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JP2009172734A - Screw parts fastening machine - Google Patents

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Publication number
JP2009172734A
JP2009172734A JP2008015598A JP2008015598A JP2009172734A JP 2009172734 A JP2009172734 A JP 2009172734A JP 2008015598 A JP2008015598 A JP 2008015598A JP 2008015598 A JP2008015598 A JP 2008015598A JP 2009172734 A JP2009172734 A JP 2009172734A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tightening
driver bit
motor
driver
thrust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008015598A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Suwa
吉昭 諏訪
Kazuya Kirimura
和也 桐村
Toyoaki Sugano
豊明 菅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nittoseiko Co Ltd
Original Assignee
Nittoseiko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nittoseiko Co Ltd filed Critical Nittoseiko Co Ltd
Priority to JP2008015598A priority Critical patent/JP2009172734A/en
Publication of JP2009172734A publication Critical patent/JP2009172734A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

【課題】 ドライバビットに付加される推力を制御してねじ部品を締結するねじ部品締結機を提供する。
【解決手段】 本発明は昇降用モータ5の回転を受けて作動する昇降機構2により昇降するドライバ台6と、ドライバ台6に保持された締付け用モータ8の回転を受けて回転するドライバビット3aとを備えるとともに、ドライバビット3aに付加される荷重を検出する荷重検出部7を設け、この荷重検出部7の検出値から昇降用モータ5の速度を制御してドライバビットに加わる推力を制御している。そのため、ドライバビット3aに付加される推力を検出して、昇降用モータ5の速度を制御でき、ドライバビット3aの下降速度を制御してドライバビット3aに付加される推力を任意の値に設定することができる。しかも、ドライバビット等の質量が変更になっても、設定された推力値を変更する必要がなくねじ締結作業を継続することができる。

【選択図】図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a screw part fastening machine for fastening a screw part by controlling a thrust applied to a driver bit.
The present invention relates to a driver base 6 that moves up and down by a lifting mechanism 2 that operates in response to the rotation of a lifting motor 5, and a driver bit 3a that rotates in response to the rotation of a tightening motor 8 held on the driver base 6. And a load detector 7 for detecting the load applied to the driver bit 3a, and the thrust applied to the driver bit is controlled by controlling the speed of the elevating motor 5 from the detected value of the load detector 7. ing. Therefore, the thrust applied to the driver bit 3a can be detected to control the speed of the elevating motor 5, and the descending speed of the driver bit 3a is controlled to set the thrust added to the driver bit 3a to an arbitrary value. be able to. Moreover, even if the mass of the driver bit or the like is changed, it is not necessary to change the set thrust value, and the screw fastening operation can be continued.

[Selection] Figure 1

Description

本発明は、ねじ、ボルト等のねじ部品の締結時にドライバビットからねじ部品に付加される推力を制御してねじ部品を締結するねじ部品締結機に関する。   The present invention relates to a screw part fastening machine that controls a thrust applied from a driver bit to a screw part when fastening a screw part such as a screw or a bolt to fasten the screw part.

最近、ねじをワークに締付ける場合には、ワークが樹脂材または薄板となると、めねじの強度が低くなることから、めねじの破損を防ぐため、セルフドリリングねじ、タッピングねじ、標準ねじ等ねじの種類および締付け工程中の各締付け段階に応じて適正な推力が得られるようにしたねじ部品締結機が開発されている。このねじ部品締結機1は、図3に示すようにドライバビット3aを備えたドライバツール3を有し、このドライバツール3は昇降用モータ5の回転を受けて作動する昇降機構2の昇降部21に取付けられて昇降する一方で、ツールコントローラ4fからの速度指令値を受けてドライバビット3aを設定速度で回転させるように構成されている。また、前記ねじ部品締結機1は所定締付けパターンの各締付け段階で制御部4dからサーボコントローラ4eに速度指令値を送って昇降用モータ5の出力トルクを制限するように構成されている。   Recently, when tightening a screw to a workpiece, the strength of the female screw is reduced if the workpiece is made of resin or thin plate. Therefore, in order to prevent damage to the female screw, self-drilling screws, tapping screws, standard screws, etc. A screw component fastening machine has been developed that can obtain an appropriate thrust according to the type and each tightening stage in the tightening process. As shown in FIG. 3, the screw component fastening machine 1 has a driver tool 3 having a driver bit 3 a, and the driver tool 3 is lifted and lowered by a lift mechanism 2 that operates by receiving the rotation of a lift motor 5. The driver bit 3a is rotated at a set speed in response to a speed command value from the tool controller 4f. The screw component fastening machine 1 is configured to limit the output torque of the lifting motor 5 by sending a speed command value from the control unit 4d to the servo controller 4e at each tightening stage of a predetermined tightening pattern.

特許第2894198号公報Japanese Patent No. 2894198

このねじ部品締結機1では、昇降用モータ5の出力トルクを制限することにより、ドライバビット3aの下降速度を抑えてドライバビット3aに付加される推力を抑えることができ、ねじ締結時のワーク10の損傷はかなり解消される。しかしながら、作業者は実際にドライバビット3aに付加される推力値を把握することができず、締付け不良発生の際の原因究明に支障を来す等の欠点が生じている。また、ドライバツール3と昇降部21との合算質量がドライバビット3aの推力に影響を与えることから、ドライバビット3aの破損等によりドライバビット3aを交換する度に、その質量の変更分だけ昇降用モータ5の出力トルクを設定し直さねばならず、現場作業に不向きな機器となる等の欠点が生じている。   In this screw component fastening machine 1, by restricting the output torque of the elevating motor 5, the descending speed of the driver bit 3a can be suppressed, and the thrust applied to the driver bit 3a can be suppressed. The damage is considerably eliminated. However, the operator cannot actually grasp the thrust value added to the driver bit 3a, and there are disadvantages such as hindering the investigation of the cause when the tightening failure occurs. Further, since the total mass of the driver tool 3 and the lifting / lowering unit 21 affects the thrust of the driver bit 3a, every time the driver bit 3a is replaced due to the damage of the driver bit 3a, etc. The output torque of the motor 5 has to be reset, resulting in a disadvantage that the device is unsuitable for field work.

上記課題の解決を目的として、本発明は昇降用モータの回転を受けて作動する昇降機構により昇降するドライバ台と、ドライバ台に保持された締付け用モータの回転を受けて回転するドライバビットとを備えたねじ部品締結機において、ドライバビットに付加される荷重を検出する荷重検出部をドライバ台に設け、この荷重検出部の検出値から昇降用モータの速度を制御してドライバビットの推力を制御するように構成されている。   For the purpose of solving the above problems, the present invention provides a driver base that moves up and down by an elevating mechanism that operates in response to the rotation of a lifting motor, and a driver bit that rotates in response to the rotation of a tightening motor held by the driver base. In the provided screw parts fastening machine, a load detection unit that detects the load applied to the driver bit is provided on the driver stand, and the thrust of the driver bit is controlled by controlling the speed of the lifting motor from the detection value of this load detection unit Is configured to do.

また、前記締付け用モータはトルク制御機能を有していてもよい。   The tightening motor may have a torque control function.

本発明によれば、ドライバビットに付加される推力を検出できるので、この推力があらかじめ設定された推力値となるように昇降用モータの速度を制御して、ドライバビットの下降速度を制御できる。そのため、作業者はドライバビットに付加される実際の推力値を把握することができ、締付け不良発生の際に原因究明が容易となるなどの利点がある。また、ドライバビットの交換等でドライバビットを含むドライバ台の質量が変更されても、これらの自重を考慮する必要がないので、各締付け段階で推力値が設定されていても、これらを変更することなく、ねじ部品の締結作業を継続することができ、現場作業に最適な機器を提供することができる。   According to the present invention, since the thrust applied to the driver bit can be detected, it is possible to control the descending speed of the driver bit by controlling the speed of the lifting motor so that the thrust becomes a preset thrust value. Therefore, the operator can grasp the actual thrust value added to the driver bit, and there is an advantage that the cause can be easily determined when a tightening failure occurs. In addition, even if the mass of the driver base including the driver bit is changed by exchanging the driver bit or the like, it is not necessary to consider the weight of the driver base, so even if the thrust value is set at each tightening stage, it is changed Therefore, it is possible to continue the fastening operation of the threaded parts, and to provide an optimum device for the field work.

また、締付け用モータがトルク制御機能を有している場合には、締付けトルクと推力を制御して締付けを行うことができるため、ワークの材質および締付けパターンに最適な締付けを行うことができる。   Further, when the tightening motor has a torque control function, it is possible to perform tightening by controlling the tightening torque and thrust, and therefore, it is possible to perform the optimal tightening for the workpiece material and the tightening pattern.

以下、図面に基づいて本発明を実施するための最良の形態を説明する。図1において、1はねじ部品の一例のねじを締結するねじ部品締結機であり、基台(図示せず)に固定された昇降機構2と、この昇降機構2の作動により昇降するドライバツール3と、これらを制御する制御装置4とから構成されている。前記昇降機構2は、上板2a、下板2bおよび直立板2cを有し、上板2aには昇降用ACサーボモータ(以下、昇降用モータという)5がその駆動軸5aを下方にして取付けられている。また、この駆動軸5aにはカップリング2dを介してボールねじ軸2eが連結されており、その下端は前記下板2bに回転自在に保持されている。さらに、このボールねじ軸2eにはそのねじ部に螺合するナット部材2fが案内されており、このナット部材2fにはドライバ台6が取付けられている。しかも、前記ナット部材2fは前記直立板2cに取付けられたリニアレール2gに案内されており、ボールねじ軸2eの回転にともなってドライバ台6が昇降するように構成されている。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a screw part fastening machine that fastens a screw of an example of a screw part, a lifting mechanism 2 fixed to a base (not shown), and a driver tool 3 that moves up and down by the operation of the lifting mechanism 2. And a control device 4 for controlling them. The elevating mechanism 2 has an upper plate 2a, a lower plate 2b, and an upright plate 2c, and an elevating AC servo motor (hereinafter referred to as elevating motor) 5 is attached to the upper plate 2a with its drive shaft 5a facing downward. It has been. A ball screw shaft 2e is connected to the drive shaft 5a via a coupling 2d, and the lower end thereof is rotatably held by the lower plate 2b. Further, the ball screw shaft 2e is guided with a nut member 2f that is screwed into the screw portion, and a driver base 6 is attached to the nut member 2f. Moreover, the nut member 2f is guided by a linear rail 2g attached to the upright plate 2c, and is configured such that the driver base 6 moves up and down as the ball screw shaft 2e rotates.

前記昇降用モータ5には、その駆動軸5aの回転に応じたパルス信号を出力するパルスエンコーダ5bが付設されており、このパルス信号が後記する制御部4dに送られ、昇降用モータ5の回転速度とナット部材2fの昇降量とがフィードバック制御されるように構成されている。   The raising / lowering motor 5 is provided with a pulse encoder 5b for outputting a pulse signal corresponding to the rotation of the drive shaft 5a. The pulse signal is sent to a control unit 4d to be described later, and the raising / lowering motor 5 is rotated. The speed and the lifting / lowering amount of the nut member 2f are feedback-controlled.

前記ドライバツール3は荷重検出部7を介してドライバ台6に取付けられた回転駆動源の一例の締付け用ACサーボモータ(以下、締付け用モータという)8を有し、この締付け用モータ8の駆動軸8aは後記する起歪管(図示せず)内を通ってドライバ台6を貫通し、その下方に突出するように構成されている。この駆動軸8aは、カップリング3bを介してドライバビット3aに直結されており、ドライバ台6の下降にともなう力、すなわち推力がドライバビット3aの先端に伝わるように構成されている。また、前記締付け用モータ8には昇降用モータ5と同様、駆動軸8aの回転に応じてパルス信号を出力するパルスエンコーダ8bが付設されており、そのパルス信号が制御部4dに送られ、締付け用モータ8の回転速度が制御されるように構成されている。   The driver tool 3 includes a tightening AC servo motor (hereinafter referred to as a tightening motor) 8 as an example of a rotational drive source attached to the driver base 6 via a load detection unit 7. The shaft 8a is configured to pass through a driver tube 6 through a strain tube (not shown), which will be described later, and project downward. The drive shaft 8a is directly connected to the driver bit 3a via the coupling 3b, and is configured such that a force accompanying the lowering of the driver base 6, that is, a thrust is transmitted to the tip of the driver bit 3a. The tightening motor 8 is provided with a pulse encoder 8b that outputs a pulse signal according to the rotation of the drive shaft 8a, as with the lifting motor 5, and the pulse signal is sent to the control unit 4d for tightening. The rotational speed of the motor 8 is controlled.

前記荷重検出部は、締付け用モータ8を保持可能な起歪管と、締付け時にドライバビット3aが上方への反力を受ける時に起歪管に生じる歪みを検出する歪みゲージ(図示せず)とからなっている。前記歪みゲージの検出値は制御部4dに送られ、この検出値からドライバビット3aに付加される推力が検出されるように構成されている。なお、起歪管と歪みゲージとからなる荷重検出部に代え、圧電素子(図示せず)を備えた構造の荷重検出部を利用することもできる。   The load detector includes a strain-generating tube that can hold the tightening motor 8, and a strain gauge (not shown) that detects strain generated in the strain-generating tube when the driver bit 3a receives an upward reaction force during tightening. It is made up of. The detected value of the strain gauge is sent to the control unit 4d, and the thrust added to the driver bit 3a is detected from the detected value. In addition, it replaces with the load detection part which consists of a strain tube and a strain gauge, and the load detection part of the structure provided with the piezoelectric element (not shown) can also be utilized.

前記ドライバビット3aの先端は横断面十字形状に形成されており、しかも金属製のねじ9を保持できるように磁化されている。なお、ドライバビット3aの移動路にねじ9を保持するチャックユニット(図示せず)を配置して、磁化されてないドライバビット3aによりチャックユニットに保持されたねじ9をワーク10に締付けるようにしてもよい。また、締付け用モータ8はACサーボモータでなくてもよく、トルク制御機能を有するDCモータ(図示せず)であってもよい。   The tip of the driver bit 3a is formed in a cross-shaped cross section and is magnetized so that the metal screw 9 can be held. A chuck unit (not shown) for holding the screw 9 is arranged in the moving path of the driver bit 3a, and the screw 9 held on the chuck unit by the non-magnetized driver bit 3a is fastened to the workpiece 10. Also good. The tightening motor 8 may not be an AC servo motor, but may be a DC motor (not shown) having a torque control function.

前記制御装置4は、記憶部4a、操作部4bおよび表示部4cが接続された制御部4dと、昇降用モータ5を制御するサーボコントローラ4eと、締付け用モータ8を制御するツールコントローラ4fとを有しており、各コントローラは制御部4dから送られる各種情報および指令信号により駆動されるように構成されている。前記記憶部4aは最終締付けトルク値、各締付け段階での締付け用モータ8の速度指令値、各締付け段階での昇降用モータ5の初期速度指令値・推力値等の各種情報を記憶するように構成されている。また、前記操作部4bは標準締付けパターン、タッピン締付けパターン、増し締めパターン、セルフドリリング締付けパターン等の締付けパターンから一つを選択する締付けパターン信号、締付け開始信号等各種指令信号を出力するように構成されている。さらに、前記操作部4bは設定モードおよび作業モードを選択できるように構成されており、設定モード時に各種情報を入力して記憶できるように構成されている。しかも、前記表示部4cは設定モード時最終締付けトルク値、選択された締付けパターンに応じた各締付け段階での締付け用モータ8の速度指令値・昇降用モータ5の初期速度指令値・推力値等の設定項目を表示する一方、作業モード時には締付け用モータの負荷電流から得られるトルク波形等各種情報を表示するように構成されている。   The control device 4 includes a control unit 4d to which a storage unit 4a, an operation unit 4b, and a display unit 4c are connected, a servo controller 4e that controls the lifting motor 5, and a tool controller 4f that controls the tightening motor 8. Each controller is configured to be driven by various information and command signals sent from the control unit 4d. The storage unit 4a stores various information such as a final tightening torque value, a speed command value of the tightening motor 8 at each tightening stage, and an initial speed command value and a thrust value of the lifting motor 5 at each tightening stage. It is configured. The operation unit 4b is configured to output various command signals such as a tightening pattern signal for selecting one from a tightening pattern such as a standard tightening pattern, a tapping tightening pattern, an additional tightening pattern, a self-drilling tightening pattern, and a tightening start signal. Has been. Further, the operation unit 4b is configured to be able to select a setting mode and a work mode, and is configured to be able to input and store various information in the setting mode. In addition, the display unit 4c displays the final tightening torque value in the setting mode, the speed command value of the tightening motor 8 at each tightening stage according to the selected tightening pattern, the initial speed command value, the thrust value of the lifting motor 5, and the like. In the work mode, various information such as a torque waveform obtained from the load current of the tightening motor is displayed.

前記制御部4dは、設定モード時に操作部4bから各種情報が入力されると、これら情報を記憶部4aに記憶するように構成されている。また、この制御部4dは作業モード時に、操作部4bから締付け開始信号が送られると、操作部4bで指示された締付けパターンに応じて各締付け段階での昇降用モータ5の初期速度指令値と、各締付け段階での設定推力値と、最終締付けトルク値と、各締付け段階の締付け用モータの速度指令値とが記憶部4aから呼出されてこれらが一時記憶される一方、各締付け段階毎に初期速度指令値がサーボコントローラ4eに送られるように構成されている。さらに、前記制御部4dは荷重検出部7の検出値から各締付け段階で設定推力値が得られる速度指令値を算出してこの算出速度指令値をサーボコントローラ4eに送るように構成されている。しかも、この制御部はツールコントローラ4fから締付け完了信号を受けると、サーボコントローラ4eに昇降用モータ5の停止後逆転指令値を送る一方、ナット部材2fが上限復帰すると停止指令信号をサーボコントローラ4eに送るように構成されている。同時に、この制御部4dは締付け開始信号を受けると最終締付けトルク値をツールコントローラ4fに送る一方、各締付け段階で速度指令値をツールコントローラ4fに送るように構成されている。   The control unit 4d is configured to store the information in the storage unit 4a when various types of information are input from the operation unit 4b in the setting mode. Further, when a tightening start signal is sent from the operation unit 4b in the work mode, the control unit 4d receives the initial speed command value of the lifting motor 5 at each tightening stage according to the tightening pattern instructed by the operation unit 4b. The set thrust value at each tightening stage, the final tightening torque value, and the speed command value of the tightening motor at each tightening stage are called from the storage unit 4a and temporarily stored, while each tightening stage is temporarily stored. The initial speed command value is configured to be sent to the servo controller 4e. Further, the control unit 4d is configured to calculate a speed command value from which the set thrust value is obtained at each tightening stage from the detection value of the load detection unit 7, and to send the calculated speed command value to the servo controller 4e. In addition, when the control unit receives a tightening completion signal from the tool controller 4f, it sends a reverse rotation command value after stopping the lifting motor 5 to the servo controller 4e. On the other hand, when the nut member 2f returns to its upper limit, Configured to send. At the same time, when receiving a tightening start signal, the control unit 4d is configured to send a final tightening torque value to the tool controller 4f, and to send a speed command value to the tool controller 4f at each tightening stage.

前記サーボコントローラ4eは、制御部4dから送られる初期速度指令値または算出速度指令値を受けると、これらに対応した速度で昇降用モータ5を回転させるようにフィードバック制御するように構成されている。また、このサーボコントローラ4eは制御部4dから停止後逆転指令値を受けると昇降用モータ5を一旦停止させた後低速度で逆転させる一方、停止指令信号を受けると昇降用モータ5を停止させるように構成されている。   When the servo controller 4e receives an initial speed command value or a calculated speed command value sent from the control unit 4d, the servo controller 4e is configured to perform feedback control so as to rotate the elevating motor 5 at a speed corresponding thereto. When the servo controller 4e receives a reverse rotation command value from the control unit 4d, the servo controller 4e temporarily stops the lifting motor 5 and then reverses it at a low speed. On the other hand, the servo controller 4e stops the lifting motor 5 when the stop command signal is received. It is configured.

前記ツールコントローラ4fは、各締付け段階の速度指令値を受けると、パルスエンコーダ8bからのパルス信号を受けて締付け用モータ8の回転速度を制御しながら最終締付けトルク値で締付け、最終締付けトルクに達してからさらに締付け用モータ8を所定回転角回転させて締付けを完了し、締付け完了信号を制御部に出力するように構成されている。また、このツールコントローラ4fは締付け用モータ8の負荷電流から締付けパターンの各締付け段階を検出して、これら締付け段階の検出信号を制御部4dに送るように構成されている。   When the tool controller 4f receives the speed command value at each tightening stage, the tool controller 4f receives the pulse signal from the pulse encoder 8b and tightens at the final tightening torque value while controlling the rotational speed of the tightening motor 8, and reaches the final tightening torque. Thereafter, the tightening motor 8 is further rotated by a predetermined rotation angle to complete the tightening, and a tightening completion signal is output to the control unit. The tool controller 4f is configured to detect each tightening step of the tightening pattern from the load current of the tightening motor 8 and send a detection signal of these tightening steps to the control unit 4d.

上記ねじ部品締結機では、設定モード時に操作部4bで標準ねじ締付けパターン、タッピング締付けパターン、増し締めパターン、セルフドリリング締付けパターン等のうちから一つの締付けパターンが選択され、締付けパターン信号が制御部4dに送られる。この締付けパターン信号に応じて最終締付けトルク、各締付け段階での締付け用モータ8の速度指令値、各締付け段階の昇降用モータ5の初期速度指令値および推力値が操作部4bで設定され、これらが記憶部4aで記憶される。例えば、セルフドリリング締付けパターンでは、図2に示すようにねじ9の先端がワーク10に当接するまでの締付け前段階では、昇降用モータ5に対応して高速の速度指令値が、また締付け用モータに対しては低速の速度指令値が設定される。また、ワーク10に下穴(図示せず)を開けるドリリング段階では昇降用モータ5に対しては大きな速度指令値と大きな設定推力値とが、締付け用モータ8に対しては高速の速度指令値が設定される。さらに、ねじ9が着座するまでのタッピン段階では昇降用モータ5に対してはめねじを破壊しない程度でドライバビット3aがねじ9の頭部からカムアウトしない程度の設定推力値が、締付け用モータ8に対しては中速の速度指令値が設定される。しかも、前記ねじ9が着座して後の締付け完了段階には着座時の衝撃でドライバビット3aがカムアウトしない十分な推力値が、また締付け用モータ8に対しては超低速の速度指令値が設定されるとともに、最終締付けトルク値になる時点からの回転角が設定される。   In the screw component fastening machine, in the setting mode, one tightening pattern is selected from the standard screw tightening pattern, the tapping tightening pattern, the additional tightening pattern, the self-drilling tightening pattern, and the like in the operation unit 4b, and the tightening pattern signal is transmitted to the control unit 4d. Sent to. In accordance with the tightening pattern signal, the final tightening torque, the speed command value of the tightening motor 8 at each tightening stage, the initial speed command value and the thrust value of the lifting motor 5 at each tightening stage are set by the operation unit 4b. Is stored in the storage unit 4a. For example, in the self-drilling tightening pattern, as shown in FIG. 2, in the stage before tightening until the tip of the screw 9 comes into contact with the workpiece 10, a high-speed speed command value corresponding to the lifting motor 5 is used. Is set to a low speed command value. In the drilling stage in which a pilot hole (not shown) is opened in the workpiece 10, a large speed command value and a large set thrust value are provided for the lifting motor 5, and a high speed command value is provided for the tightening motor 8. Is set. Further, in the tapping stage until the screw 9 is seated, the tightening motor 8 has a set thrust value that does not destroy the female screw to the lifting motor 5 and does not cause the driver bit 3a to come out of the head of the screw 9. On the other hand, a medium speed command value is set. In addition, at the completion of tightening after the screw 9 is seated, a sufficient thrust value is set so that the driver bit 3a does not come out due to impact at the time of seating, and an ultra-low speed command value is set for the tightening motor 8. At the same time, the rotation angle from the time when the final tightening torque value is reached is set.

その後、操作部4bで作業モードが選択された状態で、操作部4bから締付け開始信号が出力されると、操作部4bで指示された締付けパターンに対応した締付けパターン信号が制御部4dに送られる。この締付けパターン信号に応じて各種情報が呼出され、これらが一時記憶されると同時に、サーボコントローラ4eに締付け前段階に応じた高速の初期速度指令値が送られ、昇降用モータ5が高速で回転し始める。そのため、ボールねじ軸2eも一体に回転してナット部材2fがリニアレール2gに沿って下降する。このナット部材2fの下降にともない、ドライバツール3が下降し、同時にツールコントローラ4fにも最終締付けトルク値および締付け前段階での速度指令値が送られ、締付け用モータ8が所定速度で回転する。その間、締付け用モータ8の負荷電流からいずれの締付け段階かが検出され、その検出信号が制御部4dに送られる。締付け用モータの負荷電流からドリリング段階が検出されると、これに応じた昇降用モータ5の初期速度指令値がサーボコントローラ4eに送られる。同時に、ドライバビット3aの先端のねじ9がワーク10の下穴にねじ込まれる際にドライバビット3aに発生する反力が荷重検出部7の検出値として取り出される。この検出値がドリリング段階の設定推力値と一致するように昇降用モータ5の速度指令値が算出速度指令値として算出され、フィードバック制御される。そのため、昇降用モータ5の回転にともない下降するドライバビット3aに付加される推力がドリリング段階で最適な値に保持される。また、締付け用モータ8の負荷電流からタッピング段階、締付け完了段階が検出される際も、同様に昇降用モータ5および締付け用モータ8が駆動され、これら締付け段階で最適な回転速度で最適な推力をドライバビット3aに加えてその先端のねじ9をワーク10に締付けることができる。   Thereafter, when a tightening start signal is output from the operation unit 4b with the operation mode selected by the operation unit 4b, a tightening pattern signal corresponding to the tightening pattern instructed by the operation unit 4b is sent to the control unit 4d. . Various information is called according to the tightening pattern signal, and these are temporarily stored. At the same time, a high-speed initial speed command value corresponding to the pre-tightening stage is sent to the servo controller 4e, and the lifting motor 5 rotates at high speed. Begin to. Therefore, the ball screw shaft 2e also rotates integrally, and the nut member 2f descends along the linear rail 2g. As the nut member 2f is lowered, the driver tool 3 is lowered, and at the same time, the final tightening torque value and the speed command value at the stage before tightening are also sent to the tool controller 4f, and the tightening motor 8 rotates at a predetermined speed. In the meantime, any tightening stage is detected from the load current of the tightening motor 8, and the detection signal is sent to the control unit 4d. When the drilling stage is detected from the load current of the tightening motor, the initial speed command value of the lifting motor 5 corresponding to this is sent to the servo controller 4e. At the same time, the reaction force generated in the driver bit 3 a when the screw 9 at the tip of the driver bit 3 a is screwed into the prepared hole of the work 10 is taken out as a detection value of the load detection unit 7. The speed command value of the lifting motor 5 is calculated as the calculated speed command value so that the detected value matches the set thrust value in the drilling stage, and feedback control is performed. Therefore, the thrust applied to the driver bit 3a that descends with the rotation of the elevating motor 5 is held at an optimum value in the drilling stage. Further, when the tapping stage and the tightening completion stage are detected from the load current of the tightening motor 8, the lifting motor 5 and the tightening motor 8 are similarly driven, and the optimum thrust is obtained at the optimum rotational speed at the fastening stage. In addition to the driver bit 3a, the screw 9 at the tip can be fastened to the workpiece 10.

そのため、締付け工程中の各締付け段階で、昇降用モータ5はドライバビット3aに付加される推力が設定推力値になる速度で常に回転でき、ねじ9には締付けパターンに応じた設定推力値が付加されることとなり、各締付け段階で最適な推力が加えられる。また、各締付け段階で加える推力を荷重検出部7で検出しているため、作業者はドライバビット3aに付加される実際の推力値を把握でき、締付け不良の発生の際、原因究明が容易となる。また、ドライバツール3およびナット部材2fの自重の影響を考慮する必要がないので、ドライバビット3aの交換等でドライバビット3aを含む昇降部の質量が変更されても、各締付け段階で設定された推力を変更せずに、ねじ9の締付けを継続することができる。さらに、前記昇降部の自重よりも小さな推力で締付けを行う場合には、速度指令値は逆転方向の速度指令値を送るだけで、対応することができる。   Therefore, at each tightening stage in the tightening process, the lifting motor 5 can always rotate at a speed at which the thrust applied to the driver bit 3a becomes the set thrust value, and the set thrust value corresponding to the tightening pattern is added to the screw 9 As a result, the optimum thrust is applied at each tightening stage. In addition, since the load detecting unit 7 detects the thrust applied at each tightening stage, the operator can grasp the actual thrust value added to the driver bit 3a, and when the tightening failure occurs, the cause can be easily investigated. Become. In addition, since it is not necessary to consider the influence of the driver tool 3 and the weight of the nut member 2f, even if the mass of the elevating part including the driver bit 3a is changed by replacing the driver bit 3a or the like, it is set at each tightening stage The screw 9 can be continuously tightened without changing the thrust. Further, when the tightening is performed with a thrust smaller than the weight of the elevating unit, the speed command value can be dealt with by only sending the speed command value in the reverse direction.

なお、本実施態様では、セルフドリリング締付けパターンについて説明されているが、他のいずれの締付けパターンもセルフドリリング締付けパターンの締付け段階を一部省略することにより同様の作用効果が得られる。また、ツールコントローラ4fはトルク−角度法による締付けを行っているが、トルク法のみで締付けを行うこともできる。さらに、各締付け段階を締付け用モータの負荷電流から検出しているが、ドリリング段階、締付け完了段階を位置検出センサ(図示せず)によっても検出するようにすることもできる。   In this embodiment, the self-drilling tightening pattern has been described. However, in any other tightening pattern, the same effect can be obtained by omitting a part of the self-drilling tightening pattern tightening step. The tool controller 4f is tightened by the torque-angle method, but can be tightened only by the torque method. Further, although each tightening stage is detected from the load current of the tightening motor, the drilling stage and the tightening completion stage can also be detected by a position detection sensor (not shown).

本発明の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of this invention. 本発明に係るセルフドリリング締付けパターンの各締付け段階の設定推力値・締付け用モータの速度指令値並びに負荷電流特性を説明する波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram for explaining a set thrust value, a speed command value of a tightening motor, and a load current characteristic at each tightening stage of the self-drilling tightening pattern according to the present invention. 従来例の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 ねじ部品締結機
2 昇降機構
2a 上板
2b 下板
2c 直立板
2d カップリング
2e ボールねじ軸
2f ナット部材
2g リニアレール
3 ドライバツール
3a ドライバビット
3b カップリング
4 制御装置
4a 記憶部
4b 操作部
4c 表示部
4d 制御部
4e サーボコントローラ
4f ツールコントローラ
5 昇降用ACサーボモータ
5a 駆動軸
5b パルスエンコーダ
6 ドライバ台
7 荷重検出部
8 締付け用ACサーボモータ
8a 駆動軸
8b パルスエンコーダ
9 ねじ
10 ワーク

21 昇降部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Screw component fastening machine 2 Elevating mechanism 2a Upper board 2b Lower board 2c Upright board
2d Coupling 2e Ball screw shaft 2f Nut member 2g Linear rail 3 Driver tool 3a Driver bit 3b Coupling 4 Controller 4a Storage unit 4b Operation unit 4c Display unit 4d Control unit 4e Servo controller 4f Tool controller 5 Elevating AC servo motor 5a Drive shaft 5b Pulse encoder 6 Driver stand
7 Load detector 8 AC servomotor for tightening 8a Drive shaft 8b Pulse encoder 9 Screw 10 Workpiece

21 Elevator

Claims (2)

昇降用モータの回転を受けて作動する昇降機構により昇降するドライバ台と、ドライバ台に保持された締付け用モータの回転を受けて回転するドライバビットとを備えたねじ部品締結機において、
ドライバビットに付加される荷重を検出する荷重検出部をドライバ台に設け、この荷重検出部の検出値から昇降用モータの速度を制御してドライバビットに加わる推力を制御するように構成したことを特徴とするねじ部品締結機。
In a screw component fastening machine comprising a driver base that moves up and down by a lifting mechanism that operates in response to the rotation of a lifting motor, and a driver bit that rotates in response to the rotation of a tightening motor held by the driver base.
A load detector that detects the load applied to the driver bit is provided on the driver base, and the thrust applied to the driver bit is controlled by controlling the speed of the lifting motor from the detected value of the load detector. A screw part fastening machine that is characterized.
締付け用モータは、トルク制御機能を有することを特徴とする請求項1に記載のねじ部品締結機。   The screw component fastening machine according to claim 1, wherein the tightening motor has a torque control function.
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