(57)【要約】【課題】  従来のネジ締め不良検出方法は、全体的な回転時間や回転角度を測定して良否の判定を行う方法であり、予め設定された時間や回転角度が経過した後でなければ良否の判定ができない。このため、設定した時間や回転角度に到達するまでネジの締め付けが継続され、ネジやワークを破損する可能性が高まると共に、不良の判定がでるまで相当の時間が経過する。【解決手段】  トルク設定装置を備えた動力式ねじ締め機によるネジ締め不良を監視する方法であって、ネジの締め始めから着座までの単位回転当たりの各時間を測定することにより、該単位回転当たりの各時間が設定範囲を外れた時点でねじ締め機を停止させる。【選択図】        図２
2010201537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルク設定装置を備えた動力式ねじ締め機によるネジ締め不良を監視する方法であって、ネジの締め始めから着座までの単位回転当たりの各時間を測定することにより、該単位回転当たりの各時間が設定範囲を外れた時点でねじ締め機を停止させることを特徴とするネジ締め不良監視方法。
【請求項２】
ネジの締め始めは、ネジを逆回転させることにより、該ネジの軸方向の移動による位置検出と振動検出のいずれかで決定する請求項１記載のネジ締め不良監視方法。
【請求項３】
ネジの着座は、ネジの頭まで締め込まれたときの急激な単位回転当たりの時間増加で決定する請求項２記載のネジ締め不良監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締め付けトルク設定装置を備えた電動やエア駆動のねじ締め機における、ネジ締め不良を監視する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ねじを所定のトルクで締め付けることを目的として、締め付けトルク設定装置を備えた動力式のトルクドライバが広く利用されている。トルクドライバは、設定した締め付けトルクに達すると機械的あるいは電気的に停止するものがある。
【０００３】
ねじ締め作業工程においては、部品を所定の適正なトルクでねじ締めする他、品質管理上ねじの種類、ワッシャの有無、など設計通りに作業が行われているか、斜め締めなどの不適正な作業がないかどうかなどの判定も必要となる。例えば、特許文献１に示す自動ねじ締め機では、トルクセンサ及びエンコーダを設けることにより、締め付けトルク及びドライバの主軸やドライバビット、ソケットなどの回転角度を検出して良否判定を図っている。判定手段としては、通常マイクロコンピュータやシーケンサー等により、制御部、記憶手段、入出力インターフェイス等を構成し、多種多様のねじ締め作業に対応できるようにしている。
【０００４】
また、特許文献２に示す自動ねじ締付け機におけるかじり検知方法は、ネジの締め始めから着座までの時間と回転角度を測定することにより、かじりの発生を検知してネジ締め不良の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３２０３５７号公報
【特許文献２】特開平６−０９９３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のネジ締め不良検出方法は、全体的な回転時間や回転角度を測定して良否の判定を行う方法である。このため、予め設定された時間や回転角度が経過した後でなければ良否の判定ができない基本的な問題がある。
【０００７】
従って、ネジ締め工程において、設定した時間や回転角度に到達するまでネジの締め付けが継続されることになる。結果的にネジ締めに不良があればその判定が行われることになるものの、ネジやワークを破損する可能性がかなり高くなる。しかも、不良の判定がでるまで相当の時間が経過することに繋がり、単に良否の検知を行うだけで、不良の場合における破損の軽減や時間的ロスを低減するということに関しては、何等寄与しない方法であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで本発明者は上記課題に鑑み鋭意研究した結果、本発明を成し得たものであり、その特徴とするところは、トルク設定装置を備えた動力式ねじ締め機によるネジ締め不良を監視する方法であって、ネジの締め始めから着座までの単位回転当たりの各時間を測定することにより、該単位回転当たりの各時間が設定範囲を外れた時点でねじ締め機を停止させることにある。
【０００９】
本明細書中でいう「動力式ねじ締め機」とは、電動モータやエアモータによりドライバビットやソケットを回転駆動するもので、ねじ、ボルト、ナット等を締め付ける装置をいう。本発明においては、トルク設定装置を備えた動力式ねじ締め機に、ロータリーエンコーダなどの回転角センサを設けると共に該回転角センサに連動するタイマを設け、ドライバビットやソケットの単位回転当たりの時間を計測する。トルク設定装置としては、トルクを検出して機械的あるいは電気的に停止するなどいずれでもよく特に限定するものではない。
【００１０】
ネジ締め工程は、一般的に仮締め、ねじ込み、着座、締め付け、増締めに分けられる。仮締めはネジをネジ孔に取り付ける状態であり、手で締めたりネジ締め機で締める場合もある。ねじ込みは仮締めしたネジをネジ締め機で一気に締め付ける工程である。着座はネジの頭がワークに接当してトルクが急激に高くなる箇所であり、ここからネジの締め付けが行われる。締め付けトルクを正確に管理する場合には、されに増締めが行われる。
【００１１】
本発明に係るネジ締め不良監視方法は、ネジの締め始めから着座までの単位回転当たりの各時間を測定することによって、予め設定した範囲の上限と下限から外れた場合にネジ締め不良と判定してネジ締め機の作動を停止させる方法である。つまり、ネジの締め付け不良のほとんどがねじ込みの過程で発生し、所定の回転角と時間内に着座すればほとんど正常にネジ締めが行われたことになる。この場合、ネジの強度不足などの判定はできないが、締め付け完了までの全体的な回転時間や回転角度を測定する方法などを併用することで対処することができる。
【００１２】
例えば、ネジ山異常や異物の噛み込みなどがあった場合は、単位回転当たりの時間が設定時間より長くなることで判定できる。従って、本発明方法でネジ締め不良の判定がなければ、着座からの締め付けだけの問題であり、トルク設定装置を備えた動力式ネジ締め機においては、ほとんどの場合所定のトルクでのネジ締めを正常に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るネジ締め不良監視装置は、ネジの締め始めから着座までの単位回転当たりの各時間を測定し、各時間を設定時間と比較することにより、ネジ締め不良を判定するため、不良個所があればネジ締め工程を最も初期の段階で停止することができる。従って、不良個所によるネジやワークの損傷を最小限に抑えられることや、時間のロスを少なくすることができる。
このため、経験の少ない作業者のみならず熟練の作業者であってもワークの損傷を少なくしたり、作業効率を高めることができるなど極めて有益な効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るネジ締め不良監視方法におけるネジ締め工程の回転角度とトルクの関係を示すグラフである。
【図２】ネジの締め始めから着座までのねじ込み工程における単位回転当たりの時間を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係るネジ締め不良監視方法は、ねじ込み工程の単位回転当たりの各時間を監視することにより上記課題を解決した。
【実施例１】
【００１６】
ネジ締め工程における回転角度とトルクの関係は、図１に示すように全工程中ねじ込み工程の回転角度が大半を占める。基本的にはねじ込み工程のトルクは低く、比較的高速の回転速度で締められる。着座から締め付け、さらに増締め領域においては、低速回転で高いトルクで締め付けられ、締め付け工程や増締め工程では、ほとんどの場合１回転させることはない。従って、ネジ山異常、異物噛み込み、ネジ長さの違い、ワッシャ抜けなどのネジ締め不良は、ねじ込み工程を詳細に監視することで検知することが可能となる。
【００１７】
本発明に係るネジ締め不良監視方法は、ねじ込み工程における単位回転当たりの時間を監視することでネジ締め不良を検知する方法である。図２は、Ｍ８のボルトをトルク設定装置を備えた空圧式のネジ締め機で、ネジの締め始めから着座まで正常に締め付けたときの各回転数における回転時間（μ秒）を表している。この回転時間を基準にして実際のねじ込み工程と比較してネジ締め不良の判定を行う。判定手段としては、通所マイクロコンピュータやシーケンサー等により、制御部、記憶手段、入出力等を構成し、多種多様のねじ締め作業に対応することも可能である。
【００１８】
図１の例では、仮締めが完了した時点から着座までがねじ込み工程である。仮締めは、手で締めたりネジ締め機で締める場合や自動でセットする場合もあり、判定精度を高めるためにはネジ締め始め時点を一定にする必要がある。例えば、ネジ締め機でボルトを逆回転させ、ボルトがネジ孔に嵌り込んだときの位置検知や振動を検知することにより、ネジ締め始めを一定にすることが可能となる。
【図１】
2010201537.tif 000003
【図２】
2010201537.tif 000004