JPS62102977A

JPS62102977A - ナツトランナの自己診断装置

Info

Publication number: JPS62102977A
Application number: JP24496685A
Authority: JP
Inventors: 井原　進; 先森　秀春; 洋行林; 山口　郁夫
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-10-30
Filing date: 1985-10-30
Publication date: 1987-05-13

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】（産業上の利用分野）本発明は、ナツトランナの自己診断装置に関するもので
ある。

（従来技術）一般に、ナツトランナの締付動作の制御方法には、締付
時の締付トルク自体を直接制御することによって正確な
締付を行うトルク制御法と、一定トルク又は締付段階に
応じた所定のトルクレイト（回転角に対するトルクの立
上り率）を基にして、ワークに対する被締付部材の理論
着座点からの所要締付角度（回転角）を逆算制御するこ
とによってより高精度な締付を行う角度制御法とがある
。前者のトルク制御法の場合には、ワーク側の座面或い
はネジ部材自体の螺溝部の摩擦係数のバラツキにより所
要トルクも変化するので一般に高Ｍ度な締付制御が難し
い。これに対して後者の角度制御法の場合には、所定の
トルク特性に基づいて理論着座点からの締付角度を具体
的に制御するので面者のような欠点は生じない。従って
、最近では、後者の角度制御法が多く採用される傾向に
ある。

そして、上記後者の角度制御法を採用した場合、ナツト
ランナのランチ部の目標回転数を理論着座点からの逆算
により当該締付段階ごとに設定して駆動制御する一方、
実際のランチ部の回転数を所定の回転数検出手段、例え
ばパルスエンコーダ（所定回転角ごとにパルス信号を発
生）によりパルス信号の形で検出し、当該パルス数が理
論着座点に対応した所定数（積算値）に達すると締付作
業を停止するように構成される。

ところが、そのように構成した場合、上記回転数検出手
段としてのパルスエンコーダ自体は、オープンループに
よる検出システムであるから実際の回転数に対応するパ
ルス数と上記検出パルスの数とを対比チェック、すなわ
ち自己診断することはできず、従って、パルスエンコー
ダそのものの故障により出力パルスを生じない場合、或
いはパルスエンコーダの駆動ギヤの破損等により不揃い
、かつ本来のパルス数より少ないパルス数の出力しか得
られない場合等を生じる。その結果、゛実際に着座点に
達しているにも拘わらず不要なランチ部の駆動を行ない
ワークやナツトランナ自体の破損を生ぜしめるなどの問
題がある。

ところで、従来このような問題に対処可能なナツトラン
ナとして、ランチ部（ドライバビット）にトルクトラン
スデユーサを設けて締付完了に対応する所定設定トルク
を検出する一方、締付動作の開始に同期して締付不良を
生じない範囲の最大と最小の２つの作動時間を設定した
２種のタイマーを作動させ、上記設定トルクの検出時が
当該２種のタイマーのタイムアツプ時点間のどの時点と
なるかによって締付状態の良否を事後的に判定するよう
にしたものがある（例えば特開昭５８−７１０７９号公
報参照）。

すなわち、この従来技術では、上記のようにトルクトラ
ンスデユーサを使用しているために、キャリブレーショ
ンのチェックを自動的に行なうことが可能であり、トル
クトランスデユーサ内ストレンゲージの断線等故障が生
じても自己診断することができる。従って、上記のよう
な問題を生じさせないようにすることが可能である。

しかし、この従来技術は上述のトルク制御法によるもの
であり、トルクトランスデユーサを備えていない角度制
御法にそのまま適用することはできない。

（発明の目的）本発明は、上記の事情に基づいてなされたもので、ナツ
トランナのランチ部の設定目標回転数とパルスエンコー
ダからの出力に基づく回転数トラ比較することによりパ
ルスエンコーダの動作状態の良否を判定可能としたナツ
トランナの自己診断装置を提供することを目的とするも
のである。

（目的を達成するための手段）本発明は、上記の目的を達成するために、締付開始時か
ら締付完了時までのトルク特性に応じて所定デユーティ
−比のパルス信号に上りランチ部の目標回転数を設定す
る目標回転数設定手段と、締付途中において上記ランチ
部の実回転数を検出し、該回転数に応じた出力パルスを
発生するパルスエンコーダと、上記締付途中において、
上記パルスエンコーダにより検出されたランチ部の実回
転数を上記目標回転数設定手段により設定された目標回
転数と比較し、その比較値によりナツトランナの動作状
態の良否を判定する比較判定手段とを備えてなるもので
ある。

（作　用）上記の手段によると、設定された目標回転数に対してパ
ルスエンコーダにより検出された実回転数が比較され、
上記実回転数が目標回転数に一致しない場合には動作不
良と判定される。そのため、パルスエンコーダに異常が
ある場合にも容易にその異常を判別することができるよ
うになり、パルスエンコーダの異常に起因する締付物品
またはナツトランナ自体の破損を未然に防止することが
できる。また、その結果、締付精度、品質を向上させる
ことが可能となる。

（実施例）第１図および第２図は、未発明の実施例に係るナツトラ
ンナの自己診断装置を示している。

先ず第１図において、符号ｌはナツトランナ本体を示し
、このナツトランナ本体１は、先端にソケット部２ａを
備えたランチ部２と、このランチ部２を駆動するパルス
モータ５と、上記ランチ部２に設けられ、当該ランナ部
２の実回転数に応じた数のパルス信号を発生するパルス
エンコーダ４と、上記ランナ部２に設けられ、上記ラン
チ部２の回転トルクを検出するトルク検出部３から構成
されている。なお、符号７は被締着用の所定のワーク、
６は当該ワーク７に対してネジ締めされる被締付部材と
してのボルトである。

一方、符号１０は、上記ナツトランナ本体１を電気的に
コントロールするための例えばマイクロプロセッサより
なるコントローラであり、このコントローラ１０は、後
述する各種の入出力信号を論理的に処理するためのＣＰ
Ｕを中心とし、上記ランナ部２を駆動するための目標回
転数設定部１１を備えて構成されている。

目標回転数設定部１１は、例えば第３図に示すように、
当該締付対象ｌこよって特定されるトルク特性に応じて
締付開始時から締付完了時（理論着座点）までの各段階
に応じた最適な目標回転数Ｎ１を所定デユーティ−比の
パルス信号により設定する。この目標回転数設定信号は
、サーボコントローラ１２を介して当該設定目標値の変
化に応じたモータ駆動信号として上記パルスモータ５に
（ｔ’＝給され、パルスモータ５は当該供給パルス数に
応じて回転する。また、上記ＣＰＵ２１は図示しないイ
ンタフェース回路を介して外部のタイマー２０、アナロ
グスイッチ回路１５、コンパレータ１９等と接続されて
いる。

次に符号Ｉ４は、オペアンプにより構成された比較増幅
器であり、この比較増幅″ａＩ　４には、基賭入力（＋
）としてトルク設定器１３により設定された第３図のグ
ラフに示す所定の締付トルクＴ１に対応する電圧レベル
の信号が、また比較入力として上記トルク検出部３で検
出された実トルクＴに対応した電圧レベルの信号かそれ
ぞれ供給されるようになっている。この実施例の場合に
は、上記締付トルクＴ、は、第３図に示すように締付過
程後半の低速回転領域に設定（低速領域の方がパルス数
のカウントが容易かつ正確）されている。

そして、比較増幅器Ｉ４は、上記トルク検出部３からの
検出トルクＴが上記設定トルクＴ８以上になると、出力
を発生し、上記アナログスイッチ回路１５を閉成して上
記コントローラＩＯのＣＰＵ２１に対してタイマートリ
ガー信号を入力する。

このタイマートリガー信号は、ＣＰＵ２　＋の所定のデ
ータバスを介して上記タイマー２０に供給され、当該タ
イマートリガー信号の供給時点でタイマー２０はＯＮに
なる。そして、タイマー２０は、当該ＯＮ時１こタイマ
ー設定信号をコントローラ１０を介して後述するゲート
回路エフに供給し、ゲート回路１７をＯＮにする。この
タイマー設定信号はタイマー作動中、すなわち、あらか
じめ定められたタイマー設定時間（回転数検出時間）ｔ
ｓ内継続して供給される。

一方、上記パルスエンコーダ４は、上記ランチ部２の実
際の回転数に応じてパルス出力を発生し、このパルス出
力はパルスカウンタ１６によってカウントされ、そのカ
ウント信号はタイマー２０の設定時ｌ？１ムｓが経過す
るまでゲート回２８１７を介して回転数演算回路１８に
供給される。ゲート回路Ｉ７は、上述のようにコントロ
ーラＩＯよりタイマー設定信号が供給されている間のみ
ＯＮ作動して上記のようにパルスカウンタ１６の出力を
回転数演算回路１８１こ供給する。

回転数演算回路１８は、上記設定時間ｔｓ内にパルスカ
ウンタ１６より供給されるカウント値から、当該設定時
間ｔｓ内におけるパルスエンコーダ４の回転数Ｎを演算
し、この演算値Ｎをコンパレータ（Ｎ　　Ｎ１の減算回
路）１９に入力して上記設定時間ｔｓ内の設定目標回転
数Ｎ、と比較する。そして、その比較出力がコントロー
ラＩＯに供給される。

コントローラＩＯは、上記比較出力が０、ずなわちＮ＝
Ｎ、の場合には、パルスエンコーダ４か正常と判定（Ｏ
Ｋ判定）し、他方比較出力が正または負の値、すなイつ
ちＮｆ−Ｎ、の場合には不良と判定（ＮＧ判定）する。

この結果、比較出力が正の値の場合（Ｎ　＞　Ｎ　、）
にはパルスエンコーダ４が不良、比較出力が負の値の場
合（Ｎ　＜　Ｎ　ｌ）にはモータの回転過多であること
が分る。

以上の自己診断動作を要約しフローヂャートにしてンー
ケンンヤルに示すと第２図のようになる。

（発明の効果）本発明のナツトランナの自己診断装置は、以上に説明し
たように、締付開始時から締付完了時までのトルク特性
に応じて所定デユーティ−比のパルス信号によりランチ
部の目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、締付
途中において上記ランチ部の実回転数を検出し、該回転
数に応じた出力パルスを発生するパルスエンコーダと、
上記締付途中において、上記パルスエンコーダにより検
出されたランチ部の実回転数を上記目標回転数設定手段
により設定された目標回転数と比較し、その比較値によ
りナツトランナの動作状態の良否を判定する比較判定手
段とを備えてなるものである。

従づて、本発明によると、設定された目標回転数に対し
てパルスエンコーダにより検出された実回転数が比較さ
れ、上記実回転数が目標回転数に一致しない場合には動
作不良と判定される。そのため、パルスエンコーダに異
常がある場合にも容易にその異常を判別することができ
るようになり、パルスエンコーダの異常に起因する締付
物品またはナツトランナ自体の破損を未然に防止するこ
とができる。また、その結果、締付精度、品質を向上さ
せることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係るナツトランナの自己診
断装置の構成を示すブロック図、第２図は、同装置の自
己診断動作を示すフローチャート、第３図は、同装置の
動作を説明するためのトルク特性図である。 ■・・・・・ナツトランナ本体２・・・・・ランチ部３・・・・・トルク検出部４・争争・・パルスエンコーダ５・・・・・モータ１０・・・・コントローラ１２・４・・・サーボコントローラ！３・・・・トルク設定器１４・・・・比較増幅器！６・・・・パルスカウンタ１７・・・・ゲート回路１８・・・・回転数演算回路１９・・・・コンパレータ２０・・・・タイマー２１・・・・ＣＰＵ

Claims

【特許請求の範囲】

１、締付開始時から締付完了時までのトルク特性に応じ
て所定デューティー比のパルス信号によりランナ部の目
標回転数を設定する目標回転数設定手段と、締付途中に
おいて上記ランナ部の実回転数を検出し、該回転数に応
じた出力パルスを発生するパルスエンコーダと、上記締
付途中において、上記パルスエンコーダにより検出され
たランナ部の実回転数を上記目標回転数設定手段により
設定された目標回転数と比較し、その比較値によりナッ
トランナの動作状態の良否を判定する比較判定手段とを
備えてなるナットランナの自己診断装置。