JPH07308865A - Impact type thread fastening device - Google Patents
Impact type thread fastening deviceInfo
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- JPH07308865A JPH07308865A JP9939294A JP9939294A JPH07308865A JP H07308865 A JPH07308865 A JP H07308865A JP 9939294 A JP9939294 A JP 9939294A JP 9939294 A JP9939294 A JP 9939294A JP H07308865 A JPH07308865 A JP H07308865A
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- tightening
- fastening force
- impact
- fastening
- force
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- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、衝撃力を利用して、
ねじ締め作業を行なうねじ締め装置、例えばインパクト
・レンチやインパクト式ナット・ランナーなどに関し、
特に、ねじの締結力（締付け力）を制御する技術に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION This invention utilizes impact force to
For screw tightening devices that perform screw tightening work, such as impact wrenches and impact type nuts and runners,
In particular, the present invention relates to a technique for controlling the fastening force (tightening force) of a screw.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の締付けトルクを制御するインパク
ト・レンチとしては、例えば実願平３−１２３７０号に
記載の装置がある。図１８は上記の装置の断面図であ
る。図１８において、主軸１５は磁歪効果を有する材料
で構成されている。そしてねじ締めの際に発生するトル
ク・パルスに伴う主軸１５表面の透磁率変化をトルク検
出部１１の検出コイル２６ａ、２６ｂのインダクタンス
変化として検出することにより、トルクの変化を検出す
る。そして、検出されたトルクが所定の範囲の値に達し
たところで、制御装置１１０からの制御信号により、シ
ャット・オフ・バルブ１２が閉じてエア・モータ部１３
への圧縮空気が遮断され、これによって油圧パルス発生
部１４および主軸１５の駆動を停止させるように構成さ
れている。しかし、テーパ・ビーム・レンチなどのトル
ク・レンチによるねじ締めの場合には、締付けトルクと
締結部に発生する締結力とが比例関係にあるが、上記の
ごときインパクト・レンチにおいては、インパクトによ
るトルク・パルスのピーク値は締結力には比例せず、例
えば、直前のインパクトよりもトルク・パルスのピーク
値の小さなインパクトが発生した場合にも締結力が増加
する、というようなことが頻繁に生じることが実験の結
果判明した。このように、インパクトによるトルク・パ
ルスのピーク値は締結力に一対一で対応する量とはいえ
ないため、このトルク・パルスのピーク値を正確に検出
しても締結力を精度良く検出することはできず、したが
って、これに基づいてシャット・オフ・バルブをカット
・オフ制御したとしても、締結力を精度良く制御してい
ることにはならない。上記のように従来の装置において
は、締結力を正確に検出することができなかったので、
所望の締結力に正確に制御することが困難である、とい
う問題があった。2. Description of the Related Art As a conventional impact wrench for controlling tightening torque, there is, for example, a device described in Japanese Patent Application No. 3-12370. FIG. 18 is a cross-sectional view of the above device. In FIG. 18, the main shaft 15 is made of a material having a magnetostrictive effect. Then, a change in torque is detected by detecting a change in magnetic permeability of the surface of the spindle 15 due to a torque pulse generated when tightening the screw as a change in inductance of the detection coils 26a and 26b of the torque detection unit 11. Then, when the detected torque reaches a value within a predetermined range, the shut-off valve 12 is closed by the control signal from the control device 110, and the air motor unit 13 is closed.
The compressed air is shut off, and the drive of the hydraulic pressure pulse generator 14 and the main shaft 15 is stopped. However, when tightening a screw with a torque wrench such as a taper beam wrench, the tightening torque and the tightening force generated at the tightening part are in a proportional relationship. -The peak value of the pulse is not proportional to the fastening force, and for example, the fastening force often increases even when an impact with a smaller torque / peak peak value occurs than the immediately preceding impact. It turned out as a result of the experiment. As described above, the peak value of the torque pulse due to impact cannot be said to correspond to the fastening force on a one-to-one basis. Therefore, even if the peak value of the torque pulse is accurately detected, the fastening force must be detected accurately. Therefore, even if the shut-off valve is cut-off controlled based on this, the fastening force is not accurately controlled. As described above, in the conventional device, it was not possible to accurately detect the fastening force.
There is a problem that it is difficult to accurately control the desired fastening force.
【０００３】上記の問題を解決するため、本出願人は、
ねじの着座に伴うトルク・パルスの波形変形から着座時
点を判定し、締結力を正確に演算する装置を既に出願し
ている（特願平５−３３３９８８：未公開）。図１９
は、上記の装置における演算のフローチャートである。
なお、機構部分は図１８に示したものと同じである。以
下、図１９に示すフローチャートに基づいて締結力の演
算および制御の手順を説明する。まず、ステップＳ２０
１で目標締結力ｃＦｃの値を、またステップＳ２０２で
着座判定しきい値フリーランニング時間ｓｔFRをそれぞ
れ設定した後、ステップＳ２０３でインパクト数のカウ
ンタをリセットし＜カウントｉ＝０＞、さらにステップ
Ｓ２０４でそれまでの締結力の値をリセットする＜Ｆ
(０）＝０＞。In order to solve the above problems, the applicant has
An application has already been filed for a device that determines the seating time from the waveform deformation of the torque pulse accompanying the seating of the screw and accurately calculates the fastening force (Japanese Patent Application No. 5-333988: unpublished). FIG. 19
3 is a flowchart of calculation in the above device.
The mechanical portion is the same as that shown in FIG. Hereinafter, the procedure for calculating and controlling the fastening force will be described based on the flowchart shown in FIG. First, step S20
After setting the value of the target fastening force cFc at 1 and the seating determination threshold free running time st FR at step S202, the impact number counter is reset at step S203 <count i = 0>, and further step S204. Reset the value of the fastening force up to then <F
(0) = 0>.
【０００４】次に、ステップＳ２０５では、ねじ締めを
開始する。また、ステップＳ２０６〜ステップＳ２０８
はループを形成しており、着座まではインパクトごとに
着座判定を行なう。まず、ステップＳ２０６でカウント
ｉを１だけ増加させた後、ステップＳ２０７でトルクセ
ンサの信号からフリーランニング時間ｔFRを求める。な
お、フリーランニング時間とは、各インパクトごとに発
生する複数のトルク・パルスのうち最初に発生するトル
ク・パルスと第２番目に発生するトルク・パルスとの間
隔であり、この間はナットとボルトはフリーランニング
状態になっている。Next, in step S205, screw tightening is started. In addition, steps S206 to S208
Forms a loop, and seating determination is performed for each impact until seating. First, after incrementing the count i by 1 in step S206, the free running time t FR is obtained from the signal of the torque sensor in step S207. The free-running time is the interval between the first torque pulse and the second torque pulse of the plurality of torque pulses generated for each impact, during which the nut and bolt are Free running state.
【０００５】次に、ステップＳ２０８では、フリーラン
ニング時間ｔFRが着座判定しきい値フリーランニング時
間ｓｔFR以下か否かを判断し、ＮＯすなわち未着座であ
ればステップＳ２０６に戻ってステップＳ２０８までを
繰返す。一方、ステップＳ２０８でＹＥＳになると、す
なわち着座と判定すると、ステップＳ２０９〜ステップ
Ｓ２１２およびステップＳ２１３よりなるループに進
み、インパクトごとに締結力の計算を行なう。まず、ス
テップＳ２０９では、トルクセンサの信号からインパク
トに対応したトルクパルスのピーク値（以下、ピーク・
トルク値と記す）ＴP(ｉ）を求めて記憶する。なお、着
座時点においては、上記ステップＳ２０７において一時
的に記憶されているトルク信号からピーク・トルク値Ｔ
P(ｉ）を求めればよい。次に、ステップＳ２１０では、
Ｆ(ｉ−１）におけるトルク−締結力変換係数ＣTF(ｉ）
を、締結力データ・メモリ部のテーブルに基づいて計算
する。ただし、ＣTF(ｉ）＝ＣTF〔Ｆ(ｉ−１）〕。次
に、ステップＳ２１１では、インパクトによる締結力の
増加分δＦ(ｉ）＝ＣTF(ｉ）×ＴP(ｉ）を計算し、さら
にこのインパクト後の締結力Ｆ(ｉ）を、それまでの締
結力すなわち１回前のインパクト後の締結力Ｆ(ｉ−
１）に上記の増加分δＦ(ｉ）を加算することによって
計算する。したがって、Ｆ(ｉ）はＦ(ｉ）＝Ｆ(ｉ−
１）＋ＣTF(ｉ）×ＴP(ｉ）。次に、ステップＳ２１２
では、インパクト後の締結力Ｆ(ｉ）が目標締結力ｃＦ
ｃ以上か否かを判断し、ＮＯであればステップＳ２１３
でカウントｉを１だけ増加させた後、ステップＳ２０９
に戻ってステップＳ２１２までを繰返す。一方、ステッ
プＳ２１２でＹＥＳになると、ステップＳ２１４へ進
み、その時点でカット・オフ命令が出される。これによ
って圧縮空気のバルブが閉じられる。次に、ステップＳ
２１５では、終了するか否かを判断し、ＹＥＳであれば
そのまま終了し、ＮＯであればステップＳ２０３へ戻っ
て次のねじ締めを行なう。なお、上記の従来例および本
出願人の先行技術の説明は、インパクト・レンチを例と
して説明したが、インパクト式ナット・ランナー等にお
いても同様である。Next, in step S208, it is determined whether or not the free running time t FR is less than or equal to the seating determination threshold free running time st FR. If NO, that is, if the vehicle is not seated, the process returns to step S206 and the steps up to step S208 are performed. Repeat. On the other hand, if YES in step S208, that is, if it is determined to be seated, the process proceeds to a loop including steps S209 to S212 and step S213, and the fastening force is calculated for each impact. First, in step S209, the peak value of the torque pulse (hereinafter referred to as peak
Torque value) T P (i) is calculated and stored. At the time of sitting, the peak torque value T is calculated from the torque signal temporarily stored in step S207.
Find P (i). Next, in step S210,
Torque-engagement force conversion coefficient C TF (i) at F (i-1)
Is calculated based on the table of the fastening force data / memory unit. However, C TF (i) = C TF [F (i-1)]. Next, in step S211, the increase amount of the fastening force due to the impact δF (i) = C TF (i) × T P (i) is calculated, and the fastening force F (i) after this impact is calculated as before. Fastening force, that is, fastening force F (i-
It is calculated by adding the increment δF (i) to 1). Therefore, F (i) is F (i) = F (i-
1) + C TF (i) × T P (i). Next, step S212.
Then, the fastening force F (i) after impact is the target fastening force cF.
If it is NO, it is determined in step S213.
After incrementing the count i by 1 in step S209,
Then, the procedure returns to step S212 and is repeated. On the other hand, if YES in step S212, the flow advances to step S214, at which point a cut-off command is issued. This causes the compressed air valve to close. Next, step S
In 215, it is determined whether or not to end the process. If YES, the process ends as it is, and if NO, the process returns to step S203 to perform the next screw tightening. The above-mentioned conventional example and the description of the prior art by the present applicant have been described by taking an impact wrench as an example, but the same applies to an impact type nut runner and the like.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、図１８
に示した従来の装置においては、締結力を正確に検出す
ることができなかったので、所望の締結力に正確に制御
することが困難である、という問題があった。また、上
記の問題を解決するためになされた本出願人の先行発明
においては、締結力を正確に検出することはできるが、
次のごとき問題があった。すなわち、１つの合わせ面を
複数のボルトで締結する場合には、ボルトごとに目標と
する締結力まで一度に締付けることになるので、複数の
ボルト間に偏りを生じ、締結体とボルトとの芯ズレ等に
よって各ボルトの締結力にバラツキが発生してしまい、
均一に締付けることができない場合がある、という問題
があった。As described above, as shown in FIG.
In the conventional device shown in FIG. 2, since the fastening force cannot be detected accurately, there is a problem that it is difficult to accurately control the fastening force to a desired fastening force. Further, in the prior invention of the applicant made to solve the above problems, the fastening force can be accurately detected,
There were the following problems. That is, when one mating surface is fastened with a plurality of bolts, the target fastening force is tightened for each bolt at a time. Due to misalignment, the fastening force of each bolt will vary,
There is a problem that it may not be possible to evenly tighten them.
【０００７】本発明は、上記のごとき本出願人の先行技
術における問題を解決するためになされたものであり、
１つの合わせ面を複数のボルトで締結する場合にも精度
の良いねじ締め作業を行なうことのできるインパクト式
ねじ締め装置を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the problems in the prior art of the applicant as described above,
An object of the present invention is to provide an impact type screw tightening device capable of performing screw tightening work with high accuracy even when one mating surface is fastened with a plurality of bolts.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、請求項１に記載の発明にお
いては、駆動出力にパルス成分を有する駆動手段と、一
端にねじとの継手部を有し、上記駆動手段によって駆動
されることによってねじを締付ける主軸と、上記主軸の
トルク変化を検出するトルク検出手段と、を有するイン
パクト式ねじ締め機本体と、上記トルク検出手段の検出
結果から求めたピーク・トルク値を用いて、インパクト
ごとに締結力の増加量を演算して順次締結力を求め、目
標とする締結力を実現するように上記駆動手段へ与えら
れる動力源を制御し、かつ、１つの合わせ面を複数のボ
ルトで締結する場合に、締結を複数の段階に分けて各ボ
ルトごとに仮締付けを行ない、上記各段階ごとに各ボル
トの締結力を一定範囲の値とした後に次の段階に移るよ
うに制御し、最終的に上記目標とする締結力を達成する
ように制御する制御手段と、を備えている。なお、上記
の各手段は、例えば後記図１の実施例における下記の部
分に相当する。すなわち、インパクト式ねじ締め機本体
はインパクト式ねじ締め機本体１００（詳細は図２に表
示）に、駆動手段はモータ１０２とトルク・パルス発生
器１０３の部分に、主軸は主軸１０４に、トルク検出手
段はトルク検出器１０１に、制御手段は制御装置１２０
に、それぞれ相当する。In order to achieve the above object, the present invention is constructed as described in the claims. That is, in the invention described in claim 1, a drive means having a pulse component in the drive output, a joint part with a screw at one end, and a main shaft for tightening the screw when driven by the drive means, An impact type screw tightener main body having a torque detection means for detecting a torque change of the main shaft, and a peak torque value obtained from the detection result of the torque detection means are used to calculate an increase amount of the fastening force for each impact. Then, the fastening force is sequentially obtained, the power source applied to the drive means is controlled so as to realize the target fastening force, and when one mating surface is fastened by a plurality of bolts, fastening is performed by a plurality of fastenings. Temporarily tighten each bolt in stages, control each bolt to set the tightening force of each bolt within a certain range and move to the next stage, and finally set the above target. It comprises a control means for controlling so as to achieve fastening force, a. Each of the above means corresponds to, for example, the following part in the embodiment shown in FIG. That is, the impact type screw tightener main body is the impact type screw tightener main body 100 (details are shown in FIG. 2), the driving means is the motor 102 and the torque pulse generator 103, the main spindle is the main spindle 104, and the torque detection. The means is the torque detector 101, and the control means is the control device 120.
, Respectively.
【０００９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のインパクト式ねじ締め装置において、上記制御
手段を、仮締付け時における一時停止後に締付けを再開
して締結力を演算する際に、一時停止時に到達する締結
力の標準値を起点として各ボルトごとに締結力を演算す
るように構成したものである。上記の構成は、例えば後
記図１の実施例に相当する。また、請求項３に記載の発
明は、請求項１に記載のインパクト式ねじ締め装置にお
いて、上記制御手段を、仮締付け時における一時停止時
に各ボルトごとに締結力を記憶しておき、一時停止後に
締付けを再開して締結力を演算する際に、各ボルトごと
に上記の記憶されている締結力を起点として締結力を演
算するように構成したものである。なお、上記の構成
は、例えば後記図７の実施例に相当する。The invention described in claim 2 is the same as claim 1.
In the impact type screw tightening device described in (1), when the control means calculates the fastening force by restarting the fastening after a temporary stop at the time of temporary fastening, each bolt starts from the standard value of the fastening force reached at the temporary stop. It is configured to calculate the fastening force for each. The above structure corresponds to, for example, the embodiment shown in FIG. 1 described later. According to a third aspect of the present invention, in the impact type screw fastening device according to the first aspect, the control means stores the fastening force for each bolt at the time of temporary stop during temporary fastening, and temporarily stops. When the fastening force is restarted and the fastening force is calculated later, the fastening force is calculated starting from the stored fastening force for each bolt. The above configuration corresponds to, for example, the embodiment shown in FIG. 7 described later.
【００１０】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
〜請求項３に記載のインパクト式ねじ締め装置におい
て、上記制御手段を、各ボルトごとに仮締付けとして少
なくとも着座時点で締付けを一時停止し、その後、目標
とする締結力まで締付けるように制御するように構成し
たものである。なお、上記の構成は、例えば後記図１ま
たは図７の実施例に相当する。また、請求項５に記載の
発明は、請求項１〜請求項４に記載のインパクト式ねじ
締め装置において、ねじ締め機本体を１個のみ備え、そ
のねじ締め機本体によって複数のボルトを順次仮締付け
しながら締結するように構成したものである。なお、上
記の構成は、例えば後記図１の実施例に相当する。ま
た、請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項４に記
載のインパクト式ねじ締め装置において、ねじ締め機本
体を複数個備え、複数のボルトをそれぞれのねじ締め機
本体で仮締付けしながら個別に締結するように構成した
ものである。なお、上記の構成は、例えば後記図１１の
実施例に相当する。The invention according to claim 4 is the same as claim 1
The impact type screw tightening device according to claim 3, wherein the control means controls the bolts to temporarily tighten the bolts at least at the time of seating and temporarily tighten the bolts until a target tightening force is reached. It is configured in. The above configuration corresponds to, for example, the embodiment of FIG. 1 or FIG. 7 described later. The invention according to claim 5 is the impact type screw tightening device according to any one of claims 1 to 4, wherein only one screw tightener main body is provided, and the plurality of bolts are sequentially provisioned by the screw tightener main body. It is configured to be tightened while tightening. The above configuration corresponds to, for example, the embodiment shown in FIG. 1 described later. Further, the invention according to claim 6 is the impact type screw tightening device according to any one of claims 1 to 4, wherein a plurality of screw tightener main bodies are provided, and a plurality of bolts are temporarily tightened by each screw tightener main body. However, they are configured to be individually fastened. The above configuration corresponds to, for example, the embodiment shown in FIG. 11 described later.
【００１１】[0011]
【作用】請求項１の発明は、１つの合わせ面を複数のボ
ルトで締結する場合に、締結を複数の段階に分けて各ボ
ルトごとに仮締付けを行ない、上記各段階ごとに各ボル
トの締結力を一定範囲の値とした後に次の段階に移るよ
うに制御し、最終的に目標とする締結力を達成するよう
に制御するものである。すなわち、複数の各ボルトを一
度に目標とする締結力まで締結するのではなく、一定の
締結力まで仮締付けを行ないながら順次目標とする締結
力まで締付けるものである。そのため、１つの合わせ面
を複数のボルトで締結する場合にも、目標とする締結力
に至るまでの途中段階でボルト間の締結力のバラツキを
小さく押さえることができるので、均一に締付けること
ができ、精度の良いねじ締め作業を行なうことができ
る。According to the invention of claim 1, when one mating surface is fastened with a plurality of bolts, the fastening is divided into a plurality of stages and temporary fastening is performed for each bolt, and each bolt is fastened at each stage. The force is controlled to move to the next stage after the force is set to a value within a certain range, and finally the target fastening force is achieved. That is, the plurality of bolts are not tightened to the target tightening force at one time, but are temporarily tightened to a constant tightening force while sequentially tightening to the target tightening force. Therefore, even if one mating surface is fastened with a plurality of bolts, the variation in the fastening force between the bolts can be suppressed in the middle of reaching the target fastening force, so that the fastening can be performed uniformly. It is possible to perform screw tightening work with high accuracy.
【００１２】また、請求項２に記載の発明は、仮締付け
後に再び当該ボルトの締付けを行なうときに締結力を計
算する際には、一時停止時に到達する締結力の標準値
（予め設定した値）を起点としてボルトごとに計算する
ように構成したものである。そのため、各段階におい
て、ボルトの締付け順番を必ずしも一定としなくても、
締結力を高い精度で演算できるので、各ボルトとも目標
とする締結力まで精密にねじ締めを行なうことができ
る。また、請求項３に記載の発明は、仮締付け時におけ
る一時停止時に各ボルトごとに締結力を記憶しておき、
仮締付け後に再び当該ボルトの締付けを行なうときに締
結力を計算する際には、ボルトごとに上記の記憶されて
いる締結力を起点として計算するように構成したもので
ある。そのため、一時停止させることなく締付けた場合
と同等の高い精度で各ボルトごとに締結力を演算できる
ので、各ボルトとも目標とする締結力まで精密にねじ締
めを行なうことができる。また、請求項４に記載の発明
においては、着座時点を基準として仮締付けの判断を行
なうように構成したものである。これは、インパクト・
トルクの波形変化から着座時点を精度良く判定できるこ
とを利用したものである。このように構成したことによ
り、常に締結力の小さい一定の状態で仮締付けを行なう
ことが出来るので、被締結体とボルトとの芯ズレが自動
的に調整されることになり、その後の締付けを均一に行
なうことができる。According to the second aspect of the invention, when the fastening force is calculated when the bolt is fastened again after the temporary fastening, the standard value of the fastening force reached at the time of temporary stop (a preset value ) Is the starting point and is configured to calculate for each bolt. Therefore, at each stage, the order of tightening the bolts does not have to be constant,
Since the fastening force can be calculated with high accuracy, it is possible to perform screw tightening up to the target fastening force with each bolt. The invention according to claim 3 stores the fastening force for each bolt at the time of temporary stop during temporary fastening,
When the tightening force is calculated when the bolt is tightened again after the temporary tightening, the above-mentioned stored tightening force for each bolt is used as a starting point for the calculation. Therefore, the fastening force can be calculated for each bolt with the same high precision as when tightening without stopping temporarily, so that each bolt can be screwed precisely up to the target fastening force. Further, in the invention described in claim 4, the provisional tightening is determined based on the seating time. This is the impact
This utilizes the fact that the seating time can be accurately determined from the change in the torque waveform. With this configuration, temporary tightening can always be performed with a small tightening force, so the misalignment between the body to be fastened and the bolt is automatically adjusted, and subsequent tightening It can be performed uniformly.
【００１３】ここで、着座に伴うインパクト・トルクの
波形変化について説明する。図１７は、戻り止めナット
（戻り止めナットに関しては、例えば「ねじ締め付け機
構設計のポイント」財団法人日本規格協会 １９８９年
第４刷発行 第２９９頁〜第３０１頁に記載）を用いて
締付けた場合の、インパクトが発生し始めてから着座
し、さらに締付けが完了するまでのインパクトの発生状
況と、各段階のインパクト・トルクの波形について模式
的に説明した図である。図１７で明らかなように、着座
前、着座時および着座後のインパクト・トルクの波形の
顕著な差異は、フリーランニング時間の差にある。フリ
ーランニング時間とは、一回のインパクト毎に発生する
複数のトルク・パルスのうち、第１番目に発生するトル
ク・パルスと第２番目に発生するトルク・パルスとの間
隔のことである。上記第１番目のトルク・パルスは、静
止しているボルトまたはナットにトルクがかかり始めて
から最大静止摩擦トルクに達してボルトまたはナットが
回転し始めるときのトルク波形であり、上記第２番目の
トルク・パルスは、回転しているボルトまたはナットが
動摩擦によって次第に減速していき停止するときのトル
ク波形である。そして、第１番目のトルク・パルスから
第２番目のトルク・パルスに至る間、すなわちフリーラ
ンニング時間においてはボルトまたはナットがフリーラ
ンニング状態で回転している。そして、着座に伴ってフ
リーランニング時間は急激に短くなり、着座後において
はフリーランニング時間は観測されなくなる。このこと
を利用して、先行技術として引用した特願平５−３３３
９８８号では着座判定を行っている。したがって、請求
項４のように構成することにより、１つの合わせ面を複
数のボルトで締結するような場合においても、目標とす
る締結力まで精密にねじ締めを行なうことができる。Now, the change in the waveform of the impact torque due to sitting will be described. FIG. 17 shows a case where a detent nut (for detent nut, for example, “Points of screw tightening mechanism design”, Japanese Standards Association, 1989, 4th edition, published on pages 299 to 301) is used for tightening. FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the impact generation state from the time when the impact starts to be seated until the tightening is completed, and the waveform of the impact torque at each stage. As is clear from FIG. 17, the significant difference in the waveform of the impact torque before sitting, during sitting and after sitting is the difference in free running time. The free running time is an interval between a torque pulse generated first and a torque pulse generated second among a plurality of torque pulses generated for each impact. The first torque pulse is a torque waveform when the stationary bolt or nut starts to be torqued and then reaches the maximum static friction torque and the bolt or nut starts to rotate. -Pulse is a torque waveform when a rotating bolt or nut is gradually decelerated by dynamic friction and then stopped. Then, the bolt or the nut rotates in the free running state during the period from the first torque pulse to the second torque pulse, that is, during the free running time. Then, the free running time sharply shortens with sitting, and the free running time is no longer observed after sitting. Utilizing this fact, Japanese Patent Application No. 5-333 cited as prior art
In 988, seating determination is performed. Therefore, with the structure according to the fourth aspect, even when one mating surface is fastened with a plurality of bolts, it is possible to perform precise screw tightening up to a target fastening force.
【００１４】また、請求項５に記載の発明は、１個のね
じ締め機本体を用いて、複数のボルトを順次仮締付けし
ながら締結するものであり、請求項６に記載の発明は、
ねじ締め機本体を複数個備え、複数のボルトをそれぞれ
のねじ締め機本体で仮締付けしながら個別に締結するも
の、例えば多軸インパクト式ナット・ランナのごときも
のである。このように構成したことにより、１個のイン
パクト・レンチを用いる場合でも、或いは多軸インパク
ト式ナット・ランナ等においても、目標とする締結力に
至るまでの途中段階でボルト間の締結力のバラツキを小
さく押さえることができるので、均一に締付けることが
でき、精度の良いねじ締め作業を行なうことができる。The invention according to claim 5 is one in which a plurality of bolts are fastened one by one using a single screw tightener main body in order, and the invention according to claim 6 is
The present invention is one in which a plurality of screw tightening machine bodies are provided and a plurality of bolts are individually tightened while being temporarily tightened by each of the screw tightening machine bodies, for example, a multi-axis impact type nut / runner. With this configuration, even when a single impact wrench is used, or in a multi-axis impact type nut / runner, etc., the fastening force between bolts varies during the process of reaching the target fastening force. Since it can be held small, the screws can be tightened uniformly and the screw tightening work can be performed with high accuracy.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。第１の実施例は、１つの合わせ面を複数のボルト
で締結する場合に、１台のインパクト・レンチを用いて
各ボルトごとに順次仮締付けを行ないながら目標とする
締結力まで締付けるものである。この実施例において
は、仮締付けの判断は着座時点を基準として行なう。す
なわち、各ボルトの着座時点で締付けを一時停止して次
のボルトの締付けを行ない、次に再び当該ボルトの締付
けを行なうときに締結力を計算する際には、一時停止時
に到達する締結力の標準値（予め設定した値）を起点と
してボルトごとに計算するようにした例である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the first embodiment, when one mating surface is fastened with a plurality of bolts, a single impact wrench is used to sequentially perform temporary fastening for each bolt and to a desired fastening force. . In this embodiment, the temporary tightening is judged based on the seating time. That is, when tightening is temporarily stopped at the time of seating of each bolt, the next bolt is tightened, and when the tightening force is calculated when tightening the bolt again, In this example, the standard value (preset value) is used as a starting point for each bolt.
【００１６】図１〜図４は本発明の第１の実施例図であ
り、図１は本実施例のブロック図、図２は圧縮空気を動
力源とするインパクト・レンチ本体の断面図、図３およ
び図４は演算処理を示すフローチャートである。まず、
図１において、インパクト式ねじ締め機本体１００は、
モータ１０２と、該モータ１０２の出力軸に接続され、
該モータ１０２の連続的な回転力をインパクト・トルク
に変換するインパクト・トルク発生器１０３と、該イン
パクト・トルク発生器１０３の出力軸すなわち主軸１０
４に作用しているトルクを検出するトルク検出器１０１
と、上記主軸１０４に取付けられた締付けソケット（継
手部）１０５とからなる。なお、モータ１０２は電動モ
ータ、エア・モータなどのように駆動力を発生するもの
であればいずれの形式のものでもよい。上記のインパク
ト式ねじ締め機本体１００には制御装置１２０が接続さ
れている。この制御装置１２０は、上記トルク検出器１
０１からの信号をトルク信号に変換するトルク信号処理
部１２１と、ピーク値処理部１２２と、フリーランニン
グ時間処理部１２８と、締結力データ・メモリ部１２３
と、締結力演算部１２４と、動力制御部１２５とから構
成されている。1 to 4 are diagrams of a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a block diagram of this embodiment, and FIG. 2 is a sectional view of an impact wrench body using compressed air as a power source. 3 and 4 are flowcharts showing the calculation processing. First,
In FIG. 1, the impact type screw tightener main body 100 is
A motor 102 and an output shaft of the motor 102,
An impact torque generator 103 that converts the continuous torque of the motor 102 into impact torque, and an output shaft of the impact torque generator 103, that is, the main shaft 10
Torque detector 101 for detecting the torque acting on 4
And a tightening socket (joint portion) 105 attached to the main shaft 104. The motor 102 may be of any type as long as it can generate a driving force such as an electric motor or an air motor. A control device 120 is connected to the impact type screw tightener main body 100. The control device 120 is the same as the torque detector 1 described above.
Torque signal processing unit 121 for converting the signal from 01 into a torque signal, peak value processing unit 122, free running time processing unit 128, and fastening force data / memory unit 123.
And a fastening force calculation unit 124 and a power control unit 125.
【００１７】次に、図２は、本発明の具体的な実施例で
あり、圧縮空気を動力源とするインパクト・レンチとし
て構成した場合の断面図を示す。図２において、１０は
インパクト・レンチ本体（図１の１００の部分に相当）
であり、このインパクト・レンチ本体１０内には、給気
部１６、エア．モータ部１３、油圧パルス発生部１４お
よびトルク検出部１１が設けられている。給気部１６に
は、エア・モータ部１３に連通するエア通路１７が形成
され、その途中にはメイン・バルブ１８および切替えバ
ルブ１９がこの順に設けられている。メイン・バルブ１
８は、バルブ操作レバー２０を引くことによって開き、
切替えバルブ１９は回転切替えレバー２１を所定の回転
位置まで回すことによって開くようになっている。エア
・モータ部１３は偏心したシリンダ内に配置された回転
駆動軸２２を備えており、この回転駆動軸２２は、ベー
ン２３に圧縮空気が作用することによって回転するよう
になっている。油圧パルス発生部１４は、エア・モータ
部１３の回転駆動軸２２に直結されたライナ・ケース２
４内に設けられた主軸１５と、この主軸１５に外装され
たドライビング・ブレード２５とからなり、ライナ・ケ
ース２４内には油液が充満されている。主軸１５は、一
定以上の負荷がないときはライナ・ケース２４内面とド
ライビング・ブレード２５の抵抗によってエア・モータ
部１３の回転駆動軸２２とともに回り、一定以上の負荷
があるときはリリーフ・バルブ２８を介してドライビン
グ・ブレード２５の内面に作用する油圧が変動すること
によって衝撃的に回るようになっている。この主軸１５
の先端部は、ソケット（ボックス・レンチ）を介してね
じに接続するような形状になっており、この先端部を所
望のねじに合わせることによって、ねじ締めを行なうこ
とができる。トルク検出部１１は、主軸１５の周囲に配
置され、かつ、インパクト・レンチ本体１０に固定され
た１対のコイル２６ａ、２６ｂから構成されている。主
軸１５は左右１対の螺旋角の異なる溝列２７ａ、２７ｂ
が設けられた磁歪効果を有する材料で作られており、こ
れらの溝列２７ａ、２７ｂに対向してコイル２６ａ、２
６ｂが配置されている。そして、これらのコイル２６
ａ、２６ｂによって、主軸１５に作用するトルクを検出
できるようになっている。圧縮空気の遮断機構の構成に
ついては、エア・モータ部１３へ送られる圧縮空気を供
給・遮断するためのシャット・オフ・バルブ１２が、切
替えバルブ１９とエア・モータ部１３とを連絡するエア
通路１７の途中に設けられている。Next, FIG. 2 is a specific embodiment of the present invention and shows a sectional view in the case of being configured as an impact wrench using compressed air as a power source. In FIG. 2, 10 is an impact wrench body (corresponding to 100 in FIG. 1)
In the impact wrench body 10, the air supply unit 16, the air. A motor unit 13, a hydraulic pressure pulse generation unit 14, and a torque detection unit 11 are provided. An air passage 17 communicating with the air motor portion 13 is formed in the air supply portion 16, and a main valve 18 and a switching valve 19 are provided in this order in the air passage 17. Main valve 1
8 is opened by pulling the valve operating lever 20,
The switching valve 19 is opened by turning the rotation switching lever 21 to a predetermined rotation position. The air motor unit 13 includes a rotary drive shaft 22 arranged in an eccentric cylinder, and the rotary drive shaft 22 is rotated by the compressed air acting on the vanes 23. The hydraulic pulse generator 14 is connected to the rotary drive shaft 22 of the air motor unit 13 and is directly connected to the liner case 2.
The main shaft 15 provided inside the main shaft 4 and the driving blade 25 that is externally mounted on the main shaft 15, and the liner case 24 is filled with oil liquid. The main shaft 15 rotates together with the rotary drive shaft 22 of the air motor unit 13 by the resistance of the inner surface of the liner case 24 and the driving blade 25 when there is no load above a certain level, and the relief valve 28 when there is a load above a certain level. The hydraulic pressure acting on the inner surface of the driving blade 25 via the shaft fluctuates to shockly rotate. This spindle 15
The tip end of is shaped so as to be connected to a screw via a socket (box wrench), and the screw tightening can be performed by aligning the tip end with a desired screw. The torque detector 11 is arranged around the main shaft 15 and is composed of a pair of coils 26 a and 26 b fixed to the impact wrench body 10. The main shaft 15 has a pair of left and right groove rows 27a and 27b having different spiral angles.
Are made of a material having a magnetostrictive effect, and the coils 26a, 2 are opposed to the groove rows 27a, 27b.
6b is arranged. And these coils 26
The torque acting on the main shaft 15 can be detected by a and 26b. Regarding the structure of the compressed air cutoff mechanism, the shut-off valve 12 for supplying / cutting off the compressed air sent to the air motor unit 13 connects the switching valve 19 and the air motor unit 13 to the air passage. It is provided in the middle of 17.
【００１８】また、インパクト・レンチ本体１０と電気
的に接続された制御装置３０は図１の１２０に相当する
部分であり、トルク検出部１１から発せられる信号を入
力としてトルク信号をつくるトルク信号処理部１２１
と、トルク信号からインパクトごとにピーク・トルク値
を抽出するピーク値処理部１２２と、フリーランニング
時間処理部１２８と、トルク−締結力変換係数と締結力
との関係を示す関数が記録されている締結力データ・メ
モリ部１２３と、締結力演算部１２４と、着座したか否
かおよび演算された締結力が適正範囲にあるか否かを判
定して、シャット・オフ・バルブ１２への開閉制御信号
を送出する動力制御部１２５とからなる。なお、上記の
１２１〜１２５および１２８は、図１と同じ構成である
ため、図示を省略している。Further, the control device 30 electrically connected to the impact wrench body 10 is a portion corresponding to 120 in FIG. 1, and torque signal processing for producing a torque signal by inputting a signal emitted from the torque detection portion 11 Part 121
And a peak value processing unit 122 that extracts a peak torque value for each impact from a torque signal, a free running time processing unit 128, and a function indicating the relationship between the torque-fastening force conversion coefficient and the fastening force are recorded. The fastening force data / memory unit 123, the fastening force calculation unit 124, the presence / absence of a seated seat, and a determination of whether the calculated fastening force is within an appropriate range to control the opening / closing of the shut-off valve 12. And a power control unit 125 for transmitting a signal. Note that the above 121 to 125 and 128 have the same configuration as in FIG.
【００１９】図５は、締結力データ・メモリ部１２３に
記録されている関数の一例図である。図５に示すよう
に、或るピーク・トルク値をもったインパクトが付与さ
れたとき、その時点での締結力が小さいときには、この
付与されたインパクトによる締結力の増加量は大きくな
り、一方、すでに相当のレベルの締結力が発生している
状態のときには、同じピーク・トルク値のインパクトで
もこれによって上乗せされる締結力の増加量は大きくな
いことがわかる。なお、その具体的な値は、ボルト、被
締結体およびインパクト・レンチの組合せでそれぞれ異
なる。このような係数データがインパクト・レンチとそ
の使用対象であるボルトおよび被締結体との組合せごと
に関数として用意される。締結力演算部１２４では後述
するように上記のピーク・トルク値と関数データを基に
締結力が演算される。FIG. 5 is an example of a function recorded in the fastening force data memory unit 123. As shown in FIG. 5, when an impact having a certain peak torque value is applied and the fastening force at that time is small, the amount of increase in the fastening force due to the given impact becomes large, while It can be seen that, when the fastening force of a considerable level has already been generated, even if the impact of the same peak torque value is applied, the increase amount of the fastening force added by this is not large. The specific value differs depending on the combination of the bolt, the tightened body, and the impact wrench. Such coefficient data are prepared as a function for each combination of the impact wrench, the bolt and the object to be fastened, which are objects of use of the impact wrench. As will be described later, the fastening force calculator 124 calculates the fastening force based on the peak torque value and the function data described above.
【００２０】次に、図３および図４に示すフローチャー
トに基づいて第１の実施例の作用を説明する。なお、図
３および図４において、およびはそれぞれ同符号の
部分が接続されることを示す。図２に示したバルブ操作
レバー２０が引かれることによって給気部１６からシャ
ット・オフ・バルブ１２を介してエア・モータ部１３に
送られた圧縮空気により、エア・モータ部１３の回転駆
動軸２２が回転し、その回転力は油圧パルス発生部１４
において衝撃的な回転力に変換され、主軸１５に伝達さ
れて、ねじ締め作業が行われる。まず、図３のステップ
Ｓ１およびステップＳ２において目標締結力ｃＦｃおよ
びボルト締付け本数ＮBの値を設定し、またステップＳ
３およびステップＳ４で予め実験で求めた着座時の標準
締結力ＦLおよび着座判定しきい値フリーランニング時
間ｓｔFRをそれぞれ設定する。ここで、ボルト締付け本
数ＮBは１つの合わせ面の締結に必要なボルト本数であ
り、着座時の標準締結力ＦLは着座時に得られる締結力
の標準値である。次に、ステップＳ５でボルト締付け本
数のカウンタをリセットし＜カウントｋ＝０＞、ステッ
プＳ６〜ステップＳ１３のループに進み、ボルトごとに
着座まで仮締めする。Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to the flow charts shown in FIGS. In addition, in FIG.3 and FIG.4, and shows that the part of the same code | symbol is respectively connected. The compressed air sent from the air supply unit 16 to the air motor unit 13 via the shut-off valve 12 by pulling the valve operating lever 20 shown in FIG. 2 causes the rotation drive shaft of the air motor unit 13. 22 rotates, and the rotational force is generated by the hydraulic pulse generator 14
Is converted into a shocking rotational force and transmitted to the main shaft 15 to perform screw tightening work. First, in steps S1 and S2 of FIG. 3, the target fastening force cFc and the bolt tightening number N B are set, and step S
In step 3 and step S4, the standard fastening force F L for sitting and the seating determination threshold free running time st FR, which are obtained by experiments in advance, are set. Here, the bolt tightening number N B is the number of bolts required for the conclusion of the one mating surface, the standard fastening force F L at the time of sitting is a standard value in the fastening force obtained during seating. Next, in step S5, the counter for the number of bolts tightened is reset <count k = 0>, the process proceeds to the loop of steps S6 to S13, and each bolt is temporarily tightened until it is seated.
【００２１】ステップＳ６〜ステップＳ１３において、
ステップＳ１０はフリーランニング時間処理部１２８に
おける処理内容、ステップＳ８、ステップＳ１１および
ステップＳ１２は動力制御部１２５における処理内容で
あり、その他は締結力演算部１２４における処理内容で
ある。まず、ステップＳ６でカウントｋを１だけ増加さ
せた後、ステップＳ７でインパクト数のカウンタをリセ
ットし＜カウントｉ＝０＞、ステップＳ８でねじ締めを
開始する。また、ステップＳ９〜ステップＳ１１はルー
プを形成しており、着座まではインパクトごとに着座判
定を行なう。まず、ステップＳ９でカウントｉを１だけ
増加させた後、ステップＳ１０でトルク信号処理部１２
１からの信号（トルク信号）に基づいてフリーランニン
グ時間ｔFRを求める。In steps S6 to S13,
Step S10 is the processing content in the free running time processing unit 128, Steps S8, S11 and S12 are the processing content in the power control unit 125, and the others are the processing content in the fastening force calculation unit 124. First, after increasing the count k by 1 in step S6, the impact number counter is reset in step S7 <count i = 0>, and screw tightening is started in step S8. Further, steps S9 to S11 form a loop, and seating determination is performed for each impact until seating. First, after incrementing the count i by 1 in step S9, the torque signal processing unit 12 is incremented in step S10.
The free running time t FR is calculated based on the signal from 1 (torque signal).
【００２２】次に、ステップＳ１１では、フリーランニ
ング時間ｔFRが着座判定しきい値フリーランニング時間
ｔFR以下か否かを判断し、ＮＯすなわち未着座であれば
ステップＳ９に戻ってステップＳ１１までを繰返す。ま
た、ステップＳ１１でＹＥＳになると、すなわち着座と
判定すると、ステップＳ１２へ進み、一時停止命令が出
される。これによって圧縮空気のバルブが閉じられ、仮
締付けを終了する。次に、ステップＳ１３でカウントｋ
がボルト締付け本数ＮBに等しいか否かを判断し、ＮＯ
すなわち仮締付けを終了していないボルトがあれば、ス
テップＳ６に戻ってステップＳ１３までを繰返す。一
方、ステップＳ１３でＹＥＳになると、すなわちすべて
のボルトの仮締付けが終了すると、図４のステップＳ１
４に進み（→）、カウントｋを再度リセットし＜ｋ
＝０＞、ステップＳ１５〜ステップＳ２５のループに進
み、ボルトごとに本締付けを行なう。Next, in step S11, the free running time t FR is determined whether the sitting determination threshold free running time t FR Hereinafter, until step S11 returns to step S9 if NO, that is not yet seated Repeat. If YES in step S11, that is, if it is determined that the vehicle is seated, the process proceeds to step S12, and a temporary stop command is issued. As a result, the valve for compressed air is closed and the temporary tightening is completed. Next, in step S13, the count k
Is equal to the number of bolts tightened N B , NO
That is, if there is a bolt for which the temporary tightening has not been completed, the process returns to step S6 and steps up to step S13 are repeated. On the other hand, if YES in step S13, that is, if the temporary tightening of all bolts is completed, step S1 in FIG.
Go to 4 (→) and reset the count k again <k
= 0>, the process proceeds to the loop of step S15 to step S25, and final tightening is performed for each bolt.
【００２３】ステップＳ１５〜ステップＳ２５におい
て、ステップＳ２０はピーク値処理部１２２における処
理内容、ステップＳ２３およびステップＳ２４は動力制
御部１２５における処理内容であり、その他は締結力演
算部１２４における処理内容である。まず、ステップＳ
１５でカウントｋを１だけ増加させた後、ステップＳ１
６でカウントｉを再度リセットし＜ｉ＝０＞、ステップ
Ｓ１７で締結力を着座時の標準締結力ＦLにセットした
後＜Ｆ(０）＝ＦL＞、ステップＳ１８でねじ締めを再開
する。また、ステップＳ１９〜ステップＳ２３はループ
を形成しており、インパクトごとに締結力の計算を行な
う。まず、ステップＳ１９でカウントｉを１だけ増加さ
せた後、ステップＳ２０でトルク信号からインパクトの
ピーク・トルク値ＴP(ｉ）を求めて記憶する。In steps S15 to S25, step S20 is the processing content in the peak value processing section 122, step S23 and step S24 are the processing content in the power control section 125, and the others are the processing content in the fastening force computing section 124. . First, step S
After incrementing the count k by 1 at 15, step S1
The count i is reset again at 6 <i = 0>, after setting the fastening force to the standard tightening force F L at the time of sitting at Step S17 <F (0) = F L>, resume screwing in step S18 . Further, steps S19 to S23 form a loop, and the fastening force is calculated for each impact. First, after incrementing the count i by 1 in step S19, the peak torque value T P (i) of the impact is obtained from the torque signal and stored in step S20.
【００２４】次に、ステップＳ２１では、Ｆ(ｉ−１）
におけるトルク−締結力変換係数ＣT F(ｉ）を、締結力
データ・メモリ部１２３のテーブルに基づいて計算す
る。ただし、ＣTF(ｉ）＝ＣTF［Ｆ(ｉ−１）］。次に、
ステップＳ２２では、インパクトによる締結力の増加分
δＦ(ｉ）＝ＣT F(ｉ）×ＴP(ｉ）を計算し、さらにこの
インパクト後の締結力Ｆ(ｉ）を、それまでの締結力す
なわち１回前のインパクト後の締結力Ｆ(ｉ−１）に上
記の増加分δＦ(ｉ）を加算することにより計算する。
したがって、Ｆ(ｉ）はＦ(ｉ）＝Ｆ(ｉ−１）＋Ｃ
TF(ｉ）×ＴP(ｉ）。次に、ステップＳ２３では、イン
パクト後の締結力Ｆ(ｉ）が目標締結力ｃＦｃ以上か否
かを判断し、ＮＯであればステップＳ１９に戻ってステ
ップＳ２３までを繰返す。一方、ステップＳ２３でＹＥ
Ｓになると、ステップＳ２４へ進み、その時点でカット
・オフ命令が出される。これによって圧縮空気のバルブ
が閉じられ、本締付けを終了する。次に、ステップＳ２
５でカウントｋがボルト締付け本数ＮBに等しいか否か
を判断し、ＮＯすなわち本締付けを終了していないボル
トがあれば、ステップＳ１５に戻ってステップＳ２５ま
でを繰返す。一方、ステップＳ２５でＹＥＳになると、
すなわちすべてのボルトの本締付けが終了すると、ステ
ップＳ２６に進み、終了するか否かを判断し、ＹＥＳで
あればそのまま終了し、ＮＯであればステップＳ５へ戻
って（→）次のワークのねじ締めを行なう。Next, in step S21, F (i-1)
The torque-engagement force conversion coefficient C T F (i) at is calculated based on the table of the engagement force data memory unit 123. However, CTF (i) = CTF [F (i-1)]. next,
In step S22, the increment δF fastening force by the impact of the (i) = C T F ( i) × T P (i) is calculated and the further fastening force F after the impact (i), the fastening force of the far That is, it is calculated by adding the above increment δF (i) to the fastening force F (i-1) after the impact one time before.
Therefore, F (i) is F (i) = F (i-1) + C
TF (i) x T P (i). Next, in step S23, it is determined whether or not the fastening force F (i) after impact is equal to or greater than the target fastening force cFc, and if NO, the process returns to step S19 to repeat step S23. On the other hand, in step S23, YE
When S is reached, the process proceeds to step S24, at which point a cut-off command is issued. As a result, the compressed air valve is closed, and the final tightening is completed. Next, step S2
In step 5, it is determined whether or not the count k is equal to the bolt tightening number N B. If NO, that is, if there is a bolt that has not been completely tightened, the process returns to step S15 and repeats steps up to step S25. On the other hand, if YES in step S25,
That is, when the main tightening of all the bolts is completed, the process proceeds to step S26, and it is determined whether or not the process is completed. Tighten.
【００２５】図６は、上記実施例と比較例（先行例）と
の演算精度についての比較図であり、○印は本実施例の
特性、●印は先行例の特性を示す。この例は、４ケ所締
めのコンパニオン・フランジ（着座時の座面間距離２５
ｍｍ）をＭ１２のボルトおよびナットを用いてｃＦｃ＝
５０ｋＮとして締結した場合の結果である。図６の特性
から明らかなように、本実施例では本締付け後の締結力
のボルト間のバラツキが先行例より著しく低減している
ことがわかる。FIG. 6 is a comparison diagram of the calculation accuracy of the above-described embodiment and the comparative example (preceding example), in which the ∘ mark indicates the characteristics of this embodiment, and the ● mark indicates the characteristics of the preceding example. In this example, companion flanges are tightened at four places (seat distance 25 when seated)
mm) using M12 bolts and nuts cFc =
It is the result when it is concluded as 50 kN. As is clear from the characteristics of FIG. 6, in this embodiment, the variation in the fastening force between the bolts after the main fastening is significantly reduced as compared with the preceding example.
【００２６】上記のように、本実施例においては、１台
のねじ締め機本体を用いて、１つの合わせ面を複数のボ
ルトで締結する場合に、各ボルトごとに複数の段階に分
けて目標とする締結力まで締付けを行い、しかも段階ご
とに各ボルトの締結力を一定範囲の値とした後、次の段
階に移るように制御し、かつ、仮締付け時の一時停止後
に締付けを再開して締結力を計算する際に、一時停止時
に到達する締結力の標準値を起点としてボルトごとに計
算するようにし、さらに、仮締付け時の一時停止は各ボ
ルトごとに着座時点で行ない、その後、目標とする締結
力まで締付けるようにしている。そのため、均一な締付
けが可能となり、本締付け後の締結力のボルト間のバラ
ツキを小さく押さえることができる。これにより、各ボ
ルトとも目標とする締結力まで精密にねじ締めを行なう
ことができる。As described above, in the present embodiment, when one screw tightener main body is used to fasten one mating surface with a plurality of bolts, each bolt is divided into a plurality of stages to achieve the target. Tighten the tightening force up to the specified value, control the tightening force of each bolt within a certain range for each step, then control to move to the next step, and restart the tightening after the temporary stop during temporary tightening. When calculating the fastening force with each bolt, the standard value of the fastening force reached at the time of temporary stop is used as the starting point for each bolt, and the temporary stop at the time of temporary fastening is performed for each bolt at the time of seating. The target tightening force is tightened. Therefore, uniform tightening is possible, and the variation in tightening force between bolts after main tightening can be suppressed. As a result, each bolt can be screwed with precision up to the target fastening force.
【００２７】次に、図７〜図９は、本発明の第２の実施
例であり、図７はブロック図、図８および図９は演算処
理を示すフローチャートである。この実施例は、１つの
合わせ面を複数のボルトで締結する場合に、１台のイン
パクト・レンチを用いて各ボルトごとに順次仮締付けを
行ないながら目標とする締結力まで締付けるものであ
る。この実施例においては、仮締付けの判断は着座時点
を基準として行なう。そして、各ボルトごとに着座時点
で締付けを一時停止すると共にそのときの締結力を記憶
しておき、次に再び当該ボルトの締付けを行なうときに
締結力を計算する際には、ボルトごとに上記の記憶され
ている締結力を起点として計算するようにした例であ
る。Next, FIGS. 7 to 9 show a second embodiment of the present invention, FIG. 7 is a block diagram, and FIGS. 8 and 9 are flow charts showing arithmetic processing. In this embodiment, when one mating surface is fastened with a plurality of bolts, a single impact wrench is used to sequentially perform temporary fastening for each bolt and to a target fastening force. In this embodiment, the temporary tightening is judged based on the seating time. Then, for each bolt, tightening is temporarily stopped at the time of seating and the tightening force at that time is stored, and when the tightening force is calculated again when the bolt is tightened again, This is an example in which the stored fastening force of is calculated as the starting point.
【００２８】まず、図７に基づいて構成を説明する。図
７において、インパクト式ねじ締め機本体１００は、第
１の実施例と同様に、モータ１０２、インパクト・トル
ク発生器１０３、主軸１０４、トルク検出器１０１およ
び締付けソケット１０５からなる。このインパクト式ね
じ締め機本体１００には制御装置１３０が接続されてい
る。制御装置１３０は、第１の実施例と同様のトルク信
号処理部１２１、ピーク値処理部１２２、フリーランニ
ング時間処理部１２８、締結力データ・メモリ部１２３
および動力制御部１２５のほかに、第１の実施例とは少
し異なる締結力演算部１３４を備えている。First, the structure will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the impact type screw tightener main body 100 includes a motor 102, an impact torque generator 103, a main shaft 104, a torque detector 101, and a tightening socket 105, as in the first embodiment. A control device 130 is connected to the impact type screw tightener main body 100. The control device 130 has the same torque signal processing unit 121, peak value processing unit 122, free running time processing unit 128, and fastening force data / memory unit 123 as in the first embodiment.
In addition to the power controller 125, a fastening force calculator 134, which is slightly different from that of the first embodiment, is provided.
【００２９】次に、図８および図９に示すフローチャー
トに基づいて第２の実施例の作用を説明する。なお、図
８および図９において、およびはそれぞれ同符号の
部分が接続されることを示す。まず、図８のステップＳ
３１およびステップＳ３２において目標締結力ｃＦｃお
よびボルト締付け本数ＮBの値をそれぞれ設定し、また
ステップＳ３３で予め実験で求めた着座判定しきい値フ
リーランニング時間ｓｔFRを設定する。次に、ステップ
Ｓ３４でボルト締付け本数のカウンタをリセットし＜カ
ウントｋ＝０＞、ステップＳ３５〜ステップＳ４５のル
ープに進み、ボルトごとに着座まで仮締付けする。ステ
ップＳ３５〜ステップＳ４５において、ステップＳ４２
はピーク値処理部１２２における処理内容、ステップＳ
３９はフリーランニング時間処理部１２８における処理
内容、ステップＳ３７、ステップＳ４０およびステップ
Ｓ４１は動力制御部１２５における処理内容であり、そ
の他は締結力演算部１３４における処理内容である。Next, the operation of the second embodiment will be described based on the flow charts shown in FIGS. 8 and 9. In addition, in FIG. 8 and FIG. 9, and indicate that parts having the same reference numerals are connected. First, step S in FIG.
In step 31 and step S32, the target fastening force cFc and the bolt tightening number N B are set, respectively, and in step S33, the seating determination threshold free running time st FR obtained in advance by experiment is set. Next, in step S34, the counter for the number of bolts tightened is reset <count k = 0>, and the process proceeds to the loop of steps S35 to S45 to temporarily tighten each bolt until seating. In steps S35 to S45, step S42
Is the processing content in the peak value processing unit 122, step S
39 is the processing content in the free running time processing unit 128, Steps S37, S40 and S41 are the processing content in the power control unit 125, and the others are the processing content in the fastening force calculation unit 134.
【００３０】まず、ステップＳ３５でカウントｋを１だ
け増加させた後、ステップＳ３６でインパクト数のカウ
ンタをリセットし＜カウントｉ＝０＞、ステップＳ３７
でねじ締めを開始する。また、ステップＳ３８〜ステッ
プＳ４０はループを形成しており、着座まではインパク
トごとに着座判定を行なう。まず、ステップＳ３８でカ
ウントｉを１だけ増加させた後、ステップＳ３９でトル
ク信号に基づいてフリーランニング時間ｔFRを求める。First, after incrementing the count k by 1 in step S35, the impact number counter is reset in step S36 <count i = 0>, and step S37.
Start screw tightening with. Further, steps S38 to S40 form a loop, and the seating determination is performed for each impact until seating. First, after incrementing the count i by 1 in step S38, the free running time t FR is obtained based on the torque signal in step S39.
【００３１】次に、ステップＳ４０では、フリーランニ
ング時間ｔFRが着座判定しきい値フリーランニング時間
ｓｔFR以下か否かを判断し、ＮＯすなわち未着座であれ
ばステップＳ３８に戻ってステップＳ４０までを繰返
す。また、ステップＳ４０でＹＥＳになると、すなわち
着座と判定すると、ステップＳ４１へ進み、一時停止命
令が出される。これによって圧縮空気のバルブが閉じら
れ、仮締付けを終了する。次に、ステップＳ４２では、
上記ステップＳ３９において一時的に記憶されているト
ルク信号からピーク・トルク値ＴP(ｉ）を求める。次
に、ステップＳ４３では、Ｆ(ｉ−１）＝０におけるト
ルク−締結力変換係数ＣTF(ｉ）を、締結力データ・メ
モリ部１２３のテーブルから読出す。次に、ステップＳ
４４では、着座時の締結力ＦL(ｋ）を計算して記憶す
る。ただし、ＦL(ｋ）＝ＣTF(ｉ）×ＴP(ｉ）。Next, in step S40, it is determined whether or not the free running time t FR is equal to or less than the seating determination threshold free running time st FR. If NO, that is, if the vehicle is not seated, the process returns to step S38 and the steps up to step S40 are performed. Repeat. If YES in step S40, that is, if it is determined that the player is seated, the process proceeds to step S41, and a temporary stop command is issued. As a result, the valve for compressed air is closed and the temporary tightening is completed. Next, in step S42,
In step S39, the peak torque value T P (i) is obtained from the temporarily stored torque signal. Next, in step S43, the torque-engagement force conversion coefficient CTF (i) at F (i-1) = 0 is read out from the table of the engagement force data memory unit 123. Next, step S
At 44, the fastening force FL (k) at the time of sitting is calculated and stored. However, FL (k) = CTF (i) * TP (i).
【００３２】次に、ステップＳ４５でカウントｋがボル
ト締付け本数ＮBに等しいか否かを判断し、ＮＯすなわ
ち仮締付けを終了していないボルトがあれば、ステップ
Ｓ３５に戻ってステップＳ４５までを繰返す。一方、ス
テップＳ４５でＹＥＳになると、すなわちすべてのボル
トの仮締付けが終了すると、図９のステップＳ４６に進
み（→）、カウントｋを再度リセットし＜ｋ＝０
＞、ステップＳ４７〜ステップＳ５７のループに進み、
ボルトごとに本締付けを行なう。Next, in step S45, it is determined whether or not the count k is equal to the number of bolt tightening N B. If NO, that is, if there is a bolt for which temporary tightening has not been completed, the process returns to step S35 and steps up to step S45 are repeated. . On the other hand, if YES in step S45, that is, if the temporary tightening of all the bolts is completed, the process proceeds to step S46 in FIG. 9 (→), the count k is reset again, and <k = 0.
>, Proceed to the loop of step S47 to step S57,
Fully tighten each bolt.
【００３３】ステップＳ４７〜ステップＳ５７におい
て、ステップＳ５２はピーク値処理部１２２における処
理内容、ステップＳ５５およびステップＳ５６は動力制
御部１２５における処理内容であり、その他は締結力演
算部１３４における処理内容である。まず、ステップＳ
４７でカウントｋを１だけ増加させた後、ステップＳ４
８でカウントｉを再度リセットし＜ｉ＝０＞、ステップ
Ｓ４９で締結力を着座時の締結力ＦL(ｋ）にセットした
後＜Ｆ(０）＝ＦL(ｋ）＞、ステップＳ５０でねじ締め
を再開する。また、ステップＳ５１〜ステップＳ５５は
ループを形成しており、インパクトごとに締結力の計算
を行なう。まず、ステップＳ５１でカウントｉを１だけ
増加させた後、ステップＳ５２でトルク信号からインパ
クトのピーク・トルク値ＴP(ｉ）を求めて記憶する。In steps S47 to S57, step S52 is the processing content in the peak value processing section 122, step S55 and step S56 are the processing content in the power control section 125, and the others are the processing content in the fastening force computing section 134. . First, step S
After incrementing the count k by 1 at 47, step S4
In step 8, the count i is reset again <i = 0>, the fastening force is set to the fastening force FL (k) at the time of sitting <F (0) = FL (k)> in step S49, and then in step S50. Restart screw tightening. Further, steps S51 to S55 form a loop, and the fastening force is calculated for each impact. First, after incrementing the count i by 1 in step S51, the impact peak torque value T P (i) is obtained from the torque signal and stored in step S52.
【００３４】次に、ステップＳ５３では、Ｆ(ｉ−１）
におけるトルク−締結力変換係数ＣT F(ｉ）を、締結力
データ・メモリ部１２３のテーブルに基づいて計算す
る。ただし、ＣTF(ｉ）＝ＣTF〔Ｆ(ｉ−１）〕。次に、
ステップＳ５４では、インパクトによる締結力の増加分
δＦ(ｉ）＝ＣT F(ｉ）×ＴP(ｉ）を計算し、さらにこの
インパクト後の締結力Ｆ(ｉ）を、それまでの締結力す
なわち１回前のインパクト後の締結力Ｆ(ｉ−１）に上
記の増加分δＦ(ｉ）を加算することにより計算する。
したがって、Ｆ(ｉ）はＦ(ｉ）＝Ｆ(ｉ−１）＋Ｃ
TF(ｉ）×ＴP(ｉ）。Next, in step S53, F (i-1)
The torque-engagement force conversion coefficient C T F (i) at is calculated based on the table of the engagement force data memory unit 123. However, C TF (i) = C TF [F (i-1)]. next,
In step S54, the increment δF fastening force by the impact of the (i) = C T F ( i) × T P (i) is calculated and the further fastening force F after the impact (i), the fastening force of the far That is, it is calculated by adding the above increment δF (i) to the fastening force F (i-1) after the impact one time before.
Therefore, F (i) is F (i) = F (i-1) + C
TF (i) x T P (i).
【００３５】次に、ステップＳ５５では、インパクト後
の締結力Ｆ(ｉ）が目標締結力ｃＦｃ以上か否かを判断
し、ＮＯであればステップＳ５１に戻ってステップＳ５
５までを繰返す。一方、ステップＳ５５でＹＥＳになる
と、ステップＳ５６へ進み、その時点でカット・オフ命
令が出される。これによって圧縮空気のバルブが閉じら
れ、本締付けを終了する。次に、ステップＳ５７でカウ
ントｋがボルト締付け本数ＮBに等しいか否かを判断
し、ＮＯすなわち本締付けを終了していないボルトがあ
れば、ステップＳ４７に戻ってステップＳ５７までを繰
返す。一方、ステップＳ５７でＹＥＳになると、すなわ
ちすべてのボルトの本締付けが終了すると、ステップＳ
５８に進み、終了するか否かを判断し、ＹＥＳであれば
そのまま終了し、ＮＯであればステップＳ３４へ戻って
（→）次のワークのねじ締めを行なう。Next, in step S55, it is determined whether or not the fastening force F (i) after impact is equal to or greater than the target fastening force cFc. If NO, the process returns to step S51 and step S5.
Repeat up to 5. On the other hand, if YES in step S55, the flow advances to step S56, at which point a cut-off command is issued. As a result, the compressed air valve is closed, and the final tightening is completed. Next, in step S57, it is determined whether or not the count k is equal to the bolt tightening number N B. If NO, that is, if there is a bolt that has not been completely tightened, the process returns to step S47 to repeat step S57. On the other hand, if YES in step S57, that is, if the main tightening of all bolts is completed, step S57
The process proceeds to step 58 to determine whether or not to end the process. If YES, the process ends, and if NO, the process returns to step S34 (→) to screw the next work.
【００３６】図１０は、上記第２の実施例と比較例（先
行例）との演算精度についての比較図であり、○印は本
実施例の特性、●印は先行例の特性を示す。この例も、
第１の実施例と同様に、４ケ所締めのコンパニオン・フ
ランジ（着座時の座面間距離２５ｍｍ）をＭ１２のボル
トおよびナットを用いてｃＦｃ＝５０ｋＮとして締結し
た場合の結果である。図１０の特性から明らかなよう
に、本実施例では本締め後の締結力のボルト間のバラツ
キが先行例より著しく低減していることがわかる。FIG. 10 is a comparison diagram of the calculation accuracy between the second embodiment and the comparative example (preceding example), in which the mark .largecircle. Indicates the characteristic of this embodiment and the mark .circle-solid. Indicates the characteristic of the preceding example. This example also
Similar to the first embodiment, the results are obtained when a companion flange with four fastening points (seating surface distance when seated is 25 mm) is fastened with cFc = 50 kN using M12 bolts and nuts. As is clear from the characteristics shown in FIG. 10, in this embodiment, the variation in fastening force after bolting between bolts is significantly reduced as compared with the preceding example.
【００３７】上記のように、本実施例においては、１台
のねじ締め機本体を用いて、１つの合わせ面を複数のボ
ルトで締結する場合に、各ボルトごとに複数の段階に分
けて目標とする締結力まで締付けを行い、しかも段階ご
とに各ボルトの締結力を一定範囲の値とした後、次の段
階に移るように制御し、かつ、仮締付けの一時停止時に
ボルトごとに締結力を記憶しておき、一時停止後に締付
けを再開して締結力を計算する際に、ボルトごとに上記
の記憶されている締結力を起点として計算するように
し、さらに、仮締付け時の一時停止は各ボルトごとに着
座時点で行ない、その後、目標とする締結力まで締付け
るようにしている。そのため、一時停止させることなく
締付けた場合と同等の高い精度で各ボルトごとに締結力
を演算できるので、本締付け後の締結力のボルト間のバ
ラツキを小さく押さえることができる。これにより、各
ボルトとも目標とする締結力まで精密にねじ締めを行な
うことができる。As described above, in this embodiment, when one screw tightener main body is used to fasten one mating surface with a plurality of bolts, the target is divided into a plurality of stages for each bolt. Tightening up to the tightening force specified in each step, and then controlling the tightening force of each bolt in each step to a value within a certain range, controlling to move to the next step, and tightening force for each bolt when the temporary tightening is temporarily stopped. Is stored, and when tightening is restarted after a temporary stop to calculate the tightening force, the above-mentioned stored tightening force for each bolt is used as the starting point for calculation. Each bolt is seated at the time of seating and then tightened to the target tightening force. Therefore, the fastening force can be calculated for each bolt with the same high precision as when tightened without temporarily stopping, so that the variation in the fastening force between bolts after the final fastening can be suppressed to a small level. As a result, each bolt can be screwed with precision up to the target fastening force.
【００３８】次に、図１１〜図１５は、本発明の第３の
実施例であり、図１１および図１２はブロック図、図１
３〜図１５は演算処理を示すフローチャートである。こ
の実施例は、複数個のねじ締め機本体を用いて、複数の
ボルトをそれぞれのねじ締め機本体で仮締付けしながら
個別に締結する場合の例であり、多軸のインパクト式ナ
ット・ランナを用いて１つの合わせ面を複数のボルトで
締結する場合に、各ボルトごとに着座時点で締付けを一
時停止して仮締付けすると共に、そのときの締結力を記
憶しておき、一時停止後に締付けを再開して締結力を計
算する際に、ボルトごとに上記の記憶されている締結力
を起点として計算するように構成した例である。Next, FIGS. 11 to 15 show a third embodiment of the present invention, and FIGS. 11 and 12 are block diagrams and FIG.
3 to 15 are flowcharts showing the arithmetic processing. This embodiment is an example of using a plurality of screw tightener main bodies and individually tightening a plurality of bolts while temporarily tightening each of the screw tightener main bodies. When tightening one mating surface with multiple bolts, temporarily tighten the bolts at the time of seating and temporarily tighten each bolt, and remember the tightening force at that time, and tighten after the temporary stop. This is an example in which, when restarting and calculating the fastening force, the above-mentioned stored fastening force is calculated for each bolt as a starting point.
【００３９】まず、図１１および図１２に基づいて構成
を説明する。図１１において、複数のインパクト式ねじ
締め機本体１００（図１１では５個の場合を示す）は５
軸ナットランナを構成しており、制御装置２００に接続
されている。制御装置２００は１つの集中制御部２１０
と、個々のインパクト式ねじ締め機を制御する５個の個
別制御部２２０とで構成されている。また、図１２にお
いて、それぞれのインパクト式ねじ締め機本体１００
は、第１の実施例と同様に、モータ１０２、インパクト
・トルク発生器１０３、主軸１０４、トルク検出器１０
１および締付けソケット１０５からなる。これらのイン
パクト式ねじ締め機本体１００には、それぞれに対応し
て個別制御部２２０が接続されている。個別制御部２２
０は、第１の実施例と同様のトルク信号処理部１２１、
ピーク値処理部１２２、フリーランニング時間処理部１
２８、締結力データ・メモリ部１２３のほかに、第１の
実施例とは少し異なる締結力演算部２２４および動力制
御部２２５を備えている。First, the structure will be described with reference to FIGS. 11 and 12. In FIG. 11, the plurality of impact type screw tightener main bodies 100 (in FIG. 11, the case of five pieces) is 5
It constitutes a shaft nut runner and is connected to the control device 200. The control device 200 has one central control unit 210.
And five individual control units 220 that control the individual impact type screw tighteners. Further, in FIG. 12, each impact type screw tightener main body 100
Is the same as in the first embodiment, the motor 102, the impact torque generator 103, the main shaft 104, and the torque detector 10.
1 and a tightening socket 105. An individual control unit 220 is connected to each of the impact type screw tightening machine main bodies 100 correspondingly. Individual control unit 22
0 is the same torque signal processing unit 121 as in the first embodiment,
Peak value processing unit 122, free running time processing unit 1
28, a fastening force data / memory unit 123, and a fastening force calculation unit 224 and a power control unit 225, which are slightly different from those of the first embodiment.
【００４０】次に、図１３〜図１５に示すフローチャー
トに基づいて第３の実施例の作用を説明する。なお、図
１３は集中制御部２１０におけるフローチャートであ
り、図１４および図１５はそれぞれ、個別制御部２２０
における仮締付けおよび本締付けについてのフローチャ
ートである。まず、集中制御部２１０について説明す
る。図１３のステップＳ１０１およびステップＳ１０２
において目標締結力ｃＦｃおよびボルト締付け本数ＮB
の値をそれぞれ設定し、またステップＳ１０３で予め実
験で求めた着座判定しきい値フリーランニング時間ｓｔ
FRを設定する。次に、ステップＳ１０４で仮締付け開始
命令が個別制御部２２０に送信される。これにより、後
記の仮締付けが行われる。次に、ステップＳ１０５およ
びステップＳ１０６よりなるループに進み、ステップＳ
１０５では個々の個別制御部２２０から送信されてくる
仮締付け終了信号を確認し、ステップＳ１０６では全て
のボルトの仮締付けが終了したか否かを判断する。ステ
ップＳ１０６でＮＯであれば、すなわち仮締付けが終了
していないボルトがあるときは、ステップＳ１０５に戻
ってステップＳ１０６までを繰返す。一方、ステップＳ
１０６でＹＥＳになると、ステップＳ１０７に進み、本
締付け開始命令が個別制御部２２０に送信される。これ
により、後記の本締付けが行われる。次に、ステップＳ
１０８およびステップＳ１０９よりなるループに進み、
ステップＳ１０８では個々の個別制御部２２０から送信
されてくる本締付け終了信号を確認し、ステップＳ１０
９では全てのボルトの本締付けが終了したか否かを判断
する。ステップＳ１０９でＮＯであれば、すなわち本締
付けが終了していないボルトがあるときは、ステップＳ
１０８に戻ってステップＳ１０９までを繰返す。一方、
ステップＳ１０９でＹＥＳになると、ステップＳ１１０
に進み、終了するか否かを判断し、ＹＥＳであればその
まま終了し、ＮＯであればステップＳ１０４へ戻って次
のワークのねじ締めを行なう。Next, the operation of the third embodiment will be described with reference to the flow charts shown in FIGS. Note that FIG. 13 is a flowchart in the centralized control unit 210, and FIGS. 14 and 15 are respectively the individual control unit 220.
5 is a flowchart of temporary tightening and main tightening in FIG. First, the centralized control unit 210 will be described. Step S101 and step S102 of FIG.
At target fastening force cFc and number of bolts tightened N B
Of the seating determination threshold free running time st obtained in advance by an experiment in step S103.
Set FR . Next, in step S104, a temporary tightening start command is transmitted to the individual control unit 220. As a result, the temporary tightening described below is performed. Next, the process proceeds to a loop including step S105 and step S106, and step S
At 105, the temporary tightening end signal transmitted from each individual control unit 220 is confirmed, and at step S106, it is determined whether or not the temporary tightening of all the bolts is completed. If NO in step S106, that is, if there is a bolt that has not been temporarily tightened, the process returns to step S105 and steps up to step S106 are repeated. On the other hand, step S
If YES in 106, the process proceeds to step S107, and the final tightening start command is transmitted to the individual control unit 220. As a result, the final tightening described below is performed. Next, step S
108 and a loop consisting of step S109,
In step S108, the final tightening end signal transmitted from each individual control unit 220 is confirmed, and in step S10
At 9, it is determined whether or not all the bolts have been completely tightened. If NO in step S109, that is, if there is a bolt that has not been completely tightened, step S109
Returning to step 108, the steps up to step S109 are repeated. on the other hand,
If YES in step S109, step S110
Then, if YES, the process is ended, and if NO, the process returns to step S104 to screw the next work.
【００４１】次に、個別制御部２２０における仮締付け
について図１４に基づいて説明する。ステップＳ１１１
〜ステップＳ１２０において、ステップＳ１１７はピー
ク値処理部１２２における処理内容、ステップＳ１１４
はフリーランニング時間処理部１２８における処理内
容、ステップＳ１１２、ステップＳ１１５、ステップＳ
１１６およびステップＳ１２０は動力制御部２２５にお
ける処理内容であり、その他は締結力演算部２２４にお
ける処理内容である。まず、ステップＳ１１１でインパ
クト数のカウンタをリセットし＜カウントｉ＝０＞、ス
テップＳ１１２でねじ締めを開始する。また、ステップ
Ｓ１１３〜ステップＳ１１５はループを形成しており、
着座まではインパクトごとに着座判定を行なう。まず、
ステップＳ１１３でカウントｉを１だけ増加させた後、
ステップＳ１１４でトルク信号に基づいてフリーランニ
ング時間ｔFRを求める。次に、ステップＳ１１５では、
フリーランニング時間ｔFRが着座判定しきい値フリーラ
ンニング時間ｓｔFR以下か否かを判断し、ＮＯすなわち
未着座であればステップＳ１１３に戻ってステップＳ１
１５までを繰返す。また、ステップＳ１１５でＹＥＳに
なると、すなわち着座と判定すると、ステップＳ１１６
へ進み、一時停止命令が出される。これによって圧縮空
気のバルブが閉じられ、仮締付けを終了する。次に、ス
テップＳ１１７では、上記ステップＳ１１４において一
時的に記憶されているトルク信号からピーク・トルク値
ＴP(ｉ）を求める。次に、ステップＳ１１８では、Ｆ
(ｉ−１）＝０におけるトルク−締結力変換係数Ｃ
TF(ｉ）を、締結力データ・メモリ部１２３のテーブル
から読出す。次に、ステップＳ１１９では、着座時の締
結力ＦLを計算して記憶する。ただし、ＦL＝ＣTF(ｉ）
×ＴP(ｉ）。次に、ステップＳ１２０では、仮締付け終
了信号が集中制御部２１０に送信される。Next, temporary tightening in the individual control section 220 will be described with reference to FIG. Step S111
In step S120, step S117 is the processing content in the peak value processing unit 122, and step S114.
Is the processing content in the free-running time processing unit 128, step S112, step S115, step S
116 and step S120 are the processing contents in the power control unit 225, and the others are the processing contents in the fastening force calculation unit 224. First, the impact number counter is reset in step S111 <count i = 0>, and screw tightening is started in step S112. In addition, steps S113 to S115 form a loop,
Seating is determined for each impact until seating. First,
After incrementing the count i by 1 in step S113,
In step S114, the free running time t FR is calculated based on the torque signal. Next, in step S115,
It is determined whether the free running time t FR is equal to or less than the seating determination threshold free running time st FR. If NO, that is, if the seat is not seated, the process returns to step S113 and step S1.
Repeat up to 15. If YES in step S115, that is, if seating is determined, step S116 is performed.
Proceed to and a pause command will be issued. As a result, the valve for compressed air is closed and the temporary tightening is completed. Next, in step S117, the peak torque value T P (i) is obtained from the torque signal temporarily stored in step S114. Next, in step S118, F
Torque-fastening force conversion coefficient C at (i-1) = 0
TF (i) is read from the table of the fastening force data memory unit 123. Next, in step S119, calculates and stores the fastening force F L at the time of seating. However, FL = C TF (i)
× T P (i). Next, in step S120, a temporary tightening end signal is transmitted to the centralized control unit 210.
【００４２】次に、個別制御部２２０における本締付け
について図１５に基づいて説明する。ステップＳ１２１
〜ステップＳ１３０において、ステップＳ１２５はピー
ク値処理部１２２における処理内容、ステップＳ１２
３、ステップＳ１２８〜ステップＳ１３０は動力制御部
２２５における処理内容であり、その他は締結力演算部
２２４における処理内容である。まず、ステップＳ１２
１でカウントｉをリセットし＜ｉ＝０＞、ステップＳ１
２２で締結力を着座時の締結力ＦLにセットした後＜Ｆ
(０）＝ＦL＞、ステップＳ１２３でねじ締めを再開す
る。また、ステップＳ１２４〜ステップＳ１２８はルー
プを形成しており、インパクトごとに締結力の計算を行
なう。まず、ステップＳ１２４でカウントｉを１だけ増
加させた後、ステップＳ１２５でトルク信号からインパ
クトのピーク・トルク値ＴP(ｉ）を求めて記憶する。Next, the actual tightening in the individual control section 220 will be described with reference to FIG. Step S121
~ In Step S130, Step S125 is the processing content in the peak value processing unit 122, Step S12
3, Steps S128 to S130 are processing contents in the power control unit 225, and others are processing contents in the fastening force calculation unit 224. First, step S12
The count i is reset by 1 <i = 0>, and step S1
After setting the fastening force in fastening force F L at the time of sitting in 22 <F
(0) = F L >, and screw tightening is restarted in step S123. Further, steps S124 to S128 form a loop, and the fastening force is calculated for each impact. First, after incrementing the count i by 1 in step S124, the peak torque value T P (i) of impact is calculated from the torque signal and stored in step S125.
【００４３】次に、ステップＳ１２６では、Ｆ(ｉ−
１）におけるトルク−締結力変換係数ＣTF(ｉ）を、締
結力データ・メモリ部１２３のテーブルに基づいて計算
する。ただし、ＣTF(ｉ）＝ＣTF〔Ｆ(ｉ−１）〕。次
に、ステップＳ１２７では、インパクトによる締結力の
増加分δＦ(ｉ）＝ＣTF(ｉ）×ＴP(ｉ）を計算し、さら
にこのインパクト後の締結力Ｆ(ｉ）を、それまでの締
結力すなわち１回前のインパクト後の締結力Ｆ(ｉ−
１）に上記の増加分δＦ(ｉ）を加算することにより計
算する。したがって、Ｆ(ｉ）は、Ｆ(ｉ）＝Ｆ(ｉ−
１）＋ＣTF(ｉ）×ＴP(ｉ）。次に、ステップＳ１２８
では、インパクト後の締結力Ｆ(ｉ）が目標締結力ｃＦ
ｃ以上か否かを判断し、ＮＯであればステップＳ１２４
に戻ってステップＳ１２８までを繰返す。一方、ステッ
プＳ１２８でＹＥＳになると、ステップＳ１２９へ進
み、その時点でカット・オフ命令が出される。これによ
って圧縮空気のバルブが閉じられ、本締付けを終了す
る。次に、ステップＳ１３０では、本締付け終了信号が
集中制御部２１０に送信される。Next, in step S126, F (i-
The torque-engagement force conversion coefficient C TF (i) in 1) is calculated based on the table of the engagement force data memory unit 123. However, C TF (i) = C TF [F (i-1)]. Next, in step S127, the increase amount of the fastening force due to the impact δF (i) = C TF (i) × T P (i) is calculated, and the fastening force F (i) after this impact is calculated as before. Fastening force, that is, fastening force F (i-
It is calculated by adding the increment δF (i) to 1). Therefore, F (i) is F (i) = F (i-
1) + C TF (i) × T P (i). Next, step S128.
Then, the fastening force F (i) after impact is the target fastening force cF.
If it is NO, it is determined in step S124.
Then, the process returns to step S128 and is repeated. On the other hand, if YES in step S128, the flow advances to step S129, at which point a cut-off command is issued. As a result, the compressed air valve is closed, and the final tightening is completed. Next, in step S130, a final tightening end signal is transmitted to the centralized control unit 210.
【００４４】図１６は、上記実施例と比較例（先行例）
との演算精度についての比較図であり、○印は本実施例
の特性、●印は先行例の特性を示す。この例は、１０ケ
所締めのエンジンのシリンダ・ヘッドとブロックとをＭ
１０のボルトおよびナットを用いてｃＦｃ＝４０ｋＮと
して締結した場合（着座時の座面間距離７０ｍｍ）の結
果である。図１６の特性から明らかなように、本実施例
では本締付け後の締結力のボルト間のバラツキが先行例
より著しく低減していることがわかる。FIG. 16 shows the above-mentioned embodiment and comparative example (preceding example).
4A and 4B are comparative diagrams of the calculation accuracy with the, and the ∘ mark indicates the characteristic of the present embodiment, and the ● mark indicates the characteristic of the preceding example. In this example, the cylinder head and block of the engine tightened at 10 places are M
It is a result when it fastened with cFc = 40kN using 10 bolts and nuts (seat distance between seating surfaces at the time of sitting 70 mm). As is clear from the characteristics of FIG. 16, in this embodiment, the variation in the fastening force between the bolts after the final fastening is significantly reduced as compared with the preceding example.
【００４５】上記のように、本実施例においては、多軸
ナットランナのような複数個のねじ締め機本体を用い
て、１つの合わせ面を複数のボルトで締結する場合に、
各ボルトごとに複数の段階に分けて目標とする締結力ま
で締付けを行い、しかも段階ごとに各ボルトの締結力を
一定範囲の値とした後、次の段階に移るように制御し、
かつ、仮締付けの一時停止時にボルトごとに締結力を記
憶しておき、一時停止後に締付けを再開して締結力を計
算する際に、ボルトごとに上記の記憶されている締結力
を起点として計算するようにし、さらに、仮締付け時の
一時停止は各ボルトごとに着座時点で行ない、その後、
目標の締結力まで締結するように構成している。そのた
め、均一な締付けが可能となると共に、一時停止させる
ことなく締付けた場合と同等の高い精度で各ボルトごと
に締結力を演算できるので、本締付け後の締結力のボル
ト間のバラツキを小さく押さえることができる。これに
より、各ボルトとも目標とする締結力まで精密にねじ締
めを行なうことができる。As described above, in the present embodiment, when a plurality of screw tightener main bodies such as a multi-spindle nut runner are used to fasten one mating surface with a plurality of bolts,
Each bolt is divided into a plurality of stages to tighten up to the target fastening force, and after each stage the fastening force of each bolt is set to a value within a certain range, it is controlled to move to the next stage,
Also, when the temporary tightening is temporarily stopped, the fastening force is stored for each bolt, and when the fastening force is restarted and the fastening force is calculated after the temporary stop, the above-mentioned stored fastening force for each bolt is used as the starting point. In addition, temporary suspension during temporary tightening is done for each bolt at the time of seating, then
It is configured to tighten up to the target tightening force. Therefore, uniform tightening is possible, and the tightening force can be calculated for each bolt with the same high precision as when tightened without temporarily stopping, so the variation in tightening force between bolts after main tightening can be suppressed to a small level. be able to. As a result, each bolt can be screwed with precision up to the target fastening force.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１に記
載の発明においては、１つの合わせ面を複数のボルトで
締結する場合に、各ボルトごとに複数の段階に分けて目
標とする締結力まで締付けを行い、しかも段階ごとに各
ボルトの締結力を一定範囲の値とした後、次の段階に移
るように制御することにより、目標とする締結力に至る
までの途中段階でボルト間の締結力のバラツキを小さく
押さえることができるので、均一に締付けることがで
き、精度の良いねじ締め作業を行なうことができる、と
いう効果が得られる。また、請求項２に記載の発明にお
いては、上記の効果に加えて、各段階において、ボルト
の締付け順番を必ずしも一定としなくても、締結力を高
い精度で演算できるので、各ボルトとも目標とする締結
力まで精密にねじ締めを行なうことができる、という効
果が得られる。また、請求項３に記載の発明において
は、上記の効果に加えて、各ボルトごとに一時停止させ
ることなく締付けた場合と同等の高い精度で締結力を演
算できるので、各ボルトとも目標とする締結力まで精密
にねじ締めを行なうことができる、という効果が得られ
る。また、請求項４に記載の発明においては、上記の効
果に加えて、常に締結力の小さい一定の状態で仮締付け
を行なうことが出来るので、被締結体とボルトとの芯ズ
レが自動的に調整されることになり、その後の締付けを
均一に行なうことができる、という効果が得られる。ま
た、請求項５および請求項６に記載の発明においては、
１個のインパクト・レンチを用いる場合でも、或いは多
軸インパクト式ナット・ランナ等においても、目標とす
る締結力に至るまでの途中段階でボルト間の締結力のバ
ラツキを小さく押さえることができるので、均一に締付
けることができ、精度の良いねじ締め作業を行なうこと
ができる、という効果が得られる。As described above, according to the first aspect of the invention, when one mating surface is fastened with a plurality of bolts, each bolt is divided into a plurality of stages and the target fastening is performed. Tightening up to the required force, and by controlling the tightening force of each bolt in each step to a value within a certain range, then controlling to move to the next step Since the variation in the fastening force can be suppressed to a small level, it is possible to uniformly tighten the screws, and it is possible to perform an accurate screw tightening operation. In addition to the above effects, the fastening force can be calculated with high accuracy at each stage even if the bolt tightening order is not necessarily constant, so that each bolt has a target value. It is possible to obtain an effect that the screw can be tightened up to the tightening force. In addition to the above effects, in the invention according to claim 3, the fastening force can be calculated with the same high precision as when tightening without temporarily stopping each bolt, so each bolt is targeted. The effect is that the screw can be tightened up to the fastening force with precision. In addition to the above effect, in the invention described in claim 4, since the temporary tightening can always be performed with a small tightening force, the misalignment between the tightened body and the bolt is automatically performed. Since the adjustment is performed, the effect that the subsequent tightening can be performed uniformly can be obtained. Further, in the inventions according to claim 5 and claim 6,
Even when using a single impact wrench, or in a multi-axis impact nut / runner, etc., it is possible to suppress variations in fastening force between bolts in the middle of reaching the target fastening force. The effect that the screws can be tightened uniformly and the screw tightening work can be performed with high precision can be obtained.
【図１】本発明の第１の実施例のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention.
【図２】圧縮空気を動力源とするインパクト・レンチと
して構成した場合の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view when configured as an impact wrench using compressed air as a power source.
【図３】第１の実施例における演算処理を示すフローチ
ャートの一部。FIG. 3 is a part of a flowchart showing a calculation process in the first embodiment.
【図４】第１の実施例における演算処理を示すフローチ
ャートの他の一部。FIG. 4 is another part of the flowchart showing the arithmetic processing in the first embodiment.
【図５】締結力データ・メモリ部１２３に記録されてい
るトルク−締結力変換係数と締結力との関係を示す関数
の一例図。FIG. 5 is an example diagram of a function showing a relationship between a torque-fastening force conversion coefficient and a fastening force recorded in a fastening force data / memory section 123.
【図６】第１の実施例と比較例との締結力のバラツキに
ついての比較特性図。FIG. 6 is a comparative characteristic diagram regarding variations in fastening force between the first embodiment and the comparative example.
【図７】本発明の第２の実施例のブロック図。FIG. 7 is a block diagram of a second embodiment of the present invention.
【図８】第２の実施例における演算処理を示すフローチ
ャートの一部。FIG. 8 is a part of a flowchart showing a calculation process in the second embodiment.
【図９】第２の実施例における演算処理を示すフローチ
ャートの他の一部。FIG. 9 is another part of the flowchart showing the arithmetic processing in the second embodiment.
【図１０】第２の実施例と比較例との締結力のバラツキ
についての比較特性図。FIG. 10 is a comparative characteristic diagram regarding variations in fastening force between the second embodiment and the comparative example.
【図１１】本発明の第３の実施例における全体の構成を
示すブロック図。FIG. 11 is a block diagram showing the overall configuration of a third embodiment of the present invention.
【図１２】本発明の第３の実施例におけるそれぞれ構成
部分の詳細を示すブロック図。FIG. 12 is a block diagram showing details of respective components in the third embodiment of the present invention.
【図１３】第３の実施例における演算処理を示すフロー
チャートの一部。FIG. 13 is a part of a flowchart showing a calculation process in the third embodiment.
【図１４】第３の実施例における演算処理を示すフロー
チャートの他の一部。FIG. 14 is another part of the flowchart showing the arithmetic processing in the third embodiment.
【図１５】第３の実施例における演算処理を示すフロー
チャートの他の一部。FIG. 15 is another part of the flowchart showing the arithmetic processing in the third embodiment.
【図１６】第３の実施例と比較例との締結力のバラツキ
についての比較特性図。FIG. 16 is a comparative characteristic diagram regarding variations in fastening force between the third embodiment and the comparative example.
【図１７】インパクトが発生し始めてから着座するまで
のインパクト・トルクの波形変化および各インパクトに
おけるフリーランニング時間についての模式的な特性
図。FIG. 17 is a schematic characteristic diagram of changes in the waveform of impact torque from the time when an impact starts to the time when the user sits down, and the free running time at each impact.
【図１８】従来装置の一例の断面図。FIG. 18 is a cross-sectional view of an example of a conventional device.
【図１９】本出願人の先行技術における演算処理を示す
フローチャート。FIG. 19 is a flowchart showing arithmetic processing in the prior art of the applicant.
１０…インパクト・レンチ本体 １５…主軸 １１…トルク検出部 １６…給気部 １２…シャット・オフ・バルブ １７…エア通路 １３…エア・モータ部 １８…メイン・
バルブ １４…油圧パルス発生部 １９…切替えバ
ルブ ２０…バルブ操作レバー ２５…ドライビ
ング・ブレード ２１…回転切替えレバー ２６ａ、２６ｂ
…検出コイル ２２…回転駆動軸 ２７ａ、２７ｂ
…溝列 ２３…ベーン ２８…リリーフ
・バルブ ２４…ライナ・ケース ３０…制御装置 １００…インパクト式ねじ締め機本体 １２１…トルク
信号処理部 １０１…トルク検出部 １２２…ピーク
値処理部 １０２…モータ １２３…締結力
データ・メモリ部 １０３…インパクト・トルク発生器 １２４…締結力
演算部 １０４…主軸 １２５…動力制
御部 １０５…締付けソケット １２８…トルク
・パルス持続時間処理部 １１０…制御装置 １３０…制御装
置 １２０…制御装置 １３４…締結力
演算部 ２００…制御装置 ２２４…締結力
演算部 ２１０…集中制御部 ２２５…動力制
御部 ２２０…個別制御部10 ... Impact wrench main body 15 ... Spindle 11 ... Torque detecting section 16 ... Air supply section 12 ... Shut off valve 17 ... Air passage 13 ... Air motor section 18 ... Main
Valve 14 ... Hydraulic pulse generator 19 ... Switching valve 20 ... Valve operating lever 25 ... Driving blade 21 ... Rotation switching lever 26a, 26b
... Detection coil 22 ... Rotation drive shafts 27a, 27b
... Groove row 23 ... Vane 28 ... Relief valve 24 ... Liner case 30 ... Control device 100 ... Impact type screw tightener main body 121 ... Torque signal processing unit 101 ... Torque detection unit 122 ... Peak value processing unit 102 ... Motor 123 ... Fastening force data / memory unit 103 ... Impact torque generator 124 ... Fastening force calculation unit 104 ... Spindle 125 ... Power control unit 105 ... Tightening socket 128 ... Torque / pulse duration processing unit 110 ... Control device 130 ... Control device 120 ... Control device 134 ... Fastening force calculation unit 200 ... Control device 224 ... Fastening force calculation unit 210 ... Centralized control unit 225 ... Power control unit 220 ... Individual control unit
Claims (6)
と、一端にねじとの継手部を有し、上記駆動手段によっ
て駆動されることによってねじを締付ける主軸と、上記
主軸のトルク変化を検出するトルク検出手段と、を有す
るインパクト式ねじ締め機本体と、 上記トルク検出手段の検出結果から求めたピーク・トル
ク値を用いて、インパクトごとに締結力の増加量を演算
して順次締結力を求め、目標とする締結力を実現するよ
うに上記駆動手段へ与えられる動力源を制御し、かつ、
１つの合わせ面を複数のボルトで締結する場合に、締結
を複数の段階に分けて各ボルトごとに仮締付けを行な
い、上記各段階ごとに各ボルトの締結力を一定範囲の値
とした後に次の段階に移るように制御し、最終的に上記
目標とする締結力を達成するように制御する制御手段
と、 を備えたことを特徴とするインパクト式ねじ締め装置。1. A drive means having a pulse component in a drive output, a joint part for a screw at one end, and a main shaft for tightening the screw when driven by the drive means, and a torque change of the main shaft is detected. Using the impact type screw tightener main body having the torque detecting means and the peak torque value obtained from the detection result of the torque detecting means, the increasing amount of the fastening force is calculated for each impact to sequentially obtain the fastening force. Controlling the power source applied to the drive means so as to achieve a target fastening force, and
When fastening one mating surface with multiple bolts, the fastening is divided into multiple stages and temporary tightening is performed for each bolt. An impact-type screw tightening device, comprising: a control unit that controls the process to move to the stage, and finally controls to achieve the target fastening force.
置において、上記制御手段は、仮締付け時における一時
停止後に締付けを再開して締結力を演算する際に、一時
停止時に到達する締結力の標準値を起点として各ボルト
ごとに締結力を演算するように構成したものである、こ
とを特徴とするインパクト式ねじ締め装置。2. The impact type screw tightening device according to claim 1, wherein when the control means restarts tightening after temporary stop during temporary tightening and calculates the tightening force, the tightening force reached during temporary stop. The impact type screw tightening device is characterized in that the tightening force is calculated for each bolt starting from the standard value of.
置において、 上記制御手段は、仮締付け時における一時停止時に各ボ
ルトごとに締結力を記憶しておき、一時停止後に締付け
を再開して締結力を演算する際に、各ボルトごとに上記
の記憶されている締結力を起点として締結力を演算する
ように構成したものである、ことを特徴とするインパク
ト式ねじ締め装置。3. The impact type screw tightening device according to claim 1, wherein the control means stores a tightening force for each bolt at the time of temporary stop during temporary tightening, and restarts tightening after the temporary stop. An impact-type screw tightening device, characterized in that, when the fastening force is calculated, the fastening force is calculated starting from the stored fastening force for each bolt.
インパクト式ねじ締め装置において、 上記制御手段は、各ボルトごとに上記仮締付けとして少
なくとも着座時点で締付けを一時停止し、その後、目標
とする締結力まで締付けるように制御するものである、
ことを特徴とするインパクト式ねじ締め装置。4. The impact type screw tightening device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control means temporarily stops tightening at least at a seating time as the temporary tightening for each bolt, and thereafter, It controls to tighten up to the target tightening force.
Impact type screw tightening device characterized by that.
インパクト式ねじ締め装置において、 上記のねじ締め機本体を１個のみ備え、そのねじ締め機
本体によって複数のボルトを順次仮締付けしながら締結
するように構成したことを特徴とするインパクト式ねじ
締め装置。5. The impact type screw tightening device according to claim 1, wherein the screw tightener main body is provided with only one, and a plurality of bolts are sequentially temporarily tightened by the screw tightener main body. An impact type screw tightening device, which is configured to be fastened while being fastened.
インパクト式ねじ締め装置において、 上記のねじ締め機本体を複数個備え、複数のボルトをそ
れぞれのねじ締め機本体で仮締付けしながら個別に締結
するように構成したことを特徴とするインパクト式ねじ
締め装置。6. The impact type screw tightening device according to claim 1, wherein a plurality of the screw tightener main bodies are provided, and a plurality of bolts are temporarily tightened by each screw tightener main body. However, the impact type screw tightening device is characterized in that they are individually fastened.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9939294A JPH07308865A (en) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | Impact type thread fastening device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9939294A JPH07308865A (en) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | Impact type thread fastening device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07308865A true JPH07308865A (en) | 1995-11-28 |
Family
ID=14246232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9939294A Pending JPH07308865A (en) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | Impact type thread fastening device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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