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JPH0696209B2 - Automatic screw tightener - Google Patents
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JPH0696209B2 - Automatic screw tightener - Google Patents

Automatic screw tightener

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JPH0696209B2
JPH0696209B2 JP4894889A JP4894889A JPH0696209B2 JP H0696209 B2 JPH0696209 B2 JP H0696209B2 JP 4894889 A JP4894889 A JP 4894889A JP 4894889 A JP4894889 A JP 4894889A JP H0696209 B2 JPH0696209 B2 JP H0696209B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、締付け時ドライバビットに加わる反力を検出
して締付けトルクを検出する反力式のトルク検出機構を
備えた自動ねじ締め機に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an automatic screw tightener equipped with a reaction force type torque detection mechanism that detects a tightening torque by detecting a reaction force applied to a driver bit during tightening. .

[従来技術]及び[発明が解決しようとする課題] 最近、部品を組立てる場合、締付けトルクの管理が厳し
く求められ、締付け時のトルクを検出してこれが所定締
付けトルク値に達すればモータを停止させるトルク制御
装置を備えた自動ねじ締め機が数多く使用されている。
この種自動ねじ締め機のトルク検出機構を、締付け時に
ドライバビットに加わる反力を検出する歪み管およびこ
の歪み管に貼付されかつブリッジ回路を構成する4個の
歪みゲージでなる検出抵抗を備え、ブリッジ回路の入力
端に基準電圧を供給して、歪み管の歪み量をブリッジ回
路の出力端から電気量として検出するように構成されて
いる。また、このトルク検出機構では、重り等を用いた
静的キャリブレーションを行い、零補正およびゲイン補
正をする増幅率を補正部で選択して増幅部で増幅するよ
うにしてブリッジ回路の出力端からトルクに正確に対応
する出力信号が得られるように構成されている。さら
に、このトルク検出機構では、歪みゲージの動作不良、
断線等が生じるので、その異常を検出する異常検出回路
が接続可能に構成されている。この異常検出回路は、第
5図に示すように前記ブリッジ回路の歪みゲージ5bの1
個とスイッチ5dを介して並列に接続される基準抵抗5cを
有しており、締付け開始時に無負荷状態でかつブリッジ
回路の入力端に基準電圧を供給した状態で、スイッチ5d
を作動させ、この時の出力端の出力信号から歪みゲージ
5bを含む検出系の異常が判断されている。この種異常検
出回路では、ブリッジ回路を採用している関係で、その
出力端の出力電圧はフルスケールで0.5mVから3mV程度
で、その入力端に加えられる入力電圧に比べて非常に微
小な電圧となっている。この微小電圧を後段の増幅部に
正確に送るためには、温度上昇による抵抗変化分、伝送
距離に応じた電圧降下分、外乱の影響等を配慮する必要
か生じているが、前記異常検出回路ではこれらがまった
く配慮されていない。そのため、 1)ブリッジ回路に使用される4個の歪みゲージ5bは同
一ロットのほぼ同特性のものを使用することで、温度変
化による抵抗の増減があっても同じ割合で増減するよう
にしているが、異なる温度特性の基準抵抗5cを接続する
ことによりブリッジ回路の平衡状態が崩れる。
[Prior Art] and [Problems to be Solved by the Invention] Recently, when assembling parts, tightening torque management is strictly required, and when the tightening torque is detected and reaches a predetermined tightening torque value, the motor is stopped. Many automatic screw tighteners equipped with a torque control device are used.
The torque detection mechanism of this kind of automatic screw tightening machine is provided with a strain tube for detecting a reaction force applied to the driver bit at the time of tightening and a detection resistance composed of four strain gauges attached to the strain tube and forming a bridge circuit, The reference voltage is supplied to the input end of the bridge circuit, and the amount of strain of the strain tube is detected as the amount of electricity from the output end of the bridge circuit. In addition, in this torque detection mechanism, static calibration using weights and the like is performed, and an amplification factor for zero correction and gain correction is selected by the correction unit and amplified by the amplification unit so that it is amplified from the output end of the bridge circuit. It is arranged to obtain an output signal which corresponds exactly to the torque. Furthermore, with this torque detection mechanism, malfunction of the strain gauge,
Since disconnection or the like occurs, an abnormality detection circuit for detecting the abnormality is connectable. As shown in FIG. 5, this abnormality detecting circuit is provided with the strain gauge 5b of the bridge circuit.
It has a reference resistor 5c connected in parallel with the switch 5d via a switch, and the switch 5d
The strain gauge from the output signal at the output end at this time.
Abnormality of the detection system including 5b is judged. In this type of abnormality detection circuit, because the bridge circuit is used, the output voltage at its output end is about 0.5 mV to 3 mV at full scale, which is a very small voltage compared to the input voltage applied to its input end. Has become. In order to accurately send this minute voltage to the amplification section in the subsequent stage, it is necessary to consider the resistance change due to temperature rise, the voltage drop according to the transmission distance, the influence of disturbance, etc. So these are not considered at all. Therefore, 1) The four strain gauges 5b used in the bridge circuit are of the same lot and have almost the same characteristics, so that even if the resistance increases or decreases due to temperature changes, it increases or decreases at the same rate. However, the equilibrium state of the bridge circuit is broken by connecting the reference resistors 5c having different temperature characteristics.

2)スイッチ5dには接触抵抗があり、これが温度、使用
回数等により変化するばかりか、スイッチ5dの取付方
法、取付場所等によりスイッチ5dの両端部に温度不平衡
が生じ、これにより熱起電力が生じる。
2) The switch 5d has a contact resistance, which not only changes depending on the temperature, the number of times of use, etc., but also a temperature imbalance occurs at both ends of the switch 5d depending on the mounting method, the mounting location, etc. of the switch 5d. Occurs.

3)スイッチ5dを接続することによりブリッジ回路の一
部の配線が長くなり、その分抵抗が増加するばかりか、
外乱の影響も受け易くなる。また、入出力それぞれのツ
イストペア処理および静電シールド処理ができず、電磁
的にかつ静電的に強くできない。
3) By connecting the switch 5d, a part of the wiring of the bridge circuit becomes long, and not only the resistance increases, but also
It also becomes more susceptible to disturbances. Further, the twisted pair processing and the electrostatic shield processing for each of the input and output cannot be performed, and the electromagnetic and electrostatic strength cannot be increased.

等の欠点が生じている。また、この異常検出回路では、
基準抵抗5c接続時のブリッジ回路の出力端に現れる変化
量により、歪みゲージ5bの動作不良を判断しようとして
いるが、実際に負荷を加えない状態での判断となり、歪
みゲージ5bの動作時の不良を検出することは極めて困難
なものとなっている。また、ブリッジ回路側が異常なの
か、増幅部の異常なのかが判断できず、トルク検出機構
の全部を交換しなければならず、装置の修理コストが高
くなる。
There are drawbacks such as. Moreover, in this abnormality detection circuit,
I am trying to judge the malfunction of the strain gauge 5b by the amount of change appearing at the output end of the bridge circuit when the reference resistance 5c is connected, but it is judged without actually applying a load, and the strain gauge 5b malfunctions when operating. Is extremely difficult to detect. Further, since it is not possible to determine whether the bridge circuit side is abnormal or the amplifying section is abnormal, it is necessary to replace the entire torque detection mechanism, which increases the repair cost of the device.

等の欠点が生じている。There are drawbacks such as.

本発明は、上記欠点の除去を目的とするもので、4個の
検出抵抗でなるセンサ部の異常はもとより、増幅部等セ
ンサ部以外のトルク検出機構の異常をも個別に検出でき
る自動ねじ締め機を提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to eliminate the above-mentioned drawbacks, and is an automatic screw tightening capable of individually detecting not only the abnormality of the sensor unit including four detection resistors but also the abnormality of the torque detecting mechanism other than the sensor unit such as the amplifying unit. Is to provide a machine.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため、昇降駆動源により昇降するド
ライバ台にモータの回転を受けて回転自在のドライバビ
ットが保持されている。前記ドライバ台にはドライバビ
ットに加わる反力を検出する歪み管およびこの歪み管に
貼付されかつブリッジ回路を構成する4個の検出抵抗が
取付けられている。前記ブリッジ回路の入力端には、第
1基準電圧を供給する第1電圧供給源が持続され、歪み
管の歪み量をブリッジ回路の出力端から得られる出力信
号として検出するトルク検出機構が構成されており、こ
のトルク検出機構の出力信号は表示部で表示されるよう
に構成されている。
[Means for Solving the Problem] In order to achieve the above object, a driver base that is raised and lowered by an elevation drive source holds a driver bit that is rotatable by the rotation of a motor. A strain tube for detecting a reaction force applied to the driver bit and four detection resistors which are attached to the strain tube and constitute a bridge circuit are attached to the driver base. A first voltage supply source that supplies a first reference voltage is maintained at the input end of the bridge circuit, and a torque detection mechanism that detects the strain amount of the strain tube as an output signal obtained from the output end of the bridge circuit is configured. The output signal of the torque detecting mechanism is displayed on the display unit.

前記ブリッジ回路の入力端には、第1スイッチング部を
介して前記第1電圧供給源と並列に第2基準電圧を供給
する第2電圧供給源が接続されており、第1スイッチン
グ部の作動により前記入力端に接続される電圧供給源を
第1電圧供給源から第2電圧供給源に切換えるように構
成されている。
A second voltage supply source that supplies a second reference voltage in parallel with the first voltage supply source via a first switching unit is connected to an input end of the bridge circuit. The voltage supply source connected to the input terminal is configured to be switched from the first voltage supply source to the second voltage supply source.

前記第1スイッチング部を作動させる制御部は、締付け
完了を検出すると、モータ停止指令信号を送るととも
に、トルク検出機構の出力信号を記憶する一方、第1ス
イッチング部に切換指令信号を送ってブリッジ回路の入
力端に第2電圧供給源を接続し、この時のトルク検出機
構の出力信号を検出して、前回の出力信号に対する変化
率を第1基準電圧と第2基準電圧との変化率と比較し、
これらが等しくない時、異常表示をするように構成され
ている。
When the control unit for operating the first switching unit detects the completion of tightening, it sends a motor stop command signal and stores the output signal of the torque detection mechanism, while sending a switching command signal to the first switching unit to send a bridge circuit. The second voltage supply source is connected to the input end of the, the output signal of the torque detection mechanism at this time is detected, and the change rate with respect to the previous output signal is compared with the change rate between the first reference voltage and the second reference voltage. Then
When these are not equal, it is configured to display an anomaly.

また、前記ブリッジ回路の出力信号は増幅部で増幅さ
れ、トルクに正確に対応した値が得られるように構成さ
れてもよい。この場合、増幅部の入力端には第2スイッ
チング部を介して前記ブリッジ回路の出力端と並列に第
3基準電圧を供給する第3電圧供給源を接続する。この
第2スイッチング部の制御部は、前記第2スイッチング
部に切換指令信号を送って増幅部の入力端に第3電圧供
給源を接続するとともに前記トルク検出機構の出力信号
を検出し、これが第3基準電圧から得られる値としてあ
らかじめ設定された値をとる時、前記第2スイッチング
部に復帰指令信号を送り、昇降駆動源およびモータを作
動させるように構成されている。
Further, the output signal of the bridge circuit may be amplified by the amplification unit to obtain a value that accurately corresponds to the torque. In this case, a third voltage supply source for supplying a third reference voltage is connected in parallel with the output end of the bridge circuit to the input end of the amplification unit via the second switching unit. The control unit of the second switching unit sends a switching command signal to the second switching unit to connect the third voltage supply source to the input end of the amplification unit and to detect the output signal of the torque detection mechanism. When a preset value is obtained as a value obtained from the three reference voltages, a return command signal is sent to the second switching section to operate the lifting drive source and the motor.

[作用] 上記自動ねじ締め機では、モータおよび昇降駆動源が作
動し、ドライバビットがねじをワークに締付けるに従っ
てその締付けトルクがドライバビットに加わる反力とな
り、これがトルク検出機構の歪み管の歪み量としてブリ
ッジ回路で検出される。この出力信号が増幅部を介して
トルク検出機構の出力信号として出力される。
[Operation] In the above automatic screw tightening machine, the motor and the lifting drive source operate, and as the driver bit tightens the screw on the workpiece, the tightening torque becomes a reaction force applied to the driver bit, which is the amount of strain of the strain tube of the torque detection mechanism. As detected by the bridge circuit. This output signal is output as an output signal of the torque detection mechanism via the amplifier.

一方、適当な手段によって締付け完了が検出されると、
モータ停止指令信号が送られるとともに、この時のトル
ク検出機構の出力信号が記憶される。前記モータが停止
するまでの間に、第1スイッチング部が作動して、ブリ
ッジ回路の入力端に第2電圧供給源が接続され、検出抵
抗に負荷が加わった状態で、ブリッジ回路の出力が増幅
部を介して検出される。この検出値と前回の検出値とが
比較され、その変化率が第1基準電圧と第2基準電圧と
の変化率に等しい場合、トルク検出機構は正常と判断さ
れ、前回の検出値が表示部で表示される。その後、昇降
駆動源を上昇させて、次回の作業に備える。
On the other hand, when tightening completion is detected by appropriate means,
The motor stop command signal is sent and the output signal of the torque detection mechanism at this time is stored. Until the motor stops, the first switching unit operates, the second voltage supply source is connected to the input end of the bridge circuit, and the output of the bridge circuit is amplified while the load is applied to the detection resistor. Detected through the section. This detection value is compared with the previous detection value, and when the change rate is equal to the change rate between the first reference voltage and the second reference voltage, the torque detection mechanism is determined to be normal, and the previous detection value is displayed. Is displayed. Then, the lifting drive source is raised to prepare for the next work.

一方、前記変化率が第1基準電圧と第2基準電圧との変
化率と等しくない場合には、トルク検出機構の異常と判
断され、表示部で異常表示がなされる。
On the other hand, when the rate of change is not equal to the rate of change between the first reference voltage and the second reference voltage, it is determined that the torque detection mechanism is abnormal, and an abnormality is displayed on the display unit.

また、前記増幅部の入力端に第3基準電圧を接続可能に
している場合には、第2スイッチング部に切換指令信号
が送られると、第2スイッチング部が作動して、ブリッ
ジ回路を遮断して増幅部の入力端に第3基準電圧を供給
し、この時のトルク検出機構の出力信号が検出される。
この検出値が第3基準電圧印加時に増幅部から正常に出
力される値でなる設定値に等しい場合には、前記増幅部
以後のトルク検出機構が正常と判断され、前述の締付け
作業が行われる。また、前記検出値が設定値に達しない
ような場合には、増幅部以後のトルク検出機構が異常と
判断され、その異常表示がなされる。
Further, when the third reference voltage can be connected to the input terminal of the amplifying unit, when the switching command signal is sent to the second switching unit, the second switching unit operates and shuts off the bridge circuit. The third reference voltage is supplied to the input terminal of the amplifier section, and the output signal of the torque detection mechanism at this time is detected.
When the detected value is equal to the set value which is a value normally output from the amplifying unit when the third reference voltage is applied, the torque detecting mechanism after the amplifying unit is determined to be normal, and the tightening work described above is performed. . If the detected value does not reach the set value, the torque detection mechanism after the amplifier is judged to be abnormal, and the abnormality is displayed.

[実施例] 以下、実施例を図面に基づき説明する。第1図および第
2図において、1は自動ねじ締め機であり、モータ2お
よびこのモータ2の回転を連接軸3を介して受けて一体
に回転するドライバビット4を有している。このモータ
2は、トルク検出機構5の歪み管5aを介して昇降駆動源
6の作動により昇降するドライバ台7に保持されてお
り、モータ2および昇降駆動源6が作動してドライバビ
ット4がねじ(図示せず)をワーク(図示せず)に締付
けると、その締付けトルクに応じてドライバビット4に
生じる反力が歪み管5aを回動させるように構成されてい
る。前記歪み管5aの外周には、ブリッジ回路を構成する
ように4個の歪みゲージ5bでなる検出抵抗が貼付されて
いる。この検出抵抗はすべて歪みゲージで構成されなく
てもよい。前記ブリッジ回路の入力端には第1基準電圧
を供給する第1電圧供給源8および第2基準電圧を供給
する第2電圧供給源9が第1スイッチング部10を介して
並列に接続されており、この第1スイッチング部10は後
記制御部17から切換指令信号を受けると、ブリッジ回路
の入力端に接続される電圧供給源が第1電圧供給源8か
ら第2電圧供給源9に切換えられるように構成されてい
る。また、前記ブリッジ回路の出力端には第2スイッチ
ング部11、零補正およびゲイン補正をする増幅率を選択
する補正部12aを備えた増幅部12およびフィルタ13を介
してA−D変換部14が接続されており、このA−D変換
部14の出力はトルク検出機構5の出力信号として後記す
るI/Oインタフェース15の入力側に送られるように構成
されている。前記A−D変換部14はサンプル/ホールド
回路を含んでおり、変換指令信号およびホールド指令信
号はI/Dインタフェース15を介して制御部から送られる
ように構成されている。前記第2スイッチング部11は、
制御部17から切換指令信号を受けると、ブリッジ回路か
らの入力信号が遮断され、増幅部の入力端に第3基準電
圧を供給する第3電圧供給源16を接続するように構成さ
れている。
Embodiments Embodiments will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1 and FIG. 2, 1 is an automatic screw tightening machine, which has a motor 2 and a driver bit 4 that receives rotation of the motor 2 via a connecting shaft 3 and rotates integrally. The motor 2 is held by a driver base 7 which is moved up and down by the operation of the lifting drive source 6 via the strain tube 5a of the torque detection mechanism 5, and the motor 2 and the lifting drive source 6 are operated to screw the driver bit 4 into a screw. When a work (not shown) is tightened on a work (not shown), a reaction force generated in the driver bit 4 according to the tightening torque rotates the strain tube 5a. A detection resistor composed of four strain gauges 5b is attached to the outer periphery of the strain tube 5a so as to form a bridge circuit. The detection resistors may not all be strain gauges. A first voltage supply source 8 for supplying a first reference voltage and a second voltage supply source 9 for supplying a second reference voltage are connected in parallel to the input terminal of the bridge circuit via a first switching unit 10. When the first switching unit 10 receives the switching command signal from the control unit 17 described later, the voltage supply source connected to the input end of the bridge circuit is switched from the first voltage supply source 8 to the second voltage supply source 9. Is configured. At the output end of the bridge circuit, an A-D converter 14 is provided via a second switching unit 11, an amplifier 12 having a correction unit 12a for selecting an amplification factor for zero correction and gain correction, and a filter 13. The output of the A / D converter 14 is connected to the input side of an I / O interface 15, which will be described later, as an output signal of the torque detection mechanism 5. The A / D conversion unit 14 includes a sample / hold circuit, and the conversion command signal and the hold command signal are configured to be sent from the control unit via the I / D interface 15. The second switching unit 11 is
When the switching command signal is received from the control unit 17, the input signal from the bridge circuit is cut off, and the third voltage supply source 16 for supplying the third reference voltage is connected to the input end of the amplification unit.

前記自動ねじ締め機の制御部17は、マイクロコンピュー
タでなっており、I/Oインタフェース15を介して作業ス
タート部18、所望締付けトルクに対応した電圧値を第1
設定値として記憶する第1設定部19、第1基準電圧と第
2基準電圧との変化率を第2設定値として記憶する第2
設定部20、第3基準電圧を増幅部12に印加した時に増幅
部12から正常に出力された出力信号を第3設定値として
記憶する第3設定部21および前記トルク検出機構5が接
続されている。また、前記制御部17にはI/Oインタフェ
ース15を介してドライバ台7を昇降させる昇降駆動源
6、モータ2に指令値を送ってパワー供給源22aからモ
ータ2にパワーを供給してモータ2の回転を制御するモ
ータ駆動部22、前記トルク検出機構5の出力信号および
異常の有無を表示する表示部23、前記A/D変換部14、第
1スイッチング部10並びに第2スイッチング部11が接続
されている。
The control unit 17 of the automatic screw tightener is composed of a microcomputer, and a work start unit 18 via the I / O interface 15 and a voltage value corresponding to a desired tightening torque
A first setting unit 19 that stores the setting value, and a second setting unit that stores the rate of change between the first reference voltage and the second reference voltage as the second setting value.
The torque detection mechanism 5 is connected to the setting unit 20, the third setting unit 21 that stores the output signal normally output from the amplification unit 12 as the third setting value when the third reference voltage is applied to the amplification unit 12, and the torque detection mechanism 5. There is. Further, the control unit 17 is provided with an elevation drive source 6 for raising and lowering the driver base 7 via the I / O interface 15, and a command value is sent to the motor 2 to supply power from the power supply source 22a to the motor 2 to drive the motor 2. Connected to a motor drive unit 22 for controlling the rotation of the motor, a display unit 23 for displaying the output signal of the torque detection mechanism 5 and the presence / absence of abnormality, the A / D conversion unit 14, the first switching unit 10 and the second switching unit 11. Has been done.

また、前記制御部17は、第3図および第4図に示すよう
に、 1)作業スタート部18から作業スタート信号を受ける
と、初期リセットを行う。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the control section 17: 1) When it receives a work start signal from the work start section 18, it performs an initial reset.

2)第2スイッチング部11に切換指令信号を送るととも
に、ホールド指令信号を発信せずにA−D変換指令信号
のみを発信する。
2) Send a switching command signal to the second switching unit 11 and send only an AD conversion command signal without sending a hold command signal.

3)トルク検出機構5の出力信号と第3設定部21の第3
設定値とが一致しない時、第2スチッチング部11を復帰
させるとともに、異常表示指令信号を表示部23に送る。
3) The output signal of the torque detection mechanism 5 and the third signal of the third setting unit 21.
When the set values do not match, the second stitching section 11 is restored and an abnormality display command signal is sent to the display section 23.

4)第2スイッチング部11を復帰させるとともに、モー
タ駆動指令信号をモータ駆動部22に送り、さらに昇降駆
動源6に下降指令信号を送る。
4) The second switching unit 11 is restored, a motor drive command signal is sent to the motor drive unit 22, and a descent command signal is sent to the elevation drive source 6.

5)A−D変換部14にホールド指令信号およびA−D変
換指令信号を送る(ホールドする必要のない時は、ホー
ルド指令信号を発信しない)。
5) A hold command signal and an A-D conversion command signal are sent to the A / D converter 14 (when the hold is not necessary, the hold command signal is not transmitted).

6)締付け完了を検出する(A−D変換部14の出力信号
と所望締付けトルクに対応する値として第1設定部19に
記憶された第1設定値とを比較し、一致しない時、5)
に戻る)。
6) Detect the completion of tightening (comparing the output signal of the AD converter 14 with the first set value stored in the first setting unit 19 as a value corresponding to the desired tightening torque, and when they do not match, 5)
Return to).

7)A−D変換部14の出力信号を第1検出値として記憶
する。
7) The output signal of the AD converter 14 is stored as the first detection value.

8)モータ停止指令信号を発信するとともに、第1スイ
ッチング部10に切換指令信号を発信する。
8) Send a motor stop command signal and a switch command signal to the first switching unit 10.

9)A−D変換部14にホールド指令信号およびA−D変
換指令信号を送り、A−D変換の完了を待つ(ホールド
の必要がない時は、ホールド指令信号を発信しない)。
9) Sends a hold command signal and an A-D conversion command signal to the A-D conversion unit 14 and waits for the completion of the A-D conversion (when the hold is not necessary, the hold command signal is not transmitted).

10)A−D変換部14の出力信号を第2検出値として記憶
する。
10) The output signal of the AD converter 14 is stored as the second detection value.

11)モータ2の停止を待つ。11) Wait for the motor 2 to stop.

12)第1検出値と第2検出値とからその変化率を算出
し、第1基準電圧と第2基準電圧との変化率として記憶
された第2設定部20の第2設定値と比較し、両者が一致
しない時、NG表示指令信号を表示部23に送り、14)にジ
ャンプする。
12) The rate of change is calculated from the first detected value and the second detected value, and compared with the second set value of the second setting unit 20 stored as the rate of change between the first reference voltage and the second reference voltage. , When both do not match, an NG display command signal is sent to the display unit 23 and the process jumps to 14).

13)OK表示指令信号を表示部23に送る。13) Send an OK display command signal to the display unit 23.

14)前記第1検出値の表示指令信号を表示部23に送る。14) Send the display command signal of the first detection value to the display unit 23.

15)第1スイッチング部10を復帰させるとともに、昇降
駆動源6に上昇指令信号を送る。
15) The first switching unit 10 is restored, and a rising command signal is sent to the lifting drive source 6.

16)エンド の動作順序で作動するように構成されている。16) It is configured to operate in the end operation sequence.

上記自動ねじ締め機では、作業スタート部18から作業ス
タート信号が発信されると、初期リセットされて後、第
2スイッチング部11が作動し、トルク検出機構5の増幅
部12の入力端に第3基準電圧が接続される。同時に、A
−D変換部14にホールド指令信号は発信されずに、A−
D変換指令信号のみが発信され、第3基準電圧が増幅部
12の入力端に印加されるとき正常に増幅部12から出力さ
れる値として記憶された第3設定値とA−D変換部14の
出力信号とが比較される。両者が一致しない時には、増
幅部14以後のトルク検出機構5の異常と判断され、前記
第2スイッチング部11を復帰させて後、異常表示が表示
部23でなされる。
In the above automatic screw tightener, when the work start signal is transmitted from the work start unit 18, the second switching unit 11 is activated after the initial reset, and the third end is provided at the input end of the amplification unit 12 of the torque detection mechanism 5. The reference voltage is connected. At the same time, A
-A hold command signal is not sent to the D conversion unit 14, and A-
Only the D conversion command signal is transmitted, and the third reference voltage is amplified.
The third set value stored as a value normally output from the amplifier 12 when applied to the input terminals of 12 and the output signal of the AD converter 14 are compared. When the two do not match, it is determined that the torque detecting mechanism 5 after the amplifying unit 14 is abnormal, and after the second switching unit 11 is restored, an abnormal display is displayed on the display unit 23.

一方、前記出力信号と第3設定値とが一致している場合
には、トルク検出機構5が正常と判断され、第2スイッ
チング部11が復帰して後、モータ2が駆動されるととも
に、昇降駆動源6が作動して、ドライバ台7が下降し、
ドライバビット4の先端のねじがワークに締付けられ
る。
On the other hand, when the output signal matches the third set value, it is determined that the torque detection mechanism 5 is normal, the second switching unit 11 returns, and then the motor 2 is driven and the vertical movement is performed. The drive source 6 operates, the driver base 7 descends,
The screw at the tip of the driver bit 4 is tightened on the work.

ねじがワークに締付けられるにともなって、ねじに加わ
る締付けトルクがドライバビット4に加わる反力として
歪み管5aに加わり、その歪み量がブリッジ回路を構成す
る歪みゲージ5bにより検出される。この間、モータ2が
駆動されると同時に、A−D変換部14にホールド指令信
号およびA−D変換指令信号が送られ、その出力信号と
所望締付けトルクに対応した第1設定値とが比較され
る。前記両者が一致しない時、A−D変換部14にただち
にホールド指令信号およびA−D変換指令信号が発信さ
れ、前記比較が繰返される。
As the screw is tightened on the work, the tightening torque applied to the screw is applied to the strain tube 5a as a reaction force applied to the driver bit 4, and the amount of strain is detected by the strain gauge 5b forming the bridge circuit. During this time, at the same time as the motor 2 is driven, the hold command signal and the A-D conversion command signal are sent to the A-D converter 14, and the output signal is compared with the first set value corresponding to the desired tightening torque. It When they do not match each other, the hold command signal and the A / D conversion command signal are immediately transmitted to the A / D conversion unit 14, and the comparison is repeated.

前記出力信号と第1設定値とか一致して締付け完了が検
出されると、この時の検出値が第1検出値として記憶さ
れ、モータ2に停止指令信号が送られる。さらに、第1
スイッチング部10に切換指令信号が送られ、ブリッジ回
路の入力端に第2基準電圧が接続されるとともに、A−
D変換部14にホールド指令信号およびA−D変換指令信
号が送られる。この時のA−D変換部14の出力信号が第
2検出値として記憶され、前記モータ2の停止を待つ。
この時、第1スイッチング部10の切換時間、ホールド指
令時間、A−D変換時間および第2検出値を記憶するに
要する時間の合計時間は、モータ2が完全に停止するま
でに要する時間よりも十分に短い。
When the output signal matches the first set value and the tightening completion is detected, the detected value at this time is stored as the first detected value, and the stop command signal is sent to the motor 2. Furthermore, the first
A switching command signal is sent to the switching unit 10, the second reference voltage is connected to the input end of the bridge circuit, and A-
A hold command signal and an A-D conversion command signal are sent to the D conversion unit 14. The output signal of the AD converter 14 at this time is stored as the second detection value, and the motor 2 is stopped.
At this time, the total time of the switching time of the first switching unit 10, the hold command time, the AD conversion time, and the time required to store the second detected value is greater than the time required until the motor 2 completely stops. Short enough.

前記モータ2が停止すると、前記第1検出値と第2検出
値とから、その変化率が算出されるとともに、この変化
率が前記第1基準電圧と第2基準電圧との変化率として
第2設定部20に記憶された第2設定値と比較される。こ
の場合、歪みゲージ5bに負荷が加わった状態で歪みゲー
ジ5bの出力信号が検出されるので、歪みゲージ5bの動作
不良のチェックを正確に行うことができる。
When the motor 2 is stopped, the rate of change is calculated from the first detection value and the second detection value, and the rate of change is the second rate of change between the first reference voltage and the second reference voltage. The second set value stored in the setting unit 20 is compared. In this case, since the output signal of the strain gauge 5b is detected with the load applied to the strain gauge 5b, the malfunction of the strain gauge 5b can be accurately checked.

前記変化率と第2設定値とが一致しない時には、歪みゲ
ージ5bの動作不良と判断され、NG表示が表示部23でなさ
れ、さらにその時のトルクが表示部23で表示される。
When the rate of change and the second set value do not match, it is determined that the strain gauge 5b is malfunctioning, an NG display is displayed on the display unit 23, and the torque at that time is displayed on the display unit 23.

一方、前記変化率と第2設定値とが一致する時には、前
記歪みゲージ5bは正常と判断され、OK表示が表示部23で
なされるとともに、前記第1検出値が表示部23で表示さ
れる。
On the other hand, when the rate of change matches the second set value, the strain gauge 5b is determined to be normal, an OK display is displayed on the display unit 23, and the first detected value is displayed on the display unit 23. .

その後、第1スイッチング部10が復帰して後、昇降駆動
源6が作動して、ドライバ台7が上昇し、原位置復帰し
てすべての作業が終了する。
After that, after the first switching unit 10 returns, the elevating drive source 6 operates, the driver base 7 rises, the original position is restored, and all the operations are completed.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明はドライバビットに加わる
反力を検出する歪み管に貼付された4個の検出抵抗でな
るブリッジ回路の入力端に2個の基準電圧を交互に接続
できるように構成しているため、締付け完了検出時ブリ
ッジ回路の入力端に別の基準電圧を接続して、その時の
変化率と前記基準電圧の変化率との比較により検出抵抗
に実際に負荷が加わった状態での検出抵抗の動作不良チ
ェックができ、その以上を正確に検出することができる
等の利点がある。また、本発明はモータを駆動する前
に、トルク検出機構の増幅部の入力端に別の基準電圧を
接続して、その時のトルク検出機構の出力信号を増幅部
の入力端に基準電圧が加えられた時に正常時に増幅部か
ら出力される値としてあらかじめ記憶された設定値と比
較するように構成しているため、両者が一致する時に
は、増幅部以後のトルク検出機構が正常と判断され、通
常のねじ締め作業を行うことができ、前記両者が一致し
ない場合には、前記トルク検出機構が異常と判断され、
異常表示を行うことができ、しかも検出抵抗でなるセン
サ部の異常か、それ以外のトルク検出機構の異常かがす
ぐに判断できる等の利点がある。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, two reference voltages are alternately applied to the input end of the bridge circuit composed of four detection resistors attached to the strain tube for detecting the reaction force applied to the driver bit. Since it is configured so that it can be connected, another reference voltage is connected to the input end of the bridge circuit when tightening completion is detected, and the detection resistance is actually loaded by comparing the change rate at that time with the change rate of the reference voltage. There is an advantage that the operation failure of the detection resistor can be checked in the state where the voltage is added, and more than that can be accurately detected. Further, according to the present invention, before driving the motor, another reference voltage is connected to the input end of the amplification section of the torque detection mechanism, and the output signal of the torque detection mechanism at that time is applied to the input end of the amplification section by the reference voltage. When the two values match, the torque detection mechanism after the amplifier is judged to be normal, If the two do not match, the torque detection mechanism is determined to be abnormal,
There is an advantage that it is possible to display an abnormality, and moreover, it is possible to immediately judge whether or not the abnormality of the sensor portion formed of the detection resistance or the abnormality of the torque detection mechanism other than that.

さらに、本発明はブリッジ回路に余分な素子を組込まず
に異常検出ができ、微少電圧を取出すに際してまったく
ノイズを受けずに正確に微少電圧を検出することがで
き、正確な異常判定が可能となる等の利点がある。
Further, according to the present invention, the abnormality can be detected without incorporating an extra element in the bridge circuit, and the minute voltage can be accurately detected without receiving any noise at the time of extracting the minute voltage, which enables accurate abnormality determination. And so on.

なお、実施例ではトルク検出機構のチェックを締付け作
業を行う度に行っているが、所定周期で行うように構成
することもできる。また、実施例では締付け完了をトル
ク検出機構の出力信号から得ているが、モータの回転を
差動遊星機構等の差動減速機を使用すれば、ドライバビ
ットの停止検出により締付け完了を検出することができ
る。
Although the torque detection mechanism is checked every time the tightening work is performed in the embodiment, the torque detection mechanism may be checked at a predetermined cycle. Further, in the embodiment, the completion of tightening is obtained from the output signal of the torque detection mechanism, but if the rotation of the motor is used a differential speed reducer such as a differential planetary mechanism, the completion of tightening is detected by detecting the stop of the driver bit. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の全体を説明するブロック図、第2図は
本発明に係わるトルク検出機構の要部回路図、第3図は
本発明に係わる制御部の動作を説明するフローチャー
ト、第4図は締付け完了を検出するフローチャート、第
5図は従来例のトルク検出機構の要部回路図である。 1……自動ねじ締め機、2……モータ、 3……連接軸、4……ドライバビット、 5……トルク検出機構、5a……歪み管、 5b……歪みゲージ、5c……基準抵抗、 5d……スイッチ、6……昇降駆動源、 7……ドライバ台、8……第1電圧供給源、 9……第2電圧供給源、10……第1スイッチング部、 11……第2スイッチング部、12……増幅部、 12a……補正部、13……フィルタ、 14……A−D変換部、15……I/Oインタフェース、 16……第3電圧供給源、17……制御部、 18……作業スタート部、19……第1設定部、 20……第2設定部、21……第3設定部、 22……モータ駆動部、22a……パワー供給部、 23……表示部、
FIG. 1 is a block diagram for explaining the whole of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a main part of a torque detection mechanism according to the present invention, FIG. 3 is a flow chart for explaining the operation of a control unit according to the present invention, and FIG. FIG. 5 is a flowchart for detecting the completion of tightening, and FIG. 5 is a circuit diagram of a main part of a conventional torque detecting mechanism. 1 ... Automatic screw tightener, 2 ... Motor, 3 ... Connecting shaft, 4 ... Driver bit, 5 ... Torque detection mechanism, 5a ... Strain tube, 5b ... Strain gauge, 5c ... Reference resistance, 5d ... switch, 6 ... elevation drive source, 7 ... driver base, 8 ... first voltage supply source, 9 ... second voltage supply source, 10 ... first switching section, 11 ... second switching Section, 12 ... amplifying section, 12a ... correcting section, 13 ... filter, 14 ... A / D converting section, 15 ... I / O interface, 16 ... third voltage supply source, 17 ... control section , 18 ... Work start part, 19 ... First setting part, 20 ... Second setting part, 21 ... Third setting part, 22 ... Motor drive part, 22a ... Power supply part, 23 ... Display Department,

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】昇降駆動源により昇降するドライバ台にモ
ータの回転を受けて回転自在のドライバビットを保持す
るとともに、このドライバ台に前記ドライバビットに加
わる反力を検出する歪み管およびこの歪み管に貼付され
かつブリッジ回路を構成する4個の検出抵抗を備えた反
力式のトルク検出機構を取付け、このブリッジ回路の入
力端に第1基準電圧を供給する第1電圧供給源を接続
し、ブリッジ回路の出力端から得られる歪み管の歪み量
を前記トルク検出機構の出力信号として検出し、締付け
完了を検出するとモータ停止指令信号を送るとともに前
記トルク検出機構の出力信号を表示部で表示する制御部
を備えた自動ねじ締め機において、 ブリッジ回路の入力端に接続された第1電圧供給源と並
列に第2基準電圧を供給する第2電圧供給源を接続する
とともに、前記ブリッジ回路の入力端に接続される電圧
供給源を第1電圧供給源から第2電圧供給源に切換える
第1スイッチング部を接続する一方、 締付け完了検出時にモータ停止指令信号を送るとともに
トルク検出機構の出力信号を記憶し、さらに第1スイッ
チング部に切換指令信号を送ってブリッジ回路の入力端
に第2電圧供給源を接続してこの時のトルク検出機構の
出力信号を検出し、前回の出力信号に対する変化率が第
1基準電圧と第2基準電圧との変化率に等しくない時、
異常表示をする制御部を設けたことを特徴とする自動ね
じ締め機。
1. A strain tube and a strain tube for holding a rotatable driver bit by a rotation of a motor on a driver table which is moved up and down by a lifting drive source and detecting a reaction force applied to the driver bit on the driver table. A reaction force type torque detection mechanism having four detection resistors attached to the bridge circuit and connected to a first voltage supply source for supplying a first reference voltage to the input end of the bridge circuit, The strain amount of the strain tube obtained from the output end of the bridge circuit is detected as an output signal of the torque detection mechanism, and when the completion of tightening is detected, a motor stop command signal is sent and the output signal of the torque detection mechanism is displayed on the display unit. In an automatic screw tightener equipped with a control unit, a second voltage supply for supplying a second reference voltage in parallel with a first voltage supply source connected to an input end of a bridge circuit. A power supply is connected and a first switching unit that switches the voltage supply source connected to the input end of the bridge circuit from the first voltage supply source to the second voltage supply source is connected, while the motor stop command signal is detected when tightening completion is detected. And the output signal of the torque detection mechanism is stored, and a switching command signal is further sent to the first switching unit to connect the second voltage supply source to the input end of the bridge circuit to output the output signal of the torque detection mechanism at this time. When the rate of change with respect to the output signal detected last time is not equal to the rate of change of the first reference voltage and the second reference voltage,
An automatic screw tightener, which is equipped with a control unit that displays an error.
【請求項2】昇降駆動源により昇降するドライバ台にモ
ータの回転を受けて回転自在のドライバビットを保持す
るとともに、このドライバ台に前記ドライバビットに加
わる反力を検出する歪み管およびこの歪み管に貼付され
かつブリッジ回路を構成する4個の検出抵抗を備えた反
力式のトルク検出機構を取付け、このブリッジ回路の入
力端に第1基準電圧を供給する第1電圧供給源を接続
し、歪み管の歪み量をブリッジ回路の出力端から電気量
として検出し、これを増幅部により増幅して前記トルク
検出機構の出力信号とし、締付け完了を検出するとモー
タ停止指令信号を送るとともに前記トルク検出機構の出
力信号を表示部で表示する制御部を備えた自動ねじ締め
機において、 増幅器の入力端に第2スイッチング部を介してブリッジ
回路の出力端と第3基準電圧を供給する第3電圧供給源
とを並列に接続するとともに、 前記第2スイッチング部に切換指令信号を送って増幅部
の入力端に第3電圧供給源を接続し、この時のトルク検
出機構の出力信号が第3基準電圧から得られる値として
あらかじめ設定された値をとる時、前記第2スイッチン
グ部に復帰指令信号を送るとともに昇降駆動源およびモ
ータを作動させる制御部を設けたことを特徴とする自動
ねじ締め機。
2. A strain tube and a strain tube for holding a rotatable driver bit by a rotation of a motor on a driver table which is elevated and lowered by an elevation drive source and detecting a reaction force applied to the driver bit on the driver table. A reaction force type torque detection mechanism having four detection resistors attached to the bridge circuit and connected to a first voltage supply source for supplying a first reference voltage to the input end of the bridge circuit, The amount of strain of the strain tube is detected from the output end of the bridge circuit as an amount of electricity, and this is amplified by the amplifier to be the output signal of the torque detection mechanism. When the completion of tightening is detected, a motor stop command signal is sent and the torque is detected In an automatic screw tightener equipped with a control unit for displaying the output signal of the mechanism on the display unit, the input of the amplifier is connected to the bridge circuit via the second switching unit. An output terminal and a third voltage supply source for supplying a third reference voltage are connected in parallel, and a switching command signal is sent to the second switching section to connect a third voltage supply source to the input terminal of the amplification section, When the output signal of the torque detection mechanism at this time has a value preset as a value obtained from the third reference voltage, a control unit that sends a return command signal to the second switching unit and operates the lifting drive source and the motor An automatic screw tightener characterized by the provision of.
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