JP5304630B2 - Fastening torque inspection method and fastening torque inspection system for fastening members - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect inspection tightening torque with a high degree of accuracy when detecting inspection tightening torque of a fastener member, even in the case that the rigidity of a fastener member to be fastened is low and the torque is detected in a low torque range, in a method for inspecting tightening torque of a fastener member. <P>SOLUTION: The method for inspecting the tightening torque includes: a step for retightening a bolt with an automatic tightening mechanism, while detecting a tightening torque T and a tightening angle &theta; in the retightening operation; a step for acquiring a tightening angle differential value characteristic from the detected T and &theta;, which represents dT/d&theta;; and a step for acquiring an inspection tightening torque Tm based on the tightening torque that corresponds to the case that the acquired tightening angle differential value characteristic has a characteristic, in which dT<SP>2</SP>/d<SP>2</SP>&theta; is negative, and dT/d&theta; is a prescribed differential value that is 0 or approximate 0. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、締結部材の増し締め時の締め付けトルク及び締め付け角度を検出し、検出された締め付けトルク及び締め付け角度から、検査締め付けトルクを取得する締め付けトルク検査方法及び締め付けトルク検査システムに関する。   The present invention relates to a tightening torque inspection method and a tightening torque inspection system that detect a tightening torque and a tightening angle when tightening a tightening member, and acquire an inspection tightening torque from the detected tightening torque and tightening angle.

従来から、締め付けられた状態にある締結部材であるボルトのトルクの値を検査する方法として、締め付けられたボルトをさらにトルクレンチで締め付け、ボルトが再び動きだした(再始動した)時のトルク値をトルクレンチで読み取る増し締めトルク方法が知られている。   Conventionally, as a method of inspecting the torque value of a bolt, which is a fastening member in a tightened state, the tightened bolt is further tightened with a torque wrench, and the torque value when the bolt starts moving again (restarts) A retightening torque method that is read by a torque wrench is known.

また、特許文献1には、検査ボルトが回動する前にトルクレンチが回動することによって生じる誤差を補正することで、精度のよいボルトの締結トルクを得ようとして考えられた増し締め検査用トルクレンチが記載されている。この増し締め検査用トルクレンチは、ボルトの締め付けの際のトルクを検出する手段と、トルクレンチの回動角度を検出する手段と、検出手段で検出したトルクと回転角度とを入力情報として、ボルトの回動後の安定領域で得られた入力情報と予め設定された基準となるねじれ特性勾配線とに基づいてボルトの回動状態におけるトルク勾配線を仮想し、ボルトが回動する前に得られたボルト静止状態のトルク勾配線を仮想し、2つのトルク勾配線の交点でのトルク値を測定トルク値としている。   Further, in Patent Document 1, for an additional tightening inspection which is considered to obtain an accurate bolt fastening torque by correcting an error caused by a torque wrench rotating before the inspection bolt rotates. A torque wrench is described. This additional tightening inspection torque wrench has a means for detecting torque at the time of bolt tightening, a means for detecting the rotation angle of the torque wrench, and the torque and rotation angle detected by the detection means as input information. Based on the input information obtained in the stable region after rotation and the torsion characteristic gradient line set as a reference in advance, a torque gradient line in the rotation state of the bolt is virtually assumed and obtained before the bolt rotates. The obtained torque gradient line in the bolt stationary state is assumed, and the torque value at the intersection of the two torque gradient lines is set as the measured torque value.

また、特許文献2に記載されたねじ締結トルク測定方法は、トルクレンチにより締結ねじの増し締めを開始し、トルクレンチが増し締め開始点から所望の回転角度に達する間で、増し締めトルクが安定して上昇するトルク勾配特性を検出し、トルク勾配特性をもとにして締結ねじの増し締め開始時における締め付けトルクを算出するとしている。   Further, the screw fastening torque measuring method described in Patent Document 2 starts the tightening of the fastening screw with a torque wrench, and the tightening torque is stable while the torque wrench reaches the desired rotation angle from the additional tightening start point. Then, the rising torque gradient characteristic is detected, and the tightening torque at the start of tightening tightening of the fastening screw is calculated based on the torque gradient characteristic.

また、特許文献3には、締め付け工程における作業能率の維持と検査結果の信頼性の確保を図ろうとして考えられたナットランナの検査方法が記載されている。この検査方法は、ボルトを第1のナットランナにより設定トルクまで締め付けた後、第2のナットランナにより増し締めし、第1のナットランナによる設定トルクと第2のナットランナによる増し締めトルクとを比較し、両トルクの差が許容トルク以上である場合にナットランナの異常として検出するとされている。   Further, Patent Document 3 describes a nutrunner inspection method that has been considered to maintain work efficiency in the tightening process and to ensure the reliability of the inspection result. In this inspection method, the bolt is tightened to the set torque with the first nut runner, and then tightened with the second nut runner, and the set torque with the first nut runner is compared with the tightening torque with the second nut runner. It is said that a nut runner abnormality is detected when the torque difference is equal to or greater than the allowable torque.

また、特許文献4に記載されたボルト締結方法は、ナットランナによるボルト締め付け中に締め付け角度の変化に伴う締め付けトルクの変化を示すトルク特性線の状態を得るようにし、トルク特性線が直線にあると判断したときに、トルク勾配に基づいて求めた理論着座点から予め設定された第1設定角度に達するまでボルトを締め付け、目標締め付け軸力を得るようにするとされている。また、特許文献4には、締め付けトルク及び締め付け角度の検出データに基づく締め付けトルク及び締め付け角度線であるトルク特性線を求め、そのデータに基づき理論着座点を求め、理論着座点を基準とした締め付け角度を締め付けトルクに関連付け、理論着座点を基準として初期締め角度に達すると締め付けを停止させるとされている。また、トルク特性線が直線状態にあるとされた場合には、着座点角度法による締め付けを行うべく不足する角度分締め付けを再開させるとされている。   Further, the bolt fastening method described in Patent Document 4 obtains a state of a torque characteristic line indicating a change in tightening torque accompanying a change in the tightening angle during bolt tightening by the nut runner, and the torque characteristic line is linear. When the determination is made, the bolt is tightened from the theoretical seating point obtained based on the torque gradient until the first set angle set in advance is reached to obtain the target tightening axial force. Further, in Patent Document 4, a torque characteristic line that is a tightening torque and a tightening angle line based on the detection data of the tightening torque and the tightening angle is obtained, a theoretical seating point is obtained based on the data, and a tightening with reference to the theoretical seating point is performed. The angle is related to the tightening torque, and the tightening is stopped when the initial tightening angle is reached with reference to the theoretical seating point. Further, when the torque characteristic line is in a straight line state, the tightening is resumed by an angle that is insufficient to perform the tightening by the seating point angle method.

また、特許文献5には、ボルトをナットランナでスナッグトルクまで締め付けた後、規定の締め付け角度で締め付け、その後ボルトを緩め、再度締め付け及び増し締めを行い、再始動トルク測定部により増し締め時の再始動時トルクを測定し、相間演算部において、締め付け角度と基準トルクとの相間が演算されるとされている。   In Patent Document 5, the bolt is tightened to a snag torque with a nut runner, then tightened at a specified tightening angle, then the bolt is loosened, and then tightened and tightened again. The starting torque is measured, and the phase calculation unit calculates the phase between the tightening angle and the reference torque.

特開2002−120162号公報JP 2002-120162 A 特開2000−778号公報JP 2000-778 特開平8−90362号公報JP-A-8-90362 特開2009−83025号公報JP 2009-83025 A 特許第4075852号公報Japanese Patent No. 4075852

上記の特許文献1,2に記載されたトルクレンチ及びねじ締結トルク測定方法の場合、トルクレンチを用いて締め付けトルクを算出しているので、被締結部材である「ワークの要因」、「締め付け手段側の要因」、及び「作業者要因」により、精度よく締め付けトルクを測定することが困難である。「ワークの要因」として、ワークの変形や、ワークのがた、寸法ばらつき等がある。また、「締め付け手段側の要因」として、例えば締め付け手段の変形や、ソケットのがた、ソケットの寸法ばらつき等がある。また、「作業者要因」として、増し締め検査時の作業者による締め付け速度のばらつきや、増し締め時のトルクレンチの押し付け力のばらつきによるトルク変動等がある。   In the case of the torque wrench and the screw fastening torque measuring method described in Patent Documents 1 and 2 above, the tightening torque is calculated using the torque wrench. It is difficult to accurately measure the tightening torque due to “side factors” and “operator factors”. Examples of the “work factor” include deformation of the work, play of the work, and dimensional variations. Further, “factors on the tightening means side” include, for example, deformation of the tightening means, shading of the socket, dimensional variation of the socket, and the like. In addition, as “worker factors”, there are variations in the tightening speed by the worker at the time of additional tightening inspection, torque fluctuations due to variations in the pressing force of the torque wrench at the time of additional tightening, and the like.

特に、上記の特許文献1,2に記載されたトルクレンチ及びねじ締結トルク測定方法の場合、締め付けトルクが例えば4Nm以下等の低トルク領域である場合、増し締め法では、作業者要因である作業者の作業ばらつきによるトルク変動の、他の要因によるトルク変動も含めたトルク変動全体に対する割合が大きくなる。このため、締め付けトルクを精度よく検出することが、低トルク領域になるほどより困難になる。例えば、株式会社東日製作所製の「増し締め検査用トルクレンチCTB」(商品名)では、検査トルクの測定範囲が4Nm以上となっており、実質的に低いトルク領域である4Nm未満で測定することは除かれている。このようにトルクレンチを用いる場合には、作業者がそれぞれ個々に検査を行うため、作業者ごとの個人差に起因するばらつきが発生し、高精度に締め付けトルクを検出することが困難である。   In particular, in the case of the torque wrench and the screw fastening torque measuring method described in Patent Documents 1 and 2, when the tightening torque is in a low torque region such as 4 Nm or less, The ratio of the torque fluctuation due to the work variation of the operator to the total torque fluctuation including the torque fluctuation due to other factors increases. For this reason, it becomes more difficult to detect the tightening torque with accuracy in the low torque region. For example, “Torque wrench CTB for tightening inspection” (trade name) manufactured by Tohnichi Seisakusho Co., Ltd. has a measurement range of inspection torque of 4 Nm or more, and is measured at a substantially lower torque range of less than 4 Nm. That is excluded. When the torque wrench is used in this way, since the workers individually inspect, variation due to individual differences among the workers occurs, and it is difficult to detect the tightening torque with high accuracy.

また、特許文献3に記載されたナットランナの検査方法の場合、上記の作業者要因の影響をなくすことができる。ただし、例えば、特許文献3の図4等に記載されているように、ボルトの増し締め時には、締め付け角度の微小変化量Δθとトルク値の微小変化量ΔTとの比ΔT/Δθが所定値よりも大きくなった場合に、その時点から微小締め付け角度Δθbだけ締め付け方向へボルトを回転させ、そのときのトルク値を増し締めトルク値として検出している。この場合、実際には、ワークや、締め付け手段でのがたや変形があるため、ΔT/Δθが増し締め時に急激には立ち上がらない。このため、検査締め付けトルクである増し締めトルク値を精度よく求めるのは困難である。また、増し締めトルク値は、増し締め時に微小締め付け角度Δθbだけ余分に締め付けているため、検査締め付けトルクがその微小締め付け角度Δθbに対応するトルク分高めに出力されてしまう。すなわち、特許文献3では、ワークや締め付け手段の変形やがたを無視できる理想的な状態を想定している。このため、現実に即しておらず、締め付けトルクを高精度に測定することは困難である。特に、ワーク等の被締結部材の剛性が低くなる場合に、締め付けトルクを高精度に測定することがより困難になる。   Further, in the case of the nut runner inspection method described in Patent Document 3, it is possible to eliminate the influence of the above-described operator factors. However, as described in, for example, FIG. 4 of Patent Document 3, the ratio ΔT / Δθ between the minute change amount Δθ of the tightening angle and the minute change amount ΔT of the torque value is greater than a predetermined value when tightening the bolt. Is also increased, the bolt is rotated in the tightening direction by the minute tightening angle Δθb from that point, and the torque value at that time is detected as the tightening torque value. In this case, in actuality, since there is rattling or deformation in the work or the tightening means, ΔT / Δθ increases and does not rise suddenly during tightening. For this reason, it is difficult to accurately obtain the additional tightening torque value that is the inspection tightening torque. Further, since the additional tightening torque value is excessively tightened by the minute tightening angle Δθb at the time of additional tightening, the inspection tightening torque is output to be higher by the torque corresponding to the minute tightening angle Δθb. That is, Patent Document 3 assumes an ideal state in which the deformation and backlash of the workpiece and the fastening means can be ignored. For this reason, it is not realistic and it is difficult to measure the tightening torque with high accuracy. In particular, it becomes more difficult to measure the tightening torque with high accuracy when the rigidity of a fastened member such as a workpiece is low.

このような事情から、本発明者は、締め付けられている締結部材の検査締め付けトルクを検出する場合に、ワークの剛性が低く、低トルク領域で検出する場合でも高精度に検査締め付けトルクを検出できるようにするため、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値、及び、締め付けトルクの締め付け角度による2回微分値を利用して、検査締め付けトルクを検出する方法及び装置を考えた。また、特許文献4及び特許文献5のいずれにも、このような検出方法及び検出装置及びこれらを示唆する構成は開示されていない。   Under such circumstances, the present inventor can detect the inspection tightening torque with high accuracy even when detecting the inspection tightening torque of the tightened fastening member even if the workpiece has low rigidity and is detected in a low torque region. Therefore, a method and an apparatus for detecting the inspection tightening torque using the first-order differential value according to the tightening torque and the twice differential value due to the tightening torque are considered. Further, neither Patent Document 4 nor Patent Document 5 discloses such a detection method, a detection device, and a configuration suggesting them.

本発明は、締結部材の締め付けトルク検査方法及び締め付けトルク検査システムにおいて、締結部材の検査締め付けトルクを検出する場合に、ワーク等の被締結部材の剛性が低く、かつ、低トルク領域で検出する場合でも高精度に検査締め付けトルクを検出可能とすることを目的とする。   The present invention relates to a method for detecting a tightening torque of a fastening member and a system for detecting a tightening torque when detecting a tightening torque of a fastening member and detecting a tightened member such as a work piece in a low torque region with low rigidity. However, the purpose is to make it possible to detect the inspection tightening torque with high accuracy.

本発明に係る締結部材の締め付けトルク検査方法は、締結部材の検査締め付けトルクを検査する方法であって、締結部材を自動締め付け機構により増し締めするとともに、増し締め時の締め付けトルク及び締め付け角度を検出する検出ステップと、制御部により、検出された締め付けトルク及び締め付け角度から、締め付けトルクを締め付け角度で微分することにより得られた締め付け角度微分値特性を取得する第1取得ステップと、制御部により、取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の取得値である、対応する締め付けトルクまたは対応する締め付け角度に基づいて、検査締め付けトルクを取得する第2取得ステップとを含むことを特徴とする締結部材の締め付けトルク検査方法である。   The tightening member tightening torque inspection method according to the present invention is a method of inspecting a tightening member inspection tightening torque, and further tightening the tightening member with an automatic tightening mechanism and detecting a tightening torque and a tightening angle at the time of additional tightening. A first obtaining step for obtaining a tightening angle differential value characteristic obtained by differentiating the tightening torque from the tightening torque detected from the tightening torque and the tightening angle detected by the control unit, and the control unit, In the acquired tightening angle differential value characteristic, the second-order differential value due to the tightening torque tightening angle is negative, and the first-order differential value due to the tightening torque tightening angle is 0 or a predetermined set differential value near zero. Based on the corresponding tightening torque or the corresponding tightening angle, which is the acquired value of A tightening torque inspection method of the fastening member, characterized in that it comprises a second acquisition step of acquiring 査 tightening torque.

本発明に係る締結部材の締め付けトルク検査方法によれば、締結部材の検査締め付けトルクを検出する場合に、締結部材により締め付ける被締結部材の剛性が低く、かつ、低トルク領域で検出する場合でも高精度に検査締め付けトルクが検出可能となる。すなわち、自動締め付け機構により締結部材を増し締めし、増し締め時の締め付けトルク及び締め付け角度の検出値から検査締め付けトルクを取得するので、検査締め付けトルクの検出精度悪化要因の1である作業者要因を排除できる。また、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による2回微分値が負となる場合の取得値に基づいて検査締め付けトルクを検出しているので、上記の特許文献3に記載されたナットランナの検査方法の場合と異なり、締め付け角度の微小変化量Δθとトルク値の微小変化量ΔTとの比ΔT/Δθが所定値以上となるときのトルクを求めることはなく、実際の状態に即して検査締め付けトルクを高精度に求めることができる。   According to the tightening torque inspection method for a fastening member according to the present invention, when detecting the inspection tightening torque of the fastening member, the rigidity of the fastened member to be tightened by the fastening member is low and even when detecting in a low torque region. Inspection tightening torque can be detected accurately. That is, the fastening member is further tightened by the automatic tightening mechanism, and the inspection tightening torque is acquired from the detected values of the tightening torque and the tightening angle at the time of the additional tightening. Can be eliminated. In addition, the inspection tightening is based on the acquired value when the first-order differential value according to the tightening angle of the tightening torque becomes 0 or a predetermined set differential value near zero and the second-order differential value according to the tightening angle of the tightening torque is negative. Since the torque is detected, the ratio ΔT / Δθ between the minute change amount Δθ of the tightening angle and the minute change amount ΔT of the torque value is different from the nut runner inspection method described in Patent Document 3 above. The torque at the above time is not obtained, and the inspection tightening torque can be obtained with high accuracy in accordance with the actual state.

また、本発明に係る締め付けトルク検査方法において、好ましくは、第2取得ステップは、制御部により、取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の、対応する締め付けトルクを、検査締め付けトルクとして取得する。   In the tightening torque inspection method according to the present invention, preferably, the second acquisition step is a tightening angle differential value characteristic acquired by the control unit, and a second-order differential value due to the tightening angle of the tightening torque is negative, and The corresponding tightening torque is acquired as the inspection tightening torque when the first-order differential value according to the tightening angle of the tightening torque is 0 or a predetermined set differential value near zero.

また、本発明に係る締め付けトルク検査方法において、好ましくは、第2取得ステップは、制御部により、取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の、対応する仮想締め付け角度を取得する仮想締め付け角度取得ステップと、制御部により、仮想締め付け角度から予め設定した所定の第1角度増大させてから、第1角度よりも大きい所定の第2角度にいたるまでの1階微分値の変動幅が所定幅以内にある場合に得られる第1角度から第2角度までの締め付けトルクの締め付け角度に対する勾配線と、締め付けトルクと締め付け角度との関係を表す特性線との交点に対応する締め付けトルクを、検査締め付けトルクとして取得する検査締め付けトルク取得ステップとを含む。   In the tightening torque inspection method according to the present invention, preferably, the second acquisition step is a tightening angle differential value characteristic acquired by the control unit, and a second-order differential value due to the tightening angle of the tightening torque is negative, and The virtual tightening angle acquisition step for acquiring the corresponding virtual tightening angle when the first-order differential value based on the tightening angle of the tightening torque is 0 or a predetermined set differential value near 0, and the virtual tightening angle by the control unit From the first angle obtained when the fluctuation range of the first-order differential value is within the predetermined range from the increase of the predetermined first angle set in advance to the predetermined second angle larger than the first angle. Tightening corresponding to the intersection of the slope line of the tightening torque up to two angles and the characteristic line representing the relationship between the tightening torque and the tightening angle Paste torque, and a test tightening torque obtaining step obtaining a test tightening torque.

上記の構成によれば、静止状態にある締結部材に対して、より安定した動摩擦係数を利用して、より精度よく検査締め付けトルクを求めることができる。   According to said structure, a test | inspection fastening torque can be calculated | required more accurately with respect to the fastening member in a stationary state using a more stable dynamic friction coefficient.

また、本発明に係る締め付けトルク検査システムは、本発明に係る締結部材の締め付けトルク検査方法に使用する締め付けトルク検査システムであって、締結部材を増し締めする自動締め付け機構と、自動締め付け機構による締結部材の増し締め時の締め付けトルクを検出するトルク検出手段と、自動締め付け機構による締結部材の増し締め時の締め付け角度を検出する角度検出手段と、第1取得手段及び第2取得手段を含む制御部とを備え、第1取得手段は、検出された締め付けトルク及び締め付け角度から、締め付けトルクを締め付け角度で微分することにより得られた締め付け角度微分値特性を取得し、第2取得手段は、取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の取得値である、対応する締め付けトルクまたは対応する締め付け角度に基づいて、検査締め付けトルクを取得することを特徴とする締め付けトルク検査システムである。   The tightening torque inspection system according to the present invention is a tightening torque inspection system used in the tightening member tightening torque inspection method according to the present invention, and includes an automatic tightening mechanism for tightening the tightening member and a tightening by the automatic tightening mechanism. A control unit including torque detecting means for detecting tightening torque at the time of additional tightening of the member, angle detection means for detecting the tightening angle at the time of additional tightening of the fastening member by the automatic tightening mechanism, and a first acquisition means and a second acquisition means The first acquisition means acquires a tightening angle differential value characteristic obtained by differentiating the tightening torque with the tightening angle from the detected tightening torque and tightening angle, and the second acquisition means is acquired The second-order differential value due to the tightening angle of the tightening torque is negative and the tightening angle differential value characteristics are Acquiring the inspection tightening torque based on the corresponding tightening torque or the corresponding tightening angle, which is an acquired value when the first-order differential value based on the tightening angle of the tightening torque is 0 or a predetermined set differential value near zero. A tightening torque inspection system characterized by

また、本発明に係る締め付けトルク検査システムにおいて、好ましくは、第2取得手段は、第1取得手段により取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の、対応する締め付けトルクを、検査締め付けトルクとして取得する。   In the tightening torque inspection system according to the present invention, preferably, the second acquisition unit is a tightening angle differential value characteristic acquired by the first acquisition unit, and a second-order differential value due to the tightening angle of the tightening torque is negative, And the corresponding tightening torque when the first-order differential value by the tightening angle of the tightening torque becomes a predetermined set differential value of 0 or near 0 is acquired as the inspection tightening torque.

また、本発明に係る締め付けトルク検査システムにおいて、好ましくは、第2取得手段は、第1取得手段により取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の、対応する仮想締め付け角度を取得する仮想締め付け角度取得手段と、仮想締め付け角度から予め設定した所定の第1角度増大させてから、第1角度よりも大きい所定の第2角度にいたるまでの1階微分値の変動幅が所定幅以内にある場合に得られる第1角度から第2角度までの締め付けトルクの締め付け角度に対する勾配線と、締め付けトルクと締め付け角度との関係を表す特性線との交点に対応する締め付けトルクを、検査締め付けトルクとして取得する検査締め付けトルク取得手段とを含む。   In the tightening torque inspection system according to the present invention, preferably, the second acquisition unit is a tightening angle differential value characteristic acquired by the first acquisition unit, and a second-order differential value due to the tightening angle of the tightening torque is negative, In addition, when the first-order differential value based on the tightening angle of the tightening torque is 0 or a predetermined set differential value near zero, virtual tightening angle acquisition means for acquiring the corresponding virtual tightening angle, and preset from the virtual tightening angle From the first angle to the second angle obtained when the fluctuation range of the first-order differential value is within the predetermined width after increasing the predetermined first angle until reaching the predetermined second angle larger than the first angle. The tightening torque corresponding to the intersection of the slope line of the tightening torque and the characteristic line representing the relationship between the tightening torque and the tightening angle And a test tightening torque obtaining means for obtaining as the test tightening torque.

本発明に係る締結部材の締め付けトルク検査方法及び締め付けトルク検査システムによれば、締結部材の検査締め付けトルクを検出する場合に、ワーク等の被締結部材の剛性が低く、かつ、低トルク領域で検出する場合でも高精度に検査締め付けトルクが検出可能となる。   According to the fastening torque inspection method and the fastening torque inspection system according to the present invention, when detecting the inspection fastening torque of the fastening member, the rigidity of the fastening member such as a workpiece is low and is detected in a low torque region. Even when doing so, the inspection tightening torque can be detected with high accuracy.

本発明に係る第1の実施の形態の締め付けトルク検査システムを示す構成図である。It is a lineblock diagram showing the bolting torque inspection system of a 1st embodiment concerning the present invention. 図1の締め付けトルク検査システムを構成するナットランナを示す略図である。It is the schematic which shows the nut runner which comprises the clamping torque test | inspection system of FIG. 図1の締め付けトルク検査システムを構成する締め付けトルク算出装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fastening torque calculation apparatus which comprises the fastening torque test | inspection system of FIG. 第1の実施の形態の締め付けトルク検査方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the fastening torque test | inspection method of 1st Embodiment. 第1の実施の形態により、締め付けトルク及び締め付け角度を表すトルク角度特性の特性線aと締め付け角度微分値特性の特性線bとを用いて検査締め付けトルクを算出する方法を説明するための図である。The figure for demonstrating the method of calculating a test | inspection tightening torque using the characteristic line a of the torque angle characteristic showing the tightening torque and the tightening angle, and the characteristic line b of the tightening angle differential value characteristic according to the first embodiment. is there. 本発明に係る第2の実施の形態の締め付けトルク検査システムを構成する締め付けトルク算出装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fastening torque calculation apparatus which comprises the fastening torque test | inspection system of 2nd Embodiment which concerns on this invention. 第2の実施の形態の締め付けトルク検査方法を示す、図4のS16のステップに対応するフローチャートである。It is a flowchart corresponding to the step of S16 of FIG. 4 which shows the fastening torque test | inspection method of 2nd Embodiment. 第2の実施の形態により、締め付けトルク及び締め付け角度を表すトルク角度特性の特性線aと締め付け角度微分値特性の特性線bとを用いて検査締め付けトルクを算出する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of calculating a test | inspection fastening torque using the characteristic line a of the torque angle characteristic showing fastening torque and a fastening angle, and the characteristic line b of a fastening angle differential value characteristic by 2nd Embodiment. is there.

[第1の発明の実施の形態]
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図1から図5は、本発明に係る第1の実施の形態を示している。図1に示すように、本実施の形態の締め付けトルク検査システムは、被締結部材である図示しないワークを締め付けている締結部材である図示しないボルトまたはナットにおいて、検査締め付けトルクを増し締め法により検査する方法に使用する。このような締め付けトルク検査システムは、自動締め付け機構10と、制御部である締め付けトルク算出装置12とを備える。なお、「増し締め法」とは、ワーク等の被締結部材を締結部材により締め付けた静止状態にある締結部材であるボルトまたはナットを、さらに締め付けることにより、増し締めし、締結部材が再び回りだしたときのトルク値を検査締め付けトルクとして求める方法である。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 5 show a first embodiment according to the present invention. As shown in FIG. 1, the tightening torque inspection system according to the present embodiment inspects a tightening torque by tightening an inspection tightening torque on a bolt or nut (not shown) that is a fastening member fastening a work (not shown) that is a member to be fastened. Use it in the way you want. Such a tightening torque inspection system includes an automatic tightening mechanism 10 and a tightening torque calculation device 12 serving as a control unit. In addition, the “tightening method” means that a fastening member such as a workpiece is fastened by a fastening member, and a bolt or nut that is in a stationary state is further tightened to further tighten and the fastening member is rotated again. This is a method of obtaining the torque value at the time as the inspection tightening torque.

自動締め付け機構10は、ボルト(ナットの場合も同様、以下同様とする。)を増し締めするナットランナ14と、ナットランナ14の作動状態を制御するナットランナコントローラ16とを含む。また、締め付けトルク算出装置12は、例えば締め付けデータ収集システムである、パーソナルコンピュータにより構成するもので、締め付けトルク角度データ記憶部18と、締め付けトルク算出アルゴリズム記憶部20と、演算部22と図示しない入出力装置とを含む。このため、締め付けトルク算出装置12は、締め付けトルク角度データ記憶部18及び締め付けトルク算出アルゴリズム記憶部20を構成するための、メモリやハードディスクドライブ装置(HDD)等の記憶部と、演算部22を構成するためのCPUとを含む。   The automatic tightening mechanism 10 includes a nut runner 14 that tightens and tightens a bolt (the same applies to a nut), and a nut runner controller 16 that controls the operating state of the nut runner 14. The tightening torque calculation device 12 is constituted by a personal computer, for example, a tightening data collection system, and includes a tightening torque angle data storage unit 18, a tightening torque calculation algorithm storage unit 20, a calculation unit 22, and an input (not shown). Output device. For this reason, the tightening torque calculation device 12 includes a storage unit such as a memory or a hard disk drive (HDD) and a calculation unit 22 for configuring the tightening torque angle data storage unit 18 and the tightening torque calculation algorithm storage unit 20. CPU for performing.

図2に示すように、ナットランナ14は、図示しないボルトの頭部に係合可能なソケット24と、ボルトの締め付けトルクを検出するトルク検出手段であるトルクセンサ28と、ソケット24を回転駆動する駆動モータ30と、ボルトまたはソケット24の回転角度である締め付け角度を検出する角度検出手段である角度センサ32とを含む。すなわち、トルクセンサ28は、自動締め付け機構10によるボルトの増し締め時の締め付けトルクを検出する。また、角度センサ32は、自動締め付け機構10によるボルトの増し締め時の締め付け角度を検出する。角度センサ32は、エンコーダ等により構成する。このようなナットランナ14は、図示しない自動締め付け設備に設置する。ナットランナ14を支持する支持部は、昇降や水平移動を可能とすることもできる。   As shown in FIG. 2, the nut runner 14 includes a socket 24 that can be engaged with a bolt head (not shown), a torque sensor 28 that is a torque detection means that detects a tightening torque of the bolt, and a drive that rotationally drives the socket 24. The motor 30 and the angle sensor 32 which is an angle detection means which detects the fastening angle which is a rotation angle of the volt | bolt or the socket 24 are included. That is, the torque sensor 28 detects the tightening torque when the bolt is tightened by the automatic tightening mechanism 10. Further, the angle sensor 32 detects a tightening angle when the bolt is tightened by the automatic tightening mechanism 10. The angle sensor 32 is configured by an encoder or the like. Such a nut runner 14 is installed in an automatic fastening facility (not shown). The support portion that supports the nutrunner 14 can also be moved up and down or moved horizontally.

トルクセンサ28及び角度センサ32の検出値は、締め付けトルク算出装置12(図1)に入力する。すなわち、トルクセンサ28及び角度センサ32のそれぞれにより検出された締め付けトルク及び締め付け角度を表す信号は、図1に破線矢印αで示すように、ナットランナコントローラ16を通じて、締め付けトルク算出装置12の締め付けトルク角度データ記憶部18にデータとして収集し、保存、すなわち記憶する。また、締め付けトルク算出アルゴリズム記憶部20は、後述する第1のアルゴリズムを含むトルク算出プログラムを記憶している。第1のアルゴリズムは、締め付けトルク角度データ記憶部18に記憶されたデータを使用して、検査締め付けトルクを算出、すなわち取得するために使用する。   The detection values of the torque sensor 28 and the angle sensor 32 are input to the tightening torque calculation device 12 (FIG. 1). That is, signals representing the tightening torque and the tightening angle detected by the torque sensor 28 and the angle sensor 32 are transmitted through the nut runner controller 16 through the nut runner controller 16 as shown in FIG. Data is collected in the data storage unit 18 and saved, that is, stored. The tightening torque calculation algorithm storage unit 20 stores a torque calculation program including a first algorithm described later. The first algorithm is used to calculate, that is, acquire, the inspection tightening torque using the data stored in the tightening torque angle data storage unit 18.

また、図3に示すように、締め付けトルク算出装置12は、第1取得手段34と、第2取得手段36とを含む。第1取得手段34及び第2取得手段36のそれぞれの機能は、図1に示す締め付けトルク角度データ記憶部18と締め付けトルク算出アルゴリズム記憶部20と演算部22とを含む要素により実現可能とする。また、第1取得手段34は、締め付けトルク角度データ記憶部18に記憶された、検出された締め付けトルク及び締め付け角度を読み出し、読み出した締め付けトルク及び締め付け角度を用いて、締め付けトルク及び締め付け角度の特性であるトルク角度特性を表す第1特性線(図5のa)と、締め付けトルクを締め付け角度で微分することにより得られた締め付け角度微分値特性を表す第2特性線(図5のb)とを取得、すなわち算出する。   As shown in FIG. 3, the tightening torque calculation device 12 includes a first acquisition unit 34 and a second acquisition unit 36. The functions of the first acquisition unit 34 and the second acquisition unit 36 can be realized by elements including the tightening torque angle data storage unit 18, the tightening torque calculation algorithm storage unit 20, and the calculation unit 22 illustrated in FIG. 1. The first acquisition unit 34 reads the detected tightening torque and tightening angle stored in the tightening torque angle data storage unit 18, and uses the read tightening torque and tightening angle to characterize the tightening torque and tightening angle. A first characteristic line (a in FIG. 5) representing the torque angle characteristic, and a second characteristic line (b in FIG. 5) representing the tightening angle differential value characteristic obtained by differentiating the tightening torque with the tightening angle. Is obtained, that is, calculated.

また、図3に示す第2取得手段36は、取得された締め付け角度微分値特性を表す第2特性線で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の取得値である、対応する締め付けトルクに基づいて、検査締め付けトルクを算出する、すなわち取得する。すなわち、第2取得手段36は、第1取得手段34により取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の、対応する締め付けトルクTmを、検査締め付けトルクTmとして算出する。算出された検査締め付けトルクTmは、入出力装置の出力部であるディスプレイ等に出力する、すなわち表示させたり、この検査締め付けトルクTmを締め付け部の良否を判定するために使用する。例えば、締め付け部の良否を判定する場合には、取得された検査締め付けトルクTmを、予め設定された基準値Taと比較することにより、基準値Taからのずれが予め設定された閾値以上である場合に異常と判定し、それ以外の場合には正常と判定し、入出力装置のディスプレイ等で、それぞれに対応する表示を表示させる。例えば、異常と判定された場合に、警告音を発生させたり、警告灯を点灯させることもできる。   Further, the second acquisition means 36 shown in FIG. 3 is a second characteristic line representing the acquired tightening angle differential value characteristic, the second order differential value due to the tightening angle of the tightening torque becomes negative, and the tightening angle of the tightening torque. The inspection tightening torque is calculated based on the corresponding tightening torque, which is an acquired value when the first-order differential value obtained by the above becomes a predetermined set differential value of 0 or near 0, that is, acquired. That is, the second acquisition means 36 has the tightening angle differential value characteristic acquired by the first acquisition means 34, the second-order differential value due to the tightening torque tightening angle becomes negative, and the first-order differential according to the tightening torque tightening angle. The corresponding tightening torque Tm when the value becomes a predetermined set differential value of 0 or near 0 is calculated as the inspection tightening torque Tm. The calculated inspection tightening torque Tm is output to a display or the like that is an output unit of the input / output device, that is, displayed, or this inspection tightening torque Tm is used to determine the quality of the tightening unit. For example, when determining the quality of the tightening portion, the deviation from the reference value Ta is equal to or greater than a predetermined threshold value by comparing the acquired inspection tightening torque Tm with a predetermined reference value Ta. In the case, it is determined as abnormal, and in other cases, it is determined as normal, and a display corresponding to each is displayed on the display of the input / output device. For example, when it is determined that there is an abnormality, a warning sound can be generated or a warning light can be turned on.

次に、このような締め付けトルク検査システムを用いて、検査締め付けトルクTmを検査する方法を、図4に示すフローチャートを用いて説明する。なお、以下の説明では、図1から図3に示した要素と同一の要素には同一の符号を付して説明する。まず、ステップS10(以下では、ステップは単にSとして説明する。)で、ナットランナ14を用いて、ワークを締め付けているボルトの頭部にソケット24を係合させ、駆動モータ30を駆動することにより、ボルトの増し締めを行わせる。この場合、例えば、ワークは、設定した目標締め付けトルク(例えば2Nm)で予めボルトにより締め付けている。この増し締めステップは、予め設定した締め付け角度閾値までボルトが締め付けられた場合や、予め設定した締め付けトルク閾値までボルトが締め付けられた場合に終了させる。   Next, a method for inspecting the inspection tightening torque Tm using such a tightening torque inspection system will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In the following description, the same elements as those shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals. First, in step S10 (hereinafter, step will be described simply as S), the nut 24 is used to engage the socket 24 with the bolt head tightening the workpiece and drive the drive motor 30. Then, tighten the bolts. In this case, for example, the workpiece is previously tightened with a bolt with a set target tightening torque (for example, 2 Nm). This additional tightening step is terminated when the bolt is tightened to a preset tightening angle threshold or when the bolt is tightened to a preset tightening torque threshold.

また、ナットランナコントローラ16と締め付けトルク算出装置12とは連動させており、ナットランナコントローラ16または締め付けトルク算出装置12に設けた図示しない入力部を用いてユーザが操作することにより、ナットランナ14を駆動させるとともに、ナットランナコントローラが、トルクセンサ28及び角度センサ32により締め付けトルク及び締め付け角度を、予め設定された締め付け角度増分ずつボルトが締め付けられた時点で検出させ、検出された締め付けトルク及び締め付け角度を、締め付けトルク算出装置12の締め付けトルク角度データ記憶部18に出力する。また、締め付けトルク算出装置12が起動され、入力部を用いて所定の操作が行われることにより、第1のアルゴリズムを含む第1のトルク算出プログラムが実行される。このような図4のS10のステップでは、ボルトを自動締め付け機構10により増し締めするとともに、増し締め時の締め付けトルク及び締め付け角度を検出する「検出ステップ」を行う。   The nut runner controller 16 and the tightening torque calculation device 12 are linked to each other, and the nut runner 14 is driven by a user operation using an input unit (not shown) provided in the nut runner controller 16 or the tightening torque calculation device 12. The nutrunner controller causes the torque sensor 28 and the angle sensor 32 to detect the tightening torque and the tightening angle when the bolt is tightened in increments of a predetermined tightening angle, and the detected tightening torque and tightening angle are determined as the tightening torque. The torque is output to the tightening torque angle data storage unit 18 of the calculation device 12. Further, the tightening torque calculation device 12 is activated and a predetermined operation is performed using the input unit, whereby a first torque calculation program including a first algorithm is executed. In such a step of S10 in FIG. 4, a bolt is tightened by the automatic tightening mechanism 10 and a “detection step” is performed for detecting a tightening torque and a tightening angle at the time of the additional tightening.

また、S12では、締め付けトルク算出装置12が、ボルトの締め付け開始から増し締め終了までに検出された締め付けトルク及び締め付け角度のすべてを、データとして、締め付けトルク算出装置12の締め付けトルク角度データ記憶部18に記憶させる「記憶ステップ」を行う。なお、図4のS10,S12では、すべての締め付けトルク及び締め付け角度を検出した後で、締め付けトルク算出装置12の締め付けトルク角度データ記憶部18に記憶させている。ただし、それぞれの締め付け角度の一定増分ずつで、ボルトが締め付けられた時点で締め付けトルク及び締め付け角度を検出させるのと、検出された締め付けトルク及び締め付け角度を締め付けトルク角度データ記憶部18に記憶させるのとを同時に行うこともできる。すなわち、図4のS10の検出ステップとS12の記憶ステップとは、合わせて「検出記憶ステップ」とすることもできる。   In S12, the tightening torque calculation device 12 uses all the tightening torque and the tightening angle detected from the start of tightening the bolt to the end of the additional tightening as data, and the tightening torque angle data storage unit 18 of the tightening torque calculating device 12 is used. The “memory step” is stored. 4, after all the tightening torques and the tightening angles are detected, the tightening torque angle data storage unit 18 of the tightening torque calculation device 12 stores them. However, the tightening torque and the tightening angle are detected when the bolt is tightened at a certain increment of each tightening angle, and the detected tightening torque and the tightening angle are stored in the tightening torque angle data storage unit 18. Can be performed simultaneously. That is, the detection step of S10 and the storage step of S12 in FIG. 4 can be combined into a “detection storage step”.

次いで、S14では、締め付けトルク算出装置12の第1取得手段34が、検出された締め付けトルク及び締め付け角度を締め付けトルク角度データ記憶部18から読み出して、読み出した締め付けトルク及び締め付け角度を用いて、トルク角度特性を表す第1特性線(図5のa)と、締め付けトルクを締め付け角度で微分することにより得られた締め付け角度微分値特性を表す第2特性線(図5のb)とを取得する第1取得ステップを行う。なお、図5では、左側の縦軸により第1特性線aの値を示している。また、右側の縦軸により第2特性線bの値を示している(後述する図8も同様とする。)。   Next, in S14, the first acquisition unit 34 of the tightening torque calculation device 12 reads the detected tightening torque and tightening angle from the tightening torque angle data storage unit 18, and uses the read tightening torque and tightening angle to generate torque. A first characteristic line (a in FIG. 5) representing the angle characteristic and a second characteristic line (b in FIG. 5) representing the tightening angle differential value characteristic obtained by differentiating the tightening torque with the tightening angle are acquired. A first acquisition step is performed. In FIG. 5, the value of the first characteristic line a is indicated by the left vertical axis. The right vertical axis indicates the value of the second characteristic line b (the same applies to FIG. 8 described later).

次いで、S16では、締め付けトルク算出装置12の第2取得手段36が、取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の取得値である、対応する締め付けトルクに基づいて、検査締め付けトルクを取得する第2取得ステップを行う。すなわち、第2取得ステップは、締め付けトルク算出装置12が、取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の、対応する締め付けトルクTmを、検査締め付けトルクTmとして取得する。このように自動締め付け機構10でボルトを増し締めし、すべての検出締め付けトルク及び検出締め付け角度を表すデータを締め付けトルク算出装置12に記憶させた後で、検査締め付けトルクTmの検査を行っている。また、第1取得ステップ(S14)と第2取得ステップ(S16)とは、第1アルゴリズムにより実行される。   Next, in S16, the second acquisition means 36 of the tightening torque calculation device 12 has the acquired tightening angle differential value characteristic, the second-order differential value due to the tightening angle of the tightening torque becomes negative, and the tightening torque depends on the tightening angle of the tightening torque. A second acquisition step of acquiring the inspection tightening torque is performed based on the corresponding tightening torque, which is an acquired value when the first-order differential value becomes a predetermined set differential value of 0 or near zero. That is, in the second acquisition step, the tightening torque calculation device 12 has the acquired tightening angle differential value characteristic, the second order differential value due to the tightening angle of the tightening torque becomes negative, and the first order differential according to the tightening angle of the tightening torque. The corresponding tightening torque Tm when the value is a predetermined set differential value of 0 or near 0 is acquired as the inspection tightening torque Tm. Thus, after tightening the bolt with the automatic tightening mechanism 10 and storing the data representing all detected tightening torques and detected tightening angles in the tightening torque calculating device 12, the inspection tightening torque Tm is inspected. The first acquisition step (S14) and the second acquisition step (S16) are executed by the first algorithm.

このような第1アルゴリズムは、締め付けトルクに関するトルク角度特性を表す第1特性線aの「変曲点」または「変曲点」とほぼ同等の点から「検査締め付けトルクTm」を求める方法である。この変極点がボルトの増し締め時の動き出し点である。したがって、本実施の形態では、この変極点が精度よく求められるので、検査締め付けトルクも精度よく求めることができる。より具体的に図5を参照しつつ説明すると、第2取得手段36が、第2特性線bで、例えば、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値である、dT/dθ=0となる点Aがある場合に、点Aの傾きが負であるか否か、すなわち、点Aで、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値である、d2T/dθ2が負となる(d2T/dθ2<0)か否かを判定する。その判定で、d2T/dθ2が負となると判定された場合には、第2特性線bの締め付け角度θに対する傾きが負であると判定される。そして、第1特性線aからその点Aの締め付け角度θaでの締め付けトルクTmを算出し、その算出した締め付けトルクTmを検査締め付けトルクTmとして取得する。 Such a first algorithm is a method for obtaining the “inspection tightening torque Tm” from the “inflection point” or the “inflection point” of the first characteristic line a representing the torque angle characteristic relating to the tightening torque. . This inflection point is the starting point when bolts are tightened. Therefore, in this embodiment, since this inflection point is obtained with high accuracy, the inspection tightening torque can also be obtained with high accuracy. More specifically, referring to FIG. 5, the second acquisition unit 36 has a second characteristic line b where, for example, dT / dθ = 0, which is a first-order differential value according to the tightening angle of the tightening torque. If A is present, whether or not the slope of point A is negative, that is, at point A, d 2 T / dθ 2 , which is the second-order differential value according to the tightening angle of the tightening torque, becomes negative (d 2 It is determined whether or not T / dθ 2 <0). In the determination, if it is determined that d 2 T / dθ 2 is negative, it is determined that the inclination of the second characteristic line b with respect to the tightening angle θ is negative. Then, the tightening torque Tm at the tightening angle θa at the point A is calculated from the first characteristic line a, and the calculated tightening torque Tm is acquired as the inspection tightening torque Tm.

これに対して、第2特性線bでdT/dθ=0となる点Aがない場合も考えられる。このために、本実施の形態では、第1アルゴリズムで予め0近辺の所定の設定微分値Q1(例えば、0.05以下の任意の設定値)を設定しておく。そして、第2取得手段36が、第2特性線bでdT/dθ=0となる点Aがないと判定した場合には、dT/dθが規定値である設定微分値Q1と等しくなった(dT/d=Q1)場合の代替点Aを求め、その代替点Aを変極点とほぼ同等の点と仮定する。そして、上記と同様に、第2取得手段36が、第2特性線bの代替点Aでの傾きが負である、すなわち、代替点Aで、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値である、d2T/dθ2が負となる(d2T/dθ2<0)と判定された場合には、第1特性線aからその代替点Aの締め付け角度θaでの締め付けトルクを算出し、その算出した締め付けトルクTmを検査締め付けトルクTmとして取得する。なお、図5では、代替点Aでの締め付けトルクTmを表している。 On the other hand, there may be a case where there is no point A where dT / dθ = 0 on the second characteristic line b. For this purpose, in the present embodiment, a predetermined set differential value Q1 near 0 (for example, an arbitrary set value of 0.05 or less) is set in advance by the first algorithm. When the second acquisition unit 36 determines that there is no point A where dT / dθ = 0 in the second characteristic line b, dT / dθ is equal to the set differential value Q1 that is a specified value ( An alternative point A in the case of dT / d = Q1) is obtained, and the alternative point A is assumed to be a point substantially equivalent to the inflection point. Similarly to the above, the second acquisition unit 36 has a negative slope at the alternative point A of the second characteristic line b, that is, the second-order differential value according to the tightening angle of the tightening torque at the alternative point A. , D 2 T / dθ 2 is negative (d 2 T / dθ 2 <0), the tightening torque at the tightening angle θa at the alternative point A is calculated from the first characteristic line a. The calculated tightening torque Tm is acquired as the inspection tightening torque Tm. In FIG. 5, the tightening torque Tm at the alternative point A is shown.

また、S18で、締め付けトルク算出装置12が検査締め付けトルクTmと予め設定された基準値Taとを比較し、締め付け部の締め付けトルク良否判定を行う良否判定ステップを行う。例えば、取得された検査締め付けトルクTmと基準値Taとのずれが予め設定された閾値以上である場合には異常と判定し、それ以外の場合には正常と判定し、出力部であるディスプレイ等で、それぞれに対応する表示を表示させる。なお、S18の良否判定ステップは省略することもできる。   In S18, the tightening torque calculation device 12 compares the inspection tightening torque Tm with a preset reference value Ta, and performs a pass / fail determination step for determining whether the tightening torque of the tightening portion is good. For example, when the deviation between the acquired inspection tightening torque Tm and the reference value Ta is greater than or equal to a preset threshold value, it is determined to be abnormal, otherwise it is determined to be normal, and the display as an output unit, etc. Then, the display corresponding to each is displayed. Note that the pass / fail judgment step of S18 may be omitted.

このような本実施の形態によれば、ボルトの検査締め付けトルクを検出する場合に、ボルトにより締め付ける被締結部材である、ワークの剛性が低く、かつ、例えば4Nm以下の低トルク領域で検出する場合でも高精度に検査締め付けトルクが検出可能となる。すなわち、自動締め付け機構10によりボルトを増し締めし、増し締め時の締め付けトルク及び締め付け角度の検出値から検査締め付けトルクTmを取得するので、検査締め付けトルクTmの検出精度悪化要因の1である作業者要因を排除できる。また、自動締め付け機構10を備えた構成に、さらに締め付けトルク角度データ記憶部18及び締め付けトルク算出アルゴリズム記憶部20を備えるので、自動締め付け機構10によるボルトの自動締め付け後に、締め付けトルクTmの検査を実施することができる。   According to the present embodiment, when detecting the inspection tightening torque of the bolt, when detecting in a low torque region where the rigidity of the workpiece, which is a member to be tightened by the bolt, is low and, for example, 4 Nm or less. However, the inspection tightening torque can be detected with high accuracy. That is, the bolt is tightened by the automatic tightening mechanism 10 and the inspection tightening torque Tm is acquired from the detected values of the tightening torque and the tightening angle at the time of the additional tightening. Factors can be eliminated. Moreover, since the tightening torque angle data storage unit 18 and the tightening torque calculation algorithm storage unit 20 are further provided in the configuration including the automatic tightening mechanism 10, the tightening torque Tm is inspected after the automatic tightening mechanism 10 automatically tightens the bolt. can do.

また、締め付けトルク算出装置12において、締め付けトルク及び締め付け角度の検出値のデータをすべて締め付けトルク角度データ記憶部18に記憶させた後に、検査締め付けトルクTmの算出を行うので、同じ記憶データを使用しながら、第1アルゴリズムとは異なる後述する第2の実施の形態で使用する第2アルゴリズム等、別のアルゴリズムを用いて、検査締め付けトルクの算出を行うこともできる。このため、ワークの種類に応じて最適なアルゴリズムを用いて検査締め付けトルクTmの算出を行うことができる。また、このようなアルゴリズムの変更を容易に行える。また、締め付けトルクの良否判定を行って異常と判定された場合に、記憶された締め付けトルク及び締め付け角度のデータを分析することにより、不具合発生の原因を調べることが容易になる。   In addition, since the tightening torque calculation device 12 calculates the inspection tightening torque Tm after all the data of the detected values of the tightening torque and the tightening angle are stored in the tightening torque angle data storage unit 18, the same stored data is used. However, the inspection tightening torque can be calculated using another algorithm such as a second algorithm used in the second embodiment described later, which is different from the first algorithm. For this reason, it is possible to calculate the inspection tightening torque Tm using an optimal algorithm according to the type of workpiece. In addition, such an algorithm can be easily changed. In addition, when it is determined that the tightening torque is good or bad and it is determined that there is an abnormality, it is easy to investigate the cause of the occurrence of the problem by analyzing the stored data of the tightening torque and the tightening angle.

また、本実施の形態では、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値dT/dθが0または0近辺の所定の設定微分値Qとなり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による2回微分値d2T/dθが負となる場合の取得値に基づいて検査締め付けトルクTmを検出している。このため、上記の特許文献3に記載されたナットランナ14の検査方法のように、ボルトの増し締め時に、締め付け角度の微小変化量Δθとトルク値の微小変化量ΔTとの比ΔT/Δθが所定値よりも大きくなった場合に、その時点から微小締め付け角度Δθbだけ締め付け方向へボルトを回転させ、そのときのトルク値を増し締めトルク値として検出する場合と異なり、検査締め付けトルクの検出精度を高くできる。すなわち、このような特許文献3の方法の場合には、ワークや、締め付け手段でのがたや変形がない理想的な状態を仮定しているが、実際にはこのようながたや変形は無視できない。このため、ΔT/Δθが増し締め時に急激には立ち上がらず、検査締め付けトルクを精度よく求めることは困難である。これに対して、本実施の形態では、ΔT/Δθが所定値以上となるときのトルクを求めるものではなく、締め付け角度微分値特性を表す第2特性線bの変極点または変極点とほぼ同等の点での取得値、すなわち締め付けトルクに基づいて、ボルトの増し締め時の動き出し点に対応する検査締め付けトルクTmを、実際の状態に即して高精度に求めることができる。 In the present embodiment, the first-order differential value dT / dθ depending on the tightening angle of the tightening torque becomes a predetermined set differential value Q of 0 or near zero, and the twice-differentiated value d 2 T depending on the tightening angle of the tightening torque. The inspection tightening torque Tm is detected based on the acquired value when / dθ is negative. Therefore, as in the method for inspecting the nutrunner 14 described in Patent Document 3 above, the ratio ΔT / Δθ between the minute change amount Δθ of the tightening angle and the minute change amount ΔT of the torque value is predetermined when the bolt is tightened. Unlike the case where the bolt is rotated in the tightening direction by a small tightening angle Δθb from that point and the torque value at that time is detected as the tightening torque value, the detection tightening torque detection accuracy is increased. it can. That is, in the case of such a method of Patent Document 3, an ideal state is assumed in which there is no rattling or deformation in the workpiece or the fastening means. It cannot be ignored. For this reason, ΔT / Δθ does not rise suddenly during retightening, and it is difficult to accurately obtain the inspection tightening torque. On the other hand, in the present embodiment, the torque when ΔT / Δθ is equal to or greater than a predetermined value is not obtained, but is substantially the same as the inflection point or the inflection point of the second characteristic line b representing the tightening angle differential value characteristic. Based on the acquired value at the point, that is, the tightening torque, the inspection tightening torque Tm corresponding to the movement start point at the time of additional tightening of the bolt can be obtained with high accuracy in accordance with the actual state.

なお、本実施の形態では、ボルトを締め付けるときの検査締め付けトルクTmを求める場合に限定するものではなく、ナットをボルトに締め付けるときの検査締め付けトルクを求めることもできる。また、被締結部材をボルトとし、締結部材を摩擦安定材付のナットとする場合の、目標締め付けトルクを例えば2Nmとする場合のナットの検査締め付けトルクを求めることもできる。   In the present embodiment, the present invention is not limited to obtaining the inspection tightening torque Tm when tightening the bolt, but the inspection tightening torque when tightening the nut to the bolt can also be obtained. Further, when the target member is a bolt and the fastening member is a nut with a friction stabilizer, the inspection tightening torque of the nut when the target tightening torque is 2 Nm, for example, can be obtained.

[第2の発明の実施の形態]
図6は、本発明に係る第2の実施の形態の締め付けトルク検査システムを構成する締め付けトルク算出装置を示す構成図である。図7は、第2の実施の形態の締め付けトルク検査方法を示す、図4のS16のステップに対応するフローチャートである。図8は、第2の実施の形態により、締め付けトルク及び締め付け角度を表すトルク角度特性の特性線aと締め付け角度微分値特性の特性線bとを用いて検査締め付けトルクを算出する方法を説明するための図である。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a block diagram showing a tightening torque calculation device constituting the tightening torque inspection system according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a flowchart corresponding to step S16 of FIG. 4 showing the tightening torque inspection method of the second embodiment. FIG. 8 illustrates a method for calculating the inspection tightening torque using the characteristic line a of the torque angle characteristic representing the tightening torque and the tightening angle and the characteristic line b of the tightening angle differential value characteristic according to the second embodiment. FIG.

なお、上記の第1の実施の形態では、締め付け角度微分値特性を表す第2特性線b(図5参照)の「変極点」または変極点とほぼ同等の点での「締め付けトルク」を、「検査締め付けトルクTm」として取得するようにしていた。これに対して、本実施の形態では、締め付け角度微分値特性を表す第2特性線b(図8)の変極点または変極点とほぼ同等の点での取得値である、対応する「締め付け角度」に基づいて、「検査締め付けトルクTm´」を取得する。この場合、「検査締め付けトルクTm´」は、トルク角度特性を表す第1特性線a(図8)の「傾き安定領域」での勾配線と、第1特性線aの他の部分との交点から求める。   In the first embodiment, the “inclination point” of the second characteristic line b (see FIG. 5) representing the tightening angle differential value characteristic, or the “tightening torque” at a point substantially equivalent to the inflection point, This was acquired as “inspection tightening torque Tm”. On the other hand, in the present embodiment, the corresponding “tightening angle”, which is an inflection point of the second characteristic line b (FIG. 8) representing the tightening angle differential value characteristic or an acquired value at a point substantially equivalent to the inflection point. ”To obtain“ inspection tightening torque Tm ′ ”. In this case, the “inspection tightening torque Tm ′” is the intersection of the gradient line in the “slope stable region” of the first characteristic line a (FIG. 8) representing the torque angle characteristic and the other part of the first characteristic line a. Ask from.

このため、図6に示すように、本実施の形態で使用する締め付けトルク検査システムでは、締め付けトルク算出装置12が含む第2取得手段36は、仮想締め付け角度取得手段38と、検査締め付けトルク取得手段40とを有する。仮想締め付け角度取得手段38は、第1取得手段34により取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の、対応する仮想締め付け角度を取得する。   Therefore, as shown in FIG. 6, in the tightening torque inspection system used in the present embodiment, the second acquisition means 36 included in the tightening torque calculation device 12 includes a virtual tightening angle acquisition means 38 and an inspection tightening torque acquisition means. 40. The virtual tightening angle acquisition means 38 is the tightening angle differential value characteristic acquired by the first acquisition means 34, the second order differential value due to the tightening angle of the tightening torque becomes negative, and the first order differential value due to the tightening angle of the tightening torque. The corresponding virtual tightening angle is acquired when becomes a predetermined differential value of 0 or near 0.

また、検査締め付けトルク取得手段40は、仮想締め付け角度から予め設定した所定の第1角度増大させてから、第1角度よりも大きい所定の第2角度にいたるまでの1階微分値の変動幅が所定幅以内にある場合に得られる第1角度から第2角度までの締め付けトルクの締め付け角度に対する勾配線Rと、締め付けトルクと締め付け角度との関係を表す第1特性線a(図8)との交点に対応する締め付けトルクを、検査締め付けトルクTm´として取得する。また、締め付けトルク算出アルゴリズム記憶部20(図1参照)は、後述する第2のアルゴリズムを含むトルク算出プログラムを記憶している。   Further, the inspection tightening torque acquisition means 40 has a fluctuation range of the first-order differential value from increasing the predetermined first angle preset from the virtual tightening angle to reaching a predetermined second angle larger than the first angle. A gradient line R with respect to the tightening angle of the tightening torque from the first angle to the second angle obtained when it is within the predetermined width, and a first characteristic line a (FIG. 8) representing the relationship between the tightening torque and the tightening angle. The tightening torque corresponding to the intersection is acquired as the inspection tightening torque Tm ′. Further, the tightening torque calculation algorithm storage unit 20 (see FIG. 1) stores a torque calculation program including a second algorithm described later.

次に、このような締め付けトルク検査システムを用いて、検査締め付けトルクを検査する方法を、図7に示すフローチャートを用いて、上記の図4に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、上記の第1の実施の形態を表す図1から図3、及び、上記の図6に示した要素と同一の要素には同一の符号を付して説明する。なお、図7のフローチャートは、図4のフローチャートのS16のステップに対応するものであり、S20よりも前のステップは、上記の図4のS10からS14のステップと同様である。例えば、S14(図4)では、締め付けトルク算出装置12の第1取得手段34が、検出された締め付けトルク及び締め付け角度を用いて、トルク角度特性を表す第1特性線(図8のa)と、締め付けトルクを締め付け角度で微分することにより得られた締め付け角度微分値特性を表す第2特性線(図8のb)とを取得する第1取得ステップを行う。そして、第1取得ステップ終了後に、S16(図4)の検査締め付けトルク取得ステップに移行すると、図7のS20、S22のステップに移行する。   Next, a method for inspecting the inspection tightening torque using such a tightening torque inspection system will be described using the flowchart shown in FIG. 7 with reference to the flowchart shown in FIG. In the following description, the same elements as those shown in FIGS. 1 to 3 and FIG. 6 representing the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The flowchart in FIG. 7 corresponds to the step S16 in the flowchart in FIG. 4, and the steps before S20 are the same as the steps from S10 to S14 in FIG. For example, in S14 (FIG. 4), the first acquisition unit 34 of the tightening torque calculation device 12 uses the detected tightening torque and the tightening angle, and the first characteristic line (a in FIG. 8) representing the torque angle characteristic. Then, a first acquisition step of acquiring a second characteristic line (b in FIG. 8) representing the tightening angle differential value characteristic obtained by differentiating the tightening torque with the tightening angle is performed. Then, after the end of the first acquisition step, when the process proceeds to the inspection tightening torque acquisition step of S16 (FIG. 4), the process proceeds to steps S20 and S22 of FIG.

S20、S22では、第2取得手段36が、取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の取得値である、対応する締め付け角度に基づいて、検査締め付けトルクTmを取得する第2取得ステップを行う。すなわち、第2取得ステップは、S20の仮想締め付け角度取得ステップとS22の検査締め付けトルク取得ステップとを含む。S20の仮想締め付け角度取得ステップでは、仮想締め付け角度取得手段38が、取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の、対応する締め付け角度を取得する。   In S20 and S22, the second acquisition means 36 has the acquired tightening angle differential value characteristic, the second-order differential value due to the tightening torque tightening angle is negative, and the first-order differential value due to the tightening torque tightening angle is zero. Alternatively, a second acquisition step of acquiring the inspection tightening torque Tm based on the corresponding tightening angle, which is an acquired value when the predetermined set differential value near 0 is obtained, is performed. That is, the second acquisition step includes a virtual tightening angle acquisition step of S20 and an inspection tightening torque acquisition step of S22. In the virtual tightening angle acquisition step of S20, the virtual tightening angle acquisition means 38 has the acquired tightening angle differential value characteristic, the second-order differential value due to the tightening angle of the tightening torque becomes negative, and 1 according to the tightening angle of the tightening torque. The corresponding tightening angle is acquired when the floor differential value is a predetermined set differential value of 0 or near 0.

また、S22の検査締め付けトルク取得ステップでは、検査締め付け取得手段40が、仮想締め付け角度から予め設定した所定の第1角度増大させてから、第1角度よりも大きい所定の第2角度にいたるまでの1階微分値の変動幅が所定幅以内にある場合に得られる第1角度から第2角度までの締め付けトルクの締め付け角度に対する勾配線Rと、締め付けトルクと締め付け角度との関係を表す第1特性線a(図8)との交点に対応する締め付けトルクTm´を、検査締め付けトルクTm´として取得する。締め付け角度微分値特性を取得する第1取得ステップと、検査締め付けトルクTm´を取得する第2取得ステップとは、第2アルゴリズムにより実行される。   Further, in the inspection tightening torque acquisition step of S22, the inspection tightening acquisition means 40 increases the predetermined first angle set in advance from the virtual tightening angle until reaching the predetermined second angle larger than the first angle. A first characteristic representing the relationship between the tightening torque and the tightening angle, and the gradient line R with respect to the tightening angle of the tightening torque from the first angle to the second angle obtained when the fluctuation range of the first-order differential value is within a predetermined range. The tightening torque Tm ′ corresponding to the intersection with the line a (FIG. 8) is acquired as the inspection tightening torque Tm ′. The first acquisition step of acquiring the tightening angle differential value characteristic and the second acquisition step of acquiring the inspection tightening torque Tm ′ are executed by the second algorithm.

このような第2アルゴリズムは、図8に示すように、トルク角度特性を表す第1特性線aの「傾き安定領域」(角度θbからθb+Δθ2までの領域)での勾配線Rと、第1特性線aの他の部分、すなわち締め付け角度θが小さい領域との交点Bから「検査締め付けトルクTm´」を求める方法である。具体的には、「仮想締め付け角度取得ステップ」(S20)として、仮想締め付け角度取得手段38が、第2特性線bで、例えば、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値である、dT/dθ=0となる点Aがある場合に、点Aの傾きが負であるか否か、すなわち、点Aで、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値である、d2T/dθ2が負となる(d2T/dθ2<0)か否かを判定する。その判定で、d2T/dθ2が負となると判定された場合には、第1特性線aからその点Aの締め付け角度θaを、「仮想締め付け角度θa」として算出する、すなわち取得する。 As shown in FIG. 8, the second algorithm has a gradient line R in the “slope stable region” (region from angle θb to θb + Δθ2) of the first characteristic line a representing the torque angle characteristic, and the first characteristic. This is a method for obtaining the “inspection tightening torque Tm ′” from the intersection B with the other part of the line a, that is, the region where the tightening angle θ is small. Specifically, as the “virtual tightening angle acquisition step” (S20), the virtual tightening angle acquisition unit 38 is a second characteristic line b, for example, dT / dθ, which is a first-order differential value according to the tightening angle of the tightening torque. If there is a point A where = 0, whether or not the slope of the point A is negative, that is, at the point A, d 2 T / dθ 2 , which is a second-order differential value according to the tightening angle of the tightening torque, is negative It is determined whether or not (d 2 T / dθ 2 <0). If it is determined that d 2 T / dθ 2 is negative, the tightening angle θa at the point A is calculated as “virtual tightening angle θa” from the first characteristic line a, that is, acquired.

これに対して、第2特性線bでdT/dθ=0となる点Aがない場合には、上記の第1の実施の形態と同様に、dT/dθが規定値である0近辺の所定の設定微分値Q2(例えば、0.3以下の任意の設定値)と等しくなった代替点Aを求める。そして、その代替点Aを変極点とほぼ同等の点と仮定して、上記と同様に、第2特性線bの代替点Aでの傾きが負である、すなわち、代替点Aで、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値である、d2T/dθ2が負となる(d2T/dθ2<0)と判定された場合には、第1特性線aからその代替点Aでの締め付け角度を、「仮想締め付け角度」として取得する。なお、図5では、代替点Aでの締め付けトルクTmを表している。 On the other hand, when there is no point A where dT / dθ = 0 on the second characteristic line b, as in the first embodiment, a predetermined value near 0 where dT / dθ is a specified value. An alternative point A that is equal to the set differential value Q2 (for example, an arbitrary set value of 0.3 or less) is obtained. Assuming that the alternative point A is a point substantially equivalent to the inflection point, the inclination of the second characteristic line b at the alternative point A is negative, that is, the tightening torque at the alternative point A, as described above. When d 2 T / dθ 2 , which is a second-order differential value depending on the tightening angle of (b), is determined to be negative (d 2 T / dθ 2 <0), the first characteristic line a is replaced with the alternative point A. Are obtained as “virtual fastening angles”. In FIG. 5, the tightening torque Tm at the alternative point A is shown.

また、「検査締め付けトルク取得ステップ」(S22)として、検査締め付けトルク取得手段40が、第2特性線bで、仮想締め付け角度θaから予め設定した所定の角度Δθ1分増大させた第1角度θbから、第1角度θbよりも大きい所定の第2角度(θb+Δθ2)にいたるまでの1回微分値dT/dθの変動幅が所定幅W以内にあるか否かを判定する。そして、変動幅が所定幅W以内にあると判定した場合に得られる第1角度θbから第2角度(θb+Δθ2)までの、第1特性線aでの締め付けトルクの締め付け角度に対する勾配線Rを求める。勾配線Rは、第1特性線a上の第1角度θbの点と第2角度(θb+Δθ2)の点とを通る直線である。そして、勾配線Rを小締め付け角度領域側に伸ばしたものと、締め付けトルクと締め付け角度との関係を表す第1特性線aとの交点Bに対応する締め付けトルクTm´を、検査締め付けトルクTm´として取得する。すなわち、勾配線Rの、第1角度θbから第2角度(θb+Δθ2)までの線分を、第1特性線aの小締め付け角度領域側に外挿して得られた交点Bの締め付けトルクTm´を、検査締め付けトルクTm´として取得する。   Further, as the “inspection tightening torque acquisition step” (S22), the inspection tightening torque acquisition means 40 starts from the first angle θb increased by a predetermined angle Δθ1 preset from the virtual tightening angle θa on the second characteristic line b. Then, it is determined whether or not the fluctuation range of the one-time differential value dT / dθ until the predetermined second angle (θb + Δθ2) larger than the first angle θb is within the predetermined width W. Then, a gradient line R with respect to the tightening angle of the tightening torque at the first characteristic line a from the first angle θb to the second angle (θb + Δθ2) obtained when it is determined that the fluctuation range is within the predetermined width W is obtained. . The gradient line R is a straight line passing through the point of the first angle θb and the point of the second angle (θb + Δθ2) on the first characteristic line a. Then, the tightening torque Tm ′ corresponding to the intersection B of the gradient line R extended to the small tightening angle region side and the first characteristic line a representing the relationship between the tightening torque and the tightening angle is set as the inspection tightening torque Tm ′. Get as. That is, the tightening torque Tm ′ at the intersection B obtained by extrapolating the line segment of the gradient line R from the first angle θb to the second angle (θb + Δθ2) to the small tightening angle region side of the first characteristic line a is obtained. Obtained as inspection tightening torque Tm ′.

このような検査締め付けトルク取得ステップが終了した後は、図4のS18へ移行し、締め付けトルク良否判定ステップを行う。なお、本実施の形態でも、締め付けトルク良否判定ステップは省略することもできる。   After such an inspection tightening torque acquisition step is completed, the process proceeds to S18 in FIG. 4 and a tightening torque quality determination step is performed. Also in this embodiment, the tightening torque quality determination step can be omitted.

このような本実施の形態によれば、上記の第1の実施の形態よりもボルトまたはナットの検査締め付けトルクをより高精度に検出できる。すなわち、上記の第1の実施の形態では、ボルト(またはナット、以下同様とする。)の増し締め時の動摩擦係数により生じるトルクを利用して検査締め付けトルクTmを検出している。ただし、ボルトは実際には静止摩擦係数により生じるトルクで静止状態にあるため、動摩擦係数との摩擦係数が異なる分、検査締め付けトルクTmがやや高めになる可能性がないとはいえない。これに対して、本実施の形態でも、動摩擦係数を利用するが、第1特性線aの安定領域の傾きを利用し、この傾きを有する勾配線Rとボルトが静止状態にある場合の第1特性線aの小締め付け角度領域側との交点Bから検査締め付けトルクTm´を求めている。このため、第1の実施の形態の場合と異なり、静止状態にあるボルトに対して、より安定した動摩擦係数を利用して、より精度よく検査締め付けトルクTm´を求めることができる。その他の構成及び作用は、上記の第1の実施の形態と同様であるため、重複する図示及び説明を省略する。   According to the present embodiment as described above, it is possible to detect the inspection tightening torque of the bolt or nut with higher accuracy than in the first embodiment. That is, in the first embodiment described above, the inspection tightening torque Tm is detected using the torque generated by the dynamic friction coefficient at the time of tightening the bolt (or nut, hereinafter the same). However, since the bolt is actually in a static state with a torque generated by the static friction coefficient, it cannot be said that there is a possibility that the inspection tightening torque Tm will be slightly higher because the friction coefficient differs from the dynamic friction coefficient. On the other hand, this embodiment also uses the dynamic friction coefficient, but uses the slope of the stable region of the first characteristic line a, and the slope line R having this slope and the bolt are in the stationary state. The inspection tightening torque Tm ′ is obtained from the intersection B of the characteristic line a with the small tightening angle region side. For this reason, unlike the case of the first embodiment, the inspection tightening torque Tm ′ can be obtained with higher accuracy by using a more stable dynamic friction coefficient for a bolt in a stationary state. Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, overlapping illustrations and descriptions are omitted.

10 自動締め付け機構、12 締め付けトルク算出装置、14 ナットランナ、16 ナットランナコントローラ、18 締め付けトルク角度データ記憶部、20 締め付けトルク算出アルゴリズム記憶部、22 演算部、24 ソケット、28 トルクセンサ、30 駆動モータ、32 角度センサ、34 第1取得手段、36 第2取得手段、38 仮想締め付け角度取得手段、40 検査締め付けトルク取得手段。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Automatic tightening mechanism, 12 Tightening torque calculation apparatus, 14 Nutrunner, 16 Nutrunner controller, 18 Tightening torque angle data storage unit, 20 Tightening torque calculation algorithm storage unit, 22 Arithmetic unit, 24 socket, 28 Torque sensor, 30 Drive motor, 32 Angle sensor, 34 first acquisition means, 36 second acquisition means, 38 virtual tightening angle acquisition means, 40 inspection tightening torque acquisition means.

Claims (6)

締結部材の検査締め付けトルクを検査する締め付けトルク検査方法であって、
締結部材を自動締め付け機構により増し締めするとともに、増し締め時の締め付けトルク及び締め付け角度を検出する検出ステップと、
制御部により、検出された締め付けトルク及び締め付け角度から、締め付けトルクを締め付け角度で微分することにより得られた締め付け角度微分値特性を取得する第1取得ステップと、
制御部により、取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の取得値である、対応する締め付けトルクまたは対応する締め付け角度に基づいて、検査締め付けトルクを取得する第2取得ステップとを含むことを特徴とする締結部材の締め付けトルク検査方法。
A tightening torque inspection method for inspecting the fastening torque of a fastening member,
A detection step for detecting a tightening torque and a tightening angle at the time of additional tightening while tightening the fastening member by an automatic tightening mechanism;
A first acquisition step of acquiring a tightening angle differential value characteristic obtained by differentiating the tightening torque from the detected tightening torque and tightening angle by the control unit;
The second-order differential value according to the tightening angle of the tightening torque becomes negative and the first-order differential value according to the tightening angle of the tightening torque is 0 or a predetermined set differential in the vicinity of 0 in the acquired tightening angle differential value characteristic by the control unit. And a second acquisition step of acquiring an inspection tightening torque based on a corresponding tightening torque or a corresponding tightening angle, which is an acquired value in the case of a value.
請求項1に記載の締結部材の締め付けトルク検査方法において、
第2取得ステップは、
制御部により、取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の、対応する締め付けトルクを、検査締め付けトルクとして取得することを特徴とする締結部材の締め付けトルク検査方法。
In the fastening torque inspection method of the fastening member according to claim 1,
The second acquisition step is
The second-order differential value according to the tightening angle of the tightening torque is negative and the first-order differential value according to the tightening angle of the tightening torque is 0 or a predetermined set differential value near zero in the acquired tightening angle differential value characteristic by the control unit. A tightening torque inspection method for a fastening member, wherein a corresponding tightening torque is obtained as an inspection tightening torque.
請求項1に記載の締結部材の締め付けトルク検査方法において、
第2取得ステップは、
制御部により、取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の、対応する仮想締め付け角度を取得する仮想締め付け角度取得ステップと、
制御部により、仮想締め付け角度から予め設定した所定の第1角度増大させてから、第1角度よりも大きい所定の第2角度にいたるまでの1階微分値の変動幅が所定幅以内にある場合に得られる第1角度から第2角度までの締め付けトルクの締め付け角度に対する勾配線と、締め付けトルクと締め付け角度との関係を表す特性線との交点に対応する締め付けトルクを、検査締め付けトルクとして取得する検査締め付けトルク取得ステップとを含むことを特徴とする締結部材の締め付けトルク検査方法。
In the fastening torque inspection method of the fastening member according to claim 1,
The second acquisition step is
The second-order differential value according to the tightening angle of the tightening torque is negative and the first-order differential value according to the tightening angle of the tightening torque is 0 or a predetermined set differential value near zero in the acquired tightening angle differential value characteristic by the control unit. A virtual tightening angle acquisition step of acquiring a corresponding virtual tightening angle when
When the fluctuation range of the first-order differential value from the increase in the predetermined first angle preset from the virtual fastening angle by the control unit to the predetermined second angle larger than the first angle is within the predetermined width The tightening torque corresponding to the intersection of the slope line of the tightening torque obtained from the first angle to the second angle with respect to the tightening angle and the characteristic line representing the relationship between the tightening torque and the tightening angle is acquired as the inspection tightening torque. And a tightening torque inspection method for the fastening member.
請求項1に記載の締結部材の締め付けトルク検査方法に使用する締め付けトルク検査システムであって、
締結部材を増し締めする自動締め付け機構と、
自動締め付け機構による締結部材の増し締め時の締め付けトルクを検出するトルク検出手段と、
自動締め付け機構による締結部材の増し締め時の締め付け角度を検出する角度検出手段と、
第1取得手段及び第2取得手段を含む制御部とを備え、
第1取得手段は、検出された締め付けトルク及び締め付け角度から、締め付けトルクを締め付け角度で微分することにより得られた締め付け角度微分値特性を取得し、
第2取得手段は、取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の取得値である、対応する締め付けトルクまたは対応する締め付け角度に基づいて、検査締め付けトルクを取得することを特徴とする締め付けトルク検査システム。
A tightening torque inspection system used for the tightening torque inspection method for a fastening member according to claim 1,
An automatic tightening mechanism for tightening fastening members;
Torque detecting means for detecting a tightening torque at the time of additional tightening of the fastening member by the automatic tightening mechanism;
An angle detection means for detecting a tightening angle at the time of additional tightening of the fastening member by the automatic tightening mechanism;
A control unit including first acquisition means and second acquisition means,
The first acquisition means acquires a tightening angle differential value characteristic obtained by differentiating the tightening torque with the tightening angle from the detected tightening torque and tightening angle,
The second acquisition means has a predetermined tightening angle differential value characteristic, a second-order differential value due to the tightening angle of the tightening torque is negative, and a first-order differential value due to the tightening angle of the tightening torque is 0 or a predetermined value around zero. A tightening torque inspection system that acquires an inspection tightening torque based on a corresponding tightening torque or a corresponding tightening angle, which is an acquired value when a set differential value is obtained.
請求項4に記載の締め付けトルク検査システムにおいて、
第2取得手段は、
第1取得手段により取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の、対応する締め付けトルクを、検査締め付けトルクとして取得することを特徴とする締め付けトルク検査システム。
The tightening torque inspection system according to claim 4,
The second acquisition means is
The tightening angle differential value characteristic acquired by the first acquisition means is a predetermined setting in which the second-order differential value according to the tightening torque is negative and the first-order differential value according to the tightening torque is 0 or near zero. A tightening torque inspection system characterized in that a corresponding tightening torque in the case of a differential value is acquired as an inspection tightening torque.
請求項4に記載の締め付けトルク検査システムにおいて、
第2取得手段は、
第1取得手段により取得された締め付け角度微分値特性で、締め付けトルクの締め付け角度による2階微分値が負となり、かつ、締め付けトルクの締め付け角度による1階微分値が0または0近辺の所定の設定微分値となる場合の、対応する仮想締め付け角度を取得する仮想締め付け角度取得手段と、
仮想締め付け角度から予め設定した所定の第1角度増大させてから、第1角度よりも大きい所定の第2角度にいたるまでの1階微分値の変動幅が所定幅以内にある場合に得られる第1角度から第2角度までの締め付けトルクの締め付け角度に対する勾配線と、締め付けトルクと締め付け角度との関係を表す特性線との交点に対応する締め付けトルクを、検査締め付けトルクとして取得する検査締め付けトルク取得手段とを含むことを特徴とする締め付けトルク検査システム。
The tightening torque inspection system according to claim 4,
The second acquisition means is
The tightening angle differential value characteristic acquired by the first acquisition means is a predetermined setting in which the second-order differential value according to the tightening torque is negative and the first-order differential value according to the tightening torque is 0 or near zero. A virtual fastening angle acquisition means for acquiring a corresponding virtual fastening angle in the case of a differential value;
The first gain obtained when the fluctuation range of the first-order differential value from the increase of the predetermined first predetermined angle from the virtual fastening angle to the predetermined second angle larger than the first angle is within the predetermined width. Acquiring the inspection tightening torque by acquiring the tightening torque corresponding to the intersection of the gradient line of the tightening torque from the first angle to the second angle with the characteristic line representing the relationship between the tightening torque and the tightening angle as the inspection tightening torque And a tightening torque inspection system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013160506A (en) * 2012-02-01 2013-08-19 Denso Corp Retightening torque measuring apparatus and retightening torque measurement method
CN102744557A (en) * 2012-06-27 2012-10-24 武汉亚普汽车塑料件有限公司 Assembly method for screw nut cover of automobile oil tank
US11348475B2 (en) * 2016-12-09 2022-05-31 The Boeing Company System and method for interactive cognitive task assistance

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA774188B (en) * 1976-08-09 1979-05-30 Rockwell International Corp Tension control of fasteners
JPH01289674A (en) * 1988-05-11 1989-11-21 Saga Tekkosho:Kk Axial force managing method for bolt
JP3281360B2 (en) * 2000-07-28 2002-05-13 前田金属工業株式会社 Bolt tightening machine with inspection function
JP4869490B2 (en) * 2000-08-07 2012-02-08 株式会社東日製作所 Torque wrench for retightening inspection
JP2003136419A (en) * 2001-10-26 2003-05-14 Matsushita Electric Works Ltd Rotary tool
JP2009255241A (en) * 2008-04-18 2009-11-05 Kanto Auto Works Ltd Device for determining presence/absence of foreign matter on screw clamping seat, and determination method thereof

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