JPS6133871A - Method of detecting load bearing point - Google Patents

Method of detecting load bearing point

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Publication number
JPS6133871A
JPS6133871A JP15461884A JP15461884A JPS6133871A JP S6133871 A JPS6133871 A JP S6133871A JP 15461884 A JP15461884 A JP 15461884A JP 15461884 A JP15461884 A JP 15461884A JP S6133871 A JPS6133871 A JP S6133871A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
point
stress
bolt
circuit
power tool
Prior art date
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Pending
Application number
JP15461884A
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Japanese (ja)
Inventor
薫 小林
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SHIGA BOLT KK
Original Assignee
SHIGA BOLT KK
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Publication date
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Publication of JPS6133871A publication Critical patent/JPS6133871A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 主粟二食料且分訪 本発明は、動力式1具によってボルトの締付作業を行う
時、ボルト軸力が耐力点付近に達した時、自動的に動力
式1具による締付けを停止させるための耐力点検出方法
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a method of tightening bolts using one power tool, and when the bolt axial force reaches near the stress-bearing point, the power tool 1 automatically tightens the bolt. The present invention relates to a stress-proof point detection method for stopping tightening by a tool.

征】惇l支所 一般に動力式1具、例えば電動工具を用いてボルトの締
付けを行う場合に於いて、ボルトに最適締付力を与える
ためには、何らがの手段を用いて電動工具を制御する必
要がある。
General Branch When tightening a bolt using a powered tool, for example, an electric tool, in order to apply the optimum tightening force to the bolt, some means must be used to control the electric tool. There is a need to.

上記電動工具を制御する1つの方法として、電動工具の
負荷電流、電圧等の飽和状態を検出し、制御するものが
知られている 従来この種の飽和検出装置の1例として実公昭53−4
9649号公報に示すものがある。以下この公報に示す
飽和検出装置を、第13図乃至第15図に従って説明す
る。第13FEJに於いて、V。
One known method of controlling the power tool is to detect and control the saturation state of the load current, voltage, etc. of the power tool.
There is one shown in Publication No. 9649. The saturation detection device shown in this publication will be explained below with reference to FIGS. 13 to 15. In the 13th FEJ, V.

はこの回路入力電圧、vlは基準電圧発生回路(31)
の出力電圧、v2は遅れ電圧発生回路(32)の出力電
圧であって、この出方電圧v2の飽和電圧値は基準電圧
発生回路(31)の出方電圧v1の飽和電圧値よりも大
きく設定されている。(33)は上記電圧V1 、V2
により作動する例えば高入力インピーダンスを有する差
動増幅器等の差動検出器、Vaは上記差動検出器(33
)の出力端の電圧、(34)は上記差動検出器(33)
と接続されるシュミット回路で、v4は上記シュミット
回路(34)の出力端における電圧である。
is this circuit input voltage, vl is the reference voltage generation circuit (31)
The output voltage v2 is the output voltage of the delayed voltage generation circuit (32), and the saturation voltage value of this output voltage v2 is set larger than the saturation voltage value of the output voltage v1 of the reference voltage generation circuit (31). has been done. (33) is the above voltage V1, V2
Va is the differential detector (33
), (34) is the voltage at the output end of the differential detector (33)
, and v4 is the voltage at the output end of the Schmitt circuit (34).

第14図は時間tに対する電圧Voの変化の一例を示す
カーブで、Sは上記カーブの飽和検出点である。第15
図は時間tに対する上記電圧V。
FIG. 14 is a curve showing an example of the change in voltage Vo with respect to time t, and S is the saturation detection point of the curve. 15th
The figure shows the above voltage V versus time t.

、Vl、v2、v8、及びv4の変化の一例を示すカー
ブである。なお、第15図(ロ)に示すVxはシュミッ
ト回路(34)のシュミットレベル電圧である。
, Vl, v2, v8, and v4. Note that Vx shown in FIG. 15(b) is the Schmitt level voltage of the Schmitt circuit (34).

以下このように構成されたものの作用について説明する
。第13図の回路に第14図に示すような電圧Voを印
加してやると、上記電圧Voのカーブが飽和検出点Sに
至る前に第15図(イ)に示すように電圧Vi 、v2
のカーブが交差する。次に上記電圧v1 、v2を差動
検出器(33)の入力とすると、第15図(ロ)に示す
ようv2−vlがv8に増幅されたものが上記差動検出
器(33)の出力端の電圧となる。更にまたこの電圧v
8が上記シュミット回路(34)の入力となり、上記電
圧V、が上記シュミットレベル電圧Vxを越えると、そ
れまで上記シュミット回路(34)の出力端の電圧が零
であったものが、急峻にv4の電圧を発生する。従って
上記シュミット電圧Vxを第15図(イ)、(ロ)に示
すように上記電圧VOの飽和検出点Sに合わせておけば
、上記電圧v4の発生の有無により上記電圧■0の飽和
が検出できる。
The operation of the device configured as described above will be explained below. When a voltage Vo as shown in FIG. 14 is applied to the circuit of FIG. 13, before the curve of the voltage Vo reaches the saturation detection point S, the voltages Vi, v2 as shown in FIG.
The curves intersect. Next, if the voltages v1 and v2 are input to the differential detector (33), then v2-vl is amplified to v8 as shown in FIG. 15(b), and the output of the differential detector (33) is voltage at the end. Furthermore, this voltage v
8 becomes the input of the Schmitt circuit (34), and when the voltage V exceeds the Schmitt level voltage Vx, the voltage at the output terminal of the Schmitt circuit (34), which had been zero, suddenly becomes v4. Generates a voltage of Therefore, if the Schmitt voltage Vx is set to the saturation detection point S of the voltage VO as shown in FIGS. can.

罵 ° しよ゛と る 前記飽和検出装置の場合、入力電圧vOはボルトサイズ
により最大値が異なるので、v、、v2、及びv8も変
化する。従ってボルトサイズごとにシュミットレベル電
圧Vxをもうける必要があり、構成が複雑になると同時
に、ボルト締付時の操作が繁雑になるといった問題があ
った。
In the case of the saturation detection device that is being tested, the maximum value of the input voltage vO differs depending on the volt size, so v, , v2, and v8 also change. Therefore, it is necessary to provide a Schmidt level voltage Vx for each bolt size, which poses the problem of complicating the configuration and making operations when tightening the bolts complicated.

゛ るための ボルト締付時、締付回転角に対するボルト軸力の変化率
に対応する動力工具の負荷電流又はトルクと締付回転角
又は締付時間とのいずれかの関係特性を検出し、その変
化率が最大値に達した後減少し始めた時の割合が所定値
に達した点を耐力点とし、この耐力点を基準として動力
工具を制御するものである。       、実l貞 本発明は、動力式1具によってボルトの締付作業を行う
時、ボルト軸力が耐力点付近に達した時、自動的に動力
式1具による締付けを停止させるものであるが、本発明
の詳細な説明する前に、先ず耐力点及びこの耐力点に頻
する降伏点について説明する。
When tightening bolts for the purpose of The point at which the rate of change reaches a predetermined value after reaching the maximum value is defined as a load-bearing point, and the power tool is controlled based on this load-bearing point. According to the present invention, when a bolt is tightened using a single power tool, when the axial force of the bolt reaches near the stress-bearing point, the tightening operation using the single power tool is automatically stopped. Before explaining the present invention in detail, first, the proof point and the yield point that often occurs at the proof point will be explained.

上記降伏点とは、例えば、ボルトから削り出した円筒状
の試験片を引張り試験機にH)け、軸方向にだけ静かに
荷重を掛けて引張る。この時の荷重と、そのため、棒状
をした試験片を延びる状態を差動変圧器等を使って、縦
軸に応力S、横軸にひずみεを取った記録紙に記録する
The above-mentioned yield point is determined by, for example, placing a cylindrical test piece cut from a bolt in a tensile tester and pulling it by applying a gentle load only in the axial direction. The load at this time and the state in which the bar-shaped test piece is stretched are recorded using a differential transformer or the like on a recording paper with stress S on the vertical axis and strain ε on the horizontal axis.

すると、第11図のグラフに示す如く、試験片に弾性ひ
ずみが生じている間は応力とひずみは比例関係を示すた
めグラフは直線となり、弾性ひずみと塑性ひずみの両者
が生じると、応力とひずみの比例関係が崩れるため、グ
ラフは曲線となる。この変化する点を降伏点(1)と言
う。
Then, as shown in the graph of Figure 11, while stress and strain are in a proportional relationship while elastic strain is occurring in the test piece, the graph becomes a straight line, and when both elastic strain and plastic strain occur, stress and strain Since the proportional relationship is broken, the graph becomes a curve. This point of change is called the yield point (1).

第11図に示した応力−ひすみ曲線(2)は、材料の種
類、熱処理の有無等によって種々のものが得られるが、
場合によっては、第12図のグラフに示すように、降伏
点(1)が明確に表れない時がある。このように降伏点
(1)の明確に表れない物に対しては、降伏点(1)に
類するものとして、耐力点(3)がある。この耐力点(
3)とけ、試験片の軸方向に荷重を掛けた時、試験片に
所定量(il常は0.2%)の残留ひずみを生じる点の
ことである。又この残留ひずみを生じる時の応力を耐力
と言う。
Various stress-strain curves (2) shown in Fig. 11 can be obtained depending on the type of material, presence or absence of heat treatment, etc.
In some cases, as shown in the graph of FIG. 12, the yield point (1) may not clearly appear. In this way, for materials whose yield point (1) is not clearly expressed, there is a proof point (3), which is similar to the yield point (1). This stress-bearing point (
3) The point at which a predetermined amount of residual strain (usually 0.2%) is produced in the test piece when a load is applied in the axial direction of the test piece. The stress that causes this residual strain is called proof stress.

以下上記耐力点の検出方法について説明する、本発明に
係る方法により耐力点を求めるためには、ボルト締付時
、ボルトに生しる応力−ひずみ曲線を求める必要が生じ
るが、・この応力はボルト締付時、ボルトに生じる軸力
に換算でき、又ひずみはボルト締付時のボルト或いはナ
ツトの回転角θに換算できる。従って先ず、第1図のグ
ラフに示す如く、ボルト締付時の軸力N−回転角0曲線
(4)を求める。するとこの軸力N−回転角0曲線(4
)は、ボルトの弾性域に対応する部分は直線となり、又
ボルトに弾性ひずみと塑性ひずみの両者が生じる塑性域
では曲線となる。そして、この軸力N−回転角0曲線(
4)の勾配は、直線部分(4a)が最大となり、曲線部
分(4b)では序々に緩やかになっていく。従って曲線
部分(4b)の勾配が直線部分(4a)の勾配に対し、
所定量減少した点を耐力点(3)とし、この耐力点(3
)を基準にして電動工具の締付トルクを制御するもので
ある。即ち、軸力N−回転角0曲線(4)で(+H/d
t) −n (dI/dt) wax O< n < 
1をみたす点を耐力点(3)とし、この耐力点(3)を
基準にして電動工具の締付トルクを制御するものである
。尚、このnの値は、使用するボルトの種類毎に実験に
よって最適値を求めればよいが、通常この値は0.5程
度に設定しておけばよい。即ち、軸力N−回転角0曲線
(4)の曲線部分(4b)の勾配が、直線部分(4a)
の勾配の50%になった点を耐力点(3)とする。
The method of detecting the stress point will be explained below. In order to find the stress point using the method according to the present invention, it is necessary to find the stress-strain curve that occurs in the bolt when the bolt is tightened. It can be converted into the axial force generated on the bolt when the bolt is tightened, and the strain can be converted into the rotation angle θ of the bolt or nut when the bolt is tightened. Therefore, first, as shown in the graph of FIG. 1, the axial force N-rotation angle 0 curve (4) when tightening the bolt is determined. Then, this axial force N-rotation angle 0 curve (4
) is a straight line in the part corresponding to the elastic region of the bolt, and a curve in the plastic region where both elastic strain and plastic strain occur in the bolt. Then, this axial force N-rotation angle 0 curve (
The gradient of 4) is maximum in the straight line portion (4a) and gradually becomes gentler in the curved portion (4b). Therefore, the slope of the curved part (4b) is relative to the slope of the straight part (4a),
The point at which the predetermined amount has decreased is defined as the proof point (3), and this proof point (3
) to control the tightening torque of the power tool. That is, in the axial force N - rotation angle 0 curve (4), (+H/d
t) −n (dI/dt) wax O<n<
1 is defined as a stress-proof point (3), and the tightening torque of the power tool is controlled based on this stress-proof point (3). Note that the optimum value of n may be determined through experiments for each type of bolt used, but normally this value may be set to about 0.5. That is, the gradient of the curved part (4b) of the axial force N - rotation angle 0 curve (4) is the same as that of the straight part (4a).
The point at which the slope becomes 50% is defined as the proof stress point (3).

ところで、上記方法によって耐力点(3)を求める場合
、軸力Nを直接求めることは非常に困難である。しかし
、電動工具によってボルトに加えるトルクTは比較的容
易に求めることができる。ここでトルクTと軸力Nとの
関係はT = k d #−−−■となる。
By the way, when determining the stress point (3) using the above method, it is very difficult to directly determine the axial force N. However, the torque T applied to the bolt by a power tool can be determined relatively easily. Here, the relationship between torque T and axial force N is T = k d #---■.

k:トルク係数 d:ボルトの直径 ■式より N=−−−−■となる。k: Torque coefficient d: Bolt diameter ■From the formula, N=----■.

d この時、トルク係数k及びボルトの直il dは使用す
るボルトによって予め設定されているため、トルクTよ
り軸力Nを容易に求めれることがわかる。
d At this time, it can be seen that the axial force N can be easily determined from the torque T because the torque coefficient k and the bolt straightness il d are set in advance depending on the bolt used.

従って、第2図のグラフに示す如く、ボルト締付時のト
ルクニー回転角θ曲線(5)を求める。そしてこのトル
クニー回転角θ曲線(5)の曲線部分(5b)の勾配が
、直線部分(5a)の勾配の50%になった点を耐力点
(3)とすればよい。
Therefore, as shown in the graph of FIG. 2, the torque knee rotation angle θ curve (5) during bolt tightening is determined. The point where the slope of the curved portion (5b) of the torque knee rotation angle θ curve (5) becomes 50% of the slope of the straight line portion (5a) may be defined as the stress proof point (3).

又、上記耐力点(3)を検出する他の方法として、電動
工具に内蔵された直巻整流子電動機を流れる電流Iと、
通電時間tとの関係を示す曲線から耐力点(3)を求め
ることもできる。
In addition, as another method for detecting the stress point (3), a current I flowing through a series commutator motor built in a power tool,
The stress point (3) can also be determined from the curve showing the relationship with the current application time t.

即ち、電動工具によってボルトに加えるトルクTと、電
動工具に内蔵された直巻整流子電動機を流れる電流Iと
は比例関係にあり、又回転角θと直巻整流子電動機への
通電時間tも比例関係にある。従って第3図のグラフに
示す如く、電流■−待時間曲線(6)を求める。そして
、この電流■−待時間曲線(6)の曲線部分(6b)の
勾配が、直線部分(6a)の勾配の50%になった点を
耐力点(3)とすればよい。
That is, there is a proportional relationship between the torque T applied to the bolt by the power tool and the current I flowing through the series commutator motor built into the power tool, and the rotation angle θ and the energization time t to the series commutator motor are also proportional to each other. There is a proportional relationship. Therefore, as shown in the graph of FIG. 3, a current (2) vs. waiting time curve (6) is obtained. Then, the point where the slope of the curved portion (6b) of this current ■-waiting time curve (6) becomes 50% of the slope of the straight line portion (6a) may be defined as the proof point (3).

又、上記耐力点(3)を検出する場合、電動工具に内蔵
された直巻整流子電動機を流れる電流■と回転角θとの
関係を示す電流I−回回転角0線線らも上記したのと同
様にして耐力点(3)を求めることができる。
In addition, when detecting the above-mentioned stress point (3), the current I-turn rotation angle 0 line showing the relationship between the current ■ flowing through the series commutator motor built in the power tool and the rotation angle θ is also used as described above. The proof point (3) can be found in the same way as above.

次に、上記電流I−待時間曲線(6)から耐力点(3)
を求め、電動工具を制御する時の制御例について説明す
る。
Next, from the above current I-waiting time curve (6), the proof point (3)
An example of control when calculating the power tool and controlling the power tool will be explained.

第4図は第1の実施例を示すブロック図であり、図中(
10)は電動工具(11)に内蔵された直巻整流子電動
機を流れる電流の変化を所定時間毎に検出してその時間
の間、開始時間の電流値を保持するサンプリング回路、
(12)は各区割時間毎に直巻整流子電動機を流れる電
流値と、サンプリング回路(10)にて保持された電流
値との差、即ち電流の変化量を検出するための差動アン
プである。(13)は差動アンプ(12)にて検出した
各区割時間毎の変化量に対応する信号を平滑化した後増
幅するための増幅回路である。(14)は増幅回路(1
3)により平滑化され、かつ増幅された信号の内、最大
値をホールドするピークホールド回路、(15)はピー
クホールド回路(14)によって保持された最大値の3
0%に当たる耐力点検出レベルを出力するレベル発生回
路である。(16)は増幅回路(13)から出力する信
号と、レベル発生回路(15)から出力する耐力点検出
レベルとを比較し、両者の一致がとれると電動工具(1
1)の作動を停止さすためのコンパレータである。
FIG. 4 is a block diagram showing the first embodiment, and in the figure (
10) is a sampling circuit that detects changes in the current flowing through the series commutator motor built in the power tool (11) at predetermined time intervals and holds the current value at the start time during that time;
(12) is a differential amplifier for detecting the difference between the current value flowing through the series-wound commutator motor and the current value held in the sampling circuit (10) for each division time, that is, the amount of change in current. be. (13) is an amplifier circuit for smoothing and amplifying the signal corresponding to the amount of change for each division time detected by the differential amplifier (12). (14) is the amplifier circuit (1
(15) is a peak hold circuit that holds the maximum value of the signal smoothed and amplified by (3), and (15) is a peak hold circuit that holds the maximum value of the signal smoothed and amplified by (15).
This is a level generation circuit that outputs a stress point detection level corresponding to 0%. (16) compares the signal output from the amplifier circuit (13) and the stress-proof point detection level output from the level generation circuit (15), and if the two match, the power tool (1
This is a comparator to stop the operation of 1).

上記構成に於いて、耐力点(3)を求める時の動作につ
いて説明する。先ず電動工具(11)が作動を開始する
と、電流値がサンプリング回路(10)に入力するため
、サンプリング回路(10)では電流の変化を所定時間
毎に検出し、その時間の間、開始時間の電流値を保持す
る。
In the above configuration, the operation when finding the stress point (3) will be explained. First, when the power tool (11) starts operating, the current value is input to the sampling circuit (10), so the sampling circuit (10) detects changes in the current at predetermined time intervals, and during that time, the current value is input to the sampling circuit (10). Holds the current value.

そしてこの値を順次差動アンプ(12)に送る。This value is then sequentially sent to the differential amplifier (12).

差動アンプ(12)では、第5図のグラフに示す如く各
区割時間毎に直巻整流子電動機を流れる電流値と、サン
プリング回路(10)にて保持された電流値との差、即
ち電流の変化量Δ■を検出し、増幅回路(13)に送る
。増幅回路(13)では、差動アンプ(12)から出力
した変化量△Iに対応する信号を平滑化した後、増幅し
、コンパレータ(16)及びピークホールド回路(14
)に送る。ピークホールド回路(14)では、増幅回路
(13)から出力する信号の最大値を保持した後、レベ
ル発生回路(15)に送る。レベル発主回路(15)で
は、ピークホールド回路(14)に保持された最大値の
50%に当たる耐力点検出レベル(イ)を算出し、コン
パレータ(16)に送る。このようにして、増幅回路(
13)から出力した、電流の変化量△Iに対応する信号
(ロ)と、レベル発生回路(15)がら出力した耐力点
検出レベル(イ)とがコンパレータ(16)に入力する
と、コンパレータ(16)では、第6図に示す如く、両
者を比較し、両者の一致がとれると、電動工具(11)
の作動を停止させる。
In the differential amplifier (12), as shown in the graph of FIG. The amount of change Δ■ is detected and sent to the amplifier circuit (13). The amplifier circuit (13) smoothes and amplifies the signal corresponding to the amount of change ΔI output from the differential amplifier (12), and then outputs the signal to the comparator (16) and the peak hold circuit (14).
). The peak hold circuit (14) holds the maximum value of the signal output from the amplifier circuit (13) and then sends it to the level generation circuit (15). The level generating circuit (15) calculates a stress point detection level (a) corresponding to 50% of the maximum value held in the peak hold circuit (14) and sends it to the comparator (16). In this way, the amplifier circuit (
When the signal (b) corresponding to the amount of change in current ΔI outputted from the level generating circuit (13) and the withstand point detection level (a) outputted from the level generation circuit (15) are input to the comparator (16), ), as shown in Figure 6, compare the two, and if they match, the power tool (11)
stop the operation.

次に、上記電流I−待時間曲線(6)から耐力点(3)
を求め、電動工具を制御する時の第2の実施例を、第7
図のブロック図に従って説明する。
Next, from the above current I-waiting time curve (6), the proof point (3)
The second embodiment when determining the power tool and controlling the power tool is described in the seventh embodiment.
The explanation will be given according to the block diagram shown in the figure.

図中(10a )  (10b )は第1及び第2のサ
ンプリング回路である。この第1及び第2のサンプリン
グ回路(10a )  (10b )は、直巻整流子電
動機を流れる電流の変化を所定時間毎に検出してその時
間の間、開始時間の電流値を保持するものであり、この
第1のサンプリング回路(10a )と第2のサンプリ
ング回路(10b )とは、第8図のグラフに示す如く
、サンプリングの開始時間を半サイクルだけずらしであ
る。
In the figure, (10a) and (10b) are first and second sampling circuits. The first and second sampling circuits (10a) (10b) detect changes in the current flowing through the series-wound commutator motor at predetermined time intervals and hold the current value at the starting time during that time. As shown in the graph of FIG. 8, the sampling start times of the first sampling circuit (10a) and the second sampling circuit (10b) are shifted by half a cycle.

(12)は第9図のグラフに示す如く、第1及び第2の
サンプリング回路(10a )  (10b )のサン
プリング開始時の時間差により、両者間に生じる電流値
の差、即ち電流の変化量△■を検出するための差動アン
プである。尚、この差動アンプ(12)より出力する電
流の変化量△■に対応する信号は、第9図に示す如く、
半サイクル毎に極性か逆の状態で検出され−る。(17
)は差動アンプ(12)より出力する電流の変化量△I
に対応する信号を両波整流し、信号の極性を揃えるため
の両波整流回路、(13)は両波整流回路(17)より
出力する信号を平滑化した後増幅するための増幅回路で
ある。(14)は増幅回路(13)により平滑化され、
かつ増幅された信号の内、最大値をホールドするピーク
ホールド回路、(15)はピークホールド回路(14)
によって保持された最大値の30%に当たる耐力点検出
レベルを出力するレベル発生回路である。(16)は増
幅回路(13)から出力する信号と、レベル発生回路(
15)から出力する耐力点検出レベルとを比較し、両者
の一致がとれると電動工具(11)の作動を停止さすた
めのコンパレータである。
As shown in the graph of FIG. 9, (12) is the difference in current value that occurs between the first and second sampling circuits (10a) and (10b) due to the time difference at the start of sampling, that is, the amount of change in current △ ■It is a differential amplifier for detecting. Incidentally, the signal corresponding to the amount of change △■ in the current output from the differential amplifier (12) is as shown in FIG.
The polarity or reversed state is detected every half cycle. (17
) is the amount of change in the current output from the differential amplifier (12) △I
(13) is an amplifier circuit that smooths and amplifies the signal output from the double-wave rectifier circuit (17). . (14) is smoothed by the amplifier circuit (13),
A peak hold circuit (15) holds the maximum value of the amplified signal, and (15) is a peak hold circuit (14).
This is a level generation circuit that outputs a stress point detection level corresponding to 30% of the maximum value held by. (16) is the signal output from the amplifier circuit (13) and the level generation circuit (
This is a comparator for comparing the stress point detection level outputted from 15) and stopping the operation of the power tool (11) when the two match.

上記構成に於いて、耐力点(3)を求める時の動作につ
いて説明する。先ず電動工具(11)が作動を開始する
と、電流値が第1及び第2のサンプリング回路(10a
 )  (10b )に入力するため、第1及び第2の
サンプリング回路(10a )(10b )では、第8
図のグラフに示す如く、電流の変化を両者間で半サイク
ルずつずらした状態で所定時間毎に検出し、その時間の
間、開始時間の電流値を保持する。そしてこの値を順次
差動アンプ(12)に送る。差動アンプ(12)では、
第9図のグラフに示す如く、第1及び第2のサンプリン
グ回路(10a )  (10b )のサンプリング開
始時の時間差により、両者間に生じる電流値の差、即ち
電流の変化量Δ■を検出し、この変化量△■に対応する
信号を両波整流回路(17)を介して増幅回路(13)
に送る。増幅回路(13)では、差動アンプ(12)か
ら両波整流回路(17)を介して送られて来る信号を平
滑化した後、増幅し、コンパレータ(16)及びピーク
ホールド回路(14)に送る。ピークホールド回路(1
4)では、増幅回路(13)から出力する信号の最大値
を保持した後、レベル発生回路(15)に送る。レベル
発生回路(15)では、ピークホールド回路(14)に
保持された最大値の30%に当たる耐力点検出レベル(
イ)を算出し、コンパレータ(16)に送る。このよう
にして、増幅回路(13)から出力した電流の変化量△
Iに対応する信号(ロ)と、レベル発生回路(15)か
ら出力した耐力点検出レベル(イ)とがコンパレータ(
16)に入力すると、コンパレータ(16)では、第1
0図に示す如く、両者を比較し、両者の一致がとれると
電動工具(11)の作動を停止させる。
In the above configuration, the operation when finding the stress point (3) will be explained. First, when the power tool (11) starts operating, the current value is determined by the first and second sampling circuits (10a).
) (10b), the first and second sampling circuits (10a) (10b)
As shown in the graph of the figure, changes in the current are detected at predetermined time intervals with a half-cycle shift between the two, and the current value at the start time is held during that time. This value is then sequentially sent to the differential amplifier (12). In the differential amplifier (12),
As shown in the graph of Fig. 9, the difference in current value occurring between the first and second sampling circuits (10a) and (10b), that is, the amount of change in current Δ■, is detected due to the time difference between the sampling start times of the first and second sampling circuits (10a) and (10b). , the signal corresponding to the amount of change △■ is sent to the amplification circuit (13) via the double-wave rectification circuit (17).
send to The amplifier circuit (13) smoothes the signal sent from the differential amplifier (12) via the double-wave rectifier circuit (17), amplifies it, and sends it to the comparator (16) and peak hold circuit (14). send. Peak hold circuit (1
In step 4), the maximum value of the signal output from the amplifier circuit (13) is held and then sent to the level generation circuit (15). The level generation circuit (15) generates a stress point detection level (30% of the maximum value held in the peak hold circuit (14)).
b) is calculated and sent to the comparator (16). In this way, the amount of change in the current output from the amplifier circuit (13) △
The signal corresponding to I (B) and the stress point detection level (A) output from the level generation circuit (15) are connected to the comparator (
16), the comparator (16) selects the first
As shown in FIG. 0, the two are compared, and if they match, the operation of the power tool (11) is stopped.

発朋勿立果 ボルトの締付けを動力式1具を用いて行う場合、ボルト
の締付時、ボルトに生じる耐力点を検出し、この耐力点
を基準にして動力式1具の締付トルクを制御するように
したから、前記従来例のように、ボルトサイズごとにシ
ュミットレベル電圧Vxをもうけることなくボルトに適
正な締付軸力を与えることができる。
When tightening bolts using a power tool, detect the stress point that occurs in the bolt when tightening the bolt, and calculate the tightening torque of the power tool based on this stress point. Since this is controlled, an appropriate tightening axial force can be applied to the bolt without creating a Schmidt level voltage Vx for each bolt size as in the conventional example.

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

第1図は電動工具によるボルト締付時の軸力と回転角と
の関係を示すグラフ、第2図はトルクと回転角の関係を
示すグラフ、第3図は電流と時間の関係を示すグラフで
ある。第4図は耐力点検出方法の第1の具体的実施例を
示すブロック図、第5図はサンプリング時の状態を示す
グラフ、第6図はコンパレータによる耐力点検出時の状
態を示すグラフである。第7図は第2の具体的実施例を
示すブロック図、第8図及び第9図はサンプリング時の
状態を示すグラフ、第10図はコンパレータによる耐力
点検出時の状態を示すグラフである。第11図及び第1
2図は、試験片の軸方向に引張り荷重を加えた時の応力
とひずみの関係を示すグラブである。第13図乃至第1
5図は、飽和検出装置の構成及び動作を説明するための
図面である。 (3’) −耐力点、(4) −軸力N−回転角8曲線
、(4a)−直線部分、(4b) −曲線部分。 特 許 出 願 人 滋賀ボルト株式会社代    理
    人 江  原  省  吾〃       江
  原     秀丈來4 父\4 第13図 第15図
Figure 1 is a graph showing the relationship between axial force and rotation angle when tightening bolts with a power tool, Figure 2 is a graph showing the relationship between torque and rotation angle, and Figure 3 is a graph showing the relationship between current and time. It is. FIG. 4 is a block diagram showing the first concrete example of the stress point detection method, FIG. 5 is a graph showing the state at the time of sampling, and FIG. 6 is a graph showing the state when the stress point is detected by a comparator. . FIG. 7 is a block diagram showing the second specific embodiment, FIGS. 8 and 9 are graphs showing the state at the time of sampling, and FIG. 10 is a graph showing the state at the time of stress point detection by the comparator. Figure 11 and 1
Figure 2 is a graph showing the relationship between stress and strain when a tensile load is applied to the test piece in the axial direction. Figures 13 to 1
FIG. 5 is a diagram for explaining the configuration and operation of the saturation detection device. (3') - proof point, (4) - axial force N - rotation angle 8 curves, (4a) - straight line section, (4b) - curved section. Patent applicant Shiga Bolt Co., Ltd. Agent Sho Ehara Hidetake 4 Father\4 Figure 13 Figure 15

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ボルト締付時、締付回転角に対するボルト軸力の
変化率に対応する動力工具の負荷電流、負荷電圧、負荷
電力又はトルクと、締付回転角又は締付時間とのいずれ
かの関係特性を検出し、その変化率が最大値に達した後
減少し始めた時の割合が所定値に達した点を耐力点とし
、この耐力点を基準として動力工具を制御することを特
徴とした耐力点検出方法。
(1) When tightening a bolt, the load current, load voltage, load power, or torque of the power tool corresponding to the rate of change of the bolt axial force with respect to the tightening rotation angle, and either the tightening rotation angle or the tightening time. It is characterized by detecting the related characteristics, determining the point at which the rate of change reaches a predetermined value as the rate of change reaches a predetermined value, and controlling the power tool based on this stress-bearing point. A stress-bearing point detection method.
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