WO2021235041A1 - ネジ締め不良判定装置 - Google Patents

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WO2021235041A1
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predetermined
screw tightening
learning
torque
data string
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French (fr)
Inventor
達也 佐々木
貴紀 澁谷
Original Assignee
オムロン株式会社
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/147—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/23—Pc programming
    • G05B2219/23359—Screw like form of record carrier

Definitions

  • the present invention relates to a screw tightening defect determination device.
  • Patent Document 1 includes, in the clutch mechanism, a tubular casing that houses a spring that elastically supports the steel ball with respect to the steel ball engaged with the internal gear of the reduction mechanism, and is contained in the tubular casing.
  • a screw tightening state detection device for an electric rotary tool which is provided with a torque adjusting mechanism provided with an adjusting screw tool for adjusting the elasticity of the spring so as to be externally operable, and a torque detecting element is provided on the outer surface of the tubular casing.
  • the screw tightening state detection device for the electric rotary tool described in Reference 1 is, for example, by converting the detected value into a torque value based on the detected value of the output signal detected by the torque detecting element during the screw tightening operation. It is possible to judge whether the screw tightening state is good or bad.
  • One aspect of the present invention is to realize a screw tightening defect determination device capable of determining whether or not a screw tightening defect has occurred even when a tapping screw is used for a soft material.
  • the screw tightening defect determination device samples the rotational torque of the driver for tightening the screw, which causes a rotational movement around the axis, at a predetermined cycle.
  • the rotation torque data string consisting of a predetermined number of data points ending with the data point at which the rotation torque becomes a predetermined first threshold value or more is the first data point of the data string.
  • a data string of normalized torque which is the amount of change with respect to the rotational torque, is generated, and it is determined whether or not a defect has occurred in screw tightening based on the data string of the normalized torque.
  • the screw tightening defect determination device it is possible to determine whether or not a screw tightening defect has occurred even when a tapping screw is used for a soft material.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the screw tightening system 1 according to the present embodiment.
  • the screw tightening system 1 includes a PLC (Programmable Logic Controller) 10 (screw tightening defect determination device), a coupler 20, a rotation servo 30 (first motor), and a reciprocating servo 40 (second motor). ).
  • the screw tightening system 1 performs a screw tightening operation by a rotational movement around an axis and a reciprocating motion in the axial direction of a driver 51 (see FIG. 3) described later.
  • the PLC 10 controls the screw tightening operation and determines the occurrence of a defect in the screw tightening operation.
  • a defect in the screw tightening operation means bottoming out. Bottoming means that the screw reaches the bottom of the screw hole before the screw tightening is completed because the screw is longer than the screw hole or the work is poorly formed.
  • the rotation servo 30 is a motor that causes a rotational movement around the axis of the driver 51. Further, the rotation servo 30 outputs its own rotation speed (deg./s), rotation amount (deg.), And rotation torque (ratio to the rated torque (%)) to the coupler 20. Specifically, the rotation servo 30 outputs a data point obtained by sampling its own rotation speed, rotation amount, and rotation torque at a predetermined cycle to the coupler 20.
  • the reciprocating servo 40 is a motor that causes the driver 51 to reciprocate in the axial direction. Further, the reciprocating servo 40 outputs the moving speed (mm / s), moving position (mm), and moving torque (ratio (%) with respect to the rated torque) of the driver 51 due to its own rotation to the coupler 20.
  • the coupler 20 connects the PLC 10 to the rotation servo 30 and the reciprocating servo 40. Specifically, the coupler 20 transmits the control signal received from the PLC 10 to the rotation servo 30 and the reciprocating servo 40. Further, the coupler 20 transmits to the PLC 10 the data points received from the rotation servo 30 by sampling the rotation speed, the rotation amount, and the rotation torque of the rotation servo 30 in a predetermined cycle. Further, the coupler 20 transmits the moving speed, moving position, and moving torque of the driver 51 due to the rotation of the reciprocating servo 40 received from the reciprocating servo 40 to the PLC 10.
  • the rotation speed, rotation amount and rotation torque of the rotation servo 30, the data sequence of the rotation torque, and the movement speed, movement position and movement torque of the driver 51 due to the rotation of the reciprocating servo 40 are collectively referred to as parameters. Sometimes referred to.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of PLC10.
  • the PLC 10 controls the operation of the screw tightening system 1. As shown in FIG. 2, the PLC 10 includes a control unit 11, a communication unit 12, and a determination unit 13.
  • the control unit 11 outputs a control signal for controlling the rotation servo 30 and the reciprocating servo 40 to the communication unit 12.
  • the communication unit 12 transmits the control signal input from the control unit 11 to the coupler 20.
  • the control signal is transmitted to the rotation servo 30 and the reciprocating servo 40 via the coupler 20 to control the rotation servo 30 and the reciprocating servo 40.
  • the control unit 11 controls the rotation servo 30 and the reciprocating servo 40 in synchronization with each other. Further, the control unit 11 feeds back the parameters of the rotation servo 30 and the reciprocating servo 40 to the control of the rotation servo 30 and the reciprocating servo 40.
  • the communication unit 12 receives parameters from the rotation servo 30 and the reciprocating servo 40 via the coupler 20.
  • the control unit 11 and the determination unit 13 acquire parameters from the coupler 20 as necessary via the communication unit 12.
  • the determination unit 13 determines whether or not a screw tightening defect has occurred. The content of the determination by the determination unit 13 will be described later.
  • the screw tightening system 1 further includes a notification device (not shown).
  • the determination unit 13 outputs the determination result by the notification device when it is determined that a defect has occurred in the screw tightening.
  • the notification device is, for example, a speaker that outputs a voice indicating a determination result, or a display that displays an image indicating the determination result.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the appearance of the screw tightening system 1 according to the present embodiment.
  • the screw tightening system 1 includes a rotation servo 30, a reciprocating servo 40, a driver unit 50, and a support column 60.
  • the screw tightening system 1 also includes a PLC 10 and a coupler 20 as described above.
  • the driver unit 50 is a unit for tightening screws.
  • the driver unit 50 includes a driver 51 and a screw holding portion 52.
  • the driver 51 performs a screw tightening operation by reciprocating in the axial direction while rotating around the axis.
  • the direction in which the driver 51 moves in the process of screw tightening is referred to as downward.
  • the rotation servo 30 is arranged above the driver 51 and causes a rotational movement around the axis of the driver 51. Further, the screw holding portion 52 is provided below the driver 51 and holds a screw to be screwed by the driver 51.
  • the support column 60 supports the driver unit 50 so as to be movable up and down.
  • the reciprocating servo 40 is provided on the upper part of the support column 60, and is connected to the driver unit 50 via a ball screw (not shown).
  • the rotary motion of the reciprocating servo 40 is converted into a linear motion in the vertical direction by the ball screw.
  • the driver unit 50 reciprocates up and down.
  • the screw tightening operation by the screw tightening system 1 is as follows. First, the screw holding portion 52 in the state of holding the screw is the target for screw tightening, and the screw is lowered to the place where the screw is tightened on the work made of resin (not shown). However, the work is not limited to resin as long as it is a soft material. Next, the driver 51 presses the screw against the place where the screw is to be tightened while rotating the screw until the screw is temporarily seated.
  • the temporary seating refers to a state in which the seating surface of the screw is in contact with the work.
  • the screw tightening system 1 performs final tightening by pressing the screw while rotating it from the state where the screw is temporarily seated.
  • the final tightening is performed until the rotation torque of the rotation servo 30 reaches a predetermined final tightening completion value.
  • the screw tightening system 1 stops pressing the screw and maintains the state in which the rotational torque is equal to or higher than the final tightening completion value for 100 ms.
  • the screw tightening system 1 releases the screw so that the rotation torque of the rotation servo 30 becomes 0% or less. Further, the screw tightening system 1 completes the screw tightening operation by moving the driver 51 upward and returning it to the original position.
  • the above-mentioned rotational torque and holding time are examples, and differ depending on the type of screw and the type of fastener / object to be fastened.
  • the determination unit 13 acquires rotation torque data points from the coupler 20 via the communication unit 12. Next, the determination unit 13 determines the normalized torque of the rotation torque data string consisting of a predetermined number of data points ending from the data points whose rotation torque is equal to or higher than the predetermined first threshold among the acquired data points. Generate a data string.
  • the normalized torque data string refers to the amount of change in the rotational torque at each data point with respect to the rotational torque at the first data point of the rotational torque data string.
  • the first threshold value is a predetermined value for the rotational torque of the rotary servo 30 when the screw tightening system 1 completes the temporary tightening of the screws and starts the final tightening.
  • the determination unit 13 acquires the second threshold value from a storage device (not shown).
  • the second threshold value is a predetermined threshold value for determining that a defect has occurred in screw tightening with respect to the value of the normalized torque at the data point at a predetermined position in the normalized torque data string. Is.
  • the determination unit 13 determines that a screw tightening defect has occurred when the normalized torque at the data point at the predetermined position in the normalized torque data string is equal to or greater than the predetermined second threshold value. As a result, the determination unit 13 determines whether the normalized torque at the data point at the predetermined position in the normalized torque data string is equal to or higher than the second threshold value, so that the screw tightening is defective. It can be determined that.
  • the determination unit 13 may acquire a third threshold value from a storage device (not shown).
  • the third threshold value is a predetermined value for determining that a defect has occurred in screw tightening for the total value of the normalized torque at the data points in the predetermined range in the normalized torque data string. It is a threshold.
  • the determination unit 13 determines that a screw tightening defect has occurred when the total of the normalized torques at the data points in the predetermined range is equal to or greater than the third threshold value in the normalized torque data string. .. As a result, the determination unit 13 determines whether the total of the normalized torques at the data points in the predetermined range is equal to or greater than the third threshold value in the normalized torque data string, so that a screw tightening defect occurs. It can be determined that it is.
  • FIG. 4 is a diagram showing a data string of normalized torque according to this embodiment.
  • the horizontal axis of FIG. 4 indicates the data point (sampling time), and the vertical axis indicates the value of the normalized torque.
  • Th2 on the vertical axis of FIG. 4 indicates a second threshold value.
  • the number of data points included in the normalized torque data string is 51, and the predetermined position is the 43rd position from the beginning of the data string. Therefore, when the normalized torque at the 43rd data point is Th2 or more, the determination unit 13 determines that a defect has occurred in screw tightening.
  • the data for 50 screws with normal screw tightening are shown in black, and the data for 32 screws with abnormal screw tightening are shown in gray.
  • the normalized torque at the 43rd data point was less than Th2.
  • the torque increases due to the screw traveling beyond the bottom of the screw hole, so that the normalized torque at the 43rd data point was Th2 or more. Therefore, according to the above determination, a defect in screw tightening can be appropriately determined.
  • the non-normalized torque (raw data) before adjusting the start points the torque varies greatly from work to work, so it is not possible to separate normal and abnormal with a single threshold value.
  • the specific value of the second threshold value may be appropriately set to a value that can determine whether the screw tightening is normal or defective.
  • the number of data points included in the normalized torque data string is not limited to 51, and may be appropriately set.
  • the predetermined position is not limited to the 43rd position, and may be appropriately set to a position where it can be determined whether the screw tightening is normal or defective by the second threshold value.
  • the screw tightening system 1 tightens the screw to the work in a state where the female screw is not cut at the place where the screw is tightened (tapping (self-tap)). ..
  • the screw tightening system 1 can also perform screw tightening on a work in which a female screw is cut in advance (tap) at a position where the screw is tightened.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of the screw tightening defect determination process according to the present embodiment. The determination of the occurrence of a defect in the screw tightening operation by the determination unit 13 will be described with reference to FIG.
  • the determination unit 13 acquires a rotation torque data string from the coupler 20 via the communication unit 12 (S1). Next, the determination unit 13 generates a data string of the normalized torque (S2). Next, the determination unit 13 acquires a second threshold value from the storage device, and determines whether the normalized torque at the data point at a predetermined position in the normalized torque data string is equal to or higher than the second threshold value (. S3). When the normalized torque is equal to or greater than the second threshold value (YES in S3), the determination unit 13 outputs a notification signal indicating that the screw tightening is defective to the notification device (S4). If the normalized torque is not equal to or greater than the second threshold value (NO in S3), the determination unit 13 ends the process without executing step S4.
  • the determination unit 13 acquires the third threshold value from the storage device in step S3, and is the total of the normalized torques at the data points in the predetermined range of the normalized torque data string equal to or more than the third threshold value? May be determined.
  • the screw tightening system includes a learning unit 70 (learning device) in addition to the configuration of the screw tightening system 1.
  • the learning unit 70 is configured to be capable of performing machine learning, and is, for example, a personal computer, a smartphone, a mobile information terminal, or a server.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configurations of the PLC 10 and the learning device according to this modification. As shown in FIG. 6, in this modification, the learning unit 70 is connected to the determination unit 13.
  • the learning unit 70 has a predetermined number, a predetermined position, and a predetermined number in the PLC 10 based on the learning data including the data string of the normalized torque and the determination result of normality or failure of the data string of the normalized torque.
  • One or more of the two thresholds is determined by learning.
  • the learning unit 70 has a predetermined number, a predetermined range, in the PLC 10 based on the learning data including the data string of the normalized torque and the determination result of normality or failure of the data string of the normalized torque.
  • one or more of the third thresholds may be determined by learning.
  • the learning unit 70 has a predetermined number and a predetermined number in the PLC 10 based on the learning data including the data string of the normalized torque and the determination result of normality or failure of the data string of the normalized torque.
  • the position and all of the second thresholds are determined by learning.
  • learning means machine learning and supervised learning.
  • supervised learning algorithms for example, neural networks, isolation forests, and support vector machines are used.
  • the learning unit 70 may calculate the anomaly degree score by using the probability density function and the kernelized probability model.
  • the probability density function is, for example, a normal distribution, but is not limited to this.
  • the learning unit 70 outputs a determined predetermined number, a predetermined position, or a second threshold value to the determination unit 13 included in the PLC 10.
  • the determination unit 13 can determine that a defect has occurred in screw tightening based on the determined predetermined number, predetermined position, or second threshold value.
  • the learning unit 70 may output a determined predetermined number, a predetermined range, or a third threshold value to the determination unit 13 included in the PLC 10.
  • the learning unit 70 outputs a determined predetermined number, a predetermined position, and a second threshold value to the determination unit 13 included in the PLC 10.
  • the determination unit 13 can determine that the screw tightening is defective based on the predetermined number, the predetermined position, and the second threshold value that the learning unit 70 has learned.
  • the learning unit 70 does not determine one or more of a predetermined number, a predetermined position, and a second threshold value by learning, the value not determined may be stored in advance in the storage device.
  • the learning unit 70 is based on the determination of a predetermined number of times by the determination unit 13, the elapse of a predetermined period, or the data string of the normalized torque in screw tightening when instructed from the outside, and the determination result by the determination unit. Then, one or more of a predetermined number, a predetermined position, and a second threshold value are updated by learning. As a result, the determination unit 13 can determine that a defect has occurred in screw tightening based on the updated predetermined number, predetermined position, or second threshold value.
  • the learning unit 70 determines the predetermined number of times by the determination unit 13, elapses of a predetermined period, or when there is an instruction from the outside, the data string of the normalized torque in screw tightening, and the determination result by the determination unit. Based on the above, one or more of a predetermined number, a predetermined range, and a third threshold value may be updated by learning.
  • the learning unit 70 when the learning start condition is satisfied, has a predetermined number, a predetermined position, and a number based on the data string of the normalized torque in screw tightening and the determination result by the determination unit. 2 All of the thresholds are updated by learning.
  • the determination unit 13 can determine that a defect has occurred in screw tightening based on the updated predetermined number, predetermined position, and second threshold value.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of the screw tightening defect determination process according to this modification.
  • the determination unit 13 performs the processes from S1 to S5. Since the processing by the determination unit 13 from S1 to S4 is the same as described above, the description thereof will be omitted.
  • the determination unit 13 determines the determination result to the learning unit 70. Data is output (S5).
  • the determination unit 13 outputs the learning data including the data string of the normalized torque and the determination result of normality or failure of the data string of the normalized torque to the learning unit 70. Then, the determination unit 13 ends the process of determining the occurrence of a defect.
  • the learning unit 70 determines whether or not the condition for starting learning is satisfied (S11).
  • the conditions for starting learning are, for example, (I) Immediately after starting the processing of the learning unit 70, (Ii) The determination unit 13 determines a predetermined number of times. (Iii) A predetermined period has elapsed since the last condition for starting learning was satisfied, and (iv) an instruction to start learning is received from the outside. When any of these conditions is satisfied, the learning unit 70 determines that the learning start condition is satisfied.
  • the conditions for starting learning are not limited to these. Further, one or more of these may not be a condition for starting learning.
  • the learning unit 70 repeats step S11 until the learning start condition is satisfied.
  • the learning unit 70 acquires learning data (S12).
  • the learning data is the teacher data stored in the storage device.
  • the learning data is the learning data stored in the storage device from the determination unit 13 in step S5.
  • the learning unit 70 determines a predetermined number in the PLC 10 by learning based on the learning data, and outputs the predetermined number to the determination unit 13 (S13).
  • the determination unit 13 determines a predetermined position and the second threshold value in the PLC 10 by learning based on the learning data, and outputs the predetermined position and the second threshold value to the determination unit 13 (S14). Then, the learning unit 70 ends the learning process.
  • the determination unit 13 determines in S14 a predetermined range and a third threshold value in the PLC 10 based on the learning data, and determines the predetermined range and the third threshold value by learning.
  • the third threshold value may be output to the determination unit 13.
  • control block particularly the determination unit 13 and the learning unit 70 of the PLC 10 may be realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, or may be realized by software.
  • the PLC 10 is equipped with a computer that executes a program instruction, which is software that realizes each function.
  • the computer includes, for example, one or more processors and a computer-readable recording medium that stores the program. Then, in the computer, the processor reads the program from the recording medium and executes the program, thereby achieving the object of the present invention.
  • the processor for example, a CPU (Central Processing Unit) can be used.
  • the recording medium in addition to a “non-temporary tangible medium” such as a ROM (Read Only Memory), a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used.
  • a RAM RandomAccessMemory
  • the program may be supplied to the computer via any transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the program. It should be noted that one aspect of the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the above program is embodied by electronic transmission.
  • the screw tightening defect determination device samples the rotational torque of the driver for tightening the screw, which causes a rotational movement around the axis, at a predetermined cycle.
  • the rotation torque data string consisting of a predetermined number of data points ending with the data point at which the rotation torque becomes a predetermined first threshold value or more is the first data point of the data string.
  • a data string of normalized torque which is the amount of change with respect to the rotational torque, is generated, and it is determined whether or not a defect has occurred in screw tightening based on the data string of the normalized torque.
  • the normalized torque data string with, for example, the abnormal torque data string, and determine whether or not a screw tightening defect has occurred. Therefore, for example, when a tapping screw is used for a soft material, it is possible to determine whether or not a defect has occurred in screw tightening even in a situation where the torque value fluctuates for each work.
  • the normalized torque at the data point at a predetermined position in the normalized torque data string is equal to or higher than a predetermined second threshold value. In some cases, it is preferable to determine that the screw tightening is defective.
  • a defect has occurred in screw tightening by determining whether the normalized torque at the data point at a predetermined position is equal to or higher than the second threshold value in the normalized torque data string. Can be determined.
  • the learning device has a screw tightening defect based on learning data including the data string of the normalized torque and the determination result of normality or defect of the data string of the normalized torque.
  • the predetermined number, the predetermined position, and the predetermined second threshold in the determination device are determined by learning, and the predetermined number, the predetermined position, or the predetermined second is determined.
  • the threshold value is output to the screw tightening defect determination device.
  • the data of the normalized torque in the screw tightening is obtained when the determination unit determines a predetermined number of times, the predetermined period elapses, or an external instruction is given. It is preferable to update one or more of the predetermined number, the predetermined position, and the predetermined second threshold value by learning based on the column and the determination result by the determination unit.
  • the total of the normalized torques at the data points in the predetermined range of the normalized torque data strings is equal to or higher than the predetermined third threshold value. If this is the case, it is preferable to determine that a defect has occurred in the screw tightening.
  • the learning device is screw-tightened based on the learning data including the data string of the normalized torque and the determination result of normality or failure of the data string of the normalized torque.
  • the predetermined number, the predetermined range, or the predetermined range determined by learning one or more of the predetermined number, the predetermined range, and the predetermined third threshold value in the defect determination device. 3
  • the threshold value is output to the screw tightening defect determination device.
  • the data of the normalized torque in the screw tightening is obtained when the determination unit determines a predetermined number of times, the predetermined period elapses, or an external instruction is given.
  • One or more of the predetermined number, the predetermined range, and the predetermined third threshold value may be updated by learning based on the column and the determination result by the determination unit.
  • Screw tightening system 10 PLC (Screw tightening defect judgment device) Servo for 30 rotations (1st motor) 40 Reciprocating servo (second motor) 51 Driver 70 Learning unit (learning device)

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Abstract

柔らかい材料にタッピングねじを用いる場合においても、ネジ締めに不良が発生しているか否かを判定する。ＰＬＣ（１０）は、所定の数のデータ点からなる回転トルクのデータ列について、当該データ列の最初のデータ点における回転トルクに対する変化量である正規化トルクのデータ列を生成し、正規化トルクのデータ列に基づいてネジ締めに不良が発生しているか否かを判定する判定部（１３）を備える。

Description

ネジ締め不良判定装置
　本発明はネジ締め不良判定装置に関する。
　特許文献１には、クラッチ機構において、減速機構のインターナルギヤに係合する鋼球に対し、前記鋼球を弾力的に支持するスプリングを収納する筒状ケーシングを備え、前記筒状ケーシング内の前記スプリングの弾力調整を行う調整ねじ具を外部操作可能に設けてなるトルク調整機構を設け、前記筒状ケーシングの外側面にトルク検出素子を設ける電動回転工具のねじ締め状態検出装置が開示されている。
　引用文献１に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置は、例えばねじ締め作業に際してトルク検出素子により検出される出力信号の検出値に基づいて、当該検出値をトルク値に変換することによって、ねじ締め状態の良否判定を行うことができる。
日本国特開２０１６－１４７３１７号公報
　しかしながら、例えば樹脂などの柔らかい材料（ワーク）に対してタッピングねじを用いる場合、ねじの長さ間違いまたはワークの形成不良などにより、タッピングねじの座面がワークに接触するまでの工程である仮締め時にワークの底部からタッピングねじ先端が進行する現象が生じうる。この場合、例えばタッピングねじの仮締めからタッピングねじの座面がワークに接触した後の工程である本締めまでに要するトルク値が異なる。しかし、トルク値はワークごとに変動する。このため、特許文献１に記載の電動回転工具のねじ締め状態検出装置において単純にトルク値に基づいてねじ締め状態の良否判定を行うだけでは、タッピングねじが底部に正常に到達しているか否かを判定することが困難であった。
　本発明の一態様は、柔らかい材料にタッピングねじを用いる場合においても、ネジ締めに不良が発生しているか否かを判定することが可能なネジ締め不良判定装置を実現することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るネジ締め不良判定装置は、ネジを締めるためのドライバーの、軸周りでの回転運動を生じさせるモータの回転トルクを所定の周期でサンプリングしたデータ点のうち、前記回転トルクが所定の第１閾値以上になるデータ点を末尾とする、所定の数のデータ点からなる前記回転トルクのデータ列について、当該データ列の最初のデータ点における前記回転トルクに対する変化量である正規化トルクのデータ列を生成し、前記正規化トルクのデータ列に基づいてネジ締めに不良が発生しているか否かを判定する。
　本発明の一態様に係るネジ締め不良判定装置によれば、柔らかい材料にタッピングねじを用いる場合においても、ネジ締めに不良が発生しているか否かを判定することができる。
本実施形態に係るネジ締めシステムの概要を示すブロック図である。 本実施形態に係るＰＬＣの構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るネジ締めシステムの外観の例を示す図である。 本実施形態に係る正規化トルクのデータ列を示す図である。 本実施形態に係るネジ締め不良判定処理の一例を示すフローチャートである。 本実施形態の変形例に係るＰＬＣの構成および学習装置を示すブロック図である。 本実施形態の変形例に係るネジ締め不良判定処理の一例を示すフローチャートである。
　　以下、本発明の一側面に係る実施形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。
　§１　適用例
　図１は、本実施形態に係るネジ締めシステム１の概要を示すブロック図である。図１に示すように、ネジ締めシステム１は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）１０（ネジ締め不良判定装置）、カプラ２０、回転用サーボ３０（第１モータ）、および往復用サーボ４０（第２モータ）を備える。ネジ締めシステム１は、後述するドライバー５１（図３参照）の、軸周りでの回転運動および軸方向への往復運動により、ネジ締め動作を行う。このとき、ＰＬＣ１０は、ネジ締め動作の制御を行うとともに、当該ネジ締め動作における不良の発生を判定する。
　本明細書においては、ネジ締め動作における不良とは、底付きを意味する。底付きとは、ネジがネジ穴よりも長い、またはワークの形成不良などの理由で、ネジ締めが完了する前にネジ穴の底にネジが到達することをいう。
　回転用サーボ３０は、ドライバー５１の軸周りの回転運動を生じさせるモータである。また、回転用サーボ３０は、自身の回転速度（ｄｅｇ．／ｓ）、回転量（ｄｅｇ．）、および回転トルク（定格トルクに対する割合（％））をカプラ２０へ出力する。具体的には、回転用サーボ３０は、自身の回転速度、回転量、および回転トルクを所定の周期でサンプリングしたデータ点をカプラ２０へ出力する。
　往復用サーボ４０は、ドライバー５１の軸方向への往復運動を生じさせるモータである。また、往復用サーボ４０は、自身の回転によるドライバー５１の移動速度（ｍｍ／ｓ）、移動位置（ｍｍ）、および移動トルク（定格トルクに対する割合（％））をカプラ２０へ出力する。
　カプラ２０は、ＰＬＣ１０と、回転用サーボ３０および往復用サーボ４０と、を接続する。詳細には、カプラ２０は、ＰＬＣ１０から受信した制御信号を回転用サーボ３０および往復用サーボ４０へ送信する。また、カプラ２０は、回転用サーボ３０から受信した、回転用サーボ３０の回転速度、回転量および回転トルクを所定の周期でサンプリングしたデータ点をＰＬＣ１０へ送信する。また、カプラ２０は、往復用サーボ４０から受信した、往復用サーボ４０の回転によるドライバー５１の移動速度、移動位置および移動トルクをＰＬＣ１０へ送信する。
　以下の説明では、回転用サーボ３０の回転速度、回転量および回転トルク、および回転トルクのデータ列並びに往復用サーボ４０の回転によるドライバー５１の移動速度、移動位置および移動トルクを総称してパラメータと称することがある。
　図２は、ＰＬＣ１０の構成を示すブロック図である。ＰＬＣ１０は、ネジ締めシステム１の動作を制御する。図２に示すように、ＰＬＣ１０は、制御部１１、通信部１２、および判定部１３を備える。
　制御部１１は、回転用サーボ３０および往復用サーボ４０を制御するための制御信号を通信部１２へ出力する。通信部１２は、制御部１１から入力された制御信号をカプラ２０へ送信する。制御信号は、カプラ２０を介して回転用サーボ３０および往復用サーボ４０へ送信され、回転用サーボ３０および往復用サーボ４０を制御する。制御部１１は、回転用サーボ３０および往復用サーボ４０を同期させて制御する。また、制御部１１は、回転用サーボ３０および往復用サーボ４０のパラメータを当該回転用サーボ３０および往復用サーボ４０の制御にフィードバックする。
　通信部１２は、回転用サーボ３０および往復用サーボ４０から、カプラ２０を介してパラメータを受信する。制御部１１および判定部１３は、通信部１２を介して必要に応じてパラメータをカプラ２０から取得する。
　判定部１３は、ネジ締めに不良が発生しているか否かを判定する。判定部１３による判定の内容については後述する。
　また、ネジ締めシステム１は、図示しない報知装置をさらに備える。判定部１３は、ネジ締めに不良が発生していると判定した場合に、判定結果を報知装置により出力する。報知装置は、例えば判定結果を示す音声を出力するスピーカー、または判定結果を示す画像を表示するディスプレイである。
　§２　構成例
　（ネジ締めシステム１の構成）
　図３は、本実施形態に係るネジ締めシステム１の外観の例を示す図である。図３に示すように、ネジ締めシステム１は、回転用サーボ３０、往復用サーボ４０、ドライバーユニット５０および支柱６０を備える。また、図３には表れていないが、ネジ締めシステム１は、上述したとおり、ＰＬＣ１０およびカプラ２０も備える。
　ドライバーユニット５０は、ネジを締めるためのユニットである。ドライバーユニット５０は、ドライバー５１と、ネジ保持部５２とを備える。ドライバー５１は、軸周りで回転運動しながら軸方向に往復運動することで、ネジ締め動作を実行する。以下の説明では、ドライバー５１の軸方向のうち、ネジ締めの過程でドライバー５１が移動する方向を下方と称する。
　回転用サーボ３０は、ドライバー５１の上方に配され、ドライバー５１の軸周りの回転運動を生じさせる。また、ネジ保持部５２は、ドライバー５１の下方に設けられ、ドライバー５１によるネジ締めの対象となるネジを保持する。
　支柱６０は、ドライバーユニット５０を上下に移動可能に支持する。往復用サーボ４０は、支柱６０の上部に設けられ、ボールネジ（不図示）を介してドライバーユニット５０と接続されている。往復用サーボ４０の回転運動が、ボールネジにより上下方向への直線運動に変換される。その結果、ドライバーユニット５０が上下に往復運動する。
　（ネジ締め動作）
　ネジ締めシステム１によるネジ締めの動作は、以下のとおりである。まず、ネジを保持した状態のネジ保持部５２が、ネジ締めを行う対象であり、樹脂からなるワーク（不図示）の、ネジ締めを行う箇所へネジを降下させる。ただし、ワークは、柔らかい材料であれば、樹脂に限られない。次に、ドライバー５１は、ネジが仮着座するまで、ネジ締めを行う箇所へネジを回転させながら押し当てる。ここで、仮着座とは、ネジの座面がワークに接触した状態を指す。
　ネジ締めシステム１は、ネジが仮着座した状態から、さらにネジを回転させながら押し当てることで、本締めを行う。本実施形態では、本締めは、回転用サーボ３０の回転トルクが所定の本締め完了値に到達するまで行われる。回転トルクが本締め完了値に到達すると、ネジ締めシステム１は、ネジを押し当てることをやめ、回転トルクが本締め完了値以上である状態を１００ｍｓの間保持する。
　その後、ネジ締めシステム１は、回転用サーボ３０の回転トルクが０％以下になるようにして、ネジを解放する。さらに、ネジ締めシステム１は、ドライバー５１を上方へ移動させて元の位置に復帰させることで、ネジ締め動作を完了する。ただし、上述した回転トルクおよび保持時間は一例であり、ネジの種類および締結物／被締結物の種類によって異なる。
　（ネジ締め不良判定動作）
　具体的には、判定部１３は、通信部１２を介して回転トルクのデータ点をカプラ２０から取得する。次に判定部１３は、取得したデータ点のうち、回転トルクが所定の第１閾値以上になるデータ点を末尾とする所定の数のデータ点からなる回転トルクのデータ列について、正規化トルクのデータ列を生成する。ここで、正規化トルクのデータ列とは、回転トルクのデータ列の最初のデータ点における回転トルクに対する、それぞれのデータ点における回転トルクの変化量をいう。また、第１閾値は、ネジ締めシステム１がネジの仮締めを完了し、本締めを開始する時の、回転用サーボ３０の回転トルクについての所定の値である。
　判定部１３は、不図示の記憶装置から第２閾値を取得する。ここで、第２閾値は、正規化トルクのデータ列のうち、所定の位置のデータ点における正規化トルクの値についての、ネジ締めに不良が発生していることを判定するための所定の閾値である。
　判定部１３は、正規化トルクのデータ列のうち、所定の位置のデータ点における正規化トルクが所定の第２閾値以上である場合にネジ締めに不良が発生していると判定する。これにより、判定部１３は、正規化トルクのデータ列のうち、所定の位置のデータ点における正規化トルクが第２閾値以上であるかを判定することで、ネジ締めに不良が発生していることを判定することができる。
　なお、判定部１３は、不図示の記憶装置から第３閾値を取得してもよい。ここで、第３閾値は、正規化トルクのデータ列のうち、所定の範囲のデータ点における正規化トルクの合計値についての、ネジ締めに不良が発生していることを判定するための所定の閾値である。
　この場合、判定部１３は、正規化トルクのデータ列のうち、所定の範囲のデータ点における正規化トルクの合計が第３閾値以上である場合にネジ締めに不良が発生していると判定する。これにより、判定部１３は、正規化トルクのデータ列のうち、所定の範囲のデータ点における正規化トルクの合計が第３閾値以上であるかを判定することで、ネジ締めに不良が発生していることを判定することができる。
　図４は、本実施形態に係る正規化トルクのデータ列を示す図である。図４の横軸はデータ点（サンプリング時間）を示し、縦軸は正規化トルクの値を示す。図４の縦軸におけるＴｈ２は、第２閾値を示す。図４に示す例では、正規化トルクのデータ列に含まれるデータ点の数を５１とし、所定の位置を当該データ列の先頭から４３番目の位置としている。このため、４３番目のデータ点における正規化トルクがＴｈ２以上である場合に、判定部１３は、ネジ締めに不良が発生していると判定する。図４においては、ネジ締めが正常であった５０本のネジについてのデータが黒色、異常であった３２本のネジについてのデータが灰色で示されている。正常であったネジのデータでは、４３番目のデータ点における正規化トルクはいずれもＴｈ２未満であった。一方、異常であったネジのデータでは、ネジがネジ穴の底を超えて進行することによるトルク増加が生じるため、４３番目のデータ点における正規化トルクはいずれもＴｈ２以上であった。したがって、上記の判定によれば、ネジ締めにおける不良を適切に判定できる。なお、開始点を合わせる前の非正規化トルク（生データ）では、ワークごとのトルクのばらつきが大きいため、単一の閾値で正常と異常とを分離することはできない。
　第２閾値の具体的な値は、ネジ締めの正常と不良とを判定可能な値に適宜設定されればよい。また、正規化トルクのデータ列に含めるデータ点の数も５１に限らず、適宜設定されればよい。また、所定の位置についても４３番目の位置に限られず、第２閾値によりネジ締めの正常と不良とを判定可能な位置に、適宜設定されればよい。また、判定部１３が第３閾値を用いて判定を行う場合における、第３閾値の具体的な値、および、正規化トルクの合計値を算出するためのデータ点の具体的な範囲についても同様である。
　なお、上述したネジ締め動作の例は、ネジ締めシステム１は、ネジ締めを行う箇所に雌ネジが切られていない状態（タッピン（セルフタップ））のワークに対してネジ締めを行うものである。しかし、ネジ締めシステム１は、ネジ締めを行う箇所に雌ネジが予め切られた状態（タップ）のワークに対してネジ締めを行うことも可能である。
　§３　動作例
　図５は、本実施形態に係るネジ締め不良判定処理の一例を示すフローチャートである。判定部１３による、ネジ締め動作における不良の発生の判定について、図５を用いて説明する。
　図５に示すように、判定部１３は、通信部１２を介して回転トルクのデータ列をカプラ２０から取得する（Ｓ１）。次に、判定部１３は、正規化トルクのデータ列を生成する（Ｓ２）。次に、判定部１３は、記憶装置から第２閾値を取得して、正規化トルクのデータ列のうち、所定の位置のデータ点における正規化トルクが第２閾値以上であるかを判定する（Ｓ３）。正規化トルクが第２閾値以上である場合（Ｓ３においてＹＥＳ）、判定部１３は、ネジ締めが不良であることを示す報知信号を報知装置に出力する（Ｓ４）。正規化トルクが第２閾値以上でない場合（Ｓ３においてＮＯ）、判定部１３は、ステップＳ４を実行せずに処理を終了する。
　なお、判定部１３は、ステップＳ３において記憶装置から第３閾値を取得して、正規化トルクのデータ列のうち、所定の範囲のデータ点における正規化トルクの合計が第３閾値以上であるかを判定してもよい。
　§４　変形例
　以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
　本変形例に係るネジ締めシステムは、ネジ締めシステム１の構成に加えて、学習部７０（学習装置）を備える。学習部７０は、機械学習を行うことができるように構成されており、例えばパソコン、スマートフォン、携帯情報端末、またはサーバである。
　図６は、本変形例に係るＰＬＣ１０および学習装置の構成を示すブロック図である。図６に示すように、本変形例において、学習部７０は、判定部１３と接続されている。
　学習部７０は、正規化トルクのデータ列と、当該正規化トルクのデータ列についての正常または不良の判定結果とを含む学習用データに基づいて、ＰＬＣ１０における所定の数、所定の位置、および第２閾値のうち１以上を学習によって決定する。ただし、学習部７０は、正規化トルクのデータ列と、当該正規化トルクのデータ列についての正常または不良の判定結果とを含む学習用データに基づいて、ＰＬＣ１０における所定の数、所定の範囲、および第３閾値のうち１以上を学習によって決定してもよい。本実施形態において学習部７０は、正規化トルクのデータ列と、当該正規化トルクのデータ列についての正常または不良の判定結果とを含む学習用データに基づいて、ＰＬＣ１０における所定の数、所定の位置、および、第２閾値の全てを学習によって決定する。
　ここで、学習は、機械学習を意味し、教師あり学習を意味する。教師あり学習のアルゴリズムとして、例えばニューラルネットワーク、アイソレーションフォレスト、サポートベクターマシンが用いられる。また、学習部７０は、確率密度関数およびカーネル化確率モデルを用いて異常度スコアを算出するものであってもよい。確率密度関数は、例えば正規分布であるがこれに限られない。
　学習部７０は、決定した所定の数、所定の位置、または第２閾値をＰＬＣ１０が備える判定部１３に出力する。これにより、判定部１３は、決定した所定の数、所定の位置、または、第２閾値に基づいて、ネジ締めに不良が発生していると判定することができる。ただし、学習部７０は、決定した所定の数、所定の範囲、または第３閾値をＰＬＣ１０が備える判定部１３に出力してもよい。本実施形態において学習部７０は、決定した所定の数、所定の位置、および、第２閾値をＰＬＣ１０が備える判定部１３に出力する。これにより、判定部１３は、学習部７０が学習した決定した所定の数、所定の位置、および、第２閾値に基づいて、ネジ締めに不良が発生していると判定することができる。学習部７０が所定の数、所定の位置、および第２閾値のうち１以上を学習によって決定しない場合には、決定しない値については記憶装置に予め保存されていればよい。
　学習部７０は、判定部１３による所定の回数の判定、所定の期間の経過、または外部からの指示があった場合に、ネジ締めにおける正規化トルクのデータ列、および判定部による判定結果に基づいて、所定の数、所定の位置、および第２閾値のうち１以上を学習によって更新する。これにより、判定部１３は、更新された所定の数、所定の位置、または、第２閾値に基づいて、ネジ締めに不良が発生していると判定することができる。ただし、学習部７０は、判定部１３による所定の回数の判定、所定の期間の経過、または外部からの指示があった場合に、ネジ締めにおける正規化トルクのデータ列、および判定部による判定結果に基づいて、所定の数、所定の範囲、および第３閾値のうち１以上を学習によって更新してもよい。本実施形態において学習部７０は、学習開始の条件を満たした場合に、ネジ締めにおける正規化トルクのデータ列、および判定部による判定結果に基づいて、所定の数、所定の位置、および、第２閾値の全てを学習によって更新する。これにより、判定部１３は、更新された所定の数、所定の位置、および、第２閾値に基づいて、ネジ締めに不良が発生していると判定することができる。
　図７は、本変形例に係るネジ締め不良判定処理の一例を示すフローチャートである。以下に、判定部１３および学習部７０による、ネジ締め動作における不良の発生の判定について図７を用いて説明する。図７に示すように、判定部１３は、Ｓ１からＳ５までの処理を行う。Ｓ１からＳ４までの判定部１３による処理は、前述と同様であるため、説明を省略する。判定部１３は、正規化トルクが第２閾値以上でない場合（Ｓ３においてＮＯ）、またはネジ締めが不良であることを示す報知信号を報知装置に出力した後（Ｓ４）、学習部７０に判定結果のデータを出力する（Ｓ５）。具体的には、判定部１３は、正規化トルクのデータ列と、当該正規化トルクのデータ列についての正常または不良の判定結果とを含む学習用データを学習部７０に出力する。そして判定部１３は、不良の発生の判定の処理を終了する。
　学習部７０は、学習開始の条件を満たしたかを判定する（Ｓ１１）。学習開始の条件とは、例えば、
　（ｉ）学習部７０の処理を開始した直後であること、
　（ｉｉ）判定部１３による所定の回数の判定が行われること、
　（ｉｉｉ）最後に学習開始の条件を満たしてから所定の期間が経過すること、および
　（ｉｖ）外部から学習開始の指示を受け付けること
である。これらの条件のいずれかを満たした場合に、学習部７０は、学習開始の条件を満たしたと判定する。ただし、学習開始の条件はこれらに限られない。また、これらのうち１以上を、学習開始の条件としなくてもよい。
　学習開始の条件を満たしていない場合（Ｓ１１においてＮＯ）、学習部７０は学習開始の条件を満たすまでステップＳ１１を繰り返す。学習開始の条件を満たしている場合（Ｓ１１においてＹＥＳ）、学習部７０は学習用データを取得する（Ｓ１２）。学習部７０の処理を開始した直後である場合には、学習用データは、記憶装置に記憶されている教師データである。その他の場合には、学習用データは、ステップＳ５において判定部１３から記憶装置に記憶された学習用データである。次に、学習部７０は、学習用データに基づいてＰＬＣ１０における所定の数を学習によって決定し、当該所定の数を判定部１３に出力する（Ｓ１３）。次に、判定部１３は、学習用データに基づいてＰＬＣ１０における所定の位置および第２閾値を学習によって決定し、当該所定の位置および第２閾値を判定部１３に出力する（Ｓ１４）。そして、学習部７０は、学習処理を終了する。
　なお、判定部１３はＳ３において第３閾値を基準として判定した場合、判定部１３はＳ１４において学習用データに基づいてＰＬＣ１０における所定の範囲および第３閾値を学習によって決定し、当該所定の範囲および第３閾値を判定部１３に出力してもよい。
　〔ソフトウェアによる実現例〕
　ＰＬＣ１０の制御ブロック（特に判定部１３）および学習部７０は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
　後者の場合、ＰＬＣ１０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
　〔まとめ〕
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るネジ締め不良判定装置は、ネジを締めるためのドライバーの、軸周りでの回転運動を生じさせるモータの回転トルクを所定の周期でサンプリングしたデータ点のうち、前記回転トルクが所定の第１閾値以上になるデータ点を末尾とする、所定の数のデータ点からなる前記回転トルクのデータ列について、当該データ列の最初のデータ点における前記回転トルクに対する変化量である正規化トルクのデータ列を生成し、前記正規化トルクのデータ列に基づいてネジ締めに不良が発生しているか否かを判定する。
　上記の構成によれば、正規化トルクのデータ列と例えば異常時トルクのデータ列とを比較して、ネジ締めに不良が発生しているかを判定することができる。このため、例えば柔らかい材料にタッピングねじを用いる場合において、トルク値がワークごとに変動する状況でも、ネジ締めに不良が発生しているか否かを判定することができる。
　また、本発明の一態様に係るネジ締め不良判定装置において、判定部は、前記正規化トルクのデータ列のうち、所定の位置のデータ点における前記正規化トルクが所定の第２閾値以上である場合に前記ネジ締めに不良が発生していると判定することが好ましい。
　上記の構成によれば、正規化トルクのデータ列のうち、所定の位置のデータ点における正規化トルクが第２閾値以上であるかを判定することで、ネジ締めに不良が発生していることを判定することができる。
　また、本発明の一態様に係る学習装置は、前記正規化トルクのデータ列と、当該正規化トルクのデータ列についての正常または不良の判定結果とを含む学習用データに基づいて、ネジ締め不良判定装置における前記所定の数、前記所定の位置、および、前記所定の第２閾値のうち１以上を学習によって決定し、決定した前記所定の数、前記所定の位置、または、前記所定の第２閾値を前記ネジ締め不良判定装置に出力する。
　上記の構成によれば、学習によって決定した所定の数、所定の位置、または第２閾値に基づいて、ネジ締めに不良が発生していることを適切に判定することができる。
　また、本発明の一態様に係る学習装置は、前記判定部による所定の回数の判定、所定の期間の経過、または外部からの指示があった場合に、前記ネジ締めにおける前記正規化トルクのデータ列、および前記判定部による判定結果に基づいて、前記所定の数、前記所定の位置、および、前記所定の第２閾値のうち１以上を学習によって更新することが好ましい。
　上記の構成によれば、更新された所定の数、所定の位置、または第２閾値に基づいて、ネジ締めに不良が発生していることをより適切に判定することができる。
　また、本発明の一態様に係るネジ締め不良判定装置において、判定部は、前記正規化トルクのデータ列のうち、所定の範囲のデータ点における前記正規化トルクの合計が所定の第３閾値以上である場合に前記ネジ締めに不良が発生していると判定することが好ましい。
　上記の構成によれば、正規化トルクのデータ列のうち、所定の範囲のデータ点における正規化トルクの合計が第３閾値以上であるかを判定することで、ネジ締めに不良が発生していることを判定することができる。
　また、本発明の一態様に係る学習装置は、前記正規化トルクのデータ列と、当該正規化トルクのデータ列についての正常または不良の判定結果とを含む学習用データとに基づいて、ネジ締め不良判定装置における前記所定の数、前記所定の範囲、および、前記所定の第３閾値のうち１以上を学習によって決定し、決定した前記所定の数、前記所定の範囲、または、前記所定の第３閾値を前記ネジ締め不良判定装置に出力する。
　上記の構成によれば、学習によって決定した所定の数、所定の範囲、または、第３閾値に基づいて、ネジ締めに不良が発生していることを適切に判定することができる。
　また、本発明の一態様に係る学習装置は、前記判定部による所定の回数の判定、所定の期間の経過、または外部からの指示があった場合に、前記ネジ締めにおける前記正規化トルクのデータ列、および前記判定部による判定結果に基づいて、前記所定の数、前記所定の範囲、および、前記所定の第３閾値のうち１以上を学習によって更新してもよい。
　上記の構成によれば、更新された所定の数、所定の範囲、または第３閾値に基づいて、ネジ締めに不良が発生していることをより適切に判定することができる。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　１　ネジ締めシステム
　１０　ＰＬＣ（ネジ締め不良判定装置）
　３０　回転用サーボ（第１モータ）
　４０　往復用サーボ（第２モータ）
　５１　ドライバー
　７０　学習部（学習装置）

Claims (7)

  1. 　ネジを締めるためのドライバーの、軸周りでの回転運動を生じさせるモータの回転トルクを所定の周期でサンプリングしたデータ点のうち、前記回転トルクが所定の第１閾値以上になるデータ点を末尾とする、所定の数のデータ点からなる前記回転トルクのデータ列について、当該データ列の最初のデータ点における前記回転トルクに対する変化量である正規化トルクのデータ列を生成し、
    　前記正規化トルクのデータ列に基づいてネジ締めに不良が発生しているか否かを判定する判定部を備えるネジ締め不良判定装置。
  2. 　前記判定部は、前記正規化トルクのデータ列のうち、所定の位置のデータ点における前記正規化トルクが所定の第２閾値以上である場合に、前記ネジ締めに不良が発生していると判定する請求項１に記載のネジ締め不良判定装置。
  3. 　前記正規化トルクのデータ列と、当該正規化トルクのデータ列についての正常または不良の判定結果とを含む学習用データに基づいて、請求項２に記載のネジ締め不良判定装置における前記所定の数、前記所定の位置、および、前記所定の第２閾値のうち１以上を学習によって決定し、
    　決定した前記所定の数、前記所定の位置、または、前記所定の第２閾値を前記ネジ締め不良判定装置に出力する学習装置。
  4. 　前記判定部による所定の回数の判定、所定の期間の経過、または外部からの指示があった場合に、前記ネジ締めにおける前記正規化トルクのデータ列、および前記判定部による判定結果に基づいて、前記所定の数、前記所定の位置、および、前記所定の第２閾値のうち１以上を学習によって更新する請求項３に記載の学習装置。
  5. 　前記判定部は、前記正規化トルクのデータ列のうち、所定の範囲のデータ点における前記正規化トルクの合計が所定の第３閾値以上である場合に前記ネジ締めに不良が発生していると判定する請求項１に記載のネジ締め不良判定装置。
  6. 　前記正規化トルクのデータ列と、当該正規化トルクのデータ列についての正常または不良の判定結果とを含む学習用データとに基づいて、請求項５に記載のネジ締め不良判定装置における前記所定の数、前記所定の範囲、および、前記所定の第３閾値のうち１以上を学習によって決定し、
    　決定した前記所定の数、前記所定の範囲、または、前記所定の第３閾値を前記ネジ締め不良判定装置に出力する学習装置。
  7. 　前記判定部による所定の回数の判定、所定の期間の経過、または外部からの指示があった場合に、前記ネジ締めにおける前記正規化トルクのデータ列、および前記判定部による判定結果に基づいて、前記所定の数、前記所定の範囲、および、前記所定の第３閾値のうち１以上を学習によって更新する請求項６に記載の学習装置。
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