JP2014223720A - パルスねじ締め装置の制御方法およびその制御装置ならびにねじ締め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パルスモードで動作するねじ締め装置の動作を最適化する。【解決手段】遊びを有する伝動装置を介して回転駆動され得る端部材に対して連結されたロータを有する電気モータを備えるパルスねじ締め装置を制御するための方法であって、ロータが、最大後退位置から衝突位置へと移行することにより、遊びを解消することによって運動エネルギーを蓄積し、次いでトルクパルス時にこの運動エネルギーを、伝動装置を介して前記端部材に伝達するステップと、伝動装置に対して、ロータが跳ね返るステップであって、その際に、ロータが、衝突位置から最大後退位置へと移行するステップと、衝突位置から最大後退位置へのロータの復帰時に、ロータを制動するステップとを含む、少なくとも１つの衝突サイクルを含む少なくとも１つねじ締めフェーズを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、パルスねじ締め装置の設計および製造、ならびに前記ねじ締め装置の制御方法に関する。

ねじ締め用工具は、自動車組立などの多様な産業部門において、アセンブリの締付けを実施するために一般的に使用されている。

ねじ締め用のこれらの工具の中には、油空圧式ねじ締め装置が存在する。このタイプのねじ締め装置は、従来、空気圧モータを備え、この空気圧モータは、断続的な油圧制動を含む伝動装置を介して回転駆動され、かつ、ねじ締め対象の要素と協働すべく意図されたソケットと協働するように設けられた端部材に対して連結される。

油空圧式ねじ締め装置は、１０〜２００Ｎｍの締付けトルクを達成することが可能でありながら、同時にオペレータの手の中では非常に低い反作用トルクを生じさせる。また、油空圧式ねじ締め装置は、ガンハンドルタイプの構造の観点からコンパクトであるという利点をさらに有する。

しかし、これらの油空圧式ねじ締め装置の実装は、圧縮空気の生成および搬送を行う装置の設置が前提となり、またこのような装置の設置は、常に可能であるわけでもなくまたは常に望ましいわけではない。さらに、これらのねじ締め装置では、ねじの回転頻度の値、ならびにごく稀にではあるが締付けトルクの値および締付け角度の値を確認することができない。

これらの油空圧式ねじ締め装置に並行して、連続的な締付けを伴うサーボ制御式電気ねじ締め装置が開発されたが、これにより、ねじ締め時の速度値、トルク値、およびねじ締め角度値の確認がオーソライズされることによって、複雑なねじ締め計画の実施が可能となった。

連続的な締付けを伴うサーボ制御式電気ねじ締め装置と依然として呼ばれるこの後者のタイプのねじ締め装置は、従来的には、電気モータを備え、この電気モータは、一般的には遊星ギヤセットから構成される伝動装置を介して、回転駆動され得るおよびねじ締め対象の要素と協働するように意図されたソケットと協働するように設けられた、端部材に対して連結される。

連続的な締付けを伴うサーボ制御式電気ねじ締め装置によりアセンブリの締付けを実施するためには、サーボ制御式電気ねじ締め装置のモータが、ねじ締めフェーズにおいて一定に駆動される。

これらの２つのタイプのねじ締め装置、すなわち油空圧式ねじ締め装置および連続的な締付けを伴うサーボ制御式電気ねじ締め装置は、自動車産業部門において一般的に使用される。ねじ締め装置のタイプの選択は、一方では用途の要件にしたがって、および他方ではねじ締め装置を使用する企業の慣例にしたがってなされる。

過去数年の間に、油空圧式ねじ締め装置を使用する企業は、以下の点に関して２つの批判を示すようになった。
・エネルギー源として圧縮機と関連付けられる空気圧モータのエネルギー効率が、悪く、地球温暖化の一因となる。
・これらの工具において実現される油圧式伝動が、適切な耐久性を享受するために頻繁かつ高コストのメンテナンスを必要とする。

これらの批判に対応するために、ハイブリッド式電気ねじ締め装置が開発されてきた。これらのハイブリッド式ねじ締め装置は、サーボ制御式電気ねじ締め装置の構造と同様の構造を使用する。しかし、それらのモータへの電気供給は、断続的に行われることによって、長期的かつ連続的なトルク上昇ではなく、ねじに対するトルクパルスを発生させる。これにより、オペレータの手の中における工具の反作用トルクが低下し、その点において油空圧式ねじ締め装置の挙動に近似させつつ依然として前述の批判に対応することが可能となる。

電気パルスモードねじ締め装置と依然として呼ばれるハイブリッド式ねじ締め装置は、一般に動作遊び（バックラッシュ）を有する伝動装置を備える。モータは、電気パルスにより駆動される。各電気パルスにおいて、モータのロータは、加速し、伝動装置の遊びを解消させる。この遊びがねじ締め方向において解消されると、衝突が伝動装置において発生する。そのようにして、ロータは、端部材と協働してねじに対してトルクパルスを伝達し、端部材を回転駆動させる。次いで、ロータは、伝動装置に対して跳ね返り、最大後退位置へと後方移動する。その位置において、伝動装置の遊びは、ねじ締め方向の逆方向において解消される。

ねじ締めフェーズにおいては、ねじが所望の締付けトルクで締め付けられるまで、複数の衝突サイクルが、所与の頻度にしたがって反復的に実行される。各衝突サイクルは、モータを駆動するための電気パルスと、ロータの加速と、ロータによる伝達装置のねじ締め方向への遊びの解消と、トルクパルスが端部材に伝達される際の伝動装置におけるロータの衝突と、ロータの跳ね返りと、最大後退位置へのロータの復帰とが含まれる。

したがって、ロータは、以下の位置の間で回動可能である。
・伝動装置の遊びがねじ締め方向において最大となる最大後退位置。この位置は、ねじ締め装置の出力シャフトおよびハンドルの不動状態において、モータのロータが、ねじ締めの逆方向への回転後に伝動装置に当接状態で不動となる場合に実現される。この際に、伝動装置の遊びは、ねじ緩め方向において解消されている。
・遊びがねじ締め方向において解消される衝突位置。この位置は、ねじ締め装置の出力シャフトおよびハンドルの不動状態において、モータのロータが、ねじ締め方向への回転後に伝動装置に当接状態で不動となる場合に実現される。この際に、伝動装置の遊びは、ねじ締め方向において解消されている。

最大後退位置から衝突位置へと移行する際に、ロータは、伝動装置の遊びを解消するために、加速しつつ運動エネルギーを保存する。この遊びが解消されると、ロータは、トルクパルス時に、伝動装置を介してねじに対してこの運動エネルギーを伝達する。

ねじ締めフェーズにおいてオペレータが受けるねじ締め装置の反作用を低下させるために、ねじ締め装置は、ねじ締め装置により送達されるトルクパルスが、ねじ締め装置本体のロータ慣性の観点からオペレータの手におけるねじ締め装置の角変位が非常に小さくなるのに十分な短さの期間となるように、設計され得る。

本出願人により出願された特許文献１は、パルスモードで動作しつつ、ねじ締めフェーズにおいてオペレータが受けるねじ締め装置の反作用を依然として限定するように設計された、電気ねじ締め装置について記述している。

先行技術の欠点
電気パルスモードねじ締め装置の動作を最適化するためには、モータは、衝突サイクルにおいて、伝動装置で得られる遊びが最大となる際に、すなわち電気パルス後に解消され得る遊びが最大となる際に、電気パルスによって駆動されなければならない。実施において、これは、伝動装置の遊びが、以前の衝突サイクル時のロータの跳ね返り後にねじ締めとは逆方向において解消されている場合に、すなわちロータが、最大後退位置に位置する場合に該当する。

特許文献２は、パルスモードで動作するように意図されたねじ締め装置について記述している。各電気パルス時に衝突が発生し得るようにするために、このねじ締め装置の伝動装置は、遊星ギヤセットを備える。遊星ギヤセットのリングギヤは、２つの半リングギヤから構成され、これらの半リングギヤは、それらが相互から分離される最大後退位置と、それらの一方がハンマーの機能を果たし他方がアンビルの機能を果たす状態で相互に接触状態となる衝突位置との間で可動である。この文献において提案される構造によれば、伝動装置の動作遊びは、各パルスサイクル時にトルクパルスを誘発する衝突を発生させるために使用されない。逆に、伝動装置の動作遊びは、一方がハンマーの機能をおよび他方がアンビルの機能を果たす２つの半リングギヤを備えるある特定の伝動装置を実現するために設けられる。

各電気パルス後に最大後退位置へと半リングギヤを迅速に戻すために、この文献は、各電気パルス後にモータの出力方向を反転させることを教示している。これにより、最大後退位置への半リングギヤの復帰が加速され、そのためねじ締めフェーズの時間を短縮させることが可能となる。

これは、特許文献１に記述されるねじ締め装置の枠内では不必要であることが分かる。実際に、これらのねじ締め装置の構造は、特許文献２に記述されたものとは非常に異なる。特許文献１に記述されるねじ締め装置の伝動装置は、各パルスサイクル時にトルクパルスを誘発する衝突を発生させるために、ハンマーの機能およびアンビルの機能をそれぞれが果たす半リングギヤを特に実装しない。逆に、伝動装置の動作遊びのみが、その目的に対して使用される。これらのねじ締め装置の構造は、衝突後のロータの跳ね返りが、最大後退位置へとロータを跳ね返すのに十分なものとなるようなものであり、特許文献２に教示されるようなモータの出力方向の反転を必要とはしない。逆に、伝動装置における衝突時に衝突位置へ到達することによるロータの跳ね返りは、ロータに対して伝達されたエネルギーがロータを最大後退位置へと復帰させるだけではなく、さらに最大後退位置に到達した際に再び跳ね返ることによって衝突位置へと再び変位されるようにロータを駆動するのに十分なものとなり得る。そのため、ロータは、衝突サイクルの際に、最終的に停止するまで最大後退位置および衝突位置において交互に複数回にわたって跳ね返り得るが、この最終的な停止位置は、必ずしも最大後退位置とはならない。続く衝突サイクルにおけるねじ締め装置の動作は、ロータの加速距離が一貫して最適なものとはならないことにより、乱される。そのため、ロータの加速距離およびその結果としての端部材に対して伝達される運動エネルギーの量は、衝突サイクル同士の間で変化する恐れがあり、締付け効果は、このねじ締め装置が達成する締付けトルクが不十分となり得ることによって、影響を被る恐れがある。

さらに、生産性または人間工学的な理由から、トルクパルスの頻度、すなわち衝突サイクルの頻度を変更することが望ましい場合がある。これは、後のトルクパルスに先立ちロータの加速を所望の瞬間に開始させることを可能にするために、ロータの位置が最大後退位置に維持されることが完全に確認されることを必要とする。しかし、これは現行のねじ締め装置では不可能である。

国際公開第２０１２／１４３５３２号 特許第４６９９３１６号公報

本発明は、特に、先行技術のこれらの欠点を解消することを目的とする。
より厳密には、本発明の１つの目的は、少なくとも一実施形態において、パルスモードで動作するねじ締め装置の動作の最適化を可能にする技術を提供することである。

本発明の別の目的は、少なくとも一実施形態において、ねじ締め装置により送達されるトルクパルスの期間を変更させ得るような技術を提供することである。

本発明は、少なくとも一実施形態において、各トルクパルス後に最大後退位置にロータを安定化させ得るような技術を提供することを目的とする。

これらの目的および以下で明らかになる他の目的は、本発明によれば、電気モータを備え、そのロータが遊びを有する伝動装置を介して回転駆動され得る端部材に連結されたパルスねじ締め装置の制御方法であって、前記ロータが、
・前記遊びがねじ締め方向にて最大となる最大後退位置と、
・前記遊びがねじ締め方向にて解消される衝突位置と
の間で回動可能であるような方法において、
少なくとも１つのねじ締めフェーズを含み、前記ねじ締めフェーズは少なくとも１つの衝突サイクルを含んでおり、前記衝突サイクルが、
前記モータに電気パルスを供給するステップであって、前記ロータが前記最大後退位置から前記衝突位置へと移動して前記遊びを解消することにより運動エネルギーが蓄積され、前記運動エネルギーがトルクパルスの間に前記伝動装置を介して前記端部材に伝達されるステップと、
前記伝動装置に対して前記ロータが反転するステップであって、その間に前記ロータが前記衝突位置から前記最大後退位置へと移動するステップと、
前記衝突位置から前記最大後退位置への前記ロータの復帰時に前記ロータを制動するステップと、を含む、方法を利用することにより達成される。

そのため、本発明は、各衝突後の最大後退位置へのパルスねじ締め装置のロータの復帰時にロータを制動することからなる、完全に独自のアプローチに基づく。かかるブレーキの実装により、衝突位置からの跳ね返り時にロータのエネルギーを部分的に吸収することと、それにより最大後退位置への復帰時にロータが再び跳ね返るのを防止することとが可能となる。逆に、この制動により、各衝突サイクル後の最大後退位置へのロータの復帰が抑制され得る。このようにして、続く衝突サイクルにおけるねじ締め装置の動作が、最適化される。

本発明による一方法は、優先的には、各衝突サイクルにおいて前記電気パルスの開始以降の経過時間Ｔｄｉを判定するステップを含み、前記制動ステップは、前記経過時間Ｔｄｉの値が所定の閾値に到達した場合に実行される。

最大後退位置へのロータの復帰を効果的に抑制することが可能となるのに十分な、各電気パルスの開始後の早期に、制動を開始させるのを保証するように、経験によってこの閾値を決定することが可能となる。

好ましい一代替形態によれば、本発明による一方法は、各衝突サイクルにおいて前記ねじ締め装置が出力する締付けトルクを表す情報を判定するステップを含み、前記制動ステップは、前記締付けトルクの値が所定の閾値に到達した後に所与の期間にわたり実行される。

最大後退位置へのロータの復帰を効果的に抑制することが可能となるのに十分な、締付けトルクの一定の値への到達後の早期に、制動を開始させるのを保証するように、経験によってこの閾値を、およびこの期間を決定することが可能となる。

別の好ましい代替形態によれば、本発明による一方法は、各衝突サイクルにおいて、前記ねじ締め装置が出力する締付けトルクを表す情報を判定するステップと、締付けトルクが最大値に到達する瞬間を検出するステップとを含み、前記制動ステップは、前記締付けトルクの値が最大値に到達した後に所与の期間にわたり実行される。

最大後退位置へのロータの復帰を効果的に抑制することが可能となるのに十分な、締付けトルクの最大値への到達後の早期に、制動を開始させるのを保証するように、経験によってこの閾値を、およびこの期間を決定することが可能となる。

別の好ましい代替形態によれば、本発明による一方法は、各衝突サイクルにおいて、前記ロータの回転角を表す情報を判定するステップを含み、前記制動ステップは、前記回転角の値が所定の閾値に到達した後に所与の期間にわたり実行される。

最大後退位置へのロータの復帰を効果的に抑制することが可能となるのに十分な、締付け角度の一定の値への到達後の早期に、制動を開始させるのを保証するように、経験によってこの閾値を、およびこの期間を決定することが可能となる。

別の好ましい代替形態によれば、本発明による一方法は、各衝突サイクルにおいて、前記ロータの回転角を表す情報を判定するステップと、回転角が最大値に到達する瞬間を検出するステップとを含み、前記制動ステップは、前記回転角の値が最大値に到達した後に所与の期間にわたり実行される。

最大後退位置へのロータの復帰を効果的に抑制することが可能となるのに十分な、締付け角度の最大値への到達後の早期に、制動を開始させるのを保証するように、経験によってこの閾値を、およびこの期間を決定することが可能となる。

別の好ましい代替形態によれば、本発明による一方法は、各衝突サイクル後に、前記ロータの回転角を表す情報を測定するステップと、前記ロータの回転角の値が最大となる瞬間を検出するステップと、前記ロータの回転角の値が最大となる前記瞬間から前記最大後退位置の方向への前記ロータの反転角度を表す情報を判定するステップとを含み、前記制動ステップは、前記反転角度の値が所定の閾値に到達した際に実行される。

ロータの反転角度の最大値への到達後にこの反転角度がこの閾値に到達した際に制動が作動された場合に、最大後退位置へのロータの復帰の効果的な制動が実現されるのを保証するように、経験によってこの閾値を決定することが可能となる。

本発明による一方法は、優先的には、制動する各ステップにおいて、前記制動ステップの開始以降の経過時間Ｔｄｆを判定するステップを含み、前記制動ステップは、前記経過時間Ｔｄｆの値が所定の閾値に到達した際に停止される。

制動が停止された場合に、ロータが最大後退位置に配置されるのを保証するように、経験によってこの閾値を決定することが可能となる。

好ましい一代替形態によれば、本発明による一方法は、制動する各ステップにおいて、前記ロータが最大後退位置に到達する瞬間を検出するステップを含み、前記制動ステップは、前記ロータが前記最大後退位置に到達した際に停止される。

ロータが最大後退位置に配置された場合に、ロータを停止することが可能となる。

前記制動ステップは、優先的には、前記モータの各相を短絡させるフェーズを含む。

モータの各相を短絡させることにより、ロータを効果的に減速させることが可能となる。

また、本発明は、本明細書において前述した代替形態のいずれかによる制御方法を実行するように構成されたパルスねじ締め装置を制御するための装置であって、前記衝突位置から前記最大後退位置への前記ロータの復帰時に前記ロータを制動するための手段を備える、装置に関する。

本発明によるある装置は、優先的には、各衝突サイクルの開始以降の経過時間Ｔｄｉを判定するための手段と、前記経過時間Ｔｄｉの値が所定の閾値に到達した際に制動するための前記手段を作動させるための手段とを備える。

本発明の好ましい一代替形態によれば、本発明によるある装置は、前記ねじ締め装置が出力する締付けトルクを表す情報を各衝突サイクルにおいて判定するための手段と、前記締付けトルクの値が所定の閾値に到達した後に所与の期間にわたり制動するための前記手段を作動させるための手段とを備える。

別の好ましい代替形態によれば、本発明によるある装置は、前記ねじ締め装置が出力する締付けトルクを表す情報を各衝突サイクルにおいて判定するための手段と、締付けトルクが最大値に到達する瞬間を検出するための手段と、前記締付けトルクの値が最大値に到達した後に所与の期間にわたり制動するための前記手段を作動させるための手段とを備える。

別の好ましい代替形態によれば、本発明によるある装置は、前記ロータの回転角を表す情報を各衝突サイクルにおいて判定するための手段と、前記回転角の値が所定の閾値に到達した後に所与の期間にわたり制動するための前記手段を作動させるための手段とを備える。

別の好ましい代替形態によれば、本発明によるある装置は、前記ロータの回転角を表す情報を各衝突サイクルにおいて判定するための手段と、前記ロータの回転角が最大値に到達する瞬間を検出するための手段と、前記回転角の値が最大値に到達した後に所与の期間にわたり制動するための前記手段を作動させるための手段とを備える。

別の好ましい代替形態によれば、本発明によるある装置は、前記ロータの回転角を表す情報を各衝突サイクルにおいて判定するための手段と、前記ロータの回転角の値が最大となる瞬間を検出するための手段と、前記ロータの回転角の値が最大となる瞬間から前記最大後退位置の方向への前記ロータの反転角度を判定するための手段と、前記反転角度の値が所定の閾値に到達した際に制動するための前記手段を作動させるための手段とを備える。

本発明によるある装置は、優先的には、前記制動ステップの開始以降の経過時間Ｔｄｆを各制動ステップにおいて判定するための手段と、前記経過時間Ｔｄｆの値が所定の閾値に到達した際に制動するための前記手段を作動停止させるための手段とを備える。

別の好ましい代替形態によれば、本発明によるある装置は、ロータが最大後退位置に到達する瞬間を各制動ステップにおいて判定するための手段と、前記ロータが前記最大後退位置に到達する際に制動するための前記手段を作動停止させるための手段とを備える。

制動するための前記手段は、優先的には、前記モータの各相を短絡させるための手段を備える。

また、本発明は、本明細書において上述した代替形態のいずれかによる制御するための装置を備えるパルスねじ締め装置に関する。

情報提供を目的としておよび限定を目的とせずに単純な例として提示される好ましい実施形態の、ならびに添付の図面の、以下の説明を読むことにより、本発明の他の特徴および利点がより明確に明らかになろう。

本発明によるねじ締め装置のロータの角度の、モータの電力供給の、およびモータの制動の経時的な変化を示す曲線を示す図である。 衝突サイクル時のロータのトルク変化および回転角の変化の拡大図である。 ねじ締め動作時のロータのトルクのおよび回転角の変化を示す図である。 本発明によるねじ締め用装置のモータの一例の電力供給図である。

本発明の一般原理に関する注意書き
本発明の主要原理は、各衝突サイクル後にパルスねじ締め装置のロータが最大後退位置に復帰する際にこのロータの制動フェーズを実現することに基づく。

この制動により、ロータは、最大後退位置への復帰後に再び跳ね返ることが防止される。逆に、ロータは、最大後退位置に正確に停止され、これにより、ねじ締め装置の後の衝突サイクルにおける最適な動作が保証される。

本発明によるパルスモードねじ締め装置の一実施形態の例
全体構造
本発明によるパルスモードにあるねじ締め装置は、優先的にはガンの形状を有する本体を備える。この本体は、電気モータを収容し、この電気モータは、伝動装置を介して、回転駆動され得る端部材に連結される。この端部材は、ねじまたはナットなどのねじ締め対象の要素と直接的にまたはソケットの媒介により協働するように意図される。

この実施形態においては、モータＭは、三相永久磁石同期モータである。電力スイッチ１、２、３、４、５、６のセットが、直流電圧源とモータの各相との間に配置される（図４を参照）。スイッチを制御するための手段により、ロータの角度位置に応じて直流電圧電流を用いてモータを作動させるように、スイッチの開閉を順次行うことおよび同期させることが可能となる。この原理は、当業者には本質的に公知である。

この実施形態においては、伝動装置は、太陽歯車がモータのロータと一体である単一の遊星ギヤセットを備える。このギヤセットの遊星歯車は、遊星キャリアと一体のシャフト上を回転するように取り付けられた可動体である。この遊星キャリアは、端部材と一体である。

ねじ締め装置は、締付けトルクを表す情報の測定を可能にするトルクセンサを備える。

遊星ギヤセットのリングギヤは、このトルクセンサの一部を構成する変形要素によりドリルの本体に対して連結される。このトルクセンサにより、ねじ締め動作時にリングギヤの反作用トルクを測定することが可能となる。この反作用トルクは、締付けトルクに正比例する。

伝動装置は、動作遊びを、すなわち伝動装置を構成する個々のパーツの相対変位に必要な機械的な遊びを有する。この遊びの観点から、モータのロータは、
・遊びがねじ締め方向において最大となる最大後退位置と、
・遊びがねじ締め方向において解消される衝突位置と
の間において可動である。

最大後退位置は、ねじ締め装置の出力シャフト（または端部材）およびハンドルの不動状態において、モータのロータが、ねじ締めとは逆方向への回転後に伝動装置に当接状態で不動となる場合に実現され、この際に、伝動装置の遊びは、解消されている。

衝突位置は、ねじ締め装置の出力シャフトおよびハンドルの不動状態において、モータのロータが、ねじ締め方向への回転後に伝動装置に当接状態で不動となる場合に実現され、この際に、伝動装置の遊びは解消されている。

ねじ締め装置は、作動トリガを備え、これにより、オペレータは、ねじ締め動作を開始させることが可能となる。

ねじ締め動作は、予備ねじ締めフェーズと、その後のねじ締めフェーズとを含む。

予備ねじ締めフェーズにおいては、モータは、締付けトルクが所定の閾値に到達するまで、連続速度でモータの回転を実現するように駆動され、これを予備ねじ締めと呼ぶ。

ねじ締めフェーズにおいては、モータは、電気パルスにより駆動される。そのため、ねじ締めフェーズは、アセンブリが所望のトルクで締め付けられるまで、所定の頻度にしたがって反復的に実行される複数の衝突サイクルを含む。

各衝突サイクルは、モータの電力供給用の電気パルスと、ロータの加速と、ロータによる伝動装置の遊びのねじ締め方向における解消と、トルクパルスが端部材に伝達されることとなる伝動装置における衝突と、ロータの跳ね返りと、ロータの最大後退位置への復帰とを含む。

ねじ締め装置は、制御ボックスに対して接続される。この制御ボックスは、ねじ締め装置を制御するための装置を備え、この装置は、オペレータによるトリガの作動後にねじ締め装置の実行を制御するための制御手段を備える。

これらの制御手段は、トリガに対するオペレータの動作により予備ねじ締めフェーズが開始される際に、連続速度でのモータの回転を実現するように、モータに対して電力を供給するための手段を備える。それらの手段は、センサにより測定された締付けトルクを表す値を所定の予備ねじ締め閾値と比較するための手段を備え、モータに対する電力供給は、測定された締付けトルクが予備ねじ締め閾値と等しくなるまで継続される。予備ねじ締めフェーズは、次いでねじ締めフェーズのために停止される。

ねじ締めフェーズにおいては、制御手段は、電気パルスによりモータに電力を供給するための手段を備える。

各衝突サイクルにおいて、
・ロータは、最大後退位置から衝突位置へと変位されることにより、伝動装置の遊びを解消することによって運動エネルギーを蓄積し、
・衝突位置において、ロータは、伝動装置と衝突状態になり、次いで伝動装置を介して端部材にトルクパルスの形態でその運動エネルギーを衝突によって伝達し、
・ロータは、伝動装置に対して跳ね返り、衝突位置から最大後退位置へと変位される。

また、これらの制御手段は、測定された締付けトルクを表す値を目標トルクの閾値と比較するための手段と、測定値がこの閾値に到達した場合に、ねじ締めフェーズを停止するための、換言すればモータへの電力供給を停止するための手段とを備える。そのため、ねじ締めフェーズは、所望の締付けトルクが達成されると、停止される。この閾値の値は、それが達成された場合に、ねじ締め対象が締付けられた締付けトルクが所望の締付けトルクとなるように、経験により決定され得る。

制御手段は、本発明による方法の各ステップを実行し、これを目的として実装された手段の動作を制御するために、プログラミングされた中央ユニットまたはファームウェアを備え得る。

ロータを制動するための手段
また、制御手段は、衝突位置から最大後退位置へのロータの復帰時にロータを制動するための手段を備える。この実施形態においては、これらの制動手段は、モータの各相を短絡させるための手段を備える。

短絡手段は、電力スイッチ１、３、５を開き、スイッチ２、４、および６を同時に切り替えることにより、またはその逆により、モータの各相を短絡させるように設けられる。スイッチの切替え頻度は、当業者には本質的に公知である原理にしたがって、制動レベルを規定し得る。

一代替形態においては、制動手段は、速度調整器を備えることが可能であり、この調整器は、制動時にはゼロ速度に設定される。そのため、この調整器は、外乱がある場合でも、モータにおいてゼロ速度を維持しようと試みる。

制動手段を作動させるための手段
パルス開始以降の経過時間の測定
この実施形態においては、制御手段は、各衝突サイクルにおいてモータへの電力供給用の電気パルスの開始以降の経過時間Ｔｄｉを判定するための手段と、経過時間Ｔｄｉの値が所定の閾値に到達した際に制動手段を作動させるための手段とを備える。

これらの制御手段は、例えば、各パルスサイクルにおいて電気パルスの開始以降の経過時間Ｔｄｉを測定し、測定された値Ｔｄｉを所定の閾値と比較し、測定値がこの閾値に到達した場合に制動手段の作動を制御することが可能な、プログラマブル論理構成要素などを備える。

締付けトルクの値にしたがった制御
Ａ．締付けトルクの最大値への到達
一代替形態においては、制御手段は、各衝突サイクルにおいてねじ締め装置が出力する締付けトルクを表す情報を判定するための手段と、締付けトルクの最大値への到達を検出するための手段と、測定されたトルクの値が最大値に到達した後に所与の期間にわたって制動を行うための手段を作動させるための手段とを備える。

これらの制御手段は、例えば、ねじ締め装置が出力する締付けトルクを表す情報を測定し、測定された締付けトルクの値が衝突サイクル中に最大値に到達したことを検出し、測定された締付けトルクがこの最大値に到達した瞬間から開始される経過時間を測定し、測定されたトルク値の最大値への到達後に所与の期間が経過した場合に制動手段の作動を制御することが可能な、プログラマブル論理構成要素などを備える。

図２に示すように、締付けトルクの値は、衝突サイクル中に上昇し、次いで低下する。曲線の上昇部分５１に相当するこのトルクの上昇フェーズは、伝動装置における衝突の瞬間に開始される。曲線の下降部分５２に相当するこのトルクの低下フェーズは、ロータが跳ね返る瞬間に開始される。これらの２つのフェーズの間において、締付けトルク値は最大となり、これは、曲線のピーク値５３に相当する。

締付けトルクの最大値への到達を検出するための手段は、例えば、衝突サイクル時のトルク変動曲線の勾配を測定するための手段を備えることが可能であり、このトルクの最大値への到達は、曲線の勾配がゼロとなる際に検出される。代替的には、締付けトルクの最大値への到達を検出するための手段は、ロータの回転角が最大となる瞬間である、ロータの速度表示の変化を検出するための手段を伴うことが可能である。

Ｂ．締付けトルクの所定の閾値への到達
代替的には、制御手段は、各衝突サイクルにおいてねじ締め装置が出力する締付けトルクを表す情報を判定するための手段と、測定されたトルクの値が所定の閾値に到達した後に所与の期間にわたり制動手段を作動させるための手段とを備える。

制御手段は、トルク変動曲線の下降部分においてこの閾値への到達を検出する。

これらの制御手段は、例えば、各衝突サイクルにおいてねじ締め装置が出力する締付けトルクを表す情報を測定することが可能なプログラマブル論理構成要素などを備えることにより、締付けトルクの最大値への到達を検出し、締付けトルクの最大値への到達後に、測定された締付けトルクの値を所定の閾値と比較し、測定された締付けトルクがこの閾値に到達する瞬間から開始される経過時間を測定し、測定されたトルクの値がこの閾値に到達した後に所与の期間にわたり制動を行うための手段を作動させる。

締付け角度の値にしたがった制御
Ａ．回転角の最大値への到達
別の代替形態においては、制御手段は、各衝突サイクルにおいて衝突サイクルの開始以降のロータの回転角を表す情報を判定するための手段を備える。優先的には、これらの手段は、モータのロータの回転角を測定するためのセンサをエンコーダとして備える。また、制御手段は、測定された回転角の値が最大値に到達した後に所与の期間にわたり制動を行うための手段を作動させるための手段を備える。

これらの制御手段は、例えば、各衝突サイクルにおいてロータの回転角を測定し、衝突サイクル中に回転角の値が最大値に到達したことを検出し、測定された回転角がこの最大値に到達した瞬間から開始される経過時間を測定し、最大値への到達後に所定の期間が経過した場合に制動手段の作動を制御することが可能な、プログラマブル論理構成要素などを備える。

図２に示すように、ロータの回転角の値は、衝突サイクル中に上昇し、次いで低下する。この角度の上昇フェーズは、ロータが最大後退位置からねじ締め方向に変位される間の期間に相当し、これは、曲線の上昇部分６１に相当する。この期間において、初めに、伝動装置の遊びは、トルクパルスの開始までに解消され、次に、伝動装置の張力が上昇し、伝動装置が、ねじの回転の開始点まで変形され、最後に、ねじが、回転し、その間に伝動装置は、ねじの回転が停止するまで変形され続ける。したがって、測定された回転角は、ねじの回転角および伝動装置の変形角度と一致する。この角度の低下フェーズは、ロータが跳ね返り、最大後退位置へと変位される間の期間に相当し、これは、曲線の下降部分６２に相当する。これらの２つのフェーズの間において、角度は、最大値またはピーク値６３を通過する。

回転角が最大値に到達したことを検出するための手段は、例えば、衝突サイクル中の回転角の変動曲線の勾配を測定するための手段を備えることが可能であり、回転角の最大値への到達は、曲線の勾配がゼロになる際に検出される。代替的には、ロータの回転角が最大値に到達したことを検出するための手段は、ロータの回転角が最大となる瞬間である、ロータの速度表示の変化を検出するための手段を伴うことが可能である。

Ｂ．締付け角度の閾値への到達
代替的には、制御手段は、各衝突サイクルにおいて衝突サイクルの開始以降のロータの回転角を表す情報を判定するための手段を備える。優先的には、これらの手段は、モータのロータの回転角を測定するためのセンサをエンコーダとして備える。また、制御手段は、測定値が所定の閾値に到達した後に所定の期間にわたり制動を行うための手段を作動させるための手段を備える。

制御手段は、回転角の変動曲線の下降部分において、この閾値への到達を検出する。

これらの制御手段は、例えば、各衝突サイクルにおいてロータの回転角を測定し、衝突サイクル中の回転角の値が最大値に到達したことを検出し、測定された回転角がこの最大値に到達した瞬間から開始される経過時間を測定し、閾値への到達後に所定の期間が経過した場合に制動手段の作動を制御することが可能な、プログラマブル論理構成要素などを備える。

反転角度の値にしたがった制御
別の代替形態においては、制御手段は、各衝突サイクルにおいてロータの回転角を表す情報を判定するための手段と、ロータの回転角が最大となる瞬間を検出するための手段と、この瞬間から開始される、最大後退位置へのロータの反転角度を表す情報を判定するための手段とを備える。優先的には、これらの手段は、モータの回転角を測定するためのセンサをエンコーダとして備える。また、制御手段は、反転角度の値が所定の閾値に到達した場合に制動を行うための手段を作動させるための手段を備える。これらの制御手段は、例えば、各衝突サイクルにおいてロータの回転角を測定し、ロータの回転角の値が最大となる瞬間を検出し、この瞬間にロータの反転角度の測定を開始させ、測定された反転角度の値を所定の閾値と比較し、測定された反転角度の値がこの閾値に到達した場合に制動手段の作動を制御することが可能な、プログラマブル論理構成要素などを備える。

反転角度の最大値への到達を検出するための手段は、衝突サイクル中に回転角の変動曲線の勾配を測定するための手段を備えることが可能であり、回転角の最大値への到達は、曲線の勾配がゼロとなる際に検出される。代替的には、反転角度の最大値への到達を検出するための手段は、ロータの回転角が最大となる瞬間である、ロータの速度表示の変化を検出するための手段を伴うことが可能である。

制動手段を作動停止させるための手段
制動の開始以降の経過時間の測定
この実施形態においては、制御手段は、各制動ステップにおいて制動の開始以降の経過時間Ｔｄｆを判定するための手段と、経過時間Ｔｄｆの値が所定の閾値に到達した場合に制動手段を作動停止するための手段と備える。

これらの手段は、例えば、制動の開始以降の経過時間Ｔｄｆを測定し、この測定値を所定の閾値と比較し、測定値がこの閾値に到達した場合に制動手段の作動停止を制御することが可能な、プログラマブル論理構成要素などを備える。

最大後退時点の検出
一代替形態においては、制御手段は、各制動ステップにおいてロータが最大後退位置に到達した瞬間を検出するための手段と、ロータが最大後退位置に到達した場合に制動手段を作動停止させるための手段とを備える。

これらの手段は、例えば、制動時に、ロータが最大後退位置に到達した瞬間に相当するロータの回転速度方向の反転を検出し、この瞬間に制動手段を作動停止させることが可能な、プログラマブル論理構成要素などを備える。

代替的には、これらの手段は、モータの回転角を測定するためのセンサをエンコーダとして備える。さらに、これらの手段は、各衝突サイクルにおいてロータの回転角の値が最大となる瞬間を検出し、この瞬間にロータの反転角度の測定を開始させ、測定値を各ねじ締め装置ごとに固定のおよび適切な伝動装置の角度遊びに等しい値である閾値と比較し、測定値がこの閾値に到達した場合に制動手段の作動停止を制御することが可能な、プログラマブル論理構成要素などを備える。

ロータの回転角の最大値への到達を検出するための手段は、衝突サイクル中の回転角の変動曲線の勾配を測定するための手段を備えることが可能であり、回転角の最大値への到達は、曲線の勾配がゼロとなる際に検出される。

本発明によるパルスモードねじ締め装置を制御するための方法の一実施形態の例
全体構造
本発明によるパルスねじ締め装置は、ねじなどのねじ締め対象要素の締付けを実施するために使用され得る。

ねじのねじ締め動作は、オペレータがトリガを作動させることにより作動される。これは、制御手段がねじ締め装置のモータに対して作用する予備ねじ締めフェーズと共に開始され、これにより、ねじ締め装置は、所定のトルクレベル、すなわちこの場合には予備ねじ締めトルクが達成されるまで、連続速度で回転する。次いで、ねじ締め動作は、制御手段が、所望の最終締付けトルクまたは目標トルクが達成されるまで不連続速度を発生させるパルスモードでモータに電力供給するねじ締めフェーズだけ延長される。

これを目的として、制御方法は、ねじ締め装置がねじをねじ締めする締付けトルクを表す情報を判定するステップを含む。このステップは、ねじ締め動作の全体を通じて実行される。この実施形態においては、この情報は、ねじ締め装置の本体と伝動装置の遊星ギヤセットのリングギヤとの間に配置されたトルクセンサを使用して測定される反作用トルクである。また、この方法は、測定されたトルクを表す情報の値を予備ねじ締めトルク閾値と比較するステップと、測定値が目標トルクのこの閾値に到達した際にねじ締めフェーズを開始させるステップとを含む。したがって、開始させるためのこれらの手段は、締付けトルクが予備ねじ締めトルクに到達した際に、モータを連続モードで電力供給するのを停止し、次いで予備ねじ締めフェーズが完了し、これがねじ締めフェーズの開始となる。

次いで、制御手段は、優先的には１０〜１００Ｈｚの間の周波数の電流パルスをねじ締め装置のモータに供給する。これは、図１に示され、モータのパルス電力供給は、細かい点線の曲線により示される。この曲線では、３つのみのパルスが図示される。

このパルス発生周波数は、生産性または人間工学の基準により選択される。

ねじ締めフェーズは、所定の頻度にしたがって繰り返される複数の衝突サイクルを含み、各衝突サイクルは、モータの電力供給パルスを含む。

より厳密には、各衝突サイクルは、
・モータの電力供給パルスと、
・ロータの加速と、
・ロータによる伝動装置の遊びのねじ締め方向における解消と、
・トルクパルスが端部材に伝達されることとなる伝動装置における衝突と、
・ロータの跳ね返りと、
・ロータの最大後退位置への復帰と
を含む。

したがって、衝突サイクル中に、ロータは、以下の位置の間で可動となる。
・伝動装置の遊びが最大となる最大後退位置。この位置は、ねじ締め装置の出力シャフトおよびハンドルの不動状態において、モータのロータが、ねじ締めの逆方向への回転後に伝動装置に当接状態で不動となる場合に実現される。この際に、伝動装置の遊びは、解消されている。
・遊びが解消される衝突位置。この位置は、ねじ締め装置の出力シャフトおよびハンドルの不動状態において、モータのロータが、ねじ締め方向への回転後に伝動装置に当接状態で不動となる場合に実現される。この際に、伝動装置の遊びは、解消されている。

最大後退位置から衝突位置へと移行する際に、ロータは、伝動装置の遊びを解消するために、加速しつつ運動エネルギーを保存する。この遊びが解消されると、衝突が、伝動装置において発生し、ロータは、トルクパルス時に、伝動装置を介してねじに対してこの運動エネルギーを伝達する。

ねじ締めフェーズにおいては、締付けトルクは、ある衝突サイクルから他の衝突サイクルにかけて漸増的に増加する。これが、図３に示され、各衝突サイクルｃ１、ｃ２、ｃ３、・・・ｃｉ時の締付けトルクが、以前の衝突サイクルよりも大きいことが認識できる。締付けトルクが、所定の閾値、すなわちここではアセンブリの締付けに望ましい締付けトルクに相当する目標トルクに到達すると、ねじ締めフェーズが、停止される。

これを目的として、本方法は、ねじ締め装置によりねじがねじ締めされる締付けトルクを表す情報を判定するステップを含む。このステップは、ねじ締め動作の全体を通じて実行される。この実施形態においては、この情報は、ねじ締め装置の本体と伝動装置の遊星ギヤセットのリングギヤとの間に配置されたトルクセンサを使用して測定される反作用トルクである。また、この方法は、測定されたトルクを表す情報の値を目標トルクの閾値と比較するステップと、測定値が目標トルクのこの閾値に到達した際にモータを停止させるステップとを含む。したがって、停止させるためのこれらの手段は、所望の締付けトルクが達成された際に、モータのパルス出力供給を停止し、次いでねじ締めフェーズが完了し、これがねじ締め動作の終了となる。

ロータが衝突位置に到達する各衝突サイクルにおいて、トルクパルスは、ねじを回転駆動する端部材に対して伝達される。ロータは、跳ね返り、衝突位置から最大後退位置へと復帰する。

各衝突サイクル中に、ロータが、最大後退位置へと復帰する間に、この方法は、ロータを制動するステップを含み、このステップの実施により、ロータは、最大後退位置への到達時にもう１度跳ね返るのを防止され得る。逆に、この制動は、ロータの反転が抑制され、ロータがこの跳ね返り後に最大後退位置において停止されるように寸法設定される。この制動ステップは、モータの各相を短絡させるフェーズを含む。代替形態においては、モータロータの制動は、様々に実現することが可能である。

ロータの制動
制動ステップは、作動ステップと作動停止ステップとを含む。

制動の作動
Ａ．パルスの開始以降の経過時間の測定
この実施形態においては、方法は、各衝突サイクルにおいて、モータの電気パルス電力供給の開始以降の経過時間Ｔｄｉを判定するステップと、測定値Ｔｄｉを所定の閾値と比較するステップと、値Ｔｄｉがこの所定の閾値に到達した際に制動を実行するステップとを含む。

これは、図１に示され、点線の曲線が、制動ステップの経時的な経過を示す。この図１においては、制動ステップは、モータへの電力供給の開始後に、すなわち加速のために注入される電流パルスの開始後に、期間Ａが経過した後に実行されることが認識され得る。

Ｂ．締付けトルクの値にしたがった制御
Ｂ．１ 締付けトルクの最大値への到達
一代替形態においては、方法は、各衝突サイクルにおいて、締付けトルクを表す情報を測定するステップと、締付けトルクが最大値に到達する瞬間を検出するステップと、締付けトルクを表す情報の値が最大値に到達した後に所要の期間にわたって制動を実行するステップとを含む。

締付けトルクが最大値に到達する瞬間を検出するステップは、トルクの変動曲線の勾配を経時的に判定するステップと、この勾配の値がゼロになる瞬間、すなわちトルクの値が最大となる瞬間を検出するステップとを含むことが可能である。

Ｂ．２ 締付けトルクの所定の閾値への到達
代替的には、方法は、各サイクルにおいて、締付けトルクを表す情報を測定するステップと、測定値を所定の閾値と比較するステップと、締付けトルクを表す情報の値がこの所定の閾値に到達した後に所与の期間にわたり制動を実行するステップとを含むことが可能である。優先的には、この閾値は、トルクパルスの最大振幅の１００％〜５０％の間となり、値は、トルクパルスの低下フェーズにおいて測定される。

この場合に、この方法は、締付けトルクを表す情報を測定するステップと、トルクの最大値への到達（例えば上記に示すような）を検出するステップと、トルクの最大値への到達後に測定されたトルクの値を閾値と比較するステップと、次いでトルクの閾値への到達を検出するステップとを含む。制動手段は、このトルクの閾値への到達の瞬間後に所与の期間にわたり作動される。

Ｃ．締付け角度の値にしたがった制御
Ｃ．１ 回転角の最大値への到達
別の代替形態においては、方法は、各衝突サイクルにおいて、ロータの回転角を測定するステップと、回転角が最大値に到達する瞬間を検出するステップと、次いで回転角が最大値に到達した後に所与の期間にわたり制動を実行するステップとを含む。

回転角が最大値に到達する瞬間を検出するステップは、回転角の変動曲線の勾配を経時的に判定するステップと、この勾配の値がゼロとなる瞬間、すなわち回転角の値が最大となる瞬間を検出するステップとを含むことが可能である。

代替的には、回転角が最大値に到達する瞬間を検出するステップは、回転角の値が最大となる瞬間に相当する、モータの速度表示が変化する瞬間を検出するステップを含むことが可能である。

これは、図１に示され、実線の曲線が、モータの回転角の経時的な変動を示す。この図１においては、制動ステップは、モータの角度がパルスに続く一定値への到達後に期間Ｂが経過した後に実行されることが認識され得る。図示する例においては、閾値は、ロータの最大回転角に相当する。この閾値は、異なるものも可能である。

Ｃ．２ 締付け角度の閾値への到達
代替的には、方法は、各サイクルにおいて、ロータの回転角を表す情報を判定するステップと、測定された回転角を閾値と比較するステップと、回転角度の値がこの所定の閾値に到達した後に所与の期間にわたり制動を実行するステップとを含むことが可能である。

この場合には、この方法は、回転角を測定するステップと、回転角の最大値への到達（例えば上記に示すような）を検出するステップと、角度が最大値に到達した後に測定された角度値を閾値と比較するステップと、次いで回転角の閾値への到達を検出するステップとを含む。制動手段は、この回転角の閾値への到達の瞬間後に所与の期間にわたり作動される。

Ｄ．反転角度の値にしたがった制御
別の代替形態においては、方法は、各衝突サイクルにおいて、ロータの回転角を測定するステップと、ロータの回転角が最大となる瞬間を検出するステップと、この瞬間から開始されるロータの反転角度を測定するステップと、反転角度の値を所定の閾値と比較するステップと、測定された反転角度の値が閾値に到達した場合に制動が作動されるステップとを含む。

回転角が最大値に到達する瞬間を検出するステップは、回転角の変動曲線の勾配を経時的に判定するステップと、この勾配の値がゼロとなる瞬間、すなわち回転角の値が最大となる瞬間を検出するステップとを含むことが可能である。

代替的には、回転角が最大値に到達する瞬間を検出するステップは、回転角の値が最大となる瞬間に相当する、モータの速度表示が変化する瞬間を検出するステップを含むことが可能である。

これは、図１に示され、実線の曲線が、モータの回転角の経時的な変動を示す。この図１においては、制動ステップは、モータの角度がパルスに続く一定値への到達後に、ロータが反転角度Ｃだけ回転された後に実行されることが認識され得る。図示する例においては、閾値は、ロータの最大回転角に相当する。この閾値は、異なるものも可能である。

制動の作動停止
Ａ．制動の開始以降の経過時間の測定
この実施形態においては、この方法は、各制動において、制動の開始以降の経過時間Ｔｄｆを判定するステップと、経過時間Ｔｄｆを閾値と比較するステップと、経過時間Ｔｄｆの値がこの所定の閾値に到達する際に制動を停止するステップとを含む。

これは、図１に示され、点線の曲線は、制動手段を実行するシーケンスを経時的に示す。この図においては、制動を作動停止するステップは、制動の開始後に期間Ｄが経過した後に実行されるのが認識され得る。

Ｂ．最大後退時点の検出
代替的には、方法は、各衝突サイクルにおいて、ロータが最大後退位置に到達する瞬間を検出するステップと、ロータが最大後退位置に到達した場合に制動を停止するステップとを含む。

ロータが最大後退位置に到達する瞬間を検出するステップは、ロータが最大後退位置の方向に変位される間に、ロータの速度表示の反転を、すなわちロータが最大後退位置に到達する瞬間を検出するステップを含むことが可能である。

代替的には、ロータが最大後退位置に到達する瞬間を検出するステップは、ロータの回転角を測定するステップと、ロータの回転角が最大となる瞬間を判定するステップと、この瞬間から開始されるロータの反転角度を測定するステップと、反転角度の値を最大角度遊びの縮小に等しい閾値と比較するステップとを含むことが可能である。この閾値の値は、各ねじ締め装置ごとに固定され適切なものである。

回転角が最大値に到達する瞬間を検出するステップは、回転角の変動曲線の勾配を経時的に判定するステップと、この勾配の値がゼロとなる瞬間、すなわち回転角の値が最大となる瞬間を検出するステップとを含むことが可能である。

代替的には、回転角が最大値に到達する瞬間を検出するステップは、回転角の値が最大となる瞬間に相当する、モータの速度表示が変化する瞬間を検出するステップを含むことが可能である。

制動の利点
衝突後の制動ステップの実行により、ロータが衝突位置から最大後退位置へと移行する場合に、ロータの運動エネルギーの一部分が吸収される。そのため、ロータは、最大後退位置への復帰後に再び跳ね返らないことが保証される。それにより、ロータは、続くパルスにおいて、衝突位置への到達前に適切に加速し得るように、理想的な位置に配置される。そのため、この続くパルスにおける締付けは、最適化される。

種々の閾値の値および所定の期間は、工具の機械的特徴により決定される。したがって、これらは、制動によりロータを最大後退位置に停止させ得るように、経験的に決定される。

新規の衝突サイクル
新規の電流パルスが、続く衝突を発生させることを目的としてロータを加速させるために、モータに対して送出される。この新規の電力供給パルスは、人間工学または生産性の基準にしたがって事前に選択された頻度に基づき介入する。

Ａ 期間
Ｂ 期間
Ｃ 反転角度
Ｄ 期間
５１ 上昇部分
５２ 下降部分
５３ ピーク値
６１ 上昇部分
６２ 下降部分
６３ 最大値またはピーク値
１ 電力スイッチ
２ 電力スイッチ
３ 電力スイッチ
４ 電力スイッチ
５ 電力スイッチ
６ 電力スイッチ
Ｍ モータ
Ｃ１ 衝突サイクル
Ｃ２ 衝突サイクル
Ｃ３ 衝突サイクル
Ｃｉ 衝突サイクル

Claims (21)

1. パルスねじ締め装置の制御方法であって、
   前記装置が電気モータを備え、そのロータが遊びを有する伝動装置を介して回転駆動され得る端部材に連結され、前記ロータが、
   ・前記遊びがねじ締め方向にて最大となる最大後退位置と、
   ・前記遊びがねじ締め方向にて解消される衝突位置と
   の間で回動可能であるような方法において、
   少なくとも１つのねじ締めフェーズを含み、前記ねじ締めフェーズは少なくとも１つの衝突サイクルを含んでおり、前記衝突サイクルが、
   前記モータに電気パルスを供給するステップであって、前記ロータが前記最大後退位置から前記衝突位置へと移動して前記遊びを解消することにより運動エネルギーが蓄積され、前記運動エネルギーがトルクパルスの間に前記伝動装置を介して前記端部材に伝達されるステップと、
   前記伝動装置に対して前記ロータが反転するステップであって、その間に前記ロータが前記衝突位置から前記最大後退位置へと移動するステップと、
   前記衝突位置から前記最大後退位置への前記ロータの復帰時に前記ロータを制動するステップと、
   を含む、方法。
2. 前記各衝突サイクルが前記電気パルスの開始以降の経過時間Ｔｄｉを判定するステップを含み、前記制動ステップは、前記経過時間Ｔｄｉの値が所定の閾値に到達した場合に実行されることを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
3. 前記各衝突サイクルにおいて前記ねじ締め装置が出力する締付けトルクを表す情報を判定するステップを含み、前記制動ステップは、前記締付けトルクの値が所定の閾値に到達した後に所与の期間にわたり実行されることを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
4. 前記各衝突サイクルにおいて、前記ねじ締め装置が送達する前記締付けトルクを表す情報を判定するステップと、前記締付けトルクが最大値に到達する瞬間を検出するステップとを含み、前記制動ステップは、前記締付けトルクの値が最大値に到達した後に所与の期間にわたり実行されることを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
5. 前記各衝突サイクルにおいて、前記ロータの回転角を表す情報を判定するステップを含み、前記制動ステップは、前記回転角の値が所定の閾値に到達した後に所与の期間にわたり実行されることを特徴とする請求項１または２の記載の制御方法。
6. 前記各衝突サイクルにおいて、前記ロータの回転角を表す情報を判定するステップと、前記回転角が最大値に到達する瞬間を検出するステップとを含み、前記制動ステップは、前記回転角の値が最大値に到達した後に所与の期間にわたり実行されることを特徴とする請求項１または２に記載の制御方法。
7. 前記各衝突サイクル後に、前記ロータの回転角を表す情報を測定するステップと、前記ロータの前記回転角の値が最大となる瞬間を検出するステップと、前記ロータの前記回転角の前記値が最大となる瞬間から前記最大後退位置の方向への前記ロータの反転角度を表す情報を判定するステップとを含み、前記制動ステップは、前記反転角度の値が所定の閾値に到達した際に実行されることを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
8. 前記各制動ステップにおいて、前記制動ステップの開始以降の経過時間Ｔｄｆを判定するステップを含み、前記制動ステップは、前記経過時間Ｔｄｆの値が所定の閾値に到達した際に停止されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の制御方法。
9. 前記各制動ステップにおいて、前記ロータが前記最大後退位置に到達する瞬間を検出するステップを含み、前記制動ステップは、前記ロータが前記最大後退位置に到達した際に停止されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の制御方法。
10. 前記制動ステップは、前記モータの各相を短絡させるフェーズを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の制御方法。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の制御方法を実行するように構成されたパルスねじ締め装置の制御装置であって、前記衝突位置から前記最大後退位置への前記ロータの復帰時に前記ロータを制動する制動手段を備えることを特徴とする制御装置。
12. 前記各衝突サイクルの開始以降の前記経過時間Ｔｄｉを判定する手段と、前記経過時間Ｔｄｉの値が所定の閾値に到達した際に前記制動手段を作動させる手段とを備えることを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
13. 前記ねじ締め装置が送達する前記締付けトルクを表す情報を前記各衝突サイクルにおいて判定する手段と、前記締付けトルクの値が所定の閾値に到達した後に所与の期間にわたり前記制動手段を作動させる手段とを備えることを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
14. 前記ねじ締め装置が送達する前記締付けトルクを表す情報を前記各衝突サイクルにおいて判定する手段と、前記締付けトルクが最大値に到達する瞬間を検出する手段と、前記締付けトルクの値が最大値に到達した後に所与の期間にわたり前記制動手段を作動させる手段とを備えることを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
15. 前記ロータの前記回転角を表す情報を前記各衝突サイクルにおいて判定する手段と、前記回転角の値が所定の閾値に到達した後に所与の期間にわたり前記制動手段を作動させる手段とを備えることを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
16. 前記ロータの前記回転角を表す情報を前記各衝突サイクルにおいて判定する手段と、前記ロータの前記回転角が最大値に到達する瞬間を検出する手段と、前記回転角の値が最大値に到達した後に所与の期間にわたり前記制動手段を作動させる手段とを備えることを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
17. 前記ロータの前記回転角を表す情報を前記各衝突サイクルにおいて判定する手段と、前記ロータの前記回転角の値が最大となる瞬間を検出する手段と、前記ロータの前記回転角の前記値が最大となる瞬間から前記最大後退位置の方向への前記ロータの前記反転角度を判定する手段と、前記反転角度の値が所定の閾値に到達した際に前記制動手段を作動させる手段とを備えることを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
18. 前記制動ステップの開始以降の前記経過時間Ｔｄｆを各制動ステップにおいて判定する手段と、前記経過時間Ｔｄｆの値が所定の閾値に到達した際に前記制動手段を作動停止させる手段とを備えることを特徴とする請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の制御装置。
19. 前記ロータが前記ロータの最大後退位置に到達する瞬間を各制動ステップにおいて判定する手段と、前記ロータが前記最大後退位置に到達する際に前記制動手段を作動停止させる手段とを備えることを特徴とする請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の制御装置。
20. 前記制動手段は、前記モータの各相を短絡させる手段を備えることを特徴とする請求項１１〜１９のいずれか１項に記載の制御装置。
21. 請求項１１〜２０のいずれか１項に記載の制御装置を備えたパルスねじ締め装置。