KR102302489B1 - 고력볼트의 축력 도입장치 및 이를 이용하는 고력볼트의 축력 도입방법 - Google Patents

고력볼트의 축력 도입장치 및 이를 이용하는 고력볼트의 축력 도입방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전원이 입력되는 전원 입력부와, 고력볼트에 장착된 로드셀을 통해 고력볼트의 축력이 입력되는 축력 입력부와, 상기 전원 입력부를 통해 입력된 전류의 누적량을 측정하는 전원 측정부와, 상기 전원 측정부에서 측정된 전류와 상기 축력 입력부에서 입력된 축력을 분석하는 데이터 분석부와, 상기 데이터 분석부에서 분석된 데이터를 이용하여 고력볼트에 목표 축력을 도입하도록 전동렌치에 공급되는 목표 전류를 산출하는 목표값 설정부 및, 전동 렌치에 연결되어 상기 목표값 설정부에서 산출된 목표 전류를 공급하는 전원 출력부를 포함하는 고력볼트의 축력 도입장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 목표 전류가 전동 렌치에 입력되어 고력볼트가 목표 축력으로 체결될 수 있다.

Description

고력볼트의 축력 도입장치 및 이를 이용하는 고력볼트의 축력 도입방법 {APPARATUS FOR INDUCING AIXAL FORCE OF HIGH STRENGTH BOLT AND METHOD OF INDUCING AXIAL FORCE USING THE SAME}
본 발명은 고력볼트의 축력 도입장치 및 이를 이용하는 고력볼트의 축력 도입방법에 관한 것으로, 상세하게는 고력볼트를 목표 축력값을 갖도록 체결할 수 있는 고력볼트의 축력 도입장치 및 이를 이용하는 고력볼트의 축력 도입방법에 관한 것이다.
육각 고력볼트는 볼트와 너트 결합시 너트에 가해지는 토크와 결합시 발생하는 축력의 관계를 나타내는 식인 T=K*D*N(T:체결토크 K:토크 상수, D: 볼트지름, N:축력)에서 너트에 일정한 크기의 토크(T)를 가할 때에 토크 상수 값에 따라 체결축력 또한 달라질 수 있다. 토크 상수는 외부 환경적인 요인 등에 의해 볼트 너트체결시 값이 달라질 수 있다.
그래서, 육각 고력볼트를 체결시에는 로드셀과 같은 축력계를 이용하여 목표 축력값에 도달하는 체결토크 값을 산정하고, 산정된 체결토크가 가해지도록 전동 렌치를 설정하여야 한다.
그런데, 종래의 전동 렌치는 체결시 토크 상수에 따른 목표 축력값으로 체결시키기 위해 체결 토크를 가변시키기 위한 설정이 용이하지 못한 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점 중 적어도 일부를 해결하기 위해 제안된 것으로 발명은 일측면으로서, 전동 렌치에 설정된 전류를 입력시켜 목표 축력값으로 고력볼트가 체결될 수 있는 고력볼트의 축력 도입장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 일 측면으로서, 전동 렌치에 설정된 전류를 입력하여 고력볼트를 목표 축력값으로 체결시킬 수 있는 고력볼트의 축력 도입방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 일측면으로서, 전원이 입력되는 전원 입력부와, 고력볼트에 장착된 로드셀을 통해 고력볼트의 축력이 입력되는 축력 입력부와, 상기 전원 입력부를 통해 입력된 전류의 누적량을 측정하는 전원 측정부와, 상기 전원 측정부에서 측정된 전류와 상기 축력 입력부에서 입력된 축력을 분석하는 데이터 분석부와, 상기 데이터 분석부에서 분석된 데이터를 이용하여 고력볼트에 목표 축력을 도입하도록 전동렌치에 공급되는 목표 전류를 산출하는 목표값 설정부 및, 전동 렌치에 연결되어 상기 목표값 설정부에서 산출된 목표 전류를 공급하는 전원 출력부를 포함하는 고력볼트의 축력 도입장치를 제공한다.
본 발명의 일측면으로서, 고력볼트를 목표 축력으로 체결하기 위해, 전동 렌치에 공급되는 목표 전류를 산출하는 목표값 산출단계 및, 산출된 목표 전류를 전동 렌치에 공급하여 고력볼트를 체결하는 체결단계를 포함하고, 상기 목표값 산출단계는 로드셀을 통해 측정된 축력과 전원 입력부를 통해 입력된 전류의 누적량을 분석하는 데이터 분석단계 및, 상기 데이터 분석 단계에서 분석된 데이터에 의해 목표 전류를 설정하는 목표값 설정단계를 포함하는 고력볼트의 축력 도입방법을 제공한다.
이상에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 목표 전류가 전동 렌치에 입력되어 고력볼트가 목표 축력으로 체결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전동 렌치의 자체의 설정을 변화시키지 않고 고력볼트의 축력도입장치를 전동 렌치에 연결함으로써 용이하게 전동 렌치가 고력볼트를 목표 축력값을 갖도록 체결시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 고력볼트의 축력 도입장치가 전동 렌치 등에 연결된 간략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 축력 도입장치의 간략도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 축력 도입장치의 작동 상태도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 고력볼트의 축력 도입방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 고력볼트의 축력 도입장치(100) 및 이를 구비하는 고력볼트의 축력 도입방법(S100)을 이해시키는데 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예에 의해 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 기술범위에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
본원 발명의 일 실시예에 의한 고력볼트의 축력 도입장치(100)는 전원이 입력되는 전원 입력부(110)와, 고력볼트에 장착된 로드셀(L)을 통해 고력볼트의 축력이 입력되는 축력 입력부(120)와, 상기 전원 입력부(110)를 통해 입력된 전류의 누적량을 측정하는 전원 측정부(130)와, 상기 전원 측정부(130)에서 측정된 전류와 상기 축력 입력부(120)에서 입력된 축력을 분석하는 데이터 분석부(140)와, 상기 데이터 분석부(140)에서 분석된 데이터를 이용하여 고력볼트에 목표 축력을 도입하도록 전동렌치에 공급되는 목표 전류를 산출하는 목표값 설정부(150) 및, 전동 렌치(E)에 연결되어 상기 목표값 설정부(150)에서 산출된 목표 전류를 공급하는 전원 출력부(160)를 포함한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 전원 입력부(110)는 본 발명의 일 실시예에 의한 고력볼트의 축력 도입장치(100)의 구동에 필요한 전원 및 전동 렌치를 구동하는 전원을 공급받도록 외부 전원(S)과 연결된다. 여기서 외부 전원은 교류 전류 및 직류 전류 모두 포함된다.
그리고, 상기 축력 입력부(120)는 일 실시예로 체결되는 대상물과 볼트 또는 너트 사이에 삽입되어 전동 렌치로 너트를 회전시켜 너트를 볼트에 체결시, 볼트와 너트가 결합되는 축력을 측정하는 로드셀로부터 축력값을 입력받는다. 여기서 로드셀은 볼트 너트의 체결축력을 측정하는 축력 측정장치로 공지의 다양한 실시예가 채용될 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 전원 측정부(130)는 상기 전원 입력부(110)로부터 입력된 전류의 누적량을 측정한다. 또는 상기 전원 입력부(110)로부터 입력된 전압의 누적량을 측정할 수도 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 데이터 분석부(140)는, 상기 전원 측정부(130)에서 전송된 전류 누적량과 상기 축력 입력부(120)에서 입력된 축력값을 분석한다. 즉, 상기 데이터 분석부(140)는 상기 전원 측정부(130)에서 입력되는 전류 누적량을 전송받고, 상기 로드셀에서 상기 고력볼트의 체결 축력을 전송받아, 상기 로드셀에서 전동 렌치의 구동시 고력볼트가 목표 축력에 도달할 때까지의 전류 누적량에 의한 데이터를 전송 받아 분석한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 목표값 설정부(150)에서는 상기 데이터 분석부(140)에서 전송된 데이터를 분석하여, 목표 축력에 도달할 때까지의 전동 렌치에 공급되는 전류 누적량을 분석하여 목표 전류를 산출한다.
여기서, 본 발명의 일 실시예 의한 데이터 분석부(140)와 목표값 설정부(150)는 하나의 구성에서 전원 측정부(130)에서 측정된 전류와 축력 입력부(120)에서 입력된 축력을 분석한 후, 분석된 데이터를 통해 목표 전류를 산출할 수도 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 고력볼트의 축력 도입장치(100)는, 선택적으로 목표 전류를 산출하기 위해 상기 전원 측정부(130)를 통해 전류의 누적량을 측정하거나, 목표 전류가 산출된 후에는 상기 목표값 설정부(150)에서 설정된 목표 전류를 전동 렌치에 공급하도록, 입력된 전원을 상기 전원 측정부(130) 또는 상기 목표값 설정부(150)에 선택적으로 인가하는 전환 스위치(170)부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 고력볼트의 축력 도입장치(100)는 먼저 상기 로드셀과 전원 측정부(130)에서 측정된 데이터를 분석하여 목표 전류를 산출하는 과정을 거친 후에 산출된 목표 전류를 전동 렌치에 공급하여 고력볼트를 체결하게 된다.
그래서, 상기 전환 스위치(170)부는 상기 고력볼트의 축력 도입장치(100)가 목표 전류를 산출하기 위해 테스트용 고력볼트를 체결시에 입력된 전류를 상기 전원 측정부(130)로 보내어 상기 전원 측정부(130)에서 공급된 전류의 누적량을 측정하게 한다.
또한, 상기 전환 스위치(170)부는 전술한 것과 같이, 목표 전류가 산출된 후에는 더 이상 누적 전류량을 측정하여 목표 전류를 산출할 필요가 없기 때문에 공급되는 전류를 상기 전원 측정부(130)로 보내지 않고 상기 목표값 설정부(150)로 보내어 설정된 목표 전류를 전원 출력부(160)를 통해 전동 렌치에 공급하게 한다.
즉, 발명의 일 실시예에 의한 전환 스위치(170)부는 사용자의 설정에 따라 본 발명의 일 실시예 의한 고력볼트의 축력 도입장치(100)가 목표 전류를 산출하도록 설정하거나, 목표 전류가 산출된 후에는 전류를 산출된 목표 전류만큼 전동 렌치에 공급하도록 상기 고력볼트의 축력 도입장치(100)를 설정할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 차단 스위치(180)부는, 목표값 설정부(150)에 입력된 목표 전류가 전동 렌치에 공급되는 경우, 상기 전원 출력부(160)에 공급되는 전원을 차단시키는 차단 스위치(180)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차단 스위치(180)부는, 목표값 설정부(150)와 연결되어 상기 전동 렌치에 목표 전류가 공급된 후에는 고력 볼트가 체결 축력을 갖도록 체결되기 때문에 전동 렌치의 구동을 중지하도록 전원 공급을 차단시킨다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 고력볼트의 축력 도입장치(100)는 본 발명의 일 실시예에 의한 목표값 설정부(150)에서 목표 전류를 설정한 후에, 목표 전류를 외부에 표시하는 데이터 표시부(190)를 더 구비할 수 있다. 상기 데이터 표시부(190)는 디스플레이 등 다양한 표시수단이 채용될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 고력볼트의 축력 도입장치(100)의 작용 효과에 대해 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 고력볼트의 축력 도입장치(100)는 전원 입력부(110)를 통해 외부 전원이 입력되고, 목표 축력으로 체결되는 목표 전류를 산출하기 위해, 상기 전환 스위치(170)를 조작하여 상기 전원 입력부(110)를 통해 입력되는 전류를 상기 전원 측정부(130)로 보낸다. 그리고, 상기 전원 측정부(130)에서는 입력된 전류의 누적량을 측정하고, 측정된 전류의 누적량을 데이터 분석부(140)로 전송한다.
한편, 체결되는 고력볼트에 삽입되는 로드셀을 통해, 고력 볼트의 체결 축력값이 상기 축력 입력부(120)로 입력되고, 상기 축력입력부를 통해 입력된 축력값은 상기 데이터 분석부(140)에서 분석된다.
그리고, 분석된 누적 전류량과 체결 축력값을 이용하여 상기 목표값 설정부(150)에서 목표 축력으로 고력볼트가 체결되기 위해 인가되어야 하는 목표 전류를 산출하게 된다. 여기서, 상기 목표값 설정부(150)에서 산출된 목표 전류는 상기 데이터 표시부(190)를 통해 외부로 표시될 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예 의한 고력볼트의 축력 도입장치(100)는 목표 전류가 산출된 후에는, 상기 전환 스위치(170)의 설정을 변경시켜, 상기 전원 입력부(110)를 통해 입력된 전류가 상기 전원 측정부(130)로 공급되지 않고 상기 목표값 설정부(150)를 통해 목표 전류값에 해당 전류가 상기 전원 출력부(160)를 통해 상기 전동 렌치에 공급된다.
이 경우, 상기 목표값 설정부(150)를 통해 상기 전원 출력부(160)로 공급되는 전류는 상기 목표 전류에 해당하는 전류가 상기 전원 출력부(160)로 공급된 후에는 상기 차단 스위치(180)가 작동하여 전동 렌치로 전류가 공급되는 것이 차단된다.
그래서, 본 발명의 일 실시예에 의한 고력볼트의 축력 도입장치(100)를 통해 전동 렌치에 목표 전류가 공급된 후에는 전동 렌치의 작동이 정지되어, 고력볼트가 설정된 축력으로 체결될 수 있다.
이하, 전술한 본 발명의 일 실시예에 의한 축력 도입장치(100)를 이용한 축력 도입방법(S100)에 대해 설명한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 고력볼트의 축력 도입방법(S100)은, 고력볼트를 목표 축력으로 체결하기 위해, 전동 렌치에 공급되는 목표 전류를 산출하는 목표값 산출단계(S110) 및 산출된 목표 전류를 전동 렌치에 공급하여 고력볼트를 체결하는 체결단계(S120)를 포함한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 목표값 산출단계(S110)는, 로드셀을 통해 측정된 축력과 전원 입력부(110)를 통해 입력된 전류의 누적량을 분석하는 데이터 분석단계(S111) 및 상기 데이터 분석 단계에서 분석된 데이터에 의해 목표 전류를 설정하는 목표값 설정단계(S112)를 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 고력볼트의 축력 도입방법(S100)은 목표 축력으로 체결하기 위해 전동 렌치에 공급되는 목표 전류를 먼저 산정하고, 산정된 목표 전류를 전동 렌치에 공급하여 별도로 전동 렌치의 설정을 변화시키지 않고 전동 렌치가 고력볼트를 설정된 목표 축력을 갖도록 체결할 수 있다.
이 경우, 상기 체결단계(S120)는 전동 렌치에 목표 전류가 공급시 전동 렌치에 공급되는 전원이 차단될 수 있다. 그래서, 전동 렌치에 목표 전류가 인가된 후 전동 렌치의 구동이 정지되어 고력볼트가 설정된 목표 축력을 갖도록 체결될 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 고력볼트의 축력 도입방법(S100)은, 상기 목표값 산출단계(S110)와 상기 체결단계(S120)가 사용자의 설정에 의해 선택적으로 이루어 질 수 있다.
즉, 사용자가 본 발명의 일 실시예에 의한 고력볼트의 축력 도입장치(100)의 전환 스위치(170)를 작동하여, 체결하고자 하는 고력볼트의 목표 전류가 산출되지 않는 경우에는 본 발명의 일 실시예에 의한 고려볼트의 축력 도입장치(100)가 목표값 산출단계(S110)에서 목표 전류를 산출하도록 할 수 있다. 또한, 목표 전류가 산출된 경우에는 전환 스위치(170)를 설정하여 전동 렌치에 목표 전류를 공급하여 체결되는 체결단계(S120)가 이루어지도록 할 수 있다.
그리고, 본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100: 고력볼트의 축력 도입장치
110: 전원 입력부
120: 축력 입력부
130: 전원 측정부
140: 데이터 분석부
150: 목표값 설정부
160: 전원 출력부
170: 전환 스위치
180: 차단 스위치
190: 데이터 표시부
S110: 목표값 산출단계
S111: 데이터 분석단계
S112: 목표값 설정단계
S120: 체결단계

Claims (7)

  1. 전원이 입력되는 전원 입력부;
    고력볼트에 장착된 로드셀을 통해 고력볼트의 축력이 입력되는 축력 입력부;
    상기 전원 입력부를 통해 입력된 전류의 누적량을 측정하는 전원 측정부;
    상기 전원 측정부에서 측정된 전류와 상기 축력 입력부에서 입력된 축력을 분석하는 데이터 분석부;
    상기 데이터 분석부에서 분석된 데이터를 이용하여 고력볼트에 목표 축력을 도입하도록 전동렌치에 공급되는 목표 전류를 산출하는 목표값 설정부;
    전동 렌치에 연결되어 상기 목표값 설정부에서 산출된 목표 전류를 공급하는 전원 출력부; 및
    선택적으로 상기 전원 측정부를 통해 전류의 누적량을 측정하거나, 상기 목표값 설정부에서 설정된 목표 전류를 전동 렌치에 공급하기 위해, 상기 전원 측정부 또는 상기 목표값 설정부를 선택적으로 작동시키는 전환 스위치부;를 포함하는 고력볼트의 축력 도입장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 목표값 설정부에서 설정된 목표 전류가 전동 렌치에 공급되는 경우, 상기 전원 출력부에 공급되는 전원을 차단시키는 차단 스위치;를 더 포함하는 고력볼트의 축력 도입장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 목표값 설정부에서 설정된 목표 전류를 표시하는 데이터 표시부;를 더 포함하는 고력볼트의 축력 도입장치.
  5. 고력볼트를 목표 축력으로 체결하기 위해, 전동 렌치에 공급되는 목표 전류를 산출하는 목표값 산출단계; 및
    상기 목표값 산출단계에서 산출된 목표 전류를 전동 렌치에 공급하여 고력볼트를 체결하는 체결단계;를 포함하고,
    상기 목표값 산출단계는,
    로드셀을 통해 측정된 축력과 전원 입력부를 통해 입력된 전류의 누적량을 분석하는 데이터 분석단계; 및
    상기 데이터 분석단계에서 분석된 데이터에 의해 목표 전류를 설정하는 목표값 설정단계;를 포함하고,
    상기 목표값 산출단계에서,
    선택적으로 전원 측정부를 통해 상기 전류의 누적량을 측정하거나, 목표값 설정부에서 설정된 상기 목표 전류를 상기 전동 렌치에 공급하기 위해, 전환 스위치부를 작동하여 상기 목표값 산출단계 또는 상기 체결단계를 선택적으로 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 고력볼트의 축력 도입방법.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 체결단계는,
    전동 렌치에 상기 목표 전류가 공급시 전동 렌치에 전원 공급이 차단되는 것을 특징으로 하는 고력볼트의 축력 도입방법.
KR1020150122462A 2015-08-31 2015-08-31 고력볼트의 축력 도입장치 및 이를 이용하는 고력볼트의 축력 도입방법 KR102302489B1 (ko)

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