DE69725425T2

DE69725425T2 - Verfahren zum Anziehen von Gewindeelementen

Info

Publication number: DE69725425T2
Application number: DE69725425T
Authority: DE
Inventors: Tadahiro Ohmi; Eiji Nishi-ku Ideta; Hiroyuki Nishi-ku Fukuda; Keiji Nishi-ku Hirao; Tsutomu Nishi-ku Shinohara; Michio Nishi-ku Yamaji; Hiroshi Nishi-ku Morokoshi; Tetsuya Nishi-ku Kojima
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2017-05-22
Also published as: DE69725425D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gewindeelementanziehverfahren zum gleichzeitigen Anziehen von einer Mehrzahl von Gewindeelementen wie beispielsweise Innensechskantschrauben, Sechskantschrauben und Muttern nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4, und insbesondere ein Verfahren zum Anziehen von Gewindeelementen, welches geeignet ist, um Gewindeelemente zur Montage von beispielsweise Massendurchflußsteuerungen, die in einer Gassteuervorrichtung zur Herstellung von Halbleitern angeordnet werden sollen und ein hohe Gasdichtigkeit aufweisen müssen, verwendet werden, geeignet ist.
Steuervorrichtungen, wie beispielsweise Massendurchflußsteuerungen, die zum Beispiel in einer Gassteuervorrichtung zur Herstellung von Halbleitern angeordnet werden und die eine hohe Luft- oder Gasdichtheit aufweisen müssen, umfassen ein Element, das mit vier Sechskantschrauben an einer Grundplatte befestigt ist, wobei die Sechskantschrauben an einer Seite des Elementes angeordnet sind und normalerweise eine Dichtung oder dergleichen zwischen den aneinanderstoßenden Flächen vorgesehen ist. Wenn das Gewindeelementanzugsmoment zu schwach ist, wird eine fehlerhafte Dichtung erzeugt, wohingegen ein zu starkes Anzugsmoment zu einer Deformation der Dichtung und somit ebenfalls zu einer fehlerhafte Dichtung führt, weshalb jede Schraube mit einem ordnungsgemäßen Moment angezogen werden muß. Wenn ferner nur eine Schraube mit einer größeren Kraft als die anderen Schrauben angezogen wird, so wird die Dichtung infolge eines ungleichmäßigen Anziehens deformiert, wodurch auch in diesem Fall eine fehlerhafte Dichtung entsteht. Die Schrauben müssen daher gleich stark angezogen werden. Es ist auch erforderlich, daß die Schrauben gleichmäßig gelöst werden, so daß eine starke Deformation der Dichtung während des Lösens verhindert wird und die Dichtung wiederverwendet werden kann. Bei der Montage der Massendurchflußsteuerung werden folglich die Schrauben zuerst manuell angezogen, woraufhin eine der vier Schrauben mit einem Schraubenschlüssel um einen bestimmten Anteil des insgesamt erforderlichen oder spezifischen Endanzugsmaßes angezogen wird. Dann wird die zweite Schraube, die diagonal gegenüber der ersten Schraube angeordnet ist, um das gleiche Maß angezogen, anschließend wird die dritte Schraube, die sich neben der zweiten Schraube befindet, um das gleiche Maß angezogen, danach wird die vierte Schraube, die diagonal gegenüber der dritten Schraube angeordnet ist, um das gleiche Maß angezogen, und schließlich wird die erste Schraube weiter angezogen und die zuvor beschriebene Prozedur entsprechend wiederholt. Auf diese Weise werden die Schrauben nach und nach jeweils gleichmäßig um ein geringes Maß und schließlich um das vorbestimmte Endanzugsmaß angezogen. Beim Lösen der Schrauben werden diese in einer bestimmten Reihenfolge nach und nach jeweils um ein geringes Maß gelöst.
Bei dieser herkömmlichen Prozedur, die unter Verwendung eines Schraubenschlüssels für Sechskantschrauben durchgeführt wird, treten beim Anziehen und Lösen die nachfolgend beschriebenen Probleme auf.

1. Die Arbeit, die Schrauben jeweils einzeln um ein geringes Maß zu drehen, ist mühsam.
2. Wenn das Maß, um das die Schraube bei jedem Arbeitszyklus angezogen wird, erhöht wird, wird zwar die Arbeit erleichtert, jedoch erhöht sich somit auch die Wahrscheinlichkeit, daß die Dichtung durch ein ungleichmäßiges Anziehen deformiert und auf diese Weise eine fehlerhafte Dichtung erzeugt wird.
3. Obwohl der Winkel, um den die Schraube nach dem manuellen Anziehen mit Hilfe des Schraubenschlüssels gedreht werden muß, vorbestimmt ist, ist die Genauigkeit des Drehwinkels unzureichend, da manuelle Arbeit involviert ist. Somit besteht die Möglichkeit, daß die Schraube nicht mit dem richtigen Maß angezogen und somit eine fehlerhafte Dichtung erzeugt wird.

Ein Anziehverfahren der zuvor beschriebenen Art ist in der US-A-4 081 037 beschrieben, die als nächstliegender Stand der Technik betrachtet wird. Die US-A-4 081 037 offenbart eine Maschine zum gleichzeitigen Anziehen mehrerer Gewindeelemente. Die Maschine umfaßt mehrere Drehmomenterzeugungseinheiten, eine für jedes Gewindeelement, die mit den Gewindeelementen in Eingriff kommen und ein Drehmoment auf diese ausüben. Jede Einheit umfaßt eine Spindel, die in das Gewindeelement eingreift, und einen Drehmomenterfassungsschaltkreis, der ein Drehmomentsignal erzeugt, das die Höhe des ausgeübten Drehmomentes repräsentiert. Ein Drehmomentsteuerschaltkreis jeder Einheit verhindert das Ausüben eines Drehmomentes über eine vorbestimmte obere Grenze hinaus. Ein zentraler Steuereinheitschaltkreis empfängt alle von den einzelnen Einheiten ausgegebenen Drehmomentsignale, vergleicht die Drehmomentsignale miteinander, um diejenigen Einheiten zu identifizieren, bei denen das ausgeübte Drehmoment größer als das einer anderen Einheit oder anderer Einheiten ist, und verhindert, daß eine auf diese Weise identifizierte Einheit weiterhin ein Drehmoment ausübt, bis die andere Einheit oder die anderen Einheiten ein Drehmoment ausüben, das im wesentlichen demjenigen der identifizierten Einheit entspricht.
Mit Hilfe dieser Maschine können mehrere Gewindeelemente gleichzeitig derart angezogen werden, daß bei allen Einheiten gleichzeitig ein gewünschter maximaler Drehmomentwert erzielt wird. Trotzdem kann ein fehlerhaftes Anziehen nicht verhindert werden.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Anziehverfahren der zuvor genannten Art zu schaffen, mit dem keine fehlerhaften Dichtungen erzeugt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Das Gewindeelementeanziehverfahren der Erfindung gewährleistet, daß jedes der Gewindeelemente, wenn es angezogen ist, sich auf einem ordnungsgemäßen absoluten Niveau befindet, indem festgestellt wird, daß das Anzugsmoment des Gewindeelements sich innerhalb eines vorgegebenen Bereiches befindet, wenn das Anzugsmaß (beispielsweise die Anzahl von Umdrehungen) des Gewindeelements einen vorgegebenen Wert erreicht. Das Verfahren gewährleistet weiterhin, daß die Gewindeelemente in äquivalenter Weise festgezogen sind, indem festgestellt wird, ob die Differenz in dem Anzugsmoment zwischen den Gewindeelementen sich innerhalb eines vorgegebenen Bereiches befindet.
Folglich erweisen sich die Gewindeelemente nur dann als ordnungsgemäß angezogen, wenn das absolute Niveau jedes Gewindeelementes innerhalb bestimmter Grenzen liegt, ohne daß ein ungleichmäßiges Anziehen oder ungleiches Festziehen beanstandet wird, und können somit gleichzeitig angezogen werden. Somit können die Gewindeelemente mit einem ordnungsgemäßen Anzugsmoment angezogen werden, ohne daß die mühsame Prozedur erforderlich ist, die Gewindeelemente nacheinander jeweils um ein geringes Maß zu drehen, wobei ein ungleichmäßiges Anziehen verhindert wird.
Der bestimmte Wert für das Anzugsmaß ist geringer als ein ordnungsgemäßer Wert für das Endanzugsmaß. Vorzugsweise umfaßt das Steuermittel ferner Hauptanzugsmittel, um jedes Gewindeelement anzuziehen, bis der ordnungsgemäße Wert erreicht ist, wenn festgestellt wurde, daß das Gewindeelement ordnungsgemäß angezogen ist. Ein fehlerhaftes Anziehen kann somit frühzeitig erfaßt werden, um die Anziehoperation anzuhalten, bevor das Dichtungselement beispielsweise gebrochen ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die oben genannte Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 4 gelöst.
Das Gewindeelementanziehverfahren der Erfindung gewährleistet, daß jedes der Gewindeelemente, wenn es festgezogen ist, sich auf einem ordnungsgemäßen absoluten Niveau befindet, indem das Anziehen vervollständigt wird, wenn das Anzugsmoment des Gewindeelements einen vorgegebenen Wert erreicht und das Anzugsmaß innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt. Das Verfahren gewährleistet weiterhin, daß die Gewindeelemente in äquivalenter Weise angezogen sind, indem festgestellt wird, ob die Differenz in dem Anzugsmoment zwischen den Gewindeelementen innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt.
Folglich erweisen sich die Gewindeelemente nur dann als ordnungsgemäß angezogen, wenn das absolute Niveau jedes Gewindeelementes innerhalb der bestimmten Grenzen liegt, ohne daß ein ungleichmäßiges Anziehen oder ein ungleiches Festziehen beanstandet wird, und können gleichzeitig festgezogen werden. Somit können die Gewindeelemente mit dem ordnungsgemäßen Anzugsmoment angezogen werden, ohne daß die mühsame Prozedur erforderlich ist, die Gewindeelemente jeweils einzeln nacheinander um ein geringes Maß zu drehen, wobei ein ungleichmäßiges Festziehen ausgeschlossen wird.
Der vorbestimmte Wert für das Anzugsmoment ist geringer als ein geeigneter wert für das Endanzugsmoment. Vorzugsweise umfaßt das Steuermittel ferner ein Hauptanzugsmittel zum Anziehen jedes Gewindeelementes, bis der Endanzugsmomentwert erreicht ist, wenn festgestellt wird, daß das Gewindeelement ordnungsgemäß angezogen ist. Somit kann ein fehlerhaftes Anziehen frühzeitig erfaßt werden, um die Anziehoperation anzuhalten, bevor das Dichtungselement beispielsweise gebrochen ist.
Die Anzahl von Gewindeelementen, die durch das oben beschriebene Verfahren festgezogen werden, können zwei, drei oder wenigstens vier betragen. Eine Mehrzahl von Gewindeelementen können gleichzeitig einzeln oder zwei gleichzeitig gedreht werden. Die aufwendige Arbeit, wenigstens zwei Gewindeelemente einzeln ein kleines Maß jeweils zu drehen, kann somit eliminiert werden, indem diese Gewindeelemente gleichzeitig gedreht werden.
Wenn eine Mehrzahl von Gewindeelementen gleichzeitig festgezogen werden sollen, werden alle diese Gewindeelemente gleichzeitig festgezogen. Wenn das Anzugsmoment von einem der Gewindeelemente den vorgegebenen Wert erreicht hat und das Anzugsmaß innerhalb des vorgegebenen Bereiches liegt, ist es erwünscht, das Festziehen des Elements in diesem Moment zu unterbrechen. Dies vermeidet die Möglichkeit, daß eines der Gewindeelemente zu fest angezogen wird, so daß es möglich wird, die Gewindeelemente gleichmäßiger anzuziehen.
Wenn wenigstens vier Gewindeelemente festgezogen werden sollen, ist es gewünscht, diese Gewindeelemente in Sätze von wenigstens zwei zu unterteilen und jeden dieser Sätze durch das beschriebene Verfahren festzuziehen. Wenigstens vier Gewindeelemente können dann unter Verwendung des Anziehverfahrens, welches zum gleichzeitigen Festziehen von zwei Gewindeelementen verwendet wird, verwendet werden. Dies erlaubt die Verwendung eines einfacheren Feststellungs- oder Überprüfungsprogramms als in dem Fall, daß wenigstens vier Gewindeelemente gleichzeitig festgezogen werden.
Wenn vier Gewindeelemente festgezogen werden sollen, ist es gewünscht, diese Gewindeelemente in einem Satz von zwei einander diagonal gegenüberliegenden Elementen und einem weiteren Satz von zwei in umgekehrter Weise diagonal gegenüberliegenden Elementen unterteilt ist. Dabei werden die Gewindeelemente vorzugsweise festgezogen, indem zwei gegenüberliegende Elemente zunächst um ein vorgegebenes Maß angezogen werden, dann die beiden anderen umgekehrt diagonal gegenüberliegenden Elemente um ein vorgegebenes Maß angezogen werden, anschließend die ersten beiden Elemente in einen vorgegebenen Endbereich für das Hauptanziehen gedreht werden, und schließlich die anderen beiden Elemente in einen vorgegebenen Endbereich für das Hauptanziehen gedreht werden. Auf diese Weise können die Gewindeelemente gleichmäßiger auf progressivere Weise festgezogen werden, als in dem Fall, daß die er sten beiden Elemente auf einmal zu ihrem Endmaß angezogen werden.
Es ist gewünscht, daß eine Abnormalitätsfeststellung erfolgt, um das Anziehen zu unterbrechen, wenn das Anzugsmoment von einem der Gewindeelemente den vorgegebenen Wert überschreitet, bevor das Anzugsmaß des Gewindeelements einen spezifischen unteren Grenzwert erreicht. Es ist auch gewünscht, eine Abnormalitätsfeststellung zu treffen, um das Anziehen zu unterbrechen, wenn das Anzugsmoment von einem der Gewindeelemente unterhalb des vorgegebenen Wertes liegt, selbst wenn das Anzugsmaß des Gewindeelements einen vorgegebenen oberen Grenzwert erreicht.
Weiterhin kann der Anzugsvorgang in eine Mehrzahl von Schritten unterteilt werden, von denen jeder nach dem beschriebenen Gewindeelementeanziehverfahren durchgeführt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine teilweise gebrochene perspektivische Ansicht und zeigt ein Verfahren zum Anziehen von Gewindeelementen gemäß der Erfindung;
2 ist ein Flußdiagramm, das den wesentlichen Ablauf der Anziehoperation der Gewindeelemente in einem Gewindeelementumdrehungsanzahlüberwa chungsmodus unter Verwendung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist ein Flußdiagramm, das den Ablauf einer Voranziehoperation in demselben Modus zeigt;
4 ist ein Flußdiagramm, das den Ablauf einer Hauptanziehoperation in demselben Modus zeigt;
5 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Anzahl der Umdrehungen des Gewindeelementes und dem Anzugsmoment des Gewindeelementes zeigt, um eine Gesamtüberprüfungsoperation in demselben Modus darzustellen;
6 ist ein Flußdiagramm, das den Hauptablauf der Anziehoperation der Gewindeelemente in einem Gewindeelementanzugsmomentüberwachungsmodus unter Verwendung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist ein Flußdiagramm, das den Ablauf einer Voranziehoperation in demselben Modus zeigt;
8 ist ein Flußdiagramm des Ablaufes der Hauptanziehoperation in demselben Modus; und
9 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Anzahl der Umdrehungen des Gewindeelementes und des Gewindeelementmomentes zeigt, um eine Ge samtüberprüfungsoperation in demselben Modus darzustellen.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung bezieht sich die Bezeichnung „vorderes Ende" auf ein Ende, das näher an dem anzuziehenden Gewindeelement angeordnet ist, und der Begriff „Basisende" das andere Ende.
Die 1 zeigt eine Vorrichtung zur Verwendung in dem Gewindeelementanziehverfahren der Erfindung. Die Anziehvorrichtung 1 wird zum Anziehen und Lösen von Gewindeelementen, wie beispielsweise Innensechskantschrauben 44, zum Befestigen einer Massendurchflußsteuerung 42 verwendet, die in einer in 1 dargestellten Gassteuervorrichtung 41 verwendet werden soll. Die Massendurchflußsteuerung 42 ist mit einer Dichtung 43 abgedichtet. An jeder der gegenüberliegenden Seiten der Steuerung 42 sind Flansche 42a vorgesehen, die jeweils vier Gewindebohrungen 45 aufweisen, in die vier Innensechskantschrauben 44 geschraubt sind. Die Anziehvorrichtung 1 ist dazu geeignet, zwei der vier Gewindeelemente 44, die diagonal zueinander angeordnet sind, gleichzeitig anzuziehen.
Die Vorrichtung 1 umfaßt einen Körper 2, rechte und linke Motoren 3, die innerhalb des Körpers 2 angeordnet sind, ein Stirnradgetriebe 4, das durch einen Verbindungsab schnitt 5 an dem vorderen Ende der Antriebswelle 3a jedes Motors 3 befestigt ist, rechte und linke Drehschäfte 6, die jeweils an ihrem Basisende ein Ritzel 7 aufweisen, das mit dem Stirnradgetriebe 4 in Eingriff ist, rechte und linke Schraubenschlüsselbereiche 6 und eine innerhalb des Körpers 2 angeordnete Steuereinheit 9 zum Steuern des Motors 3. Der Körper weist eine rechteckige, quaderförmige Form auf und umfaßt eine Basisendwand 2a, die mit einem Griff 23, einem Verbindungselement 24, einem Vorlauf-Rücklauf-Umschaltschalter 25 und einem An-Aus-Schalter 26 versehen ist.
Zwischen dem Stirnradgetriebe 4 und der Welle 3a des Motors 3 ist ein Spiel vorgesehen, so daß sich das Getriebe 4 relativ zu der Motorwelle 3a geringfügig frei drehen kann. Die rechten und linken Drehschäfte 6 erstrecken sich durch die vordere Endwand 2b des Körpers 2 und sind jeweils durch die vordere Endwand 2b des Körpers 2 an einem Bereich nahe ihres Basisendes drehbar gehalten. Ein Haltebereich 10, der die gegenüberliegenden Schäfte 6 aufnimmt, ist an der vorderen Endwand 2b des Körpers 2 angeordnet. Jeder Drehschaft 6 weist an seinem vorderen Ende einen Bereich mit kleinem Durchmesser 11 auf, der sich koaxial zu dem Schaft 6 erstreckt. Da zwischen dem Stirnradgetriebe 4 und der Antriebswelle 3a des Motor ein Spiel vorgesehen ist, beginnt sich der Drehschaft 6 erst eine kurze Zeitdauer nach dem Beginn der Drehbewegung der Motorwelle 3a zu drehen und folgt dann der Drehbewegung der Motorwelle 3a. Der Schraubenschlüsselbereich hat an seinem vorderen Ende ein sechseckiges Prisma 18, das ei nen Querschnitt aufweist, welcher der sechseckigen Ausnehmung des Gewindeelements 44 entspricht.
Der Schraubenschlüsselbereich 8 ist durch gestufte Gewindebolzen 21 mit dem drehbaren Schaft 6 verbunden und ist axial bewegbar.
Das sechseckige Prisma 18 des Schraubenschlüsselbereiches 8 umfaßt einen Gewindeelementhalter 22 mit drei Blattfedern 22a. Der Innensechskantkopf des Gewindeelements 44 kann durch den Gewindeelementhalter 22 gehalten werden. Die Steuereinheit 9 umfaßt beispielsweise einen Kleinrechner und steuert die Motoren 3, während er überprüft, ob jedes Gewindeelement 44 ordnungsgemäß angezogen ist und ob die Gewindeelemente 44 relativ zueinander gleichmäßig angezogen sind.
Der Drehwinkel des Gewindeelementes 44 oder seine Verstellung dient als Anzugsmaß des Gewindeelementes. Der Drehwinkel des Gewindeelementes 44 kann beispielsweise mit Hilfe einer Codiereinrichtung erfaßt werden. Der Drehwinkel des Gewindeelementes 44 kann natürlich auch über den Drehwinkel des Drehschaftes 6 bestimmt werden. Alternativ kann der Drehwinkel unter Verwendung eines Potentiometers erfaßt und anschließend das analoge Signal in einen Winkel umgerechnet werden. Die Verstellung des Gewindeelementes 44 kann erfaßt werden, indem der Abstand zwischen dem Gewindeelement 44 und der Massendurchflußsteuerung 42 mit einem Potentiometer, einem Wirbelstromwegsensor, einem Laserwegsensor oder dergleichen gemessen wird. Das Anzugsmoment kann unter Verwendung eines Dehnungsmeßgerätes bestimmt werden, das an dem Drehschaft 6 befestigt ist, woraufhin die Dehnung des Schaftes 6 mit Hilfe eines Anzugsmomentdetektors entsprechend umgerechnet wird. Alternativ kann das Anzugsmoment durch einen magnetostriktiven Momentsensor erfaßt werden. Ferner kann das Anzugsmoment alternativ anhand des zum Antreiben des Motors 3 erforderlichen Stroms berechnet werden, wobei diese Berechnung der Tatsache zugrunde liegt, daß sich der Strom graphisch ähnlich wie das Anzugsmoment verhält.
Die 2 bis 4 sind Flußdiagramme, die einen Ablaufmodus der Anziehoperation von vier an den vier Ecken des zu befestigenden Elementes angeordneten Gewindeelementen unter Verwendung der Anzugsvorrichtung 1 zeigt (Gewindeelementumdrehungsanzahlsteuermodus). 5 zeigt die Beziehung zwischen der Anzahl von Umdrehungen, die das Gewindeelement ausführt, und dem Gewindeelementanzugsmoment für zwei diagonal angeordnete Gewindeelemente, die jeweils mit einer federnden Unterlegscheibe versehen werden, wenn die Gewindeelemente normal angezogen werden.
Unter Bezugnahme auf 5 wird das Gewindeelement mit einem konstanten geringen Anzugsmoment angezogen, bis sich das Gewindeelement zu drehen beginnt und bis das Gewindeelement mit der federnden Unterlegscheibe in Kontakt kommt. Nachdem das Gewindeelement mit der federnden Unterlegscheibe in Kontakt gekommen ist, erhöht sich das Anzugsmoment mit einem nahezu konstanten Gradienten, bis das Gewindeelement im engen Kontakt mit der Oberfläche des zu befestigenden Elementes (Flansch) steht. Sobald das Gewindeelement im engen Eingriff mit dem Flansch steht, erhöht sich der Gradient des Anzugsmomentes, woraufhin das Anzugsmoment mit diesem erhöhten Gradienten zunimmt. Angenommen, das ordnungsgemäße Anzugsmoment beträgt 0,9087 Nm (10 kgf*cm), nachdem das Gewindeelement in engen Kontakt mit dem Flansch gekommen ist, und das ordnungsgemäße Anzugsmoment zum Zeitpunkt des vollständigen Anziehens beträgt 2,7260 Nm (30 kgf*cm).
Unter Bezugnahme auf 2 wird zuerst der Hauptablauf der Anziehoperation im Gewindeelementumdrehungsanzahlsteuermodus beschrieben.
Zuerst wird die Hardware des Kleinrechners initialisiert, um die Parameter, die Anschlüsse und den Speicher für den Beginn der Operation bereitzustellen (Schritt 1). Dann wird der Startknopf gedrückt (Schritt 2), um zwei der vier Gewindeelemente, die diagonal zueinander angeordnet sind, voranzuziehen (Schritt 3). In Schritt 3 werden zuerst eine Umdrehungsanzahl zum Voranziehen der Gewindeelemente und das Anfangsanzugsmoment gesetzt (Schritt 4) Das Anfangsanzugsmoment ist als derjenige Anzugsmomentwert direkt nach Beginn des Anstiegs des Anzugsmomentes definiert, der einsetzt, sobald das Gewindeelement mit der federnden Unterlegscheibe in Kontakt kommt. Die vorbestimmte Umdrehungsanzahl bei Voranziehen basiert auf der Umdrehungsanzahl, die zu diesem Anzugsmoment führt, und wird anhand dieser Umdrehungsanzahl berechnet, wobei es sich um eine Umdrehungsanzahl handelt, bei der das Ge windeelement mit dem Flansch in direkten Kontakt kommt (siehe 5). Nach dem nachfolgend zu beschreibenden Voranziehen wird überprüft, ob die diagonal zueinander angeordneten Gewindeelemente ordnungsgemäß angezogen sind (Schritt 5).
Wenn festgestellt wird, das die diagonal zueinander angeordneten Gewindeelemente (diagonalen Gewindeelemente) ordnungsgemäß angezogen sind, wird die Anzugsvorrichtung 1 von den diagonalen Gewindeelementen entfernt und anschließend an den anderen diagonal zueinander angeordneten Gewindeelementen positioniert (umgekehrt diagonale Gewindeelemente). Wenn nun der Startknopf gedrückt wird (Schritt 6), werden die umgekehrt diagonalen Gewindeelemente vorangezogen (Schritt 7). Schritt 7 entspricht im wesentlichen Schritt 3; zuerst werden eine Umdrehungsanzahl für das Voranziehen und das Anfangsanzugsmoment gesetzt (Schritt 8). Anschließend wird gemäß des Ablaufes der Voranziehoperation festgestellt, ob die umgekehrt diagonalen Gewindeelemente ordnungsgemäß vorangezogen sind (Schritt 9). Da sich die Anzugsmomentkurve der umgekehrt diagonalen Gewindeelemente von denen der ersten diagonalen Gewindeelemente unterscheidet, handelt es sich bei der gesetzten Umdrehungsanzahl für das Voranziehen und bei dem Anfangsanzugsmoment um Werte, die für die umgekehrt diagonalen Gewindeelemente durch tatsächliches Anziehen bestimmt werden.
Wenn die umgekehrt diagonalen Gewindeelemente vollständig vorangezogen sind, wird die Vorrichtung 1 von diesen Ge windeelementen entfernt und an den ersten diagonalen Gewindeelementen positioniert. Nach dem Drücken des Startknopfes (Schritt 10) erfolgt das Hauptanziehen der diagonalen Gewindeelemente gemäß einer Hauptanzugsoperation, die nachfolgend beschrieben ist (Schritt 11). Die Vorrichtung 1 wird anschließend von den ersten diagonalen Gewindeelementen entfernt und an den umgekehrt diagonalen Gewindeelementen positioniert. Nach dem Drücken des Startknopfes (Schritt 12) erfolgt das Hauptanziehen der umgekehrt diagonalen Gewindeelemente gemäß der Hauptanzugsoperation, wonach die Reihe von Anzugsvorgängen für vier Gewindeelemente abgeschlossen ist (Schritt 13). Nun wird Schritt 2 erneut ausgeführt, um die zuvor beschriebenen Schritte zu wiederholen, wenn ein weiterer Satz von vier Gewindeelementen angezogen werden soll.
Bei dem zuvor beschriebenen Prozeß wird das Gewindeelement bei einer hohen Geschwindigkeit während des Voranziehens und bei einer geringen Geschwindigkeit während des Hauptanziehens gedreht. Bei der Voranziehoperation kann der erste Teil der Operation bei hoher Geschwindigkeit und der zweite Teil der Operation bei geringer Geschwindigkeit erfolgen. Obwohl der Wert des Anzugsmomentes zu dem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Beginn des Anstiegs des Anzugsmomentes gefolgt von dem Kontakt des Gewindeelementes mit der federnden Unterlegscheibe als vorbestimmtes Anfangsanzugsmoment definiert ist, kann es sich bei dem vorbestimmten Moment auch um den Wert zu demjenigen Zeitpunkt handeln, zu dem das Gewindeelement in die Gewindebohrung eingesetzt wird, oder um denjenigen Wert, der vorliegt, wenn das Gewindeelement um eine oder zwei Umdrehungen gedreht wurde.
Nachfolgend wird der Ablauf der Voranziehoperation des Anzugsverfahrens unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Zuerst werden das Gewindeelement (1) und das Gewindeelement (2) zu Beginn des Anziehens bei hoher Geschwindigkeit gedreht, und die Merker für das Moment (1), das Moment (2), die Umdrehungsanzahl (1) und die Umdrehungsanzahl (2) werden zurückgesetzt (Schritt 21). Die Merker für das Moment (1) und das Moment (2) werden gesetzt, wenn das Moment des Gewindeelementes (1) und des Gewindeelementes (2) einen Wert erreichen, der nicht kleiner als das vorbestimmte Anfangsmoment ist. Die Merker für die Umdrehungsanzahl (1) und die Umdrehungsanzahl (2) werden gesetzt, wenn das Gewindeelement (1) und das Gewindeelement (2) wenigstens die vorbestimmte Umdrehungsanzahl zum Voranziehen ausgeführt haben.
Anschließend wird überprüft, ob der Merker für das Moment (1) gesetzt ist (Schritt 22). Wenn festgestellt wurde, daß der Merker gesetzt ist, wird überprüft, ob der Merker für das Moment (2) gesetzt ist (Schritt 23). Wenn festgestellt wurde, daß der Merker für das Moment (2) gesetzt ist, ist dies ein Hinweis dafür, daß sich das Gewindeelement (1) und das Gewindeelement (2) am Anfangspunkt befinden, so daß der Ablauf mit Schritt 30 fortfährt. Wenn in Schritt 22 festgestellt wurde, daß der Merker für das Moment (1) nicht gesetzt ist, wird das Moment des Gewindeelementes (1) abgelesen (Schritt 27) und überprüft, ob es kleiner als das vorbestimmte Anfangsmoment ist (Schritt 28). Wenn in Schritt 28 festgestellt wird, daß das Moment nicht kleiner als das Anfangsmoment ist, wird der Merker für das Moment (1) gesetzt und das Anziehen des Gewindeelementes (1) unterbrochen (Schritt 29), woraufhin sich Schritt 23 anschließt. Wenn in Schritt 28 festgestellt wird, daß das Moment des Gewindeelementes (1) kleiner als der Anfangswert ist, schließt sich direkt Schritt 23 an. Wenn in Schritt 23 festgestellt wird, daß der Merker für das Moment (2) nicht gesetzt ist, wird das Moment des Gewindeelementes (2) abgelesen (Schritt 24) und überprüft, ob es nicht geringer als der Anfangswert ist (Schritt 25). Wenn in Schritt 25 festgestellt wird, daß das Moment des Gewindeelementes (2) wenigstens dem Anfangswert entspricht, wird der Merker für das Moment (2) gesetzt und das Anziehen des Gewindeelementes (2) unterbrochen (Schritt 26), woraufhin mit Schritt 22 fortgefahren wird. Wenn in Schritt 25 festgestellt wird, daß das Moment des Gewindeelementes (2) kleiner als der Anfangswert ist, folgt direkt Schritt 22.
Nachdem das Moment eines der Gewindeelemente den vorbestimmten Wert in zuvor genannten Schritten 22 bis 29 erreicht hat, wird die Anziehoperation des Gewindeelementes angehalten, und es werden die anderen Gewindeelemente kontinuierlich angezogen, bis der vorbestimmte Momentwert erreicht ist. Sobald beide Gewindeelemente auf diese Weise mit dem Voranzugsmoment angezogen wurden, fährt der Ablauf mit Schritt 30 und den nachfolgenden Schritten fort, um die Voranziehoperation basierend auf der Gewindeelementumdrehungsanzahl durchzuführen.
In Schritt 30 und den darauffolgenden Schritten wird eine Abfrage durchgeführt, ob der Merker für die Umdrehungsanzahl (1) gesetzt ist (Schritt 30). Wenn die Antwort negativ ist, beginnt die Anziehoperation des Gewindeelementes (1) (Schritt 31) und die Umdrehungsanzahl des Gewindeelementes (1) wird abgelesen (Schritt 32). Es wird eine Abfrage durchgeführt, ob die Anzahl wenigstens der vorbestimmten Voranziehumdrehungsanzahl entspricht (Schritt 33). Wenn die Abfrage bestätigt wird, wird überprüft, ob das Gewindeelement (1) normal vorangezogen ist, der Merker für die Umdrehungsanzahl (1) gesetzt und das Anziehen des Gewindeelementes (1) unterbrochen (Schritt 34), woraufhin Schritt 35 folgt. Wenn in Schritt 35 festgestellt wird, daß der Merker für die Umdrehungsanzahl (2) nicht gesetzt ist, wird in Schritt 36 mit dem Anziehen des Gewindeelementes (2) begonnen und die Umdrehungsanzahl des Gewindeelementes (2) abgelesen (Schritt 37). Es wird eine Abfrage durchgeführt, ob die Anzahl wenigstens der vorbestimmten Voranziehumdrehungsanzahl entspricht (Schritt 38). Wenn diese Anfrage bestätigt wird, wird überprüft, ob das Gewindeelement (2) normal angezogen ist, der Merker für die Umdrehungsanzahl (2) gesetzt und das Anziehen des Gewindeelementes (2) unterbrochen (Schritt 39), woraufhin mit Schritt 30 fortgefahren wird. Wenn in Schritt 35 festgestellt wird, daß der Merker für die Umdrehungsanzahl (2) gesetzt ist, wird dies als Zeichen dafür in terpretiert, daß sich die Voranziehumdrehungsanzahl (das absolute Niveau) sämtlicher Gewindeelemente (1), (2) in einem vorbestimmten Bereich befindet, woraufhin überprüft wird, ob die Gewindeelemente normal angezogen sind. Zuerst wird eine Abfrage durchgeführt, ob das Moment (1) innerhalb eines vorbestimmten Bereiches befindet (Schritt 40). Wenn die Antwort negativ ausfällt, wird ein anormales Anziehen angezeigt (Schritt 42), woraufhin der Ablauf in einen manuellen Modus überführt wird (Schritt 49). Wenn die Antwort bestätigend ist, wird eine Abfrage durchgeführt, ob das Moment (2) innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt (Schritt 41). Wenn die Antwort negativ ist, wird ein anormales Moment angezeigt (Schritt 42), woraufhin der Vorgang in einen manuellen Modus überführt wird (Schritt 49). Wenn sich sowohl das Moment (1) als auch das Moment (2) innerhalb des vorbestimmten Bereiches befinden, wird das Moment (1) mit dem Moment (2) verglichen (Schritt 43). Wenn das Moment (1) größer ist, wird das Moment (2) von dem Moment (1) subtrahiert, um die Momentdifferenz ΔT zu berechnen (Schritt 44). Ist das Moment (1) nicht größer als das Moment (2), so wird das Moment (1) von dem Moment (2) subtrahiert, um die Momentdifferenz ΔT zu berechnen (Schritt 45). Es wird eine Abfrage durchgeführt, ob die Momentdifferenz ΔT innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt (Schritt 46). Wenn die Abfrage bestätigt wird, wird dies als Hinweis darauf interpretiert, daß die Gewindeelemente ordnungsgemäß angezogen sind, und der Ablauf der Operation ist beendet (Schritt 47). Wenn die Antwort auf die Abfrage hingegen negativ ist, wird festgestellt, daß die Gewindeelemente ungleichmäßig angezogen sind, woraufhin ein Fehlersignal ausgegeben wird (Schritt 48) und der Operationsablauf in den manuellen Modus überführt wird (Schritt 49).
Sobald das Moment eines der Gewindeelemente die vorbestimmte Umdrehungsanzahl in einem der zuvor beschriebenen Schritte 30 bis 39 erreicht, wird das Anziehen dieses Gewindeelementes unterbrochen und nur noch das andere Gewindeelement kontinuierlich angezogen, bis auch dieses die vorbestimmte Umdrehungsanzahl erreicht. Wenn die beiden Gewindeelemente auf diese Weise wenigstens bis zu der vorbestimmten Umdrehungsanzahl angezogen sind, fährt der Ablauf mit Schritt 40 und den darauffolgenden Schritten fort.
Nachfolgend wird der Hauptanziehablauf der Anzugoperation gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Zuerst werden das Gewindeelement (1) und das Gewindeelement (2) zu Beginn des Anziehvorgangs bei geringer Geschwindigkeit gedreht und die Merker für die Umdrehungsanzahl (1) und die Umdrehungsanzahl (2) zurückgesetzt (Schritt 51). Die Merker für die Umdrehungsanzahl (1) und für die Umdrehungsanzahl (2) werden gesetzt, wenn das Gewindeelement (1) und das Gewindeelement (2) wenigstens bis zur vorbestimmten Hauptanzugsumdrehungsanzahl gedreht sind. Bei dieser Anzahl handelt es sich um eine mögliche Anzugsumdrehungsanzahl des Gewindeelementes basierend auf und gezählt von der Voranzugsumdrehungsanzahl des Gewindeelementes. Es wird überprüft, ob der Merker für die Umdrehungsanzahl (1) gesetzt ist (Schritt 52). Wenn in Schritt 52 festgestellt wird, daß der Merker für die Umdrehungsanzahl (1) gesetzt ist, wird überprüft, ob der Merker für die Umdrehungsanzahl (2) gesetzt ist (Schritt 53). Wenn in Schritt 53 festgestellt wird, daß dieser gesetzt ist, gelten die Gewindeelemente als ordnungsgemäß angezogen, so daß der Ablauf beendet ist.
Wenn hingegen in Schritt 52 festgestellt wird, daß der Merker für die Umdrehungsanzahl (1) nicht gesetzt ist, wird die Umdrehungsanzahl (1) des Gewindeelementes (1) abgelesen, und es wird eine Abfrage durchgeführt, ob die Anzahl wenigstens der Hauptanzugsumdrehungsanzahl entspricht (Schritt 58). Wenn die Abfrage bestätigt wird, wird das Hauptanziehen des Gewindeelementes (1) als normal bewertet, woraufhin das Anziehen des Gewindeelementes (1) unterbrochen wird (Schritt 59), der Merker für die Umdrehungsanzahl (1) gesetzt wird (Schritt 60) und mit Schritt 53 fortgefahren wird, um zu überprüfen, ob der Merker für die Umdrehungsanzahl (2) gesetzt ist. Wenn die Umdrehungsanzahl (1) geringer als die Hauptanzugsumdrehungsanzahl ist, wird das Gewindeelement (1) kontinuierlich angezogen, woraufhin Schritt 53 durchgeführt wird, um zu überprüfen, ob der Merker für die Umdrehungsanzahl (2) gesetzt ist. Wenn in Schritt 53 festgestellt wird, daß der Merker nicht gesetzt ist, wird die Umdrehungsanzahl (2) des Gewindeelementes (2) gelesen, und es wird eine Abfrage durchgeführt, ob diese Anzahl wenigstens der Hauptanzugsumdrehungsanzahl entspricht (Schritt 55). Wenn die Abfrage bestätigt wird, gilt das Hauptanziehen des Gewindeelementes (2) als normal ausgeführt, woraufhin das Anziehen des Gewindeelementes (2) unterbrochen wird (Schritt 56), der Merker für die Umdrehungsanzahl (2) gesetzt wird (Schritt 57) und mit Schritt 52 fortgefahren wird, um zu überprüfen, ob der Merker für die Umdrehungsanzahl (1) gesetzt ist. Auf diese Weise werden die Merker für die entsprechende Umdrehungsanzahl (1) und (2) gegebenenfalls gesetzt, woraufhin mit Schritt 54 fortgefahren wird, um den Vorgang zu beenden.
Folglich können die vier Gewindeelemente unter Verwendung der Vorrichtung 1 zum gleichzeitigen Anziehen von zwei Gewindeelementen gleichmäßig mit dem geeigneten Moment angezogen werden.
Da das Anzugsmoment während der Voranzugsoperation dahingehend überprüft wird, ob es innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, muß nicht überprüft werden, ob sich das Hauptanzugsmoment innerhalb eines vorbestimmten Bereiches befindet, so daß das Programm entsprechend vereinfacht werden kann. Es kann natürlich überprüft werden, ob sich das Moment innerhalb des vorbestimmten Bereiches befindet, oder die Hauptanzugsoperation kann auf dieselbe Weise wie die Voranzugsoperation durchgeführt werden.
Die 6 bis 8 sind Ablaufdiagramme, die einen weiteren Modus (Gewindeelementanzugsmomentsteuermodus) des Verfahrens zum Anziehen von vier an den vier Ecken des Elementes angeordneten Gewindeelementen mit Hilfe der Anzugsvorrichtung zeigt. 9 zeigt einen Graph, der dem in 5 dargestellten Graph entspricht, und zeigt die Beziehung zwischen der Gewindeelementumdrehungsanzahl und dem Gewindeelementmoment, wobei der Maßstab der Abszisse und der Ordinate gemäß dem vorliegenden Modus des Anzugsverfahrens geändert ist. Es ist zu erkennen, daß das Gewindeelement, wenn es n Umdrehungen ausgeführt hat, in engen Kontakt mit dem Flansch kommt, wobei das ordnungsgemäße Anzugsmoment zu diesem Zeitpunkt (Voranzugsmoment) 0,9087 Nm (10 kgf*cm) beträgt.
Unter Bezugnahme auf 6 wird nachfolgend zuerst der Ablauf der Hauptanzugsoperation des Anzugsverfahrens in dem Gewindeelementanzugsmomentsteuermodus beschrieben.
Zuerst werden die Hardware des Kleinrechners zum Setzen der Parameter, die Anschlüsse und der Speicher initialisiert, um die Operation zu beginnen (Schritt 1). Dann wird der Startknopf gedrückt (Schritt 2), um zwei der vier Gewindeelemente, die diagonal zueinander angeordnet sind, voranzuziehen (Schritt 3). In Schritt 3 werden eine vorbestimmte Gewindeelementvoranzugsumdrehungsanzahl und ein vorbestimmtes Moment für die diagonal zueinander angeordneten Gewindeelemente gesetzt (Schritt 4). Zusammen mit der vorbestimmten Umdrehungsanzahl, die auf einer Umdrehung des Gewindeelementes basiert, wird ein erforderlicher Bereich hinzugefügt, um eine vorbestimmte obere Grenze der Umdrehungsanzahl und eine vorbestimmte untere Grenze der Umdrehungsanzahl als Referenzwerte vorzugeben.
Bei dem vorbestimmten Moment handelt es sich um das Anzugsmoment, das aus genau einer Umdrehung des Gewindeelementes resultiert. Gemäß dem nachfolgend beschriebenen Ablauf der Voranzugsoperation wird eine Abfrage durchgeführt, ob das Anzugsmoment für die erste Umdrehung des Gewindeelementes innerhalb des vorbestimmten Momentbereiches liegt (Schritt 5). Wenn die Antwort die Abfrage bestätigt, wird eine Abfrage durchgeführt, ob das Anzugsmoment das Voranzugsmoment von 0,9087 Nm (10 kgf*cm) erreicht hat (Schritt 6). Wenn das Voranzugsmoment nicht erreicht wurde, werden die nächste vorbestimmte Gewindeelementumdrehungsanzahl und das nächste vorbestimmte Moment der diagonal angeordneten Gewindeelemente gesetzt (Schritt 7), woraufhin Schritt 5 folgt. Die vorbestimmte Gewindeelementumdrehungsanzahl basiert auf einer Umdrehung des Gewindeelementes, wobei das vorbestimmte Moment für jede Umdrehung des Gewindeelementes gesetzt wird. Der Ablauf der Voranzugsoperation des Schrittes 5 wird wiederholt, bis das Gewindeelement n Umdrehungen ausgeführt hat. In der zweiten Hälfte des Ablaufes der Voranzugsoperation kann die vorbestimmte Gewindeelementumdrehungsanzahl beispielsweise auf einer halben Umdrehung des Gewindeelementes basieren, um die Überprüfungsfrequenz zu erhöhen und um ein besseres Ergebnis zu erzielen. Wenn kein anormales Anziehen während des Ablaufes der Voranzugsoperation stattfindet, erreicht das Anzugsmoment das vorbestimmte Moment von 0,980665 Nm (10 kgf*cm), woraufhin das Voranziehen des Schrittes 3 für die diagonal zueinander angeordneten Gewindeelemente abgeschlossen ist.
Die Anzugsvorrichtung 1 wird von den diagonal zueinander angeordneten Gewindeelementen entfernt und dann an den umgekehrt diagonalen Gewindeelementen angeordnet. Durch Drücken des Startknopfes (Schritt 8) wird das Voranziehen der umgekehrt diagonalen Gewindeelemente gestartet (Schritt 9). In Schritt 9, der dem Schritt 3 entspricht, werden eine vorbestimmte Gewindeelementumdrehungsanzahl und ein vorbestimmtes Moment für die umgekehrt diagonalen Gewindeelemente gesetzt (Schritt 10). Bei dem Ablauf der Voranzugsoperation wird überprüft, ob das Anzugsmoment in dem Bereich des vorbestimmten Momentes liegt (Schritt 11). Wenn das Ergebnis akzeptabel ist, wird eine Abfrage durchgeführt, ob das Anzugsmoment das Voranzugsmoment von 0,9087 (10 kgf*cm) erreicht hat (Schritt 12). Wenn das Voranzugsmoment nicht erreicht wurde, werden die nächste vorbestimmte Gewindeelementumdrehungsanzahl und das nächste vorbestimmte Moment für die umgekehrt diagonalen Gewindeelemente gesetzt (Schritt 13), woraufhin der Ablauf der Voranzugsoperation gemäß Schritt 11 folgt. Wenn während des Ablaufs der Voranzugsoperation keine Anormalität auftritt, erreicht das Anzugsmoment das vorbestimmte Moment von 0,9087 Nm (10 kgf*cm) und das Voranziehen des Schrittes 9 für die umgekehrt diagonalen Gewindeelemente ist beendet. Hinsichtlich der vorbestimmten Drehmomentwerte in den Schritten 10 und 13 unterscheidet sich die Drehmomentkurve der ersten diagonal zueinander angeordneten Gewindeelemente von derjenigen der umgekehrt diagonalen Gewindeelemente, so daß die Momente basierend auf dem aktuellen Ergebnis der Anzugsoperation für die umgekehrt diagonalen Gewindeelemente vorbestimmt werden.
Wenn die umgekehrt diagonalen Gewindeelemente vollständig vorangezogen sind, wird die Vorrichtung 1 von diesen Gewindeelementen entfernt und an den ersten diagonalen Gewindeelementen angeordnet. Durch Drücken des Startknopfes (Schritt 14) wird die Hauptanzugsoperation der diagonalen Gewindeelemente gemäß dem nachfolgend beschriebenen Ablauf eingeleitet (Schritt 15). Die diagonalen Gewindeelemente werden in Schritt 15 mit einem Anzugsmoment von 2,7260 Nm (30 kgf*cm) angezogen. Die Vorrichtung 1 wird anschließend von den ersten diagonalen Gewindeelementen entfernt und an den umgekehrt diagonalen Gewindeelementen angeordnet. Durch Drücken des Startknopfes (Schritt 16) wird die Hauptanzugsoperation der umgekehrt diagonalen Gewindeelemente gemäß dem Ablauf der Hauptanzugsoperation eingeleitet, und die umgekehrt diagonalen Gewindeelemente werden mit einem Anzugsmoment von 2,7260 (30 kgf*cm) angezogen, wonach der Ablauf der Hauptanzugsoperation für die vier Gewindeelemente abgeschlossen ist (Schritt 17). Wenn ein weiterer Satz von vier Gewindeelementen angezogen werden soll, folgt erneut Schritt 2 und die zuvor beschriebenen Schritte werden wiederholt.
Bei dem zuvor beschriebenen Prozeß wird das Gewindeelement während des Voranziehens bei einer hohen Geschwindigkeit und während des Hauptanziehens bei einer geringen Geschwindigkeit gedreht. Bei der Voranzugsoperation kann der erste Teil der Operation bei einer hohen Geschwindig keit und der zweite Teil der Operation bei einer geringen Geschwindigkeit durchgeführt werden.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 7 der Ablauf der Voranzugsoperation des Anzugsverfahrens beschrieben.
Zu Beginn des Anziehens werden das Gewindeelement (1) und das Gewindeelement (2) zuerst mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht und die Merker für das Moment (1) und das Moment (2) zurückgesetzt (Schritt 21). Die Merker für das Moment (1) und das Moment (2) werden gesetzt, wenn das Moment des Gewindeelementes (1) und des Gewindeelementes (2) nicht geringer als ein Wert gemäß einer vorbestimmten Umdrehungsanzahl ist. Dann wird eine Abfrage durchgeführt, ob der Merker für das Moment (1) gesetzt ist (Schritt 22). Wenn die Antwort die Abfrage bestätigt, wird überprüft, ob der Merker für das Moment (2) gesetzt ist (Schritt 23).
Wenn der Merker für das Moment (2) gesetzt ist, zeigt dies an, daß das absolute Niveau des Anzugsmomentes der Gewindeelemente (1) und (2) innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt, woraufhin das relative Niveau überprüft wird. Genauer gesagt wird die Umdrehungsanzahl (1) des Gewindeelementes (1) mit der Umdrehungsanzahl (2) des Gewindeelementes (2) verglichen (schritt 24). Wenn die Anzahl (1) größer ist, wird die Anzahl (2) von der Anzahl (1) subtrahiert, um die Differenz ΔP der Gewindeelementumdrehungsanzahl zu berechnen (Schritt 25). Wenn die Anzahl (1) nicht größer als die Anzahl (2) ist, wird die Anzahl (1) von der Anzahl (2) subtrahiert, um die Differenz ΔP der Gewindeelementumdrehungsanzahl zu bestimmen (Schritt 26). Anschließend wird eine Abfrage durchgeführt, ob die Gewindeelementumdrehungsanzahldifferenz ΔP innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt (Schritt 27). Wenn die Antwort die Abfrage bestätigt, gelten die Gewindeelemente als ordnungsgemäß angezogen, woraufhin der Operationsablauf beendet ist (Schritt 42). Wenn die Antwort auf die Abfrage in Schritt 27 negativ ist, gelten die Gewindeelemente als nicht gleichmäßig angezogen, so daß ein Fehler angezeigt wird, der auf ein ungleichmäßiges Anziehen hinweist (Schritt 43), woraufhin der Operationsablauf in einen manuellen Modus überführt wird (Schritt 45).
Wenn in Schritt 22 festgestellt wird, daß der Merker für das Moment (1) nicht gesetzt ist, wird die Umdrehungsanzahl (1) abgelesen und eine Abfrage gestartet, ob die Anzahl wenigstens der vorbestimmten unteren Umdrehungsanzahlgrenze entspricht (Schritt 35). Wenn die Antwort auf die Anfrage in Schritt 35 bestätigend ist, wird eine Anfrage durchgeführt, ob die Umdrehungsanzahl (1) die vorbestimmte obere Umdrehungsanzahlgrenze erreicht hat (Schritt 36). Wenn die Antwort auf die Abfrage in Schritt 36 bestätigend ist, wird das Moment (1) des Gewindeelementes (1) abgelesen (Schritt 36) und anschließend überprüft, ob das Moment (1) nicht geringer als das vorbestimmte Moment ist (Schritt 38). Wenn das Moment (1) nicht geringer als das vorbestimmte Moment ist, zeigt dies an, daß das Gewindeelement (1) normal angezogen ist, woraufhin das Anziehen des Gewindeelementes (1) unterbrochen wird (Schritt 39), der Merker für das Moment (1) gesetzt wird (Schritt 40) und der Operationsablauf mit Schritt 23 fortfährt, in dem überprüft wird, ob der Merker (2) gesetzt ist. Wenn in Schritt 38 festgestellt wird, daß das Moment (1) geringer als das vorbestimmte Moment ist, wird in Schritt 23 eine Abfrage gestartet, ob der Merker für das Moment (2) gesetzt ist, wobei das Gewindeelement (1) kontinuierlich angezogen wird. Wenn in Schritt 35 festgestellt wird, daß die Umdrehungsanzahl (1) geringer als die vorbestimmte untere Grenze ist, wird das Moment (1) abgelesen und eine Abfrage durchgeführt, ob es das vorbestimmte Moment erreicht hat (Schritt 41). Wenn die Antwort die Abfrage bestätigt, folgt Schritt 23, in dem überprüft wird, ob der Merker für das Moment (2 ) gesetzt ist, wobei das Gewindeelement (1) kontinuierlich angezogen wird. Wenn die Antwort auf die Abfrage in Schritt 41 negativ ist, wird dies dahingehend interpretiert, daß das Moment (1) das vorbestimmte Moment erreicht hat, bevor die Umdrehungsanzahl die vorbestimmte untere Grenze erreicht hat, woraufhin ein anormales Moment angezeigt wird (Schritt 44), so daß der Operationsablauf in dem manuellen Modus fortgesetzt wird (Schritt 45).
Wenn in Schritt 23 festgestellt wird, daß der Merker für das Moment (2) nicht gesetzt ist, wird die Umdrehungsanzahl (2) abgelesen, woraufhin die gleichen Schritte wie die Schritte 35 bis 41 für das Gewindeelement (1) durchgeführt werden. Genauer gesagt, wird eine Abfrage durch geführt, ob die Umdrehungsanzahl (2) wenigstens der vorbestimmten unteren Umdrehungsanzahlgrenze entspricht (Schritt 28). Wenn die Anzahl (2) wenigstens der vorbestimmten unteren Umdrehungsanzahlgrenze entspricht, wird ferner eine Abfrage durchgeführt, ob die Umdrehungsanzahl (2) die vorbestimmte obere Umdrehungsanzahlgrenze erreicht hat (Schritt 29). Wenn die Antwort die Abfrage in Schritt 29 bestätigt, wird das Moment (2) des Gewindeelementes (2) abgelesen (Schritt 30) und überprüft, ob das Moment (2) nicht geringer als das vorbestimmte Moment (2) ist (Schritt 31). Wenn das Moment (2) nicht geringer als das vorbestimmte Moment ist, wird dies dahingehend interpretiert, daß das Gewindeelement (2) normal angezogen ist, woraufhin das Anziehen des Gewindeelementes (2) unterbrochen wird (Schritt 32), der Merker für das Moment (2) gesetzt wird (Schritt 33) und der Operationsablauf zu Schritt 22 zurückkehrt, in dem festgestellt wird, ob der Merker für das Moment (2) gesetzt ist. Wenn in Schritt 31 festgestellt wird, daß das Moment (2) geringer als das vorbestimmte Moment ist, kehrt die Operationsabfolge zu Schritt 22 zurück, in dem festgestellt wird, ob der Merker für das Moment (1) gesetzt ist, wobei das Gewindeelement (1) kontinuierlich angezogen wird. Wenn in Schritt 28 festgestellt wird, daß die Umdrehungsanzahl (2) geringer als die vorbestimmte untere Grenze ist, wird das Moment (2) abgelesen und eine Abfrage durchgeführt, ob es das vorbestimmte Moment erreicht hat (Schritt 34). Wenn die Antwort die Abfrage bestätigt, folgt erneut Schritt 22, in dem überprüft wird, ob der Merker für das Moment (1) gesetzt ist. Wenn die Antwort auf die Abfrage in Schritt 34 negativ ist, wird dies dahingehend interpretiert, daß das Moment (2) das vorbestimmte Moment erreicht hat, bevor die Umdrehungsanzahl (2) die vorbestimmte untere Grenze erreicht, woraufhin ein anormales Moment angezeigt (Schritt 44) und der Ablauf in einen manuellen Modus überführt wird (Schritt 45).
Wenn das Moment (1) und das Moment (2) nicht anormal sind, werden sowohl der Merker für das Moment (1) als auch der Merker für das Moment (2) gesetzt, woraufhin Schritt 24 folgt, in dem die Umdrehungsanzahl (1) mit der Umdrehungsanzahl (2) verglichen wird, um das relative Niveau zu überprüfen.
Wenn beispielsweise das Moment (1) des Gewindeelementes (1) das vorbestimmte Moment zuerst in dem zuvor beschriebenen Voranzugsoperationsablauf erreicht, wird das Anziehen des Gewindeelementes (1) unterbrochen und nur das Gewindeelement (2) angezogen. Folglich ist es unwahrscheinlich, daß das Gewindeelement (1) zu stark angezogen wird. Sobald die Umdrehungsanzahl (2) des Gewindeelementes (2) die vorbestimmte obere Grenze überschreitet, bevor das Moment (2) das vorbestimmte Moment erreicht, gelten die Gewindeelemente als nicht gleichmäßig angezogen. Wenn das Moment (2) ferner das vorbestimmte Moment erreicht, bevor die Umdrehungsanzahl (2) des Gewindeelementes 82) die vorbestimmte obere Grenze erreicht, werden die Gewindeelemente in Schritt 27 als nicht gleichmäßig angezogen beurteilt, sollte die Umdrehungsanzahl (2) des Gewindeelementes (2) wesentlich größer als die des Gewindeelementes (1) sein. Selbst wenn die Momente (1) und (2) der entsprechenden Gewindeelemente (1) und (2) das vorbestimmte Moment erreichen, wird in Schritt 34 oder 41 eine Anormalität erfaßt, wenn die Umdrehungsanzahl (1) oder (2) in diesem Fall unterhalb der vorbestimmten unteren Grenze liegt. Somit ist es unwahrscheinlich, daß der Benutzer nicht bemerkt, daß er vergessen hat, die Dichtung in den Dichtungsbereich einzusetzen. Folglich wird das Gewindeelement nur dann als ordnungsgemäß angezogen betrachtet, wenn das vorbestimmte Moment erreicht wird und die Umdrehungsanzahl innerhalb der vorbestimmten Grenzen liegt. Wenn die Gewindeelemente als ordnungsgemäß angezogen beurteilt werden, fährt der Operationsablauf mit dem nachfolgenden Schritt fort.
Nachfolgend wird der Hauptanzugsoperationsablauf des vorliegenden Anzugsverfahrens unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
Zuerst werden zu Beginn des Anziehens das Gewindeelement (1) und das Gewindeelement (2) mit geringer Geschwindigkeit gedreht und die Merker für das Moment (1) und das Moment (2) zurückgesetzt (Schritt 51). Die Merker für das Moment (1) und das Moment (2) werden gesetzt, wenn das Moment des Gewindeelementes (1) und das des Gewindeelementes (2) wenigstens bis zu dem vorbestimmten Endanzugsmomentwert ansteigen. Anschließend wird überprüft, ob der Merker für das Moment (1) gesetzt ist (Schritt 52). Wenn in Schritt 52 festgestellt wird, daß der Merker nicht gesetzt ist, wird überprüft, ob der Merker für das Moment (2) gesetzt ist (Schritt 53). Wenn in Schritt 53 festgestellt wird, daß dieser gesetzt ist, werden die Gewindeelemente als ordnungsgemäß angezogen beurteilt und der Operationsablauf ist abgeschlossen (Schritt 54).
Wenn hingegen in Schritt 52 festgestellt wird, daß der Merker für das Moment (1) nicht gesetzt ist, wird das Moment (1) des Gewindeelementes (1) abgelesen (Schritt 59) und eine Abfrage durchgeführt, ob das Moment wenigstens dem Endanzugsmomentwert entspricht (Schritt 60). Wenn die Antwort die Abfrage in Schritt 60 bestätigt, wird das Hauptanziehen des Gewindeelementes (1) als normal beurteilt, woraufhin das Anziehen des Gewindeelementes (1) unterbrochen wird (Schritt 61), der Merker für das Moment (1) gesetzt wird (Schritt 62) und Schritt 53 durchgeführt wird, in dem überprüft wird, ob der Merker für das Moment (2) gesetzt ist. Wenn in Schritt 60 festgestellt wird, daß das Moment (1) kleiner als das Endanzugsmoment ist, folgt Schritt 53, um zu überprüfen, ob der Merker für das Moment (2) gesetzt ist. Wenn in Schritt 53 festgestellt wird, daß der Merker nicht gesetzt ist, wird das Moment (2) des Gewindeelementes (2) abgelesen (Schritt 55) und eine Abfrage durchgeführt, ob das Moment wenigstens dem Endanzugsmomentwert entspricht (Schritt 56). Wenn die Antwort die Abfrage in Schritt 56 bestätigt, wird das Hauptanziehen des Gewindeelementes (2) als normal beurteilt, woraufhin das Anziehen des Gewindeelementes (2) unterbrochen wird (Schritt 57), der Merker für das Moment (2) gesetzt wird (Schritt 58) und der Operationsablauf mit Schritt 52 fortfährt, in dem überprüft wird, ob der Merker für das Moment (1) gesetzt ist. Wenn in Schritt 56 festgestellt wird, daß das Moment (2) kleiner als der Endanzugswert ist, folgt erneut Schritt 52, um zu überprüfen, ob der Merker für das Moment (1) gesetzt ist, wobei das Gewindeelement (2) kontinuierlich angezogen wird. Auf diese Weise werden die Merker für die Momente (1) und (2) gesetzt und der Operationsablauf fährt mit Schritt 54 fort, um den Ablauf zu beenden.
Beim Voranzugsoperationsablauf wird das Moment des Gewindeelementes bis zum vorbestimmten Moment erhöht, wobei die Umdrehungsanzahl des Gewindeelementes innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt, so daß es nicht erforderlich ist, während des Hauptanzugsoperationsablaufes zu überprüfen, ob sich die Umdrehungsanzahl innerhalb des vorbestimmten Bereiches befindet. Auf diese Weise wird das Programm in einem bestimmten Maße vereinfacht, wobei der Hauptanzugsoperationsablauf natürlich auch auf die gleiche Weise wie der Voranzugsoperationsablauf durchgeführt werden kann.
Die vier Gewindeelemente können mit Hilfe des zuvor beschriebenen Anzugsverfahrens auf die gleiche Weise wie in dem Gewindeelementumdrehungsanzahlsteuermodus unter Verwendung der Vorrichtung 1 zum gleichzeitigen Anziehen von zwei Gewindeelementen gleichmäßig mit dem geeigneten Moment angezogen werden.
Bei dem Anzugsverfahren, der in dem Gewindeelementanzugsmomentsteuermodus durchgeführt wird, wird anders als in dem Gewindeelementumdrehungsanzahlsteuermodus in der Anfangsphase des Anziehens und anschließend mehrfach überprüft, ob das Gewindeelement ordnungsgemäß angezogen ist. Der Momentsteuermodus weist somit den Vorteil auf, daß Anormalitäten beim Anziehen frühzeitig erkannt werden können, so daß die Deformation der Gewindeelemente und der zu befestigenden Elemente ausgeschlossen werden kann.
Bei dem Anziehverfahren in dem Gewindeelementumdrehungsanzahlsteuermodus sowie auch in dem Gewindeelementanzugsmomentsteuermodus werden die beiden Gewindeelemente, die auf der einen diagonalen Linie oder auf der anderen diagonalen Linie positioniert sind, gleichzeitig gedreht, wobei diese Gewindeelemente jedoch individuell und nicht gleichzeitig gedreht werden können. In entsprechender Relation zu diesem Fall kann die Anziehvorrichtung geeignet sein, die beiden Drehschäfte individuell zu drehen. Obwohl das Anzugsverfahren, das in einer der beiden Modi durchgeführt wird, eine Voranzugsoperation und eine separat dazu ausgeführte Hauptanzugsoperation umfaßt, kann die gesamte Anzugsoperation auch in der gleichen Weise wie die in den 3 oder 7 dargestellte Voranzugsoperation durchgeführt werden, ohne die Hauptanzugsoperation auszuführen. Das in 3 oder 7 dargestellte Ablaufdiagramm bezieht sich auf das Anziehen von zwei Gewindeelementen, wobei jedoch das Ablaufdiagramm auch auf drei oder vier Gewindeelemente erweitert werden kann. Nach dem erweiterten Ablaufdiagramm können dann drei oder vier Gewindeelemente gleichzeitig angezogen werden. Obwohl die zuvor beschriebene Vorrichtung 1 dazu dient, zwei Gewindeelemente 44 gleichzeitig anzuziehen, kann auch leicht eine Anzugsvorrichtung für mehrere Schäfte zum gleichzeitigen Anziehen von drei oder vier Gewindeelementen erzeugt werden, indem drei oder vier Sätze von Drehschäften 6, Schraubenschlüsselbereichen 8 und Motoren 3 verwendet werden. Unter Verwendung der Anzugsvorrichtung für mehrere Drehschäfte können drei oder vier Gewindeelemente gleichzeitig angezogen werden. Beispielsweise können gleichzeitig vier Gewindeelemente angezogen werden, indem eine Anzugsvorrichtung für vier Schäfte und ein Verfahren zum Anziehen von vier Gewindeelementen verwendet werden, bei dem das absolute und das relative Niveau dieser Gewindeelemente überprüft werden. Bei diesem Verfahren zum Anziehen von Gewindeelemente können die Gewindeelemente auch bis zum Erreichen des vorbestimmten Anzugsmomentes angezogen werden, ohne dabei die Voranzugsoperation durchzuführen, wodurch die Anzugsoperation vereinfacht wird. Andererseits weist die zuvor genau beschriebene Anzugsvorrichtung zum gleichzeitigen Anziehen von zwei Gewindeelementen gegenüber dem Verfahren zum Anziehen von vier Gewindeelementen den Vorteil auf, daß sie einen einfacheren Aufbau und ein einfacheres Steuerprogramm umfaßt.

Claims

Verfahren zum Anziehen mehrerer Gewindeelemente durch Antriebsmittel, wobei jedes der Gewindeelemente festgezogen wird, während gleichzeitig sein Anzugsdrehmoment erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Festziehens auch das Anzugsmaß von jedem Gewindeelement erfaßt wird, und daß das Anziehen unterbrochen wird, nachdem das Anzugsmoment einen vorbestimmten Wert erreicht hat, wenn das Anzugsmaß von jedem Gewindeelement einen vorgegebenen Wert erreicht hat und festgestellt wird, daß jedes Gewindeelement ordnungsgemäß angezogen wurde, weil das Anzugsmoment des Gewindeelements innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt und zusätzlich die Differenz des Anzugsmomentes zwischen den Gewindeelementen innerhalb eines bestimmten Bereiches liegt.
Anziehverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert für das Anzugsmaß kleiner als ein ordnungsgemäßer Wert für das Endanzugsmaß ist und daß jedes Gewindeelement bis zu dem ordnungsgemäßen Wert angezogen wird, wenn festgestellt wurde, daß das Gewindeelement ordnungsgemäß angezogen ist.
Anziehverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeelemente alle gleichzeitig festgezogen werden.
Verfahren zum Festziehen von einer Mehrzahl von Gewindeelementen durch Anzugsmittel, wobei jedes der Gewindeelemente festgezogen wird, während sein Anzugsmoment erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Anziehens auch das Anzugsmaß des Gewindeelements erfaßt wird und das Anziehen unterbrochen wird, wenn das Anzugsmoment von jedem Gewindeelement einen vorgegebenen Wert erreicht und das Anzugsmaß innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, und daß festgestellt wird, daß jedes Gewindeelement ordnungsgemäß festgezogen ist, wenn die Differenz des Anzugsmaßes zwischen dem Gewindeelement innerhalb eines bestimmten Bereiches liegt.
Ein Gewindeelementanziehverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Wert für das Anzugsdrehmoment kleiner als ein ordnungsgemäßer Wert für das Endanzugsmoment ist und daß jedes Gewindeelement festgezogen wird, bis der ordnungsgemäße Anzugsmomentwert erreicht ist, wenn festgestellt wurde, daß das Gewindeelement ordnungsgemäß festgezogen ist.
Ein Gewindeelementanziehverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abnormalität festgestellt wird, um das Anziehen zu unterbrechen, wenn das Anzugsmoment von einem der Gewindeelemente den vorgegebenen Wert überschreitet, bevor das Anzugsmaß des Gewindeelements einen vorgegebenen unteren Wert erreicht.
Ein Gewindeelementanziehverfahren wie in Anspruch 6 definiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellung einer Abnormalität erfolgt, um das Anziehen zu unterbrechen, wenn das Anzugsmoment von einem der Gewindeelemente unterhalb des vorgegebenen Wertes liegt, selbst wenn das Anzugsmaß des Gewindeelements einen vorgegebenen oberen Grenzwert erreicht.
Anziehverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeelemente alle gleichzeitig festgezogen werden und daß in dem Fall, daß das Anzugsmoment an einem der Gewindeelemente den vorgegebenen Wert erreicht hat und das Anzugsmaß innerhalb des vorgegebenen Bereiches liegt, das Festziehen des Gewindeelements zu diesem Zeitpunkt unterbrochen wird.
Anziehverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens vier Gewindeelemente festgezogen werden, indem die Gewindeelemente in Sätze von wenigstens zwei unterteilt werden und das Festziehen von jedem der Sätze nach einem Gewindeelementanziehverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche festgezogen wird.
Anziehverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeelemente in einem Satz von zwei Gewindeelementen, die einander diagonal gegenüberliegen positioniert sind, und einem Satz von zwei Gewindeelementen, die in umgekehrter Weise diagonal gegenüberliegend positioniert sind, unterteilt werden.
Ein Gewindeelementanziehverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß das Festziehen in einer Mehrzahl von unterteilten Schritten ausgeführt wird und jeder der Schritte nach einem Gewindeelementanziehverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche durchgeführt wird.