JP3249336U - Electric motor drive control system for electric rotary tools - Google Patents
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Abstract
【課題】不適正なねじ締め状態として判定された際には、直ちに電動モータを逆転駆動に切換えてねじの取外しを迅速かつ簡便に行うことができる電動回転工具の電動モータ駆動制御システムを提供する。【解決手段】電動回転工具10には、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駆動制御回路22と、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がそれぞれ設けられる。そして、電動モータ駆動制御回路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、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。【選択図】図1[Problem] To provide an electric motor drive control system for an electric rotating tool, which, when an improper screw tightening state is determined, immediately switches the electric motor to reverse drive to quickly and easily remove the screw. [Solution] An electric rotating tool 10 is provided with a switch operating member 14 for operating a drive switch 13 of an electric motor 12, an electric motor drive control circuit 22 for controlling the drive and stop of the electric motor 12, and a clutch operation detection sensor 28 for detecting the clutch operation of a clutch mechanism 18. The electric motor drive control circuit 22 is provided with a rotation amount detection means 24 for detecting the rotation amount of the leading electric motor 12. Furthermore, a load current detection means 26 is appropriately provided for detecting a load current obtained in the electric motor 12 based on a load torque (reaction force) applied to a driver bit 20. [Selected Figure] Figure 1
Description
本考案は、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回転工具において、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と共に、不適正なねじ締め状態として判定された際には、直ちに電動モータを逆転駆動に切換えてねじの取外しを迅速かつ簡便に行うことができる電動回転工具の電動モータ駆動制御システムに関するものである。This invention relates to an electric motor drive control system for an electric rotary tool that is configured to perform screw tightening operations by connecting a driver bit to the drive output shaft of an electric motor via a clutch mechanism, and that can simply and reliably confirm and determine whether a screw is properly tightened and whether there are various inappropriate screw tightening states during screw tightening operations, and that can immediately switch the electric motor to reverse drive if an inappropriate screw tightening state is determined, thereby quickly and easily removing the screw.
従来において、クラッチ機構を採用した電動ドライバーが種々提案されている。そこで、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が提案されている。Various electric screwdrivers using a clutch mechanism have been proposed in the past. An electric screwdriver has been proposed in which a rotation amount detection means for detecting the amount of rotation of an electric motor is provided in a control circuit of an electric motor that rotates a driver bit, and the amount of rotation of the electric motor is set to be detected and recorded during screw tightening work, and a control unit is provided that detects the completion state of screw tightening by the clutch operation of the clutch mechanism, and successively detects and records the amount of rotation of the electric motor from the start of screw tightening at the time of this clutch operation.
そこで、本考案者は、先に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自動ねじ締め制御方法および装置の開発に成功し、特許第6304661号(特許文献1)として特許を得ている。Therefore, the inventor first uses the electric screwdriver having the above configuration to perform a proper screw tightening operation (first time) at the start of a predetermined screw tightening operation, thereby starting detection of the rotation amount of the electric motor by the rotation amount detection means, then detects the completion state of the screw tightening by the clutch operation of the clutch mechanism, detects and records the rotation amount from the start of the screw tightening operation of the electric motor at the time of the clutch operation, and sets the detected and recorded rotation amount as a target rotation amount. Then, in the subsequent predetermined screw tightening operation (second time onwards), sequentially detects the rotation amount of the electric motor from the start of the screw tightening operation to the time of the clutch operation of the clutch mechanism after the screw tightening is completed, compares the rotation amount detected at the time of the clutch operation with the target rotation amount, and judges that the screw tightening state is proper if the rotation amount matches the target rotation amount (including the allowable range), and easily and reliably judges that the screw tightening state is defective or abnormal if the rotation amount does not match the target rotation amount (including the allowable range). The inventor has succeeded in developing an automatic screw tightening control method and device, which has been patented as Japanese Patent No. 6304661 (Patent Document 1).
また、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も提案されている。It has also been proposed that in an electric screwdriver configured as described above, a load current detection means can be provided and set to detect and record a load current value proportional to a screw tightening torque value, and together with a rotation amount detection means which detects and records the rotation amount of the electric motor, the rotation amount and load current value of the electric motor can be detected during clutch operation of the clutch mechanism, and compared with a preset target rotation amount (including an acceptable range) as well as a preset target load current value (including an acceptable range) to determine whether the screw tightening condition is good or bad, and further the load current value during clutch operation can be detected and the determination result can be displayed.
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。As described above, in the screw tightening device described in
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。However, in the screw tightening device, a screw tightening reference point (t1) is set for each screw tightening operation, and the amount of rotation of the rotating tool detected by the rotation amount detection means is detected from the screw tightening start point (t2) to the screw tightening completion point (t3). Therefore, it is necessary to always pay attention to the operation of setting the screw tightening reference point (t1). While this is not particularly problematic for an experienced worker, when an inexperienced worker performs screw tightening operations, it is conceivable that the appropriate work effect and work efficiency exhibited in the invention will not be obtained.
そして、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は、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および/または前記電動モータに発生する負荷電流値を検出する負荷電流値検出手段を設けて、ねじ締め作業において、前記電動モータの回転量および/または負荷電流値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および/または負荷電流値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ものである。In an electric screwdriver that employs the various clutch mechanisms proposed in the prior art described above, a rotation amount detection means for detecting the amount of rotation of the electric motor and/or a load current value detection means for detecting the load current value generated in the electric motor is provided in the control circuit of the electric motor that rotates the driver bit, and is set to detect and record the rotation amount and/or load current value of the electric motor during screw tightening work, and an electric screwdriver is configured in which the completion state of screw tightening is detected by the clutch operation of the clutch mechanism, and the rotation amount and/or load current value of the electric motor from the start of screw tightening at the time of clutch operation is detected and recorded sequentially.
そこで、前記構成からなる電動ドライバーを使用して、例えば、それぞれ共通する複数のねじ締め個所を有する複数のワークに対しねじ締め作業を行うに際し、前記共通する複数のねじ締め個所へそれぞれねじ軸寸法の相違するねじを適用する場合において、前記複数のワークにおけるそれぞれ共通する複数のねじ締め個所へ同一の順番でねじ締め作業を行う場合において、前記共通する複数のねじ締め個所におけるねじ締め作業においては、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および/または負荷電流値は、それぞれ異なる検出値となることから、単一の電動ドライバーを使用してそれぞれ複数のねじ締め個所への適正なねじ締め作業の対応は困難である。Therefore, when using an electric screwdriver having the above configuration to perform screw tightening operations on a number of workpieces each having a number of common screw tightening points, for example, when screws with different screw shaft dimensions are applied to the common screw tightening points, and when screw tightening operations are performed in the same order on the common screw tightening points of the multiple workpieces, in the screw tightening operations at the common screw tightening points, the completion state of screw tightening is detected by the clutch operation of the clutch mechanism, and the rotation amount and/or load current value from the start of screw tightening of the electric motor at the time of clutch operation will be different detection values for each, so it is difficult to properly perform screw tightening operations on each of the multiple screw tightening points using a single electric screwdriver.
このような観点から、本考案者は、ねじ締め作業を開始するに際し、予め設定した複数のワークに対して、それぞれ共通する複数のねじ締め個所へそれぞれ同一の順番で,ねじ締め作業を行うように設定し、ねじ締め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ドライバービットの回転に伴う電動モータの回転量および/または負荷電流値を、前記回転量検出手段および/または負荷電流値検出手段で順次複数のワークに対してそれぞれ検出し記憶し演算すると共に、前記複数回のねじ締め状態が全て適正であることを条件に目標回転量(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)を回転量記憶手段および/または負荷電流値記憶手段に設定し、前記検出された回転量および/または前記負荷電流値を、前記設定された目標回転量(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)と比較することによって、それぞれ適正なねじ締め状態の良否を判定するように構成することができることを突き止めた。From this perspective, the inventor has discovered that, when starting a screw tightening operation, it is possible to set the screw tightening operation to be performed in the same order on a plurality of pre-set workpieces at a plurality of common screw tightening points, and to detect, store and calculate the rotation amount and/or load current value of the electric motor associated with the rotation of the driver bit from the start of screw tightening to the clutch operation by the clutch mechanism upon completion of screw tightening sequentially for the plurality of workpieces by the rotation amount detection means and/or load current value detection means, and to set target rotation amount (including tolerance range) and/or target load current value (including tolerance range) in the rotation amount storage means and/or load current value storage means, on the condition that all of the plurality of screw tightening states are appropriate, and to determine whether or not each screw tightening state is appropriate by comparing the detected rotation amount and/or load current value with the set target rotation amount (including tolerance range) and/or target load current value (including tolerance range).
そこで、本考案者は、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に際して、それぞれ共通する複数のねじ締め個所を有する複数のワークに対しねじ締め作業を行うに際し、例えば前記共通する複数のねじ締め個所へそれぞれねじ軸寸法等の種別が相違するねじを適用する場合等のように、適用する複数のワークにおけるそれぞれ共通する複数のねじ締め個所へ同一の順番でねじ締め作業を行うように設定する場合において、ねじ締め作業者により、所定のねじ締め個所に対して予め設定されたねじの種別を間違えてねじ締め作業を行った時点でのねじ締め状態の良否判定に際しては、不良ないし異常状態であることが確認されると共に、このような場合においては直ちに当該ねじを取り外して、再度適正な種別のねじを選択し速やかに再度のねじ締め作業を行う必要があることを確認した。Therefore, the present inventor has confirmed that when using an electric screwdriver having the above-mentioned configuration to start a specified screw tightening operation, when tightening screws on multiple workpieces each having multiple common screw tightening points, for example when screws of different types such as screw shaft dimensions are applied to the multiple common screw tightening points, and when setting up to tighten screws in the same order to the multiple common screw tightening points in the multiple workpieces to which the screws are applied, if the screw tightening worker tightens the screw with the wrong type of screw that was previously set for the specified screw tightening point, when determining whether the screw tightening condition is good or bad, it is confirmed that the screw is in a poor or abnormal state, and in such a case it is necessary to immediately remove the screw, select the appropriate type of screw again, and quickly perform the screw tightening operation again.
そこで、本考案者は、ねじ締め作業者により、所定のねじ締め個所において、予め設定されたねじの種別の選択を間違えてねじ締め作業を行ったような場合における、ねじ締め状態の良否判定が不良状態であることが確認された際には、前記電動モータの駆動出力軸を直ちに逆転駆動に自動的に切換えることができる自動逆転駆動制御機構を設けることによって、ねじの取外し作業を迅速かつ簡便に行って、再度適正な種別のねじを選択し、再度のねじ締め作業を容易かつ確実に行うことができることを突き止めた。Therefore, the inventor discovered that if a screw tightening worker mistakenly selects the wrong pre-set type of screw at a specified screw tightening location and the screw tightening condition is determined to be poor, by providing an automatic reverse drive control mechanism that can immediately and automatically switch the drive output shaft of the electric motor to reverse drive, it is possible to quickly and easily remove the screw, select the appropriate type of screw again, and perform the screw tightening operation again easily and reliably.
従って、本考案の目的は、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すると共に、ねじ締め状態の良否を適正に判定することができるねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具を使用することにより、所要のねじ締め作業において、ねじ締め状態の良否判定が不良状態であることが確認された際に、当該ねじの取外し作業を迅速かつ簡便に行うことができる電動回転工具の電動モータ駆動制御システムを提供することにある。Therefore, the object of the present invention is to provide an electric motor drive control system for an electric rotary tool that is configured to perform screw tightening operations by connecting a driver bit to the drive output shaft of an electric motor via a clutch mechanism, and that is equipped with an electric rotary tool having a control means having a screw tightening condition judgment function that can properly judge whether the screw tightening condition is good or bad, so that when it is confirmed that the screw tightening condition is poor during the required screw tightening operation, the screw removal operation can be performed quickly and easily.
前記目的を達成するため、本考案の請求項1に記載の電動回転工具の電動モータ駆動制御システムは、所定のねじ取付け対象物に対して所要のねじ締め作業を行うように設定されると共に、ねじ締め完了後において当該ねじのねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具からなり、前記電動回転工具により所定のねじ取付け対象物に対して所要のねじ締め作業を行う過程において、前記ねじ締め状態の良否を判定する制御手段によりねじ締め状態が不良と判定された際に、前記電動回転工具に対して電動モータの駆動を正転駆動から直ちに逆転駆動に自動的に切換えてねじの取外し作業を連続的に行うように構成した自動逆転駆動制御機構を電動モータ駆動制御回路に設けたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the electric motor drive control system of the present invention described in
本考案の請求項2に記載のねじ締め状態判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具の電動モータ駆動制御システムにおいては、前記ねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具として、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および/または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値を検出する負荷電流値検出手段を設け、
前記回転量記憶手段および/または負荷電流値記憶手段において、ねじ締め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ドライバービットの回転に伴う電動モータの回転量および/または負荷電流値に対して、前記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)を設定し、
ねじ締め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ドライバービットの回転に伴う電動モータの回転量および/または負荷電流値を、前記回転量検出手段および/または前記負荷電流値検出手段により順次検出した際に、前記回転量記憶手段および/または前記負荷電流値記憶手段に記録すると共に、前記検出された回転量および/または前記負荷電流値を前記設定された目標回転量(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)と比較してねじ締め状態の良否判定機能を有る制御手段を設けた電動回転工具からなることを特徴とする。 In the electric motor drive control system for an electric rotating tool equipped with a control means having a screw fastening state determination function according to
In the rotation amount storage means and/or the load current value storage means, the target rotation amount (including a tolerance range) and/or the target load current value (including a tolerance range) are set for the rotation amount and/or the load current value of the electric motor accompanying the rotation of the driver bit from the start of screw tightening to the clutch operation by the clutch mechanism accompanying the completion of screw tightening,
The electric rotary tool is characterized in that when the rotation amount and/or load current value of the electric motor associated with the rotation of the driver bit from the start of screw tightening to the clutch operation by the clutch mechanism upon completion of screw tightening are sequentially detected by the rotation amount detection means and/or the load current value detection means, they are recorded in the rotation amount memory means and/or the load current value memory means, and the detected rotation amount and/or load current value are compared with the set target rotation amount (including an allowable range) and/or target load current value (including an allowable range) to determine whether the screw tightening condition is good or bad.
本考案の請求項3に記載のねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具の電動モータ駆動制御システムは、ねじ締め状態の良否判定機能を有する前記制御手段において、前記回転量記憶手段に記録される前記クラッチ動作時点または前記停動トルクに基づく回転停止時点に検出される電動モータの回転量が、設定された目標回転量(許容範囲を含む)に適合すると判定された場合、および/または、前記負荷電流値記憶手段に記録される前記クラッチ動作時点に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検出値が、設定された目標負荷電流値(許容範囲を含む)に適合すると判定された場合には、ねじ締め状態を適正と判定し記録ないし表示する制御手段を設けたことを特徴とする。The electric motor drive control system for an electric rotating tool equipped with a control means having a function of determining whether a screw tightening state is good or bad as described in
本考案の請求項4に記載のねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具の電動モータ駆動制御システムは、ねじ締め状態の良否判定機能を有する前記制御手段において、所要のねじ締め作業に際し、前記回転量記憶手段に記録される前記クラッチ動作時もしくはその不動作時の電動モータの回転量が、設定された目標回転量(許容範囲を含む)に適合しないと判定された場合、および/または、前記負荷電流値記憶手段に記録される前記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検出値が、設定された目標負荷電流値(許容範囲を含む)に適合しないと判定された場合には、ねじ締め状態を不良と判定し記録ないし表示する構成としたことを特徴とする。The electric motor drive control system of an electric rotating tool equipped with a control means having a function of determining whether a screw tightening state is good or bad as described in claim 4 of the present invention is characterized in that, in the control means having the function of determining whether a screw tightening state is good or bad, when it is determined that the rotation amount of the electric motor when the clutch is operating or not operating, which is recorded in the rotation amount memory means, during a required screw tightening operation, does not match a set target rotation amount (including an allowable range), and/or when it is determined that the load current detection value proportional to the screw tightening torque value of the electric motor at the time of clutch operation, which is recorded in the load current value memory means, does not match a set target load current value (including an allowable range), the screw tightening state is determined to be poor and recorded or displayed.
本考案の請求項5に記載のねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具の電動モータ駆動制御システムは、、ねじ締め状態が不良と判定された際に、視覚的ないし聴覚的に有効なアラームを発生するように設定した表示器を設けたことを特徴とするThe electric motor drive control system of the electric rotating tool having a control means having a function of determining whether the screw fastening state is good or bad according to the fifth aspect of the present invention is characterized in that it is provided with an indicator set to generate an effective visual or audible alarm when the screw fastening state is determined to be bad.
本考案の請求項1に記載の電動回転工具の電動モータ駆動制御システムによれば、予め設定されたねじの種別の選択を間違えてねじ締め作業を行った場合における、ねじ締め状態の良否判定が不良状態であることが確認された際には、前記電動モータの駆動出力軸を直ちに逆転駆動に自動的に切換えることができることによって、ねじの取外し作業を迅速かつ簡便に行って、再度適正な種別のねじを選択し再度のねじ締め作業を容易かつ確実に行うことができる。According to the electric motor drive control system for an electric rotating tool described in
本考案の請求項2に記載の電動回転工具の電動モータ駆動制御システムによれば、ねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具として、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回転工具を使用して、予め設定した共通する複数のワークに対して、それぞれ同一または異種のねじを使用して、それぞれ所要の複数のねじ締め個所に対してねじ締め作業を行うように設定した場合に、ねじ締め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ドライバービットの回転に伴う電動モータの回転量および/または負荷電流値を、回転量検出手段および/または負荷電流値検出手段により、それぞれ検出し記憶し演算することによって、前記ねじ締め状態が全て適正であることを条件に目標回転量(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)を設定する回転量記憶手段および/または負荷電流値記憶手段を設けて、その後のねじ締め作業において検出される回転量および/または負荷電流値を、前記設定された目標回転量(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)と比較を行うことによって、ねじ締め状態の良否を適正にして容易かつ簡便に確認することができるねじ締め状態判定機能を備えた電動回転工具の使用によって、前述したように、予め設定されたねじの種別の選択を間違えてねじ締め作業を行った場合における、ねじ締め状態の良否判定が不良状態であることが確認された際には、前記電動モータの駆動出力軸を直ちに逆転駆動に自動的に切換えることができることによって、ねじの取外し作業を迅速かつ簡便に行って、再度適正な種別のねじを選択し再度のねじ締め作業を容易かつ確実に行うことができる。According to the electric motor drive control system for an electric rotating tool as set forth in
また、本考案の請求項2に記載のねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具の電動モータ駆動制御システムによれば、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、本考案によれば、使用するクラッチ方式の電動回転工具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、電動回転工具としての制御データ処理機能を高めることができる。According to the electric motor drive control system for an electric rotating tool equipped with a control means having a function of determining whether a screw tightening state is good or bad as described in
さらに、本考案の請求項3および請求項4に記載のねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具の電動モータ駆動制御システムによれば、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、選択したねじ軸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、選択したねじ軸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、本考案によれば、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。Furthermore, according to the electric motor drive control system for an electric rotating tool equipped with a control means having a function of determining whether a screw is fastened or not as described in
特に、本考案の請求項5に記載のねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具の電動モータ駆動制御システムによれば、前記制御手段によりねじ締め状態が不良と判定された際に、当該判定結果の表示手段として視覚的ないし聴覚的に有効なアラームを発生する表示器を設けることにより、前記アラームが発生することにより、ねじ締め作業者が、作業中のねじ締め状態が異常であることを容易に確認して、ねじの取り外し作業に移行することを確実に確認することができると共に、安全かつ迅速なねじ締め作業を達成することができる。In particular, according to the electric motor drive control system for an electric rotating tool equipped with a control means having a function of determining whether the screw tightening state is good or bad as described in
そして、本考案の請求項3および請求項4に記載のねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具の電動モータ駆動制御システムによれば、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軸寸法を、制御手段により正確に記録し、さらに記録されたその記録内容を表示することが容易に可能となる。According to the electric motor drive control system for an electric rotating tool equipped with a control means having a function of determining whether the screw tightening state is good or bad as described in
次に、本考案に係る電動回転工具の電動モータ駆動制御システムの実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。Next, an embodiment of an electric motor drive control system for an electric rotating tool according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
[本考案を適用する電動回転工具の構成例]
図1は、本考案に係る電動モータ駆動制御システムを実施するためのねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具の典型的な実施例を示す概略構成説明図である。[ Example of the configuration of an electric rotating tool to which the present invention is applied ]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a typical embodiment of an electric rotating tool equipped with a control means having a function of determining whether a screw tightening state is good or bad for implementing an electric motor drive control system according to the present invention.
図1において、参照符号10は電動回転工具を示し、この電動回転工具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。In FIG. 1,
前記電動回転工具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駆動制御回路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がそれぞれ設けられる。そして、前記電動モータ駆動制御回路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。The
なお、本実施例の電動回転工具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、例えば電動回転工具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。In the
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。In this embodiment, the rotation amount detection means 24 for detecting the rotation amount of the
さらに、前記電動モータ12の負荷電流値を検出するための負荷電流値検出手段26は、電動モータ12の電源回路において負荷電流値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。Furthermore, a load current value detection means 26 for detecting the load current value of the
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。The
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。The clutch
そこで、本実施例においては、ねじ締め状態の良否判定をするための制御手段として制御部30を設け、CPU32において、前記電動回転工具10における電動モータ12に設けた電動モータ駆動制御回路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、電動モータの駆動によるねじ締め操作とねじ取外し操作とを行うことができる電動モータの正転/逆転の切換え制御を可能としたモータ駆動制御信号S22aを出力すると同時に前記電動モータ駆動制御回路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。Therefore, in this embodiment, a
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においては、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に基づき、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。When the required screw tightening operation is performed by driving the
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においては、前記負荷電流値検出手段26により検出される負荷電流値検出信号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。As described above, at the time t0 when the
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。The
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。Similarly to the above, at the clutch operation time t1 obtained based on the clutch operation detection signal S28 detected by the clutch
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駆動制御回路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。As described above, when clutch operation is detected by the clutch
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。Furthermore, in this embodiment, as described above, when the
次に、前記構成からなる.ねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具の基本的な制御操作と、本考案に係るねじ締め作業におけるねじ締め状態の良否判定に伴う電動モータの駆動制御システムについて、前記制御部30の制御系統図とその制御操作プログラムを示すフローチャートに基づいて説明する。Next, the basic control operations of the electric rotating tool having the control means with the function of determining whether the screw tightening state is good or bad, and the drive control system of the electric motor associated with the determination of the screw tightening state in the screw tightening work according to the present invention will be described based on a control system diagram of the
[ねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具の制御操作]
図2は、図1に示す本考案に係る電動モータの制御システムに適用するねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具の制御系統を示し、図3は、図1に示す本考案に適用するねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具の前記制御部30の制御操作プログラムを示すフローチャートである。[ Control operation of an electric rotating tool equipped with a control means having a function of determining whether a screw fastening state is good or bad ]
FIG. 2 shows a control system of an electric rotating tool equipped with a control means having a function of determining whether a screw tightening state is good or bad, which is applicable to the electric motor control system of the present invention shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a flowchart showing a control operation program of the
図2において、前記制御部30の制御系統において、CPU32は全体を制御するプロセッサを示し、データバスを介して前述した操作スイッチ(エンコーダ)13、回転量検出手段24、負荷電流検出手段26、電動モータ制御回路24が接続されている。また、前記CPU32のデータバスには、制御プログラムが記憶されるROM50が接続されると共に、前記操作スイッチ(エンコーダ)13、回転量検出手段24、負荷電流値検出手段26により検出される電動回転工具10の動作に伴う検出データ等を格納する記憶手段としてのRAM60が接続されている。2, in the control system of the
すなわち、前記RAM60には、ねじ締め開始時点を記録し設定するねじ締め開始時点記憶部61と、回転量検出手段24により検出される回転量を記録すると共に目標回転量を設定する回転量記憶部62と、負荷電流値検出手段26により検出される負荷電流値を記録すると共に目標負荷電流値を設定する負荷電流値記憶部63とが設けられている。That is, the
さらに、前記CPU32のデータバスには、前記RAM60に格納される各種データに基づいて外部表示を行うための表示器としてのLCD40aがその制御回路としてのLCDIC40bを介して接続されると共に、適宜外部操作器によってデータ等の入出力を行う入出力回路52が接続される。Furthermore, an
次に、本考案に係る電動回転工具10の制御操作の具体例として、前記図1の構成および図2示す制御部30の制御系に基づいて、図3に示す制御操作の内容について説明する。Next, as a specific example of the control operation of the electric
先ず、本考案に係る電動回転工具10の駆動に際しては、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、前記電動モータ駆動制御回路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)。この場合、前記電動回転工具10の最初の使用に際しては、クラッチ機構18に対して、適用するねじ締め作業において使用するねじの規格に対応して、予め標準的なトルク調整を施しておくことが必要である。First, when driving the
そこで、本考案の電動回転工具10を最初に使用するに際しては、図3に示すように、最初のねじ締め操作として、所要のねじ締め対象物に対して、例えば単一ないしは複数のねじ締め個所を有する同一構成からなる複数のワークに対するねじ締め操作を複数回に亘って行う(STEP-1)。この場合、電動回転工具10に設けられた駆動スイッチ13の作動により、電動モータ12の駆動開始時点となるねじ締め開始時点t0を検出し、RAM60のねじ締め開始時点記憶部61に記録する(図2参照)。Therefore, when the electric
次いで、前記共通するねじ締め個所に対して、ねじ締め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ドライバービットの回転に伴う電動モータの回転量および/または負荷電流値を、前記回転量検出手段24および/または負荷電流値検出手段26で所要のワークに対して、それぞれ検出し記憶し演算すると共に、前記複数回のねじ締め状態が全て適正であることを条件に、所要のねじ締め個所に対する目標回転量(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)として回転量記憶部62および/または負荷電流値記憶部63に記録する(図2および図3参照)。Next, the rotation amount and/or load current value of the electric motor associated with the rotation of the driver bit from the start of screw tightening to the clutch operation by the clutch mechanism upon completion of screw tightening are detected, stored and calculated for the required work by the rotation amount detection means 24 and/or load current value detection means 26, respectively, for the common screw tightening point, and, provided that the multiple screw tightening states are all appropriate, these are recorded in the rotation
この場合、電動回転工具10に設けられた回転量検出手段24により、ねじ締めを行うドライバービット20の回転量に比例する電動モータ12の回転量のカウントを開始する。そして、前記ドライバービット20によるねじ締めが行われ、クラッチ機構18によるクラッチ動作が行われる時点t1までにカウントされたねじ締め回転量を、それぞれRAM60の回転量記憶部62に記録する(STEP-2)。In this case, the rotation amount detection means 24 provided in the electric
また、電動回転工具10に設けられた負荷電流値検出手段26により、前記電動回転工具10に設けられた回転量検出手段24と同様に、負荷電流値検出信号S26に基づいて、前記電動モータ12のねじ締めトルク値に比例する負荷電流値Itの検出を開始する(STEP-1′)。そして、前記ドライバービット20によるねじ締めが行われ、クラッチ機構18によるクラッチ動作が行われる時点t1までに逐次検出された電動モータ12の負荷電流値を、それぞれRAM60の負荷電流値記憶部63に記録する(STEP-2′)。Similarly to the rotation amount detection means 24 provided in the electric
このようにして、前記複数回に亘って行われたねじ締め操作において、ねじ締め状態が全て適正に行われたことを条件に、それぞれ前記回転量記憶部62に記録されたねじ締め回転量および/または前記負荷電流値記憶部63に記録されたねじ締め負荷電流値に基づいて、前記回転量記憶部62および/または前記負荷電流値記憶部63において、目標回転量Rm±α(±αは許容範囲)および/または目標負荷電流値Im±β(±βは許容範囲)として自動的に設定される(STEP-3、STEP-3′)。In this way, provided that all of the screw tightening operations performed multiple times were performed properly, the target rotation amount Rm±α (±α is within the acceptable range) and/or the target load current value Im±β (±β is within the acceptable range) are automatically set in the rotation
以上のようにして、本考案の実施に適用される電動回転工具10において、前記目標回転量Rm±α(±αは許容範囲)が設定されることにより、その後における所要のねじ締め作業を行うことができる(STEP-4)。従って、その後の電動回転工具10による所要のねじ締め作業を行う際には(STEP-4)、前述した場合と同様に、ねじ締め開始時点t0をからクラッチ機構18によるクラッチ動作が行われる時点t1までにカウントされたねじ締め回転量Rt1を検出して、前記回転量記憶部62に記録する(STEP-5)。In this manner, in the electric
また、本考案の実施に適用される電動回転工具10において、前記目標負荷電流値Im±β(許容範囲を含む)が設定されることにより、その後における所要のねじ締め作業を行うことができる(STEP-4′)。従って、その後の電動回転工具10による所要のねじ締め作業を行う際には(STEP-4′)、前述した場合と同様に、ねじ締め開始時点t0をからクラッチ機構18によるクラッチ動作が行われる時点t1までの電動モータ12の負荷電流値It1を逐次検出して、前記負荷電流値記憶部63に記録する(STEP-5′)。In the electric
前述したように検出されたねじ締め回転量Rt1は、前記前記回転量記憶部62に設定された目標回転量Rm±α(±αは許容範囲)と比較され(STEP-6)、その結果に基づいて、ねじ締め状態の良否を判定するように設定される。すなわち、前記検出されたねじ締め回転量Rt1と、目標回転量Rm±α(±αは許容範囲)との比較に際しては、Rm+α≧Rt1≧Rm-αの条件を満足すれば、適正なねじ締め状態と判定され(STEP-7)、前記条件を満足しない場合には、不良ないし異常なねじ締め状態と判定される(STEP-8)。As described above, the detected screw tightening rotation amount Rt1 is compared with the target rotation amount Rm±α (±α is an allowable range) set in the rotation amount storage unit 62 (STEP-6), and the screw tightening state is determined to be good or bad based on the result of the comparison. That is, when comparing the detected screw tightening rotation amount Rt1 with the target rotation amount Rm±α (±α is an allowable range), if the condition Rm+α≧Rt1≧Rm-α is satisfied, the screw tightening state is determined to be proper (STEP-7), and if the condition is not satisfied, the screw tightening state is determined to be bad or abnormal (STEP-8).
また、前述したように検出された負荷電流値It1は、前記前記負荷電流値記憶部63に設定された目標負荷電流値IRm±β(±βは許容範囲)と比較され(STEP-6′)、その結果に基づいて、ねじ締め状態の良否を判定するように設定される。すなわち、前記検出された負荷電流値It1と、目標負荷電流値Im±β(±βは許容範囲)との比較に際しては、Im+β≧It1≧Im-βの条件を満足すれば、適正なねじ締め状態と判定され(STEP-7′)、前記条件を満足しない場合には、不良ないし異常なねじ締め状態と判定される(STEP-8′)。As described above, the detected load current value It1 is compared with the target load current value IRm±β (±β is an allowable range) set in the load current value storage unit 63 (STEP-6'), and the good or bad of the screw fastening state is determined based on the result of the comparison. That is, when the detected load current value It1 is compared with the target load current value Im±β (±β is an allowable range), if the condition Im+β≧It1≧Im-β is satisfied, the screw fastening state is determined to be proper (STEP-7'), and if the condition is not satisfied, the screw fastening state is determined to be defective or abnormal (STEP-8').
なお、電動回転工具10の使用によるねじ締め操作およびその後の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、回転量記憶部61において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。In addition, when the screw tightening operation using the electric
そこで、本考案に適用する電動回転工具10においては、例えば、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。Therefore, in the
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、本考案に係る電動回転工具10においては、制御部30において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としてのLCD40aにより表示するように構成することができる(図1、図2参照)。In this way, when the screw tightening state is judged to be good or bad, a judgment display can be made that clearly distinguishes between a good judgment and a bad judgment. Therefore, in the electric
[本考案に係る電動回転工具の電動モータ駆動制御システム]
次に、前述した構成からなるねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具10を使用して、本考案に係る電動回転工具の電動モータ駆動制御システムを構築した場合の実施例について説明する。[ Electric motor drive control system for electric rotating tool according to the present invention ]
Next, an embodiment will be described in which an electric motor drive control system for an electric rotating tool according to the present invention is constructed using an electric
すなわち、図3および図2に示すように、所要のねじ締作業を開始する(STEP-4および/またはSTEP-4′)ことにより、クラッチ動作時点のねじ締め回転量Rt1および/または負荷電流値It1を検出し(STEP-5および/またはSTEP-5′)、それぞれ回転量記憶部62および/または負荷電流値記憶部53に記録される(STEP-6および/またはSTEP-6′)。That is, as shown in Figures 3 and 2, by starting the required screw tightening operation (STEP-4 and/or STEP-4'), the screw tightening rotation amount Rt1 and/or the load current value It1 at the time of clutch operation are detected (STEP-5 and/or STEP-5') and are recorded in the rotation
次いで、前記回転量記憶部62および/または負荷電流値記憶部53に記憶される前記回転量Rt1および/または負荷電流値It1は、それぞれ予め記録設定されている対応の目標回転量Rm±α(±αは許容範囲)および/または目標負荷電流値Im±β(±βは許容範囲)と比較される(STEP-6および/またはSTEP-6′)。Next, the rotation amount Rt1 and/or the load current value It1 stored in the rotation
そして、前記回転量記憶部62および/または負荷電流値記憶部53において、前記検出された回転量Rt1および/または負荷電流値It1が、対応の目標回転量Rm±α(±αは許容範囲)および/または目標負荷電流値Im±β(±βは許容範囲)に適合する場合には、適正なねじ締め状態であるとして、適正判定(STEP-7および/またはSTEP-7′)の出力信号が得られる。Then, in the rotation
しかしながら、記回転量記憶部62および/または負荷電流値記憶部53において、前記検出された回転量Rt1および/または負荷電流値It1が、対応の目標回転量Rm±α(±αは許容範囲)および/または目標負荷電流値Im±β(±βは許容範囲)に適合しない場合には、不適正なねじ締め状態であるとして、ねじ締め不良判定(STEP-8および/またはSTEP-8′)の出力信号が得られる。However, if the detected rotation amount Rt1 and/or load current value It1 do not conform to the corresponding target rotation amount Rm±α (±α is an allowable range) and/or target load current value Im±β (±β is an allowable range) in the rotation
従って、本考案においては、前述したねじ締め不良判定(STEP-8および/またはSTEP-8′)の出力信号が得られた場合には、前記電動回転工具10の電動モータ駆動制御回路22の正転/逆転の切換制御機構を正転駆動から逆転駆動に切換制御して(STEP-9および/またはSTEP-9′)、前記ねじ締め不良判定とされたねじの取外し迅速かつ確実に行うことができる。Therefore, in the present invention, when an output signal of the above-mentioned screw tightening failure judgment (STEP-8 and/or STEP-8') is obtained, the forward/reverse rotation switching control mechanism of the electric motor
そこで、本考案に係る電動回転工具の電動モータ駆動制御システムによれば、予め設定されたねじの種別について、作業者がその選択を間違えてねじ締め作業を行った場合において、ねじ締め状態の良否判定が不良状態であることが確認された際には、前記電動モータの駆動出力軸を正転駆動から直ちに逆転駆動に自動的に切換え制御することができることによって、ねじの取外し作業を迅速かつ簡便に行って、再度適正な種別のねじを選択し再度のねじ締め作業を容易かつ確実に行うことができる。Therefore, according to the electric motor drive control system for the electric rotating tool of the present invention, if an operator makes a mistake in selecting the preset type of screw when performing a screw tightening operation, and the screw tightening condition is determined to be poor, the drive output shaft of the electric motor can be automatically and immediately switched from forward drive to reverse drive, thereby quickly and easily performing the screw removal operation, and then the appropriate type of screw can be selected again and the screw tightening operation can be performed again easily and reliably.
また、本考案に係る電動回転工具の電動モータ駆動制御システムによれば、前述したように、ねじ締め状態の良否判定が不良状態であることが確認された際には、電動回転工具におけるねじ締め状態の良否判定の判定信号にS40に基づいて、表示器40において、例えば視覚的ないし聴覚的に有効なアラームを発生するように設定することができる(図1、図2参照)。Furthermore, according to the electric motor drive control system for the electric rotating tool of the present invention, as described above, when it is confirmed that the judgment of the screw tightening condition is poor, the
従って、このように、ねじ締め状態の良否判定において、その判定結果が不良状態である場合において、視覚的ないし聴覚的に有効なアラームを発生させることにより、ねじ締め作業者に対しての注意を喚起させて、ねじ締め作業中のねじ締め状態が異常であることを容易に確認させることができると共に、ねじの取り外し作業に移行することを確実に確認することができ、安全かつ迅速なねじ締め作業を達成することが可能となる。Therefore, in this manner, when the judgment of the screw tightening condition results in a poor condition, an effective visual or audible alarm is generated to alert the screw tightening worker and enable him or her to easily confirm that the screw tightening condition is abnormal during the screw tightening operation, and also to reliably confirm that the screw removal operation should be moved on to, thereby achieving safe and quick screw tightening operation.
以上、本考案において使用するねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段を備えた電動回転工具の電動モータ駆動制御システムの好適な実施例について説明したが、本実施例の電動回転工具10の回転量検出手段として、公知のロータリーエンコーダを使用することができる。この場合、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、前記エンコーダによる検出信号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。A preferred embodiment of the electric motor drive control system for an electric rotary tool equipped with a control means having a function of determining whether a screw is fastened properly, which is used in the present invention, has been described above, but a known rotary encoder can be used as the rotation amount detection means for the
また、本考案においては、ねじ締めの完了に伴い電動モータの回転駆動が停動トルクに到達することにより、その回転停止状態となることを、電動モータ12に対してエンコーダ等を設けることにより、前記電動モータ12の停動トルクに基づく回転停止時を検出することができ、これによりねじ締め開始時点からねじ締めの完了に伴う電動モータ12の回転量の検出ないし電動モータ12の負荷電流値の検出を適正に行うことができる。Furthermore, in the present invention, by providing an encoder or the like to the
さらに、本考案においては、前述した電動回転工具を使用してねじ締め作業を行う場合において、予め設定される共通するワークに対応するねじ取付け位置の順番に対して、それぞれ所定の位置に位置決めされる前記ワークに対して、その上方から、ねじ締めを行うねじ取付け位置を順次指定する所要のビーム光線を照射する設備を設けることができる。Furthermore, in the present invention, when performing screw tightening work using the above-mentioned electric rotary tool, a facility can be provided which irradiates the workpieces positioned at predetermined positions from above, in accordance with a predetermined order of screw mounting positions corresponding to a common workpiece, with the required beam of light which sequentially specifies the screw mounting positions for screw tightening.
以上の説明から明らかなように、本考案に適用する電動回転工具によれば、予め設定された共通するワークに対応するねじ取付け位置等を間違えたり、あるいは所定のねじ取付け位置に対して指定されたねじの種別の選択を間違えたりする等の人的作業ミスを、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。As is clear from the above explanation, the electric rotating tool applied to the present invention has the excellent effect of easily and reliably detecting human work errors such as making a mistake in the screw installation position corresponding to a predetermined common workpiece, or making a mistake in the selection of the type of screw specified for a specific screw installation position.
また、本考案に適用する前記構成からなる電動回転工具によれば、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操作を行うに際して、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。Furthermore, with the electric rotary tool having the above-described configuration applied to the present invention, when a predetermined number of screws are tightened sequentially during a required screw tightening operation, the quality of the tightening state of each screw as described above can be detected and recorded, and the number of tightened screws can also be detected and recorded all at once, making it possible to easily realize the construction of a production line that performs various screw tightening operations and a production management system for the network of these production lines.
特に、本考案に適用する電動回転工具によれば、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値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。In particular, according to the electric rotary tool applied to the present invention, in a required screw tightening operation, the rotation amount of the electric motor by the electric screwdriver is properly detected by utilizing the clutch mechanism, so that the proper screw tightening completion (screw seating) state can be easily and reliably determined, and each screw tightening state can be recorded or displayed in relation to the number of screws to be tightened continuously. Also, by detecting and recording the load current value of the electric motor at the time of clutch operation in each screw tightening operation, the load current value at the time of clutch operation can be confirmed in a very accurate correlation with the screw tightening torque value of each screw that has been tightened (seated). Therefore, by setting the detection of the rotation amount of the electric motor and the load current value of the electric motor to be detected, recorded or displayed in combination, it becomes possible to easily realize the construction of a production line performing various screw tightening operations and a production management system in the network thereof.
以上、本考案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を行う電動回転工具としても、同様に適用することができる。The above describes a preferred embodiment of the present invention in which a normal screw is used to control screw tightening on an object having a normal screw hole. However, the present invention is not limited to this embodiment and can be similarly applied to, for example, screw tightening control using tapping screws or drill screws, or to electric rotary tools that perform screw processing using taps.
10 電動回転工具 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 電動モータ駆動制御回路
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 負荷電流値検出手段 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
40a LCD 40b LCDIC
50 ROM 52 入出力回路
60 RAM 61 ねじ締め開始時点記憶部
62 回転量記憶部 63 負荷電流値記憶部
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 負荷電流値検出信号 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
t1 クラッチ動作時点
Rt1 クラッチ動作時点の回転量
It1 クラッチ動作時点の負荷電流値検出値REFERENCE SIGNS
26 Load current value detection means 28 Clutch operation detection sensor 29 Second encoder (rotation amount detection means)
30
50
Im±β Target load current value (including tolerance range)
t0: Electric motor drive start time/screw tightening start time t1: Clutch operation time Rt1: Rotation amount at clutch operation It1: Load current detection value at clutch operation
Claims (5)
前記電動回転工具により所定のねじ取付け対象物に対して所要のねじ締め作業を行う過程において、前記ねじ締め状態の良否判定機能を有する制御手段によりねじ締め状態が不良と判定された際に、前記電動回転工具に対して電動モータの駆動を正転駆動から直ちに逆転駆動に自動的に切換えてねじの取外し作業を連続的に行うように構成した自動逆転駆動制御機構を電動モータ駆動回路に設けたことを特徴とする電動回転工具の電動モータ駆動制御システム。 The electric rotating tool is configured to perform a required screw tightening operation on a predetermined screw-attaching object, and is equipped with a control means having a function of determining whether the screw is in a good or bad state after the screw tightening operation is completed,
an electric motor drive control system for an electric rotating tool, characterized in that an automatic reverse drive control mechanism is provided in an electric motor drive circuit, which is configured to automatically switch the drive of the electric motor of the electric rotating tool from forward drive to reverse drive immediately to continuously perform screw removal work when the control means having a function of determining whether the screw fastening state is good or bad during the process of performing a required screw fastening operation on a specified screw-fastening object using the electric rotating tool determines that the screw fastening state is bad.
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、前記ねじ締め状態判定機能を備えた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駆動制御回路と、前記電動モータの回転量を検出する回転量検出手段および/または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値を検出する負荷電流値検出手段を設け、
前記回転量記憶手段および/または負荷電流値記憶手段において、ねじ締め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ドライバービットの回転に伴う電動モータの回転量および/または負荷電流値に対して、前記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)を設定し、
ねじ締め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ドライバービットの回転に伴う電動モータの回転量および/または負荷電流値を、前記回転量検出手段および/または前記負荷電流値検出手段により順次検出した際に、前記回転量記憶手段および/または前記負荷電流値記憶手段に記録すると共に、前記検出された回転量および/または前記負荷電流値を前記設定された目標回転量(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)と比較してねじ締め状態の良否を判定する制御手段を設けたねじ締め状態判定機能を備えた電動回転工具からなることを特徴とする電動回転工具の電動モータ駆動制御システム。 2. The electric motor drive control system for an electric rotating tool according to claim 1, further comprising:
the screw tightening state determining device includes an electric motor, a drive switch for driving the electric motor, and a driver bit connected to a drive output shaft of the electric motor having a screw tightening state determining function via a reduction mechanism and a clutch mechanism, and further includes a switch operating member for operating the drive switch, a clutch operation detection sensor for detecting the clutch operation of the clutch mechanism, an electric motor drive control circuit for controlling the driving and stopping of the electric motor, and a rotation amount detection means for detecting the rotation amount of the electric motor and/or a load current value detection means for detecting a load current value obtained in the electric motor based on a load torque (reaction force) applied to the driver bit,
In the rotation amount storage means and/or the load current value storage means, the target rotation amount (including a tolerance range) and/or the target load current value (including a tolerance range) are set for the rotation amount and/or the load current value of the electric motor accompanying the rotation of the driver bit from the start of screw tightening to the clutch operation by the clutch mechanism accompanying the completion of screw tightening,
The electric motor drive control system for an electric rotating tool is characterized in that the electric rotating tool is equipped with a screw tightening state determination function, in which when the rotation amount and/or load current value of the electric motor associated with the rotation of the driver bit from the start of screw tightening to the clutch operation by the clutch mechanism upon completion of screw tightening are sequentially detected by the rotation amount detection means and/or the load current value detection means, they are recorded in the rotation amount memory means and/or the load current value memory means, and the detected rotation amount and/or load current value are compared with the set target rotation amount (including an allowable range) and/or target load current value (including an allowable range) to determine whether the screw tightening state is good or bad.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024003389U JP3249336U (en) | 2024-09-25 | 2024-09-25 | Electric motor drive control system for electric rotary tools |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024003389U JP3249336U (en) | 2024-09-25 | 2024-09-25 | Electric motor drive control system for electric rotary tools |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3249336U true JP3249336U (en) | 2024-12-03 |
Family
ID=93655160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024003389U Active JP3249336U (en) | 2024-09-25 | 2024-09-25 | Electric motor drive control system for electric rotary tools |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3249336U (en) |
-
2024
- 2024-09-25 JP JP2024003389U patent/JP3249336U/en active Active
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