DE112016005963T5

DE112016005963T5 - Gewinde-Anziehwerkzeug und Verfahren zur Einstellung der Antriebszeit für ein Gewindeteil- bzw. Gewindeteil-Festziehwerkzeug

Info

Publication number: DE112016005963T5
Application number: DE112016005963.9T
Authority: DE
Inventors: Koya Uemura
Original assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Current assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Priority date: 2015-12-25
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2018-09-20
Anticipated expiration: 2036-12-22
Also published as: GB201809164D0; JPWO2017110920A1; US20180281160A1; GB2559927A; KR20180087321A; US10661418B2; CN108472795B; CN108472795A; DE112016005963B4; WO2017110920A1; TWI622468B; JP6452856B2; TW201736054A; GB2559927B; KR102102106B1

Abstract

Es wird ein Gewindeteil-Anziehwerkzeug vorgesehen, welches in der Lage ist, einfach und leicht die Länge der Antriebszeit einzustellen, um zu enden, bevor die Rotation umgeschaltet wird von Hochgeschwindigkeitsrotation zu Niedergeschwindigkeitsrotation. Ein motorbetriebenes Schraubenziehersystem ist konfiguriert derart, dass ein Schraubenzieherkopf zuerst rotationsmäßig angetrieben wird mit einer vorbestimmten hohen Rotationsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl, und zwar nur für eine Hochgeschwindigkeitsantriebszeit und sodann erfolgt der Rotationsantrieb mit einer vorbestimmten niedrigen Rotationsgeschwindigkeit niedriger als die hohe Rotationsgeschwindigkeit.Eine Steuereinheit steuert einen Elektromotor antriebsmäßig derart, dass der Schraubenzieherkopf rotationsmäßig angetrieben wird mit einer Setzrotationsgeschwindigkeit (S32), wobei die Steuereinheit ferner eine Anzugszeit misst, die erforderlich ist, bis ein Hall-Element detektiert, dass ein Gewindeteil in Eingriff stehend mit dem Schraubkopf vollständig angezogen (S34) ist, wobei die Steuereinheit ferner eine anfängliche Setzzeit berechnet durch Multiplikation der Anzugszeit mit einem vorbestimmten positiven Wert kleiner als 1 und einem Wert erhalten durch Division der Setzrotationsgeschwindigkeit durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit (S36) und Setzen der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die Anfangssetzzeit (S40).

Description

Technisches Gebiet:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gewindeteil-Befestigungswerkzeug für das Festziehen bzw. Anziehen von Gewindeteilen wie beispielsweise Schrauben und Muttern, und auch auf ein Antriebszeiteinstellglied für das Gewindeteil-Befestigungswerkzeug.
Hintergrund:
Ein Gewindeteil-Befestigungswerkzeug zum Anziehen von Gewindeteilen, beispielsweise Schrauben und Muttern, konfiguriert zur Einstellung des Gewindeteil-Befestigungswerkzeuges mit einer geeigneten Größe, ist bereits bekannt.
Ein Werkzeug, offenbart in Patentliteratur 1, zeigt beispielsweise einen mechanischen Kupplungsmechanismus zur Durchführung einer Drehmomenteinstellung mit dem Kupplungsmechanismus. Speziell wenn eine Drehmomentgröße als ein vorbestimmter Wert an den Kupplungsmechanismus angelegt wird, nachdem ein Gewindeteil in seinem Sitz angeordnet ist, ist der Kupplungsmechanismus aktiviert, um die mechanische Verbindung zwischen einem Motor und einer Gewindeteil-Eingriffseinheit, beispielsweise einem Schraubenzieher, zu trennen, so dass ein Drehmoment größer als der vorbestimmte Wert nicht an den Gewindeteil angelegt wird.
Ein Gewindeteil-Befestigungswerkzeug, welches den oben beschriebenen Kupplungsmechanismus verwendet, wird eine große Größe besitzen und schwer sein infolge der mechanischen Struktur, die den Kupplungsmechanismus bildet. Demgemäß wurde ein Gewindeteil-Befestigungswerkzeug entwickelt, das nicht mit einem mechanischen Kupplungsmechanismus ausgestattet ist, sondern stattdessen konfiguriert ist, um das Drehmoment einzustellen, wenn ein Gewindeteil auf dem Sitz angebracht ist, d.h. gesetzt ist durch elektrisches Detektieren des angelegten Drehmoments an den Motor, festzustellen durch Verwendung eines elektrischen Stromsensors, der einen elektrischen Stromfluss durch den Motor abfühlt oder einen Drehmomentsensor verwendet, um das Werkzeug kompakt in Größe und leicht im Gewicht zu machen. In einem derartigen Werkzeug wird der Antrieb des Motors gestoppt, wenn festgestellt wird, dass das Anziehen des Gewindeteils vollendet ist und zwar geschieht dies durch elektrisches Detektieren des Drehmoments. In diesem Bezug jedoch wirkt die Trägheitskraft auf den Motor, einen Geschwindigkeitsreduzierer usw. und wird aufgenommen durch das Gewindeteil. Daher kann eine große Kraft an das Gewindeteil angelegt werden, was den Bruch des Gewindeteils zur Folge haben kann oder ein Objekt wird mit dem Gewindeteil schneller befestigt. Demgemäß ist ein weiteres Gewindeteil-Befestigungswerkzeug konfiguriert, wie dies in der Patentliteratur 2 beispielsweise gezeigt ist. Das heißt, die Schraubanziehung wird bei einer relativ hohen Drehgeschwindigkeit zuerst begonnen; bevor das Gewindeteil in seinem Sitz angeordnet ist, wird die Drehgeschwindigkeit auf eine Geschwindigkeit reduziert, bei der kein exzessives Drehmoment an das Gewindeteil angelegt wird. Danach wird das Gewindeteil vollständig angezogen (fest befestigt).
Liste der Zitate:
Patentliteratur:

Patentliteratur 1: Japanisches Patent No. 3992676
Patentliteratur 2: Japanische geprüfte Patentpublikation Nr. Sho 59-348

Zusammenfassung der Erfindung:
Technisches Problem:
In einem Gewindeteil-Befestigungswerkzeug, in welchem das Befestigungswerkzeug zuerst mit einer relativ hohen Geschwindigkeit oder Drehzahl rotationsmäßig angetrieben wird, und bevor das Gewindeglied- bzw. teil in dem Sitz gesetzt ist, wird die Antriebsdrehgeschwindigkeit reduziert, wie dies in der Patentliteratur 2 gezeigt ist, wobei die Einstellung der Länge der Antriebszeit endet, bevor die Drehgeschwindigkeit oder Drehzahl geändert wird, normalerweise basierend auf der intuitiven Beurteilung des Betätigers. Wenn die Länge der Antriebszeit zu Ende geht, bevor die Drehgeschwindigkeit exzessiv länger geändert ist, um außerordentlich viel länger zu dauern, so kann das Gewindeglied in einen Zustand gesetzt sein, wo das Anziehwerkzeug rotationsmäßig mit einer höheren Geschwindigkeit angetrieben wird, was dem Bruch des Gewindeglieds usw. verursachen kann. Daher muss die Einstellung der Antriebszeit sorgfältig vorgenommen werden. Wenn die Antriebszeit außerordentlich kurz eingestellt ist, so ist die erforderliche Zeit zur Vollendung des Anzugsvorgangs des Gewindegliedes ansteigend, was eine Verschlechterung der Arbeitseffizienz zur Folge haben kann. Um die Länge der Antriebszeit zu beenden, die vergehen soll, bevor die Drehgeschwindigkeit geändert wird, und zwar auf eine geeignete Zeitlänge, ist es notwendig, das Einstellen der Betriebsgeschwindigkeitsänderungszeit durch Wiederholen eines Anzugsvorgangs mehrere Male zu wiederholen, und zwar unter Verwendung von Schrauben zum Testen oder dergleichen, und zwar bevor ein tatsächlicher Befestigungs- oder Anzugsvorgang gestartet wird für Produkte oder dergleichen. Solche Antriebszeiteinstellnotwendigkeiten müssen jedes Mal ausgeführt werden, wenn die Art der Gewindeteile sich ändert, was lästig ist.
Demgemäß sieht die vorliegende Erfindung ein Gewindeteil-Befestigungswerkzeug vor, welches in der Lage ist, einfach und leicht einstellbar die Länge der Antriebszeit bis zu ihrem Vergehen einzustellen, bevor die Tarierung und Rotation umgeschaltet wird von der Hochgeschwindigkeitsdrehung zur Niedriggeschwindigkeitsdrehung und wobei die Erfindung auch ein Antriebszeit-Einstellverfahren für das Gewindeteilbefestigungswerkzeug vorsieht.
Lösung des Problems:
Die vorliegende Erfindung sieht ein Gewindeteil-Befestigungswerkzeug vor, welches die folgenden Elemente umfasst: einen elektrischen Motor für den Drehantrieb einer Gewindeteil-Eingriffseinheit, die in Eingriff bringbar ist mit einem Gewindeteil; eine Steuereinheit zur Antriebssteuerung des elektrischen Motors; und eine Befestigungsdetektionseinheit, die detektiert oder feststellt, dass ein an einem Objekt zu befestigendes Gewindeteil befestigt ist. Die Steuereinheit ist konfiguriert, um den elektrischen Motor derart zu steuern, dass das mit der Einheit in Eingriff stehende Gewindeteil als erstes drehmäßig oder rotationsmäßig angetrieben wird, und zwar mit einer vorbestimmten hohen Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit, und zwar nur für eine Hochgeschwindigkeitsantriebszeit, wobei sodann ein Drehantrieb in einer vorbestimmten niedrigen Drehgeschwindigkeit erfolgt, die niedriger liegt als die Hochgeschwindigkeits-Drehgeschwindigkeit. Die Steuereinheit steuert den Elektromotor antriebsmäßig derart, dass die Gewindeteileingriffseinheit drehbar angetrieben wird mit einer Einstellung der Drehgeschwindigkeit und misst eine erforderliche Anziehzeit, bis die Anziehdetektiereinheit feststellt, dass ein Gewindeteil, in Eingriff stehend mit der Gewindeteileingriffseinheit, befestigt ist an einem zu befestigenden Objekt. Ferner berechnet die Steuereinheit eine anfängliche Einstellzeit durch Multiplizieren der Befestigungszeit mit einem vorbestimmten positiven Wert kleiner als 1 und einem Wert, erhalten durch Teilen der Befestigungsdrehgeschwindigkeit durch die Hochgeschwindigkeitsdrehung und stellt sodann die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die anfängliche Einstellzeit.
Das Gewindeteil-Befestigungswerkzeug ist konfiguriert, um eine Gewindeteil-Eingriffszeit zu messen und zwar, wenn die Gewindeteil-Eingriffseinheit rotationsmäßig angetrieben wird mit einer Rotationsgeschwindigkeitseinstellzeit, um eine Anfangseinstellzeit zu erhalten durch Multiplizieren der Befestigungszeit mit einem vorbestimmten positiven Wert kleiner als 1 und einem Wert erhalten durch Teilen der Drehzahleinstellung durch die hohe Drehgeschwindigkeit, und um die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die so erhaltene anfängliche Einstellzeit einzustellen. Die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit-Einstellung ist auf diese Weise kürzer als eine Zeit erforderlich für das Befestigen des gleichen Gewindeteils an dem zu befestigenden Objekt, wenn das Gewindeteil gewindemäßig in Eingriff steht bei der hohen Drehgeschwindigkeit. Daher ergibt sich eine grundsätzliche Nicht-Möglichkeit, dass das Gewindeteil, welches an dem Objekt angezogen wird, schneller befestigt wird, in einem Zustand, wo die Gewindegliedeingriffseinheit drehmäßig angetrieben wird mit einer höheren Drehgeschwindigkeit, wenn ein Gewindeglied-Befestigungsvorgang ausgeführt wird mit der Hochgeschwindigkeitsantriebszeiteinstellung wie oben erwähnt. Mit dem Gewindeglied-Anziehwerkzeug, kann eine entsprechend hohe Geschwindigkeitsantriebszeit automatisch eingestellt werden und zwar durch einmalige Ausführung eines Anziehvorgangs an der Einstellung der Drehgeschwindigkeit. Demgemäß ist es unnötig, solch eine umständliche Operation vorzusehen, dass der Benutzer die Zeiteinstellung vornimmt durch Wiederholung eines Anziehvorgangs unter Verwendung von Gewindeteilen zum Testen wie es bei der konventionellen Technologie erforderlich ist.
Vorzugsweise kann die Anordnung wie folgt ausgebildet sein. Das Gewindeteil-Anziehwerkzeug weist ferner eine Operations- oder Betätigungseingangsvorrichung auf, die ein Einstellzeit-Änderungssignal überträgt und zwar für Steuereinheit. Die Steuereinheit ist konfiguriert, wenn sie das Einstellzeitänderungssignal empfängt, eine erste Rückstellzeit zu berechnen, und zwar durch Addition oder Subtraktion einer vorbestimmten Einstellzeit auf oder von der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit und um die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die erste Rückstellzeit rückzustellen.
Alternativ kann die Anordnung wie folgt vorgesehen sein. Das Gewindeteil-Anziehwerkzeug weist ferner eine Betätigungs- oder Operationseingabevorrichtung auf, die ein Einstellzeitänderungssignal zu der Steuereinheit überträgt. Die Steuereinheit ist konfiguriert um dann, wenn das Einstellzeitänderungssignal empfangen wird, eine erste Rücksetzzeit und zwar durch Erhöhen oder Vermindern der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit durch eine Größe entsprechend einer vorbestimmten Proportion der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit und um die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die erste Rücksetzzeit zurückzusetzen.
Alternativ kann die Anordnung wie folgt aufgebaut sein. Die Steuereinheit misst eine Niedriggeschwindigkeitsantriebszeit, erforderlich wenn die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit geendet hat, und zwar bis die Befestigungsdetektiereinheit detektiert, dass ein Gewindeglied an einem Objekt festgezogen ist, berechnet eine erste Rücksetzzeit durch Addition oder Subtraktion einer Einstellzeit zu oder von der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit, wobei die Einstellzeit erhalten wird durch Multiplikation der Niedriggeschwindigkeitsantriebszeit durch einen vorbestimmten positiven Wert kleiner als 1 und einen Wert, erhalten durch Division der niedrigen Drehgeschwindigkeit durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit und gefolgt von der Rücksetzung der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die erste Rücksetzzeit.
Gewindeteile wie beispielsweise Schrauben und Muttern haben einige Abmessungsfehler. Daher kann selbst bei Gewindeteilen des gleichen Typs die erforderliche Antriebszeit für das Anziehen genauer gesagt unterschiedlich sein für jedes Gewindeteil. Die erforderliche Antriebszeit unterscheidet sich auch abhängig davon, wie die Gewindeteile anfangs auf dem Objekt, auf dem sie befestigt werden sollen, platziert wurden und infolge von Veränderungen bei der Drehgeschwindigkeit, der Beschleunigung und Verzögerung des Elektromotors usw. Demgemäß können Fälle auftreten, wo die Hochgeschwindigkeitsantriebszeiteinstellung auf der Basis der anfänglichen Einstellzeit, erhalten durch die oben beschriebene Kalkulation, nicht notwendigerweise eine optimale Zeit ist. In einem solchen Fall wird die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die oben beschriebene erste Rücksetzzeit zurückgesetzt, wodurch möglich wird, dass die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf eine günstigere Zeit eingestellt wird, während eine Gewindeteil-Anziehoperation ausgeführt wird.
Vorzugsweise kann die Steuereinheit konfiguriert sein um eine zweite Rücksetzzeit zu berechnen und zwar durch Subtraktion einer vorbestimmten Einziehzeit von der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit, wenn die Anziehdetektiereinheit feststellt, dass ein Gewindeteil an einem Objekt, an dem es befestigt werden soll, angezogen ist, bevor die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit vergangen ist, und um die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die zweite Rücksetzzeit zurückzusetzen.
Alternativ kann die Steuereinheit konfiguriert sein um dann, wenn die Anziehdetektiereinheit detektiert, dass ein Gewindeteil an dem Objekt festgezogen ist, an dem es befestigt werden soll, und zwar bevor die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit vergangen ist, in diesem Falle berechnet die Steuereinheit eine zweite Rücksetzzeit durch Multiplikation der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit mit einem vorbestimmten positiven Wert kleiner als 1 und setzt die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die zweite Rücksetzzeit zurück.
Mit der oben beschriebenen Anordnung ist es möglich, automatisch eine solche ungeeignete Situation zu verbessern, wo ein Gewindeteil in unerwünschter Weise an einem Objekt, an dem es befestigt werden soll, angezogen wird während der Drehung mit der Hochdrehzahlgeschwindigkeit.
Zudem sieht die vorliegende Erfindung ein Antriebszeiteinstellverfahren vor für die Einstellung einer Hochgeschwindigkeitsantriebszeit für ein Gewindeteil-Anziehwerkzeug, wobei das Gewindeteil-Anziehwerkzeug einen elektrischen Motor aufweist zum Drehantrieb, eine Gewindeteileingriffseinheit, die in Eingriff bringbar ist mit einem Gewindeteil, wobei ferner eine Steuereinheit vorgesehen ist, die antriebsmäßig den Elektromotor steuert, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um den Elektromotor zu steuern derart, dass die Gewindeteileingriffseinheit zuerst drehmäßig angetrieben wird mit einer vorbestimmten hohen Drehgeschwindigkeit nur für eine Hochgeschwindigkeitsantriebszeit und danach drehmäßig angetrieben wird mit einer vorbestimmten niedrigen Drehzahl bzw. Geschwindigkeit, niedriger als die Hochgeschwindigkeitsdrehzahl. Das Antriebszeiteinstellverfahren umfasst die folgenden Schritte: Den Schritt des Drehantriebs der Gewindeteileingriffseinheit mit einer Einstellgeschwindigkeit und Messen einer Befestigungszeit, die erforderlich ist, bis ein Gewindeteil in Eingriff mit der Gewindeteileingriffseinheit an einem Objekt festgezogen ist, an dem es befestigt werden soll; den Schritt des Berechnens einer Anfangseinstellzeit durch Multiplikation der Befestigungszeit mit einem vorbestimmten positiven Wert kleiner als 1 und einem Wert, erhalten durch Division der Drehgeschwindigkeitseinstellung durch die hohe Drehgeschwindigkeit; und den Schritt des Einstellens der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die anfängliche Einstellzeit.
Das Antriebszeiteinstellverfahren ist konfiguriert, um eine Gewindeteil-Anziehzeit zu messen, wenn die Gewindeteil-Eingriffseinheit rotationsmäßig angetrieben wird mit einer eingestellten Drehgeschwindigkeit, um eine Anfangseinstellzeit zu erhalten durch Multiplikation der Befestigungszeit mit einem vorbestimmten positiven Wert kleiner als 1 und einem Wert, erhalten durch Division der eingestellten Drehgeschwindigkeit durch die hohe Drehgeschwindigkeit und um die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die anfängliche Einstellzeit zu setzen. Die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit-Einstellung in dieser Art und Weise ist kürzer als eine Zeit erforderlich für das Anziehen des Gewindeteils an dem Objekt, an dem die Befestigung erfolgen soll, wenn das Gewindeglied in Gewindeeingriff gebracht wird mit der hohen Drehzahl. Daher gibt es grundsätzlich keine Möglichkeit, dass der Gewindeteil an dem Objekt, an dem er befestigt werden soll, in einem Zustand ist, wo die Gewindeteileingriffseinheit rotationsmäßig angetrieben wird mit der hohen Drehzahl, wenn ein Gewindeteilanziehvorgang ausgeführt wird mit der hohen Antriebszeiteinstellung, wie dies oben erläutert ist. Mit dem Antriebszeiteinstellverfahren kann eine geeignete Hochgeschwindigkeitsantriebszeit ohne weiteres eingestellt werden und zwar basierend auf einer Hochgeschwindigkeit, gemessen durch ein einmaliges Performen oder Ausführen einer Befestigungsoperation mit der Einstellung der Drehgeschwindigkeit. Demgemäß ist es nicht notwendig, eine derart umständliche Operation auszuführen, dass der Benutzer die Zeiteinstellung ausführt durch Wiederholen einer Anziehoperation unter Verwendung von Gewindeteilen zum Testen wie bei der konventionellen Technik.
Vorzugsweise kann das Antriebszeiteinstellverfahren ferner den folgenden Schritt des Einstellens der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit umfassen, und zwar auf die anfängliche Einstellzeit, den Schritt des Berechnens einer ersten Rücksetzzeit durch Addition oder Subtraktion einer vorbestimmten Einstellzeit auf oder von der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit, und den Schritt des Rücksetzens der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die erste Rücksetzzeit.
Alternativ kann das Antriebszeiteinstellverfahren Folgendes umfassen: Den Schritt des Einstellens der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die anfängliche Einstellzeit, den Schritt des Berechnens einer ersten Rückstellzeit durch Erhöhung oder Verminderung der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit um eine Größe entsprechend einer vorbestimmten Proportion der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit, und schließlich den Schritt der Rückstellung der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die erste Rückstellzeit.
Alternativ kann das Hochgeschwindigkeitsantriebszeiteinstellverfahren ferner Folgendes umfassen: Darauf folgend auf den Schritt der Einstellung der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die anfängliche Einstellzeit, den Schritt
während der Ausführung eines Gewindeteil-Anzugsvorgangs mit dem Gewindeteil-Befestigungswerkzeug,
des Messens einer Niedriggeschwindigkeitsantriebszeit erforderlich von da ab, wenn die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit vergangen ist, bis ein Gewindeteil angezogen ist an dem Objekt, an dem es befestigt werden soll,
den Schritt des Berechnens einer ersten Rücksetzzeit durch Addition oder Subtraktion einer Einstellzeit zu oder von der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit,
wobei die eingestellte Zeit erhalten wird durch Multiplikation der Niedriggeschwindigkeitsantriebszeit durch einen vorgeschriebenen positiven Wert kleiner als 1 und einen Wert, erhalten durch Dividieren der niedrigen Drehgeschwindigkeit durch die hohe Drehgeschwindigkeit und den Schritt des Rücksetzens der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die erste Rücksetz- oder Rückstellzeit.
Es können Gelegenheiten auftreten, wenn die Hochgeschwindigkeitsantriebszeiteinstellung, auf der Basis der anfänglichen Einstellzeit erhalten durch die oben beschriebene Rechnung, nicht notwendigerweise die optimale Zeit ist. Bei einem derartigen Auftreten wird die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit zurückgesetzt auf die oben beschriebene erste Einstellzeit, wodurch es ermöglicht wird, die Hochgeschwindigkeitseinstellzeit auf eine noch optimalere Zeit zurückzusetzen während der Ausführung eines Gewindeteilbefestigungsvorgangs.
Vorzugsweise kann das Antriebszeiteinstellverfahren ferner den folgenden Schritt umfassen: Wenn ein Gewindeteil auf einem Objekt, auf dem es befestigt werden soll, angezogen wurde oder befestigt wurde, bevor die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit vergangen war während ein Gewindegliedanziehvorgang ausgeführt wurde mit dem Gewindeteil-Befestigungswerkzeug,
Berechnen einer zweiten Rücksetzzeit durch Subtrahieren einer vorbestimmten Einstellzeit von der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit, und ferner der Schritt des Rücksetzens der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die zweite Rücksetzzeit.
Alternativ kann das Antriebszeitrücksetzverfahren weiterhin den folgenden Schritt umfassen: wenn ein Gewindeteil an einem Objekt, an dem es befestigt werden soll, angezogen bzw. befestigt ist, bevor die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit vergangen ist während eines Gewindeteilbefestigungsverfahrens, ausgeführt mit dem Gewindeteilbefestigungswerkzeug, wobei die Schritte vorgesehen sind: Berechnen einer zweiten Rücksetzzeit durch Multiplikation der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit mit einem vorbestimmten positiven Wert kleiner als 1; und ferner den Schritt des Rücksetzens der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die zweite Rückstellzeit.
Mit dem oben beschriebenen Verfahren ist es möglich, automatisch eine derartig ungeeignete Situation zu korrigieren, wo ein Gewindeteil in unerwünschter Weise angezogen wird an einem Objekt, an dem es befestigt werden soll, und zwar während der Drehung bei einer höheren Drehgeschwindigkeit.
Ausführungsbeispiele eines Gewindeteil-Anziehwerkzeuges und eines Antriebszeiteinstellverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden auf der Basis der beigefügten Zeichnungen erläutert.
Figurenliste

1 ist eine Veranschaulichung, die ein motorbetriebenes Schraubenziehersystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Funktions-Blockdiagramm des motorbetriebenen Schraubenziehersystems nach 1.
3 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb des motorbetriebenen Schraubenziehersystems, gezeigt in 1, erläutert, wobei das System sich in einer normalen Antriebsoperation befindet.
4 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb des motorbetriebenen Schraubenziehersystems gemäß 1 zeigt, wenn das System sich in einer Antriebszeiteinstellbetriebsart befindet.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele:
Ein motorbetriebenes Schraubenziehersystem 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel des Gewindeteil-Anziehwerkzeuges der vorliegenden Erfindung weist, wie in den 1 und 2 gezeigt, einen motorbetriebenen Schraubenzieherkörper 10 auf und eine Steuerung bzw. Steuervorrichtung 30. Der motorbetriebene Schraubenzieherkörper 10 und die Steuerung 30 sind durch ein Kabel 2 (nicht in 1 gezeigt) verbunden, so dass verschiedene Signale dazwischen übertragen werden können.
Der motorbetriebene Schraubenzieherkörper 10 weist ein Gehäuse 12 auf, einen Schraubenzieherkopf (Gewindeteil-Eingriffseinheit) 14 in Eingriff bringbar mit einer Schraube (Gewindeteil) auf, ferner einen Kopfhalter 16, der lösbar und sicher den Schraubenzieherkopf 14 hält, wobei ferner ein Auslösehebel 18 betätigt werden kann, um den Antrieb des Kopfhalters 16 zu starten, und ferner mit einem Verbindungsanschluss 20, mit dem das oben beschriebene Kabel 2 verbunden ist.
Die Steuerung 30 ist mit einer Anzeigeeinheit 32 ausgestattet, um verschiedene Zustände des motorbetriebenen Schraubenzieherkopfes 10 zu veranschaulichen und zudem eine Wählscheibe 34 als eine Operations- bzw. Bearbeitungseingabevorrichtung zu formen, um verschiedene Einstellungen für den motorbetriebenen Schraubenzieherkörper vorzusehen. Ferner ist die Steuerung 30 mit einem Verbindungsanschluss 36 ausgestattet, mit dem das oben beschriebene Kabel 2 verbunden ist. Die Steuerung 30 besitzt ferner darin eine Steuereinheit 38 zur Steuerung der Ausgangsgröße an die Anzeigeeinheit 32 und den Eingang von der Wählscheibe 34 und ferner zur Steuerung der Kommunikation zwischen der Steuerung 30 und dem motorbetrieben Schraubenzieherkörper 10. Die Wählscheibe 34 besitzt einen inkremental drehbaren Rotationskodierer und ist derart konfiguriert um ein „Klick“-Gefühl an den Benutzer jedes Mal abzugeben, wenn er oder sie die Scheibe 34 um einen vorbestimmten Winkel (20 Grad) dreht, und um ein A-Phasen-Impulssignal und ein B-Phasen-Impulssignal zur Steuereinheit 38 zu übertragen, jedes Mal wenn die Scheibe 34 durch einen vorbestimmten Winkel gedreht wird. Ferner ist die Wählscheibe 34 in der Lage, niedergedrückt zu werden. Wenn die Wählscheibe 34 niedergedrückt ist, und zwar länger als für eine Sekunde, so schaltet das motorbetriebene Schraubenziehersystem 1 von einer Antriebsbetriebsart zu einer Einstellbetriebsart, und ein eingestellter Wert wird von der Anzeigeeinheit 32 angezeigt. Das angezeigte Element wird geändert, und zwar durch Drehen der Scheibe 34, und wenn die Wählscheibe 34 niedergedrückt wird für eine kürzere Zeit (weniger als eine Sekunde) wenn ein Element, zu dem der Benutzer eine Änderung vornehmen will, angezeigt wird, das System in einen Zustand gebracht wird, wo eine Änderung an dem betreffenden Element vorgenommen werden kann. Wenn die Wählscheibe 34 in diesem Zustand gedreht wird, so kann der Einstellwert des Elements geändert werden. Wenn die Wählscheibe 34 für eine kurze Zeit wiederum nach Einstellung des Anzeigeelements geändert wurde auf ein Gewünschtes, dann wird die ausgewählte Einstellung bestimmt. Wenn die Wählscheibe 34 für eine lange Zeit, nachdem alle Einstellungen vollendet wurden, gedrückt wird, so wird die Einstellbetriebsart vollendet und das motorbetriebene Schraubenziehersystem 1 wird zur Antriebsbetriebsart zurückgesetzt.
Wie in 2 gezeigt, sieht das Gehäuse 12 des motorbetriebenen Schraubenzieherkörpers 10 darin einen elektrischen Motor 22 vor zum Drehantrieb des Werkzeughalters 16 und des Schraubantriebs 14, wobei ferner Folgendes vorgesehen ist, nämlich eine Steuereinheit 24 zur Ausführung der Steuerung des elektrischen Motors 22 usw., ein Hall-Element 26 zum Detektieren des Drehzustandes des Elektromotors 22, und einen elektrischen Stromsensor 28 zum Detektieren eines elektrischen Stromes, der durch den Elektromotor 22 fließt. Das an den elektrischen Motor 22 angelegte Drehmoment kann gemessen werden durch Messung der Größe des elektrischen Stroms, der durch den Elektromotor 22 fließt.
Das motorbetriebene Schraubenziehersystem 1 ist wie folgt konfiguriert. Wie in dem Flussdiagramm der 3 gezeigt, wenn der Auslösehebel 18 betätigt wird in den „Ein“-Zustand, wird das Schraubenzieherbit- oder kopf 14 zuerst rotationsmässig angetrieben mit einer vorbestimmten hohen Drehgeschwindigkeit oder Drehzahl (beispielsweise 500 UPM), und wenn eine vorbestimmte Hochgeschwindigkeitsantriebszeit vergangen ist seit dem Start des Antriebs, wird das Schraubenzieherantriebsbit 14 rotationsmäßig angetrieben mit der Dreh- oder Rotationsgeschwindigkeit reduziert auf eine niedrigere Drehgeschwindigkeit (beispielsweise 100 UpM). Speziell wenn der Auslösehebel 18 betätigt in den „Ein“-Zustand (S10) ist, startet die Steuereinheit 24 den Antrieb des Elektromotors 22. Zu dieser Zeit wird der Elektromotor 22 durch die Steuereinheit 24 derart gesteuert, dass das Schraubenzieherbit 14 mit einer voreingestellten hohen Drehgeschwindigkeit (S12) rotiert. Es sei bemerkt, dass die Drehzahl oder Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 22 gemessen wird durch das Hall-Element 26. Der Drehantrieb des Schraubenzieherbits 14 mit der hohen Drehgeschwindigkeit wird fortgesetzt bis eine Hochgeschwindigkeitsantriebszeit, eingestellt durch das später beschriebene Verfahren, ausgelaufen ist (S18). Wenn der „Ein“-Zustand des Auslösehebels 18 abgeschaltet (S14) wird, oder wenn festgestellt wird, dass die Schraube gesetzt ist und angezogen ist (S16), bevor die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit vergangen ist, wird beurteilt, dass die Schraubenanziehung normalerweise nicht vollendet ist und die Steuereinheit 24 stoppt den Antrieb des Elektromotors 22 (S28). Wenn die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit ausgelaufen ist (S18), steuert die Steuereinheit 24 den Antrieb des Elektromotors 22, so dass das Schraubantriebsbit 14 rotationsmäßig angetrieben wird mit einer voreingestellten niedrigen Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit (S20). Der Drehantrieb des Schraubenzieherbits 14 bei der niedrigen Rotationsgeschwindigkeit wird fortgesetzt, bis festgestellt wird, dass die Schraube gesetzt und angezogen ist (S24). Wenn der „Ein“-Zustand des Auslösehebels 18 gelöscht wird, bevor detektiert wird, dass die Schraube vollständig angezogen ist (S22), so wird geurteilt, dass die Schraubenanziehung nicht normal vollendet ist und dass die Steuereinheit 24 den Antrieb des Elektromotors 22 stoppt (S28). Wenn detektiert wird, dass die Schraube angezogen ist während des Antriebs mit der niedrigen Drehgeschwindigkeit (S24), wird geurteilt, dass die Schraubenanziehung normal vollendet ist und dass die Steuereinheit 24 den Antrieb des Elektromotors 22 (S26) stoppt. Es sei bemerkt, dass die Detektion, ob die Schraube komplett angezogen ist oder nicht, ausgeführt wird durch Verwenden des Hall-Elements 26 oder des elektrischen Stromsensors 28. Das heißt, wenn die Schraube vollständig angezogen ist, kann das Schraubenzieherbit 14 nicht weiter rotieren und infolgedessen wird die Rotation des Elektromotors 22 gestoppt. Daher ist es möglich, zu urteilen, dass die Schraube vollständig angezogen ist durch Detektion des Rotationsstopp-Zustands des Elektromotors 22 mit dem Hall-Element 26. Es ist auch möglich zu urteilen, dass die Schraube vollständig angezogen ist, und zwar durch Messung der Größe des durch den Elektromotor 22 fließenden Stromes mit dem elektrischen Stromsensor 28, da ein großer elektrischer Stromfluss durch den Elektromotor 22 geschieht, wenn die Rotation des Elektromotors 22 stoppt. Es sei bemerkt, dass ein Drehmomentsensor vorgesehen sein kann, und zwar als eine Anziehungsdetektiereinheit anstelle des Hall-Elements 26 oder des elektrischen Stromsensors 28 zur Messung des Drehmoments, angelegt an das Schraubenzieherbit 14 oder den Elektromotor 22 und zum Detektieren, ob oder ob nicht die Schraube vollständig angezogen ist, basierend auf der Größe des gemessenen Drehmoments.
Das motorbetriebene Schraubenziehersystem 1 ist konfiguriert zur Durchführung des Befestigens oder des Anziehens von Schrauben durch Drehantrieb des Schraubenzieherbits 14 mit einer vorbestimmten hohen Drehgeschwindigkeit nur für eine Hochgeschwindigkeitsantriebszeit, und wobei danach der Drehantrieb des Schraubenzieherbits 14 mit einer niedrigeren Drehgeschwindigkeit erfolgt, als die oben festgestellte. Das heißt, als erstes wird die Schraube schnell angezogen, und zwar mit einer hohen Drehzahl oder Drehgeschwindigkeit innerhalb eines Bereichs, in dem die Schraube nicht ihren Sitz erreicht und sodann wird die Drehgeschwindigkeit auf eine niedrigere Drehgeschwindigkeit reduziert, bei der kein exzessives Drehmoment auf die Schraube und das Objekt, an dem die Schraube befestigt werden soll, ausgeübt wird, und die Schraube angezogen ist an dem Objekt, an dem sie befestigt werden soll. Sodann wird die in ihrem Sitz befindliche Schraube an dem Objekt, an dem sie befestigt sein soll, angezogen. Wenn die Schraube sich in ihrem Sitz befindet und angezogen ist, wird die Rotation des Schraubenzieherantriebsbits 14 und des Elektromotors 22 schnell verlangsamt; daher erhält die Schraube Trägheitskraft von dem Schraubenzieherbit 14, dem Elektromotor 22 usw. Wenn die Drehgeschwindigkeit, wenn die Schraube auf dem Objekt sitzt, an dem sie zu befestigen ist, übermäßig hoch ist, sind die Schraube und das Objekt, auf der diese zu befestigen ist, einer exzessiven Kraft ausgesetzt und können zu Bruch gehen. Daher wird die niedrigere Drehgeschwindigkeit auf eine Geschwindigkeit eingestellt, bei der ein geeignetes Drehmoment auf die Schraube ausgeübt wird. Ferner wenn die Schraube an dem Objekt angezogen ist, auf dem es befestigt werden soll, während das Schraubantriebsbit 14 drehmäßig angetrieben wird mit der hohen Drehgeschwindigkeit, kann die Schraube usw. brechen. Daher wird die eine höhere Geschwindigkeit vorsehende Antriebszeit sorgfältig eingestellt, so dass die Schraube nicht in den Sitz kommt, während das Schraubantriebsbit 14 rotationsmäßig mit der hohen Rotationsgeschwindigkeit gedreht wird.
Mit dem motorbetriebenen Schraubenziehersystem 1 wird die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit, wie in dem Flussdiagramm der 4 gezeigt, eingestellt. Als erstes wird das motorbetriebene Schraubenziehersystem 1 in einen Antriebszeiteinstellmodus geschaltet, der ein Einstellmodus ist, und zwar von dem normalen Antriebsmodus durch ordnungsgemäße Betätigung der Scheibe 34, und in diesem Zustand wird er Auslösehebel eingeschaltet, um eine Schraubenanziehoperation (S30) zu starten. Zu dieser Zeit steuert die Steuereinheit 24 den elektrischen Motor 22 derart, dass das Schraubenzieherbit 14 rotationsmäßig angetrieben wird, bei einer vorbestimmten Einstellrotationsgeschwindigkeit (beispielswiese 100 UPM) (S32) und Messungen der Länge der Anzugszeit erforderlich sind, bis bestimmt wird, dass eine Schraube angezogen ist an dem Objekt, an dem sie befestigt werden soll, und zwar geschieht dies durch das Hall-Element 26 oder den elektrischen Stromsensor 28 als eine Anzugsbefestigungseinheit S34. Wenn detektiert wird, dass die Schraube fest an dem Objekt befestigt ist, an dem sie angezogen werden soll, so wird der Antrieb des Elektromotors 22 gestoppt und die Steuereinheit berechnet eine anfängliche Einstellzeit basierend auf der gemessenen Anzugszeit (S36). Speziell ist die anfängliche Einstellzeit errechnet aus der folgenden Formel:
[Formel 1] $Anfängliche Einstellzeit = Anzugszeit \times \frac{Einstellen der Drehgeschwindigkeit}{hohe Rotationsgeschwindikeit} \times willkürliche Konstante$
Es sei beispielsweise angenommen, dass die Anzugszeit 3 Sekunden beträgt, die Einstellung der Drehgeschwindigkeit 100 UPM ist, die hohe Rotationsgeschwindigkeit 500 UPM ist und dass die willkürliche Konstante (positive Zahl < 1) 0,5 ist. In diesem Falle ist die anfängliche Einstellzeit erhalten aus der obigen Formel (1) 0,3 Sekunden. Die Steuereinheit 24 stellt die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die anfängliche Einstellzeit (0,3 Sekunden) (S38) ein.
Als nächstes wird ein Schraubenanziehvorgang oder eine Schraubenanziehoperation ausgeführt entsprechend mit normalen Schraubenanzugsoperation, gezeigt in dem Flussdiagramm der 3 (S40, S20 bis S28). Zu dieser Zeit misst die Steuereinheit 24 die Länge der erforderlichen Zeit von dem Zeitpunkt, wo die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit endete, bis festgestellt wird, dass die Schraube an dem Objekt, an dem sie befestigt werden soll, angezogen ist, das heißt die Länge der Niedriggeschwindigkeitsantriebszeit, während welcher das Werkzeug mit einer niedrigeren Rotationsgeschwindigkeit (S40) angetrieben wird. Der Benutzer oder Operator, der die Schraubanziehungsoperation beurteilt, ob oder ob nicht die mit höherer Geschwindigkeit vorgesehene Antriebszeit geeignet sei (S42). Wenn die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit als geeignet beurteilt wird, so beendet der Operator die Antriebseinstellungsbetriebsart durch ordnungsgemäße Betätigung der Steuerung 30. Wenn die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit als nicht geeignet beurteilt wird, so beendet der Operator den Antriebszeiteinstellmodus durch ordnungsgemäße Betätigung der Steuerung 30. Wenn die Hochgeschwindigkeitseinstellzeit beurteilt wird als nicht geeignet, so schaltet der Operator den Antriebszeiteinstellmodus durch ordnungsgemäße Betätigung der Steuerung 30 (S44).
Der Antriebszeiteinstellmodus umfasst erste bis dritte Moden, in denen die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit manuell eingestellt wird; mit der Drehscheibe 34 der Steuerung 30 und der vierten Mode wird die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit automatisch eingestellt durch Berechnung durch die Steuereinheit 24. Eine dieser vier Moden kann ausgewählt werden und eingestellt werden, und zwar willkürlich vor dem Schalten auf die Betriebszeiteinstellmode. In der ersten Mode empfängt die Steuereinheit 24 ein Einstellzeitänderungssignal, übertragen von der Wählscheibe 34 jedes Mal, wenn die Wählscheibe 34 verdreht wird, um einen vorbestimmten Winkel (20 Grad), berechnet eine Rücksetzzeit (erste Rücksetzzeit) durch Addition oder Subtraktion von 10 ms zu oder von der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit jedes Mal, wenn die Scheibe 34 verdreht wird durch den vorbestimmten Winkel, und Rücksetzung der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die Rücksetzzeit berechnet. Speziell wenn die Drehscheibe 34 im Uhrzeigersinn verdreht wird um 20 Grad, so werden 10 ms zu 0,3 s hinzuaddiert, wobei es sich hier um die Hochgeschwindigkeitsantriebszeiteinstellung bei Schritt S3 handelt, um so eine Rücksetzzeit von 0,31 s zu erhalten und die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit zurückgesetzt auf die Rücksetzzeit von 0,3 s. Wenn die Wählscheibe 34 entgegen dem Uhrzeigersinn um 40 Grad gedreht wird, werden 20 ms von den 0,3 s subtrahiert, um eine Rückstellzeit von 0,28 s zu erhalten und die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit ist zurückgesetzt auf 0,28 s. In dem zweiten Mode wird eine Rücksetzzeit berechnet durch Erhöhung oder Verminderung der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit durch eine Größe entsprechend einer willkürlichen vorbestimmten Proportion der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit entsprechend mit der Größe der Drehung der Scheibe 34, und die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit wird zurückgesetzt auf die Rücksetzzeit. Speziell in einem Falle, wo die vorbestimmte Proportion beispielsweise auf 10 Prozent eingestellt wurde, wenn die Scheibe 34 im Uhrzeigersinn verdreht wird um 20 Grad, 30 ms, was 10 Prozent der bereits eingestellten Hochgeschwindigkeitsantriebszeit, das heißt 0,3 s ist, und zwar erfolgt die Hinzuaddierung, um so eine Prüfstellzeit von 0,33 s zu erhalten und die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit wird zurückgesetzt auf 0,33 s. Wenn die Drehscheibe 34 entgegen dem Uhrzeigersinn um 40 Grad verdreht wird, 60 ms, was 20 Prozent von 0,3 s ist, so erfolgt die Subtraktion von 0,3 s um eine Rücksetzzeit von 0,24 s zu erhalten und die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit wird zurückgesetzt auf 0,24 s. In der dritten Mode berechnet die Steuereinheit 24 eine Rücksetzzeit durch Addieren oder Subtrahieren einer Einstellzeit eines willkürlich gesetzten vorbestimmten Winkels der Drehscheibe 34 in Übereinstimmung mit der Größe der Rotation der Scheibe 34 und es erfolgt die Rücksetzung der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die Rücksetzzeit, auf diese Weise berechnet. In der ersten Mode ist die Einstellzeit auf 10 ms festgelegt und kann nicht geändert werden; in der dritten Mode kann die Einstellzeit willkürlich eingestellt werden. In der vierten Mode berechnet die Steuereinheit 24 eine Einstellzeit basierend auf der Niedergeschwindigkeitsantriebszeit, die bereits bei S4 gemessen wurde. Speziell wird die Rücksetzzeit berechnet aus der folgenden Formel:
[Formel 2] $Einstellzeit = Niedriggeschwindinkeitsantriebszeit \times \frac{niedrige Drehgeschwindigkeit}{hohe Drehgeschwindigkeit} \times willkürliche Konstante$
Es sei angenommen, dass beispielsweise die Niedriggeschwindigkeitsantriebszeit 0,3 s ist, die Niedrigrotationgeschwindigkeit 100 UPM ist, die hohe Rotationsgeschwindigkeit 500 UPM ist und die willkürliche Konstante (positive Zahl kleiner als 1) 0,2 ist. In diesem Fall ist die Einstellzeit erhalten aus der obigen Formel (2) 12 ms. Die Steuereinheit 24 addiert die Einstellzeit zu der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit, die bereits eingestellt ist, um eine Rücksetzzeit (0,312 s) zu erhalten und setzt die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit zurück auf die Rücksetzzeit. Es sei bemerkt, dass die vierte Betriebsart auch konfiguriert sein kann, um die Selektion zu gestatten, ob die Einstellzeit hinzuaddiert werden soll oder abgezogen werden soll von der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit, um so eine Rücksetzzeit zu erhalten.
Nach der Vollendung des Rücksetzens der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit in dem Antriebszeiteinstellmodus wird sodann eine Schraubenbefestigungsoperation ausgeführt, und zwar entsprechend mit der normalen Schraubbefestigungs- bzw. Schraubanziehoperation, gezeigt in dem Strömungsdiagramm der 3 (S46, S10 bis S28). Wenn das Schraubenanziehen in dem Schraubenanziehvorgang vollendet ist, das heißt wenn festgestellt wird, dass die Schraube im Sitz ist und während des Antriebs mit der niedrigen Rotationsgeschwindigkeit angezogen ist, nachdem die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit (S48) beendet ist, beurteilt der Operator bzw. Benutzer, der die Schraubbefestigungsoperation ausgeführt hat, ob oder ob nicht die Rücksetzung der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit geeignet ist (S50). Wenn die Rücksetzhochgeschwindigkeitsantriebszeit als geeignet beurteilt wird, so beendet der Operator die Antriebszeiteinstellungsmode durch ordnungsgemäße Betätigung der Steuerung 30. Wenn die Rücksetzhochgeschwindigkeitsantriebszeit als nicht geeignet beurteilt wird, so schaltet der Operator die Antriebszeiteinstellmode wiederum durch ordnungsgemäße Betätigung der Steuerung 30 (S44). In dem Schraubenanziehvorgang bei S46 wird die Niedriggeschwindigkeitsantriebszeit nicht gemessen. Daher kann die vierte Mode nicht ausgewählt werden in der Antriebszeiteinstellmode ausgeführt danach. Der Operator ist verpflichtet eine der ersten bis dritten Moden auszuwählen. Wenn festgestellt wird, dass eine Schraube angezogen ist an einem Objekt, an dem diese zu befestigen ist, bevor die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit in der normalen Schraubenanzugsbetriebsart bei S46 (S48) vergangen ist, so wird die Mode zu einer automatischen Antriebszeiteinstellmode (S52) verschoben.
Die automatische Antriebszeiteinstellmode umfasst zwei Moden, die beliebig auswählbar sind. In einer ersten Mode wird eine Rücksetzzeit (zweite Rücksetzzeit) berechnet durch Subtraktion einer vorbestimmten Einstellzeit (auf beispielsweise 10 ms) aus einer Hochgeschwindigkeitsantriebszeit (beispielsweise 0,33 s), und die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit wird zurückgesetzt auf die Rücksetzzeit (0,32 s). In der zweiten Mode wird eine Hochgeschwindigkeitsantriebszeit (beispielsweise 0,33 s) multipliziert durch eine beliebige Konstante, die eine positive Zahl ist kleiner als 1 (beispielsweise 0,95), um eine Rücksetzzeit (0,3135 s) zu berechnen und die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit wird auf die Rücksetzzeit (0,31315 s) zurückgesetzt. Nach Vollendung der Rücksetzung wird die normale Schraubenanzieh- oder Befestigungsoperation vorgenommen wie sie gezeigt ist in dem Flussdiagramm der 3, wobei die Performance wiederum erfolgt gemäß (S54, S10 bis S28) und wobei der Benutzer oder Operator, der die Schraubenanzugsoperation beurteilt, ob oder ob nicht die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit in geeigneter Weise (S50) sich befindet. Wenn die Rücksetzhochgeschwindigkeitsantriebszeit beurteilt wird als geeignet, so beendet der Benutzer den Antriebszeiteinstellmodus durch ordnungsgemäße Betätigung der Steuerung 30. Wenn die Rücksetzhochgeschwindigkeitsantriebszeit als nicht geeignet beurteilt wird, so schaltet der Benutzer auf den Antriebszeiteinstellmodus wiederum durch ordnungsgemäße Betätigung der Steuerung 30 (S54). Bei der Schraubanzieh- oder Befestigungsoperation bei S5 ist die Niedriggeschwindigkeitsantriebszeit nicht gemessen. Daher kann die vierte Mode nicht in der Antriebszeiteinstellmode danach ausgeführt werden. Der Benutzer ist verpflichtet eine der ersten bis dritten Moden auszuwählen. Es sei bemerkt, dass das System nicht derart eingestellt werden kann, dass selbst dann, wenn detektiert wird, dass eine Schraube derart gesetzt werden kann, dass selbst dann, wenn detektiert wird, das eine Schraube angezogen ist an dem Objekt, an dem diese zu befestigen ist, bevor die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit abgelaufen ist in dem normalen Schraubbefestigungsvorgang bei S44, wird die Mode nicht verschoben zu der automatischen Antriebszeiteinstellmode bei S52, sondern stattdessen ist die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit zurückgesetzt in der Antriebszeiteinstellmode bei S44.
In dem Motorantriebsschraubenziehersystem 1 kann die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit automatisch eingestellt werden durch die Steuereinheit 24 basierend auf der Anzugs- oder Befestigungszeit, das heißt beim Schraubenanziehungsvorgang ausgeführt mit der Einstellung der Drehgeschwindigkeit in den oben beschriebenen Schritten S30 bis S38. In den meisten Fällen kann die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit eingestellt werden auf eine geeignete Zeit durch die oben beschriebene Einstellung. Daher braucht der Benutzer nicht die Trial and Error-Schraubanziehungsoperation verwenden unter Verwendung von Schrauben für das mehrfache Testen, um die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit festzulegen. Wenn die Setz- bzw. Stelldrehgeschwindigkeit voreingestellt ist auf die gleiche Geschwindigkeit wie die Niedrigdrehgeschwindigkeit, verwendet in der tatsächlichen Produktionslinie, wird das Anzugs- oder Befestigungsdrehmoment den Standards zur Produktionslinie entsprechen. Daher können selbst in dem Antriebszeiteinstellmode Schrauben eng an das tatsächliche Produkt angezogen oder befestigt werden als Teil einer Zusammenbaueroperation für das Produkt, ohne die Notwendigkeit, dass Schrauben und das daran zu befestigende Objekt speziell angeordnet sind für Einstellzwecke. Anders ausgedrückt ist es nicht notwendig, eine Schraubbefestigungsoperation nur für Einstellzwecke vorzunehmen.
Ferner ist das motorbetriebene Schraubwerkzeugsystem 1 konfiguriert derart, dass die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit eingestellt werden kann in der Antriebszeiteinstellmode (S44), wenn die Hochgeschwindigkeitsantriebszeiteinstellung basierend auf der oben beschriebenen Anfangseinstellzeit nicht geeignet ist oder nicht dem Betriebsgefühl des Benutzers entspricht. In der Antriebszeiteinstellmode kann der Benutzer die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit intuitiv einstellen, während ein aktueller Schraubanzugsvorgang oder -operation im Gange ist; daher kann die Einstellung leicht und schnell vorgenommen werden.
Obwohl in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel das motorbetriebene Schraubantriebssystem 1, welches ein Werkzeug ist für das Befestigen bzw. Festziehen von Schrauben, erklärt wurde als ein Ausführungsbeispiel des Gewindegliedbefestigungswerkzeugs der vorliegenden Erfindung, sollte gesehen werden, dass die vorliegende Erfindung auch angewandt werden kann bei anderen Gewindeteilbefestigungswerkzeugen für das Befestigen anderer Gewindeteile, beispielsweise Muttern. Obwohl das oben beschriebene motorbetriebene Schraubenantriebssystem 1 konfiguriert ist, um die Befestigungs- oder Anziehungszeit zu messen, und zwar durch Detektion der Vollendung des Befestigens oder Anziehens einer Schraube durch Verwendung es Hall-Elements 26 oder des elektrischen Stromsensors 28 als eine Detektionseinheit der Befestigung, kann die Anzugs- oder Befestigungszeit durch andere Verfahren gemessen werden. Beispielsweise kann die Anzugs- bzw. Befestigungszeit gemessen werden durch den Benutzer selbst. Obwohl die anfängliche Einstellzeit berechnet wird durch die Steuereinheit 24 im vorausgehenden Ausführungsbeispiel, kann die anfängliche Einstellzeit ferner berechnet werden aus der obigen Formel (1) durch eine weitere externe Vorrichtung und kann eingegeben werden in das motorbetriebene Schraubenantriebssystem 1. Die Anordnung kann auch derart vorgesehen sein, dass der Benutzer selbst die Berechnung vornimmt und die Anfangseinstellungszeit eingibt in das motorbetriebene Schraubenbefestigungssystem 1.
Obwohl das vorausgehende Ausführungsbeispiel die Wählscheibe 34 verwendet als eine Operationseingabevorrichtung für die Eingabe der Einstellzeit in der Antriebszeiteinstellmode, ist es auch möglich eine andere Bauart der Betriebseingabevorrichtung zu verwenden, die beispielsweise zwei Knöpfe aufweist, wobei beim Drücken eines der zwei Knöpfe die Einstellzeit vergrößert wird und wobei beim Pressen des anderen der Knöpfe die Einstellzeit verringert wird. Die Einstellungszeit kann auch eingegeben werden durch ein Eingabesignal von einer anderen externen Vorrichtung. Ferner können der motorbetriebene Schraubenzieherkörper und die Steuervorrichtung integral zusammen ausgebildet sein als eine Einheit. Es sei bemerkt, dass die speziellen Werte der hohen Drehgeschwindigkeit, der niedrigen Drehgeschwindigkeit, die willkürlichen Konstanten usw. gezeigt in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht und vorgesehen sind und daher wie geeignet eingestellt sein können.
Bezugszeichenliste
Motorgetriebenes Schraubenziehersystem 1; Kabel 2; motorgetriebener Schraubenzieherkörper 10; Gehäuse 12; Schraubenzieherbit bzw. -kopf 14; Bit- oder Kopfhalter 16; Auslösehebel 18; Verbindungsanschluss 20; Elektromotor 22; Steuereinheit 24; Hall-Element 26; elektrischer Stromsensor 28; Steuerung 30; Anzeigeeinheit 32; Wählscheibe 34; Verbindungsanschluss 36; Steuereinheit 38
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 3992676 [0004]

Claims

Ein Gewindeteil-Befestigungswerkzeug, welches folgendes aufweist: einen Elektromotor für den Drehantrieb einer Gewindeteil-Eingriffseinheit, die mit einem Gewindeteil in Eingriff bringbar ist; eine Steuereinheit zur Antriebssteuerung des Elektromotors; und eine Anzugs-Detektiereinheit zum Detektieren, dass ein Gewindeteil an einem Objekt angezogen ist, an dem es zu befestigen ist; die Steuereinheit ist konfiguriert zur Steuerung des Elektromotors derart, dass die Gewindeteil-Eingriffseinheit als erstes rotationsmäßig angetrieben wird mit einer vorbestimmten hohen Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl nur für eine Hochgeschwindigkeitsantriebszeit und danach rotationsmäßig angetrieben wird für eine vorbestimmte niedrige Rotationsgeschwindigkeit, die niedriger ist als die hohe Rotationsgeschwindigkeit; wobei die Steuereinheit den Elektromotor antriebsmäßig derart steuert, dass die Gewindeteil-Eingriffseinheit rotationsmäßig angetrieben wird mit einer Setz-Drehgeschwindigkeit, Messen einer Anzugszeit, die erforderlich ist, bis die Anzugs-Detektiereinheit detektiert, dass ein Gewindeteil in Eingriff mit der Gewindeteil-Eingriffseinheit angezogen ist an dem Objekt, an dem es zu befestigen ist, Berechnen einer anfänglichen Setzzeit durch Multiplikation der Anziehzeit mit einem vorbestimmten positiven Wert kleiner als 1 und einem Wert erhalten durch Division der Setz-Drehgeschwindigkeit durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit und Setzen der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die anfängliche Setzzeit.
Das Gewindeteil-Anzugswerkzeug nach Anspruch 1, welches ferner folgendes aufweist: eine Operationseingabevorrichtung zur Übertragung eines Setzzeitänderungssignales an die Steuereinheit; wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um dann, wenn das Einstellzeitänderungssignal empfangen wird, eine erste Rücksetzzeit zu berechnen, und zwar durch Addition oder Subtraktion einer vorbestimmten Einstellzeit zu oder von der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit, und um die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die erste Rücksetzzeit zurückzusetzen.
Das Gewindeteil-Anzugswerkzeug nach Anspruch 1, welches ferner folgendes aufweist: eine Operationeingabevorrichtung, die ein Einstellzeitänderungssignal an die Steuereinheit überträgt; wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um dann, wenn das Einstelländerungssignal empfangen wird, eine erste Rücksetzzeit zu berechnen, und zwar durch Vergrößern oder Verkleinern der Hochgeschwindigkeitszeit um eine Größe entsprechend einer vorbestimmten Proportion der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit, und Zurücksetzen der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die erste Rücksetzzeit.
Gewindeteil-Anzugswerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit eine Niedriggeschwindigkeitsantriebszeit misst, angefordert, wenn die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit vergangen ist, bis die Anzugs-Detektiereinheit detektiert, dass ein Gewindeteil an einem Objekt, an dem es befestigt werden soll, angezogen ist, Berechnen einer ersten Rücksetzzeit durch Addition oder Subtraktion einer Einstellzeit zu oder von der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit, wobei die Einstellzeit erhalten wird durch Multiplikation der Niedriggeschwindigkeitsantriebszeit mit einem positiven Wert kleiner als 1 und einem Wert erhalten durch Division der niedrigen Rotationsgeschwindigkeit durch den hohen Wert kleiner als 1 und einen Wert erhalten durch Dividieren der niedrigen Rotationsgeschwindigkeit durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit, und Rücksetzen der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die erste Rücksetzzeit.
Das Gewindeteil-Anziehwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuereinheit eine zweite Rücksetzzeit berechnet, und zwar durch Subtraktion einer vorbestimmten Einstellzeit aus der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit, wenn die Anzugs-Detektierteinheit detektiert, dass ein Gewindeteil angezogen ist an dem Objekt, an dem es zu befestigen ist, und zwar vor dem Ablauf der Hochgeschwindigkeitszeit, und Zurücksetzen der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die zweite Rücksetzzeit.
Das Gewindeteil-Befestigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei dann, wenn die Anzugs-Detektiereinheit detektiert, dass ein Gewindeteil angezogen ist an einem Objekt, an dem es zu befestigen ist, und zwar bevor die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit vergangen ist, die Steuereinheit berechnet eine zweite Rücksetzzeit durch Multiplikation der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit mit einem vorbestimmten positiven Wert kleiner als 1 und setzt die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit zurück auf die zweite Rücksetzzeit.
Ein Antriebszeiteinstellverfahren zum Einstellen oder Setzen einer Hochgeschwindigkeitsantriebszeit für ein Gewindeteil-Anzugswerkzeug, wobei das Gewindeteil-Anzugswerkzeug einen Elektromotor aufweist für den Drehantrieb einer Gewindeteil-Eingriffseinheit, die in Eingriff bringbar ist mit einem Gewindeteil und mit einer Steuereinheit, die den Elektromotor antriebsmäßig steuert, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um den Elektromotor derart zu steuern, dass die Gewindeteileingriffeinheit zuerst drehbar angetrieben wird mit einer vorbestimmten hohen Drehgeschwindigkeit nur für eine Hochgeschwindigkeitsantriebszeit und wobei danach der Rotationsantrieb mit einer vorbestimmten niedrigen Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit erfolgt, die niedriger ist als die hohe Rotationsgeschwindigkeit; wobei das Antriebszeiteinstellverfahren folgendes aufweist: den Schritt des Rotationsantriebs der Gewindeteileingriffseinheit mit einer Setz-Rotationsgeschwindigkeit und zur Messung einer Anzugszeit erforderlich, bis ein Gewindeteil in Eingriff steht mit der Gewindeteil-Eingriffseinheit und angezogen ist an einem Objekt, an dem es zu befestigen ist; wobei der Schritt der Berechnung einer anfänglichen Setzzeit durch Multiplikation der Anzugszeit mit einem vorbestimmten positiven Wert erhalten wird, der kleiner ist als 1 und einem Wert erhalten durch Division der Setzrotationsgeschwindigkeit durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit; den Schritt des Setzens der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die anfängliche Setzzeit.
Das Antriebszeitsetzverfahren nach Anspruch 7, welches ferner folgendes aufweist: darauffolgend auf den Schritt des Setzens der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die anfängliche Setzzeit: der Schritt des Berechnens einer ersten Rücksetzzeit durch Addition oder Subtraktion einer vorbestimmten Einstellzeit zu oder von der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit; und den Schritt des Rücksetzens der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die erste Rücksetzzeit.
Das Antriebszeitsetzverfahren nach Anspruch 7, welches ferner folgendes aufweist: darauffolgend auf den Schritt des Setzens der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die anfängliche Setzzeit: der Schritt des Berechnens einer ersten Rücksetzzeit durch Erhöhen oder Vermindern der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit um eine Größe entsprechend einer vorbestimmten Proportion der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit; und den Schritt des Rücksetzens der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die erste Rücksetzzeit.
Das Antriebszeiteinstellverfahren nach Anspruch 7, wobei ferner folgendes vorgesehen ist: darauffolgend auf den Schritt des Setzens der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die anfängliche Setzzeit: der Schritt des Messens, während der Ausführung einer Gewindeteilanzugsoperation mit dem Gewindeteil-Anzugswerkzeug, einer Niedriggeschwindigkeitsantriebszeit angefordert dann, wenn die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit abgelaufen ist, bis ein Gewindeglied angezogen ist an einem Objekt, an dem es zu befestigen ist; den Schritt des Berechnens einer ersten Rücksetzzeit durch Addition oder Subtraktion einer Einstellzeit zu oder von der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit, wobei die Einstellzeit erhalten wird durch Multiplikation der Niedriggeschwindigkeitsantriebszeit mit einem vorbestimmten positiven Wert kleiner als 1 und einem Wert erhalten durch Division der Niedrigrotationsgeschwindigkeit durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit; und den Schritt des Rücksetzens der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die erste Rücksetzzeit.
Das Antriebszeiteinstellverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei ferner folgendes vorgesehen ist: der Schritt, wenn ein Gewindeteil an einem Objekt angezogen ist, an dem es befestigt werden soll, bevor die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit vergangen ist, während eine Gewindeteilanziehoperation ausgeführt wird mit dem Gewindeteilanzugswerkzeug, Berechnen einer zweiten Rücksetzzeit durch Subtrahieren einer vorbestimmten Einstellzeit aus der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit; und den Schritt des Rücksetzens der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die zweite Rücksetzzeit.
Das Antriebszeiteinstellverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei ferner folgendes vorgesehen ist: der Schritt des Berechnens, wenn ein Gewindeteil angezogen ist an einem Objekt, an dem es zu befestigen ist, bevor die Hochgeschwindigkeitsantriebszeit ausgelaufen ist, während ein GewindeteilAnziehvorgang ausgeführt wird mit dem Gewindeteilanzugswerkzeug, Berechnen der zweiten Rücksetzzeit durch Multiplikation der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit mit einem vorbestimmten positiven Wert kleiner als 1; und den Schritt des Rücksetzens der Hochgeschwindigkeitsantriebszeit auf die zweite Rücksetzzeit.