(57)【要約】【課題】締付けトルク制御とその締付け過程の解析とができる部品締結機およびねじ込み試験機を提供する。【解決手段】本発明は、モータ２により回転するドライバビット３の軸トルクと設定締付けトルクとを比較処理してこの比較処理により生じる比較判定信号を外部に出力する前段処理部９と、この比較判定信号に基づいてモータ２の回転駆動を制御することにより制御対象から軸トルクの比較処理を切り離した制御部１０と、前記軸トルクを任意のサンプリング間隔で取込むとともに前記比較判定信号をそのタイミング情報として記憶する測定器とを備えている。これにより、制御部１０の負荷が軽減され、その処理時間が短縮されてモータ２の制御遅れがない。また、検出値のサンプリングに際して測定器１１で任意のサンプリング間隔を選択でき、締付け過程の詳細な解析が可能な部品締結機およびねじ込み試験機を提供できる。【選択図】図１
2014108509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動するモータと、このモータの回転駆動力を部品に伝達する工具と、この工具の軸トルクを検出するトルク検出部と、前記トルク検出部の検出値と締付け過程の各工程で設定される締付けトルクとを比較処理するとともにこの比較処理により生じる比較判定信号を外部に出力する前段処理部と、前記前段処理部から出力される比較判定信号に基づいてモータの回転駆動を制御することにより制御対象から検出値の比較処理を切り離した制御部と、前記検出値を任意のサンプリング間隔で取込むとともに前段処理部から出力される比較判定信号をそのタイミング情報として記憶する測定器とを備えていることを特徴とする部品締結機。
【請求項２】
前記制御部は、トルク検出部の検出値を波形整形するフィルタに係る情報を取出し可能な状態で記憶ように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の部品締結機。
【請求項３】
回転駆動するモータと、このモータの回転駆動力を部品に伝達する工具と、この工具の軸トルクを検出するトルク検出部と、前記トルク検出部の検出値と締付け過程の各工程で設定される締付けトルクとを比較処理するとともにこの比較処理により生じる比較判定信号を外部に出力する前段処理部と、前記前段処理部から出力される比較判定信号に基づいてモータの回転駆動を制御することにより制御対象から検出値の比較処理を切り離した制御部と、前記検出値を任意のサンプリング間隔で取込むとともに前段処理部から出力される比較判定信号をそのタイミング情報として記憶して、締付け過程で生じるトルクを表示・記録するように構成された測定器とを備えたことを特徴とするねじ込み試験機。
【請求項４】
前記制御部はトルク検出部の検出値を波形整形するフィルタに係る情報を取出し可能な状態で記憶できるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のねじ込み試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転駆動力を受けて回転する工具により部品を所定締付けトルクで締付ける際に、工具に生じる軸トルクに基づきトルク制御を行い、その締付け過程を解析できる機能を備えた部品締結機およびその締付け機能を備えて締付け過程に生じる締付けトルクを表示・記録するねじ込み試験機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワーク部材にねじ、ボルト、キャップ等の部品を所望の締付けトルクで正確に締付けるに際して、特許文献１に示す自動部品締結機が用いられている。この部品締結機では、モータの回転駆動力を受けて回転する工具に加わる軸トルクがアナログ信号として検出され、これがフィルタ、増幅部により波形整形されて制御部に送られる。制御部では、この検出値を所定サンプリング間隔でＡ−Ｄ変換して時間情報とともに締付けトルクとして取込むサンプリング処理が行われる。また、この制御部では前記検出値に基づく二段締付け等所望のトルク制御およびトルク制御時に発生する各種信号に基づくモータの駆動制御並びにトルク波形の表示制御が行われるので、締付け管理の他に締付け過程の簡易な解析も行える現場作業に適した部品締結機が得られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２７６１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記部品締結機では、制御部において検出値のサンプリング処理の他に、モータの駆動制御および表示部の表示制御並びに締付けトルクのピーク値の検出・記憶等その他必要なデータの保存処理までの一連の作業が行われるため、制御部の負荷が重く、処理時間が長くなってモータの駆動制御に制御遅れが発生し、締付け精度の低下を招く恐れが生じている。
【０００５】
また、前述のサンプリング処理の際には前記検出値は一定サンプリング間隔でＡ−Ｄ変換され、このサンプリング間隔の間の値は同じ数値扱いとして処理（離散処理）される。そのため、この処理間隔の長短が検出値の精度に大きな影響を与えるが、制御部で検出値のサンプリングを行っている関係でその間隔は制御部の処理時間以下にできない。これにより、サンプリング間隔が長くなってしまい、前述した検出値の離散処理の問題が生じ、特にモータ高速回転時には検出値の取込みが相対的に粗くなり、締付け精度の低下を招く恐れが生じている。
【０００６】
さらに、部品の締付け不良が生じた時に、締付け過程の締付けトルクを解析して原因を追及する必要があるが、この時せいぜいモータの設定速度が開示されている程度で、前記制御部での各処理の制御内容はもちろんのこと、ねじ込み工程、締付け工程（二段締付けの場合、仮締め工程も）の各完了信号のタイミング情報、締付け過程で得られる検出値のフィルタリング処理についての情報等が作業者側には何ら開示されていない。そのため、トルク検出部と工具との間のジョイントの有無、部品により締付けられるワーク部材がパッキン等の弾性体を含んでいるか否かによるワーク部材の違い、ねじ込み工程での異物の噛み込み時等種々の条件における締付け過程の解析を行う際に、検出値の波形表示とモータの設定速度だけの限られた情報で解析を行わねばならず、詳細な解析ができないという不具合を招く恐れが生じている。
【０００７】
視点を変えて、この種の部品締結機をねじ込み試験機として使用する場合を見てみると、製造メーカ側からは、部品締結機での検出値の比較処理およびこの比較処理から得られた信号によるモータの駆動制御に関しての詳細情報は、通常開示されてない。また、前記制御部の制御は固定であるため、ワーク部材の種類に応じて制御内容を変更することができず、設定項目の値を変更することしかできない。さらに、締付け精度については、製造メーカの言う値を鵜呑みにするしかなく、ねじ込み試験機として使用するためにＪＩＳが要求する精度の保証を裏付ける資料はない。このような状況では、種々の条件での締付けおよびその解析を行うことができず、種々の条件で締付けを行う場合には、別にトルクを検出する手段を設けて検証しなければならない。
【０００８】
また、締付けトルクの解析にあたって、検出値の波形が表示されるだけで、トルク制御時に発生する各種信号、例えば仮締め完了時のタイミング情報、本締め完了時のタイミング情報、モータを停止させるための制御情報等が盛り込まれてないので、締付け過程で記録された検出値について詳細な解析ができないという不具合を招く恐れが生している。
【０００９】
本発明の目的は、上記不具合を除去することであり、工具に生じる軸トルクの検出値を測定器に取込むとともに前記検出値と設定締付けトルクとの比較処理をモータの駆動制御から切り離してモータの駆動制御を行う制御部の負荷を軽減し、これにより締付け精度の低下を防止すると同時に、制御上必要な情報の秘匿性を解消した部品締結機およびその機能を備えて部品の締付け過程に生じる締付けトルクを表示・記録するねじ込み試験機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的の一つを部品締結機として達成するために、回転駆動するモータと、このモータの回転駆動力を部品に伝達する工具と、この工具の軸トルクを検出するトルク検出部と、前記トルク検出部の検出値と締付け過程の各工程で設定される締付けトルクとを比較処理するとともにこの比較処理により生じる比較判定信号を外部に出力する前段処理部と、この前段処理部から出力される比較判定信号に基づいてモータの回転駆動を制御することにより制御対象から検出値の比較処理を切り離した制御部と、前記検出値を任意のサンプリング間隔で取込むとともに前段処理部から出力される比較判定信号をそのタイミング情報として記憶する測定器とを備えていることを特徴としている。このように構成すれば、モータを制御する制御部の負荷が軽減されるので、制御部の処理時間が短縮され、モータの制御遅れは解消し、締付け精度の低下を防ぐことができる。また、トルク検出部の検出値のサンプリングは測定器で行われるので、モータの制御を行う制御部の処理時間に拘わらず、任意のサンプリング間隔を選択することができる。そのため、サンプリング間隔が長くなることはなく、検出値の離散処理により締付け精度が影響を受けることは皆無となるばかりか、モータが高速で回転する過程を解析する時にはサンプリング間隔を短くして細かく検出値を取込み、詳細な解析を行うことができる。さらに、部品の締付け時に不良締付けが生じてその原因追及に際し、締付け過程の締付けトルクを解析する必要があるが、この時にはモータの設定速度の他に検出値の比較処理を行う前段処理部から出力される、従来秘匿状態にあった各種の比較判定信号が測定器にも送られているので、検出値と前記信号のタイミング情報とを基に、トルク検出部と工具との間のジョイントの有無、部品により締付けられるワーク部材がパッキン等の弾性体を含んでいるか否かによる締付け過程の違い、ねじ込み工程での異物の噛み込み時等種々の条件における締付け過程の解析を詳細に行うことができる。
【００１１】
また、締付け不良発生時等に行う締付け過程で得られる検出値の解析に際して、検出値のフィルタリング処理についての情報等を作業者側に提供して検出値の詳細な解析を行うためには、前記制御部はトルク検出部の検出値を波形整形するフィルタに係る情報を取出し可能な状態で記憶する構成であってもよい。
【００１２】
本発明は、上記目的のもう一つをねじ込み試験機として達成するために、前述の部品締結機と同一構造をしており、ワーク部材の種類、試験の目的に応じて、各設定情報を設定手段で入力しておくことにより、前記部品締結機の動作に従ってねじ込み作業を行い、所望の条件下での検出値を得て、締付け過程で生じるトルクを表示・記録するように構成されていることを特徴としている。このように構成すれば、前述の部品締結機の場合と同様の効果が得られるばかりか、精度に大きな影響を及ぼす検出値のフィルタリング処理に係るフィルタの情報等制御部内に記憶された各種情報と、モータおよびそのドライバ部並びに測定器の各構成部品についての公開情報とを作業者側に提供できるので、トルクの検出値の信号処理の信頼性、信憑性を高くすることができる。
【００１３】
また、ねじ込み試験機として使用するためにＪＩＳが要求する精度の保証を裏付ける資料を作成するに際して、精度に大きな影響を及ぼす検出値のフィルタリング処理についての情報等を作業者側に提供して検出値の詳細な解析を行うために、前記制御部はトルク検出部の検出値を波形整形するフィルタに係る情報を記憶・取出しできる構成であってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明した本発明によれば、部品を所定締付けトルクで締付ける際に、工具に生じる軸トルクと設定締付けトルクとの比較処理をモータの駆動制御から切り離すことによりモータを駆動制御する制御部の負荷を軽減し、その処理時間を短縮してモータの制御遅れによる締付け精度の低下を防止できるばかりか、締付け過程の解析も十分にできる締付け機能を備えた部品締結機およびその締付け機能を備えて締付け過程に生じる締付けトルクを表示・記録するねじ込み試験機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る部品締結機を説明する概略全体構成図。
【図２】本発明の実施形態に係る制御部の主動作（前半部）を説明するフローチャート。
【図３】本発明の実施形態に係る制御部の主動作（後半部）を説明するフローチャート。
【図４】本発明の実施形態に係る測定器の各チャンネルに本締め工程から喰付き解除工程までの間に入力する信号の信号波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る部品締結機を、図面を参照して説明する。本発明に係る部品締結機１は、図１に示すように、回転駆動するモータの一例であるＡＣサーボモータ（以下、モータという）２およびモータ２の回転駆動力を部品（図示せず）に伝達する工具の一例であるドライバビット３を有するツールユニット４と、ツールユニット４を昇降させる昇降駆動源４ａと、前記モータ２を制御する制御ユニット５とを備えている。前記ツールユニット４は、モータ２およびドライバビット３間に配置されたトルク検出部６および差動遊星ギア機構７並びに前記モータ２の回転を検出してエンコーダパルスを後記ドライバ部１２に出力する回転検出手段８を有している。前記トルク検出部６は、一端がモータ２側に固定されて他端が差動遊星機構７のアウタリング７ａに接続された起歪管６ａと、起歪管６ａに貼付された歪みゲージ６ｂと、この歪みゲージ６ｂの歪み量を検出する一般的なブリッジ回路６ｃに高精密な電圧を供給する電圧供給部６ｄとから構成されている。前記起歪管６ａはドライバビット３に加わる軸トルクに応じて差動遊星機構７のアウタリング７ａが回動することにより歪み、この歪み量が歪みゲージ６ｂにより検出されるように構成されている。この歪みゲージ６ｂの検出値Ｃは締付けトルクとしてツールユニット４に内蔵されたプリアンプ６ｅを経由して後記前段処理部９に送られるように構成されている。
【００１７】
前記制御ユニット５は、トルク検出部６の検出値Ｃから二段締付けに必要な２値化のディジタル信号を生成する前段処理部９と、前段処理部９から出力されるディジタル信号を入力部１０ａで受けて前記モータ２の回転駆動を制御するための指令パルス列を出力部１０ｂから後記ドライバ部１２へ出力する制御部１０とを備えている。また、前記制御ユニット５は所定の回転駆動力が得られるように駆動パルス列をモータ２に供給するドライバ部１２とこれに接続されたパルス処理部１３とを備えている。前記ドライバ部１２の制御方式は位置制御となっており、これにより前記制御部１０の出力部１０ｂから出力される指令パルス列を受けると、この指令パルス列に基づき算出される駆動パルス列がモータ２に供給される構成になっている。また、このドライバ部１２は前記回転検出手段８から送られるエンコーダパルスを読取り可能に分周してこれをパルス処理部１３に出力するとともに、この分周パルスに基づいて駆動パルス列をフィードバックするように構成されている。さらに、このドライバ部１２は前記指令パルス列に基づく駆動パルス列および前記分周パルスに基づく駆動パルス列と、これらを処理する偏差カウンタの値をクリアするクリアパルス（図示せず）と、正転あるいは逆転を指示する回転方向指令信号（図示せず）とに基づく動作により、モータ２に供給する新たな駆動パルス列を逐次算出するように構成されている。前記パルス処理部１３は、前記ドライバ部１２で分周された分周パルスを読取り可能なレベルに変換して制御部１０および測定器１１に送るように構成されている。なお、前記ドライバ部１２の制御方式は速度信号をアナログ信号で受付ける速度制御であってもよい。
【００１８】
前記前段処理部９は、前記検出値Ｃを後記第１コンパレータ９ｇと後記第２コンパレータ９ｉと測定器１１とに出力するために、波形処理、ノイズ対策、増幅をすべくアイソレーションアンプ９ａ、フィルタ９ｂおよび補正部９ｃを備えたアンプ９ｄを有し、波形整形、増幅後の検出値Ｃをアナログ信号として測定器１１に出力するように構成されている。この測定器１１は、任意のサンプリング間隔を選択できるように構成され、しかも複数の入力チャンネル（以下、「ｃｈ」という）を有しており、前述の検出値Ｃ、すなわち前記アンプ９ｄの出力を１ｃｈで取込み（図４参照）、Ａ−Ｄ変換部（図示せず）を介して任意のサンプリング間隔で数値化してサンプリング処理できるように構成されている。また、この測定器１１は前記パルス処理部１３の出力信号であるエンコーダパルスの９０°位相差を持つ２相パルス信号（Ａ相、Ｂ相）をそれぞれ５ｃｈおよび６ｃｈで取込み（図４参照）、これら信号により検出値検出時点の回転角度を得るとともに正転または逆転を判断（Ａ相立ち上がり時にＢ相が「Ｈ」なら正転、「Ｌ」なら逆転と判断）するためにこれら信号を記憶するように構成されている。さらに、前記測定器１１は、前記前段処理部９から出力される各完了信号を２ｃｈないし４ｃｈで取込み（図４参照）、これらを後記タイミング情報として記憶するとともに、３ｃｈで後記本締め完了信号を受ける時に（図４参照）、Ａ−Ｄ変換された値を記憶し、この値と締付け角度のピーク値とを制御部１０に送るように構成されている。しかも、この測定器には情報端末であるパソコン１１ａが接続され、その測定器１１を駆動する付属のソフトをパソコン１１ａ上で実行し、取込みのサンプリング速度やサンプリング数などを設定し、その波形取込み開始を後記スイッチ手段として機能するタッチパネル１４のスタート信号で行うように予め設定することで、その測定器１１に送られる信号のうち、検出値Ｃは前記スタート信号のタイミングで指定のサンプリング数のデータが指定のサンプリング速度で数値化して取込まれた後に記憶、データとして保存され、その他の信号は適時取込まれて必要に応じてデータとして保存されるように構成されている。
【００１９】
また、前記前段処理部９は前記検出値Ｃと締付け過程の各工程で設定される締付けトルクとを比較処理するとともにこの比較処理により生じる比較判定信号を外部に出力するように構成されている。すなわち、この前段処理部９は目標とする本締めトルクより低い仮締めトルクを設定するポテンショメータからなる仮締めトルク設定手段９ｅを有し、この仮締めトルク設定手段９ｅで設定される仮締めトルクと前記検出値Ｃとを第１コンパレータ９ｇで比較するように構成されている。前記第１コンパレータ９ｇは、前記検出値Ｃが仮締めトルク以上になると、比較判定信号として仮締めトルク比較信号（「Ｈ」レベル）を制御部１０の入力部（B）に出力し、入力部（Ｂ）を「Ｌ」から「Ｈ」レベルに反転させるように構成されている。また、前記第１コンパレータ９ｇの仮締めトルク比較信号（「Ｈ」レベル）は、第１フリップフロップ（以下、第１ＦＦ部という）９ｈにも出力され、リセット状態にある第１ＦＦ部９ｈの出力信号を「Ｌ」から「Ｈ」レベルに反転させて、仮締め完了信号として保持されるように構成されている。この第１ＦＦ部９ｈの仮締め完了信号は、制御部１０の入力部（Ａ）に出力され、入力部（Ａ）が「Ｌ」から「Ｈ」レベルになるように構成されている。前記第１コンパレータ９ｇ、第１ＦＦ部９ｈそれぞれの仮締めトルク比較信号（「Ｈ」レベル）、仮締め完了信号は測定器１１に出力され、測定器１１に取込まれる検出値Ｃの解析に必要なタイミング情報として記憶されるように構成されている。
【００２０】
さらに、前記前段処理部９は目標とする本締めトルクを設定するポテンショメータからなる本締めトルク設定手段９ｆを有し、この本締めトルク設定手段９ｆに設定される本締めトルクと前記検出値Ｃとを第２コンパレータ９ｉで比較するように構成されている。前記第２コンパレータ９ｉは、前記検出値Ｃが本締めトルク以上になると、比較判定信号として本締めトルク比較信号（「Ｈ」レベル）を制御部１０の入力部１０ａに出力するように構成されている。また、この第２コンパレータ９ｉからの本締めトルク比較信号（「Ｈ」レベル）は第２フリップフロップ（以下、第２ＦＦ部という）９ｊにも出力され、リセット状態にある第２ＦＦ部９ｊの出力信号を「Ｌ」から「Ｈ」レベルに反転させて、これを本締め完了信号として保持するように構成されている。この第２ＦＦ部９ｊの本締め完了信号は、制御部１０の入力部（Ｄ）に出力され、入力部（Ｄ）が「Ｌ」から「Ｈ」レベルになるように構成されている。前記第２ＦＦ部９ｊの本締め完了信号は測定器１１にも出力されており、前記検出値Ｃの解析に必要なタイミング情報として記憶されるように構成されている。
【００２１】
前記制御部１０は、パルス処理部１３から読取り可能なパルスを受けると、これをカウントして角度情報として記憶するように構成されている。また、この制御部１０にはタッチパネル１４が接続されており、このタッチパネル１４
に設定手段（図示せず）が表示可能に構成されている。この設定手段は、締付け過程を構成するねじ込み工程、仮締め工程、本締め工程、締付け判定工程および喰付き解除工程から締付けに必要な工程をその都度設定・選択しながらその工程に応じた各種情報（速度指令値、正転時回転角度、逆転時回転角度（通常は単位パルス相当回転角度）、タイマ時間Ｔａ，Ｔｂ）並びに締付け判定条件を設定できるように構成されている。また、前記設定手段では、本締め開始モードとして遅延なしモードと遅延モードとが設定可能に構成されており、遅延なしモードでは仮締めトルク比較信号が「Ｌ」レベルとなって入力部（Ｂ）が「Ｌ」レベルとなる、すなわち締付けトルクが仮締めトルク以下に降下すると、ただちに本締め工程を開始し（後記Ｓ１７，Ｓ２０）、遅延モードでは締付けトルクが仮締めトルク以下に降下しても、所定タイマ時間Ｔｂが経過するまで本締め開始が遅延されるように構成されている（後記Ｓ１７〜Ｓ２０）。さらに、前記タッチパネル１４には作業開始スイッチ等のスイッチ類を備えたスイッチ手段（図示せず）、本締め工程の締付け角度のピーク値等を表示する表示手段（図示せず）が前記設定手段と切替わって順次表示されるように構成されている。
【００２２】
しかも、前記制御部１０はタッチパネル１４上に設定手段が表示される時には、前述した工程別に入力された情報を記憶するとともに、検出値Ｃを波形処理およびノイズ対策するフィルタ９ｂに係る特性（例えば、設定周波数帯、フィルタの種類、フィルタの次数）等のフィルタ情報Ｉｎｆ（図１参照）を取出し可能な状態で記憶できるように構成されている。また、この制御部１０は、タッチパネル１４上に表示手段が表示される時には、入力された情報に応じた表示がなされるように構成されている。
【００２３】
その上、前記制御部１０はタッチパネル１４上にスイッチ手段が表示される時に、そのスイッチ手段による作業開始スイッチからスタート信号が出力されると、前段処理部９から出力される比較判定信号に基づいて締付け工程での速度指令値に応じた周波数の指令パルス列をドライバ部１２に送ってモータ２の駆動制御を行っており、これにより制御対象から検出値Ｃの比較処理を切り離して締付け作業を行えるように構成されている。この制御部１０の制御プログラムを図２および図３に示す。すなわち、この制御プログラムは以下の処理を実行するように構成されている。
Ｓ１）あらかじめ設定された各工程の設定情報(速度指令値、正転・逆転回転角度、タイマ時間Ｔａ，Ｔｂ、締付け判定条件、本締め開始モード）を読込む。
Ｓ２）ドライバ部１２に正転指定の回転方向指令信号を送った後、クリアパルスを発信する。。
Ｓ３）ねじ込み工程の速度指令値（高速低トルク）に応じた周波数のパルス列発信指令信号を出力する。
Ｓ４）第１・第２ＦＦ部９ｈ，９ｊにラッチ解除（Ｒ）信号および昇降手段下降指令信号を出力する。
Ｓ５）回転検出手段８からのエンコーダパルスを読込む。
Ｓ６）エンコーダパルス数を角度に換算し、その角度が予め設定した回転角度に達したかを判断し、これが未達の時、Ｓ５）に戻る。
Ｓ７）所定の設定回転角度に達するとモータ駆動停止指令信号（パルス列発信停止）を出力する。
Ｓ８）ねじ込み工程完了信号を出力する。
Ｓ９）ドライバ部１２にクリアパルスを出力するとともに、仮締め工程の速度指令値（中速中トルク）に応じた周波数のパルス列発信指令信号を出力する。
Ｓ１０）入力部（Ａ）の入力信号を読込む。
Ｓ１１）仮締め完了信号が入力しているか（入力部（Ａ）が「Ｈ」レベルか）を判断し、これが未入力（「Ｌ」レベル）の時、Ｓ１０）に戻る。
Ｓ１２）入力部（Ａ）が「Ｈ」レベルになると、仮締め工程を終了するためにドライバ部１２に仮締め中のモータ２のモータ駆動停止指令信号（パルス列発信停止）を出力するとともに、クリアパルスを発信する。
Ｓ１３）仮締め工程完了信号を出力する。
Ｓ１４）タイマ時間Ｔａの経過を待つ。
Ｓ１５）タイマ時間Ｔａが経過したとき入力部（Ｂ）の入力信号を読込む。
Ｓ１６）仮締めトルク比較信号（「Ｈ」レベル）（検出値Ｃ≧仮締めトルクの間、出力される）が入力しているか（入力部（Ｂ）が「Ｈ」レベルか）を判断し、これが入力状態（「Ｈ」レベル）の時、Ｓ１５）に戻る。
Ｓ１７）入力部（Ｂ）が「Ｌ」レベルになると、事前に設定された本締め開始モードが遅延なしモードか、遅延モードかを判断し、これが遅延なしモードの時、２０）にジャンプする。
Ｓ１８）本締め開始モードが遅延モードの時、タイマの時間計上を開始する。
Ｓ１９）タイマ時間Ｔｂの経過を待つ。
Ｓ２０）ドライバ部１２にクリアパルスを発信するとともに、本締め工程の速度指令値（低速高トルク）に応じた周波数のパルス列発信指令信号を出力する。パルス処理部からの分周パルスをカウンタでカウント開始する。
Ｓ２１）入力部（Ｄ）の入力信号を読込む。
Ｓ２２）本締め完了信号が入力しているか（入力部（Ｄ）が「Ｈ」レベルか）を判断し、これが未入力（「Ｌ」レベル）の時、Ｓ２１）に戻る。
Ｓ２３）入力部（Ｄ）が「Ｈ」レベルになると本締めを終了するために本締め中のモータの駆動停止指令信号（パルス列発信停止）を出力するとともに、ドライバ部１２にクリアパルスを発信する。
Ｓ２４）本締め工程完了信号を出力する。
Ｓ２５）モータ２の停止検出を行う（パルス処理部１３から入力部１０ａに入力される分周パルスを本締め開始からカウンタで読込み、その変化分を検出してこれが零となる時、モータ２の停止を判断する）。すなわち、
Ｓ２５ａ）パルス処理部１３からの分周パルスをカウントするカウンタの値を読込む（その時の値をＸとする）。
Ｓ２５ｂ）所定時間の経過を待つ。
Ｓ２５ｃ）カウンタの値を読込む（その時の値をＹとする）。
Ｓ２５ｄ）カウンタの値Ｘ＝Ｙかを判断し、これが未達の時、Ｓ２５ａ）に戻る。
Ｓ２５ｅ）上記Ｓ２５ｄ）でカウンタの値Ｘ＝Ｙの時、モータ２の停止と判断し、カウンタの値Ｙを回転角度に換算する。
Ｓ２６）換算された回転角度を本締め工程の最終の本締付け角度と見なし、締付け判定条件から締付けの角度良否判定を行う（表示手段選択時、判定結果を表示する）。
Ｓ２７）締付け判定工程完了信号を出力する。
Ｓ２８）逆転指定の回転方向指令信号を送った後、クリアパルスを発信する。
Ｓ２９）ドライバ部１２に喰付き解除工程の速度指令値に応じた周波数のパルス列発信指令信号を出力する。
Ｓ３０）回転検出手段８からのエンコーダパルスを読込む。
Ｓ３１）エンコーダパルス数を角度に換算し、その角度が予め設定した回転角度（通常は単位パルス相当回転角度）に達したかを判断し、これが未達の時、Ｓ３０）に戻る。
Ｓ３２）所定回転角度に達したらモータ駆動停止指令信号（パルス列発信停止）を出力する。
Ｓ３３）喰付き解除工程完了信号を出力する。
Ｓ３４）第１・第２ＦＦ部９ｈ，９ｊにラッチ（Ｓ）信号を出力して、強制的に初期条件である次のスタート待機状態にセットするとともに（締付けが正常になされないと、第１・第２ＦＦ部９ｈ，９ｊからラッチ（Ｓ）信号が発信されないので、締付けの正常異常に拘わらず出力）、昇降手段上昇指令信号を出力する（上限復帰を待つ）。
Ｓ３５）エンド
【００２４】
上記部品締結機によれば、制御部１０で選択されたスイッチ手段の作業開始スイッチを押すと発生するスタート信号により、各工程の設定情報を読込み、正転指定の回転方向指令信号がドライバ部１２に送られる（Ｓ１およびＳ２）。続いて、ねじ込み工程の速度指令値に応じた周波数の指令パルス列が制御部１０の出力部１０ｂからドライバ部１２に発信され、この指令パルス列に応じてドライバ部１２からモータ２に駆動パルス列が送られ、モータ２が高速低トルクで回転駆動する（Ｓ３）。同時に、制御部１０の出力部１０ｂからの出力信号で昇降駆動源４ａが作動してツールユニット４が下降し、ドライバビット３が部品の駆動穴に嵌合して、締付けが開始される（Ｓ４）。その後、モータ２が予め設定した回転角度回転したことが検出されると、ねじ込み工程が終了してねじ込み工程完了信号が測定器１１に出力される（Ｓ５〜Ｓ８）。続いて、モータ２へ供給される指令パルス列の周波数が仮締め工程の速度指令値に応じた周波数に切り替えられ、モータ２が中速中トルクで回転駆動し、仮締め工程が開始される（Ｓ９）。これにともなって、前記部品がワーク部材（図示せず）側に前進し、その座面がワーク部材に当接する。この時、ドライバビット３にトルクが加わり、ドライバビット３に生じる軸トルクが反力トルクとしてトルク検出部６で検出される。
【００２５】
このトルク検出部６の検出値Ｃが締付けトルクとして前段処理部９を通過してアナログ信号として測定器１１の入力信号となる。この時、波形取込開始をタッチパネル１４の作業開始スイッチにより発生するスタート信号で行うように予め設定することで、測定器１１内でスタート信号発生時から指定のサンプリング数の検出値Ｃが指定のサンプリング速度で数値化して取込まれる（図４（１ｃｈ）本締め工程以降の取込み状態参照）。そのため、測定器１１には制御部１０の処理時間と関係なく測定器１１が持つ任意のサンプリング間隔で、検出値Ｃのサンプリング処理を行うことができ、サンプリング間隔が長くなることはなく、検出値Ｃの離散処理が行われても、締付け精度が影響を受けることは皆無となる。また、測定器１１でサンプリング処理を行うため、モータ２の制御を行う制御部１０は検出値Ｃのサンプリング処理を行う必要がなく、負荷の軽減による処理時間の短縮を図ることができ、その分制御サイクルを短縮することができる。さらに、前記検出値Ｃを別に設けた市販の測定器に取込むことも簡単に可能で、比較検証を同時に行うこともできる。
【００２６】
また、前記検出値Ｃは仮締め工程ではポテンショメータにより設定された仮締めトルクと第１コンパレータ９ｇにおいて、本締め工程ではポテンショメータにより設定された本締めトルクと第２コンパレータ９ｇにおいて比較され、第１コンパレータ９ｇの仮締めトルク比較信号（「Ｈ」レベル）が第１ＦＦ部９ｈで仮締め完了信号として、第２コンパレータ９ｉの本締めトルク比較信号（「Ｈ」レベル）が第２ＦＦ部９ｊで本締め完了信号として保持される。これら仮締め完了信号および本締め完了信号は測定器１１に送られて、その時のタイミング情報として記憶される（図４（２・３・４ｃｈ）参照）。前記仮締め完了信号および本締め完了信号は制御部１０の入力部１０ａ（Ａ，Ｄ）にも出力され、入力部１０ａ（Ａ）が（「Ｈ」レベル）となるとモータ２が停止するとともに、仮締め工程完了信号が出力される（Ｓ１０〜Ｓ１３）。前記仮締め工程完了信号が出力されて所定時間後に検出値Ｃが仮締めトルクよりも降下すると、本締めモードが判断される（Ｓ１４〜Ｓ１７）。本締めモードが遅延モードの時には、所定タイマ時間経過後に（Ｓ１８およびＳ１９）、遅延なしモードの時にはただちに、本締め工程の速度指令値に応じた周波数のパルス列により、モータ２が低速高トルクで回転駆動し、本締め工程が開始される（Ｓ２０）。その後、前述の本締め完了信号により入力部１０ａ（Ｄ）が（「Ｈ」レベル）となると、モータが停止するとともに（ソフト処理のため、本締め完了信号を受けてモータ駆動停止指令信号を発信するまでに２パルス分増締めされる。図４（５ｃｈ）参照）、本締め工程完了信号が出力される（Ｓ２１〜Ｓ２４）。
【００２７】
さらに、前記本締め工程完了信号が出力されて後は（モータ駆動停止指令信号発信後、１パルス分のイナーシャによる影響で増締めされた後。図４（５ｃｈ）参照）、前記カウンタの値の変化分（Ｘ−Ｙ）が零になったことが検出され、モータ２の停止が検出されると、本締め開始から本締め完了までの分周パルスのカウント値が回転角度に換算され、この回転角度と事前に設定された締付け条件と比較され、その角度良否判定結果が一時記憶されるとともに、締付け判定完了信号が出力される（Ｓ２５〜Ｓ２７。図４（４ｃｈ）参照）。前記締付け判定後、喰付き解除工程、上昇復帰工程を経て締付け作業を完了することができる（Ｓ２８〜Ｓ３４）。
【００２８】
しかも、締付け作業終了後、締付け不良が生じてその原因追及を行うに際して、締付け過程の検出値Ｃを解析する時には、測定器１１で記憶した刻々の検出値Ｃ（図４（１ｃｈ）参照）と、仮締め完了信号、本締め完了信号それぞれのタイミング情報（図４（２ｃｈおよび３ｃｈ）参照）と、正転逆転を判断するためのエンコーダパルスの９０°位相差を持つ２相パルス信号（図４（５ｃｈおよび６ｃｈ）参照）と、検出値検出時の回転角度とを呼出したり、新たにサンプリング間隔を短くしてモータ２が高速で回転する過程を解析するに適した検出値Ｃを得たりして、これらとモータ２の設定速度とを基にトルク検出部６とドライバビット３との間のジョイントの有無、部品により締付けられるワーク部材がパッキン等の弾性体を含んでいるか否かによる締付け過程の違い、ねじ込み工程での異物の噛み込み時等種々の条件における締付け過程の解析を詳細に行うことができる。
【００２９】
また、本発明の実施形態に係る部品締結機１は、検出値Ｃの波形処理およびノイズ対策を行うフィルタ９ｂに係るフィルタ情報Ｉｎｆ（図１参照）、例えば設定周波数帯、フィルタの種類、フィルタの次数等の設定・取出しができるように構成されているため、検出値のフィルタリング処理についてのフィルタの情報等を作業者側に提供し、検出値の詳細な解析を行うことができる。
【００３０】
さらに、モータ２およびそのドライバ部１２、制御部１０並びに測定器１１を故障等で交換する際には、トルク検出部６の検出値Ｃがアナログ信号として測定器１１に送られ、しかも検出値Ｃの比較処理を行う前段処理部９から生じる、従来秘匿状態にあった比較判定信号が外部に取出されているので、これら各構成部品を作業者側で市販の製品と交換することが可能となり、メンテナンスの容易な部品締結機を提供できる。
【００３１】
しかも、前記制御部１０をプログラマブルロジックコントローラで構成することもでき、この場合締付け不良が発生しても、制御プログラムを改善したり、作業者側で前段処理部９からの出力信号を受けて新たな制御プログラムを作成でき、ワーク部材に応じたきめ細かな対応ができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態として、ねじ込み試験機について説明する。このねじ込み試験機は、第１実施形態に記載の部品締結機１と同一構造をしているため、構成の説明を省略する（以下の説明中、第１の実施形態中の構成部品と同一の構成部品には同一番号を付す）。前記ねじ込み試験機は、ワーク部材の種類、試験の目的に応じて、各設定情報を設定手段で入力しておくことにより、前記部品締結機１の動作に従ってねじ込み作業を行い、所望の条件下で検出値Ｃを得て、締付け過程で生じるトルクを表示・記録するものである。そのため、部品締結機１の場合と同様の効果が得られることはもちろんのこと、精度に大きな影響を及ぼす検出値Ｃのフィルタリング処理に係るフィルタ９ｂの情報等制御部内に記憶された各種情報を設定手段から呼出してこれを作業者側に提供できるばかりか、モータ２およびそのドライバ部１２並びに測定器１１の各構成部品についての公開情報を作業者側に提供できるので、検出値Ｃの信号処理の信頼性、信憑性を高くすることができる。また、ねじ込み試験機として使用するためにＪＩＳが要求する精度の保証を裏付ける資料を作成するに際しても、前述のフィルタ情報とトルク検出系に係る構成部品の公開情報とによりねじ込み試験機の精度の保証に係る資料を作成することができる。
【００３３】
なお、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１…部品締結機
２…モータ
３…ドライバビット
６…トルク検出部
９…前段処理部
１０…制御部
１１…測定器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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