(57)【要約】  第１のネジ（１０Ａ）のリセス（１２Ａ）に係合して第１のネジ（１０Ａ）を締め付ける第１のビット（１４２Ａ）と、第１のビット（１４２Ａ）を回転する第１のモータ（１４４Ａ）と、を有する第１のドライバ（１４０Ａ）と、第２のネジ（１０Ｂ）のリセス（１２Ｂ）に係合して第２のネジ（１０Ｂ）を締め付ける第２のビット（１４２Ｂ）と、第２のビット（１４２Ｂ）を回転する第２のモータ（１４４Ｂ）と、を有する第２のドライバ（１４０Ｂ）と、第１及び第２のドライバ（１４０Ａ、１４０Ｂ）を同時に昇降させる昇降機構（１１０）と、第１のネジ（１０Ａ）の着座が第２のネジ（１０Ｂ）のトルクアップ開始後に開始するように第１及び前記第２のモータ（１４４Ａ、１４４Ｂ）を制御する制御部（１２０）と、を有することを特徴とするネジ締め装置（１００）を提供する。
2009063539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のネジのリセスに係合して前記第１のネジを締め付ける第１のビットと、当該第１のビットを回転する第１のモータと、を有する第１のドライバと、
第２のネジのリセスに係合して前記第２のネジを締め付ける第２のビットと、当該第２のビットを回転する第２のモータと、を有する第２のドライバと、
前記第１及び前記第２のドライバを同時に昇降させる昇降機構と、
前記第１のネジの着座が前記第２のネジのトルクアップ開始後に開始するように前記第１及び前記第２のモータを制御する制御部と、
を有することを特徴とするネジ締め装置。
【請求項２】
前記ネジ締め装置は、
前記第１のビットの回転量を検出する回転検出部と、
前記第１のネジを締め付け開始してから前記第１のネジが着座する前の前記第１のビットの回転量を格納するメモリと、
を更に有し、
前記制御部は、前記第１及び前記第２のビットが同時に回転するように前記第１及び第２のモータを駆動し、前記回転検出部が検出した回転量が前記メモリに格納された回転量に到達した場合に前記第１のモータを一時停止し、その後再開することを特徴とする請求項１に記載のネジ締め装置。
【請求項３】
前記ネジ締め装置は、タイマと、設定時間を格納するメモリと、を更に有し、
前記制御部は、前記タイマが前記設定時間を計時したと判断した場合に前記第１のモータを駆動することを特徴とする請求項１に記載のネジ締め装置。
【請求項４】
前記ネジ締め装置はタイマを更に有し、前記メモリは更に設定時間を格納し、
前記制御部は、前記タイマが前記設定時間を計時したと判断した場合に前記第１のモータの駆動を再開することを特徴とする請求項２に記載のネジ締め装置。
【請求項５】
前記制御部は前記第１のドライバに設けられていることを特徴とする請求項２に記載のネジ締め装置。
【請求項６】
前記ネジ締め装置は、
前記第２のネジのトルクアップの状態を検出する状態検出部と、
設定状態を格納するメモリと、
を更に有し、
前記制御部は、前記状態検出部が前記メモリに格納された設定状態を検出したと判断した場合に前記第１のモータを駆動することを特徴とする請求項１に記載のネジ締め装置。
【請求項７】
前記ネジ締め装置は、前記第２のネジのトルクアップの状態を検出する状態検出部を更に有し、前記メモリは設定状態を更に格納し、
前記制御部は、前記状態検出部が前記メモリに格納された設定状態を検出したと判断した場合に前記第１のモータの駆動を再開することを特徴とする請求項２に記載のネジ締め装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記状態検出部が検出した前記第２のビットの回転速度がゼロであるかどうかで判断することを特徴とする請求項６又は７に記載のネジ締め装置。
【請求項９】
前記第１のネジは前記第２のネジよりも長いことを特徴とする請求項１に記載のネジ締め装置。
【請求項１０】
前記第１のビットの回転速度が前記第２のビットの回転速度よりも遅くなるように前記第１及び前記第２のモータを制御することを特徴とする請求項１に記載のネジ締め装置。
【請求項１１】
前記ネジ締め装置は複数の第２のドライバを有し、
前記制御部は前記複数の第２のドライバのそれぞれの前記第２のモータの駆動を同期させて複数の第２のネジのトルクアップを行うことを特徴とする請求項１に記載のネジ締め装置。
【請求項１２】
各第２のドライバは、前記第２のモータの状態を検出する状態検出部を有し、
前記第２のネジのトルクアップに必要な設定トルクに至るまで複数の段階が設定されると共に各段階に目標トルクが設定され、
前記制御部は、前記複数の第２のドライバの全ての状態検出部から現在の段階の目標トルクに到達した旨の通知を受信した場合に次の段階の目標トルクに移行させると共に移行のタイミングを前記複数の第２のドライバの中でずれるように前記第２のモータを制御することを特徴とする請求項１１に記載のネジ締め装置。
【請求項１３】
各第２のドライバは、
前記第２のモータの状態を検出する状態検出部と、
同期待ち状態となるごとにカウント値を１インクリメントするカウンタと、
を有し、
複数の状態検出部はワイヤードＯＲラインで前記制御部に接続され、
各状態検出部は、該カウンタ値が奇数である同期待ち状態で第１のワイヤードＯＲラインへの出力を第１の状態から第２の状態に切り替え、前記カウンタ値が偶数である同期待ち状態で第２のワイヤードＯＲラインへの出力を第２の状態から第１の状態に切り替える機能を有し、
前記制御部は、全ての第２のドライバが奇数回目の同期待ち状態となって前記第１のワイヤードＯＲラインの状態が第１の状態から第２の状態に変化することに応じて奇数回目の同期を判定し、全ての第２のドライバが偶数回目の同期待ち状態となって前記第２のワイヤードＯＲラインの状態が第１の状態から第２の状態に変化することに応じて偶数回目の同期を判定することを特徴とする請求項１１に記載のネジ締め装置。
【請求項１４】
前記ネジ締め装置は複数の第１のドライバを有し、
前記制御部は前記複数の第１のドライバの前記第１のモータの駆動を同期させて複数の第１のネジのトルクアップを行うことを特徴とする請求項１に記載のネジ締め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動でネジを締め付ける自動ネジ締め装置に係り、特に、複数のドライバの回転を制御する多軸ネジ締め装置に関する。
【技術背景】
【０００２】
自動ネジ締めにおいては、被締結物のネジ孔に挿入されたネジを、当該ネジのリセスに嵌合するビットを備えたドライバで締め付ける。被締結物を安価に供給するために、自動ネジ締め装置には、小型化、低価格化、スループットの増加の需要が益々増大している。
【０００３】
複数のネジを締め付ける場合に、あるネジの締め付けを他のネジの締め付けとずらす必要がある場合がある。例えば、図１４に示すように、下部に図示しないパッキンを有する円板形状の蓋１をネジ止めする場合、蓋１の周囲に配置されたネジ２を先に完全に締めた後で中央のネジ３を締めることにより蓋１の歪みや位置ズレを低減することができる。同様な理由で、図１５に示すように、長方形の蓋６をネジ止めする場合、蓋６の周囲に配置されたネジ７を先に締め付けた後で内側のネジ８を締め付ける場合もある。図１４の蓋は、例えば、ハードディスク装置（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）において、ディスクをクランプするクランプリングが考えられる。また、図１５のネジ８は、例えば、ＨＤＤにおいて、ヘッドを搭載して回転するキャリッジを備えたヘッドスタックアッセンブリ（Ｈｅａｄ Ｓｔａｃｋ Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＨＳＡ）を固定するのに使用される。
【０００４】
従来技術としては、例えば、特許文献１乃至７がある。
【特許文献１】特許第３５６９６１９号公報
【特許文献２】特許第２９５９２４４号公報
【特許文献３】特開平１１−１８８６５５号公報
【特許文献４】特許第２９５９５８２号公報
【特許文献５】特開平７−３０８８６５号公報
【特許文献６】国際公開２００７／０９９６２８号パンフレット
【特許文献７】国際公開２００７／１０５２５７号パンフレット  自動多軸ネジ締め装置において、２種類のネジの締め付け時期をずらすために両ネジの締め付け工程を２つ設けることが考えられる。即ち、この場合、最初の工程で第１のネジを締め付け、次の工程で第２のネジを締め付けることになる。しかし、２つの締結工程を設けると第１のネジを締結する第１のドライバ（又はビット）の昇降機構と第２のネジを締結する第２のドライバ（又はビット）の昇降機構を別個に設ける必要が生じるため、ネジ締め装置の大型化とコストアップを招く。また、第１の工程後に第２の工程を行うと全体の締め付け時間が長くなり、スループットが低下する。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、小型化、低価格化、スループットの増加の少なくとも一つをもたらすネジ締め装置を提供することを例示的な目的とする。
【０００６】
本発明の一側面としてのネジ締め装置は、第１のネジのリセスに係合して前記第１のネジを締め付ける第１のビットと、当該第１のビットを回転する第１のモータと、を有する第１のドライバと、第２のネジのリセスに係合して前記第２のネジを締め付ける第２のビットと、当該第２のビットを回転する第２のモータと、を有する第２のドライバと、前記第１及び前記第２のドライバを同時に昇降させる昇降機構と、前記第１のネジの着座が前記第２のネジのトルクアップ開始後に開始するように前記第１及び前記第２のモータを制御する制御部と、を有することを特徴とする。かかるネジ締め装置は、一の昇降機構が第１及び第２のドライバに共通に使用されるために別個に設けられるよりも装置の小型化と低価格化を図ることができる。また、昇降動作が一度であるので２度行う場合も全体のネジ締め時間が短縮されるのでスループットが向上する。なお、「トルクアップ開始後」はトルクアップが完了した場合のみならずトルクアップの途中（例えば、トルクアップの９５％）も含む趣旨である。
【０００７】
前記ネジ締め装置は、前記第１のビットの回転量を検出する回転検出部と、前記第１のネジを締め付け開始してから前記第１のネジが着座する前の前記第１のビットの回転量を格納するメモリと、を更に有し、前記制御部は、前記第１及び前記第２のビットが同時に回転するように前記第１及び第２のモータを駆動し、前記回転検出部が検出した回転量が前記メモリに格納された回転量に到達した場合に前記第１のモータを一時停止し、その後再開してもよい。回転検出部は、例えば、エンコーダである。第１及び第２のビットが「同時に回転する」とは、同時に回転するとみなせる程度の時間差を許容する趣旨である。再開時期は第２のネジがある程度トルクアップされた時期である。第１のネジを第２のネジと共に着座前の状態まで締め付けることによって第２のネジのトルクアップがある程度進んでから第１のネジの回転を開始するよりもスループットが向上する。従って、スループットを最大にするためには、メモリが格納する回転量は第１のネジの着座直前の回転量であることが好ましい。この場合、前記制御部は前記第１のドライバに設けられていてもよいし、第１のドライバの外部の上位の制御部であってもよい。
【０００８】
前記ネジ締め装置は、タイマと、設定時間を格納するメモリと、を更に有し、前記制御部は、前記タイマが前記設定時間を計時したと判断した場合に前記第１のモータを駆動してもよい。この場合、第１のモータの開始時期はタイマによって決定される。第１のビットが第２のビットによる第２のネジの締め付けと同時に第１のネジを締め付けるかどうかは選択的である。第２のビットの状態を実際に検出しないので制御系は単純になり、低価格化を図ることができる。設定時間は、第２のネジのトルクアップがある程度進むのに必要な時間となる。
【０００９】
前記ネジ締め装置はタイマを更に有し、前記メモリは設定時間を更に格納し、前記制御部は、前記タイマが前記設定時間を計時したと判断した場合に前記第１のモータの駆動を再開してもよい。この場合、第１のモータの再開時期はタイマによって決定される。この場合も、第２のビットの状態を実際に検出しないので制御系は単純になり、低価格化を図ることができる。設定時間は、第２のネジのトルクアップがある程度進むのに必要な時間となる。
【００１０】
前記ネジ締め装置は、前記第２のネジのトルクアップの状態を検出する状態検出部と、設定状態を格納するメモリと、を更に有し、前記制御部は、前記状態検出部が前記メモリに格納された設定状態を検出したと判断した場合に前記第１のモータを駆動してもよい。この場合、第１のモータの開始時期は状態検出部の検出結果によって決定される。第１のビットが第２のビットによる第２のネジの締め付けと同時に第１のネジを締め付けるかどうかは選択的である。第２のネジの状態が実際に設定状態になった時に第１のネジを締め付けることができるので被締結物の歪み、位置ズレ、傾斜などを防止することができる。設定状態は、第２のネジのトルクアップがある程度進んだ状態である。
【００１１】
前記ネジ締め装置は、前記第２のネジのトルクアップの状態を検出する状態検出部を更に有し、前記メモリは設定状態を更に格納し、前記制御部は、前記状態検出部が前記メモリに格納された設定状態を検出したと判断した場合に前記第１のモータの駆動を再開してもよい。この場合、第１のモータの再開時期は状態検出部の検出結果によって決定される。この場合も、第２のネジの状態が実際に設定状態になった時に第１のネジを締め付けることができるので被締結物の歪み、位置ズレ、傾斜などを防止することができる。設定状態は、第２のネジのトルクアップがある程度進んだ状態である。前記制御部は、例えば、前記状態検出部が検出した前記第２のビットの回転速度がゼロであるかどうかで判断してもよい。
【００１２】
前記第１のネジは前記第２のネジよりも長くてもよい。これにより、第２のネジと第１のネジを同時に同じビット回転速度で締め付けても第１のネジの着座を第２のネジの着座よりも遅くすることができる。このため、第１のネジのネジ部と第２のネジのネジ部との長さの差を適当に取ることによって第１のネジの着座までに第２のネジはトルクアップをある程度行うことができる。
【００１３】
前記第１のビットの回転速度が前記第２のビットの回転速度よりも遅くなるように前記第１及び前記第２のモータを制御してもよい。これにより、第１のネジと第２のネジが同じ長さであっても（違う長さであっても）両ネジを同時に締め付けても第１のネジの着座を第２のネジの着座よりも遅くすることができる。両ビットの回転速度差を適当に取ることによって第１のネジの着座までに第２のネジはトルクアップをある程度行うことができる。
【００１４】
前記ネジ締め装置は複数の第２のドライバを有し、前記制御部は前記複数の第２のドライバのそれぞれの前記第２のモータの駆動を同期させて複数の第２のネジのトルクアップを行ってもよい。これにより、被締結物の歪み、位置ズレ、傾斜を低減することができる。例えば、各第２のドライバは、前記第２のモータの状態を検出する状態検出部を有し、前記第２のネジのトルクアップに必要な設定トルクに至るまで複数の段階が設定されると共に各段階に目標トルクが設定され、前記制御部は、前記複数の第２のドライバの全ての状態検出部から現在の段階の目標トルクに到達した旨の通知を受信した場合に次の段階の目標トルクに移行させると共に移行のタイミングを前記複数の第２のドライバの中でずれるように前記第２のモータを制御してもよい。あるいは、各第２のドライバは、前記第２のモータの状態を検出する状態検出部と、同期待ち状態となるごとにカウント値を１インクリメントするカウンタと、を有し、複数の状態検出部はワイヤードＯＲラインで前記制御部に接続され、各状態検出部は、該カウンタ値が奇数である同期待ち状態で第１のワイヤードＯＲラインへの出力を第１の状態から第２の状態に切り替え、前記カウンタ値が偶数である同期待ち状態で第２のワイヤードＯＲラインへの出力を第２の状態から第１の状態に切り替える機能を有し、前記制御部は、全ての第２のドライバが奇数回目の同期待ち状態となって前記第１のワイヤードＯＲラインの状態が第１の状態から第２の状態に変化することに応じて奇数回目の同期を判定し、全ての第２のドライバが偶数回目の同期待ち状態となって前記第２のワイヤードＯＲラインの状態が第１の状態から第２の状態に変化することに応じて偶数回目の同期を判定してもよい。ワイヤードＯＲはＡＮＤ回路と同じなので全ての第２のドライバの同期を取ることができる。これは、第１のドライバにも適用することができる。
【００１５】
本発明の他の目的と更なる特徴は、以下、添付図面を参照して説明される実施例において明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例のネジ締め装置の斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、ネジをネジ穴にある程度挿入した状態のネジ、部品及び被締結物の位置関係を示す部分断面図である。図２（ｂ）は、着座したネジ、部品及び被締結物の位置関係を示す部分断面図である。
【図３】図１に示すドライバの分類を説明するためのブロック図である。
【図４】図１に示すネジ締め装置の制御系を示すブロック図である。
【図５Ａ】図１に示すネジ締め装置でネジ締めを行うＨＤＤの部分拡大平面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの側面図である。
【図６】図１に示すネジ締め装置のメインコントローラの構成の一例を説明するブロック図である。
【図７】図１に示すネジ締め装置のメインコントローラの構成の別の例を説明するブロック図である。
【図８】図１に示すネジ締め装置のメインコントローラの構成の更に別の例を説明するブロック図である。
【図９】図１に示すネジ締め装置のサーボコントローラの変形例を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す制御系の動作の一例を説明するタイミングチャートである。
【図１１】図９に示す制御系の動作の別の例を説明するタイミングチャートである。
【図１２】図１に示すネジ締め装置のサーボコントローラの別の変形例を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示す制御系の動作の別の例を説明するタイミングチャートである。
【図１４】多軸ネジ締めの例を示す平面図である。
【図１５】多軸ネジ締めの例を示す別の平面図である。
【図１６Ａ】図４に示すワイヤードＯＲライン操作の一例を示すフローチャートである。
【図１６Ｂ】図４に示すワイヤードＯＲライン操作の一例を示すフローチャートである。
【図１６Ｃ】図４に示すワイヤードＯＲライン操作の一例を示すフローチャートである。
【図１６Ｄ】図４に示すワイヤードＯＲライン操作の一例を示すフローチャートである。
【図１６Ｅ】図４に示すワイヤードＯＲライン操作の一例を示すフローチャートである。
【図１７】図４に示す制御系の動作の別の例を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施例のネジ締め装置１００の斜視図である。ネジ絞め装置１００は、支持フレーム１０１と、昇降機構１１０と、メインコントローラ又は上位コントローラ（制御部）１２０と、複数のドライバ１４０と、を有する。【００１８】
支持フレーム１０１は、一対の垂直板１０２と、一対の垂直板の上部に固定された水平板１０３と、を有する。垂直板は図１のＺ方向に延びる。水平板１０３は、図１のＸ方向に延びる。水平板１０３の表面側には、昇降機構１１０が固定され、水平板１０３の裏面側には昇降機構１１０の図示しない電源部及び機構部を搭載する収納台１０４が固定される。【００１９】
昇降機構１１０は、機構部１１２と、断面がＬ字形状の支持台１１４とを有する。支持台１１４は、垂直部１１５と、水平部１１６と、一対の縁部１１７と、を有する。【００２０】
機構部１１２には、支持台１１４の垂直部１１５が固定され、機構部１１２は、垂直部１１５を図１のＺ方向に昇降することができる。垂直部１１５は、図１のＺ方向に延びる。支持台１１４の水平部１１６上には、複数のドライバ１４０が取り付けられている。水平部１１６は、図１のＹ方向に延びる。【００２１】
昇降機構１１０は、後述する第１及び前記第２のドライバを同時に昇降させる。ネジ締め装置１００は、一の昇降機構１１０が複数のドライバ１４０に共通に使用されるために、各ドライバ１４０に別個の昇降機構１１０を設けるよりも装置の小型化と低価格化を図ることができる。また、昇降動作が全ドライバ１４０に対して一度であるので複数回行う場合もネジ締め時間が短縮されるのでスループットが向上する。【００２２】
図１は４台のドライバ１４０を示しているが、ドライバ１４０の台数は例示的である。但し、ネジ締め装置１００は、複数のドライバ１４０の動作を自動で制御する自動多軸ネジ締め装置であるので、ドライバ１４０の数は複数である。【００２３】
ドライバ１４０は、水平部１１６に形成された貫通穴１１６ａを通して水平部１１６からＺ方向下向きに延びるビット１４２を回転させ、水平部１１６の下側に配置された不図示のワーク（被締結物）に対するネジ締め動作を行う。ビット１４２はネジのリセスに係合してネジを締め付ける。【００２４】
図２（ａ）は、ネジ１０がネジ穴にある程度挿入された状態のネジ１０、部品２０及び被締結物３０の位置関係を示す部分断面図である。図２（ｂ）は、着座したネジ１０、部品２０及び被締結物３０の位置関係を示す部分断面図である。なお、図２（ａ）は仮締め状態として理解されてもよい。ネジ１０のネジ頭１１の表面１３の中央にはリセス１２が形成される。ビット１４２の先端は、ネジ１０のリセス１２に嵌合した状態で回転される。ネジ頭１１の座面１４は、部品２０のバカ孔２２の周囲に対向する。ネジ１０のネジ部１５は部品２０のバカ孔２２と被締結物３０のネジ孔３２に挿入される。本実施例では、部品２０は、例えば、クランプリングであり、被締結物３０は、例えば、ＨＤＤの筺体に固定されたスピンドルハブである。【００２５】
本実施例は、図３に示すように、ドライバ１４０を少なくとも第１のドライバと第２のドライバという２種類に分類している。両者を区別する必要がある場合には、第１のドライバを１４０Ａと呼び、第２のドライバ１４０Ｂと呼ぶ。【００２６】
第１のドライバ１４０Ａは、第１のネジ１０Ａのリセス１２Ａに係合して第１のネジ１０Ａを締め付ける第１のビット１４２Ａと、第１のビット１４２Ａを回転する第１のモータ１４４Ａと、を有する。第２のドライバ１４０Ｂは、第２のネジ１０Ｂのリセス１２Ｂに係合して第２のネジ１０Ｂを締め付ける第２のビット１４２Ｂと、第２のビット１４２Ｂを回転する第２のモータ１４４Ｂと、を有する。第１のネジ１０Ａは、例えば、図１４に示すネジ３や図１５に示すネジ８であり、第２のネジ１０Ｂは図１４に示すネジ２や図１５に示すネジ７である。【００２７】
メインコントローラ１２０は、ドライバ１４０ごとに設けられたサーボコントローラ１５０と通信する。メインコントローラ１２０は、コンピュータによって構成され、第１のネジ１０Ａの着座が第２のネジ１０Ｂのトルクアップ開始後に開始するように第１のモータ１４４Ａ及び第２のモータ１４４Ｂを制御する。なお、「着座」とは、図２（ｂ）に示すように、ネジ１０の座面１４がネジ穴（図２（ｂ）では部品２０のバカ孔２２）の回りの面に接触することをいい、「トルクアップ」とは着座したネジ１０を所定のトルクで締め付けて固定することをいう。「トルクアップ開始後」はトルクアップが完了した場合のみならずトルクアップの途中（例えば、トルクアップの９５％）も含む趣旨である。【００２８】
図４は、ネジ締め装置１００の制御系のブロック図である。ここでは、七台のドライバ１４０Ａ１乃至１４０Ａ６と１４０Ｂを制御する場合について説明する。但し、図４は、三台のドライバ１４０Ａ１、１４０Ａ２及び１４０Ｂのみを示している。図５Ａに、ドライバ１４０Ａ１乃至１４０Ａ６と１４０Ｂと対応するネジ２及び３の関係を示す。【００２９】
各ドライバ１４０は、図４に示すように、駆動源としてのモータ１４４と、下端（先端）がネジ１０の頭部１１に形成されたリセス１２に係合するビット１４２と、モータ１４４から伝達された駆動力によりビット１４２を駆動するビット駆動部１４６とを有する。図４には省略されているが、ビット駆動部１４６内には、ビット１４２が着脱可能に結合される出力軸が配置されている。【００３０】
図４において、モータ１４４とビット駆動部１４６とを保持するケーシング１４１内には、モータ１４４の出力軸に取り付けられた入力ギアから上記出力軸と一体回転する駆動ギアに駆動力を伝達する減速ギア列が収納されている。モータ１４４としては、ブラシモータでもブラシレスモータでも使用できる。【００３１】
サーボコントローラ（制御部）１５０は、各ドライバ１４０の駆動を直接制御し、ドライバ１４０ごとに設けられている。メインコントローラ１２０は、７つのサーボコントローラ１５０に対して、ＲＳ−４８５などの通信ライン１１９を介して各種動作指令を送信する。【００３２】
サーボコントローラ１５０は、第１のワイヤードＯＲライン１６０ａ及び第２のワイヤードＯＲライン１６０ｂに接続された同期制御部１５１と、モータ１４４に印加する電圧又は電流を制御するモータ制御部１５６と、を有する。モータ制御部１５６は、ＭＰＵ等により構成される演算器１５７を有する。サーボコントローラ１５０には、同期制御部１５１と第１のワイヤードＯＲライン１６０ａ及び第２のワイヤードＯＲライン１６０ｂとの間の入出力回路を構成する第１のトランジスタ１６２ａ及び第２のトランジスタ１６２ｂが設けられている。第１のトランジスタ１６２ａ及び第２のトランジスタ１６２ｂは、第１のワイヤードＯＲライン１６０ａ及び第２のワイヤードＯＲライン１６０ｂへの出力を行うオープンコレクタを有する。【００３３】
本実施例では、トランジスタのオープンコレクタ出力を用いてワイヤードＯＲ回路（ＴＴＬロジックの出力を直結することにより負論理でのＯＲゲートとなる回路）を構成しているが、トランジスタに代えてＣＭＯＳのオープンドレイン出力を用いてワイヤードＯＲ回路を構成してもよい。【００３４】
また、図４に示すように、第１のワイヤードＯＲライン１６０ａ及び第２のワイヤードＯＲライン１６０ｂのそれぞれの端部には、プルアップ抵抗１６４が接続されている。【００３５】
同期制御部１５１には、第１のワイヤードＯＲライン１６０ａに接続された奇数ライン入力回路１５２及び奇数ライン出力回路１５３と、第２のワイヤードＯＲライン１６０ｂに接続された偶数ライン入力回路１５４及び偶数ライン出力回路１５５とが設けられている。奇数ライン出力回路１５３及び偶数ライン出力回路１５５は、ドライバ１４０Ａ１〜１４０Ａ６における奇数回目及び偶数回目の同期待ち状態を示す信号を出力する回路である。奇数ライン入力回路１５２及び偶数ライン入力回路１５４は、第１のワイヤードＯＲライン１６０ａ及び第２のワイヤードＯＲライン１６０ｂの状態を検出するための回路である。【００３６】
ネジ締め装置１００は、例えば、図５Ａ及び図５Ｂに示すＨＤＤにおけるクランプリング５５のネジ締めに使用される。図５Ａはクランプリング５５の周辺の平面図であり、図５Ｂはその側面図である。【００３７】
磁気ディスク部５０は、スペーサ５２を挟んで上下に重ねられた２枚の磁気ディスク５１と、磁気ディスク５１を回転駆動するスピンドルモータ５３と、を有する。スピンドルモータ５３の外周には、軸受け５４と磁気ディスク５１とスペーサ５２とが同心状に積層配置されており、上側の磁気ディスク５１の上にはクランプリング５５が配置されている。【００３８】
クランプリング５５は、図５Ａに示すように、正６角形の頂点位置にそれぞれ配置された６つのネジ２と中央に配置された一つのネジ３によってスピンドルモータ５３のハブに結合される。また、図５Ａは、各ネジ２に対応するドライバ１４０Ａ１乃至１４０Ａ６を模式的に示している。本実施例では、ドライバ１４０Ａ１と１４０Ａ２、ドライバ１４０Ａ３と１４０Ａ４、ドライバ１４０Ａ５と１４０Ａ６はペアであり、各ペアにおける一対のドライバ１４０のビット１４２はネジ３の中心の周りに１８０度の角度間隔を有して配置されている。ネジ２及び３により、クランプリング５５は、ディスク５１とスペーサ５２をスピンドルモータ５３に固定する。これにより、スピンドルモータ５３の回転と共に磁気ディスク５１が回転し、不図示の磁気ヘッドが磁気ディスク５１に情報を記録又は再生することができる。【００３９】
本実施例では、メインコントローラ１２０は、まず、昇降機構１１０を駆動して全てのドライバ１４０（即ち、第１のドライバ１４０Ａ及び第２のドライバ１４０Ｂ）を同時に下降させる。本実施例では、各ビット１４２の先端は磁力又は真空吸着によってネジ１０を吸着すると共に各ネジ１０のリセス１２にビット１４２は嵌合している。昇降機構３が全てのドライバ１４０を同時に下降するだけでネジ２及び３がクランプリング５５の図示しないネジ孔上に配置されて締め可能な状態となる。但し、ビット１４２の先端にネジ２又は３が搭載されることは必ずしも必要ではなく、別の実施例ではネジ２及び３を別の装置又は手動でクランプリング５５の図示しないネジ孔に配置する。【００４０】
次に、メインコントローラ１２０は、第１のビット１４２Ａ及び第２のビット１４２Ｂが同時に回転するか第１のビット１４２Ａは停止して第２のビット１４２Ｂのみが回転するように第１のモータ１４４Ａ及び第２のモータ１４４Ｂを駆動する。【００４１】
メインコントローラ１２０は、第１のネジ１０Ａの着座が第２のネジ１０Ｂのトルクアップ開始後に開始するように第１のモータ１４４Ａ及び第２のモータ１４４Ｂを制御する。かかる効果を得るには幾つか方法がある。【００４２】
第１の方法は、第１のネジ１０Ａのネジ部を第２のネジ１０Ｂのネジ部よりも長くすることである。これにより、第２のネジ１０Ｂと第１のネジ１０Ａを同時に同一のビット回転速度で締め付けても第１のネジ１０Ａの着座を第２のネジ１０Ｂの着座よりも遅くすることができる。このため、第１のネジ１０Ａのネジ部と第２のネジ１０Ｂのネジ部との長さの差を適当に取ることによって第１のネジ１０Ａの着座までに第２のネジ１０Ｂはトルクアップをある程度行うことができる。【００４３】
第２の方法は、第１のビット１４２Ａの回転速度が第２のビット１４２Ｂの回転速度よりも遅くなるように第１及び第２のモータ１４４Ａ及び１４４Ｂを制御することである。これにより、第１のネジ１０Ａと第２のネジ１０Ｂが同じ長さであっても（違う長さであっても）両ネジを同時に締め付けても第１のネジ１０Ａの着座を第２のネジ１０Ｂの着座よりも遅くすることができる。両ビット１４２Ａ及び１４２Ｂの回転速度差を適当に取ることによって第１のネジ１０Ａの着座までに第２のネジ１０Ｂはトルクアップをある程度行うことができる。第１の方法と第２の方法は組み合わせてもよい。【００４４】
第３の方法は、第１のビット１４２Ａの回転開始時を第２のビット１４２Ｂの回転開始時よりも遅らせることである。これにより、第１のネジ１０Ａの着座を第２のネジ１０Ｂの着座よりも遅くすることができる。遅延時間を適当に取ることによって第１のネジ１０Ａの着座までに第２のネジ１０Ｂはトルクアップをある程度行うことができる。第３の方法は、第１の方法及び／又は第２の方法は組み合わせてもよい。【００４５】
第３の方法を達成する一例において、ネジ締め装置１００のメインコントローラ１２０は、図６に示すように、タイマ１２２と、設定時間を格納するメモリ１２４と、を有する。この場合、メインコントローラ１２０は、第２のモータ１４４Ｂの回転を開始した時、又は、昇降機構１１０が下降を終了した時に、タイマ１２２に計時を開始させる。タイマ１２２が設定時間を計時したと判断した場合に第１のモータ１４４Ａを駆動する。第１のモータ１４４Ａの開始時期はタイマ１２２によって決定される。第１のビット１４２Ａが第２のビット１４２Ｂによる第２のネジ１０Ｂの締め付けと同時に第１のネジ１０Ａを締め付けるかどうかは選択的である。図６に示す構成は、第２のビット１４２Ｂの状態を実際に検出しないのでメインコントローラ１２０の構成は単純になり、低価格化を図ることができる。メモリ１２４が格納する設定時間は、第２のネジ１０Ｂのトルクアップがある程度進むのに必要な時間となる。【００４６】
第３の方法を達成する別の例において、ネジ締め装置１００のメインコントローラ１２０は、図７に示すように、設定状態を格納するメモリ１２４を有し、第２のドライバ１４０Ｂの第２のビット１４２Ｂには、第２のネジ１０Ｂのトルクアップの状態を検出する状態検出部１４７が接続される。状態検出部１４７の検出結果はサーボコントローラ１５０を介してメインコントローラ１２０に通知される。メインコントローラ１２０は、状態検出部１４７がメモリ１２４に格納された設定状態を検出したと判断した場合に第１のモータ１４４Ａを駆動する。この場合、第１のモータ１４４Ａの開始時期は状態検出部１４７の検出結果によって決定される。状態検出部１４７は、例えば、第２のビット１４２の回転速度の変化を検出する検出器である。第１のビット１４２Ａが第２のビット１４２Ｂによる第２のネジ１０Ｂの締め付けと同時に第１のネジ１０Ａを締め付けるかどうかは選択的である。図７に示す構成は、第２のネジ１０Ｂの状態が実際に設定状態になった時に第１のネジ１０Ａを締め付けることができるので部品や被締結物の歪み、位置ズレ、傾斜などをより確実に防止することができる。設定状態は、第２のネジ１０Ｂのトルクアップがある程度進んだ状態である。【００４７】
第４の方法は、メインコントローラ１２０が、第１のビット１４２Ａ及び第２のビット１４２Ｂが同時に回転するように第１のモータ１４４Ａ及び第２のモータ１４４Ｂを駆動し、次に、第１のネジ１０Ａが着座する前に第１のビット１４２Ａの回転を一時停止することである。この場合、第２のネジ１０Ｂは継続してトルクアップに移行し、第１のモータ１４４Ａの駆動は第２のネジ１０Ｂのトルクアップ開始後に再開する。第１及び第２のビット１４２Ａ及び１４２Ｂが「同時に回転する」とは、同時に回転するとみなせる程度の時間差を許容する趣旨である。再開時期は第２のネジ１０Ｂがある程度トルクアップされた時期である。第１のネジ１０Ａを第２のネジ１０Ｂと共に着座前の状態まで締め付けることによって第２のネジ１０Ｂのトルクアップがある程度進んでから第１のネジ１０Ａの回転を開始するよりもスループットが向上する。スループットを最大にするためには、一時停止は第１のネジ１０Ａの着座直前の回転量のときに行うことが好ましい。【００４８】
第４の方法を達成する一例において、ネジ締め装置１００のメインコントローラ１２０は、図８に示すように、第１のネジ１０Ａを締め付け開始してから第１のネジ１０Ａが着座する前の第１のビット１０Ａの回転量を格納するメモリ１２４を有する。また、第１のビット１４２Ａにはその回転量を検出する回転検出部１４８が取り付けられている。回転検出部１４８は、例えば、ロータリエンコーダから構成される。回転検出部１４８の検出結果はサーボコントローラ１５０を介してメインコントローラ１２０に通知される。この場合、メインコントローラ１２０は、回転検出部１４８が検出した回転量がメモリ１２４に格納された回転量に到達した場合に第１のモータ１４４Ａを一時停止し、その後再開する。上述したように、スループットを最大にするためには、メモリ１２４が格納する回転量は第１のネジ１０Ａの着座直前の回転量であることが好ましい。【００４９】
メインコントローラ１２０は、一時停止された第１のモータ１４４Ａの駆動の再開時期を図６又は図７に示す構成を使用して決定することができる。【００５０】
図６に示す構成においては、メインコントローラ１２０は、タイマ１２２と、設定時間を格納するメモリ１２４と、を有する。この場合、メインコントローラ１２０は、例えば、第１のモータ１４４Ｂの回転を一時停止した時にタイマ１２２に計時を開始させる。メインコントローラ１２０は、タイマ１２２が設定時間を計時したと判断した場合に第１のモータ１４４Ａの駆動を再開する。第１のモータ１４４Ａの駆動の再開時期はタイマ１２２によって決定される。第１のビット１４２Ａが第２のビット１４２Ｂによる第２のネジ１０Ｂの締め付けと同時に第１のネジ１０Ａを締め付けるかどうかは選択的である。図６に示す構成は、第２のビット１４２Ｂの状態を実際に検出しないのでメインコントローラ１２０の構成は単純になり、低価格化を図ることができる。メモリ１２４が格納する設定時間は、第２のネジ１０Ｂのトルクアップがある程度進むのに必要な時間となる。【００５１】
図７に示す構成において、メインコントローラ１２０は、設定状態を格納するメモリ１２４を有し、第２のドライバ１４０Ｂの第２のビット１４２Ｂには、第２のネジ１０Ｂのトルクアップの状態を検出する状態検出部１４７が接続される。この場合、メインコントローラ１２０は、状態検出部１４７がメモリ１２４に格納された設定状態を検出したと判断した場合に第１のモータ１４４Ａの駆動を再開する。第１のモータ１４４Ａの駆動の再開時期は状態検出部１４７の検出結果によって決定される。第１のビット１４２Ａが第２のビット１４２Ｂによる第２のネジ１０Ｂの締め付けと同時に第１のネジ１０Ａを締め付けるかどうかは選択的である。図７に示す構成は、第２のネジ１０Ｂの状態が実際に設定状態になった時に第１のネジ１０Ａを締め付けることができるので部品や被締結物の歪み、位置ズレ、傾斜などをより確実に防止することができる。設定状態は、第２のネジ１０Ｂのトルクアップがある程度進んだ状態である。【００５２】
図６及び図７では、タイマ１２２とメモリ１２４をメインコントローラ１２０の一部としているが、サーボコントローラ１５０のモータ制御部１５６の一部として構成してもよい。かかる例を、図９に示す。図９は、ドライバ１４０の制御系の変形例のブロック図であり、第１のドライバ１４０Ａと第２のドライバ１４０Ｂの数を、１４０Ａ１、１４０Ａ２、・・・、１４０Ａｍ、１４０Ｂ１、１４０Ｂ２、・・・、１４０Ｂｍと一般化している。【００５３】
演算器１５７は、ＭＰＵとして構成されている。ＭＰＵは、図示しないスイッチの指示に応じてモータ１４４を制御するマイクロコントローラである。演算器１５７は、プログラムを記憶するＲＯＭ、一時記憶用ＲＡＭ等のメモリ１５７ａを同一チップに内蔵している。メモリ１５７ａは、一時停止を解除するまでの時間値、速度設定値、トルク制御時のトルクアップパターンなどを記憶している。これにより、演算器１５７はネジ締めシーケンスを実行することができる。また、演算器１５７はタイマ１５７ｂも更に内蔵している。タイマ１５７ｂは、水晶発振のクロックを計数するカウンタを内蔵していているため、時間の計測を行うことができる。これにより、一時停止状態を解除するための正確な時間待ちなどが可能になっている。また、図９では、演算器１５７の外部に記載されている、角度カウンタ１５８ａ、Ｄ／Ａ変換器１５８ｂ、パワーアンプ１５８ｃ、Ａ／Ｄ変換器１５８ｄなどの周辺回路も演算器（ＭＰＵ）１５７に内蔵されていてもよい。【００５４】
角度カウンタ１５８ａは、モータ１４４の回転量を計測するためのアップダウン・カウンタで、インクリメンタル型エンコーダ１４８の出力パルスを計数する。  更に、モータの回転量の測定値を演算器１５７によりギアの減速比で割り算してビット回転量に変換する。図示しないスタートレバーやスイッチにより動作が開始される時に０に初期化され、その後の動作中のビット回転量を測定する。ビット回転速度は、演算器１５７により単位時間毎（１ｍｓｅｃ程度）のビット回転量の増減量を測定し、その時間間隔で割って算出する。【００５５】
Ｄ／Ａ変換器１５８ｂは、演算器１５７でトルク制御、速度制御、角度制御のために計算されたモータ１４４へのデジタルの操作量をアナログ電圧に変換して次のパワーアンプ１５８ｃへ出力する。【００５６】
パワーアンプ１５８ｃは、Ｄ／Ａ変換器１５８ｂの出力に比例した電圧でモータ１４４を駆動する。なお、Ｄ／Ａ変換器１５８ｂをＰＷＭ（パルス幅変調器）、パワーアンプ１５８ｃをＦＥＴによるスイッチング回路に交換して、全デジタル制御でモータ１４４を駆動することも可能である。【００５７】
Ａ／Ｄ変換器１５８ｄは、モータ巻線に直列に挿入した抵抗器の両端の電圧（アナログ値）をデジタル値に変換して、演算器１５７で抵抗値で割り算しモータ電流値を測定する。更に、演算器１５７で、モータ１４４のトルク定数とギアの減速比を乗算すると、ビット出力トルクが得られる。【００５８】
ドライバ１４０は、ドライバメカ部として、モータ１４４、ギア（群）１４１ａ、及び、エンコーダ１４８を有する。【００５９】
ギア１４１ａは、ケーシング１４１に収納され、モータ１４４の出力トルクを減速比倍に増力してビット１４２を回転させる。その代わり、ビット回転速度は  １／減速比に減速される。ねじ締めトルクが小さい時など、ギア等の減速機を使用せずにモータの回転をそのままビットに伝えることも可能で、その場合は減速比を１とする。【００６０】
図９に示すモータ１４４は、ブラシ付きＤＣサーボモータで、モータ電流に比例したトルクを発生する。モータ１４４は３相ブラシレスモータを使用することも可能で、その場合はエンコーダ１４８の計測のモータ回転角情報を用いて正弦波転流制御を行う部分を追加することでブラシの代わりをさせる必要がある。操作量（入口）とモータ電流（出口）ではＤＣサーボモータと等価になり、基本的な動作はＤＣサーボモータを用いた場合と変わらない。【００６１】
エンコーダ１４８は、モータ１４４の回転量を測定するためのインクリメンタル型ロータリエンコーダである。スケールのスリットを透過する光の明暗を検知することで微小回転量ごとにオン／オフする矩形波信号を発生でき、更に互いに９０度の位相差を持つ２相の矩形波を発生させるものでは、信号の進み／遅れの解析により回転方向の検出も可能になる。エンコーダ１４８は、モータ１４４の絶対角度を検出するアブソリュート型のエンコーダを使用することも可能で、その場合はカウンタを使用せずに直接演算器１５７に回転角度を読み込み、初期化の代わりに、動作開始時点の回転角度を演算器１５７内に記憶しておき、動作中の回転量はこの記憶値を減算して動作開始からのモータ回転量とする。【００６２】
第１のドライバ１４０Ａと第２のドライバ１４０Ｂは、ほとんど同じ構成と動作を行う。第１のドライバ１４０Ａは、角度カウンタ１５８ａの計測値が予め定められたビット回転量に達したときにモータ１４４Ａへの速度指令値をゼロにして一時停止状態とし、設定時間経過後に一時停止状態を解除する一時停止／解除部１５７ｃを演算器１５７に更に備えている点が第２のドライバ１４０Ｂと異なる。起動後は各軸のドライバ１４０はそれぞれ独立に動作する。【００６３】
この場合のタイミングチャートを図１０に示す。一時停止の時期はビット回転量で決定され、一時停止期間Ｔの間に第２のネジ１０Ｂのトルクアップが終了していることが理解される。その後に、第１のネジ１０Ａの着座とトルクアップが行われる。【００６４】
別の実施例では、図９の構成において、第１のドライバ１４０Ａは角度カウンタ１５８ａの計測値が予め定められたビット回転量に達したときにモータ１４４Ａへの速度指令値をゼロにして一時停止状態とし、メインコントローラ１２０からの指示により一時停止状態を解除する一時停止／解除部１５７ｃを演算器１５７に更に備えている点が第２のドライバ１４０Ｂと異なる。各軸のドライバ１４０はメインコントローラ１２０の指示を受けてそれぞれ独立に動作する。更に、メインコントローラ１２０は、最初に全軸にねじ締め開始を指示する以外に、第２のドライバ１４０Ｂの全軸がねじ締め動作を完了したことを、各軸へのステータス情報の照会、あるいは動作完了した軸からの割り込み通知などにより検出したとき、一時停止状態になっている第１のドライバ１４０Ａに対して、一時停止状態の解除指示を出す。あるいは、締付動作完了時点ではなく、必要に応じて締付動作完了前の所定のトルクレベルまで締付を完了したことなど条件にすることも可能であり、その場合は、第２のドライバ１４０Ｂから所定のトルクレベルに達した旨のステータス情報がメインコントローラ１２０に通知できるように構成しておく。【００６５】
この場合のタイミングチャートを図１１に示す。一時停止の時期はビット回転量で決定され、一時停止期間は、第２のネジ１０Ｂのトルクアップが終了したことを検知したことをメインコントローラ１２０が知って一時停止解除信号を送信するまでであることが理解される。第２のネジ１０Ｂのトルクアップが終了したかどうかは、状態検出部１４７が第２のネジ１０Ｂのステータス情報を照会して検出する。次にメインコントローラから一時停止解除指令が送られると、第１のネジ１０Ａの着座とトルクアップが行われる。【００６６】
更に別の実施例では、図１２の構成において、第１のドライバ１４０Ａと第２のドライバ１４０Ｂは、ほとんど同じ構成と動作を行う。第２のドライバ１４０Ｂは、ネジ締め動作が完了した旨を通知する信号（あるいはステータス情報）を、メインコントローラ１２０を介さずに、直接第１のドライバ１４０Ａへ接続できるルート１３０を有する。第１のドライバ１４０Ａでは角度カウンタ１５８ａの計測値が、予め定められたビット回転量に達したときに、第１のモータ１４４Ａへの速度指令値をゼロにして一時停止状態とし、ルート１３０からメインコントローラ１２０を介さずに直接得られた情報を基にして（複数軸の場合は論理演算を行い）、第２のドライバ１４０Ｂの全軸がネジ締め動作完了したことを知り、自身の判断で一時停止状態を解除するように演算器１５７のプログラムが設定されている。あるいは、締付動作完了時点ではなく、必要に応じて締付動作完了前の所定のトルクレベル（例えば、トルクアップの９５％）まで締付を完了したことなど条件にすることも可能である。その場合は、第２のドライバ１４０Ｂから所定のトルクレベルに達した旨の信号が第１のドライバ１４０Ａに通知できるように構成する。【００６７】
この場合のタイミングチャートを図１３に示す。一時停止の時期はビット回転量で決定され、一時停止期間は、第２のネジ１０Ｂのトルクアップが終了したことを検知したことを第１のドライバ１４０Ａが第２のドライバ１４０Ｂからの通知により知って一時停止解除信号を送信するまでであることが理解される。その後に、第１のネジ１０Ａの着座とトルクアップが行われる。【００６８】
第２のネジ１０Ｂが複数ある場合には、これらの第２のネジ１０Ｂの締結は同期をとることが好ましい。また、第１のネジ１０Ａが複数ある場合にもこれらの第１のネジ１０Ａの締結は同期をとることが好ましい。これにより、被締結物の歪み、位置ズレ、傾斜を低減することができる。【００６９】
例えば、各第２のドライバ１４０Ｂは上述した状態検出部１４７を有する。そして、第２のネジ１０Ｂのトルクアップに必要な設定トルクに至るまで複数の段階が設定されると共に各段階に目標トルクが設定され、メインコントローラ１２０は、複数の第２のドライバ１４０Ｂの全ての状態検出部１４７から現在の段階の目標トルクに到達した旨の通知を受信した場合に次の段階の目標トルクに移行させると共に移行のタイミングを複数の第２のドライバ１４０Ｂの中でずれるように第２のモータ１４４Ｂを制御してもよい。例えば、第２のドライバ１４０Ｂにおける上述のペア（１４０Ｂ１と１４０Ｂ２）のネジ締めを同時に行い、ペア毎に締結時期をずらすなどである。なお、かかる技術は特許文献７に詳しいので詳細な説明は省略する。【００７０】
更に、特許文献７の方法を応用して、図１２、図１３に示すようなメインコントローラを介さずに遅れてねじ締めするドライバが自律的に一時停止状態を解除する方法を実現する具体例を以下に示す。図４において、各ドライバ１４０のサーボコントローラ１５０の演算器１５７は、同期待ち状態になった回数をカウントするカウンタ機能を有する。初期化動作によってこの同期待ちカウンタは０にセットされている。【００７１】
図１６Ａから図１６Ｅは、図４に示す各ドライバの演算器１５７において実行されるコンピュータプログラムであって、同期とりに関する動作を制御するためのプログラムの内容を示している。【００７２】
図１６Ａは、電源投入時及び一連のねじ締め動作の終了時に行われる各ドライバでの初期化動作の制御フローチャートを示している。まず、ステップ（図ではＳと略記する）１０において、演算器１５７は、同期点５（後述する図１７のタイムチャート参照。）が設定されることに応じて、初期化動作を開始する。ステップ１１は、同期待ちカウンタのカウント値を０にリセットする。次に、ステップ１２は、偶数ライン出力をオフ状態に、奇数ライン出力をオン状態に設定する。これにより、偶数ワイヤードＯＲラインＯＲ２がオフ状態に設定され、奇数ワイヤードＯＲラインＯＲ１はオン状態に設定される。そして、ステップ１３でこの初期化フローを終了する。【００７３】
図１６Ｂは、各ドライバで着座動作完了及びトルクアップ／ダウン動作完了とともに行われる偶数及び奇数ライン出力の状態設定に関するフローチャートを示している。まず、ステップ２０で着座動作完了及びトルクアップ／ダウン動作完了を検知するとステップ２１に進む。ステップ２１は、同期待ちカウンタ値を１インクリメントする。次に、ステップ２２は、同期待ちカウンタ値が奇数か偶数かを判別する。奇数の場合は、ステップ２３に進み、偶数ライン出力をオン状態に、奇数ライン出力をオフ状態に設定する。全てのドライバがこの状態となることで偶数ワイヤードＯＲラインＯＲ２はオン状態であるが、奇数ワイヤードＯＲラインＯＲ１はオン状態からオフ状態に切り替わる。一方、ステップ２２において、同期待ちカウンタ値が偶数の場合は、ステップ２４に進み、偶数ライン出力をオフ状態に、奇数ライン出力をオン状態に設定する。全てのドライバがこの状態となることで、奇数ワイヤードＯＲラインＯＲ１はオン状態であるが、偶数ワイヤードＯＲラインＯＲ２はオン状態からオフ状態に切り替わる。【００７４】
図１６Ｃは、同期判定フローチャートを示している。ステップ３０で、同期判定動作を開始すると、次にステップ３１では、同期待ちカウンタ値が奇数か偶数かを判別する。奇数の場合は、ステップ３２に進む。ステップ３２では、奇数ワイヤードＯＲラインＯＲ１がオン状態かオフ状態かを判別する。オン状態の場合は、ステップ３２を繰り返す。一方、ステップ３１で同期待ちカウンタ値が偶数と判別した場合は、ステップ３３に進む。ステップ３３では、偶数ワイヤードＯＲラインＯＲ２がオン状態かオフ状態かを判別する。オン状態の場合は、ステップ３３を繰り返す。【００７５】
図１６Ｄは、第１のドライバ１４０ＡのワイヤードＯＲライン離脱動作の制御フローチャートを示している。まず、ステップ４０では、演算器１５７は、同期点１が設定されることに応じて、離脱動作を開始する。次に、ステップ４１にて、偶数ライン出力をオフ状態に、奇数ライン出力をオフ状態に設定する。そして、ステップ４２でこの離脱フローを終了する。【００７６】
図１６Ｅは、第１のドライバ１４０Ａの一時停止状態解除判定フローチャートを示している。まず、ステップ５０で、一時停止状態解除判定動作を開始すると、次にステップ５１は、同期待ちカウンタ値を１に初期化する。そして、ステップ５２で、同期待ちカウンタ値に１を加え、次のステップ５３に進む。【００７７】
ステップ５３では、同期待ちカウンタ値が奇数か偶数かを判別する。奇数の場合は、ステップ５４に進む。ステップ５４では、奇数ワイヤードＯＲラインＯＲ１がオン状態かオフ状態かを判別する。オン状態の場合は、ステップ５４を繰り返す。オフ状態の場合は、次のステップ５６に進む。一方、ステップ５３で同期待ちカウンタ値が偶数と判別した場合は、ステップ５５に進む。ステップ５５では、偶数ワイヤードＯＲラインＯＲ２がオン状態かオフ状態かを判別する。オン状態の場合は、ステップ５５を繰り返す。オフ状態の場合は、次のステップ５６に進む。【００７８】
ステップ５６では、同期待ちカウンタ値が所定の値に到達したかどうかを判別する。同期待ちカウンタ値が所定の値に到達していない場合、ステップ５２に戻り、同期待ちカウンタ値が所定の値に到達するまで繰り返す。同期待ちカウンタ値が所定の値に到達した場合は、次のステップ５７へ進む。ステップ５７では、第１のドライバ１４０Ａの一時停止状態を解除して、ビット回転を再開する。そして、ステップ５８でこの一時停止状態解除判定フローを終了する。【００７９】
この場合の各ドライバ１４０Ａ及び１４０Ｂのネジ締め動作の制御手順と動作タイミングチャートを図１７に示す。ここで、図１７は、第１のネジ１０Ａが１本、第２のネジ１０Ｂが４本である場合のネジ締め動作状態を表している。また、４本のドライバ１４０Ｂは、１４０Ｂ１乃至１４０Ｂ４と区別されている。【００８０】
ドライバ１４０Ａとドライバ１４０Ｂ１乃至１４０Ｂ４はネジ締め開始コマンドを受信すると同期ネジ締めを行う。各第１のドライバ１４０Ａと第２のドライバ１４０Ｂは、ネジ締め開始コマンドに続く同期待ち１によって偶数ライン出力がオンになり、奇数ライン出力がオフになり、同期点１においてビットを回転する。しかし、第２のドライバ１４０Ｂがそのまま着座させるのに対して、第１のドライバ１４０Ａは着座直前で一時停止をする。また、第１のドライバ１４０Ａはその後の同期ネジ締めには参加しないため、第１のドライバ１４０Ａは図１６Ｄのステップ４１に示されるように奇数ライン出力１５３及び偶数ライン出力１５５をオフに切り替える（同期待ちが終了になるようにする）。次に、第２のドライバ１４０Ｂは偶数番目の同期待ちを行い、偶数ライン出力がオフになり、奇数ライン出力がオンになる。そして、同期点２でトルクアップＴ１を行う。トルクアップＴ１は要求されるトルクアップ量のある割合である。そして、同期を取りながら、第２のドライバ１４０ＢはトルクアップＴ２（例えば、要求されるトルクアップ量の９５％）まで進む。このとき、同期待ちカウンタ値が同期点４になる。【００８１】
第１のドライバ１４０Ａは、着座直前でビット回転を一時停止し、同期待ちカウンタ値が同期点４になるまで一時停止を続ける。そして、同期待ちカウンタ値が同期点４に達したとき、第１のドライバ１４０Ａは、図１６Ｅのステップ５７に示されるように、一時停止状態を解除してビットを回転させ、第２のドライバ１４０Ｂとは非同期で着座、トルクアップを実行する。各第２のドライバ１４０Ｂは、第１のドライバ１４０Ａよりも早くネジ締めを終了し、図１６Ａのステップ１１に示されるように同期待ちカウンタ値を初期化する。第２のドライバ１４０Ｂは、各第１のドライバ１４０Ａよりも遅くネジ締めを終了し、同期待ちカウンタ値を初期化する。このようにしてネジ締めすることにより、被締結物の歪み、位置ズレ、傾斜を低減することができる。【００８２】
ここで、図１２のライン１３０に相当する部分が、図４に示すワイヤードＯＲライン１６０ａ、１６０ｂであり、その状態は、各軸サーボコントローラの奇数ライン入力１５２と、偶数ライン入力１５４からモータ制御部１５８に取り込まれて、各軸それぞれ独立に図１６Ａ〜図１６Ｅ、図１７のプログラムを実行する。予め、各軸のサーボコントローラに、先行してネジ締めする１４０Ｂのグループか、あるいは遅れてネジ締めする１４０Ａのグループのどちらに属しているかを設定しておけば、先行してネジ締めする１４０Ｂのグループではそれぞれ独立して図１６Ａ〜図１６Ｃの処理を実行し、遅れてネジ締めする１４０Ａのグループでもそれぞれ独立して図１６Ａ、図１６Ｃ、図１６Ｄ、図１６Ｅの処理を実行すれば、全体として図１７の動作になる。どちらのグループに属するかを設定する方法としては、役割がほとんど固定の場合はサーボコントローラ１５０内のＥＥＰＲＯＭ等のメモリにパラメータとして書き込んでおくか、あるいはスイッチ等を設けて半固定で切替できるようにしてもよい。また、役割が毎回のネジ締めで変化するような場合にはネジ締め開始コマンドに付属するパラメータとして毎回設定してもよい。【００８３】
別の方法として、ワイヤードＯＲラインの信号をメインコントローラに接続するなどして取り込み、メインコントローラ１２０に同期待ちカウンタ機能を有してもよいし、各ドライバからの通信によりこのカウント値の情報を受け取ってもよい。この場合は図１１の方法に相当し、メインコントローラから一時停止解除のタイミングを指示することになる。しかし、この場合の欠点としては、メインコントローラから通信線を介して一時停止の解除が指示されるため一時停止解除のタイミングが遅くなることがあり、どんなに通信速度を上げてもワイヤードＯＲラインを直接監視する前者の方法には追い付けない。また、メインコントローラのプログラムが複雑になるのも問題で、ネジの本数が増えるとメインコントローラでの処理が増えてくる。一方、前者の各軸のサーボコントローラが自律的に一時停止解除を判断する場合には、どんなに１４０Ａおよび１４０Ｂの軸数が増えてもメインコントローラおよびサーボコントローラのプログラムが複雑にならず、通信も混雑せず、ただサーボコントローラ間の接続をいもづるで増やして行くだけで容易にネジの本数を増減できる利点がある。【００８４】
以上、本発明の好ましい実施態様を説明してきたが、本発明はこれらの実施態様に限定されるものではなく、様々な変形及び変更が可能である。
【産業上の利用の可能性】
【００８５】
本発明によれば、小型化、低価格化、スループットの増加の少なくとも一つをもたらす自動ネジ締め装置を提供することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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