JPH0429002A - 計測装置のウォーミングアップ完了検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被測定物の変動量に対応してアナログ電気信
号を出力するセンサを有し、このセンサからの出力信号
を増幅するとともに所定単位に換算してこれを表示部で
表示するように構成した計測装置のウオーミングアツプ
完了を検出するウオーミングアツプ完了検出装置に関す
る。

［従来技術］ 最近、各種産業機械機器の自動化の進展にともない、微
小な変位量を測定するセンサを使用した各種の計測装置
が開発されている。この計測装置の一例としてねじを締
付ける際にドライバビットに加わるトルクに応じて生じ
る機械的変形量をアナログ電気信号として出力する歪み
ゲージを使用してこの歪みゲージの出力信号からドライ
バビットに加わるトルクを検出してこれを表示部で表示
するように構成した締付はトルク計測装置がある。

［発明が解決しようとする課題］ この締付はトルク計測装置では、ドライバビットに加わ
るトルクに応じて生じる機械的変形量が小さく、歪みゲ
ージの出力信号も極めて小さいため、その増幅が必要不
可欠となっている。そのため、このトルク計測装置は歪
みゲージの出力信号を増幅部に送り、これを表示部での
表示に必要なレベルまで増幅しているが、増幅部あるい
は歪みゲージを含むアナログ検出系は装置の電源が投入
されて定常状態に達し、温度的に安定した信号を出力す
るまでには、５分〜３０分のウオーミングアツプ時間が
必要となっている。

しかしながら、前記ウオーミングアツプ時間はただ経験
的に管理されているに過ぎず、前記ウオーミングアツプ
時間が経過しても、増幅部内の素子あるいは歪みゲージ
を含むアナログ検出系に故障等がある場合には、増幅部
が所定の増幅を行わなかったり、歪みゲージから正常に
出力信号が出力されないことがあり、この不良な状態で
歪みゲージの出力信号が増幅され、これが有効なデータ
として表示部で表示されることになる。そのため。

締付は良否の判定等の際には正常にねじ締め作業が行わ
れた製品が最終的に締付はトルク不足として不良品と判
定される等の誤判定を招く等の欠点が生じている。

本発明は、上記欠点の除去を目的とするもので、被測定
物の変位量に応じたアナログ電気信号を出力するセンサ
を有し、センサの出力信号から被測定物の変位量を計測
する計測装置のウオーミングアツプ完了を検出できる装
置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、被測定物の変動量に応じたア
ナログ電気信号を出力するセンサが配置され、このセン
サの出力信号を増幅部で増幅するとともにこれが制御部
に送られるように構成されている。前記制御部は増幅部
の出力信号を所定の単位に換算して表示部で表示すると
ともに電源投入から増幅部の出力信号を所定サンプリン
グ時間ごとに検出してこれを設定部で設定された設定値
と比較し、増幅部の出力信号が前記設定値を超えて零点
に近づいたことを検出してウオーミングアツプ完了信号
を出力するように構成されている。

また、前記制御部はウオーミングアツプ完了信号を外部
出力部に送るように構成してもよい。

さらに、電源投入により時間計測を開始するタイマを設
けて、このタイマの設定時間を前記増幅部を含むアナロ
グ検出系が電源投入してから定常状態に達して温度的に
安定した出力信号を出力するまでに必要な時間となるよ
うに設定しておくとともに、前記制御部をタイマのタイ
ムアツプまでにウオーミングアツプ完了信号が出力され
ない時、表示部で異常を表示するように構成することも
できる。

［作用］ 上記計測装置では、電源が投入されると、タイマが作動
し１時間計測を開始する。一方、電源投入時のセンサの
出力が増幅部に加わり、これが増幅部で増幅される。こ
の増幅部の出力信号が所定サンプリング時間ごとに読込
まれ、これが設定部の設定値と比較され、増幅部の出力
信号が設定値を超えて零点に近づいたか否かが、繰返し
判定される。前記増幅部の出力信号が前記設定値を超え
て零点に近くなったことが検出されると、ウオーミング
アップ完了信号が出力され、すでにアナログ検出系が温
度的に安定した出力信号を出力する定常状態に達して、
計測装置が計測可能状態になったものとして、これが外
部に表示されるか、あるいは外部出力部から外部に出力
される。

また、前記タイマが電源投入により時間計上を開始して
から、あらかじめ設定されたウオーミングアツプ時間が
経過してタイムアツプ信号が出力されるまでに、前記ウ
オーミングアツプ完了信号が出力されてない時には、た
だちに前記アナログ検出系になんらかの異常があるもの
と判定し、これを表示部で表示することができる。

［実施例］ 以下、実施例を計測装置の一例をなす自動ねじ締め機に
付設される締付はトルク計測装置ついて説明する。第１
図において、１は自動ねじ締め機Ａに付設される締付は
トルク計測装置であり、ドライバビット２に加わる反力
を受けて変形する歪み管３に貼付されたセンサの一例の
歪みゲージ４を有している。この歪みゲージ４は歪み管
３に生じる機械的変形量に応じて微小なアナログ電気信
号を出力するように構成されている。この歪みゲージ４
の出力信号は増幅部５に送られ、後記する表示部６で表
示するに必要なレベルまで増幅されるように構成されて
いる。また、前記増幅部５には調整段階で作動させる零
点補正部５ａおよびゲイン補正部５ｂが接続されており
、表示部６で表示する値が実際のトルクに一致するよう
に較正可能に構成されている。

さらに、前記増幅部５の出力信号はサンプルホールド部
７に送られ、このサンプルホールド部７は後記するホー
ルド指令信号を受けてその時の増幅部５の出力信号を保
持するように構成されている。前記サンプルホールド部
７の出力はＡ／Ｄ変換部８に送られ、このＡ／Ｄ変換部
８はサンプルホールド部７でホールドされているアナロ
グ信号をディジタル信号に変換し、これを制御部９の入
力部に送るように構成されている。また、前記Ａ／Ｄ変
換部８はあらかじめ所定の基準入力値によりゲイン調整
、零調整といったキャリブレーションが表示部６を使用
して容易に行えるように構成されている。

また、制御部９の入力部には設定時間を任意に設定でき
るタイマ１０が接続されており、このタイマＩＯは電源
投入により時間計測を開始するように構成されている。

このタイマ１０の設定時間は、歪みゲージ４、増幅部５
、その他の構成部品（図示せず）で構成されるアナログ
検出系が定常状態に達して温度的に安定した出力が得ら
れるに十分な時間に設定され、５〜３０分程度の最長ウ
オーミングアツプ時間が設定されるように構成されてい
る。

さらに、前記制御部９には表示部６が接続されており、
この表示部６でウオーミングアツプ完了表示、あるいは
異常表示がなされるように構成されている。また、この
制御部９にはウオーミングアツプ完了信号および異常検
出信号を外部に出力する外部出力部１１が接続されてお
り１周辺機器に各種の指令を与えるように構成されてい
る。さらに、前記制御部９にはアナログ検出系の出力信
号が定常状態に達して温度的に安定したと判定される零
点から（＋）側、（−）側の２つの基準値を設定値とす
る設定部１２が接続されている。この、設定値は前記出
力信号が大きい時には必要精度に応じたレベルの値が選
択され、定常状態を待つまでもなく、必要精度が得られ
るようになればただちにウオーミングアツプの完了が検
出可能に構成されている。

また、前記制御部９は第２図に示すように、電源が投入
されると、 １）サンプルホールド部７にホールド指令信号を出力す
るとともに、Ａ−Ｄ変換部８からのデータを読込み、こ
れをＡデータとして記憶する。

２）設定部１２の設定値を呼出し、これをＢデータ、Ｃ
データとしてＡデータとＢデータとを比較し、Ａデータ
がＢデータよりも大きい時、７）にジャンプする。

３）ＡデータとＣデータとを比較し、ＡデータがＣデー
タよりも小さい時、７）にジャンプする。

４）ウオーミングアツプ完了検出信号を外部出力部１１
に出力するとともに、締付はプログラムを開始する。

５）全作業終了信号を待つ。

６）エンド。

７）所定サンプリング時間が経過するのを待つ。

（通常、１０秒程度。ただし、任意に変更可能。）８）
タイマ１０からのタイムアツプ信号の有無を判定し、タ
イムアツプ信号がない時、１）に戻る。

９）異常検出信号を出力するとともに、表示部６に異常
表示指令信号を出力する。

１０）リセット信号を待って、６）に戻る。

上記動作を行うように構成されている。

上記締付はトルク計測装置では、電源が投入されると、
歪みゲージ４、増幅部５、その他の構成部品を含むアナ
ログ検出系の出力信号が定常状態に達して安定した出力
信号を出力するに必要と考えられる時間が設定されたタ
イマ１０が時間計上を開始する。電源投入と同時に、サ
ンプルホールド部７にホールド指令信号が出力され、増
幅部５で増幅された歪みゲージ４の出力信号がサンプル
ホールド部７に保持されてＡ／Ｄ変換部８でディジタル
値に変換され、さらにこれが制御部９の入力部に送られ
てＡデータとして記憶される。このＡデータは、アナロ
グ検出系の出力信号が温度的に安定した出力信号を出力
すると判定される零点から（＋）側、（−）側の設定値
Ｂデータ、Ｃデータと順次比較され、Ａデータがこれら
の設定値内にある時は、ただちにウオーミングアツプ完
了信号を外部出力部１１に出力するとともに、表示部６
にウオーミングアツプ完了表示指令信号を出力し、所定
のねじ締め作業の開始可能状態を外部に知らせる。これ
により、作業者は作業を開始し、正確な計測のもとねじ
締め作業を行うことができる。

その後、自動ねじ締め機Ａの締付はプログラムが実行さ
れ、締付は作業および締付はトルクの検出が繰返し行わ
れ、全作業完了信号を待ってすべての作業を完了する。

また、前記Ａデータが前記設定値内にない時は、アナロ
グ検出系が定常状態に達しておらず、温度的に安定した
出力信号を出力していないものと判断され、所定サンプ
リング時間ごとにサンプルホールド部７にホールド指令
信号を出力し、アナログ検出系の出力信号の安定を待つ
。

一方、前記タイマ１０が時間計上を開始してから、通常
アナログ検出系が温度的に安定した出力信号を出力する
と経験的に得られる時間が経過しても、Ａデータが所定
設定値内に達しない時には、アナログ検出系になんらか
の故障が生じたものとして、異常表示指令信号が表示部
６および外部出力部１１に出力される。そのため、作業
者はこの状態でねじ締め作業を行うことがなく、アナロ
グ検出系が不良な状態で、力じ締め作業が行われるよう
なことはない。

なお、前記設定部１２の設定値をアナログ検出系が安定
した出力信号を出力すると判断するための基準値とする
代わりに、要求精度に応じてこれら設定値の幅を広くな
るように変更してもよい、この場合、無駄な待ち時間を
さらに少なくできる。

また、実施例では通常のウオーミングアツプ完了時間を
設定するためにタイマ部品を使用しているが、これをプ
ログラム上で構成してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように１本発明は電源投入後にセンサを含
むアナログ検出系の出力信号を監視してこれが温度的に
安定した出力信号を出力すると判断される範囲内に達す
るとこれを外部に知らせるように構成しているため、所
定の計測作業を開始するまで、必要以上の無駄な待ち時
間が生じるようなことがなく、迅速に所定の計測作業を
開始することができる等の利点がある。また、本発明は
前記構成に加え、所定のウオーミングアツプ時間を設定
するタイマを設けるとともに、このウオーミングアツプ
時間が経過するまでにアナログ検出系の出力信号が安定
していない時には異常表示を行うように構成しているた
め、増幅部、センサ、その他構成部品を含むアナログ検
出系の異常を検出することができ、異常発生時に計測が
行われることがなくなり、アナログ検出系が異常な状態
゛で、計測作業が行われることがなく、締付はトルクの
良否を判定する際のように正常に締付けられたワークを
締付は不良とするような誤判定も皆無となり、極めて信
頼性の高い計測装置を提供することができる等の利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例の締付はトルク計測装置の構成を
示すブロック図、第２図は本発明の一例の締付はトルク
計測装置の制御部の動作を説明するフローチャートであ
る。 Ａ　自動ねじ締め機、 １　締付はトルク計測装置、２ ３　歪み管、　　　　　　　４ ５　増幅部、　　　　　　５ａ ５ｂ　　ゲイン補正部、　　　　６ ７　サンプルホールド部、　８ ９　制御部、１０ １１　　外部出力部、　　　　　１２ ドライバビツト、 歪みゲージ、 零点補正部、 表示部、 Ａ／Ｄ変換部、 タイマ、 設定部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被測定物の変動量に応じたアナログ電気信号を出力
   するセンサを有し、このセンサの出力信号を増幅部で増
   幅して所定の単位に換算してこれを表示部で表示するよ
   うに構成した計測装置において、 電源投入から増幅部の出力信号を所定サンプリング時間
   ごとに検出してこれを設定部で設定された設定値と比較
   し、増幅部の出力信号が設定値を超えて零点に近くなっ
   たことを検出してウォーミングアップ完了信号を出力す
   る制御部を設けたことを特徴とするウォーミングアップ
   完了検出装置。 ２）制御部は、ウォーミングアップ完了信号を外部出力
   部に出力するように構成されたことを特徴とする請求項
   １）に記載の計測装置のウォーミングアップ完了検出装
   置。 ３）被測定物の変動量に応じたアナログ電気信号を出力
   するセンサを有し、このセンサの出力信号を増幅部で増
   幅して所定の単位に換算してこれを表示部で表示するよ
   うに構成した計測装置において、 電源投入により時間計測を開始するタイマを設け、この
   タイマの設定時間を増幅部を含むアナログ検出系が電源
   投入してから定常状態に達するまでに必要な時間とする
   一方、 電源投入から増幅部の出力信号を所定サンプリング時間
   ごとに検出してこれを設定部の設定値と比較し、増幅部
   の出力信号が前記設定値を超えて零点に近くになつたこ
   とを検出してウォーミングアップ完了信号を出力すると
   ともに、前記タイマがタイムアップするまでにウォーミ
   ングアップ完了信号が出力されない時、表示部で異常表
   示を行う制御部を設けたことを特徴とするウォーミング
   アップ完了検出装置。