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JP2018094655A - Multiple spindle screw fastening device - Google Patents

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JP2018094655A
JP2018094655A JP2016239879A JP2016239879A JP2018094655A JP 2018094655 A JP2018094655 A JP 2018094655A JP 2016239879 A JP2016239879 A JP 2016239879A JP 2016239879 A JP2016239879 A JP 2016239879A JP 2018094655 A JP2018094655 A JP 2018094655A
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screw tightening
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崇太 小田
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崇太 小田
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Nittoseiko Co Ltd
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Nittoseiko Co Ltd
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Abstract

【課題】チャック台およびねじ締めツール台を個別に制御可能な多軸ねじ締め装置の提供。【解決手段】ビットBを有するねじ締めツール10と、ねじ締めツール10を複数搭載し往復移動自在なねじ締めツール台20と、ねじ締めツール台20と平行に往復移動しかつビットBを挿通可能なチャック40を備えたチャック台30とから成る。ねじ締めツール台20は、その移動方向へ沿って延びる第1ボールねじ軸21に螺合した第1螺合ナット22を回転自在に支持し、第1ボールねじ軸21に連結された第1サーボモータ23を備える。また、チャック台30は、その往復移動方向に沿って延びる第2ボールねじ軸31に螺合した第2螺合ナット32を回転自在に支持し、第2ボールねじ軸31に連結された第2サーボモータ33を備える。よって、ねじ締めツール台20とチャック台30の駆動制御を個別に行えるため、締付け高さhの異なるワークWに対応可能。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multi-axis screw tightening device capable of individually controlling a chuck base and a screw tightening tool base. SOLUTION: A screw tightening tool 10 having a bit B, a screw tightening tool base 20 having a plurality of screw tightening tools 10 mounted and reciprocally movable, and a screw tightening tool base 20 which can be reciprocated and inserted in parallel with the screw tightening tool base 20 It is composed of a chuck base 30 provided with a chuck 40. The screw tightening tool base 20 rotatably supports the first screw nut 22 screwed to the first ball screw shaft 21 extending in the moving direction thereof, and the first servo connected to the first ball screw shaft 21. A motor 23 is provided. Further, the chuck base 30 rotatably supports the second screw nut 32 screwed into the second ball screw shaft 31 extending along the reciprocating movement direction thereof, and is connected to the second ball screw shaft 31. A servomotor 33 is provided. Therefore, since the drive control of the screw tightening tool base 20 and the chuck base 30 can be performed individually, it is possible to handle work Ws having different tightening heights h. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、複数のビットおよびチャックを昇降してワークにねじを締結する多軸ねじ締め装置に関する。   The present invention relates to a multi-axis screw fastening device that lifts and lowers a plurality of bits and a chuck to fasten a screw to a workpiece.

従来の多軸ねじ締め装置は、特許文献1および特許文献2に示すように、ワークへ締結するねじに嵌合して回転可能なビットを備えたねじ締めツールと、このねじ締めツールを複数一斉に昇降自在にして成る昇降ユニットとから構成される。   As shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, a conventional multi-axis screw tightening device includes a screw tightening tool including a bit that can be rotated by being fitted to a screw to be fastened to a workpiece, and a plurality of the screw tightening tools. It is comprised from the raising / lowering unit which makes it raise / lower freely.

特許文献1に開示のねじ締めツールは、前記ビット1本に対して1個のビット回転モータを備えており、ねじを一時的に保持して成る後記チャックに前記ビットがそれぞれ挿通され配置されている。   The screw tightening tool disclosed in Patent Document 1 is provided with one bit rotating motor for each bit, and the bits are respectively inserted and arranged in chucks that hold a screw temporarily. Yes.

一方、特許文献2に開示のねじ締めツールは、複数のビットへそれぞれ回転を付与するビット回転モータと、前記ビットの先端部に配されたコイルばねとを備えて成り、前記ビットには、前記ねじに当接するテーパ穴が成形されている。   On the other hand, the screw tightening tool disclosed in Patent Document 2 includes a bit rotation motor that imparts rotation to each of a plurality of bits, and a coil spring that is disposed at the tip of the bit. A taper hole that contacts the screw is formed.

また、特許文献1に開示の昇降ユニットは、ビットの延びる方向に昇降自在な昇降シリンダと、この昇降シリンダの作動を受けて上下方向に移動するねじ締めツール台および前記チャックを取り付けたチャック台と、このチャック台の下面に当接して当該チャック台のみ下降停止させて前記ねじ締めツール台の下降は妨げないストッパとを備えて成る。これにより、前記ねじ締めツール台およびチャック台がワークへ向かって一体に下降した後、前記チャックの先端がワークの表面に位置する高さまで下降すれば、前記チャック台の下降が前記ストッパによって停止し、前記ねじ締めツール台のみが引き続き下降する。よって、前記ビットは、チャックの先端を開きチャック内に保持していたねじをワークへ螺入する。   In addition, an elevating unit disclosed in Patent Document 1 includes an elevating cylinder that can be moved up and down in a bit extending direction, a screw tightening tool base that moves up and down in response to the operation of the elevating cylinder, and a chuck base to which the chuck is attached. And a stopper that is brought into contact with the lower surface of the chuck base and stops only the chuck base from descending and does not prevent the screw tightening tool base from descending. Thus, after the screw tightening tool base and the chuck base are integrally lowered toward the workpiece, if the tip of the chuck is lowered to a height located on the surface of the workpiece, the lowering of the chuck base is stopped by the stopper. Only the screw tightening tool base continues to descend. Therefore, the bit opens the tip of the chuck and screws the screw held in the chuck into the workpiece.

一方、特許文献2に開示の前記昇降ユニットは、前記ビットの延びる方向に沿って配置したボールねじ軸と、このボールねじ軸に螺合した螺合ナットと、前記ボールねじ軸に回転を付与する昇降モータとから構成されている。また、前記螺合ナットは、前記ビットを摺動自在に挿通した固定板に回転自在に配されているので、前記ボールねじ軸および前記ビットが前記昇降モータの正逆回転によってそれぞれ一斉に昇降することができる。   On the other hand, the elevating unit disclosed in Patent Document 2 imparts rotation to the ball screw shaft disposed along the extending direction of the bit, a screw nut that is screwed to the ball screw shaft, and the ball screw shaft. It consists of a lifting motor. In addition, the screw nut is rotatably arranged on a fixed plate through which the bit is slidably inserted, so that the ball screw shaft and the bit are moved up and down simultaneously by forward and reverse rotation of the lift motor. be able to.

このように構成された従来の多軸ねじ締め装置は、前記ビットの先端部にコイルばねを配置し、かつ、その嵌合部にテーパ穴を備えるので、ワークに仮締めされたねじが若干位置ズレしていても、前記コイルばねの変形によってビットの先端部がねじの軸線に沿って位置を変え自動調心を成すという特徴がある。   The conventional multi-axis screw tightening device configured as described above has a coil spring disposed at the tip of the bit and a tapered hole in the fitting portion, so that the screw temporarily tightened on the workpiece is slightly positioned. Even if they are misaligned, there is a feature that the tip end portion of the bit changes its position along the axis of the screw by the deformation of the coil spring and self-alignment is performed.

特開昭59-134628号公報JP 59-134628 実開平02-039835号公報Japanese Utility Model Publication No. 02-039835

しかしながら、従来の多軸ねじ締め装置は、コイルばねをビットの先端部に配置しているので、軸周りに偏心するだけでなく昇降方向にも撓んでしまうという問題があった。これにより、前記昇降モータを位置制御可能なACサーボモータへ置き換えたとしても正確なビットの高さが検出できない。よって、従来の多軸ねじ締め装置は、ねじを所定のトルクにより締結した時点のビットの正確な高さ位置をACサーボモータの指令値などから導き出せないので、精度の高いねじ浮き異常などが判定できなかった。また、上述した特許文献1の前記昇降シリンダをACサーボモータへ置き換え、さらに、ボールねじ軸および螺合ナットを備えた昇降ユニットに変更しても、前記ストッパの位置を即座に可変できない構成のため、チャック台の停止位置を容易に変更できない。つまり、従来の多軸ねじ締め装置は、締付けの高さの異なるワークに対応できないという問題もあった。   However, since the conventional multi-axis screw fastening device has the coil spring disposed at the tip of the bit, there is a problem that it is not only eccentric about the axis but also bent in the up-and-down direction. As a result, even if the lifting motor is replaced with an AC servo motor capable of position control, the exact bit height cannot be detected. Therefore, the conventional multi-axis screw tightening device cannot determine the exact height position of the bit at the time of tightening the screw with a predetermined torque from the command value of the AC servo motor, etc. could not. Further, even if the above-described lifting cylinder of Patent Document 1 described above is replaced with an AC servo motor and further changed to a lifting unit having a ball screw shaft and a screw nut, the position of the stopper cannot be changed immediately. The stop position of the chuck base cannot be easily changed. That is, the conventional multi-axis screw fastening device has a problem that it cannot cope with workpieces having different fastening heights.

本発明の多軸ねじ締め装置は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、ワークへ螺入するねじに係合可能なビットおよびこのビットに回転を付与するビット回転モータを備えたねじ締めツールと、このねじ締めツールを複数搭載するとともに前記ビットの延びる方向へ往復移動自在に搭載したねじ締めツール台と、前記ねじ締めツール台と平行に往復移動しかつ前記ビットを挿通可能なチャックを備えたチャック台とを有する多軸ねじ締め装置において、前記ねじ締めツール台は、その往復移動方向に沿って延びる第1ボールねじ軸に螺合した第1螺合ナットを回転自在に支持して成り、前記第1ボールねじ軸に連結した第1サーボモータを備え、前記チャック台は、その移動方向へ沿って延びる第2ボールねじ軸に螺合した第2螺合ナットを回転自在に支持して成り、前記第2ボールねじ軸に連結した第2サーボモータを備え、前記第1サーボモータおよび第2サーボモータは、それぞれの回転速度および回転角度から成る駆動指令値を予め記憶する記憶部と、この記憶部の前記駆動指令値に基づきそれぞれの回転駆動を制御する制御部とを備えた制御手段に接続されて成ることを特徴とする。   The multi-axis screw tightening device of the present invention has been created in view of the above problems, and is equipped with a bit that can be engaged with a screw that is screwed into a workpiece and a bit rotation motor that provides rotation to the bit. A tool, a screw tightening tool base on which a plurality of the screw tightening tools are mounted and reciprocally mounted in the extending direction of the bit, and a chuck capable of reciprocating in parallel with the screw tightening tool base and allowing the bit to be inserted. In the multi-axis screw tightening device including the chuck base, the screw tightening tool base rotatably supports a first screw nut that is screwed to a first ball screw shaft extending along the reciprocating direction. And a first servo motor connected to the first ball screw shaft, wherein the chuck base is screwed into a second ball screw shaft extending along a moving direction thereof. And a second servo motor connected to the second ball screw shaft, wherein the first servo motor and the second servo motor have a drive command value consisting of the respective rotation speed and rotation angle. It is characterized in that it is connected to a control means comprising a storage unit that stores in advance and a control unit that controls each rotational drive based on the drive command value of the storage unit.

本発明の多軸ねじ締め装置は、前記第1サーボモータおよび第2サーボモータの前記駆動指令値をそれぞれ記憶する記憶部と、これら駆動指令値に基づいて前記第1サーボモータおよび第2サーボモータをそれぞれ駆動制御する制御部とを備えた制御手段を有するので、前記ねじ締めツール台および前記チャック台の移動距離を個別に設定できる。よって、ワークの種類が変更されるなど下降するチャックの停止位置を上下方向へ設定変更しなければならない場合であっても、前記駆動指令値を変更することでワークの種類に合わせたねじ締め作業が容易に行えるという利点がある。また、前記記憶部に設定する前記駆動指令値をワークの種類に合わせて予め設定することにより、生産するワークの機種が数多く頻繁にワークの種類を変更する所謂多品種少量生産のねじ締め作業を効率的に行えるという利点もある。   The multi-axis screw tightening device according to the present invention includes a storage unit that stores the drive command values of the first servo motor and the second servo motor, respectively, and the first servo motor and the second servo motor based on the drive command values. Since the control means is provided with a control section that controls the driving of the screw tightening tool, the moving distance of the screw tightening tool base and the chuck base can be individually set. Therefore, even when the lowering chuck stop position has to be changed in the vertical direction, such as when the workpiece type is changed, the screw tightening operation according to the workpiece type can be performed by changing the drive command value. There is an advantage that can be easily performed. Also, by setting the drive command value to be set in the storage unit in advance according to the type of workpiece, many types of workpieces to be produced frequently change the type of workpiece, so-called high-mix low-volume production screw tightening work. There is also an advantage that it can be done efficiently.

本発明に係る一実施形態を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing showing one embodiment concerning the present invention. 図1の右側方から見た要部を示す一部切欠き断面説明図である。FIG. 2 is a partially cutaway cross-sectional explanatory view showing a main part viewed from the right side of FIG. 1.

本発明に係る多軸ねじ締め装置1を図1および図2に基づき説明する。本発明の多軸ねじ締め装置1は、図示しないねじに係合可能なビットBを回転自在に構成したねじ締めツール10を複数備え、これらねじ締めツール10,10をワークWへ向かって一斉に昇降自在なねじ締めツール台20と、前記ビットBを挿通するとともに外部から供給される前記ねじを一時的に保持するチャック40,40を取り付けたチャック台30と、前記ねじ締めツール台20およびチャック台30を個別に位置制御可能な制御手段50とから構成される。   A multi-axis screw fastening device 1 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The multi-axis screw tightening device 1 of the present invention includes a plurality of screw tightening tools 10 configured to freely rotate a bit B engageable with a screw (not shown), and these screw tightening tools 10 and 10 are simultaneously moved toward a workpiece W. A screw tightening tool base 20 that can be moved up and down, a chuck base 30 that is attached with chucks 40 and 40 for inserting the bit B and temporarily holding the screw supplied from the outside, the screw tightening tool base 20 and the chuck It is comprised from the control means 50 which can control the position of the stand 30 separately.

前記ねじ締めツール10は、前記ねじ締めツール台20に配されたビット回転モータBMと、このビット回転モータBMの回転駆動を受けて回転するビットBとを備えて成る。前記ビットBは、その先端に係合部を備えており、前記係合部は、前記ねじの頭部に成形された係合穴に係合するよう成形されている。また、前記ビット回転モータBM,BMは、図示しないコントローラにそれぞれ接続されており、このコントローラに予め設定された締付け設定トルクに達するまで前記ビットB,Bを個別に回転制御可能に構成されている。   The screw tightening tool 10 includes a bit rotation motor BM disposed on the screw tightening tool base 20 and a bit B that rotates by receiving the rotational drive of the bit rotation motor BM. The bit B has an engaging portion at the tip thereof, and the engaging portion is formed to engage with an engaging hole formed in the head portion of the screw. The bit rotation motors BM and BM are connected to a controller (not shown), respectively, and are configured such that the rotation of the bits B and B can be individually controlled until a tightening set torque preset in the controller is reached. .

前記ねじ締めツール台20および前記チャック台30は、ベース面から立設したフレームFに個別に摺動自在に配されている。このフレームFは、前記ベース面に固定された底板61と、この底板61の上面に溶接され所定の間隔を空けて上方へ延び対向に配置した側板62,63と、これら側板62,63にそれぞれ溶接されたベース板64と、このベース板64に固定され所定の間隔を空けて平行に配置したレールR,Rと、これらレールR,Rに係合し当該レールRの延びる方向に沿って摺動自在な摺動ブロックMとから構成される。   The screw tightening tool base 20 and the chuck base 30 are individually slidably disposed on a frame F standing from a base surface. The frame F includes a bottom plate 61 fixed to the base surface, side plates 62 and 63 which are welded to the upper surface of the bottom plate 61 and extend upward with a predetermined interval therebetween, and the side plates 62 and 63, respectively. A welded base plate 64, rails R, R fixed to the base plate 64 and arranged in parallel at a predetermined interval, and sliding along a direction in which the rail R extends by engaging with the rails R, R. It is composed of a movable sliding block M.

前記摺動ブロックMは、1本のレールRに対して4個配置され、本実施形態においては8個の摺動ブロックMが配置されている。また、これら摺動ブロックMは、図2に示すように上部に位置する4個と、下部に位置する4個とに分けることができ、上部4個の摺動ブロックMに前記ねじ締めツール台20が取り付けられ、下部4個の摺動ブロックMに前記チャック台30が取り付けられている。これにより、前記ねじ締めツール台20および前記チャック台30は、それぞれ個別に前記ワークWに接近あるいは離反する方向へ個別に摺動することができる。   Four sliding blocks M are arranged for one rail R, and eight sliding blocks M are arranged in the present embodiment. In addition, as shown in FIG. 2, these sliding blocks M can be divided into four pieces located in the upper part and four pieces located in the lower part. 20 is attached, and the chuck base 30 is attached to the lower four sliding blocks M. As a result, the screw tightening tool base 20 and the chuck base 30 can be individually slid in the direction approaching or separating from the workpiece W.

また、前記フレームFは、図2に示すように前記ベース板64の両端に前記レールR,Rを備えており、これら2本のレールR,Rに挟まれるよう配置されフレームFの上部に固定された上部ブロック65と、フレームFの下部に固定された下部ブロック66とを備える。この上部ブロック65および前記下部ブロック66は、2本のボールねじ軸である第1ボールねじ軸21および第2ボールねじ軸31をそれぞれ回転自在に軸支して成る。   Further, as shown in FIG. 2, the frame F is provided with the rails R, R at both ends of the base plate 64, and is arranged so as to be sandwiched between the two rails R, R and fixed to the upper portion of the frame F. The upper block 65 and the lower block 66 fixed to the lower part of the frame F are provided. The upper block 65 and the lower block 66 are configured to rotatably support a first ball screw shaft 21 and a second ball screw shaft 31 that are two ball screw shafts.

前記第1ボールねじ軸21および前記第2ボールねじ軸31は、それぞれを個別に回転駆動可能に構成されており、前記第1ボールねじ軸21に回転を付与する第1サーボモータと、前記第2ボールねじ軸31に回転を付与する第2サーボモータ33とに接続されている。この第1ボールねじ軸21および第2ボールねじ軸31の回転伝達は、図1に示すようにタイミングベルトTを第2サーボモータ33に固定された駆動プーリおよび第2ボールねじ軸31に固定された従動プーリに巻回し可能になっている。なお、図示できない第1ボールねじ軸21の回転伝達構成についても前述と同様である。   Each of the first ball screw shaft 21 and the second ball screw shaft 31 is configured to be individually rotatable, and a first servo motor that applies rotation to the first ball screw shaft 21; The two-ball screw shaft 31 is connected to a second servo motor 33 that imparts rotation. The rotation transmission of the first ball screw shaft 21 and the second ball screw shaft 31 is fixed to the drive pulley and the second ball screw shaft 31 in which the timing belt T is fixed to the second servomotor 33 as shown in FIG. It can be wound around a driven pulley. The rotation transmission configuration of the first ball screw shaft 21 (not shown) is the same as described above.

前記第1サーボモータおよび第2サーボモータ33は、何れもACサーボモータであり、それぞれ自身の回転角度を検出可能なエンコーダを備えて成り、これらそれぞれの回転角度を前記制御手段50へ送信して成る。   The first servo motor and the second servo motor 33 are both AC servo motors, each having an encoder capable of detecting its own rotation angle, and transmitting each of these rotation angles to the control means 50. Become.

前記制御手段50は、前記第1サーボモータおよび第2サーボモータ33へ駆動指令を送る制御部52と、前記駆動指令の具体的な数値等からなる駆動指令値を複数記憶可能な記憶部51と、前記エンコーダから発せされた回転角度および前記第1,第2ボールねじ軸の各リード角ならびに内蔵したタイマーの時間に基づき前記ねじ締めツール台20およびチャック台30の移動速度や移動距離を算出可能な算出部53とを備える。   The control means 50 includes a control unit 52 that transmits a drive command to the first servo motor and the second servo motor 33, and a storage unit 51 that can store a plurality of drive command values including specific numerical values of the drive command. The moving speed and moving distance of the screw tightening tool base 20 and the chuck base 30 can be calculated based on the rotation angle emitted from the encoder, the lead angles of the first and second ball screw shafts, and the time of the built-in timer. The calculation part 53 is provided.

前記制御部52は、前記記憶部51に予め記憶した駆動指令値と、前記算出部53によって算出した移動速度(以下、算出移動速度という)や算出した移動距離(以下、算出移動距離)とを比較するとともに、前記算出移動速度および算出移動距離が前記駆動指令値に一致しなければ一致するよう前記第1サーボモータおよび第2サーボモータ33を駆動制御可能に構成される。   The control unit 52 uses the drive command value stored in advance in the storage unit 51, the moving speed calculated by the calculating unit 53 (hereinafter referred to as a calculated moving speed), and the calculated moving distance (hereinafter referred to as a calculated moving distance). In addition, the first servo motor and the second servo motor 33 are configured to be drive-controlled so that the calculated moving speed and the calculated moving distance match if they do not match the drive command value.

前記記憶部51は、前記第1ボールねじ軸21および第2ボールねじ軸31のリード角と、前記チャック台30の停止高さと、前記ねじ締めツール台20の目標移動高さとを記憶可能に構成されている。なお、前記駆動指令値には、前述したチャック台30の停止高さの他に前記ねじ締めツール台20の目標移動高さが含まれている。   The storage unit 51 is configured to be able to store the lead angle of the first ball screw shaft 21 and the second ball screw shaft 31, the stop height of the chuck base 30, and the target moving height of the screw tightening tool base 20. Has been. The drive command value includes the target moving height of the screw tightening tool base 20 in addition to the stop height of the chuck base 30 described above.

前記算出部53は、数値を演算可能に構成されており、前記記憶部51に記憶された各ボールねじ軸(21,31)の前記リード角を読み込み、これを前記エンコーダから発せられるパルス信号に基づいて前記ねじ締めツール台20およびチャック台30の移動距離を演算することができる。また、同様に算出部53は、前記パルス信号およびこの発信時間ならびに前記リード角から前記算出移動速度を導いており、これを前記制御部52へ都度送信している。   The calculation unit 53 is configured to be able to calculate a numerical value, reads the lead angle of each ball screw shaft (21, 31) stored in the storage unit 51, and uses this as a pulse signal emitted from the encoder. Based on this, the moving distances of the screw tightening tool base 20 and the chuck base 30 can be calculated. Similarly, the calculation unit 53 derives the calculated moving speed from the pulse signal, the transmission time, and the lead angle, and transmits this to the control unit 52 each time.

前記チャック40は、前記チャック台30に取り付けられており、前記ビットBを回転自在かつ挿通可能に構成され、常時はその内部に前記ビットBを内包して成る。また、このチャック40は、前記ビットBを内包するのみならず、外部から供給されるねじをその先端部に一時的に保持可能に構成されている。このチャック40の先端部には、図示しないばねにより閉じる方向へ付勢された一対のチャック爪が配置されており、この閉じた状態のチャック爪によって前記ねじが保持される。このチャック爪に保持されたねじの上空には、チャック40に内包されたビットBが位置しており、チャック40に対してビットBが下方へ相対移動することで、前記ビットBが前記ねじを下方へ押し、ねじの頭部に前記チャック爪が開く方向に揺動し前記ねじおよびビットBがチャック40から突出することができる。   The chuck 40 is attached to the chuck base 30, and is configured to be able to rotate and insert the bit B, and normally includes the bit B therein. The chuck 40 is configured not only to contain the bit B, but also to be able to temporarily hold a screw supplied from the outside at the tip. A pair of chuck claws urged in a closing direction by a spring (not shown) is arranged at the tip of the chuck 40, and the screw is held by the closed chuck claws. The bit B contained in the chuck 40 is located above the screw held by the chuck claw, and the bit B moves relative to the chuck 40 downward so that the bit B holds the screw. The screw and the bit B can be protruded from the chuck 40 by pushing downward and swinging in the direction in which the chuck claw opens on the head of the screw.

次に、本発明に係る多軸ねじ締め装置1の作用について説明する。図示しない作業者は、前記ワークWを図1に示すように前記ベース面にセットする。これにより、前記ワークWの上面と前記チャック40の先端との間に所定の距離が生まれ、この距離が締付け高さhとなる。また、ワークWには、その上面から下方へ延びるよう成形されためねじが複数配されており、このめねじは前記ねじに螺合可能に成形されている。   Next, the operation of the multi-axis screw fastening device 1 according to the present invention will be described. An operator (not shown) sets the workpiece W on the base surface as shown in FIG. As a result, a predetermined distance is created between the upper surface of the workpiece W and the tip of the chuck 40, and this distance becomes the tightening height h. In addition, a plurality of screws are arranged on the workpiece W so as to extend downward from the upper surface thereof, and the female screws are formed so as to be screwable with the screws.

多軸ねじ締め装置1は、前記制御手段50に取り付けられたスタートスイッチ(図示せず)などの機器からねじ締め開始信号を前記制御部52で取り込む。これにより、制御部52は、前記記憶部51からチャック台30の停止位置およびねじ締めツール台20の目標移動高さ、チャック台30およびねじ締めツール台20の移動速度を読み込み、前記第1サーボモータおよび前記第2サーボモータ33を回転駆動制御する。   The multi-axis screw tightening device 1 receives a screw tightening start signal from a device such as a start switch (not shown) attached to the control means 50 by the control unit 52. Thereby, the control unit 52 reads the stop position of the chuck base 30 and the target moving height of the screw tightening tool base 20 and the moving speeds of the chuck base 30 and the screw tightening tool base 20 from the storage unit 51, and the first servo The motor and the second servomotor 33 are rotationally driven and controlled.

前記第1サーボモータおよび第2サーボモータ33は、前記移動速度に応じた回転数で回転を始め、前記第1ボールねじ軸21および前記第2ボールねじ軸31をそれぞれ回転させるとともに、前記エンコーダから発するパルス信号を随時前記制御部52へそれぞれ送信する。   The first servo motor and the second servo motor 33 start rotating at a rotational speed corresponding to the moving speed, rotate the first ball screw shaft 21 and the second ball screw shaft 31, respectively, and from the encoder Transmitting pulse signals to the control unit 52 as needed.

前記第1螺合ナット22および第2螺合ナット32は、前記第1ボールねじ軸21および第2ボールねじ軸31に沿ってそれぞれ回転しながらワークWへ接近する方向に下降する。よって、前記ねじ締めツール台20および前記チャック台30は、同じ速度を保って一斉に下降する。   The first screwing nut 22 and the second screwing nut 32 are moved down along the first ball screw shaft 21 and the second ball screw shaft 31 in a direction approaching the workpiece W. Therefore, the screw tightening tool base 20 and the chuck base 30 are lowered simultaneously while maintaining the same speed.

また、前記ねじ締め開始信号を取り込んだ前記制御部52は、前記コントローラへツール動作指令を送るため、前記コントローラがこれに対応するねじ締めツール10のビット回転モータBMを回転するよう駆動制御する。   Further, the control unit 52 that has received the screw tightening start signal drives and controls the controller to rotate the bit rotation motor BM of the screw tightening tool 10 corresponding thereto in order to send a tool operation command to the controller.

これにより、前記ビットB,Bが回転するとともに、前記ねじ締めツール台20およびチャック台30が一斉に下降するので、図1に示す前記締付け高さhが徐々に小さくなる。   As a result, the bits B and B are rotated, and the screw tightening tool base 20 and the chuck base 30 are simultaneously lowered, so that the tightening height h shown in FIG. 1 is gradually reduced.

前記制御部52は、前記第2サーボモータ33から発せられるパルス信号を常時監視しており、チャック台30の下降開始からその時点までの算出移動距離と、予め記憶部53に設定した前記停止高さとを比較し、前記算出移動距離が前記停止高さに一致すれば前記第2サーボモータ33を回転停止させる。   The control unit 52 constantly monitors the pulse signal generated from the second servo motor 33, calculates the travel distance from the start of lowering of the chuck base 30 to the time point, and the stop height set in the storage unit 53 in advance. And the second servo motor 33 is stopped when the calculated movement distance matches the stop height.

前記停止高さは、前記チャック40の先端部がワークWの表面から数mm上空に位置しかつ前記チャック爪が開く方向へ揺動する際ワークWに接触しない高さであり、この高さに対応する数値が前記記憶部53に予め設定されている。   The stop height is a height at which the tip of the chuck 40 is located several millimeters above the surface of the workpiece W and does not come into contact with the workpiece W when the chuck pawl swings in the opening direction. Corresponding numerical values are preset in the storage unit 53.

よって、チャック台30は、前記停止高さに到達すると下降動作を止め、引き続き下降するねじ締めツール台20が前記チャック台30に対して相対移動し始める。よって、前記ビットB,Bは、それぞれ回転しつつチャック40,40の内部から前記チャック爪を押し広げチャック40,40に一時的に保持していた前記ねじをワークWへ螺入する。   Therefore, when the chuck base 30 reaches the stop height, the lowering operation is stopped, and the screw tightening tool base 20 that continues to descend starts to move relative to the chuck base 30. Therefore, the bits B and B are rotated while pushing the chuck claws from the inside of the chucks 40 and 40 and screwing the screws temporarily held in the chucks 40 and 40 into the workpiece W.

前記ビット回転モータBMは、ワークWにねじが着座することで徐々に回転方向の負荷が高められ、この回転トルクを随時前記コントローラへ送っている。これにより、コントローラは、この実際の実トルクと、予め設定した締付け設定トルクとを比較し、実トルクが締付け設定トルクに達すれば、前記ビット回転モータBMを停止させる。   The bit rotation motor BM gradually increases the load in the rotational direction by the screw seating on the workpiece W, and sends this rotational torque to the controller as needed. Thus, the controller compares this actual actual torque with a preset tightening set torque, and stops the bit rotation motor BM when the actual torque reaches the tightening set torque.

制御部52は、前記コントローラから発せされるビット回転モータBMの停止信号を受け、かつ、全てのビットが所定の締付け設定トルクになったことを確認すると、前記第1サーボモータを回転停止させる。これにより、多軸ねじ締め装置1は、ワークへのねじ締め作業を完了して、前記第1サーボモータおよび第2サーボモータ33を先ほどとは逆方向に回転駆動させる。これにより、前記ねじ締めツール台20およびチャック台30は、一斉に上昇して元の高さ位置まで復帰する。   The control unit 52 stops the rotation of the first servo motor when receiving a stop signal of the bit rotation motor BM issued from the controller and confirming that all the bits have reached a predetermined tightening set torque. As a result, the multi-axis screw tightening device 1 completes the screw tightening work on the workpiece, and rotates the first servo motor and the second servo motor 33 in the opposite direction. As a result, the screw tightening tool base 20 and the chuck base 30 rise all at once and return to their original height positions.

また、前記ワークWの種類が変更され、先ほどとは異なる締付け高さhであっても、前記記憶部に予め設定する前記停止高さおよび前記目標高さをワークWの種類に合わせて複数設定しておくことで、チャック台30の停止高さを上述したチャック40の先端部がワークWに接触せず、かつ、チャック爪が開く高さ位置となるように設定することができる。よって、締付け高さhの異なるワークWであっても、柔軟にねじ締め作業を行うことができる。   Further, even if the type of the workpiece W is changed and the tightening height h is different from the previous one, a plurality of the stop height and the target height set in advance in the storage unit are set in accordance with the type of the workpiece W. Thus, the stop height of the chuck base 30 can be set so that the tip end portion of the chuck 40 described above does not come into contact with the workpiece W and the chuck pawl is at a height position where the chuck pawl is opened. Therefore, even if the workpieces W have different tightening heights h, the screw tightening operation can be performed flexibly.

1 多軸ねじ締め装置
10 ねじ締めツール
20 ねじ締めツール台
21 第1ボールねじ軸
22 第1螺合ナット
23 第1サーボモータ
30 チャック台
31 第2ボールねじ軸
32 第2螺合ナット
40 チャック
50 制御手段
B ビット
BM ビット回転モータ
W ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multi-axis screw fastening apparatus 10 Screw tightening tool 20 Screw tightening tool base 21 1st ball screw shaft 22 1st screwing nut 23 1st servomotor 30 Chuck stand 31 2nd ball screw shaft 32 2nd screwing nut 40 Chuck 50 Control means B bit BM bit rotary motor W Workpiece

Claims (1)

ワークへ螺入するねじに係合可能なビットおよびこのビットに回転を付与するビット回転モータを備えたねじ締めツールと、このねじ締めツールを複数搭載するとともに前記ビットの延びる方向へ往復移動自在に搭載したねじ締めツール台と、前記ねじ締めツール台と平行に往復移動しかつ前記ビットを挿通可能なチャックを備えたチャック台とを有する多軸ねじ締め装置において、
前記ねじ締めツール台は、その往復移動方向に沿って延びる第1ボールねじ軸に螺合した第1螺合ナットを回転自在に支持して成り、前記第1ボールねじ軸に連結した第1サーボモータを備え、
前記チャック台は、その移動方向へ沿って延びる第2ボールねじ軸に螺合した第2螺合ナットを回転自在に支持して成り、前記第2ボールねじ軸に連結した第2サーボモータを備え、
前記第1サーボモータおよび第2サーボモータは、それぞれの回転速度および回転角度から成る駆動指令値を予め記憶する記憶部と、この記憶部の前記駆動指令値に基づきそれぞれの回転駆動を制御する制御部とを備えた制御手段に接続されて成ることを特徴とする多軸ねじ締め装置。
A screw tightening tool having a bit engageable with a screw to be screwed into a workpiece and a bit rotating motor for imparting rotation to the bit, and a plurality of the screw tightening tools are mounted and reciprocally movable in the extending direction of the bit In a multi-axis screw tightening device comprising: a mounted screw tightening tool base; and a chuck base including a chuck that can reciprocate in parallel with the screw tightening tool base and pass the bit.
The screw tightening tool base rotatably supports a first screwing nut screwed to a first ball screw shaft extending along the reciprocating direction, and a first servo coupled to the first ball screw shaft. Equipped with a motor,
The chuck base includes a second servo motor that rotatably supports a second threaded nut that is threadedly engaged with a second ball screw shaft that extends in the moving direction, and that is coupled to the second ball screw shaft. ,
The first servo motor and the second servo motor each store a drive command value including a rotation speed and a rotation angle in advance, and control for controlling each rotation drive based on the drive command value of the storage unit. And a multi-axis screw fastening device connected to a control means having a section.
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