螺釘擰松裝置製造方法
2023-04-26 18:11:16 2
螺釘擰松裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供螺釘擰松裝置，其課題是在擰松螺釘時，在不損傷螺釘的情況下實現螺刀與螺釘槽適當地嵌合的狀態。螺釘擰松裝置具備：螺刀；螺刀驅動部，其使所述螺刀向螺釘的擰松方向和擰緊方向旋轉；軸動驅動部，其使所述螺刀在相對於作為擰松對象的螺釘接近和離開的方向上移動；嵌合狀態檢測部，其檢測所述螺刀和所述螺釘的嵌合狀態；以及控制部，其在利用所述軸動驅動部使所述螺刀朝向所述螺釘移動至規定位置後，解除所述軸動驅動部的驅動，並在利用所述嵌合狀態檢測部確認所述螺刀和所述螺釘的嵌合後，利用所述螺刀驅動部使所述螺刀向螺釘的擰松方向旋轉。
【專利說明】螺釘擰松裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及螺釘擰松裝置。
【背景技術】
[0002]以往，公開了如下的螺釘擰緊裝置:在將螺釘擰緊到工件時，為了使外螺紋螺釘(雄Λ I；)和螺刀軸的末端的嵌合狀態適當以便不使工件和螺釘損傷，而在設定了規定的按壓力的狀態下，反向旋轉驅動螺刀軸(例如，參照專利文獻I)。在專利文獻I中，通過參照螺刀軸末端的位置數據，判斷外螺紋螺釘與螺刀軸的末端是否適當地嵌合。並且，作為檢測螺刀和螺釘的嵌合狀態的方法，還已知有通過對用螺刀吸附螺釘時的螺釘的下端位置進行檢測，來判定螺釘的保持狀態的方法(參照專利文獻2)。並且，已知有在不損壞對部件進行緊固的螺釘的螺紋牙和螺釘頭部的情況下進行螺釘擰松的螺釘擰松裝置(參照專利文獻3)。在專利文獻3中公開了如下結構:在開始擰松螺釘時利用氣缸強力地將螺刀按壓於螺釘，在開始擰松螺釘後，利用壓縮螺旋彈簧以小的力進行按壓。
[0003]專利文獻1:日本特開平7-223130號公報
[0004]專利文獻2:日本特開平3-221331號公報
[0005]專利文獻3:日本特開平5-23928號公報
[0006]在上述專利文獻I和專利文獻3中，為了使螺刀軸的末端適當地嵌合於外螺紋螺釘，而向外螺紋螺釘作用螺刀的按壓力。因此，根據情況，有可能損傷或損壞外螺紋螺釘。在專利文獻I和專利文獻2中，通過檢測螺刀軸末端的位置數據和螺釘的下端位置，能夠確認螺刀的末端與外螺紋螺釘的嵌合狀態，但在成為適當的嵌合狀態之前，有可能損傷外螺紋螺釘。
【發明內容】
[0007]因此，本說明書公開的螺釘擰松裝置的課題是，在擰松螺釘時，在不損傷螺釘的情況下實現螺刀與螺釘槽適當嵌合的狀態。另外，不限於所述課題，起到由以往的技術無法得到的作用效果也能夠作為本發明的其他課題之一，該作用效果是由後述的【具體實施方式】部分所示的各結構導出的作用效果。
[0008]本說明書公開的螺釘擰松裝置具備:螺刀；螺刀驅動部，其使所述螺刀向螺釘的擰松方向和擰緊方向旋轉；軸動驅動部，其使所述螺刀在相對於作為擰松對象的螺釘接近和離開的方向上移動；嵌合狀態檢測部，其檢測所述螺刀和所述螺釘的嵌合狀態；以及控制部，其在利用所述軸動驅動部使所述螺刀朝向所述螺釘移動至規定位置後，解除所述軸動驅動部的驅動，並在利用所述嵌合狀態檢測部確認到所述螺刀和所述螺釘的嵌合後，利用所述螺刀驅動部使所述螺刀向螺釘的擰松方向旋轉。
[0009]在螺刀與螺釘嵌合時，通過解除軸動驅動部的驅動而使螺刀利用重力下降。由此，螺刀不會過度按壓螺釘，從而能夠在不損傷螺釘的情況下使螺刀與螺釘槽適當地嵌合。
[0010]根據本說明書公開的螺釘擰松裝置，在擰松螺釘時，能夠在不損傷螺釘的情況下實現螺刀與螺釘槽適當地嵌合的狀態。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是示出實施方式的螺釘擰松裝置的概略結構的說明圖。
[0012]圖2是示出實施方式的螺釘擰松裝置的主要部分的框圖。
[0013]圖3是示出實施方式的螺釘擰松裝置的擰松螺釘作業的一個例子的流程圖。
[0014]圖4(a_l)?(b-4)是示出螺刀的末端部和螺釘槽的關係的變化的說明圖。
[0015]標號說明
[0016]1:控制部收納部；
[0017]6a:螺刀末端部高度測定傳感器(嵌合狀態檢測部/位置信息取得部)；
[0018]7:電動驅動部；
[0019]8:螺刀；
[0020]9:Y方向移動導軌；
[0021]10:工件設置臺；
[0022]20:微型計算機(控制部)；
[0023]23:X方向移動伺服馬達；
[0024]25:Y方向移動伺服馬達；
[0025]27:Ζ方向移動伺服馬達(軸動驅動部);
[0026]29:螺刀驅動伺服馬達(螺刀驅動部)；
[0027]30:轉矩檢測部(嵌合狀態檢測部);
[0028]100:螺釘擰松裝置。
【具體實施方式】
[0029]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。其中，在附圖中，各部分的尺寸、t匕例等存在未以與實際結構完全一致的方式圖示的情況。並且，根據附圖，為了方便說明，存在省略了實際上存在的結構要素的情況。
[0030](實施方式)
[0031]圖1是示出實施方式的螺釘擰松裝置100的概略結構的說明圖。圖2是示出實施方式的螺釘擰松裝置100的主要部分的框圖。另外，在以下的說明中，將XYZ方向作為圖1所示的方向進行說明。Y方向是與X方向、Z方向正交的方向，是與紙面垂直的方向。
[0032]螺釘擰松裝置100可以擰松在便攜電話終端機、平板型個人計算機、筆記本型個人計算機等中使用的螺釘。參照圖1，螺釘擰松裝置100具備作為基座的箱狀的控制部收納部I。在控制部收納部I內收納有電源和後面詳述的相當於控制部的微型計算機20。在控制部收納部I立起設置有支柱2。在支柱2設有板狀的伺服放大器安裝部3。並且，在支柱2安裝有沿X方向延伸的X方向移動導軌4。X方向移動導軌4沿水平方向延伸。Z方向移動導軌5以能夠沿該X方向移動導軌4移動的方式安裝在X方向移動導軌4上。Z方向移動導軌5沿垂直方向延伸。軸動部件6以能夠沿Z方向移動導軌5移動的方式安裝在Z方向移動導軌5上。在軸動部件6設有螺刀末端部高度測定傳感器6a。螺刀末端部高度測定傳感器6a相當於後面詳述的對螺刀8的末端部和螺釘12的嵌合狀態進行檢測的嵌合狀態檢測部，還相當於取得螺刀8的高度位置信息的位置信息取得部。在軸動部件6設有電動驅動部7。在電動驅動部7的下端部、即Z方向的下端部安裝有螺刀8。在控制部收納部I的上側鋪設有Y方向移動導軌9。工件設置臺10以能夠沿Y方向移動導軌9移動的方式安裝在Y方向移動導軌9上。工件11設置在工件設置臺10上。
[0033]參照圖2，螺釘擰松裝置100具備相當於控制部的微型計算機20。微型計算機20具備 ROM (Read Only Memory:只讀存儲器)20a 和 RAM (Random Access Memory:隨機存儲器)20b。啟動開關21與微型計算機20電連接。微型計算機20能夠讀入與作為擰松對象的螺釘相關的數據。在與螺釘相關的數據中，包括已擰入到工件11的螺釘的坐標信息。即，在與螺釘相關的數據中，包括螺釘的X位置、Y位置、Z位置的坐標信息。另外，在Z位置的坐標中包括螺釘頭12a的頂部的坐標和設於螺釘頭12a的螺釘槽12b的底部12bl的坐標。在微型計算機20連接有螺刀末端部高度測定傳感器6a。螺刀末端部高度測定傳感器6a通過測定螺釘8的基端側的高度位置，能夠識別螺刀8的末端部的位置。
[0034]X方向移動伺服放大器22、Y方向移動伺服放大器24、Z方向移動伺服放大器26以及螺刀驅動伺服放大器28與微型計算機20電連接。X方向移動伺服放大器22、Y方向移動伺服放大器24、Z方向移動伺服放大器26以及螺刀驅動伺服放大器28安裝於伺服放大器安裝部3。
[0035]X方向移動伺服馬達23與X方向移動伺服放大器22電連接。X方向移動伺服馬達23具備編碼器23a，能夠掌握X方向移動伺服馬達23的轉速。X方向移動伺服馬達23使安裝有具有電動驅動部7的軸動部件6的Z方向移動導軌5上沿X方向移動導軌4移動。
[0036]Y方向移動伺服馬達25與Y方向移動伺服放大器24電連接。Y方向移動伺服馬達25具備編碼器25a，能夠掌握Y方向移動伺服馬達25的轉速。Y方向移動伺服馬達25使工件設置臺10沿Y方向移動導軌9移動。
[0037]Z方向移動伺服馬達27與Z方向移動伺服放大器26電連接。Z方向移動伺服馬達27具備編碼器27a，能夠掌握Z方向移動伺服馬達27的轉速。Z方向移動伺服馬達27使具有電動驅動部7的軸動部件6沿Z方向移動導軌5移動。Z方向移動伺服馬達27是使螺刀8 (軸動部件6)在相對於作為擰松對象的螺釘12接近和離開的方向上移動的軸動驅動部的一個例子。
[0038]螺刀驅動伺服馬達29與螺刀驅動伺服放大器28電連接。螺刀驅動伺服馬達29具備編碼器29a，能夠掌握螺刀驅動伺服馬達29的轉速。螺刀驅動伺服馬達29相當於使螺刀8向螺釘12的擰松方向和擰緊方向旋轉的螺刀驅動部。即，螺刀驅動伺服馬達29能夠正向旋轉和反向旋轉。螺刀驅動伺服馬達29還能夠進行速度調整。螺刀驅動伺服馬達29具備轉矩檢測部30。轉矩檢測部30與微型計算機20電連接。轉矩檢測部30能夠檢測螺刀驅動伺服馬達29的旋轉轉矩。轉矩檢測部30可以包括於檢測螺刀8和螺釘12的嵌合狀態的嵌合狀態檢測部。轉矩檢測部30能夠檢測在解除Z方向移動伺服馬達27的驅動的狀態下利用驅動伺服馬達29使螺刀8向螺釘的擰緊方向旋轉時作用於螺刀8的轉矩。根據該轉矩的檢測值，能夠檢測螺刀8和螺釘12的嵌合狀態。即，使螺刀8向擰緊方向旋轉，若檢測到螺釘12的規定的擰緊轉矩以上的值則可以判斷為螺刀8與螺釘12適當地嵌合。
[0039]相當於控制部的微型計算機20使螺刀8移動至期望的位置。並且，微型計算機20在利用Z方向移動伺服馬達27使螺刀8朝向螺釘12移動至規定位置後，解除Z方向移動伺服馬達27的驅動。由此，使螺刀8利用重力落下。然後，在確認到螺刀8和螺釘12的嵌合後，利用螺刀驅動伺服馬達29使螺刀8向螺釘12的擰松方向旋轉。並且，微型計算機20能夠在未確認到螺刀8和螺釘12的嵌合狀態時，利用螺刀驅動伺服馬達29使螺刀8旋轉，來使螺刀8與螺釘12嵌合。
[0040]接下來，參照圖3、圖4對使用如上所述的擰松裝置100的擰松螺釘作業的一個例子進行說明。圖3是示出實施方式的螺釘擰松裝置100的擰松螺釘作業的一個例子的流程圖。圖4(a-l)?(b-4)是示出螺刀8的末端部8a和螺釘槽12的關係的變化的說明圖。擰松螺釘作業中的控制主要由微型計算機20進行。
[0041]首先，在步驟SI中，讀入螺釘12的X、Y坐標、螺釘頭12a的頂部的Z坐標。然後，在步驟S2中，使X方向移動伺服馬達23和Y方向移動伺服馬達25運轉，使得螺釘8的X、Y坐標與螺釘12的X、Y坐標一致。然後，在接著步驟S2進行的步驟S3中，使Z方向移動伺服馬達27運轉，如圖4(a-l)、圖4(b-l)所示地使螺刀8朝向螺釘12移動至規定位置。這裡，所謂規定位置是比螺釘頭12a的頂部的Z坐標靠上側的位置。S卩，螺刀8被下降到其末端部8a不與螺釘頭12a接觸的位置。
[0042]在接著步驟S3進行的步驟S4中，解除Z方向移動伺服馬達27的驅動。具體地，切斷對Z方向移動伺服馬達27的通電，成為勵磁切斷的狀態。於是，如圖4(a-2)所示地，螺刀8利用重力緩緩落下。在這樣的狀態下，在步驟S5中，檢測螺刀8的末端部8a的高度位置。由於螺刀8利用重力緩緩落下，所以能夠避免螺刀8強力按壓到螺釘頭12a，由此能夠避免螺釘頭12a的損傷。
[0043]在接著步驟S5進行的步驟S6中，判斷螺刀8的末端部8a是否與螺釘槽12b的底部12bl的高度(Z坐標)一致。在使螺刀8利用重力落下時，若如圖4(a-3)和圖4(b_3)所示地螺刀8的方向和螺釘槽12b的方向一致，則螺刀8的末端部8a和螺釘槽12b能夠適當嵌合。此時，螺刀8的末端部8a的Z坐標與螺釘槽12b的底部12bl的Z坐標一致。在該情況下，在步驟S6中判斷為「是」，進入步驟S8。
[0044]另一方面，在使螺刀8利用重力落下時,若如圖4(a_2)和圖4(b_2)所不地螺刀8的方向和螺釘槽12b的方向不一致，則螺刀8的末端部8a和螺釘槽12b無法適當嵌合。在該情況下，螺刀8的末端部8a的Z坐標會示出比螺釘槽12b的底部12bl的Z坐標高的位置。在該情況下，在步驟S6中判斷為「否」，進入步驟S7。在步驟S7中，使螺刀8以低速向螺釘擰緊方向旋轉，使螺刀8的方向和螺釘槽12b的方向一致。這裡，所謂低速例如可以設為10rpm以下的旋轉速度。其宗旨為設成比通常擰緊螺釘時的速度低的速度。例如，擰緊螺釘時的旋轉速度為3000rpm左右，與此相對，步驟S7中的旋轉設為10rpm以下的旋轉速度。這樣，通過使螺刀8以低速旋轉，能夠避免在螺刀8的末端部8a未徹底地嵌合於螺釘槽12b的狀態下，螺刀8猛烈地旋轉而損傷螺釘12。並且，此時，Z方向移動伺服馬達27的驅動也被解除，螺刀8不會被強力地按壓於螺釘12，因此螺刀8能夠順暢地旋轉，能夠抑制螺釘頭12a的損傷。並且，通過解除Z方向移動伺服馬達27的驅動，在成為螺刀8的方向和螺釘槽12b的方向一致的狀態時，螺刀8的末端部8a能夠順暢地進入螺釘槽12a內。而且，通過使螺刀8的旋轉方向為螺釘擰緊方向，能夠在更穩定的狀態下探索螺刀8的方向和螺釘槽12b的方向一致的狀態。假設使螺刀8向螺釘擰松方向旋轉，則有可能螺刀8以不完全的狀態嵌合於螺釘槽12b，螺釘12開始旋轉，損傷螺釘12。通過使螺刀8的旋轉方向為螺釘擰緊方向，能夠避免這樣的情況。這裡，使螺刀8旋轉的角度可以根據螺釘槽12b的形狀來決定。例如，螺釘槽12b為每隔90度具有槽的十字形狀時，將旋轉的角度預先設為90度的話，就能夠找出螺刀8和螺釘槽12b適當嵌合的狀態。並且，例如三叉狀的螺釘槽的情況下，將旋轉角度預先設為120°即可。
[0045]當螺刀8的末端部8a與螺釘槽12b吻合時，螺刀8的末端部8a的高度位置下降，螺刀8的末端部8a的Z坐標與螺釘槽12b的底部12bl的Z坐標一致。由此，能夠在步驟S6中判斷為「是」。另外，在螺刀8的末端部8a與螺釘槽12b吻合時，螺刀8的末端部8a的高度位置下降，因此在檢測出這樣的高度位置的變化時，也可以判斷為螺刀8和螺釘槽12b已適當地嵌合。
[0046]在步驟S7的處理之後，再次進行步驟S6的處理。在步驟S6中判斷為「是」時，進入步驟S8。在步驟S8中，使螺刀8向螺釘擰緊方向旋轉。而且，在步驟S9中，判斷在步驟S8進行的旋轉的旋轉轉矩的檢測值是否在螺釘12的規定的擰緊轉矩以上。這是利用在進一步擰緊已擰緊的螺釘12時由轉矩檢測部30檢測出的旋轉轉矩，來檢測螺刀8和螺釘槽12b的嵌合狀態的措施。通過該措施，若旋轉轉矩的檢測值在螺釘12的規定的擰緊轉矩以上，則判斷為螺刀8與螺釘槽12b為適當的嵌合狀態。這樣，為了檢測螺刀8的末端部8a和螺釘槽12b的嵌合狀態，通過結合使用與螺刀8的末端部8a的高度位置相關的信息和與旋轉轉矩相關的信息，能夠進行更準確的嵌合狀態的判定。另外，為了檢測螺刀8和螺釘槽12b的嵌合狀態，可以只採用其中一種措施。
[0047]在步驟S9中判斷為「是」時，進入步驟S10。在步驟SlO中，擰松螺釘12。S卩，如圖4(a-4)和圖4(b-4)所示，螺刀8向擰松方向旋轉。由此，螺釘12在不發生損傷的情況下被抒松。之後，處理返回(return)。
[0048]在步驟S9中判斷為「否」時，進入步驟S11。在步驟Sll中，判斷重試次數是否為2次以上。在步驟Sll中判斷為「否」時，重複從步驟SI開始的處理。在步驟Sll中判斷為「是」時，在步驟S12中，視為錯誤判定。之後，處理返回。
[0049]如上所述，本實施方式的螺釘擰松裝置100在使螺刀8與螺釘槽12b嵌合時解除了 Z方向移動伺服馬達27的驅動，因此能夠抑制螺釘12的損傷，使兩者順暢地嵌合。並且，也抑制了檢測兩者的嵌合狀態時的螺釘12的損傷。這樣，根據本實施方式的螺釘擰松裝置100，能夠在不損傷螺釘12的情況下實現螺刀8和螺釘槽12b適當嵌合的狀態。
[0050]本實施方式的螺釘擰松裝置100將便攜電話終端機、平板型個人計算機、筆記本型個人計算機等作為對象，但也可以應用在需要擰松螺釘的任何設備和任何情況下。並且，本實施方式的螺釘擰松裝置100在各部分使用了伺服馬達，但也可以使用其他公知的動力源來使各部分動作。在這樣的情況下，為了在使螺刀嵌合於螺釘時解除Z軸方向的驅動，可以根據動力源的種類，適當裝備離合器，或者裝備空氣壓的釋放機構。
[0051]以上對本發明的優選的實施方式進行了詳述，但本發明不限定於所述特定的實施方式，在權利要求書所記載的本發明的主旨的範圍內，能夠進行各種變形、變更。例如，在上述實施方式中，作為各部分的驅動機構，使用了組合伺服馬達和伺服放大器的結構，但也可以採用以往公知的驅動機構，例如致動器或步進馬達。
【權利要求】
1.一種螺釘擰松裝置，其具備: 螺刀； 螺刀驅動部，其使所述螺刀向螺釘的擰松方向和擰緊方向旋轉； 軸動驅動部，其使所述螺刀在相對於作為擰松對象的螺釘接近和離開的方向上移動； 嵌合狀態檢測部，其檢測所述螺刀和所述螺釘的嵌合狀態；以及 控制部，其在利用所述軸動驅動部使所述螺刀朝向所述螺釘移動至規定位置後，解除所述軸動驅動部的驅動，並在利用所述嵌合狀態檢測部確認到所述螺刀和所述螺釘的嵌合後，利用所述螺刀驅動部使所述螺刀向螺釘的擰松方向旋轉。
2.根據權利要求1所述的螺釘擰松裝置，其中， 所述控制部在利用所述嵌合狀態檢測部未確認到所述螺刀和所述螺釘的嵌合狀態時，利用所述螺刀驅動部使所述螺刀旋轉來使所述螺刀與所述螺釘嵌合。
3.根據權利要求1或2所述的螺釘擰松裝置，其中， 所述嵌合狀態檢測部包括轉矩檢測部，所述轉矩檢測部用於檢測在解除了所述軸動驅動部的驅動的狀態下利用所述螺刀驅動部使所述螺刀向螺釘的擰緊方向旋轉時作用於所述螺刀的轉矩。
4.根據權利要求1或2所述的螺釘擰松裝置，其中， 所述嵌合狀態檢測部包括位置信息取得部，所述位置信息取得部用於取得解除了所述軸動驅動部的驅動後的所述螺刀的高度位置信息。
【文檔編號】B23P19/06GK104275592SQ201410286972
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2013年7月5日
【發明者】藤本博 申請人:富士通周邊機株式會社