JP2013108883A - Apparatus and method for estimating bolt fastening axial force - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボルト締付け軸力推定装置およびボルト締付け軸力推定方法に関する。 The present invention relates to a bolt tightening axial force estimation device and a bolt tightening axial force estimation method.
従来から、ボルトの締結状態を判断するために、ボルトの締付け軸力が用いられている。この締付け軸力は、締付けで伸びたボルトが反発して元に戻ろうとするボルトの引張力である。この締付け軸力を直接的に測定する手段がないため、ボルトの締付けトルクや、ボルトの緩めトルク等の値を測定し、これらの値から間接的に推定している。 Conventionally, a bolt tightening axial force has been used to determine a bolt tightening state. The tightening axial force is a tensile force of the bolt that the bolt extended by the tightening tries to rebound. Since there is no means for directly measuring the tightening axial force, values such as bolt tightening torque and bolt loosening torque are measured and indirectly estimated from these values.
具体的には、例えば、特許文献１に記載された発明では、まず、ボルトの締付けトルクと、ボルトの緩めトルクとを測定し、締付けトルクと、緩めトルクとの差分であるトルク差を算出する。次に、このトルク差と、予め入力されたボルトのねじピッチとを所定の軸力予測式に代入することによって、ボルトの締付け軸力を算出し、推定している。 Specifically, for example, in the invention described in Patent Document 1, first, a bolt tightening torque and a bolt loosening torque are measured, and a torque difference that is a difference between the tightening torque and the loosening torque is calculated. . Next, the bolt tightening axial force is calculated and estimated by substituting the torque difference and the screw pitch of the bolt input in advance into a predetermined axial force prediction formula.
しかしながら、特許文献１に記載された発明では、ボルトの締付け軸力を推定するには、ボルトの締付けトルクの他、ボルトの緩めトルクを測定しなければならない。
そのため、一旦締結したボルトを緩め、ボルトの緩めトルクを測定した後、再度、ボルトの締付けをしなければならないという技術的課題があった。
また、この再度のボルトの締付けを、前回のボルトの締付けトルクと同じに行わなければならず、前回のボルトの締付けトルクと異なる場合には、推定されたボルトの締付け軸力は、実際の軸力と異なったものとなる。
そのため、再度、ボルトの締付けを、前回のボルトの締付けトルクと同一のトルクで行わなければないという、作業上注意を有するという技術的課題があった。
However, in the invention described in Patent Document 1, in order to estimate the bolt tightening axial force, in addition to the bolt tightening torque, the bolt loosening torque must be measured.
For this reason, there has been a technical problem that the bolt that has been once tightened must be loosened, the bolt loosening torque must be measured, and then the bolt must be tightened again.
Also, this second bolt tightening must be performed in the same manner as the previous bolt tightening torque. If it is different from the previous bolt tightening torque, the estimated bolt tightening axial force It is different from power.
For this reason, there is a technical problem in that there is a work caution that the bolt must be tightened again with the same torque as the previous bolt tightening torque.
本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、一旦締結したボルトを緩めることなく、ボルトの締付け軸力を推定することができるボルト締付け軸力推定装置およびボルト締付け軸力推定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above technical problem, and a bolt tightening axial force estimating device and a bolt tightening axial force capable of estimating a bolt tightening axial force without loosening a bolt once tightened. An object is to provide an estimation method.
上記技術的課題を解決するためになされた本発明にかかるボルト締付け軸力推定装置は、ボルトの締付け軸力を推定するボルト締付け軸力推定装置であって、前記ボルトを締付けるための締付け手段と、前記締付け手段にて前記ボルトを締付ける際の締付けトルクを検出するトルク検出手段と、前記締付け手段にて前記ボルトを締付ける際の回転角度を検出する角度検出手段と、前記トルク検出手段にて検出された締付けトルクと、前記角度検出手段にて検出された回転角度とを取得し、これらの情報を処理する情報処理手段とを備え、前記情報処理手段は、前記締付けトルクを前記回転角度で積分することによって算出されるトルク積分値と、前記締付け軸力とを予め関連付けた軸力情報を記憶する記憶部と、前記トルク検出手段にて検出された締付けトルクを、前記角度検出手段にて検出された回転角度で積分することによって、前記トルク積分値を算出する算出部と、前記記憶部に記憶された軸力情報と、前記算出部にて算出されたトルク積分値とに基づいて、前記締付け軸力を推定する推定部と、を備えることを特徴としている。 A bolt tightening axial force estimation device according to the present invention made to solve the above technical problem is a bolt tightening axial force estimation device for estimating a bolt tightening axial force, and a tightening means for tightening the bolt. A torque detecting means for detecting a tightening torque when the bolt is tightened by the tightening means; an angle detecting means for detecting a rotation angle when the bolt is tightened by the tightening means; and a detection by the torque detecting means. Information processing means for obtaining the tightening torque and the rotation angle detected by the angle detection means and processing the information, and the information processing means integrates the tightening torque with the rotation angle. A torque storage unit that stores the axial force information that associates the torque integrated value calculated by the tightening axial force in advance with the torque detection unit. Integrating the tightened torque with the rotation angle detected by the angle detection means, calculating a torque integral value, axial force information stored in the storage unit, and calculating unit And an estimation unit that estimates the tightening axial force based on the calculated torque integral value.
このようなボルト締付け軸力推定装置によれば、情報処理手段は、トルク検出手段にて検出された締付けトルクを、角度検出手段にて検出された回転角度で積分することによって、トルク積分値を算出し、このトルク積分値と、軸力情報とに基づいて、締付け軸力を推定している。ここで、軸力情報は、トルク積分値と、締付け軸力とを予め関連付けた情報である。
したがって、情報処理手段は、締付けトルクと、回転角度のみに基づいて、締付け軸力を推定することができるので、一旦締結したボルトを緩めることなく、ボルトの締付け軸力を推定することができる。また、一旦締結した前記ボルトを緩め、前回のボルトの締付けトルクと同一のトルクで、ボルトの締付けを再度行う必要がないため、作業を容易になすことができる。
According to such a bolt tightening axial force estimating device, the information processing means integrates the tightening torque detected by the torque detecting means with the rotation angle detected by the angle detecting means, thereby obtaining the torque integrated value. The tightening axial force is estimated based on the calculated torque integrated value and the axial force information. Here, the axial force information is information in which the torque integral value and the tightening axial force are associated in advance.
Therefore, since the information processing means can estimate the tightening axial force based only on the tightening torque and the rotation angle, the tightening axial force of the bolt can be estimated without loosening the bolt once tightened. In addition, it is not necessary to loosen the bolt that has been fastened once and tighten the bolt again with the same torque as the previous bolt tightening torque, so that the work can be facilitated.
上記技術的課題を解決するためになされた本発明にかかるボルト締付け軸力推定方法は、ボルトの締付け軸力を推定するボルト締付け軸力推定方法であって、前記ボルトを締付ける際の締付けトルクを、前記ボルトを締付ける際の回転角度で積分することによって、トルク積分値を算出する算出ステップと、 前記トルク積分値および前記締付け軸力を予め関連付けた軸力情報と、前記算出ステップにて算出されたトルク積分値とに基づいて、前記締付け軸力を推定する推定ステップと、を有することを特徴としている。 A bolt tightening axial force estimation method according to the present invention made to solve the above technical problem is a bolt tightening axial force estimation method for estimating a bolt tightening axial force, wherein a tightening torque at the time of tightening the bolt is determined. A calculation step of calculating a torque integral value by integrating with a rotation angle at the time of tightening the bolt, axial force information in which the torque integral value and the tightening axial force are associated in advance, and the calculation step. And an estimation step for estimating the tightening axial force based on the torque integrated value.
このようなボルト締付け軸力推定方法によれば、ボルトを締付ける際の締付けトルクを、ボルトを締付ける際の回転角度で積分することによって、トルク積分値を算出し、このトルク積分値と、軸力情報とに基づいて、締付け軸力を推定している。
したがって、締付けトルクと、回転角度のみに基づいて、締付け軸力を推定することができるので、一旦締結したボルトを緩めることなく、ボルトの締付け軸力を推定することができる。また、一旦締結した前記ボルトを緩め、前回のボルトの締付けトルクと同一のトルクで、ボルトの締付けを再度行う必要がないため、作業を容易になすことができる。
According to such a bolt tightening axial force estimation method, the torque integrated value is calculated by integrating the tightening torque when tightening the bolt with the rotation angle when tightening the bolt, and the torque integrated value and the axial force are calculated. Based on the information, the tightening axial force is estimated.
Therefore, since the tightening axial force can be estimated based only on the tightening torque and the rotation angle, the tightening axial force of the bolt can be estimated without loosening the bolt once tightened. In addition, it is not necessary to loosen the bolt that has been fastened once and tighten the bolt again with the same torque as the previous bolt tightening torque, so that the work can be facilitated.
本発明によれば、一旦締結したボルトを緩めることなく、ボルトの締付け軸力を推定することができるボルト締付け軸力推定装置およびボルト締付け軸力推定方法を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a bolt tightening axial force estimating device and a bolt tightening axial force estimating method capable of estimating a bolt tightening axial force without loosening a bolt once tightened.
以下、本発明にかかるボルト締付け軸力推定装置およびボルト締付け軸力推定方法について、図面に基づいて説明する。
ここで、図１は、本発明にかかるボルト締付け軸力推定装置の概略構成を示すブロック図、図２は締付けトルクと回転角度との関係を示す図、図３はトルク積分値と、締付け軸力との関係を示す図、図４は本発明にかかるボルト締付け軸力推定方法のフローチャート図である。
Hereinafter, a bolt tightening axial force estimating device and a bolt tightening axial force estimating method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Here, FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a bolt tightening axial force estimating device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a tightening torque and a rotation angle, and FIG. 3 is a torque integrated value and a tightening shaft. FIG. 4 is a flowchart showing a bolt tightening axial force estimation method according to the present invention.
このボルト締付け軸力推定装置（以下、単に「軸力推定装置」という）１は、図１に示すように、ボルトＢの締付け軸力を推定する装置である。
この軸力推定装置１は、前記ボルトＢを締付けるための締付け手段（例えば、モンキーレンチ）２と、前記締付け手段２に取り付けられたトルク検出手段３および角度検出手段４と、前記トルク検出手段３および前記角度検出手段４に信号線Ｓを介して接続された情報処理手段５とを備えている。
なお、前記締付け手段２は、前記ボルトＢを締付けることができるものであればよく、その具体的な構成について特に限定されるものではない。例えば、前記締付け手段２は、電動式のものであってもよく、手動式のものであってもよい。
The bolt tightening axial force estimating device (hereinafter simply referred to as “axial force estimating device”) 1 is a device for estimating the tightening axial force of the bolt B as shown in FIG.
The axial force estimating apparatus 1 includes a tightening means (for example, a monkey wrench) 2 for tightening the bolt B, a torque detecting means 3 and an angle detecting means 4 attached to the tightening means 2, and the torque detecting means 3 And an information processing means 5 connected to the angle detection means 4 via a signal line S.
The tightening means 2 only needs to be able to tighten the bolt B, and the specific configuration thereof is not particularly limited. For example, the tightening means 2 may be an electric type or a manual type.
前記トルク検出手段３は、前記締付け手段２にて前記ボルトＢを締付ける際の締付けトルクを検出するセンサである。このトルク検出手段３は、検出した締付けトルクの値を示す電気信号を、前記信号線Ｓを介して前記情報処理手段５に送信する。
前記角度検出手段４は、前記締付け手段２にて前記ボルトＢを締付ける際の回転角度を検出するセンサである。この角度検出手段４は、検出した回転角度の値を示す電気信号を、前記信号線Ｓを介して前記情報処理手段５に送信する。
The torque detection means 3 is a sensor that detects a tightening torque when the bolt B is tightened by the tightening means 2. The torque detection means 3 transmits an electric signal indicating the detected tightening torque value to the information processing means 5 via the signal line S.
The angle detection means 4 is a sensor that detects a rotation angle when the bolt B is tightened by the tightening means 2. The angle detection unit 4 transmits an electric signal indicating the detected rotation angle value to the information processing unit 5 through the signal line S.
前記トルク検出手段３としては、歪式トルクセンサーを用いることができる。
また、前記角度検出手段４としては、レゾルバ、ロータリーエンコーダ等を用いることができる。尚、トルク検出手段３及び角度検出手段４として、上記手段を示したが、「締め付けトルク」および「回転角度」を検出し、これらの値を示す電気信号を、前記信号線Ｓを介して前記情報処理手段５に送信することができるものであればよく、その具体的な構成について特に限定されるものではない。
As the torque detection means 3, a strain type torque sensor can be used.
As the angle detection means 4, a resolver, a rotary encoder, or the like can be used. Although the above-described means are shown as the torque detecting means 3 and the angle detecting means 4, the “tightening torque” and the “rotation angle” are detected, and an electric signal indicating these values is sent via the signal line S to the above-mentioned means. What is necessary is just to be able to transmit to the information processing means 5, and it does not specifically limit about the specific structure.
前記情報処理手段５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や、メモリなどによって構成され、所定のプログラムに従って情報処理を実行するコンピュータである。この情報処理手段５は、前記トルク検出手段３にて検出された締付けトルクと、前記角度検出手段４にて検出された回転角度とを取得し、これらの情報を処理する本体部６と、前記本体部６にて処理された情報を表示する液晶ディスプレイなどによって構成された表示部７とを備えている。 The information processing means 5 is a computer that includes a CPU (Central Processing Unit), a memory, and the like, and executes information processing according to a predetermined program. The information processing means 5 acquires the tightening torque detected by the torque detection means 3 and the rotation angle detected by the angle detection means 4, and processes the information on the main body 6; And a display unit 7 configured by a liquid crystal display or the like for displaying information processed by the main body unit 6.
前記本体部６は、情報処理に用いられる情報を記憶する記憶部６１と、送受信部６２と、数値化処理部６３と、算出部６４と、推定部６５とを備えている。
前記送受信部６２は、外部機器との間でデータの送受信を行う。具体的には、前記トルク検出手段３および前記角度検出手段４から送信された電気信号の受信や、前記本体部６にて処理された情報を前記表示部７に表示するための電気信号の送信などを行う。
前記数値化処理部６３は、前記トルク検出手段３および前記角度検出手段４から送信され、前記送受信部６２にて受信された電気信号を数値化する。すなわち、前記トルク検出手段３にて検出された締付けトルクと、前記角度検出手段４にて検出された回転角度とを数値化する。
The main body 6 includes a
The transmission /
The
前記算出部６４は、前記数値化処理部６３にて数値化された締付けトルクを、前記数値化処理部６３にて数値化された回転角度で積分することによって、トルク積分値を算出する。
前記推定部６５は、前記記憶部６１に記憶された軸力情報と、前記算出部６４にて算出されたトルク積分値とに基づいて、前記ボルトＢの締付け軸力を推定する。
The
The
ここで、前記記憶部６１に記憶された軸力情報は、締付けトルクを回転角度で積分することによって算出されるトルク積分値と、締付け軸力とを予め関連付けた情報である。
この軸力情報は、例えば、前記ボルトＢと、対象物との間に潤滑油を塗布して摩擦力を変化させて、トルク積分値と、締付け軸力とを予め測定しておくことによって生成することができる。
なお、軸力情報を生成する際には、締付け軸力は、例えば、前述した特許文献１に記載された発明を用いることによって推定してもよく、前記ボルトＢと、対象物との間にロードセルなどのセンサを挟み込むことによって測定してもよい。
Here, the axial force information stored in the
This axial force information is generated, for example, by applying a lubricating oil between the bolt B and the object to change the frictional force and measuring the torque integral value and the tightening axial force in advance. can do.
When generating axial force information, the tightening axial force may be estimated by using, for example, the invention described in Patent Document 1 described above, and between the bolt B and the object. You may measure by pinching sensors, such as a load cell.
ここで、まず、締付けトルクを回転角度で積分することによって算出されるトルク積分値と、締付け軸力との間に一定の関係があり、トルク積分値を求めることにより、締付け軸力を求められることについて説明する。
先ず、締付けトルクは、ボルトＢの軸力（締付け軸力）と、前記ボルトＢと対象物との間の摩擦力の和である。したがって、前記ボルトＢと対象物との間の摩擦力が異なると、同じ締付けトルクであっても、ボルトＢの軸力は異なる。
即ち、締付けトルクを回転角度で積分したトルク積分値も、前記ボルトＢと対象物との間の摩擦力の影響を受け、同一の締付けトルクであっても、摩擦力が大きければ、回転角度が小さく、ボルトＢの軸力（締付け軸力）は小さくなり、一方、摩擦力が小さく、回転角度が大きければ、ボルトＢの軸力（締付け軸力）が大きく、ボルトＢの軸力（締付け軸力）は大きくなる。
Here, first, there is a certain relationship between the torque integrated value calculated by integrating the tightening torque with the rotation angle and the tightening axial force, and the tightening axial force can be obtained by obtaining the torque integral value. This will be explained.
First, the tightening torque is the sum of the axial force of the bolt B (tightening axial force) and the frictional force between the bolt B and the object. Therefore, when the frictional force between the bolt B and the object is different, the axial force of the bolt B is different even with the same tightening torque.
That is, the torque integral value obtained by integrating the tightening torque by the rotation angle is also affected by the frictional force between the bolt B and the object, and even if the same tightening torque is used, if the frictional force is large, the rotation angle is The smaller the axial force (tightening axial force) of the bolt B, the smaller the frictional force and the larger the rotation angle, the larger the axial force (tightening axial force) of the bolt B and the axial force of the bolt B (tightening shaft). Power) is increased.
更に、上記関係について図２を参照して説明する。尚、図２は、横軸を回転角度とし、縦軸を締付けトルクとして、これらの測定結果をプロットしたグラフである。
例えば、前記トルク検出手段３にて検出される締付けトルクが、予め決めた特定の値（目標値：図２破線）となるように、前記締付け手段２を回転させるとともに、前記角度検出手段４にて前記締付け手段２の回転角度を所定の間隔で検出する。
その結果、ボルトと対象物との間の摩擦力が大きい場合には、図２（Ａ）に示すように、回転角度は小さくなり、トルク積分値（図２の斜線部の面積）は小さくなる。
一方、ボルトと対象物との間の摩擦力が小さい場合には、前記した予め決めた特定の値と同一の締付けトルク（目標値：図２破線）で前記締付け手段２を回転させても、図２（Ｂ）に示すように、回転角度は大きくなり、トルク積分値（図２の斜線部の面積）は大きくなる。
Further, the above relationship will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a graph in which the measurement results are plotted with the horizontal axis as the rotation angle and the vertical axis as the tightening torque.
For example, the tightening means 2 is rotated so that the tightening torque detected by the
As a result, when the frictional force between the bolt and the object is large, as shown in FIG. 2A, the rotation angle becomes small and the torque integrated value (area of the hatched portion in FIG. 2) becomes small. .
On the other hand, when the frictional force between the bolt and the object is small, even if the tightening means 2 is rotated with the same tightening torque (target value: broken line in FIG. 2) as the above-described specific value, As shown in FIG. 2B, the rotation angle increases, and the torque integral value (area of the hatched portion in FIG. 2) increases.
また、締付けトルクは、前記したようにボルトＢの軸力（締付け軸力）と、前記ボルトＢと対象物との間の摩擦力の和であるため、摩擦力が大きい場合（トルク積分値が小さい場合）には、ボルトＢの軸力（締付け軸力）は小さくなる。
一方、摩擦力が小さい場合（トルク積分値が大きい場合）には、ボルトＢの軸力（締付け軸力）は大きくなる。
このように、締付けトルクにおけるトルク積分値とボルトＢの軸力（締付け軸力）との間には一定の関係があり、トルク積分値を求めることにより、ボルトＢの軸力（締付け軸力）を推定することができる。
Further, as described above, the tightening torque is the sum of the axial force of bolt B (tightening axial force) and the frictional force between bolt B and the object, and therefore when the frictional force is large (torque integral value is When it is small, the axial force (tightening axial force) of the bolt B is small.
On the other hand, when the frictional force is small (when the torque integral value is large), the axial force (tightening axial force) of the bolt B increases.
Thus, there is a fixed relationship between the torque integrated value in the tightening torque and the axial force of the bolt B (tightening axial force), and by obtaining the torque integrated value, the axial force of the bolt B (tightening axial force). Can be estimated.
次に、軸力情報について図３に基づいて説明する。なお、図３は、横軸をトルク積分値とし、縦軸を締付け軸力として、これらの測定結果をプロットした図である。
この軸力情報は、予め測定され、記憶部６１に記憶される。
この軸力情報を求めるには、少なくとも摩擦条件が異なる環境下で、トルク積分値および締付け軸力を測定する。例えば、ロードセルにより締付け軸力を測定し、トルク検出手段３及び角度検出手段４からトルク積分値を求める。
図３のＸに示すように、前記ボルトＢと対象物との間に潤滑油を塗布しない環境下において、締付け軸力（ｋＮ）を測定し、トルク積分値を求めると、摩擦力が大きい場合には、トルク積分値および締付け軸力は小さくなる。
また、図３のＹに示すように、前記ボルトＢと、対象物との間に潤滑油を塗布した環境下で、同様にトルク積分値および締付け軸力を測定する。このように摩擦力が小さい場合には、トルク積分値および締付け軸力は大きくなる。
Next, axial force information will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram in which the measurement results are plotted with the horizontal axis as the torque integral value and the vertical axis as the tightening axial force.
This axial force information is measured in advance and stored in the
In order to obtain this axial force information, the torque integral value and the tightening axial force are measured at least in an environment where the friction conditions are different. For example, the tightening axial force is measured by a load cell, and the torque integrated value is obtained from the
As shown in X of FIG. 3, when the tightening axial force (kN) is measured and the torque integral value is obtained in an environment where no lubricating oil is applied between the bolt B and the object, the frictional force is large. Therefore, the torque integral value and the tightening axial force become small.
Further, as shown by Y in FIG. 3, the torque integral value and the tightening axial force are similarly measured in an environment in which lubricating oil is applied between the bolt B and the object. Thus, when the frictional force is small, the torque integral value and the tightening axial force are large.
そして、トルク積分値の測定結果と、締付け軸力の測定結果とに基づいて、トルク積分値から締付け軸力を算出するための近似式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を導出し（図３参照）、この近似式を軸力情報として前記記憶部６１に記憶する。
前記推定部６５は、前記算出部６４にて算出されたトルク積分値を前記記憶部６１に記憶された近似式に代入することによって、前記ボルトＢの締付け軸力を算出し、推定する。
Then, based on the measurement result of the torque integral value and the measurement result of the tightening axial force, an approximate expression (y = ax + b) for calculating the tightening axial force is derived from the torque integral value (see FIG. 3). The approximate expression is stored in the
The
なお、軸力情報は、トルク積分値と、締付け軸力とを予め関連付けた情報であればよく、その具体的な構成について特に限定されるものではない。例えば、トルク積分値の測定結果と、締付け軸力の測定結果とに基づいて、ルックアップテーブルを生成し、このルックアップテーブルを軸力情報として前記記憶部６１に記憶してもよい。
The axial force information only needs to be information that associates the torque integral value with the tightening axial force in advance, and the specific configuration thereof is not particularly limited. For example, a lookup table may be generated based on the measurement result of the torque integral value and the measurement result of the tightening axial force, and this lookup table may be stored in the
次に、前記軸力推定装置１にて実行されるボルト締付け軸力推定方法について、図４を参照して説明する。
このボルト締付け軸力推定方法において、最も特徴ある点は、前記軸力推定装置１の使用者は、前記締付け手段２を回転させて前記ボルトＢを締結することによって、前記ボルトＢの締付け軸力を推定することができることにある。
Next, a bolt tightening axial force estimation method executed by the axial force estimation device 1 will be described with reference to FIG.
In this bolt tightening axial force estimation method, the most characteristic point is that the user of the axial force estimation device 1 rotates the tightening means 2 to fasten the bolt B, thereby tightening the bolt B. Can be estimated.
まず、使用者によって、前記締付け手段２が回転すると、図４に示すように、前記トルク検出手段３は、検出した締付けトルクの値を示す電気信号を、前記信号線Ｓを介して前記情報処理手段５に送信し、前記角度検出手段４は、検出した回転角度の値を示す電気信号を、前記信号線Ｓを介して前記情報処理手段５に送信する（送信ステップ：Ｓ１）。
First, when the tightening means 2 is rotated by a user, as shown in FIG. 4, the
前記送信ステップＳ１において、前記トルク検出手段３および前記角度検出手段４から電気信号が送信されると、前記送受信部６２は、この電気信号を受信する。
そして、前記数値化処理部６３は、前記送受信部６２にて受信された電気信号に基づいて、前記トルク検出手段３にて検出された締付けトルクと、前記角度検出手段４にて検出された回転角度とを数値化し、これらを前記記憶部６１に記憶する（数値化ステップ：Ｓ２）。
In the transmission step S1, when an electrical signal is transmitted from the
Then, the
次に、前記情報処理手段５は、前記トルク検出手段３にて検出された締付けトルクを所定の目標値と比較し、締付けトルクが所定の目標値以上であるか否かを判定する（判定ステップ：Ｓ３）。
そして、前記情報処理手段５は、締付けトルクが所定の目標値より小さいと判定した場合には、前記送信ステップＳ１および数値化ステップＳ２を所定の間隔で繰り返し実行する。
Next, the information processing means 5 compares the tightening torque detected by the torque detecting means 3 with a predetermined target value, and determines whether or not the tightening torque is equal to or greater than the predetermined target value (determination step). : S3).
When the information processing means 5 determines that the tightening torque is smaller than the predetermined target value, the information processing means 5 repeatedly executes the transmission step S1 and the numerical value step S2 at predetermined intervals.
また、前記判定ステップＳ３において、締付けトルクが所定の目標値以上であると判定された場合には、前記算出部６４は、前記数値化処理部６３にて数値化された締付けトルクを、前記数値化処理部６３にて数値化された回転角度で積分することによって、トルク積分値を算出する（算出ステップ：Ｓ４）。
If it is determined in the determination step S3 that the tightening torque is equal to or greater than a predetermined target value, the
前記算出ステップＳ４において、トルク積分値が算出されると、前記推定部６５は、前記記憶部６１に記憶された軸力情報と、前記算出部６４にて算出されたトルク積分値とに基づいて、ボルトＢの締付け軸力を推定する（推定ステップ：Ｓ５）。
そして、前記推定ステップＳ５において、締付け軸力が推定されると、前記本体部６は、この締付け軸力を表示するための電気信号を前記表示部７に送信する。
When the torque integration value is calculated in the calculation step S4, the
When the tightening axial force is estimated in the estimation step S5, the main body 6 transmits an electrical signal for displaying the tightening axial force to the display unit 7.
このように、本発明にかかる締付け軸力推定装置１によれば、前記情報処理手段５は、前記トルク検出手段３にて検出された締付けトルクを、前記角度検出手段４にて検出された回転角度で積分することによって、トルク積分値を算出し、このトルク積分値と、軸力情報とに基づいて、締付け軸力を推定している。
したがって、前記情報処理手段５は、締付けトルクと、回転角度のみに基づいて、締付け軸力を推定することができるので、一旦締結した前記ボルトＢを緩めることなく、前記ボルトＢの締付け軸力を推定することができる。また、一旦締結した前記ボルトＢを緩め、前回のボルトの締付けトルクと同一のトルクで、ボルトの締付けを再度行う必要がないため、作業を容易に行うことができる。
As described above, according to the tightening axial force estimation device 1 according to the present invention, the information processing means 5 rotates the tightening torque detected by the torque detecting means 3 using the angle detecting means 4. A torque integral value is calculated by integrating with an angle, and a tightening axial force is estimated based on the torque integral value and axial force information.
Therefore, since the information processing means 5 can estimate the tightening axial force based only on the tightening torque and the rotation angle, the tightening axial force of the bolt B can be obtained without loosening the bolt B once tightened. Can be estimated. Further, since it is not necessary to loosen the bolt B once tightened and perform the bolt tightening again with the same torque as the previous bolt tightening torque, the operation can be easily performed.
また同様に、本発明にかかるボルト締付け軸力推定方法によれば、ボルトを締付ける際の締付けトルクを、ボルトを締付ける際の回転角度で積分することによって、トルク積分値を算出し、このトルク積分値と、軸力情報とに基づいて、締付け軸力を推定している。
したがって、締付けトルクと、回転角度のみに基づいて、締付け軸力を推定することができるので、一旦締結した前記ボルトＢを緩めることなく、前記ボルトＢの締付け軸力を推定することができる。また、一旦締結した前記ボルトＢを緩め、前回のボルトの締付けトルクと同一のトルクで、ボルトの締付けを再度行う必要がないため、作業を容易に行うことができる。
Similarly, according to the bolt tightening axial force estimation method according to the present invention, a torque integral value is calculated by integrating the tightening torque at the time of tightening the bolt with the rotation angle at the time of tightening the bolt. The tightening axial force is estimated based on the value and the axial force information.
Therefore, since the tightening axial force can be estimated based only on the tightening torque and the rotation angle, the tightening axial force of the bolt B can be estimated without loosening the bolt B once tightened. Further, since it is not necessary to loosen the bolt B once tightened and perform the bolt tightening again with the same torque as the previous bolt tightening torque, the operation can be easily performed.
１ 軸力推定装置
２ 締付け手段
３ トルク検出手段
４ 角度検出手段
５ 情報処理手段
６ 本体部
７ 表示部
６１ 記憶部
６２ 送受信部
６３ 数値化処理部
６４ 算出部
６５ 推定部
Ｂ ボルト
Ｓ 信号線
Ｓ１ 送信ステップ
Ｓ２ 数値化ステップ
Ｓ３ 判定ステップ
Ｓ４ 算出ステップ
Ｓ５ 推定ステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Axial force estimation apparatus 2 Tightening means 3 Torque detection means 4 Angle detection means 5 Information processing means 6 Main body part 7
Claims (2)
前記ボルトを締付けるための締付け手段と、前記締付け手段にて前記ボルトを締付ける際の締付けトルクを検出するトルク検出手段と、前記締付け手段にて前記ボルトを締付ける際の回転角度を検出する角度検出手段と、前記トルク検出手段にて検出された締付けトルクと、前記角度検出手段にて検出された回転角度とを取得し、これらの情報を処理する情報処理手段とを備え、
前記情報処理手段は、
前記締付けトルクを前記回転角度で積分することによって算出されるトルク積分値と、前記締付け軸力とを予め関連付けた軸力情報を記憶する記憶部と、
前記トルク検出手段にて検出された締付けトルクを、前記角度検出手段にて検出された回転角度で積分することによって、前記トルク積分値を算出する算出部と、
前記記憶部に記憶された軸力情報と、前記算出部にて算出されたトルク積分値とに基づいて、前記締付け軸力を推定する推定部と、
を備えることを特徴とするボルト締付け軸力推定装置。 A bolt tightening axial force estimating device for estimating a bolt tightening axial force,
Tightening means for tightening the bolt, torque detection means for detecting a tightening torque when the bolt is tightened by the tightening means, and angle detection means for detecting a rotation angle when the bolt is tightened by the tightening means And an information processing means for acquiring the tightening torque detected by the torque detection means and the rotation angle detected by the angle detection means, and processing these pieces of information.
The information processing means includes
A storage unit that stores axial force information in which the torque integrated value calculated by integrating the tightening torque with the rotation angle and the tightening axial force are associated in advance;
A calculation unit for calculating the torque integral value by integrating the tightening torque detected by the torque detection unit with the rotation angle detected by the angle detection unit;
An estimation unit that estimates the tightening axial force based on the axial force information stored in the storage unit and the torque integral value calculated by the calculation unit;
A bolt tightening axial force estimation device comprising:
前記ボルトを締付ける際の締付けトルクを、前記ボルトを締付ける際の回転角度で積分することによって、トルク積分値を算出する算出ステップと、
前記トルク積分値および前記締付け軸力を予め関連付けた軸力情報と、前記算出ステップにて算出されたトルク積分値とに基づいて、前記締付け軸力を推定する推定ステップと、
を有することを特徴とするボルト締付け軸力推定方法。 A bolt tightening axial force estimating method for estimating a bolt tightening axial force,
A calculation step of calculating a torque integral value by integrating a tightening torque at the time of tightening the bolt with a rotation angle at the time of tightening the bolt;
An estimating step for estimating the tightening axial force based on the axial force information in which the torque integrated value and the tightening axial force are associated in advance and the torque integrated value calculated in the calculating step;
A bolt tightening axial force estimation method comprising:
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| JP2011254948A JP2013108883A (en) | 2011-11-22 | 2011-11-22 | Apparatus and method for estimating bolt fastening axial force |
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05107130A (en) * | 1991-10-16 | 1993-04-27 | Honda Motor Co Ltd | Method for measuring clamping force |
| JPH07308866A (en) * | 1994-05-13 | 1995-11-28 | Nissan Motor Co Ltd | Fastening axial tension measuring device and impact type thread fastening device using the measuring device |
| JPH11138459A (en) * | 1997-11-05 | 1999-05-25 | Nissan Motor Co Ltd | Impact screw fastening method and its device |
| JP2004074307A (en) * | 2002-08-09 | 2004-03-11 | Mazda Motor Corp | Bolt fastening method and device |
| JP2010099765A (en) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Hitachi Ltd | Electric screwdriver, method of determining screwed state, and system of determining screw tightening |
| JP2010271112A (en) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Yoshihisa Fujii | Method for evaluating strength of wood and woody material |
-
2011
- 2011-11-22 JP JP2011254948A patent/JP2013108883A/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05107130A (en) * | 1991-10-16 | 1993-04-27 | Honda Motor Co Ltd | Method for measuring clamping force |
| JPH07308866A (en) * | 1994-05-13 | 1995-11-28 | Nissan Motor Co Ltd | Fastening axial tension measuring device and impact type thread fastening device using the measuring device |
| JPH11138459A (en) * | 1997-11-05 | 1999-05-25 | Nissan Motor Co Ltd | Impact screw fastening method and its device |
| JP2004074307A (en) * | 2002-08-09 | 2004-03-11 | Mazda Motor Corp | Bolt fastening method and device |
| JP2010099765A (en) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Hitachi Ltd | Electric screwdriver, method of determining screwed state, and system of determining screw tightening |
| JP2010271112A (en) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Yoshihisa Fujii | Method for evaluating strength of wood and woody material |
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