JPH11138459A - Impact screw fastening method and its device - Google Patents

Impact screw fastening method and its device

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JPH11138459A
JPH11138459A JP30315497A JP30315497A JPH11138459A JP H11138459 A JPH11138459 A JP H11138459A JP 30315497 A JP30315497 A JP 30315497A JP 30315497 A JP30315497 A JP 30315497A JP H11138459 A JPH11138459 A JP H11138459A
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impact
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screw
value
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Fuhei Shin
富炳 申
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent occurrence of seizure of a screw part and suppress dispersion of fastening force by sensing torque which is generated when screwing impact energy (fastening force) is added, and adding, the fastening force by the specified number of times at the start point when the generated torque is a threshold value or more to carry out screw fastening. SOLUTION: A torque threshold T1 smaller than the target fastening torque is set. The number of impact times from the time sensing the torque threshold value T1 to obtain the target fastening torque is set as In. It is determined whether or not the read value (output value) of the generated torque sensed by a torque sensor 30 reaches or exceeds the torque threshold value T1, when an output shaft 104 of a main body 101 of a screw fastening device is turned for fastening. When the answer is YES, the number of effective impact times for screwing, to be added hereinafter, is counted. When the value of a counter Cn reaches or exceeds the present impact number In, turning of the output shaft 104 is stopped. Screwing is thus completed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インパクトレンチ
やインパクト式ナットランナーなどのようにインパクト
エネルギを利用してねじ締めを行なうインパクト式ねじ
締め方法と装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an impact-type screw tightening method and apparatus, such as an impact wrench or impact-type nut runner, for tightening a screw using impact energy.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、インパクトエネルギを利用し
てボルト又はナット(以下、総称してねじ部ともいう)
のねじ締めを行なうねじ締め装置として、ねじ部の締め
付けトルクを管理して所定軸力を得るようにしたインパ
クト式ねじ締め装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, bolts or nuts (hereinafter, also collectively referred to as threaded portions) utilizing impact energy.
An impact-type screw tightening device is known as a screw tightening device for tightening a screw in which a tightening torque of a screw portion is controlled to obtain a predetermined axial force.

【0003】この種のインパクト式ねじ締め装置にあっ
ては、ねじ締め装置の本体の出力軸にトルク検出器が設
けられている。この装置では、ねじ部にねじ締め用のイ
ンパクトエネルギを加え、このときに発生し当該ねじ部
に伝達される発生トルクをトルク検出器により検出しつ
つ、ねじ締めが行われる。
In this type of impact-type screw tightening device, a torque detector is provided on an output shaft of a main body of the screw tightening device. In this device, screw tightening is performed while applying impact energy for screw tightening to the screw portion and detecting a generated torque generated at this time and transmitted to the screw portion by a torque detector.

【0004】図9(A)は、トルク検出器の出力の時間
的変化を示す図、図9(B)は、ボルトの軸力の時間的
変化を示す図である。図9(A)に示すように、トルク
検出器の出力は櫛形の波形を呈しており、その1本1本
がインパクトの発生を示している。また、図9(B)に
示すように、ねじ部へのインパクトエネルギの印加によ
り、ボルトの軸力は階段状に上昇する波形を呈する。
FIG. 9A is a diagram showing a temporal change in the output of the torque detector, and FIG. 9B is a diagram showing a temporal change in the axial force of the bolt. As shown in FIG. 9A, the output of the torque detector has a comb-like waveform, and each one of them indicates the occurrence of an impact. Further, as shown in FIG. 9 (B), the application of impact energy to the threaded portion causes the axial force of the bolt to exhibit a waveform that rises stepwise.

【0005】そして、前記トルク検出器から発せられる
例えばボルト締付け時のインパクトごとの当該トルク検
出器の出力波形のピーク値が、あらかじめ決められた締
付完了を示す所定の締付完了設定値に達したところで、
ねじ締め装置の本体の出力軸の駆動を停止することによ
って、ねじ部の締め付けトルクを制御するようにしてい
る。
[0005] The peak value of the output waveform of the torque detector for each impact at the time of, for example, bolt tightening, which is generated from the torque detector, reaches a predetermined tightening completion set value indicating a predetermined tightening completion. Where we did
By stopping the driving of the output shaft of the main body of the screw tightening device, the tightening torque of the screw portion is controlled.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ねじ部の締め付けトルクを管理して所定軸力を得るよう
にしたインパクト式ねじ締め装置では、ねじ部には一定
のインパクトエネルギが加えられるのが一般的である。
このとき、図9(A)に示したように、トルク検出器の
出力波形は、図中aで示す箇所以降は軸力の増加にもか
かわらず、殆んど変化が見られなくなる。
By the way, in the conventional impact-type screw tightening device in which the tightening torque of the screw portion is controlled to obtain a predetermined axial force, a constant impact energy is applied to the screw portion. Is common.
At this time, as shown in FIG. 9A, almost no change is observed in the output waveform of the torque detector after the point indicated by a in the figure despite the increase in the axial force.

【0007】つまり、トルク検出器の出力とボルトの軸
力とが直線的な関係にあるのは、図中aで示す箇所より
も以前の領域である。このことは、トルク検出器の出力
を観察してねじ部の締め付けトルクを制御しボルトの所
定軸力を得ることができるのは、ねじ締め装置自体の締
付け能力より低目の上述した領域に限られることを示し
ている。
That is, the output of the torque detector and the axial force of the bolt have a linear relationship in a region before the position indicated by a in FIG. This means that observing the output of the torque detector and controlling the tightening torque of the screw portion to obtain the predetermined axial force of the bolt is limited to the above-mentioned region lower than the tightening ability of the screw tightening device itself. It is shown that it is possible.

【0008】このような状況においては、精度を確保し
つつ所定の締付けトルクを検出するうえで、トルク検出
器の出力と締結(軸)力との直線性を得るためには、目
標締付けトルク(ひいてはこれに対応する目標軸力)に
対して余力のある大きなインパクトエネルギが必要とな
る。すなわち、インパクト時にボルトあるいはナットが
十分に回転するだけのインパクトエネルギを加える必要
があった。このため、ボルトあるいはナットの締付け回
転速度が速くなり、例えばボルトと相手部材との間での
発熱量が大きく焼き付きやすくなるという問題があっ
た。したがって、ねじ面やボルト座面等の摩擦係数が変
化し、締付けトルク値のわりには締結力が低いという現
象が生じることとなる。
In such a situation, in order to obtain the linearity between the output of the torque detector and the fastening (axial) force in order to detect a predetermined fastening torque while ensuring accuracy, the target fastening torque ( Eventually, a large impact energy is required with a margin for the corresponding target axial force). That is, it is necessary to apply impact energy enough to rotate the bolt or nut sufficiently at the time of impact. For this reason, there has been a problem that the tightening rotation speed of the bolt or the nut is increased, and for example, a large amount of heat is generated between the bolt and the mating member, which tends to cause seizure. Therefore, the friction coefficient of the screw surface, the bolt seat surface, and the like changes, and a phenomenon occurs in which the fastening force is low for the fastening torque value.

【0009】一方、目標締付けトルクを変えないで、ね
じ部に付加されるインパクトエネルギを小さくしたので
は、トルク検出器の出力は、その波形が殆んど変化しな
い図9(A)に示される水平部の領域になるため、結果
として得られるねじ部の締付けトルク(ひいてはこれに
対応する軸力)のばらつきが大きくなるという問題があ
る。
On the other hand, if the impact energy applied to the screw portion is reduced without changing the target tightening torque, the output of the torque detector is shown in FIG. 9A in which the waveform hardly changes. Since the region is a horizontal portion, there is a problem that the resulting variation in the tightening torque (and, consequently, the corresponding axial force) of the screw portion is large.

【0010】本発明は、上記従来技術のもつ問題を解決
するためになされたものであり、本発明の目的は、イン
パクトによるねじ部の焼き付きを防止しつつ、締結力の
ばらつきを小さくすることができるインパクト式ねじ締
め方法と装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to reduce the variation in fastening force while preventing seizure of a screw portion due to impact. It is an object of the present invention to provide an impact-type screw fastening method and apparatus that can be used.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
係るインパクト式ねじ締め方法は、ねじ部に駆動源を用
いてインパクトエネルギを加えることにより当該ねじ部
を被締結体に締結するようにしたインパクト式ねじ締め
方法において、予め求められたねじ部の締付けトルクと
締結力との関係に基づいて目標締結力に対応する目標締
付けトルクを定めると共に、当該目標締付けトルクより
も小さい所定のトルク閾値を設定し、前記ねじ部にねじ
締め用のインパクトエネルギを加えたときに発生するト
ルクを検出し、当該発生トルクが前記トルク閾値以上と
なったときのインパクトエネルギを起点として所定回数
のインパクトエネルギを加えてねじ締めすることを特徴
とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an impact-type screw tightening method in which an impact energy is applied to a screw portion by using a driving source to fasten the screw portion to an object to be fastened. In the impact-type screw tightening method, a target tightening torque corresponding to the target tightening force is determined based on a relationship between the tightening torque and the tightening force of the screw portion obtained in advance, and a predetermined torque smaller than the target tightening torque is determined. A threshold is set, a torque generated when impact energy for screw tightening is applied to the screw portion is detected, and a predetermined number of impact energy starting from the impact energy when the generated torque is equal to or larger than the torque threshold is detected. It is characterized by adding screws and tightening.

【0012】請求項2に記載の発明に係るインパクト式
ねじ締め装置は、駆動源からの動力が伝達され、被締結
体に取り付けられたねじ部にインパクトエネルギを加え
るトルク発生部を有し、当該トルク発生部により前記ね
じ部を被締結体に締結するようにしたインパクト式ねじ
締め装置において、前記ねじ部にねじ締め用のインパク
トエネルギを加えたときに発生し当該ねじ部に伝達され
る発生トルクを検出するトルク検出器と、当該トルク検
出器により検出される前記発生トルクが、前記ねじ部の
締付けトルクと締結力との関係に基づいて目標締結力か
ら定められた目標締付けトルクよりも小さく設定された
所定のトルク閾値以上となってから、このときのインパ
クトエネルギを起点として所定回数のインパクトエネル
ギを前記ねじ部に加える制御を行う制御部と、を有する
ことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an impact-type screw tightening device having a torque generating portion to which power from a drive source is transmitted and which applies impact energy to a screw portion attached to a member to be fastened. In an impact-type screw tightening device in which the screw portion is fastened to an object to be fastened by a torque generating portion, a generated torque generated when impact energy for screw tightening is applied to the screw portion and transmitted to the screw portion And the generated torque detected by the torque detector is set to be smaller than a target tightening torque determined from a target tightening force based on a relationship between the tightening torque and the tightening force of the screw portion. After the predetermined torque threshold is reached, a predetermined number of impact energies are applied to the screw portion starting from the impact energy at this time. And having a control unit for performing obtaining control.

【0013】請求項3に記載の発明は、上記請求項2記
載のインパクト式ねじ締め装置において、前記目標締付
けトルクをTaとした場合に、前記トルク閾値T1、お
よびインパクトエネルギを前記ねじ部に加える前記所定
回数Inは、以下の式を満たすように設定されることを
特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the impact type screw tightening apparatus according to the second aspect, when the target tightening torque is Ta, the torque threshold T1 and the impact energy are applied to the screw portion. The predetermined number of times In is set so as to satisfy the following equation.

【0014】 (1/4)・Ta≦T1≦(3/4)・Ta 10≦In≦40 請求項4に記載の発明は、上記請求項2記載のインパク
ト式ねじ締め装置において、前記制御部は、ねじ締め終
了の際の前記発生トルクの波形から求めた所定の管理値
が所定の範囲内にあるか否かの判定を行うことを特徴と
する。
(1/4) · Ta ≦ T1 ≦ (3/4) · Ta 10 ≦ In ≦ 40 According to a fourth aspect of the present invention, in the impact type screw tightening device according to the second aspect, the control section Is characterized in that it is determined whether or not a predetermined management value obtained from the waveform of the generated torque at the end of screw tightening is within a predetermined range.

【0015】請求項5に記載の発明は、上記請求項2記
載のインパクト式ねじ締め装置において、前記制御部
は、前記発生トルクの波形の立上がり部における所定時
間幅に対する立上がり量から立上がり角度を求め、当該
立上がり角度が所定値以上となった場合にねじ締めに有
効なインパクトの発生を検出すると共に、このときの所
定時間幅の起点における値を基準として当該発生トルク
の値の補正を行うことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the impact-type screw tightening device according to the second aspect, the control unit obtains a rising angle from a rising amount of a rising portion of the waveform of the generated torque with respect to a predetermined time width. In addition, when the rise angle is equal to or greater than a predetermined value, the occurrence of an effective impact for screw tightening is detected, and the value of the generated torque is corrected based on the value at the starting point of the predetermined time width at this time. Features.

【0016】[0016]

【発明の効果】請求項1又は請求項2に記載の発明によ
れば、目標締付けトルクを得るために必要最小限のイン
パクトエネルギを付加するだけで済むため、インパクト
によるねじ部の回転速度を下げて焼き付きを防止しつ
つ、しかも締結力のばらつきを小さくすることができ
る。
According to the first or second aspect of the present invention, it is only necessary to add the minimum impact energy required to obtain the target tightening torque, so that the rotational speed of the screw portion due to the impact is reduced. Thus, seizure can be prevented, and the variation in the fastening force can be reduced.

【0017】請求項3に記載の発明によれば、上記請求
項2に係る作用・効果のほか、作業性の向上および低コ
スト化を図りつつ、目標締付けトルクひいては目標締結
力を精度良く得ることができるという作用・効果を奏す
る。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the functions and effects according to the second aspect, it is possible to obtain a target tightening torque and a target fastening force with high accuracy while improving workability and reducing costs. It has the function and effect that it can be done.

【0018】請求項4に記載の発明によれば、上記請求
項2に係る作用・効果のほか、ねじ部に加えられるイン
パクトエネルギが適正であるかどうかをも判定すること
ができ、装置の異常を作業者に警告することができる。
したがって、何らかの障害によってインパクトエネルギ
が高すぎたり低すぎたりするために、ねじ部の座面が焼
き付いたり、所望の締結力が得られなかったりする不具
合を未然に防止することが可能となるという作用・効果
を奏する。
According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the operation and effect according to the second aspect, it is possible to determine whether or not the impact energy applied to the screw portion is appropriate. Can be warned to the operator.
Accordingly, it is possible to prevent a problem that the impact energy is too high or too low due to some obstacle, so that the seat surface of the screw portion is seized or a desired fastening force cannot be obtained.・ Effective.

【0019】請求項5に記載の発明によれば、上記請求
項2に係る作用・効果のほか、トルク検出器に何らかの
原因で偏荷重が入力されて、ねじ締めトルクが0となる
ゼロ点を示すトルク検出器の出力値がずれたとしても、
ねじ締めに有効なインパクトエネルギを加える所定回数
を誤ることを確実に防止することができる。また、ねじ
締めトルクが0となるゼロ点を示すトルク検出器の出力
値のずれをもって、許容できない偏荷重入力を検出する
ことが可能となり、このような場合に例えば作業者に警
告を発することができるという作用・効果を奏する。
According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the operation and effect according to the second aspect, a zero point at which an unbalanced load is input to the torque detector for some reason and the screw tightening torque becomes zero is determined. Even if the output value of the torque detector shown
It is possible to reliably prevent a predetermined number of times of applying impact energy effective for screw tightening from being mistaken. In addition, it is possible to detect an unacceptable eccentric load input with a deviation of the output value of the torque detector indicating a zero point at which the screw tightening torque becomes 0. In such a case, for example, a warning may be issued to an operator. It has the function and effect of being able to do it.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 (実施の形態1)図1は、本発明の実施の形態1に係る
インパクト式ねじ締め装置のブロック図、図2は、同イ
ンパクト式ねじ締め装置の具体例(手持ち用インパクト
レンチ19)を示す一部破断側面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram of an impact-type screw tightening device according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 shows a specific example of the impact-type screw tightening device (impact wrench 19 for handheld). It is a partially broken side view.

【0021】図示するインパクト式ねじ締め装置は、圧
縮空気または電気によりインパクトエネルギを発生させ
これを利用したインパクト式ねじ締め装置であり、ねじ
部の締め付けトルクと、付加するインパクト回数との双
方を管理して所定軸力を得るようにしたものである。な
お、圧縮空気量、電流値あるいは電圧値等により、イン
パクトエネルギの調整を行うことができる。
The illustrated impact-type screw tightening device is an impact-type screw tightening device that generates and uses impact energy by compressed air or electricity, and manages both the tightening torque of a screw portion and the number of impacts to be added. Thus, a predetermined axial force is obtained. The impact energy can be adjusted based on the amount of compressed air, the current value, the voltage value, and the like.

【0022】図1に示すように、ボルトvにナットnを
被締結体Wに所定の締付けトルクで締付ける締結部10
0の上部に、手持ち式のねじ締め装置の本体101を配
置し、当該本体101の下部の出力軸104の先端には
ソケット106を、中間にトルク発生器103及びトル
ク検出器30を設け、モータMの回転力によりパルス状
のトルクを前記ソケット106に伝達するようになって
いる。これにより、ソケット106に嵌合されたナット
nを回転し、ナットnをボルトvに螺合させることがで
きる。
As shown in FIG. 1, a fastening portion 10 for fastening a nut n to a bolt v to a workpiece W with a predetermined fastening torque.
0, a main body 101 of a hand-held screw tightening device is arranged, a socket 106 is provided at a tip of an output shaft 104 at a lower portion of the main body 101, and a torque generator 103 and a torque detector 30 are provided in the middle. A pulse-like torque is transmitted to the socket 106 by the rotation force of M. Thereby, the nut n fitted in the socket 106 can be rotated, and the nut n can be screwed to the bolt v.

【0023】トルク検出器30はナットnを締め付ける
際に発生するトルクを検出し、ここから発せられた信号
は、制御部109により処理される。この制御部109
は、トルク検出器30からの信号を入力としてトルク信
号をつくるトルク信号処理部1と、このトルク信号に基
づいてモータMにインパクト発生用の信号を出力するイ
ンパクト発生コントロール部2とを有している。
The torque detector 30 detects a torque generated when the nut n is tightened, and a signal generated from the torque is processed by the control unit 109. This control unit 109
Has a torque signal processing unit 1 that generates a torque signal by inputting a signal from the torque detector 30 and an impact generation control unit 2 that outputs a signal for generating an impact to the motor M based on the torque signal. I have.

【0024】本実施の形態では、予めねじ部の締付けト
ルクと締結力(軸力)との直線的な関係を求め、これに
基づいて目標締結力に対応する目標締付けトルクを定め
る。次いで、予め実験により、適性なインパクトエネル
ギを求める。ここで、適性なインパクトエネルギとして
は、目標締付けトルクを得るための必要最低限の値、す
なわち締付け初期からインパクト回数をいくら増やして
も目標締付けトルクの例えば10%高目程度しか締付け
られない大きさに設定する。これにより、ねじ部にイン
パクトエネルギを加えたときにねじ部の回転速度が速す
ぎて、ねじ面やボルトあるいはナット座面が発熱して焼
き付きが発生する事態を防止することができる。
In this embodiment, a linear relationship between the tightening torque of the threaded portion and the fastening force (axial force) is determined in advance, and based on this, a target fastening torque corresponding to the target fastening force is determined. Next, an appropriate impact energy is obtained by an experiment in advance. Here, the appropriate impact energy is a minimum value necessary for obtaining the target tightening torque, that is, a magnitude that can be tightened by, for example, about 10% higher than the target tightening torque even if the number of impacts is increased from the initial stage of tightening. Set to. Accordingly, it is possible to prevent a situation in which when the impact energy is applied to the screw portion, the rotation speed of the screw portion is too high, and the screw surface, the bolt or the nut seat surface generates heat and seizure occurs.

【0025】そして、目標締付けトルクよりも小さい所
定のトルク閾値を設定し、このトルク閾値をトルク検出
器30が検出してから目標締付けトルク(ひいてはこれ
に対応する目標締結力)が得られるまでの適性なインパ
クト回数を実験により求めて設定しておく。
Then, a predetermined torque threshold smaller than the target tightening torque is set, and from when the torque detector 30 detects the torque threshold until when the target tightening torque (and the corresponding target tightening force) is obtained. The appropriate number of impacts is determined by experiment and set.

【0026】このように設定されたインパクトエネルギ
を加えてねじ部を締付けた場合には、所定のトルク閾値
まではトルク検出器の出力と締付けトルク(ひいてはこ
れに対応する締結力すなわちボルト軸力)とが直線的な
関係にあるので、トルク検出器30により精度良く締付
けトルクを把握でき、最終的に得られるねじ部の締結力
のばらつきを小さく抑えることが可能となっている。
When the screw portion is tightened by applying the impact energy set as described above, the output of the torque detector and the tightening torque (and the corresponding tightening force, ie, bolt axial force) up to a predetermined torque threshold. Are in a linear relationship, it is possible to accurately grasp the tightening torque by the torque detector 30, and it is possible to minimize the variation in the finally obtained fastening force of the screw portion.

【0027】次に、具体的に、本実施の形態1に係る装
置によるねじ部の締付け動作を、図3に示す制御フロー
チャートに基づき説明する。なお、図4は、本装置によ
るねじ部の締付け動作について説明するための図であっ
て、(A)は、トルク検出器の出力の時間的変化を示す
図、(B)は、ボルトの軸力の時間的変化を示す図であ
る。
Next, the tightening operation of the screw portion by the device according to the first embodiment will be specifically described with reference to a control flowchart shown in FIG. 4A and 4B are diagrams for explaining the tightening operation of the screw portion by the present device, wherein FIG. 4A is a diagram showing a temporal change in the output of the torque detector, and FIG. It is a figure which shows the time change of force.

【0028】あらかじめ、トルク閾値をT1 と設定し、
このトルク閾値T1 を検出してから目標締付けトルクが
得られるまでのインパクト回数をInと設定したうえ
で、インパクト式ねじ締め装置によるねじ部の締付け動
作が開始される。
The torque threshold is set in advance to T1,
After setting the number of impacts from the detection of the torque threshold value T1 until the target tightening torque is obtained as In, the tightening operation of the screw portion by the impact type screw tightening device is started.

【0029】まず、制御部109内に設けられ、ねじ部
にインパクトエネルギが印加される回数をカウントする
インパクト数カウンタCnを0にセットする(ステップ
S1)。そして、ねじ締め装置の本体101の出力軸1
04の駆動が開始される(ステップS2)。
First, an impact number counter Cn, which is provided in the control unit 109 and counts the number of times impact energy is applied to a screw portion, is set to 0 (step S1). And the output shaft 1 of the main body 101 of the screw tightening device
04 starts (step S2).

【0030】トルク検出器30からの信号により、ねじ
締めに有効なインパクトの発生を検出すると(ステップ
S3)、このトルク検出器30により検出された発生ト
ルクの読み値(出力値)が前記トルク閾値T1 以上とな
ったか否かが判断される(ステップS4)。
When the occurrence of an impact effective for screw tightening is detected based on a signal from the torque detector 30 (step S3), the reading (output value) of the generated torque detected by the torque detector 30 is used as the torque threshold. It is determined whether or not T1 or more has been reached (step S4).

【0031】ここで、ねじ締めに有効なインパクトの発
生の検出は、本実施の形態では、トルク検知器30の出
力値が前記トルク閾値T1 よりは小さく設定される所定
の値以上となったか否かによって判断する。この所定の
値は、ねじ締めに有効なインパクトエネルギが加えられ
たことを判断することができるインパクト発生時にしか
検出されない通常よりは高い値であり、実験によりあら
かじめ設定される。
Here, the detection of the occurrence of an impact effective for screw tightening is performed in the present embodiment by determining whether or not the output value of the torque detector 30 is equal to or larger than a predetermined value set to be smaller than the torque threshold T1. It is determined by whether This predetermined value is a value higher than usual, which is detected only when an impact can be determined to determine that effective impact energy for screw tightening has been applied, and is set in advance by an experiment.

【0032】ステップS4でトルク検知器30の出力値
がトルク閾値T1 以上と判断された場合には(ステップ
S4のYES)、ステップS5〜S7にて、これ以降に
加えられるねじ締めに有効なインパクト回数をカウント
する。
If it is determined in step S4 that the output value of the torque detector 30 is equal to or larger than the torque threshold value T1 (YES in step S4), in steps S5 to S7, the impact effective for the screw tightening applied thereafter is determined. Count the number of times.

【0033】すなわち、ステップS5では、ステップS
3の場合と同様に、ねじ締めに有効なインパクトの発生
の検出し、ステップS6にてインパクト数カウンタCn
の値を1をプラスした値とする。ステップS7では、こ
のインパクト数カウンタCnの値が予め設定されたイン
パクト回数In以上となったか否かが判断される。
That is, in step S5, step S5
As in the case of 3, the occurrence of an impact effective for screw tightening is detected, and in step S6, the impact number counter Cn
Is a value obtained by adding 1 to the value. In step S7, it is determined whether or not the value of the impact number counter Cn is equal to or greater than a predetermined impact number In.

【0034】インパクト数カウンタCnの値がインパク
ト回数In以上になったと判断されると(ステップS7
のYES)、ねじ締め装置の本体101の出力軸104
の駆動を停止し、一箇所のねじ部の締付けが終了する
(ステップS8)。
When it is determined that the value of the impact number counter Cn has become equal to or greater than the impact number In (step S7).
YES), the output shaft 104 of the main body 101 of the screw tightening device.
Is stopped, and the tightening of one screw portion is completed (step S8).

【0035】また、ステップS9で、締付けを行うべき
ねじ部が複数ある場合等にすべてのねじ部の締付けが終
了したか否かが判断され、締付けを行うべきねじ部がま
だ残っている場合には(ステップS9のNO)、ステッ
プS1に戻って上記締付け動作が繰り返される。
In step S9, when there are a plurality of screw portions to be tightened, it is determined whether or not the tightening of all the screw portions has been completed. (NO in step S9), the process returns to step S1, and the tightening operation is repeated.

【0036】ここで、目標締付けトルクをTaとした場
合に、トルク閾値T1、およびインパクト回数Inは、 (1/4)・Ta≦T1≦(3/4)・Ta …(1) 10≦In≦40 …(2) を満たすように設定することが望ましい。
Here, assuming that the target tightening torque is Ta, the torque threshold T1 and the number of impacts In are as follows: (1/4) · Ta ≦ T1 ≦ (3/4) · Ta (1) 10 ≦ In ≦ 40 (2)

【0037】インパクト式ねじ締め装置によるねじ締め
の場合、少なくとも目標締付けトルクまで締付け可能に
インパクトエネルギが設定されていれば、ねじ部の座面
が被締結体に着座してから1〜2回のインパクトで目標
締付けトルクTaの1/4のトルクを得ることができる
(図4(A)参照)。そこで、トルク閾値T1の下限
は、確実に着座したことを検出する観点から定めたもの
である。
In the case of the screw tightening by the impact type screw tightening device, if the impact energy is set so as to be able to be tightened at least up to the target tightening torque, one to two times after the seating surface of the screw portion is seated on the member to be fastened. A torque of 1/4 of the target tightening torque Ta can be obtained by impact (see FIG. 4A). Therefore, the lower limit of the torque threshold value T1 is determined from the viewpoint of reliably detecting that the seat is seated.

【0038】一方、締付け初期からインパクト回数をい
くら増やしても目標締付けトルクの10%高目程度しか
締付けられない大きさにインパクトエネルギを設定した
場合には、目標締付けトルクTaの3/4より大きい締
付けトルクによる締結状態における発生トルクに対する
トルク検出器30の出力波形の形状および大きさは、殆
んど変化しない。このトルク検出器30の出力波形が殆
んど変化しない領域で、トルク検出器30の出力値に基
づいてモータMによる出力軸104の駆動を制御しよう
とすれば、締結力のばらつきが増大してしまう。そこ
で、トルク閾値T1の上限は、トルク検出器30の出力
値に基づいて駆動制御することで所望の締結力を得るこ
とができる観点から定めたものである。なお、トルク検
出器30の検出精度が高まれば、トルク閾値T1を目標
締付けトルクTaに近付けることも可能となって締結力
のばらつきも小さくすることができるが、技術的に困難
であることのほか、コストの上昇にもつながる。
On the other hand, if the impact energy is set to a magnitude that can only be tightened by about 10% higher than the target tightening torque even if the number of impacts is increased from the initial stage of the tightening, it is larger than 3/4 of the target tightening torque Ta. The shape and size of the output waveform of the torque detector 30 with respect to the torque generated in the fastening state by the fastening torque hardly change. If an attempt is made to control the driving of the output shaft 104 by the motor M based on the output value of the torque detector 30 in a region where the output waveform of the torque detector 30 hardly changes, the variation in the fastening force increases. I will. Therefore, the upper limit of the torque threshold T1 is determined from the viewpoint that a desired fastening force can be obtained by performing drive control based on the output value of the torque detector 30. If the detection accuracy of the torque detector 30 increases, the torque threshold value T1 can be made closer to the target tightening torque Ta, and the variation in the fastening force can be reduced, but it is technically difficult. , Leading to higher costs.

【0039】また、インパクト回数Inの下限は、目標
締付けトルクの10%高目程度にインパクトエネルギを
設定した場合に、トルク検出器30により目標締付けト
ルクTaの3/4を検出した後でも、目標締付けトルク
に到達するのに最低限必要な回数とする観点から定めた
ものである。
Further, the lower limit of the number of impacts In is such that when the impact energy is set to about 10% higher than the target tightening torque, even if the torque detector 30 detects 3/4 of the target tightening torque Ta, It is determined from the viewpoint of the minimum number of times required to reach the tightening torque.

【0040】一方、インパクト回数Inの上限は、目標
締付けトルクの10%高目程度にインパクトエネルギを
設定した場合に、ねじ部の座面が被締結体に着座してか
ら締付けがほぼ進行しなくなるまでの回数の観点から定
めたものである。また、1回のインパクトエネルギを印
加するための所用時間は約50msecであって、40
回で約2secとなるため、この上限値は組立ラインに
おける作業性からの要求値に合致するものである。な
お、ねじ部に付加するインパクトエネルギを目標締付け
トルクを得るための必要最低限の値としているので、作
業工数管理に適合するのであれば、インパクト回数In
の上限値を例えば50〜60回と増やすことも可能であ
る。
On the other hand, the upper limit of the number of impacts In is such that when the impact energy is set to about 10% higher than the target tightening torque, the tightening hardly progresses after the seating surface of the threaded portion is seated on the workpiece. It is determined from the viewpoint of the number of times. The time required to apply one impact energy is about 50 msec.
Since it takes about 2 seconds per time, this upper limit value matches the required value from the workability in the assembly line. The impact energy added to the threaded portion is set to the minimum value required to obtain the target tightening torque.
Can be increased to, for example, 50 to 60 times.

【0041】例えば図4(A)(B)に示す場合であれ
ば、トルク閾値T1=(1/4)・Taに設定した場合
には、インパクト回数In=19に設定することによ
り、また、トルク閾値T1=(3/4)・Taに設定し
た場合には、インパクト回数In=15に設定すること
により、目標締付けトルクTaひいては目標締結力を精
度良く得ることができる。
For example, in the case shown in FIGS. 4A and 4B, when the torque threshold T1 is set to (1/4) · Ta, the number of impacts In is set to 19, and When the torque threshold value T1 is set to (3/4) · Ta, by setting the number of impacts In = 15, the target tightening torque Ta and thus the target fastening force can be accurately obtained.

【0042】このように、本実施の形態1によれば、目
標締付けトルクを得るために必要最小限のインパクトエ
ネルギを付加するだけで済むため、インパクトによるね
じ部の回転速度を下げて焼き付きを防止しつつ、しかも
締結力のばらつきを小さくすることができる。
As described above, according to the first embodiment, it is only necessary to add the minimum impact energy required to obtain the target tightening torque. Therefore, the rotational speed of the threaded portion due to the impact is reduced to prevent image sticking. In addition, the variation in the fastening force can be reduced.

【0043】(実施の形態2)図5は、実施の形態2に
係る装置によるねじ部の締付け動作を示す制御フローチ
ャートである。
(Embodiment 2) FIG. 5 is a control flowchart showing a tightening operation of a screw portion by an apparatus according to Embodiment 2.

【0044】この実施の形態に係るインパクト式ねじ締
め装置は、ねじ部に付加されるインパクトエネルギが適
正な大きさであるか否かの判断を制御に加えた点で、上
記実施の形態1に係る装置と相違しているが、その他の
点については同様であるので、その説明は省略する。
The impact-type screw tightening device according to this embodiment differs from the first embodiment in that the impact energy added to the threaded portion is added to the control to determine whether or not the impact energy is appropriate. Although this device is different from the above device, the other points are the same, and the description thereof is omitted.

【0045】この実施の形態では、予め実験により求め
た適正なインパクトエネルギを与えたとき、そのねじ部
の締付け終了の際のインパクト時に発生するトルク波形
の所定の管理値として、当該トルク波形の面積(積分
値)を調べておいて、インパクトエネルギの適正範囲を
設定している。そして、この適正範囲に入らなかったと
きに、インパクト式ねじ締め装置の異常を作業者に知ら
せるようにしたものである。
In this embodiment, when an appropriate impact energy determined in advance by an experiment is applied, a predetermined control value of a torque waveform generated at the time of impact upon completion of tightening of the screw portion is defined as an area of the torque waveform. (Integral value) is checked, and an appropriate range of impact energy is set. Then, when the value does not fall within the appropriate range, the abnormality of the impact type screw tightening device is notified to the operator.

【0046】インパクト式ねじ締め装置によるねじ部の
締付け動作が開始される前に、上記実施の形態1と同様
に、トルク閾値をT1 と設定し、このトルク閾値T1 を
検出してから目標締付けトルクが得られるまでのインパ
クト回数をInと設定したうえで、これに加え、適正な
トルク波形面積の最大置Smax および最小値Smin を実
験により決定しておく。
Before the tightening operation of the screw portion by the impact-type screw tightening device is started, the torque threshold value is set to T1, and the target tightening torque is detected after detecting the torque threshold value T1 as in the first embodiment. Is set as In, and in addition to this, the maximum value Smax and the minimum value Smin of the appropriate torque waveform area are determined by experiments.

【0047】次に、具体的に、本実施の形態2に係る装
置によるねじ部の締付け動作を、図5に示す制御フロー
チャートに基づき説明する。
Next, the tightening operation of the screw portion by the device according to the second embodiment will be specifically described with reference to a control flowchart shown in FIG.

【0048】まず、制御部109内に設けられ、ねじ部
にインパクトエネルギが印加される回数をカウントする
インパクト数カウンタCnを0にセットすると共に、実
際にねじ部にインパクトエネルギを付加したときの発生
トルクから求められるトルク波形面積の累積値S1を0
にセットする(ステップS11)。そして、ねじ締め装
置の本体101の出力軸104の駆動が開始される(ス
テップS12)。
First, an impact number counter Cn, which is provided in the control unit 109 and counts the number of times impact energy is applied to the threaded portion, is set to 0, and when the impact energy is actually added to the threaded portion, The accumulated value S1 of the torque waveform area obtained from the torque is set to 0.
(Step S11). Then, the driving of the output shaft 104 of the main body 101 of the screw tightening device is started (step S12).

【0049】トルク検出器30からの信号により、ねじ
締めに有効なインパクトの発生を検出すると(ステップ
S13)、このトルク検出器30により検出された発生
トルクの読み値(出力値)が前記トルク閾値T1 以上と
なったか否かが判断される(ステップS14)。
When the occurrence of an impact effective for screw tightening is detected based on the signal from the torque detector 30 (step S13), the reading (output value) of the generated torque detected by the torque detector 30 is used as the torque threshold. It is determined whether or not T1 or more has been reached (step S14).

【0050】ステップS14でトルク検知器30の出力
値がトルク閾値T1 以上と判断された場合には(ステッ
プS14のYES)、ステップS15〜S17にて、こ
れ以降に加えられるねじ締めに有効なインパクト回数を
カウントする。
If it is determined in step S14 that the output value of the torque detector 30 is equal to or larger than the torque threshold value T1 (YES in step S14), in steps S15 to S17, an effective impact on the screw tightening added thereafter is obtained. Count the number of times.

【0051】すなわち、ステップS15では、ステップ
S13の場合と同様に、ねじ締めに有効なインパクトの
発生の検出し、ステップS16にてインパクト数カウン
タCnの値を1をプラスした値とする。ステップS17
では、このインパクト数カウンタCnからnを引いた値
(=Cn−n)が予め設定されたインパクト回数In以
上となったか否かが判断される。このnを設定したの
は、ねじ部の締付け終了間際の複数回のトルク波形面積
の平均値をとるためであり、n=2〜6に設定するのが
より好ましい。
That is, in step S15, as in step S13, the occurrence of an impact effective for screw tightening is detected, and in step S16, the value of the impact number counter Cn is set to a value obtained by adding one. Step S17
Then, it is determined whether or not a value obtained by subtracting n from the impact number counter Cn (= Cn−n) is equal to or greater than a predetermined impact number In. The reason why n is set is that an average value of the torque waveform areas obtained a plurality of times immediately before the end of the tightening of the screw portion is obtained, and it is more preferable to set n to 2 to 6.

【0052】Cn−nの値がインパクト回数In以上に
なったと判断されると(ステップS17のYES)、そ
のときのインパクト時のトルク波形面積Sを計算して
(ステップS18)、トルク波形面積の累積値S1にS
を加算する(ステップS19)。このような計算を繰り
返し、インパクト数カウンタCnが予め設定されたイン
パクト回数Inに達した時点で(ステップS20のYE
S)、ねじ締め装置の本体101の出力軸104の駆動
を停止し、一箇所のねじ部の締付けが終了する(ステッ
プS21)。
When it is determined that the value of Cn-n has become equal to or greater than the number of impacts In (YES in step S17), the torque waveform area S at the time of the impact is calculated (step S18), and the torque waveform area is calculated. S to cumulative value S1
Is added (step S19). Such calculations are repeated, and when the impact counter Cn reaches the preset impact count In (YE in step S20).
S), the driving of the output shaft 104 of the main body 101 of the screw tightening device is stopped, and the tightening of one screw portion is completed (step S21).

【0053】一箇所のねじ部の締付けが終了したら、ス
テップS22にて、ねじ部の締付け終了間際の複数回の
トルク波形面積の平均値S1/nが、適正なトルク波形
面積の最大置Smax および最小値Smin の間にあるか否
かが判断される(ステップS22)。そして、S1/n
が適正なトルク波形面積の範囲内にあれば(ステップS
22のYES)、締付けOKの所定の表示を行う(ステ
ップS23)。次いで、ステップS24で、締付けを行
うべきねじ部が複数ある場合等にすべてのねじ部の締付
けが終了したか否かが判断され、締付けを行うべきねじ
部がまだ残っている場合には(ステップS24のN
O)、ステップS11に戻って上記締付け動作が繰り返
される。一方、ステップS22にて、S1/nが適正な
トルク波形面積の範囲内にないと判断されれば(ステッ
プS22のNO)、締付けNGの所定の表示が行われる
(ステップS25)。
When the tightening of one screw portion is completed, in step S22, the average value S1 / n of the torque waveform areas obtained a plurality of times immediately before the completion of the tightening of the screw portion is determined by calculating the maximum torque Smax and the proper torque waveform area. It is determined whether it is between the minimum values Smin (step S22). And S1 / n
Is within the range of the appropriate torque waveform area (step S
22 (YES), a predetermined indication of tightening OK is made (step S23). Next, in step S24, it is determined whether or not the tightening of all the screw portions has been completed, for example, when there are a plurality of screw portions to be tightened, and if the screw portions to be tightened still remain (step S24). N of S24
O), returning to step S11, the above-described tightening operation is repeated. On the other hand, if it is determined in step S22 that S1 / n is not within the range of the appropriate torque waveform area (NO in step S22), a predetermined display of the fastening NG is performed (step S25).

【0054】このように、本実施の形態2によれば、上
記実施の形態1と同様の効果が得られるほか、ねじ部に
加えられるインパクトエネルギが適正であるかどうかを
も判定することができ、装置の異常を作業者に警告する
ことができる。したがって、何らかの障害によってイン
パクトエネルギが高すぎたり低すぎたりするために、ね
じ部の座面が焼き付いたり、所望の締結力が得られなか
ったりする不具合を未然に防止することが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and it can be determined whether or not the impact energy applied to the screw portion is appropriate. In addition, it is possible to warn an operator of an abnormality of the device. Therefore, it is possible to prevent a problem that the impact energy is too high or too low due to some obstacle, such that the seating surface of the screw portion is seized or a desired fastening force cannot be obtained.

【0055】なお、この実施の形態2では、ねじ部の締
付け終了の際のインパクト時に発生するトルク波形の所
定の管理値として、当該トルク波形の面積を用いたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、例えばトルク
波形のピーク値を用いることもできる。
In the second embodiment, the area of the torque waveform is used as the predetermined control value of the torque waveform generated at the time of impact when the tightening of the screw portion is completed.
The present invention is not limited to this. For example, the peak value of the torque waveform can be used.

【0056】(実施の形態3)実施の形態3に係るイン
パクト式ねじ締め装置は、ねじ部にインパクトエネルギ
が付加されたときに発生するトルクの波形の立ち上がり
角度(傾き)が、ねじ締めに有効なインパクトエネルギ
が加えられたことを判断することができるインパクト発
生時にしか検出されない通常よりは大きい所定値以上に
なったことをもとに、ねじ締めに有効なインパクトの発
生を検出する構成とされている。そして、この発生トル
クの波形の立ち上がりのふもとをトルク検出器30の出
力の0点(基準)としている。このような点で、本実施
の形態3に係るインパクト式ねじ締め装置は、上記実施
の形態1または2に係る装置と相違しているが、その他
の点については同様であるので、その説明は省略する。
(Embodiment 3) In the impact-type screw tightening device according to Embodiment 3, the rise angle (inclination) of the torque waveform generated when impact energy is added to the screw portion is effective for screw tightening. It is configured to detect the occurrence of an impact that is effective for screw tightening based on a predetermined value that is larger than normal and is detected only when an impact can be determined that an impact energy has been applied. ing. The base of the rising of the waveform of the generated torque is defined as the zero point (reference) of the output of the torque detector 30. In such a point, the impact-type screw tightening device according to the third embodiment is different from the device according to the first or second embodiment, but the other points are the same. Omitted.

【0057】図6は、ねじ締めに有効なインパクトの発
生を検出する方法を説明するための図である。図6は、
インパクトについて部分拡大して示しており、本装置の
ようなインパクト式の締付けの場合は、各インパクトが
終了するごとにナットnの回転が停止するため、静摩擦
係数の影響する1つ目のトルク波形の山と、動摩擦係数
の影響する2つ目のトルク波形の山が検出される。
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of detecting the occurrence of an impact effective for screw tightening. FIG.
The impact is shown in a partially enlarged manner. In the case of the impact-type tightening as in the present device, the rotation of the nut n stops every time each impact is completed, so the first torque waveform affected by the coefficient of static friction And the second peak of the torque waveform affected by the dynamic friction coefficient are detected.

【0058】この実施の形態では、図6に示すように、
発生トルクの波形の立上がり部における時間t0 のとき
のトルク検出器30の出力(電圧)値をV(t0 )、時
間t0 よりもt1 前のトルク検出器30の出力(電圧)
値をV(t0 −t1 )、ねじ締めに有効なインパクトの
発生を検出する閾電圧値をΔVとした場合に、ねじ締め
に有効なインパクトの発生の検出条件は、 V(t0 )−V(t0 −t1 )≧ΔV となる。ここで、時間t1 を、以降においてインパクト
検出時間とも呼ぶ。
In this embodiment, as shown in FIG.
The output (voltage) value of the torque detector 30 at the time t0 at the rising portion of the waveform of the generated torque is V (t0), and the output (voltage) of the torque detector 30 before the time t0 is t1.
Assuming that the value is V (t0−t1) and the threshold voltage value for detecting the occurrence of an impact effective for screw tightening is ΔV, the condition for detecting the occurrence of an impact effective for screw fastening is V (t0) −V ( t0-t1) .gtoreq..DELTA.V. Here, the time t1 is hereinafter also referred to as an impact detection time.

【0059】また、この場合に、発生トルクの波形の立
ち上がりのふもとに当たる電圧値V(t0 −t1 )を、
トルク検出器30の出力の0点(基準)、すなわちねじ
締めトルクが0のときの出力電圧値とする。
In this case, the voltage value V (t0−t1) at the foot of the rising edge of the generated torque waveform is expressed as
An output voltage value when the torque detector 30 outputs zero point (reference), that is, when the screw tightening torque is zero.

【0060】図7は、ねじ締めに有効なインパクトの発
生を検出する上記方法のより具体的な方法を説明するた
めの図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a more specific method of the above method for detecting the occurrence of an impact effective for screw tightening.

【0061】この方法では、トルク検出器30のアナロ
グ出力信号であって、一定時間間隔(サンプリング周
期)でサンプリングしたi番目の時間ti のときの出力
V(t(i) )を、A/D変換して図示しないメモリに記
憶する。そして、トルク検出器30の出力値をA/D変
換したばかりのものと、メモリに記憶した時間t1 前の
値とを比較する。ここで、時間t1 は、上記したインパ
クト検出時間であり、例えばサンプリング周期のn個分
(サンプリング個数nに相当する時間)に当たる。つま
り、サンプリングにおけるn個前のデータとの比較を行
う。ここで、両者の差が、ねじ締めに有効なインパクト
エネルギが加えられたときのみに現れる差であることを
もって、ねじ締めに有効なインパクトの発生とみなす。
In this method, the output V (t (i)) at the i-th time ti, which is an analog output signal of the torque detector 30 and is sampled at a fixed time interval (sampling cycle), is converted into an A / D signal. The data is converted and stored in a memory (not shown). Then, the output value of the torque detector 30 that has just been A / D converted is compared with the value before the time t1 stored in the memory. Here, the time t1 is the above-described impact detection time, and corresponds to, for example, n sampling periods (time corresponding to the sampling number n). That is, comparison with the n-th data before sampling is performed. Here, if the difference between the two is a difference that appears only when the impact energy effective for screw tightening is applied, it is considered that the impact effective for screw tightening has occurred.

【0062】したがって、時間ti のときのトルク検出
器30の出力(電圧)値をV(ti)、これをデジタル
化したものをd(V(ti ))、時間ti よりもインパ
クト検出時間である時間t1 前のときのトルク検出器3
0の出力(電圧)値をV(ti −n )、これをデジタル
化したものをd(V(t(i −n )))、ねじ締めに有効
なインパクトの発生を検出する閾デジタル値をDとした
場合に、ねじ締めに有効なインパクトの発生の検出条件
は、 d(V(ti ))−d(V(t(i −n )))≧D となる。
Therefore, the output (voltage) value of the torque detector 30 at the time ti is V (ti), and the digitized value of the output (voltage) is d (V (ti)), which is an impact detection time longer than the time ti. Torque detector 3 before time t1
The output (voltage) value of 0 is V (ti-n), the digitized version is d (V (t (i-n))), and the threshold digital value for detecting the occurrence of an impact effective for screw tightening is When D is set, the condition for detecting the occurrence of an impact effective for screw tightening is d (V (ti))-d (V (t (i-n))) ≥D.

【0063】このように、本実施の形態3によれば、ト
ルク検出器30に何らかの原因で偏荷重が入力されて、
ねじ締めトルクが0となるゼロ点を示すトルク検出器3
0の出力値がずれたとしても、ねじ締めに有効なインパ
クトエネルギを加える所定回数を誤ることを確実に防止
することができる。また、ねじ締めトルクが0となるゼ
ロ点を示すトルク検出器30の出力値のずれをもって、
許容できない偏荷重入力を検出することが可能となり、
このような場合に例えば作業者に警告を発することがで
きる。
As described above, according to the third embodiment, an eccentric load is input to the torque detector 30 for some reason.
Torque detector 3 indicating a zero point where the screw tightening torque becomes 0
Even if the output value of 0 is shifted, it is possible to reliably prevent the predetermined number of times of applying the impact energy effective for screw tightening from being incorrect. Also, with a shift in the output value of the torque detector 30 indicating a zero point at which the screw tightening torque becomes 0,
Unacceptable unbalanced load input can be detected,
In such a case, for example, a warning can be issued to the worker.

【0064】図8は、トルク検出器に対する偏荷重入力
を検出する具体的方法を説明するための図であって、
(A)は偏荷重がない場合のトルク検出器の出力波形を
示す図、(B)は偏荷重がある場合のトルク検出器の出
力波形を示す図である。
FIG. 8 is a view for explaining a specific method for detecting an eccentric load input to the torque detector.
(A) is a diagram showing an output waveform of the torque detector when there is no offset load, and (B) is a diagram showing an output waveform of the torque detector when there is an offset load.

【0065】すなわち、最初のインパクト時の発生トル
クの波形の立ち上がりのふもとに当たるトルク検出器の
出力である0点電圧をV01、i回目のインパクト時の0
点電圧をV0i、偏荷重の入力を検出する閾電圧値をVd
とした場合に、偏荷重入力検出条件は、 |V01−V0i|≧Vd となる。
That is, the zero point voltage which is the output of the torque detector at the foot of the rise of the waveform of the torque generated at the first impact is V01, and the zero point voltage at the i-th impact is
The point voltage is V0i, and the threshold voltage value for detecting the input of the unbalanced load is Vd.
In this case, the eccentric load input detection condition is | V01−V0i | ≧ Vd.

【0066】このように、最初のインパクト時の0点電
圧、すなわちねじ締付け前に検出したトルク検出器の出
力電圧値と、その後のインパクト毎に検出した0点電圧
との差があらかじめ設定した閾値以上となったことを検
出したときに、許容できない偏荷重が入力されたとし
て、ねじ締付けはNGであると作業者に警告を発するこ
とができる。
As described above, the difference between the zero-point voltage at the time of the first impact, that is, the output voltage value of the torque detector detected before screw tightening and the zero-point voltage detected at each subsequent impact is determined by the predetermined threshold value. When the above is detected, it is possible to issue a warning to the operator that screw tightening is NG, assuming that an unacceptable unbalanced load is input.

【0067】なお、以上説明した実施の形態は、本発明
を限定するために記載されたものではなく、特許請求の
範囲の範囲内において種々変更が可能である。
The embodiments described above are not described to limit the present invention, and various changes can be made within the scope of the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1に係るインパクト式ね
じ締め装置のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an impact-type screw fastening device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 同インパクト式ねじ締め装置の具体例を示す
一部破断側面図である。
FIG. 2 is a partially broken side view showing a specific example of the impact type screw tightening device.

【図3】 実施の形態1に係る装置によるねじ部の締付
け動作を示す制御フローチャートである。
FIG. 3 is a control flowchart showing a tightening operation of a screw portion by the device according to the first embodiment.

【図4】 本装置によるねじ部の締付け動作について説
明するための図であって、(A)は、トルク検出器の出
力の時間的変化を示す図、(B)は、ボルトの軸力の時
間的変化を示す図である。
4A and 4B are diagrams for explaining a tightening operation of a screw portion by the present device, wherein FIG. 4A is a diagram showing a temporal change of an output of a torque detector, and FIG. It is a figure showing a temporal change.

【図5】 実施の形態2に係る装置によるねじ部の締付
け動作を示す制御フローチャートである。
FIG. 5 is a control flowchart showing a tightening operation of a screw portion by the device according to the second embodiment.

【図6】 実施の形態3に係る装置におけるねじ締めに
有効なインパクトの発生を検出する方法を説明するため
の図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of detecting occurrence of an impact effective for screw tightening in the device according to the third embodiment.

【図7】 ねじ締めに有効なインパクトの発生を検出す
るより具体的な方法を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a more specific method for detecting occurrence of an impact effective for screw tightening.

【図8】 トルク検出器に対する偏荷重入力を検出する
具体的方法を説明するための図であって、(A)は偏荷
重がない場合のトルク検出器の出力波形を示す図、
(B)は偏荷重がある場合のトルク検出器の出力波形を
示す図である。
8A and 8B are diagrams for explaining a specific method of detecting an unbalanced load input to the torque detector, and FIG. 8A is a diagram illustrating an output waveform of the torque detector when there is no unbalanced load;
(B) is a diagram showing an output waveform of the torque detector when there is an eccentric load.

【図9】 従来の装置におけるねじ部の締付け動作につ
いて説明するための図であって、(A)は、トルク検出
器の出力の時間的変化を示す図、(B)は、ボルトの軸
力の時間的変化を示す図である。
9A and 9B are views for explaining a tightening operation of a screw portion in a conventional device, wherein FIG. 9A is a diagram showing a temporal change in the output of a torque detector, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing a temporal change of the data.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30…トルク検出器、 100…締結部、 103…トルク発生部、 106…ソケット、 109…制御部、 M…駆動源、 W…被締結体、 n…ナット、 v…ボルト、 Ta…目標締付けトルク、 T1…トルク閾値、 In…インパクトエネルギをねじ部に加える所定回数。 Reference numeral 30: torque detector, 100: fastening part, 103: torque generating part, 106: socket, 109: control part, M: drive source, W: workpiece, n: nut, v: bolt, Ta: target tightening torque , T1: torque threshold, In: predetermined number of times of applying impact energy to the thread portion.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ねじ部に駆動源(M)を用いてインパク
トエネルギを加えることにより当該ねじ部を被締結体
(W)に締結するようにしたインパクト式ねじ締め方法
において、予め求められたねじ部の締付けトルクと締結
力との関係に基づいて目標締結力に対応する目標締付け
トルクを定めると共に、当該目標締付けトルクよりも小
さい所定のトルク閾値を設定し、前記ねじ部にねじ締め
用のインパクトエネルギを加えたときに発生するトルク
を検出し、当該発生トルクが前記トルク閾値以上となっ
たときのインパクトエネルギを起点として所定回数のイ
ンパクトエネルギを加えてねじ締めすることを特徴とす
るインパクト式ねじ締め方法。
1. An impact-type screw tightening method in which impact energy is applied to a screw portion by using a drive source (M) to fasten the screw portion to a workpiece (W). The target tightening torque corresponding to the target tightening force is determined based on the relationship between the tightening torque and the tightening force of the portion, and a predetermined torque threshold smaller than the target tightening torque is set, and the impact for screw tightening on the screw portion is set. An impact-type screw, wherein a torque generated when energy is applied is detected, and a predetermined number of impact energies are added to tighten the screw starting from the impact energy when the generated torque is equal to or greater than the torque threshold. Tightening method.
【請求項2】 駆動源(M)からの動力が伝達され、被
締結体(W)に取り付けられたねじ部(n,v)にイン
パクトエネルギを加えるトルク発生部(103)を有
し、当該トルク発生部(103)により前記ねじ部を被
締結体(W)に締結するようにしたインパクト式ねじ締
め装置において、 前記ねじ部にねじ締め用のインパクトエネルギを加えた
ときに発生し当該ねじ部に伝達される発生トルクを検出
するトルク検出器(30)と、 当該トルク検出器(30)により検出される前記発生ト
ルクが、前記ねじ部の締付けトルクと締結力との関係に
基づいて目標締結力から定められた目標締付けトルクよ
りも小さく設定された所定のトルク閾値以上となってか
ら、このときのインパクトエネルギを起点として所定回
数のインパクトエネルギを前記ねじ部に加える制御を行
う制御部と、を有することを特徴とするインパクト式ね
じ締め装置。
2. A torque generator (103) to which power from a drive source (M) is transmitted and that applies impact energy to a screw portion (n, v) attached to an object to be fastened (W). An impact-type screw tightening device in which the screw portion is fastened to an object (W) by a torque generating portion (103), wherein the screw portion is generated when impact energy for screw tightening is applied to the screw portion. A torque detector (30) for detecting a generated torque transmitted to the screw member, and the generated torque detected by the torque detector (30) is set to a target engagement based on a relationship between a tightening torque and a fastening force of the screw portion. After a predetermined torque threshold that is set to be smaller than the target tightening torque determined from the force becomes equal to or greater than a predetermined torque threshold, the impact energy at this time is used as a starting point, and a predetermined number of impact energy is applied. Impact screw clamping device characterized by having a control unit for controlling the addition to the serial threaded portion.
【請求項3】 前記目標締付けトルクをTaとした場合
に、前記トルク閾値T1、およびインパクトエネルギを
前記ねじ部に加える前記所定回数Inは、以下の式を満
たすように設定されることを特徴とする請求項2記載の
インパクト式ねじ締め装置。 (1/4)・Ta≦T1≦(3/4)・Ta 10≦In≦40
3. When the target tightening torque is Ta, the torque threshold T1 and the predetermined number of times In for applying impact energy to the screw portion are set so as to satisfy the following expression. The impact type screw tightening device according to claim 2. (1/4) · Ta ≦ T1 ≦ (3/4) · Ta 10 ≦ In ≦ 40
【請求項4】 前記制御部は、ねじ締め終了の際の前記
発生トルクの波形から求めた所定の管理値が所定の範囲
内にあるか否かの判定を行うことを特徴とする請求項2
記載のインパクト式ねじ締め装置。
4. The control unit according to claim 2, wherein the control unit determines whether a predetermined management value obtained from the waveform of the generated torque at the end of the screw tightening is within a predetermined range.
The impact type screw tightening device as described.
【請求項5】 前記制御部は、前記発生トルクの波形の
立上がり部における所定時間幅に対する立上がり量から
立上がり角度を求め、当該立上がり角度が所定値以上と
なった場合にねじ締めに有効なインパクトの発生を検出
すると共に、このときの所定時間幅の起点における値を
基準として当該発生トルクの値の補正を行うことを特徴
とする請求項2記載のインパクト式ねじ締め装置。
5. The control section calculates a rise angle from a rise amount for a predetermined time width in a rise section of the waveform of the generated torque, and when the rise angle becomes a predetermined value or more, an impact effective for screw tightening is obtained. 3. The impact-type screw tightening device according to claim 2, wherein the occurrence of the torque is detected and the value of the generated torque is corrected based on the value at the starting point of the predetermined time width at this time.
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