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公開番号2024117215
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-29
出願番号2023023180
出願日2023-02-17
発明の名称ナットランナ
出願人公立大学法人大阪,株式会社ユタニ
代理人個人,個人
主分類B25B 23/14 20060101AFI20240822BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】ボルト又はナットの着座や底付を正しく判定し、判定精度を向上させて不良化率を低減するナットランナを提供する。
【解決手段】締付対象物に対してボルト又はナットの締付制御を行う制御手段を有するナットランナにおいて、前記制御手段は、進化戦略に従って重み係数の最適値を探索する最適値探索手段を用いて締付制御を行うAI締付制御手段を有し、前記AI締付制御手段は、締付開始後の計測データ群を前記最適値探索手段に入力することにより、前記締付対象物の着座及び/又は底付を検出する検出手段を有することを特徴とする。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
締付対象物に対してボルト又はナットの締付制御を行う制御手段を有するナットランナにおいて、
前記制御手段は、進化戦略に従って重み係数の最適値を探索する最適値探索手段を用いて締付制御を行うＡＩ締付制御手段を有し、
前記ＡＩ締付制御手段は、締付開始後の計測データ群を前記最適値探索手段に入力することにより、前記締付対象物の着座及び／又は底付を検出する検出手段を有することを特徴とするナットランナ。
続きを表示（約 490 文字）【請求項２】
前記ＡＩ締付制御手段は、ナットランナの外部に設けたこと特徴とする請求項１記載のナットランナ。
【請求項３】
前記ＡＩ締付制御手段は、更に予め設定された前記締付対象物の着座トルクに到達したか否かを判定する判定手段を有し、前記判定手段により前記着座トルクに到達したと判定されるまで、前記検出手段による前記締付対象物の着座及び／又は底付の検出を繰り返すこと特徴とする請求項１又は２記載のナットランナ。
【請求項４】
前記最適値探索手段は、締付学習データから共分散行列適応進化戦略（ＣＭＡ－ＥＳ：Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy）のアルゴリズムに基づいて最適解（評価値）を探索することを特徴とする請求項１記載のナットランナ。
【請求項５】
前記ナットは、セルフロックナットであることを特徴とする請求項１記載のナットランナ。
【請求項６】
前記ナットランナは、エアナットランナ又は据付型ナットランナであることを特徴とする請求項１記載のナットランナ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナットランナに関し、締付対象物の着座や底付きを自動的に検出するナットランナに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ナットランナは自動車車体製造、航空宇宙産業、重機・建機組立、家電組立等、産業界の組立分野において幅広く使われている。これらの組立現場では、ナットランナが締付対象物に対してボルトやナットを締付ける際に利用される。ボルトやナットの締付には、回転する先端部分にソケットを装着して用いられる。ナットランナの形状は、手で持って作業をするハンドナットランナや設備に搭載する据付型のナットランナがある。ハンドナットランナとしては、ストレートタイプ、ピストルタイプ、アングルタイプ等がある。
【０００３】
ナットランナの駆動方式としては、圧縮空気を利用したエア式ナットランナ、電動モータの軸から減速ギアを経由してソケットへ伝達してボルトやナットを回転させる電気式ナットランナが一般的である。締付強度（トルク、Ｎｍで表す）の与え方としては、連続的にトルクを与えるダイレクト駆動（ＤＣ）方式と、パルス状のトルクを与えながら締付けるパルス方式がある。パルス方式はＤＣ方式に比べて、締付完了段階における反力が少ないというメリットがある反面、正確なプログラム制御や締付トルクの判定が難しいというデメリットがある。
【０００４】
エア式ナットランナでは、規定トルクに達するとクラッチが外れて空転する、又はシャットオフバルブが機能して回転を止めることにより、規定トルクの締付けを行う。電動ナットランナにおいては、回転速度・角度・締付トルクをプログラムにより制御を行うことが可能であり、回転速度が自動で切り替わる機能を有するものもあり、例えば締付ける時には高速回転で、最後は低速になって仕上げを行うといった作業を自動で行うことができる。エア式ナットランナにおいても、同様な機能を追加したものがある。
【０００５】
特許文献１には、機械学習装置を用いたネジ締付システムが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、締付開始から着座までボルトやナットの締付対象物を例えば高速回転で締付け、その着座後から締付完了まで締付対象物を例えば低速回転で締付けるナットランナ及びその制御方法が開示されている。
【０００７】
特許文献３には、ニューラルネットワークを用いて、ナットランナによるねじの締付を制御するナットランナ制御装置が開示されている。具体的には、特許文献３では、軸力測定結果を教師として、ナットランナ締付を軸力測定無しでも軸力と紐付けて締付け判定制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１７－３００８８号公報
特開２００６－１１０６５７号公報
特開平６－２０６１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１では、報酬の決め方が、「距離センサによるネジ頭部と座面間の距離測定」に依存しているため、ネジ締付は距離センサが必要である。行動（制御動作）を最適化するためのニューラルネットワークによりエラーの少ない制御動作を学習し、その動作で動かす制御を行う。判定の良し悪しが学習されるわけではないため、距離センサが無い場合には、正解判定精度が著しく落ちるという問題点があった。
【００１０】
上記特許文献２では、着座地点までに異常が発生しないことを評価する技術であり、着座の決定方法を改良することについては配慮されていなかった。
（【００１１】以降は省略されています）

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