JP2005351683A - Fastening tool, its management system, and set of those - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ネジ類(ボルト、ナット、スクリュウ等)を締付ける締付工具を管理する技術に関する。特に、トルク測定手段を備えている締付工具のトルク測定精度を管理する技術に関する。 The present invention relates to a technique for managing a tightening tool for tightening screws (bolts, nuts, screws, etc.). In particular, the present invention relates to a technique for managing the torque measurement accuracy of a tightening tool having a torque measuring means.
ネジ類を締付ける締付工具において、ネジ類に負荷しているトルク、あるいはネジ類に負荷しているトルクを測定する手段を備えている締付工具が知られている。このような締付工具は、自動車をはじめとする工業製品の製造現場等で広く利用されている。
工業製品ではネジ類の締付トルクが規定されており、その製造現場では締付作業時に締付トルクを厳密に管理する必要がある。すべてのネジ類の締付トルクを個々に検査するには多大の労力や時間を必要とすることから、通常は、締付工具が備えているトルク測定手段の測定値に依存して締付トルクを管理している。この方式では、締付工具のトルク測定手段の測定精度を保障する必要がある。通常は、作業開始前に締付工具が備えているトルク測定手段の測定精度を確認し、測定誤差が生じていれば、締付工具のトルク測定手段を校正する。そして、作業終了後に再び締付工具のトルク測定手段の測定精度を確認し、作業開始から作業終了までの間に行われた締付作業が適切であったか否かを保証する。
締付工具のトルク測定手段の測定精度は、例えば特許文献1に記載されている試験装置を利用して確認することができる。特許文献1の試験装置は、ネジ類に模した試験軸を備え、締付工具によって試験軸に負荷されたトルクを測定し、締付工具自身が測定したトルクと比較して、締付工具のトルク測定精度を確認するものである。
In industrial products, the tightening torque of screws is specified, and it is necessary to strictly control the tightening torque at the time of tightening at the manufacturing site. Since it takes a lot of labor and time to individually inspect the tightening torque of all screws, the tightening torque usually depends on the measured value of the torque measuring means provided in the tightening tool. Is managing. In this method, it is necessary to ensure the measurement accuracy of the torque measuring means of the tightening tool. Normally, the measurement accuracy of the torque measuring means provided in the tightening tool is checked before the work starts, and if a measurement error occurs, the torque measuring means of the tightening tool is calibrated. Then, the measurement accuracy of the torque measuring means of the tightening tool is confirmed again after the work is completed, and it is guaranteed whether or not the tightening work performed from the start of the work to the end of the work is appropriate.
The measurement accuracy of the torque measuring means of the tightening tool can be confirmed using a test apparatus described in
従来の試験装置は、締付工具が備えているトルク測定手段の測定精度を測定するに留まり、測定誤差が生じていれば、作業者が締付工具のトルク測定手段を校正する必要がある。作業者に面倒な作業を強いると共に、人為的ミスによって測定誤差が正しく取り除かれないこともあり得る。測定誤差が生じている締付工具を使用してしまうと、その締付工具で締付けたネジ類を全数検査することが必要になってしまうこともある。
本発明は、上記の問題を解決する。本発明によって、締付工具が備えているトルク測定手段の測定精度をより確実に管理するための技術を提供する。
The conventional test apparatus only measures the measurement accuracy of the torque measuring means provided in the tightening tool. If a measurement error occurs, the operator needs to calibrate the torque measuring means of the tightening tool. In addition to forcing the operator to perform troublesome work, it is possible that measurement errors are not correctly removed due to human error. If a tightening tool having a measurement error is used, it may be necessary to inspect all the screws fastened with the tightening tool.
The present invention solves the above problems. The present invention provides a technique for more reliably managing the measurement accuracy of the torque measuring means provided in the tightening tool.
本発明は、トルク測定手段を備えている締付工具を管理する装置を提供する。この管理装置は、管理装置側にあって締付工具の発生トルクを測定するトルク測定手段と、管理装置側に締付工具側のトルク測定手段で測定したトルクを入力する入力手段と、管理装置側のトルク測定手段で測定したトルクと締付工具側のトルク測定手段で測定したトルクから両者が相違する度合を示す指標を算出する算出手段と、算出手段が算出した指標を締付工具に教示する教示手段とを備えている。
管理装置側のトルク測定手段と締付工具側のトルク測定手段は、ネジ類に加えているトルクをリアルタイムで測定するものであってもよいし、ネジ類に加えた最終トルクをリアルタイムで測定するものであってもよいし、ネジ類に加えた最終トルクを事後的に測定するものであってもよい。ネジ類に加えているトルクをリアルタイムで測定する場合には、管理装置側のトルク測定手段と締付工具側のトルク測定手段が同時に測定したトルクから指標を算出する。ネジ類に加えた最終トルクを測定する場合には、管理装置側のトルク測定手段と締付工具側のトルク測定手段で測定した最終トルクから指標を算出する。
The present invention provides an apparatus for managing a tightening tool having torque measuring means. This management device is provided on the management device side to measure torque generated by the tightening tool, to the management device side to input torque measured by the torque measurement device on the tightening tool side, and to the management device Calculating means for calculating an index indicating the degree of difference between the torque measured by the torque measuring means on the side and the torque measured by the torque measuring means on the tightening tool, and teaching the tightening tool the index calculated by the calculating means Teaching means.
The torque measuring means on the management device side and the torque measuring means on the tightening tool side may measure the torque applied to the screws in real time, or measure the final torque applied to the screws in real time. It may be a thing, and the last torque added to screws may be measured afterwards. When the torque applied to the screws is measured in real time, the index is calculated from the torque measured simultaneously by the torque measuring means on the management device side and the torque measuring means on the fastening tool side. When measuring the final torque applied to the screws, an index is calculated from the final torque measured by the torque measuring means on the management device side and the torque measuring means on the fastening tool side.
この管理装置は、締付工具が発生している(あるいは発生した)トルクを測定する。その一方において、同じトルクを締付工具側のトルク測定手段で測定した値を締付工具側から入手する。その上で、両者が相違する度合を示す指標を算出する。
締付工具側のトルク測定手段は小型で簡単なものとならざるを得ず、測定値の信頼性が低い。その一方において、管理装置側には信頼性の高い高精度のトルク測定手段を用意しておくことができる。
従って、管理装置側のトルク測定手段で測定したトルクと締付工具側のトルク測定手段で測定したトルクの差異は、締付工具側のトルク測定手段の測定誤差を示しており、両者が相違する度合を示す指標は、締付工具側のトルク測定手段の測定誤差の度合を示している。算出した指標を締付工具に教示することによって、締付工具は自身のトルク測定手段に生じている測定誤差を知ることができる。さらに、その指標を利用すれば、締付工具は自身のトルク測定手段を自身で校正することもできる。作業者が締付工具のトルク測定手段を校正する必要がない。
この管理装置では、締付工具側のトルク測定手段の測定誤差が締付工具に教示される。締付工具は自身のトルク測定手段を自身で校正することができる。作業者が介在することがないために、人為的ミスを排除することができ、締付工具のトルク測定精度を保証する(正常な状態を維持する)ことができる。
This management device measures the torque generated (or generated) by the tightening tool. On the other hand, a value obtained by measuring the same torque by the torque measuring means on the tightening tool side is obtained from the tightening tool side. Then, an index indicating the degree of difference between the two is calculated.
The torque measuring means on the tightening tool side must be small and simple, and the reliability of the measured value is low. On the other hand, highly reliable torque measuring means with high reliability can be prepared on the management device side.
Therefore, the difference between the torque measured by the torque measuring means on the management device side and the torque measured by the torque measuring means on the tightening tool side indicates the measurement error of the torque measuring means on the tightening tool side, and they are different. The index indicating the degree indicates the degree of measurement error of the torque measuring means on the tightening tool side. By teaching the calculated index to the tightening tool, the tightening tool can know the measurement error occurring in its torque measuring means. Furthermore, if the index is used, the tightening tool can calibrate its own torque measuring means by itself. There is no need for the operator to calibrate the torque measuring means of the tightening tool.
In this management apparatus, the measurement error of the torque measuring means on the tightening tool side is taught to the tightening tool. The clamping tool can calibrate its own torque measuring means by itself. Since no operator is involved, human error can be eliminated, and the torque measurement accuracy of the tightening tool can be guaranteed (maintenance is maintained).
上記の管理装置において、前記指標に対して所定の範囲を記憶している記憶手段を付加し、前記教示手段は、前記算出手段で算出された指標が記憶手段に記憶されている所定範囲内であれば、指標を締付工具に教示しないことが好ましい。 In the above management apparatus, a storage unit storing a predetermined range is added to the index, and the teaching unit is within a predetermined range where the index calculated by the calculation unit is stored in the storage unit. If present, it is preferable not to teach the index to the tightening tool.
管理装置側の測定手段にも、トルク測定の繰り返し精度には限界がある。締付工具側のトルク測定手段にも、トルク測定の繰り返し精度には限界がある。従って、管理装置側の測定手段で測定されたトルクと、締付工具側のトルク測定手段で測定されるトルクとの差異には、上記の繰り返し精度に起因する誤差が含まれている。測定手段の測定精度に起因する微小な誤差に対して逐一校正処理を行ってしまうと、締付工具のトルク測定手段の測定誤差をかえって増大させてしまうこともあり得る。従って、測定誤差が僅かであって正常な範囲内であるときは、締付工具のトルク測定手段を校正しないことが好ましいこともある。このためには、指標の正常範囲を記憶させておき、算出した指標がその正常範囲内であれば、算出した指標を締付工具に教示しないようにするとよい。 The measuring device on the management device side also has a limit in the repeatability of torque measurement. The torque measurement means on the tightening tool side also has a limit in the repeatability of torque measurement. Therefore, the difference between the torque measured by the measuring means on the management device side and the torque measured by the torque measuring means on the tightening tool side includes an error due to the above repeatability. If the calibration process is performed for every minute error caused by the measurement accuracy of the measuring means, the measurement error of the torque measuring means of the tightening tool may be increased. Therefore, when the measurement error is slight and within the normal range, it may be preferable not to calibrate the torque measuring means of the tightening tool. For this purpose, the normal range of the index is stored, and if the calculated index is within the normal range, the calculated index is not taught to the tightening tool.
また、例えば衝撃等によって締付工具が損傷を受け、締付工具のトルク測定手段の測定精度が大幅に低下することがある。このような場合、トルク測定手段を校正するよりも、まずは損傷箇所を修繕することが必要である。例えば異常な締付工具のトルク測定手段を無理に校正すると、刹那的に回復した測定精度に依存して、損傷している締付工具を継続して使用してしまうこともあり得る。従って、測定誤差が大きくて校正可能な範囲を超えているときは、締付工具のトルク測定手段を校正しないようにするのもよい。即ち、指標の校正不能範囲を記憶させておき、算出した指標がその校正不能範囲内であれば、算出した指標を締付工具に教示しないようにするとよい。この場合、例えばその旨を作業者等に報知して、締付工具の分解点検等を促してもよい。 Further, for example, the tightening tool may be damaged due to impact or the like, and the measurement accuracy of the torque measuring means of the tightening tool may be significantly reduced. In such a case, it is necessary to first repair the damaged portion rather than calibrating the torque measuring means. For example, if the torque measuring means of an abnormal tightening tool is forcibly calibrated, a damaged tightening tool may continue to be used depending on the measurement accuracy that has been recovered from the moment. Therefore, when the measurement error is large and exceeds the calibratable range, the torque measuring means of the tightening tool may not be calibrated. That is, it is preferable to store the uncalibrated range of the index, and if the calculated index is within the uncalibrated range, the calculated index is not taught to the tightening tool. In this case, for example, the operator may be notified of this fact, and the disassembly and inspection of the tightening tool may be promoted.
前記算出手段が算出する指標は、管理装置側のトルク測定手段で測定したトルクと締付工具側のトルク測定手段で測定したトルクの比であることが好ましい。
算出手段は指標を簡単に算出できると共に、この指標を教示された締付工具は、自身の測定誤差を校正しやすい。例えば締付工具は、従前の通りに測定したトルク値に、教示された比の値を乗算することで、自身のトルク測定手段を正しく校正することができる。
The index calculated by the calculating means is preferably the ratio of the torque measured by the torque measuring means on the management device side and the torque measured by the torque measuring means on the tightening tool side.
The calculating means can easily calculate the index, and the tightening tool taught with the index can easily calibrate its own measurement error. For example, the tightening tool can correctly calibrate its torque measuring means by multiplying the torque value measured as before by the taught ratio value.
上記の装置において、前記教示手段が締付工具に教示する指標を蓄積記憶する蓄積記憶手段と、蓄積記憶手段に蓄積記憶されている指標群を集積して集積指標を算出する集積指標算出手段と、集積指標の許容範囲を記憶している第2記憶手段を付加し、前記教示手段は集積指標算出手段で算出された集積指標が許容範囲にあるときのみ、前記算出手段が算出した指標を締付工具に教示することが好ましい。指標群を集積するとは、指標群の各指標が示している誤差の傾向を示す一つの指標に変換することをいう。例えば各指標が差分を示すものであれば、指標群をすべて足し合わせることを示す。あるいは各指標が比を示すものであれば、比の値をすべて掛け合わせることを示す。
締付工具は、使用に伴う劣化や経時に伴う劣化等によって、トルク測定精度が低下していく。詳しくは、トルク測定の測定誤差が増大していくと共に、トルク測定の繰り返し精度が低下していく。このような場合、トルク測定手段を校正するよりも、まずは消耗部品の交換等のメンテナンスが必要である。劣化の進んだ締付工具のトルク測定手段を校正しても、繰り返し精度の低下を取り除くことはできず、刹那的に回復した測定精度に依存して、測定精度が低下している締付工具が継続して使用されてしまうこともあり得る。従って、新品の状態に比してトルク測定手段に大幅な測定誤差が生じている場合は、締付工具のトルク測定手段を校正しないようにするのもよい。
この装置では、教示手段が締付工具に教示する指標を蓄積記憶し、蓄積記憶されている指標群を集積して集積指標を算出する。蓄積記憶されている指標は、過去に締付工具に教示された指標であり、過去に締付工具のトルク測定手段から取り除かれた測定誤差を示している。即ち、集積指標は、それまでに締付工具のトルク測定手段から取り除かれた測定誤差の合計を示しており、新品の状態に対して締付工具のトルク測定手段に内在的に生じているトルク測定誤差を示している。この装置は、集積指標の許容範囲を記憶しており、算出した蓄積指標がその許容範囲にあるときのみ、算出手段が算出した指標を締付工具に教示する。一方、算出した蓄積指標がその許容範囲になければ指標を締付工具に教示しない。この場合、例えばその旨を作業者等に報知して、締付工具のメンテナンス等を促してもよい。
In the above apparatus, accumulation storage means for accumulating and storing an index taught to the tightening tool by the teaching means, and integrated index calculation means for accumulating the index group accumulated and stored in the accumulation storage means, The second storage means for storing the permissible range of the accumulation index is added, and the teaching means tightens the index calculated by the calculation means only when the accumulation index calculated by the accumulation index calculation means is within the permissible range. It is preferable to teach the accessory tool. Accumulating the index group means converting the index group into one index indicating the error tendency indicated by each index of the index group. For example, if each index indicates a difference, it indicates that all index groups are added. Alternatively, if each index indicates a ratio, it indicates that all ratio values are multiplied.
The torque measurement accuracy of the tightening tool decreases due to deterioration due to use and deterioration with time. Specifically, the measurement error of torque measurement increases, and the repeatability of torque measurement decreases. In such a case, maintenance such as replacement of consumable parts is required rather than calibrating the torque measuring means. Even if you calibrate the torque measurement means of a tightened tool that has deteriorated, you cannot remove the decrease in repeatability, and the tightening tool whose measurement accuracy has fallen depends on the measurement accuracy that has recovered momentarily. May continue to be used. Therefore, when a large measurement error occurs in the torque measuring means as compared with a new state, the torque measuring means of the tightening tool may not be calibrated.
In this apparatus, the teaching means teaches and stores the index taught to the tightening tool, and the accumulated index group is accumulated to calculate the accumulated index. The stored and stored index is an index that has been taught to the tightening tool in the past, and indicates a measurement error that has been removed from the torque measuring means of the tightening tool in the past. That is, the integrated index indicates the total of measurement errors that have been removed from the torque measuring means of the tightening tool so far, and the torque inherently generated in the torque measuring means of the tightening tool with respect to the new state. The measurement error is shown. This apparatus stores the permissible range of the accumulation index, and only teaches the tightening tool the index calculated by the calculation means when the calculated accumulated index is within the permissible range. On the other hand, if the calculated accumulated index is not within the allowable range, the index is not taught to the tightening tool. In this case, for example, the operator may be notified of this fact and the maintenance of the tightening tool may be promoted.
上記の装置では、前記算出手段が算出する指標が、管理装置側のトルク測定手段で測定したトルクと締付工具側のトルク測定手段で測定したトルクの比であると、前記集積指標算出手段が算出する集積指標を、蓄積記憶手段に蓄積記憶されている複数の比の値をすべて乗算した積とすることができる。
算出手段や集積指標算出手段が、指標や集積指標を簡単に算出できると共に、集積指標は各指標が示す度合を正しく合計して示すことができる。
In the above apparatus, when the index calculated by the calculating means is a ratio of the torque measured by the torque measuring means on the management apparatus side and the torque measured by the torque measuring means on the tightening tool side, the integrated index calculating means The accumulation index to be calculated can be a product obtained by multiplying all the values of the plurality of ratios accumulated and stored in the accumulation storage means.
The calculation means and the accumulation index calculation means can easily calculate the index and the accumulation index, and the accumulation index can correctly indicate the degree indicated by each index.
上記の装置では、前記教示手段は、締付工具が備える通信手段と無線および/または有線によって通信可能な通信手段を備えていることが好ましい。それにより、算出手段で算出した指標を、通信手段を介して締付工具に教示することができ、簡便に締付工具のトルク測定精度を管理することができる。 In the above apparatus, it is preferable that the teaching unit includes a communication unit capable of wirelessly and / or wiredly communicating with a communication unit included in the tightening tool. Thereby, the index calculated by the calculating means can be taught to the tightening tool via the communication means, and the torque measurement accuracy of the tightening tool can be managed easily.
本発明はまた、新規で有用な締付工具を提供する。本発明が提供する一つの締付工具は、トルク測定手段を備えている締付工具であり、トルクに対応する指標を検出するセンサと、外部装置から送信される、前記センサの検出指標からトルクを算出する際に用いるデータを受信する通信手段と、前記通信手段で受信したデータを利用して、前記センサが検出した指標からトルクを算出するトルク算出手段を備えている。
また本発明が提供する他の締付工具は、トルク測定手段を備えている締付工具であり、そのトルク測定手段が、トルクに対応する指標を検出するセンサと、センサが検出した指標とトルクの基本関係を記憶している基本関係記憶手段と、外部装置から送信される修正指標を記憶する指標記憶手段と、センサの検出指標と、基本関係記憶手段に記憶されている基本関係と、指標記憶手段に記憶されている修正指標から、トルクを算出するトルク算出手段を備えることを特徴とする。
これらの締付工具は、例えば上記の管理装置を用いることにより、自身のトルク測定手段を自身で校正することができ、トルク測定手段の測定精度が確実に管理される。
The present invention also provides a new and useful clamping tool. One tightening tool provided by the present invention is a tightening tool having a torque measuring means, and a sensor for detecting an index corresponding to the torque, and a torque from the detection index of the sensor transmitted from an external device. Communication means for receiving data used for calculating the torque, and torque calculation means for calculating torque from the index detected by the sensor using the data received by the communication means.
Further, another tightening tool provided by the present invention is a tightening tool including a torque measuring unit, and the torque measuring unit detects an index corresponding to the torque, and the index and torque detected by the sensor. Basic relationship storage means for storing the basic relationship, index storage means for storing a correction index transmitted from an external device, sensor detection index, basic relationship stored in the basic relationship storage means, and index Torque calculation means for calculating torque from a correction index stored in the storage means is provided.
These tightening tools can calibrate their own torque measuring means by themselves using, for example, the above management device, and the measurement accuracy of the torque measuring means is reliably managed.
さらに本発明を利用することにより、締付工具セットが提供される。この締付工具セットは、上記した管理装置と上記した締付工具によって構成することができる。
この締付工具セットでは、締付工具が備えるトルク測定手段の測定精度がより確実に管理される。この締付工具セットを、例えば工業製品の製造現場等に配備すれば、工業製品に使用されているネジ類の締付トルクを正しく管理することができる。
Furthermore, by using the present invention, a tightening tool set is provided. This tightening tool set can be constituted by the above-described management device and the above-described tightening tool.
In this tightening tool set, the measurement accuracy of the torque measuring means provided in the tightening tool is more reliably managed. If this tightening tool set is deployed at, for example, an industrial product manufacturing site, the tightening torque of screws used in the industrial product can be correctly managed.
本発明により、締付工具が備えているトルク測定手段の測定精度をより確実に管理するための技術が提供される。 The present invention provides a technique for more reliably managing the measurement accuracy of the torque measurement means provided in the tightening tool.
最初に、以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
(形態1) 管理装置は、回転可能に軸支され、締付工具の主軸と係合可能に成形された検査軸と、検査軸に制動トルクを負荷するブレーキ装置と、検査軸に作用しているトルクに対応する指標を検出するトルクセンサと、センサの検出指標から締付工具の主軸が検査軸に加えているトルクを算出する算出手段を備えている。管理装置は、締付工具によって検査軸を回転させることによって、締付工具が検査軸に加えているトルクを測定することができる。
(形態2) 管理装置は、回転角度とトルクの関係を記述するトルク−アングル情報と、検査軸の回転角度を検出する角度センサを備えている。そして、ブレーキ装置は角度センサの出力と、トルクセンサの出力と、トルク−アングル情報に基づいて検査軸に負荷する制動トルクを調節する。管理装置は、検査軸の回転角度とその回転角度のときに検査軸をさらに回転させるのに必要なトルクの関係を、記憶しているトルク−アングル情報に略等しくすることができる。
(形態3) 管理装置は、通信装置を備えている。管理装置は、締付工具が備える通信装置と通信することができる。
(形態4) 管理装置は、表示装置を備えている。管理装置は、締付工具を検査した結果を表示装置に表示して、作業者等に報知することができる。
(形態5) 締付工具は、メモリ回路を備えている。締付工具は、自身が使用された使用回数や、自身に割り当てられている識別情報や、管理装置から教示された校正係数等をメモリ回路に記憶することができる。
(形態6) 締付工具は、通信装置を備えている。締付工具は、管理装置が備える通信装置と通信することができる。
First, the main features of the embodiments described below are listed.
(Embodiment 1) The management device is pivotally supported and has an inspection shaft that is formed to be engageable with the main shaft of the tightening tool, a brake device that applies a braking torque to the inspection shaft, A torque sensor for detecting an index corresponding to the torque that is present, and a calculation means for calculating the torque applied by the spindle of the tightening tool to the inspection axis from the detected index of the sensor. The management device can measure the torque applied to the inspection shaft by the tightening tool by rotating the inspection shaft with the tightening tool.
(Mode 2) The management device includes torque-angle information that describes the relationship between the rotation angle and the torque, and an angle sensor that detects the rotation angle of the inspection shaft. The brake device adjusts the braking torque applied to the inspection shaft based on the output of the angle sensor, the output of the torque sensor, and the torque-angle information. The management device can make the relationship between the rotation angle of the inspection shaft and the torque necessary for further rotating the inspection shaft at the rotation angle substantially equal to the stored torque-angle information.
(Mode 3) The management device includes a communication device. The management device can communicate with a communication device provided in the tightening tool.
(Mode 4) The management device includes a display device. The management device can display the result of the inspection of the tightening tool on the display device and notify the operator or the like.
(Mode 5) The tightening tool includes a memory circuit. The tightening tool can store the number of times it is used, identification information assigned to it, a calibration coefficient taught by the management device, and the like in a memory circuit.
(Mode 6) The tightening tool includes a communication device. The tightening tool can communicate with a communication device provided in the management device.
(実施例1) 以下、本発明を具現化した一実施例である締付工具セットについて図面を参照して説明する。
図1は、本実施例の締付工具セットを模式的に示しており、ネジ類(ボルト、ナット、スクリュウ等)を締付ける締付工具10と、その締付工具10を管理するための管理装置50を示している。図2は、締付工具10と、管理装置50の電気的な構成を示している。図1、図2に示すように、管理装置50は、主にブレーキユニット60と、コンピュータ90から構成されている。ブレーキユニット60とコンピュータ90は、通信ケーブル88で接続されている。図示省略するが、締付工具セットは複数の締付工具10群を備えている。
締付工具10は、例えば自動車等の工業製品の生産ライン等で使用されることが想定されている。即ち、締付工具10は、定められた工程(例えばエンジン組付工程)で、定められた締付部位(例えばエンジンを車体に固定するボルト等)を、定められたタクトタイム(例えば1車体あたり10秒)で、定められた締付トルクによって締付けること等が要求される。
管理装置50は、締付工具10群を正常な状態に維持するための装置である。さらに言えば、締付工具10を正常な状態に維持することにより、締付工具によって行われる締付作業を管理し、もって締付工具10で締付けられた締付部位の締付トルクを管理するための装置である。従って、管理装置50は、個々の締付工具10を正常な状態に維持すると共に、正常な状態を維持することが困難な締付工具10を発見して、異常な締付工具10が使用されることを予防すること等が要求される。
(Example 1) Hereinafter, a tightening tool set which is an example embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows a tightening tool set according to this embodiment, a tightening
The
The
まず、締付工具10について説明する。締付工具10は、ネジ類(ボルト、ナット、スクリュウ等)を締付けるための動力工具である。図1に示すように、締付工具10は、ケース11や、ケース11から突出している主軸16や、主軸16の先端に取り付けられている係合部材20を備えている。また、締付工具10の動力源となるバッテリ28や、作業者が締付工具10を操作するためのトリガスイッチ22や、トルク設定スイッチ32等を備えている。
主軸16は、締付工具10のケース11等に対して回転可能に支持されており、後述するモータ等によって回転可能に構成されている。
係合部材20は、主軸16に対して、主軸16の回転方向に相対回転不能に固定されている。一方、主軸16の軸方向には脱着可能に固定されている。係合部材20は、ネジ類の頭部と係合可能な形状に成形されている。締付工具10では、様々なネジ類に対応して複数の係合部材20群が用意されており、締付けようとするネジ類の種類に対応する係合部材20を選択し、主軸16に取り付けることができる。
トリガスイッチ22は、主軸16の回動/停止を操作するためのスイッチである。トリガスイッチ22は、主軸16の回転速度を調節することもでき、トリガスイッチ22を大きく操作するほど(大きく引くほど)、主軸16はより速く回転する。トルク設定スイッチ32は、締付トルクを設定するためのスイッチであり、設定された締付トルクに対応する電圧を出力する。トルク設定スイッチ32は、例えばダイヤル式のボリュームスイッチ等を用いて構成することができる。
First, the tightening
The
The engaging
The
図2に示すように、締付工具10は、主軸16を回動するためのモータ12と、モータ12とバッテリ28を結ぶ回路上に介挿されているモータ制御回路26を備えている。
モータ12はブラシレスDCモータであり、バッテリ28から電力の供給を受けて動作する。モータ12はロータが小型化されており、ロータの慣性モーメントが小さくなるように設計されている。
モータ制御回路26は、モータ12を制御するための回路である。モータ制御回路26は半導体スイッチ素子等を備えており、モータ12とバッテリ28の導通/遮断を切換えることができる。モータ制御回路26は、処理回路24の指令に基づいて動作し、バッテリ28からモータ12へ電力が供給/遮断される状態を経時的に切換えて、モータ12の回転速度を調節することができる。
As shown in FIG. 2, the tightening
The
The
図2に示すように、締付工具10は、ロータリーエンコーダ14とトルクセンサ18を有している。
ロータリーエンコーダ14は、主軸16が所定の角度だけ回転する毎にパルス信号を出力するものであり、ロータリーエンコーダ14が出力したパルス数から主軸の回転角度を知ることができる。ロータリーエンコーダ14は、例えば主軸16の周側面に対向する磁気センサ(例えばホール素子)と、その磁気センサが対向する周側面上に設けられた複数の磁石で構成することができる。
トルクセンサ18は、主軸16に作用しているトルクに対応する電気信号(電圧)を出力するセンサである。例えばトルクセンサ18は、主軸16を介在させて磁石と磁気センサが対向するように配置して構成することができる。主軸16にトルクが作用して主軸16に歪が生じると、逆磁歪効果に基づいて主軸16の透磁率は変化する。磁気センサによって透磁率を検出することにより、主軸16に作用しているトルク値を知ることができる。なお、ロータリーエンコーダ14やトルクセンサ18は、様々な方式を採用したものが提供されており、それらを適宜利用することができる。
トリガスイッチ22、トルク設定スイッチ32、ロータリーエンコーダ14、トルクセンサ18は後述する処理回路24に接続されており、それらの出力信号が処理回路24に入力されるように構成されている。
As shown in FIG. 2, the tightening
The
The
The
図2に示すように、締付工具10は、締付工具10の動作を制御するための処理を行う処理回路24と、各種のデータを記憶しているメモリ回路30と、外部と電子情報を送受信するための送受信回路34等を備えている。メモリ回路30や送受信回路34は処理回路24に接続されており、メモリ回路30や送受信回路34と処理回路24は電子情報を授受可能に構成されている。
処理回路24は、トルクセンサ18の出力信号から、主軸16がネジ類に加えているトルク(以下、締付工具10の出力トルクという)を算出することができる。処理回路24は、トルクセンサ18の出力信号と締付工具10の出力トルクの関係式を記憶しており、トルクセンサ18の出力信号に基づいて締付工具10の出力トルクを算出する。
処理回路24は、ロータリーエンコーダ14の出力パルスをカウントするパルスカウンタを備えており、パルスカウンタの値に基づいて主軸16の回転角度や回転速度等を算出することができる。
処理回路24は、トルク設定スイッチ32の出力電圧に基づいて、設定された締付トルクを算出することができる。
As shown in FIG. 2, the
The
The
The
メモリ回路30は、電子情報を記録するための不揮発性の記憶回路である。メモリ回路30は、例えば校正係数データや、使用回数データや、工具データ等を記憶している。
校正係数データは、例えば1つの値kを記述している。以下、この値kを校正係数という。先に説明したように、処理回路24は、トルクセンサ18の出力信号と締付工具10の出力トルクの関係式を記憶している。この関係式は、締付工具10の設計時に定められたものである。しかしながら、締付工具10の使用に伴う劣化や経時変化によって、トルクセンサ18の出力信号と締付工具10の出力トルクの関係は徐々に変化してしまい、締付工具10の製造時(設計時)に定められた関係式では、締付工具10が実際に出力しているトルクを正しく求めることができなくなっていく。即ち、処理回路24が記憶している関係式から算出する出力トルクと、締付工具10の実際の出力トルクの間には誤差が生じるようになる。校正係数kは、この誤差を記述する指標である。即ち、処理回路24が記憶している関係式から算出する出力トルクを、校正係数kによって修正すれば、締付工具10の出力トルクを正しく求めることが可能となる。
校正係数データは、締付工具10の使用過程において随時更新に記憶されている。詳しくは後述するが、校正係数データは管理装置50によって求められ、管理装置50によって更新される。
校正係数kは、例えば締付トルク10の実際の出力トルクを、処理回路24が記憶している関係式から算出される出力トルクによって除算した商を採用することができる。この場合、新品の締付工具10(即ち設計時)の校正係数kは1となる。
The
The calibration coefficient data describes one value k, for example. Hereinafter, this value k is referred to as a calibration coefficient. As described above, the
The calibration coefficient data is stored in an update as needed during the process of using the
As the calibration coefficient k, for example, a quotient obtained by dividing the actual output torque of the tightening
使用回数データは、締付工具10がネジ類を締付けた累積締付回数を記述するデータであり、締付工具10が使用された度合いを示す指標である。使用回数データは、締付工具10が使用される度に処理回路24によって更新される。
工具データは、締付工具10を他の締付工具から識別するための識別情報を記述している。例えば本実施例の締付工具10では、「工具ID:MK0910」という情報が記述されている。
The use frequency data is data describing the cumulative number of times that the tightening
The tool data describes identification information for identifying the tightening
送受信回路34は、処理回路24の指令に基づいて、例えばメモリ回路30に記憶されている使用回数データや工具データ等を管理装置50に送信することができる。また送受信回路34は、管理装置50から送信される校正係数データ等を受信することができる。また送受信回路34は、管理装置50から送信される情報要求信号等を受信することができる。
送受信回路34は、電子情報を有線で送受信するものでもよいし、電子情報を無線で送受信するものでもよい。本実施例の送受信回路34は電子情報を無線で送受信するものである。
The transmission /
The transmission /
締付工具10の動作について説明する。図8のフローチャートは、締付工具10がネジ類を締付ける際の動作の流れを示している。
締付工具10を利用する作業者等が、締付工具10の係合部材20をネジ類の頭部に係合させ、トリガスイッチ22を操作すると、図8に示すフローがスタートする。このとき作業者は、トルク設定スイッチ32によって締付トルクを予め設定しておく。
トリガスイッチ22がオンされると(ステップS2でイエス)、ステップS4ではトルク設定スイッチ32の出力信号から締付トルクの設定値が算出される。
ステップS6では、処理回路24がモータ制御回路26へ指令し、モータ12を駆動させる。モータ12の回転によって主軸16が回転し、ネジ類が締付けられる。
ステップS8では、トルクセンサ18の出力信号と、処理回路24が記憶しているトルクセンサ18の出力信号と出力トルクの関係式から、トルク値が算出される。
ステップS10では、ステップS8で算出されたトルク値を、校正係数データを用いて修正する。この修正されたトルク値が、締付工具10によって測定される締付工具10の出力トルクの測定値である。
ステップS12では、ステップS4で算出された締付トルクの設定値(設定トルク値)と、ステップS8で修正して求められた出力トルク値が比較される。設定トルク値よりも、出力トルク値の方が小さい場合(ノーの場合)、ステップS8へ戻り、ステップS12でイエスとなるまで、ステップS8〜ステップS12の処理が繰り返される。ステップS12でイエスとなると、ステップS14へ進む。
ステップS14では、処理回路24がモータ制御回路26に指令して、モータ12を停止させる。以上の動作により、締付工具10は設定されている締付トルクによってネジ類を締付ける。
ステップS16では、処理回路24によってメモリ回路30に記憶されている使用回数データが、1加算されるように書き換えられる。モータ12の動作が停止したことを確認した作業者等が、トリガスイッチ22をオフすると(ステップS18でYES)、処理回路24による処理フローはエンドとなる。
締付工具10は、上記の締付動作をしている間、ロータリーエンコーダの出力信号に基づいて、主軸16の回転角度を計測している。処理回路24は、計測された主軸16の回転角度に基づいて、モータ制御回路12に指令を与える。また処理回路24は、測定した出力トルクと計測した回転角度をメモリ回路30に記憶することもできる。
The operation of the tightening
When an operator who uses the
When the
In step S6, the
In step S8, a torque value is calculated from the relational expression between the output signal of the
In step S10, the torque value calculated in step S8 is corrected using calibration coefficient data. This corrected torque value is a measured value of the output torque of the tightening
In step S12, the tightening torque set value (set torque value) calculated in step S4 is compared with the output torque value obtained by correction in step S8. When the output torque value is smaller than the set torque value (in the case of no), the process returns to step S8, and the processes of step S8 to step S12 are repeated until the answer becomes YES in step S12. If yes in step S12, the process proceeds to step S14.
In step S14, the
In step S16, the
The tightening
上述のように、締付工具10は自身の出力トルクと設定トルクを比較し、モータ12を制御してネジ類を締付ける。締付工具10は、内蔵するトルクセンサ18の出力信号と、締付工具10の出力トルクの基準関係(初期関係)を記述する基準関係式と、その基準関係式を校正するための校正係数データを記憶している。この校正係数データは締付工具10の使用の過程において随時更新可能に記憶されている。それにより、締付工具10は、トルクセンサ18の出力信号と締付工具10の出力トルクの関係を、正しく把握し続ける。締付工具10は、例えば使用の過程において劣化等が進行しても、自身の出力トルクを正しく測定することができ、ネジ類を設定された締付トルクで正しく締付けることができる。
As described above, the tightening
次に、管理装置50について説明する。図1に示すように、管理装置50のブレーキユニット60は、ケース61と、ケース61に固定されている軸受装置67と、軸受装置67によって回転可能に軸支されている検査軸66と、検査軸66の端部に形成されている係合突起70等を備えている。
係合突起70は、ネジ類の頭部に模した形状に成形されており、締付工具10の係合部材20と係合可能に形成されている。それにより、締付工具10によってネジ類を締付ける場合と同様にして、締付工具10によって検査軸66を回転させることができる。
Next, the
The
図2に示すように、ブレーキユニット60は、検査軸66に制動トルクを負荷するブレーキ機構62と、ブレーキ機構62の動作を制御するブレーキ制御回路76と、検査軸66の回転角度を検出するロータリーエンコーダ64と、検査軸66に作用しているトルクを検出するトルクセンサ68等を備えている。また、電子情報を無線で送受信する送受信回路74と、コンピュータ90と通信ケーブル88を介して接続する入出力回路(I/O)78等を備えている。ブレーキ制御回路76や、ロータリーエンコーダ64や、トルクセンサ68や、送受信回路74等はI/O78に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
ブレーキ機構62は、検査軸66に制動トルクを負荷する機構である。制動トルクとは、検査軸66が回転しているときはその回転を妨げる方向に作用し、検査軸66が停止しているときは検査軸66が停止し続ける方向に作用するトルクである。ブレーキ機構62は、ブレーキ制御回路76の指令に基づいて、検査軸66に負荷する制動トルクを増減調節する。ブレーキ機構62には、例えば摩擦材を検査軸66に押し付ける摩擦式のブレーキ機構や、磁性流体式ブレーキ(磁性流体式クラッチ)を採用することができる。
ブレーキ制御回路76は、ブレーキ機構62に指令を与え、ブレーキ機構62の動作を制御する回路である。
The
The
ブレーキユニット60の送受信回路74は、例えば締付工具10の送受信回路34に校正係数データ等を送信することができる。また送受信回路74は、締付工具10から送信される使用回数データや工具データ等を受信することができる。また送受信回路74は、締付工具10の送受信回路34に、情報の送信を要求する情報要求信号を送信することもできる。送受信回路74は、電子情報を有線で送受信するものでもよいし、電子情報を無線で送受信するものでもよい。本実施例の送受信回路74は電子情報を無線で送受信するものである。
The transmission /
図1、図2に示すように、管理装置50のコンピュータ90は、各種の演算処理を行うCPU94と、CPU94が演算処理を行う際にワークメモリとして使用するRAM96と、ブレーキユニット60と通信ケーブル88等を介して接続するためのI/O92と、利用者がコンピュータ90に情報を教示するためのキーボード99と、コンピュータ90が利用者に情報を表示するための表示装置98等を備えている。また、コンピュータ90は、CPU94が演算処理に使用するデータやプログラム等を記憶している記憶装置100を備えている。記憶装置100は、コンピュータ90に内蔵されているハードディスクドライブ装置である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
コンピュータ90の記憶装置100は、トルク−アングルデータ102と工具管理データ104等のデータを記憶している。
トルク−アングルデータ102は、ネジ類を回転させて被締付部材(以下、母材という)にねじ込んでいく際に、ネジ類を回転させた角度と、その回転角度までねじ込まれたネジ類をさらにねじ込むために必要なトルクの関係を記述するデータである。
図3に、トルク−アングルデータ102が記述する回転角度とトルクの関係(以下トルク−アングル情報という)を例示する。図3に示すように、トルク−アングル情報は、横軸を回転角度θとし、縦軸がトルクTとするグラフで表示することができる。
図3(a)は、比較的硬い(高弾性の)母材やネジ類で構成された締付部位(いわゆるハードジョイント)のトルク−アングル情報を示しており、図3(b)は、比較的軟らかい(低弾性の)母材やネジ類で構成された締付部位(いわゆるソフトジョイント)のトルク−アングル情報を示している。
The
The torque-
FIG. 3 illustrates the relationship between the rotation angle and torque described by the torque-angle data 102 (hereinafter referred to as torque-angle information). As shown in FIG. 3, the torque-angle information can be displayed in a graph in which the horizontal axis is the rotation angle θ and the vertical axis is the torque T.
FIG. 3A shows torque-angle information of a tightening portion (so-called hard joint) composed of a relatively hard (highly elastic) base material and screws, and FIG. 3B shows a comparison. Torque-angle information of a tightening part (so-called soft joint) composed of a base material and screws that are soft and soft (low elasticity).
図3(a)に示すハードジョイントの場合、回転角度θがゼロからθ1の範囲は、トルクTがゼロから徐々に上昇しており、ネジ類が母材のネジ穴に係合し始めたことを示している。回転角度θがθ1からθ2の範囲は、トルクTが小さな値で略一定となっており、ネジ類の頭部が母材に着座するまでネジ類が母材のネジ穴にねじ込まれていることを示している。回転角度θがθ2からθ3の範囲は、トルクTが急激に上昇しており、回転角度θがθ2の時にネジ類の頭部が母材に着座して、回転角度θがθ3となるまで(トルクTがT1となるまで)ネジ類が母材に締付けられることを示している。この場合、締付トルクはT1となる。
図3(b)に示すソフトジョイントの場合、回転角度θがゼロからθ1までの範囲、および回転角度がθ1からθ2までの範囲は、図3(a)に示したハードジョイントと略等しい。回転角度θがθ2からθ4までの範囲は、トルクTが徐々に上昇しており、回転角度θがθ2の時にネジ類の頭部が母材に着座し、さらに回転角度θがθ4となるまで(トルクTがT1となるまで)ネジ類が母材に締付けられていることを示している。即ち、図3(a)に示すハードジョイントの場合と同じく、この図3(b)に示すソフトジョイントの場合の締付トルクもT1である。
図3(a)(b)によく示されているように、ネジ類が着座するまで(回転角度がθ2以下)は、ハードジョイントとソフトジョイントの間において、トルク−アングル情報に有意な差は見られない。一方、ネジ類が着座した以降(回転角度がθ2以上)では、ハードジョイントとソフトジョイントの間において、顕著な差を確認することができる。図3(a)(b)から明らかなように、ハードジョイントの方が、回転角度の増分に対するトルク値の増分が大きい。
締付工具10を用いてネジ類を締付ける場合、設定トルクを同一に設定していても、ソフトジョイントを締付けたときとハードジョイントを締付けたときでは、実際の締付トルクが同一にならないことが知られている。これは、ハードジョイントとソフトジョイントのトルク−アングル情報の違いに起因している。トルク−アングル情報が異なると、締付工具10の主軸16やモータ12等の回転速度等も異なる。それにより、主軸やモータ等の慣性モーメントが出力トルクに与える影響が変化するためである。そのことから、締付工具10の締付トルクを管理して、締付部位の締付トルクを管理するためには、締付工具10の出力トルクを測定する際に、その締付部位を締付けるときと同様に締付工具10を動作させることが好ましい。
トルク−アングルデータ102は、様々な締付部位のトルク−アングル情報を複数記述している。例えばエンジンを車体に組み付けるボルトを締付けるときのトルク−アングル情報等を記述している。それぞれのトルク−アングル情報には、他のトルク−アングル情報と識別するためのトルク−アングルパターンIDが割り当てられている。例えば、図3(a)に示すトルク−アングル情報には、「ENG005」というトルク−アングルパターンIDが割り当てられている。
In the case of the hard joint shown in FIG. 3A, in the range of the rotation angle θ from zero to θ1, the torque T gradually increased from zero, and the screws started to engage with the screw holes of the base material. Is shown. When the rotation angle θ is in the range of θ1 to θ2, the torque T is small and substantially constant, and the screws are screwed into the screw holes of the base material until the heads of the screws are seated on the base material. Is shown. When the rotation angle θ is in the range of θ2 to θ3, the torque T increases rapidly, and when the rotation angle θ is θ2, the heads of the screws are seated on the base material until the rotation angle θ reaches θ3 ( This shows that the screws are fastened to the base material (until the torque T reaches T1). In this case, the tightening torque is T1.
In the case of the soft joint shown in FIG. 3B, the range of the rotation angle θ from zero to θ1 and the range of the rotation angle from θ1 to θ2 are substantially equal to the hard joint shown in FIG. When the rotation angle θ is in the range from θ2 to θ4, the torque T gradually increases. When the rotation angle θ is θ2, the heads of the screws are seated on the base material and the rotation angle θ becomes θ4. It shows that the screws are fastened to the base material (until the torque T reaches T1). That is, as in the case of the hard joint shown in FIG. 3A, the tightening torque in the case of the soft joint shown in FIG. 3B is also T1.
As well shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), there is no significant difference in torque-angle information between the hard joint and the soft joint until the screws are seated (the rotation angle is θ2 or less). can not see. On the other hand, after the screws are seated (the rotation angle is θ2 or more), a significant difference can be confirmed between the hard joint and the soft joint. As apparent from FIGS. 3A and 3B, the hard joint has a larger torque value increment relative to the rotation angle increment.
When tightening screws using the
The torque-
工具管理データ104は、複数の締付工具10群に関する様々な情報を、締付工具10の識別情報(工具ID)に対応付けて記述しており、複数の締付工具10群に関する情報を個々の締付工具10毎に管理している。図4に、工具管理データ104が記述している情報を例示する。図4は、識別情報が「工具ID:MK0910」である締付工具10の情報104aが示している。
図4に示すように、工具管理データ104は、例えば「工具ID:MK0910」のように、締付工具10の工具IDを記述している(図中142)。また工具管理データ104は、「エンジン組付工程Tライン」のように、締付工具10が使用されている工程を記述している(図中144)。また工具管理データ104は、例えば「ENG005」のように、トルク−アングルパターンIDを記述している(図中146)。このトルク−アングルパターンIDは、トルク−アングルデータ102に記述されているトルク−アングル情報の識別情報に対応する。工具管理データ104に記述されているトルク−アングルパターンIDに対応するトルク−アングル情報は、締付工具10によって締付けられている締付部位のトルク−アングル情報を記述している。例えばここでは、エンジンを車体に組み付けるボルトのトルク−アングル情報を記述している。
The
As shown in FIG. 4, the
図4に示すように、工具管理データ104は、管理装置50によって締付工具10を検査した日時(図中148、150)や、その検査時における締付工具10の累積使用回数(図中152)、管理装置50によって測定された締付工具10の出力トルクTa(図中154)、締付工具10によって測定された締付工具10の出力トルクTb(図中156)、算出された校正係数k(図中158)、校正処理の必要性等を判別した結果J(図中160)、校正係数の集積値を示す集積校正係数(図中162)等を記述している。
工具管理データ104は校正係数kや集積校正係数ktの判別基準(図中164)を記述している。校正係数の判別基準は、例えば校正係数kの正常範囲(図中では1±k1)や校正可能範囲(図中では1±k2)を記述している。また集積校正係数ktの判別基準は、例えば集積校正係数ktの許容範囲(図中では1±kx)を記述している。
図4に示す工具管理データ104から、例えば締付工具10は作業開始(8:00)前と作業終了(17:00)後に検査を受けていることが確認できる。作業開始前の検査結果と作業終了後の検査結果から、その日のエンジン組付工程Tラインの作業が正常に行われたことを確認することができる。
As shown in FIG. 4, the
The
From the
コンピュータ90の記憶装置100は、測定プログラム106と、校正プログラム108と、管理プログラム110等を記憶している。これらのプログラムは、CPU94によって実行されるプログラムである。
測定プログラム106は、ブレーキユニット60等を制御して、締付工具10の出力トルク等を測定するためのプログラムである。測定プログラム106は、例えばロータリーエンコーダ64の出力信号から、検査軸66の回転角度や回転速度、即ち、締付工具10の主軸16の回転角度や回転速度を算出するプログラムを含んでいる。
測定プログラム106は、例えばトルクセンサ68の出力信号から、検査軸66の係合突起70に負荷されているトルク、即ち、締付工具10が検査軸66に負荷している出力トルクを算出するプログラムを含んでいる。
測定プログラム106は、算出した検査軸66の回転角度と算出した締付工具10の出力トルクに基づいて、ブレーキ制御回路76に指令を与えるプログラムを含んでいる。
測定プログラム106は、ブレーキユニット60の送受信回路74に指令して、締付工具10と情報を授受するプログラムを含んでいる。測定プログラム106は、例えば締付工具10のメモリ回路30に記憶されている情報や、締付工具10で測定された締付工具10の出力トルクの測定値を知徳することができる。
The
The
The
The
The
校正プログラム108は、測定プログラム106の処理等によって得られた情報等に基づいて、締付工具10に校正処理を実施するためのプログラムである。
校正プログラム108は、管理装置50で測定された締付工具10の出力トルクと、締付工具10で測定された締付工具10の出力トルクに基づいて、校正係数を算出するプログラムを含んでいる。詳しくは、管理装置50が測定した締付工具10の出力トルクを、締付工具10が測定した締付工具10の出力トルクで除算して、校正係数kを算出する。校正係数kが1であれば、管理装置50で測定された出力トルクと、締付工具10で測定された出力トルクは等しいことを示す。校正係数kが1よりも大きければ、管理装置50で測定された出力トルクの方が、締付工具10で測定された出力トルクよりも大きいことを示す。校正係数kが1よりも小さければ、管理装置50で測定された出力トルクの方が、締付工具10で測定された出力トルクよりも小さいことを示す。校正係数kと1の差分がより大きいほど、管理装置50で測定された出力トルクと、締付工具10で測定された出力トルクとの誤差がより大きいことを示す。校正係数kは、管理装置50で測定された締付工具10の出力トルクと、締付工具10で測定された締付工具10の出力トルクとの誤差を示す指標といえる。管理装置50で測定される出力トルクは、締付工具10が実際に出力しているトルクであることから、校正係数kは締付工具10が自身の出力トルクを測定する際の測定誤差の度合を示す指標といえる。
図5は、締付工具10の使用回数Nと、算出される校正係数kの関係の一例を示すグラフである。図5のグラフは、横軸が使用回数Nを示し、縦軸が校正係数kを示している。図5のグラフでは、使用回数Nの増加に伴って校正係数kが連続的に変化している様子と、使用回数Nが例えばN2、N4、N6の時に、校正係数kが急激に変化している様子が示されている。校正係数kが連続的に変化している様子は、締付工具10の使用回数Nの増加に伴って、締付工具10の出力トルクを測定する際の測定誤差が増加していくことを示している。校正係数kが急激に変化している様子は、詳しくは後述するが、管理装置50によって締付工具10に校正処理が実施され、生じていた締付工具10のトルク測定誤差が取り除かれたことを示している。
The
The
FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between the number of uses N of the tightening
校正プログラム108は、算出した校正係数kを、工具管理データ104に記述されている校正係数kの判別基準164に照会し、締付工具10が正常であるのか、異常であるが校正可能なレベルの状態であるのか、異常であって校正不能なレベルの状態であるのか等を判別するプログラムを含んでいる。図5のグラフを参照して、校正プログラム108の処理を説明する。図5のグラフには、校正係数kの判別基準164が記述している「正常範囲」と、「校正可能範囲」が示されている。校正プログラム108は、算出した校正係数kが正常範囲内であれば(1−k1≦k≦1+k1)、締付工具10は正常であると判別する。また、算出した校正係数kが校正可能範囲であれば(1−k2≦k≦1−k1,1+k1≦k≦1+k2)、締付工具10は異常であるが校正可能な状態であると判別する。また、算出した校正係数kが上記の範囲内になければ(k<1−k2,1+k2<k)、締付工具10は異常であって校正不能な状態であると判別する。図5に示す場合では、使用回数がN2、N6回の時に、締付工具10は異常であるが校正可能な状態であると判別する。また、使用回数がN7回の時では、締付工具10は異常であって校正不能な状態であると判別する。なお、校正係数kの判別基準164では、「校正可能範囲」を記述することに代えて、校正可能範囲外を示す「校正不能範囲」を記述していてもよい。
校正プログラム108は、算出された校正係数kが正常範囲内であっても、工具管理データ104に記述されている校正係数kの履歴を加味して、締付工具10は異常であるが校正可能な状態であると判別する。例えば図5に示すように、正常範囲内において基準値1から離れている所定の範囲(1−k1≦k≦1−k1’,1+k1’≦k≦1+k1)を定める。算出された校正係数kがその所定範囲内にあるときに、校正係数kの履歴を照会し、所定の使用回数に亘って継続して校正係数kがその所定範囲内である場合(例えば図5中のN3回〜N4回)は、締付工具10は異常であって校正可能な状態であると判別する。
The
Even if the calculated calibration coefficient k is within the normal range, the
校正プログラム108は、集積校正係数ktを算出するプログラムを含んでいる。校正プログラム108は、算出した校正係数kを、工具管理データ104に記述されている最新の集積校正係数ktに乗算して、新たな集積校正係数ktを算出する。
図6は、締付工具10の使用回数と集積校正係数ktの関係の一例を示すグラフである。図6のグラフは、横軸が使用回数Nを示し、縦軸が集積校正係数ktを示している。なお、集積校正係数ktの初期値は「1」と定められている。図6は、集積校正係数ktが段階的に変化している様子を示している。これは、詳しくは後述するが、工具管理データ104の集積校正係数ktが、締付工具10に校正処理が実施されたときのみ更新され、締付工具10に校正処理が実施されないときは従前の値が維持されるためである。集積校正係数ktは締付工具10に校正処理が行われる度に、その時の校正係数kによって更新される。校正処理が行われたときの校正係数kは、その校正処理で取り除かれた締付工具10のトルク測定誤差を示している。そのことから、集積校正係数ktは、累積して取り除かれた締付工具10のトルク測定誤差を示している。換言すると、締付工具10に校正処理を全く行わなかった場合に、締付工具10に生じることとなるトルク測定誤差である。集積校正係数ktが初期値1に対してより異なるほど、締付工具10は新品の状態に対してトルク測定誤差を内在的に生じていることとなる。
The
FIG. 6 is a graph showing an example of the relationship between the number of times the tightening
校正プログラム108は、算出した集積校正係数ktを、工具管理データ104に記述されている集積校正係数ktの判別基準に照会し、締付工具10に校正処理を実施することが許容されるか否かを判別するプログラムを含んでいる。図6のグラフを参照して、校正プログラム108の処理を説明する。図6のグラフには、集積校正係数ktの判別基準が記述している「校正許容範囲」が示されている。校正プログラム108は、算出した集積校正係数ktが許容範囲内であれば(1−kx≦kt≦1+kx)、締付工具10に校正処理を実施することが許容されると判別する。算出した校正係数kが上記の範囲内になければ、締付工具10に校正処理を実施することは許容されないと判別する。図5に示す場合では、使用回数がN2、N4、N6回の時に、締付工具10は異常であるが校正可能なレベルの状態であると判別する。また、使用回数がN7回の時では、締付工具10は異常であって校正不能なレベルの状態であると判別する。図6に示す場合では、使用回数NがN10の時に、締付工具10に校正処理を行うことは許容されないと判別する。
校正プログラム108は、ブレーキユニット60の送受信回路74に指令して、締付工具10と情報を授受するプログラムを含んでおり、例えば算出した校正係数kを、締付工具10に教示することができる。校正プログラム108は、算出した校正係数kを締付工具10に教示することによって、締付工具10の校正処理を行う。校正プログラム108は、締付工具10は異常であるが校正可能なレベルの状態と判別し、さらに締付工具10に校正処理を行うことを許容すると判別した場合に、算出した校正係数kを締付工具10に教示する。詳しくは、送受信回路74に指令して、算出した校正係数kを締付工具10の送受信回路34に向けて送信する。
The
The
管理プログラム110は、管理装置50で締付工具10を検査した時に得た情報を、蓄積して管理するためのプログラムである。例えば管理プログラム110は、工具管理データ104を作成するプログラムを含んでいる。また管理プログラム110は、例えば工具管理データ104に記述されている締付工具10の使用回数から、締付工具10のメンテナンス時期等を判断して報知するプログラム等を含んでいる。
The
次に、管理装置50の動作の流れについて説明する。図7は、締付工具10を検査する際の管理装置50の動作の流れを示すフローチャートである。図7(a)のフローチャートは管理装置50の動作の流れを示している。各ステップの処理は、CPU94が測定プログラム106や校正プログラム108や管理プログラム110等を実行することによって実施される。図7(b)のフローチャートは、管理装置50によって検査される締付工具10の動作の流れを示している。以下、図7を参照しながら、管理装置50が締付工具10を検査するときの動作の流れを説明する。
図7(a)に示すステップS52では、ブレーキユニット60の送受信回路74が、締付工具10の送受信回路34に向けて情報要求信号を送信する。この情報要求信号を受けて、締付工具10は工具データや使用回数データ等を送受信回路34から送信する(図7(b)のステップS102)。
ステップS54では、ブレーキユニット60の送受信回路74によって、締付工具10の送受信回路34から送信された工具データや使用回数データ等が受信される。送受信回路74で受信されたデータ等は、通信ケーブル88等を介してコンピュータ90に転送される。コンピュータ90は、受信した工具データから締付工具10の工具IDを読み取り、締付工具10を識別する。ここでは、「工具ID:MK0910」が読み取られる。
ステップS56では、ステップS54で読み取った工具IDに基づいて、工具管理データ104から締付工具10に対応するデータを読み出す。ここでは、「工具ID:MK0910」に対応して、図4に示した工具管理データ104aが読み出される。
Next, the operation flow of the
In step S52 shown in FIG. 7A, the transmission /
In step S54, the transmission /
In step S56, data corresponding to the
ステップS58では、ステップS56で読み出した工具管理データ104aからトルク−アングルパターンIDを読み取り、そのトルク−アングルパターンIDに対応するトルク−アングル情報を、トルク−アングルデータ102から選択して読み出す。読み出されたトルク−アングル情報はRAM96に記憶される。ここでは、トルク−アングルパターンID「ENG005」に対応して、図3(a)に示すトルク−アングル情報が選択される。ここで選択されるトルク−アングル情報は、締付工具10が通常の作業において締付けている締付部位のトルク−アングル情報である。
上記のステップが進行している間、あるいは上記のステップが終了した段階で、管理装置50によって締付工具10を検査する検査者は、締付工具10の主軸16の係合部材20を、ブレーキユニット60の検査軸66の係合突起70に係合させ、締付工具10のトリガスイッチ22を操作する(図7(b)のステップS104)。トリガスイッチ22が操作されると、締付工具10は図8に示した締付作業フローに従って、ネジ類を締付ける場合と同様の動作を行う。締付工具10の主軸16は、ブレーキユニット60の検査軸66を回転させる。なお、このときブレーキ機構62は、検査軸66に略一定の小さな制動トルクを負荷している。
ステップS60では、検査軸66の回転速度が所定の回転速度に到達しているのか否かが判別される。CPU94は、パルスカウンタの値に基づいて検査軸66の回転速度を算出する。検査軸66の回転速度が所定の回転速度に到達すると、次のステップS62へと進む。
In step S58, the torque-angle pattern ID is read from the
An inspector who inspects the tightening
In step S60, it is determined whether or not the rotation speed of the
図7(a)のステップS62では、ロータリーエンコーダ64から出力されるパルス信号をカウントするパルスカウンタがリセットされる。このパルスカウンタは、ロータリーエンコーダ64から出力されるパルス信号を常時カウントしており、リセットされると同時に再びパルス信号のカウントをゼロから開始する。
ステップS64では、CPU94が、検査軸66の回転角度と締付工具10の出力トルクを算出する処理を開始する。CPU94は、パルスカウンタの値に基づいて検査軸66の回転角度を算出し、トルクセンサ68の出力信号に基づいて締付工具10の出力トルクを算出する。なお、パルスカウンタがゼロのとき、検査軸66の回転角度はゼロと定められている。測定された回転角度と出力トルクの対のデータは、RAM96に記憶される。以降、この回転角度と出力トルクを測定して記憶する処理は、所定の周期で繰り返し実行され、RAM96にトルク−アングル情報の実測値が作成される。
ステップS66では、測定された検査軸66の回転角度と締付工具10の出力トルクの対のデータが、ステップS58で選択されたトルク−アングル情報と比較される。このとき、測定された検査軸66の回転角度には、トルク−アングル情報において着座時点を示している回転角度(ここでは図3(a)の角度θ2)を加算される。即ち、測定された検査軸66の回転角度と締付工具10の出力トルクの対のデータは、トルク−アングル情報の着座以降(角度θ2以上)のデータと比較される。
In step S62 of FIG. 7A, the pulse counter that counts the pulse signal output from the
In step S <b> 64, the
In step S66, the measured rotation angle of the
ステップS68では、ステップS66の比較結果に基づいて、測定される回転角度と出力トルクの関係が、トルク−アングル情報に記述されている関係となるように、ブレーキ制御回路76に指令が与えられる。その指令を受けて、ブレーキ制御回路76がブレーキ機構62の動作を制御し、検査軸66に負荷される制動トルクが増減調節される。例えば測定された出力トルクがトルク−アングル情報に記述されている値よりも小さいときは、検査軸66に負荷する制動トルクが大きくなる。測定された出力トルクがトルク−アングル情報に記述されている値よりも大きいときは、検査軸66に負荷する制動トルクが小さくなる。それにより、締付工具10は通常の締付作業(ここではエンジンを車体に組み付けるボルトを締付ける作業)のときと同様に動作する。
ステップS70では、検査軸66が回転しているのか静止しているのかが判別される。検査軸66が回転していれば(ノー)、ステップS66に戻る。検査軸66が静止していれば(イエス)、ステップS72へと進む。
ステップS66〜ステップS70の処理によって、検査軸66の回転角度(即ち、締付工具10の主軸16の回転角度)と締付工具10の出力トルクの関係は、ステップS58で選択したトルク−アングル情報の関係と等しくなるように調節される。それにより、締付工具10の主軸16の回転角度と出力トルクの関係は、通常の締付作業のときと等しくなり、締付工具10は通常の締付作業のときと同様に動作する。
検査軸66が停止すると、締付工具10を操作している検査者がトリガスイッチ22をオフする(図7(b)のステップS110)。
In step S68, based on the comparison result in step S66, a command is given to the
In step S70, it is determined whether the
The relationship between the rotation angle of the inspection shaft 66 (that is, the rotation angle of the
When the
ステップS72では、ブレーキユニット60の送受信回路74から、締付工具10の送受信回路34に向けて、情報要求信号が送信される。この情報要求信号を受けて、締付工具10は出力トルク情報を送受信回路34から送信する(図7(b)のステップS112、ステップS114)。ここでいう出力トルク情報とは、締付工具10が校正係数データを用いて校正して算出した出力トルクの測定値である。出力トルク情報は、締付工具10が測定した出力トルクをすべて記述するものでもよいが、測定した出力トルクの最大値を記述するものであれば足りる。出力トルクの最大値はネジ類を締付けたときの締付トルクに相当する。
ステップS74では、ブレーキユニット60の送受信回路74によって、締付工具10の送受信回路34から送信された出力トルク情報が受信される。管理装置50は、出力トルク情報から出力トルクの最大値を抽出し、締付工具10で測定された締付トルクを検出する。
ステップS76では、RAM96に蓄積記憶されている出力トルクの測定値から最大値が抽出される。即ち、管理装置50で測定された締付工具10の締付トルクが特定される。そして、ブレーキユニット60で測定された締付トルクを、締付工具10で測定された締付トルクで除算して、校正係数kが算出される。
In step S <b> 72, an information request signal is transmitted from the transmission /
In step S74, the output torque information transmitted from the transmission /
In step S76, the maximum value is extracted from the measured value of the output torque accumulated and stored in the
ステップS78では、ステップS76で算出された校正係数kが、正常範囲内であるのか否かが判別される。校正係数kの正常範囲は、工具管理データ104に記述されている。校正係数kが正常範囲内であれば、締付工具10の出力トルクの値と、締付工具10が測定した自身の出力トルクの測定値とが、精度よく一致している。即ち、締付工具10は、自身の出力トルクを精度よく把握できている。この場合、締付工具10は正常な状態であり、定められた締付トルクでネジ類を精度よく締付けることができる状態であると判別できる。一方、校正係数kが正常範囲内になければ、締付工具10の出力トルクの値と、締付工具10が測定した自身の出力トルクの測定値の間に、許容されない誤差が生じている。即ち、締付工具10は、自身の出力トルクを許容されない誤差を含んで認識している。この場合、この場合、締付工具10は異常な状態であり、定められた締付トルクでネジ類を精度よく締付けることができない状態であると判別できる。校正係数kが正常範囲内であれば(ステップS78でイエス)、ステップS86へとジャンプする。校正係数kが正常範囲内になければ(ステップS78でノー)、ステップS80へと進む。
In step S78, it is determined whether or not the calibration coefficient k calculated in step S76 is within the normal range. The normal range of the calibration coefficient k is described in the
ステップS80では、ステップS76で算出された校正係数kが、校正可能範囲内であるのか否かが判別される。校正係数kの校正可能範囲は、工具管理データ104に記述されている。先のステップS78において、締付工具10は異常な状態であると判別されている。このステップS80では、締付工具10の異常の程度を判別する。算出された校正係数kが、校正可能範囲内であれば、締付工具10が出力した出力トルクの値と、締付工具10が測定した自身の出力トルクの測定値との誤差は、異常なレベルではであるがそれほど大きくない。即ち、締付工具10の予期される劣化等を考慮すれば、その誤差は予定されたレベルである。この場合、締付工具10は、校正処理を受けることによって、正常な状態に復帰可能な状態と判別する。一方、算出された校正係数kが、校正可能範囲内になければ、締付工具10が出力した出力トルクの値と、締付工具10が測定した自身の出力トルクの測定値との誤差は、予定されたレベルを超えている。この場合、締付工具10は、例えば損傷や異常劣化等が発生していることも推測され、校正処理を実施しても正常な状態に復帰することが疑われる状態であると判別する。校正係数kが校正可能範囲内であれば(ステップS80でイエス)、ステップS82へ進む。校正係数kが校正可能範囲内になければ(ステップS80でノー)、ステップS86へジャンプする。
In step S80, it is determined whether or not the calibration coefficient k calculated in step S76 is within the calibratable range. The calibratable range of the calibration coefficient k is described in the
ステップS82では、集積校正係数ktを算出し、算出された集積校正係数ktが、校正許容範囲内であるのか否かが判別される。集積校正係数ktの校正許容範囲は、工具管理データ104に記述されている。先のステップS78において、締付工具10は異常であるが校正可能な状態であると判別されている。このステップS82では、締付工具10に校正処理を実施することは許容されるか否かを判別する。算出した集積校正係数ktが校正許容範囲内であれば、ここで締付工具10に校正処理を実施しても、累積して取り除かれるトルク測定誤差は過度にはならない。この場合、締付工具10に校正処理を実施することが許容されると判断する。一方、算出した集積校正係数ktが校正許容範囲内にない場合、ここで締付工具10に校正処理を実施してしまうと、締付工具10から累積して取り除かれたトルク測定誤差は過大となってしまう。即ち、締付工具10は、新品の状態に比して大幅なトルク測定誤差を内在的に生じているので、締付工具10は例えば使用に伴う劣化や経時変化等が大きく進行していると判断できる。この場合、締付工具10に校正処理を実施することは許容されないと判断する。
算出された集積校正係数ktが、校正処理の許容範囲内であれば(イエス)、ステップS84へ進む。算出された集積校正係数ktが、校正処理の許容範囲内になければ(ノー)、ステップS86へとジャンプする。
In step S82, the integrated calibration coefficient kt is calculated, and it is determined whether or not the calculated integrated calibration coefficient kt is within the allowable calibration range. The allowable calibration range of the integrated calibration coefficient kt is described in the
If the calculated integrated calibration coefficient kt is within the allowable range of the calibration process (Yes), the process proceeds to step S84. If the calculated integrated calibration coefficient kt is not within the allowable range of the calibration process (No), the process jumps to Step S86.
ステップS84では、ステップS76で算出された校正係数kを記述する情報が、ブレーキユニット60の送受信回路74から、締付工具10の送受信回路34に向けて送信される。締付工具10の送受信回路34は、送信された校正係数kを記述する情報を受信する(図5(b)のステップS116)。締付工具10は、受信した情報から校正係数kを認識し、メモリ回路30の校正係数データに書き込んで記憶する。詳しくは、校正係数データに記述されている従前の校正係数kに、今回の検査で教示された校正係数kを乗算し、新たな校正係数kとして記憶する(図5(b)のステップS118)。このステップS84の処理が、締付工具10のトルク測定精度を校正する処理である。締付工具10のメモリ回路30に記憶されている校正係数kが更新されることにより、締付工具10はトルクセンサ18の出力信号に基づいて、自身の出力トルクを正しく算出することができるようになる。
In step S84, information describing the calibration coefficient k calculated in step S76 is transmitted from the transmission /
ステップS86では、上記の処理によって得られた検査結果等が、工具管理データ104に記述されて、記憶装置100に記憶される。ここで、集積校正係数ktは、ステップS84の処理によって締付工具10に校正処理が実施された場合、今回の検査で算出した集積校正係数ktが採用される。校正処理が実施されなかった場合は、工具管理データ104に記述されている最新の集積校正係数ktが採用される。即ち、前回の検査時における集積校正係数ktと同一となる。また、このように集積校正係数ktが更新されることから、工具管理データ104に記述されている集積校正係数ktは、締付工具10のメモリ回路30に記憶されている校正係数kに等しい。
ステップS88では、上記の処理によって得られた検査結果等が、コンピュータ90の表示装置98に表示される。コンピュータ90の表示装置98には、例えば工具管理データ104が記述する情報が表示される。さらに、例えば算出された校正係数kが正常範囲内であった場合(図5(a)のステップS78でイエス)は、「この締付工具のトルク測定精度は正常です。」等と表示してもよい。また、算出された校正係数kが校正処理を許容する範囲内になかった(図5(a)のステップS80でノー)場合には、「この締付工具のトルク測定精度は著しく低下しています。分解点検等を実施してください。」等と表示してもよい。また、算出された集積校正係数ktが、校正処理を許容する範囲内になかった(図5(a)のステップS82でノー)場合には、「この締付工具のトルク測定精度は新品時と比較して大きく校正されています。消耗部品を点検、交換してから再度検査してください。」等と表示してもよい。また、締付工具10に校正処理が実施された場合(ステップS84)は、「この締付工具のトルク測定精度は低下していました。トルク測定精度を校正しました。」等と表示してもよい。
In step S86, the inspection results and the like obtained by the above processing are described in the
In step S88, the inspection results and the like obtained by the above processing are displayed on the
上記のように、管理装置50は締付工具10を検査し、締付工具10のトルク測定誤差の度合を示す校正係数kを求める。求めた校正係数kを締付工具10に教示することによって、締付工具10に生じているトルク測定誤差を締付工具10自身によって取り除かせることが可能となる。
締付工具10のトルク測定誤差を測定したときに、締付工具10に予定されたレベルを超えたトルク測定誤差が生じていると、締付工具10になんらかの障害が発生している可能性があり、トルク測定精度がさらに急激に低下する可能性もある。このような締付工具10に校正処理を実施しても、トルク測定精度は刹那的に回復するにすぎない。刹那的に回復したトルク測定精度が信頼されて、障害の発生している締付工具10が継続して使用されることもある。管理装置50では、締付工具10に予定されたレベルを超えるトルク測定誤差が生じている場合、校正処理は実施せず、その旨を検査者に報知して、締付工具10の点検等を促す。それにより、例えば障害の発生している締付工具10が、継続して使用されることが防止される。
締付工具10のトルク測定誤差が累積して大きく取り除かれており、新品の状態(設計時)に比して大幅なトルク測定誤差が内在的に生じている場合、例えば使用に伴う劣化や経時変化等が大きく進行している可能性があり、トルク測定精度がさらに急激に増大したり、トルク測定の繰り返し精度が低下している可能性がある。このような締付工具10に校正処理を実施しても、トルク測定精度は刹那的に回復するにすぎない。刹那的に回復したトルク測定精度が信頼されて、劣化の進んだ締付工具10が継続して使用されこともある。管理装置50では、新品の状態(設計時)に比して大幅なトルク測定誤差が内在的に生じている場合、校正処理は実施せず、その旨を検査者に報知して、締付工具10のメンテナンス等を促す。それにより、劣化の進んだ締付工具10が、継続して使用されることが防止される。
管理装置50は、上記した締付工具10の劣化状態等を判別する処理や、締付工具10のトルク測定精度を校正する処理等を、算出した校正係数kに基づいて行う。管理装置50は、締付工具10の劣化状態等を判別した上で、締付工具10のトルク測定精度を校正することから、締付工具10のトルク測定精度に高い信頼性を与えることができる。
As described above, the
When the torque measurement error of the tightening
When the torque measurement error of the tightening
Based on the calculated calibration coefficient k, the
管理装置50は、複数の締付工具10群に関する情報を、工具管理データ104に記述して記憶できる。それにより、複数の締付工具10群と管理装置50によって、締付工具セットを構成することが可能である。締付工具10群は、管理装置50によってトルク測定精度が維持される。また、管理装置50によって、締付工具10群の異常や劣化状態等が早期に把握される。それぞれの締付工具10を検査、校正するためには、締付工具10によって管理装置50の検査軸66を回転させればよく、1回のネジ締め作業と略同一の作業を行うことで足りる。この締付工具セットでは、多数の締付工具10群のトルク測定精度を高い信頼性で保つことができる。この締付工具セットを、例えば自動車等の大量生産型の工業製品の製造現場に採用すると、製造された多数の工業製品にも高い信頼性を与えることができる。
The
以上の説明では、締付工具10の出力トルクとトルクセンサ18の出力信号の関係が、締付工具10の使用による劣化や経時による劣化等によって変化する場合を例にして説明したが、締付工具10の出力トルクとトルクセンサ18の出力信号の関係は、例えば締付部位のトルク−アングル情報によっても変化する。即ち、例えばハードジョイント用に調整されている締付工具10では、ソフトジョイントを正しい締付トルクで締付けることができない。そのことから従来では、締付工具を他の締付部位に利用する度に、締付工具のトルク測定誤差を測定しながら取り除くという作業が必要となっていた。管理装置50は、この問題にも有効である。例えば締付工具10が配備される生産ラインが変更され、異なる締付部位に使用されることになった場合、その締付部位のトルク−アングル情報をトルク−アングルデータ102に記憶させ、工具管理データ104のトルク−アングルパターン146を書き換えればよい。締付工具10を管理装置50によって通常通り検査すれば、締付工具10の校正係数データは修正され、締付工具10は新たな締付部位に対応するように正しく校正される。
締付工具10は、トルクセンサ18に代えて、例えばモータ12の電流値を検出する電流センサを採用し、モータ12の電流値に基づいて自身の出力トルクを算出してもよく、管理装置50はこのような締付工具10群を管理することもできる。
In the above description, the case where the relationship between the output torque of the tightening
The tightening
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、管理装置50は算出した校正係数kを締付工具10に教示する際に、本実施例のように校正係数kのみを教示してもよいし、あるいは校正係数kが加味された新たなトルクセンサ18の出力信号と出力トルクの関係式を教示してもよい。いずれにしても、校正係数kを教示するといえる。そして締付工具10は、教示された新たな関係式を用いてトルクを算出することにより、自身の出力トルクを正しく測定することができる。
管理装置50は、締付工具10側で測定されたトルクを入力する際に、締付工具10が内蔵しているトルクセンサ18の出力を直接的に入力してもよい。管理装置50は、締付工具10が利用しているトルクセンサ18の出力信号と出力トルクの関係式を予め記憶しておくか、あるいは締付工具10から入力することによって、締付工具10側で測定されたトルクを知ることができる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
For example, when the
The
In addition, the technical elements described in the present specification or drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. The technology illustrated in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and achieving one of the objects itself has technical utility.
10・・締付工具
12・・モータ
16・・主軸
18・・トルクセンサ
24・・処理回路
30・・メモリ回路
50・・管理装置
60・・ブレーキユニット
62・・ブレーキ機構
66・・検査軸
68・・トルクセンサ
74・・送受信回路
76・・ブレーキ制御回路
90・・コンピュータ
94・・CPU
100・・記憶装置
10. Tightening
100 .. Storage device
Claims (11)
管理装置側にあって、締付工具の発生トルクを測定するトルク測定手段と、
管理装置側に、締付工具側のトルク測定手段で測定したトルクを入力する入力手段と、
管理装置側のトルク測定手段で測定したトルクと、締付工具側のトルク測定手段で測定したトルクから、両者が相違する度合を示す指標を算出する算出手段と、
算出手段が算出した指標を締付工具に教示する教示手段と、
を備える管理装置。 A device for managing a tightening tool having a torque measuring means,
A torque measuring means on the management device side for measuring the torque generated by the tightening tool;
Input means for inputting torque measured by the torque measuring means on the tightening tool side to the management device side;
A calculating means for calculating an index indicating a degree of difference between the torque measured by the torque measuring means on the management device side and the torque measured by the torque measuring means on the tightening tool side;
Teaching means for teaching the tightening tool the index calculated by the calculating means;
A management device comprising:
前記教示手段は、算出した指標が前記所定範囲内にあるとき、算出した指標を締付工具に教示しないことを特徴とする請求項1の管理装置。 Storage means for storing a predetermined range related to the index is added,
2. The management apparatus according to claim 1, wherein the teaching means does not teach the calculated index to the tightening tool when the calculated index is within the predetermined range.
蓄積記憶手段に蓄積記憶されている指標群を集積して集積指標を算出する集積指標算出手段と、
集積指標の許容範囲を記憶している第2記憶手段が付加されており、
前記教示手段は、集積指標算出手段で算出した集積指標が許容範囲にあるときにのみ、前記算出手段が算出した指標を締付工具に教示することを特徴とする請求項1から5のいずれかの管理装置。 Accumulation storage means for accumulating and storing an index taught to the tightening tool by the teaching means;
An accumulation index calculation means for accumulating an index group accumulated and stored in the accumulation storage means and calculating an accumulation index;
Second storage means for storing the allowable range of the accumulation index is added,
The teaching means teaches the tightening tool the index calculated by the calculating means only when the accumulated index calculated by the accumulated index calculating means is within an allowable range. Management device.
前記集積指標算出手段が算出する集積指標は、蓄積記憶手段に蓄積記憶されている複数の比を乗算した積であることを特徴とする請求項6の管理装置。 The index calculated by the calculating means is a ratio of the torque measured by the torque measuring means on the management device side and the torque measured by the torque measuring means on the tightening tool side,
7. The management apparatus according to claim 6, wherein the accumulation index calculated by the accumulation index calculation means is a product obtained by multiplying a plurality of ratios accumulated and stored in the accumulation storage means.
トルクに対応する指標を検出するセンサと、
外部装置から送信される、センサの検出指標からトルクを算出する際に用いるデータを受信する通信手段と、
通信手段で受信したデータを利用してセンサの検出指標からトルクを算出するトルク算出手段と、
を備える締付工具。 A tightening tool having a torque measuring means,
A sensor for detecting an index corresponding to the torque;
Communication means for receiving data used when calculating torque from a detection index of a sensor transmitted from an external device;
Torque calculating means for calculating torque from the detection index of the sensor using data received by the communication means;
Tightening tool comprising
トルクに対応する指標を検出するセンサと、
センサが検出した指標とトルクの基本関係を記憶している基本関係記憶手段と、
外部装置から送信される修正指標を記憶する指標記憶手段と、
センサの検出指標と、基本関係記憶手段に記憶されている基本関係と、指標記憶手段に記憶されている修正指標から、トルクを算出するトルク算出手段と、
を備える締付工具。 A tightening tool having a torque measuring means,
A sensor for detecting an index corresponding to the torque;
Basic relationship storage means for storing the basic relationship between the index and torque detected by the sensor;
Index storage means for storing a correction index transmitted from an external device;
Torque calculation means for calculating torque from the detection index of the sensor, the basic relationship stored in the basic relationship storage means, and the correction index stored in the index storage means;
Tightening tool comprising
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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