JP5396385B2 - 動力工具用レギュレータ - Google Patents
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Description
式中e(t)は、出力信号における偏差であり、システム内のリアクションから得られる。値Kpが大きいと、レギュレータの速度が上がるが、安定性の低下を招く。値KIは、出力信号の定常偏差を取り除くが、その値が大きすぎると、安定性を低下させる。固定値KDを使用することによって安定性が向上することになる。しかし、しばしば、固定値Kpを見つけることが困難なことがあり、特に、出力信号のノイズレベルが高い時には困難である。Kp、KI及びKDの値は、一般理論から選択され、当業者には公知である。
正確な目標トルク値を得るために、モータは、目標トルクの時点でゼロ速度まで速度を落とさなければならない。可能な限り長い時間、高い速度で動作することを許容することによって、即ち、制動を可能な限り遅らせることによって、目標トルクへの到達時間が最小限に抑えられる。
モータ7及びギヤ8の運動エネルギを有効に利用することによって、モータエネルギは、必要以上のエネルギが使用されることがないように調節される。その結果、熱に変換されるエネルギの量が非常に少なくなり、短い時間との組み合わせで、総消費電力が減る。
締め具を締め付ける時に実質的に線形のトルクが展開され、モータを制動するために調整される電流が滑らかで低いレベルであるので、動力工具上にかかる加速力及びトルクが、ギヤのような、工具内の構成部品の耐久性の臨界になる範囲で変動しなくなる。また、有利な状態においては、ギヤにかかるモータからのトルクが最小化され得る。
工具内で熱に変換されるエネルギの量が非常に少ないので、工具を操作するオペレータに対するエルゴノミクスが改善される。締め付け時間の最短化によって、トルク増加時間が短くなり、従って、工具の変位が小さくなる。この結果、堅固なジョイントにおけるエルゴノミクスがより良いものになる。
期間Aの最初に、回転速度φ’が、実質的に一定レベルまで急速に増加する。期間Bの先頭に達した時、トルク及びモータ7へのブレーキ電流の増加の代わりに、回転速度φ’は低下する。所定の目標トルクTtargetに達した時、モータ7の回転は停止し、従って、図4に示すように、回転速度φ’はゼロになる。
iq>iqmax
ここで、iqmaxは、設定パラメータである。
理想的な状態の間は、制動電流iqは、図7に示されているように、目標トルクになるまで、制動の間中、一定レベルになる。ここでは、iq=iqmaxである。これは、後述するiq(f7)の定義付けとシステムにおけるエネルギ寄与(energy contributions)の定式化の結果である。
エネルギEerrorは、目標トルクに達するために工具6内のモータ7に加えられるべきエネルギ量である。式f2によれば、それは、上述したエネルギ寄与の合計として決められる。
kjは、多数のテスト運転又は試験サンプリングから獲得したジョイント特性からの測定値であり、ジョイントの剛性に依存する。また、kjは、締め具1の締め付け中の測定からも獲得され得る
Jは、モータ7及びギヤ8の慣性であり、φ’mはモータ角速度である。
iqは、モータ7を調節する電流であり、kmはモータ7におけるトルク定数であり、φtargetは、締め具1がジョイントに締め付けられるべき予定角度であり、φjは締め具1がジョイントに締め付けられた実際の角度である。Nは、工具6のギヤ8のギヤ比である。iq及びkmの積によってモータトルクが得られる。(φtarget-φj)×Nの関係によって、φtargetに達するための残りの角度が得られる。
上記関係から次式(f7)が得られる。
Tはジョイントにおける実際のトルクである。
krは、多数のテスト運転又は試験サンプリングから得られるジョイント特性からの測定値であり、ジョイントの剛性に依存する。krは、また、リベットの締め付けの間の測定から獲得され得る。Ftargetは、リベットジョイントに対する所定の目標力である。
Fは、リベットジョイントの実際の力である。
δは、リベットを圧縮する距離である。
リベッティングのための工具を制動するエネルギEerrorは、以下のエネルギ寄与の合計である。
Claims (2)
- モータ(7)を備え、二つ又はそれ以上の部品(3,4)を結合してジョイント(5)にするために締め具(1)を締め付ける動力工具(6)用のレギュレータであって、
前記レギュレータ(9)が、締め具(1)を締め付ける時に動力工具(6)を、締め具(1)が所定の目標値(Ttarget;Ftarget)で締め付けられるように調節するレギュレータにおいて、
レギュレータ(9)が、動力工具(6)への出力信号(iq)を算出するように構成され、
前記出力信号(iq)が、動力工具(6)によって締め具(1)に及ぼされる力(F;T)と、締め具(1)を締め付けるための距離(φ;δ)との積に基づくものであり、
前記出力信号(iq)が、所定の目標値(Ttarget;Ftarget)を得るために
締め具(1)を締め付けている間、モータ(7)の速度を上げたり下げたりすることによって工具を調節するために用いられ、
締め具(1)がリベットである
ことを特徴とするレギュレータ。
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