自動螺釘擰緊控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動螺釘擰緊控制方法及裝置，該自動螺釘擰緊控制方法及裝置設(shè)定為，在電動螺絲刀中，能夠簡便且可靠地確認及判定螺釘擰緊作業(yè)中的合適的螺釘擰緊狀態(tài)及各種不合適的螺釘擰緊狀態(tài)，該電動電動螺絲刀將螺絲刀頭經(jīng)由離合機構(gòu)結(jié)合到電動馬達的驅(qū)動輸出軸而進行螺釘擰緊作業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為通過電動馬達等驅(qū)動單元對螺絲刀頭進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動而進行螺釘擰緊作業(yè)的螺釘擰緊裝置，提出了具備能夠合適、順利且迅速地進行螺釘擰緊作業(yè)的各種功能的螺釘擰緊裝置，并得到了實用化。
[0003]例如，在構(gòu)成為將螺絲刀頭經(jīng)由離合機構(gòu)結(jié)合到電動馬達的驅(qū)動輸出軸而進行螺釘擰緊作業(yè)的電動螺絲刀中，對于設(shè)置在螺釘安裝對象物上的螺孔，通過螺釘擰緊裝置進行螺釘?shù)臄Q緊的情況下，有時在螺釘尚未完全擰入的狀態(tài)下到達規(guī)定的螺釘擰緊轉(zhuǎn)矩值，所述離合機構(gòu)工作而結(jié)束螺釘擰緊作業(yè)。
[0004]本申請人之前開發(fā)了能夠通過容易、簡便且比較簡單的構(gòu)造，來以低成本、合適且可靠地檢測相對于螺孔的卡釘或翹釘?shù)嚷葆敂Q緊不良的螺釘擰緊裝置，并且申請了專利(參照專利文獻I)。
[0005]S卩，所述專利文獻I記載的螺釘擰緊裝置，通過電動馬達等驅(qū)動單元對螺絲刀頭等旋轉(zhuǎn)工具進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動而進行螺釘擰緊作業(yè)，并且檢測伴隨著螺釘向需要的螺釘安裝對象物完成擰緊而在所述旋轉(zhuǎn)工具中產(chǎn)生的負荷轉(zhuǎn)矩，當所述負荷轉(zhuǎn)矩到達預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩值時，對所述旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動進行停止控制，(I)在所述旋轉(zhuǎn)工具或驅(qū)動單元中設(shè)置旋轉(zhuǎn)量檢測單元，基于伴隨著所述旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)時間來檢測旋轉(zhuǎn)量，(2)在使螺釘頭部嵌合到旋轉(zhuǎn)工具的前端部的螺釘?shù)穆葆斴S前端定位于螺釘安裝對象物的螺孔并抵接的時點，通過將所述旋轉(zhuǎn)工具沿軸方向按壓，由螺釘擰緊基準時點設(shè)定單元設(shè)定螺釘擰緊基準時點(tl)。
[0006]然后，(3)通過所述螺釘擰緊基準時點設(shè)定單元設(shè)定了螺釘擰緊基準時點之后，使所述旋轉(zhuǎn)工具的驅(qū)動單元開始工作，通過螺釘擰緊開始工作時點設(shè)定單元設(shè)定螺釘擰緊開始工作時點(t2)，(4)通過所述旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，使定位到所述螺孔并抵接的螺釘轉(zhuǎn)動，通過螺釘擰緊結(jié)束時點檢測單元檢測在所述旋轉(zhuǎn)工具中產(chǎn)生的負荷轉(zhuǎn)矩達到預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩值時的螺釘擰緊結(jié)束時點(t3)，(5)通過所述螺釘擰緊基準時點設(shè)定單元設(shè)定了螺釘擰緊基準時點(tl)之后，從通過所述螺釘擰緊開始工作時點設(shè)定單元使旋轉(zhuǎn)工具的驅(qū)動單元開始工作的螺釘擰緊開始工作時點(t2)、到由所述螺釘擰緊結(jié)束時點檢測單元檢測到的螺釘擰緊結(jié)束時點(t3)為止，通過螺釘擰緊良否判定單元來判定由所述旋轉(zhuǎn)量檢測單元檢測到的旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)量與預(yù)先設(shè)定的基準值相比是否處于其允許范圍內(nèi)，從而判定螺釘擰緊是否良好。
[0007]此外，在所述專利文獻I所記載的螺釘擰緊裝置中，分別公開了如下的內(nèi)容:作為所述螺釘擰緊結(jié)束時點檢測單元，通過設(shè)定在對旋轉(zhuǎn)工具進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動單元的驅(qū)動軸和旋轉(zhuǎn)工具的軸結(jié)合部的轉(zhuǎn)矩設(shè)定離合機構(gòu)，取得到達預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩設(shè)定值時進行離合動作時的螺釘擰緊結(jié)束時點檢測信號、或者通過檢測對旋轉(zhuǎn)工具進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動馬達的負荷電流的負荷電流檢測單元，取得到達預(yù)先設(shè)定的負荷電流值時的螺釘擰緊結(jié)束時點檢測信號。
[0008]此外，本申請人開發(fā)了在以往不設(shè)置前述的離合機構(gòu)、而具備通過檢測電動馬達的負荷電流來使驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工具的電動螺絲刀的驅(qū)動自動停止而進行轉(zhuǎn)矩控制的自動停止裝置的螺釘擰緊裝置，并得到了專利(參照專利文獻2)。
[0009]S卩，所述專利文獻2所記載的具備自動停止裝置的螺釘擰緊裝置，在電動馬達以一定狀態(tài)進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的情況下，在螺釘?shù)臄Q緊操作時，由于與向所述驅(qū)動軸施加的螺釘擰緊轉(zhuǎn)矩值成比例的反力，電動馬達的驅(qū)動軸進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時的負荷電流成為過負荷電流，所以當與預(yù)先設(shè)定的螺釘擰緊轉(zhuǎn)矩值成比例的過負荷電流達到需要值時，檢測該狀態(tài)而切斷電動馬達的電源，進行作為電動螺絲刀的自動停止。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0011]專利文獻
[0012]專利文獻1:日本特開2010-214564號公報
[0013]專利文獻2:日本特公昭53-15240號公報
[0014]發(fā)明的公開
[0015]發(fā)明所要解決的技術(shù)課題
[0016]如前述那樣，在所述專利文獻I記載的螺釘擰緊裝置中，設(shè)定螺釘擰緊基準時點(tl)，并且從螺釘擰緊開始工作時點(t2)到螺釘擰緊結(jié)束時點(t3)，判定由旋轉(zhuǎn)量檢測單元檢測到的旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)量與預(yù)先設(shè)定的基準值相比是否處于其允許范圍內(nèi)，通過容易、簡便且比較簡單的構(gòu)造，以低成本、合適且可靠地檢測相對于螺孔的卡釘和翹釘?shù)嚷葆數(shù)臄Q緊不良。
[0017]但是，在所述螺釘擰緊裝置中，在各種螺釘擰緊作業(yè)中，設(shè)定螺釘擰緊基準時點(tl)，并且在從螺釘擰緊開始工作時點(t2)到螺釘擰緊結(jié)束時點(t3)為止檢測由旋轉(zhuǎn)量檢測單元檢測到的旋轉(zhuǎn)工具的旋轉(zhuǎn)量，所以需要隨時注意進行螺釘擰緊基準時點(tl)的設(shè)定的作業(yè)，對熟練作業(yè)人員來說沒有問題，但是對于初學者來說，在螺釘擰緊作業(yè)中，可能會不能得到所述發(fā)明中發(fā)揮的合適的作業(yè)效果及作業(yè)效率。
[0018]在此，本發(fā)明者考慮了如下的電動螺絲刀:在前述的采用了以往提出的各種離合機構(gòu)的電動螺絲刀中，設(shè)置對旋轉(zhuǎn)驅(qū)動螺絲刀頭的電動馬達的控制電路檢測電動馬達的旋轉(zhuǎn)量的旋轉(zhuǎn)量檢測單元，在螺釘擰緊作業(yè)中，設(shè)定為檢測并記錄所述電動馬達的旋轉(zhuǎn)量，設(shè)置控制部，該控制部通過所述離合機構(gòu)的離合動作來檢測螺釘擰緊的結(jié)束狀態(tài)，且逐次檢測并記錄從該離合動作時點的電動馬達的螺釘擰緊開始時點起的旋轉(zhuǎn)量。
[0019]即，在本發(fā)明中，使用所述構(gòu)成的電動螺絲刀，在進行規(guī)定的螺釘擰緊作業(yè)的開始時點，通過預(yù)先進行合適的螺釘擰緊作業(yè)(第I次)，由所述旋轉(zhuǎn)量檢測單元開始電動馬達的旋轉(zhuǎn)量的檢測，接下來通過所述離合機構(gòu)的離合動作檢測螺釘擰緊的結(jié)束狀態(tài)，檢測并記錄從該離合動作時點的電動馬達的螺釘擰緊開始時點起的旋轉(zhuǎn)量，并將該檢測并記錄的所述旋轉(zhuǎn)量設(shè)定為目標旋轉(zhuǎn)量。然后，在之后的規(guī)定的螺釘擰緊作業(yè)(第2次以后)中，分別逐次檢測從螺釘擰緊作業(yè)的開始時點到結(jié)束螺釘擰緊而達到所述離合機構(gòu)的離合動作時點為止的電動馬達的旋轉(zhuǎn)量，將在所述離合動作時點檢測到的旋轉(zhuǎn)量與所述目標旋轉(zhuǎn)量進行比較，如果所述旋轉(zhuǎn)量符合所述目標旋轉(zhuǎn)量(包含允許范圍)，則判定為合適的螺釘擰緊狀態(tài)，如果所述旋轉(zhuǎn)量不符合所述目標旋轉(zhuǎn)量(包含允許范圍)，則能夠容易且可靠地判定為螺釘擰緊狀態(tài)的不良或異常。
[0020]另外，也可以構(gòu)成為，如前述那樣，相對于預(yù)先設(shè)定的目標旋轉(zhuǎn)量，分別在規(guī)定的螺釘擰緊作業(yè)中將到離合動作時點為止逐次檢測的電動馬達的旋轉(zhuǎn)量進行比較的情況下，從所述目標旋轉(zhuǎn)量的設(shè)定值逐次加上在規(guī)定的螺釘擰緊作業(yè)中直到離合動作時點為止檢測到的電動馬達的旋轉(zhuǎn)量而進行運算，將最終的旋轉(zhuǎn)量的檢測值與所述目標旋轉(zhuǎn)量(包含允許范圍)的設(shè)定值進行比較。
[0021]此外，作為另一方案也可以構(gòu)成為，相對于前述的預(yù)先設(shè)定的第I目標旋轉(zhuǎn)量，分別在規(guī)定的螺釘擰緊作業(yè)中將到離合動作時點為止逐次檢測的電動馬達的旋轉(zhuǎn)量進行比較的情況下，從所述第I目標旋轉(zhuǎn)量的設(shè)定值逐次減去在規(guī)定的螺釘擰緊作業(yè)中到離合動作時點為止檢測到的電動馬達的旋轉(zhuǎn)量而進行運算，最終將第2目標旋轉(zhuǎn)量設(shè)定為O (包含允許范圍)，將最終的旋轉(zhuǎn)量的檢測值與所述第2目標旋轉(zhuǎn)量(包含允許范圍)的設(shè)定值進行比較。
[0022]在本發(fā)明中，在所述構(gòu)成的電動螺絲刀中，設(shè)置負荷電流檢測單元而檢測并記錄與螺釘擰緊轉(zhuǎn)矩值成比例的負荷電流值，與檢測并記錄所述電動馬達的旋轉(zhuǎn)量的旋轉(zhuǎn)量檢測單元一起，在所述離合機構(gòu)的離合動作中，檢測所述電動馬達的旋轉(zhuǎn)量和負荷電流值，與預(yù)先設(shè)定的目標旋轉(zhuǎn)量(包含允許范圍)進行比較，并且與預(yù)先設(shè)定的目標負荷電流值(包含允許范圍)也進行比較，從而判定螺釘擰緊狀態(tài)是否良好，進而檢測離合動作時的負荷電流值，并顯示所述判定結(jié)果。
[0023]此外，本發(fā)明設(shè)定為，不設(shè)置檢測并記錄所述電動馬達的旋轉(zhuǎn)量的旋轉(zhuǎn)量檢測單元，而是設(shè)置負荷電流檢測單元，檢測并記錄與螺釘擰緊轉(zhuǎn)矩值成比例的負荷電流值，在所述離合機構(gòu)的離合動作中，通過與預(yù)先設(shè)定的目標負荷電流值(包含允許范圍)進行比較，來判定螺釘擰緊狀態(tài)是否良好，進而檢測離合動作時的負荷電流值，并顯示所述判定結(jié)果。
[0024]此外，在本發(fā)明中，在通過所述電動螺絲刀進行規(guī)定的螺釘擰緊作業(yè)時，預(yù)先基于所使用的螺釘?shù)臉藴?，將從通過事前試驗等而預(yù)定的螺釘擰緊的開始時點到螺釘擰緊的結(jié)束所伴隨的、所述離合機構(gòu)進行離合動作時點的電動馬達的旋轉(zhuǎn)量設(shè)定為目標旋轉(zhuǎn)量(包含允許范圍)，從而在規(guī)定的螺釘擰緊作業(yè)中，通過所述旋轉(zhuǎn)量檢測單元逐次檢測從螺釘擰緊的開始時點到螺釘擰緊的結(jié)束所伴隨的、到所述離合機構(gòu)的離合動作時點為止的電動馬達的旋轉(zhuǎn)量，將在所述離合動作時點檢測到的旋轉(zhuǎn)量與所述目標旋轉(zhuǎn)量(包含允許范圍)進行比較，從而合適地判定螺釘擰緊狀態(tài)是否良好。
[0025]在所述本發(fā)明中，在所述電動螺絲刀中，設(shè)置按壓操作開關(guān)或編碼器，該按壓操作開關(guān)或編碼器通過螺絲刀頭與螺釘?shù)陌惭b對象物抵接時的軸方向的位移來工作，通過檢測所述按壓操作開關(guān)或編碼器的動作信號，設(shè)定為進行螺釘擰緊作業(yè)時的螺釘擰緊開始時點。
[0026]這樣，通過設(shè)定進行螺釘擰緊作業(yè)時的螺釘擰緊開始時點，在通過電動螺絲刀進行螺釘擰緊作業(yè)時，在檢測并記錄由旋轉(zhuǎn)量檢測單元檢測到的電動馬達的旋轉(zhuǎn)量時，由開關(guān)操作部件對用于驅(qū)動電動馬達的驅(qū)動開關(guān)進行操作，同時通過所述旋轉(zhuǎn)量檢測單元檢測電動馬達的旋轉(zhuǎn)量。由此，例如使螺絲刀頭在抵接到螺釘安裝對象物之前空轉(zhuǎn)的情況下，在該空轉(zhuǎn)的期間檢測到的旋轉(zhuǎn)量導致實際進行螺釘擰緊作業(yè)的期間的電動馬達的旋轉(zhuǎn)量不準確，所以通過如所述那樣設(shè)定螺釘擰緊開始時點，能夠正確地檢測實際進行螺釘擰緊作業(yè)的期間的電動馬達的旋轉(zhuǎn)量。
[0027]此外，如所述那樣，通過檢測按壓操作開關(guān)或編碼器的動作信號，首先將螺絲刀頭抵接到螺釘?shù)陌惭b對象物，這時檢測按壓操作開關(guān)或編碼器的動作信號，從而設(shè)定進行螺釘擰緊作業(yè)時的螺釘擰緊開始時點，接下來，通過開關(guān)操作部件來對用于驅(qū)動電動馬達的驅(qū)動開關(guān)進行操作，從而能夠準確地檢測到螺釘就位為止的實際進行螺釘擰緊作業(yè)的期間的電動馬達的旋轉(zhuǎn)量。
[0028]因此，根據(jù)本發(fā)明，從微測距儀可以看到，在精密螺釘中，隨著螺釘?shù)凝X距尺寸的加工精度的提高，與前述的螺釘?shù)男D(zhuǎn)量的檢測精度的提高相應(yīng)地，進行螺釘擰緊時的螺釘?shù)男D(zhuǎn)量和螺釘軸的移動距離的關(guān)系高精度地對應(yīng)的定位設(shè)定成為可能，由此，在進行螺釘擰緊時，能夠準確地設(shè)定及確認螺釘相對于該安裝對象物合適地成為就位狀態(tài)的位置和旋轉(zhuǎn)量的關(guān)系，能夠充分提高螺釘擰緊作業(yè)時是否良好的判定的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0029]因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種自動螺釘擰緊控制方法及裝置，該自動螺釘擰緊控制方法及裝置設(shè)定為，在電動螺絲刀中，能夠簡便且可靠地確認及判定螺釘擰緊作業(yè)中的合適的螺釘擰緊狀態(tài)及各種不合適的螺釘擰緊狀態(tài)，該電動電動螺絲刀將螺絲刀頭經(jīng)由離合機構(gòu)結(jié)合到電動馬達的驅(qū)動輸出軸而進行螺釘擰緊作業(yè)。
[0030]解決課題所采用的技術(shù)手段
[0031]為了達成所述目的，本發(fā)明的權(quán)利要求1所記載的自動螺釘擰緊控制方法，使用電動螺絲刀，該電動螺絲刀具備:電動馬達；驅(qū)動開關(guān)，用于驅(qū)動該電動馬達；以及螺絲刀頭，經(jīng)由減速機構(gòu)及離合機構(gòu)結(jié)合到所述電動馬達的驅(qū)動輸出軸，該電動螺絲刀分別設(shè)置有:開關(guān)操作部件，對所述驅(qū)動開關(guān)進行操作；離合動作檢測傳感器，檢測所述離合機構(gòu)的離合動作；電動馬達控制電路，進行所述電動馬達的驅(qū)動及停止控制；以及旋轉(zhuǎn)量檢測單元，檢測所述電動馬達的旋轉(zhuǎn)量，
[0032]在通過所述電動螺絲刀進行的規(guī)定的螺釘擰緊作業(yè)中，由所述旋轉(zhuǎn)量檢測單元檢測并記錄從最初的螺釘擰緊作業(yè)中的螺釘擰緊的開始時點到伴隨著螺釘擰緊的結(jié)束的所述離合機構(gòu)的離合動作時點的電動馬達的旋轉(zhuǎn)量，將該檢測并記錄的旋轉(zhuǎn)量設(shè)定為目標旋轉(zhuǎn)量(包含允許范圍)，
[0033]在之后的規(guī)定的螺釘擰緊作業(yè)中，由所述旋轉(zhuǎn)量檢測單元逐次檢測從螺釘擰緊的開始時點到伴隨著螺釘擰緊的結(jié)束的所述離合機構(gòu)的離合動作時點為止的電動馬達的旋轉(zhuǎn)量，將在所述離合動作時點檢測的旋轉(zhuǎn)量與所述目標旋轉(zhuǎn)量(包含允許范圍)進行比較，從而判定螺釘擰緊狀態(tài)是否良好。
[0034]本發(fā)明的權(quán)利要求2所記載的自動螺釘擰緊控制方法，使用電動螺絲刀，該電動螺絲刀具備:電動馬達；驅(qū)動開關(guān)，用于驅(qū)動該電動馬達；以及螺絲刀頭，經(jīng)由減速機構(gòu)及離合機構(gòu)結(jié)合到所述電動馬達的驅(qū)動輸出軸，該電動螺絲刀分別設(shè)置有:開關(guān)操作部件，對所述驅(qū)動開關(guān)進行操作；離合動作檢測傳感器，檢測所述離合機構(gòu)的離合動作；電動馬達控制電路，進行所述電動馬達的驅(qū)動及停止控制；旋轉(zhuǎn)量檢測單元，檢測所述電動馬達的旋轉(zhuǎn)量；以及負荷電流檢測單元，檢測在電動馬達中得到的負荷電流，該負荷電流基于在所述電動馬達控制電路中向所述螺絲刀頭施加的負荷轉(zhuǎn)矩(反力)，
[0035]在通過所述電動螺絲刀進行的規(guī)定的螺釘擰緊作業(yè)中，由所述旋轉(zhuǎn)量檢測單元檢測并記錄從最初的螺釘擰緊作業(yè)中的螺釘擰緊的開始時點到伴隨著螺釘擰緊的結(jié)束的所述離合機構(gòu)的離合動作時點的電動馬達的旋轉(zhuǎn)量，將該檢測并記錄的旋轉(zhuǎn)量設(shè)定為目標旋轉(zhuǎn)量(包含允許范圍)，并且檢測并記錄與由所述負荷電流檢測單元檢測到的電動馬達的螺釘擰緊轉(zhuǎn)矩值成比例的負荷