこの実施例に
限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲
内で多くの改良変更をなし得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る制御裟置に使用するパワーユニ
ツトとフイードユニツトとの組合せに係る自動ねじ締装
置の側面図、第２図は本発明装置に使用する信号発信手
段を組込んだ電動ドライバーの一部切欠斜視図、第３図
は第２図に示す信号発信手段の一実施例の切欠斜視図、
第４図は本発明に係る制御装置に組込まれる回路の一例
を示すプロツク結線図である。 １０・・・・・・パワーユニツト（電動ドライバー）、
１２・・・・・・フイードユニツト、１４・・・・・・
被加工物、２０・・・・・・電動モータ、２２・・・・
・・モータシヤフト、２４・・・・・・減速機、２６・
・・・・・出力軸、２８・・・・・・チャツク、３０・
・・・・・ドライバービツト、３２・・・・・・回転子
、３４・・・・・・環状導体、３６・・・・・・フエラ
イト磁石、３８・・・・・・スイッチ回路、４０・・・
・・・モータ電源、４２・・・・・・交流発電機、４４
・・・・・・検出器、４６・・・・・・制御回路、４７
・・・・・・回路系、４８・・・・・・駆動装置、５０
・・・・・・制御回路、５２・・・・・・時間比較回路
、５４・・・・・・警報素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パワーユニットに内蔵される電動モータの回転を起
   電力に変換し、この起電力の強弱を検出器により検出し
   て、電動モータの回転数が定常回転域内にある場合にの
   みフィードユニット駆動装置に作業開始信号を送信して
   前記フィードユニットを被加工物の加工位置にまで移動
   させることを特徴とするパワーユニットを支持するフィ
   ードユニットの制御装置。 ２ パワーユニットは、電動ドライバーである特許請求
   の範囲第１項記載のフィードユニットの制御装置。 ３ フィードユニットは、パワーユニットとしての電動
   ドライバーを被加工物の加工位置にまで進退移動させる
   油圧式シリンダユニットである特許請求の範囲第１項記
   載のフィードユニットの制御装置。 ４ 電動モータの回転を起電力に変換する手段は、電動
   モータの回転軸に固着した回転磁極と、この回転磁極に
   対し所定の環状間隙を保持して配設された環状導体との
   組合せからなる特許請求の範囲第１項記載のフィードユ
   ニットの制御装置。 ５ パワーユニツトに内蔵される電動モータの回転を起
   電力に変換し、この起電力の強弱を検出器により検出し
   て、電動モータの回転数が定常回転域内にある場合にの
   みフィードユニットの駆動装置に作業開始信号を送信し
   、さらにパワーユニットの適正作業時間をタイマで予め
   設定し、これをパワーユニットの各具体的作業時間と比
   較して、この具体的作業時間が適正作業時間を逸脱する
   場合にのみＮＧ信号を発信して警報を発することを特徴
   とするパワーユニットを支持するフィードユニットの制
   御装置。 ６ 適正作業時間とパワーユニットによる所要時間との
   比較は、制御回路系に組込んだ時間比較回路により行う
   特許請求の範囲第５項記載のフィードユニットの制御装
   置。 ７ 警報発信手段として、発光手段および警報音発生手
   段の組合せ、またはその何かかからなる特許請求の範囲
   第５項記載のフィードユニットの制御装置。