【手続補正書】
【提出日】平成16年7月23日(2004.7.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ねじの頭部に係合可能なドライバビットを回転駆動するように構成されたねじ締めツールと、このねじ締めツールを往復移動させる往復移動手段とを備えたねじ締め装置であって、
前記ねじ締めツールの移動位置を検出可能な位置検出手段と、
前記ねじ締めツールに推力を付与する推力付与手段と、
ねじ締め基準位置と締め付けるねじの種類と締め付けるねじに応じた寸法パラメータとに基づいて推力切換ポイントを設定し、前記位置検出手段の信号により推力切換ポイントに達したことを検出し、その推力切換ポイントに対応するねじ締め推力パラメータを取得し、これにより前記推力付与手段を制御してねじ締め推力の制御を行う制御手段と
を有していることを特徴とするねじ締め装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】
ワークにねじを締付ける場合には、ねじの締付けトルク増大にともなって回転中のドライバビットがねじの駆動穴から外れてしまう、所謂カムアウトが発生する。このカムアウトの発生を防止するため、ねじ締めに際しては、ねじにドライバビットを押圧して加圧力（以下の説明において、この加圧力のことを推力と称する）を与えながらドライバビットを回転させ、ねじをワークに締め込むことが一般に行われている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
上記従来のねじ締め機によりワークにねじを締め付ける場合、初めに昇降用モータが速度制御により駆動され、予め算出されたねじ込み開始位置、すなわち、ねじの先端がワークに当接し、かつビットがねじに係合する位置にねじ締めヘッドを移動させる。そして、そこからねじ締めが完了する位置まで、ねじの種類に応じたトルクパターンに基づいてねじ込み位置に応じたトルクで昇降用モータが駆動制御されることにより、ねじのねじ込みが行われる。この昇降用モータのトルク制御により、ねじには、ねじ締めヘッドを通じてその種類とねじ込み位置に応じた推力が付与される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、ねじの頭部に係合可能なドライバビットを回転駆動するように構成されたねじ締めツールと、このねじ締めツールを往復移動させる往復移動手段とを備えたねじ締め装置であって、前記ねじ締めツールの移動位置を検出可能な位置検出手段と、前記ねじ締めツールに推力を付与する推力付与手段と、ねじ締め基準位置と締め付けるねじの種類と締め付けるねじに応じた寸法パラメータとに基づいて推力切換ポイントを設定し、前記位置検出手段の信号により推力切換ポイントに達したことを検出し、その推力切換ポイントに対応するねじ締め推力パラメータを取得し、これにより前記推力付与手段を制御してねじ締め推力の制御を行う制御手段とを有していることを特徴とするものである。この場合、前記位置検出手段と推力付与手段とは往復移動手段に設けられていることが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、前記サーボコントローラ５０は、往復移動手段２０における移動用モータ２１およびエンコーダ２２と接続されており、エンコーダ２２の出力するパルス信号（移動用モータ２１の回転角度）とボールねじ軸２３ａのリードとから軸受部２３ｂの移動量、すなわちねじ締めツール１０の移動位置、を判別するようになっている。そして、各移動位置に応じて移動用モータ２１の駆動を制御するように構成されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
ワークにねじ込まれるねじは、ワークに予め形成されためねじにねじ込まれる一般的なねじ（以下、一般ねじという）と、ワークに予め形成された下穴にめねじを成形しながらねじ込まれるめねじ成形タイプのねじ（以下、タッピンねじという）と、ワークに下穴とめねじとを成形しながらねじ込まれる下穴・めねじ成形タイプのねじ（以下、ドリルねじという）とに大別することができる。そして、これらのねじを締め付ける作業の過程を分析すると、その過程中にねじの種類に応じた特徴点があることがわかる。この特徴点をまとめたのが、図２であるが、同図に示すように、ねじ締め作業の過程における特徴点には、
Ａ点：ねじ締めツール１０の待機位置
Ｂ点：ねじ先端がワークに当接する手前の位置＝ねじ込み開始前の所定位置
Ｃ点：ドリルねじにおいてワークに下穴成形が終わる位置
Ｄ点：ドリルねじおよびタッピンねじにおいて下穴にめねじ成形（タップ加工）が終わる位置
Ｅ点：ねじの頭部座面がワークに着座する付近の位置
Ｆ点：ねじが最終的に正しく締め付けられた位置
Ｇ点：ねじ締め装置からねじに付与される推力等によりワークが撓んだ状態におけるねじ締め完了位置
がある。本ねじ締め装置では、これらねじ締め過程上の特徴点を推力および速度の切換ポイントとし、これら切換ポイントの内、ねじの種類に応じて必要なポイントを設定してねじ締めを行う。そのために必要な制御パラメータは、図３に示すように、前記制御部６０における例えばハードディスク装置、メモリ装置等の記憶部（図示せず）に備えられた寸法データ設定テーブル、トルク制御テーブル、速度テーブル、ねじ締めポイントテーブルの各テーブルに設定される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
締め付けるねじの種類およびワークのねじ締めポイントに対応した制御パラメータを設定した後、制御手段３０の図示しないスタートスイッチが押され、これにより制御部６０にねじ締めスタート信号が入力されると、これに応じてツールコントローラ４０にはトルクＣＨ、サーボコントローラ５０にはねじ締めポイントコードがそれぞれ指定されるとともに、ツールコントローラ４０、サーボコントローラ５０にそれぞれスタート信号が出力される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、サーボコントローラ５０においては、制御部６０から指定されたねじ締めポイントコードに一致するポイント番号を持つねじ締めポイントテーブルのレコードが選択され、同レコードの制御パラメータが取得される。この時、詳細な制御パラメータは、リレーションが組まれている寸法データ設定テーブル、トルクテーブル、速度テーブル、ねじ種登録テーブルの対応レコードからそれぞれ取得される。そして、取得された制御パラメータの内、Ｆ点ポイントデータ、Ｆ−Ｃ間距離、Ｆ−Ｄ間距離、Ｆ−Ｅ間距離、Ｆ−Ｇ間距離、ねじ穴手前オフセットに基づいて、推力および速度の切換ポイントとなるＢ点、Ｃ点、Ｄ点、Ｅ点、Ｇ点が算出される。なお、これらの各点はＦ点ポイントデータを基準に算出される。つまり、本実施の形態においては、Ｆ点を示すＦ点ポイントデータが特許請求の範囲に記載のねじ締め基準位置となり、前述のＦ−Ｃ間距離、Ｆ−Ｄ間距離、Ｆ−Ｅ間距離、Ｆ−Ｇ間距離、ねじ穴手前オフセットが特許請求の範囲に記載の寸法パラメータとなる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
第２制限トルク以降の制限トルクは、ねじの種類に応じてその設定値が異なる。したがって、それらの制限トルクで移動用モータ２１が駆動されることによってねじ締めツール１０からねじに負荷される推力もねじの種類に応じて異なるものとなる。そこで、ここからは、ねじの種類毎にＢ点以降のねじ締め動作について、それぞれ最も一般的な例を紹介していくこととする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
ねじがＥ点に達して後は、締付けトルクの増大にともなってドライバビット１２がねじの頭部から外れてしまう現象（以下、この現象をカムアウトと称する）が生じやすくなる。したがって、このカムアウトを防止するため、ねじ込み位置がＥ点に到達すると、移動用モータ２１が第５制限トルクにより駆動され、これによってねじには高推力が負荷される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
ねじがワークの下穴にめねじを成形し終わるＤ点までねじ込まれると、移動用モータ２１は第４制限トルクで駆動される。これにより、ねじにはねじ締めツール１０を通じて低推力が負荷される。ねじがＤ点に達して後、Ｅ点に達するまでは、ワークにめねじを成形し終わっているので、締付けトルクも低い。したがって、Ｄ点からＥ点までの間は、一般ねじと同様に低推力でねじ込むのが最適なのである。ただし、下穴が有底である場合等には、ねじを締め終わるまでめねじ成形が継続されるため、Ｄ点で推力を低推力に切換えることは好ましくない。この場合には、Ｅ点まで同じ中推力が維持されるか、あるいはＤ点で高推力に切り換えられるよう、第４制限トルクを設定しておくのがよい。こうして、ねじがＥ点に達して後は、一般ねじの場合と同様に高推力がねじに負荷されてねじの締め付けが行われる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
ドリルねじがワークに下穴を成形し終わるＣ点に到達すると、次に制限トルクは第３制限トルクに切り換えられる。ここからは下穴にめねじを成形する工程になるため、この第３制限トルクで移動用モータ２１が駆動されることにより、ねじには前述のタッピンねじの場合と同様、中推力が負荷される。これにより、ドライバビット１２のカムアウトを防止しつつ良好なめねじ成形を行うことができる。この後の推力変更は、基本的にタッピンねじと同様であるが、このドリルねじを締付ける際にも、ワークが厚い場合にはＣ点およびＤ点で各適用される第３，第４制限トルク値を中推力以上の高い推力が負荷される値に設定しておくとよい。