2022-87925 ねじ締結判断システム、および、ねじ締結判断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022087925

(43)【公開日】2022-06-14

(54)【発明の名称】ねじ締結判断システム、および、ねじ締結判断方法

(51)【国際特許分類】

   B25B 23/14 20060101AFI20220607BHJP

【ＦＩ】

B25B23/14 620H

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020200069

(22)【出願日】2020-12-02

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2021-09-29

(71)【出願人】

【識別番号】594018832

【氏名又は名称】株式会社岩崎電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100087653

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴江 正二

(74)【代理人】

【識別番号】100142376

【弁理士】

【氏名又は名称】吉村 哲郎

(72)【発明者】

【氏名】川西 哲詩

【テーマコード（参考）】

3C038

【Ｆターム（参考）】

3C038CA06

3C038CA10

(57)【要約】

【課題】ねじの締結が正常か異常かの判断がより詳細に実施される。
【解決手段】ねじ締結判断システムは、動力ドライバー１０と、トルク検出装置１２と、正常異常判断装置１４とを備える。動力ドライバー１０は、ねじの締付を行う。トルク検出装置１２は、動力ドライバー１０によるねじの締付トルクを検出する。トルク検出装置１２は、その締付トルクを示す検出データを出力する。正常異常判断装置１４は、トルク検出装置１２が出力した検出データに基づいてねじの締付が正常か異常かを判断する。正常異常判断装置１４は、後述される推移の形態が、少なくとも３種類の形態範疇のいずれに所属するかに基づき、ねじの締付が正常か異常かを判断する。その推移の形態は、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態である。上述された少なくとも３種類の形態範疇は、正常または異常の一方にそれぞれ対応付けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ねじの締付を行う動力ドライバーと、
前記動力ドライバーによる前記ねじの締付トルクを検出し前記締付トルクを示す検出データを出力するトルク検出装置と、
前記トルク検出装置が出力した前記検出データに基づいて前記ねじの締付が正常か異常かを判断する正常異常判断装置とを備えるねじ締結判断システムであって、
前記正常異常判断装置が、前記ねじの締付の開始から前記締付トルクが所定のトルクに到達するまでの締付動作期間である判断対象動作期間における前記ねじの締付に伴う前記締付トルクの推移の形態が、正常または異常の一方にそれぞれ対応付けられる少なくとも３種類の形態範疇のいずれに所属するかに基づき、前記ねじの締付が正常か異常かを判断することを特徴とするねじ締結判断システム。

【請求項2】

前記正常異常判断装置が、
前記検出データに基づいて、前記判断対象動作期間における前記ねじの締付の開始からの経過時間と前記締付トルクの推移との相関係数、および、前記判断対象動作期間における前記ねじの締付の開始からの経過時間と前記締付トルクの推移との間における回帰式の係数の少なくとも一方を算出する係数算出部と、
前記係数算出部が算出した係数が前記形態範疇ごとに定められる所定の範囲内か否かに応じて前記ねじの締付に伴う前記締付トルクの推移の形態が前記少なくとも３種類の形態範疇のいずれに所属するかを識別する係数範囲識別部とを有していることを特徴とする請求項１に記載のねじ締結判断システム。

【請求項3】

前記係数算出部が前記回帰式の２次の前記係数および前記回帰式の１次の前記係数を少なくとも算出し、
前記形態範疇ごとに定められる所定の範囲が前記２次の係数および前記１次の係数それぞれについて定められることを特徴とする請求項２に記載のねじ締結判断システム。

【請求項4】

前記係数算出部が前記相関係数をさらに算出し、
前記形態範疇ごとに定められる所定の範囲が、前記相関係数、前記２次の係数、および、前記１次の係数について、それぞれ定められることを特徴とする請求項３に記載のねじ締結判断システム。

【請求項5】

ねじの締付が動力ドライバーにより行われることに伴って前記動力ドライバーによるねじの締付トルクが検出され前記締付トルクを示す検出データが出力されるトルク検出工程と、
前記トルク検出工程において得られた検出データに基づいてねじの締付が正常か異常かが正常異常判断装置により判断される正常異常判断工程とを備えるねじ締結判断方法であって、
前記正常異常判断工程において、前記ねじの締付の開始から前記締付トルクが所定のトルクに到達するまでの締付動作期間である判断対象動作期間における前記ねじの締付に伴う前記締付トルクの推移の形態が、正常または異常の一方にそれぞれ対応付けられる少なくとも３種類の形態範疇のいずれに所属するかに基づき、前記ねじの締付が正常か異常かが判断されることを特徴とするねじ締結判断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ねじ締結判断システム、および、ねじ締結判断方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１はねじ締め不良防止システムを開示する。このねじ締め不良防止システムは、電動ドライバーと、トルク検出装置と、回転角検出器と、複数のねじ締め箇所検出装置と、制御装置とを備えたものである。電動ドライバーは、ワークに被締結部材を固定するためのねじの締付を行う。トルク検出装置は、電動ドライバーによるねじの締付トルク、および、ねじの締付軸力を検出する。回転角検出器は、電動ドライバーのねじ締め角度を検出する。ねじ締め箇所検出装置は、データを検出する。それらのデータは、予め設定された複数の管理項目のそれぞれの正常異常を判断するためのデータである。それら複数の管理項目は、ねじ締め不良を引き起こす要因となりうるものである。制御装置は、複数のねじ締め箇所検出装置からの各検出データに基づいて複数の管理項目のいずれかの正常異常を判断する。制御装置は、トルク検出装置および回転角検出器の検出データに基づいてねじ締結状態が正常か異常かを判断する。制御装置は、ねじ締結状態が異常と判断した場合、その異常が解消されるまで次工程へ移行できないように電動ドライバーの動作を制限する。特許文献１に開示されているねじ締め不良防止システムによれば、締結不良品が市場に流出する不都合を防止できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－２０３５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示されたねじ締め不良防止システムには、ねじがワークに被締結部材を固定する際のねじの挙動に基づく正常か異常かの判断がさほど詳細ではないという問題点がある。

【0005】

本発明は、このような問題を解消するものである。その目的は、ねじの締結が正常か異常かの判断がより詳細に実施されるねじ締結判断システム、および、ねじ締結判断方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

図面に基づいて本発明のねじ締結判断システム、および、ねじ締結判断方法が説明される。なお、この欄で図中の符号を使用したのは、発明の内容の理解を助けるためであって、内容を図示した範囲に限定する意図ではない。

【0007】

上述された課題を解決するために、本発明のある局面に従うと、ねじ締結判断システムは、動力ドライバー１０と、トルク検出装置１２と、正常異常判断装置１４とを備える。動力ドライバー１０は、ねじの締付を行う。トルク検出装置１２は、動力ドライバー１０によるねじの締付トルクを検出する。トルク検出装置１２は、その締付トルクを示す検出データを出力する。正常異常判断装置１４は、トルク検出装置１２が出力した検出データに基づいてねじの締付が正常か異常かを判断する。正常異常判断装置１４は、後述される推移の形態が、少なくとも３種類の形態範疇のいずれに所属するかに基づき、ねじの締付が正常か異常かを判断する。その推移の形態は、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態である。判断対象動作期間とは、ねじの締付の開始から締付トルクが所定のトルクに到達するまでの締付動作期間のことである。上述された少なくとも３種類の形態範疇は、正常または異常の一方にそれぞれ対応付けられる。

【0008】

ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が少なくとも３種類の形態範疇のいずれに所属するかに基づき、ねじの締付が正常か異常かが判断される。ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が少なくとも３種類の形態範疇のいずれに所属するかに基づく判断により、その推移の形態の原因であるねじの挙動に基づいて正常か異常かが判断されることとなる。その結果、ねじの締結が正常か異常かの判断がより詳細に実施される。

【0009】

また、上述された正常異常判断装置１４が、係数算出部８０と、係数範囲識別部８２とを有していることが望ましい。係数算出部８０は、検出データに基づいて、次に述べられる２種類の係数の少なくとも一方を算出する。それらの係数の一方は、判断対象動作期間におけるねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との相関係数である。それらの係数の他方は、判断対象動作期間におけるねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間における回帰式の係数である。係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数が形態範疇ごとに定められる所定の範囲内か否かに応じてねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が少なくとも３種類の形態範疇のいずれに所属するかを識別する。

【0010】

ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が少なくとも３種類の形態範疇のいずれに所属するかが、係数算出部８０が算出する係数が形態範疇ごとに定められる所定の範囲内か否かに応じて識別される。この場合、係数算出部８０が算出する係数が一定ならば、その係数のもととなった推移の形態がどの形態範疇に所属するかに関する識別結果は一定となる。係数算出部８０が算出する係数は、相関係数および回帰式の係数の少なくとも一方である。相関係数および回帰式の係数は、所定の手順に沿って計算することで一意に定まる。このため、同一の締付トルクに基づいて算出される限り、係数算出部８０が算出する係数がその算出のたびに異なることはない。その結果、ねじの締結が正常か異常かの判断が安定的に実施される。

【0011】

もしくは、上述された係数算出部８０が、回帰式の２次の係数および回帰式の１次の係数を少なくとも算出することが望ましい。この場合、形態範疇ごとに定められる所定の範囲が２次の係数および１次の係数それぞれについて定められることが望ましい。

【0012】

ねじの挙動に影響を及ぼす何らかの要因があるとき、その要因がない場合に比べて、検出データに基づいて算出される回帰式における２次の係数の影響は大きくなる。その要因に応じて、ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態は異なるものとなる。その推移の形態が異なるものとなるので、その回帰式における２次の係数および１次の係数の値は異なるものとなる。これにより、２次の係数および１次の係数それぞれについて上述された所定の範囲が定められていると、係数範囲識別部８２は、ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が少なくとも３種類の形態範疇のいずれに所属するかを適切に識別できる。

【0013】

もしくは、上述された係数算出部８０が相関係数をさらに算出することが望ましい。この場合、形態範疇ごとに定められる所定の範囲が、相関係数、２次の係数、および、１次の係数について、それぞれ定められることが望ましい。

【0014】

判断対象動作期間におけるねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間における回帰式が３次以上の多次式に類似する場合、その回帰式が２次式である場合に比べて相関係数は小さくなる。これにより、回帰式の２次の係数および回帰式の１次の係数のみが算出される場合に比べて、ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が詳細に識別され得る。

【0015】

本発明の他の局面に従うと、ねじ締結判断方法は、トルク検出工程Ｓ１０２と、正常異常判断工程Ｓ１０４とを備える。トルク検出工程Ｓ１０２において、ねじの締付が動力ドライバー１０により行われることに伴って動力ドライバー１０によるねじの締付トルクが検出される。トルク検出工程Ｓ１０２において、その締付トルクを示す検出データが出力される。正常異常判断工程Ｓ１０４において、トルク検出工程Ｓ１０２において得られた検出データに基づいてねじの締付が正常か異常かが正常異常判断装置１４により判断される。正常異常判断工程Ｓ１０４において、後述される推移の形態が、少なくとも３種類の形態範疇のいずれに所属するかに基づき、ねじの締付が正常か異常かが判断される。その推移の形態は、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態である。判断対象動作期間とは、ねじの締付の開始から締付トルクが所定のトルクに到達するまでの締付動作期間のことである。上述された少なくとも３種類の形態範疇は、正常または異常の一方にそれぞれ対応付けられる。

【0016】

本発明にかかるねじ締結判断方法によれば、ねじの締結が正常か異常かの判断がより詳細に実施される。

【発明の効果】

【0017】

本発明にかかるねじ締結判断システム、および、ねじ締結判断方法によれば、ねじの締結が正常か異常かの判断がより詳細に実施される。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態にかかるねじ締結判断システムの構成が示される概念図である。

【図2】本発明の一実施形態にかかる正常異常判断装置を実現するコンピュータのハードウェア構成が示される概念図である。

【図3】本発明の一実施形態にかかる正常異常判断装置の機能ブロック図である。

【図4】本発明の一実施形態にかかるねじ締結判断方法の手順が示されるフローチャートである。

【図5】本発明の一実施形態にかかる正常異常判断工程における制御の手順を示すフローチャートである。

【図6】本発明の一実施形態にかかる範疇識別工程における制御の手順を示すフローチャートである。

【図7】本発明の一実施形態において正常にねじが締付られる場合についての、時間に対する締付トルクの推移を示す概念図である。

【図8】本発明の一実施形態にかかる第１範疇情報集団に属する情報が示す係数の範囲の一例を示す図である。

【図9】本発明の一実施形態において端子が取り付けられていないままねじが締付られる場合についての、時間に対する締付トルクの推移を示す概念図である。

【図10】本発明の一実施形態にかかる第２範疇情報集団に属する情報が示す係数の範囲の一例を示す図である。

【図11】本発明の一実施形態においてねじがねじ穴に対して斜めに挿入されている場合についての、時間に対する締付トルクの推移を示す概念図である。

【図12】本発明の一実施形態にかかる第３範疇情報集団に属する情報が示す係数の範囲の一例を示す図である。

【図13】本発明の一実施形態においてねじ山が潰れた場合についての、時間に対する締付トルクの推移を示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態が説明される。その説明において図面が参照される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付される。それらの名称および機能は同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

【0020】

［ねじ締結判断システムの構成の説明］
図１は、本実施形態にかかるねじ締結判断システムの構成が示される概念図である。図１に基づいて、本実施形態にかかるねじ締結判断システムの構成が説明される。

【0021】

本実施形態にかかるねじ締結判断システムは、動力ドライバー１０と、トルク検出装置１２と、正常異常判断装置１４とを備える。

【0022】

動力ドライバー１０は、ねじ締めに用いられる。本実施形態の場合、動力ドライバー１０は電力によって駆動される。本実施形態において用いられる動力ドライバー１０の構成は周知である。したがってその具体的内容は説明されない。

【0023】

本実施形態の場合、トルク検出装置１２は、動力ドライバー１０に固定されている。トルク検出装置１２は、動力ドライバー１０によるねじの締付トルクを検出する。本実施形態の場合、トルク検出装置１２は、一定の周期でその締付トルクを検出する。トルク検出装置１２は、正常異常判断装置１４に対して検出データを出力する。この検出データはねじの締付トルクを示す。本実施形態において用いられるトルク検出装置１２の構成は周知である。したがってその具体的内容は説明されない。

【0024】

正常異常判断装置１４は、トルク検出装置１２が出力した検出データに基づいてねじの締付が正常か異常かを判断する。本実施形態の場合、正常異常判断装置１４は、周知のコンピュータ２０と、プリンタ２２と、マウス２４とによって実現される。コンピュータ２０は、トルク検出装置１２が出力した検出データを処理する。プリンタ２２は、コンピュータ２０から受付けた情報を出力する。マウス２４は、オペレータの入力に応じて信号を生成する。マウス２４は、その信号をコンピュータ２０に出力する。これにより、コンピュータ２０に情報が入力される。図２は、上述されたコンピュータ２０のハードウェア構成が示される概念図である。図２に基づいて、そのコンピュータ２０のハードウェア構成が説明される。

【0025】

上述されたコンピュータ２０は、制御部３０と、メモリ３２と、固定ディスク３４と、キーボード３６と、表示装置３８と、コネクタ４０と、第１Ｉ／Ｏ（Input/Output）４２と、第２Ｉ／Ｏ４４と、第３Ｉ／Ｏ４６とを有する。

【0026】

制御部３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などによって実現される。制御部３０は、これがメモリ３２から読出したプログラムを実行することにより、そのプログラムにおいて定められた手順にしたがってコンピュータ２０を構成する各装置を制御する。メモリ３２は、ＲＯＭ（Read only memory）およびＲＡＭ（Random access memory）などによって実現される。メモリ３２は、プログラムとデータその他の情報とを記憶する。固定ディスク３４は、プログラムを記録する。キーボード３６は、オペレータの入力に応じて信号を生成する。これにより、コンピュータ２０に情報が入力される。表示装置３８は、画像を表示することにより情報を出力する。コネクタ４０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ２６が接続される。ＵＳＢメモリ２６に記録されたプログラムおよび情報はコネクタ４０を介して制御部３０に読み込まれる。第１Ｉ／Ｏ４２は、トルク検出装置１２に接続される。第１Ｉ／Ｏ４２は、トルク検出装置１２と通信する。第２Ｉ／Ｏ４４は、プリンタ２２に接続される。第２Ｉ／Ｏ４４は、プリンタ２２と通信する。第３Ｉ／Ｏ４６は、マウス２４に接続される。第３Ｉ／Ｏ４６は、マウス２４と通信する。

【0027】

［情報分析装置の機能の説明］
図３は、本実施形態にかかる正常異常判断装置１４の機能ブロック図である。図３に基づいて、本実施形態にかかる正常異常判断装置１４の構成とその機能とが説明される。

【0028】

本実施形態にかかる正常異常判断装置１４は、検出データ受付部６０と、超過判断部６２と、範疇識別部６４と、判断結果情報出力部６６とを有する。

【0029】

本実施形態の場合、検出データ受付部６０はコンピュータ２０の制御部３０とメモリ３２と固定ディスク３４と表示装置３８と第１Ｉ／Ｏ４２とによって実現される。検出データ受付部６０は、トルク検出装置１２が出力した検出データを受付ける。また、検出データ受付部６０は、ワークのうち被締結部材がねじにより固定される位置を示す情報を出力する。本実施形態の場合、検出データ受付部６０は、次に述べられる複数の情報を予め記憶している。それらの情報は、被締結部材がねじにより固定される位置を示す。それらの情報が示す位置は互いに異なっている。本実施形態の場合、検出データ受付部６０は、それらの情報をそれらの情報が出力される順序に対応付けて記憶している。

【0030】

本実施形態の場合、超過判断部６２はコンピュータ２０の制御部３０とメモリ３２と固定ディスク３４とによって実現される。超過判断部６２は、ねじの締付の開始から所定の制限時間が経過したか否かを判断する。上述されたように、本実施形態の場合、トルク検出装置１２は、一定の周期でその締付トルクを検出する。これにより、本実施形態の場合、ねじの締付が開始された時以降にトルク検出装置１２が出力した検出データの量が所定の量を上回ったか否かに基づいて、ねじの締付の開始から所定の制限時間が経過したか否かが判断され得る。本実施形態の場合、この制限時間は、後述される判断対象動作期間より十分長い時間となるように設定されている。

【0031】

本実施形態の場合、範疇識別部６４はコンピュータ２０の制御部３０とメモリ３２と固定ディスク３４とによって実現される。本実施形態の場合、範疇識別部６４は、次に述べられる推移の形態が、４種類の形態範疇のいずれに所属するかを識別する。その推移の形態は、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態である。本実施形態の場合、判断対象動作期間とは、ねじの締付の開始から締付トルクが所定のトルクに到達するまでの締付動作期間のことである。本実施形態の場合、上述された形態範疇は、締付トルクの推移の形態の範疇を意味する。したがって、同一の形態範疇に属している複数種類の締付トルクの推移の形態間の差は、異なる形態範疇に属している締付トルクの推移の形態との差に比べれば小さいとみなされる。本実施形態の場合、上述されたそれら形態範疇は、正常または異常の一方にそれぞれ対応付けられるものである。これにより、範疇識別部６４による上述された識別は、ねじ締付状態が正常か異常かの判断ともなる。本実施形態の場合、範疇識別部６４は、ねじの締付の開始から所定の制限時間が経過する前に次に述べられる要件が満たされると上述された識別を開始する。その要件は、動力ドライバー１０がねじの締付を開始した時以降にトルク検出装置１２が検出したねじの締付トルクが所定のトルクに到達するというものである。この締付トルクは検出データに基づいて特定される。なお、本実施形態の場合、ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態に対して、二次曲線という形態範疇、比例状態という形態範疇、複雑増減状態という形態範疇、および、非典型状態という形態範疇のいずれに所属するかが識別される。

【0032】

本実施形態の場合、判断結果情報出力部６６は、コンピュータ２０の制御部３０とメモリ３２と固定ディスク３４と表示装置３８と第２Ｉ／Ｏ４４とプリンタ２２とによって実現される。判断結果情報出力部６６は、ねじの締付の開始から所定の制限時間が経過したと超過判断部６２が判断した場合にはその旨を示す情報を出力する。判断結果情報出力部６６は、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態がいずれの形態範疇に所属するかが範疇識別部６４によって識別されると、その推移の形態が正常か異常かを示す情報を出力する。

【0033】

本実施形態の場合、範疇識別部６４は、係数算出部８０と、係数範囲識別部８２とを有している。

【0034】

係数算出部８０は、判断対象動作期間における検出データに基づいて、次に述べられる２種類の係数を算出する。それらの係数の一方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との相関係数である。それらの係数の他方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間における回帰式の係数である。本実施形態の場合、係数算出部８０は、回帰式を２次式とみなした上で、その回帰式の２次の係数および１次の係数を算出する。また、本実施形態の場合、係数算出部８０は、その回帰式の定数も算出する。これらの係数および定数の算出法は周知なので、ここではその詳細な説明は繰返されない。

【0035】

係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数が所定の範囲内か否かに応じて、ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が４種類の形態範疇のいずれに所属するかを識別する。その範囲は、形態範疇ごとに定められる。この場合、上述された所定の範囲は、上述された相関係数、上述された２次の係数、および、上述された１次の係数のそれぞれについて定められる。このために、係数範囲識別部８２は、相関係数の範囲を示す情報と、２次の係数の範囲を示す情報と、１次の係数の範囲を示す情報とを記憶している。これらの情報はいずれも次に述べられる情報に対応付けられている。その情報は、形態範疇の名称を示す。その形態範疇の名称を示す情報は、その形態範疇に属する締付トルクの推移の形態が正常か異常かを示す情報にも対応付けられている。形態範疇の名称を示す情報および正常か異常かを示す情報も係数範囲識別部８２は記憶している。本実施形態の場合、それらの情報の集団は「範疇情報集団」と称される。係数範囲識別部８２は、複数の範疇情報集団を記憶している。それらの範疇情報集団が範疇識別部６４による識別に用いられる順番は予め定められている。係数算出部８０が算出した係数がいずれも同一の範疇情報集団に属する情報が示す範囲内ならば、その係数の算出に用いられた締付トルクの推移の形態は、その範疇情報集団に対応する形態範疇に属するとみなされる。本実施形態の場合、上述された所定の範囲は周知のティーチングによって特定された範囲である。本実施形態の場合、形態範疇の名称を示す情報および正常か異常かを示す情報は、コンピュータ２０のキーボード３６を介して入力された情報である。ティーチングによって上述された所定の範囲を示す情報を入力するための手順ならびに形態範疇の名称を示す情報および正常か異常かを示す情報を入力するための手順は周知のものと同一である。したがって、ここではその詳細な説明は繰り返されない。

【0036】

［プログラムの説明］
本実施形態にかかるねじ締結判断システムは、上述されたコンピュータ２０の制御部３０がメモリ３２から読出したプログラムを実行することにより実現される。一般的にこうしたプログラムは、ＵＳＢメモリ２６などのコンピュータ２０が読取可能な記録媒体に記録された状態で流通する。こうしたプログラムは図示されないインターネットを介して流通することもある。こうしたプログラムは、固定ディスク３４にいったん記録される。制御部３０が実行するプログラムは、その固定ディスク３４に記録されたプログラムをメモリ３２が記憶したものである。したがって、本発明にかかる正常異常判断装置１４の最も本質的な部分は、ＵＳＢメモリ２６などのコンピュータ読取可能な記録媒体に記録されたソフトウェアである。

【0037】

［ねじ締結判断方法にかかるフローチャートの説明］
図４は、本実施形態にかかるねじ締結判断方法の手順が示されるフローチャートである。このねじ締結判断方法は、次に述べられる複数の工程をねじ締結判断システムに実行させるものである。それら複数の工程は、締付箇所指定工程Ｓ１００、トルク検出工程Ｓ１０２、正常異常判断工程Ｓ１０４、判断結果情報出力工程Ｓ１０６、および、完了判断工程Ｓ１０８である。以下、これらの各工程の具体的な内容が説明される。

【0038】

締付箇所指定工程Ｓ１００において、正常異常判断装置１４の検出データ受付部６０（現実には、制御部３０、メモリ３２、固定ディスク３４、および、表示装置３８）は、次に述べられる位置を示す情報を出力する。その位置は、ワークのうち被締結部材がねじにより固定される位置である。本実施形態の場合、その情報は画像表示により出力される。本実施形態の場合、検出データ受付部６０は、この工程が実施されるたびに１つずつそれらの情報を出力する。それらの情報は出力される順序に対応付けられているので、それらの情報はその順序にしたがって出力される。そのために、検出データ受付部６０はそれらの情報を予め記憶している。

【0039】

トルク検出工程Ｓ１０２において、トルク検出装置１２は、動力ドライバー１０によるねじの締付トルクを検出する。この締付トルクは、次に述べられる締付が動力ドライバー１０により行われることに伴って検出される。この締付は、ワークに被締結部材を固定するためのねじの締付である。トルク検出装置１２は、正常異常判断装置１４に対して検出データを出力する。

【0040】

正常異常判断工程Ｓ１０４において、正常異常判断装置１４は、トルク検出工程Ｓ１０２において得られた検出データに基づいてねじの締付が正常か異常かを判断する。その正常異常判断装置１４は、次に述べられる推移の形態が形態範疇のいずれに所属するかに基づき、ねじの締付が正常か異常かを判断する。その推移の形態は、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態である。

【0041】

判断結果情報出力工程Ｓ１０６において、正常異常判断装置１４の判断結果情報出力部６６は、正常異常判断工程Ｓ１０４において実施された判断の結果を示す情報を出力する。

【0042】

完了判断工程Ｓ１０８において、正常異常判断装置１４の検出データ受付部６０は、被締結部材がねじにより固定される位置を示す情報（固定位置情報）がすべて出力された（出力が完了した）か否かを判断する。固定位置情報の出力が完了したと判断された場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１００へと移される。

【0043】

図５は、本実施形態にかかる正常異常判断工程Ｓ１０４における制御の手順を示すフローチャートである。この工程は、次に述べられる複数の工程をコンピュータ２０に実行させるものである。それら複数の工程は、検出データ受付工程Ｓ１２０、超過判断工程Ｓ１２２、識別開始判断工程Ｓ１２４、範疇識別工程Ｓ１２６、および、超過情報出力工程Ｓ１２８である。以下、これらの各工程の具体的な内容が説明される。

【0044】

検出データ受付工程Ｓ１２０において、検出データ受付部６０（現実には、制御部３０、メモリ３２、固定ディスク３４、および、第１Ｉ／Ｏ４２）は、トルク検出装置１２が出力した検出データを受付ける。上述されたように、本実施形態の場合、トルク検出装置１２は、一定の周期でその締付トルクを検出する。検出データ受付部６０は、受付けられた検出データが何番目に受付られたのかを示す値とその周期との積を算出することにより、受付けられた検出データがどの時点の締付トルクを示すのかを特定する。

【0045】

超過判断工程Ｓ１２２において、超過判断部６２（現実には、制御部３０、メモリ３２、および、固定ディスク３４）は、ねじの締付の開始から所定の制限時間が経過したか否かを判断する。ねじの締付の開始から所定の制限時間が経過したと判断された場合（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０へと移される。もしそうでないと（Ｓ１２２にてＮＯ）、処理はＳ１２４へと移される。

【0046】

識別開始判断工程Ｓ１２４において、範疇識別部６４（現実には、制御部３０、メモリ３２、および、固定ディスク３４）は、次に述べられるトルクが締付の完了を示す所定のトルク（締付完了トルク）に到達したか否かを判断する。そのトルクは、動力ドライバー１０がねじの締付を開始した時以降にトルク検出装置１２が検出したねじの締付トルクである。その締付トルクが締付完了トルクに到達したと判断された場合（Ｓ１２４にてＹＥＳ）、処理はＳ１２６へと移される。もしそうでないと（Ｓ１２４にてＮＯ）、処理はＳ１２０へと移される。

【0047】

範疇識別工程Ｓ１２６において、範疇識別部６４（現実には、制御部３０、メモリ３２、および、固定ディスク３４）は、次に述べられる推移の形態が形態範疇のいずれに所属するかを識別する。その推移の形態は、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態である。範疇識別部６４は、その識別の結果を示す情報を判断結果情報出力部６６（現実には、制御部３０、メモリ３２、固定ディスク３４、表示装置３８、第２Ｉ／Ｏ４４、および、プリンタ２２）に出力する。

【0048】

超過情報出力工程Ｓ１２８において、超過判断部６２は、次に述べられる情報を判断結果情報出力部６６（現実には、制御部３０、メモリ３２、固定ディスク３４、表示装置３８、第２Ｉ／Ｏ４４、および、プリンタ２２）に出力する。それらの情報は、制限時間を超過するまでねじの締付トルクが締付完了トルクに到達しない旨の情報およびねじの締結に異常がある旨の情報である。

【0049】

図６は、本実施形態にかかる範疇識別工程Ｓ１２６における制御の手順を示すフローチャートである。この工程は、次に述べられる複数の工程をコンピュータ２０に実行させるものである。それら複数の工程は、係数算出工程Ｓ１５０、形態別範囲判断工程Ｓ１５２、対応情報出力工程Ｓ１５４、範囲判断完了工程Ｓ１５６、および、外情報出力工程Ｓ１５８である。以下、これらの各工程の具体的な内容が説明される。

【0050】

係数算出工程Ｓ１５０において、係数算出部８０は、判断対象動作期間における検出データに基づいて、次に述べられる２種類の係数を算出する。それらの係数の一方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との相関係数である。それらの係数の他方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間における回帰式の係数である。本実施形態の場合、係数算出部８０は、回帰式を２次式とみなした上で、その回帰式の２次の係数および１次の係数を算出する。また、本実施形態の場合、係数算出部８０は、その回帰式の定数も算出する。

【0051】

形態別範囲判断工程Ｓ１５２において、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数それぞれについて、それらの係数がそれぞれについての所定の範囲内か否かを判断する。それらの範囲は、１つの範疇情報集団に属する情報が示す。係数範囲識別部８２は、自らが記憶する複数の範疇情報集団のいずれかを用いて係数算出部８０が算出した係数が所定の範囲内か否かを判断する。用いられる範疇情報集団は、この工程が実施されるたびに変更される。範疇情報集団が用いられる順番は予め定められている。係数算出部８０が算出した係数がいずれも所定の範囲内であると判断された場合（Ｓ１５２にてＹＥＳ）、処理はＳ１５４へと移される。もしそうでないと（Ｓ１５２にてＮＯ）、処理はＳ１５６へと移される。

【0052】

対応情報出力工程Ｓ１５４において、係数範囲識別部８２は、形態範疇の名称を示す情報、および、正常か異常かを示す情報を判断結果情報出力部６６へ出力する。これらの情報は、次に述べられる範疇情報集団と同一の範疇情報集団に属する。その範疇情報集団は、形態別範囲判断工程Ｓ１５２において係数算出部８０が算出した係数が範囲内と判断された範囲に対応するものである。

【0053】

範囲判断完了工程Ｓ１５６において、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数が所定の範囲内か否かの判断にすべての範疇情報集団が用いられたか否かを判断する。係数算出部８０が算出した係数が所定の範囲内か否かの判断にすべての範疇情報集団が用いられたと判断された場合（Ｓ１５６にてＹＥＳ）、処理はＳ１５８へと移される。もしそうでないと（Ｓ１５６にてＮＯ）、処理はＳ１５２へと移される。

【0054】

外情報出力工程Ｓ１５８において、係数範囲識別部８２は次に述べられる情報を出力する。それらの情報の一方は、非典型状態という形態範疇の名称を示す。それらの情報の他方は、異常であることを示す。

【0055】

［動作の説明］
以下、本実施形態にかかるねじ締結判断システムの動作が説明される。

【0056】

（正常にねじが締付られる場合）
動力ドライバー１０によってねじを締付ようとする者（以下「作業者」と称される）は、本実施形態にかかるねじ締結判断システムを起動させる。これに伴い、動力ドライバー１０とトルク検出装置１２とが起動させられる。それらが起動すると、検出データ受付部６０は、ワークのうち被締結部材がねじにより固定される位置を示す情報を表示する（Ｓ１００）。なお、本実施形態の場合、周知の端子台がワークとなる。もちろん、被締結部材をねじによって締結するための物はいずれもワークとなり得る。また、本実施形態の場合、端子が被締結部材となる。もちろん、ねじによってワークに締結される部材はいずれも被締結部材となり得る。

【0057】

その情報が表示されると、作業者は、動力ドライバー１０を用いてその位置にてねじを締付る。これにより、端子台（ワーク）に端子（被締結部材）が固定される。ねじの締付の際、トルク検出装置１２は、動力ドライバー１０によるねじの締付トルクを検出する。トルク検出装置１２は、正常異常判断装置１４に対して検出データを出力する（Ｓ１０２）。

【0058】

正常異常判断装置１４に対して検出データが出力されると、正常異常判断装置１４の検出データ受付部６０は、トルク検出装置１２が出力した検出データを受付ける（Ｓ１２０）。

【0059】

検出データが受付けられると、超過判断部６２は、ねじの締付の開始から所定の制限時間が経過したか否かを判断する（Ｓ１２２）。この場合、その制限時間が経過していないとすると（Ｓ１２２にてＮＯ）、範疇識別部６４は、動力ドライバー１０がねじの締付を開始した時以降にトルク検出装置１２が検出したねじの締付トルクが締付完了トルクに到達したか否かを判断する（Ｓ１２４）。この場合、その締付トルクが締付完了トルクに到達していないとすると（Ｓ１２４にてＮＯ）、検出データ受付部６０は、トルク検出装置１２が出力した検出データを再び受付ける（Ｓ１２０）。

【0060】

その後、トルク検出装置１２が検出したねじの締付トルクが締付完了トルクに到達したとする。これにより、トルク検出装置１２が検出したねじの締付トルクが締付完了トルクに到達したと判断されるので（Ｓ１２４にてＹＥＳ）、係数算出部８０は、判断対象動作期間における検出データに基づいて、次に述べられる２種類の係数を算出する（Ｓ１５０）。それらの係数の一方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との相関係数である。それらの係数の他方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間における回帰式の係数である。この場合、相関係数が「０．９９４５」、回帰式の２次の係数が「０．０２」、回帰式の一次の係数が「－０．１９」、回帰式の定数が「１２．４」であることとする。

【0061】

この場合、正常にねじが締付られたこととする。図７は、その場合についての時間に対する締付トルクの推移を示す概念図である。この図に示されているのは、トルク検出装置１２が検出したねじの締付トルクである。本実施形態の場合、ねじの締付トルクが締付完了トルクに到達すると、動力ドライバー１０はこれが有する機能によって自動的に動作を停止する。トルク検出装置１２はその後も引き続き検出データを出力する。このため、図７においては、締付完了トルクに到達すると締付トルクは低下し締付開始トルク未満となる。図７において、横軸は、判断対象動作期間の始期からの経過時間である。本実施形態の場合、ねじの締付トルクが予め定められたトルク（締付開始トルク）に到達した時にねじの締付が開始されたとみなされる。したがって、ねじの締付トルクが締付開始トルクに到達した瞬間が横軸の原点である。図７においては、縦軸が締付トルクを示す。図７から明らかなように、この場合、時間の経過に伴って二次曲線に似た曲線を描くように締付トルクが増加している。

【0062】

上述されたように、時間の経過に伴って二次曲線に似た曲線を描くように締付トルクが増加する。このため、時間の経過に伴う締付トルクの推移にバラツキがほとんど含まれていなくても、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの増加とが比例している場合に比べると、それらの間の相関係数が小さくなると考えられる。また、それらの間における回帰式の２次の係数は大きな値となると考えられる。

【0063】

係数および定数が算出されると、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数それぞれについて、それらの係数がそれぞれについての所定の範囲内か否かを判断する（Ｓ１５２）。本実施形態の場合、最初に用いられる範疇情報集団は、端子台に端子が正しく固定される場合の範疇情報集団（第１範疇情報集団）であることとする。図８は、この範疇情報集団に属する情報が示す係数の範囲の一例である。なお、図８における「名称」欄は形態範疇の名称を示す情報の内容を示している。「正常異常」欄は正常か異常かを示す情報の内容を示している。図８から明らかなように、係数算出部８０が算出した係数はいずれも図８に示された範囲内である。係数算出部８０が算出した係数がいずれも図８に示された範囲内なので（Ｓ１５２にてＹＥＳ）、係数範囲識別部８２は、次に述べられる情報を判断結果情報出力部６６へ出力する（Ｓ１５４）。それらの情報は、「二次曲線」という形態範疇の名称を示す情報、および、正常か異常かを示す情報（この場合、この情報は正常であることを示す）である。これにより、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が、「二次曲線」という形態範疇に所属すると範疇識別部６４により識別されたことになる。また、その識別の結果を示す情報とその推移の形態が正常か異常かを示す情報とが出力されたこととなる。

【0064】

それらの情報が判断結果情報出力部６６に出力されると、判断結果情報出力部６６は、その推移の形態が正常か異常かを示す情報を出力する（Ｓ１０６）。これにより、表示装置３８に、その推移の形態が正常である旨の情報が表示されることとなる。

【0065】

その推移の形態が正常である旨の情報が表示装置３８に表示されると、検出データ受付部６０は、被締結部材がすべてねじにより固定されたか否かを判断する（Ｓ１０８）。以下、被締結部材がすべてねじにより固定されたと判断される（Ｓ１０８にてＹＥＳ）まで、Ｓ１００以降の処理が繰返される。

【0066】

（端子が取り付けられていない場合）
本実施形態にかかるねじ締結判断システムが起動された後、Ｓ１００の処理を経て、作業者は、動力ドライバー１０を用いてその位置にてねじを締付る。トルク検出装置１２は、正常異常判断装置１４に対して検出データを出力する（Ｓ１０２）。検出データ受付部６０は、トルク検出装置１２が出力した検出データを受付ける（Ｓ１２０）。その後、Ｓ１２０乃至Ｓ１２４の処理が当面繰り返される。

【0067】

この場合、端子が取り付けられないままねじが締付られることとする。図９は、その場合についての、時間に対する締付トルクの推移を示す概念図である。端子が取り付けられていない場合、それが取り付けられている場合に比べて、締付トルクは締付完了トルクに到達するまで時間に比例するに近い状態で増加する。これにより、Ｓ１０２乃至Ｓ１２４の処理が繰り返される。その後、トルク検出装置１２が検出したねじの締付トルクが締付完了トルクに到達したと判断されるので（Ｓ１２４にてＹＥＳ）、係数算出部８０は、判断対象動作期間における検出データに基づいて、次に述べられる２種類の係数を算出する（Ｓ１５０）。それらの係数の一方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との相関係数である。それらの係数の他方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間における回帰式の係数である。この場合、相関係数が「０．９９８１」、回帰式の２次の係数が「０．００５」、回帰式の一次の係数が「１．１７」、回帰式の定数が「１２．４」であることとする。

【0068】

上述されたように、この場合、時間に比例しているに近い状態で締付トルクが増加する。これにより、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの増加との間の相関係数は「１」に近い値となっていると考えられる。また、それらの間における回帰式の２次の係数は、端子が取り付けられている場合に比べると「０」に近い値となると考えられる。

【0069】

係数および定数が算出されると、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数それぞれについて、それらの係数がそれぞれについての所定の範囲内か否かを判断する（Ｓ１５２）。上述されたように、本実施形態の場合、最初に用いられる範疇情報集団は、第１範疇情報集団である。これにより、係数算出部８０が算出した係数がいずれも図８に示された範囲外なので（Ｓ１５２にてＮＯ）、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数が所定の範囲内か否かの判断にすべての範疇情報集団が用いられたか否かを判断する（Ｓ１５６）。この場合、まだ第１範疇情報集団が用いられたに過ぎないので（Ｓ１５６にてＮＯ）、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数それぞれについて、それらの係数がそれぞれについての所定の範囲内か否かを再度判断する（Ｓ１５２）。

【0070】

本実施形態の場合、２度目に用いられる範疇情報集団は、端子台に端子が固定されている場合の範疇情報集団（第２範疇情報集団）である。図１０は、この範疇情報集団に属する情報が示す係数の範囲の一例である。図１０から明らかなように、この場合に係数算出部８０が算出した係数はいずれも図１０に示された範囲内である。係数算出部８０が算出した係数がいずれも図１０に示された範囲内なので（Ｓ１５２にてＹＥＳ）、係数範囲識別部８２は、次に述べられる情報を判断結果情報出力部６６へ出力する（Ｓ１５４）。それらの情報は、「比例状態」という形態範疇の名称を示す情報、および、正常か異常かを示す情報（この場合、この情報は異常であることを示す）である。これにより、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が、「比例状態」という形態範疇に所属すると範疇識別部６４により識別されたことになる。また、その識別の結果を示す情報とその推移の形態が正常か異常かを示す情報とが出力されたこととなる。

【0071】

それらの情報が判断結果情報出力部６６に出力されると、判断結果情報出力部６６は、その推移の形態が正常か異常かを示す情報を出力する（Ｓ１０６）。これにより、表示装置３８に、その推移の形態が異常である旨の情報が表示されることとなる。

【0072】

その推移の形態が異常である旨の情報が表示装置３８に表示されると、検出データ受付部６０は、被締結部材がすべてねじにより固定されたか否かを判断する（Ｓ１０８）。以下、被締結部材がすべてねじにより固定されたと判断される（Ｓ１０８にてＹＥＳ）まで、Ｓ１００以降の処理が繰返される。

【0073】

（ねじがねじ穴に対して斜めに挿入されている場合）
本実施形態にかかるねじ締結判断システムが起動された後、Ｓ１００の処理を経て、作業者は、動力ドライバー１０を用いてその位置にてねじを締付る。トルク検出装置１２は、正常異常判断装置１４に対して検出データを出力する（Ｓ１０２）。検出データ受付部６０は、トルク検出装置１２が出力した検出データを受付ける（Ｓ１２０）。その後、Ｓ１２０乃至Ｓ１２４の処理が当面繰り返される。

【0074】

この場合、ねじがねじ穴に対して斜めに挿入されていることとする。図１１は、その場合についての、時間に対する締付トルクの推移を示す概念図である。ねじがねじ穴に対して斜めに挿入されている場合、ねじがねじ穴に沿って挿入されている場合に比べて、締付トルクは複雑に増減する。その間、Ｓ１０２乃至Ｓ１２４の処理が繰り返される。その後、トルク検出装置１２が検出したねじの締付トルクが締付完了トルクに到達したと判断されるので（Ｓ１２４にてＹＥＳ）、係数算出部８０は、判断対象動作期間における検出データに基づいて、次に述べられる２種類の係数を算出する（Ｓ１５０）。それらの係数の一方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との相関係数である。それらの係数の他方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間における回帰式の係数である。この場合、相関係数が「０．７６９３」、回帰式の２次の係数が「０．０２」、回帰式の一次の係数が「－１．２」、回帰式の定数が「１７．４」であることとする。

【0075】

上述されたように、締付トルクは複雑に増減する。これにより、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの増加との間の相関係数は正常にねじが締付られる場合に比べると小さな値となると考えられる。また、図１１に示されているように締付トルクが推移する場合、いったん締付トルクが低下するため、締付トルクは締付完了トルクにゆっくり到達しているのと同様に推移することとなる。これにより、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間に関する回帰式の２次の係数は、ねじがねじ穴に沿って挿入されている場合に比べて小さな値となると考えられる。同じ理由により、それらの間における回帰式の１次の係数は、端子が取り付けられている場合に比べて大きな値となると考えられる。

【0076】

係数および定数が算出されると、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数それぞれについて、それらの係数がそれぞれについての所定の範囲内か否かを判断する（Ｓ１５２）。上述されたように、本実施形態の場合、最初に用いられる範疇情報集団は、第１範疇情報集団である。これにより、回帰式の２次の係数を除けば係数算出部８０が算出した係数がいずれも図８に示された範囲外となる（Ｓ１５２にてＮＯ）。したがって、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数が所定の範囲内か否かの判断にすべての範疇情報集団が用いられたか否かを判断する（Ｓ１５６）。この場合、まだ第１範疇情報集団が用いられたに過ぎないので（Ｓ１５６にてＮＯ）、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数それぞれについて、それらの係数がそれぞれについての所定の範囲内か否かを再度判断する（Ｓ１５２）。上述されたように、本実施形態の場合、次に用いられる範疇情報集団は、第２範疇情報集団である。これにより、係数算出部８０が算出した係数がいずれも図１０に示された範囲外なので（Ｓ１５２にてＮＯ）、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数が所定の範囲内か否かの判断にすべての範疇情報集団が用いられたか否かを判断する（Ｓ１５６）。この場合、まだ第１範疇情報集団および第２範疇集団が用いられたに過ぎない（Ｓ１５６にてＮＯ）。したがって、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数それぞれについて、それらの係数がそれぞれについての所定の範囲内か否かを再度判断する（Ｓ１５２）。

【0077】

本実施形態の場合、３度目に用いられる範疇情報集団は、ねじがねじ穴に対して斜めに挿入されている場合の範疇情報集団（第３範疇情報集団）である。図１２は、この範疇情報集団に属する情報が示す係数の範囲の一例である。図１２から明らかなように、この場合に係数算出部８０が算出した係数はいずれも図１２に示された範囲内である。係数算出部８０が算出した係数がいずれも図１２に示された範囲内なので（Ｓ１５２にてＹＥＳ）、係数範囲識別部８２は、次に述べられる情報を判断結果情報出力部６６へ出力する（Ｓ１５４）。それらの情報は、「複雑増減状態」という形態範疇の名称を示す情報、および、正常か異常かを示す情報（この場合、この情報は異常であることを示す）である。これにより、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が、「複雑増減状態」という形態範疇に所属すると範疇識別部６４により識別されたことになる。また、その識別の結果を示す情報とその推移の形態が正常か異常かを示す情報とが出力されたこととなる。

【0078】

それらの情報が判断結果情報出力部６６に出力されると、判断結果情報出力部６６は、その推移の形態が正常か異常かを示す情報を出力する（Ｓ１０６）。これにより、表示装置３８に、その推移の形態が異常である旨の情報が表示されることとなる。

【0079】

その推移の形態が異常である旨の情報が表示装置３８に表示されると、検出データ受付部６０は、被締結部材がすべてねじにより固定されたか否かを判断する（Ｓ１０８）。以下、被締結部材がすべてねじにより固定されたと判断される（Ｓ１０８にてＹＥＳ）まで、Ｓ１００以降の処理が繰返される。

【0080】

（ねじ山が潰れた場合）
本実施形態にかかるねじ締結判断システムが起動された後、Ｓ１００の処理を経て、作業者は、動力ドライバー１０を用いてその位置にてねじを締付る。トルク検出装置１２は、正常異常判断装置１４に対して検出データを出力する（Ｓ１０２）。検出データ受付部６０は、トルク検出装置１２が出力した検出データを受付ける（Ｓ１２０）。その後、Ｓ１２０乃至Ｓ１２４の処理が当面繰り返される。

【0081】

この場合、ねじの締付開始直後にねじ山が潰れたとする。ねじ山が潰れるとねじは空回りする。図１３は、その場合についての、時間に対する締付トルクの推移を示す概念図である。図１３から明らかなように、この場合、時間の経過に伴って締付トルクは増加と減少とを繰り返す。ねじ山が潰れている場合、ねじが端子台のねじ孔内に進入せず同じ深さで回転を繰り返すためである。

【0082】

その後、超過判断部６２は、ねじの締付の開始から所定の制限時間が経過したか否かを判断する（Ｓ１２２）。この場合、その制限時間が経過したとすると（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、超過判断部６２は、制限時間を超過するまでねじの締付トルクが締付完了トルクに到達しない旨の情報およびねじの締結に異常がある旨の情報を判断結果情報出力部６６に出力する（Ｓ１２８）。

【0083】

ねじの締結に異常がある旨の情報が判断結果情報出力部６６に出力されると、判断結果情報出力部６６は、その情報を出力する（Ｓ１０６）。

【0084】

ねじの締結が異常である旨の情報が表示装置３８に表示されると、検出データ受付部６０は、被締結部材がすべてねじにより固定されたか否かを判断する（Ｓ１０８）。以下、被締結部材がすべてねじにより固定されたと判断される（Ｓ１０８にてＹＥＳ）まで、Ｓ１００以降の処理が繰返される。

【0085】

［効果の説明］
本実施形態にかかるねじ締結判断システムによれば、ねじの挙動についての正常か異常かの判断がより詳細に実施される。

【0086】

また、本実施形態にかかるねじ締結判断システムにおいては、係数算出部８０が算出する係数が一定ならば、その係数のもととなった推移の形態がどの形態範疇に所属するかに関する識別結果は一定となる。係数算出部８０が算出する係数は、所定の手順に沿って計算することで一意に定まる。このため、同一の締付トルクに基づいて算出される限り、係数算出部８０が算出する係数がその算出のたびに異なることはない。その結果、ねじの挙動についての正常か異常かの判断が安定的に実施される。

【0087】

また、ねじの締結に影響を及ぼす何らかの要因があるとき、その要因に応じて、ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態は異なるものとなる。その推移の形態が異なるものとなるので、その回帰式における２次の係数および１次の係数の値は異なるものとなる。これにより、係数範囲識別部８２は、ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が形態範疇のいずれに所属するかを適切に識別できる。その結果、ねじの挙動についての正常か異常かの判断がより適切に実施される。

【0088】

また、判断対象動作期間におけるねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間における回帰式が３次以上の多次式に類似する場合、その回帰式が２次式である場合に比べて相関係数は小さくなる。これにより、回帰式の２次の係数および回帰式の１次の係数のみが算出される場合に比べて、ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が詳細に識別され得る。その結果、ねじの挙動についての正常か異常かの判断がより詳細に実施される。

【0089】

［変形例の説明］
今回開示された実施形態はすべての点で例示である。本発明の範囲は上述した実施形態に基づいて制限されるものではない。もちろん、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

【0090】

例えば、トルク検出装置１２は図示されない時間計測部を有してもよい。その時間計測部は、ねじの締付の開始からの経過時間を計測する。

【0091】

また、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が形態範疇のいずれに所属するかの判断手順は上述したものに限定されない。例えば、締付トルクを示す検出データと形態範疇それぞれについて予め定められるモデルデータとを対比して、締付トルクを示す検出データとの差が最も小さいモデルデータが属する形態範疇に属すると判断されてもよい。また、範疇識別部６４が識別可能な形態範疇の種類数は、少なくとも３種類である限り特に限定されない。

【0092】

また、係数算出部８０が算出する係数は、上述された相関係数と上述された回帰式の係数とのうち一方のみであってもよい。それらの係数の一方のみが算出される場合、回帰式の係数が算出されることが望ましい。回帰式の係数のみが算出される場合、２次の係数のみが算出されてもよい。その場合、１次の係数のみが算出されてもよい。また、係数算出部８０は、回帰式を３次式以上の式とみなした上で３次以上の係数を算出してもよい。

【0093】

また、超過判断部６２は設けられていなくてもよい。この場合、公知の動作開始手段（例えば周知の指示受付手段）が使用者の指示を受付けると範疇識別部６４の動作が開始されてもよい。

【0094】

また、判断結果情報出力部６６による情報の出力形態は上述されたものに限定されない。例えば、その出力形態は、通信によって他の情報処理装置に情報を送信するものであってもよい。また、コンピュータ２０が何らかのプログラムを実行することにより正常異常判断装置１４に加えて他の装置として動作する場合、判断結果情報出力部６６による情報の出力形態は、メモリ３２の所定のアドレスに情報を記憶させるものであってもよい。その場合、コンピュータ２０が当該他の装置として動作する際にそのアドレスに記憶された情報を読むことで、正常異常判断装置１４が情報を出力し当該他の装置が情報の入力を受け取ることとなる。

【0095】

また、本実施形態にかかるねじ締結判断システムは、判断結果情報出力工程Ｓ１０６においてねじの締結が異常である旨の情報が出力された場合に、公知の方法によってねじの締結をやり直すための動作を実施するものであってもよい。

【符号の説明】

【0096】

１０…動力ドライバー
１２…トルク検出装置
１４…正常異常判断装置
２０…コンピュータ
２２…プリンタ
２４…マウス
２６…ＵＳＢメモリ
３０…制御部
３２…メモリ
３４…固定ディスク
３６…キーボード
３８…表示装置
４０…コネクタ
４２…第１Ｉ／Ｏ
４４…第２Ｉ／Ｏ
４６…第３Ｉ／Ｏ
６０…検出データ受付部
６２…超過判断部
６４…範疇識別部
６６…判断結果情報出力部
８０…係数算出部
８２…係数範囲識別部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【手続補正書】

【提出日】2021-05-07

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ねじ締結判断システム、および、ねじ締結判断方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１はねじ締め不良防止システムを開示する。このねじ締め不良防止システムは、電動ドライバーと、トルク検出装置と、回転角検出器と、複数のねじ締め箇所検出装置と、制御装置とを備えたものである。電動ドライバーは、ワークに被締結部材を固定するためのねじの締付を行う。トルク検出装置は、電動ドライバーによるねじの締付トルク、および、ねじの締付軸力を検出する。回転角検出器は、電動ドライバーのねじ締め角度を検出する。ねじ締め箇所検出装置は、データを検出する。それらのデータは、予め設定された複数の管理項目のそれぞれの正常異常を判断するためのデータである。それら複数の管理項目は、ねじ締め不良を引き起こす要因となりうるものである。制御装置は、複数のねじ締め箇所検出装置からの各検出データに基づいて複数の管理項目のいずれかの正常異常を判断する。制御装置は、トルク検出装置および回転角検出器の検出データに基づいてねじ締結状態が正常か異常かを判断する。制御装置は、ねじ締結状態が異常と判断した場合、その異常が解消されるまで次工程へ移行できないように電動ドライバーの動作を制限する。特許文献１に開示されているねじ締め不良防止システムによれば、締結不良品が市場に流出する不都合を防止できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－２０３５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示されたねじ締め不良防止システムには、ねじがワークに被締結部材を固定する際のねじの挙動に基づく正常か異常かの判断がさほど詳細ではないという問題点がある。

【0005】

本発明は、このような問題を解消するものである。その目的は、ねじの締結が正常か異常かの判断がより詳細に実施されるねじ締結判断システム、および、ねじ締結判断方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

図面に基づいて本発明のねじ締結判断システム、および、ねじ締結判断方法が説明される。なお、この欄で図中の符号を使用したのは、発明の内容の理解を助けるためであって、内容を図示した範囲に限定する意図ではない。

【0007】

上述された課題を解決するために、本発明のある局面に従うと、ねじ締結判断システムは、動力ドライバー１０と、トルク検出装置１２と、正常異常判断装置１４とを備える。動力ドライバー１０は、ねじの締付を行う。トルク検出装置１２は、動力ドライバー１０によるねじの締付トルクを検出する。トルク検出装置１２は、その締付トルクを示す検出データを出力する。正常異常判断装置１４は、トルク検出装置１２が出力した検出データに基づいてねじの締付が正常か異常かを判断する。正常異常判断装置１４は、後述される推移の形態が、比例状態の範疇、二次曲線より複雑に増減して締付完了トルクに到達する状態の範疇、および、締付トルクが増加と減少とを繰り返して判断対象動作期間を超えても締付完了トルクに到達しない状態の範疇からなる群のうち少なくとも２つであってそれぞれ異常に対応付けられる範疇と正常に対応付けられる二次曲線の範疇とのうちいずれかに所属すると、締付トルクの推移の形態が所属する範疇が正常と異常とのうちいずれに対応付けられているかに基づき、ねじの締付が正常か異常かを判断する。その推移の形態は、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態である。判断対象動作期間とは、ねじの締付の開始から締付トルクが所定のトルクに到達するまでの締付動作期間のことである。

【0008】

ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が範疇のいずれに所属すると、締付トルクの推移の形態が所属する範疇が正常と異常とのうちいずれに対応付けられているかに基づき、ねじの締付が正常か異常かが判断される。ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が範疇のいずれに所属するかに基づく判断により、その推移の形態の原因であるねじの挙動に基づいて正常か異常かが判断されることとなる。その結果、ねじの締結が正常か異常かの判断がより詳細に実施される。

【0009】

また、上述された正常異常判断装置１４が、係数算出部８０と、係数範囲識別部８２とを有していることが望ましい。係数算出部８０は、検出データに基づいて、次に述べられる２種類の係数の少なくとも一方を算出する。それらの係数の一方は、判断対象動作期間におけるねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との相関係数である。それらの係数の他方は、判断対象動作期間におけるねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間における回帰式の係数である。係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数が範疇ごとに定められる所定の範囲内か否かに応じてねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が範疇のいずれかに所属するか否かを識別する。

【0010】

ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が範疇のいずれかに所属するか否かが、係数算出部８０が算出する係数が範疇ごとに定められる所定の範囲内か否かに応じて識別される。この場合、係数算出部８０が算出する係数が一定ならば、その係数のもととなった推移の形態がどの範疇に所属するかに関する識別結果は一定となる。係数算出部８０が算出する係数は、相関係数および回帰式の係数の少なくとも一方である。相関係数および回帰式の係数は、所定の手順に沿って計算することで一意に定まる。このため、同一の締付トルクに基づいて算出される限り、係数算出部８０が算出する係数がその算出のたびに異なることはない。その結果、ねじの締結が正常か異常かの判断が安定的に実施される。

【0011】

もしくは、上述された係数算出部８０が、回帰式の２次の係数および回帰式の１次の係数を少なくとも算出することが望ましい。この場合、範疇ごとに定められる所定の範囲が２次の係数および１次の係数それぞれについて定められることが望ましい。

【0012】

ねじの挙動に影響を及ぼす何らかの要因があるとき、その要因がない場合に比べて、検出データに基づいて算出される回帰式における２次の係数の影響は大きくなる。その要因に応じて、ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態は異なるものとなる。その推移の形態が異なるものとなるので、その回帰式における２次の係数および１次の係数の値は異なるものとなる。これにより、２次の係数および１次の係数それぞれについて上述された所定の範囲が定められていると、係数範囲識別部８２は、ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が範疇のいずれかに所属するか否かを適切に識別できる。

【0013】

もしくは、上述された係数算出部８０が相関係数をさらに算出することが望ましい。この場合、範疇ごとに定められる所定の範囲が、相関係数、２次の係数、および、１次の係数について、それぞれ定められることが望ましい。

【0014】

判断対象動作期間におけるねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間における回帰式が３次以上の多次式に類似する場合、その回帰式が２次式である場合に比べて相関係数は小さくなる。これにより、回帰式の２次の係数および回帰式の１次の係数のみが算出される場合に比べて、ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が詳細に識別され得る。

【0015】

本発明の他の局面に従うと、ねじ締結判断方法は、トルク検出工程Ｓ１０２と、正常異常判断工程Ｓ１０４とを備える。トルク検出工程Ｓ１０２において、ねじの締付が動力ドライバー１０により行われることに伴って動力ドライバー１０によるねじの締付トルクがトルク検出装置１２によって検出される。トルク検出工程Ｓ１０２において、その締付トルクを示す検出データがトルク検出装置１２によって出力される。正常異常判断工程Ｓ１０４において、トルク検出工程Ｓ１０２において得られた検出データに基づいてねじの締付が正常か異常かが正常異常判断装置１４により判断される。正常異常判断工程Ｓ１０４において、後述される推移の形態が、比例状態の範疇、二次曲線より複雑に増減して締付完了トルクに到達する状態の範疇、および、締付トルクが増加と減少とを繰り返して判断対象動作期間を超えても締付完了トルクに到達しない状態の範疇からなる群のうち少なくとも２つであってそれぞれ異常に対応付けられる範疇と正常に対応付けられる二次曲線の範疇とのうちいずれかに所属すると、締付トルクの推移の形態が所属する範疇が正常と異常とのうちいずれに対応付けられているかに基づき、ねじの締付が正常か異常かが判断される。その推移の形態は、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態である。判断対象動作期間とは、ねじの締付の開始から締付トルクが所定のトルクに到達するまでの締付動作期間のことである。

【0016】

本発明にかかるねじ締結判断方法によれば、ねじの締結が正常か異常かの判断がより詳細に実施される。

【発明の効果】

【0017】

本発明にかかるねじ締結判断システム、および、ねじ締結判断方法によれば、ねじの締結が正常か異常かの判断がより詳細に実施される。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態にかかるねじ締結判断システムの構成が示される概念図である。

【図2】本発明の一実施形態にかかる正常異常判断装置を実現するコンピュータのハードウェア構成が示される概念図である。

【図3】本発明の一実施形態にかかる正常異常判断装置の機能ブロック図である。

【図4】本発明の一実施形態にかかるねじ締結判断方法の手順が示されるフローチャートである。

【図5】本発明の一実施形態にかかる正常異常判断工程における制御の手順を示すフローチャートである。

【図6】本発明の一実施形態にかかる範疇識別工程における制御の手順を示すフローチャートである。

【図7】本発明の一実施形態において正常にねじが締付られる場合についての、時間に対する締付トルクの推移を示す概念図である。

【図8】本発明の一実施形態にかかる第１範疇情報集団に属する情報が示す係数の範囲の一例を示す図である。

【図9】本発明の一実施形態において端子が取り付けられていないままねじが締付られる場合についての、時間に対する締付トルクの推移を示す概念図である。

【図10】本発明の一実施形態にかかる第２範疇情報集団に属する情報が示す係数の範囲の一例を示す図である。

【図11】本発明の一実施形態においてねじがねじ穴に対して斜めに挿入されている場合についての、時間に対する締付トルクの推移を示す概念図である。

【図12】本発明の一実施形態にかかる第３範疇情報集団に属する情報が示す係数の範囲の一例を示す図である。

【図13】本発明の一実施形態においてねじ山が潰れた場合についての、時間に対する締付トルクの推移を示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態が説明される。その説明において図面が参照される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付される。それらの名称および機能は同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

【0020】

［ねじ締結判断システムの構成の説明］
図１は、本実施形態にかかるねじ締結判断システムの構成が示される概念図である。図１に基づいて、本実施形態にかかるねじ締結判断システムの構成が説明される。

【0021】

本実施形態にかかるねじ締結判断システムは、動力ドライバー１０と、トルク検出装置１２と、正常異常判断装置１４とを備える。

【0022】

動力ドライバー１０は、ねじ締めに用いられる。本実施形態の場合、動力ドライバー１０は電力によって駆動される。本実施形態において用いられる動力ドライバー１０の構成は周知である。したがってその具体的内容は説明されない。

【0023】

本実施形態の場合、トルク検出装置１２は、動力ドライバー１０に固定されている。トルク検出装置１２は、動力ドライバー１０によるねじの締付トルクを検出する。本実施形態の場合、トルク検出装置１２は、一定の周期でその締付トルクを検出する。トルク検出装置１２は、正常異常判断装置１４に対して検出データを出力する。この検出データはねじの締付トルクを示す。本実施形態において用いられるトルク検出装置１２の構成は周知である。したがってその具体的内容は説明されない。

【0024】

正常異常判断装置１４は、トルク検出装置１２が出力した検出データに基づいてねじの締付が正常か異常かを判断する。本実施形態の場合、正常異常判断装置１４は、周知のコンピュータ２０と、プリンタ２２と、マウス２４とによって実現される。コンピュータ２０は、トルク検出装置１２が出力した検出データを処理する。プリンタ２２は、コンピュータ２０から受付けた情報を出力する。マウス２４は、オペレータの入力に応じて信号を生成する。マウス２４は、その信号をコンピュータ２０に出力する。これにより、コンピュータ２０に情報が入力される。図２は、上述されたコンピュータ２０のハードウェア構成が示される概念図である。図２に基づいて、そのコンピュータ２０のハードウェア構成が説明される。

【0025】

上述されたコンピュータ２０は、制御部３０と、メモリ３２と、固定ディスク３４と、キーボード３６と、表示装置３８と、コネクタ４０と、第１Ｉ／Ｏ（Input/Output）４２と、第２Ｉ／Ｏ４４と、第３Ｉ／Ｏ４６とを有する。

【0026】

制御部３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などによって実現される。制御部３０は、これがメモリ３２から読出したプログラムを実行することにより、そのプログラムにおいて定められた手順にしたがってコンピュータ２０を構成する各装置を制御する。メモリ３２は、ＲＯＭ（Read only memory）およびＲＡＭ（Random access memory）などによって実現される。メモリ３２は、プログラムとデータその他の情報とを記憶する。固定ディスク３４は、プログラムを記録する。キーボード３６は、オペレータの入力に応じて信号を生成する。これにより、コンピュータ２０に情報が入力される。表示装置３８は、画像を表示することにより情報を出力する。コネクタ４０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ２６が接続される。ＵＳＢメモリ２６に記録されたプログラムおよび情報はコネクタ４０を介して制御部３０に読み込まれる。第１Ｉ／Ｏ４２は、トルク検出装置１２に接続される。第１Ｉ／Ｏ４２は、トルク検出装置１２と通信する。第２Ｉ／Ｏ４４は、プリンタ２２に接続される。第２Ｉ／Ｏ４４は、プリンタ２２と通信する。第３Ｉ／Ｏ４６は、マウス２４に接続される。第３Ｉ／Ｏ４６は、マウス２４と通信する。

【0027】

［情報分析装置の機能の説明］
図３は、本実施形態にかかる正常異常判断装置１４の機能ブロック図である。図３に基づいて、本実施形態にかかる正常異常判断装置１４の構成とその機能とが説明される。

【0028】

本実施形態にかかる正常異常判断装置１４は、検出データ受付部６０と、超過判断部６２と、範疇識別部６４と、判断結果情報出力部６６とを有する。

【0029】

本実施形態の場合、検出データ受付部６０はコンピュータ２０の制御部３０とメモリ３２と固定ディスク３４と表示装置３８と第１Ｉ／Ｏ４２とによって実現される。検出データ受付部６０は、トルク検出装置１２が出力した検出データを受付ける。また、検出データ受付部６０は、ワークのうち被締結部材がねじにより固定される位置を示す情報を出力する。本実施形態の場合、検出データ受付部６０は、次に述べられる複数の情報を予め記憶している。それらの情報は、被締結部材がねじにより固定される位置を示す。それらの情報が示す位置は互いに異なっている。本実施形態の場合、検出データ受付部６０は、それらの情報をそれらの情報が出力される順序に対応付けて記憶している。

【0030】

本実施形態の場合、超過判断部６２はコンピュータ２０の制御部３０とメモリ３２と固定ディスク３４とによって実現される。超過判断部６２は、ねじの締付の開始から所定の制限時間が経過したか否かを判断する。上述されたように、本実施形態の場合、トルク検出装置１２は、一定の周期でその締付トルクを検出する。これにより、本実施形態の場合、ねじの締付が開始された時以降にトルク検出装置１２が出力した検出データの量が所定の量を上回ったか否かに基づいて、ねじの締付の開始から所定の制限時間が経過したか否かが判断され得る。本実施形態の場合、この制限時間は、後述される判断対象動作期間より十分長い時間となるように設定されている。

【0031】

本実施形態の場合、範疇識別部６４はコンピュータ２０の制御部３０とメモリ３２と固定ディスク３４とによって実現される。本実施形態の場合、範疇識別部６４は、次に述べられる推移の形態が、４種類の形態範疇のいずれに所属するかを識別する。その推移の形態は、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態である。本実施形態の場合、判断対象動作期間とは、ねじの締付の開始から締付トルクが所定のトルクに到達するまでの締付動作期間のことである。本実施形態の場合、上述された形態範疇は、締付トルクの推移の形態の範疇を意味する。したがって、同一の形態範疇に属している複数種類の締付トルクの推移の形態間の差は、異なる形態範疇に属している締付トルクの推移の形態との差に比べれば小さいとみなされる。本実施形態の場合、上述されたそれら形態範疇は、正常または異常の一方にそれぞれ対応付けられるものである。これにより、範疇識別部６４による上述された識別は、ねじ締付状態が正常か異常かの判断ともなる。本実施形態の場合、範疇識別部６４は、ねじの締付の開始から所定の制限時間が経過する前に次に述べられる要件が満たされると上述された識別を開始する。その要件は、動力ドライバー１０がねじの締付を開始した時以降にトルク検出装置１２が検出したねじの締付トルクが所定のトルクに到達するというものである。この締付トルクは検出データに基づいて特定される。なお、本実施形態の場合、ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態に対して、二次曲線という形態範疇、比例状態という形態範疇、複雑増減状態という形態範疇、および、非典型状態という形態範疇のいずれに所属するかが識別される。

【0032】

本実施形態の場合、判断結果情報出力部６６は、コンピュータ２０の制御部３０とメモリ３２と固定ディスク３４と表示装置３８と第２Ｉ／Ｏ４４とプリンタ２２とによって実現される。判断結果情報出力部６６は、ねじの締付の開始から所定の制限時間が経過したと超過判断部６２が判断した場合にはその旨を示す情報を出力する。判断結果情報出力部６６は、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態がいずれの形態範疇に所属するかが範疇識別部６４によって識別されると、その推移の形態が正常か異常かを示す情報を出力する。

【0033】

本実施形態の場合、範疇識別部６４は、係数算出部８０と、係数範囲識別部８２とを有している。

【0034】

係数算出部８０は、判断対象動作期間における検出データに基づいて、次に述べられる２種類の係数を算出する。それらの係数の一方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との相関係数である。それらの係数の他方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間における回帰式の係数である。本実施形態の場合、係数算出部８０は、回帰式を２次式とみなした上で、その回帰式の２次の係数および１次の係数を算出する。また、本実施形態の場合、係数算出部８０は、その回帰式の定数も算出する。これらの係数および定数の算出法は周知なので、ここではその詳細な説明は繰返されない。

【0035】

係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数が所定の範囲内か否かに応じて、ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が４種類の形態範疇のいずれに所属するかを識別する。その範囲は、形態範疇ごとに定められる。この場合、上述された所定の範囲は、上述された相関係数、上述された２次の係数、および、上述された１次の係数のそれぞれについて定められる。このために、係数範囲識別部８２は、相関係数の範囲を示す情報と、２次の係数の範囲を示す情報と、１次の係数の範囲を示す情報とを記憶している。これらの情報はいずれも次に述べられる情報に対応付けられている。その情報は、形態範疇の名称を示す。その形態範疇の名称を示す情報は、その形態範疇に属する締付トルクの推移の形態が正常か異常かを示す情報にも対応付けられている。形態範疇の名称を示す情報および正常か異常かを示す情報も係数範囲識別部８２は記憶している。本実施形態の場合、それらの情報の集団は「範疇情報集団」と称される。係数範囲識別部８２は、複数の範疇情報集団を記憶している。それらの範疇情報集団が範疇識別部６４による識別に用いられる順番は予め定められている。係数算出部８０が算出した係数がいずれも同一の範疇情報集団に属する情報が示す範囲内ならば、その係数の算出に用いられた締付トルクの推移の形態は、その範疇情報集団に対応する形態範疇に属するとみなされる。本実施形態の場合、上述された所定の範囲は周知のティーチングによって特定された範囲である。本実施形態の場合、形態範疇の名称を示す情報および正常か異常かを示す情報は、コンピュータ２０のキーボード３６を介して入力された情報である。ティーチングによって上述された所定の範囲を示す情報を入力するための手順ならびに形態範疇の名称を示す情報および正常か異常かを示す情報を入力するための手順は周知のものと同一である。したがって、ここではその詳細な説明は繰り返されない。

【0036】

［プログラムの説明］
本実施形態にかかるねじ締結判断システムは、上述されたコンピュータ２０の制御部３０がメモリ３２から読出したプログラムを実行することにより実現される。一般的にこうしたプログラムは、ＵＳＢメモリ２６などのコンピュータ２０が読取可能な記録媒体に記録された状態で流通する。こうしたプログラムは図示されないインターネットを介して流通することもある。こうしたプログラムは、固定ディスク３４にいったん記録される。制御部３０が実行するプログラムは、その固定ディスク３４に記録されたプログラムをメモリ３２が記憶したものである。したがって、本発明にかかる正常異常判断装置１４の最も本質的な部分は、ＵＳＢメモリ２６などのコンピュータ読取可能な記録媒体に記録されたソフトウェアである。

【0037】

［ねじ締結判断方法にかかるフローチャートの説明］
図４は、本実施形態にかかるねじ締結判断方法の手順が示されるフローチャートである。このねじ締結判断方法は、次に述べられる複数の工程をねじ締結判断システムに実行させるものである。それら複数の工程は、締付箇所指定工程Ｓ１００、トルク検出工程Ｓ１０２、正常異常判断工程Ｓ１０４、判断結果情報出力工程Ｓ１０６、および、完了判断工程Ｓ１０８である。以下、これらの各工程の具体的な内容が説明される。

【0038】

締付箇所指定工程Ｓ１００において、正常異常判断装置１４の検出データ受付部６０（現実には、制御部３０、メモリ３２、固定ディスク３４、および、表示装置３８）は、次に述べられる位置を示す情報を出力する。その位置は、ワークのうち被締結部材がねじにより固定される位置である。本実施形態の場合、その情報は画像表示により出力される。本実施形態の場合、検出データ受付部６０は、この工程が実施されるたびに１つずつそれらの情報を出力する。それらの情報は出力される順序に対応付けられているので、それらの情報はその順序にしたがって出力される。そのために、検出データ受付部６０はそれらの情報を予め記憶している。

【0039】

トルク検出工程Ｓ１０２において、トルク検出装置１２は、動力ドライバー１０によるねじの締付トルクを検出する。この締付トルクは、次に述べられる締付が動力ドライバー１０により行われることに伴って検出される。この締付は、ワークに被締結部材を固定するためのねじの締付である。トルク検出装置１２は、正常異常判断装置１４に対して検出データを出力する。

【0040】

正常異常判断工程Ｓ１０４において、正常異常判断装置１４は、トルク検出工程Ｓ１０２において得られた検出データに基づいてねじの締付が正常か異常かを判断する。その正常異常判断装置１４は、次に述べられる推移の形態が形態範疇のいずれに所属するかに基づき、ねじの締付が正常か異常かを判断する。その推移の形態は、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態である。

【0041】

判断結果情報出力工程Ｓ１０６において、正常異常判断装置１４の判断結果情報出力部６６は、正常異常判断工程Ｓ１０４において実施された判断の結果を示す情報を出力する。

【0042】

完了判断工程Ｓ１０８において、正常異常判断装置１４の検出データ受付部６０は、被締結部材がねじにより固定される位置を示す情報（固定位置情報）がすべて出力された（出力が完了した）か否かを判断する。固定位置情報の出力が完了したと判断された場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１００へと移される。

【0043】

図５は、本実施形態にかかる正常異常判断工程Ｓ１０４における制御の手順を示すフローチャートである。この工程は、次に述べられる複数の工程をコンピュータ２０に実行させるものである。それら複数の工程は、検出データ受付工程Ｓ１２０、超過判断工程Ｓ１２２、識別開始判断工程Ｓ１２４、範疇識別工程Ｓ１２６、および、超過情報出力工程Ｓ１２８である。以下、これらの各工程の具体的な内容が説明される。

【0044】

検出データ受付工程Ｓ１２０において、検出データ受付部６０（現実には、制御部３０、メモリ３２、固定ディスク３４、および、第１Ｉ／Ｏ４２）は、トルク検出装置１２が出力した検出データを受付ける。上述されたように、本実施形態の場合、トルク検出装置１２は、一定の周期でその締付トルクを検出する。検出データ受付部６０は、受付けられた検出データが何番目に受付られたのかを示す値とその周期との積を算出することにより、受付けられた検出データがどの時点の締付トルクを示すのかを特定する。

【0045】

超過判断工程Ｓ１２２において、超過判断部６２（現実には、制御部３０、メモリ３２、および、固定ディスク３４）は、ねじの締付の開始から所定の制限時間が経過したか否かを判断する。ねじの締付の開始から所定の制限時間が経過したと判断された場合（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０へと移される。もしそうでないと（Ｓ１２２にてＮＯ）、処理はＳ１２４へと移される。

【0046】

識別開始判断工程Ｓ１２４において、範疇識別部６４（現実には、制御部３０、メモリ３２、および、固定ディスク３４）は、次に述べられるトルクが締付の完了を示す所定のトルク（締付完了トルク）に到達したか否かを判断する。そのトルクは、動力ドライバー１０がねじの締付を開始した時以降にトルク検出装置１２が検出したねじの締付トルクである。その締付トルクが締付完了トルクに到達したと判断された場合（Ｓ１２４にてＹＥＳ）、処理はＳ１２６へと移される。もしそうでないと（Ｓ１２４にてＮＯ）、処理はＳ１２０へと移される。

【0047】

範疇識別工程Ｓ１２６において、範疇識別部６４（現実には、制御部３０、メモリ３２、および、固定ディスク３４）は、次に述べられる推移の形態が形態範疇のいずれに所属するかを識別する。その推移の形態は、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態である。範疇識別部６４は、その識別の結果を示す情報を判断結果情報出力部６６（現実には、制御部３０、メモリ３２、固定ディスク３４、表示装置３８、第２Ｉ／Ｏ４４、および、プリンタ２２）に出力する。

【0048】

超過情報出力工程Ｓ１２８において、超過判断部６２は、次に述べられる情報を判断結果情報出力部６６（現実には、制御部３０、メモリ３２、固定ディスク３４、表示装置３８、第２Ｉ／Ｏ４４、および、プリンタ２２）に出力する。それらの情報は、制限時間を超過するまでねじの締付トルクが締付完了トルクに到達しない旨の情報およびねじの締結に異常がある旨の情報である。

【0049】

図６は、本実施形態にかかる範疇識別工程Ｓ１２６における制御の手順を示すフローチャートである。この工程は、次に述べられる複数の工程をコンピュータ２０に実行させるものである。それら複数の工程は、係数算出工程Ｓ１５０、形態別範囲判断工程Ｓ１５２、対応情報出力工程Ｓ１５４、範囲判断完了工程Ｓ１５６、および、外情報出力工程Ｓ１５８である。以下、これらの各工程の具体的な内容が説明される。

【0050】

係数算出工程Ｓ１５０において、係数算出部８０は、判断対象動作期間における検出データに基づいて、次に述べられる２種類の係数を算出する。それらの係数の一方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との相関係数である。それらの係数の他方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間における回帰式の係数である。本実施形態の場合、係数算出部８０は、回帰式を２次式とみなした上で、その回帰式の２次の係数および１次の係数を算出する。また、本実施形態の場合、係数算出部８０は、その回帰式の定数も算出する。

【0051】

形態別範囲判断工程Ｓ１５２において、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数それぞれについて、それらの係数がそれぞれについての所定の範囲内か否かを判断する。それらの範囲は、１つの範疇情報集団に属する情報が示す。係数範囲識別部８２は、自らが記憶する複数の範疇情報集団のいずれかを用いて係数算出部８０が算出した係数が所定の範囲内か否かを判断する。用いられる範疇情報集団は、この工程が実施されるたびに変更される。範疇情報集団が用いられる順番は予め定められている。係数算出部８０が算出した係数がいずれも所定の範囲内であると判断された場合（Ｓ１５２にてＹＥＳ）、処理はＳ１５４へと移される。もしそうでないと（Ｓ１５２にてＮＯ）、処理はＳ１５６へと移される。

【0052】

対応情報出力工程Ｓ１５４において、係数範囲識別部８２は、形態範疇の名称を示す情報、および、正常か異常かを示す情報を判断結果情報出力部６６へ出力する。これらの情報は、次に述べられる範疇情報集団と同一の範疇情報集団に属する。その範疇情報集団は、形態別範囲判断工程Ｓ１５２において係数算出部８０が算出した係数が範囲内と判断された範囲に対応するものである。

【0053】

範囲判断完了工程Ｓ１５６において、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数が所定の範囲内か否かの判断にすべての範疇情報集団が用いられたか否かを判断する。係数算出部８０が算出した係数が所定の範囲内か否かの判断にすべての範疇情報集団が用いられたと判断された場合（Ｓ１５６にてＹＥＳ）、処理はＳ１５８へと移される。もしそうでないと（Ｓ１５６にてＮＯ）、処理はＳ１５２へと移される。

【0054】

外情報出力工程Ｓ１５８において、係数範囲識別部８２は次に述べられる情報を出力する。それらの情報の一方は、非典型状態という形態範疇の名称を示す。それらの情報の他方は、異常であることを示す。

【0055】

［動作の説明］
以下、本実施形態にかかるねじ締結判断システムの動作が説明される。

【0056】

（正常にねじが締付られる場合）
動力ドライバー１０によってねじを締付ようとする者（以下「作業者」と称される）は、本実施形態にかかるねじ締結判断システムを起動させる。これに伴い、動力ドライバー１０とトルク検出装置１２とが起動させられる。それらが起動すると、検出データ受付部６０は、ワークのうち被締結部材がねじにより固定される位置を示す情報を表示する（Ｓ１００）。なお、本実施形態の場合、周知の端子台がワークとなる。もちろん、被締結部材をねじによって締結するための物はいずれもワークとなり得る。また、本実施形態の場合、端子が被締結部材となる。もちろん、ねじによってワークに締結される部材はいずれも被締結部材となり得る。

【0057】

その情報が表示されると、作業者は、動力ドライバー１０を用いてその位置にてねじを締付る。これにより、端子台（ワーク）に端子（被締結部材）が固定される。ねじの締付の際、トルク検出装置１２は、動力ドライバー１０によるねじの締付トルクを検出する。トルク検出装置１２は、正常異常判断装置１４に対して検出データを出力する（Ｓ１０２）。

【0058】

正常異常判断装置１４に対して検出データが出力されると、正常異常判断装置１４の検出データ受付部６０は、トルク検出装置１２が出力した検出データを受付ける（Ｓ１２０）。

【0059】

検出データが受付けられると、超過判断部６２は、ねじの締付の開始から所定の制限時間が経過したか否かを判断する（Ｓ１２２）。この場合、その制限時間が経過していないとすると（Ｓ１２２にてＮＯ）、範疇識別部６４は、動力ドライバー１０がねじの締付を開始した時以降にトルク検出装置１２が検出したねじの締付トルクが締付完了トルクに到達したか否かを判断する（Ｓ１２４）。この場合、その締付トルクが締付完了トルクに到達していないとすると（Ｓ１２４にてＮＯ）、検出データ受付部６０は、トルク検出装置１２が出力した検出データを再び受付ける（Ｓ１２０）。

【0060】

その後、トルク検出装置１２が検出したねじの締付トルクが締付完了トルクに到達したとする。これにより、トルク検出装置１２が検出したねじの締付トルクが締付完了トルクに到達したと判断されるので（Ｓ１２４にてＹＥＳ）、係数算出部８０は、判断対象動作期間における検出データに基づいて、次に述べられる２種類の係数を算出する（Ｓ１５０）。それらの係数の一方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との相関係数である。それらの係数の他方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間における回帰式の係数である。この場合、相関係数が「０．９９４５」、回帰式の２次の係数が「０．０２」、回帰式の一次の係数が「－０．１９」、回帰式の定数が「１２．４」であることとする。

【0061】

この場合、正常にねじが締付られたこととする。図７は、その場合についての時間に対する締付トルクの推移を示す概念図である。この図に示されているのは、トルク検出装置１２が検出したねじの締付トルクである。本実施形態の場合、ねじの締付トルクが締付完了トルクに到達すると、動力ドライバー１０はこれが有する機能によって自動的に動作を停止する。トルク検出装置１２はその後も引き続き検出データを出力する。このため、図７においては、締付完了トルクに到達すると締付トルクは低下し締付開始トルク未満となる。図７において、横軸は、判断対象動作期間の始期からの経過時間である。本実施形態の場合、ねじの締付トルクが予め定められたトルク（締付開始トルク）に到達した時にねじの締付が開始されたとみなされる。したがって、ねじの締付トルクが締付開始トルクに到達した瞬間が横軸の原点である。図７においては、縦軸が締付トルクを示す。図７から明らかなように、この場合、時間の経過に伴って二次曲線に似た曲線を描くように締付トルクが増加している。

【0062】

上述されたように、時間の経過に伴って二次曲線に似た曲線を描くように締付トルクが増加する。このため、時間の経過に伴う締付トルクの推移にバラツキがほとんど含まれていなくても、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの増加とが比例している場合に比べると、それらの間の相関係数が小さくなると考えられる。また、それらの間における回帰式の２次の係数は大きな値となると考えられる。

【0063】

係数および定数が算出されると、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数それぞれについて、それらの係数がそれぞれについての所定の範囲内か否かを判断する（Ｓ１５２）。本実施形態の場合、最初に用いられる範疇情報集団は、端子台に端子が正しく固定される場合の範疇情報集団（第１範疇情報集団）であることとする。図８は、この範疇情報集団に属する情報が示す係数の範囲の一例である。なお、図８における「名称」欄は形態範疇の名称を示す情報の内容を示している。「正常異常」欄は正常か異常かを示す情報の内容を示している。図８から明らかなように、係数算出部８０が算出した係数はいずれも図８に示された範囲内である。係数算出部８０が算出した係数がいずれも図８に示された範囲内なので（Ｓ１５２にてＹＥＳ）、係数範囲識別部８２は、次に述べられる情報を判断結果情報出力部６６へ出力する（Ｓ１５４）。それらの情報は、「二次曲線」という形態範疇の名称を示す情報、および、正常か異常かを示す情報（この場合、この情報は正常であることを示す）である。これにより、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が、「二次曲線」という形態範疇に所属すると範疇識別部６４により識別されたことになる。また、その識別の結果を示す情報とその推移の形態が正常か異常かを示す情報とが出力されたこととなる。

【0064】

それらの情報が判断結果情報出力部６６に出力されると、判断結果情報出力部６６は、その推移の形態が正常か異常かを示す情報を出力する（Ｓ１０６）。これにより、表示装置３８に、その推移の形態が正常である旨の情報が表示されることとなる。

【0065】

その推移の形態が正常である旨の情報が表示装置３８に表示されると、検出データ受付部６０は、被締結部材がすべてねじにより固定されたか否かを判断する（Ｓ１０８）。以下、被締結部材がすべてねじにより固定されたと判断される（Ｓ１０８にてＹＥＳ）まで、Ｓ１００以降の処理が繰返される。

【0066】

（端子が取り付けられていない場合）
本実施形態にかかるねじ締結判断システムが起動された後、Ｓ１００の処理を経て、作業者は、動力ドライバー１０を用いてその位置にてねじを締付る。トルク検出装置１２は、正常異常判断装置１４に対して検出データを出力する（Ｓ１０２）。検出データ受付部６０は、トルク検出装置１２が出力した検出データを受付ける（Ｓ１２０）。その後、Ｓ１２０乃至Ｓ１２４の処理が当面繰り返される。

【0067】

この場合、端子が取り付けられないままねじが締付られることとする。図９は、その場合についての、時間に対する締付トルクの推移を示す概念図である。端子が取り付けられていない場合、それが取り付けられている場合に比べて、締付トルクは締付完了トルクに到達するまで時間に比例するに近い状態で増加する。これにより、Ｓ１０２乃至Ｓ１２４の処理が繰り返される。その後、トルク検出装置１２が検出したねじの締付トルクが締付完了トルクに到達したと判断されるので（Ｓ１２４にてＹＥＳ）、係数算出部８０は、判断対象動作期間における検出データに基づいて、次に述べられる２種類の係数を算出する（Ｓ１５０）。それらの係数の一方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との相関係数である。それらの係数の他方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間における回帰式の係数である。この場合、相関係数が「０．９９８１」、回帰式の２次の係数が「０．００５」、回帰式の一次の係数が「１．１７」、回帰式の定数が「１２．４」であることとする。

【0068】

上述されたように、この場合、時間に比例しているに近い状態で締付トルクが増加する。これにより、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの増加との間の相関係数は「１」に近い値となっていると考えられる。また、それらの間における回帰式の２次の係数は、端子が取り付けられている場合に比べると「０」に近い値となると考えられる。

【0069】

係数および定数が算出されると、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数それぞれについて、それらの係数がそれぞれについての所定の範囲内か否かを判断する（Ｓ１５２）。上述されたように、本実施形態の場合、最初に用いられる範疇情報集団は、第１範疇情報集団である。これにより、係数算出部８０が算出した係数がいずれも図８に示された範囲外なので（Ｓ１５２にてＮＯ）、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数が所定の範囲内か否かの判断にすべての範疇情報集団が用いられたか否かを判断する（Ｓ１５６）。この場合、まだ第１範疇情報集団が用いられたに過ぎないので（Ｓ１５６にてＮＯ）、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数それぞれについて、それらの係数がそれぞれについての所定の範囲内か否かを再度判断する（Ｓ１５２）。

【0070】

本実施形態の場合、２度目に用いられる範疇情報集団は、端子台に端子が固定されている場合の範疇情報集団（第２範疇情報集団）である。図１０は、この範疇情報集団に属する情報が示す係数の範囲の一例である。図１０から明らかなように、この場合に係数算出部８０が算出した係数はいずれも図１０に示された範囲内である。係数算出部８０が算出した係数がいずれも図１０に示された範囲内なので（Ｓ１５２にてＹＥＳ）、係数範囲識別部８２は、次に述べられる情報を判断結果情報出力部６６へ出力する（Ｓ１５４）。それらの情報は、「比例状態」という形態範疇の名称を示す情報、および、正常か異常かを示す情報（この場合、この情報は異常であることを示す）である。これにより、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が、「比例状態」という形態範疇に所属すると範疇識別部６４により識別されたことになる。また、その識別の結果を示す情報とその推移の形態が正常か異常かを示す情報とが出力されたこととなる。

【0071】

それらの情報が判断結果情報出力部６６に出力されると、判断結果情報出力部６６は、その推移の形態が正常か異常かを示す情報を出力する（Ｓ１０６）。これにより、表示装置３８に、その推移の形態が異常である旨の情報が表示されることとなる。

【0072】

その推移の形態が異常である旨の情報が表示装置３８に表示されると、検出データ受付部６０は、被締結部材がすべてねじにより固定されたか否かを判断する（Ｓ１０８）。以下、被締結部材がすべてねじにより固定されたと判断される（Ｓ１０８にてＹＥＳ）まで、Ｓ１００以降の処理が繰返される。

【0073】

（ねじがねじ穴に対して斜めに挿入されている場合）
本実施形態にかかるねじ締結判断システムが起動された後、Ｓ１００の処理を経て、作業者は、動力ドライバー１０を用いてその位置にてねじを締付る。トルク検出装置１２は、正常異常判断装置１４に対して検出データを出力する（Ｓ１０２）。検出データ受付部６０は、トルク検出装置１２が出力した検出データを受付ける（Ｓ１２０）。その後、Ｓ１２０乃至Ｓ１２４の処理が当面繰り返される。

【0074】

この場合、ねじがねじ穴に対して斜めに挿入されていることとする。図１１は、その場合についての、時間に対する締付トルクの推移を示す概念図である。ねじがねじ穴に対して斜めに挿入されている場合、ねじがねじ穴に沿って挿入されている場合に比べて、締付トルクは複雑に増減する。その間、Ｓ１０２乃至Ｓ１２４の処理が繰り返される。その後、トルク検出装置１２が検出したねじの締付トルクが締付完了トルクに到達したと判断されるので（Ｓ１２４にてＹＥＳ）、係数算出部８０は、判断対象動作期間における検出データに基づいて、次に述べられる２種類の係数を算出する（Ｓ１５０）。それらの係数の一方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との相関係数である。それらの係数の他方は、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間における回帰式の係数である。この場合、相関係数が「０．７６９３」、回帰式の２次の係数が「０．０２」、回帰式の一次の係数が「－１．２」、回帰式の定数が「１７．４」であることとする。

【0075】

上述されたように、締付トルクは複雑に増減する。これにより、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの増加との間の相関係数は正常にねじが締付られる場合に比べると小さな値となると考えられる。また、図１１に示されているように締付トルクが推移する場合、いったん締付トルクが低下するため、締付トルクは締付完了トルクにゆっくり到達しているのと同様に推移することとなる。これにより、ねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間に関する回帰式の２次の係数は、ねじがねじ穴に沿って挿入されている場合に比べて小さな値となると考えられる。同じ理由により、それらの間における回帰式の１次の係数は、端子が取り付けられている場合に比べて大きな値となると考えられる。

【0076】

係数および定数が算出されると、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数それぞれについて、それらの係数がそれぞれについての所定の範囲内か否かを判断する（Ｓ１５２）。上述されたように、本実施形態の場合、最初に用いられる範疇情報集団は、第１範疇情報集団である。これにより、回帰式の２次の係数を除けば係数算出部８０が算出した係数がいずれも図８に示された範囲外となる（Ｓ１５２にてＮＯ）。したがって、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数が所定の範囲内か否かの判断にすべての範疇情報集団が用いられたか否かを判断する（Ｓ１５６）。この場合、まだ第１範疇情報集団が用いられたに過ぎないので（Ｓ１５６にてＮＯ）、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数それぞれについて、それらの係数がそれぞれについての所定の範囲内か否かを再度判断する（Ｓ１５２）。上述されたように、本実施形態の場合、次に用いられる範疇情報集団は、第２範疇情報集団である。これにより、係数算出部８０が算出した係数がいずれも図１０に示された範囲外なので（Ｓ１５２にてＮＯ）、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数が所定の範囲内か否かの判断にすべての範疇情報集団が用いられたか否かを判断する（Ｓ１５６）。この場合、まだ第１範疇情報集団および第２範疇集団が用いられたに過ぎない（Ｓ１５６にてＮＯ）。したがって、係数範囲識別部８２は、係数算出部８０が算出した係数それぞれについて、それらの係数がそれぞれについての所定の範囲内か否かを再度判断する（Ｓ１５２）。

【0077】

本実施形態の場合、３度目に用いられる範疇情報集団は、ねじがねじ穴に対して斜めに挿入されている場合の範疇情報集団（第３範疇情報集団）である。図１２は、この範疇情報集団に属する情報が示す係数の範囲の一例である。図１２から明らかなように、この場合に係数算出部８０が算出した係数はいずれも図１２に示された範囲内である。係数算出部８０が算出した係数がいずれも図１２に示された範囲内なので（Ｓ１５２にてＹＥＳ）、係数範囲識別部８２は、次に述べられる情報を判断結果情報出力部６６へ出力する（Ｓ１５４）。それらの情報は、「複雑増減状態」という形態範疇の名称を示す情報、および、正常か異常かを示す情報（この場合、この情報は異常であることを示す）である。これにより、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が、「複雑増減状態」という形態範疇に所属すると範疇識別部６４により識別されたことになる。また、その識別の結果を示す情報とその推移の形態が正常か異常かを示す情報とが出力されたこととなる。

【0078】

それらの情報が判断結果情報出力部６６に出力されると、判断結果情報出力部６６は、その推移の形態が正常か異常かを示す情報を出力する（Ｓ１０６）。これにより、表示装置３８に、その推移の形態が異常である旨の情報が表示されることとなる。

【0079】

その推移の形態が異常である旨の情報が表示装置３８に表示されると、検出データ受付部６０は、被締結部材がすべてねじにより固定されたか否かを判断する（Ｓ１０８）。以下、被締結部材がすべてねじにより固定されたと判断される（Ｓ１０８にてＹＥＳ）まで、Ｓ１００以降の処理が繰返される。

【0080】

（ねじ山が潰れた場合）
本実施形態にかかるねじ締結判断システムが起動された後、Ｓ１００の処理を経て、作業者は、動力ドライバー１０を用いてその位置にてねじを締付る。トルク検出装置１２は、正常異常判断装置１４に対して検出データを出力する（Ｓ１０２）。検出データ受付部６０は、トルク検出装置１２が出力した検出データを受付ける（Ｓ１２０）。その後、Ｓ１２０乃至Ｓ１２４の処理が当面繰り返される。

【0081】

この場合、ねじの締付開始直後にねじ山が潰れたとする。ねじ山が潰れるとねじは空回りする。図１３は、その場合についての、時間に対する締付トルクの推移を示す概念図である。図１３から明らかなように、この場合、時間の経過に伴って締付トルクは増加と減少とを繰り返す。ねじ山が潰れている場合、ねじが端子台のねじ孔内に進入せず同じ深さで回転を繰り返すためである。

【0082】

その後、超過判断部６２は、ねじの締付の開始から所定の制限時間が経過したか否かを判断する（Ｓ１２２）。この場合、その制限時間が経過したとすると（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、超過判断部６２は、制限時間を超過するまでねじの締付トルクが締付完了トルクに到達しない旨の情報およびねじの締結に異常がある旨の情報を判断結果情報出力部６６に出力する（Ｓ１２８）。

【0083】

ねじの締結に異常がある旨の情報が判断結果情報出力部６６に出力されると、判断結果情報出力部６６は、その情報を出力する（Ｓ１０６）。

【0084】

ねじの締結が異常である旨の情報が表示装置３８に表示されると、検出データ受付部６０は、被締結部材がすべてねじにより固定されたか否かを判断する（Ｓ１０８）。以下、被締結部材がすべてねじにより固定されたと判断される（Ｓ１０８にてＹＥＳ）まで、Ｓ１００以降の処理が繰返される。

【0085】

［効果の説明］
本実施形態にかかるねじ締結判断システムによれば、ねじの挙動についての正常か異常かの判断がより詳細に実施される。

【0086】

また、本実施形態にかかるねじ締結判断システムにおいては、係数算出部８０が算出する係数が一定ならば、その係数のもととなった推移の形態がどの形態範疇に所属するかに関する識別結果は一定となる。係数算出部８０が算出する係数は、所定の手順に沿って計算することで一意に定まる。このため、同一の締付トルクに基づいて算出される限り、係数算出部８０が算出する係数がその算出のたびに異なることはない。その結果、ねじの挙動についての正常か異常かの判断が安定的に実施される。

【0087】

また、ねじの締結に影響を及ぼす何らかの要因があるとき、その要因に応じて、ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態は異なるものとなる。その推移の形態が異なるものとなるので、その回帰式における２次の係数および１次の係数の値は異なるものとなる。これにより、係数範囲識別部８２は、ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が形態範疇のいずれに所属するかを適切に識別できる。その結果、ねじの挙動についての正常か異常かの判断がより適切に実施される。

【0088】

また、判断対象動作期間におけるねじの締付の開始からの経過時間と締付トルクの推移との間における回帰式が３次以上の多次式に類似する場合、その回帰式が２次式である場合に比べて相関係数は小さくなる。これにより、回帰式の２次の係数および回帰式の１次の係数のみが算出される場合に比べて、ねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が詳細に識別され得る。その結果、ねじの挙動についての正常か異常かの判断がより詳細に実施される。

【0089】

［変形例の説明］
今回開示された実施形態はすべての点で例示である。本発明の範囲は上述した実施形態に基づいて制限されるものではない。もちろん、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

【0090】

例えば、トルク検出装置１２は図示されない時間計測部を有してもよい。その時間計測部は、ねじの締付の開始からの経過時間を計測する。

【0091】

また、判断対象動作期間におけるねじの締付に伴う締付トルクの推移の形態が形態範疇のいずれに所属するかの判断手順は上述したものに限定されない。例えば、締付トルクを示す検出データと形態範疇それぞれについて予め定められるモデルデータとを対比して、締付トルクを示す検出データとの差が最も小さいモデルデータが属する形態範疇に属すると判断されてもよい。また、範疇識別部６４が識別可能な形態範疇の種類数は、少なくとも３種類である限り特に限定されない。

【0092】

また、係数算出部８０が算出する係数は、上述された相関係数と上述された回帰式の係数とのうち一方のみであってもよい。それらの係数の一方のみが算出される場合、回帰式の係数が算出されることが望ましい。回帰式の係数のみが算出される場合、２次の係数のみが算出されてもよい。その場合、１次の係数のみが算出されてもよい。また、係数算出部８０は、回帰式を３次式以上の式とみなした上で３次以上の係数を算出してもよい。

【0093】

また、超過判断部６２は設けられていなくてもよい。この場合、公知の動作開始手段（例えば周知の指示受付手段）が使用者の指示を受付けると範疇識別部６４の動作が開始されてもよい。

【0094】

また、判断結果情報出力部６６による情報の出力形態は上述されたものに限定されない。例えば、その出力形態は、通信によって他の情報処理装置に情報を送信するものであってもよい。また、コンピュータ２０が何らかのプログラムを実行することにより正常異常判断装置１４に加えて他の装置として動作する場合、判断結果情報出力部６６による情報の出力形態は、メモリ３２の所定のアドレスに情報を記憶させるものであってもよい。その場合、コンピュータ２０が当該他の装置として動作する際にそのアドレスに記憶された情報を読むことで、正常異常判断装置１４が情報を出力し当該他の装置が情報の入力を受け取ることとなる。

【0095】

また、本実施形態にかかるねじ締結判断システムは、判断結果情報出力工程Ｓ１０６においてねじの締結が異常である旨の情報が出力された場合に、公知の方法によってねじの締結をやり直すための動作を実施するものであってもよい。

【符号の説明】

【0096】

１０…動力ドライバー
１２…トルク検出装置
１４…正常異常判断装置
２０…コンピュータ
２２…プリンタ
２４…マウス
２６…ＵＳＢメモリ
３０…制御部
３２…メモリ
３４…固定ディスク
３６…キーボード
３８…表示装置
４０…コネクタ
４２…第１Ｉ／Ｏ
４４…第２Ｉ／Ｏ
４６…第３Ｉ／Ｏ
６０…検出データ受付部
６２…超過判断部
６４…範疇識別部
６６…判断結果情報出力部
８０…係数算出部
８２…係数範囲識別部

【手続補正2】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ねじの締付を行う動力ドライバーと、
前記動力ドライバーによる前記ねじの締付トルクを検出し前記締付トルクを示す検出データを出力するトルク検出装置と、
前記トルク検出装置が出力した前記検出データに基づいて前記ねじの締付が正常か異常かを判断する正常異常判断装置とを備えるねじ締結判断システムであって、
前記正常異常判断装置が、前記ねじの締付の開始から前記締付トルクが所定のトルクに到達するまでの締付動作期間である判断対象動作期間における前記ねじの締付に伴う前記締付トルクの推移の形態が、比例状態の範疇、二次曲線より複雑に増減して締付完了トルクに到達する状態の範疇、および、前記締付トルクが増加と減少とを繰り返して前記判断対象動作期間を超えても前記締付完了トルクに到達しない状態の範疇からなる群のうち少なくとも２つであってそれぞれ異常に対応付けられる範疇と正常に対応付けられる二次曲線の範疇とのうちいずれかに所属すると、前記締付トルクの推移の形態が所属する前記範疇が正常と異常とのうちいずれに対応付けられているかに基づき、前記ねじの締付が正常か異常かを判断することを特徴とするねじ締結判断システム。

【請求項2】

前記正常異常判断装置が、
前記検出データに基づいて、前記判断対象動作期間における前記ねじの締付の開始からの経過時間と前記締付トルクの推移との相関係数、および、前記判断対象動作期間における前記ねじの締付の開始からの経過時間と前記締付トルクの推移との間における回帰式の係数の少なくとも一方を算出する係数算出部と、
前記係数算出部が算出した係数が前記範疇ごとに定められる所定の範囲内か否かに応じて前記ねじの締付に伴う前記締付トルクの推移の形態が前記範疇のいずれかに所属するか否かを識別する係数範囲識別部とを有していることを特徴とする請求項１に記載のねじ締結判断システム。

【請求項3】

前記係数算出部が前記回帰式の２次の前記係数および前記回帰式の１次の前記係数を少なくとも算出し、
前記範疇ごとに定められる所定の範囲が前記２次の係数および前記１次の係数それぞれについて定められることを特徴とする請求項２に記載のねじ締結判断システム。

【請求項4】

前記係数算出部が前記相関係数をさらに算出し、
前記範疇ごとに定められる所定の範囲が、前記相関係数、前記２次の係数、および、前記１次の係数について、それぞれ定められることを特徴とする請求項３に記載のねじ締結判断システム。

【請求項5】

ねじの締付が動力ドライバーにより行われることに伴って前記動力ドライバーによるねじの締付トルクがトルク検出装置によって検出され前記締付トルクを示す検出データが前記トルク検出装置によって出力されるトルク検出工程と、
前記トルク検出工程において得られた検出データに基づいてねじの締付が正常か異常かが正常異常判断装置により判断される正常異常判断工程とを備えるねじ締結判断方法であって、
前記正常異常判断工程において、前記ねじの締付の開始から前記締付トルクが所定のトルクに到達するまでの締付動作期間である判断対象動作期間における前記ねじの締付に伴う前記締付トルクの推移の形態が、比例状態の範疇、二次曲線より複雑に増減して締付完了トルクに到達する状態の範疇、および、前記締付トルクが増加と減少とを繰り返して前記判断対象動作期間を超えても前記締付完了トルクに到達しない状態の範疇からなる群のうち少なくとも２つであってそれぞれ異常に対応付けられる範疇と正常に対応付けられる二次曲線の範疇とのうちいずれかに所属すると、前記締付トルクの推移の形態が所属する前記範疇が正常と異常とのうちいずれに対応付けられているかに基づき、前記ねじの締付が正常か異常かが判断されることを特徴とするねじ締結判断方法。