KR100868524B1 - 이중평행판식 토크센서를 구비한 디지털 토크렌치 및 이를이용한 토크측정 데이타처리 자동화시스템 - Google Patents

이중평행판식 토크센서를 구비한 디지털 토크렌치 및 이를이용한 토크측정 데이타처리 자동화시스템 Download PDF

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KR100868524B1
KR100868524B1 KR1020070046103A KR20070046103A KR100868524B1 KR 100868524 B1 KR100868524 B1 KR 100868524B1 KR 1020070046103 A KR1020070046103 A KR 1020070046103A KR 20070046103 A KR20070046103 A KR 20070046103A KR 100868524 B1 KR100868524 B1 KR 100868524B1
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Abstract

본 발명은 일단에 헤드가 형성되며, 타단에는 손잡이가 형성되는 디지털 토크렌치 몸체; 상기 디지털 토크렌치 몸체 내에 이중평행판형 구조로 삽입설치되는 토크센서; 상기 몸체의 일단과 타단 사이에 구비되며, 상기 헤드에 결합하는 체결품에서 측정된 토크값을 처리하여 표시하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러가 상기 몸체를 따라 회전가능하도록 구비되는 회전수단을 포함하되, 상기 회전수단은, 상기 몸체의 외주면에 돌출 형성되는 틸팅나사산 및 상기 틸팅나사산과 부딪히며 회전속도를 제어하는 걸림돌기로 구성되는 회전부와, 상기 컨트롤러의 내부에 형성되는 회전돌기 및 상기 디지털 토크렌치 몸체의 외주면에 형성되어 상기 회전돌기의 회전을 구속하는 회전구속돌기로 구성되는 회전구속부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중평행판식 토크센서를 이용한 디지털 토크렌치에 관한 것이다.
본 발명의 실시로 볼트,너트 등 체결력의 정밀측정에서 이력관리, 기계식 토크렌치의 교정, 수리 및 교체 여부의 결정에 이르기까지 체결의 공정 전체를 디지털 방식으로 시스템화하여, 다양한 경우의 체결,조립에 대한 검사공정 및 관리공정의 체결 데이터관리가 보다 정밀하고 편리하게 이루어질 수 있다.
디지털 토크렌치, 토크센서, 컨버터

Description

이중평행판식 토크센서를 구비한 디지털 토크렌치 및 이를 이용한 토크측정 데이타처리 자동화시스템{Digital type torque wrench with double pararell plate torque senser and automation system using thereof}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 토크렌치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 토크렌치의 결합사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 컨트롤러의 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 토크렌치의 작동도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이중평행판식 토크센서의 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 이중평행판식 토크센서를 구비한 디지털 토크렌치를 이용한 자동화시스템의 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 공정도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10; 디지털 토크렌치
100:디지털 토크렌치 몸체
200:헤드
300:손잡이
400:컨트롤러 420;제어부
430;표시부
440;회전부 442;틸팅나사산
444;걸림돌기
450;회전구속수단 452;회전돌기
454;회전구속돌기
500:토크센서
700:컨버터
800:메모리수단
S.G1,S.G2:인장응력(Tension stress)에 대한 스트레인게이지(strain gauge)
S.G3,S.G4:압축응력(Comprssion stress) 대한 스트레인게이지(strain gauge)
mX, mY:간섭토크(interfering torque)
mZ:측정토크(measuring torque)
본 발명은 디지털방식의 토크렌치의 체결관리시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 볼트 또는 너트의 정밀조립과 이에 대한 체결이력 및 검사관리, 토크렌치 의 교정, 수리 및 교체 여부의 결정에 이르기까지의 체결공정 전체를 디지털 방식으로 자동 시스템화함으로써, 다양한 경우의 체결조립에 대한 검사단계, 관리단계 및 결정단계가 단순하고 편리하게 이루어질 뿐만 아니라, 체결조립관리의 공정이 자동적(On-line)으로 진행되게 함으로써 조립시간 단축 및 품질관리가 정확하고 소수의 인력만으로도 운영할 수 있게 되어 인건비를 포함한 제반 비용이 절감되는바 생산성이 향상되도록 하는 디지털방식의 토크렌치 및 이를 이용한 자동화 시스템에 관한 것이다.
자동차나 열차 등과 같은 제품이나 구조물을 생산하는 경우 부재 간의 접합에 있어서 볼트체결이 많이 사용되고 있다. 볼트체결은 용접, 리벳, 접착제 등의 다른 접합 방법에 비해 작업이 간단하며, 간단한 도구를 사용하므로 미숙련자도 쉽게 작업을 할 수 있고, 사후관리가 용이한 장점이 있다
그러나, 작업 및 관리에 있어서 주의를 기울이지 않으면 볼트체결이 해제되어, 운행 중 차량바퀴의 이탈사고와 같은 큰 문제점이 발생하게 되는 체결방법이다. 게다가, 토크렌치와 같은 체결기기는 마모 또는 환경변화 등에 따라 정도(Accuracy)가 떨어지므로 정기적으로 정도를 검사하고 그 이력을 관리하여 수리, 교정 및 교체 여부를 결정해야 한다.
체결기기의 정도측정은 동작 중인 체결기기의 동작 토크를 직접 측정하는 방법과 체결품을 샘플링하여 해제한 후 더조임법으로 검사하여 측정된 토크값을 통해 동작 토크를 추정하는 방법에 의해 이루어지며, 상기 두 가지 방법에 의해 체결기 기의 마모의 정도나 경향을 파악할 수 있다.
종래에는 이러한 정도측정의 결과를 관리대장에 수작업으로 기입하거나, 컴퓨터에 직접 입력하는 방식으로 자료화시켜서 관리하고 있었는데, 다양한 종류의 체결기기에 대한 검사결과를 일일이 수작업이나 컴퓨터에 직접 입력하는 것은 매우 번잡한 작업이어서 검사결과를 누락하거나 잘못 기재하는 문제점이 종종 발생하였다.
또한, 체결기기의 검사 이력을 관리하여 수리, 교정 및 교체 여부를 결정하는 일도 번거롭고 복잡한 것이어서, 많은 시간이 소요되고 다수의 인원이 필요하므로 인건비를 포함한 제반 비용이 증가하고 생산성이 저하되는바, 필요성에 비해 실제 활용도가 그다지 높지 않은 문제점이 있었다.
또한, 체결품의 조임방향과 다른 방향(예를 들면, 조임방향에 대한 수직방향)으로 회전력을 가하는 경우에도 토크값이 측정되어, 잘못된 검사결과로서 이력관리되는 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 볼트/너트의 정밀조립과 이에 대한 체결이력관리, 기계식 토크렌치의 교정, 수리 및 교체 여부의 결정에 이르기까지의 공정 전체를 디지털 방식으로 시스템화함으로써, 다양한 경우의 토크체결에 대한 검사단계, 관리단계 및 결정단계가 단순하고 편리하게 이루어질 뿐만 아니라, 전 공정이 자동으로 진행되게 함으로써 검사시간이 단축되고 인건비를 포함한 제반 비용이 절감되어 생산성이 향상시키는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 사용 시에 작용할 수 있는 간섭토크를 배제할 수 있는 토크센서의 기계적 구조와 전기적 회로를 내장하고 있기 때문에 부착하여 체결품의 조임방향에 대한 토크값만이 측정되게 함으로써, 정확한 체결이력관리가 이루어질 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 컨버터에 장착되며 제어유닛에 의해 작동되는 경보장치에 의해 데이터가 설정 값의 일정범위를 벗어나거나, 토크렌치의 보정기간이 도래하였거나 또는 토크렌치 작업시간이 되었을 때, 상기 사실을 즉각적으로 알릴 수 있어 작업자가 효과적으로 대처할 수 있게 되고 공정 전체가 중단되거나 지체됨 없이 원활하게 진행될 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일단에 헤드가 형성되며, 타단에는 손잡이가 형성되는 디지털 토크렌치 몸체; 상기 디지털 토크렌치 몸체 내에 이중평행판형 구조로 삽입설치되는 토크센서; 상기 몸체의 일단과 타단 사이에 구비되며, 상기 헤드에 결합하는 체결품에서 측정된 토크값을 처리하여 표시하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러가 상기 몸체를 따라 회전가능하도록 구비되는 회전수단을 포함하되, 상기 회전수단은, 상기 몸체의 외주면에 돌출 형성되는 틸팅나사산 및 상기 틸팅나사산과 부딪히며 회전속도를 제어하는 걸림돌기로 구성되는 회전부와, 상기 컨트롤러의 내부에 형성되는 회전돌기 및 상기 디지털 토크렌치 몸체의 외주면에 형성되어 상기 회전돌기의 회전을 구속하는 회전구속돌기로 구성되는 회전구속부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 몸체 내에 삽입 설치되며, 설계용량 이상의 변위를 감 지하여 사전에 차단하는 과부하차단기를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한 본 발명의 상기 컨트롤러는 상기 몸체와 분리되어, 데이터선을 매체로 하여 토크렌치에 관한 데이터를 관리하고 체결품의 토크값을 측정한 후 미리 설정된 토크값과 비교하여 토크 렌치에 관한 데이터를 처리하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 컨트롤러는 토크렌치에 관한 서지적 사항을 입력하는 데이터 입력부; 상기 헤드와 결합된 체결품의 측정된 토크값과 미리 설정된 토크값을 비교하여 토크렌치의 정도, 이력 및 검사 성적서 등에 관한 데이터를 처리하는 논리회로; 상기 데이터 입력부에 의해 입력된 토크렌치에 관한 서지적 사항과 논리회로에 의해 처리된 데이터를 저장하는 보조메모리; 토크렌치에 관한 서지적 사항과 상기 보조메모리에 저장된 데이터를 표시하는 표시부; 및, 외부 장치와 데이터의 송수신을 가능하게 하는 데이터 송수신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 데이터 입력부는 스위치 입력방식, RF테그 입력방식 또는 패턴 인식방식 중 어느 하나의 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 일단에 헤드가 형성되며, 타단에는 손잡이가 형성되는 디지털 토크렌치 몸체; 상기 디지털 토크렌치 몸체 내에 이중평행판형 구조로 삽입설치되는 토크센서; 상기 몸체의 일단과 타단 사이에 구비되며, 상기 헤드에 결합하는 체결품에서 측정된 토크값을 처리하며 토크값을 표시하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러가 상기 몸체를 따라 회전가능하도록 구비되는 회전수단을 포함하되, 상기 회전수단은, 상기 몸체의 외주면에 돌출 형성되는 틸팅나사산 및 상기 틸팅나사산과 부딪히며 회전속도를 제어하는 걸림돌기로 구성되는 회전부와, 상기 컨트롤러의 내부에 형성되는 회전돌기 및 상기 디지털 토크렌치 몸체의 외주면에 형성되어 상기 회전돌기의 회전을 구속하는 회전구속돌기로 구성되는 회전구속부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중평행판식 토크센서를 이용한 디지털 토크렌치; 상기 디지털 토크렌치와 통신회선을 통해 접속하며, 상기 디지털 토크렌치에 의해 처리된 데이터를 수신하는 컨버터; 및, 상기 컨버터와 통신회선에 의해 접속되며, 상기 컨버터에 의해 전송된 데이터를 저장하는 메모리수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 한다.
또한 본 발명의 상기 컨버터는 상기 디지털 토크렌치에 의해 전송된 데이터가 상기 메모리부에 정상적으로 저장되면 상기 디지털 토크렌치의 보조메모리에 저장된 데이터를 삭제하는 기능 및 디지털 토크렌치의 측정기준 설정 값을 변경할 수 있는 기능을 수행하는 제어유닛을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 컨버터는 상기 디지털 토크렌치에서 처리된 데이터가 설정값의 일정범위를 벗어나거나, 토크렌치의 보정기간이 도래하였거나 또는 토크 렌치 작업시간이 되었을 때 사용자에게 상기 사실을 알리는 경보장치를 더 포함하되, 상기 경보장치의 작동은 상기 제어유닛에 의해 제어되는 것을 구성상의 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면의 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 토크렌치의 사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 토크렌치의 결합사시도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 컨트롤러의 단면도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 토크렌치의 작동도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이중평행판구조 토크센서의 사시도, 도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 이중평행판구조 토크센서를 구비한 디지털 토크렌치를 이용한 자동화시스템의 사시도, 도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 공정도이다. 본 실시예에서는 공지된 구성요소의 경우 필요한 경우 외에는 도면에 표시를 생략하였다. 그리고 본 발명의 실시에서는 컨트롤러는 표시부 및 제어부를 포괄하는 개념이고, 다시 제어부는 실시조건에 따라 논리회로, 보조메모리, 데이터송수신부 등을 포함하는 개념으로 사용하였다.
본 발명인 디지털 토크렌치(10)는 토크렌치에 관한 서지적 사항에 관한 데이터가 입력되어 이를 임시적으로 저장하고, 체결품의 토크값을 측정한 후 미리 설정된 기준 토크값과 비교하는 방법에 의해 토크렌치의 정밀도 및 체결이력에 관한 데이터를 처리하는 기능을 수행한다.
이때 디지털 토크렌치(100)의 구성은 첨부된 도 1과 같이, 일단에 헤드(200)가 형성되고 타단은 손잡이(300)가 형성된 디지털 토크렌치 몸체(100)와, 상기 몸체(100)의 일단에 형성되며 측정되는 체결품과 결합되는 헤드(200)와, 몸체의 중앙에 부착되며, 토크렌치에 관한 데이터를 관리하고 체결품의 토크값을 측정한 후 미리 설정된 토크값과 비교하여 토크렌치에 관한 데이터를 처리하는 컨트롤러(400)로 구성되는 것을 기본적인 특징으로 한다.
디지털 토크렌치 몸체(100)의 타단에는 손잡이(300)가 형성되는데, 작업자는 손잡이(300)에 회전력을 인가하여 토크렌치의 정도를 측정한다. 토크렌치의 정도를 측정하는 방법에는, 전술한 바와 같이, 동작 중인 체결기기의 동작 토크를 직접 측정하는 방법과 체결품을 샘플링하여 해제한 후 더조임법에 의해 측정된 토크값을 통해 동작 토크를 추정하는 방법이 있다.
본 실시에 사용하는 컨트롤러(400)는 토크렌치에 관한 서지적 사항을 입력하는 데이터 입력부와, 결합구와 결합된 체결품의 측정된 토크값과 미리 설정된 토크값을 비교하여 토크렌치의 정도, 이력 및 검사 성적서 등에 관한 데이터를 처리하는 논리회로와, 상기 데이터 입출력장치에 의해 입력된 토크렌치에 관한 서지적 사항과 논리회로에 의해 처리된 데이터를 저장하는 보조메모리와, 외부 장치와 데이터의 송수신을 가능하게 하는 데이터 송수신부등을 포함하는 제어부(420) 및 토크렌치에 관한 서지적 사항과 상기 보조메모리에 저장된 데이터를 표시하는 표시부(430)를 포함하여 구성할 수 있다.
이때 데이터 입력부는 ID번호, 검사일 등과 같은 관한 토크렌치에 관한 서지적 사항을 입력하는 것으로서, 스위치 입력방식, RF테그 입력방식 또는 패턴 인식방식 중 어느 하나 이상의 방식으로 입력이 이루어진다.
스위치 입력방식이란, 터치패널이나 키패드와 등을 눌러서 서지적 사항을 입력하는 방식이고, RF테그 입력방식이란, 서지적 사항이 미리 입력된 RF테그가 부착된 부품의 내용을 토크렌치에 부착된 RF리드기로 스캔함으로써 서지적 사항이 자동적으로 입력되는 방식을 말하며, 패턴인식 입력방식이란, 토크렌치가 측정하고자 하는 부품의 고유넘버에 관한 사항을 토크렌치가 패턴화로 인식해, 상기 설정된 패턴의 번호를 입력함으로써 서지적 사항이 자동적으로 입력되게 하는 방식이다.
논리회로는 토크렌치에 관하여 입력된 데이터를 처리하는 곳으로, 데이터 입력부에서 입력된 데이터 및 디지털 토크렌치에서 측정된 데이터를 받아들이고 상기 데이터를 비교, 연산하여 그 결과를 산출한다.
데이터 입력부에서 입력된 데이터 및 논리회로 등 제어부(420)를 통해 처리된 데이터 등은 보조메모리에 저장되고 표시부(430)에 표시되며, 인터페이스가 구비된 송수신부에 의해 외부 장치로 전송되게 된다.
또한, 상기 컨트롤러(400)에는 고휘도의 LED가 부가되어 작업자가 현장의 측정여건에 따라 측정부를 비출 수 있어 측정자가 체결구에 쉽게 접속할 수 있도록 구성하여 실시할 수 있다.
또한 본 발명을 실시함에는 첨부된 도 2에 도시된 실시예와 같이, 컨트롤러(400)가 디지털토크렌치 몸체(100)의 외주면을 따라 회전할 수 있도록 구성할 수 있다.
즉, 첨부된 도 2와 같이 디지털 토크렌치 몸체의 외주면에 형성되는, 상기 컨트롤러(400)가 상기 몸체를 따라 회전가능하도록 구비되는 회전수단을 구성할 수 있다. 이때 회전수단은 회전부(440) 및 회전구속부를(450)로 구성하여 컨트롤러(400)가 상기 디지털 토크렌치 몸체(100)의 외주면을 따라 회전가능하도록 구성할 수 있다. 즉, 회전부(440)는 첨부된 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 몸체(100)의 외주면에 돌기가 돌출되어 형성되는 틸팅나사산(442)을 형성한 다음, 상기 틸팅나사산(442)과 부딪히며 회전속도를 제어할 수 있는 걸림돌기(444)를 형성하여 실시함으로써 회전시에 급격히 컨트롤러(400)가 회전하는 것을 방지하는 동시에 작업자가 원하는 정도로 컨트롤러(400)를 회전시킬 수 있도록 구성하였다.
또한 상기 회전구속부(450)는 상기 컨트롤러(400)의 회전범위를 구속하기 위하여 제공되는 것으로서, 첨부된 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 컨트롤러(400)의 내부에 회전돌기(452)를 형성한다. 그리고 상기 회전돌기(452)의 회전을 구속하기 위하여 상기 회전돌기(452)와 대응하는 외주면에 회전구속돌기(454)를 형성하여 실시하도록 구성하였다. 이때, 컨트롤러(400)를 360도 회전할 수 있도록 구성하여 실시할 수도 있지만, 바람직하게는 컨트롤러(400)의 회전을 180도로 한정하기 위하여 회전구속돌기(454)를 상기 회전돌기(452)와 대응하는 디지털 토크렌치 몸체(100)의 외주면의 1/4만큼의 둘레에 형성하여 실시하는 것이 바람직하다.
즉, 컨트롤러(400)를 회전시키는 경우 상기 디지털 토크렌치 몸체(100)의 외주면에 형성되어 있는 틸팅나사산(442) 및 걸림돌기(444)에 의해 컨트롤러(400)가 회전한다. 그리고 컨트롤러(400)의 내부에 형성되어 있는 회전돌기(452)도 컨트롤러(400)의 회전으로 같이 회전하고 상기 회전구속돌기(454)와 만나게 되면서 상기 컨트롤러(400)의 회전이 멈추는 것이다.
본 실시예에서는 컨트롤러(400)의 회전을 180도로 제한하기 위한 실시의 구성을 하였지만, 실시조건에 따라서는 컨트롤러(400)의 회전각도를 자유로이 조절할 수 있도록 구성할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이중평행판구조의 토크센서의 사시도이 다.
기존 디지털 토크렌치센서의 감지부(Sensing element)구조는 단일판식의 감지부구조와 일반적인 휘스톤브릿지(Wheatstone bridge)로 구성되어있다. 이와 달리 본 발명인 디지털 토크센서(500)의 감지부구조는 이중평행판식 구조로서 종래의 단일판식 구조에 비하여 응력집중 및 반복성이 뛰어나며 토크에 대한 정밀도가 우수한 구조이다. 즉 기존기술의 0.1% of Full Scale에서 0.05% of F.S 이상으로 성능이 향상되는 이점이 있다.
또한, 수직 이중평행판식은 단일판식에 비하여 동일한 토크 및 입력전압에 대하여 출력되는 신호의 양은 같고 감지부의 처짐량이 작기 때문에( 약 1/2 수준) 일반적으로 허용되는 과부하 150%F.S에서 200%F.S까지 수용할 수 있어 안전성과 내 구성이 향상된 구조이다.
또한 기존기술의 허용과부하는 150% of F.S에서 200% of F.S로 향상되는 이점이 있다.
이중평행판을 수직(중력방향)으로 세우고 측정코자 하는 토크(Moment Z:mZ) 방향과는 직각을 이루도록 설계하여 순수 토크 이외의 간섭하중(Moment X:mX, Moment Y:mY)을 기계적으로 제거할 수 있는 구조이다. 즉, 디지털 토크렌치의 사용자마다 사용하는 자세와 동작이 다르기 때문에 발생하는 간섭하중(mX, mY)으로 인한 토크(mY)정밀도 저하를 방지할 수 있다.
즉, 수직 이중평행판식 토크센서의 구조도에서, mZ은 측정토크이며 mX와 mY는 사용 시 작용할 수 있는 간섭토크이다. mX(길이방향)의 간섭토크 작용시, 이중평판의 길이방향 끝부분이 서로 대각을 이뤄 대칭으로 비틀어져 변형하여 하중을 받아주기 때문에 이중평판의 측정토크 감지구간인 길이방향의 중앙선 부분에는 간섭토크가 미치지 않으며, 또한 mY(수직방향)의 간섭토크 작용시에는 수직 이중보가 전단력을 주로 받기 때문에 굽힘응력방향으로 부착되어진 스트레인게이지는 전단응력을 검출하지 않는다. 전단력에 비하여 작게 작용하는 굽힘응력은 스트레인게이지 4개 모두 같은 모드의 응력(압축 또는 인장)을 받기 때문에 휘스톤브릿의 원리상으로도 굽힘응력에 대한 출력 값은 발생하지 않는다.
본 발명의 실시에서는 수직 이중평행판구조를 취함으로써 미세간섭하중도 제거할 수 있기 때문에 제품의 정밀도향상과 작업의 용이성으로 원가를 절감할 수 있다.
또한 본 발명을 실시함에 있어서 상기 디지털 토크렌치 몸체(100)의 내부에 과부하차단기(overload stopper, 도면에 미도시)를 더 포함하여 실시할 수 있다. 이 과부하 차단기(600)는 안전율 이상의 탄성한계를 넘는 토크가 작용하여도 설계용량 이상의 감지부 변위(변형)를 사전에 차단할 수 있는 기계적 차단기(Stopper)로서 급격한 과부하나 충격에도 고장이 없이 정상의 기능을 유지할 수 있도록 한 장치구조이다. 즉, 본 발명에서 종래의 기존기술에는 적용되어 있지 않은 시스템을 적용함으로써 보다 사용상의 안정성 및 안전성을 고려하였다.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 이중평행판구조의 토크센서을 구비한 디지털 토크렌치를 이용한 자동화 시스템의 사시도이다.
본 발명의 실시에 사용되는 컨버터(700)는 디지털 토크렌치(10)와 메모리수단(800)을 중계하는 것으로, 통신회선에 의해 디지털 토크렌치(10)의 송수신부에 접속되는데, 접속수단으로는 데이터선(RS-485) 또는 무선방식, USB케이블방식 등이 있다.
본 발명의 실시예에서 컨버터(700)와 메모리수단(800)은 RS-232통신케이블을 이용할 수 있도록 구성하였다. 바람직하게는 최근 많이 쓰이는 USB케이블을 이용하여 실시할 수도 있다.
또한, 컨버터(700)내에는 도면에는 미도시 되었지만, 제어유닛(MCU)이 탑재되어 있어, 디지털 토크렌치(10)의 송수신부에 의해 전송된 데이터가 메모리수단(800)에 정상적으로 저장되면, 디지털 토크렌치의 컨트롤러(400)에 내장된 보조 메모리에 저장된 데이터를 삭제하여 리셋시킴으로써, 디지털 토크렌치(10)의 보조메모리의 용량관리에 편의를 부가하였다.
또한, 컨버터(700)에는 경보음스피커(780)를 구비하여 실시할 수 있다. 즉, 디지털 토크렌치(10)에서 처리된 데이터가 설정 값의 일정범위를 벗어나거나, 토크렌치의 보정기간이 도래하였거나 또는 토크렌치 작업시간이 되었을 때 사용자에게 상기 경보음스피커(780)를 통해 상기 사실을 알림으로써, 작업자가 미리 효과적으로 대처할 수 있게 되어 공정 전체가 중단되거나 지체됨 없이 원활하게 진행될 수 있다.
또한, 컨버터(700)에는 대용량의 보조메모리가 구비되어 디지털 토크렌치(10)에 의해 처리된 데이터를 저장할 수 있으며, 메모리수단(800)이 작동하지 않거나 예기치 못한 상황으로 인하여 메모리수단(800)에 저장된 데이터가 소실되는 경우에도 큰 어려움 없이 데이터를 원상복구할 수 있고, 원활하게 공정을 진행시킬 수 있다.
본 실시에서 메모리수단(800)은 컨버터(700)에 의해 전송된 데이터를 저장하는 것으로, 도 7에 개략적으로 도시된 바와 같이, 컴퓨터로 됨이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 다수의 컴퓨터가 네트워크로 연결되는 것이 바람직하다
도 7은 일련의 공정을 통해 토크렌치의 정도를 검사하고 이력을 관리하여 교정, 수리 및 교체 여부를 판단하는 공정도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디지털방식의 토크렌치 시스템의 체결보정시스템 공정은 도 8에 도시된 바와 같이, 체결품의 토크값에 맞는 사양의 토크렌치의 기기를 결정하는 기기선정단계와, 상기 기기선정 후에 발주 이후 기기를 입하하든 반납하는 입수단계와, 상기 기기의 입수후 작업장의 용도에 따라 분배하는 분배단계와, 토크렌치를 실제 현장에서 사용하는 사용단계와, 체결품의 계측된 토크값을 통하여 측정하고자 하는 제품의 체결품의 정도를 측정하는 검사단계와, 측정 이력을 항목별로 분류하여 저장하는 관리단계 및 제품의 체결품의 토크값의 정도의 합격여부를 판단하고 검사 성적서를 발행하여 토크렌치가 측정하고자 하는 제품의 수리 및 교정 여부를 판단하는 결정단계로 구성된다.
상기한 구성에 의한 본 발명의 실시로 발생하는 종래의 기술과 구별되는 특유의 효과 및 유리한 효과는 다음과 같다.
첫째, 볼트,너트 등의 체결 이력관리, 기계식 토크렌치의 교정, 수리 및 교체 여부의 결정에 이르기까지의 공정 전체를 디지털 방식으로 시스템화시켜, 다양한 종류의 체결 또는 조립에 대한 검사공정 및 관리공정이 단순하고 편리하게 이루어질 뿐만 아니라, 공정 전체가 자동으로 진행됨으로써 공정의 진행 시간이 단축되고 소수의 인력으로도 운영할 수 있어 인건비를 포함한 제반 비용이 절감되는바 생산성이 향상된다.
둘째, 토크센서의 감지부구조를 수직 이중평행판식 구조로 함으로써 체결품 의 조임 방향에 대한 토크 값만이 측정되게 함으로써,디지털 토크렌치의 사용자마다 사용하는 자세와 동작이 다르기 때문에 발생하는 간섭하중(mX, mY)으로 인한 토크(mZ)정밀도 저하를 방지,제거할 수 있고 이에 따라 스트레인 게이지를 용이하게 부착할 수 있어 제작원가가 절감된다.
셋째, 컨버터에 장착되며 제어유닛에 의해 작동되는 경보장치에 의해, 데이터가 설정 값의 일정범위를 벗어나거나, 토크렌치를 보정해야 하는 기간이 도래하였거나 또는 토크렌치 작업시간이 되었을 때, 상기 사실을 즉각적으로 알리므로 작업자가 효과적으로 대처할 수 있게 되어 공정 전체가 중단되거나 지체됨 없이 원활하게 진행될 수 있다.

Claims (9)

  1. 일단에 헤드가 형성되며, 타단에는 손잡이가 형성되는 디지털 토크렌치 몸체;
    상기 디지털 토크렌치 몸체 내에 이중평행판형 구조로 삽입설치되는 토크센서;
    상기 몸체의 일단과 타단 사이에 구비되며, 상기 헤드에 결합하는 체결품에서 측정된 토크값을 처리하여 표시하는 컨트롤러; 및
    상기 컨트롤러가 상기 몸체를 따라 회전가능하도록 구비되는 회전수단;을 포함하되,
    상기 회전수단은, 상기 몸체의 외주면에 돌출 형성되는 틸팅나사산 및 상기 틸팅나사산과 부딪히며 회전속도를 제어하는 걸림돌기로 구성되는 회전부와, 상기 컨트롤러의 내부에 형성되는 회전돌기 및 상기 디지털 토크렌치 몸체의 외주면에 형성되어 상기 회전돌기의 회전을 구속하는 회전구속돌기로 구성되는 회전구속부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중평행판식 토크센서를 이용한 디지털 토크렌치.
  2. 제 1항에서,
    상기 몸체 내에 삽입 설치되며, 설계용량 이상의 변위를 감지하여 사전에 차단하는 과부하차단기;
    를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중평행판식 토크센서를 이용한 디지털 토크렌치.
  3. 삭제
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 몸체와 분리되어, 데이터선을 매체로 하여 토크렌치에 관한 데이터를 관리하고 체결품의 토크값을 측정한 후 미리 설정된 토크값과 비교하여 토크 렌치에 관한 데이터를 처리하는 것을 특징으로 하는 이중평행판식 토크센서를 구비한 디지털 토크렌치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에서,
    상기 컨트롤러는,
    토크렌치에 관한 서지적 사항을 입력하는 데이터 입력부;
    상기 헤드와 결합된 체결품의 측정된 토크값과 미리 설정된 토크값을 비교하여 토크렌치의 정도, 이력 및 검사 성적서 등에 관한 데이터를 처리하는 논리회로;
    상기 데이터 입력부에 의해 입력된 토크렌치에 관한 서지적 사항과 논리회로에 의해 처리된 데이터를 저장하는 보조메모리;
    토크렌치에 관한 서지적 사항과 상기 보조메모리에 저장된 데이터를 표시하는 표시부; 및,
    외부 장치와 데이터의 송수신을 가능하게 하는 데이터 송수신부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중평행판식 토크센서를 이용한 디지털 토크렌치.
  6. 제 5항에서,
    상기 데이터 입력부는 스위치 입력방식, RF테그 입력방식 또는 패턴 인식방식 중 어느 하나의 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중평행판식 토크센서를 이용한 디지털 토크렌치.
  7. 일단에 헤드가 형성되며, 타단에는 손잡이가 형성되는 디지털 토크렌치 몸체; 상기 디지털 토크렌치 몸체 내에 이중평행판형 구조로 삽입설치되는 토크센서; 상기 몸체의 일단과 타단 사이에 구비되며, 상기 헤드에 결합하는 체결품에서 측정된 토크값을 처리하며 토크값을 표시하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러가 상기 몸체를 따라 회전가능하도록 구비되는 회전수단을 포함하여 이루어지되, 상기 회전수단은, 상기 몸체의 외주면에 돌출 형성되는 틸팅나사산 및 상기 틸팅나사산과 부딪히며 회전속도를 제어하는 걸림돌기로 구성되는 회전부와, 상기 컨트롤러의 내부에 형성되는 회전돌기 및 상기 디지털 토크렌치 몸체의 외주면에 형성되어 상기 회전돌기의 회전을 구속하는 회전구속돌기로 구성되는 회전구속부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중평행판식 토크센서를 이용한 디지털 토크렌치;
    상기 디지털 토크렌치와 통신회선을 통해 접속하며, 상기 디지털 토크렌치에 의해 처리된 데이터를 수신하는 컨버터; 및,
    상기 컨버터와 통신회선에 의해 접속되며, 상기 컨버터에 의해 전송된 데이터를 저장하는 메모리수단;
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중평행판식 토크센서를 구비한 디지털 토크렌치를 이용한 토크측정 데이타처리 자동화시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 컨버터는,
    상기 디지털 토크렌치에 의해 전송된 데이터가 상기 메모리부에 정상적으로 저장되면 상기 디지털 토크렌치의 보조메모리에 저장된 데이터를 삭제하는 기능 및 디지털 토크렌치의 측정기준 설정값을 변경할 수 있는 기능을 수행하는 제어유닛을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중평행판식 토크센서를 구비한 디지털 토크렌치를 이용한 토크측정 데이타처리 자동화시스템.
  9. 제 8항에서,
    상기 컨버터는,
    상기 디지털 토크렌치에서 처리된 데이터가 설정값의 일정범위를 벗어나거나, 토크렌치의 보정기간이 도래하였거나 또는 토크렌치 작업시간이 되었을 때 사용자에게 상기 사실을 알리는 경보장치를 더 포함하되,
    상기 경보장치의 작동은 상기 제어유닛에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 이중평행판식 토크센서를 구비한 디지털 토크렌치를 이용한 토크측정 데이타처리 자동화시스템.
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