JPH0899270A - Screw fastening method and device - Google Patents
Screw fastening method and deviceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ねじ締め作業全体の効率を高めることができ
るねじ締め方法及び装置を提供する。
【構成】 モータ10を回転させることによりねじを締
めるねじ締め装置である。モータ10の負荷が増大する
ことにより、ねじの着座を検出するねじ着座検出手段2
2と、ねじ着座検出手段22により、ねじの着座を検出
すると、モータ10を制動するモータ制動手段SW1、
SW2と,ねじ10の着座前は、モータ10を第1の回
転速度で回転し、ねじの着座後は、モータ10を第1の
回転速度よりも遅い第2の回転速度で回転するモータ制
御手段14とが設けられている。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a screw tightening method and device capable of improving the efficiency of the entire screw tightening work. [Structure] A screw tightening device that tightens a screw by rotating a motor 10. The screw seating detection means 2 for detecting seating of a screw when the load of the motor 10 increases.
2 and the motor seating detection means 22 detects motor seating, the motor braking means SW1 for braking the motor 10;
Motor control means for rotating the motor 10 at a first rotation speed before the SW2 and the screw 10 are seated, and for rotating the motor 10 at a second rotation speed slower than the first rotation speed after the screw is seated. And 14 are provided.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はモータを回転させること
によりねじを締めるねじ締め方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a screw tightening method and device for tightening a screw by rotating a motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】時計、カメラ等の精密機器、コンピュー
タ、ディスクメモリ装置等の電子機器等の各種産業にお
ける組立て作業において、ねじ締め作業は最も基本的な
ものである。このねじ締め作業は、モータ動力によりね
じ締めを行うねじ締め装置を用いて行われる。2. Description of the Related Art Screw assembly work is the most basic of the assembly work in various industries such as precision equipment such as watches and cameras, electronic equipment such as computers and disk memory devices. This screw tightening work is performed using a screw tightening device that tightens the screw by motor power.
【0003】一般にねじ締め作業においては、締め付け
トルクを予め設定した値にすることが求められる。設定
された締め付けトルクでのねじ締めを確実に行うために
は、モータの回転数が非常に重要である。回転数が速す
ぎると慣性によりねじの締めすぎが生じ、回転数が遅す
ぎるとねじ締め時間がかかりすぎることになるからであ
る。Generally, in screw tightening work, it is required to set the tightening torque to a preset value. The rotational speed of the motor is very important in order to securely tighten the screw with the set tightening torque. This is because if the rotation speed is too fast, the screws will be overtightened due to inertia, and if the rotation speed is too slow, the screw tightening time will be too long.
【0004】このため、従来のねじ締め装置では、ねじ
締めするねじ種と締め付けトルクに応じて、ねじの締め
すぎが生じない最大回転数によりねじ締めを行うことに
より、確実で効率的なねじ締め作業を実現しようとして
いる。Therefore, in the conventional screw tightening device, the screw tightening is performed at the maximum number of rotations that does not cause overtightening of the screw in accordance with the type of screw to be tightened and the tightening torque. I'm trying to get the work done.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ねじ締め装置は、ねじの締めすぎが生じ得ないねじ着座
前においても、ねじの締めすぎを考慮した回転数でモー
タを回転させており、ねじ締め作業全体として効率的で
はないという問題があった。本発明の目的は、ねじ締め
作業全体の効率を高めることができるねじ締め方法及び
装置を提供することにある。However, in the conventional screw tightening device, the motor is rotated at the number of rotations in consideration of the excessive tightening of the screw even before the screw is seated where the excessive tightening of the screw cannot occur. There was a problem that the tightening work as a whole was not efficient. An object of the present invention is to provide a screw tightening method and device that can improve the efficiency of the entire screw tightening work.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的は、モータを回
転させることによりねじを締めるねじ締め方法におい
て、前記ねじの着座前は、前記モータを第1の回転速度
で回転して前記ねじを前進させ、前記ねじの着座を、前
記モータの負荷が増大することにより検出し、前記ねじ
の着座を検出すると、前記モータを制動し、前記ねじの
着座後は、前記モータを前記第1の回転速度よりも遅い
第2の回転速度で回転し、前記ねじを締め付けることを
特徴とするねじ締め方法によって達成される。The above object is to provide a screw tightening method for tightening a screw by rotating a motor. Before the screw is seated, the motor is rotated at a first rotation speed to advance the screw. Then, the seating of the screw is detected by increasing the load of the motor, and when the seating of the screw is detected, the motor is braked, and after the seating of the screw, the motor is rotated at the first rotation speed. It is achieved by a screw tightening method characterized by rotating at a slower second rotation speed and tightening the screw.
【0007】上記目的は、モータを回転させることによ
りねじを締めるねじ締め装置において、前記モータの負
荷が増大することにより、前記ねじの着座を検出するね
じ着座検出手段と、前記ねじ着座検出手段により、前記
ねじの着座を検出すると、前記モータを制動するモータ
制動手段と、前記ねじの着座前は、前記モータを第1の
回転速度で回転し、前記ねじの着座後は、前記モータを
前記第1の回転速度よりも遅い第2の回転速度で回転す
るモータ制御手段とを有することを特徴とするねじ締め
装置によって達成される。In the screw tightening device for tightening the screw by rotating the motor, the screw seating detecting means for detecting seating of the screw due to an increase in the load of the motor, and the screw seating detecting means. When the seating of the screw is detected, motor braking means for braking the motor, before the seating of the screw rotates the motor at a first rotation speed, and after seating the screw, the motor is set to the first position. And a motor control unit that rotates at a second rotation speed that is slower than the first rotation speed.
【0008】[0008]
【作用】本発明によれば、ねじの着座前は、モータを第
1の回転速度で回転してねじを前進させ、ねじの着座
を、モータの負荷が増大することにより検出し、ねじの
着座を検出すると、モータを制動し、ねじの着座後は、
モータを第1の回転速度よりも遅い第2の回転速度で回
転し、ねじを締め付けるようにしたので、ねじ着座前の
作業時間を短縮することができる。しかも、ねじの着座
検出によりモータを制動するようにしているので、ねじ
締め対象に応じた最適なタイミングでモータを制動する
ことができる。According to the present invention, before the screw is seated, the motor is rotated at the first rotation speed to advance the screw, the seating of the screw is detected by an increase in the load of the motor, and the seating of the screw is performed. , The motor is braked, and after the screw is seated,
Since the motor is rotated at the second rotation speed lower than the first rotation speed to tighten the screw, the work time before the screw is seated can be shortened. Moreover, since the motor is braked by detecting the seating of the screw, the motor can be braked at the optimum timing according to the screw tightening target.
【0009】[0009]
【実施例】本発明の第1の実施例によるねじ締め装置を
図1及び図2を用いて説明する。図1に示すように、ね
じ締めを行うための回転手段として、モータ10が設け
られている。モータ10の一方の端子は、モータ電流検
出抵抗12を介して接地されている。モータ電流検出抵
抗12の電圧を検出することにより、モータ10に流れ
るモータ電流値を検出することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A screw tightening device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, a motor 10 is provided as a rotating means for tightening screws. One terminal of the motor 10 is grounded via the motor current detection resistor 12. By detecting the voltage of the motor current detection resistor 12, the value of the motor current flowing through the motor 10 can be detected.
【0010】モータ10の他方の端子は、スイッチSW
1を介してモータ駆動部14に接続されている。スイッ
チSW1は、常時は導通状態であるノーマリオン形スイ
ッチであり、スイッチコントローラ16からの制御信号
により遮断状態となり、モータ10からモータ駆動部1
4を切り離すことができる。モータ10の両端子間はス
イッチSW2を介して接続されている。スイッチSW2
は、常時は遮断状態であるノーマリオフ形スイッチであ
り、スイッチコントローラ16からの制御信号により導
通状態となり、モータ10の両端子を短絡することがで
きる。The other terminal of the motor 10 has a switch SW.
It is connected to the motor drive unit 14 via 1. The switch SW1 is a normally-on type switch that is normally in a conductive state, and is turned off by a control signal from the switch controller 16 so that the motor 10 moves to the motor drive unit 1.
4 can be separated. Both terminals of the motor 10 are connected via a switch SW2. Switch SW2
Is a normally-off type switch that is normally in a cut-off state, and is made conductive by a control signal from the switch controller 16, and both terminals of the motor 10 can be short-circuited.
【0011】ねじ締め装置全体を制御するためにマイク
ロコンピュータ(図示せず)が設けられており、マイク
ロコンピュータからの種々の制御信号に基づいて、モー
タ10が制御される。モータ駆動部14は、モータ駆動
信号に基づいてモータ10を駆動制御する。モータ駆動
信号は、上述したマイクロコンピュータから出力され、
効率的なねじ締め作業を行えるように、モータ10が所
定の最適定速回転数で回転するように定められる。A microcomputer (not shown) is provided to control the entire screw tightening device, and the motor 10 is controlled based on various control signals from the microcomputer. The motor drive unit 14 drives and controls the motor 10 based on the motor drive signal. The motor drive signal is output from the microcomputer described above,
The motor 10 is set to rotate at a predetermined optimum constant speed rotation speed so that the screw tightening work can be performed efficiently.
【0012】スイッチコントローラ16は、マイクロコ
ンピュータからの制動制御信号に基づいて、スイッチS
W1、SW2へのオンオフ制御信号を生成し、出力す
る。モータ制動制御におけるオンオフ制御信号の詳細に
ついては後述する。D/A変換部18は、マイクロコン
ピュータからのデジタルの電流設定信号をアナログ信号
に変換して、モータ電流制限部20に出力する。The switch controller 16 switches the switch S based on the braking control signal from the microcomputer.
An on / off control signal for W1 and SW2 is generated and output. Details of the on / off control signal in the motor braking control will be described later. The D / A converter 18 converts the digital current setting signal from the microcomputer into an analog signal and outputs it to the motor current limiter 20.
【0013】モータ電流制限部20は、D/A変換部1
8からの電流設定信号と、モータ電流検出抵抗12の電
圧値とを比較して、モータ10に流れるモータ電流が電
流設定値より大きくならないように制限する。モータ電
流制限部20からの出力信号は、モータ駆動部14と着
座検出部22に出力される。着座検出部22は、ねじの
着座をモータの負荷が増大することにより検出するもの
であり、本実施例では、モータ電流制限部20からの出
力信号によりモータ10が停動トルクに達して着座した
ことを検出し、着座検出信号をスイッチコントローラ1
6に出力する。The motor current limiter 20 is a D / A converter 1
The current setting signal from 8 and the voltage value of the motor current detection resistor 12 are compared to limit the motor current flowing through the motor 10 so as not to be larger than the current setting value. The output signal from the motor current limiter 20 is output to the motor driver 14 and the seating detector 22. The seating detection unit 22 detects the seating of the screw when the load on the motor increases, and in the present embodiment, the motor 10 reaches a stall torque and is seated by the output signal from the motor current limiting unit 20. That is detected and the seating detection signal is sent to the switch controller 1
6 is output.
【0014】スイッチコントローラ16は、着座検出信
号に基づいて所定のタイミングによりスイッチSW1、
SW2へのオンオフ制御信号を生成し、出力する。次
に、本実施例のねじ締め装置を用いたねじ締め動作につ
いて、図1及び図2を用いて説明する。ねじ締め前は、
図1(a)に示すように、スイッチSW1を導通状態と
し、スイッチSW2を遮断状態とする。この状態では、
モータ10はモータ駆動部14により駆動制御される。The switch controller 16 switches the switches SW1 and SW1 at a predetermined timing based on the seating detection signal.
It generates and outputs an on / off control signal to SW2. Next, a screw tightening operation using the screw tightening device of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Before tightening the screws,
As shown in FIG. 1A, the switch SW1 is turned on and the switch SW2 is turned off. In this state,
The motor 10 is drive-controlled by a motor drive unit 14.
【0015】まず、電源スイッチ(図示せず)をオンす
るとモータ10が軽いトルクで回転する定速回転状態と
なる。このときの回転数は、ねじの締めすぎが生じない
最大回転数である最適回転数よりも速い回転数、例え
ば、最適回転数の2〜5倍程度、としておく。また、開
始時の電流設定信号は、図2に示すように、ねじ締め時
の最終的な設定値よりも低い値に設定しておく。First, when a power switch (not shown) is turned on, the motor 10 enters a constant speed rotation state in which it is rotated with a light torque. The rotation speed at this time is set to a rotation speed faster than the optimum rotation speed which is the maximum rotation speed at which the screws are not overtightened , for example, about 2 to 5 times the optimum rotation speed. Further, the current setting signal at the start is set to a value lower than the final set value at the time of screw tightening, as shown in FIG.
【0016】次に、モータ10の回転軸に設けられたビ
ット(図示せず)先端に真空によりねじをチャッキング
する。モータ10がアイドリング状態で回転しているの
で、チャッキングしたねじの頭の溝がビットに自動的に
噛み合う。次に、ビット先端にチャッキングされたねじ
をねじ穴に合わせてねじ締めを開始する。Next, a screw is chucked on the tip of a bit (not shown) provided on the rotating shaft of the motor 10 by vacuum. Since the motor 10 is rotating in the idle state, the groove of the head of the chucked screw automatically engages with the bit. Next, the screw chucked at the tip of the bit is aligned with the screw hole and the screw tightening is started.
【0017】ねじが着座するまでは、モータ10は最適
回転数よりも速い回転数で回転され、負荷トルクも小さ
いので、ねじ穴の雌ねじの山とねじの雄ねじの山が噛み
合って高速にねじ込まれていく。ねじが着座すると、図
2に示すように、モータ電流信号が急速に増大しはじめ
る。着座検出部22は、モータ電流信号が電流設定信号
の低い設定値を越えたことによりねじの着座を検出し、
着座検出信号をスイッチコントローラ16に出力する。Until the screw is seated, the motor 10 is rotated at a rotational speed faster than the optimum rotational speed and the load torque is small. Therefore, the female thread crest of the screw hole and the male thread crest of the screw mesh with each other and are screwed in at high speed. To go. When the screw is seated, the motor current signal begins to increase rapidly, as shown in FIG. The seating detector 22 detects the seating of the screw when the motor current signal exceeds the low set value of the current setting signal,
The seating detection signal is output to the switch controller 16.
【0018】スイッチコントローラ16は、図2に示す
ように、着座検出信号により起動するワンショット信号
を生成する。スイッチコントローラ16は、このワンシ
ョット信号に基づいて、スイッチSW1、SW2に対す
るオンオフ制御信号を生成する。ワンショット信号の立
上がりに同期して、スイッチSW1をオフしてモータ駆
動部14を切り離し、スイッチSW2をオンしてモータ
10の両端子を短絡する。このとき、図2に示すよう
に、モータ駆動部14が切り離される前にモータ10の
両端子を短絡しないように、スイッチSW2が導通状態
になる前にスイッチSW1が遮断するようなタイミング
でオンオフ制御信号を生成する。As shown in FIG. 2, the switch controller 16 generates a one-shot signal activated by a seating detection signal. The switch controller 16 generates an on / off control signal for the switches SW1 and SW2 based on the one-shot signal. In synchronization with the rise of the one-shot signal, the switch SW1 is turned off to disconnect the motor drive unit 14, and the switch SW2 is turned on to short-circuit both terminals of the motor 10. At this time, as shown in FIG. 2, on / off control is performed at such a timing that the switch SW1 is turned off before the switch SW2 is turned on so that both terminals of the motor 10 are not short-circuited before the motor drive unit 14 is disconnected. Generate a signal.
【0019】スイッチSW1が遮断されモータ駆動部1
4が切り離されると、図2に示すように、モータ電流は
0となるが、スイッチSW2が導通してモータ10の両
端子が短絡されると、モータ10は慣性で回転している
ので、モータ10により発電されて逆方向のモータ電流
が流れ、急激に制動される。モータ10の回転が停止
し、モータ電流が0となった後に、ワンショット信号が
立ち下がると、図2に示すように、電流設定信号を低い
設定値から通常の設定値に変更する。続いて、スイッチ
SW2をオフしてモータ10の両端子を遮断すると共
に、スイッチSW1をオンしてモータ駆動部14を接続
する。このとき、図2に示すように、モータ10の両端
子を短絡したままモータ駆動部14を接続しないよう
に、スイッチSW1が導通状態になる前にスイッチSW
2が遮断するようなタイミングでオンオフ制御信号を生
成する。The switch SW1 is cut off and the motor drive unit 1
When 4 is disconnected, the motor current becomes 0 as shown in FIG. 2, but when the switch SW2 is turned on and both terminals of the motor 10 are short-circuited, the motor 10 is rotating due to inertia. Electric power is generated by 10 and a motor current flows in the opposite direction, so that braking is rapidly performed. When the one-shot signal falls after the motor 10 has stopped rotating and the motor current has become 0, the current setting signal is changed from a low setting value to a normal setting value, as shown in FIG. Subsequently, the switch SW2 is turned off to cut off both terminals of the motor 10, and the switch SW1 is turned on to connect the motor drive unit 14. At this time, as shown in FIG. 2, the switch SW1 is turned on before the switch SW1 is turned on so that the motor drive unit 14 is not connected while both terminals of the motor 10 are short-circuited.
An on / off control signal is generated at a timing when 2 is cut off.
【0020】スイッチSW1をオンしてモータ駆動部1
4を接続すると、モータ駆動部14によるモータ駆動制
御が再開されるが、このときの回転数は、ねじの締めす
ぎが生じない最大回転数である最適回転数に下げられ
る。モータ駆動部14により最適回転数によるねじ締め
制御が再開すると、モータ電流は急激に上昇してねじ締
めが行われる。最終的に所定トルクによるねじの締め付
けが行われ、モータ電流信号が電流設定信号に到達する
と、着座検出部22は着座検出信号を出力する。The switch SW1 is turned on to turn on the motor drive unit 1.
When 4 is connected, the motor drive control by the motor drive unit 14 is restarted, but the rotation speed at this time is lowered to the optimum rotation speed that is the maximum rotation speed at which the screws are not overtightened. When the screw driving control based on the optimum rotation speed is restarted by the motor drive unit 14, the motor current sharply increases and the screw tightening is performed. Finally, the screw is tightened with a predetermined torque, and when the motor current signal reaches the current setting signal, the seating detection unit 22 outputs the seating detection signal.
【0021】着座検出信号が出力され、例えば、エンコ
ーダ(図示せず)のパルス信号からモータ10の回転が
停止したことが検出されると、短時間だけモータ電流を
切ることなく停動状態を維持し、その後モータ10の電
流を切る。これによりねじ締め制御を終了する。このよ
うに本実施例によれば、ねじ締め開始時は、モータを高
速に回転し、着座を検出すると急制動して一旦停止さ
せ、その後、選択されたねじ種等に応じた最適回転数に
よりねじ締め制御を行うようにしたので、ねじ着座前の
作業時間を短縮することができる。しかも、ねじの着座
検出によりモータを制動するようにしているので、ねじ
締め対象に応じた最適なタイミングでモータを制動する
ことができる。When the seating detection signal is output and, for example, it is detected from the pulse signal of the encoder (not shown) that the rotation of the motor 10 is stopped, the motor current is cut off for a short time and the stalled state is maintained. Then, the electric current of the motor 10 is cut off. This ends the screw tightening control. As described above, according to the present embodiment, at the start of screw tightening, the motor is rotated at a high speed, and when seating is detected, the motor is suddenly braked and temporarily stopped, and thereafter, the optimum rotation speed is selected according to the selected screw type and the like. Since the screw tightening control is performed, the work time before the screw is seated can be shortened. Moreover, since the motor is braked by detecting the seating of the screw, the motor can be braked at the optimum timing according to the screw tightening target.
【0022】本発明の第2の実施例によるねじ締め装置
を図3及び図4を用いて説明する。図1に示す第1の実
施例のねじ締め装置と同一の構成要素には同一の符号を
付して説明を省略又は簡略にする。上述した第1の実施
例では、ねじ着座時に発電制動方式によりモータを制動
したが、本実施例は、積極的に逆相電圧を印加する逆相
制動方式によりモータを制動している点に特徴がある。
その他の基本的なねじ締め制御は同じである。A screw tightening device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The same components as those of the screw fastening device of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals to omit or simplify the description. In the above-described first embodiment, the motor is braked by the dynamic braking method when the screw is seated, but this embodiment is characterized in that the motor is braked by the anti-phase braking method in which the anti-phase voltage is positively applied. There is.
The other basic screw tightening control is the same.
【0023】図1に示すように、モータ10の一方の端
子は、モータ電流検出抵抗12を介して接地されてい
る。モータ電流検出抵抗12の電圧を検出することによ
り、モータ10に流れるモータ電流値を検出することが
できる。モータ10の他方の端子は、スイッチSW1を
介してモータ駆動部14に接続されている。スイッチS
W1は、常時は導通状態であるノーマリオン形スイッチ
であり、スイッチコントローラ16からの制御信号によ
り遮断状態となり、モータ10からモータ駆動部14を
切り離すことができる。As shown in FIG. 1, one terminal of the motor 10 is grounded via a motor current detection resistor 12. By detecting the voltage of the motor current detection resistor 12, the value of the motor current flowing through the motor 10 can be detected. The other terminal of the motor 10 is connected to the motor drive unit 14 via the switch SW1. Switch S
W1 is a normally-on type switch that is normally in a conductive state, and is in a cutoff state by a control signal from the switch controller 16, and the motor drive unit 14 can be separated from the motor 10.
【0024】モータ10の両端子間はスイッチSW3、
SW4を介してコンデンサC1の両端子に逆相になるよ
うに接続されている。モータ10の電源側の端子がスイ
ッチSW3を介してコンデンサC1の接地側の端子に接
続され、モータ10の接地側の端子がスイッチSW4を
介してコンデンサC1の電源側の端子に接続されてい
る。A switch SW3 is provided between both terminals of the motor 10.
It is connected to both terminals of the capacitor C1 via SW4 so as to have an opposite phase. The power supply side terminal of the motor 10 is connected to the ground side terminal of the capacitor C1 via the switch SW3, and the ground side terminal of the motor 10 is connected to the power supply side terminal of the capacitor C1 via the switch SW4.
【0025】コンデンサC1の接地側の端子は、スイッ
チSW2及びダイオードD1を介して接続されている。
スイッチSW2は、常時は導通状態であるノーマリオン
形スイッチであり、スイッチコントローラ16からの制
御信号により遮断状態となり、コンデンサC1を充電電
源から切り離すことができる。ダイオードD1は接地側
から逆方向電流が流れ込むことを防止するために設けら
れている。The ground side terminal of the capacitor C1 is connected through the switch SW2 and the diode D1.
The switch SW2 is a normally-on type switch that is normally in a conductive state, and is turned off by a control signal from the switch controller 16 so that the capacitor C1 can be disconnected from the charging power source. The diode D1 is provided to prevent a reverse current from flowing from the ground side.
【0026】チャージアンプ24は、コンデンサC1を
充電するためのアンプであって、モータ10の電源側の
電圧信号と、コンデンサC1の電源側の電圧信号が入力
されている。チャージアンプ24の出力端は、電流制限
抵抗26を介してコンデンサC1に接続されている。チ
ャージアンプ24は、コンデンサC1の電源側の端子の
電圧がモータ10の電源側の端子の電圧になるように、
コンデンサC1の充電電圧を監視しながら、コンデンサ
C1を充電する。The charge amplifier 24 is an amplifier for charging the capacitor C1 and receives the voltage signal on the power source side of the motor 10 and the voltage signal on the power source side of the capacitor C1. The output end of the charge amplifier 24 is connected to the capacitor C1 via the current limiting resistor 26. The charge amplifier 24 adjusts the voltage of the power source side terminal of the capacitor C1 to the voltage of the power source side terminal of the motor 10,
The capacitor C1 is charged while monitoring the charging voltage of the capacitor C1.
【0027】スイッチコントローラ16は、マイクロコ
ンピュータからの制動制御信号に基づいて、スイッチS
W1、SW2、SW3,SW4へのオンオフ制御信号を
生成し、出力する。モータ制動制御におけるオンオフ制
御信号の詳細については後述する。次に、本実施例のね
じ締め装置を用いたねじ締め動作について、図3及び図
4を用いて説明する。The switch controller 16 switches the switch S based on the braking control signal from the microcomputer.
It generates and outputs an on / off control signal to W1, SW2, SW3, and SW4. Details of the on / off control signal in the motor braking control will be described later. Next, a screw tightening operation using the screw tightening device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
【0028】ねじ締め前は、図1(a)に示すように、
スイッチSW1、SW2を導通状態とし、スイッチSW
3、SW4を遮断状態とする。この状態では、モータ1
0はモータ駆動部14により駆動制御されると共に、コ
ンデンサC1はチャージアンプ24によりモータ10の
端子電圧と同じなるまで充電される。まず、電源スイッ
チ(図示せず)をオンするとモータ10が軽いトルクで
回転する定速回転状態となる。このときの回転数は、ね
じの締めすぎが生じない最大回転数である最適回転数よ
りも速い回転数としておく。また、開始時の電流設定信
号は、図4に示すように、ねじ締め時の最終的な設定値
よりも低い値に設定しておく。Before tightening the screws, as shown in FIG.
The switches SW1 and SW2 are turned on, and the switch SW
3 and SW4 are turned off. In this state, the motor 1
0 is driven and controlled by the motor drive unit 14, and the capacitor C1 is charged by the charge amplifier 24 until it becomes equal to the terminal voltage of the motor 10. First, when a power switch (not shown) is turned on, the motor 10 enters a constant speed rotation state in which it is rotated with a light torque. The rotation speed at this time is set higher than the optimum rotation speed which is the maximum rotation speed at which the screws are not overtightened. Further, the current setting signal at the start is set to a value lower than the final set value at the time of screw tightening, as shown in FIG.
【0029】次に、モータ10の回転軸に設けられたビ
ット(図示せず)先端に真空によりねじをチャッキング
する。モータ10がアイドリング状態で回転しているの
で、チャッキングしたねじの頭の溝がビットに自動的に
噛み合う。次に、ビット先端にチャッキングされたねじ
をねじ穴に合わせてねじ締めを開始する。Next, a screw is chucked on the tip of a bit (not shown) provided on the rotating shaft of the motor 10 by vacuum. Since the motor 10 is rotating in the idle state, the groove of the head of the chucked screw automatically engages with the bit. Next, the screw chucked at the tip of the bit is aligned with the screw hole and the screw tightening is started.
【0030】ねじが着座するまでは、モータ10は最適
回転数よりも速い回転数で回転され、負荷トルクも小さ
いので、ねじ穴の雌ねじの山とねじの雄ねじの山が噛み
合って高速にねじ込まれていく。ねじが着座すると、図
4に示すように、モータ電流信号が急速に増大しはじめ
る。着座検出部22は、モータ電流信号が電流設定信号
の低い設定値を越えたことによりねじの着座を検出し、
着座検出信号をスイッチコントローラ16に出力する。Until the screw is seated, the motor 10 is rotated at a rotational speed higher than the optimum rotational speed and the load torque is small. Therefore, the female thread crest of the screw hole and the male thread crest of the screw mesh with each other and are screwed in at high speed. To go. When the screw is seated, the motor current signal begins to increase rapidly, as shown in FIG. The seating detector 22 detects the seating of the screw when the motor current signal exceeds the low set value of the current setting signal,
The seating detection signal is output to the switch controller 16.
【0031】スイッチコントローラ16は、図2に示す
ように、着座検出信号により起動するワンショット信号
を生成する。スイッチコントローラ16は、このワンシ
ョット信号に基づいて、スイッチSW1、SW2、SW
3。SW4に対するオンオフ制御信号を生成する。ワン
ショット信号の立上がりに同期して、スイッチSW1、
SW2をオフしてモータ駆動部14を切り離すと共にコ
ンデンサC1と接地間を遮断する。また、スイッチSW
3、SW4をオンして、モータ10の両端子をコンデン
サC1の両端子に逆相になるように接続する。このと
き、図4に示すように、モータ駆動部14とコンデンサ
C1が切り離される前に、モータ10の両端子がコンデ
ンサC1に接続されないように、スイッチSW3、SW
4が導通状態になる前にスイッチSW1、SW2が遮断
するようなタイミングでオンオフ制御信号を生成する。As shown in FIG. 2, the switch controller 16 generates a one-shot signal activated by a seating detection signal. The switch controller 16 switches the switches SW1, SW2, SW based on the one-shot signal.
3. An on / off control signal for SW4 is generated. In synchronization with the rise of the one-shot signal, the switch SW1,
SW2 is turned off to disconnect the motor drive unit 14 and to disconnect the capacitor C1 from the ground. Also, switch SW
3, SW4 is turned on, and both terminals of the motor 10 are connected to both terminals of the capacitor C1 in reverse phase. At this time, as shown in FIG. 4, before the motor drive unit 14 and the capacitor C1 are separated, the switches SW3 and SW are arranged so that both terminals of the motor 10 are not connected to the capacitor C1.
The ON / OFF control signal is generated at such a timing that the switches SW1 and SW2 are cut off before the switch 4 is turned on.
【0032】スイッチSW1、SW2が遮断されモータ
駆動部14が切り離されると、図4に示すように、モー
タ電流は0となるが、スイッチSW3、SW4が導通し
てモータ10の両端子にコンデンサC1の両端子が接続
されると、逆相の電圧が印加されてモータ10は急激に
制動される。モータ10の回転が停止し、モータ電流が
0となった後に、ワンショット信号が立ち下がると、図
4に示すように、電流設定信号を低い設定値から通常の
設定値に変更する。続いて、スイッチSW3、SW4を
オフしてモータ10の両端子からコンデンサC1を切り
離すと共に、スイッチSW1、SW2をオンしてモータ
駆動部14を接続する。このとき、図4に示すように、
モータ10にコンデンサC1を接続したままモータ駆動
部14を接続しないように、スイッチSW1、SW2が
導通状態になる前にスイッチSW3、SW4が遮断する
ようなタイミングでオンオフ制御信号を生成する。When the switches SW1 and SW2 are cut off and the motor drive unit 14 is disconnected, the motor current becomes 0 as shown in FIG. 4, but the switches SW3 and SW4 are turned on and the capacitor C1 is connected to both terminals of the motor 10. When the two terminals are connected, a voltage of opposite phase is applied and the motor 10 is rapidly braked. When the one-shot signal falls after the motor 10 stops rotating and the motor current becomes 0, the current setting signal is changed from a low setting value to a normal setting value, as shown in FIG. Subsequently, the switches SW3 and SW4 are turned off to disconnect the capacitor C1 from both terminals of the motor 10, and the switches SW1 and SW2 are turned on to connect the motor drive unit 14. At this time, as shown in FIG.
The ON / OFF control signal is generated at such a timing that the switches SW3 and SW4 are cut off before the switches SW1 and SW2 are turned on so that the motor drive unit 14 is not connected while the capacitor C1 is connected to the motor 10.
【0033】スイッチSW1、SW2をオンしてモータ
駆動部14を接続すると、モータ駆動部14によるモー
タ駆動制御が再開されるが、このときの回転数は、ねじ
の締めすぎが生じない最大回転数である最適回転数に下
げられる。モータ駆動部14により最適回転数によるね
じ締め制御が再開すると、モータ電流は急激に上昇して
ねじ締めが行われる。最終的に所定トルクによるねじの
締め付けが行われ、モータ電流信号が電流設定信号に到
達すると、着座検出部22は着座検出信号を出力する。When the switches SW1 and SW2 are turned on to connect the motor drive unit 14, the motor drive control by the motor drive unit 14 is restarted, but the rotation speed at this time is the maximum rotation speed at which the screws are not overtightened. It can be reduced to the optimum speed. When the screw driving control based on the optimum rotation speed is restarted by the motor drive unit 14, the motor current sharply increases and the screw tightening is performed. Finally, the screw is tightened with a predetermined torque, and when the motor current signal reaches the current setting signal, the seating detection unit 22 outputs the seating detection signal.
【0034】着座検出信号が出力され、例えば、エンコ
ーダ(図示せず)のパルス信号からモータ10の回転が
停止したことが検出されると、短時間だけモータ電流を
切ることなく停動状態を維持し、その後モータ10の電
流を切る。これによりねじ締め制御を終了する。なお、
この間、スイッチSW3、SW4がオフし、スイッチS
W1、SW2がオンしているので、チャージアンプ24
によりコンデンサC1が充電され、次のねじ締め時の逆
相制動に備える。When the seating detection signal is output and, for example, it is detected from the pulse signal of the encoder (not shown) that the rotation of the motor 10 is stopped, the motor current is cut off for a short time and the stalled state is maintained. Then, the electric current of the motor 10 is cut off. This ends the screw tightening control. In addition,
During this time, the switches SW3 and SW4 are turned off, and the switch S
Since W1 and SW2 are on, charge amplifier 24
As a result, the capacitor C1 is charged, and the anti-phase braking is prepared for the next screw tightening.
【0035】このように本実施例によれば、ねじ締め開
始時は、モータを高速に回転し、着座を検出すると急制
動して一旦停止させ、その後、選択されたねじ種等に応
じた最適回転数によりねじ締め制御を行うようにしたの
で、ねじ着座前の作業時間を短縮することができる。し
かも、ねじの着座検出によりモータを制動するようにし
ているので、ねじ締め対象に応じた最適なタイミングで
モータを制動することができる。また、モータに逆相電
圧を印加して制動しているので、急激な制動が可能であ
り、ねじ締め開始前のモータの回転を更に高速して効率
を向上させることができる。As described above, according to this embodiment, at the start of screw tightening, the motor is rotated at a high speed, and when seating is detected, the motor is suddenly braked and temporarily stopped, and then the optimum screw type is selected. Since the screw tightening control is performed based on the number of rotations, it is possible to shorten the work time before the screw is seated. Moreover, since the motor is braked by detecting the seating of the screw, the motor can be braked at the optimum timing according to the screw tightening target. Further, since the reverse phase voltage is applied to the motor for braking, abrupt braking is possible, and it is possible to further speed up the rotation of the motor before starting screw tightening to improve efficiency.
【0036】本発明は上記実施例に限らず種々の変形が
可能である。例えば、上記実施例ではねじ着座検出時に
モータを制動して一旦停止したが、モータを停止させる
ことなく最適回転数まで減速してねじの締め付け制御に
移行するようにしてもよい。更に効率的なねじ締め制御
が可能である。また、上記実施例ではねじの着座をモー
タに流れる電流が増大することにより検出したが、ねじ
の着座時には負荷が増大してモータの回転数が低下する
ので、モータのEMF(起電力)低下によりモータの回
転数の低下を検出したり、タコメータやロータリエンコ
ーダ等によりモータの回転数の低下を直接検出したりし
て、ねじの着座を検出してもよい。また、トルクセンサ
や機械的摺動機構、クラッチ等を用いて負荷の増大を直
接検出して、ねじの着座を検出するようにしてもよい。The present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the motor is braked and temporarily stopped when the screw seating is detected, but the motor may be decelerated to the optimum rotation speed without stopping, and the screw tightening control may be performed. Further efficient screw tightening control is possible. Further, in the above embodiment, the seating of the screw is detected by the increase of the current flowing through the motor, but when the seating of the screw increases the load and the rotation speed of the motor decreases, so that the EMF (electromotive force) of the motor decreases. The seating of the screw may be detected by detecting a decrease in the rotation speed of the motor or by directly detecting a decrease in the rotation speed of the motor with a tachometer, a rotary encoder, or the like. Alternatively, the seating of the screw may be detected by directly detecting an increase in load using a torque sensor, a mechanical sliding mechanism, a clutch, or the like.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、ねじの着
座前は、モータを第1の回転速度で回転してねじを前進
させ、ねじの着座を、モータの負荷が増大することによ
り検出し、ねじの着座を検出すると、モータを制動し、
ねじの着座後は、モータを第1の回転速度よりも遅い第
2の回転速度で回転し、ねじを締め付けるようにしたの
で、ねじ着座前の作業時間を短縮することができる。し
かも、ねじの着座検出によりモータを制動するようにし
ているので、ねじ締め対象に応じた最適なタイミングで
モータを制動することができる。As described above, according to the present invention, before the seating of the screw, the motor is rotated at the first rotation speed to advance the screw, and the seating of the screw is increased by increasing the load of the motor. When it detects the seating of the screw, it brakes the motor,
After the screw is seated, the motor is rotated at the second rotation speed lower than the first rotation speed to tighten the screw, so that the work time before the screw is seated can be shortened. Moreover, since the motor is braked by detecting the seating of the screw, the motor can be braked at the optimum timing according to the screw tightening target.
【図1】本発明の第1の実施例によるねじ締め装置のブ
ロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a screw tightening device according to a first exemplary embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例によるねじ締め装置の動
作を示すタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart showing the operation of the screw tightening device according to the first exemplary embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施例によるねじ締め装置のブ
ロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a screw tightening device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2の実施例によるねじ締め装置の動
作を示すタイムチャートである。FIG. 4 is a time chart showing the operation of the screw tightening device according to the second exemplary embodiment of the present invention.
10…モータ 12…モータ電流検出抵抗 14…モータ駆動部 16…スイッチコントローラ 18…D/A変換部 20…モータ電流制限部 22…着座検出部 24…チャージアンプ 26…電流制限抵抗 SW1、SW2、SW3、SW4…スイッチ C1…コンデンサ D1…ダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor 12 ... Motor current detection resistance 14 ... Motor drive part 16 ... Switch controller 18 ... D / A conversion part 20 ... Motor current limiting part 22 ... Seating detection part 24 ... Charge amplifier 26 ... Current limiting resistance SW1, SW2, SW3 , SW4 ... Switch C1 ... Capacitor D1 ... Diode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 三郎 東京都杉並区和泉4丁目51番15号 株式会 社日本テクナート内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Saburo Kojima 4-51-15 Izumi, Suginami-ku, Tokyo Inside Japan Technato Co., Ltd.
Claims (2)
めるねじ締め方法において、 前記ねじの着座前は、前記モータを第1の回転速度で回
転して前記ねじを前進させ、 前記ねじの着座を、前記モータの負荷が増大することに
より検出し、 前記ねじの着座を検出すると、前記モータを制動し、 前記ねじの着座後は、前記モータを前記第1の回転速度
よりも遅い第2の回転速度で回転し、前記ねじを締め付
けることを特徴とするねじ締め方法。1. A screw tightening method for tightening a screw by rotating a motor, wherein before the screw is seated, the motor is rotated at a first rotation speed to advance the screw, and the screw is seated. When the seating of the screw is detected by detecting an increase in the load of the motor, the motor is braked, and after the seating of the screw, the motor is rotated at a second rotation speed lower than the first rotation speed. A method for tightening a screw, wherein the screw is tightened by rotating the screw.
めるねじ締め装置において、 前記モータの負荷が増大することにより、前記ねじの着
座を検出するねじ着座検出手段と、 前記ねじ着座検出手段により、前記ねじの着座を検出す
ると、前記モータを制動するモータ制動手段と、 前記ねじの着座前は、前記モータを第1の回転速度で回
転し、前記ねじの着座後は、前記モータを前記第1の回
転速度よりも遅い第2の回転速度で回転するモータ制御
手段とを有することを特徴とするねじ締め装置。2. A screw tightening device for tightening a screw by rotating a motor, comprising: a screw seating detection unit that detects seating of the screw when the load of the motor increases; When the seating of the screw is detected, a motor braking unit that brakes the motor, before the seating of the screw rotates the motor at a first rotation speed, and after seating the screw, the motor operates as the first motor. And a motor control unit that rotates at a second rotation speed lower than the rotation speed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23611694A JPH0899270A (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Screw fastening method and device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23611694A JPH0899270A (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Screw fastening method and device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0899270A true JPH0899270A (en) | 1996-04-16 |
Family
ID=16995983
Family Applications (1)
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JP23611694A Withdrawn JPH0899270A (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Screw fastening method and device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0899270A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013183566A1 (en) * | 2012-06-05 | 2013-12-12 | 株式会社マキタ | Power tool |
JP2015027733A (en) * | 2007-02-16 | 2015-02-12 | ▲そ▼州宝▲し▼得▲でん▼▲どう▼工具有限公司 | Method for controlling electric tool and electric tool for executing the same |
JP2019513567A (en) * | 2016-04-06 | 2019-05-30 | ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト | Resting behavior of an optimized electronic slipping clutch |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP23611694A patent/JPH0899270A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015027733A (en) * | 2007-02-16 | 2015-02-12 | ▲そ▼州宝▲し▼得▲でん▼▲どう▼工具有限公司 | Method for controlling electric tool and electric tool for executing the same |
WO2013183566A1 (en) * | 2012-06-05 | 2013-12-12 | 株式会社マキタ | Power tool |
JP2019513567A (en) * | 2016-04-06 | 2019-05-30 | ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト | Resting behavior of an optimized electronic slipping clutch |
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