JPH03190680A - Fastening method for screw - Google Patents

Fastening method for screw

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JPH03190680A
JPH03190680A JP33004689A JP33004689A JPH03190680A JP H03190680 A JPH03190680 A JP H03190680A JP 33004689 A JP33004689 A JP 33004689A JP 33004689 A JP33004689 A JP 33004689A JP H03190680 A JPH03190680 A JP H03190680A
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槙前 辰己
Tsutomu Yamada
勉 山田
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Abstract

PURPOSE:To perform tightening irrespective of the presence, etc., of a resistance torque until reaching a seating point, by performing tightening to the initial torque or equivalent to the initial torque, in addition to the fastening at the specific angle, only in the case of the initial torque corresponding to the seating point being larger than the preset decision torque. CONSTITUTION:The torque corresponding to a seating point is detected by a transducer 8 as the initial torque and this initial torque and decision torque are compared by comparator circuits 9-11. In the case of the initial torque being smaller than the decision torque from this comparison result, it is completed at the time when the fastening by a nut runner including a motor 2 of the specific angle is performed from the seating point. On the other hand, in case of the initial torque being larger than the decision torque, the screw and bolt fitted by a torque runner into the socket 2a thereof are subjected to tightening at the tightening angle equivalent to the initial torque or the initial torque, further, after the fastening by the nut runner of the specific angle being performed from the seating point.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ねじを着座点から所定角度で締め付けた後、
さらに所定角度または所定トルクで増し締めを行うねじ
の締付方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a method for tightening a screw at a predetermined angle from a seating point.
Furthermore, the present invention relates to a method of tightening a screw by retightening it at a predetermined angle or with a predetermined torque.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えばエンジンのコンロッドやベアリングキャップ等は
、通常、複数のボルトを締め付けることで組み立てられ
ている。一般に、上記の締め付けは、トルク法により行
われているが、全てのボルトの軸力を均一に管理するこ
とが困難なことから、上記の軸力を均一に管理できる方
法が望まれている。
For example, engine connecting rods and bearing caps are usually assembled by tightening multiple bolts. Generally, the above-mentioned tightening is performed by a torque method, but since it is difficult to uniformly manage the axial forces of all bolts, a method that can uniformly manage the above-mentioned axial forces is desired.

そこで、例えば特開昭60−245133号公報には、
角度法による締付方法が提案されている。この締付方法
は、締め付け途中で着座点を求め、この着座点を始点と
した所定角度で締め付けるようにしたものである。これ
により、上記の角度法で締め付けられたボルトは、l・
ルク法により締め付けられたボルトと比較して、軸力が
充分に安定したものになっている。
Therefore, for example, in Japanese Patent Application Laid-open No. 60-245133,
A tightening method using the angle method has been proposed. In this tightening method, a seating point is determined during tightening, and tightening is performed at a predetermined angle starting from this seating point. As a result, the bolts tightened using the above angle method are
Compared to bolts tightened using the torque method, the axial force is sufficiently stable.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

′しかしながら、上記の締付方法では、締め付け時のト
ルクで軸力の変動を招来する場合があることが明らかに
なった。
'However, it has become clear that the above tightening method may cause fluctuations in the axial force due to the torque during tightening.

即ち、第5図に示すように、例えばキャップ等の上部締
結部材31と下部締結部材32とを締結する場合には、
上記の上部締結部材31および下部締結部材32にボル
ト孔31a・32aを形成し、これらのボルト孔31a
・32aにボルト33を螺合して締め付けることで締結
が行われることがある。
That is, as shown in FIG. 5, when fastening the upper fastening member 31 and the lower fastening member 32, such as a cap, for example,
Bolt holes 31a and 32a are formed in the upper fastening member 31 and the lower fastening member 32, and these bolt holes 31a
- The fastening may be performed by screwing the bolt 33 into the bolt 32a and tightening it.

この際、上記のボルト孔31a・32a間でピッチずれ
が生じていた場合には、ボルト33を締め付ける途中で
ボルト33とボルト孔31aとにせりが生じ、ボルト3
3の座部33aが上部締結部材31に当接する着座点に
到達する前に大きな抵抗トルクが発生することになる。
At this time, if there is a pitch misalignment between the bolt holes 31a and 32a, the bolt 33 and the bolt hole 31a may overlap while the bolt 33 is being tightened, and the bolt 33 may overlap.
A large resistance torque is generated before the seat portion 33a of No. 3 reaches the seating point where it comes into contact with the upper fastening member 31.

また、この抵抗トルクは、第6図に示すように、ねじの
緩み防止を目的とした変形ねじ34を使用した場合にも
発生するものである。そして、この抵抗トルクを生じた
状態でに上記の角度法による締め付けを行った場合には
、第7図の実線で示すように、軸力が発生する時点の抵
抗トルクである初期トルクTSから立ち上がったトルク
勾配RT (T2−Tl/Δθ)より着座点θSが求め
られ、この着座点θSから所定角度θ、の締め付けが行
われることになる。
Further, as shown in FIG. 6, this resistance torque also occurs when a deformed screw 34 is used for the purpose of preventing the screw from loosening. If the above-mentioned angle method tightening is performed with this resistance torque generated, as shown by the solid line in Fig. 7, the initial torque TS, which is the resistance torque at the time when the axial force is generated, will rise up. The seating point θS is determined from the torque gradient RT (T2-Tl/Δθ), and tightening is performed at a predetermined angle θ from this seating point θS.

一般に、上記の着座点θSは、−点鎖線で示す軸力勾配
RFで求められた着座点θ。と等しくなるものである。
In general, the above-mentioned seating point θS is the seating point θ determined by the axial force gradient RF indicated by the - dotted chain line. is equal to .

ところが、上述の抵抗トルクが生じた状態で求められた
トルク勾配RTの着座点θSは、軸力勾配RFの着座点
θ。よりも次式で示すだけ着座ずれθαを生じることに
なる。
However, the seating point θS of the torque gradient RT determined in the state where the above-mentioned resistance torque is generated is the seating point θ of the axial force gradient RF. This results in a seating deviation θα as shown by the following equation.

θα =  Ts/RT 従って、着座点θSから所定角度θ1で締め付けられた
ボルトは、着座点θ。から所定角度θで締め付けられた
ボルトと比較して、着座点θ。
θα = Ts/RT Therefore, the bolt tightened at a predetermined angle θ1 from the seating point θS is at the seating point θ. compared to a bolt tightened at a predetermined angle θ from the seating point θ.

と着座点θSとの差である着座ずれθα分の軸力不足が
生じることになる。尚、この軸力不足は、トルク法によ
り着座点θSを求めて締め付けを行った場合にも当然に
発生するものである。
This results in an insufficient axial force corresponding to the seating deviation θα, which is the difference between the position and the seating point θS. Incidentally, this insufficient axial force naturally occurs even when tightening is performed after determining the seating point θS by the torque method.

このように、上記の角度法による締付方法は、特に締め
付け時のトルクが個々のボルトで異なっていた場合、軸
力を充分に安定化させることが困難であるという問題を
生じている。
As described above, the above-mentioned angle tightening method has a problem in that it is difficult to sufficiently stabilize the axial force, especially when the tightening torque is different for each bolt.

そこで、上記の問題を解決する方法として、着座点θS
に到達する以前の抵抗トルクで最も大きな抵抗トルクT
smaxを記憶しておき、着座点θSから所定角度θ1
の締め付けが行われた後に、上記の抵抗トルクTsma
x分を増し締めする方法が考えられる。ところが、この
方法では、第8図に示すように、記憶された抵抗トルク
TSmaxが着座点θSでの初期トルクT sよりも大
幅に大きくなっていた場合、過剰な増し締めによるボル
トの伸び折損を招来する虞れがある。
Therefore, as a method to solve the above problem, the seating point θS
The largest resistance torque T before reaching
smax, and set a predetermined angle θ1 from the seating point θS.
After tightening is performed, the above resistance torque Tsma
One possible method is to tighten the bolts by an additional amount of x. However, with this method, as shown in Fig. 8, if the memorized resistance torque TSmax is significantly larger than the initial torque Ts at the seating point θS, it is difficult to prevent the bolt from stretching and breaking due to excessive retightening. There is a possibility that it will be invited.

従って、本発明においては、軸力が発生する時点の抵抗
トルクである初期トルクTsを求め、この初期トルクT
sまたは初期トルクTsにより生じた着座ずれθα分を
増し締めすることにより、抵抗トルクの有無、大小、或
いは変化に形容を受けることなく安定した軸力を有する
ようにボルトを締め付けることができるねじの締付方法
を提供することを目的としている。
Therefore, in the present invention, the initial torque Ts, which is the resistance torque at the time when the axial force is generated, is determined, and this initial torque Ts is determined.
By retightening the seating deviation θα caused by the initial torque Ts or the initial torque Ts, the bolt can be tightened to have a stable axial force regardless of the presence or absence, magnitude, or change of resistance torque. The purpose is to provide a tightening method.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係るねじの締付方法は、上記課題を解決するた
めに、締め付け途中で、少なくとも2点の締付角度とこ
れら締付角度に対応する締付トルクとを例えば角度入力
手段やトルク入力手段等で検出し、上記締付角度と締付
トルクとで得られるトルク勾配から着座点を求め、この
着座点を始点として所定角度の締め付けを行うものであ
り、上記着座点に対応する初期トルクが予め設定された
判定トルクよりも大きな場合にのみ、上記所定角度の締
め付けに加えて、初期トルクまたは初!IJI トルク
に相当する増締角度で増し締めすることを特徴としてい
る。
In order to solve the above-mentioned problems, the screw tightening method according to the present invention has, during tightening, at least two tightening angles and the tightening torque corresponding to these tightening angles, for example, using an angle input means or a torque input means. The seating point is determined from the torque gradient obtained by the tightening angle and tightening torque, and tightening is performed at a predetermined angle using this seating point as the starting point, and the initial torque corresponding to the seating point is is larger than the preset judgment torque, in addition to tightening at the predetermined angle, the initial torque or initial torque is tightened. It is characterized by retightening at the retightening angle corresponding to the IJI torque.

〔作 用〕 上記の構成によれば、着座点は、締め付け途中の少なく
とも2点の締付角度と、これらの締付角度に対応する締
付トルクとで得られるトルク勾配から求められる。そし
て、締め付けは、この着座点を始点として所定角度を回
転させることで行われる。
[Operation] According to the above configuration, the seating point is determined from the torque gradient obtained from the tightening angles at at least two points during tightening and the tightening torques corresponding to these tightening angles. Then, the tightening is performed by rotating a predetermined angle from this seating point as a starting point.

この際、上記の着座点に対応するトルクが初期トルクと
して検出され、この初期トルクと判定トルクとが比較さ
れる。この比較結果から初期トルクが判定トルクよりも
小さな場合には、上記の着座点から所定角度の締め付け
が行われた時点で終了する。一方、初期トルクが判定ト
ルクよりも大きな場合には、着座点から所定角度の締め
付けが行われた後、さらに、初期トルクまたは初期トル
クに相当する地線角度で増し締めされることになる。
At this time, the torque corresponding to the seating point is detected as the initial torque, and this initial torque and the determination torque are compared. As a result of this comparison, if the initial torque is smaller than the determination torque, the tightening process ends when the tightening is performed at a predetermined angle from the seating point. On the other hand, when the initial torque is larger than the determination torque, after tightening is performed at a predetermined angle from the seating point, additional tightening is performed at the initial torque or at a ground line angle corresponding to the initial torque.

従って、本発明に係るねじの締付方法は、たとえl・ル
ク勾配から求められる着座点が軸力の発生ずる時点と大
幅に異なっていた場合でも、初期トルクまたは初期トル
クに相当する地線角度で増し締めすることにより安定し
た軸力を得ることが可能になっている。また、増し締め
は、着座点に対応した初31Jl l−ルクを基にして
行うため、着座点に到達するまでの抵抗トルクの有無、
大小、或いは変化に形容を受けることがない。
Therefore, in the screw tightening method according to the present invention, even if the seating point determined from the l·lux slope is significantly different from the point in time when the axial force is generated, the screw tightening method according to the present invention can be used to It is possible to obtain stable axial force by retightening. In addition, since retightening is performed based on the initial 31Jl l-lux corresponding to the seating point, the presence or absence of resistance torque until reaching the seating point,
It is not described by size or change.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の一実施例を第1図ないし第4図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4.

本実施例に係るねじの締付方法は、第3図に示すように
、角度入力手段やトルク入力手段等が接続された演算処
理装置1 (CPU)およびこの演算処理装置1で制御
されるモータ2等の締付手段からなる締め付け装置で実
施されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the screw tightening method according to this embodiment involves a processing unit 1 (CPU) to which angle input means, torque input means, etc. are connected, and a motor controlled by this processing unit 1. This is carried out using a tightening device consisting of a second type of tightening means.

上記のモータ2は、サーボアンプ7を介して演算処理装
置1に接続されており、このサーボアンプ7は、演算処
理装置1からのナツトランナースタート(N/R5TA
RT)信号を受信することでモータ2を回転させるよう
になっている。また、このモータ2は、回転自在なねじ
締め付け用のソケット2aを有しており、このソケット
2aに図示しないねじやボルトを嵌合して回転させるよ
うになっている。
The above motor 2 is connected to the arithmetic processing unit 1 via a servo amplifier 7, and this servo amplifier 7 receives a nut runner start (N/R5TA) from the arithmetic processing unit 1.
RT) The motor 2 is rotated by receiving the signal. The motor 2 also has a rotatable socket 2a for tightening screws, and is configured to rotate by fitting screws or bolts (not shown) into the socket 2a.

上記の回転で生じる回転角度は、モータ2と演算処理装
置1との間に設けられた角度人力手段で検出されるよう
になっている。この角度入力手段は、モータ2の回転軸
に設けられた角度エンコーダ3と、この角度エンコーダ
3から出力されたパルス信号を計数して演算処理装置1
に人力させる角度ゲート4・5・6とからなっている。
The rotation angle caused by the above rotation is detected by an angle manual means provided between the motor 2 and the arithmetic processing unit 1. This angle input means includes an angle encoder 3 provided on the rotating shaft of the motor 2 and a pulse signal outputted from the angle encoder 3, which is counted by the arithmetic processing unit 1.
It consists of angle gates 4, 5, and 6 that are manually operated.

また、上記のパルス信号は、図示しないが、演算処理装
置1に直接入力されるようにもなっている。
Further, although not shown, the above-mentioned pulse signal is also directly input to the arithmetic processing device 1.

上記の角度ゲート4・5・6は、角度エンコーダ3から
のパルス信号が入力される入力端子と、入力されたパル
ス信号の計数値を演算処理装置1に出力する出力端子と
を有している。そして、入力端子は、ゲート端子4a・
5a・6aでパルス信号を入力するか否かの0N−OF
F状態が切り換えられるようになっており、これらのゲ
ート端子4a・5a・6aは、それぞれ演算処理装置1
の出力端子に接続されている。
The angle gates 4, 5, and 6 have an input terminal into which the pulse signal from the angle encoder 3 is input, and an output terminal which outputs the count value of the input pulse signal to the arithmetic processing device 1. . The input terminals are the gate terminals 4a and 4a.
0N-OF of whether or not to input pulse signals at 5a and 6a
The F state can be switched, and these gate terminals 4a, 5a, 6a are connected to the arithmetic processing unit 1, respectively.
is connected to the output terminal of

また、上記の演算処理装置1には、トルク入力手段が設
けられている。このトルク入力手段は、モータ2で生じ
た締付トルクを例えば電圧等のアナログ信号に変換する
トルクトランスデユーサ8を有しており、このトルクト
ランスデユーサ8は、入力された複数のアナログ信号を
比較して比較結果より動作信号を出力するコンパレータ
回路9・10・11の一方の入力端子に接続されている
。また、上記のトルクトランスデユーサ8からのアナロ
グ信号は、図示しないA/D変換器等を介してデジタル
信号に変換された後、パルス信号単位で演算処理装置1
に入力されて記憶されるようになっている。
Further, the arithmetic processing device 1 described above is provided with a torque input means. This torque input means has a torque transducer 8 that converts the tightening torque generated by the motor 2 into an analog signal such as voltage, and this torque transducer 8 converts the tightening torque generated by the motor 2 into an analog signal such as a voltage. It is connected to one input terminal of comparator circuits 9, 10, and 11 that compare the signals and output operating signals based on the comparison results. Further, the analog signal from the torque transducer 8 is converted into a digital signal via an A/D converter (not shown), etc., and then sent to the arithmetic processing unit in units of pulse signals.
The information is entered and stored in the .

上記のコンパレータ回路9・10・11の他方の入力端
子には、所定のアナログ信号を出力する設定信号発住回
路工2・工3・14が接続されている。これらの設定信
号発止回路12・13・14は、モータ2の締付トルク
がそれぞれトルクTm−Tl・T2となったときのトル
クトランスデユーサ8からのアナログ信号に等しいアナ
ログ信号を出力するようになっている。これにより、こ
れらのアナログ信号が入力されるコンパレータ回路9・
1o−iiは、モータ2の締付トルクがそれぞれトルク
Tm−T 1・T2となったときにアナログスイッチ1
5・16・17に動作信号を出力するようになっている
The other input terminals of the comparator circuits 9, 10, and 11 are connected to setting signal generation circuits 2, 3, and 14 that output predetermined analog signals. These setting signal generation circuits 12, 13, and 14 output analog signals equal to the analog signals from the torque transducer 8 when the tightening torque of the motor 2 becomes torque Tm-Tl and T2, respectively. It has become. This allows the comparator circuit 9 to receive these analog signals.
1o-ii is analog switch 1 when the tightening torque of motor 2 becomes torque Tm-T1 and T2, respectively.
Operation signals are output at 5, 16, and 17.

尚、上記のトルクTmは、抵抗トルクが所定以上の大き
さであるか否かを判断する判定トルクとして用いること
が可能な値に設定されており、トルクT1およびトルク
T2は、着座点から締付トルクが増加していく途中の値
に設定されている。
Note that the above torque Tm is set to a value that can be used as a determination torque for determining whether the resistance torque is larger than a predetermined value, and torque T1 and torque T2 are The applied torque is set to a value that is in the middle of increasing.

上記のアナログスイッチ15・16・17は、一方の端
子が演算処理装置1に接続されており、図示しない他方
の端子が例えば電源にプルアップ抵抗を介して接続され
ている。そして、上記の両端子は、コンパレータ回路9
・10・11か・らの動作信号で開閉状態が切り換えら
れるようになっている。これにより、アナログスイッチ
15・16・17は、モータ2が各トルクTm−Tl−
T2になったことを知らせる検出信号を演算処理装置1
に出力するようになっている。
One terminal of the analog switches 15, 16, and 17 is connected to the arithmetic processing device 1, and the other terminal (not shown) is connected to, for example, a power source via a pull-up resistor. The above both terminals are connected to the comparator circuit 9.
・The open/close state can be switched by operation signals from 10 and 11. As a result, the analog switches 15, 16, and 17 cause the motor 2 to output each torque Tm-Tl-.
The arithmetic processing unit 1 outputs a detection signal indicating that T2 has reached T2.
It is designed to output to .

上記の検出信号および角度エンコーダ3からのパルス信
号が入力される演算処理装置1は、図示しないRAM 
(Random  Access  Memo ry)
およびROM(Read  OnlyMemo r y
)からなるメモリを有しており、上記のRAMには、少
なくとも各角度ゲート4・5・6から入力されるパルス
信号の計数値や演算値を記憶する演算領域と、トルクト
ランスデユーサ8からの締付トルクを締付角度を示すパ
ルス信号単位に記憶するトルク特性領域とが形成されて
いる。一方、ROMには、アナログスイッチ15・16
・17からの検出信号で角度ゲート4・5・6の開閉状
態を切り換えると共に、カウンタ領域の計数値から着座
点や地線角度等を演算してモータ2を制御するルーチン
が例えばサブルーチンとしてプログラムされている。
The arithmetic processing unit 1 to which the above detection signal and the pulse signal from the angle encoder 3 are inputted is a RAM (not shown).
(Random Access Memory)
and ROM (Read Only Memory)
), and the RAM has a calculation area that stores at least the count values and calculated values of the pulse signals input from each angle gate 4, 5, and 6, and a calculation area that stores the count values and calculation values of the pulse signals input from the torque transducer A torque characteristic area is formed in which the tightening torque of is stored in units of pulse signals indicating the tightening angle. On the other hand, the ROM contains analog switches 15 and 16.
・A routine for controlling the motor 2 by switching the opening/closing states of the angle gates 4, 5, and 6 based on the detection signal from the motor 17, and calculating the seating point, ground line angle, etc. from the count value in the counter area is programmed as a subroutine, for example. ing.

上記の構成において、ボルトを締め付ける場合の動作を
第1図に示すフローチャートおよび第2図に示すグラフ
に基づき以下に説明する。
In the above configuration, the operation for tightening the bolts will be described below based on the flowchart shown in FIG. 1 and the graph shown in FIG. 2.

先ず、ステップ(以下Sと称する。)1において、第3
図に示すモータ2のソケット2aにボルトが嵌合され、
演算処理装置1からサーボアンプ7にナツトランナース
タート(N/R5TART)信号が出力される(Sl)
。上記の信号を受信したサーボアンプ7は、モータ2を
介してソケット2aを回転させ、ボルトの締め付けを開
始する(S2)。
First, in step (hereinafter referred to as S) 1, the third
A bolt is fitted into the socket 2a of the motor 2 shown in the figure,
A nut runner start (N/R5TART) signal is output from the arithmetic processing unit 1 to the servo amplifier 7 (Sl)
. The servo amplifier 7 that has received the above signal rotates the socket 2a via the motor 2 and starts tightening the bolt (S2).

上記の締め付け途中で発生する締付トルクは、トルクト
ランスデユーサ8でアナログ信号に変換され、このアナ
ログ信号は、コンパレータ回路9において設定信号発生
回路12からのアナログ信号と比較される。この際、設
定信号発生回路12からのアナログ信号は、抵抗トルク
の大小を判断するトルクTmを変換したアナログ信号に
等しいものであり、トルクトランスデユーサ8からのア
ナログ信号が設定信号発生回路12からのアナログ信号
よりも小さな場合には、コンパレータ回路9が動作セず
、アナログスイッチ】5からの検出信号が演算処理装置
1に入力されないことになる。従って、演算処理装置1
は、トルクTmよりも大きな抵抗トルクが発生していな
いとしてNOと判断し、S2へ処理を戻してボルトの締
め付けを続行する。
The tightening torque generated during the tightening described above is converted into an analog signal by the torque transducer 8, and this analog signal is compared with the analog signal from the setting signal generation circuit 12 in the comparator circuit 9. At this time, the analog signal from the setting signal generation circuit 12 is equal to the analog signal obtained by converting the torque Tm that determines the magnitude of the resistance torque, and the analog signal from the torque transducer 8 is output from the setting signal generation circuit 12. If the analog signal is smaller than the analog signal, the comparator circuit 9 will not operate, and the detection signal from the analog switch 5 will not be input to the arithmetic processing unit 1. Therefore, the arithmetic processing device 1
The determination is NO since no resistance torque larger than the torque Tm is generated, and the process returns to S2 to continue tightening the bolt.

一方、締め付けが進み、トルクトランスデユーサ8から
のアナログ信号が設定信号発生回路12からのアナログ
信号よりも大きくなった場合には、コンパレータ回路9
が動作信号をアナログスイッチ15に出力し、この動作
信号を受信したアナログスイッチ15が演算処理装置1
に検出信号を出力することになる。
On the other hand, when tightening progresses and the analog signal from the torque transducer 8 becomes larger than the analog signal from the setting signal generation circuit 12, the comparator circuit 9
outputs an operation signal to the analog switch 15, and the analog switch 15 that receives this operation signal outputs the operation signal to the arithmetic processing unit 1.
A detection signal will be output to the

そして、上記の検出信号を受信した演算処理装置1は、
トルクTmよりも大きな抵抗トルクが発生したとしてY
ESと判断しくS3)、角度ゲート4・5・6のゲート
端子4a・5a・6aに動作信号を出力する。これによ
り、角度ゲート4・5・6は、ON状態となり角度エン
コーダ3から出力されるパルス信号を計数することにな
る(S4)。
Then, the arithmetic processing device 1 that has received the above detection signal,
Assuming that a resistance torque larger than torque Tm occurs, Y
If it is determined to be ES (S3), an operation signal is output to the gate terminals 4a, 5a, and 6a of the angle gates 4, 5, and 6. As a result, the angle gates 4, 5, and 6 are turned on and count the pulse signals output from the angle encoder 3 (S4).

続いて、ボルトの締め付けが継続されながら(S5)、
トルク特性領域に回転角度を示すパルス信号ごとにトル
クトランスデユーサ8から得られる締付トルクが記憶さ
れる。これにより、回転角度と締付トルクとの関係であ
るT=f(θ)が得られることになる。尚、この締付ト
ルクの記憶は、少なくとも後述の58で角度ゲート6が
OFFされるまで継続されるものとする(S6)。
Subsequently, while the bolts are continued to be tightened (S5),
The tightening torque obtained from the torque transducer 8 is stored for each pulse signal indicating the rotation angle in the torque characteristic area. As a result, T=f(θ), which is the relationship between the rotation angle and the tightening torque, is obtained. Note that the storage of this tightening torque is continued at least until the angle gate 6 is turned off at step 58, which will be described later (S6).

さらに、ボルトの締め付けが継続されながら(37) 
、コンパレータ回路10でトルクトランスデユーサ8か
らの締付トルクがトルクT1に到達したか否かが判定さ
れる。そして、未だトルクT1に到達していない場合に
は、NOとしてS7に戻りボルトの締め付けが継続され
る。
Furthermore, while the bolts continue to be tightened (37)
, the comparator circuit 10 determines whether the tightening torque from the torque transducer 8 has reached torque T1. If the torque T1 has not yet been reached, the process returns to step S7 and the bolt tightening is continued.

一方、トルクTlに到達した場合には、コンパレータ回
路10から動作信号が出力され、この動作信号を受信し
たアナログスイッチ16から検出信号が演算処理装置1
に出力される。これにより、演算処理装置1は、トルク
T1よりも大きな締付トルクが発生したとしてYESと
判断することになる(S8)。
On the other hand, when the torque Tl is reached, an operating signal is output from the comparator circuit 10, and a detection signal is sent to the processing unit 1 from the analog switch 16 that received this operating signal.
is output to. As a result, the arithmetic processing device 1 determines YES because a tightening torque larger than the torque T1 has been generated (S8).

YESと判断した演算処理装置1は、ゲート端子6aに
出力していた動作信号を停止し、このゲ−1一端子6a
を有した角度ゲート6をOFF状態にする。従って、角
度ゲート6は、角度エンコーダ3から出力されるパルス
信号の計数を停止し、トルクT1に到達した時点の締付
角度として第2図に示す計数値aを保持することになる
(S9)。
The arithmetic processing unit 1 that has determined YES stops the operation signal that was being output to the gate terminal 6a, and outputs the operation signal to the gate terminal 6a.
The angle gate 6 having the angle is turned off. Therefore, the angle gate 6 stops counting the pulse signal output from the angle encoder 3, and holds the count value a shown in FIG. 2 as the tightening angle at the time when the torque T1 is reached (S9). .

さらに、ボルトの締め付けが継続されながら(310)
、コンパレータ回路11でトルクトランスデユーサ8か
らの締付トルクがトルクT2に到達したか否かが判定さ
れる。そして、未だトルクT2に到達していない場合に
は、NOとしてS10に戻りボルトの締め付けが継続さ
れる。
Further, while tightening of the bolt continues (310)
, the comparator circuit 11 determines whether the tightening torque from the torque transducer 8 has reached torque T2. If the torque T2 has not yet been reached, the process returns to step S10 and the bolt tightening is continued.

一方、トルクT2に到達した場合には、コンパレータ回
路11から動作信号が出力され、この動作信号を受信し
たアナログスイッチ17から検出信号が演算処理装置1
に出力される。これにより、演算処理装置1は、トルク
T2よりも大きなトルクが発生したとしてYESと判断
することになる(3.11)。
On the other hand, when the torque T2 is reached, the comparator circuit 11 outputs an operation signal, and the analog switch 17 that receives this operation signal outputs a detection signal to the processing unit 1.
is output to. As a result, the arithmetic processing device 1 determines YES because a torque larger than the torque T2 has been generated (3.11).

YESと判断した演算処理装置1は、ゲート端子5aに
動作信号を出力し、このゲート端子5aを有した角度ゲ
ート5をOFF状態にする。従って、角度ゲート5は、
角度エンコーダ3から出力されるパルス信号の計数を停
止し、トルクT2に到達した時点の締付角度として計数
値すを保持することになる(S12)。
The arithmetic processing device 1 that has determined YES outputs an operation signal to the gate terminal 5a, and turns the angle gate 5 having the gate terminal 5a into an OFF state. Therefore, the angle gate 5 is
Counting of the pulse signal output from the angle encoder 3 is stopped, and the counted value is held as the tightening angle at the time when the torque T2 is reached (S12).

次いで、角度ゲート5・6で計数された計数値a−bは
、演算処理装置lORAM上の演算領域に取り込まれ、
下記の計算式でトルク勾配RTが算出される。
Next, the count values a-b counted by the angle gates 5 and 6 are taken into the calculation area on the calculation processing unit lORAM,
Torque gradient RT is calculated using the following formula.

RT  =  (T2−’ri)、/ (b−a)尚、
T’2およびTlは、上述のトルクT1およびトルクT
2のことである。また、bは、トルクT1に到達して角
度ゲート6をOFFしたときのパルス信号の計数値であ
り、aは、トルクT2に到達して角度ゲート5をOFF
したときのパルス信号の計数値である。
RT = (T2-'ri), / (ba-a) Furthermore,
T'2 and Tl are the torque T1 and torque T
This is about number 2. Further, b is the count value of the pulse signal when the angle gate 6 is turned off when the torque T1 is reached, and a is the count value of the pulse signal when the angle gate 5 is turned off when the torque T2 is reached.
This is the count value of the pulse signal when

そして、上記のトルク勾配RTから着座点θSが下記の
計算式で算出される。
Then, the seating point θS is calculated from the above torque gradient RT using the following formula.

θs  =’a−Tl/RT さらに、トルク特性領域に記憶されたトルクと回転角度
とが上述のトルク特性領域に記憶されたT=f (0)
の関係式で成り立つことより、着座点θSにおける初期
トルクTsが求められる。
θs ='a-Tl/RT Furthermore, the torque and rotation angle stored in the torque characteristic area are stored in the above-mentioned torque characteristic area T=f (0)
Since the relational expression holds true, the initial torque Ts at the seating point θS can be determined.

Ts=r(θS) そして、上記の初期トルクTsとトルク勾配RTとを用
いて、着座点θSから初期トルクTsに至るまでの着座
ずれθαに等しい地線角度θαが以下の計算式で算出さ
れる。
Ts=r(θS) Then, using the above initial torque Ts and torque gradient RT, the ground line angle θα, which is equal to the seating deviation θα from the seating point θS to the initial torque Ts, is calculated using the following formula. Ru.

θα =Ts/RT また、上記の着座点θSにおける初期トルクTsは、ト
ルクTmと比較される。そして、トルクTmが初期トル
クTs以上の場合には、後述の318以降の動作が行わ
れ、トルクTmが初期トルクTs未満の場合には、後述
の514以降の動作が行われる(513)。
θα = Ts/RT Further, the initial torque Ts at the seating point θS is compared with the torque Tm. Then, when the torque Tm is greater than or equal to the initial torque Ts, the operations from 318 onward, which will be described later, are performed, and when the torque Tm is less than the initial torque Ts, the operations from 514 onward, which will be described later, are performed (513).

従って、トルクTmが初期トルクTs未満となった場合
には、ボルトの締め付けが継続され(318)、角度ゲ
ート4から演算処理装置1にパルス信号の計数値が入力
される。この際、入力された計数値は、着座点θSから
の所定角度θ、に地線角度θαが加えられた加算角度θ
1+θαと比較されることになり、締め付けは、加算角
度θ1+θαと計数値とが等しくなるまで行われる(S
19)。そして、加算角度θ1+θαと計数値とが等し
くなった場合には、ナツトランナーストップ(N/R5
TOP)信号がサーボアンプ7に出力され(S20)、
ボルトの締め(=]けがモータ2の停止により終了(E
ND)する(S21)。
Therefore, when the torque Tm becomes less than the initial torque Ts, the bolt is continued to be tightened (318), and the count value of the pulse signal is input from the angle gate 4 to the arithmetic processing unit 1. At this time, the input count value is the addition angle θ which is the predetermined angle θ from the seating point θS and the ground line angle θα.
1+θα, and tightening is performed until the addition angle θ1+θα and the count value become equal (S
19). Then, when the addition angle θ1+θα and the count value become equal, the nut runner stop (N/R5
TOP) signal is output to the servo amplifier 7 (S20),
Bolt tightening (=) Ends when injury motor 2 stops (E
ND) (S21).

一方、第4図に示すように、トルクTmが初期トルクT
s以上である場合には、ボルトの締め付けが継続され(
S14)、角度ゲート4から演算処理装置lにパルス信
号の計数値が入力される。
On the other hand, as shown in Fig. 4, the torque Tm is the initial torque T
s or more, bolt tightening continues (
S14), the count value of the pulse signal is input from the angle gate 4 to the arithmetic processing unit l.

この際、入力された計数値は、着座点θSからの所定角
度θ、と比較される(315)。そして、この所定角度
θ、と計数値とが等しくなったときに、ナツトランナー
ストップ(N/R5TOP)信号がサーボアンプ7に出
力され(S16)、ボルトの締め付けがモータ2の停止
により終了(END)する(S17)。
At this time, the input count value is compared with a predetermined angle θ from the seating point θS (315). Then, when this predetermined angle θ and the count value become equal, a nut runner stop (N/R5TOP) signal is output to the servo amplifier 7 (S16), and the bolt tightening is finished by stopping the motor 2 (END). ) (S17).

このように、本実施例のねじの締付方法は、第2図に示
すように、着座点θSにおける初期トルクTsを求め、
この初期トルクTsと予め設定しておいたトルクTmと
を比較することで、抵抗トルクが増し締めを要する程度
の大きさであるか否かを判定するようになっている。そ
して、増し締めを要すると判断した場合には、上記の初
期トルクTsを得るに相当する地線角度θαを所定角度
θ1に加えて締め付ける一方、増し締めを要しないと判
断した場合には、所定角度θ、で締め付けで終了するよ
うになっている。従って、この方法で締め付けられたボ
ルトは、初期トルクTsに至るまでの抵抗トルクの有無
、大小、或いは変化に影響を受けることなく安定した軸
力を得ることが可能になっている。
In this way, the screw tightening method of this embodiment, as shown in FIG. 2, involves determining the initial torque Ts at the seating point θS,
By comparing this initial torque Ts with a preset torque Tm, it is determined whether the resistance torque is large enough to require additional tightening. If it is determined that additional tightening is required, the ground line angle θα corresponding to obtaining the above initial torque Ts is added to the predetermined angle θ1 and tightened, while if it is determined that additional tightening is not required, the specified It is designed to end by tightening at the angle θ. Therefore, the bolt tightened by this method can obtain a stable axial force without being affected by the presence or absence, magnitude, or change of resistance torque up to the initial torque Ts.

尚、本実施例においては、所定角度θ1以降の増し締め
を地線角度θαにより行っているが、これに限定される
ことはなく、着座点θSにおける初期トルクTsで行っ
ても良い。即ち、所定角度θ1以降の増し締めは、所定
角度θ、の締め付けを行った後、トルクトランスデユー
サ8から得られるトルクを監視し、所定角度θ1以降の
トルクが初期トルクTsに等しくなるまで締め付けるこ
とで行われていても良い。
In this embodiment, additional tightening after the predetermined angle θ1 is performed using the ground line angle θα, but the present invention is not limited to this, and may be performed using the initial torque Ts at the seating point θS. That is, for additional tightening after the predetermined angle θ1, after tightening at the predetermined angle θ, monitor the torque obtained from the torque transducer 8, and tighten until the torque after the predetermined angle θ1 becomes equal to the initial torque Ts. It may also be done by

また、本実施例においては、着座点θSを算出するトル
ク勾配RTが2点の締付トルクおよび締付角度で求めら
れているが、これに限定されることはなく、例えば3点
以上の締付トルクおよび締付角度で一層正確なトルク勾
配RTが求められるようになっていても良い。
Furthermore, in this embodiment, the torque gradient RT for calculating the seating point θS is determined using the tightening torque and tightening angle at two points, but the present invention is not limited to this, and for example, the tightening angle at three or more points. A more accurate torque gradient RT may be determined by the tightening torque and tightening angle.

さらに、上記の締付トルクや締付角度は、設定信号発生
回路12・13・14や角度ゲート4・5・6等のハー
ドウェアで得られるようになっているが、演算処理装置
1のメモリを利用してソフトウェアで得られるようにな
っていても良い。そして、この場合には、締め付け装置
を安価に構成することが可能になる。
Furthermore, the above-mentioned tightening torque and tightening angle can be obtained by hardware such as the setting signal generation circuits 12, 13, 14 and angle gates 4, 5, 6, but the memory of the arithmetic processing unit 1 It may also be possible to obtain the information using software. In this case, the tightening device can be constructed at low cost.

[発明の効果] 本発明に係るねじの締付方法は、以上のように、締め付
け途中で、少なくとも2点の締付角度とこれら締付角度
に対応する締付トルクとを検出し、上記締付角度と締付
トルクとで得られるトルク勾配から着座点を求め、この
着座点を始点とじて所定角度の締め付けを行うものであ
り、上記着座点に対応する初期トルクが予め設定された
判定トルクよりも大きな場合にのみ、上記所定角度の締
め付けに加えて、初期トルクまたは初期トルクに相当す
る地線角度で増し締めする構成である。
[Effects of the Invention] As described above, the screw tightening method according to the present invention detects at least two tightening angles and the tightening torques corresponding to these tightening angles during tightening, and detects the tightening torques corresponding to these tightening angles. The seating point is determined from the torque gradient obtained from the seating angle and the tightening torque, and tightening is performed at a predetermined angle starting from this seating point, and the initial torque corresponding to the seating point is the preset judgment torque. In addition to tightening at the predetermined angle, additional tightening is performed at the initial torque or at a ground line angle corresponding to the initial torque only when the torque is larger than the initial torque.

これにより、初期トルクが予め設定された判定トルクよ
りも大きな場合にのみ、初期トルクまたは初期トルクに
相当する地線角度で増し締めすることより、着座点に到
達するまでの抵抗トルクの有無、大小、或いは変化に形
容を受けることなく増し締めを行うことが可能になり、
たとえトルク勾配から求められる着座点が軸力の発生す
る時点と大幅に異なっていた場合でも、初期トルクまた
は初期トルクに相当する地線角度で増し締めすることに
より安定した軸力を得ることが可能になるという効果を
奏する。
As a result, only when the initial torque is larger than a preset judgment torque, retightening is performed at the initial torque or at the ground line angle corresponding to the initial torque. , or it becomes possible to retighten without being affected by the change,
Even if the seating point determined from the torque gradient is significantly different from the point at which axial force is generated, stable axial force can be obtained by retightening at the initial torque or at the ground line angle equivalent to the initial torque. It has the effect of becoming

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図ないし第4図は、本発明の一実施例を示すもので
ある。 第1図は、ねじの締付方法による動作手順を示すフロー
チャー1・である。 第2図は、締付角度とトルクとの関係を示すグラフであ
る。 第3図は、締め付け装置のブロック図である。 第4図は、締付角度とトルクとの関係を示すグラフであ
る。 第5図ないし第8図は、従来例を示すものである。 第5図は、ボルトがせった状態を示す説明図である。 第6図は、変形ねじの平面図である。 第7図は、締付角度に対するトルクおよび軸力の関係を
示すグラフである。 第8図は、締付角度とトルクとの関係を示すグラフであ
る。 1は演算処理装置、2はモータ、3は角度エンコーダ、
4・5・6は角度ゲート、7はサーボアンプ、8はトル
クトランスデユーサ、9・lO・11はコンパレータ回
路、12・13・14は設定信号発生回路、15・16
・17はアナログスイッチである。
1 to 4 show one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a flowchart 1 showing the operating procedure according to the screw tightening method. FIG. 2 is a graph showing the relationship between tightening angle and torque. FIG. 3 is a block diagram of the tightening device. FIG. 4 is a graph showing the relationship between tightening angle and torque. 5 to 8 show conventional examples. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which the bolt is leaning. FIG. 6 is a plan view of the deformed screw. FIG. 7 is a graph showing the relationship between torque and axial force with respect to the tightening angle. FIG. 8 is a graph showing the relationship between tightening angle and torque. 1 is an arithmetic processing unit, 2 is a motor, 3 is an angle encoder,
4, 5, and 6 are angle gates, 7 is a servo amplifier, 8 is a torque transducer, 9, lO, and 11 are comparator circuits, 12, 13, and 14 are setting signal generation circuits, 15 and 16
・17 is an analog switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、締め付け途中で、少なくとも2点の締付角度とこれ
ら締付角度に対応する締付トルクとを検出し、上記締付
角度と締付トルクとで得られるトルク勾配から着座点を
求め、この着座点を始点として所定角度の締め付けを行
うものであり、上記着座点に対応する初期トルクが予め
設定された判定トルクよりも大きな場合にのみ、上記所
定角度の締め付けに加えて、初期トルクまたは初期トル
クに相当する増締角度で増し締めすることを特徴とする
ねじの締付方法。
1. During tightening, detect the tightening angles at at least two points and the tightening torques corresponding to these tightening angles, find the seating point from the torque gradient obtained from the tightening angles and tightening torques, and Tightening is performed at a predetermined angle starting from the seating point, and only when the initial torque corresponding to the seating point is larger than a preset judgment torque, in addition to tightening at the predetermined angle, the initial torque or A screw tightening method characterized by retightening at an additional tightening angle corresponding to the torque.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997020656A1 (en) * 1995-12-07 1997-06-12 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Method of automatically screwing two components together and a locking screw and union nut for use in applying said method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997020656A1 (en) * 1995-12-07 1997-06-12 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Method of automatically screwing two components together and a locking screw and union nut for use in applying said method
US6233807B1 (en) 1995-12-07 2001-05-22 Daimlerchrysler Ag Process for automatically screw-connecting two components

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