(57)【要約】【課題】  機器の組立工程に利用されるねじ締付装置において、正確な位置に、かつ高速にねじ部材を締め付けることができるねじ締付装置を実現する。【解決手段】  原動機軸を有する駆動モータを支持する支持体と異なる支持体によって支持されるドライバビットを、ねじ締付軸方向への移動自在に原動機軸と連結して回転させることで解決する。【選択図】  図１
2012096296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク部材にねじ部材をねじ締付軸方向に締め付けるねじ締付装置であって、
第１支持体によって支持されるとともに回転可能な原動機軸を有する駆動モータと、
第２支持体によって支持され、前記ねじ締付軸方向への移動自在に前記原動機軸と連結されて回転されるドライバビットと、
前記ワーク部材と前記ドライバビットの前記ねじ締付軸方向に直交する平面上の相対位置を変更するための位置制御手段と、
前記ねじ部材に対して前記ねじ締付軸方向の推力を与えるための推力制御手段と、
前記ドライバビットにかかる外力を検出するセンサと、
前記センサで検出される信号に基づき前記位置制御手段および前記推力制御手段に信号を出力する主制御手段を有することを特徴とするねじ締付装置。
【請求項２】
前記主制御手段は、前記センサで前記ねじ締付軸方向成分の所定の外力を検出したとき、当該外力の前記ねじ締付軸方向に直交する方向成分に基づき前記位置制御手段に信号を出力する位置調整ステップと、前記駆動モータをねじ締付軸回り方向に回転させるねじ締付ステップを有することを特徴とする請求項１に記載のねじ締付装置
【請求項３】
前記ドライバビットにかかる外力の衝撃を緩衝する緩衝機構を有することを特徴とする請求項１または２に記載のねじ締付装置。
【請求項４】
前記緩衝機構は、前記ドライバビットを内挿するビット受け穴を有し、前記ドライバビットのビット底面部と前記ビット受け穴の受け穴底部との間に弾性部材を介在させていることを特徴とする請求項３に記載のねじ締付装置。
【請求項５】
前記原動機軸又は前記ドライバビットのいずれか一方端部に形成されている凸部と、他方端部に形成されている凹部とが前記ねじ締付軸方向への移動が自在に係合され、
前記凸部及び前記凹部は、前記ねじ締付軸方向に直交する面が短辺及び長辺から成るスリッド状に形成されており、
前記凹部の短辺及び長辺は、前記凸部の短辺及び長辺よりも長く形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のねじ締付装置。
【請求項６】
前記ドライバビットの先端には、前記ねじ部材を前記ねじ締付軸方向に保持するためのねじ吸着器を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のねじ締付装置。
【請求項７】
ワーク部材にねじ部材をねじ締付軸方向に締め付けるねじ締付装置の制御方法であって、
第１支持体によって支持されるとともに回転可能な原動機軸を有する駆動モータと、
第２支持体によって支持され、前記ねじ締付軸方向への移動自在に前記原動機軸と連結されて回転されるドライバビットと、
前記ワーク部材と前記ドライバビットの前記ねじ締付軸方向に直交する平面上の相対位置を変更するための位置制御手段と、
前記ねじ部材に対して前記ねじ締付軸方向の推力を与えるための推力制御手段と、
前記ドライバビットにかかる外力を検出するセンサを有し、
前記制御方法は、
前記センサで前記ねじ締付軸方向成分の所定の外力を検出したとき、当該外力の前記ねじ締付軸方向に直交する方向成分に基づき前記位置制御手段に信号を出力する位置調整ステップと、前記駆動モータをねじ締付軸回り方向に回転させるねじ締付ステップを有することを特徴とするねじ締付装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク部材にドライバビットの先端に保持されたねじ部材を締め付けるねじ締付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の電気機器類をはじめとして、さまざまな機器の組立には、多数の同一構造のワーク部材にねじ部材を締め付けるねじ締付工程が盛り込まれ、このねじ締付工程を自動化するためにねじ締付装置が用いられている。
【０００３】
一般的なねじ締付装置では、ワーク部材のねじ穴位置が数値化されている設計データ等に基づいて、ねじ部材が先端に保持されているドライバビット又はワーク部材を、ねじ部材を締め付ける３次元軸の方向（以後「ねじ締付軸方向」又は「Ｚ軸方向」と呼称する）に直交する平面上を移動させて、ねじ穴の真上にねじ部材が配置されるようにアプローチポイント（以後「水平方向のアプローチポイント」と呼称する）への位置制御が成される。
【０００４】
続いて、同じく設計データ等に基づいて、ドライバビット又はワーク部材又は両者をねじ締付軸方向に互いに近づくように移動させて、ねじ部材がねじ穴と噛合う程度の直上に配置されるようにアプローチポイント（以後「垂直方向のアプローチポイント」と呼称する）への位置制御が成される。
【０００５】
続いて、ねじ部材にねじ締付軸方向の所定の推力を与えながら、ドライバビットをねじ締付軸回り方向に回転させる制御によって、ねじ部材をワーク部材に締め付ける。
【０００６】
しかしながら、設計データ等に基づいて算出されたアプローチポイントは、例えばワーク部材の寸法公差等によって、実際のねじ穴位置とズレが生じている場合がある。また、このズレがねじ部材の径の１／１０程度の許容範囲を超えてしまうと、ねじ締付工程が正常に成されない場合が生じる。
【０００７】
図８には、ねじ吸着器３４を介してドライバビット３３の先端に保持されたねじ部材９０とワーク部材９５のねじ穴９５ａのズレが許容範囲を超えた場合に生じる状態を例示している。
【０００８】
ズレが許容範囲を超えると、図８（ａ）のように、ねじ部材９０がねじ穴９５ａに挿入されない状態、又は図８（ｂ）のように、ねじ部材９０がドライバビット３３の先端のねじ吸着器３４から完全に外れてしまいドライバビット３３のねじ締付の回転がねじ部材９０に伝達されない状態、又は図８（ｃ）のように、ねじ部材９０が斜めに噛み込んだ不完全なねじ締付状態等、ねじ締付工程が正常に完結しない状態に陥ってしまう。つまり、これら状態に陥った場合は、機器の組立を一旦停止して人手による状態を解除する対応を講じる必要があった。
【０００９】
特許文献１には、雄ねじを保持するソケットを備えたナットランナが取り付けられた力センサを有するロボットによるねじの締付方法であって、力センサの出力結果に基づいて雄ねじと雌ねじの軸線を一致させるべくロボットを変位させる工程と、軸線が一致した時にのみ力センサの出力による力制御をねじ締付軸方向に対して行うことによりねじの締め付けを行う工程とを有するねじの締付方法および装置が開示されている。
【００１０】
該締付方法および装置では、雄ねじと雌ねじの軸線を一致させるようロボットを変位させた後、ねじの締め付けを行っていることから、確実なねじの締め付けが可能となる。
【００１１】
一方で、近年、さまざまな機器において超小型化が進んでおり、特に、小型化が著しいデジタル機器については、呼び径１ｍｍ前後の極小ねじが利用されている。
【００１２】
このような極小ねじに対して過剰に大きな推力を与えてしまうと、ねじ部材が破壊されたり、ねじ山同士の過剰摩擦によって焼き付きを起こしてしまったり等のトラブルが生じてしまう。つまり、極小ねじを締め付けるねじ締付工程において、極小ねじに適正である数十グラムから数百グラム程度の低い推力を安定して与え続けて、ねじ部材を締め付ける必要があった。
【００１３】
特許文献２には、ドライバビットを回転駆動源により回転駆動するよう構成されたドライバツールと、ワークにねじをねじ込む時にドライバビットからねじに与えられる推力を制御する推力制御機構を備え、該推力制御機構は、ねじに質量に基づく荷重を与えるドライバツール等の部材の自重を支え得る自重支持力を発生する支持力発生部と、ワークにねじをねじ込む時に、自重支持力と逆方向である自重支持力よりも大きな押圧力を発生する押圧力発生部を備えて成る自動ねじ締め装置が開示されている。
【００１４】
該自動ねじ締め装置では、ドライバツール等の自重に基づく推力がねじに作用するのを防止し、押圧力発生部で発生させた押圧力と支持力発生部で発生させた自重支持力との差である推力をねじに与えるよう構成していることから、極小ねじに適正な低い推力をねじに与えて締め付けることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００２−３３１４２８号公報
【特許文献２】特開２００７−３８３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献１で開示されている装置では、ロボットに取り付けられたナットランナにかかる外力を検出する力センサから出力される信号に基づいてロボットを変位させ、当該ロボットを変位させることでナットランナの雄ねじの軸線の向きを含むアプローチポイントの微調整を行っている。つまり、雄ねじと雌ねじが接触した時に生じるナットランナ全体にかかる外力を力センサによって検出し、検出結果に基づいてナットランナ全体を移動させている。
【００１７】
また、特許文献２で開示されている装置では、ＡＣサーボモータやドライバビットを含むドライバツールは、自重支持力を発生する支持力発生部と押圧力を発生する押圧力発生部を備える推力制御機構とともに移動位置制御機構によって連結支持されている。つまり、特許文献１で開示されている装置と同様に、ドライバツールを含むねじ締め付けに係る部品全体を、移動位置制御機構によって移動させている。
【００１８】
このように、従来のねじ締付装置では、ドライバツールを含むねじ締め付けに係る部品で構成されるナットランナ全体を移動させてアプローチポイントへの移動や位置の微調整を行なっている。
【００１９】
しかしながら、このような構成とすると、ナットランナ全体の質量がアプローチポイントへの移動や微調整に係る制御の応答性を低下させる要因と成り得る。
【００２０】
例えば、呼び径１ｍｍ前後の極小ねじを締め付ける対象とする場合には、微調整分を含めズレの許容範囲となる０．１ｍｍ程度の精度でナットランナ全体を移動又は停止させる必要がある。また、ナットランナが振動している状態での外力検出は誤差を発生させることから、振動させないように移動又は停止させる必要がある。
【００２１】
しかし、ナットランナ全体の質量が大きくなると、停止信号が出力されてから停止するまでの制動距離は長くなり、さらにはナットランナが振動しないように移動又は停止させることが困難となってしまう。つまり、ナットランナ全体をゆっくりと移動させるなどの制御が必要となってアプローチポイントへの移動や微調整の応答性を悪化させる。
【００２２】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、機器の組立工程に利用されるねじ締付装置において、正確な位置に、かつ高速にねじ部材を締め付けることができるねじ締付装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明のワーク部材にねじ部材をねじ締付軸方向に締め付けるねじ締付装置は、第１支持体によって支持されるとともに回転可能な原動機軸を有する駆動モータと、第２支持体によって支持され、ねじ締付軸方向への移動自在に原動機軸と連結されて回転されるドライバビットと、ワーク部材とドライバビットのねじ締付軸方向に直交する平面上の相対位置を変更するための位置制御手段と、ねじ部材に対してねじ締付軸方向の推力を与えるための推力制御手段と、ドライバビットにかかる外力を検出するセンサと、センサで検出される信号に基づき位置制御手段および推力制御手段に信号を出力する主制御手段を有することを特徴とする。
【００２４】
好ましくは、主制御手段は、センサでねじ締付軸方向成分の所定の外力を検出したとき、当該外力のねじ締付軸方向に直交する方向成分に基づき位置制御手段に信号を出力する位置調整ステップと、駆動モータをねじ締付軸回り方向に回転させるねじ締付ステップを有することを特徴とする。
【００２５】
好ましくは、ドライバビットにかかる外力の衝撃を緩衝する緩衝機構を有することを特徴とする。
【００２６】
好ましくは、緩衝機構は、ドライバビットを内挿するビット受け穴を有し、ドライバビットのビット底面部とビット受け穴の受け穴底部との間に弾性部材を介在させていることを特徴とする。
【００２７】
好ましくは、原動機軸又はドライバビットのいずれか一方端部に形成されている凸部と、他方端部に形成されている凹部とがねじ締付軸方向への移動が自在に係合され、凸部及び凹部は、ねじ締付軸方向に直交する面が短辺及び長辺から成るスリッド状に形成されており、凹部の短辺及び長辺は、凸部の短辺及び長辺よりも長く形成されていることを特徴とする。
【００２８】
好ましくは、ドライバビットの先端には、ねじ部材をねじ締付軸方向に保持するためのねじ吸着器を有することを特徴とする。
【００２９】
本発明のワーク部材にねじ部材をねじ締付軸方向に締め付けるねじ締付装置の制御方法は、第１支持体によって支持されるとともに回転可能な原動機軸を有する駆動モータと、第２支持体によって支持され、ねじ締付軸方向への移動自在に原動機軸と連結されて回転されるドライバビットからと、ワーク部材とドライバビットのねじ締付軸方向に直交する平面上の相対位置を変更するための位置制御手段と、ねじ部材に対してねじ締付軸方向の推力を与えるための推力制御手段と、ドライバビットにかかる外力を検出するセンサを有し、制御方法は、センサでねじ締付軸方向成分の所定の外力を検出したとき、当該外力のねじ締付軸方向に直交する方向成分に基づき位置制御手段に信号を出力する位置調整ステップと、駆動モータをねじ締付軸回り方向に回転させるねじ締付ステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のねじ締付装置では、駆動モータを支持する第１支持体と異なる第２支持体によってドライバビットを支持するとともに、原動機軸とドライバビットとは、ねじ締付軸方向への移動が自在に連結するよう構成している。つまり、ねじ締付軸方向への移動が自在となっている範囲で駆動モータの質量の影響を受けずにドライバビットにかかる外力を検出することができるため、正確な位置に高速にねじ部材を締め付けるねじ締付装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態に係るねじ締付装置１の概略構成を示す図である。
【図２】モータユニット２０とドライバツール３０より構成されるナットランナ１０の構造断面を示す図である。
【図３】原動機軸２２と被駆動軸３１との連結部２５の一例である連結部２５ａの構造を示す図である。
【図４】原動機軸２２と被駆動軸３１との連結部２５の一例である連結部２５ｂの構造を示す図である。
【図５】原動機軸２２と被駆動軸３１との連結部２５の一例である連結部２５ｃの構造を示す図である。
【図６】主コントローラ８０における処理手順を示すフローチャートである。
【図７】ねじ部材９０に対して推力を与えたときに生じるドライバビット３３にかかる外力を示す図である。
【図８】ねじ部材９０とねじ穴９５ａのズレが許容範囲を超えた場合に生じる状態を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、本発明の実施の形態に係るねじ締付装置１の概略構成を示し、以下に説明する。
【００３３】
ねじ締付装置１は、モータユニット２０及びドライバツール３０から構成されるナットランナ１０と、ナットランナ１０を、Ｚ軸方向の所定の位置に移動させるＺ位置制御機構５０と、載置しているＺ位置制御機構５０をＺ軸方向に直交する平面上の所定の方向（以後「Ｙ軸方向」と呼称）の所定の位置に移動させるＹ位置制御機構６０と、載置しているワーク部材９５をＺ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向（以後「Ｘ軸方向」と呼称）の所定の位置に移動させるＸ位置制御機構７０と、これら各部に設けられた各コントローラと信号を入出力する主コントローラ８０から構成されている。
【００３４】
モータユニット２０は、不図示の電源から電力供給を受けて、ねじ締付軸回り方向に回転する原動機軸２２を有する駆動モータ２１と、主コントローラ８０と信号の入出力が可能に接続されている駆動モータ２１の回転を制御するモータコントローラ８１から構成されている。また、このモータユニット２０は、Ｚ位置制御機構５０のＺ摺動台５１に連結された第１支持体であるモータ支持体５５によって支持されている。
【００３５】
ドライバツール３０は、原動機軸２２を介して駆動モータ２１の回転が伝達される被駆動軸３１と、被駆動軸３１に内挿されるドライバビット３３と、ドライバビット３３の先端に取り付けられているねじ部材９０をねじ締め付け可能にねじ締付軸方向に保持するためのねじ吸着器３４と、ねじ部材９０がワーク部材９５に接触した時にかかるドライバビット３３の衝撃を緩衝するための緩衝機構３２から構成されている。
【００３６】
ここで、このドライバツール３０は、ベアリング５９によってドライバツール３０自身が回転自在に第２支持体であるツール支持体５６によって支持されている。
【００３７】
また、ツール支持体５６は、連結部材５７を介してＺ位置制御機構５０のＺ摺動台５１に連結されている。
【００３８】
さらに、ツール支持体５６と連結部材５７との間には、ドライバビット３３にかかる３軸方向の外力を検出するセンサ８２が取り付けられている。ここで、センサ８２で検出された外力は主コントローラ８０に出力される。
【００３９】
Ｚ位置制御機構５０は、Ｙ位置制御機構６０のＹ摺動台６１に載置され固定された支持柱５２と、支持柱５２に固定されているＺガイド軸５３と、Ｚガイド軸５３上を摺動することでＺ軸方向を移動するＺ摺動台５１と、Ｚ摺動台５１を摺動させるためのモータ及び電源等から成る駆動部材（不図示）と、主コントローラ８０から出力される信号に基づいて、Ｚ摺動台５１のＺガイド軸５３上の位置を制御するＺ位置コントローラ８５から構成されている。
【００４０】
ここで、Ｚ位置コントローラ８５は、主コントローラ８０から出力される信号に基づいて、Ｚ摺動台５１を摺動させるためのモータ等の駆動部材を制御して、ドライバビット３３に保持されたねじ部材９０がワーク部材９５に対してねじ締付軸方向の推力を与える推力制御を行う。
【００４１】
当該推力制御は、たとえば、主コントローラ８０から出力される信号に応じてＺ摺動台５１を摺動させるためのモータの出力トルクを増加又は減少させるなどによって実現される。
【００４２】
また、Ｚ摺動台５１には、モータ支持体５５及び連結部材５７を介してツール支持体５６が連結されており、モータユニット２０及びドライバツール３０を支持している。
【００４３】
Ｙ位置制御機構６０は、Ｙガイド軸６３と、支持柱５２が載置され固定されておりＹガイド軸６３上を摺動することでＹ軸方向を移動するＹ摺動台６１と、Ｙ摺動台６１を摺動させるためのモータ及び電源等から成る駆動部材（不図示）と、主コントローラ８０から出力される信号に基づいてＹ摺動台６１のＹガイド軸６３上の位置を制御するＹ位置コントローラ８６から構成されている。
【００４４】
Ｘ位置制御機構７０は、Ｘガイド軸７３と、ワーク部材９５が載置され固定されておりＸガイド軸７３上を摺動することでＸ軸方向を移動するＸ摺動台７１と、Ｘ摺動台７１を摺動させるためのモータ及び電源等から成る駆動部材（不図示）と、主コントローラ８０から出力される信号に基づいて、Ｘ摺動台７１のＸガイド軸７３上の位置を制御するＸ位置コントローラ８７から構成されている。
【００４５】
図２は、モータユニット２０とドライバツール３０より構成されるナットランナ１０の構造断面を示し、以下にナットランナ１０の構成について説明する。
【００４６】
モータユニット２０は、原動機軸２２を有する駆動モータ２１を有し、ドライバツール３０は、ツール支持体５６によって支持されドライバビット３３が内挿される被駆動軸３１と、ねじ部材９０がワーク部材９５に接触した時に生じるドライバビット３３にかかる外力の衝撃を緩衝するための緩衝機構３２を有している。ここで、原動機軸２２と被駆動軸３１は、原動機軸２２の回転が被駆動軸３１に伝達可能に連結部２５で連結されている。
【００４７】
また、緩衝機構３２は、ドライバビット３３を内挿して被駆動軸３１のねじ締付軸回り方向の回転に連動して回転させるためのビット受け穴３２２の受け穴底部３２２ａと、ドライバビット３３のねじ部材９０を保持するビット先端部３３ａと対極する側の先端であるビット底面部３３ｂとの間に介在させた弾性部材３２１を有している。
【００４８】
このような構成とすることで、ねじ部材９０がワーク部材９５に接触した時に生じるドライバビット３３にかかるねじ締付軸方向の外力による衝撃を緩衝させる。
【００４９】
また、ツール支持体５６は、被駆動軸３１をねじ締付軸回り方向に回転させるためのベアリング５９を有している。
【００５０】
図３は、原動機軸２２と被駆動軸３１との連結部２５の一例である連結部２５ａの構造を示し、以下に説明する。
【００５１】
連結部２５ａは、原動機軸２２の端部には、ねじ締付軸方向に直交する面が短辺及び長辺から成るスリッド状の凸部２２ａが形成され、被駆動軸３１の端部には、同じくねじ締付軸方向に直交する面が短辺及び長辺から成るスリッド溝状の凹部３１ａが形成されて、凸部２２ａと凹部３１との間に、ねじ締付軸方向のクリアランスを有して係合されている。
【００５２】
さらに、凸部２２ａと凹部３１との間に、ねじ締付軸方向と直交する面内でクリアランスを有して係合されるように、凹部３１ａのねじ締付軸方向に直交する面の短辺及び長辺はそれぞれに、凸部２２ａのねじ締付軸方向に直交する面の短辺及び長辺よりも長く形成されている。
【００５３】
このような構造とすることで、スリッド状の凸部２２ａからスリッド溝状の凹部３１へ向けての力やモーメント、又はその逆方向へ向けての力やモーメントが伝達されなくなるとともに、原動機軸２２のねじ締付軸回り方向の回転が被駆動軸３１の回転として伝達される。そして、モータユニット２０の質量の影響を受けないことから、ねじ締付軸方向と直交する面方向へのビットの移動の応答も速くなって安定し、ドライバビット３３にかかる外力を精度よく検出することが可能となる。
【００５４】
なお、連結部２５ａの構造は、原動機軸２２の端部にスリッド溝状の凹部を形成し、被駆動軸３１の端部にスリッド状の凸部を形成する、端部形状を上述した構造と逆の構造としても構わない。
【００５５】
図４は、上述した連結部２５ａと異なる連結部２５ｂの構造を示し、以下に説明する。
【００５６】
図４（ａ）に示されるように、連結部２５ｂは、原動機軸２２の端部には、十字の先端４箇所に円筒状のピン穴２２ｂが形成された十字状の受け部材２２１が原動機軸２２の軸心を中心に形成され、被駆動軸３１の端部には、十字の先端４箇所に円筒状のピン３１ｂが形成された十字平板状の凸部材３１１が被駆動軸３１の軸心を中心に形成されて、ピン３１ｂとビン穴２２ｂとが、ねじ締付軸方向への移動が自在に係合されている。
【００５７】
図４（ｂ）は、ピン穴２２ｂとピン３１ｂとの係合部分の断面構成を示す。本図から分かるように、ピン３１ｂとピン穴２２ｂとを係合可能とするために、ピン穴２２ｂの径はピン３１ｂの径よりも大きく形成されている。
【００５８】
このような構造とすることで、ピン穴２２ｂのねじ締付軸方向の深さを許容範囲とするねじ締付軸方向の原動機軸２２又は被駆動軸３１の移動が自在となる。つまり、モータユニット２０の質量の影響を受けないでドライバビット３３にかかる外力を検出することができるとともに、ピン穴２２ｂとピン３１ｂの係合によって、原動機軸２２のねじ締付軸回り方向の回転が被駆動軸３１の回転として伝達される。つまり、モータユニット２０の質量の影響を受けないでドライバビット３３にかかる外力を検出することができるとともに、ピン穴２２ｂとピン３１ｂの係合によって、原動機軸２２のねじ締付軸回り方向の回転が被駆動軸３１の回転として伝達される。
【００５９】
なお、連結部２５ｂの構造は、原動機軸２２の端部に十字の先端４箇所に円筒状のピンが形成された十字平板状の凸部材を原動機軸２２の軸心を中心に形成し、被駆動軸３１の端部に十字の先端４箇所に円筒状のピン穴が形成された十字状の受け部材を被駆動軸３１の軸心を中心に形成する、端部形状を上述した構造と逆の構造としても構わない。
【００６０】
また、図４（ｃ）に示されるように、ピン穴が形成されていない十字状の受け部材２２２１の側面壁と十字平板状の凸部材３１１のピン３１ｂの係合によって、原動機軸２２のねじ締付軸回り方向の回転が被駆動軸３１の回転として伝達されるように形成する構造としても構わない。
【００６１】
図５は、上述した連結部２５ａ及び連結部２５ｂと異なる連結部２５ｃの構造を示し、以下に説明する。
【００６２】
連結部２５ｃは、原動機軸２２の端部には、ねじ締付軸方向に直交する所定の方向のピン軸２２３が取り付けられたコの字状のコ部材２２２が被駆動軸３１を囲むように形成され、被駆動軸３１の端部には、ねじ締付軸方向の面が短辺及び長辺から成る先端に丸みがつけられた略長方体形状のピン軸２２３を貫通させる貫通穴３１ｃが形成されて、貫通穴３１ｃとピン軸２２３とが、ねじ締付軸方向への移動が自在に係合されている。ここで、貫通穴３１ｃとピン軸２２３とを係合可能とするために、貫通穴３１ｃのねじ締付軸方向の面の短辺及び長辺はそれぞれに、ピン軸２２３の径よりも大きく形成されている
このような構造とすることで、貫通穴３１ｃのねじ締付軸方向の面の長辺の長さからピン軸２２３の径の大きさを差し引いた長さを許容範囲とするねじ締付軸方向の原動機軸２２又は被駆動軸３１の移動が自在となる。つまり、モータユニット２０の質量の影響を受けないでドライバビット３３にかかる外力を検出することができるとともに、ピン軸２２３と貫通穴３１ｃの係合によって、原動機軸２２のねじ締付軸回り方向の回転が被駆動軸３１の回転として伝達される。
【００６３】
なお、連結部２５ｃの構造は、原動機軸２２の端部にねじ締付軸方向の面が短辺及び長辺から成る先端に丸みがつけられた略長方体形状のピン軸を貫通させる貫通穴を形成し、被駆動軸３１の端部にねじ締付軸方向に直交する所定の方向のピン軸が取り付けられたコの字状のコ部材が原動機軸を囲むように形成する、端部形状を上述した構造と逆の構造としても構わない。
【００６４】
図６は、主コントローラ８０における処理手順を示し、以下に説明する。なお、以下の処理内容の説明においては、「ステップ」を「Ｓ」で表し、各々の処理を数字で区別している。
【００６５】
＜Ｓ００１＞
ねじ締付装置１の主コントローラ８０は、予め入力されたワーク部材９５に対するねじ穴９５ａの位置に関する設計データに基づいて、Ｙ摺動台６１及びＸ摺動台７１を移動させる移動量を算出する。そして、算出された移動量に係る信号を、Ｙ位置コントローラ８６及びＸ位置コントローラ８７のそれぞれに出力する。このようにして、水平方向のアプローチポイントにワーク部材９５及びねじ部材９０が保持されたドライバビット３３を移動させる水平方向のアプローチポイントへの移動処理を行う。
【００６６】
＜Ｓ００２＞
上述の水平方向のアプローチポイントへの移動処理に続き、同じく予め入力されたワーク部材９５に対するねじ穴９５ａの位置に関する設計データに基づいて、Ｚ摺動台５１を移動させる移動量を算出する。そして、算出された移動量に係る信号を、Ｚ位置コントローラ８５に出力する。このようにして、ワーク部材９５の筐体に接触しない程度に余裕をもった垂直方向のアプローチポイントにねじ部材９０が保持されたドライバビット３３を移動させる垂直方向のアプローチポイントへの移動処理を行う。
【００６７】
＜Ｓ００３＞
上述の垂直方向のアプローチポイントへの移動処理に続き、ねじ部材９０に対してねじ締付軸方向に検査用の推力を与えるために、Ｚ位置コントローラ８５に所定の信号を出力する。
【００６８】
具体的には、センサ８２から出力されるドライバビット３３にかかる外力のＺ軸方向の成分が検査用の推力に達するまで、Ｚ位置コントローラ８５にＺ摺動台５１を摺動させるためのモータの出力トルクを増加させる信号を出力するなどによって実現される。
【００６９】
＜Ｓ００４＞
上述の処理に続き、センサ８２から出力されるドライバビット３３にかかる外力に基づいて、ねじ部材９０とねじ穴９５ａの位置にズレが生じていないかを判定する。
【００７０】
図７は、ねじ部材９０に対してねじ締付軸方向に推力を与えたときに生じるドライバビット３３にかかる外力を示す。
【００７１】
図７（ａ）は、ねじ部材９０とねじ穴９５ａの位置にズレが生じていない場合に生じる外力とその方向を示し、この時に発生する外力Ｐａは、Ｚ軸方向の成分のみから構成されている。
【００７２】
図７（ｂ）は、ねじ部材９０とねじ穴９５ａの位置にズレが生じている場合に生じる外力とその方向を示し、この時に発生する外力Ｐｂは、Ｚ軸方向の成分だけでなくＸ軸方向又はＹ軸方向の成分を含んでいる。
【００７３】
つまり、センサ８２から出力される外力に許容以上のＸ軸方向又はＹ軸方向の成分が含まれている場合には、当該外力のＸ軸方向又はＹ軸方向の成分相当のズレが生じていると判定する。
【００７４】
そして、許容以上のＸ軸方向又はＹ軸方向の成分が含まれている場合には、Ｓ００５の処理に移行する。または、許容以上のＸ軸方向又はＹ軸方向の成分が含まれていない場合には、Ｓ００６の処理に移行する。
【００７５】
＜Ｓ００５＞
当該外力のＸ軸方向又はＹ軸方向の成分相当の移動量を算出する。そして、算出された移動量に係る信号を、Ｙ位置コントローラ８６及びＸ位置コントローラ８７に出力する。このようにして、ねじ部材９０とねじ穴９５ａの位置を微調整し、ねじ部材９０とねじ穴９５ａの位置にズレが生じていないかを再び検査するために、検査用の推力を与えるＳ００３の処理に戻る。
【００７６】
＜Ｓ００６＞
ねじ部材９０に対してねじ締付軸方向にねじ締付用の推力を与えるために、Ｚ位置コントローラ８５に所定の信号を出力する。
【００７７】
具体的には、センサ８２から出力されるドライバビット３３にかかる外力のＺ軸方向の成分がねじ締付用の推力に達するまで、Ｚ位置コントローラ８５にＺ摺動台５１を摺動させるためのモータの出力トルクを増加させる信号を出力するなどによって実現される。  ＜Ｓ００７＞
上述のねじ締付用の推力を与える処理に続き、駆動モータ２１をねじ締付軸回り方向に回転させる信号を、モータコントローラ８１に出力する。
【００７８】
ここで、本実施の形態に係るねじ締付装置の主コントローラ８０は、上述した図６に従う処理手順を制御プログラムとしてメモリから読み出して実行する。このような場合、主コントローラ８０に読み出される、上述した図６に従う制御プログラムは、本実施の形態に係るねじ締付装置に付属する記録媒体に予め記録させて、プログラム製品として提供することもできる。このような記録媒体としては、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）やメモリカードなどのねじ締付装置で読取り可能な記録媒体がある。あるいは、本実施の形態に係るねじ締付装置に内蔵するハードディスクなどの記録媒体に記録させて提供することもできる。さらに、インターネットを含む各種ネットワークを介するダウンロードによって提供することもできる。
【００７９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８０】
１  ねじ締付装置
１０  ナットランナ
２０  モータユニット
２１  駆動モータ
２２  原動機軸
２５  連結部
３０  ドライバツール
３１  被駆動軸
３２  緩衝機構
３３  ドライバビット
３４  ねじ吸着器
５０  Ｚ位置制御機構
５１  Ｚ摺動台
５２  支持柱
５３  Ｚガイド軸
５５  モータ支持体
５６  ツール支持体
５７  連結部材
５９  ベアリング
６０  Ｙ位置制御機構
６１  Ｙ摺動台
６３  Ｙガイド軸
７０  Ｘ位置制御機構
７１  Ｘ摺動台
７３  Ｘガイド軸
８０  主コントローラ
８１  モータコントローラ
８２  センサ
８５  Ｚ位置コントローラ
８６  Ｙ位置コントローラ
８７  Ｘ位置コントローラ
９０  ねじ部材
９５  ワーク部材
９５ａ  ねじ穴
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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