本發(fā)明涉及螺紋擰緊方法及螺紋擰緊裝置。
背景技術(shù):
在將外螺紋與內(nèi)螺紋擰緊時,存在一方的螺紋的旋轉(zhuǎn)軸相對于另一方的螺紋的旋轉(zhuǎn)軸以傾斜的狀態(tài)開始螺合而產(chǎn)生外螺紋與內(nèi)螺紋的嚙入的可能性。
相對于此,在日本特開2006-315097公開的螺紋擰緊方法中,在一邊通過非螺合狀態(tài)的外螺紋和非螺合狀態(tài)的內(nèi)螺紋中的與擰緊工具的軸部卡合的一方來按壓非螺合狀態(tài)的外螺紋和非螺合狀態(tài)的內(nèi)螺紋中的另一方,一邊向松緩螺紋的方向使軸部反向旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下,檢測由外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞產(chǎn)生的振動。由此,檢測防止外螺紋與內(nèi)螺紋的嚙入的螺合開始位置。另外,每當(dāng)軸部進行1次反向旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞。
然而,在日本特開2006-315097公開的螺紋擰緊方法中,無法區(qū)分由外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞產(chǎn)生的振動和其他的噪聲振動,因此難以準(zhǔn)確地檢測防止外螺紋與內(nèi)螺紋的嚙入的螺合開始位置。因此,以噪聲振動的產(chǎn)生為起因,容易產(chǎn)生外螺紋與內(nèi)螺紋的嚙入。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供即使在螺紋牙彼此的碰撞以外的噪聲產(chǎn)生的情況下也能夠抑制外螺紋與內(nèi)螺紋的嚙入的螺紋擰緊方法及螺紋擰緊裝置。
本發(fā)明的第一形態(tài)涉及一種螺紋擰緊方法,包括:一邊通過非螺合狀態(tài)的外螺紋和非螺合狀態(tài)的內(nèi)螺紋中的與擰緊工具的軸部卡合的一方來按壓非螺合狀態(tài)的外螺紋和非螺合狀態(tài)的內(nèi)螺紋中的另一方,一邊向松緩與軸部卡合的一方的螺紋的方向使所述軸部進行反向旋轉(zhuǎn);在使所述軸部反向旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下,通過傳感器來檢測所述外螺紋與所述內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞(多次);判定由所述傳感器檢測出的碰撞的時間間隔與根據(jù)所述軸部的旋轉(zhuǎn)速度而算出的碰撞的理論周期是否一致;及在判定為所述時間間隔與所述理論周期一致的情況下,使所述軸部正向旋轉(zhuǎn)而將所述外螺紋與所述內(nèi)螺紋擰緊。在該螺紋擰緊方法中,判定由傳感器檢測出的碰撞的時間間隔與根據(jù)軸部的旋轉(zhuǎn)速度而算出的碰撞的理論周期是否一致。并且,在判定為時間間隔與理論周期一致的情況下,使軸部正向旋轉(zhuǎn)而將外螺紋與內(nèi)螺紋擰緊。因此,能夠?qū)ν饴菁y與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞和噪聲進行區(qū)分,能夠準(zhǔn)確地檢測螺合開始位置。因此,即使在螺紋牙彼此的碰撞以外的噪聲產(chǎn)生的情況下,也能夠抑制外螺紋與內(nèi)螺紋的嚙入。
在上述的第一形態(tài)中,可以是,對于由所述傳感器檢測出的一連串的碰撞,在預(yù)先確定的多次判定為所述時間間隔與所述理論周期一致的情況下,使所述軸部正向旋轉(zhuǎn)而將所述外螺紋與所述內(nèi)螺紋擰緊。由此,在時間間隔與理論周期的一致僅為1次的情況下,不進行向正向旋轉(zhuǎn)的切換。因此,能夠抑制雖然不是外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞但是時間間隔偶發(fā)性地與理論周期一致的情況造成的誤檢測。由此,能夠進一步抑制外螺紋與內(nèi)螺紋的嚙入的產(chǎn)生。
在上述的第一形態(tài)中,可以是,在判定為自使所述軸部反向旋轉(zhuǎn)起經(jīng)過了預(yù)先確定的時間之后發(fā)生的所述碰撞的所述時間間隔與所述理論周期一致的情況下,使所述軸部正向旋轉(zhuǎn)而將所述外螺紋與所述內(nèi)螺紋擰緊。由此,忽略從反向旋轉(zhuǎn)的步驟開始起至經(jīng)過預(yù)先確定的時間的期間產(chǎn)生的螺紋牙彼此以外的碰撞。因此,能夠抑制以螺紋牙彼此的碰撞以外的碰撞為起因的誤檢測。由此,能夠進一步抑制外螺紋與內(nèi)螺紋的嚙入的產(chǎn)生。
在上述的第一形態(tài)中,可以是,通過由傳感器測定振動,來檢測所述外螺紋與所述內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞。根據(jù)該方法,通過測定振動來檢測碰撞。因此,能夠容易地檢測外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞。
在上述的第一形態(tài)中,可以是,檢測由所述傳感器測定出的振動的振動強度為預(yù)先確定的振動強度以上的情況作為所述外螺紋與所述內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的所述碰撞。
在上述的第一形態(tài)中,可以是,在所述時間間隔與所述理論周期的偏差為預(yù)先確定的容許范圍內(nèi)的情況下,判定為所述時間間隔與所述理論周期一致。
在上述的第一形態(tài)中,可以是,僅在判定為所述時間間隔與所述理論周期一致的情況下,使所述軸部正向旋轉(zhuǎn)而將所述外螺紋與所述內(nèi)螺紋擰緊。
本發(fā)明的第二形態(tài)涉及一種螺紋擰緊裝置,具備軸部、電動機、傳感器和控制部,軸部與外螺紋或內(nèi)螺紋卡合而傳遞旋轉(zhuǎn)力,電動機能夠驅(qū)動所述軸部正向旋轉(zhuǎn)及反向旋轉(zhuǎn),傳感器構(gòu)成為檢測所述外螺紋與所述內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞,控制部構(gòu)成為控制所述電動機,在使與非螺合狀態(tài)的所述外螺紋和非螺合狀態(tài)的所述內(nèi)螺紋中的一方卡合的所述軸部向松緩與所述軸部卡合的螺紋的方向進行了反向旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下,所述控制部判定由所述傳感器檢測出的碰撞的時間間隔與根據(jù)所述軸部的旋轉(zhuǎn)速度而算出的碰撞的理論周期是否一致,在判定為所述時間間隔與所述理論周期一致的情況下,所述控制部控制所述電動機以使所述軸部正向旋轉(zhuǎn)而將所述外螺紋與所述內(nèi)螺紋擰緊。在該螺紋擰緊裝置中,控制部判定由傳感器檢測出的碰撞的時間間隔與根據(jù)軸部的旋轉(zhuǎn)速度而算出的碰撞的理論周期是否一致。并且,在判定為時間間隔與理論周期一致的情況下,控制部控制電動機以使軸部正向旋轉(zhuǎn)而將外螺紋與內(nèi)螺紋擰緊。因此,能夠?qū)ν饴菁y與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞和噪聲進行區(qū)分,能夠準(zhǔn)確地檢測螺合開始位置。因此,即使在螺紋牙彼此的碰撞以外的噪聲產(chǎn)生的情況下,也能夠抑制外螺紋與內(nèi)螺紋的嚙入。
在上述第二形態(tài)中,可以是,對于由所述傳感器檢測出的一連串的碰撞,在預(yù)先確定的多次判定為所述時間間隔與所述理論周期一致的情況下,控制所述電動機以使所述軸部正向旋轉(zhuǎn)而將所述外螺紋與所述內(nèi)螺紋擰緊。
在上述第二形態(tài)中,可以是,僅在判定為所述時間間隔與所述理論周期一致的情況下,控制所述電動機以使所述軸部正向旋轉(zhuǎn)而將所述外螺紋與所述內(nèi)螺紋擰緊。
根據(jù)本發(fā)明,能夠提供即使在螺紋牙彼此的碰撞以外的噪聲產(chǎn)生的情況下也能夠抑制外螺紋與內(nèi)螺紋的嚙入的螺紋擰緊方法及螺紋擰緊裝置。
附圖說明
以下參照附圖說明本發(fā)明示例性實施方式的特征、優(yōu)點及技術(shù)上、工業(yè)上的意義,其中,相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。
圖1是表示實施方式的螺紋擰緊裝置的整體結(jié)構(gòu)的一例的示意圖。
圖2是表示實施方式的螺紋擰緊裝置的主體部的構(gòu)成例的示意圖。
圖3是表示實施方式的螺紋擰緊裝置的控制部的構(gòu)成例的框圖。
圖4是表示控制部的cpu運算處理部的功能結(jié)構(gòu)的一例的框圖。
圖5a是表示在外螺紋的旋轉(zhuǎn)軸與內(nèi)螺紋的旋轉(zhuǎn)軸一致的狀態(tài)下進行反向旋轉(zhuǎn)的情況的示意圖。
圖5b是表示以圖5a所示的狀態(tài)進行了反向旋轉(zhuǎn)的情況下外螺紋的螺紋牙沿著內(nèi)螺紋的螺紋牙進行移動的軌跡的示意圖。
圖6a是表示在外螺紋的旋轉(zhuǎn)軸相對于內(nèi)螺紋的旋轉(zhuǎn)軸傾斜的狀態(tài)下進行反向旋轉(zhuǎn)的情況的示意圖。
圖6b是表示以圖6a所示的狀態(tài)進行了反向旋轉(zhuǎn)的情況下外螺紋的螺紋牙沿著內(nèi)螺紋的螺紋牙進行移動的軌跡的示意圖。
圖7是表示在圖5a所示的狀態(tài)之后進行擰緊的狀態(tài)的示意圖。
圖8是表示從圖6a所示的狀態(tài)向圖5a所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)變之后向圖7所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)變時產(chǎn)生的振動的波形的坐標(biāo)圖。
圖9是說明判定為與理論周期一致的實測周期的范圍的示意圖。
圖10是表示基于設(shè)定部的設(shè)定動作的一例的流程圖。
圖11是表示使用了實施方式的螺紋擰緊裝置的螺紋擰緊方法的一例的流程圖。
圖12是使用了實施方式的螺紋擰緊裝置的螺紋擰緊方法的更詳細(xì)的流程圖。
圖13a是用于說明本實施方式的螺紋擰緊方法的時間圖。
圖13b是用于說明本實施方式的螺紋擰緊方法的時間圖。
圖13c是用于說明本實施方式的螺紋擰緊方法的時間圖。
圖13d是用于說明本實施方式的螺紋擰緊方法的時間圖。
圖14是表示振動信號的一例的坐標(biāo)圖。
圖15是表示振動信號的一例的坐標(biāo)圖。
圖16是表示振動信號的一例的坐標(biāo)圖。
圖17是表示振動信號的一例的坐標(biāo)圖。
具體實施方式
以下,參照附圖,說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示本實施方式的螺紋擰緊裝置1的整體結(jié)構(gòu)的一例的示意圖。如圖1所示,螺紋擰緊裝置1具有主體部10和對主體部10的后述的電動機103進行控制的控制部20。主體部10與控制部20由在主體部10與控制部20之間傳遞輸入輸出的各種信號及電流等的連接線纜30電連接。另外,在本實施方式中,示出主體部10與控制部20分離的構(gòu)成例,但是也可以將控制部20裝入主體部10。
圖2是表示主體部10的構(gòu)成例的示意圖。以下,參照圖2,對主體部10進行說明。主體部10是由人手握持的上螺母器。主體部10也稱為擰緊工具。主體部10通過使外螺紋或內(nèi)螺紋中的一方旋轉(zhuǎn)來進行外螺紋及內(nèi)螺紋的擰緊。例如,主體部10使螺栓旋轉(zhuǎn),使螺栓相對于螺母或螺紋孔擰緊。主體部10具有起動桿101、連接器102、電動機103、減速器104、軸部105、轉(zhuǎn)矩檢測部106、旋轉(zhuǎn)檢測部107、振動檢測部108。
起動桿101是由使用者操作的桿。將連接線纜30連接于連接器102,當(dāng)按下起動桿101時,經(jīng)由連接線纜30向控制部20發(fā)送起動信號。
電動機103是按照來自控制部20的信號來切換驅(qū)動方向的電動機,能夠?qū)⑤S部105驅(qū)動為正向旋轉(zhuǎn)及反向旋轉(zhuǎn)。在此,正向旋轉(zhuǎn)是指擰緊螺紋的方向,反向旋轉(zhuǎn)是指松緩螺紋的方向。電動機103產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由減速器104向軸部105傳遞。軸部105在其前端處與外螺紋或內(nèi)螺紋卡合,向卡合的外螺紋或內(nèi)螺紋傳遞旋轉(zhuǎn)力。另外,通過電動機103的驅(qū)動而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩由檢測轉(zhuǎn)矩的傳感器即轉(zhuǎn)矩檢測部106檢測,并經(jīng)由連接線纜30向控制部20通知。而且,電動機103的旋轉(zhuǎn)由檢測旋轉(zhuǎn)的傳感器即旋轉(zhuǎn)檢測部107檢測,經(jīng)由連接線纜30向控制部20通知。
振動檢測部108是檢測外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞的傳感器的一例,是測定主體部10產(chǎn)生的振動的振動傳感器。這樣,在本實施方式中,通過測定振動來檢測碰撞。因此,能夠容易地檢測外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞。由振動檢測部108測定出的振動信號經(jīng)由連接線纜30向控制部20通知。具體而言,振動檢測部108將檢測出的振動轉(zhuǎn)換成電信號,并作為振動信號向控制部20輸出。
接下來,參照圖3,說明控制部20。圖3是表示控制部20的構(gòu)成例的框圖。如圖3所示,控制部20具有cpu運算處理部250、設(shè)定值存儲部201、速度電流指令部202、伺服電流控制部203、電流檢測部204、輸入輸出控制部205、轉(zhuǎn)矩信號放大器206、a/d轉(zhuǎn)換器207、旋轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)換部208、旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)換部209、振動信號放大器210。
cpu運算處理部250以由例如進行控制處理、運算處理等的cpu(centralprocessingunit)、存儲裝置等構(gòu)成的微型計算機為中心而成為硬件結(jié)構(gòu),該存儲裝置存儲由cpu執(zhí)行的控制程序、運算程序、處理數(shù)據(jù)等并由rom(readonlymemory)及ram(randomaccessmemory)等構(gòu)成。另外,cpu運算處理部250例如具備計時器等,能夠進行時間計測。例如cpu運算處理部250構(gòu)成為能夠進行1毫秒單位的時間計測。
設(shè)定值存儲部201例如由存儲器或硬盤等這樣的存儲裝置構(gòu)成,存儲有使軸部105反向旋轉(zhuǎn)時的反向旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)定值、根據(jù)該反向旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)定值而算出的理論周期的設(shè)定值、計數(shù)閾值。在此,理論周期是以預(yù)定的反向旋轉(zhuǎn)速度使軸部105旋轉(zhuǎn)時外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞產(chǎn)生的周期性的振動的理論上的周期。相對于理論周期,將由振動檢測部108檢測出的碰撞(振動)的時間間隔稱為實測周期。如果檢測不出噪聲振動而僅檢測出外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞,則實測周期與理論周期一致。另一方面,當(dāng)檢測出噪聲振動時,實測周期與理論周期不一致。而且,計數(shù)閾值是用于決定在檢測出幾次與理論周期一致的碰撞時向正向旋轉(zhuǎn)切換的閾值。換言之,計數(shù)閾值是為了向正向旋轉(zhuǎn)切換所需的與理論周期一致的碰撞的檢測次數(shù)。另外,設(shè)定值存儲部201可以構(gòu)成為cpu運算處理部250具備的存儲裝置的一部分。
主體部10的起動信號、轉(zhuǎn)矩檢測部106檢測出的轉(zhuǎn)矩信號、根據(jù)旋轉(zhuǎn)檢測部107檢測出的角度而生成的旋轉(zhuǎn)角度信號、振動檢測部108檢測出的振動信號、存儲于設(shè)定值存儲部201的設(shè)定值等向cpu運算處理部250輸入。cpu運算處理部250基于這各種輸入,將用于進行電動機103的控制的控制信號向速度電流指令部202輸出。速度電流指令部202是基于來自電流檢測部204的信號、來自旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)換部209的信號及來自cpu運算處理部250的控制信號算出與通過來自cpu運算處理部250的控制信號而指定的速度對應(yīng)的伺服電流值并向伺服電流控制部203通知的電路。伺服電流控制部203是進行控制以將與通知的伺服電流值對應(yīng)的電流向電動機103依次輸出的電路。電流檢測部204是檢測向電動機103的電流值的電路,將檢測出的電流值向速度電流指令部202輸出。輸入輸出控制部205是構(gòu)成與連接線纜30的接口的電路,例如,將起動信號向cpu運算處理部250輸出。
轉(zhuǎn)矩信號放大器206是將從轉(zhuǎn)矩檢測部106輸出的轉(zhuǎn)矩信號放大的放大器,將放大后的轉(zhuǎn)矩信號向a/d轉(zhuǎn)換器207輸出。a/d轉(zhuǎn)換器207是對于從轉(zhuǎn)矩信號放大器206輸出的轉(zhuǎn)矩信號進行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器,并將數(shù)字信號向cpu運算處理部250輸出。旋轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)換部208是將由旋轉(zhuǎn)檢測部107檢測出的信號轉(zhuǎn)換成表示電動機103的旋轉(zhuǎn)角度的信號即旋轉(zhuǎn)角度信號的電路,并將旋轉(zhuǎn)角度信號向旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)換部209及cpu運算處理部250輸出。旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)換部209是將來自旋轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)換部208的旋轉(zhuǎn)角度信號轉(zhuǎn)換成表示電動機103的旋轉(zhuǎn)速度的信號即旋轉(zhuǎn)速度信號的電路,并將旋轉(zhuǎn)速度信號向速度電流指令部202輸出。振動信號放大器210是將由振動檢測部108測定到的振動信號放大的放大器,并將放大后的振動信號向cpu運算處理部250輸出。
接下來,說明螺紋擰緊裝置1的基于碰撞的檢測的軸部105的旋轉(zhuǎn)控制。圖4是表示cpu運算處理部250的功能結(jié)構(gòu)的一例的框圖。另外,在圖4中,著眼于與基于碰撞的檢測的旋轉(zhuǎn)控制相關(guān)的構(gòu)成要素而圖示,以下,主要說明基于碰撞的檢測的旋轉(zhuǎn)控制,關(guān)于cpu運算處理部250具備的其他的功能結(jié)構(gòu),省略說明。如圖4所示,cpu運算處理部250具有設(shè)定部251、旋轉(zhuǎn)控制部252、碰撞判定部253。設(shè)定部251、旋轉(zhuǎn)控制部252及碰撞判定部253例如通過利用cpu執(zhí)行上述控制程序或運算程序來實現(xiàn)。
在以下的說明中,旋轉(zhuǎn)軸對于擰緊時旋轉(zhuǎn)的螺紋是指其旋轉(zhuǎn)的軸,對于擰緊時不旋轉(zhuǎn)的螺紋是指為了正確的螺合(不產(chǎn)生嚙入的螺合)而對于對方的旋轉(zhuǎn)的螺紋所要求的旋轉(zhuǎn)軸。設(shè)定部251決定使軸部105反向旋轉(zhuǎn)時的反向旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)定值,并將決定的反向旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)定值存儲于設(shè)定值存儲部201。另外,反向旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)定值例如基于來自使用者的輸入值或來自外部的裝置的輸入值等來決定。而且,設(shè)定部251根據(jù)決定的反向旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)定值來算出上述的理論周期,并將算出的理論周期的設(shè)定值存儲于設(shè)定值存儲部201。在此,對理論周期的算出方法進行說明。在外螺紋的旋轉(zhuǎn)軸與內(nèi)螺紋的旋轉(zhuǎn)軸一致的情況下,當(dāng)軸部105進行反向旋轉(zhuǎn)時,由于外螺紋的螺紋牙與內(nèi)螺紋的螺紋牙的高低差,外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞每當(dāng)軸部105旋轉(zhuǎn)1圈時產(chǎn)生1次。因此,理論周期與軸部105反向旋轉(zhuǎn)時的軸部105的旋轉(zhuǎn)的周期相同,因此如下述的式(1)所示。
理論周期(秒)=1/(反向旋轉(zhuǎn)速度(rpm)/60(秒))…(1)
在此,在使軸部105反向旋轉(zhuǎn)時,旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為固定,因此理論周期也成為固定。例如,在反向旋轉(zhuǎn)速度為120rpm的情況下,上述式(1)如下述式(2)那樣表示。
0.5(秒)=1/(120(rpm)/60(秒))…(2)
即,這種情況的理論周期成為0.5秒、即500毫秒。這樣,設(shè)定部251根據(jù)反向旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)定值來算出理論周期。
此外,設(shè)定部251設(shè)定上述的計數(shù)閾值,并將設(shè)定的計數(shù)閾值存儲于設(shè)定值存儲部201。另外,計數(shù)閾值例如基于來自使用者的輸入值或來自外部的裝置的輸入值等來決定。作為計數(shù)閾值,設(shè)定2個以上的值。計數(shù)閾值的值越大,則越能夠更準(zhǔn)確地檢測外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞。即,雖然也能想到包含不是外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞的碰撞在內(nèi)的一連串的碰撞的周期偶發(fā)性地與理論周期一致的情況,但是越增大計數(shù)閾值的值,則越能夠降低將這樣的錯誤的碰撞誤檢測為外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞的可能性,能夠提高檢測精度。即,對于一連串的碰撞,在預(yù)先確定的多次判定為實測周期與理論周期一致的情況下,使軸部105正向旋轉(zhuǎn)而將外螺紋與內(nèi)螺紋擰緊,由此能夠避免在實測周期與理論周期的一致僅為1次的情況下進行向正向旋轉(zhuǎn)的切換。因此,能夠抑制雖然不是外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞但是實測周期偶發(fā)性地與理論周期一致產(chǎn)生的誤檢測。由此,能夠進一步抑制外螺紋與內(nèi)螺紋的嚙入的產(chǎn)生。另一方面,計數(shù)閾值越小,則越能夠縮短螺紋的擰緊所需的時間,能夠提高生產(chǎn)性。而且,即使在實測周期與理論周期最初一致之后立即向正向旋轉(zhuǎn)切換的情況下(即,計數(shù)閾值為最小值的2的情況下),與以往相比也能夠充分且高精度地檢測外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞,能夠抑制外螺紋與內(nèi)螺紋的嚙入的產(chǎn)生。
在此,說明外螺紋及內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞與外螺紋及內(nèi)螺紋的旋轉(zhuǎn)軸的關(guān)系。為了該說明,參照圖5a、圖5b、圖6a、圖6b、圖7及圖8。另外,在此,作為一例,示出通過螺紋擰緊裝置1使外螺紋51旋轉(zhuǎn)而將內(nèi)螺紋52擰緊的例子,但是相反的情況也同樣。圖5a是表示在外螺紋51的旋轉(zhuǎn)軸ma與內(nèi)螺紋52的旋轉(zhuǎn)軸fa一致的狀態(tài)下進行反向旋轉(zhuǎn)的情況的示意圖。而且,圖6a是表示在外螺紋51的旋轉(zhuǎn)軸ma相對于內(nèi)螺紋52的旋轉(zhuǎn)軸fa傾斜的狀態(tài)下進行反向旋轉(zhuǎn)的情況的示意圖。圖6a所示的狀態(tài)例如在軸部105進行了反向旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下,在進行螺紋彼此的對位時產(chǎn)生。此外,圖7是表示在圖5a所示的狀態(tài)之后進行擰緊的狀態(tài)的示意圖。另外,圖5b、圖6b示出外螺紋51的螺紋牙沿著內(nèi)螺紋52的螺紋牙53移動時的軌跡。具體而言,作為外螺紋51的螺紋牙的端部、即螺紋牙的切割開始部分(開始部分)的軌跡,示出從黑圓圈所示的開始點移動至箭頭前端的軌跡。而且,圖8是表示從圖6a所示的狀態(tài)向圖5a所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)變之后在向圖7所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)變時產(chǎn)生的振動的波形的坐標(biāo)圖,橫軸表示時間,縱軸表示振動強度。如圖8所示,外螺紋51的旋轉(zhuǎn)軸ma與內(nèi)螺紋52的旋轉(zhuǎn)軸fa一致的狀態(tài)的振動的強度比圖6a所示的狀態(tài)及圖7所示的狀態(tài)突出。
在外螺紋51的旋轉(zhuǎn)軸ma與內(nèi)螺紋52的旋轉(zhuǎn)軸fa一致的狀態(tài)的情況下,每當(dāng)外螺紋51反向旋轉(zhuǎn)1次時,外螺紋51的螺紋牙的端部到達內(nèi)螺紋52的螺紋牙53的端部。當(dāng)外螺紋51的螺紋牙的端部到達內(nèi)螺紋52的螺紋牙53的端部時,外螺紋51的螺紋牙的端部朝向內(nèi)螺紋52的螺紋牙53大致垂直地移動,與內(nèi)螺紋52的螺紋牙53發(fā)生碰撞(參照圖5b)。由于該碰撞而產(chǎn)生振動(參照圖8)。因此,在由振動檢測部108檢測出這樣的振動時,將軸部105的旋轉(zhuǎn)從反向旋轉(zhuǎn)切換成正向旋轉(zhuǎn),由此如圖7所示,能夠進行防止螺紋的斜入的擰緊。
相對于此,在外螺紋51的旋轉(zhuǎn)軸ma相對于內(nèi)螺紋52的旋轉(zhuǎn)軸fa傾斜的狀態(tài)的情況下,如圖6a所示,外螺紋51的螺紋牙的單側(cè)(外螺紋51的螺紋牙的圓周的一部分)被壓靠于內(nèi)螺紋52的單側(cè)(內(nèi)螺紋52的螺紋牙53的圓周的一部分)。在這種情況下,不會產(chǎn)生外螺紋51的螺紋牙的端部的上述那樣的大致垂直的移動。因此,不會產(chǎn)生外螺紋51的旋轉(zhuǎn)軸ma與內(nèi)螺紋52的旋轉(zhuǎn)軸fa一致時產(chǎn)生的碰撞的強度相匹敵的碰撞(參照圖8)。即,不會產(chǎn)生與兩旋轉(zhuǎn)軸一致時產(chǎn)生的振動的強度相匹敵的振動。
接下來,說明圖4所示的旋轉(zhuǎn)控制部252及碰撞判定部253。旋轉(zhuǎn)控制部252通過控制電動機103的旋轉(zhuǎn),來控制軸部105的旋轉(zhuǎn)。因此,旋轉(zhuǎn)控制部252向電動機103輸出控制信號。在此,旋轉(zhuǎn)控制部252首先按照存儲于設(shè)定值存儲部201的反向旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)定值,進行使軸部105反向旋轉(zhuǎn)的控制。并且,基于后述的碰撞判定部253的判定結(jié)果,進行將軸部105的旋轉(zhuǎn)向正向旋轉(zhuǎn)切換的控制。具體而言,在碰撞判定部253判定為由振動檢測部108檢測出的振動的實測周期與根據(jù)軸部105的旋轉(zhuǎn)速度而算出的上述的理論周期一致的情況下,旋轉(zhuǎn)控制部252控制電動機103以使軸部105正向旋轉(zhuǎn)而將外螺紋與內(nèi)螺紋擰緊。更詳細(xì)而言,在碰撞判定部253判定為檢測出計數(shù)閾值以上的與理論周期一致的碰撞的情況下,旋轉(zhuǎn)控制部252將軸部105的旋轉(zhuǎn)從反向旋轉(zhuǎn)向正向旋轉(zhuǎn)切換。另外,正向旋轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)速度只要以軸部105以任意的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)的方式進行控制即可。
碰撞判定部253判定檢測出的碰撞的實測周期與根據(jù)軸部的旋轉(zhuǎn)速度而算出的碰撞的理論周期是否一致。更具體而言,在本實施方式中,碰撞判定部253判定振動的實測周期與振動的理論周期是否一致。在通過旋轉(zhuǎn)控制部252的控制而使與非螺合狀態(tài)的外螺紋和內(nèi)螺紋中的一方卡合的軸部105向松緩螺紋的方向反向旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)時,碰撞判定部253進行該判定。另外,碰撞判定部253提取外螺紋的旋轉(zhuǎn)軸與內(nèi)螺紋的旋轉(zhuǎn)軸一致的狀態(tài)下的外螺紋及內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞,因此將由振動檢測部108檢測出的碰撞(振動)中的碰撞(振動)的強度為預(yù)先確定的強度閾值以上的碰撞作為判定對象。碰撞判定部253判定根據(jù)接收到預(yù)先確定的強度閾值以上的振動信號的時間間隔而確定的振動信號的實測周期與存儲于設(shè)定值存儲部201的理論周期是否一致。
在此,實測周期與理論周期的一致是容許了預(yù)先確定的誤差的一致。由于人用手握持主體部10而使用螺紋擰緊裝置1產(chǎn)生的手抖或者外螺紋或內(nèi)螺紋的機械的要因等,外螺紋的旋轉(zhuǎn)軸與內(nèi)螺紋的旋轉(zhuǎn)軸一致的狀態(tài)下的外螺紋及內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞的實測周期與理論周期未必完全一致。例如,雖然理論周期為500毫秒,但是實測周期為490毫秒或者510毫秒。鑒于這一點,碰撞判定部253在實測周期與理論周期的偏差為預(yù)先確定的容許范圍內(nèi)的情況下判定為實測周期與理論周期一致。具體而言,例如,如果為±10%的時間范圍,則碰撞判定部253判定為實測周期與理論周期一致。即,如圖9所示,例如,在實測周期為450毫秒(理論周期的90%)以上且550毫秒(理論周期的110%)以下的情況下,判定為與理論周期一致,在小于450毫秒的情況及超過550毫秒的情況下,判定為與理論周期不一致。另外,圖9示出振動的波形,波形的下降部分的箭頭表示判定對象的振動的產(chǎn)生,在后述的圖13a-d中也同樣。
此外,碰撞判定部253在判定為得到了與理論周期一致的振動信號的情況下,判定是否檢測出存儲于設(shè)定值存儲部201的計數(shù)閾值以上的與理論周期一致的碰撞。碰撞判定部253在判定為檢測出計數(shù)閾值以上的與理論周期一致的碰撞的情況下,向旋轉(zhuǎn)控制部252通知該內(nèi)容。
另外,可以將從軸部105的反向旋轉(zhuǎn)開始起經(jīng)過了預(yù)先確定的時間之后產(chǎn)生的碰撞作為判定對象。換言之,旋轉(zhuǎn)控制部252可以在判定為從軸部105的反向旋轉(zhuǎn)開始起經(jīng)過了預(yù)先確定的時間之后產(chǎn)生的碰撞的實測周期與理論周期一致的情況下使軸部105正向旋轉(zhuǎn)。在此,該預(yù)先確定的時間的設(shè)定值例如存儲于設(shè)定值存儲部201。通過形成為這樣的結(jié)構(gòu),具有如下的優(yōu)點。在起動桿101剛被操作之后及反向旋轉(zhuǎn)動作剛起動之后,容易產(chǎn)生主體部10向某些物體的接觸或與軸部105卡合的螺紋向某些物體的接觸這樣的機械性的接觸產(chǎn)生的振動、或者以旋轉(zhuǎn)動作的起動為起因的振動。因此,在將判定對象的碰撞限定為從軸部105的反向旋轉(zhuǎn)開始起經(jīng)過了預(yù)先確定的時間之后產(chǎn)生的碰撞的情況下,從反向旋轉(zhuǎn)開始至經(jīng)過預(yù)先確定的時間的期間產(chǎn)生的螺紋牙彼此以外的碰撞(振動)被忽視。因此,能夠進一步抑制將這樣的碰撞(振動)誤檢測為外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞(振動)。即,能夠抑制以螺紋牙彼此的碰撞以外的碰撞為起因的誤檢測。由此,能夠進一步抑制外螺紋與內(nèi)螺紋的嚙入的產(chǎn)生。
如以上說明所述,在本實施方式的螺紋擰緊裝置1中,控制部20判定由傳感器檢測出的振動(碰撞)的實測周期與根據(jù)軸部105的旋轉(zhuǎn)速度而算出的振動(碰撞)的理論周期是否一致。并且,在判定為實測周期與理論周期一致的情況下,控制部20控制電動機103以使軸部105正向旋轉(zhuǎn)而將外螺紋與內(nèi)螺紋擰緊。因此,能夠?qū)ν饴菁y與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞產(chǎn)生的振動和噪聲振動進行區(qū)分,能夠準(zhǔn)確地檢測螺合開始位置。因此,即使在產(chǎn)生螺紋牙彼此的碰撞以外的噪聲的情況下,也能夠抑制外螺紋與內(nèi)螺紋的嚙入。
接下來,說明螺紋擰緊裝置1的設(shè)定動作的一例。圖10是表示基于設(shè)定部251的設(shè)定動作的一例的流程圖。按照圖10,說明設(shè)定部251的設(shè)定動作。在步驟10(s10)中,設(shè)定部251決定使軸部105反向旋轉(zhuǎn)時的反向旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)定值,并將決定的反向旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)定值存儲于設(shè)定值存儲部201。接下來,在步驟11(s11)中,設(shè)定部251算出與在步驟10中決定的反向旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)定值對應(yīng)的理論周期,并將算出的理論周期的設(shè)定值存儲于設(shè)定值存儲部201。接下來,在步驟12(s12)中,設(shè)定部251設(shè)定計數(shù)閾值,并將設(shè)定的計數(shù)閾值存儲于設(shè)定值存儲部201。通過以上所述,進行螺紋擰緊裝置1的擰緊動作前的設(shè)定。
接下來,說明本實施方式的螺紋擰緊方法。圖11是表示使用了螺紋擰緊裝置1的螺紋擰緊方法的一例的流程圖。以下,按照圖11,說明該螺紋擰緊方法。
在步驟20(s20)中,一邊通過非螺合狀態(tài)的外螺紋和內(nèi)螺紋中的與主體部10的軸部105卡合的一方來按壓非螺合狀態(tài)的外螺紋和內(nèi)螺紋中的另一方,一邊向松緩螺紋的方向使軸部105反向旋轉(zhuǎn)。接下來,在步驟21(s21)中,在使軸部105反向旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下,通過振動檢測部108檢測外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞。接下來,在步驟22(s22)中,判定由振動檢測部108檢測出的碰撞的實測周期與根據(jù)軸部105的旋轉(zhuǎn)速度而算出的碰撞的理論周期是否一致。在判定為實測周期與理論周期一致的情況下,進行步驟23的動作,在實測周期與理論周期不一致的情況下,再次進行步驟21的動作。在步驟23(s23)中,使軸部105正向旋轉(zhuǎn)而將外螺紋與內(nèi)螺紋擰緊。另外,在步驟23中,可以是,對于由振動檢測部108檢測出的一連串的碰撞,在預(yù)先確定的多次判定為實測周期與理論周期一致的情況下,使軸部105正向旋轉(zhuǎn)而將外螺紋與內(nèi)螺紋擰緊。在這種情況下,在上述的步驟22中,判定是否檢測出與設(shè)定為3以上的值的計數(shù)閾值相等的次數(shù)的與理論周期一致的碰撞。而且,在步驟23中,可以是,在判定為從步驟20開始起經(jīng)過了預(yù)先確定的時間之后產(chǎn)生的碰撞的實測周期與理論周期一致的情況下,使軸部105正向旋轉(zhuǎn)而將外螺紋與內(nèi)螺紋擰緊。
在本實施方式的螺紋擰緊方法中,判定由傳感器檢測出的振動(碰撞)的實測周期與根據(jù)軸部105的旋轉(zhuǎn)速度而算出的振動(碰撞)的理論周期是否一致。并且,在判定為實測周期與理論周期一致的情況下,使軸部105正向旋轉(zhuǎn)而將外螺紋與內(nèi)螺紋擰緊。因此,能夠?qū)ν饴菁y與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞產(chǎn)生的振動和噪聲振動進行區(qū)分,能夠準(zhǔn)確地檢測螺合開始位置。因此,即使在產(chǎn)生螺紋牙彼此的碰撞以外的噪聲的情況下,也能夠抑制外螺紋與內(nèi)螺紋的嚙入。
圖12是圖11所示的螺紋擰緊方法的更詳細(xì)的流程圖。按照圖12,說明螺紋擰緊裝置1的擰緊動作。當(dāng)起動桿101被按下時,在步驟30(s30)中,旋轉(zhuǎn)控制部252以進行反向旋轉(zhuǎn)動作的方式進行控制。當(dāng)起動桿101被按下時,經(jīng)由連接線纜30向控制部20發(fā)送起動信號,起動信號經(jīng)由輸入輸出控制部205向cpu運算處理部250輸入。cpu運算處理部250的旋轉(zhuǎn)控制部252將按照存儲于設(shè)定值存儲部201的反向旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)定值的控制信號向速度電流指令部202輸出。由此,經(jīng)由伺服電流控制部203及連接線纜30向電動機103供給電流,驅(qū)動電動機103向松緩螺紋的方向旋轉(zhuǎn)。該電動機103的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由減速器104向軸部105傳遞,與軸部105的前端卡合的螺紋反向旋轉(zhuǎn)。電動機103的旋轉(zhuǎn)速度從旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)換部209向速度電流指令部202輸入,速度電流指令部202使用該輸入的旋轉(zhuǎn)速度的信息,進行用于維持按照指令的旋轉(zhuǎn)速度的控制。因此,軸部105使維持存儲于設(shè)定值存儲部201的反向旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)持續(xù)。另外,在步驟30中,在通過非螺合狀態(tài)的外螺紋和內(nèi)螺紋中的與軸部105卡合的一方來按壓非螺合狀態(tài)的外螺紋和內(nèi)螺紋中的另一方的狀態(tài)下,進行軸部105的反向旋轉(zhuǎn)。步驟30(s30)對應(yīng)于圖11的步驟20(s20)。
接下來,在步驟31(s31)中,碰撞判定部253向變量n代入1。接下來,在步驟32(s32)中,檢測第n次的振動。另外,通過步驟32檢測的振動是由振動檢測部108檢測的振動中的、由碰撞判定部253判定為振動的強度為預(yù)先確定的強度閾值以上的振動。步驟32(s32)對應(yīng)于圖11的步驟21(s21)。接下來,在步驟33(s33)中,碰撞判定部253判定變量n的值是否為1。在變量n的值不為1的情況、即2以上的情況下,處理向步驟34轉(zhuǎn)移。相對于此,在變量n的值為1的情況下,處理向步驟36轉(zhuǎn)移。
在步驟34(s34)中,碰撞判定部253判定第n-1次的振動和第n次的振動的振動周期是否為理論周期。具體而言,碰撞判定部253判定從第n-1次的振動的產(chǎn)生至第n次的振動的產(chǎn)生的實測周期與存儲于設(shè)定值存儲部201的理論周期是否一致。在實測周期與理論周期不一致的情況下,處理向步驟37轉(zhuǎn)移。在這種情況下,表示檢測出的振動不是外螺紋的旋轉(zhuǎn)軸與內(nèi)螺紋的旋轉(zhuǎn)軸一致的情況下產(chǎn)生的周期性的振動。相對于此,在實測周期與理論周期一致的情況下,處理向步驟35轉(zhuǎn)移。步驟34(s34)對應(yīng)于圖11的步驟22(s22)。
在步驟35(s35)中,碰撞判定部253判定變量n的值與存儲于設(shè)定值存儲部201的計數(shù)閾值是否相等。另外,在此,存儲于設(shè)定值存儲部201的計數(shù)閾值為2以上的值。在變量n的值小于計數(shù)閾值的情況下,處理向步驟36轉(zhuǎn)移。相對于此,在變量n的值達到計數(shù)閾值的情況下,處理向步驟38轉(zhuǎn)移。
在步驟36(s36)中,碰撞判定部253使變量n的值增加1。然后,處理返回到步驟32。在步驟34中判定為實測周期與理論周期不一致的情況下,在步驟37(s37)中,碰撞判定部253將第n次的振動重新確定為第一次的振動的基礎(chǔ)上,將變量n的值變更為2。然后,處理返回到步驟32。另外,在處理返回而再次作出步驟32中的振動的檢測為止的期間,以使外螺紋的旋轉(zhuǎn)軸與內(nèi)螺紋的旋轉(zhuǎn)軸一致的方式進行位置的調(diào)整。在步驟38(s38)中,由于檢測出計數(shù)閾值以上的與理論周期一致的碰撞,因此旋轉(zhuǎn)控制部252將軸部105的旋轉(zhuǎn)從反向旋轉(zhuǎn)切換為正向旋轉(zhuǎn),開始螺紋的擰緊。步驟38(s38)對應(yīng)于圖11的步驟23(s23)。通過以上所述,進行螺紋擰緊裝置1對螺紋的擰緊。
以下,參照圖13a-d,說明螺紋擰緊方法的具體例。圖13a-d是用于說明本實施方式的螺紋擰緊方法的時間圖。另外,在此,計數(shù)閾值為3。即,在檢測出3次的與理論周期一致的振動的情況下,能夠進行向正向旋轉(zhuǎn)的切換。換言之,在連續(xù)的3個振動的相鄰的2個振動間的周期都與理論周期一致的情況下,向正向旋轉(zhuǎn)切換。其中,圖13a-13d中的“ng”表示振動周期與理論周期不一致,“ok”表示振動周期與理論周期一致。
另外,在圖13a-d中,v1~v7表示碰撞判定部253的判定對象的振動。而且,t12表示從振動v1至下一振動v2的時間,t23表示從振動v2至下一振動v3的時間,t34表示從振動v3至下一振動v4的時間,t45表示從振動v4至下一振動v5的時間,t56表示從振動v5至下一振動v6的時間,t67表示從振動v6至下一振動v7的時間。以下,適當(dāng)參照圖12所示的流程圖的步驟進行說明。
圖13a示出最初的時間間隔t12過短而與理論周期不一致、之后的時間間隔t23、t34與理論周期一致的情況的例子。在這種情況下,在步驟30中開始反向旋轉(zhuǎn)動作,在步驟31中將n的值設(shè)定為1之后,在步驟32中,檢測第n次(即第一次)的振動v1。并且,由于n的值為1(步驟33為“是”),因此在步驟36中將n的值設(shè)定為2,在步驟32中,檢測第n次(即第二次)的振動v2。由于n的值不為1(步驟33為“否”),處理進入步驟34。時間間隔t12過短而與理論周期不一致(步驟34為“否”),在步驟37中,將振動v2看作第一次的振動。而且,在步驟37中將n的值設(shè)定為2。然后,在步驟32中,檢測第n次(即第二次)的振動v3。由于n的值不為1(步驟33為“否”),因此處理進入步驟34。并且,時間間隔t23與理論周期一致,因此處理進入步驟35,在步驟35中判定n的值是否與計數(shù)閾值(即3)相等。由于n的值小于計數(shù)閾值,因此處理進入步驟36,將n的值設(shè)定為3。并且,在步驟32中,檢測第n次(即第三次)的振動v4。由于n的值不為1(步驟33為“否”),因此處理進入步驟34。由于時間間隔t34與理論周期一致(步驟34為“是”),因此在步驟35中判定n的值是否與計數(shù)閾值(即3)相等。由于n的值與計數(shù)閾值相等,因此成為能夠正向旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。即,碰撞判定部253將振動v2、v3、v4確定為與理論周期一致的振動的第一次、第二次、第三次。由此,碰撞判定部253判定為檢測出計數(shù)閾值以上的與理論周期一致的碰撞。因此,在步驟38中,進行軸部105的正向旋轉(zhuǎn)而開始擰緊。
圖13b示出最初的時間間隔t12過長而與理論周期不一致、之后的時間間隔t23、t34與理論周期一致的情況的例子。在這種情況下,在步驟30中開始反向旋轉(zhuǎn)動作,在步驟31中將n的值設(shè)定為1之后,在步驟32中,檢測第n次(即第一次)的振動v1。并且,由于n的值為1(步驟33為“是”),因此在步驟36中將n的值設(shè)定為2,在步驟32中,檢測第n次(即第二次)的振動v2。由于n的值不為1(步驟33為“否”),因此處理進入步驟34。時間間隔t12過長而與理論周期不一致(步驟34為“否”),在步驟37中將振動v2看作第一次的振動。而且,在步驟37中將n的值設(shè)定為2。之后的動作與圖13a所示的例子的振動v3的檢測動作及其以后的動作相同。在圖13b所示的例子的情況下,碰撞判定部253也將振動v2、v3、v4確定為與理論周期一致的振動的第一次、第二次、第三次。由此,碰撞判定部253判定為檢測出計數(shù)閾值以上的與理論周期一致的碰撞。因此,在步驟38中,進行軸部105的正向旋轉(zhuǎn)而開始擰緊。
圖13c示出時間間隔t12過短而與理論周期不一致且時間間隔t34過長而與理論周期不一致、其他的時間間隔與理論周期一致的情況的例子。在這種情況下的動作中,檢測振動v4之前的動作與圖13a相同。因此,說明檢測出振動v4之后的動作。由于n的值不為1(步驟33為“否”),因此處理進入步驟34。時間間隔t34過長而與理論周期不一致(步驟34為“否”),在步驟37中將振動v4看作第一次的振動。而且,在步驟37中,將n的值設(shè)定為2。然后,在步驟32中,檢測第n次(即第二次)的振動v5。由于n的值不為1(步驟33為“否”),因此處理進入步驟34。并且,由于時間間隔t45與理論周期一致,因此處理進入步驟35,在步驟35中判定n的值是否與計數(shù)閾值(即3)相等。由于n的值小于計數(shù)閾值,因此處理進入步驟36,將n的值設(shè)定為3。并且,在步驟32中,檢測第n次(即第三次)的振動v6。由于n的值不為1(步驟33為“否”),因此處理進入步驟34。由于時間間隔t56與理論周期一致(步驟34為“是”),因此在步驟35中,判定n的值與計數(shù)閾值(即3)是否相等。由于n的值與計數(shù)閾值相等,因此成為能夠正向旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。即,碰撞判定部253將振動v4、v5、v6確定為與理論周期一致的振動的第一次、第二次、第三次。由此,碰撞判定部253判定為檢測出計數(shù)閾值以上的與理論周期一致的碰撞。因此,在步驟38中,進行軸部105的正向旋轉(zhuǎn)而開始擰緊。
圖13d示出時間間隔t12、t34及t45過短而分別與理論周期不一致、其他的時間間隔與理論周期一致的情況的例子。在這種情況下的動作中,檢測振動v4之前的動作也與圖13a相同。因此,說明檢測出振動v4之后的動作。由于n的值不為1(步驟33為“否”),因此處理進入步驟34。時間間隔t34過短而與理論周期不一致(步驟34為“否”),在步驟37中,將振動v4看作第一次的振動。而且,在步驟37中,將n的值設(shè)定為2。然后,在步驟32中,檢測第n次(即第二次)的振動v5。由于n的值不為1(步驟33為“否”),因此處理進入步驟34。時間間隔t45過短而與理論周期不一致(步驟34為“否”),在步驟37中,將振動v5看作第一次的振動。而且,在步驟37中,將n的值設(shè)定為2。然后,在步驟32中,檢測第n次(即第二次)的振動v6。由于n的值不為1(步驟33為“否”),因此處理進入步驟34。并且,由于時間間隔t56與理論周期一致,因此處理進入步驟35,在步驟35中,判定n的值與計數(shù)閾值(即3)是否相等。由于n的值小于計數(shù)閾值,因此處理進入步驟36,將n的值設(shè)定為3。并且,在步驟32中,檢測第n次(即第三次)的振動v7。由于n的值不為1(步驟33為“否”),因此處理進入步驟34。由于時間間隔t67與理論周期一致(步驟34為“是”),因此在步驟35中,判定n的值與計數(shù)閾值(即3)是否相等。由于n的值與計數(shù)閾值相等,因此成為能夠正向旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。即,碰撞判定部253將振動v5、v6、v7確定為與理論周期一致的振動的第一次、第二次、第三次。由此,碰撞判定部253判定為檢測出計數(shù)閾值以上的與理論周期一致的碰撞。因此,在步驟38中,進行軸部105的正向旋轉(zhuǎn)而開始擰緊。
接下來,補充說明使用了螺紋擰緊裝置1的螺紋的擰緊的效果。圖14~圖17是表示按照圖11或圖12所示的動作例進行螺紋的擰緊時的振動信號的一例的坐標(biāo)圖。在各圖中,橫軸表示時間,縱軸表示振動的強度。而且,坐標(biāo)圖中的虛線是上述的預(yù)先確定的強度閾值。
首先,對圖14進行說明。圖14示出外螺紋的旋轉(zhuǎn)軸與內(nèi)螺紋的旋轉(zhuǎn)軸一致的情況的波形。在反向旋轉(zhuǎn)中的時刻t1及時刻t2,產(chǎn)生外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞。并且,從時刻t1至?xí)r刻t2的時間與理論周期一致。因此,在時刻t3,電動機103的旋轉(zhuǎn)停止,從時刻t4起,電動機103的正向旋轉(zhuǎn)開始。
相對于此,圖15示出在如圖6a所示外螺紋的旋轉(zhuǎn)軸相對于內(nèi)螺紋的旋轉(zhuǎn)軸傾斜的狀態(tài)下進行反向旋轉(zhuǎn)時的波形。如圖15所示,在這種情況下,檢測不出強度閾值以上的振動。因此,不開始軸部105的正向旋轉(zhuǎn)。
而且,圖16示出主體部10擺動時的波形。在圖16所示的例子中,在時刻t5和時刻t6,雖然檢測出強度閾值以上的振動,但是從時刻t5至?xí)r刻t6的時間與理論周期不一致。例如,從時刻t5至?xí)r刻t6的時間成為比理論周期長的時間。因此,不開始軸部105的正向旋轉(zhuǎn)。
此外,圖17示出與軸部105卡合的螺紋與擰緊對方的螺紋等其他的物體碰撞時的波形。在圖17所示的例子中,在時刻t7和時刻t8,雖然檢測出強度閾值以上的振動,但是從時刻t7至?xí)r刻t8的時間與理論周期不一致。例如,從時刻t7至?xí)r刻t8的時間成為比理論周期長的時間。因此,不開始軸部105的正向旋轉(zhuǎn)。
這樣,螺紋擰緊裝置1在外螺紋的旋轉(zhuǎn)軸與內(nèi)螺紋的旋轉(zhuǎn)軸一致的情況下開始軸部105的正向旋轉(zhuǎn)。因此,能夠抑制在兩螺紋的旋轉(zhuǎn)軸不一致的狀態(tài)下開始正向旋轉(zhuǎn)。即,根據(jù)螺紋擰緊裝置1,即使在產(chǎn)生螺紋牙彼此的碰撞以外的噪聲的情況下,也能夠抑制外螺紋與內(nèi)螺紋的嚙入。
另外,本發(fā)明并不局限于上述實施方式,在不脫離主旨的范圍內(nèi)能夠適當(dāng)變更。例如,在上述實施方式中,碰撞判定部253對實測周期與存儲于設(shè)定值存儲部201的理論周期進行比較,但是與實測周期進行比較的理論周期也可以不存儲于設(shè)定值存儲部201。例如,可以在主體部10連接旋轉(zhuǎn)計,碰撞判定部253等根據(jù)由該旋轉(zhuǎn)計計測出的軸部105的旋轉(zhuǎn)信息來算出理論周期。而且,也可以根據(jù)由旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)換部209取得的旋轉(zhuǎn)速度來算出理論周期。
另外,在上述實施方式中,示出了通過檢測振動來檢測外螺紋與內(nèi)螺紋的螺紋牙彼此的碰撞的構(gòu)成例,但是也可以通過碰撞音的檢測來進行。在這種情況下,可以取代振動檢測部108而使用麥克風(fēng)等音響傳感器。而且,振動產(chǎn)生的碰撞的檢測和碰撞音產(chǎn)生的碰撞的檢測可以并用。