JPS61182781A - ボルトの締付け状態の異常判定方法 - Google Patents

ボルトの締付け状態の異常判定方法

Info

Publication number
JPS61182781A
JPS61182781A JP2072885A JP2072885A JPS61182781A JP S61182781 A JPS61182781 A JP S61182781A JP 2072885 A JP2072885 A JP 2072885A JP 2072885 A JP2072885 A JP 2072885A JP S61182781 A JPS61182781 A JP S61182781A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tightening
torque
bolt
abnormality
determined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2072885A
Other languages
English (en)
Inventor
渕上 正朗
道内 信之
真金 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP2072885A priority Critical patent/JPS61182781A/ja
Publication of JPS61182781A publication Critical patent/JPS61182781A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ボルト締結装置によってボルトを締付ける場
合において、その締付は状態の異常を判定する方法に関
する。
(従来の技術) ボルトの締付は状態が正常な場合における締付はトルク
は、たとえば第8図の特性A′に示す態様で変化する。
これに対し、ネジ山への異物のかみ込み、ボルトの座面
の荒れ、あるいは締結物間への異物のかみ込み等に基因
してボルトの締付は状態が異常となった場合には、たと
えば同図の特性B′に示す如く、正常締付は時とは異な
る態様で締付はトルクが変化する。
そこで従来、上記トルク変化特性A′に点線で示すよう
な±T1のトルク許容範囲を設定しておき、実際のボル
ト締付は時において時々刻々検出される締付はトルクの
値が上記許容範囲外となった場合に締付は状態が異常で
あると判定する方法が実施されている。
一方、次のような締付は状態の判定方法も実施されてい
る。この方法は、第9図にハツチングを付して示すよう
に、締付はトルクが所定値ΔT増加する毎にその増加に
伴う締付は回転角の予測増加範囲S1.S2.・・・を
設定するものであシ、たとえばトルクT2における回転
角がトルクT1の詩語、で予測された増加範囲S、外で
ある場合に締付は状態が異常と判定される。
(発明が解決しようとする問題点) 上記した従来方法は、締付は状態の正常、異常の判定を
行なう演算を共にボルトの締付は中に行っているが、上
記演算には相当の時間を要する。
このためこの従来方法では、演算時間を確保するために
ボルトの締付は速度が制限され、これは締付は作業の効
率を低下させる要因となっていた。
またこの従来方法では、締付は状態の異常が判定された
場合に締め直し処理を実行しているが、たとえばボルト
の製造上のバラツキに基因して締付はトルクまたは締付
は回転角が許容範囲外の値を示した場合においても異常
判定が行なわれることから、つまシ異常と判定すべきで
ない場合でも異常であると判定されることから無駄な締
め直し処理が実行されることがおった。
なお、上九ボルトi造上のバラツキ等によるトルク変化
の態様と異物のかみ込み等のそれとは差異があるので、
その差異から上記バラツキに基づいて異常判定がなされ
たことを判断することが考えられるが、従来方法では締
付は状態の異常が判定されたのち、締付はデータ(締付
はトルク、締付は回転角等)のサンプリングが停止され
ることから、つまり異常判定後のデータが得られないの
で、上記トルク変化の差異を適確に判断することができ
なかった。
(問題点を解決するための手段) かかる従来の問題点に鑑み、本発明では、ボルトの締付
は状態を示す締付はデータを該ボルトの締付は中に取込
み、上記ボルトの締付は完了後に上記締付はデータに基
づいて上記ボルトの締付は状態の異常を判定するように
している。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明に係る異常判定方法の一実施例を示し
たフローチャートである。また第2図はこの方法を実施
するためのボルト締付装置の一例を示し、上記フローチ
ャートに示す処理手順はこの締付装置に備えられたマイ
クロコンピュータ1によって実行される。
第2図に示したボルト締付装置は、ボルト2を締付ける
だめのボルト締結機3を備え、該メルト締結機は可逆転
モータ4(その駆動源としては電動機、油圧モータ、空
圧モータ等が使用される)と、該モータの動力をソケッ
トレンチ5に伝達させる減速機6およびクラッチ7と、
上記ソケットレンチ5によるボルト2の締付はトルクを
電気信号として検出するトルク検出器8と、上記ソケッ
トレンチ5が微小角度θえ回転される毎にパルス信号を
出力する例えばインクリメンタルエンコーダ等のパルス
発生器9とから構成されている。
本実施例に係る異常判定方法は、このボルト締付は装置
を用いて以下のように実施される。
すなわち、まず後述するサンブリング回転角度θ□(た
とえば1°〜2°)、馴じみトルクT8、締付は完了判
断用トルク値T、後述する相関度についてのしきい値r
等が設定される(ステップ101)。
上記設定操作が終了すると、第2図に示したマイクロコ
ンピュータ1の中央処理装置10(以下、CPUと略称
する)よ、9 I10ポート11に締付は開始信号が出
力され、その結果、駆動回路12を介してモータ4とク
ラッチ7が起動されてボルト2の締付けが開始される(
ステラf102)。そしてCPU 10は、トルク検出
器8の出力に基づいて締付はトルクTの検出を開始する
とともに(ステラ7’103)、締付はトルクTが馴じ
みトルクT8に達したか否かを判断する(ステラ7’1
04)。
ステップ104において締付はトルクが第3図に示す馴
じみトルクTNに達したことが判断されると、パルス発
生器9の出力14ルスのカウント、つまシ上記馴じみト
ルクについての締付は回転角θ、を雛社番参累棟を基準
とする締付は回転角θ工の計測が開始され(ステップ1
05)、ついで上記回転角θ、からボルト2が微少角度
ステップθ、たけ回転したか否かが判断される(ステッ
プ106)。
そしてステップ106の判断がYESとなると、その時
点での締付はトルクTと回転角θ工がRAMI 3に記
憶され(ステップ107)、ついで締付はトルクTが締
付は完了を判断するための前記基準トルク値T、に達し
たか否かが判断される(ステップ108 )。
上記ステップ105〜108の内容は、ステップ108
の判断結果がYESとなる時点まで繰シ返し実行され、
したがって同時点におけるボルトの回転角θ工をθニー
θ2とすると、同時点においてについてのトルクでか締
付はデータとして格納されることになる。そしてRAM
 13に格納されたデータは、第3図に実線にて例示し
た実測トルクカーブBを示唆している。一方、上記ステ
ップ108の判断結果がYESになると、I10ポート
11を介して駆動回路12に締付は停止信号が出力され
、これによってボルト2の締付けが停止される(ステッ
プ109)。
上記RAM 13には、正常な締付は状態下において得
られた同図に点線で示す基準トルクカーブAについての
締付はデータが予め格納されている。そこでCPU 1
0は、上記RAM 13に格納されている上記トルクカ
ーブA、Bについてのデータに基づいて両カーブA、B
の類似度γを相関法で求め(ステラ7”110)、この
類似度rが前記基準値r。以下であるか否かを判断する
(ステップ111)。そして基準値γ。以下である場合
には締付は状態が異常であると判定しくステップ112
)、そうでない場合には締付は状態が正常であると判定
する(ステップ113)。
それ故、たとえばネジ山への異物のかみ込みによシ実測
トルクカーブBの一部すが第3図に一点鎖線で示すよう
に異常変化し、それによって上記類似度rがrくγ。と
なりた場合には、締付は状態が異常と判定される。
つぎに上記締付は状態の異常をトルク差分値(トルク勾
配)に基づいて判定する本発明の他の実施例について説
明する。
この実施例では、第4図に示す如く第1図のステップ1
01〜1090手順が実行され、ついでこの手順によっ
て得られた締付はデータに基づいてトルク差分(トルク
勾配)の演算が実行される(ステップ201)。以下、
ステップ201におけるトルク差分の算出方法の一例を
!5図を参照して説明する。
上記締付はデータに基づく実測トルクカーブBに対し同
図に示す角度範囲θ、−(M−1)・θ、を設定した場
合、この角度範囲08内でのトルク値のサンプリング数
はMである。この実施例では、サンプリングが開始され
てからM個のトルク値が得られる毎にこのM個のトルク
値を加算している。そしてその刀口算結来5(k)(k
−1,2,3,・・・)をMで除すことによりて個々の
角度範囲θ8におけるトルク値の平均値5A(k)を算
出するとともに、平均値間の差分G[有])−SA(k
+1 )−8A(k)を算出している。
上記トルク差分G (k)は、上記M個のトルク値の平
均値5A(k)の締付は回転角に対する変化度合、つま
シ実測トルクカーブBの勾配を示唆し、第5図の上段に
はM個のトルク値がサンプリングされる毎に算出される
このトルク差分G (k)の変化態様が示されている。
ステップ201において順次算出されるトルク差分G[
有])は、次のステラf202においてこの差分値が下
限値α以上であるか否かが判断され、さらにステップ2
03で該差分値が上限値β以下であるか否かが判断され
る。
この実施例において、上記下限値αおよび上限値βは次
のように設定されている。すなわち、第7図に示す前記
基準トルクカーブAについて予め算出された各トルク差
分G(ト))の平均値GA(k)をとシ、この平均値G
A[有])に1よシも小さな係数(たとえば0.7〜0
.5)を乗じた値を上記下限値αとし、また該平均値G
A(k)に1よシも大きな係数(たとえば1.5〜1.
2)を乗じた値を上記上限値βとしている。したがって
、上記下限値αおよび上限値βは、実測トルクカーブB
に基づく各トルク差分G (k)の許容誤差範囲を示唆
することになる。なお、この下限値αと上限値βは前記
RAM 13に予めストアされている。
ステラf204では、トルクカーブBについての各トル
ク差分G (k)の計算が全て終了したか否かが判断さ
れておシ、この判断は全てのトルク差分G (k)が上
記許容誤差範囲内の値を示している場合にのみYESと
なる。そしてステラf204の判断がYESとなる−と
、正常な締付は状態下でボルトが締付けられたと判断さ
れる(ステップ205)。
一方、第5図に点線で示す如く、前記異物のかみ込み等
によって実測トルクカーブBの途中にトルクの増加割合
が急に低下する部分が存在し、そのためにステップ20
1で算出されたトルク差分Gへ)が上記下限値αよシ小
さくなった場合には、ステップ202の判断結果がNo
となってボルトの締付は状態が異常であると判定される
(ステップ206)。また、第6図の実測トルクカーf
B’に示す如く、トルクの増加度合が急なためにそのト
ルク差分G (k)が上限値β以上の値をもつ場合には
、ステラf203の判断がNoとなって同様に締付は状
態が異常であると判定される(ステップ206)。
以上のようにして個々のボルトについての締付は状態の
異常が判定されるが、そのさい上記下限値αと上限値β
を更新することも可能である。すなわち、五木目のボル
トの締付は状態が正常であると判断された場合には、こ
のボルトについての各トルク差分G (k)の平均値を
とシ、この平均値に前記した各係数を乗じてこれらを(
i+1)木目のボルトのトルク差分についての下限値α
および上限値βとするようにしてもよい。かかるα、β
の更新処理を行なう場合、該処理はステップ204とス
テップ205の間において実施される。
なお、上記各実施例では締付はトルクがT、になりたと
きにボルトの締付けが完了したと判断しているが、ボル
トの締付は回転角に基づいてその締付は完了を判断する
ことも当然可能である。
またトルク差分を別の方法で求めることも可能である。
たとえば第5図に示した角度ステップθ8の両端におけ
るトルク差に基づいてトルク差分を求めてもよい。ただ
し、実施例に示したよりにM個のトルクの平均値の差分
をとるようにすれば、トルク検出系にノイズが混入した
場合に、このノイズによる差分値への影響を緩和するこ
とができる。
(発明の効果) 本発明によれば、ボルトの締付は状態を示す締付はデー
タが該ボルトの締付は中に取込まれ、上記ボルトの締付
は完了後に上記締付はデータに基づいて締付は状態の異
常が判定される。それ故、ボルトの締付中に上記異常判
定のための演算時間を確保する必要がなく、したがって
異常判定の演算をボルトの締付中に実行している従来方
法に比して、該ボルトの締付は速度を高く設定すること
ができる。
また、ボルトの締付けが完了するまで締付はデータが取
込まれるので、つt′り締付はデータの量が多いので、
前記製造上のバラツキに基因したトルク変化と異物のか
み込み等に基づくトルク変化の差異を適確に判断するこ
とができ、これKよって無駄なしめ直しによる作業の効
率低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る方法の一実施例を示したフローチ
ャート、第2図は本発明の方法を実施するための装置の
一例を示したブロック図、第3図ハ実測トルクカーブと
基準トルクカーブを例示シたグラフ、第4図は本発明の
他の実施例を示したフローチャート、wcs図および第
6図は各々実測トルクカーブとそのトルク差分の変化態
様を例示したグラフ、第7図は基準トルクカーブとその
トルク差分の変化態様を例示したグラフ、第8図および
第9図は各々従来の異常判定方法を示したグラフである
。 1・・・マイクロコンピュータ、2・・・ボルト、3・
・・ボルト締結機、4・・・モータ、8・・・トルク検
出器、9・・・I−ルス発生器、10・・・CPU、1
3・・・RAM。 第1図 第4図 第 第5図 6図 回転角 回転角

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ボルトの締付け状態を示す締付けデータを該ボル
    トの締付け中に取込み、上記ボルトの締付け完了後に上
    記締付けデータに基いて上記ボルトの締付け状態の異常
    を判定することを特徴とするボルトの締付け状態の異常
    判定方法。
  2. (2)上記締付けデータは、上記ボルトの締付け回転角
    と該回転角に対応する締付けトルクである特許請求の範
    囲第(1)項記載のボルトの締付け状態の異常判定方法
  3. (3)上記締付け状態の異常は、上記締付けトルクの変
    化特性と、正常な締付状態を示す締付けトルクの変化特
    性との相関度に基づいて判定される特許請求の範囲第(
    2)項記載のボルトの締付け状態の異常判定方法。
  4. (4)上記締付け状態の異常は、上記締付けトルクの変
    化度合を示すトルク勾配を予設定上限値および下限値と
    比較することにより判定される特許請求の範囲第(2)
    項記載のボルトの締付け状態の異常判定方法。
JP2072885A 1985-02-05 1985-02-05 ボルトの締付け状態の異常判定方法 Pending JPS61182781A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2072885A JPS61182781A (ja) 1985-02-05 1985-02-05 ボルトの締付け状態の異常判定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2072885A JPS61182781A (ja) 1985-02-05 1985-02-05 ボルトの締付け状態の異常判定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61182781A true JPS61182781A (ja) 1986-08-15

Family

ID=12035239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2072885A Pending JPS61182781A (ja) 1985-02-05 1985-02-05 ボルトの締付け状態の異常判定方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61182781A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0483988A (ja) * 1990-07-26 1992-03-17 Sumitomo Metal Ind Ltd 管継手の締結状態判定方法及びその装置
JPH07100773A (ja) * 1993-09-30 1995-04-18 Kawasaki Steel Corp ショルダーシールを有する管継手の締付状態判定方法
WO2021235041A1 (ja) * 2020-05-20 2021-11-25 オムロン株式会社 ネジ締め不良判定装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5518350A (en) * 1978-07-24 1980-02-08 Nissan Motor Clamping propriety judging method of screw parts
JPS5583575A (en) * 1978-12-18 1980-06-24 Shibaura Eng Works Ltd Bolt clamping alarm device
JPS58181583A (ja) * 1982-04-14 1983-10-24 トヨタ自動車株式会社 ねじ対偶品による締付けの良否判定方法
JPS5937063A (ja) * 1982-08-24 1984-02-29 トヨタ自動車株式会社 動力式ねじ締付装置の駆動停止制御方法
JPS5937064A (ja) * 1982-08-24 1984-02-29 トヨタ自動車株式会社 ねじ対偶品の締付方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5518350A (en) * 1978-07-24 1980-02-08 Nissan Motor Clamping propriety judging method of screw parts
JPS5583575A (en) * 1978-12-18 1980-06-24 Shibaura Eng Works Ltd Bolt clamping alarm device
JPS58181583A (ja) * 1982-04-14 1983-10-24 トヨタ自動車株式会社 ねじ対偶品による締付けの良否判定方法
JPS5937063A (ja) * 1982-08-24 1984-02-29 トヨタ自動車株式会社 動力式ねじ締付装置の駆動停止制御方法
JPS5937064A (ja) * 1982-08-24 1984-02-29 トヨタ自動車株式会社 ねじ対偶品の締付方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0483988A (ja) * 1990-07-26 1992-03-17 Sumitomo Metal Ind Ltd 管継手の締結状態判定方法及びその装置
JPH07100773A (ja) * 1993-09-30 1995-04-18 Kawasaki Steel Corp ショルダーシールを有する管継手の締付状態判定方法
WO2021235041A1 (ja) * 2020-05-20 2021-11-25 オムロン株式会社 ネジ締め不良判定装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4016938A (en) Method for fastener tensioning
US4259869A (en) Method and apparatus for inspection and fail-safe control of threaded joint tightening processes
US4106176A (en) Method and apparatus for fastener tensioning
US4530143A (en) Ultrasonic bolt tensioner
US4894767A (en) Method for yield tightening of screws
GB1591355A (en) Tension control of fasteners
GB2096361A (en) Method and apparatus for automatically tensioning threaded fasteners
JPS61182781A (ja) ボルトの締付け状態の異常判定方法
JPH07256566A (ja) ナット締め付け装置
US6314817B1 (en) Method for tightening a threaded fastener above its yield point
US5081873A (en) Method of inspecting constant-velocity joint
JPH07164261A (ja) ボルトの締付異常検出方法および検出装置
JP2770107B2 (ja) ボルト・ナット異常締め付け検出方法
JP4675602B2 (ja) ナットランナ及びその制御方法
JPH0223307B2 (ja)
JP2658487B2 (ja) ねじ締付方法
JPH05107130A (ja) 締付力測定方法
US4246685A (en) Tension control of fasteners
JP3637688B2 (ja) ねじの締付け制御方法
JPH1080828A (ja) ナットランナの制御方法
JPH0340546Y2 (ja)
JP3197887B2 (ja) 自動ねじ締め機
JPS6247156B2 (ja)
JPS59134670A (ja) ねじの締付方法
CA1138073A (en) Tension control of fasteners