図1は、本発明の実施例のネジ締め装置100 の斜視図である。ネジ絞め装置100は、支持フ レーム101と、昇降機構110と、メインコントロ ーラ又は上位コントローラ(制御部)120と、複� ��のドライバ140と、を有する。

 支持フレーム101は、一対の垂直板102と、� ��対の垂直板の上部に固定された水平板103と� ��を有する。垂直板は図1のZ方向に延びる。� �平板103は、図1のX方向に延びる。水平板103の 表面側には、昇降機構110が固定され、水平板 103の裏面側には昇降機構110の図示しない電源 部及び機構部を搭載する収納台104が固定され る。

 昇降機構110は、機構部112と、断面がL字形 状の支持台114とを有する。支持台114は、垂直 部115と、水平部116と、一対の縁部117と、を有 する。

 機構部112には、支持台114の垂直部115が固� ��され、機構部112は、垂直部115を図1のZ方向� �昇降することができる。垂直部115は、図1のZ 方向に延びる。支持台114の水平部116上には、 複数のドライバ140が取り付けられている。水 平部116は、図1のY方向に延びる。

 昇降機構110は、後述する第1及び前記第2� �ドライバを同時に昇降させる。ネジ締め装� �100は、一の昇降機構110が複数のドライバ140� �共通に使用されるために、各ドライバ140に� �個の昇降機構110を設けるよりも装置の小型� �と低価格化を図ることができる。また、昇� �動作が全ドライバ140に対して一度であるの� �複数回行う場合もネジ締め時間が短縮され� �のでスループットが向上する。

 図1は4台のドライバ140を示しているが、� �ライバ140の台数は例示的である。但し、ネ� �締め装置100は、複数のドライバ140の動作を� �動で制御する自動多軸ネジ締め装置である� �で、ドライバ140の数は複数である。

 ドライバ140は、水平部116に形成された貫� ��穴116aを通して水平部116からZ方向下向きに� �びるビット142を回転させ、水平部116の下側� �配置された不図示のワーク(被締結物)に対す るネジ締め動作を行う。ビット142はネジのリ セスに係合してネジを締め付ける。

 図2(a)は、ネジ10がネジ穴にある程度挿入� ��れた状態のネジ10、部品20及び被締結物30の� ��置関係を示す部分断面図である。図2(b)は、 着座したネジ10、部品20及び被締結物30の位置 関係を示す部分断面図である。なお、図2(a)� �仮締め状態として理解されてもよい。ネジ10 のネジ頭11の表面13の中央にはリセス12が形成 される。ビット142の先端は、ネジ10のリセス1 2に嵌合した状態で回転される。ネジ頭11の座 面14は、部品20のバカ孔22の周囲に対向する。 ネジ10のネジ部15は部品20のバカ孔22と被締結� ��30のネジ孔32に挿入される。本実施例では、 部品20は、例えば、クランプリングであり、� ��締結物30は、例えば、HDDの筺体に固定され� �スピンドルハブである。

 本実施例は、図3に示すように、ドライバ 140を少なくとも第1のドライバと第2のドライ� ��という2種類に分類している。両者を区別す る必要がある場合には、第1のドライバを140A� ��呼び、第2のドライバ140Bと呼ぶ。

 第1のドライバ140Aは、第1のネジ10Aのリセ� ��12Aに係合して第1のネジ10Aを締め付ける第1� �ビット142Aと、第1のビット142Aを回転する第1� ��モータ144Aと、を有する。第2のドライバ140B� ��、第2のネジ10Bのリセス12Bに係合して第2の� �ジ10Bを締め付ける第2のビット142Bと、第2の� �ット142Bを回転する第2のモータ144Bと、を有� �る。第1のネジ10Aは、例えば、図14に示すネ� �3や図15に示すネジ8であり、第2のネジ10Bは図 14に示すネジ2や図15に示すネジ7である。

 メインコントローラ120は、ドライバ140ご� ��に設けられたサーボコントローラ150と通信� ��る。メインコントローラ120は、コンピュー� ��によって構成され、第1のネジ10Aの着座が第 2のネジ10Bのトルクアップ開始後に開始する� �うに第1のモータ144A及び第2のモータ144Bを制� ��する。なお、「着座」とは、図2(b)に示すよ うに、ネジ10の座面14がネジ穴(図2(b)では部品 20のバカ孔22)の回りの面に接触することをい� ��、「トルクアップ」とは着座したネジ10を� �定のトルクで締め付けて固定することをい� �。「トルクアップ開始後」はトルクアップ� �完了した場合のみならずトルクアップの途� �(例えば、トルクアップの95%)も含む趣旨であ る。

 図4は、ネジ締め装置100の制御系のブロッ ク図である。ここでは、七台のドライバ140A1� ��至140A6と140Bを制御する場合について説明す� ��。但し、図4は、三台のドライバ140A1、140A2� �び140Bのみを示している。図5Aに、ドライバ14 0A1乃至140A6と140Bと対応するネジ2及び3の関係� ��示す。

 各ドライバ140は、図4に示すように、駆動 源としてのモータ144と、下端(先端)がネジ10� �頭部11に形成されたリセス12に係合するビッ� ��142と、モータ144から伝達された駆動力によ� ��ビット142を駆動するビット駆動部146とを有� ��る。図4には省略されているが、ビット駆動 部146内には、ビット142が着脱可能に結合され る出力軸が配置されている。

 図4において、モータ144とビット駆動部146 とを保持するケーシング141内には、モータ144 の出力軸に取り付けられた入力ギアから上記 出力軸と一体回転する駆動ギアに駆動力を伝 達する減速ギア列が収納されている。モータ 144としては、ブラシモータでもブラシレスモ ータでも使用できる。

 サーボコントローラ(制御部)150は、各ド� �イバ140の駆動を直接制御し、ドライバ140ご� �に設けられている。メインコントローラ120� �、7つのサーボコントローラ150に対して、RS-4 85などの通信ライン119を介して各種動作指令� ��送信する。

 サーボコントローラ150は、第1のワイヤー ドORライン160a及び第2のワイヤードORライン160 bに接続された同期制御部151と、モータ144に� �加する電圧又は電流を制御するモータ制御� �156と、を有する。モータ制御部156は、MPU等� �より構成される演算器157を有する。サーボ� �ントローラ150には、同期制御部151と第1のワ� ��ヤードORライン160a及び第2のワイヤードORラ� ��ン160bとの間の入出力回路を構成する第1の� �ランジスタ162a及び第2のトランジスタ162bが� �けられている。第1のトランジスタ162a及び第 2のトランジスタ162bは、第1のワイヤードORラ� ��ン160a及び第2のワイヤードORライン160bへの� �力を行うオープンコレクタを有する。

 本実施例では、トランジスタのオープン� ��レクタ出力を用いてワイヤードOR回路(TTLロ� ��ックの出力を直結することにより負論理で� ��ORゲートとなる回路)を構成しているが、ト� ��ンジスタに代えてCMOSのオープンドレイン出 力を用いてワイヤードOR回路を構成してもよ� ��。

 また、図4に示すように、第1のワイヤー� �ORライン160a及び第2のワイヤードORライン160b� ��それぞれの端部には、プルアップ抵抗164が� ��続されている。

 同期制御部151には、第1のワイヤードORラ� ��ン160aに接続された奇数ライン入力回路152及 び奇数ライン出力回路153と、第2のワイヤー� �ORライン160bに接続された偶数ライン入力回� �154及び偶数ライン出力回路155とが設けられ� �いる。奇数ライン出力回路153及び偶数ライ� �出力回路155は、ドライバ140A1~140A6における奇 数回目及び偶数回目の同期待ち状態を示す信 号を出力する回路である。奇数ライン入力回 路152及び偶数ライン入力回路154は、第1のワ� �ヤードORライン160a及び第2のワイヤードORラ� �ン160bの状態を検出するための回路である。

 ネジ締め装置100は、例えば、図5A及び図5B に示すHDDにおけるクランプリング55のネジ締� ��に使用される。図5Aはクランプリング55の周 辺の平面図であり、図5Bはその側面図である� ��

 磁気ディスク部50は、スペーサ52を挟んで 上下に重ねられた2枚の磁気ディスク51と、磁 気ディスク51を回転駆動するスピンドルモー� ��53と、を有する。スピンドルモータ53の外周 には、軸受け54と磁気ディスク51とスペーサ52 とが同心状に積層配置されており、上側の磁 気ディスク51の上にはクランプリング55が配� �されている。

 クランプリング55は、図5Aに示すように、 正6角形の頂点位置にそれぞれ配置された6つ� ��ネジ2と中央に配置された一つのネジ3によ� �てスピンドルモータ53のハブに結合される。 また、図5Aは、各ネジ2に対応するドライバ140 A1乃至140A6を模式的に示している。本実施例� �は、ドライバ140A1と140A2、ドライバ140A3と140A4 、ドライバ140A5と140A6はペアであり、各ペア� �おける一対のドライバ140のビット142はネジ3� ��中心の周りに180度の角度間隔を有して配置� ��れている。ネジ2及び3により、クランプリ� �グ55は、ディスク51とスペーサ52をスピンド� �モータ53に固定する。これにより、スピンド ルモータ53の回転と共に磁気ディスク51が回� �し、不図示の磁気ヘッドが磁気ディスク51に 情報を記録又は再生することができる。

 本実施例では、メインコントローラ120は� ��まず、昇降機構110を駆動して全てのドライ� ��140(即ち、第1のドライバ140A及び第2のドライ バ140B)を同時に下降させる。本実施例では、� ��ビット142の先端は磁力又は真空吸着によっ� ��ネジ10を吸着すると共に各ネジ10のリセス12� ��ビット142は嵌合している。昇降機構3が全て のドライバ140を同時に下降するだけでネジ2� �び3がクランプリング55の図示しないネジ孔� �に配置されて締め可能な状態となる。但し� �ビット142の先端にネジ2又は3が搭載されるこ とは必ずしも必要ではなく、別の実施例では ネジ2及び3を別の装置又は手動でクランプリ� ��グ55の図示しないネジ孔に配置する。

 次に、メインコントローラ120は、第1のビ ット142A及び第2のビット142Bが同時に回転する か第1のビット142Aは停止して第2のビット142B� �みが回転するように第1のモータ144A及び第2� �モータ144Bを駆動する。

 メインコントローラ120は、第1のネジ10Aの 着座が第2のネジ10Bのトルクアップ開始後に� �始するように第1のモータ144A及び第2のモー� �144Bを制御する。かかる効果を得るには幾つ� ��方法がある。

 第1の方法は、第1のネジ10Aのネジ部を第2� ��ネジ10Bのネジ部よりも長くすることである� ��これにより、第2のネジ10Bと第1のネジ10Aを� �時に同一のビット回転速度で締め付けても� �1のネジ10Aの着座を第2のネジ10Bの着座よりも 遅くすることができる。このため、第1のネ� �10Aのネジ部と第2のネジ10Bのネジ部との長さ� ��差を適当に取ることによって第1のネジ10Aの 着座までに第2のネジ10Bはトルクアップをあ� �程度行うことができる。

 第2の方法は、第1のビット142Aの回転速度� ��第2のビット142Bの回転速度よりも遅くなる� �うに第1及び第2のモータ144A及び144Bを制御す� ��ことである。これにより、第1のネジ10Aと第 2のネジ10Bが同じ長さであっても(違う長さで� ��っても)両ネジを同時に締め付けても第1の� �ジ10Aの着座を第2のネジ10Bの着座よりも遅く� ��ることができる。両ビット142A及び142Bの回� �速度差を適当に取ることによって第1のネジ1 0Aの着座までに第2のネジ10Bはトルクアップを ある程度行うことができる。第1の方法と第2� ��方法は組み合わせてもよい。

 第3の方法は、第1のビット142Aの回転開始� ��を第2のビット142Bの回転開始時よりも遅ら� �ることである。これにより、第1のネジ10Aの� ��座を第2のネジ10Bの着座よりも遅くすること ができる。遅延時間を適当に取ることによっ て第1のネジ10Aの着座までに第2のネジ10Bはト� ��クアップをある程度行うことができる。第3 の方法は、第1の方法及び/又は第2の方法は組 み合わせてもよい。

 第3の方法を達成する一例において、ネジ 締め装置100のメインコントローラ120は、図6� �示すように、タイマ122と、設定時間を格納� �るメモリ124と、を有する。この場合、メイ� �コントローラ120は、第2のモータ144Bの回転を 開始した時、又は、昇降機構110が下降を終了 した時に、タイマ122に計時を開始させる。タ イマ122が設定時間を計時したと判断した場合 に第1のモータ144Aを駆動する。第1のモータ144 Aの開始時期はタイマ122によって決定される� �第1のビット142Aが第2のビット142Bによる第2の ネジ10Bの締め付けと同時に第1のネジ10Aを締� �付けるかどうかは選択的である。図6に示す� ��成は、第2のビット142Bの状態を実際に検出� �ないのでメインコントローラ120の構成は単� �になり、低価格化を図ることができる。メ� �リ124が格納する設定時間は、第2のネジ10Bの� ��ルクアップがある程度進むのに必要な時間� ��なる。

 第3の方法を達成する別の例において、ネ ジ締め装置100のメインコントローラ120は、図 7に示すように、設定状態を格納するメモリ12 4を有し、第2のドライバ140Bの第2のビット142B� ��は、第2のネジ10Bのトルクアップの状態を検 出する状態検出部147が接続される。状態検出 部147の検出結果はサーボコントローラ150を介 してメインコントローラ120に通知される。メ インコントローラ120は、状態検出部147がメモ リ124に格納された設定状態を検出したと判断 した場合に第1のモータ144Aを駆動する。この� ��合、第1のモータ144Aの開始時期は状態検出� �147の検出結果によって決定される。状態検� �部147は、例えば、第2のビット142の回転速度� ��変化を検出する検出器である。第1のビット 142Aが第2のビット142Bによる第2のネジ10Bの締� �付けと同時に第1のネジ10Aを締め付けるかど� ��かは選択的である。図7に示す構成は、第2� �ネジ10Bの状態が実際に設定状態になった時� �第1のネジ10Aを締め付けることができるので� ��品や被締結物の歪み、位置ズレ、傾斜など� ��より確実に防止することができる。設定状� ��は、第2のネジ10Bのトルクアップがある程度 進んだ状態である。

 第4の方法は、メインコントローラ120が、 第1のビット142A及び第2のビット142Bが同時に� �転するように第1のモータ144A及び第2のモー� �144Bを駆動し、次に、第1のネジ10Aが着座する 前に第1のビット142Aの回転を一時停止するこ� ��である。この場合、第2のネジ10Bは継続して トルクアップに移行し、第1のモータ144Aの駆� ��は第2のネジ10Bのトルクアップ開始後に再開 する。第1及び第2のビット142A及び142Bが「同� �に回転する」とは、同時に回転するとみな� �る程度の時間差を許容する趣旨である。再� �時期は第2のネジ10Bがある程度トルクアップ� ��れた時期である。第1のネジ10Aを第2のネジ10 Bと共に着座前の状態まで締め付けることに� �って第2のネジ10Bのトルクアップがある程度� ��んでから第1のネジ10Aの回転を開始するより もスループットが向上する。スループットを 最大にするためには、一時停止は第1のネジ10 Aの着座直前の回転量のときに行うことが好� �しい。

 第4の方法を達成する一例において、ネジ 締め装置100のメインコントローラ120は、図8� �示すように、第1のネジ10Aを締め付け開始し� ��から第1のネジ10Aが着座する前の第1のビッ� �10Aの回転量を格納するメモリ124を有する。� �た、第1のビット142Aにはその回転量を検出す る回転検出部148が取り付けられている。回転 検出部148は、例えば、ロータリエンコーダか ら構成される。回転検出部148の検出結果はサ ーボコントローラ150を介してメインコントロ ーラ120に通知される。この場合、メインコン トローラ120は、回転検出部148が検出した回転 量がメモリ124に格納された回転量に到達した 場合に第1のモータ144Aを一時停止し、その後� ��開する。上述したように、スループットを� ��大にするためには、メモリ124が格納する回� ��量は第1のネジ10Aの着座直前の回転量である ことが好ましい。

 メインコントローラ120は、一時停止され� ��第1のモータ144Aの駆動の再開時期を図6又は� ��7に示す構成を使用して決定することができ る。

 図6に示す構成においては、メインコント ローラ120は、タイマ122と、設定時間を格納す るメモリ124と、を有する。この場合、メイン コントローラ120は、例えば、第1のモータ144B� ��回転を一時停止した時にタイマ122に計時を� ��始させる。メインコントローラ120は、タイ� ��122が設定時間を計時したと判断した場合に� ��1のモータ144Aの駆動を再開する。第1のモー� ��144Aの駆動の再開時期はタイマ122によって決 定される。第1のビット142Aが第2のビット142B� �よる第2のネジ10Bの締め付けと同時に第1のネ ジ10Aを締め付けるかどうかは選択的である。 図6に示す構成は、第2のビット142Bの状態を実 際に検出しないのでメインコントローラ120の 構成は単純になり、低価格化を図ることがで きる。メモリ124が格納する設定時間は、第2� �ネジ10Bのトルクアップがある程度進むのに� �要な時間となる。

 図7に示す構成において、メインコントロ ーラ120は、設定状態を格納するメモリ124を有 し、第2のドライバ140Bの第2のビット142Bには� �第2のネジ10Bのトルクアップの状態を検出す� ��状態検出部147が接続される。この場合、メ� ��ンコントローラ120は、状態検出部147がメモ� ��124に格納された設定状態を検出したと判断� ��た場合に第1のモータ144Aの駆動を再開する� �第1のモータ144Aの駆動の再開時期は状態検出 部147の検出結果によって決定される。第1の� �ット142Aが第2のビット142Bによる第2のネジ10B� ��締め付けと同時に第1のネジ10Aを締め付ける かどうかは選択的である。図7に示す構成は� �第2のネジ10Bの状態が実際に設定状態になっ� ��時に第1のネジ10Aを締め付けることができる ので部品や被締結物の歪み、位置ズレ、傾斜 などをより確実に防止することができる。設 定状態は、第2のネジ10Bのトルクアップがあ� �程度進んだ状態である。

 図6及び図7では、タイマ122とメモリ124を� �インコントローラ120の一部としているが、� �ーボコントローラ150のモータ制御部156の一� �として構成してもよい。かかる例を、図9に� ��す。図9は、ドライバ140の制御系の変形例の ブロック図であり、第1のドライバ140Aと第2の ドライバ140Bの数を、140A1、140A2、・・・、140A m、140B1、140B2、・・・、140Bmと一般化してい� �。

 演算器157は、MPUとして構成されている。M PUは、図示しないスイッチの指示に応じてモ� ��タ144を制御するマイクロコントローラであ� ��。演算器157は、プログラムを記憶するROM、� ��時記憶用RAM等のメモリ157aを同一チップに内 蔵している。メモリ157aは、一時停止を解除� �るまでの時間値、速度設定値、トルク制御� �のトルクアップパターンなどを記憶してい� �。これにより、演算器157はネジ締めシーケ� �スを実行することができる。また、演算器15 7はタイマ157bも更に内蔵している。タイマ157b は、水晶発振のクロックを計数するカウンタ を内蔵していているため、時間の計測を行う ことができる。これにより、一時停止状態を 解除するための正確な時間待ちなどが可能に なっている。また、図9では、演算器157の外� �に記載されている、角度カウンタ158a、D/A変� ��器158b、パワーアンプ158c、A/D変換器158dなど� ��周辺回路も演算器(MPU)157に内蔵されていて� �よい。

 角度カウンタ158aは、モータ144の回転量を 計測するためのアップダウン・カウンタで、 インクリメンタル型エンコーダ148の出力パル スを計数する。 更に、モータの回転量の測� ��値を演算器157によりギアの減速比で割り算� ��てビット回転量に変換する。図示しないス� ��ートレバーやスイッチにより動作が開始さ� ��る時に0に初期化され、その後の動作中のビ ット回転量を測定する。ビット回転速度は、 演算器157により単位時間毎(1msec程度)のビッ� �回転量の増減量を測定し、その時間間隔で� �って算出する。

 D/A変換器158bは、演算器157でトルク制御、 速度制御、角度制御のために計算されたモー タ144へのデジタルの操作量をアナログ電圧に 変換して次のパワーアンプ158cへ出力する。

 パワーアンプ158cは、D/A変換器158bの出力� �比例した電圧でモータ144を駆動する。なお� �D/A変換器158bをPWM(パルス幅変調器)、パワー� �ンプ158cをFETによるスイッチング回路に交換� ��て、全デジタル制御でモータ144を駆動する� ��とも可能である。

 A/D変換器158dは、モータ巻線に直列に挿入 した抵抗器の両端の電圧(アナログ値)をデジ� ��ル値に変換して、演算器157で抵抗値で割り� ��しモータ電流値を測定する。更に、演算器1 57で、モータ144のトルク定数とギアの減速比� ��乗算すると、ビット出力トルクが得られる� ��

 ドライバ140は、ドライバメカ部として、� ��ータ144、ギア(群)141a、及び、エンコーダ148� ��有する。

 ギア141aは、ケーシング141に収納され、モ ータ144の出力トルクを減速比倍に増力してビ ット142を回転させる。その代わり、ビット回 転速度は 1/減速比に減速される。ねじ締め� �ルクが小さい時など、ギア等の減速機を使� �せずにモータの回転をそのままビットに伝� �ることも可能で、その場合は減速比を1とす� ��。

 図9に示すモータ144は、ブラシ付きDCサー� ��モータで、モータ電流に比例したトルクを� ��生する。モータ144は3相ブラシレスモータを 使用することも可能で、その場合はエンコー ダ148の計測のモータ回転角情報を用いて正弦 波転流制御を行う部分を追加することでブラ シの代わりをさせる必要がある。操作量(入� �)とモータ電流(出口)ではDCサーボモータと等 価になり、基本的な動作はDCサーボモータを� ��いた場合と変わらない。

 エンコーダ148は、モータ144の回転量を測� ��するためのインクリメンタル型ロータリエ� ��コーダである。スケールのスリットを透過� ��る光の明暗を検知することで微小回転量ご� ��にオン/オフする矩形波信号を発生でき、更 に互いに90度の位相差を持つ2相の矩形波を発 生させるものでは、信号の進み/遅れの解析� �より回転方向の検出も可能になる。エンコ� �ダ148は、モータ144の絶対角度を検出するア� �ソリュート型のエンコーダを使用すること� �可能で、その場合はカウンタを使用せずに� �接演算器157に回転角度を読み込み、初期化� �代わりに、動作開始時点の回転角度を演算� �157内に記憶しておき、動作中の回転量はこ� �記憶値を減算して動作開始からのモータ回� �量とする。

 第1のドライバ140Aと第2のドライバ140Bは、 ほとんど同じ構成と動作を行う。第1のドラ� �バ140Aは、角度カウンタ158aの計測値が予め定 められたビット回転量に達したときにモータ 144Aへの速度指令値をゼロにして一時停止状� �とし、設定時間経過後に一時停止状態を解� �する一時停止/解除部157cを演算器157に更に備 えている点が第2のドライバ140Bと異なる。起� ��後は各軸のドライバ140はそれぞれ独立に動� ��する。

 この場合のタイミングチャートを図10に� �す。一時停止の時期はビット回転量で決定� �れ、一時停止期間Tの間に第2のネジ10Bのトル クアップが終了していることが理解される。 その後に、第1のネジ10Aの着座とトルクアッ� �が行われる。

 別の実施例では、図9の構成において、第 1のドライバ140Aは角度カウンタ158aの計測値が 予め定められたビット回転量に達したときに モータ144Aへの速度指令値をゼロにして一時� �止状態とし、メインコントローラ120からの� �示により一時停止状態を解除する一時停止/� ��除部157cを演算器157に更に備えている点が第 2のドライバ140Bと異なる。各軸のドライバ140� ��メインコントローラ120の指示を受けてそれ� ��れ独立に動作する。更に、メインコントロ� ��ラ120は、最初に全軸にねじ締め開始を指示� ��る以外に、第2のドライバ140Bの全軸がねじ� �め動作を完了したことを、各軸へのステー� �ス情報の照会、あるいは動作完了した軸か� �の割り込み通知などにより検出したとき、� �時停止状態になっている第1のドライバ140Aに 対して、一時停止状態の解除指示を出す。あ るいは、締付動作完了時点ではなく、必要に 応じて締付動作完了前の所定のトルクレベル まで締付を完了したことなど条件にすること も可能であり、その場合は、第2のドライバ14 0Bから所定のトルクレベルに達した旨のステ� ��タス情報がメインコントローラ120に通知で� ��るように構成しておく。

 この場合のタイミングチャートを図11に� �す。一時停止の時期はビット回転量で決定� �れ、一時停止期間は、第2のネジ10Bのトルク� ��ップが終了したことを検知したことをメイ� ��コントローラ120が知って一時停止解除信号� ��送信するまでであることが理解される。第2 のネジ10Bのトルクアップが終了したかどうか は、状態検出部147が第2のネジ10Bのステータ� �情報を照会して検出する。次にメインコン� �ローラから一時停止解除指令が送られると� �第1のネジ10Aの着座とトルクアップが行われ� ��。

 更に別の実施例では、図12の構成におい� �、第1のドライバ140Aと第2のドライバ140Bは、� ��とんど同じ構成と動作を行う。第2のドライ バ140Bは、ネジ締め動作が完了した旨を通知� �る信号(あるいはステータス情報)を、メイン コントローラ120を介さずに、直接第1のドラ� �バ140Aへ接続できるルート130を有する。第1の ドライバ140Aでは角度カウンタ158aの計測値が� ��予め定められたビット回転量に達したとき� ��、第1のモータ144Aへの速度指令値をゼロに� �て一時停止状態とし、ルート130からメイン� �ントローラ120を介さずに直接得られた情報� �基にして(複数軸の場合は論理演算を行い)、 第2のドライバ140Bの全軸がネジ締め動作完了� ��たことを知り、自身の判断で一時停止状態� ��解除するように演算器157のプログラムが設� ��されている。あるいは、締付動作完了時点� ��はなく、必要に応じて締付動作完了前の所� ��のトルクレベル(例えば、トルクアップの95% )まで締付を完了したことなど条件にするこ� �も可能である。その場合は、第2のドライバ1 40Bから所定のトルクレベルに達した旨の信号 が第1のドライバ140Aに通知できるように構成� ��る。

 この場合のタイミングチャートを図13に� �す。一時停止の時期はビット回転量で決定� �れ、一時停止期間は、第2のネジ10Bのトルク� ��ップが終了したことを検知したことを第1の ドライバ140Aが第2のドライバ140Bからの通知に より知って一時停止解除信号を送信するまで であることが理解される。その後に、第1の� �ジ10Aの着座とトルクアップが行われる。

 第2のネジ10Bが複数ある場合には、これら の第2のネジ10Bの締結は同期をとることが好� �しい。また、第1のネジ10Aが複数ある場合に� ��これらの第1のネジ10Aの締結は同期をとるこ とが好ましい。これにより、被締結物の歪み 、位置ズレ、傾斜を低減することができる。

 例えば、各第2のドライバ140Bは上述した� �態検出部147を有する。そして、第2のネジ10B� ��トルクアップに必要な設定トルクに至るま� ��複数の段階が設定されると共に各段階に目� ��トルクが設定され、メインコントローラ120� ��、複数の第2のドライバ140Bの全ての状態検� �部147から現在の段階の目標トルクに到達し� �旨の通知を受信した場合に次の段階の目標� �ルクに移行させると共に移行のタイミング� �複数の第2のドライバ140Bの中でずれるように 第2のモータ144Bを制御してもよい。例えば、� ��2のドライバ140Bにおける上述のペア(140B1と14 0B2)のネジ締めを同時に行い、ペア毎に締結� �期をずらすなどである。なお、かかる技術� �特許文献7に詳しいので詳細な説明は省略す� ��。

 更に、特許文献7の方法を応用して、図12� ��図13に示すようなメインコントローラを介� �ずに遅れてねじ締めするドライバが自律的� �一時停止状態を解除する方法を実現する具� �例を以下に示す。図4において、各ドライバ1 40のサーボコントローラ150の演算器157は、同� ��待ち状態になった回数をカウントするカウ� ��タ機能を有する。初期化動作によってこの� ��期待ちカウンタは0にセットされている。

 図16Aから図16Eは、図4に示す各ドライバの 演算器157において実行されるコンピュータプ ログラムであって、同期とりに関する動作を 制御するためのプログラムの内容を示してい る。

 図16Aは、電源投入時及び一連のねじ締め� ��作の終了時に行われる各ドライバでの初期� ��動作の制御フローチャートを示している。� ��ず、ステップ(図ではSと略記する)10におい� �、演算器157は、同期点5(後述する図17のタイ� ��チャート参照。)が設定されることに応じて 、初期化動作を開始する。ステップ11は、同� ��待ちカウンタのカウント値を0にリセットす る。次に、ステップ12は、偶数ライン出力を� ��フ状態に、奇数ライン出力をオン状態に設� ��する。これにより、偶数ワイヤードORライ� �OR2がオフ状態に設定され、奇数ワイヤードOR ラインOR1はオン状態に設定される。そして、 ステップ13でこの初期化フローを終了する。

 図16Bは、各ドライバで着座動作完了及び� ��ルクアップ/ダウン動作完了とともに行われ る偶数及び奇数ライン出力の状態設定に関す るフローチャートを示している。まず、ステ ップ20で着座動作完了及びトルクアップ/ダウ ン動作完了を検知するとステップ21に進む。� ��テップ21は、同期待ちカウンタ値を1インク� ��メントする。次に、ステップ22は、同期待� �カウンタ値が奇数か偶数かを判別する。奇� �の場合は、ステップ23に進み、偶数ライン出 力をオン状態に、奇数ライン出力をオフ状態 に設定する。全てのドライバがこの状態とな ることで偶数ワイヤードORラインOR2はオン状� ��であるが、奇数ワイヤードORラインOR1はオ� �状態からオフ状態に切り替わる。一方、ス� �ップ22において、同期待ちカウンタ値が偶数 の場合は、ステップ24に進み、偶数ライン出� ��をオフ状態に、奇数ライン出力をオン状態� ��設定する。全てのドライバがこの状態とな� ��ことで、奇数ワイヤードORラインOR1はオン� �態であるが、偶数ワイヤードORラインOR2はオ ン状態からオフ状態に切り替わる。

 図16Cは、同期判定フローチャートを示し� ��いる。ステップ30で、同期判定動作を開始� �ると、次にステップ31では、同期待ちカウン タ値が奇数か偶数かを判別する。奇数の場合 は、ステップ32に進む。ステップ32では、奇� �ワイヤードORラインOR1がオン状態かオフ状態 かを判別する。オン状態の場合は、ステップ 32を繰り返す。一方、ステップ31で同期待ち� �ウンタ値が偶数と判別した場合は、ステッ� �33に進む。ステップ33では、偶数ワイヤードO RラインOR2がオン状態かオフ状態かを判別す� �。オン状態の場合は、ステップ33を繰り返す 。

 図16Dは、第1のドライバ140AのワイヤードOR ライン離脱動作の制御フローチャートを示し ている。まず、ステップ40では、演算器157は� ��同期点1が設定されることに応じて、離脱動 作を開始する。次に、ステップ41にて、偶数� ��イン出力をオフ状態に、奇数ライン出力を� ��フ状態に設定する。そして、ステップ42で� �の離脱フローを終了する。

 図16Eは、第1のドライバ140Aの一時停止状� �解除判定フローチャートを示している。ま� �、ステップ50で、一時停止状態解除判定動作 を開始すると、次にステップ51は、同期待ち� ��ウンタ値を1に初期化する。そして、ステッ プ52で、同期待ちカウンタ値に1を加え、次の ステップ53に進む。

 ステップ53では、同期待ちカウンタ値が� �数か偶数かを判別する。奇数の場合は、ス� �ップ54に進む。ステップ54では、奇数ワイヤ� ��ドORラインOR1がオン状態かオフ状態かを判� �する。オン状態の場合は、ステップ54を繰り 返す。オフ状態の場合は、次のステップ56に� ��む。一方、ステップ53で同期待ちカウンタ� �が偶数と判別した場合は、ステップ55に進む 。ステップ55では、偶数ワイヤードORラインOR 2がオン状態かオフ状態かを判別する。オン� �態の場合は、ステップ55を繰り返す。オフ状 態の場合は、次のステップ56に進む。

 ステップ56では、同期待ちカウンタ値が� �定の値に到達したかどうかを判別する。同� �待ちカウンタ値が所定の値に到達していな� �場合、ステップ52に戻り、同期待ちカウンタ 値が所定の値に到達するまで繰り返す。同期 待ちカウンタ値が所定の値に到達した場合は 、次のステップ57へ進む。ステップ57では、� �1のドライバ140Aの一時停止状態を解除して、 ビット回転を再開する。そして、ステップ58� ��この一時停止状態解除判定フローを終了す� ��。

 この場合の各ドライバ140A及び140Bのネジ締� �動作の制御手順と動作タイミングチャート� �図17に示す。ここで、図17は、第1のネジ10Aが 1本、第2のネジ10Bが4本である場合のネジ締め 動作状態を表している。また、4本のドライ� �140Bは、140B ₁ 乃至140B ₄ と区別されている。

 ドライバ140Aとドライバ140B ₁ 乃至140B ₄ はネジ締め開始コマンドを受信すると同期ネ ジ締めを行う。各第1のドライバ140Aと第2のド ライバ140Bは、ネジ締め開始コマンドに続く� �期待ち1によって偶数ライン出力がオンにな� ��、奇数ライン出力がオフになり、同期点1に おいてビットを回転する。しかし、第2のド� �イバ140Bがそのまま着座させるのに対して、� ��1のドライバ140Aは着座直前で一時停止をす� �。また、第1のドライバ140Aはその後の同期ネ ジ締めには参加しないため、第1のドライバ14 0Aは図16Dのステップ41に示されるように奇数� �イン出力153及び偶数ライン出力155をオフに� �り替える(同期待ちが終了になるようにする) 。次に、第2のドライバ140Bは偶数番目の同期� ��ちを行い、偶数ライン出力がオフになり、� ��数ライン出力がオンになる。そして、同期� ��2でトルクアップT1を行う。トルクアップT1� �要求されるトルクアップ量のある割合であ� �。そして、同期を取りながら、第2のドライ� ��140BはトルクアップT2(例えば、要求されるト ルクアップ量の95%)まで進む。このとき、同� �待ちカウンタ値が同期点4になる。

 第1のドライバ140Aは、着座直前でビット� �転を一時停止し、同期待ちカウンタ値が同� �点4になるまで一時停止を続ける。そして、� ��期待ちカウンタ値が同期点4に達したとき、 第1のドライバ140Aは、図16Eのステップ57に示� �れるように、一時停止状態を解除してビッ� �を回転させ、第2のドライバ140Bとは非同期で 着座、トルクアップを実行する。各第2のド� �イバ140Bは、第1のドライバ140Aよりも早くネ� �締めを終了し、図16Aのステップ11に示される ように同期待ちカウンタ値を初期化する。第 2のドライバ140Bは、各第1のドライバ140Aより� �遅くネジ締めを終了し、同期待ちカウンタ� �を初期化する。このようにしてネジ締めす� �ことにより、被締結物の歪み、位置ズレ、� �斜を低減することができる。

 ここで、図12のライン130に相当する部分� �、図4に示すワイヤードORライン160a、160bであ り、その状態は、各軸サーボコントローラの 奇数ライン入力152と、偶数ライン入力154から モータ制御部158に取り込まれて、各軸それぞ れ独立に図16A~図16E、図17のプログラムを実行 する。予め、各軸のサーボコントローラに、 先行してネジ締めする140Bのグループか、あ� �いは遅れてネジ締めする140Aのグループのど� ��らに属しているかを設定しておけば、先行� ��てネジ締めする140Bのグループではそれぞれ 独立して図16A~図16Cの処理を実行し、遅れて� �ジ締めする140Aのグループでもそれぞれ独立� ��て図16A、図16C、図16D、図16Eの処理を実行す� ��ば、全体として図17の動作になる。どちら� �グループに属するかを設定する方法として� �、役割がほとんど固定の場合はサーボコン� �ローラ150内のEEPROM等のメモリにパラメータ� �して書き込んでおくか、あるいはスイッチ� �を設けて半固定で切替できるようにしても� �い。また、役割が毎回のネジ締めで変化す� �ような場合にはネジ締め開始コマンドに付� �するパラメータとして毎回設定してもよい� �

 別の方法として、ワイヤードORラインの� �号をメインコントローラに接続するなどし� �取り込み、メインコントローラ120に同期待� �カウンタ機能を有してもよいし、各ドライ� �からの通信によりこのカウント値の情報を� �け取ってもよい。この場合は図11の方法に相 当し、メインコントローラから一時停止解除 のタイミングを指示することになる。しかし 、この場合の欠点としては、メインコントロ ーラから通信線を介して一時停止の解除が指 示されるため一時停止解除のタイミングが遅 くなることがあり、どんなに通信速度を上げ てもワイヤードORラインを直接監視する前者� ��方法には追い付けない。また、メインコン� ��ローラのプログラムが複雑になるのも問題� ��、ネジの本数が増えるとメインコントロー� ��での処理が増えてくる。一方、前者の各軸� ��サーボコントローラが自律的に一時停止解� ��を判断する場合には、どんなに140Aおよび140 Bの軸数が増えてもメインコントローラおよ� �サーボコントローラのプログラムが複雑に� �らず、通信も混雑せず、ただサーボコント� �ーラ間の接続をいもづるで増やして行くだ� �で容易にネジの本数を増減できる利点があ� �。

 以上、本発明の好ましい実施態様を説明� ��てきたが、本発明はこれらの実施態様に限� ��されるものではなく、様々な変形及び変更� ��可能である。