自动化技术篇-螺丝紧固自动化

在环境问题等情况下，通过螺钉连接两个部件的方法，控制连接所需的螺钉转动和紧固扭矩，重新成为自动化技术的必要手段。

(1)自动螺钉紧固的构成要素。

*螺钉紧固自动化的构成要素包括：由紧固装置和供应装置部件组成的硬件，以及由控制紧固扭矩等紧固条件和管理它的软件2方面组成(图1)。

(2)自动螺钉紧固装置故障分析。

图2中显示出螺钉紧固自动化作业的典型故障。

●把这些故障的原因作为自动化设备的课题，必须提出解决办法，如(1)紧固不良；(2)螺钉供应错误；(3)定位不良等。

失效分析与对策。

通过对回转螺钉紧固自动化设备故障的分析，我们发现有必要寻找以下方面的解决对策：(1)螺钉紧固不良；(2)螺钉零件供应错误；(3)螺钉定位错误等。这里就紧固不良这方面作一说明。

(1)螺钉紧固件的质量评估。

将螺钉紧固自动化中有关螺钉紧固不良处理的参考资料，并对螺钉紧固质量的评估方法进行了整理(图1)。

本件的评定基本上是与螺钉生产时的构造包含关系相关联，这种质量直接影响紧固件的质量。

(2)螺钉紧固不良的故障处理。

*螺钉扣紧不良的发生因素按发生率的百分比排列，见图2。从图中可以看出，底孔的加工及螺钉外形品质以外的不良因素，就是在螺钉扣紧自动化装置这方面必须考虑的对策。

位于装置原因首位的螺丝刀批头打滑，是由于螺丝孔偏斜或螺丝头的十字槽与批头形状不合适等单纯复杂因素造成螺丝位置严重不良。

所以，在成批头部的初期最佳形状方面的技术追求和耐磨性对策等耐久度指标尤为重要。

此外，在螺钉的操作部分，采用了具有极高抓持可靠性的螺钉夹紧机构及其重要性。

螺旋供应失误及对策

本文就螺钉紧固件供应中的错误进行了解释，故障发生在螺钉紧固自动化操作中的第二位。

螺钉零件供应有误及故障原因。

·螺钉紧固自动化-2：故障分析及对策与本次介绍的螺钉零件供应错误引起的故障，约占螺钉紧固自动化故障的50%。

还受各种因素的影响，如所用的螺钉形状(直径、长度、特制螺纹、垫圈等)和加工工时短。

*螺钉部件的种类有以下几种：

除因螺钉种类繁多而导致的故障外，还必须考虑到加工方法不同所造成的外周部起毛和各批次螺钉质量不均衡等因素的影响。

图2中显示了螺钉零件供应错误的典型分布数据。由数据可知，造成故障的原因主要分为：(1)供应机构端(零件供应端，供应管/槽端),(2)螺钉夹紧机构，(3)螺钉部件质量这三大类。

(2)螺钉部件和供应困难的问题。

●由于螺钉部件的多样性(图1)，稳定供应螺钉部件的困难程度可以在某种程度上被设想。

内径形状的不同可使对供体位影响较大的“重心”和“摩擦特性”发生变化，低成本的螺钉也可产生毛刺、磁带等效应。

·当垫片被带入时，金属熔渣和垫片混合在一起，这使得情况更加复杂。

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·图3-b)尽管运输时姿态稳定，但在螺钉拧紧前必须翻转螺钉的情况。

·图2所示NO.1与NO.3存在供给错误的原因，NO.1是由于异物混入，如果采取了防止异物混入的措施，就会产生良好的效果。

(a)货物检查(自动分类等)中的异物混入检查

(b)在自动化工程中有双重选择。

(3)设计供应制度的重要性。

·螺钉固定自动化必须同时满足生产效率和可靠性的要求。

自动工程由螺丝整列供给单元和螺丝紧固单元组成，前者包含振动盘，而部件整列供给随机处理。而螺钉紧固单元则采用了固定节律处理。

·要将两个不同处理节奏的单元连接起来，优先使用全列螺旋存储缓冲器。

螺旋定位误差与对策

本文就螺钉紧固自动化操作中失效率发生最高的螺钉定位错误进行了讲解。

一、螺钉定位错误及产生故障的原因。

造成定位错误的原因虽然有螺钉形状和螺钉紧固工件端面两个特点的原因，但是自动化设备端面的原因更大。图1显示了螺钉定位错误的原因。

·故障原因大多与螺钉紧固端的工件质量有关。二是螺钉夹紧不良；所以，作为自动化装置端的课题，需要解决1)螺钉位置偏差，2)振动偏差，3)螺钉夹紧不良的对策。上述3个不良原因的(1)和(3)与上回所述的螺钉供应失误的对策有关。

二、螺钉位置与供应条件/夹紧机构关系系有误。

●螺钉定位作业取决于螺钉转位后，如空气槽，螺钉固定部分的螺钉姿态和位置是否合适。在螺杆姿态或定位不当的情况下，定位错误的几率很高。

●为使螺钉固定可靠，必须确保a)运输过程中螺钉的姿态，b)运输后螺钉稳定停止，c)运输后螺钉固定停止，c)运输后螺钉固定可靠，这3个要素。

为了保证螺钉夹具定位的可靠性，需要满足以下3种夹具功能。

·夹具机构部件的设计顺序请参照下列步骤。

·当输送螺钉的止动方式和螺钉夹紧方式采用弹簧机构时，必须采用下列保证弹簧力关系的条件(螺钉输送速度等)，以及机构部的调整。

*由于振动而造成的定位误差也是需要进行测量的原因。此外，还必须考虑零件送料器的噪声以及与自动装置相关的对齐装置的适当运送速度等条件。

三、螺钉紧固作业工艺设计的重要性。

·下面显示了典型的工艺设计实例。“定位确认”作为一种保证定位可靠性和稳定控制螺钉紧固转矩的判断过程，成为一个独立的过程。

图象处理和零件搬运。

零件传动自动化中，图像处理技术是一种强有力的故障排除生产技术。对排列机和输送带上的输送部件姿态不佳以及定位故障对策外的异物混入对策都有良好的效果。下面是图像处理技术的概述。

第一，自动化和图象处理。

·作为搬运、加工/装配的生产线，可对整个生产过程进行可视化检查，可灵活应用图像处理技术。

为了防止定位错误，在定位平台前测量螺钉部件的定位姿态，并将姿态不佳的部件排除出去(图1)。

将检件外形图像识别为异物混合的故障对策，并将不同图形部件(异物)排出。

·在检查应用中，利用图像处理技术对螺钉固定后的外观状态进行检查。

(2)图像处理基础技术。

通过图像处理实现人眼对状态的识别，主要有以下4种主要技术。

(a)图像信号を二次元识别。

在检验中应用提取物体的局部特征。