专利名称：螺纹部件松紧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及进行螺纹部件的联结或松开的螺纹部件松紧装置。
背景技术：
螺纹部件与工件拧紧时，紧固周期时间的缩短即紧固作业的高速化为重要的课题，为解决该问题提案有专利文献I 5公示的各种的螺纹部件联结机。专利文献I 4中公示的螺纹部件联结机具有两个旋转驱动源，其为用于使紧固工具以高速 低扭矩进行旋转驱动的第一驱动装置、和用于以低速 高扭矩进行旋转驱动的第二驱动装置。专利文献I的螺纹部件联结机在第一驱动装置驱动时，利用单向离合器的空转作用，不承受第二驱动装置的减速阻力。另外，在专利文献2 4的螺纹部件联结机 中，用带向输出轴乃至紧固工具传递第一驱动装置的驱动，第二驱动装置的驱动用减速机进行减速 增力后，仅在电磁离合器结合时，能够向输出轴乃至紧固工具进行传递。根据这些专利文献I 4的螺纹部件联结机，能够以高速 低扭矩预紧固直至使螺纹部件落座，之后，能够以低速 高扭矩拧紧直到最终的目标拧紧扭矩，但是，由于需要两个旋转驱动源，因此，存在装置的大型化及重量增大、消耗电量增大等问题。因此，提案有如专利文献5所述的用一个旋转驱动源切换上述的高速 低扭矩拧紧、低速 高扭矩拧紧的螺纹部件联结机。该专利文献5的螺纹部件联结机具有使来自驱动电动机的输入经由减速机的输出、和不经由减速机的输出这两个系统输出的结构，通过在旋转传递路途上组合多个单向离合器，从而在电动机正转时向驱动轴传递不经由减速机的高速 低扭矩的输出，在电动机反转时向驱动轴传递经由减速机的低速 高扭矩的输出。专利文献I :特开2004 - 283948号公报专利文献2 :特开2008 — 6560号公报专利文献3 :特开2009 - 160709号公报专利文献4 :特开2009 - 178823号公报专利文献5 :特开2008 - 114303号公报根据专利文献5的螺纹部件联结机，用一个旋转驱动源就能够实现以高速 低扭矩拧入螺丝直到使螺纹部件落座，之后以低速 高扭矩拧紧直到目标拧紧扭矩的作业。但是，在该螺纹部件联结机中，由于在螺纹部件的拧紧中利用旋转驱动源的正反转驱动，因此不能使驱动轴反转。因此，存在解除将螺纹部件拧紧直到目标拧紧扭矩时所产生的螺纹部件头部和紧固工具的固接(咬合)的情况下等、不能使紧固工具反转等的问题。另外，为了与螺纹部件的松开作业相对应，不仅需要制成使单向离合器反转的结构等联结机的组合，而且，也存在不能适应螺纹部件的拧紧作业和松开作业共存现场等问题。
发明内容
本发明是鉴于以上的课题而创立的，其目的在于，提供一种螺纹部件松紧装置，用一个旋转驱动源能够实现高速且扭矩精度高的螺纹部件的联结、松开这两种动作。为实现该目的，本发明提供一种螺纹部件松紧装置，其特征在于，设有第一输入轴，其接受旋转驱动源的驱动而旋转；第二输入轴，其被可旋转地设置；第一离合器装置，其以将所述旋转驱动源的驱动可向第一输入轴及第二输入轴双方传递的状态和不可向第二输入轴传递的状态进行切换；减速机，其与所述第一输入轴连结，以规定的减速比将第一输入轴的旋转减速并可输出；输出轴，其连结与螺纹部件的头部可卡合的紧固工具，同时接受所述第二输入轴的旋转而成为可旋转的结构；第二离合器装置，其以将所述减速机的输出旋转可向输出轴传递的状态和不可传递的状态进行切换；控制单元，其以所述第一离合器装置及第二离合器装置的旋转传递状态在螺纹部件的拧紧中或松开中的每一工序成为规定的旋转传递状态的方式来控制第一离合器装置及第二离合器装置。另外，优选的是，所述控制单元在将螺纹部件以高速拧紧的工序或以高速松开的工序中，将第一离合器控制为可向第二输入轴传递旋转驱动源的驱动的状态，并且，将第二离合器控制为不可向输出轴传递减速机的输出旋转的状态。另外，优选的是，控制单元在将螺纹部件以高扭矩拧紧的工序或以高扭矩松开的工序中，将第一离合器控制为不可向第二输入轴传递旋转驱动源的驱动的状态，并且，将第二离合器装置控制为可向输出轴传递减速机的输出旋转的状态。 另外，优选的是，控制单元在螺纹部件落座之前，控制旋转驱动源以使输出轴的旋转速度减速为规定的旋转速度。进而，优选的是，控制单元在螺纹部件落座后直到拧紧结束的期间，控制旋转驱动源以使输出轴的旋转速度逐步或无级地减速。另外，优选的是，减速机为谐波传动(注册商标)，其设为第一输入轴与电波发生器连结，第二离合器装置传递柔轮的输出。另外，优选的是，第一离合器装置及第二离合器装置为分别具备可通过电磁力结合 分离的输入部和输出部的电磁离合器。用一个旋转驱动源以高速 低扭矩使螺纹部件旋转高速地进行拧入直到落座，落座后以低速 高扭矩使之旋转紧固至规定的拧紧扭矩，能够进行螺纹部件的高速 高精度的拧紧。另外，将已经拧紧的螺纹部件一边以低速 高扭矩进行扭矩监视一边可靠地松开，在降低松开扭矩后，能够以高速 低扭矩来高速地松开并卸下，可进行螺纹部件的高速 高精度的松开。这样，能够将输出轴以低速 高扭矩、高速 低扭矩向拧紧螺丝的方向及松开螺丝的方向这两方自由地旋转所希望的角度，因此，通过目前有难度的螺纹部件的拧紧也能够进行使与螺纹部件头部固接的紧固工具稍微反转而解除固接的作业等。另外，以在螺纹部件落座时的冲击扭矩下发生预紧固扭矩的额定输出小的电动机能够实现上述的效果，因此，也有能够实现消耗电力少的螺纹部件松紧装置，可有利于节省能量等的优点。另外，控制单元在螺纹部件落座之前，控制旋转驱动源以使输出轴的旋转速度减速为规定的旋转速度，因此，能够将落座时的冲击扭矩抑制地极低。因此，能够防止冲击扭矩导致的螺纹部件的过度拧紧。因此，能够以目标的拧紧扭矩正确地结束拧紧。另外，在螺纹部件落座后直到拧紧结束的期间，以使输出轴的旋转速度逐步或无级地减速的方式来控制旋转驱动源，因此，能够防止在拧紧结束时螺纹部件为过度拧紧。因此，更能够以目标拧紧扭矩正确地结束拧紧。
图I是表示本发明的螺纹部件松紧装置的剖面图2是表示本发明的螺纹部件松紧装置的概略构成的动作说明图；图3是表示本发明的螺纹部件松紧装置的概略构成的动作说明图；图4是表示本发明的螺纹部件松紧装置的驱动控制的图表；图5是将输出轴的转数和冲击扭矩的大小与减速比分别比较的图表。符号说明I、螺纹部件松紧装置2、壳体3、AC伺服电动机 4、主动齿形带轮5、第一输入轴6、从动齿形带轮7、齿形带8、电磁离合器9、第二输入轴11、输出轴12、减速机13、联轴器14、多齿离合器15、变形体16、应变计17、安装凸缘18、控制单元18a、控制部18b、离合器控制部18c、电动机驱动部18d、解析器驱动部18e、离合器控制部18f、扭矩检测部1此、操作部18h、显示部18i、存储部
具体实施例方式下面，基于
本发明的实施方式。图I中，I是用于联结或松开螺丝、螺栓、螺母等螺纹部件的螺纹部件松紧装置，具有安装于壳体2的旋转驱动源之一例的AC伺服电动机3(以下，简称为电动机3)。在该电动机3上组装有解析器3b，其可检测该电动机3的驱动轴3a的旋转角而构成。在该电动机3的驱动轴3a上一体可旋转地连结有主动齿形带轮4 (以下，简称为主动轮4)。在该电动机3的横位置设有与驱动轴3a轴线平行地延伸并可旋转地支承中空圆筒状的第一输入轴5,在该第一输入轴5上,在其上部一体连结有从动齿形带轮6 (以下，简称为从动轮6)。在该从动轮6和上述主动轮4上卷绕啮合有环状的齿形带7,其构成为能够将电动机3的驱动向第一输入轴5传递。另外，在从动轮6的上部,作为第一离合器装置之一例设有电磁离合器8,在该电磁离合器8插通上述第一输入轴5,且连结有相对于第一输入轴5可旋转地设置的实心的第二输入轴9。上述电磁离合器8具有与从动轮6可一体旋转地连结的输入部81、与第二输入轴9可一体旋转地连结的输出部82、线圈部83。线圈部83通过通电而成为电磁铁，由此可构成为使输入部81与输出部82磁力结合。平时，不对线圈部83通电，输入部81和输出部82分离并处于不能向第二输入轴9传递电动机3的驱动的状态，但是，如果向线圈部83通电而输入部81和输出部82结合，则就成为可向第二输入轴9传递电动机3的驱动的状态。上述第二输入轴9插通第一输入轴5内并延伸,在其前端连结有输出轴11。该输出轴11由与第二输入轴9连结的传递轴部111、通过使花键轴部112a插入、啮合于该传递轴部111前端的花键孔部Illa而与传递轴部111可一体旋转地连结的主体轴部112构成。 在该输出轴11的主体轴部112前端，直接连结或经由各种接头连结有与螺丝的头部卡合用于与此进行旋转传递的螺丝刀、套管等紧固工具(未图示)。另外，上述第一输入轴5的前端与减速机12连结。该减速机12 —般作为谐波传动(注册商标)是公知的，第一输入轴5与该电波发生器121连结。该减速机12米用将刚性齿轮122与本螺纹部件松紧装置I的壳体2固定，利用柔轮123使通过电波发生器121输入的旋转进行减速 反转并输出，作为所谓的谐波传动(注册商标)减速机的一般的使用构造。减速比为I / 30。上述减速机12的柔轮123与可旋转地配置于壳体2内的中空圆筒状的联轴器13连结。该联轴器13与第二离合器装置之一例的多齿离合器14连结。该多齿离合器14为电磁离合器，其构成具有与上述联轴器13可一体旋转地连结的输入部141、与上述输出轴11的传递轴部111可一体旋转地连结的输出部142、使该输出部142和输入部141以保持分离的方式施力的施力装置(未图不)、固定于壳体2的线圈部143。输入部141和输出部142为将彼此的对向面制成环状的圆盘面，在其周缘部形成有齿部141a、142a的结构，其以通过向上述线圈部143通电而发生的电磁力使齿部141a、142a卩齿合结合的方式构成。该多齿离合器14平时不向线圈部143通电，输入部141和输出部142分离，成为不能向输出轴11传递减速机12的输出旋转的状态，但是，在向线圈部143通电而输入部141和输出部142结合时，成为可向输出轴11传递减速机12的输出旋转的状态。另外，在壳体2的下部一体连结有中空圆筒状的变形体15。在该变形体15上粘贴有应变计16，以输出与变形体15的变形量相应的电信号的方式构成。另外，在变形体15的下部，在螺丝紧固机器人的臂(未图示)及机台(未图示)等上一体固定有可固定的安装凸缘17。18为控制单元，其具备控制部18a、接受来自该控制部18a的指令并驱动控制上述电动机3的电动机驱动部18c、向上述解析器3b施加励磁电压并同时根据该输出电压计算旋转角度的解析器驱动部18d、接受来自控制部18a的指令并对上述电磁离合器8进行通电控制的离合器控制部18b、同样接受来自控制部18a的指令并对上述多齿离合器14进行通电控制的离合器控制部18e、存储有电动机3的驱动控制所需的各种程序 参数等的存储部18i、进行各种信息的输入的操作部18g、显示各种信息的显示部18h。下面，使用图2及图3说明本螺纹部件松紧装置I的动作。在此，在图2及图3中用浅墨涂敷的部位表示在各自的状态下接受旋转传递进行旋转的部位，其中实施了浓墨的部位表示接受减速机12的输出(减速 增力的旋转)进行旋转的部位。另外，图中的各箭头表不各部分的旋转方向。本螺纹部件松紧装置I进行如下各工序用于将螺纹部件从拧入螺丝开始以高速 低扭矩拧紧直到预紧固扭矩的“高速拧紧”、用于将螺纹部件以低速 高扭矩从预紧固扭矩拧紧直到最终的目标拧紧扭矩的“高扭矩拧紧”、将已经拧紧的螺纹部件以低速 高扭矩松开直到规定的松开扭矩的“高扭矩松开”、及在高扭矩松开后将螺纹部件以高速 低扭矩松开且分解的“高速松开”。而且，表I表示各工序下的电动机3的驱动状态、电磁离合器8和多齿离合器14的旋转传递状态。该表I的“0N”是指给各离合器的线圈部通电而输入部和输出部结合的状态，另外，“OFF”是指不给各离合器的线圈部通电而输入部和 输出部分离的状态。表I :
权利要求
1.一种螺纹部件松紧装置，其特征在于，设有 第一输入轴，其接受旋转驱动源的驱动而旋转； 第二输入轴，其被可旋转地设置； 第一离合器装置，其以将所述旋转驱动源的驱动可向第一输入轴及第ニ输入轴双方传递的状态和不可向第二输入轴传递的状态进行切换； 減速机，其与所述第一输入轴连结，以规定的减速比将第一输入轴的旋转减速并可输出； 输出轴，其连结与螺纹部件的头部可卡合的紧固工具，同时接受所述第二输入轴的旋转而成为可旋转的结构； 第二离合器装置，其以将所述减速机的输出旋转可向输出轴传递的状态和不可传递的状态进行切换； 控制单元，其以所述第一离合器装置及第ニ离合器装置的旋转传递状态在螺纹部件的拧紧中或松开中的每ーエ序成为规定的旋转传递状态的方式来控制第一离合器装置及第ニ离合器装置。
2.如权利要求I所述的螺纹部件松紧装置，其特征在干，控制单元在将螺纹部件以高速拧紧的エ序或以高速松开的エ序中，将第一离合器控制为可向第二输入轴传递旋转驱动源的驱动的状态，并且，将第二离合器控制为不可向输出轴传递减速机的输出旋转的状态。
3.如权利要求I或2所述的螺纹部件松紧装置，其特征在干，控制单元在将螺纹部件以高扭矩拧紧的エ序或以高扭矩松开的エ序中，将第一离合器控制为不可向第二输入轴传递旋转驱动源的驱动的状态，并且，将第二离合器装置控制为可向输出轴传递减速机的输出旋转的状态。
4.如权利要求I 3中任一项所述的螺纹部件松紧装置，其特征在干，控制单元在螺纹部件落座之前，控制旋转驱动源以使输出轴的旋转速度减速为规定的旋转速度。
5.如权利要求I 4中任一项所述的螺纹部件松紧装置，其特征在干，控制单元在螺纹部件落座后直到拧紧结束的期间，控制旋转驱动源以使输出轴的旋转速度逐步或无级地减速。
6.如权利要求I 5中任一项所述的螺纹部件松紧装置，其特征在于，減速机为谐波传动(注册商标)，其设为第一输入轴与电波发生器连结，第二离合器装置传递柔轮的输出。
7.如权利要求I 6中任一项所述的螺纹部件松紧装置，其特征在于，第一离合器装置及第ニ离合器装置为分别具备可通过电磁力结合·分离的输入部和输出部的电磁离合器。
全文摘要
本发明提供一种螺纹部件松紧装置，其用一个旋转驱动源能够实现高速且扭矩精度高的螺纹部件的联结、松开这两种作业。该螺纹部件松紧装置设有第一输入轴(5)，其接受AC伺服电动机(3)的驱动而旋转，在该第一输入轴(5)上经由电磁离合器(8)连结第二输入轴(9)。另外，设有连结紧固工件的输出轴(11)，在该输出轴(11)上连结第二输入轴(9)，并且，经由减速机(12)及多齿离合器(14)连结所述第一输入轴(5)。通过将各离合器(8、14)与螺纹部件的拧紧或松开的各工序结合来进行控制，切换从第二输入轴(9)向输出轴(11)传递高速·低扭矩的旋转的状态、和从第一输入轴(5)经由减速机(12)传递低速·高扭矩的旋转的状态。
文档编号B25B23/14GK102695588SQ201080057258
公开日2012年9月26日 申请日期2010年12月13日 优先权日2009年12月17日
发明者斋藤正幸, 森西智史 申请人:日东精工株式会社