JPH09183071A - Motor controller and bolt fastener using the same - Google Patents
Motor controller and bolt fastener using the sameInfo
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- JPH09183071A JPH09183071A JP34315395A JP34315395A JPH09183071A JP H09183071 A JPH09183071 A JP H09183071A JP 34315395 A JP34315395 A JP 34315395A JP 34315395 A JP34315395 A JP 34315395A JP H09183071 A JPH09183071 A JP H09183071A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、モータ制御装置及
びそれを用いたボルト締結機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor control device and a bolt fastening machine using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ボルト締め作業を行う際に、従来から、
電動のボルト締結機（以下、締結機）が用いられてい
る。この締結機において、内蔵されたモータがギア等を
用いた変速機構を介して、ボルトの頭部に適合した形状
の締結具を回転駆動する。また、ボルトを締結する際
に、過度に大きな締結トルクを与えるとボルトやナット
等のネジ山が潰れたり、ボルトやナットによって締結さ
れる複数の部材間の適正な締結圧力が得られない等の不
具合を生じることになる。このような不具合を生じない
ようにした従来の適切な締結状態を得るための締結機と
して、所望のトルク値を設定するタイプや所望の回転角
度を設定するタイプ、或いは両者を併用できるタイプな
どがある。以下、所望のトルクを設定する方式をトルク
法、所望の回転角度を設定する方式を回転角法と記す。2. Description of the Related Art Conventionally, when performing bolting work,
An electric bolt fastening machine (hereinafter, fastening machine) is used. In this fastening machine, a built-in motor rotationally drives a fastener having a shape adapted to the head of the bolt via a transmission mechanism using gears or the like. Further, when tightening the bolts, if an excessively large tightening torque is given, the threads of the bolts and nuts may be crushed, or proper tightening pressure between the plurality of members to be tightened by the bolts and nuts may not be obtained. It will cause trouble. As a conventional fastening machine for obtaining such an appropriate fastening state that does not cause such a problem, there are a type that sets a desired torque value, a type that sets a desired rotation angle, and a type that can use both of them together. is there. Hereinafter, a method of setting a desired torque will be referred to as a torque method, and a method of setting a desired rotation angle will be referred to as a rotation angle method.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ボルトを締結する際の
問題点として、ボルトの空回りや２度締め等の問題があ
る。ボルトの空回りは、ボルトやナットのネジ山の潰れ
やサイズ違いなどの原因で、ボルトのネジと対象物のネ
ジとがに噛み合わない状態であり、ボルトからの反力締
結具に伝達されないため、締結機がモータのトルク上昇
を検知できず、締結具の回転が停止しない状態である。
２度締めは、既に締め付けられているボルトを再び締結
しようとする場合であり、締結作業開始後、締結機が直
ちに所望のトルクを検出し、締結具が回転しない或いは
僅かしか回転しない状態である。[Problems to be Solved by the Invention] As a problem when fastening a bolt, there are problems such as idling of the bolt and double tightening. The idle rotation of the bolt is in a state where the screw of the bolt and the screw of the object do not mesh with each other due to the crushing of the screw threads of the bolt or the nut or the difference in size, and it is not transmitted to the reaction force fastener from the bolt. The fastening machine cannot detect the torque increase of the motor and the rotation of the fastener does not stop.
The double tightening is a case where the bolt that has already been tightened is to be fastened again, and the fastening machine immediately detects a desired torque after the fastening work is started, and the fastener does not rotate or slightly rotates. .
【０００４】上記データ設定が可能な締結機において、
従来ではボルトの回転状態の検知機能が用いられていな
いため、前記ボルトの空回りや２度締め等の事態が発生
してもこれらを自動的に検知することができない。この
ため、従来では、締結具の回転が停止しない場合や、締
結具が回転しない場合など、作業者がボルトの状態を目
視で確認していた。或いは、ボルトの状態を目視で確認
しつつ締結作業を行っている。このため、ボルトの締結
作業の作業品質が低く、また、作業性が低いという問題
を生じていた。In the fastening machine capable of setting the above data,
Conventionally, since the function of detecting the rotating state of the bolt is not used, even if the bolt is idle or is tightened twice, it cannot be automatically detected. Therefore, conventionally, an operator visually confirms the state of the bolt when the rotation of the fastener does not stop or when the fastener does not rotate. Alternatively, the fastening work is performed while visually checking the state of the bolt. Therefore, the work quality of the bolt fastening work is low and the workability is low.
【０００５】このような問題は、所定の負荷が設定され
たモータの駆動に関しても同様に存在するものであり、
モータの空回りや過負荷によるモータの停止等の不具合
を自動的に検出する技術が求められている。Such a problem also exists when driving a motor in which a predetermined load is set,
There is a demand for a technique for automatically detecting a malfunction such as a motor idling or a motor stop due to overload.
【０００６】請求項１の発明は、上記問題点を解決しよ
うとして成されたものであり、その目的は、モータの回
転状態の異常を検出して報知することができるモータ制
御装置を提供することである。The invention of claim 1 has been made in order to solve the above problems, and an object thereof is to provide a motor control device capable of detecting and notifying an abnormality of a rotation state of a motor. Is.
【０００７】請求項２の発明は、上記問題点を解決しよ
うとして成されたものであり、その目的は、ボルト締結
作業の不具合を自動的に検出し報知することによって締
結作業の作業品質と作業性とを向上することができるボ
ルト締結機を提供することである。The invention of claim 2 was made in order to solve the above-mentioned problems, and the purpose thereof is to automatically detect and notify a defect of the bolt fastening work so that work quality and work of the fastening work can be performed. It is to provide a bolt fastening machine capable of improving the performance.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明のモータ
制御装置は、回転角に対応して回転に必要なトルクが変
化する負荷が加えられているモータのトルクを検出する
トルク検出手段と、該モータによるボルト締結開始タイ
ミングからの回転角を検出する回転角検出手段と、予め
定めるトルク値に対応する予め定める設定回転角の範囲
を記憶する回転角記憶手段と、該モータの回転に関する
エラー報知を行うエラー報知手段と、該回転角検出手段
で検出された該回転角と該回転角記憶手段に記憶されて
いる該設定回転角とを比較してこれらの間の偏差量を算
出し、該トルク検出手段で検出された検出トルク値が、
該予め定めるトルク値に対して、該偏差量に対応する予
め定める適正関係以外の関係であることを検出したと
き、エラー報知手段にエラー報知を行わしめる制御手段
とを備えており、そのことによって、上記目的を達成す
ることができる。According to a first aspect of the present invention, there is provided a motor control device, comprising: a torque detecting means for detecting a torque of a motor to which a load is applied which changes a torque required for rotation according to a rotation angle. , A rotation angle detecting means for detecting a rotation angle from a bolt fastening start timing by the motor, a rotation angle storage means for storing a predetermined set rotation angle range corresponding to a predetermined torque value, and an error regarding rotation of the motor An error notifying means for notifying, the rotation angle detected by the rotation angle detecting means and the set rotation angle stored in the rotation angle storage means are compared to calculate a deviation amount therebetween, The detected torque value detected by the torque detecting means is
A control means is provided for performing error notification to the error notification means when it is detected that the predetermined torque value has a relationship other than the predetermined proper relationship corresponding to the deviation amount. The above object can be achieved.
【０００９】請求項２の発明のボルト締結機は、回転さ
れることにより締結されるボルトを締結するボルト締結
機であって、該ボルトを締結するためのモータの締結ト
ルクを検出するトルク検出手段と、該ボルトの締結のた
めの該モータによるボルト締結開始タイミングからの回
転角を検出する回転角検出手段と、予め定める設定締結
トルクに対応する予め定める設定回転角の範囲を記憶す
る回転角記憶手段と、該ボルトの締結に関するエラー報
知を行うエラー報知手段と、該回転角検出手段で検出さ
れた該回転角と該回転角記憶手段に記憶されている該設
定回転角とを比較してこれらの間の偏差量を算出し、該
トルク検出手段で検出された検出締結トルクが、該予め
定める締結トルクに対して、該回転角の偏差量に対応す
る予め定める適正関係以外の関係であることを検出した
とき、エラー報知手段にエラー報知を行わしめる制御手
段とを備えており、そのことによって上記目的を達成す
ることができる。A bolt fastening machine according to a second aspect of the present invention is a bolt fastening machine that fastens bolts that are fastened by being rotated, and torque detecting means for detecting fastening torque of a motor for fastening the bolts. And a rotation angle detecting means for detecting a rotation angle from a bolt fastening start timing by the motor for fastening the bolt, and a rotation angle storage storing a range of a preset rotation angle corresponding to a preset fastening torque. Means, an error notifying means for giving an error notification regarding the fastening of the bolt, the rotation angle detected by the rotation angle detecting means and the set rotation angle stored in the rotation angle storage means, and comparing these with each other. Deviation amount is calculated, and the detected fastening torque detected by the torque detection means corresponds to the predetermined fastening torque and corresponds to the deviation amount of the rotation angle. When it is detected that a relationship other than the engagement, and a control unit which occupies perform error notification to the error informing means, it is possible to achieve the above object by its.
【００１０】[0010]
【作用】請求項１の発明に従えば、回転角に対応して回
転に必要なトルクが変化する負荷が加えられているモー
タのトルクはトルク検出手段で検出され、モータによる
ボルト締結開始タイミングからの回転角は回転角検出手
段で検出される。モータを回転する際のモータに求めら
れる所望のトルク値に対応する予め定める設定回転角
は、回転角記憶手段に記憶される。制御手段は、回転角
検出手段で検出された回転角と回転角記憶手段に記憶さ
れている設定回転角とを比較して、これらの間の偏差量
を算出する。また制御手段はトルク検出手段で検出され
た検出トルク値が、前記予め定めるトルク値に対して、
前記偏差量に対応する予め定める適正関係以外の関係で
あることを検出したとき、エラー報知手段にエラー報知
を行わしめる。According to the first aspect of the present invention, the torque of the motor to which the load that changes the torque required for the rotation changes in accordance with the rotation angle is applied is detected by the torque detection means, and the bolt fastening start timing by the motor is detected. The rotation angle of is detected by the rotation angle detecting means. A predetermined set rotation angle corresponding to a desired torque value required for the motor when rotating the motor is stored in the rotation angle storage means. The control means compares the rotation angle detected by the rotation angle detection means with the set rotation angle stored in the rotation angle storage means, and calculates the deviation amount between them. Further, the control means, the detected torque value detected by the torque detection means, with respect to the predetermined torque value,
When it is detected that the relationship is other than the predetermined appropriate relationship corresponding to the deviation amount, the error notification means is notified of the error.
【００１１】即ち、回転角に対応して回転に必要なトル
クが変化する負荷が加えられているモータが正常に回転
していれば、モータが前記設定回転角だけ回転したと
き、モータの検出トルク値は前記予め定めるトルク値に
一致するなど、検出トルクが予め定めるトルク値と予め
定める関係を満足していることになる。従って、検出ト
ルクが予め定めるトルク値に対して予め定める関係を満
足していないとき、モータが正常に回転していないこと
になり、モータの空回りや過負荷によるモータの停止等
のモータの回転状態の異常が検出されて報知される。That is, if the motor to which the load required to rotate changes in accordance with the rotation angle is normally rotated, when the motor rotates by the set rotation angle, the torque detected by the motor is detected. It means that the detected torque satisfies the predetermined relationship with the predetermined torque value such that the value matches the predetermined torque value. Therefore, when the detected torque does not satisfy the predetermined relationship with respect to the predetermined torque value, the motor is not rotating normally, and the rotation state of the motor such as idling of the motor or stopping of the motor due to overload occurs. Is detected and notified.
【００１２】請求項２の発明に従えば、ボルト締結機が
ボルトを正常に締結するとき、モータの回転の進行、即
ち、ボルトの締結の進行に伴って、ボルトの締結に必要
な締結トルクは増大する。従って、ボルトの実質的な締
結開始時の最小締結トルク値、及び過度の締結に至らな
い締結完了時点での所望の締結トルク値等の予め定める
設定トルク値、及びこれらの設定トルク値に対応するモ
ータの予め定める設定回転角が考えられる。このような
ボルトを締結するモータの締結トルクは、トルク検出手
段で検出される。ボルトを締結する際のモータによるボ
ルト締結開始タイミングからの回転角は、回転角検出手
段で検出される。ボルトを締結する際のモータに求めら
れる前記所望の設定締結トルク値に対応する前記予め定
める設定回転角の範囲は、回転角記憶手段に記憶され
る。制御手段は、回転角検出手段で検出された回転角と
回転角記憶手段に記憶されている設定回転角とを比較し
てこれらの間の偏差量を算出する。また、制御手段は、
前記トルク検出手段で検出された検出締結トルク値が、
前記予め定める締結トルク値に対して、前記回転角の偏
差量に対応する予め定める適正関係以外の関係であるこ
とを検出したとき、エラー報知手段にエラー報知を行わ
しめる。According to the second aspect of the invention, when the bolt fastening machine normally fastens the bolts, the fastening torque required for fastening the bolts as the rotation of the motor progresses, that is, as the fastening of the bolts progresses. Increase. Therefore, it corresponds to a preset tightening torque value such as a minimum tightening torque value at the start of substantial tightening of the bolt, a desired tightening torque value at the time of completion of tightening that does not result in excessive tightening, and these set torque values. A preset rotational angle of the motor can be considered. The fastening torque of the motor that fastens such a bolt is detected by the torque detection means. The rotation angle from the bolt tightening start timing by the motor when tightening the bolt is detected by the rotation angle detecting means. A range of the predetermined set rotation angle corresponding to the desired set fastening torque value required for the motor when fastening the bolt is stored in the rotation angle storage means. The control means compares the rotation angle detected by the rotation angle detection means with the set rotation angle stored in the rotation angle storage means, and calculates the deviation amount therebetween. Further, the control means is
The detected fastening torque value detected by the torque detecting means is
When it is detected that the predetermined fastening torque value has a relationship other than the predetermined proper relationship corresponding to the deviation amount of the rotation angle, the error notification means is caused to notify the error.
【００１３】即ち、ボルトの締結が正常に行われている
とき、モータの回転の進行、即ち、ボルトの締結の進行
に伴って、ボルトの締結に必要なトルクは増大する。従
って、ボルトの締結が正常に行われていれば、モータが
前記設定回転角の範囲だけ回転したとき、モータの検出
締結トルク値は、前記予め定めるトルク値に一致するな
ど、検出トルク値が予め定める締結トルク値と予め定め
る関係を満足していることになる。従って、検出締結ト
ルク値が、前記予め定める締結トルク値に対して前記予
め定める関係を満足していないとき、ボルトの締結が正
常に行われていないことになり、ボルトの空回りや２度
締め等の不具合を容易に検出できる。即ち、モータが回
転しているにも関わらずトルクが増大しないとき、大き
な回転角である予め定める設定回転角に対応する予め定
める締結トルク値は、締結完了時などの大きな値であ
る。一方、検出トルク値は小さい値であり、両者は予め
定める関係を満足していない。このとき、ボルトの空回
りを検出できる。That is, when the bolts are normally fastened, the torque required to fasten the bolts increases as the rotation of the motor progresses, that is, as the bolts fasten. Therefore, if the bolts are normally fastened, when the motor rotates only within the range of the set rotation angle, the detected fastening torque value of the motor matches the predetermined torque value. The predetermined tightening torque value and the predetermined relationship are satisfied. Therefore, when the detected fastening torque value does not satisfy the predetermined relationship with respect to the predetermined fastening torque value, it means that the bolt is not fastened normally, and the bolt is idly rotated or double-tightened. The defect of can be easily detected. That is, when the torque does not increase despite the rotation of the motor, the predetermined fastening torque value corresponding to the predetermined set rotation angle, which is a large rotation angle, is a large value when the fastening is completed. On the other hand, the detected torque value is a small value, and both do not satisfy the predetermined relationship. At this time, the idle rotation of the bolt can be detected.
【００１４】また、締結トルクが増大しているにも関わ
らず回転角が増大しないとき、小さな回転角である予め
定める設定回転角に対応する予め定める締結トルク値
は、締結開始時などの小さい値である。一方、検出され
た締結トルク値は大きい値であり、両者は予め定める関
係を満足していない。このとき、ボルトが既に締結され
ているのに再び締結しようとする２度締め等の不具合を
検出できる。Further, when the rotation angle does not increase despite the increase of the fastening torque, the predetermined fastening torque value corresponding to the predetermined set rotation angle which is a small rotation angle is a small value such as at the start of fastening. Is. On the other hand, the detected fastening torque value is a large value, and both do not satisfy the predetermined relationship. At this time, it is possible to detect a problem such as double tightening in which the bolt is already fastened but is refastened.
【００１５】従って、本発明では、作業者がボルトの状
態を目視で確認しつつ締結作業を行う必要が解消され、
締結作業の作業品質と作業性とを向上することができ
る。Therefore, in the present invention, it is possible to eliminate the need for the worker to perform the fastening work while visually confirming the state of the bolt.
The work quality and workability of the fastening work can be improved.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】本発明を実施例について以下に説
明する。図１〜図２に本発明の一実施例を示す。図１は
本実施例の締結機１の斜視図であり、図２は本実施例の
締結機１の電気的構成を示すブロック図である。以下、
図１を参照して締結機１の構成に付いて説明する。締結
機１は、略円筒状の外形の本体２と、本体２の一端部に
装着された締結具３と、本体２の他端部に一体に形成さ
れている握り部４とを備えている。本体２の内部には、
モータと速度変換機構（共に図示せず）とが内蔵されて
いる。握り部４は作業者が手で把持できるように形成さ
れ、把持状態で指が位置する箇所に引き金状の電源スイ
ッチ５が配置されている。電源スイッチ５の近傍には、
引き金状の電源スイッチ５を引いた状態を固定するロッ
クスイッチ６が設けられている。表示部８近傍には、前
記モータの回転、従って締結具３の回転を所定の正回転
と逆回転との間で切り換える切換スイッチ７が配置され
ている。また、例として、握り部側面には、ＬＣＤ（液
晶表示素子）やＬＥＤ（発光ダイオード素子）などから
なる表示部８が設けられている。また、前記握り部４の
先端には電源コード９が連結されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to embodiments. 1 and 2 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of a fastening machine 1 of this embodiment, and FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the fastening machine 1 of this embodiment. Less than,
The configuration of the fastener 1 will be described with reference to FIG. The fastener 1 includes a main body 2 having a substantially cylindrical outer shape, a fastener 3 attached to one end of the main body 2, and a grip portion 4 formed integrally with the other end of the main body 2. . Inside the main body 2,
A motor and a speed conversion mechanism (both not shown) are built in. The grip part 4 is formed so that an operator can grip it with his / her hand, and a trigger-like power switch 5 is arranged at a position where a finger is located in the grip state. In the vicinity of the power switch 5,
A lock switch 6 is provided to fix the pulled power switch 5 in the pulled state. In the vicinity of the display unit 8, a changeover switch 7 for switching the rotation of the motor and hence the rotation of the fastener 3 between a predetermined forward rotation and a predetermined reverse rotation is arranged. Further, as an example, a display portion 8 including an LCD (liquid crystal display element), an LED (light emitting diode element), or the like is provided on the side surface of the grip portion. A power cord 9 is connected to the tip of the grip 4.
【００１７】以下、図２を参照して、締結機１の電気的
構成について説明する。締結機１は、商用交流電源１０
から制御電源部１１を介して駆動電圧が供給されるマイ
クロコンピュータ（以下、マイコン）１２を備える。マ
イコン１２からのモータ１５を駆動するための出力は、
インターフェイス回路（以下、Ｉ／Ｆ回路）１３を介し
てパワー部１４に出力される。パワー部１４は、例とし
てトライアック等を備え、Ｉ／Ｆ回路１３からの例とし
て位相制御した駆動制御信号に基づいて、モータ１５を
回転するに必要な適正タイミングでモ−タ１５の固定子
などの磁界をオン／オフする駆動信号に変換して、信号
ライン２１を介してモータ１５に印加する。パワー部１
４の前記オン／オフ動作によってモータ１５は所定の回
転速度で回転駆動される。The electrical configuration of the fastener 1 will be described below with reference to FIG. The fastener 1 is a commercial AC power supply 10
A microcomputer (hereinafter, referred to as a microcomputer) 12 to which a driving voltage is supplied from the control power supply unit 11 is provided. The output for driving the motor 15 from the microcomputer 12 is
It is output to the power unit 14 via the interface circuit (hereinafter, I / F circuit) 13. The power unit 14 includes, for example, a triac, and the stator of the motor 15 and the like at the proper timing necessary to rotate the motor 15 based on the phase-controlled drive control signal from the I / F circuit 13 as an example. Is converted into a drive signal for turning on / off and applied to the motor 15 via the signal line 21. Power part 1
By the ON / OFF operation of 4, the motor 15 is rotationally driven at a predetermined rotational speed.
【００１８】前記信号ライン２１には、例として変流器
等のモータ電流検出回路１６が設けられ、モータ１５に
流れる電流を検出し、検出された電流値はマイコン１２
に出力される。モータ電流検出回路１６でモータ電流を
検出することにより、モータ５の負荷の大きさ、即ち、
モータ１５のトルクを検出することができる。また、モ
ータ１５には、例としてパルスジェネレータ等、モータ
１５の回転数を検出する回転数検出部１７が設けられ、
検出された回転数データはマイコン１２に入力される。
本実施例の締結機１において、マイコン１２にはボルト
を締結する際の締結に必要な回転角の上限値と下限値を
設定する回転角設定部１８と、ボルトを締結する際の設
定締結トルクを設定するトルク設定部１９とが接続され
ている。前記回転角設定部１８で設定される回転角の上
限値及び下限値、更に、トルク設定部１９で設定される
設定トルク値はマイコン１２のメモリ２２に記憶され
る。また、マイコン１２には、後述するように、ボルト
の締結に関する異常状態が検出された際に異常表示を行
う前記表示部８と、前記異常状態の発生時に警報音を発
生させるブザー２０とが接続されている。The signal line 21 is provided with a motor current detection circuit 16 such as a current transformer, for example, to detect the current flowing through the motor 15, and the detected current value is the microcomputer 12
Is output to By detecting the motor current with the motor current detection circuit 16, the magnitude of the load on the motor 5, that is,
The torque of the motor 15 can be detected. In addition, the motor 15 is provided with a rotation speed detection unit 17 that detects the rotation speed of the motor 15, such as a pulse generator,
The detected rotation speed data is input to the microcomputer 12.
In the fastening machine 1 of the present embodiment, the microcomputer 12 has a rotation angle setting unit 18 for setting an upper limit value and a lower limit value of a rotation angle required for fastening the bolt, and a set fastening torque for fastening the bolt. Is connected to a torque setting unit 19. The upper limit value and the lower limit value of the rotation angle set by the rotation angle setting unit 18, and the set torque value set by the torque setting unit 19 are stored in the memory 22 of the microcomputer 12. Further, as will be described later, the microcomputer 12 is connected to the display unit 8 that displays an abnormality when an abnormal state related to bolt fastening is detected, and a buzzer 20 that generates an alarm sound when the abnormal state occurs. Has been done.
【００１９】なお、トルク設定部１９と、回転角設定部
１８は、共有の操作部としても良い。The torque setting unit 19 and the rotation angle setting unit 18 may be shared operation units.
【００２０】ここで、回転角設定部１８で設定される回
転角の下限値は、ボルトを締結する際にボルトを回転さ
せるために締結具３にトルクが必要となる締結開始時か
ら所定の角度に選ばれる。また、回転角の上限値は、ボ
ルトが正常に締結されて適正なトルク値で締結完了状態
となったときの締結具３の回転角より大きな所定の角度
に選ばれる。一方、トルク設定部１９で設定される設定
トルクは、ボルトが正常に締結されて予め定める締結完
了状態となったときの締結トルク値である。Here, the lower limit value of the rotation angle set by the rotation angle setting section 18 is a predetermined angle from the start of fastening when torque is required for the fastener 3 to rotate the bolt when fastening the bolt. To be chosen. Further, the upper limit value of the rotation angle is selected to be a predetermined angle larger than the rotation angle of the fastener 3 when the bolt is normally fastened and the fastening is completed with the proper torque value. On the other hand, the set torque set by the torque setting unit 19 is a fastening torque value when the bolt is normally fastened and reaches a predetermined fastening completion state.
【００２１】図３は、本実施例の締結機１の動作を説明
するフローチャートである。以下、図１〜図３を参照し
て、本実施例の締結機１の動作について説明する。ボル
トを締結するに際して、まず当該ボルトの締結に必要な
締結具３の回転角の上限値と下限値とを回転角設定部１
８で設定し、締結に必要なトルクをトルク設定部１９で
設定する。次に、締結具３をボルトに装着し、電源スイ
ッチ５を引いて締結機１のモータ１５を起動する。これ
により、図３のフローチャートに示される処理が開始さ
れ、ステップａ１でモータ１５が回転して締結具３を回
転させ、ボルトを締結する。以下、ボルト締結の際に想
定される各場合について説明する。FIG. 3 is a flow chart for explaining the operation of the fastening machine 1 of this embodiment. Hereinafter, the operation of the fastening device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. When fastening the bolt, first, the rotation angle setting unit 1 determines the upper limit value and the lower limit value of the rotation angle of the fastener 3 required for fastening the bolt.
8, and the torque required for fastening is set by the torque setting unit 19. Next, the fastener 3 is attached to the bolt, and the power switch 5 is pulled to start the motor 15 of the fastener 1. As a result, the process shown in the flowchart of FIG. 3 is started, and in step a1, the motor 15 rotates to rotate the fastener 3 and fasten the bolt. Hereinafter, each case assumed when fastening the bolt will be described.
【００２２】１）ボルトの締結が正常な場合。1) When the fastening of the bolt is normal.
【００２３】ボルトが正常に締結されるとき、モータ５
の回転による締結具３の回転の増大に従ってボルトが次
第に締結され、ボルトを締結するトルクが次第に増大す
る。ステップａ２で、前記モータ電流検出回路１６がモ
ータ電流を検出することによって検出される締結トルク
が、前記トルク設定部１９で設定された設定トルクに到
達したかどうかが判断される。この判断が肯定のとき、
ステップａ３で締結具３の回転角が前記下限値以下であ
るかどうかが判断される。ボルトが正常に締結されてい
れば、締結具３の回転開始時からの回転角は、前記回転
角設定部１８で設定された回転角の下限値と上限値との
間の正常範囲内の所定の締結完了角に到達している。こ
のとき、ステップａ３の判断が否定になり、ステップａ
４で締結具３の回転角が前記上限値以上であるかどうか
が判断される。ボルトが正常に締結されていれば、締結
具３の回転開始時からの回転角は、前記回転角設定部１
８で設定された回転角の下限値と上限値との間の正常範
囲内の所定の締結完了角に到達している。即ち、締結ト
ルクは設定トルクと適正な関係にあり、検出された回転
角は前記回転角の上限値や下限値と適正な関係にある。
このとき、ステップａ４の判断が否定になり、マイコン
１２はボルトの締結が正常に行われたと判断し、ステッ
プａ５でボルト締結作業の正常終了処理がなされる。When the bolt is normally tightened, the motor 5
The bolt is gradually tightened as the rotation of the fastener 3 increases due to the rotation of the bolt, and the torque for fastening the bolt gradually increases. In step a2, it is determined whether or not the engagement torque detected by the motor current detection circuit 16 detecting the motor current has reached the set torque set by the torque setting unit 19. When this judgment is positive,
In step a3, it is determined whether the rotation angle of the fastener 3 is less than or equal to the lower limit value. If the bolts are normally fastened, the rotation angle of the fastener 3 from the start of rotation is within a normal range between the lower limit value and the upper limit value of the rotation angle set by the rotation angle setting unit 18. Has reached the completion angle. At this time, the determination at step a3 becomes negative, and step a
At 4, it is determined whether the rotation angle of the fastener 3 is greater than or equal to the upper limit value. If the bolt is normally fastened, the rotation angle of the fastener 3 from the start of rotation is the rotation angle setting unit 1 described above.
The predetermined fastening completion angle within the normal range between the lower limit value and the upper limit value of the rotation angle set in 8 is reached. That is, the fastening torque has a proper relationship with the set torque, and the detected rotation angle has a proper relationship with the upper limit value and the lower limit value of the rotation angle.
At this time, the determination in step a4 is negative, the microcomputer 12 determines that the bolts have been normally fastened, and in step a5, a normal termination process of the bolt fastening work is performed.
【００２４】２）ボルトの締結が正常でない場合。2) When the bolts are not fastened properly.
【００２５】前記ステップａ２の判断が否定のとき、ス
テップａ６で回転角が前記上限値以上であるかどうかが
判断される。ステップａ６の判断が肯定であれば、締結
トルクが前記設定トルクに到達していないにも関わら
ず、回転具３の回転角が前記回転角の上限値以上になっ
ている。即ち、検出された締結トルクは前記設定トルク
に対して適正な関係にない。また、検出された回転角は
設定回転角に対して適正な関係にない。このような場合
は、ボルトの空回りが想定され、ステップａ７でマイコ
ン１２はブザー２０を鳴動させると共に、前記表示部８
にボルトの空回り等の旨の異常表示を行い、作業者に対
して異常状態を報知する。ステップａ６の判断が否定で
あれば、締結作業の途中段階でありステップａ１に戻っ
て締結作業が継続される。When the determination in step a2 is negative, it is determined in step a6 whether the rotation angle is greater than or equal to the upper limit value. If the determination in step a6 is affirmative, the rotation angle of the rotating tool 3 is equal to or greater than the upper limit value of the rotation angle, even though the fastening torque has not reached the set torque. That is, the detected fastening torque is not in a proper relationship with the set torque. Further, the detected rotation angle is not in a proper relationship with the set rotation angle. In such a case, it is assumed that the bolt is idling, and the microcomputer 12 sounds the buzzer 20 at the same time as the display unit 8 in step a7.
Abnormality indications such as idle rotation of bolts are displayed on the screen to notify the operator of the abnormal condition. If the determination in step a6 is negative, the process is in the middle of the fastening work and the process returns to step a1 to continue the fastening work.
【００２６】ステップａ３の判断が肯定であれば、締結
トルクが前記設定トルクに到達しているにも関わらず、
締結具３の回転角が前記下限値以下であることになる。
即ち、検出された回転角は設定回転角に対して適正な関
係にない。このとき、既に締結済みのボルトを再度締結
しようとする２度締めや、ボルトやナットのネジ山の潰
れによるボルトの回転不能状態が想定され、ステップａ
７でマイコン１２は、前述した報知動作を行う。If the determination in step a3 is affirmative, despite the fact that the fastening torque has reached the set torque,
The rotation angle of the fastener 3 is less than or equal to the lower limit value.
That is, the detected rotation angle has no proper relationship with the set rotation angle. At this time, it is assumed that the bolts that have already been tightened are to be tightened twice, or that the bolts or nuts are crushed and the bolts cannot be rotated.
At 7, the microcomputer 12 performs the above-mentioned notification operation.
【００２７】前記ステップａ４の判断が肯定であれば、
検出トルクが前記設定トルクに到達していて、且つ締結
具３の回転角が前記上限値以上になっている。即ち、検
出された回転角は設定回転角に対して適正な関係にな
い。この場合、前記回転角の上限値や下限値、或いは設
定トルク値などがボルトの適正な締結完了状態に適合し
た値ではない状態やボルトの空回りに近い状態などが想
定され、ステップａ７でマイコン１２は、前述した報知
動作を行う。If the determination at step a4 is affirmative,
The detected torque has reached the set torque, and the rotation angle of the fastener 3 is not less than the upper limit value. That is, the detected rotation angle has no proper relationship with the set rotation angle. In this case, it is assumed that the upper limit value or the lower limit value of the rotation angle, the set torque value, or the like is not a value suitable for the proper fastening completion state of the bolt, or the state near the idle rotation of the bolt. Performs the notification operation described above.
【００２８】以上のような本実施例のボルト締結機１に
おいて、ボルトの締結作業を行う際に、ボルトの締結作
業に異常が発生すると、前記ブザー２０や表示部８を用
いて作業者に対して異常状態を報知するようにしてい
る。これにより、作業者がボルトの締結状態を目視で確
認しつつ締結作業を行う必要が解消され、締結作業の作
業品質と作業性とを向上することができる。In the bolt fastening machine 1 of the present embodiment as described above, when an abnormality occurs in the bolt fastening work when performing the bolt fastening work, the buzzer 20 and the display unit 8 are used to inform the operator. The abnormal state is notified. This eliminates the need for the worker to perform the fastening work while visually confirming the fastening state of the bolt, and improves the work quality and workability of the fastening work.
【００２９】また、本実施例はボルト締結機１に関して
のみ実施されるものではなく、回転角に対応して回転に
必要なトルクが変化する負荷が加えられているモータの
制御を行う構成に関連して広く実施されるものである。
即ち、このような負荷が加えられているモータ１５が正
常に回転していれば、モータ１５が前記設定回転角だけ
回転したとき、モータ１５の検出トルク値は前記予め定
めるトルク値に一致するなど、検出トルクが予め定める
トルク値と予め定める関係を満足していることになる。
従って、検出トルクが予め定めるトルク値に対して予め
定める関係を満足していないとき、モータ１５が正常に
回転していないことになり、モータ１５の空回りや過負
荷によるモータ１５の停止等のモータ１５の回転状態の
異常が検出されて報知される。The present embodiment is not limited to the bolt fastening machine 1, but is related to the configuration for controlling a motor to which a load is applied which changes the torque required for rotation according to the rotation angle. And widely implemented.
That is, if the motor 15 to which such a load is applied is rotating normally, when the motor 15 rotates by the set rotation angle, the detected torque value of the motor 15 matches the predetermined torque value. That is, the detected torque satisfies the predetermined relationship with the predetermined torque value.
Therefore, when the detected torque does not satisfy the predetermined relationship with respect to the predetermined torque value, the motor 15 does not rotate normally, and the motor 15 is stopped by idling or overloaded. An abnormality in the rotation state of 15 is detected and notified.
【００３０】前記実施例の構成及び作用は、本発明の一
実施例を示すものであり、本発明を限定するものではな
い。本発明は、本発明の精神を逸脱しない範囲で、広い
変形例を含むものである。The structure and operation of the above-mentioned embodiment show one embodiment of the present invention, and do not limit the present invention. The present invention includes a wide variety of modifications without departing from the spirit of the present invention.
【００３１】[0031]
【発明の効果】請求項１の発明のモータ制御装置を用い
ることにより、下記の効果を奏することができる。回転
角に対応して回転に必要なトルクが変化する負荷が加え
られているモータのトルクはトルク検出手段で検出さ
れ、モータによるボルト締結開始タイミングからの回転
角は回転角検出手段で検出される。モータを回転する際
のモータに求められる所望のトルク値に対応する予め定
める設定回転角は、回転角記憶手段に記憶される。制御
手段は、回転角検出手段で検出された回転角と回転角記
憶手段に記憶されている設定回転角とを比較して、これ
らの間の偏差量を算出する。また、制御手段は、トルク
検出手段で検出された検出トルク値が、前記予め定める
トルク値に対して、前記偏差量に対応する予め定める適
正関係以外の関係であることを検出したとき、エラー報
知手段にエラー報知を行わしめる。The following effects can be obtained by using the motor control device according to the first aspect of the present invention. The torque of the motor to which the load is changed such that the torque required for rotation changes according to the rotation angle is detected by the torque detection means, and the rotation angle from the bolt fastening start timing by the motor is detected by the rotation angle detection means. . A predetermined set rotation angle corresponding to a desired torque value required for the motor when rotating the motor is stored in the rotation angle storage means. The control means compares the rotation angle detected by the rotation angle detection means with the set rotation angle stored in the rotation angle storage means, and calculates the deviation amount between them. Further, when the control means detects that the detected torque value detected by the torque detecting means has a relationship other than the predetermined proper relationship corresponding to the deviation amount with respect to the predetermined torque value, an error notification is given. The means is informed of the error.
【００３２】即ち、回転角に対応して回転に必要なトル
クが変化する負荷が加えられているモータが正常に回転
していれば、モータが前記設定回転角の範囲だけ回転し
たとき、モータの検出トルク値は前記予め定めるトルク
値に一致するなど、検出トルクが予め定めるトルク値と
予め定める関係を満足していることになる。従って、検
出トルクが予め定めるトルク値に対して予め定める関係
を満足していないとき、モータが正常に回転していない
ことになり、モータの空回りや過負荷によるモータの停
止等のモータの回転状態の異常が検出されて報知され
る。That is, if the motor to which the load that changes the torque required for rotation changes in accordance with the rotation angle is rotating normally, when the motor rotates only within the set rotation angle range, The detected torque satisfies the predetermined relationship with the predetermined torque value, such that the detected torque value matches the predetermined torque value. Therefore, when the detected torque does not satisfy the predetermined relationship with respect to the predetermined torque value, the motor is not rotating normally, and the rotation state of the motor such as idling of the motor or stopping of the motor due to overload occurs. Is detected and notified.
【００３３】請求項２の発明に従えば、ボルト締結機が
ボルトを正常に締結するとき、モータの回転の進行、即
ち、ボルトの締結の進行に伴って、ボルトの締結に必要
な締結トルクは増大する。従って、ボルトの実質的な締
結開始時の最小締結トルク値、及び過度の締結に至らな
い締結完了時点での所望の設定トルク値、及びこれらの
設定トルク値に対応するモータの予め定める設定回転角
が考えられる。このようなボルトを締結するモータの締
結トルクは、トルク検出手段で検出される。ボルトを締
結する際のモータによるボルト締結開始タイミングから
の回転角は、回転角検出手段で検出される。ボルトを締
結する際のモータに求められる前記所望の設定締結トル
ク値に対応する前記予め定める設定回転角の範囲は、回
転角記憶手段に記憶される。制御手段は、回転角検出手
段で検出された回転角と回転角記憶手段に記憶されてい
る設定回転角とを比較してこれらの間の偏差量を算出す
る。また、制御手段は、前記トルク検出手段で検出され
た検出締結トルク値が、前記予め定める締結トルク値に
対して、前記回転角の偏差量に対応する予め定める適正
関係以外の関係であることを検出したとき、エラー報知
手段にエラー報知を行わしめる。According to the second aspect of the present invention, when the bolt fastening machine normally fastens the bolts, the fastening torque required for fastening the bolts as the rotation of the motor progresses, that is, the fastening of the bolts progresses. Increase. Therefore, the minimum tightening torque value at the start of substantial tightening of the bolt, the desired set torque value at the completion time of tightening that does not lead to excessive tightening, and the preset rotation angle of the motor corresponding to these set torque values. Can be considered. The fastening torque of the motor that fastens such a bolt is detected by the torque detection means. The rotation angle from the bolt tightening start timing by the motor when tightening the bolt is detected by the rotation angle detecting means. A range of the predetermined set rotation angle corresponding to the desired set fastening torque value required for the motor when fastening the bolt is stored in the rotation angle storage means. The control means compares the rotation angle detected by the rotation angle detection means with the set rotation angle stored in the rotation angle storage means, and calculates the deviation amount therebetween. Further, the control means determines that the detected fastening torque value detected by the torque detection means has a relationship other than the predetermined proper relationship corresponding to the deviation amount of the rotation angle with respect to the predetermined fastening torque value. When detected, the error notification means is notified of the error.
【００３４】即ち、ボルトの締結が正常に行われている
とき、モータの回転の進行、即ち、ボルトの締結の進行
に伴って、ボルトの締結に必要なトルクは増大する。従
って、ボルトの締結が正常に行われていわば、モータが
前記設定回転角だけ回転したとき、モータの検出締結ト
ルク値は、前記予め定めるトルク値に一致するなど、検
出トルク値が予め定める締結トルク値と予め定める関係
を満足していることになる。従って、検出締結トルク値
が、前記予め定める締結トルク値に対して前記予め定め
る関係を満足していないとき、ボルトの締結が正常に行
われていないことになり、ボルトの空回りや２度締め等
の不具合を容易に検出できる。即ち、モータが回転して
いるにも関わらずトルクが増大しないとき、大きな回転
角である予め定める設定回転角に対応する予め定める締
結トルク値は、締結完了時などの大きな値である。一
方、検出トルク値は小さい値であり、両者は予め定める
関係を満足していない。このとき、ボルトの空回りを検
出できる。That is, when the bolts are normally fastened, the torque required to fasten the bolts increases as the rotation of the motor progresses, that is, as the bolts fasten. Therefore, if the bolts are normally fastened, when the motor rotates by the set rotation angle, the detected fastening torque value of the motor matches the predetermined torque value. The value and the predetermined relationship are satisfied. Therefore, when the detected fastening torque value does not satisfy the predetermined relationship with respect to the predetermined fastening torque value, it means that the bolt is not fastened normally, and the bolt is idly rotated or double-tightened. The defect of can be easily detected. That is, when the torque does not increase despite the rotation of the motor, the predetermined fastening torque value corresponding to the predetermined set rotation angle, which is a large rotation angle, is a large value when the fastening is completed. On the other hand, the detected torque value is a small value, and both do not satisfy the predetermined relationship. At this time, the idle rotation of the bolt can be detected.
【００３５】また、締結トルクが増大しているにも関わ
らず回転角が増大しないとき、小さな回転角である予め
定める設定回転角に対応する予め定める締結トルク値
は、締結開始時などの小さい値である。一方、検出され
た締結トルク値は大きい値であり、両者は予め定める関
係を満足していない。このとき、ボルトが既に締結され
ているのに再び締結しようとする２度締め等の不具合を
検出できる。Further, when the rotation angle does not increase in spite of the increase in the fastening torque, the predetermined fastening torque value corresponding to the predetermined set rotation angle which is a small rotation angle is a small value such as at the start of fastening. Is. On the other hand, the detected fastening torque value is a large value, and both do not satisfy the predetermined relationship. At this time, it is possible to detect a problem such as double tightening in which the bolt is already fastened but is refastened.
【００３６】従って、本発明では、作業者がボルトの状
態を目視で確認しつつ締結作業を行う必要が解消され、
締結作業の作業品質と作業性とを向上することができ
る。Therefore, in the present invention, it is possible to eliminate the need for the worker to perform the fastening work while visually confirming the state of the bolt,
The work quality and workability of the fastening work can be improved.
【図１】本発明の一実施例のボルト締結機１の斜視図で
あである。FIG. 1 is a perspective view of a bolt fastening machine 1 according to an embodiment of the present invention.
【図２】締結機１の電気的構成を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the fastening device 1.
【図３】締結機１の動作を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an operation of the fastening device 1.
１ ボルト締結機 ３ 締結具 ５ 電源スイッチ ８ 表示部 １２ マイクロコンピュータ １５ モータ １６ モータ電流検出回路 １７ 回転数検出部 １８ 回転角設定部 １９ トルク設定部 ２０ ブザー ２２ メモリ 1 Bolt Fastener 3 Fastener 5 Power Switch 8 Display 12 Microcomputer 15 Motor 16 Motor Current Detecting Circuit 17 Rotation Speed Detecting 18 Rotation Angle Setting 19 Torque Setting 20 Buzzer 22 Memory
Claims (2)
化する負荷が加えられているモータのトルクを検出する
トルク検出手段と、 該モータによるボルト締結開始タイミングからの回転角
を検出する回転角検出手段と、 予め定めるトルク値に対応する予め定める設定回転角の
範囲を記憶する回転角記憶手段と、 該モータの回転に関するエラー報知を行うエラー報知手
段と、 該回転角検出手段で検出された該回転角と該回転角記憶
手段に記憶されている該設定回転角とを比較してこれら
の間の偏差量を算出し、該トルク検出手段で検出された
検出トルク値が、該予め定めるトルク値に対して、該偏
差量に対応する予め定める適正関係以外の関係であるこ
とを検出したとき、エラー報知手段にエラー報知を行わ
しめる制御手段とを備えるモータ制御装置。Claim: What is claimed is: 1. A torque detecting means for detecting a torque of a motor to which a load, which changes a torque required for rotation corresponding to a rotation angle, is applied, and a rotation angle from a bolt fastening start timing by the motor. Rotation angle detection means, rotation angle storage means for storing a predetermined set rotation angle range corresponding to a predetermined torque value, error notification means for notifying an error regarding rotation of the motor, and detection by the rotation angle detection means The calculated rotation angle is compared with the set rotation angle stored in the rotation angle storage means to calculate the deviation amount between them, and the detected torque value detected by the torque detection means is calculated in advance. A motor provided with a control means for giving an error notification to the error notification means when it is detected that the predetermined torque value has a relationship other than a predetermined appropriate relationship corresponding to the deviation amount. Control device.
締結するボルト締結機であって、 該ボルトを締結するためのモータの締結トルクを検出す
るトルク検出手段と、 該ボルトの締結のための該モータによるボルト締結開始
タイミングからの回転角を検出する回転角検出手段と、 予め定める設定締結トルクに対応する予め定める設定回
転角の範囲を記憶する回転角記憶手段と、 該ボルトの締結に関するエラー報知を行うエラー報知手
段と、 該回転角検出手段で検出された該回転角と該回転角記憶
手段に記憶されている該設定回転角とを比較してこれら
の間の偏差量を算出し、該トルク検出手段で検出された
検出締結トルクが、該予め定める締結トルクに対して、
該回転角の偏差量に対応する予め定める適正関係以外の
関係であることを検出したとき、エラー報知手段にエラ
ー報知を行わしめる制御手段とを備えるボルト締結機。2. A bolt fastening machine for fastening a bolt that is fastened by being rotated, comprising torque detecting means for detecting a fastening torque of a motor for fastening the bolt, and for fastening the bolt. Rotation angle detection means for detecting a rotation angle from a bolt fastening start timing by the motor, rotation angle storage means for storing a predetermined set rotation angle range corresponding to a predetermined set fastening torque, and an error regarding fastening of the bolt An error notifying means for notifying, the rotation angle detected by the rotation angle detecting means and the set rotation angle stored in the rotation angle storage means are compared to calculate a deviation amount therebetween, The detected fastening torque detected by the torque detection means is
A bolt fastening machine, comprising: a control means for performing error notification to the error notification means when a relationship other than a predetermined appropriate relationship corresponding to the deviation amount of the rotation angle is detected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34315395A JPH09183071A (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Motor controller and bolt fastener using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34315395A JPH09183071A (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Motor controller and bolt fastener using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09183071A true JPH09183071A (en) | 1997-07-15 |
Family
ID=18359332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34315395A Pending JPH09183071A (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Motor controller and bolt fastener using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09183071A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017193052A (en) * | 2017-07-31 | 2017-10-26 | 株式会社東日製作所 | Fastening tool |
| KR20190032731A (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | 이문성 | Bolt clamping system and clamping method thereof |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP34315395A patent/JPH09183071A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017193052A (en) * | 2017-07-31 | 2017-10-26 | 株式会社東日製作所 | Fastening tool |
| KR20190032731A (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | 이문성 | Bolt clamping system and clamping method thereof |
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