CN112654847A - 触底判定基准设定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种触底判定基准设定方法，能够可靠性高地设定基于参数的触底判定基准。触底判定基准设定方法包括：螺合步骤，使测定用螺丝(11)与测定用螺丝孔(13a)螺合；参数获取步骤，获取螺合步骤中的参数；触底判定步骤，基于测定用螺丝的轴力，判定触底的有无；以及判定基准设定步骤，将触底判定步骤中的判定结果与参数进行对照来设定触底判定基准。

Description

触底判定基准设定方法
技术领域
本发明涉及一种用于判定螺丝拧紧中的触底不良的触底判定基准设定方法。
背景技术
在利用螺丝拧紧装置的螺丝拧紧中，当产生了触底等浮起时，由于不产生轴力，因此有时无法获得适当的紧固力。当在螺丝的座面与被紧固物之间存在间隙时，可探测到产生了触底，但当在螺丝的座面与被紧固物之间不存在间隙时，有时也产生触底。此种触底可通过测量螺丝的轴力来探测。
在专利文献1中公开有一种带有轴力计的螺帽扳手。所述带有轴力计的螺帽扳手包括探针，所述探针具有通过电磁力来使螺栓头部纵向振动的振动生成体、及检测所述纵向振动并转换成信号来输出的振动检测体。带有轴力计的螺帽扳手利用振动生成体来使螺栓产生振动，利用振动检测体来检测所述振动，利用控制装置对振动检测体的检测信号进行处理来算出共振振动数，并与螺栓轴力(螺栓拧紧力)建立对应。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公开专利公报“日本专利特开2004-291217号公报(2004年10月21日公开)”
发明内容
发明所要解决的问题
但是，专利文献1中所公开的带有轴力计的螺帽扳手由于包括用于测量轴力的探针，因此存在与通常的螺帽扳手相比零件数及成本增大的问题。为了不使螺帽扳手的零件数及成本增大来判定有无产生触底，优选可通过基于在不包括轴力计的通常的螺帽扳手中所获得的测量值的参数来检测触底。
另外，在专利文献1中所公开的方法中，利用振动生成体来使螺栓产生振动，利用振动检测体来检测所述振动，利用控制装置对振动检测体的检测信号进行处理来算出共振振动数，并与螺栓轴力建立对应，由此测量轴力。在此情况下，由于间接地测量轴力，因此存在其测量结果的精度低而进行误判定的可能性。
本发明的一实施例的目的在于提供一种能够可靠性高地设定基于参数的触底判定基准的触底判定基准设定方法。
解决问题的技术手段
为了解决所述课题，本发明的一实施例的触底判定基准设定方法是设定用于判定螺丝拧紧中的触底的基准的触底判定基准设定方法，使用测量系统，所述测量系统包括具有规定的深度的测定用螺丝孔的螺丝孔构件及测量施加至已与所述测定用螺丝孔螺合的测定用螺丝的座面与所述螺丝孔构件之间的压缩力的轴力测量装置，所述触底判定基准设定方法包括：螺合步骤，使所述测定用螺丝与所述测定用螺丝孔螺合；参数获取步骤，获取所述螺合步骤中的参数；轴力测量步骤，利用所述轴力测量装置，测量施加至所述座面与所述螺丝孔构件之间的由所述测定用螺丝所产生的轴力；触底判定步骤，基于所述轴力，判定触底的有无；以及判定基准设定步骤，将所述触底判定步骤中的判定结果与在所述参数获取步骤中所获取的参数进行对照，由此设定基于所述参数的触底判定基准。
发明的效果
根据本发明的一实施例的触底判定基准设定方法，能够可靠性高地设定基于参数的触底判定基准。
附图说明
图1是表示用于执行本实施方式的触底判定基准设定方法的基准设定系统的一例的图。
图2是表示进行了螺丝拧紧的紧固用螺丝的状态的例子的图，(a)是表示座面已从被紧固物浮起的状态的图，(b)是表示座面已接触被紧固物的状态的图。
图3的(a)及(b)是用于说明本实施方式的触底判定基准设定方法的概略的图。
图4是表示针对四种螺丝，利用负荷传感器来测定轴力的结果的图表。
图5是表示利用本实施方式的触底判定基准设定方法来进行触底判定基准的设定的例子的图表。
图6是表示本实施方式的触底判定基准设定方法中的处理的流程图。
图7是表示基准设定装置所参照的表的例子的图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的一方面的实施方式(以下，也表述成“本实施方式”)进行说明。
§1应用例
图2是表示被紧固物102通过紧固用螺丝101而已紧固在紧固物103的状态的例子的图，(a)是表示座面已从被紧固物102浮起的状态的图，(b)是表示座面已接触被紧固物102的状态的图。
在螺丝拧紧中，在错误地使用比原本应使用的螺丝更长的螺丝的情况、螺丝孔浅的情况、以及异物已进入螺丝孔的情况等下，有时产生在螺丝拧紧的中途螺丝的前端接触螺丝孔的底的被称为触底的不良。若产生此种不良，则变成如下的状态：尽管通过螺丝的前端到达螺丝孔的底而赋予了规定的扭矩，但所述螺丝不发挥充分的紧固力。
如图2的(a)所示，若为紧固用螺丝101的座面未接触被紧固物102的状态，则可测定座面与被紧固物W之间的距离d。如此，若可测定距离d，则可判定产生了触底。另一方面，如图2的(b)所示，即便是紧固用螺丝101的座面未接触被紧固物102的状态，有时也产生触底。但是，在图2中所示的状态下，无法通过距离d来判定触底的有无。
图3的(a)及(b)是用于说明本实施方式的触底判定基准设定方法的概略的图。在本实施方式中，如图3的(a)所示，测定紧固用螺丝101相对于紧固物103仅螺合长度L，已使被紧固物102紧固在紧固物103的状态下的紧固用螺丝101的轴力。但是，实际上在紧固用螺丝101已使被紧固物102紧固在紧固物103的状态下，为了测定轴力而必须使用超声波传感器等高价的装置。另外，超声波传感器并非直接测定轴力的装置，因此存在测定精度变低的担忧。
在本实施方式中，如图3的(b)所示，利用配置在被紧固物102与螺丝孔构件13之间的负荷传感器14(轴力测量装置)，测定通过测定用螺丝11而已使被紧固物102紧固在螺丝孔构件13的状态下的轴力。螺丝孔构件13具有规定的深度的测定用螺丝孔13a。负荷传感器14测量施加至已与测定用螺丝孔13a螺合的测定用螺丝11的座面11a与螺丝孔构件13之间的压缩力。根据图3的(b)中所示的方法，可直接测定施加至测定用螺丝11的座面11a与螺丝孔构件13之间的压缩力，即轴力，因此可进行精度高的测定。
图4是表示针对四种螺丝，利用负荷传感器14来测定轴力的结果的图表。在图4中所示的图表中，纵轴表示轴力，横幅表示进行了多次测定时的分布(概率密度)。在图4中，从左侧起依次表示以下的轴力。
(A)已知具有充分的紧固力的作为样品的测定用螺丝11的轴力
(B)螺丝拧紧的结果，座面已接触被紧固物的螺丝的轴力(1)
(C)螺丝拧紧的结果，座面已接触被紧固物的螺丝的轴力(2)
(D)螺丝拧紧的结果，座面未接触被紧固物的螺丝的轴力
在本实施方式的触底判定基准设定方法中，针对具有如图4中所示的四种图表中的(A)或(B)的图表那样的轴力的螺丝的轴力，判定无触底。另一方面，针对具有如(C)或(D)的图表那样的轴力的螺丝的轴力，判定有触底。
(B)及(C)的螺丝的轴力均因座面已接触被紧固物，而无法通过座面与被紧固物的距离d来判定触底的有无。但是，通过轴力来判定触底的有无，由此如所述那样，可对具有(B)的轴力的螺丝判定无触底，对具有(C)的轴力的螺丝判定有触底。
在本实施方式的触底判定基准设定方法中，将螺丝拧紧中的参数与基于轴力所判定的触底的有无进行对照，由此试着设定基于所述参数的触底判定基准。而且，根据是否可设定触底判定基准，而判定所述参数作为用于判定触底的有无的参数是否适当。
§2结构例
图1是表示用于执行本实施方式的触底判定基准设定方法的基准设定系统1的一例的图。如图1所示，基准设定系统1包括：测定用螺丝11、被紧固物102、测量系统2、以及带有凸缘的垫圈15。另外，基准设定系统1进而包括针对参数设定基准的基准设定装置(未图示)、以及进行测定用螺丝11的螺丝拧紧的螺丝拧紧装置(未图示)。测量系统2包括所述螺丝孔构件13及负荷传感器14。
带有凸缘的垫圈15是以包围测定用螺丝11的状态，配置在负荷传感器14的上下的环状的构件。因此，负荷传感器14经由配置在上侧的带有凸缘的垫圈15而抵接在被紧固物102，经由配置在下侧的带有凸缘的垫圈15而抵接在螺丝孔构件13。
测定用螺丝11与紧固用螺丝101相比，仅长负荷传感器14及带有凸缘的垫圈15的厚度的部分。另外，测定用螺丝11与螺丝孔构件13螺合的长度L等于紧固用螺丝101与紧固物103螺合的长度L。因此，测定用螺丝11的螺丝拧紧的步骤中的参数、及螺丝拧紧完成时的轴力变成分别等于紧固用螺丝101的螺丝拧紧的步骤中的参数、及螺丝拧紧完成时的轴力。
螺丝拧紧装置进行使测定用螺丝11与测定用螺丝孔13a螺合的螺丝拧紧。螺丝拧紧装置由基准设定装置来控制。基准设定装置执行设定用于判定螺丝拧紧中的触底的基准的触底判定基准设定方法。
§3动作例
图5是表示利用本实施方式的触底判定基准设定方法来进行触底判定基准的设定的例子的图表。在图5中所示的例子中，将螺丝刀在轴方向上的位置的最大值作为设定基准的参数。在图5中，横轴表示测定用螺丝11的座面的从被紧固物102的浮起，纵轴表示螺丝拧紧步骤中的螺丝刀在轴方向上的位置的最大值。在以下的说明中，有时将测定用螺丝11的座面的从被紧固物102的浮起仅记作“座面的浮起”另外，在图5中所示的图表中，存在数据点的区域被划分成区域R1与区域R2。进而，区域R1被划分成区域R11与区域R12。
区域R2是包含座面的浮起大于0mm的所有数据点的区域。在数据点包含在区域R2中的螺丝中，均产生了触底。
区域R1是包含座面的浮起为0mm的所有数据点的区域。在数据点包含在区域R1中的螺丝之中，数据点包含在区域R11中的螺丝中，均未产生触底。另一方面，在数据点包含在区域R12中的螺丝中，均产生了触底。
针对螺丝刀在轴方向上的位置的最大值，将阈值TH作为边界来划分区域R11与区域R12。另外，区域R2中所包含的数据点也是螺丝刀在轴方向上的位置的最大值全部未满阈值TH。因此，可根据螺丝刀在轴方向上的位置的最大值是否为阈值TH以上，判定螺丝是否具有紧固力。即，基准设定装置可针对螺丝刀在轴方向上的位置的最大值，将阈值TH作为触底判定基准来设定。
除螺丝刀在轴方向上的位置的最大值以外，基准设定装置也可以将所述位置的平均值或最小值作为用于判定螺丝拧紧中的轴力的参数，利用本实施方式的触底判定基准设定方法来设定触底判定基准。另外，基准设定装置也可以将螺丝刀在轴方向上的移动速度、旋转速度或旋转量的平均值、最大值或最小值作为用于判定螺丝拧紧中的轴力的参数，设定触底判定基准。
另外，根据参数的种类，也存在无法设定如阈值TH那样的触底判定基准的情况。在此情况下，基准设定装置针对所述参数，评估作为用于判定螺丝的触底的有无的参数不适当。
图6是表示本实施方式的触底判定基准设定方法中的处理的流程图。首先，基准设定装置利用螺丝拧紧装置来使测定用螺丝11与测定用螺丝孔13a螺合(S1，螺合步骤)。其次，基准设定装置获取螺丝拧紧的步骤中的参数(S2，参数获取步骤)。继而，基准设定装置利用负荷传感器14，测量施加至测定用螺丝11的座面与螺丝孔构件13之间的由测定用螺丝11所产生的轴力(S3，轴力测量步骤)。进而，基准设定装置基于已测量的轴力，判定触底的有无(S4，触底判定步骤)。
其后，基准设定装置判定是否对规定数量的螺丝执行了参数的获取及触底的测定(S5)。在对规定数量的螺丝执行了参数的获取及触底的测定的情况(S5中为是(YES))下，基准设定装置将触底判定步骤中的判定结果与参数进行对照，由此设定基于参数的触底判定基准(S6，判定基准设定步骤)。另一方面，在未对规定数量的螺丝执行了参数的获取及触底的测定的情况(S5中为否(NO))下，基准设定装置对其他螺丝再次执行步骤S1～步骤S4。关于规定数量，只要由基准设定装置的用户在设定判定基准后适宜设定妥当的数量即可，例如可设为35。
根据本实施方式的触底判定基准设定方法，基准设定装置能够可靠性高地设定基于参数的触底判定基准。
图7是表示基准设定装置所参照的表的例子的图。基准设定装置也可以在所述触底判定步骤中，参照表示测定用螺丝11与测定用螺丝孔13a螺合的长度、与判定未产生触底的轴力的范围的关系的表，判定触底的有无。在图7中，表示在测定用螺丝11与测定用螺丝孔13a螺合的长度为L1的情况下，判定未产生触底的轴力的下限为F1，即判定未产生触底的轴力的范围为F1以上。同样地，表示在测定用螺丝11与测定用螺丝孔13a螺合的长度为L2的情况下，判定未产生触底的轴力的下限为F2，即判定未产生触底的轴力的范围为F2以上。
由螺丝的紧固所产生的轴力对应于螺丝与螺丝孔螺合的长度而变化。基准设定装置参照如图7所示的表来判定触底的有无，由此可进行对应于螺丝与螺丝孔螺合的长度的触底判定。在所述表中，考虑了可判定未产生触底的轴力的范围，因此可减少由轴力的偏差所引起的对于触底的有无的判定的影响。
§4变形例
基准设定系统1的基准设定装置可以由形成在集成电路(集成电路芯片(Integrated Circuit chip))等的逻辑电路(硬件)来实现，也可以由软件来实现。
在后者的情况下，基准设定系统1包括执行作为实现各功能的软件的程序的命令的计算机。所述计算机例如包括一个以上的处理器，并且包括存储有所述程序的计算机可读取的记录介质。而且，在所述计算机中，所述处理器从所述记录介质中读取所述程序并加以执行，由此达成本发明的目的。作为所述处理器，例如可使用中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)。作为所述记录介质，除“非暂时性的有形的介质”，例如只读存储器(Read Only Memory，ROM)等以外，可使用磁带、光盘、存储卡、半导体存储器、可编程的逻辑电路等。另外，也可以进而包括将所述程序展开的随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)等。另外，所述程序也可以经由可传送此程序的任意的传送介质(通信网络或广播波等)而供给至所述计算机中。另外，本发明的一实施例也能够以所述程序通过电子式的传送而具体化的嵌入载波中的数据信号的形态来实现。
本发明并不限定于所述各实施方式，可在申请项中所示的范围内进行各种变更，将分别在不同的实施方式中揭示的技术手段适宜组合而获得的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
(总结)
如上所述，本发明的一实施例的触底判定基准设定方法是设定用于判定螺丝拧紧中的触底的基准的触底判定基准设定方法，使用包括具有规定的深度的测定用螺丝孔的螺丝孔构件、及测量施加至已与所述测定用螺丝孔螺合的测定用螺丝的座面与所述螺丝孔构件之间的压缩力的轴力测量装置的测量系统，所述触底判定基准设定方法包括：螺合步骤，使所述测定用螺丝与所述测定用螺丝孔螺合；参数获取步骤，获取所述螺合步骤中的参数；轴力测量步骤，利用所述轴力测量装置，测量施加至所述座面与所述螺丝孔构件之间的由所述测定用螺丝所产生的轴力；触底判定步骤，基于所述轴力，判定触底的有无；以及判定基准设定步骤，将所述触底判定步骤中的判定结果与在所述参数获取步骤中所获取的参数进行对照，由此设定基于所述参数的触底判定基准。
根据所述结构，首先获取使测定用螺丝与测定用螺丝孔螺合的螺合步骤中的参数。另外，基于施加至测定用螺丝的座面与螺丝孔构件之间的由测定用螺丝所产生的轴力，判定触底的有无。
此处，通过测量施加至测定用螺丝的座面与所述螺丝孔构件之间的压缩力来测定轴力，因此可进行精度高的测定。基于所述精度高的轴力测定结果来进行触底判定，将其判定结果与参数进行对照，由此设定基于参数的触底判定基准。如此设定了触底判定基准的基于参数的触底判定可评估为可靠性高的触底判定。因此，能够可靠性高地设定基于参数的触底判定基准。
另外，本发明的一实施例的触底判定基准设定方法在所述触底判定步骤中，参照表示所述测定用螺丝与所述测定用螺丝孔螺合的长度、与可判定未产生触底的轴力的范围的关系的表，判定触底的有无。
在螺丝的材质及座面的摩擦系数等条件相同的情况下，由螺丝的紧固所产生的轴力对应于螺丝与螺丝孔螺合的长度而变化。相对于此，根据所述结构，可进行对应于螺丝与螺丝孔螺合的长度的触底判定。由于考虑了可判定未产生触底的轴力的范围，因此可减少由轴力的偏差所引起的对于触底的有无的判定的影响。
另外，本发明的一实施例的程序使计算机执行所述参数获取步骤、所述轴力测量步骤、所述触底判定步骤、以及所述判定基准设定步骤。
符号的说明
2：测量系统
11：测定用螺丝
11a：座面
13：螺丝孔构件
13a：测定用螺丝孔
14：负荷传感器(轴力测量装置)

Claims (3)

1.一种触底判定基准设定方法，用于判定螺丝拧紧中的轴力，
使用测量系统，所述测量系统包括具有规定的深度的测定用螺丝孔的螺丝孔构件及测量施加至已与所述测定用螺丝孔螺合的测定用螺丝的座面与所述螺丝孔构件之间的压缩力的轴力测量装置，所述触底判定基准设定方法包括：
螺合步骤，使所述测定用螺丝与所述测定用螺丝孔螺合；
参数获取步骤，获取所述螺合步骤中的参数；
轴力测量步骤，利用所述轴力测量装置，测量施加至所述座面与所述螺丝孔构件之间的由所述测定用螺丝所产生的轴力；
触底判定步骤，基于所述轴力，判定触底的有无；以及
判定基准设定步骤，将所述触底判定步骤中的判定结果与在所述参数获取步骤中所获取的参数进行对照，由此设定基于所述参数的触底判定基准。
2.根据权利要求1所述的触底判定基准设定方法，其中在所述触底判定步骤中，参照表示所述测定用螺丝与所述测定用螺丝孔螺合的长度、与能判定未产生触底的轴力的范围的关系的表，判定触底的有无。
3.一种程序，用于使计算机执行如权利要求1所述的触底判定基准设定方法，用于使计算机执行所述参数获取步骤、所述轴力测量步骤、所述触底判定步骤以及所述判定基准设定步骤。
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