JPS6055272B2 - Bolt tightening method using load control washers - Google Patents

Bolt tightening method using load control washers

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JPS6055272B2
JPS6055272B2 JP15280481A JP15280481A JPS6055272B2 JP S6055272 B2 JPS6055272 B2 JP S6055272B2 JP 15280481 A JP15280481 A JP 15280481A JP 15280481 A JP15280481 A JP 15280481A JP S6055272 B2 JPS6055272 B2 JP S6055272B2
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tightening
torque
load control
start point
predetermined
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秀樹 大西
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Shibaura Mechatronics Corp
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Shibaura Engineering Works Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、所定の締付荷重て塑性変形する荷重制御座
金を用い、締付量をデジタル演算装置により制御するボ
ルト締付方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a bolt tightening method that uses a load control washer that plastically deforms under a predetermined tightening load and controls the amount of tightening by a digital calculation device.

ボルトの弾性変形範囲内の所定の締付荷重で塑性変形す
る荷重制御座金を用い、ボルトを所定の締付荷重で締付
けることが従来より行なわれている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, a bolt is tightened with a predetermined tightening load using a load control washer that plastically deforms with a predetermined tightening load within the elastic deformation range of the bolt.

この荷重制御座金としては、例えば新日本製鉄株式会社
および日鉄ボルテン株式会社の(1)座金(商標名)が
知られている。第1図はこのような荷重制御座金の可能
状態を示す図であり、同図Aはその締付前を、Bは締付
終了後を示す。
As this load control washer, for example, (1) washer (trade name) manufactured by Nippon Steel Corporation and Nippon Steel Bolten Corporation is known. FIG. 1 is a diagram showing possible states of such a load control washer, where A shows the state before tightening and B shows the state after tightening.

これらの図で符号51,52は被締付体、53はこれら
被締付体、53はこれら被締付体51,52を貫通する
ボルト、54は荷重制御座金、55はナットである。同
図Aの状態からナット55を締付けてゆくと座金54の
塑性変形が進行して平坦化し、Bの状態になる。この座
金54の塑性変形の過程においては、ボルト53の軸力
は略一定となるから、その間の締付トルクも略一定にな
る。従つてこの座金4の塑性変形範囲の終期において締
付けを停止すれば、締付トルクをこの座金54の種類に
よつて決まる所定の値にすることができる。第2図Aは
締付時間tに対する締付トルクTの関係を示し、図中点
Aは荷重制御座金54の塑性変形開始点、また点Bは塑
性変形終了点を示す。
In these figures, reference numerals 51 and 52 are bodies to be tightened, 53 is a bolt passing through these bodies 51 and 52, 54 is a load control washer, and 55 is a nut. As the nut 55 is tightened from the state shown in A in the figure, the washer 54 undergoes plastic deformation and becomes flat, resulting in the state shown in B. During this process of plastic deformation of the washer 54, the axial force of the bolt 53 becomes substantially constant, so the tightening torque during that time also becomes substantially constant. Therefore, if the tightening is stopped at the end of the plastic deformation range of the washer 4, the tightening torque can be set to a predetermined value determined by the type of the washer 54. FIG. 2A shows the relationship between tightening torque T and tightening time t, in which point A in the figure indicates the starting point of plastic deformation of the load control washer 54, and point B indicates the ending point of plastic deformation.

このように点A−Bの間の塑性変形範囲においては締付
トルクTは略一定になる。この塑性変形範囲A−Bを検
出するために従来より種々の方法が提案されているが、
従来の方法はいずれも信号処理をアナログ回路によつて
行つているものであるため、処理途中の演算結果を精度
良く保持しておくことが難しく、また、電動機の駆動電
流により締付トルクを検出する際に駆動電流を平滑化す
るようにしているため、信号処理に位相遅れが生じ、結
果的にボルトまたはナットを精度良く締付けることがで
きないという欠点があつた。
In this manner, the tightening torque T is approximately constant in the plastic deformation range between points A and B. Various methods have been proposed in the past to detect this plastic deformation range A-B.
Since all conventional methods perform signal processing using analog circuits, it is difficult to maintain accurate calculation results during processing, and tightening torque is detected using the drive current of the electric motor. Since the drive current is smoothed during the process, a phase lag occurs in the signal processing, resulting in a drawback that the bolt or nut cannot be tightened with high accuracy.

また荷重制御座金を用いる場合には塑l変形の開始点と
終了点を検出しなければならないが、アナログ回路で構
成する場合にはそれぞれの検出点に対応て別々の回路が
必要となる。このため部品点数が増えるという問題もあ
つた。特にこのようなアナログ回路では温度補償などの
調整が面倒で生産性が非常に悪くなるという不都合が生
じる。この発明はこのような事情に鑑みなされたもので
、精度良く塑性変形終了点を検出し、所定の軸力での締
付けを高精度に管理することが可能で、さらに部品点数
が少なく温度補償などの調整も非常に簡単になる荷重制
御座金を用いたボルト締付方法を提供することを目的と
する。
Furthermore, when using a load control washer, it is necessary to detect the start and end points of plastic deformation, but when an analog circuit is used, separate circuits are required for each detection point. For this reason, there was also the problem that the number of parts increased. Particularly in such analog circuits, adjustments such as temperature compensation are troublesome and productivity is extremely low. This invention was developed in view of these circumstances, and it is possible to detect the end point of plastic deformation with high precision, control tightening with a predetermined axial force with high precision, and furthermore, the number of parts is small and temperature compensation, etc. The purpose of the present invention is to provide a bolt tightening method using a load control washer that allows for very easy adjustment.

この発明はこのような目的を達成するため、所定の締付
荷重て塑性変形する荷重制御座金を用い、電動機による
締付量をデジタル演算装置により制御する方法において
、締付トルクが前記荷重制御座金の変形開始トルクより
小さい設定しきい値を越えたことを判別するしきい値判
別ステップと、前記締付トルクの増加率を所定値以下に
なつたことから前記座金の変形開始点を検出する変形開
始点検出ステップと、前記変形開始点から所定締付量を
締付けた時に締付停止信号を出力する停止判別ステップ
とを備え、前記締付停止信号により前記電動機を停止さ
せるように構成したものである。また、ボルト・ナット
のねじ山の変形があつて螺入が円滑に行なわれない場合
や、ボルトとナットが共まわりして締付けが進行しない
場合がある。
In order to achieve such an object, the present invention uses a load control washer that plastically deforms under a predetermined tightening load, and in a method in which the amount of tightening by an electric motor is controlled by a digital calculation device, the tightening torque is a threshold value determination step for determining that a set threshold smaller than the deformation start torque of the washer has been exceeded; and a deformation step for detecting the deformation start point of the washer based on the increase rate of the tightening torque becoming less than or equal to a predetermined value. The electric motor is configured to include a start point detection step and a stop determination step for outputting a tightening stop signal when a predetermined tightening amount is tightened from the deformation start point, and the electric motor is stopped by the tightening stop signal. be. Furthermore, there are cases where the screw threads of the bolts and nuts are deformed, making it difficult to screw them in smoothly, or where the bolts and nuts rotate together, making it difficult to tighten them.

この発明はこのような締付けに異常がある場合には速や
かにこの異常を検出し警報を発生するようにした荷重制
御座金を用いたボルト締付方法を提供することを第2の
目的とする。この発明はこの第2の目的達成のため、前
記各ステップの少なくとも一つのステップに設けられ、
そのステップの判別条件成立までの所要時間が設定時間
範囲外になつたことから異常を検出して警報を発生させ
ると共に締付停止信号を出力する異常検出ステップを付
加したものである。
A second object of the present invention is to provide a bolt tightening method using a load control washer that promptly detects the abnormality and generates an alarm when there is an abnormality in the tightening. In order to achieve this second objective, the present invention is provided in at least one of the steps,
An abnormality detection step is added in which an abnormality is detected and an alarm is generated and a tightening stop signal is output because the time required for the determination condition of that step to be met is outside the set time range.

以下実施例に基づき、この発明を詳細に説明する。この
発明は変形開始点Aを検出するまでの動作(以下前半動
作という)と、変形開始点A後の所定締付量を検出する
動作(以下後半動作という)とに、それぞれ種々の方法
が可能であり、それら変形開始点A前後の動作方法が可
能であり、これら変形開始点A前後の動作方法を種々に
組合わせて実施例を構成することができる。このため以
下変形開始点Aを検出するまでの前半動作の実施例と、
変形開始点A後の後半動作の実施例とを分けて説明する
ことにする。第3図は本発明によるボルト締付装置の第
1実施例を示すブロック図、第4図と第5図はそれぞれ
この実施例装置による前半動作の実施例を示すフローチ
ャートである。
The present invention will be described in detail below based on Examples. This invention allows various methods for the operation up to detecting the deformation start point A (hereinafter referred to as the first half operation) and the operation for detecting a predetermined tightening amount after the deformation start point A (hereinafter referred to as the second half operation). These operation methods before and after the deformation start point A are possible, and embodiments can be constructed by variously combining these operation methods before and after the deformation start point A. For this reason, below is an example of the first half of the operation until the deformation start point A is detected,
The second half of the operation after the deformation start point A will be explained separately. FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of a bolt tightening device according to the present invention, and FIGS. 4 and 5 are flowcharts showing an example of the first half operation of this embodiment device, respectively.

第3図において、符号1は交流電源であり、この電源1
の電力はスイッチ2、半導体スイッチ3、直流直巻電動
機4からなる閉回路へ供給される。
In FIG. 3, reference numeral 1 is an AC power supply, and this power supply 1
The power is supplied to a closed circuit consisting of a switch 2, a semiconductor switch 3, and a DC series motor 4.

5は電動機4の回転に伴ないボルト・ナットの締付回転
角Δθ毎に角度パルスP(Δθ)を出力する回転角検出
器、6は信号検出器であり、このトルク検出器6は電動
機4の締付反力を受けるノ部位に貼着されたストレイン
ゲージを備え、締付反力による歪みを電気信号に変換す
ることにより締付トルクを検出する。
5 is a rotation angle detector that outputs an angle pulse P (Δθ) for each tightening rotation angle Δθ of bolts and nuts as the electric motor 4 rotates; 6 is a signal detector; A strain gauge is attached to the part that receives the tightening reaction force, and the tightening torque is detected by converting the strain caused by the tightening reaction force into an electrical signal.

7はこの締付トルクを示す電気信号をデジタル信号Tに
変換するAD変換器である。
7 is an AD converter that converts this electrical signal indicating the tightening torque into a digital signal T.

8はデジタル演算装置であり、この演算装置8は第4,
5図に示すフローチャートに従い、所定の回転角を順次
行なう。
8 is a digital arithmetic unit, and this arithmetic unit 8 is connected to the fourth,
Predetermined rotation angles are sequentially performed according to the flowchart shown in FIG.

9はこの演算装置8が所定の演算を行なうための演算プ
ログラムを記憶しているメモリ(ROM)、10はしき
い値Tth、ボルトに関するデータなど種々の設定値を
設定する入出力装置、また11は位相制御回路、2はゲ
ートパルス発生回路である。
Reference numeral 9 denotes a memory (ROM) that stores an arithmetic program for the arithmetic unit 8 to perform predetermined arithmetic operations, 10 an input/output device for setting various setting values such as a threshold value Tth, data related to volts, and 11. 2 is a phase control circuit, and 2 is a gate pulse generation circuit.

位相制御回路11は演算装置8が発生する締付停止信号
Sに基づき、ゲートパルス発生回路12がゲートパルス
Gを発生するのを停止させ、半導体スイッチ3を開始さ
せることによつて電動機4の電源を遮断する。13はス
イッチ2の閉成を検出して演算装置8に対して演算開始
信号を出力する電源電圧検出器である。
Based on the tightening stop signal S generated by the arithmetic device 8, the phase control circuit 11 stops the gate pulse generation circuit 12 from generating the gate pulse G and starts the semiconductor switch 3, thereby controlling the power supply of the motor 4. cut off. A power supply voltage detector 13 detects the closing of the switch 2 and outputs a calculation start signal to the calculation device 8.

次に第4図に示す前半動作の実施例を説明する。Next, an embodiment of the first half operation shown in FIG. 4 will be described.

先づ入出力装置10により、ボルトの弾性域内で設定さ
れた締付トルクTのしきい値Tth、この弾性域内にお
ける締付トルクTの増加率ΔTの最大値ΔTO〜より十
分小さい所定値ΔTO、その他締付異常を検出するため
の種々の値が設定される。前記しきい値T.hは降服点
Aに対応する最終目標締付トルクT8より十分小さい値
である。スイッチ2が閉成されると、電源電圧検出器1
3はこのスイッチ2の閉成を検出して演算装置8へ演算
開始信号を送る。演算装置8はこの演算開始信号に基づ
きメモリ9からプログラムを順次読込み、第4図に示す
一連の演算の実行を開始する。先づこの演算装置8は位
相制御回路11へ締付動作開始信号を送り、ゲートパル
ス発生回路12から位相制御されたゲートパルスGを発
生させる。このため半導体スイッチ3はトリガパルスG
に同期した位相で点弧し、電動機4に駆動電流が流れ始
めて電動機4は回転し始める。ボルトが締付けられてゆ
くに従い、回転角検出器5は予め決められた所定回転角
Δ0毎に角度パルスP(Δ0)を出力する。またAD変
換器7は刻々と変化する締付トルクTをデジタル信号と
して出力し続ける。演算装置8は入出力装置10により
設定されたしきい値Tt,は読込む一方、デジタル化し
た締付トルクTを角度パルスP(Δθ)毎に読込み両者
を比較して(ステップ100)、締付トルクTがしきい
値Tthを越えるまで、順次新しい締付トルクTを読込
み、この比較動作を繰り返えす。
First, the input/output device 10 sets a threshold value Tth of the tightening torque T within the elastic range of the bolt, a predetermined value ΔTO that is sufficiently smaller than the maximum value ΔTO~ of the increase rate ΔT of the tightening torque T within this elastic range; Various other values are set for detecting tightening abnormalities. The threshold T. h is a value sufficiently smaller than the final target tightening torque T8 corresponding to the yield point A. When switch 2 is closed, power supply voltage detector 1
3 detects the closing of this switch 2 and sends a calculation start signal to the calculation device 8. The arithmetic device 8 sequentially reads programs from the memory 9 based on this arithmetic start signal and starts executing the series of arithmetic operations shown in FIG. First, the arithmetic unit 8 sends a tightening operation start signal to the phase control circuit 11, and the gate pulse generation circuit 12 generates a phase-controlled gate pulse G. Therefore, the semiconductor switch 3 has a trigger pulse G
The motor 4 is ignited in phase synchronized with the motor 4, and a drive current begins to flow to the motor 4, which starts rotating. As the bolt is tightened, the rotation angle detector 5 outputs an angle pulse P (Δ0) at every predetermined rotation angle Δ0. Further, the AD converter 7 continues to output the ever-changing tightening torque T as a digital signal. The arithmetic unit 8 reads the threshold value Tt set by the input/output device 10, and also reads the digitalized tightening torque T for each angle pulse P (Δθ) and compares the two (step 100). New tightening torques T are sequentially read and this comparison operation is repeated until the tightening torque T exceeds the threshold value Tth.

一方演算装置8はクロックパルス発生器を内蔵し、締付
開始後の所要時間tを積算している。ステップ100の
条件成立までこの所要時間tが設定時間t1以上になる
と、そのことがステップ102で判別され、ボルトがナ
ットと共回りしているものとして警報を発し(ステップ
104)締付けを停止する。またステップ100の条件
成立まての所要時間T2が設定時間T2以下であれば、
そのことがステップ106で判別され、ねじ山の変形な
どによりボルトまたはナットがロックしているものとし
て警報を発し(ステップ104)、締付けを停止する。
すなわちステップ102,104,106は締付トルク
Tがしきい値Tthになるまでの所要時間tがT2くt
<t1の範囲外になつたことから異常を検出して警報を
発生させる一方、締付停止信号Sを位相制御回路11へ
送り半導体スイッチ3を開路させて電動機4の電源を遮
断する異常検出ステップとなつている。演算装置8は或
る回転角θ。
On the other hand, the arithmetic unit 8 has a built-in clock pulse generator and integrates the required time t after the start of tightening. When the time t required until the condition in step 100 is met exceeds the set time t1, this is determined in step 102, and a warning is issued as the bolt is rotating together with the nut (step 104), and the tightening is stopped. Further, if the time T2 required for the condition in step 100 to be satisfied is less than or equal to the set time T2,
This is determined in step 106, and a warning is issued as the bolt or nut is locked due to deformation of the screw thread or the like (step 104), and the tightening is stopped.
That is, in steps 102, 104, and 106, the time t required for the tightening torque T to reach the threshold value Tth is T2
An abnormality detection step in which an abnormality is detected and an alarm is generated because it is outside the range of <t1, and a tightening stop signal S is sent to the phase control circuit 11 to open the semiconductor switch 3 and cut off the power to the motor 4. It is becoming. The calculation device 8 calculates a certain rotation angle θ.

−1と所定回転角Δθ後の回転角θ。におけるそれぞれ
の締付トルクL−1,Tnを、内蔵するメモリ(RAM
)に記憶し、これら締付トルクL−1,Tnを回転角の
進行につれて順次書き換えている。演算装置8はこれら
所定回転角Δθ毎の締付トルクTn−1,Tnの差ΔL
を算出し(ステップ108)、この差ΔTnが予め記憶
された前記所定値ΔTO以下になるまでこの動作を繰り
返えす(変形開始点検出ステップ110)。このステッ
プ110の条件が成立するまでの所要時間tは、前記ス
テップ102,106と同様にステップ112,114
で設定値ぢ,T2″と比較され、締付異常の有無が判別
される。なお前記差ΔTnは回転角θに対する締付トル
クTの増加率でもあり、この差ΔTnがステップ110
の条件を満足し、たステップ112,114により締付
異常も検出されなければ、さらにこの時締付トルクTn
が予め記憶された設定値T,,T2の範囲内に入つてい
る否か判別し(ステップ116)、この範W1〜T2内
に入つていれば正常に締付けが進行しているものとして
後記する後半動作を行なう。次に第5図により他の前半
動作の実施例を説明する。
−1 and the rotation angle θ after the predetermined rotation angle Δθ. The respective tightening torques L-1 and Tn are stored in a built-in memory (RAM).
), and these tightening torques L-1 and Tn are sequentially rewritten as the rotation angle progresses. The calculation device 8 calculates the difference ΔL between the tightening torques Tn-1 and Tn at each predetermined rotation angle Δθ.
is calculated (step 108), and this operation is repeated until this difference ΔTn becomes equal to or less than the predetermined value ΔTO stored in advance (deformation start point detection step 110). The time t required until the condition of step 110 is satisfied is the same as that of steps 112 and 114, as in steps 102 and 106.
The difference ΔTn is also compared with the set value モ,T2″ and the presence or absence of a tightening abnormality is determined.The difference ΔTn is also the increase rate of the tightening torque T with respect to the rotation angle θ, and this difference ΔTn is determined in step 110.
If the following conditions are satisfied and no tightening abnormality is detected in steps 112 and 114, the tightening torque Tn is further increased at this time.
It is determined whether or not the value is within the range of pre-stored set values T,, T2 (step 116), and if it is within the range W1 to T2, it is assumed that the tightening is proceeding normally and will be described later. Perform the second half of the action. Next, another embodiment of the first half operation will be explained with reference to FIG.

この実施例は弾性域内での締付トルクの最大増加率を記
憶し、増加率がこの最大増加率の所定割合以下になつた
ことから変形開始点Aを検出する。所定回転角Δθ間の
締付トルクの差ΔT。、すなわち増加率を算出し(ステ
ップ200)、この差ΔTnが増加中または一定中は(
ステップ202)、差ΔTnを最大増加率ΔT,.a.
として記憶し(ステップ204)、この最大増加率ΔT
..axは順次新しく求めた差ΔTnで入れ換えられる
。ステップ206,208は、前記ステップ102,1
06と同様な異常検出ステップである。この結果演算装
置8に内蔵されたメモリ(RAM)には第2図の最大傾
斜Mの傾きに対応する最大増加率ΔT..axが記憶さ
れる。ステップ202の条件が成立し差ΔTnが減少し
始めると、再び差ΔTrr.を新たに求め(ステップ2
10)この差ΔTmが最大値ΔT..aOと定数C(但
し0〈Cく1)との積らなる所定値C・ΔTmax以下
になるまで(変形開始点検出ステップ212)、これら
の各ステップ210,212を繰り返えす。なお、第5
図中、第4図と同一テツプには同一符号を付したので、
その説明は繰り返えさない。以上の第4,5図は実施例
は締付反力を求めるストレインゲージの出力をAD変換
器7でデジタル信号に変換することにより締付トルクT
を求めたが、この発明ては種々の方法て締付トルクTを
求めることが可能である。
In this embodiment, the maximum rate of increase in tightening torque within the elastic range is stored, and the deformation starting point A is detected when the rate of increase becomes less than a predetermined percentage of this maximum rate of increase. Difference ΔT in tightening torque between predetermined rotation angles Δθ. , that is, calculate the rate of increase (step 200), and when this difference ΔTn is increasing or constant, (
Step 202), convert the difference ΔTn to the maximum increase rate ΔT, . a.
(step 204), and this maximum increase rate ΔT
.. .. ax is sequentially replaced by the newly determined difference ΔTn. Steps 206 and 208 are steps 102 and 1.
This is an abnormality detection step similar to 06. As a result, the memory (RAM) built into the arithmetic unit 8 stores the maximum increase rate ΔT corresponding to the slope of the maximum slope M in FIG. .. ax is stored. When the condition of step 202 is satisfied and the difference ΔTn starts to decrease, the difference ΔTrr. (Step 2)
10) This difference ΔTm is the maximum value ΔT. .. These steps 210 and 212 are repeated until the value becomes less than or equal to a predetermined value C·ΔTmax, which is the product of aO and a constant C (0<C×1) (deformation start point detection step 212). Furthermore, the fifth
In the figure, the same steps as in Figure 4 are given the same symbols, so
That explanation cannot be repeated. 4 and 5 above, the embodiment shows the tightening torque T by converting the output of the strain gauge for obtaining the tightening reaction force into a digital signal using the AD converter 7.
However, according to the present invention, the tightening torque T can be determined using various methods.

第6図と第7図は他の実施例を示すブロック図とその前
半動作フローチャートである。
FIGS. 6 and 7 are a block diagram and a first half operation flowchart showing another embodiment.

この実施例は締付トルクTを電動機電流1Mと角速度に
基づき、電動機のトルク特性式から算出するように構成
したものてある。なお第7図では異常検出のための各ス
テップは省いてある。第6図において20は電動機4に
直列接続された電流検出用抵抗器、22はこの抵抗器2
0の両端電圧から電動機電流を検出してこれをデジタル
信号1。
In this embodiment, the tightening torque T is calculated from the motor torque characteristic equation based on the motor current 1M and the angular velocity. Note that in FIG. 7, each step for abnormality detection is omitted. In FIG. 6, 20 is a current detection resistor connected in series to the motor 4, and 22 is this resistor 2.
The motor current is detected from the voltage across 0 and is converted into a digital signal 1.

に変換する仙変換器、24はこのデジタル信号1Dによ
り任意の回転角0nにおける締付トルクTnおよび角速
度ωを算出する第2のデジタル演算装置、26はこの第
2の演算装置の演算プログラムを記憶するメモリである
。この図においては前記第3図と同一部分には同一符号
を付したので、その説明は繰り返えさない。次にこの実
施例の動作を第7図に基づき説明する。
24 is a second digital arithmetic device that calculates the tightening torque Tn and angular velocity ω at any rotation angle 0n using this digital signal 1D; 26 is a storage for the arithmetic program of this second arithmetic device; memory. In this figure, the same parts as in FIG. 3 are given the same reference numerals, so their description will not be repeated. Next, the operation of this embodiment will be explained based on FIG.

スイッチ2の閉成により、演算装置8は位相制御回路1
1、ゲートパルス回路12を介して半導体スイッチ3を
点弧させ、電動機4を始動させる。AD変換器22は電
動機電流を示す抵抗器20の両端電圧を、交流電源1よ
り極めて短かい周期で量子化してデジタル信号1。とす
る。第2の演算装置24はこのデジタル信号1。を交流
電源1の半周期または1周期に亘り積分することにより
電流の実効値h=ΣIDを算出する一方、角度パルス(
Δθ)の時間間隔内に積算されるクロックパルス数Nの
逆数1/Nから角速度ωを算出する(ステップ300)
。この第2の演算装置24は、また連続する2つの角度
パルスP(ΔO)が出力される回転角θ。−1,θoに
おける角速度の差から、角加速度dω/tを算出する(
ステップ302)。一方、直流電動機てはその出力トル
クTはとなる。
By closing the switch 2, the arithmetic unit 8 is switched to the phase control circuit 1.
1. The semiconductor switch 3 is ignited via the gate pulse circuit 12 to start the electric motor 4. The AD converter 22 quantizes the voltage across the resistor 20 indicating the motor current at an extremely shorter period than the AC power supply 1 to generate a digital signal 1 . shall be. The second arithmetic unit 24 receives this digital signal 1. The effective value h=ΣID of the current is calculated by integrating over a half cycle or one cycle of the AC power source 1, while the angle pulse (
The angular velocity ω is calculated from the reciprocal 1/N of the number N of clock pulses accumulated within the time interval of Δθ) (step 300).
. This second arithmetic unit 24 also calculates the rotation angle θ at which two consecutive angle pulses P(ΔO) are output. Calculate the angular acceleration dω/t from the difference in angular velocity at −1 and θo (
Step 302). On the other hand, the output torque T of a DC motor is as follows.

ここにΦは磁束、kは定数てある。しかし電動機締付機
として実際に締付けに寄与するトルクTは、速度変動時
の慣性による影響(Jd哨舊)、および摩擦トルク(T
,)を考慮すると次式のようになる。
Here, Φ is the magnetic flux and k is a constant. However, the torque T that actually contributes to tightening in an electric motor tightening machine is affected by inertia during speed fluctuations (Jd) and friction torque (T
, ), the following equation is obtained.

第2の演算装置24はこの(1)式の演算を行つて実際
の締付トルクTを算出する(ステップ304)。
The second calculation device 24 calculates the actual tightening torque T by calculating the equation (1) (step 304).

演算装置8はこの第2の演算装置24が出力する締付ト
ルクTを角度パルスP(ΔO)に基づいて読込み、前記
第5図に示した実施例と同様の演算を行なう。
The arithmetic unit 8 reads the tightening torque T output from the second arithmetic unit 24 based on the angle pulse P (ΔO), and performs the same calculation as in the embodiment shown in FIG. 5 above.

このように第7図の後半の動作は前記第5図と全く同一
であるから、同一ステップに同一符号を付しその説明は
繰り返えさない。この実施例は第6図に示すように回転
角0を回転角検出器5によつて求め、この回転角検出器
5が出力する角度パルスP(Δ0)間において積算され
るクロックパルス数Nにより速度ωを求めたものである
が、この角速度ωは第8,9図に示す実施例のように、
電動機電流Mと電動機電圧■Mとに基づき、電動機の速
度特性式から算出するように構成してもよい。第8図は
この実施例のブロック図、第9図はその前半動作を示す
フローチャートである。
As described above, since the operation in the second half of FIG. 7 is completely the same as that in FIG. 5, the same steps are given the same reference numerals and the description thereof will not be repeated. In this embodiment, as shown in FIG. 6, the rotation angle 0 is determined by the rotation angle detector 5, and the rotation angle 0 is determined by the number of clock pulses N accumulated between the angle pulses P (Δ0) outputted by the rotation angle detector 5. The velocity ω was calculated, and this angular velocity ω is as shown in the example shown in Figs.
It may be configured to be calculated from a speed characteristic equation of the motor based on the motor current M and the motor voltage M. FIG. 8 is a block diagram of this embodiment, and FIG. 9 is a flowchart showing the first half of the operation.

第8図において30は電動機電圧をデジタル信号V。に
変換するAD変換器、32は第2のデジタル演算装置、
34はこの演算装置32の演算プログラムを記憶してい
るメモリである。この図においては、前記第3,6図と
同一部分に同一符号を付したのでその説明は繰り返えさ
ない。この実施例においてスイッチ2の閉成により電動
機4に電流が流れると、電動機電流と電圧がそれぞれA
D変換器22,30により、交流電源周期より極めて短
かい周期で量子化されたデジタル信号1D,VDに変換
される。
In FIG. 8, 30 represents the motor voltage as a digital signal V. 32 is a second digital arithmetic unit,
Reference numeral 34 denotes a memory that stores an arithmetic program for this arithmetic unit 32. In this figure, the same parts as those in FIGS. 3 and 6 are given the same reference numerals, so the description thereof will not be repeated. In this embodiment, when a current flows through the motor 4 by closing the switch 2, the motor current and the voltage are respectively A.
The D converters 22 and 30 convert the signal into quantized digital signals 1D and VD at a period much shorter than the AC power supply period.

第2の演算装置32はこれらデジタル信号1DVDを順
次読込みこれらを交流電源の半周期または1周期に亘り
積分して実効値1M=ΣIDを算出する(第9図のステ
ップ400)。一般に直巻整流子電動機の角速度ωは次
の速度特性式により求められる。
The second arithmetic unit 32 sequentially reads these digital signals 1DVD and integrates them over a half cycle or one cycle of the AC power supply to calculate an effective value 1M=ΣID (step 400 in FIG. 9). Generally, the angular velocity ω of a series-wound commutator motor is determined by the following speed characteristic equation.

ノ ここにRは電機子抵抗、Φは磁界、Kは定数である。of Here, R is the armature resistance, Φ is the magnetic field, and K is a constant.

磁界Φは一般には電流1Mの関数となるが、その変化特
性は予めメモリ34に記憶されているものとする。第2
の演算装置32は、前記油変換器22,30が出力する
電流しおよび電圧■9を順次読込んで(2)式の演算を
行ない角速度ωを算出する一方(ステップ402)、前
記(1)式の演算を行つて実際に締付けて寄与する締付
トルクTを算出する(ステップ404)。
Although the magnetic field Φ is generally a function of the current 1M, it is assumed that its changing characteristics are stored in the memory 34 in advance. Second
The arithmetic unit 32 sequentially reads the current and voltage (9) output from the oil converters 22, 30 and calculates the angular velocity ω by calculating the equation (2) (step 402). is calculated to calculate the tightening torque T that contributes to actual tightening (step 404).

第2の演算装置32はこの締付トルクTを電源の半周期
または1周期毎に出力する。演算装置8はこの第2の演
算装置32が出力するトルクTを所定の時間間隔で順次
読込み、前記各実施例と同様の動作を行なう。
The second arithmetic unit 32 outputs this tightening torque T every half cycle or every cycle of the power supply. The arithmetic unit 8 sequentially reads the torque T output from the second arithmetic unit 32 at predetermined time intervals, and performs the same operation as in each of the embodiments described above.

以上の第1〜9図に示した実施例では角速度ωが締付け
の進行につれて変化するものであるが、この発明は角速
度ωが一定となるように速度制御するものにも適用可能
である。
In the embodiments shown in FIGS. 1 to 9 above, the angular velocity ω changes as the tightening progresses, but the present invention can also be applied to a system in which the angular velocity ω is controlled to be constant.

例えば電機子逆起電圧が角速度ωに比例することを利用
し、この逆起電圧の変化に応じて半導体スイッチ3の導
通角を制御することにより角速度ωを一定に制御するも
のがある。第10図はこのように速度ωを一定にした前
半動作のフローチャートである。
For example, there is a device that takes advantage of the fact that the armature back electromotive force is proportional to the angular velocity ω, and controls the angular velocity ω to be constant by controlling the conduction angle of the semiconductor switch 3 according to changes in this back electromotive force. FIG. 10 is a flowchart of the first half of the operation in which the speed ω is kept constant in this manner.

この実施例では電動機電圧を油変換器でデジタル信号V
Dとした後、これを交流電源の半周期または1周期に亘
つて積分することにより電圧の実効値VMを求め(ステ
ップ500)、前記(2)式の速度特性式により電動機
電流しを演算し(ステップ502)、さらにこの電充を
用いて前記(1)式により締付トルクTを算出する(ス
テップ504)、以下前記第9図に示す実施例と全く同
様の演算により締付けを行なう。第3〜5図に示した実
施例では、しきい値判別ステップ100と変形開始点判
別ステップ110,212の両方に、締付の異常を検出
するための異常検出ステップ102,106、および1
12,114を設けているので、異常検出が一層確実に
なるが、この発明ではステップ100または110,2
12のいずれか一方にこの異常検出ステップを設けても
よい。またこれら実施例では変形開始点Aの締付トルク
が所定範囲内か否かをステップ116で判別し、さらに
第5図の実施例では最大増加率ΔTxを検出する過程(
ステップ200,202,204)にも異常検出ステッ
プ206,208を設けたので、締付異常は一層確実に
検出でき、信頼性はさらに向上する。次に変形開始点A
以降の動作(後半動作)の実施例を説明する。
In this embodiment, the motor voltage is converted into a digital signal V using an oil converter.
After setting this to D, the effective value VM of the voltage is obtained by integrating it over a half cycle or one cycle of the AC power supply (step 500), and the motor current is calculated using the speed characteristic equation (2) above. (Step 502), and further, using this charging, the tightening torque T is calculated by the equation (1) (Step 504). Hereinafter, tightening is performed by calculations exactly the same as in the embodiment shown in FIG. 9 above. In the embodiment shown in FIGS. 3 to 5, both the threshold value determination step 100 and the deformation start point determination step 110, 212 include abnormality detection steps 102, 106 and 1 for detecting abnormality in tightening.
Since steps 12 and 114 are provided, abnormality detection becomes more reliable, but in this invention, steps 100 or 110 and 2 are provided.
12 may be provided with this abnormality detection step. In these embodiments, it is determined in step 116 whether the tightening torque at the deformation start point A is within a predetermined range, and in the embodiment of FIG.
Since abnormality detection steps 206 and 208 are also provided in steps 200, 202, and 204), tightening abnormalities can be detected more reliably, and reliability is further improved. Next, the deformation starting point A
An example of the subsequent operation (second half operation) will be described.

第11図の実施例は変形開始点Aにおける時間tをTa
として記憶し(ステップ600)、この時間Taを起点
として起算した時間T.=t−Taが(ステップ602
)、予め記憶した時間Ts以上になつた時を変形終了点
Bと見なし(停止判別ステップ604)締付けを停止す
るものである。この第11図の実施例は演算装置8が内
蔵する一タイマを利用できるから構成が非常に簡単であ
るが、締付速度が変化する前記第3〜9図の前半動作の
実施例と組合わせた場合には変形終了点Bの検出が不正
確になり易い。
In the embodiment shown in FIG. 11, the time t at the deformation start point A is set to Ta.
(step 600), and calculates the time T. from this time Ta as the starting point. = t-Ta (step 602
), the time when the time exceeds the pre-stored time Ts is regarded as the deformation end point B (stop determination step 604), and the tightening is stopped. The embodiment shown in FIG. 11 has a very simple configuration because it can utilize one timer built into the arithmetic unit 8, but it can be combined with the embodiments of the first half operation shown in FIGS. 3 to 9 above in which the tightening speed changes. In this case, the detection of the deformation end point B is likely to be inaccurate.

しかしトルク速度を一定にステップする第10図の実施
例と組合せる場一合は正確に変形終了点Bで締付を停止
でき好ましいものとなる。第12図の後半動作実施例は
、変形開始点Aの回転角θをθ1として記憶し(ステッ
プ650)、この回転角θ1を起点として起算した回転
角θ。
However, when combined with the embodiment of FIG. 10 in which the torque speed is stepped at a constant rate, the tightening can be stopped precisely at the deformation end point B, which is preferable. In the second half operation example of FIG. 12, the rotation angle θ at the deformation start point A is stored as θ1 (step 650), and the rotation angle θ is calculated from this rotation angle θ1 as the starting point.

=0−08とその時の角速度ω。(第7図の実施例参照
)とを先づ初期値として記憶する(ステップ652)。
そして以下に説明する慣性補償を行なう)ステップ65
4)。すなわち、今摩擦を省略すれは、締付時の運動方
程式は次のようになる。
=0-08 and the angular velocity ω at that time. (see the embodiment in FIG. 7) is first stored as an initial value (step 652).
and performs inertia compensation as described below) step 65
4). That is, if friction is omitted, the equation of motion during tightening is as follows.

ここにJは電動機の出力軸でみた慣性能率、0はボルト
の締付開始後の締付角、Eはボルトのばね定数、Tは電
動機のトルク、またtは時間を示す。
Here, J is the inertia rate seen from the output shaft of the motor, 0 is the tightening angle after the bolt starts to be tightened, E is the spring constant of the bolt, T is the torque of the electric motor, and t is time.

電源の遮断後においてはTは零になるから、この時には
が成立する。
Since T becomes zero after the power is cut off, the following holds true at this time.

この式をt=oでO=00,dθ/Df=ωoという初
期条件の下て解けば 一 となる。
If we solve this equation under the initial conditions of t=o, O=00, and dθ/Df=ωo, we get 1.

ここのβ2=E/J,φ=Tan−1(θoβ/ωo)
である。この(3)式より電源遮断後の締付角θの最大
値θ.〜はとなる。
Here β2=E/J, φ=Tan-1(θoβ/ωo)
It is. From this formula (3), the maximum value θ of the tightening angle θ after the power is cut off. ~ becomes.

一方、ボルトの最大締付トルクT,.aOは締付角θの
最大値0maxにおけるものであるから次のようになる
On the other hand, the maximum bolt tightening torque T, . Since aO is at the maximum value 0max of the tightening angle θ, it is as follows.

ここで電源遮断直前における電動機の速度変動率が小さ
ければ、電源遮断直前の締付トルクT。
Here, if the speed fluctuation rate of the motor immediately before the power is shut off is small, the tightening torque T immediately before the power is shut off.

はとなるから、結局次のようになる。従つて電源遮断直
前の回転角θ。
So, in the end, it becomes as follows. Therefore, the rotation angle θ just before the power is cut off.

と角速度ω。が既知であれば慣性による増締量を含んだ
最終回転角θ8を(4)式により、また同様に締付トル
クT。と角速度ω。が既知てあれば最終締付トルクTe
を(5)式によりそれぞれ予測することができる。第1
2図の実施例は前記(4)式を用いて或る回転角0。で
電源を遮断した時の最終回転角θ8を予測し(ステップ
654)、この予測した最終回転角0。が予め記憶した
回転角θ8以上になつた時に締付けを停止するものであ
る(停止判別ステップ656)。なお、第11図と第1
2図でステップ606,608,610は前記第4,5
図の実施例と同様の異常検出のためのステップである。
and angular velocity ω. If is known, the final rotation angle θ8 including the amount of additional tightening due to inertia is determined by formula (4), and the tightening torque T is similarly determined. and angular velocity ω. If is known, the final tightening torque Te
can be predicted using equation (5). 1st
The embodiment shown in FIG. 2 uses equation (4) above to set a certain rotation angle to 0. The final rotation angle θ8 when the power is cut off is predicted (step 654), and the predicted final rotation angle θ8 is predicted. Tightening is stopped when the rotation angle becomes equal to or larger than a pre-stored rotation angle θ8 (stop determination step 656). Furthermore, Figure 11 and Figure 1
In Figure 2, steps 606, 608, and 610 are the fourth and fifth steps.
This is a step for abnormality detection similar to the embodiment shown in the figure.

第13図の実施例は、前記第4図と類似の手順により締
付トルクTの増加率ΔT(ステップ700)が予め記憶
た設定値ΔTO″以上になつたことから変形終了点Bを
求めるものである(停止判別ステップ702)。
In the embodiment shown in FIG. 13, the deformation end point B is determined from the fact that the increase rate ΔT (step 700) of the tightening torque T exceeds a pre-stored set value ΔTO'' using a procedure similar to that of FIG. 4. (Stop determination step 702).

第14図の実施例は、前記第5図と類似の手順により塑
性変形範囲A−B間の最少増加率ΔTmi。
In the embodiment shown in FIG. 14, the minimum increase rate ΔTmi between the plastic deformation range A and B is determined by a procedure similar to that shown in FIG.

を記憶し(ステップ750,752,754)、増加率
ΔTnが変形終了点B以後増加し始めた後の増加率ΔT
m(ステップ756)が所定値C・ΔTmin(但しC
〉1)となつた時に(停止判別ステップ758)締付停
止信号を出力して締付けを停止するものである。第15
図の実施例は、ます所定回転角Δθ内のクロックパルス
数Nの逆数から角速度ωを算出する(ステップ800)
(steps 750, 752, 754), and the increase rate ΔT after the increase rate ΔTn starts increasing after the deformation end point B.
m (step 756) is a predetermined value C・ΔTmin (however, C
1), a tightening stop signal is output to stop tightening (stop determination step 758). 15th
In the illustrated embodiment, the angular velocity ω is calculated from the reciprocal of the number N of clock pulses within a predetermined rotation angle Δθ (step 800).
.

そして締付速度を一定に制御しない場合には、塑性変形
範囲A−B間では角速度ωが略一定になり、変形終了点
B以降に締付トルクが増加するに伴ない角速度ωが減少
していくことから変形終了点Bを検出する(停止判別ス
テップ802)ように構成したものである。以上の第1
1〜15図の後半動作の実施例は前記第3〜10図の前
半動作の実施例と適宜組合わせることにより、ボルトの
種類や締付条件の相違に対して最適な締付方法を構成す
ることができる。この発明は以上のように全ての演算を
デジタル信号処理により行なうので、アナログ信号によ
るものに比べて信号処理中の位相遅れや信号保持手段に
よる誤差が発生せず、締付精度が著しく向上する。
If the tightening speed is not controlled constant, the angular velocity ω will be approximately constant between the plastic deformation range A and B, and after the deformation end point B, the angular velocity ω will decrease as the tightening torque increases. The deformation end point B is detected (stop determination step 802). The first of the above
By appropriately combining the embodiments of the second half operation shown in Figures 1 to 15 with the embodiments of the first half operation shown in Figures 3 to 10, an optimal tightening method can be constructed for different bolt types and tightening conditions. be able to. In the present invention, as described above, all calculations are performed by digital signal processing, so compared to those using analog signals, there is no phase delay during signal processing or errors caused by the signal holding means, and tightening accuracy is significantly improved.

なお一般に締付途中の締付トルクは細かい変動を併うの
を避けられない。
It should be noted that, in general, it is unavoidable that the tightening torque will have small fluctuations during tightening.

しかし本発明によれば電流やストレインゲーン等から検
出した締付トルクをデジタル化する際にこのトルクの変
動周期より十分に短かい周期で量子化してデジタル信号
に変え、このデジタル信号を適宜の時間幅で平均値にす
ることがプログラムの設定だけで容易に可能となる。こ
の結果本発明によれば締付トルクの変動を平均化して一
層正確な締付トルクの管理が可能になるという効果が得
られる。一方アナログ回路で本発明におけるような前半
動作および後半動作を行うとすると、それぞれの動作に
対応した別々の回路が必要になり、回路の構成が非常に
複雑になる。
However, according to the present invention, when digitizing the tightening torque detected from current, strain gain, etc., it is quantized and converted into a digital signal at a cycle sufficiently shorter than the fluctuation cycle of this torque, and this digital signal is converted into a digital signal for an appropriate period of time. It is possible to easily average the width by just setting the program. As a result, according to the present invention, it is possible to average out the fluctuations in the tightening torque, thereby making it possible to manage the tightening torque more accurately. On the other hand, if an analog circuit were to perform the first half operation and the second half operation as in the present invention, separate circuits corresponding to each operation would be required, making the circuit configuration extremely complicated.

また温度補償などの信頼性を高めようとすると非常に生
産性が悪くなり、非常に高価な装置となつてしまう。し
かし本発明によれば部品点数が少なくなり、プログラム
の設定により温度補償の対策にも非常に簡単に対応でき
る。このため生産性が向上し装置の信頼性を高めること
も可能になる。また、しきい値判別ステップ、変形開始
判別ステップまたは停止判別ステップにこれらの判別条
件成立までの所要時間から締付異常を検出する異常検出
ステップを設けた場合には、ボルトの共まわりやねじ山
の異常などを確実に検知できる。
Furthermore, if an attempt is made to improve the reliability of temperature compensation, etc., productivity will be extremely poor and the device will be extremely expensive. However, according to the present invention, the number of parts is reduced, and temperature compensation measures can be taken very easily by setting the program. Therefore, it becomes possible to improve productivity and improve reliability of the device. In addition, if an abnormality detection step is provided in the threshold value determination step, deformation start determination step, or stop determination step to detect tightening abnormalities based on the time required to satisfy these determination conditions, it is possible to It is possible to reliably detect abnormalities.

さらに、この発明はデジタル演算装置を用いているので
、プログラムを変更するだけで異常検出ステップを設け
ることができる。また種々の設定値やプログラムの変更
により、ボルトの種類や締付条件が変化しても柔軟に対
処でき、汎用性に富むという効果もある。
Furthermore, since the present invention uses a digital arithmetic unit, an abnormality detection step can be provided by simply changing the program. In addition, by changing various setting values and programs, it is possible to flexibly deal with changes in the type of bolt and tightening conditions, which has the effect of being highly versatile.

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

第1図は荷重制御座金の使用状態を示す図、第゛2図は
その締付特性図、第3,6,8図は本発明の種々の実施
例のブロック図、第4,5,7,9,10図は前半動作
の種々の実施例を示すフローチャート、また第11〜1
5図は後半動作の種々の実施例を示すフローチャートで
ある。 4・・・電動機、8・・・デジタル演算装置、54・・
・荷重制御座金、100・・化きい値判別ステップ、1
02,106,112,114,606,608・・・
異常検出ステップ、110,212・・・変形開始点検
出ステップ、604,656,702,75J8,80
2・・・停止判別ステップ。
Fig. 1 is a diagram showing how the load control washer is used, Fig. 2 is its tightening characteristic diagram, Figs. 3, 6, and 8 are block diagrams of various embodiments of the present invention, and Figs. , 9 and 10 are flowcharts showing various embodiments of the first half operation, and 11th to 1st
FIG. 5 is a flowchart showing various embodiments of the second half operation. 4...Electric motor, 8...Digital arithmetic unit, 54...
・Load control washer, 100... Threshold value determination step, 1
02,106,112,114,606,608...
Abnormality detection step, 110, 212... Deformation start point detection step, 604, 656, 702, 75J8, 80
2...Stop determination step.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 所定の締付荷重で塑性変形する荷重制御座金を用い
、電動機による締付量をデジタル演算装置により制御す
る方法において、締付トルクが前記荷重制御座金の変形
開始トルクより小さい設定しきい値を越えたことを判別
するしきい値判別ステップと、前記締付トルクの増加率
に基づいて前記座金の変形開始点を検出する変形開始点
検出ステップと、前記変形開始点から所定締付量を締付
けた時に締付停止信号を出力する停止判別ステップとを
備え、前記締付停止信号により前記電動機を停止させる
ことを特徴とする荷重制御座金を用いたボルト締付方法
。 2 締付トルクは電動機の電動機反力を計測するストレ
インゲージの出力をAD変換器でデジタル信号に変換す
ることにより求める特許請求の範囲第1項記載の荷重制
御座金を用いたボルト締付方法。 3 締付トルクは電動機電流と角速度とに基づき電動機
のトルク特性式から算出する特許請求の範囲第1項記載
の荷重制御座金を用いたボルト締付方法。 4 角速度は回転角検出器が所定回転角毎に出力する角
度パルス間において積算させるクロックパルス数により
求める特許請求の範囲第3項記載の荷重制御座金を用い
たボルト締付方法。 5 角速度は電動機電流と電動機電圧とに基づき電動機
の速度特性式から算出する特許請求の範囲第3項記載の
荷重制御座金を用いたボルト締付方法。 6 電動機は角速度が一定となるように位相制御され、
締付トルクは電動機電圧と、この電動機電圧と速度特性
式から算出した電動機電流とを用いてトルク特性式から
算出した特許請求の範囲第1項記載の荷重制御座金を用
いたボルト締付方法。 7 変形開始点検出ステップでは、締付トルクの増加率
が予め記憶した設定値以下になつたことから座金の変形
開始点を検出する特許請求の範囲第1項記載のボルト締
付方法。 8 変形開始点検出ステップでは、締付トルクの最大増
加率を記憶し、この最大増加率から予め設定された所定
の割合だけ締付トルクの増加率が減少したことから座金
の変形開始点を検出する特許請求の範囲第1項記載のボ
ルト締付方法。 9 停止判別ステップでは、変形開始点からの経過時間
から所定締付量を求める特許請求の範囲第1項記載の荷
重制御座金を用いたボルト締付方法。 10 停止判別ステップでは変形開始点からの締付回転
角から所定締付量を求める特許請求の範囲第1項記載の
荷重制御座金を用いたボルト締付方法。 11 停止判別ステップでは変形開始点からの締付トル
クの増加率を求め、この増加率が所定値以上になつたこ
とから所定締付量を検出する特許請求の範囲第1項記載
の荷重制御座金を用いたボルト締付方法。 12 停止判別ステップでは、変形開始点からの締付ト
ルクの最小増加率を記憶し、この最小増加率から予め設
定された所定の割合だけ締付トルクの増加率が増大した
ことから所定締付量を検出する特許請求の範囲第1項記
載のボルト締付方法。 13 停止判別ステップでは、変形開始点からの角速度
を算出し、この角速度が減少し始めたことから所定締付
量を検出する特許請求の範囲第1項記載の荷重制御座金
を用いたボルト締付方法。 14 所定の締付荷重で塑性変形する荷重制御座金を用
い、電動機による締付量をデジタル演算装置により制御
する方法において、締付トルクが前記荷重制御座金の変
形開始トルクより小さい設定しきい値を越えたことを判
別するしきい値判別ステップと、前記締付トルクの増加
率が所定値以下になつたことから前記座金の変形開始点
を検出する変形開始点検出ステップと、前記変形開始点
から所定締付量を締付けた時に締付停止信号を出力する
停止判別ステップと、前記各ステップの少なくとも一つ
のステップに設けられそのステップの判別条件成立まで
の所要時間が設定時間範囲になつたことから異常を検出
して警報を発生させると共に締付停止信号を出力する異
常検出ステップと、を有し、前記いずれかの締付停止信
号により電動機の電源を遮断することを特徴とする荷重
制御座金を用いたボルト締付方法。
[Claims] 1. A method in which a load control washer that plastically deforms under a predetermined tightening load is used and the amount of tightening by an electric motor is controlled by a digital calculation device, wherein the tightening torque is lower than the deformation start torque of the load control washer. a threshold value determination step for determining whether a small set threshold value has been exceeded; a deformation start point detection step for detecting a deformation start point of the washer based on the increase rate of the tightening torque; A bolt tightening method using a load control washer, comprising: a stop determination step of outputting a tightening stop signal when the bolt is tightened to a predetermined tightening amount, and the electric motor is stopped by the tightening stop signal. 2. A bolt tightening method using a load control washer according to claim 1, wherein the tightening torque is obtained by converting the output of a strain gauge that measures the motor reaction force of the electric motor into a digital signal using an AD converter. 3. A bolt tightening method using a load control washer according to claim 1, wherein the tightening torque is calculated from a motor torque characteristic equation based on motor current and angular velocity. 4. A bolt tightening method using a load control washer according to claim 3, wherein the angular velocity is determined by the number of clock pulses accumulated between angular pulses output by a rotation angle detector at every predetermined rotation angle. 5. A bolt tightening method using a load control washer according to claim 3, wherein the angular velocity is calculated from a speed characteristic equation of the motor based on the motor current and the motor voltage. 6 The motor is phase controlled so that the angular velocity is constant,
2. The bolt tightening method using a load control washer according to claim 1, wherein the tightening torque is calculated from a torque characteristic equation using the motor voltage and the motor current calculated from the motor voltage and the speed characteristic equation. 7. The bolt tightening method according to claim 1, wherein in the deformation start point detection step, the deformation start point of the washer is detected when the increase rate of the tightening torque becomes equal to or less than a pre-stored set value. 8 In the deformation start point detection step, the maximum increase rate of the tightening torque is memorized, and the deformation start point of the washer is detected when the increase rate of the tightening torque decreases by a predetermined percentage from this maximum increase rate. A bolt tightening method according to claim 1. 9. A bolt tightening method using a load control washer according to claim 1, wherein in the stop determination step, a predetermined tightening amount is determined from the elapsed time from the deformation start point. 10. A bolt tightening method using a load control washer according to claim 1, wherein in the stop determination step, the predetermined tightening amount is determined from the tightening rotation angle from the deformation start point. 11. The load control washer according to claim 1, wherein in the stop determination step, the increase rate of the tightening torque from the deformation start point is determined, and when this increase rate exceeds a predetermined value, the predetermined tightening amount is detected. Bolt tightening method using 12 In the stop determination step, the minimum increase rate of the tightening torque from the deformation start point is stored, and since the increase rate of the tightening torque has increased by a predetermined percentage from this minimum increase rate, the predetermined tightening amount is determined. A bolt tightening method according to claim 1, which detects. 13. In the stop determination step, the angular velocity from the deformation start point is calculated, and the predetermined tightening amount is detected from the fact that this angular velocity begins to decrease. Bolt tightening using the load control washer according to claim 1 Method. 14 In a method in which a load control washer that plastically deforms under a predetermined tightening load is used and the amount of tightening by an electric motor is controlled by a digital arithmetic device, a set threshold value is set such that the tightening torque is smaller than the deformation start torque of the load control washer. a threshold value determination step for determining whether the tightening torque has exceeded a predetermined value; a deformation start point detection step for detecting a deformation start point of the washer since the increase rate of the tightening torque has become less than a predetermined value; A stop determination step that outputs a tightening stop signal when a predetermined tightening amount is tightened, and a stop determination step that is provided in at least one of the steps described above, since the time required until the determination condition for that step is satisfied is within the set time range. and an abnormality detection step of detecting an abnormality and generating an alarm and outputting a tightening stop signal, and the load control washer is characterized in that the power to the electric motor is cut off in response to any of the tightening stop signals. Bolt tightening method used.
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