JPH0478422B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、１個のワークに複数個のねじを同時
に締付ける際に各軸相互の影響を受けることがあ
つても、全軸のねじ締付完了時の締付トルクを所
望値に保持するように構成した多軸ねじ締め機に
関する。

従来技術 一般に、１個のワークに複数個のねじを同時に
締付ける場合には、ドライバ台に取付けられた回
転駆動源の回転を受けて回転する複数個のドライ
バビツトを有する多軸ねじ締め機が使用されてい
る。この多軸ねじ締め機では、ねじ締付トルクを
制御するために、回転駆動源の回転を受けて回転
する各軸のドライバビツトに加わる負荷トルクを
適当な検出手段を用いて検出し、この検出値が設
定値に達すれば、回転駆動源を停止させる制御装
置が使用されている。この制御装置では、ある軸
の締付トルクが所定値に達してモードが停止して
締付が完了した時に他の軸のドライバビツトが回
転していると、この軸の締付が進むにしたがつ
て、先に締付を完了した軸の締付トルクが低くな
ることがあり、全軸の締付が完了した時点では、
全軸の締付トルクが所定値になつておらず、正確
な締付を行うことができないという欠点が生じて
いる。この欠点を除去する装置として、実公昭58
−56146号公報に記載の装置がある。この装置で
は、全部のねじが所定締付トルクに達した後も所
定の時間ナツトランナに一定の締付トルクを出力
させてねじに所定の締付トルクを作用させ得るタ
イマ装置が付設され、先に所定トルクに達したボ
ルトが最後に締付を完了する軸の影響を受けるこ
とがあつても、緩むことがなく、複数個のねじが
所定締付トルクで確実に締付けられるように構成
されている。

発明が解決しようとする問題点 この装置では、全部のねじが所定締付トルクに
達してからもナツトランナの出力を所定時間だけ
継続作用させるように構成されているが、所定締
付トルクに達した時のナツトランナのもつ慣性の
影響により最終の締付トルクが所定値以上に達し
てしまつている。そのため、その後にナツトラン
ナの出力を一定にしてこれを継続作用させたとし
ても、全部のねじの締付トルクがすでに所定値を
越えている関係で、全部の締付トルクが所定値以
下に緩まない限り、最終の締付トルクを一定にす
るというのは不可能となる等の欠点が生じてい
る。また、この装置では、タツピンねじを締付け
る場合のように締付に要する時間が長くなり、締
付完了に要する時間のばらつきが大きくなつて、
先に締付が完了して後、最後の軸が締付が完了す
るまでに、所定時間以上経過するようなことがあ
ると、先に締付を完了した軸が最後に締付を完了
する軸の影響により緩むことがあり、設定時間に
よつては、初期の目的を達成できない等の欠点が
生じている。さらに、最後の軸が締付を完了する
直前に先に締付を完了した軸が緩むことがある
と、緩んだ軸のドライバビツトが増締めをしてい
る時に、最終の軸が締付を完了してから所定時間
が経過してしまい、増締め途中でドライバビツト
が停止することとなり、この場合にも全軸を一定
の締付トルクに保持することができない等の欠点
が生じている。

問題点を解決するための手段 本発明は上記欠点の除去を目的とするもので、
昇降手段の作動により昇降するドライバ台を配置
し、このドライバ台に複数個のドライバ本体が一
体に移動するように配置されている。このドライ
バ本体それぞれには、回転駆動源が取付けられて
おり、この回転駆動源それぞれにはその回転を受
けて回転する入力円板とその外周に摩擦係合する
遊星コーンとこれに摩擦係合するカムデイスクと
を介してドライバビツトが連結されている。ま
た、前記遊星コーンの外周にはこれに摩擦係合す
る変速リングが配置されており、この変速リング
はドライバ本体側に保持されたアームに保持さ
れ、しかもばねにより高速側に付勢されて保持さ
れている。

前記回転駆動源それぞれには切換手段を介して
正転電圧供給部が接続されている。また、前記ド
ライバビツトそれぞれにはその停止を検出する回
転停止検出手段に設けられており、全軸の回転停
止検出手段から検出信号を受けると全軸の切換手
段を作動させて全軸の回転駆動源への正転電圧の
供給を遮断する検出信号を発信する全軸締付完了
検出部が設けられている。

作 用 上記多軸ねじ締め機では、作業開始とともに、
回転駆動源に正転電圧が供給されてその回転が遊
星コーンと変速リングとの摩擦係合位置で決まる
減速比でドライバビツトに伝達され、ドライバビ
ツトがねじを締付ける。ねじ締付が進むと、ドラ
イバビツトに係る負荷トルクに応て変速リング反
力トルクが加わる。これにともなつて、変速リン
グが回動するが、変速リングがアームにより係止
されているため、変速リングはその軸心方向に移
動し、その減速比が大きくなり、ついには無限大
となつて、ドライバビツトの回転が停止する。こ
の時、回転駆動源は回転を継続するが、ドライバ
ビツトは回転することなく、所定の締付トルクを
出力し続ける。

これにともない、ドライバビツトの回転停止を
検出する回転停止検出手段が作動し、検出信号が
発信され、全軸の回転停止検出手段から検出信号
が発信されるまで、即ち先に締付を完了した時点
からの時間に関係なく、この状態を保持する。全
軸から前記検出信号が発信されると、ただちに切
換手段が作動し、回転駆動源への正転電圧の供給
を遮断する。この時、遊星コーンと変速リング、
カムデイスクそれぞれの接触点を結ぶ直線が遊星
コーンとほぼ平行となつているので、クサビ作用
によりカムデイスクはロツク状態に保持され、ド
ライバビツトは前記締付トルク値を出力する。

その後、前記回転駆動源に僅かな時間逆転電圧
が供給され、回転駆動源は僅かに逆回転して停
止、し、駆動源側から前記変速リング、カムデイ
スクおよび遊星コーンのロツク状態が解除され
る。同時に、回転駆動源の逆転により軽減された
ドライバビツトの負荷トルクに対応した位置まで
変速リングが遊星コーンの円錐面に沿つて復帰
し、ついには原位置に戻る。その後、ドライバビ
ツトが上昇し、次回の作業に備える。

実施例 以下、実施例を図面について説明する。第２図
および第３図において、１は多軸ねじ締め機であ
り、この多軸ねじ締め機１はシリンダでなる昇降
手段２の作動により昇降するドライバ台３および
これと所定間隔をおいて一体に移動自在かつ相対
移動自在なチヤツク台４を有している。前記チヤ
ツク台４には所望ねじを保持する一対のチヤツク
爪５ａを有するチヤツクユニツト５が後記するド
ライバビツト６それぞれに対応して固定されてい
る。また、前記ドライバ台３には、複数個のドラ
イバ本体７が固定されており、このドライバ本体
７それぞれには回転駆動源のモータ８が固定され
ている。（以下、ドライバビツト１軸について説
明する。）前記モータ８の駆動軸には、自動変速
機をなす差動遊星機構９の一部の入力円板１０が
その回転を受けて回転するように配置されてい
る。この入力円板１０の外周にはコーン保持具１
１により保持された複数個の遊星コーン１２が配
置され、その円周溝１２ａが前記入力円板１０に
摩擦係合して回転するように構成されている。こ
の遊星コーン１２の円錐面１２ｃの裏面に位置す
る平坦面１２ｂには前記入力円板１０と同心上で
回転するカムデイスク１３が摩擦係合するように
配置されている。しかも、このカムデイスク１３
には前記ドライバ台３に固定された内筒部７ａに
回転自在に保持された連接軸１４、これに連接さ
れた２個のユニバーサルジヨイント１５ａを含む
連接機構１５を介してドライバビツト６が連議さ
れており、モータ８の回転がドライバビツト６に
伝達されるように構成されている。

さらに、前記遊星コーン１２の外周には変速リ
ング１６がその円錐面１２ｃと摩擦係合して回転
するように配置されており、この変速リング１６
は一端がドライバ台３側に回動自在に保持された
アーム１７により回動自在に保持されている。し
かも、この変速リング１６はその摩擦係合位置が
高速側に位置するようにばね１８により付勢され
ており、このばね１８と前記アーム１７とからな
る弾力保持部材により変速リング１６の摩擦係合
位置が規制され、ドライバビツト６の回転速度の
最大値および締付トルクが決定されるように構成
されている。この多軸ねじ締め機１では、ドライ
バビツト６に加わる締付トルクに応じて生じる反
力トルクにより変速リング１６が回動するが、こ
の変速リング１６の回動による軸心方向の移動量
はばね１８により規制されている関係で、反力ト
ルクにより変速リング１６に生じるばね１８への
押圧力とばね１８の撓みにより生じる弾性力とが
均衡する位置まで変速リング１６が移動するよう
に構成されている。そのため、ドライバビツト６
に係る負荷が増大すると、変速リング１６は遊星
コーン１２の縁部まで移動し、ドライバビツト６
は零回転に至るまで減速され、第４図に示す特性
曲線のごとく締付トルクを出力する。

また、前記モータ８は第１図に示す制御装置Ａ
により制御される。この制御装置Ａは、作業スタ
ート部２１を有し、この作業スタート部２１は正
転制御部２２および前記昇降手段２に接続され、
作業スタート信号が発信されると、前記昇降手段
２が作動するとともに、正転制御部２２から切換
手段２３を作動させる正転指令信号が発信される
ように構成されている。前記モータ８には正転電
圧供給部２４と正転電圧よりも低い電圧の逆転電
圧を供給する逆転電圧供給部２５とが切換手段２
３を介して接続されている。この切換手段２３は
前記正転制御部２２からの正転指令信号を受けて
モータ８へ正転電圧を供給するとともに、後記す
る全軸締付完了検出部２６からの遮断指令信号を
受けて正転電圧を遮断して後、逆転制御部２７か
らの逆転指令信号を受けてモータ８に逆転電圧を
供給するように構成されている。

また、前前記ドライバ台３の下部にはドライバ
ビツト６の回転を検出する回転検出部２８が取付
けられており、この回転検出部２８は後記する回
転停止検出部２９とともに回転停止検出手段３０
を構成している。前記回転検出部２８は、第５図
に示すようにドライバビツト６と一体に回転する
連接機構１５に固定されたスリツト円板２８ａと
その一端のスリツトの移動路に対応して配置され
たセンサ部（図示せず）とを有し、前記スリツト
円板２８ａのスリツトがセンサ部を通過するとそ
の間出力パルスが発信されるように構成されてい
る。この回転検出部２８は、増幅部３１、波形整
形部３２および微分回路３３を介して回転停止検
出部２９に接続されている。この回転停止検出部
２９はパルス幅検出器の一例をなすタイマTAと
記憶器の一例をなすフリツプフロツプFFとから
なつており、作業スタート信号が発信されて後第
１遅延回路２１ａにより決る所定時間Ｔ１経過後
に回転検出部２８からの出力パルスがタイマTA
をリセツトして、第２遅延回路３４により決まる
ほんの僅かな時間Ｔ２経過後、ただちにこのタイ
マTAをセツトするように構成されている。しか
も、このタイマTAはセツトされて所定時間TA
内に回転検出部２８から出力パルスが発信されな
いと、出力信号をフリツプフロツプFFに出力し、
この出力信号を受けてフリツプフロツプFFは回
転停止検出部２９の検出信号として出力信号を出
力するように構成されている。

前記回転停止検出手段３０は各軸に配置されて
おり、その回転停止検出部２９の出力信号はすべ
てアンド回路と保持回路３５とからなる全軸締付
完了検出部２６に供給されるように構成されてい
る。また、この全軸締付完了検出部２６は全軸か
ら前記検出信号が発信されると、アンド回路が一
致信号を発信し、さらにこの一致信号により保持
回路３５から継続して検出信号が発信されるよう
に構成されている。前記保持回路３５の検出信号
は全軸締付完了検出部２６の検出信号として前記
正転制御部２２に供給され、正転制御部２２が遮
断指令信号を切換手段２３に供給し、前記モータ
８への正転電圧を遮断するように構成されてい
る。また、前記検出信号は第３遅延回路３６に供
給され、通常回転しているモータ８が停止するに
必要な時間Ｔ３だけ遅延されて後、パルス発生部
３７に供給されるように構成されている。このパ
ルス発生部３７は前記逆転制御部２７に所望逆転
時間のパルス信号を発信し、逆転制御部２７から
逆転指令信号が発信されて切換手段２３が作動
し、モータ８を所定時間だけ逆転可能に構成され
ている。また、前記パルス発生部３７はマシンサ
イクル完了検出部３８を介して昇降手段２を復動
させてドライバビツト６を上昇復帰させるように
構成されている。

上記多軸ねじ締め機では、作業スタート部２１
の作業スタート信号により昇降手段２が作動し、
ドライバビツト６が下降する。同時に、作業スタ
ート部２１の作業スタート信号が正転制御部２２
に供給され、正転制御部２２から正転指令信号が
切換手段２３に供給され、切換手段２３が作動し
て正転電圧供給部２４から正転電圧がモータ８に
供給される。モータ８の回転にともなつて入力円
板１０、遊星コーン１２、カムデイスク１３およ
び変速リング１６でなる差動遊星機構９を介して
ドライバビツト６が回転し、ねじ締付が開始され
る。これにともなつて、スリツト円板２８ａが回
転するので、回転検出部２８から出力パルスが発
信される。この出力パルスは波形整形されて後、
回転停止検出部２９に供給される。前記タイマ
TAが所定時間TAを計上する前に、この出力パ
ルスが連続して供給される場合には、次の出力パ
ルスにより前記タイマTAがリセツトされ、タイ
マTAは出力信号を発信しない。また、前記タイ
マTAはリセツト後ただちにセツトされ、次の出
力パルスに備える。この状態で、ねじ締付が進む
と、ドライバビツト６に加わる負荷に応じて変速
リング１６が回動し、その減速比が連続的に増大
し、ついにはその減速比が無限大となつて、ドラ
イバビツト６の回転が停止する。ドライバビツト
６の回転が停止すると、回転検出部２８からの出
力パルスが発信されなくなり、タイマTAが所定
時間TAを計上し、出力信号を発信する。そのた
め、フリツプフロツプFFの出力が反転し、その
出力信号が全軸締付完了検出部２６に送られ、他
の軸の回転停止検出部２９からの検出信号を待
つ。最後の軸の回転停止検出部２９から検出信号
が発信されると、アンド回路から一致信号が発信
される。この時、最後の軸から回転停止の検出信
号が発信される直前に先に締付を完了した軸が緩
み、ドライバビツトが回転することがあると、こ
の軸の回転が停止して回転停止検出信号が信され
るのを待つことができる。前記アンド回路から一
致信号が発信されると、保持回路３５から出力信
号が発信される。この保持回路３５の出力信号が
遮断指令信号として正転制御部２２に供給されて
切換手段２３を作動させて正転電圧を遮断する。
同時に、前記保持回路３５の出力信号は第３遅延
回路３６に供給され、前記モータ８の通常停止す
るに必要な時間Ｔ３だけ遅延され、パルス発生部
３７に供給される。

このパルス発生部３７は所定時間幅のパルス信
号を発信し、これを逆転指令信号として逆転制御
部２７に供給する。この逆転制御部２７はそのパ
ルス信号が発信される間、切換手段２３を作動さ
せ、逆転電圧供給部２５から逆転電圧をモータ８
に供給する。モータ８は僅かに逆回転して停止す
るが、モータ８の逆回転にともなつて遊星コーン
１２および変速リング１６が逆転する。そのた
め、遊星コーン１２と変速リング１６との摩擦係
合位置が高速側に復帰し、変速リング１６、カム
デイスク１３および遊星コーン１２のロツク状態
がモータ８側から解除され、ドライバビツト６に
係る負荷に対応した反力トルクが変速リング１６
に伝達される。この時、前記ドライバビツト６加
わる負荷はモータ８の逆回転にともなつて軽減さ
れているので、その負荷に応じて変速リング１６
が遊星コーン１２の円錐面に沿つて復帰し、つい
には原位置に復帰する。

また、前記パルス発生部３７からのパルス信号
はマシンサイクル完了検出部３８に供給され、そ
の出力信号が昇降手段２に供給され、これを作動
させてドライバビツト６を上昇させ、次回の作業
に備える。

発明の効果 以上説明したように、本発明は回転駆動源の回
転を入力円板、遊星コーン、カムデイスクおよび
変速リングでなる差動遊星機構を介してドライバ
ビツトに伝達して変速リングの軸心方向の移動を
弾力保持部材により規制するように構成したねじ
締め機を複数個配置するとともに、それぞれのド
ライバビツトにその停止を検出する回転停止検出
手段を設け、さらに全軸の回転停止検出手段から
検出信号が発信されて始めて回転駆動源を停止さ
せるように構成しているため、回転駆動源が高速
で回転していても、締付完了時にドライバビツト
の回転が停止して各軸の締付を慣性の影響なしに
行うことができるばかりか、１個のワークに複数
個のねじを同時に締付ける場合、先に締付を完了
したねじが最後に締付を完了する軸の影響を受け
て緩むようなことがあると、その都度増締めをす
ることができる等の利点がある。しかも、本発明
は各軸の締付に要する時間にばらつきがあつて
も、最後の軸が締付を完了する前に先に締付を完
了した軸の回転駆動源への電圧が遮断されるよう
なことがないばかりか、最後の軸が締付を完了す
る直前に先に締付を完了した軸が緩み、その軸の
ドライバビツトが回転することがあつても、この
ドライバビツトの回転が停止して全軸が停止する
まで回転駆動源への電圧を遮断することがなく、
全軸が再駆動可能に保持され、全軸を確実に所定
の締付トルクに保持できる等の利点がある。

また、本発明は締付け完了時にドライバビツト
に加わるトルクが所定トルク達すると回転駆動源
へ電圧供給を継続していてもその回転を停止させ
るため、ドライバビツトに加わるトルクを検出す
る機構がなくてもドライバビツトの停止を検出す
るだけで締付け完了を検出でき、ドライバビツト
に加わるトルクを検出するトルク変換器が不要と
なり、安価なねじ締め機を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる制御装置のブロツク
図、第２図は本発明に係わる多軸ねじ締め機の全
体説明図、第３図は本発明に係わる多軸ねじ締め
機の要部断面図、第４図は本発明に係わる自動変
速機の出力軸の持つトルク−回転数特性曲線図、
第５図は本発明に係わる回転停止検出手段を説明
する要部ブロツク図である。 Ａ…制御装置、１…多軸ねじ締め機、２…昇降
手段、３…ドライバ台、４…チヤツク台、５…チ
ヤツクユニツト、５ａ…チヤツク爪、６…ドライ
バビツト、７…ドライバ本体、７ａ…内筒部、８
…モータ、９…差動遊星機構、１０…入力円板、
１１…コーン保持具、１２…遊星コーン、１２ａ
…円周溝、１２ｂ…平坦面、１２ｃ…円錐面、１
３…カムデイスク、１４…連接軸、１５…連接機
構、１５ａ…ユニバーサルジヨイント、１６…変
速リング、１７…アーム、１８…ばね、２１…作
業スタート部、２１ａ…第１遅延回路、２２…正
転制御部、２３…切換手段、２４…正転電圧供給
部、２５…逆転電圧供給部、２６…全軸締付完了
検出部、２７…逆転制御部、２８…回転検出部、
２８ａ…スリツト円板、２９…回転停止検出部、
３０…回転停止検出手段、３１…増幅部、３２…
波形整形部、３３…微分回路、３４…第２遅延回
路、３５…保持回路、３６…第３遅延回路、３７
…パルス発生部、３８…マシンサイクル完了検出
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 昇降手段２の作動により昇降するドライバ台
   ３を配置し、このドライバ台３に複数個のドライ
   バ本体７を一体に移動するように配置し、このド
   ライバ本体７それぞれに回転駆動源８を取付ける
   とともに、この回転駆動源８それぞれにその回転
   を受けて回転する入力円板１０とその外周に摩擦
   係合する遊星コーン１２とこれに摩擦係合するカ
   ムデイスク１３とを介してドライバビツト６を連
   結するとともに、前記遊星コーン１２の外周に摩
   擦係合する変速リング１６を配置し、この変速リ
   ング１６をドライバ台３側に取り付けられたアー
   ム１７により回動自在に保持する一方、ばね１８
   により変速リング１６を高速側に付勢した多軸ね
   じ締め機において、 回転駆動源８それぞれに切換手段２３を介して
   正転電圧供給部２４を接続するとともに、ドライ
   バビツト６それぞれにその停止を検出する回転停
   止検出手段３０を設け、全軸の回転停止検出手段
   ３０から検出信号を受けると全軸の切換手段３０
   を作動させて全軸の回転駆動源８への正転電圧の
   供給を遮断する検出信号を発信する全軸締付完了
   検出部２６を設けたことを特徴とする多軸ねじ締
   め機。