JPWO2014065066A1 - 自動ねじ締め制御方法および装置 - Google Patents

自動ねじ締め制御方法および装置 Download PDF

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Abstract

【課題】電動モータの駆動出力軸にクラッチ機構を介してドライバービットを結合し、ねじ締め作業を行うように構成した電動ドライバーにおいて、ねじ締め作業における適正なねじ締め状態および種々の不適正となるねじ締め状態について、簡便にして確実に確認および判定することができるように設定した自動ねじ締め制御方法および装置を提供する。【解決手段】電動ドライバー１０によるねじ締め作業において、所定のねじ締め作業の開始に際して、クラッチ機構１８によるクラッチ動作時点の電動モータ１２の回転量Ｒｍを検出し、この回転量を目標回転量（許容範囲を含む）Ｒｍ±αとして設定し、その後のねじ締め作業においては、それぞれクラッチ動作時点の電動モータの回転量Ｒt1 を検出して前記目標回転量と比較することにより、それぞれねじ締め状態の良否を判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、電動モータの駆動出力軸にクラッチ機構を介してドライバービットを結合し、ねじ締め作業を行うように構成した電動ドライバーにおいて、ねじ締め作業における適正なねじ締め状態および種々の不適正となるねじ締め状態について、簡便にして確実に確認および判定することができるように設定した自動ねじ締め制御方法および装置に関するものである。
従来において、電動モータ等の駆動手段によりドライバービットを回転駆動してねじ締め作業をするねじ締め装置として、ねじ締め作業を適正にかつ円滑にして迅速に達成することができる種々の機能を備えたねじ締め装置が提案され、実用化されている。
例えば、電動モータの駆動出力軸にクラッチ機構を介してドライバービットを結合し、ねじ締め作業を行うように構成した電動ドライバーにおいて、所要のねじ取付け対象物に設けられたねじ孔に対し、ねじ締め装置によりねじの締付けを行う場合に、ねじが完全にねじ込まれない状態のままで、所定のねじ締めトルク値に到達して、前記クラッチ機構が作動してねじ締め作業を完了してしまうことがある。
本出願人は、先に、ねじ孔に対するねじのカジリやねじ浮き等のねじの締付け不良を、容易かつ簡便にして比較的簡単な構成により、低コストで適正かつ確実に検出することができるねじ締め装置を開発し、特許出願を行った（特許文献１参照）。
すなわち、前記特許文献１に記載のねじ締め装置は、電動モータ等の駆動手段によりドライバービット等の回転工具を回転駆動してねじ締め作業を行うと共に、所要のねじ取付け対象物に対するねじの締め付け完了に伴い前記回転工具に生じる負荷トルクを検出して、前記負荷トルクが予め設定したトルク値に達した際に、前記回転工具の回転駆動を停止制御するように構成してなるねじ締め装置において、(1) 前記回転工具の回転駆動に伴う回転数や回転時間に基づく回転量を検出するために前記回転工具または駆動手段に回転量検出手段を設け、(2) 回転工具の先端部にねじ頭部を嵌合させたねじのねじ軸先端をねじ取付け対象物のねじ孔に位置決め当接した時点において、前記回転工具を軸方向に押圧することによりねじ締め基準時点（ｔ１）をねじ締め基準時点設定手段により設定するように構成したものである。
そして、(3) 前記ねじ締め基準時点設定手段によりねじ締め基準時点が設定された後において、前記回転工具の駆動手段を始動させてねじ締め始動時点（ｔ２）をねじ締め始動時点設定手段により設定し、(4) 前記回転工具の回転駆動により前記ねじ孔に位置決め当接したねじを回動させて前記回転工具に生じる負荷トルクが予め設定したトルク値に達した際のねじ締め完了時点（ｔ３）をねじ締め完了時点検出手段により検出し、(5) 前記ねじ締め基準時点設定手段によるねじ締め基準時点（ｔ１）の設定後において、前記ねじ締め始動時点設定手段により回転工具の駆動手段を始動させるねじ締め始動時点（ｔ２）から、前記ねじ締め完了時点検出手段により検出されるねじ締め完了時点（ｔ３）まで、前記回転量検出手段により検出される回転工具の回転量が、予め設定した基準値と比較してその許容範囲内にあるか否かを判定してねじ締めの良否をねじ締め良否判定手段により判定するように構成したものである。
また、前記特許文献１に記載のねじ締め装置において、前記ねじ締め完了時点検出手段として、回転工具を回転駆動する駆動手段の駆動軸と回転工具との軸結合部に設けたトルク設定クラッチ機構により、予め設定したトルク設定値に到達した際にクラッチ動作した際のねじ締め完了時点検出信号とすること、または回転工具を回転駆動する電動モータの負荷電流を検出する負荷電流検出手段により、予め設定した負荷電流値に到達した際のねじ締め完了時点検出信号とすることが、それぞれ開示されている。
さらに、本出願人は、従来において、前述したクラッチ機構を設けることなく、電動モータの負荷電流を検出することにより、回転工具を駆動する電動ドライバーの駆動を自動停止させてトルク制御を行うことができるようにした自動停止装置を備えたねじ締め装置を開発して、特許を得た（特許文献２参照）。
すなわち、前記特許文献２に記載の自動停止装置を備えたねじ締め装置は、電動モータが一定状態で回転駆動している場合において、ねじの締付け操作に際して、電動モータの駆動軸が回転駆動する場合の負荷電流が、前記駆動軸に付与されるねじ締めトルク値に比例する反力により過負荷電流となることから、予め設定されるねじ締めトルク値に比例する過負荷電流が所要値に達する際に、この状態を検知して電動モータの電源を遮断して、電動ドライバーとしての自動停止を行うように構成したものである。
特開２０１０−２１４５６４号公報 特公昭５３−１５２４０号公報
前述したように、前記特許文献１に記載のねじ締め装置においては、ねじ締め基準時点（ｔ１）を設定すると共に、ねじ締め始動時点（ｔ２）からねじ締め完了時点（ｔ３）まで、回転量検出手段により検出される回転工具の回転量が、予め設定した基準値と比較してその許容範囲内にあるか否かを判定して、ねじ孔に対するねじのカジリやねじ浮き等のねじの締付け不良を、容易かつ簡便にして比較的簡単な構成により、低コストで適正かつ確実に検出することができるものである。
しかしながら、前記ねじ締め装置においては、それぞれのねじ締め作業において、ねじ締め基準時点（ｔ１）を設定し、そしてねじ締め始動時点（ｔ２）からねじ締め完了時点（ｔ３）まで、回転量検出手段により検出される回転工具の回転量を検出することから、常にねじ締め基準時点（ｔ１）の設定を行う作業に注意を払う必要があり、熟練作業者においては特に問題はないが、不慣れな作業者においてのねじ締め作業においては、前記発明において発揮される適正な作業効果および作業能率を得られなくなる場合が考えられる。
そこで、本発明者は、前述した従来において種々提案されているクラッチ機構を採用した電動ドライバーにおいて、ドライバービットを回転駆動する電動モータの制御回路に対して電動モータの回転量を検出する回転量検出手段を設けて、ねじ締め作業において、前記電動モータの回転量を検出記録するように設定し、ねじ締めの完了する状態を前記クラッチ機構のクラッチ動作により検出して、このクラッチ動作時点での電動モータのねじ締め開始時点からの回転量を逐次検出ないし記録する制御部を設けた電動ドライバーを構成することに着目した。
すなわち、本発明においては、前記構成からなる電動ドライバーを使用して、所定のねじ締め作業を行う開始時点において、予め適正なねじ締め作業（第１回目）を行うことにより、前記回転量検出手段による電動モータの回転量の検出を開始し、次いでねじ締めの完了する状態を前記クラッチ機構のクラッチ動作により検出して、このクラッチ動作時点での電動モータのねじ締め開始時点からの回転量を検出記録して、この検出記録した前記回転量を目標回転量として設定する。そして、その後における所定のねじ締め作業（第２回目以降）において、それぞれねじ締め作業の開始時点からねじ締めを完了して前記クラッチ機構のクラッチ動作時点に至るまでの電動モータの回転量を逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された回転量を前記目標回転量と比較して、前記回転量が前記目標回転量（許容範囲を含む）に適合すれば適正なねじ締め状態と判定し、また前記回転量が前記目標回転量（許容範囲を含む）に適合しなければねじ締め状態の不良ないし異常であることを容易かつ確実に判定することができることを突き止めた。
なお、前記のように予め設定される目標回転量に対し、それぞれ所定のねじ締め作業においてクラッチ動作時点までに逐次検出される電動モータの回転量を比較する場合において、前記目標回転量の設定値から所定のねじ締め作業においてクラッチ動作時点までに検出される電動モータの回転量を逐次加算するように演算し、最終的な回転量の検出値を前記目標回転量（許容範囲を含む）の設定値と比較するように構成することができる。
また、代案として、前述した予め設定される第１の目標回転量に対し、それぞれ所定のねじ締め作業においてクラッチ動作時点までに逐次検出される電動モータの回転量を比較する場合において、前記第１の目標回転量の設定値から所定のねじ締め作業においてクラッチ動作時点までに検出される電動モータの回転量を逐次減算するように演算し、最終的に第２の目標回転量を０（許容範囲を含む）となるように設定して、最終的な回転量の検出値を前記第２の目標回転量（許容範囲を含む）の設定値と比較するように構成することができる。
本発明においては、前記構成からなる電動ドライバーにおいて、負荷電流検出手段を設けてねじ締めトルク値に比例する負荷電流値を検出記録するように設定し、前記電動モータの回転量を検出記録する回転量検出手段と共に、前記クラッチ機構のクラッチ動作において、前記電動モータの回転量と負荷電流値とを検出して、予め設定した目標回転量（許容範囲を含む）と比較すると共に予め設定した目標負荷電流値（許容範囲を含む）とも比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定し、さらにクラッチ動作時の負荷電流値を検出して、前記判定結果を表示するように設定することができることを突き止めた。
また、本発明においては、前記電動モータの回転量を検出記録する回転量検出手段を設けることなく、負荷電流検出手段を設けてねじ締めトルク値に比例する負荷電流値を検出記録するように設定し、前記クラッチ機構のクラッチ動作において、予め設定した目標負荷電流値（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定し、さらにクラッチ動作時の負荷電流値を検出して、前記判定結果を表示するように設定することができることを突き止めた。
さらに、本発明においては、前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、予め使用するねじの規格に基づいて事前の試行等により予定されるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点の電動モータの回転量を目標回転量（許容範囲を含む）として設定することによっても、所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された回転量を前記目標回転量（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定を適正に達成することができることを突き止めた。
前記本発明においては、前記電動ドライバーにおいて、ねじの取付け対象物に対するドライバービットの当接時における軸方向の変位によって作動するプッシュ操作スイッチまたはエンコーダを設けて、前記のプッシュ操作スイッチまたはエンコーダの動作信号を検出することにより、ねじ締め作業を行う際のねじ締め開始時点として設定することができる。
このようにして、ねじ締め作業を行う際のねじ締め開始時点を設定することは、電動ドライバーによるねじ締め作業において、回転量検出手段により検出される電動モータの回転量を検出記録する際に、電動モータを駆動するための駆動スイッチをスイッチ操作部材で操作すると同時に、前記回転量検出手段により電動モータの回転量が検出されることになる。これにより、例えば、ドライバービットをねじ取付け対象物に当接するまで空転させている場合には、この空転しているタイミングにおいて検出される回転量が、実際にねじ締め作業を行っている間の電動モータの回転量を不正確とすることから、前記のようにねじ締め開始時点を設定することにより、実際にねじ締め作業を行っている間の電動モータの回転量を正確に検出することが可能となる。
また、前記のように、プッシュ操作スイッチまたはエンコーダの動作信号を検出することにより、最初に、ドライバービットをねじの取付け対象物に当接して、この際にプッシュ操作スイッチまたはエンコーダの動作信号を検出することにより、ねじ締め作業を行う際のねじ締め開始時点を設定し、次いで電動モータを駆動するための駆動スイッチをスイッチ操作部材で操作することにより、ねじの着座に至るまでの実際にねじ締め作業を行っている間の電動モータの回転量を正確に検出することが可能にとなる。
従って、本発明によれば、マイクロメータに見られるように、精密ねじにおいては、ねじのピッチ寸法に関する加工精度の向上に伴い、前述したねじの回転量の検出精度の向上と相まって、ねじ締めに際してのねじの回転量とねじ軸の移動距離との関係が高精度に対応する位置決め設定が可能となり、これによりねじ締めの際にねじがその取付け対象物に対して適正に着座状態となる位置と回転量の関係を、正確に設定および確認することができ、ねじ締め作業における良否判定の信頼性を十分に高めることができることが確認された。
従って、本発明の目的は、電動モータの駆動出力軸にクラッチ機構を介してドライバービットを結合し、ねじ締め作業を行うように構成した電動ドライバーにおいて、ねじ締め作業における適正なねじ締め状態および種々の不適正となるねじ締め状態について、簡便にして確実に確認および判定することができるように設定した自動ねじ締め制御方法および装置を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の自動ねじ締め制御方法は、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段とを、それぞれ設けた電動ドライバーを使用し、
前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、最初のねじ締め作業におけるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点の電動モータの回転量を前記回転量検出手段により検出記録し、この検出記録された回転量を目標回転量（許容範囲を含む）として設定し、
その後における所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された回転量を前記目標回転量（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定することを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の自動ねじ締め制御方法は、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段と、前記電動モータ制御回路において前記ドライバービットに付与される負荷トルク（反力）に基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出する負荷電流検出手段とを、それぞれ設けた電動ドライバーを使用し、
前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、最初のねじ締め作業におけるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点の電動モータの回転量を前記回転量検出手段により検出記録し、この検出記録された回転量を目標回転量（許容範囲を含む）として設定すると共に、前記負荷電流検出手段により検出される電動モータのねじ締めトルク値に比例する負荷電流値を検出記録し、この検出記録された負荷電流値を目標負荷電流値（許容範囲を含む）として設定し、
その後における所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された回転量を前記目標回転量（許容範囲を含む）と比較すると共に、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までの負荷電流値を前記負荷電流検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された負荷電流値を前記目標負荷電流値（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定することを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の自動ねじ締め制御方法は、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータ制御回路において前記ドライバービットに付与される負荷トルク（反力）に基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出する負荷電流検出手段とを、それぞれ設けた電動ドライバーを使用し、
前記電動ドライバーによるねじ締め作業において、最初のねじ締め作業におけるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点の電動モータのねじ締めトルク値に比例する負荷電流値を前記負荷電流検出手段により検出記録し、この検出記録された負荷電流値を目標負荷電流値（許容範囲を含む）として設定し、
その後における所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までのねじ締め電動モータのトルク値に比例する負荷電流値を前記負荷電流検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された負荷電流値を前記目標負荷電流値（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定することを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の自動ねじ締め制御方法は、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段とを、それぞれ設けた電動ドライバーを使用し、
前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、予め使用するねじの規格に基づいて予定されるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点の電動モータの回転量を目標回転量（許容範囲を含む）として設定し、
所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された回転量を前記目標回転量（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定することを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の自動ねじ締め制御方法は、所定のねじ締め作業において、ねじ締め開始時点からクラッチ動作時点までに逐次検出される電動モータの回転量を前記目標回転量（許容範囲を含む）と比較する場合において、前記目標回転量の設定値から所定のねじ締め作業においてクラッチ動作時点までに検出される電動モータの回転量を、逐次加算するように演算して、最終的な回転量の検出値を前記目標回転量（許容範囲を含む）の設定値と比較するように構成することを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の自動ねじ締め制御方法は、所定のねじ締め作業において、ねじ締め開始時点からクラッチ動作時点までに逐次検出される電動モータの回転量を前記第１の目標回転量（許容範囲を含む）と比較する場合において、前記第１の目標回転量の設定値から所定のねじ締め作業においてクラッチ動作時点までに検出される電動モータの回転量を逐次減算するように演算し、最終的に第２の目標回転量を０（許容範囲を含む）となるように設定して、最終的な回転量の検出値を前記第２の目標回転量（許容範囲を含む）の設定値と比較するように構成することを特徴とする。
本発明の請求項７に記載の自動ねじ締め制御方法は、前記電動ドライバーにおいて、ねじの取付け対象物に対するドライバービットの当接時における軸方向の変位によって作動するプッシュ操作スイッチまたはエンコーダを設けて、前記プッシュ操作スイッチまたはエンコーダの動作信号により、ねじ締め作業を行う際のねじ締め開始時点として設定することを特徴とする。
本発明の請求項８に記載の自動ねじ締め制御方法は、前記クラッチ動作時点に検出される電動モータの回転量が、予め設定した目標回転量（許容範囲を含む）に適合した場合、および／または、前記クラッチ動作時点に検出される負荷電流検出値が、予め設定した目標負荷電流値（許容範囲を含む）に適合した場合には、ねじ締め状態を適正と判定するように設定することを特徴とする。
本発明の請求項９に記載の自動ねじ締め制御方法は、前記クラッチ動作時点または不動作時の電動モータの回転量が、予め設定した目標回転量（許容範囲を含む）に適合しない場合、および／または、前記クラッチ動作時点での電動モータのねじ締めトルク値に比例する負荷電流検出値が、予め設定した目標負荷電流値（許容範囲を含む）に適合しない場合には、ねじ締め状態を不良と判定するように設定することを特徴とする。
本発明の請求項１０に記載の自動ねじ締め制御方法は、前記クラッチ動作時点に検出される電動モータの回転量および／または前記クラッチ動作時点に検出される負荷電流検出値が、それぞれ目標回転量（許容範囲を含む）および／または目標負荷電流値（許容範囲を含む）に適合し、ねじ締め状態を適正と判定されたねじの本数および／またはねじの長さ寸法を検出記録するように設定したことを特徴とする。
本発明の請求項１１に記載の自動ねじ締め制御方法は、前記クラッチ動作時点に検出されるねじ締め状態を適正または不良と判定した場合に、それぞれの状態を区別して表示器において表示するように設定することを特徴とする。
本発明の請求項１２に記載の自動ねじ締め制御方法は、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段と、前記電動モータ制御回路において前記ドライバービットに付与される負荷トルク（反力）に基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、をそれぞれ設けた電動ドライバーを使用し、
前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点、および／または、前記負荷電流検出手段により検出する負荷電流値が予め設定したねじ締めの完了に伴う目標負荷電流値に到達した時点において、前記前記回転量検出手段により逐次検出される電動モータの回転量を検出し、ねじ締めの完了に伴う前記目標負荷電流値（許容範囲を含む）と、前記電動モータの回転量として予め設定した目標回転量（許容範囲を含む）とを比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定することを特徴とする。
本発明の請求項１３に記載の自動ねじ締め制御装置は、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段とを、それぞれ設けた電動ドライバーからなり、
前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、最初のねじ締め作業におけるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点の電動モータの回転量を前記回転量検出手段により検出記録し、この検出記録された回転量を目標回転量（許容範囲を含む）として設定すると共に、
その後における所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された回転量を前記目標回転量（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする。
本発明の請求項１４に記載の自動ねじ締め制御装置は、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段と、前記電動モータ制御回路において前記ドライバービットに付与される負荷トルク（反力）に基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、をそれぞれ設けた電動ドライバーからなり、
前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、最初のねじ締め作業におけるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点の電動モータの回転量を前記回転量検出手段により検出記録し、この検出記録された回転量を目標回転量（許容範囲を含む）として設定すると共に、前記負荷電流検出手段により検出される電動モータのねじ締めトルク値に比例する負荷電流値を検出記録し、この検出記録された負荷電流値を目標負荷電流値（許容範囲を含む）として設定すると共に、
その後における所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された回転量を前記目標回転量（許容範囲を含む）と比較すると共に、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までの負荷電流値を前記負荷電流検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された負荷電流値を前記目標負荷電流値（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする。
本発明の請求項１５に記載の自動ねじ締め制御装置は、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータ制御回路において前記ドライバービットに付与される負荷トルク（反力）に基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、をそれぞれ設けた電動ドライバーからなり、
前記電動ドライバーによるねじ締め作業において、最初のねじ締め作業におけるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点の電動モータのねじ締めトルク値に比例する負荷電流値を前記負荷電流検出手段により検出記録し、この検出記録された負荷電流値を目標負荷電流値（許容範囲を含む）として設定すると共に、
その後における所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までのねじ締め電動モータのトルク値に比例する負荷電流値を前記負荷電流検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された負荷電流値を前記目標負荷電流値（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする。
本発明の請求項１６に記載の自動ねじ締め制御装置は、電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段とを、それぞれ設けた電動ドライバーからなり、
前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、予め使用するねじの規格に基づいて予定されるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点の電動モータの回転量を目標回転量（許容範囲を含む）として設定すると共に、
所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された回転量を前記目標回転量（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする。
本発明の請求項１７に記載の自動ねじ締め制御装置は、前記電動ドライバーにおいて、ねじの取付け対象物に対するドライバービットの当接時における軸方向の変位によって作動するプッシュ操作スイッチまたはエンコーダを設け、前記プッシュ操作スイッチまたはエンコーダの動作信号により、ねじ締め作業を行う際のねじ締め開始時点を設定するように構成することを特徴とする。
本発明の請求項１８に記載の自動ねじ締め制御装置は、前記制御部において、前記クラッチ動作時に検出される電動モータの回転量および／または前記クラッチ動作時に検出される負荷電流検出値が、それぞれ目標回転量（許容範囲を含む）および／または目標負荷電流値（許容範囲を含む）に適合し、ねじ締め状態を適正と判定されたねじの本数および／またはねじの長さ寸法を検出記録するように構成したことを特徴とする。
本発明の請求項１９に記載の自動ねじ締め制御装置は、前記制御部において得られるねじ締め状態の良否の判定結果に対して、それぞれの状態を区別して表示する表示器を設けることを特徴とする。
本発明の請求項１および１３に記載の自動ねじ締め制御方法および装置によれば、電動モータの駆動出力軸にクラッチ機構を介してドライバービットを結合し、ねじ締め作業を行うように構成した電動ドライバーを使用して、前記クラッチ機構によるクラッチ動作をクラッチ動作検出センサにより検出した際に、前記電動モータの回転量検出手段により得られる回転量検出信号に基づく回転量を検出するように構成することによって、目標回転量（許容範囲を含む）の設定を行うと共に、その後のねじ締め作業において設定された目標回転量（許容範囲を含む）との比較を行うことによって、ねじ締め状態の良否を容易かつ簡便に判定することができ、ねじ締め作業における適正なねじ締め状態について確実に確認および判定することができる。従って、本発明によれば、ねじ締め作業の未熟練者においても、容易かつ正確なねじ締め作業を達成することができる。
本発明の請求項２および１４に記載の自動ねじ締め制御方法および装置によれば、前述した電動ドライバーの構成において、クラッチ機構によるクラッチ動作をクラッチ動作検出センサにより検出した際に、電動モータ制御回路における負荷電流検出手段により得られる負荷電流検出信号に基づく負荷電流値を検出するように構成することによって、それぞれ予め設定した目標回転量（許容範囲を含む）に加えて目標負荷電流値（許容範囲を含む）を設定し、前記目標回転量（許容範囲を含む）および目標負荷電流値（許容範囲を含む）とそれぞれ比較することにより、前記と同様にねじ締め状態の良否を容易かつ簡便に判定することができ、ねじ締め作業における適正なねじ締め状態について確実に確認および判定することができる。
本発明の請求項３および１５に記載の自動ねじ締め制御方法および装置によれば、前述した電動ドライバーの構成において、電動モータの回転量を検出する回転量検出手段に代えて、クラッチ機構によるクラッチ動作をクラッチ動作検出センサにより検出した際に、電動モータ制御回路における負荷電流検出手段により得られる負荷電流検出信号に基づく負荷電流値を検出するように構成することによって、目標負荷電流値（許容範囲を含む）の設定を行うと共に、その後のねじ締め作業において設定された目標負荷電流値（許容範囲を含む）との比較を行うことによって、前記と同様にねじ締め状態の良否を容易かつ簡便に判定することができ、ねじ締め作業における適正なねじ締め状態について確実に確認および判定することができる。
本発明の請求項４および１６に記載の自動ねじ締め制御方法および装置によれば、前述した請求項１および１２に記載の自動ねじ締め制御方法および装置と同様に、電動モータの駆動出力軸にクラッチ機構を介してドライバービットを結合し、ねじ締め作業を行うように構成した電動ドライバーを使用して、前記クラッチ機構によるクラッチ動作をクラッチ動作検出センサにより検出した際に、前記電動モータの回転量検出手段により得られる回転量検出信号に基づく回転量を検出するように構成し、目標回転量（許容範囲を含む）の設定を行うと共に、その後のねじ締め作業において設定された目標回転量（許容範囲を含む）との比較を行うことによって、ねじ締め状態の良否を容易かつ簡便に判定することができ、ねじ締め作業における適正なねじ締め状態について確実に確認および判定することができる。従って、本発明によれば、ねじ締め作業の未熟練者においても、容易かつ正確なねじ締め作業を達成することができる。
本発明の請求項５、６、７および１７のいずれかに記載の自動ねじ締め制御方法および装置によれば、実際にねじ締め作業を行っている間の電動モータの回転量を正確に検出することが可能となり、これに基づいて種々のねじ締めの異常状態の検出を容易化し、ねじ締め作業における適正なねじ締め状態について確実に確認および判定することができる。このようにして、本発明によれば、使用するクラッチ方式の電動ドライバーにおいて検出される制御に関するデータの集積ないし画像処理を円滑かつ容易に達成し、電動ドライバーとしての制御データ処理機能を高めることができる。
本発明の請求項８に記載の自動ねじ締め制御方法によれば、予め設定した目標負荷電流値（許容範囲を含む）との適合状態について判定することにより、例えば、クラッチ機構が作動するトルク設定を行う外部操作可能な調整機構を、オペレータが不用意に誤操作した場合には、目標負荷電流値が誤設定されることになり、これによりクラッチ動作時点の電動モータにおける負荷電流値の検出値が初期設定の目標負荷電流値（許容範囲を含む）に適合しないため、ねじ締め不良として容易に判定を行うことができる。従って、この場合には、誤操作されたクラッチ機構のトルク設定を再確認および再設定して、次回からの適正なねじ締め作業に容易に対応することができ、ねじ締め作業における不良率の発生を低減することができる。
本発明の請求項９に記載の自動ねじ締め制御方法によれば、それぞれ前述したねじ締め状態の良否判定と共に、例えば、電動モータの回転量が目標回転量（許容範囲を含む）よりも少ない場合は、ねじのカジリ、ねじ浮き、選択ねじ寸法の不適合等の異常状態とし、また電動モータの回転量が目標回転量（許容範囲を含む）よりも多い場合は、ねじバカ、下穴の摩損、ねじのカムアウト、ビットの破損、選択ねじ寸法の不適合等の異常状態として、それぞれねじ締め不良の判定を容易に行うことができる。従って、本発明によれば、前述したねじ締め作業における不良率の低減と共に、人的および物的な作業ミスの検出および確認についても、容易に行うことができる。
本発明の請求項１０および１８に記載の自動ねじ締め制御方法および装置によれば、前述したように、ねじ締め状態の良否判定を極めて容易かつ正確に行うことができることから、特にねじ締め状態が適正と判定されたねじの本数を、異常ないし不良と判定されたねじの本数と区別して、制御部において確実に記録することができると共に、これらの記録されたねじの本数を確認ないし表示することにより、ねじ締め作業の効率化と共にその信頼性を高めることができる。また、前記と同様に、ねじ締め状態が適正と判定された場合に、クラッチ動作時に検出された回転量に基づいて、ねじ締めを行ったねじの長さ寸法を、制御部において正確に記録し、さらに記録されたその記録内容を表示することができる。
本発明の請求項１１および１９に記載の自動ねじ締め制御方法および装置によれば、前述したねじ締め状態の良否判定を表示器に表示して、ねじ締め作業の適正化とその効率化並びに電動ドライバーとしての機能の拡大化を達成することができる。
本発明の請求項１２に記載の自動ねじ締め制御方法によれば、前述した電動ドライバーの構成において、クラッチ機構のクラッチ動作をクラッチ動作検出センサが検出した場合、および／または、負荷電流検出手段により予め設定したねじ締めの完了に伴う目標負荷電流値に到達した時点を検出した場合において、回転量検出手段により逐次検出される電動モータの回転量を検出し、ねじ締めの完了に伴う前記目標負荷電流値（許容範囲を含む）と、前記電動モータの回転量として予め設定した目標回転量（許容範囲を含む）とを比較することにより、前記と同様にねじ締め状態の良否を容易かつ簡便に判定することができ、ねじ締め作業における適正なねじ締め状態について確実に確認および判定することができる。
本発明に係る自動ねじ締め制御方法を実施する装置の一実施例を示す概略構成とその制御系統を示す説明図である。 図１に示す自動ねじ締め制御装置によりねじ締め良否判定を行うための第１の制御方法によるねじ締め制御プログラムを示すフローチャート図である。 図１に示す自動ねじ締め制御装置によりねじ締め良否判定を行うための第２の制御方法によるねじ締め制御プログラムを示すフローチャート図である。 図１に示す自動ねじ締め制御装置によりねじ締め良否判定を行うための第３の制御方法によるねじ締め制御プログラムを示すフローチャート図である。 図２および図３に示す本発明に係る自動ねじ締め制御方法によるクラッチ動作時の電動モータにおける回転量の検出値特性によるねじ締め良否判定の関係であって、目標回転量をＲｍ±αと設定した場合における適正なねじ締め状態を示す説明図である。 図２および図３に示す本発明に係る自動ねじ締め制御方法によるクラッチ動作時の電動モータにおける回転量の検出値特性によるねじ締め良否判定の関係であって、目標回転量を０±αと設定した場合における適正なねじ締め状態を示す説明図である。 図５に示す場合と同様のねじ締め良否判定の関係であって、（ａ）は回転量が目標回転量Ｒｍ±α（許容範囲を含む）より少ない場合の不良ねじ締め状態を示す説明図であり、（ｂ）は回転量が目標回転量Ｒｍ±α（許容範囲を含む）より多い場合の不良ねじ締め状態を示す説明図である。 図６に示す場合と同様のねじ締め良否判定の関係であって、（ａ）は回転量が目標回転量０±α（許容範囲を含む）より多い場合の不良ねじ締め状態を示す説明図であり、（ｂ）は回転量が目標回転量０±α（許容範囲を含む）より少ない場合の不良ねじ締め状態を示す説明図である。 図３および図４に示す本発明に係る自動ねじ締め制御方法によるクラッチ動作時の電動モータにおける負荷電流値の検出値特性によるねじ締め良否判定の関係であって、適正なねじ締め状態を示す説明図である。 図９に示す場合と同様のねじ締め良否判定の関係であって、負荷電流値の不良ねじ締め状態を示す説明図である。 本発明に係るねじ締め制御方法を実施する装置の別の実施例を示す概略構成とその制御系統を示す説明図である。
次に、本発明に係る自動ねじ締め制御方法の実施例につき、この方法を実施する装置との関係において、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
［自動ねじ締め制御装置（１）の構成］
図１は、本発明に係る自動ねじ締め制御方法を実施する装置の実施例を示す概略構成説明図である。すなわち、図１において、参照符号１０は電動ドライバーを示し、この電動ドライバー１０の把持部内に、電動モータ１２と、この電動モータ１２を駆動するための駆動スイッチ１３と、前記電動モータ１２の駆動出力軸（図示せず）に結合される減速機構１６およびクラッチ機構１８とを、それぞれ内蔵し、前記クラッチ機構１８を介してドライバービット２０を結合した構成からなる。
前記電動ドライバー１０においては、前記電動モータ１２の駆動スイッチ１３を操作するスイッチ操作部材１４と、電動モータ１２の駆動制御および停止制御を行う電動モータ制御回路２２と、前記クラッチ機構１８のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサ２８とがそれぞれ設けられる。そして、前記電動モータ制御回路２２には、前駆電動モータ１２の回転量を検出する回転量検出手段２４が設けられる。さらに、前記ドライバービット２０に付与される負荷トルク（反力）に基づいて電動モータ１２において得られる負荷電流を検出する負荷電流検出手段２６が適宜設けられる。
なお、本実施例の電動ドライバー１０において、電動モータ１２としてはブラシレスモータを好適に使用することができる。また、前記電動モータ１２を駆動するために、前記駆動スイッチ１３を操作するスイッチ操作部材１４としては、例えば電動ドライバー１０の把持部外周に設ける公知のレバー部材として構成することができる。
また、本実施例において、前記電動モータ１２の回転量を検出するための回転量検出手段２４は、ブラシレスモータにおけるロータの磁極を検出するホール素子に対して、磁極検出時に発生するパルスをカウントする手段として設けることができる。この場合、前記回転量検出手段２４により検出される前記パルスのカウント数は、ドライバービット２０の回転に伴うねじ締め作業に際してのねじ締め回転量と相関する回転量として、検出記録することができる。
さらに、前記電動モータ１２の負荷電流を検出するための負荷電流検出手段２６は、電動モータ１２の電源回路において負荷電流を検出する手段として設けることができる。この場合、検出される前記電動モータ１２の負荷電流値は、ドライバービット２０の回転に伴うねじ締め作業に際してのねじ締めトルク値と相関する負荷電流値として、検出記録することができる。
前記クラッチ機構１８としては、例えば減速機構１６の出力軸にクラッチ板を取付け、このクラッチ板に対してクラッチボールを軸方向に弾力的に係合させる構成とし、ねじ締め作業において、ドライバービット２０を介して前記出力軸に一定以上の負荷トルク（反力）が掛ると、前記クラッチ板がクラッチボールを乗り越えて、ドライバービット２０を係合保持するビットホルダに対する回転駆動力の伝達が遮断されることにより、ねじを予め設定したトルクにより締め付けることができるように構成される。この場合、前記クラッチボールをクラッチ板に対して弾力的に係合する際に、その弾力を適宜調整することにより、ねじ締めトルクを設定することができる。
そして、前記クラッチ機構１８のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサ２８としては、例えばクラッチ動作時点のクラッチ板の変位により作動するリミットスイッチや、クラッチ動作時点において空転する減速機構１６を構成するインターナルギヤの回動を検出する磁気センサ等の公知の手段によって構成することができる。
そこで、本実施例においては、制御部３０を設け、ＣＰＵ３２において、前記電動ドライバー１０における電動モータ１２に設けた電動モータ制御回路２２に対して、ねじ締め作業を開始する際に、前記スイッチ操作部材１４によって操作される駆動スイッチ１３の動作によって得られる駆動スイッチ操作信号Ｓ１３を入力し、この駆動スイッチ操作信号Ｓ１３に基づいて、モータ駆動制御信号Ｓ２２a を出力すると共に前記電動モータ制御回路２２に入力して、電動モータ１２の駆動制御を行うように構成される。
前記電動モータ１２の駆動により、所要のねじ締め作業を行う場合、前記ＣＰＵ３２において、ねじ締め作業の開始に伴う電動モータ１２の駆動開始時点ｔ0 において、前記回転量検出手段２４により検出される回転量検出信号Ｓ２４に基づいて、電動モータ１２の回転量Ｒt を検出記録するように設定する。
また、前記と同様に、ねじ締め作業の開始に伴う電動モータ１２の駆動開始時点ｔ0 において、前記負荷電流検出手段２６により検出される負荷電流検出信号Ｓ２６に基づいて、ねじ締めトルク値に比例する負荷電流値Ｉt を検出記録するように設定する。
そして、前記ＣＰＵ３２においては、前記クラッチ機構１８のクラッチ動作時点にクラッチ動作検出センサ２８により検出されるクラッチ動作検出信号Ｓ２８に基づいて得られるクラッチ動作時点ｔ1 において、電動モータ１２の回転量を検出して、後述する目標回転量Ｒｍ±α（±αは許容範囲）の設定と、この目標回転量Ｒｍ±αと比較するための回転量Ｒt1 とをそれぞれ検出記録するように設定する。
また、前記と同様に、前記クラッチ機構１８のクラッチ動作時点にクラッチ動作検出センサ２８により検出されるクラッチ動作検出信号Ｓ２８に基づいて得られるクラッチ動作時点ｔ1 において、ねじ締めトルク値に比例する負荷電流値を検出して、後述する目標負荷電流値Ｉｍ±β（±βは許容範囲）の設定と、この目標負荷電流値Ｉｍ±βと比較するための負荷電流値Ｉt1 とをそれぞれ検出記録するように設定する。
なお、前述したように、クラッチ動作検出センサ２８によりクラッチ動作が検出された際に、ＣＰＵ３２を介して、モータ停止制御信号Ｓ２２b が出力されると共に前記電動モータ制御回路２２に入力されて、電動モータ１２の停止制御が行われるように構成される。
さらに、本実施例においては、前述したように、制御部３０のＣＰＵ３２において、予め設定された目標回転量Ｒｍ±αに対してクラッチ動作時点ｔ1 に検出される回転量Ｒt1 を比較することにより、ねじ締め状態の良否が判定された場合、および／または、予め設定された目標負荷電流値Ｉｍ±βに対してクラッチ動作時点ｔ1 に検出される負荷電流値Ｉt1 を比較することにより、ねじ締め状態の良否が判定された場合、ＣＰＵ３２から出力される前記いずれかのねじ締め判定信号Ｓ４０により、それぞれの判定内容を適宜表示器４０において表示するように構成する。
次に、前記構成からなる自動ねじ締め制御装置による自動ねじ締め制御方法（１）〜（３）として、それぞれねじ締め状態の良否判定について、その制御フローチャート（図２〜図４参照）およびクラッチ動作時点における電動モータ１２の回転量の特性および負荷電流値の特性（図５〜図１０参照）を併せ参照しながら説明する。
［自動ねじ締め制御方法（１）］
本制御方法（１）において、所要のねじ締め作業を開始するに際しては、スイッチ操作部材１４を操作することにより駆動スイッチ１３を作動し、前記電動モータ制御回路２２にモータ駆動制御信号Ｓ２２a が入力されて、電動モータ１２の駆動制御が行われ、電動ドライバー１０の駆動が開始される（図１、図２参照）。
このような電動ドライバー１０の駆動に伴うねじ締め作業の開始に際しては、予め前記回転量検出手段２４により検出される回転量検出信号Ｓ２４に基づいて電動モータ１２の回転量Ｒt を、ＣＰＵ３２において電動モータ駆動開始時点ｔ0 と共に検出記録する（ＳＴＥＰ−１、ＳＴＥＰ−２）ように設定する。
そこで、本制御方法（１）においては、前記電動ドライバー１０による所定のねじ締め作業を行うに際し、予め所定のねじ締め作業を行うことによって、ねじ締めの開始時点ｔ0 （ＳＴＥＰ−１）からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構１８によるクラッチ動作時点ｔ1 までの電動モータ１２の回転量Ｒｍを前記回転量検出手段２４により検出して（ＳＴＥＰ−２）、制御器３０のＣＰＵ３２に記録し、目標回転量Ｒｍ±α（±αは許容範囲）として前記ＣＰＵ３２に設定する（ＳＴＥＰ−３）。
そして、その後における所定のねじ締め作業（第２回目以降）においては、ねじ締めの開始時点ｔ0 （ＳＴＥＰ−４）からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構１８によるクラッチ動作時点ｔ1 までの電動モータ１２の回転量Ｒt を前記回転量検出手段２４により逐次検出し（ＳＴＥＰ−５）、前記クラッチ動作時点ｔ1 に検出された回転量Ｒt1 を前記目標回転量Ｒｍ±α（許容範囲を含む）と比較することにより（ＳＴＥＰ−６）、ねじ締め状態の良否を判定するように設定する。
なお、電動ドライバー１０の駆動に伴うねじ締め作業の開始（ＳＴＥＰ−１およびＳＴＥＰ−４）に際し、前記回転量検出手段２４により検出される回転量検出信号Ｓ２４に基づいて電動モータ１２の回転量Ｒt を、ＣＰＵ３２において検出記録する場合において、ドライバービット２０がねじの取付け対象物に当接してから、実際にねじ締め作業を行っている間の電動モータ１２の回転量Ｒt を検出すれば、正確な回転量を検出することができる。
そこで、本制御方法（１）においては、本出願人が特許第４７２１５３５号において提案したように、前記電動ドライバー１０において、ねじの取付け対象物に対するドライバービット２０の当接時における軸方向の変位によって作動するプッシュ操作スイッチ（図示せず）を設けて、このプッシュ操作スイッチの動作信号により、ねじ締め作業を行う際のねじ締め開始時点ｔ0´を設定することができる。
すなわち、前記プッシュ操作スイッチとしては、例えば、ドライバービット２０を支持する支持軸を軸方向に弾力的に変位可能に軸継手により結合し、この支持軸の変位部に磁石を設けると共に、この磁石と対向するように前記支持軸の外周部に磁気センサ（ホール素子）を配置した構成とすることができる。
本制御方法（１）において、所定のねじ締め作業により、ねじ締め開始時点ｔ0 からクラッチ動作時点ｔ1 までに逐次検出される電動モータ１２の回転量Ｒt1 を前記目標回転量Ｒｍ±α（許容範囲を含む）と比較する場合（ＳＴＥＰ−６）、前記目標回転量Ｒｍ±αの設定値から所定のねじ締め作業においてクラッチ動作時点ｔ1 までに検出される電動モータの回転量Ｒt1 を、逐次加算するように演算して、最終的な回転量Ｒt1 の検出値を前記目標回転量Ｒｍ±α（許容範囲を含む）の設定値と比較するように構成することができる。
また、所定のねじ締め作業により、ねじ締め開始時点ｔ0 からクラッチ動作時点ｔ1 までに逐次検出される電動モータ１２の回転量Ｒt1 を前記第１の目標回転量Ｒｍ±α（許容範囲を含む）と比較する場合（ＳＴＥＰ−６）、前記第１の目標回転量Ｒｍ±αの設定値から所定のねじ締め作業においてクラッチ動作時点ｔ1 までに検出される電動モータ１２の回転量を逐次減算するように演算し、最終的に第２の目標回転量０±α（許容範囲を含む）となるように設定して、最終的な回転量Ｒt1 の検出値を前記第２の目標回転量０±α（許容範囲を含む）の設定値と比較するように構成することもできる。
前述したように、目標回転量Ｒｍ±αまたは０±α（許容範囲を含む）が設定されて、所定のねじ締め作業を行う場合において、クラッチ機構１８においてクラッチ動作が検出されると、ＣＰＵ３２においてクラッチ動作時点ｔ1 が検出記録され、このクラッチ動作時点ｔ1 における前記電動モータ１２の回転量Ｒt1 が検出記録される（ＳＴＥＰ−５）。そこで、前記クラッチ動作時点ｔ1 において検出された電動モータ１２の回転量Ｒt1 を、予め設定された目標回転量Ｒｍ±αまたは０±αと比較して、前記目標回転量Ｒｍ±αまたは０±αに適合しているか否か（Ｒｍ＋α≧Ｒt1 ≧Ｒｍ−αまたは０＋α≧Ｒt1 ≧０−α）を判定する（ＳＴＥＰ−６）。
また、前述したように、ドライバービット２０がねじの取付け対象物に当接してから、実際にねじ締め作業を行っている間の電動モータ１２の回転量Ｒt を検出するためのねじ締め開始時点ｔ0´を設定することにより、前記ＣＰＵ３２において検出記録された電動モータ１２の回転量Ｒt1 が、予め設定された目標回転量Ｒｍ±αまたは０±αと比較して、それぞれ目標回転量Ｒｍ±αまたは０±α（許容範囲を含む）に適合していれば（図５、図６参照）、適正なねじ締め状態と判定することができる（ＳＴＥＰ−７）。また、前記ＣＰＵ３２において検出記録された電動モータ１２の回転量Ｒt1 が、前記目標回転量Ｒｍ±αまたは０±α（許容範囲を含む）に適合していなければ、ねじ締め状態が不良であると判定することができる（ＳＴＥＰ−８）。
なお、この場合、前記ＣＰＵ３２において検出記録される電動モータ１２の回転量Ｒt1 が、予め設定された目標回転量の６０％〜７０％に達した時点で、適正なねじ締め状態と判定することも可能である。さらに、同様にして、８０％以上に達した時点で、適正なねじ締め状態と判定することもできる。
従って、この場合、前記制御部３０において、ねじ締め状態が適正と判定されたねじの本数を、正確に記録することができると共に、表示器４０においてその記録内容を表示するように設定することができる。また、前記クラッチ動作時点ｔ1 において検出された電動モータ１２の回転量Ｒt1 に基づいて、ねじ締めを行ったねじの長さ寸法についても、制御部３０において正確に記録し、さらに記録されたその記録内容を表示器４０に表示するように設定することができる。
また、前記ＣＰＵ３２において検出記録された電動モータ１２の回転量Ｒt1 が、目標回転量Ｒｍ±αより少ない場合（Ｒt1 ＜Ｒｍ−α）または目標回転量０±αより多い場合（Ｒt1 ＞０＋α）、ねじ締め状態において生じるねじのカジリ、ねじ浮き、選択ねじ寸法の不適合等の異常状態として検出することができる〔図７の（ａ）、図８の（ａ）参照〕。さらに、前記回転量Ｒt1 が、目標回転量Ｒｍ±αより多い場合（Ｒt1 ＞Ｒｍ＋α）または少ない場合（Ｒt1 ＜０−α）は、ねじ締め状態において生じるねじバカ、下穴の摩損、ねじのカムアウト、ビットの破損、選択ねじ寸法の不適合等の異常状態として検出することができる〔図７の（ｂ）、図８の（ｂ）参照〕。
このようにして、ねじ締め状態の良否が判定された場合、適正判定と不良判定とを明確に区別し得る判定表示を行うことができる。そこで、本制御方法においては、ＣＰＵ３２から出力される前記いずれかのねじ締め判定信号Ｓ４０により、それぞれの判定内容を適宜表示器４０において表示するように構成することができる（図１参照）。
［自動ねじ締め制御方法（２）］
本制御方法（２）においては、前記制御方法（１）と同様にして、電動ドライバー１０の駆動に伴うねじ締め作業の開始に際して、予め前記回転量検出手段２４により検出される回転量検出信号Ｓ２４に基づいて電動モータ１２の回転量Ｒt を、ＣＰＵ３２において電動モータ駆動開始時点ｔ0 と共に検出記録する（ＳＴＥＰ−１１、ＳＴＥＰ−１２ａ）と共に、さらに負荷電流検出手段２６により検出されるねじ締めトルク値に比例する負荷電流値Ｉt を、ＣＰＵ３２においてねじ締め開始時点ｔ0 と共に検出記録する（ＳＴＥＰ−１１、ＳＴＥＰ−１２ｂ）ように設定する（図１、図３参照）。
そこで、本制御方法（２）においては、前記制御方法（１）と同様に、前記電動ドライバー１０により所要のねじ締め作業を行うに際し、予め所定のねじ締め作業を行うことによって、ねじ締めの開始時点ｔ0 （ＳＴＥＰ−１１）からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構１８によるクラッチ動作時点ｔ1 までの電動モータ１２の回転量Ｒｍを前記回転量検出手段２４により検出して（ＳＴＥＰ−１２ａ）、制御器３０のＣＰＵ３２に記録し、目標回転量Ｒｍ±α（±αは許容範囲）として前記ＣＰＵ３２に設定する（ＳＴＥＰ−１３ａ）。また、前記ねじ締めの開始時点ｔ0 からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構１８によるクラッチ動作時点ｔ1 までの電動モータ１２の負荷電流値Ｉｍを前記負荷電流検出手段２６により検出して（ＳＴＥＰ−１２ｂ）、制御器３０のＣＰＵ３２に記録し、目標負荷電流値Ｉｍ±β（±βは許容範囲）として前記ＣＰＵ３２に設定する（ＳＴＥＰ−１３ｂ）。
そして、その後における所定のねじ締め作業（第２回目以降）においては、前記制御方法と同様に、ねじ締めの開始時点ｔ0 （ＳＴＥＰ−１４）からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構１８によるクラッチ動作時点ｔ1 までの電動モータ１２の回転量Ｒt を前記回転量検出手段２４により逐次検出し（ＳＴＥＰ−１５ａ）、前記クラッチ動作時点ｔ1 に検出された回転量Ｒt1 を前記目標回転量Ｒｍ±α（許容範囲を含む）と比較することにより（ＳＴＥＰ−１６ａ）、ねじ締め状態の良否を判定するように設定する。また、ねじ締めの開始時点ｔ0 からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構１８によるクラッチ動作時点ｔ1 までの負荷電流値Ｉt を前記負荷電流検出手段２６により逐次検出し（ＳＴＥＰ−１５ｂ）、前記クラッチ動作時点ｔ1 に検出された負荷電流値Ｉt1 を前記目標負荷電流値Ｉｍ±β（許容範囲を含む）と比較することにより（ＳＴＥＰ−１６ｂ）、ねじ締め状態の良否を判定するように設定する。
そこで、前記クラッチ動作時点ｔ1 において検出された電動モータ１２の回転量Ｒt1 を、予め設定された目標回転量Ｒｍ±αと比較して、前記目標回転量Ｒｍ±αに適合しているか否か（Ｒｍ＋α≧Ｒt1 ≧Ｒｍ−α）を判定する（ＳＴＥＰ−１６ａ）。また、前記クラッチ動作時点ｔ1 において検出された負荷電流値Ｉt1 を、予め設定された目標負荷電流値Ｉｍ±βと比較して、前記目標負荷電流値Ｉｍ±βに適合しているか否か（Ｉｍ＋β≧Ｉt1 ≧Ｉｍ−β）を判定する（ＳＴＥＰ−１６ｂ）。なお、この場合、電動モータ１２の回転量Ｒt1 を目標回転量Ｒｍ±αと比較して、前記目標回転量Ｒｍ±αに適合しているか否か（Ｒｍ＋α≧Ｒt1 ≧Ｒｍ−α）を判定する手段としては、前述した制御方法（１）を全て適用することができる。
前述したクラッチ動作時点ｔ1 において、それぞれ検出記録された電動モータ１２の回転量Ｒt1 および負荷電流値Ｉt1 が、それぞれ前記条件を満足した場合（図５または図６、図９参照）、ねじ締め状態が適正であると判定することができる（ＳＴＥＰ−１７）。従って、この場合、前記制御部３０において、ねじ締め状態が適正と判定されたねじの本数を、正確に記録することができると共に、表示器４０においてその記録内容を表示するように設定することができる。また、前記クラッチ動作時点ｔ1 において検出された電動モータ１２の回転量Ｒt1 に基づいて、ねじ締めを行ったねじの長さ寸法についても、制御部３０において正確に記録し、さらに記録されたその記録内容を表示器４０に表示するように設定することができる。
これに対し、例えば、クラッチ機構１８のトルク設定を行う調整機構が誤操作されて目標負荷電流値Ｉｍが低下または増大した様な場合には、クラッチ動作時点ｔ1 において、検出記録された負荷電流値Ｉt1 が、許容範囲を含む目標負荷電流値Ｉｍ±βに適合していない状態（Ｉt1 ＜Ｉｍ±β＜Ｉt１´）となり（図１０参照）、このような場合には、検出記録された電動モータ１２の回転量Ｒt1 が、目標回転量Ｒｍ±αに適合している状態（Ｒｍ＋α≧Ｒt1 ≧Ｒｍ−α）であっても（図５参照）、ねじ締め状態が不良であると判定することができる（ＳＴＥＰ−１９）。
また、クラッチ動作時点ｔ1 において、検出記録された負荷電流値Ｉt1 が、目標負荷電流値Ｉｍ±βに適合している場合（Ｉｍ±β≧Ｉt1 ≧Ｉｍ−β）であっても（図９参照）、検出記録された電動モータ１２の回転量Ｒt1 が、目標回転量Ｒｍ±αより少ない場合（Ｒt1 ＜Ｒｍ−α）は〔図７の（ａ）、図８の（ａ）参照〕、ねじ締め状態が不良であると判定することができる（ＳＴＥＰ−２０）。
さらに、クラッチ動作時点ｔ1 （なお、クラッチ動作が確認されない場合も含まれる）において、検出記録された電動モータ１２の回転量Ｒt1 が、目標回転量Ｒｍ±αより多い場合（Ｒt1 ＞Ｒｍ＋α）においても〔図７の（ｂ）、図８の（ｂ）参照〕、前記と同様にねじ締め状態が不良であると判定することができる（ＳＴＥＰ−２０）。
なお、前述したクラッチ動作時点ｔ1 において、検出記録された負荷電流値Ｉt1 が、目標負荷電流値Ｉｍ±βに適合していない場合（Ｉt1 ＜Ｉｍ±β＜Ｉt1 ）であって、しかも、検出記録された電動モータ１２の回転量Ｒt1 が、目標回転量Ｒｍ±αに適合しない場合（Ｒt1 ＜Ｒｍ±α＜Ｒt1 ）には、当然にねじ締め状態が不良であると判定することができる（ＳＴＥＰ−１８）。
従って、本制御方法（２）においても、前述した制御方法（１）と同様に、ねじ締め状態の良否が判定された場合、適正判定と不良判定とを明確に区別し得る判定表示を行うことができる。そこで、本制御方法においては、ＣＰＵ３２から出力される前記いずれかのねじ締め判定信号Ｓ４０により、それぞれの判定内容を適宜表示器４０において表示するように構成することができる（図１参照）。
［自動ねじ締め制御方法（３）］
本制御方法（３）においては、前記回転量検出手段２４を設けない場合であって、電動ドライバー１０の駆動に伴うねじ締め作業の開始に際して、予め負荷電流検出手段２６により検出されるねじ締めトルク値に比例する負荷電流値Ｉt を、ＣＰＵ３２においてねじ締め開始タイミングｔ0 と共に検出記録する（ＳＴＥＰ−２１、ＳＴＥＰ−２２）ように設定する（図１、図４参照）。
そこで、本制御方法（３）においては、前記電動ドライバー１０により所要のねじ締め作業を行うに際し、予め所定のねじ締め作業を行うことによって、ねじ締めの開始時点ｔ0 （ＳＴＥＰ−２１）からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構１８によるクラッチ動作時点ｔ1 までの電動モータ１２の負荷電流値Ｉｍを前記負荷電流検出手段２６により検出して（ＳＴＥＰ−２２）、制御器３０のＣＰＵ３２に記録し、目標負荷電流値Ｉｍ±β（±βは許容範囲）として前記ＣＰＵ３２に設定する（ＳＴＥＰ−２３）。
そして、その後における所定のねじ締め作業（第２回目以降）においては、前記制御方法（１）と同様に、ねじ締めの開始時点ｔ0 （ＳＴＥＰ−２４）からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構１８によるクラッチ動作時点ｔ1 までの電動モータ１２の負荷電流値Ｉt を前記負荷電流検出手段２６により逐次検出し（ＳＴＥＰ−２５）、前記クラッチ動作時点ｔ1 に検出された負荷電流値Ｉt1 を前記目標負荷電流値Ｉｍ±β（許容範囲を含む）と比較することにより（ＳＴＥＰ−２６）、ねじ締め状態の良否を判定するように設定する。
そこで、前記クラッチ動作時点ｔ1 において検出された電動モータ１２の負荷電流値Ｉt1 を、予め設定された目標負荷電流値Ｉｍ±βと比較して、前記目標負荷電流値Ｉｍ±βに適合しているか否か（Ｉｍ＋β≧Ｉt1 ≧Ｉｍ−β）を判定する（ＳＴＥＰ−２６）。
前述したクラッチ動作時点ｔ1 において、それぞれ検出記録された負荷電流値Ｉt1 および電動モータ１２の回転量Ｒt1 が、それぞれ前記条件を満足した場合（図９および図５または図６参照）、ねじ締め状態が適正であると判定することができる（ＳＴＥＰ−２７）。従って、この場合、前記制御部３０において、ねじ締め状態が適正と判定されたねじの本数を、正確に記録することができると共に、表示器４０においてその記録内容を表示するように設定することができる。また、前記クラッチ動作時点ｔ1 において検出された電動モータ１２の回転量Ｒt1 に基づいて、ねじ締めを行ったねじの長さ寸法についても、制御部３０において正確に記録し、さらに記録されたその記録内容を表示器４０に表示するように設定することができる。
これに対し、例えば、クラッチ機構１８のトルク設定を行う調整機構が誤操作されて目標負荷電流値Ｉｍが低下または増大した様な場合には、クラッチ動作時点ｔ1 において、検出記録された負荷電流値Ｉt1 が、許容範囲を含む目標負荷電流値Ｉｍ±βに適合していない状態（Ｉt1 ＜Ｉｍ±β＜Ｉt１´）となり（図１０参照）、ねじ締め状態が不良であると判定することができる（ＳＴＥＰ−２８）。
従って、本制御方法（３）においても、前述した制御方法（１）、（２）と同様に、ねじ締め状態の良否が判定された場合、適正判定と不良判定とを明確に区別し得る判定表示を行うことができる。そこで、本制御方法においては、ＣＰＵ３２から出力される前記いずれかのねじ締め判定信号Ｓ４０により、それぞれの判定内容を適宜表示器４０において表示するように構成することができる（図１参照）。
［自動ねじ締め制御方法（４）］
本制御方法（４）は、前述した自動ねじ締め制御方法（１）および（２）において行っている、回転量検出手段２４による目標回転量の設定方法に代えて、簡便に目標回転量の設定を行うようにした自動ねじ締め制御方法である。すなわち、前述した自動ねじ締め制御方法（１）および（２）においては、図２に示すように、回転量検出手段２４による目標回転量の設定に際して、予め電動ドライバー１０の駆動による所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点ｔ0 （ＳＴＥＰ−１）からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構１８によるクラッチ動作時点ｔ1 までの電動モータ１２の回転量Ｒｍを前記回転量検出手段２４により検出して（ＳＴＥＰ−２）、制御器３０のＣＰＵ３２に記録し、目標回転量Ｒｍ±α（±αは許容範囲）として前記ＣＰＵ３２に設定するものである（ＳＴＥＰ−３）。
そこで、本制御方法（４）においては、予め使用するねじの規格に基づいて事前の試行等により予定されるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構１８によるクラッチ動作時点ｔ1 の電動モータ１２の回転量Ｒｍ´を目標回転量Ｒｍ´±α（±αは許容範囲）として設定するように構成したものである。
従って、本制御方法においては、所要のねじ締め作業（図２のＳＴＥＰ−６〜ＳＴＥＰ−８参照）に際して、ねじ締めの開始時点ｔ0 （ｔ0´）からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構１８によるクラッチ動作時点ｔ1 までの電動モータ１２の回転量を回転量検出手段２４により逐次検出し、前記クラッチ動作時点ｔ1 に検出された回転量Ｒt1 を前記目標回転量Ｒｍ´±α（許容範囲を含む）と比較することにより、前述した自動ねじ締め制御方法（１）および（２）と全く同様に、ねじ締め状態の良否判定を適正に達成することができる。
なお、本制御方法（４）においては、前述した負荷電流検出手段２６によりクラッチ動作時点ｔ1 における負荷電流値Ｉt1 を検出して、目標負荷電流値Ｉｍ±βと比較するようにした構成を、併用するように設定した構成とすることもできる。
〔自動ねじ締め制御装置（２）の構成〕
図１１は、本発明に係る自動ねじ締め制御方法を実施する装置の別の実施例を示す概略構成説明図である。なお、説明の便宜上、前述した図１に示す実施例の装置と、同一の構成要素については、それぞれ同一の機能を有することから、同一の参照符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
すなわち、本実施例の電動ドライバー１０´において、電動モータ１２としてブラシレスモータ以外の電動モータの適用を可能とするため、電動モータ１２の回転量検出手段としては、前記電動モータ１２の駆動軸に対し公知のロータリエンコーダからなる第１のエンコーダ２５を付設した構成からなるものである。従って、本実施例において、前記電動モータ１２の回転量は、制御部３０のＣＰＵ３２に対して、前記第１のエンコーダ２５により検出されるエンコーダ検出信号Ｓ２５を入力することにより、回転量検出手段として設定することができる。この場合、前記第１のエンコーダ２５により検出されるエンコーダ検出信号Ｓ２５は、電動モータ１２により回転するドライバービット２０のねじ締め作業に際してのねじ締め回転量と相関する回転量として、検出記録することができる。
また、本実施例の電動ドライバー１０´においては、ドライバービット２０の回転量検出手段として、ドライバービット２０と結合する公知のロータリエンコーダからなる第２のエンコーダ２９を付設した構成とすることができる。従って、前記ドライバービット２０の回転量は、制御部３０のＣＰＵ３２に対して、前記第２のエンコーダ２９により検出されるエンコーダ検出信号Ｓ２９を入力することにより、回転量検出手段として設定することができる。この場合、前記第２のエンコーダ２９により検出されるエンコーダ検出信号Ｓ２９は、ドライバービット２０の回転によるねじ締め作業に際してのねじ締め回転量と相関する回転量として、検出記録することができる。
本実施例の電動ドライバー１０´において、その他の構成については、前記実施例と同一であり、従って、制御部３０のＣＰＵ３２においては、前記実施例と同様に、予め設定された目標回転量Ｒｍ±αに対してクラッチ動作時点ｔ１ において検出される回転量Ｒt1 を比較することにより、前述したそれぞれのねじ締め状態の良否が判定された場合、および／または、予め設定された目標負荷電流値Ｉｍ±βに対してクラッチ動作時点ｔ１ において検出される負荷電流値Ｉt1 を比較することにより、前述したそれぞれのねじ締め状態の良否が判定された場合、ＣＰＵ３２から出力される前記いずれかのねじ締め判定信号Ｓ４０により、それぞれの判定内容を適宜表示器４０において表示するように構成される。
なお、本実施例に示すように、ドライバービット２０のねじ締め作業に際してのねじ締め回転量と相関する回転量を検出する前記第１のエンコーダ２５または前記第２のエンコーダ２９を使用することにより、ねじ締め作業を行う際のねじ締め開始時点ｔ0´を適正かつ容易に検出記録することができる。
前述した種々の実施態様から明らかなように、本発明に係る自動ねじ締め制御方法および装置によれば、各種のねじ等を使用する所定のねじ締め作業において、所要のねじ孔に対するねじ締めの開始からねじが着座するまでの電動モータの回転量の検出に際して、ほぼ５０％程度まで確認することができれば、ねじ締め作業において生じるねじ締め不良となるトラブルの半分を確認し解決することができる。すなわち、ねじ締め作業の四大トラブルと称される、(1) ねじの下穴への斜め締めによりその入り口で生じるねじのカジリ、(2) タッピンねじ等の締め付けに際して発生するワークと下穴の不具合により着座前にトルクアップしてしまうねじ浮きを、それぞれ確認することができる。これらのトラブルは、ねじ締めの開始より、ねじの長さ寸法の半分くらいの間に起生するものである。そして、これらの状況をクリアして、ねじ着座後の規定のねじ締めトルクに達するまでに、(3) ビットの摩耗等によりカムアウトが発生して規定のねじ締めトルクに達成することができない場合、(4) 下穴の摩損によるねじの締結不良等、電動モータの回転量とクラッチ機構によるトルクアップ信号の検出および確認により、前記のようなねじ締め作業の四大トラブルを、それぞれ熟練を必要とすることなく、容易かつ確実に検出することができるという、優れた作用効果が得られるものである。
また、本発明に係る自動ねじ締め制御方法および装置によれば、所要のねじ締め作業において、予め設定される複数本のねじを、順次ねじ締めを行うに際して、それぞれのねじについての前述したねじ締め状態の良否の判定を検出記録すると同時に、ねじ締め本数の検出記録も一括して行うことができ、各種のねじ締め作業を行う生産ラインおよびそれらのネットワークにおける生産管理システムの構築を容易に実現することが可能となる。
特に、本発明に係る自動ねじ締め制御方法および装置によれば、所要のねじ締め作業において、電動ドライバーによる電動モータの回転量を、クラッチ機構を利用して適正に検出することにより、適正なねじ締め完了（ねじの着座）状態を容易かつ確実に判定して、多数の連続ねじ締めを行うねじの本数との関係において、それぞれのねじ締め状態を記録ないし表示することができる。また、それぞれのねじ締め作業におけるクラッチ動作時点において、電動モータの負荷電流を検出記録することにより、前記クラッチ動作時点の負荷電流値は、それぞれねじ締めを完了（着座）したねじのねじ締めトルク値と極めて正確な相関関係を以って確認することができるため、前記電動モータの回転量の検出と共に電動モータの負荷電流値をそれぞれ組合せて検出記録ないし表示するように設定することにより、各種のねじ締め作業を行う生産ラインおよびそれらのネットワークにおける生産管理システムの構築を容易に実現することが可能となる。
以上、本発明の好適な実施例として、通常のねじ穴を設けた対象物に通常のねじを使用してねじ締め制御を行う場合について説明したが、このような実施例に限定されることなく、例えばタッピンねじやドリルねじを使用するねじ締め制御あるいはタップによるねじ加工においても、同様に適用することができる。また、前述した本発明の好適な実施例として、ねじ締め作業においてねじが着座する時点（タイミング）を、クラッチ機構により検出するように設定ないし構成する場合について説明したが、本発明においては、前記クラッチ機構を設けることなく、例えば電動モータの回転量の検出や負荷電流値を検出するタイミングとして、それぞれ検出する前記回転量や負荷電流値が予め設定した目標回転量および目標負荷電流値と一致する際に、所要の出力信号を発生するように構成して、前記タイミングの設定を行うように構成することができる。その他本発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更を行うことができる。
１０ 電動ドライバー １２ 電動モータ
１３ 駆動スイッチ １４ スイッチ操作部材
１６ 減速機構 １８ クラッチ機構
２０ ドライバービット ２２ 電動モータ制御回路
２４ 回転量検出手段 ２５ 第１のエンコーダ（回転量検出手段）
２６ 負荷電流検出手段 ２８ クラッチ動作検出センサ
２９ 第２のエンコーダ（回転量検出手段）
３０ 制御部 ３２ ＣＰＵ
４０ 表示器 Ｓ１３ 駆動スイッチ操作信号
Ｓ２２a モータ駆動制御信号 Ｓ２２b モータ停止制御信号
Ｓ２４ 回転量検出信号 Ｓ２５ エンコーダ検出信号
Ｓ２６ 負荷電流検出信号 Ｓ２８ クラッチ動作検出信号
Ｓ２９ エンコーダ検出信号 Ｓ４０ ねじ締め状態判定信号
Ｒｍ±α 目標回転量（許容範囲を含む）
Ｉｍ±β 目標負荷電流値（許容範囲を含む）
ｔ0 電動モータ駆動開始時点／ねじ締め開始時点
ｔ0´ （プッシュ操作スイッチによる）ねじ締め開始時点
ｔ1 クラッチ動作時点
Ｒt1 クラッチ動作時点または不動作時点の回転量
Ｉt1、Ｉt１´ クラッチ動作時点の負荷電流検出値

Claims (19)

  1. 電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段とを、それぞれ設けた電動ドライバーを使用し、
    前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、最初のねじ締め作業におけるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点の電動モータの回転量を前記回転量検出手段により検出記録し、この検出記録された回転量を目標回転量（許容範囲を含む）として設定し、
    その後における所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された回転量を前記目標回転量（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定することを特徴とする自動ねじ締め制御方法。
  2. 電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段と、前記電動モータ制御回路において前記ドライバービットに付与される負荷トルク（反力）に基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、をそれぞれ設けた電動ドライバーを使用し、
    前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、最初のねじ締め作業におけるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点の電動モータの回転量を前記回転量検出手段により検出記録し、この検出記録された回転量を目標回転量（許容範囲を含む）として設定すると共に、前記負荷電流検出手段により検出される電動モータのねじ締めトルク値に比例する負荷電流値を検出記録し、この検出記録された負荷電流値を目標負荷電流値（許容範囲を含む）として設定し、
    その後における所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された回転量を前記目標回転量（許容範囲を含む）と比較すると共に、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までの負荷電流値を前記負荷電流検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された負荷電流値を前記目標負荷電流値（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定することを特徴とする自動ねじ締め制御方法。
  3. 電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータ制御回路において前記ドライバービットに付与される負荷トルク（反力）に基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出する負荷電流検出手段とを、それぞれ設けた電動ドライバーを使用し、
    前記電動ドライバーによるねじ締め作業において、最初のねじ締め作業におけるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点の電動モータのねじ締めトルク値に比例する負荷電流値を前記負荷電流検出手段により検出記録し、この検出記録された負荷電流値を目標負荷電流値（許容範囲を含む）として設定し、
    その後における所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までのねじ締め電動モータのトルク値に比例する負荷電流値を前記負荷電流検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された負荷電流値を前記目標負荷電流値（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定することを特徴とする自動ねじ締め制御方法。
  4. 電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段とを、それぞれ設けた電動ドライバーを使用し、
    前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、予め使用するねじの規格に基づいて予定されるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点の電動モータの回転量を目標回転量（許容範囲を含む）として設定し、
    所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された回転量を前記目標回転量（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定することを特徴とする自動ねじ締め制御方法。
  5. 所定のねじ締め作業において、ねじ締め開始時点からクラッチ動作時点までに逐次検出される電動モータの回転量を前記目標回転量（許容範囲を含む）と比較する場合において、前記目標回転量の設定値から所定のねじ締め作業においてクラッチ動作時点までに検出される電動モータの回転量を、逐次加算するように演算して、最終的な回転量の検出値を前記目標回転量（許容範囲を含む）の設定値と比較するように構成することを特徴とする請求項１、２または４記載の自動ねじ締め制御方法。
  6. 所定のねじ締め作業において、ねじ締め開始時点からクラッチ動作時点までに逐次検出される電動モータの回転量を前記第１の目標回転量（許容範囲を含む）と比較する場合において、前記第１の目標回転量の設定値から所定のねじ締め作業においてクラッチ動作時点までに検出される電動モータの回転量を逐次減算するように演算し、最終的に第２の目標回転量を０（許容範囲を含む）となるように設定して、最終的な回転量の検出値を前記第２の目標回転量（許容範囲を含む）の設定値と比較するように構成することを特徴とする請求項１、２または４記載の自動ねじ締め制御方法。
  7. 前記電動ドライバーにおいて、ねじの取付け対象物に対するドライバービットの当接時における軸方向の変位によって作動するプッシュ操作スイッチまたはエンコーダを設けて、前記プッシュ操作スイッチまたはエンコーダの動作信号により、ねじ締め作業を行う際のねじ締め開始時点として設定することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の自動ねじ締め制御方法。
  8. 前記クラッチ動作時点に検出される電動モータの回転量が、予め設定した目標回転量（許容範囲を含む）に適合した場合、および／または、前記クラッチ動作時点に検出される負荷電流検出値が、予め設定した目標負荷電流値（許容範囲を含む）に適合した場合には、ねじ締め状態を適正と判定するように設定することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の自動ねじ締め制御方法。
  9. 前記クラッチ動作時点または不動作時の電動モータの回転量が、予め設定した目標回転量（許容範囲を含む）に適合しない場合、および／または、前記クラッチ動作時点での電動モータのねじ締めトルク値に比例する負荷電流検出値が、予め設定した目標負荷電流値（許容範囲を含む）に適合しない場合には、ねじ締め状態を不良と判定するように設定することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の自動ねじ締め制御方法。
  10. 前記クラッチ動作時点に検出される電動モータの回転量および／または前記クラッチ動作時点に検出される負荷電流検出値が、それぞれ目標回転量（許容範囲を含む）および／または目標負荷電流値（許容範囲を含む）に適合し、ねじ締め状態を適正と判定されたねじの本数および／またはねじの長さ寸法を検出記録するように設定したことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の自動ねじ締め制御方法。
  11. 前記クラッチ動作時点に検出されるねじ締め状態を適正または不良と判定した場合に、それぞれの状態を区別して表示器において表示するように設定することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の自動ねじ締め制御方法。
  12. 電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段と、前記電動モータ制御回路において前記ドライバービットに付与される負荷トルク（反力）に基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、をそれぞれ設けた電動ドライバーを使用し、
    前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点、および／または、前記負荷電流検出手段により検出する負荷電流値が予め設定したねじ締めの完了に伴う目標負荷電流値に到達した時点において、前記前記回転量検出手段により逐次検出される電動モータの回転量を検出し、ねじ締めの完了に伴う前記目標負荷電流値（許容範囲を含む）と、前記電動モータの回転量として予め設定した目標回転量（許容範囲を含む）とを比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定することを特徴とする自動ねじ締め制御方法。
  13. 電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段とを、それぞれ設けた電動ドライバーからなり、
    前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、最初のねじ締め作業におけるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点の電動モータの回転量を前記回転量検出手段により検出記録し、この検出記録された回転量を目標回転量（許容範囲を含む）として設定すると共に、
    その後における所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された回転量を前記目標回転量（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする自動ねじ締め制御装置。
  14. 電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段と、前記電動モータ制御回路において前記ドライバービットに付与される負荷トルク（反力）に基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、をそれぞれ設けた電動ドライバーからなり、
    前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、最初のねじ締め作業におけるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点の電動モータの回転量を前記回転量検出手段により検出記録し、この検出記録された回転量を目標回転量（許容範囲を含む）として設定すると共に、前記負荷電流検出手段により検出される電動モータのねじ締めトルク値に比例する負荷電流値を検出記録し、この検出記録された負荷電流値を目標負荷電流値（許容範囲を含む）として設定すると共に、
    その後における所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された回転量を前記目標回転量（許容範囲を含む）と比較すると共に、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までの負荷電流値を前記負荷電流検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された負荷電流値を前記目標負荷電流値（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする自動ねじ締め制御装置。
  15. 電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータ制御回路において前記ドライバービットに付与される負荷トルク（反力）に基づく電動モータにおいて得られる負荷電流を検出する負荷電流検出手段とを、それぞれ設けた電動ドライバーからなり、
    前記電動ドライバーによるねじ締め作業において、最初のねじ締め作業におけるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点の電動モータのねじ締めトルク値に比例する負荷電流値を前記負荷電流検出手段により検出記録し、この検出記録された負荷電流値を目標負荷電流値（許容範囲を含む）として設定すると共に、
    その後における所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までのねじ締め電動モータのトルク値に比例する負荷電流値を前記負荷電流検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された負荷電流値を前記目標負荷電流値（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする自動ねじ締め制御装置。
  16. 電動モータと、この電動モータを駆動するための駆動スイッチと、前記電動モータの駆動出力軸に減速機構およびクラッチ機構を介して結合されるドライバービットとを備え、前記駆動スイッチを操作するスイッチ操作部材と、前記クラッチ機構のクラッチ動作を検出するクラッチ動作検出センサと、前記電動モータの駆動および停止制御を行う電動モータ制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段とを、それぞれ設けた電動ドライバーからなり、
    前記電動ドライバーによる所定のねじ締め作業において、予め使用するねじの規格に基づいて予定されるねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点の電動モータの回転量を目標回転量（許容範囲を含む）として設定すると共に、
    所定のねじ締め作業において、ねじ締めの開始時点からねじ締めの完了に伴う前記クラッチ機構によるクラッチ動作時点までの電動モータの回転量を前記回転量検出手段により逐次検出し、前記クラッチ動作時点に検出された回転量を前記目標回転量（許容範囲を含む）と比較することにより、ねじ締め状態の良否を判定するように設定してなる制御部を設けることを特徴とする自動ねじ締め制御装置。
  17. 前記電動ドライバーにおいて、ねじの取付け対象物に対するドライバービットの当接時における軸方向の変位によって作動するプッシュ操作スイッチまたはエンコーダを設け、前記プッシュ操作スイッチまたはエンコーダの動作信号により、ねじ締め作業を行う際のねじ締め開始時点を設定するように構成することを特徴とする請求項１３ないし１６のいずれかに記載の自動ねじ締め制御装置。
  18. 前記制御部において、前記クラッチ動作時に検出される電動モータの回転量および／または前記クラッチ動作時に検出される負荷電流検出値が、それぞれ目標回転量（許容範囲を含む）および／または目標負荷電流値（許容範囲を含む）に適合し、ねじ締め状態を適正と判定されたねじの本数および／またはねじの長さ寸法を検出記録するように構成したことを特徴とする請求項１３ないし１６のいずれかに記載の自動ねじ締め制御装置。
  19. 前記制御部において得られるねじ締め状態の良否の判定結果に対して、それぞれの状態を区別して表示する表示器を設けることを特徴とする請求項１３ないし１８のいずれかに記載の自動ねじ締め制御装置。
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