KR102577400B1 - 패스너가 이미 조여졌는지를 검출하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펄스 기구(8)를 갖는 조임 공구(1)를 사용하여 패스너가 이미 조여졌는지 또는 아닌지를 검출하는 방법에 관한 것으로서,
- 조임 공구(1)를 패스너 상에 배치하는 단계(S01);
- 조임 공구(1)의 회전 부분(10, 11)을 가속시키는 단계(S02);
- 초기 조임 단계(ITP) 동안 분당 회전수로 회전 부분의 회전 속도를 제 1 회전 임계 값(R1)으로 제한하는 단계(S03) - 상기 제 1 회전 임계 값은 상기 패스너에 대한 목표 체결 값(T2)을 제공하기 위해 2 차 조임 단계에서 필요한 분당 회전수에서 제 2 회전 임계 값(R2)의 20 % 내지 80 %의 범위에 있도록 선택됨 - ; 및
- 초기 조임 단계 동안 펄스(P1', P1'')가 발생하는지를 검출하는 단계(S04) - 상기 초기 조임 단계는 회전 부분이 가속되는 순간부터 측정됨 -
를 특징으로 한다.

Description

패스너가 이미 조여졌는지를 검출하는 방법

본 발명은 펄스 기구를 갖는 조임 공구 분야에 관한 것으로서, 특히 너트, 볼트 또는 나사와 같은 패스너가 미리 조여졌는지 검출하고 그러한 조임 볼트가 미리 결정된 토크 한계 또는 각도 회전 한계를 넘어 더 조여지는 것을 회피하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 초기 조임 단계 동안 분당 회전수로 제 1 회전 임계 값을 상기 패스너에 대한 목표 체결 값을 제공하기 위해 2 차 조임 단계에서 필요한 분당 회전수로 제 2 회전 임계 값의 20 % 내지 40 %의 범위로 제한하는 단계; 및 초기 조임 단계 동안 펄스가 발생하는지를 검출하는 단계 - 상기 초기 조임 단계는 조임 공구의 회전 부분이 가속되는 순간부터 측정됨 - 를 포함한다.

자동차 산업과 같은 제조 산업과 같은 산업 적용 분야에서, 볼트, 너트 및/또는 나사와 같은 패스너는 조인트를 형성하기 위해 두 개 이상의 요소를 함께 유지하는데 사용된다. 이들 요소들은 다른 부품에 연결될 필요가 있는 부품, 판금 또는 2 개의 판금에 연결되어야 하는 부품 일 수 있다. 이러한 패스너는 전자 조임 공구, 공압 조임 공구 또는 유압 조임 공구와 같은 조임 공구를 사용하여 조여지고, 이에 의해 이들 공구는 조인트의 품질을 보장하기 위해 미리 결정된 미리 결정된 토크를 제공하기 위해 펄스 기구를 포함한다.

제조 공장에서 요즘의 속도는 매우 높으며, 작업자는 생산 라인을 매끄럽게 진행하기 위해 수행하고 속도를 유지해야 하는 많은 압력을 받고 있다. 예를 들어 조임 공구를 수동으로 안내하고 작업자가 조작할 때 생산 라인이 인적 오류에 노출될 수 있다. 발생할 수 있는 한 가지 문제는 이미 조여진 패스너가 적어도 초기에 다시 조여질 때이다. 이러한 "리히트(rehit)"는 특정 조인트에 대해 원래 계획된 것보다 더 높은 토크를 유발할 수 있는데, 왜냐하면 펄스 기구는 조임 단계의 시작으로부터 각각 작동하기 시작하고 조임 공구 및 펄스 기구의 제 1 히트는 비교적 높은 에너지 및 이에 따라 토크 레벨을 포함하기 때문이다. "리히트"는 지정된 것보다 세게 조여지는 패스너로 이어질 수 있다.

"리히트(rehit)"는 자동차 바퀴의 체결을 참조하여 설명될 수도 있다. 자동차 바퀴가 5 개의 패스너로 자동차 허브에 고정되어 있다고 가정하면, 전기 조임 공구와 같은 자동 조임 공구를 사용하여 패스너(1 내지 5)를 조이면 "리히트"가 발생하고, 작업자는 조임 공구를 이미 조여진 패스너(1 내지 5)에 다시 연결하고, 자동 조임 프로세스를 한 번 더 시작한다. 조임 공구가 한 번 이상 펄스를 발생시켜 패스너를 일반적으로 자동차 모델에 따라 약 90 내지 180Nm인 지정된 토크 이상으로 조이게 된다.

산업 적용 분야에서는 각도 제어 조임 공구 또는 토크 제어 조임 공구가 사용된다.

각도 제어식 조임 공구는 예를 들어 일관된 강성과 가변 마찰력을 가진 본드 또는 조인트를 조여야할 때 사용되는 반면, 일관된 마찰력과 가변성 강성을 갖는 본드 또는 조인트는 토크 제어 조임 공구를 선호한다. 각도 제어 조임 공구는 본드 또는 조인트가 조여진 것으로 간주될 때까지 나사를 몇 번이나 회전시켜야 하는지(각도) 미리 결정하여 작동한다. 목표 각도에 도달하자마자 출력 샤프트는 구동 수단 또는 조임 공구의 회전 부분에서 분리된다. 언급한 바와 같이 조인트 강성은 마찰에 영향을 미치지 않으면서 결과에 영향을 줄 수 있다.

각도 제어 조임 공구와 달리, 토크 제어 조임 공구는 패스너에 적용되는 토크를 측정하고, 미리 결정된 또는 목표 토크에 도달하자마자 구동 수단 또는 출력 샤프트의 회전 부분을 분리한다. 위에서 언급했듯이 마찰은 결과에 영향을 줄 수 있지만, 조인트 강성은 그렇지 않다.

조임 공구가 각도 제어 장치인 경우, "리히트"가 발생할 때, 이에 따라 이미 조여진 후에도, 조임 공구가 패스너(A) 상에 두 번 놓여질 때, 패스너를 그 한계 이상으로 조일 위험이 특히 높다. 예를 들어, 패스너(A-F)와 같은 특정 수의 패스너를 조인 후 작업자가 패스너(F) 이후에 트랙을 잃어버린 후 조임 공구를 다시 패스너(A) 상에 놓을 때 발생할 수 있다. 조임 공구 소프트웨어가 패스너가 아직 조여지지 않았고 목표 각도가 적용되어야 한다고 가정하기 때문에 각도 제어로 인해 조임 공구는 조임 시작 단계부터 패스너에 비교적 높은 에너지를 가할 것이다; - 따라서 목표 각도로 설정되고 패스너가 아직 조여지지 않았다고 가정하기 때문에, 회전 속도가 느리거나 에너지가 제한될 이유는 없다.

토크 제어 조임 공구를 사용하는 경우, 미리 결정된 토크 제한을 초과하여 패스너를 조일 위험이 낮지만, 그러나 조임 단계의 시작부터 적용된 에너지가 상당히 높을 수 있기 때문에 여전히 존재하지만, 그러나 조임 공구가 패스너에 연결된 순간부터 토크가 측정되므로 위험은 줄어든다.

따라서 위에서 설명한 대로 산업 환경에서 자동 조임 공구를 작동할 때 특정 문제점들이 존재한다.

본 발명의 목적은 과도하게 조여진 조인트의 생성 위험을 감소시키는 조임 공구를 제어하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 품질 관리를 통과하지 않는 조인트 또는 패스너를 제공할 위험을 줄이고 신뢰할 수 있는 조임 공구를 제어하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 효율적이고 경제적인 조임 공구를 제공하는 것이다.

본 발명의 발명자는 초기 조임 단계 동안 지정된 대로 패스너가 미리 조여졌는지 여부를 검출하고 조임 공구를 여기에 다시 적용한 경우 이러한 조여진 패스너가 지정된 조임 한계 이상으로 더 조여지지 않도록 방지할 수 있는 방법을 제공할 수 있도록 구현하였다. 이는 프로세스에서 상당한 시간 손실을 발생시키지 않고도 수행될 수 있다는 것이 발견되었다. 본 발명자는 조임 공구가 각도 제어 또는 토크 제어에 관계없이 그의 가능성이 있음을 추가로 발견했다.

펄스 기구가 있는 조임 공구를 사용하여 패스너가 이미 조여졌는지 아닌지를 검출하는 방법이 여기에 개시되고, 여기서 본 방법은 다음 단계로 구성된다:

- 조임 공구를 패스너 상에 배치하는 단계;

- 조임 공구의 회전 부분을 가속시키는 단계;

- 초기 조임 단계 동안 회전 부분의 회전 속도를 분당 회전수로 제 1 회전 임계 값으로 제한하는 단계 - 상기 제 1 회전 임계 값은 상기 패스너에 대한 목표 체결 값을 제공하기 위해 2 차 조임 단계에서 필요한 분당 회전수로 제 2 회전 임계 값의 20 % 내지 80 %, 30 % 내지 80 % 또는 40 % 내지 80 %의 범위이도록 선택됨 - ; 및

- 초기 조임 단계에서 펄스가 발생하는지 검출하는 단계 - 상기 초기 조임 단계는 회전 부분이 가속되는 순간부터 측정됨 - .

상기 방법은 조임의 초기 단계 동안 패스너가 이미 조여졌는지 여부를 결정하여 이미 조여진 패스너의 추가 조임을 방지한다. 초기 조임 단계에서 펄스의 유무는 패스너의 조임 여부를 결정하기에 충분할 수 있다. 펄스가 있으면, 이론적으로 패스너가 조여져 있고 "리히트"가 있다고 결정할 수 있다. 펄스가 없는 경우 패스너가 이전에 조여지지 않았으며 "리히트"가 없는 것으로 결정할 수 있다.

초기 조임 단계는 조임 공구의 회전 부분이 회전하거나 가속되기 시작하자마자 측정된다.

상기 패스너에 대한 목표 체결 값을 제공하기 위해 2 차 조임 단계에서 필요한 분당 회전수로 제 2 회전 임계 값의 각각 20 % 내지 80 % 및 30 % 내지 80 % 및 40 % 내지 80 %의 범위는, 발생한다면, 초기 회전 속도가 검출 가능한 펄스를 제공하도록 선택되고, 이에 따라 이러한 펄스는 조임 공구의 최저 목표 토크보다 낮은 토크 값을 생성한다. 설명된 공구의 경우, 이 값은 분당 약 1000 회전이지만, 이 값은 모델, 유형 및 크기에 따라 다른 조임 공구에 맞게 조정될 수 있다.

상기 제 2 회전 임계 값은 실제 조임 단계를 나타내며 드라이빙 다운 단계는 아니라는 점에 유의해야 한다. 드라이빙 다운 단계, 따라서 조인트가 꼭 맞을 때까지 패스너가 조여지는 단계는 이전에 실제 조임 단계로 수행된다. 실제 드라이빙 다운 단계는 조작자에 의해 선택된 회전 속도로 수행될 수 있으며; - 그러나, 조인트를 가능한 한 빨리 조이기 위해, 드라이빙 다운 단계 동안의 회전 속도는 비교적 빠르도록, 예를 들어 적어도 제 1 회전 임계 값과 동일하거나 더 빠르도록 선택될 수 있다.

2 차 조임 단계는 전술한 드라이빙 다운 단계 및 실제 조임 단계를 포함할 수 있다. 2 차 조임 단계에서 필요한 분당 회전수의 제 2 회전 임계 값의 각각 20 % 내지 80 % 및 30 % 내지 80 % 및 40 % 내지 80 %의 범위는 2 차 조임 단계가 끝날 때 발생하는 실제 조임 단계를 지칭한다.

일 실시예에서, 본 방법은 펄스가 발생하면, 상기 펄스의 토크 값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

펄스가 발생하는 경우, 펄스의 토크 값을 결정하는 것은 조인트의 상태에 대한 추가 정보를 제공할 수 있다.

펄스의 토크 값을 결정한 후, 펄스가 발생하면, 본 방법은 토크 값이 미리 결정된 토크 임계 값에 상응하거나 그보다 큰 경우, 조임을 중단하는 단계를 포함할 수 있다.

이 단계는 패스너가 지정된 한계를 초과하는 값으로 조여지는 것을 방지한다.

대안적으로, 펄스가 검출되지 않으면, 본 방법은 조임 공구의 회전 부분을 제 2 회전 임계 값까지 가속시키는 단계를 포함할 수 있다.

위의 내용은 초기 조임 단계로부터 2 차 조임 단계로의 전환을 표시할 수 있으며, 이러한 2 차 조임 단계에서 패스너는 지정된 토크 또는 각도 값으로 조여진다.

토크 값이 미리 결정된 토크 임계 값 미만인 경우, 조임 공구의 회전 부분을 제 2 회전 임계 값까지 가속하는 단계가 또한 수행될 수 있다.

특히, 높은 마찰 조인트가 존재하는 경우, 패스너가 실제로 조여지지 않더라도, 그러한 펄스는 비교적 약할 수 있지만, 초기 조임 단계 동안 펄스가 발생할 수 있다.

펄스가 검출되지 않으면, 패스너가 이전에 조여지지 않았다고 가정하는 것이 안전하므로, 따라서, 조임은 2 차 조임 단계로 진행될 수 있으며, 명시된 바와 같이 패스너를 조이기 위해 필요한 에너지, 특히 회전 에너지가 적용될 수 있다.

전술한 상황 "펄스 없음" 및 "사전 설정 토크 임계 값 미만의 토크 값"은 조임을 초기 조임 단계에서 제 2 조임 단계로 전달할 수 있다.

초기 조임 단계의 길이는 시간으로 측정될 수 있으며, 100ms 내지 200ms의 범위, 바람직하게는 120ms 내지 180ms의 범위, 더욱 바람직하게는 125 내지 160ms의 범위일 수 있다.

이러한 비교적 짧은 시간 제한은 패스너가 이미 조여졌는지 여부에 따라 검출 시간 손실을 줄이는데 도움이 될 수 있다.

대안적으로, 초기 조임 단계는 각도로 측정될 수 있고, 180 ° 내지 1080 °, 바람직하게는 360 ° 내지 720 °, 보다 바람직하게는 430 ° 내지 650 °의 범위 일 수 있다.

초기 조임 단계의 전술한 측정은 각도 제어 또는 토크 제어 조임 공구가 사용되는지에 따라 달라질 수 있다.

상기 시간 및/또는 각도의 초기 조임 단계에 대한 상기 언급된 값은 초기 조임 단계 동안 패스너가 이전에 조여졌을 때, 검출 가능한 펄스가 발생할 가능성을 높이기 위해 선택된다. 실제 시간 또는 각도는 펄스 기구의 기능, 회전 속도 및 모터 가속 방법에 따라 다르다. 시간을 절약하기 위해, 시간 및/또는 각도를 가능한 한 낮게 유지하는 것이 바람직하다.

일 실시예에서, 목표 체결 값은 목표 토크 값일 수 있고, 미리 결정된 토크 임계 값은 7Nm 내지 12Nm, 바람직하게는 8 내지 11Nm, 보다 바람직하게는 8.5Nm 내지 10Nm의 범위일 수 있다.

상기 언급된 토크 임계 값 범위는 패스너가 조여졌는지 여부를 상당히 양호하게 판단할 수 있게 한다. 검출된 토크 값이 미리 결정된 임계 토크 값에 상응하거나 그보다 크면, 패스너는 조여졌고, 그렇지 않은 경우 조여지지 않은 것으로 가정될 수 있다.

제 1 회전 임계 값은 분당 800 회전 내지 분당 1200 회전, 바람직하게는 분당 약 900 내지 1100 회전의 범위일 수 있다.

상기 회전 임계 값은 초기 조임 단계 동안 충분히 강한 펄스를 제공하기 위해 충분한 에너지를 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 제 2 회전 임계 값은 분당 2000 회전 내지 분당 4000 회전, 바람직하게는 분당 약 2500 회전 내지 분당 3500 회전, 더욱 바람직하게는 분당 약 2800 회전 내지 분당 3200 회전의 범위일 수 있다.

상기 제 2 회전 임계 값은 충분한 회전 에너지를 제공하여 패스너가 명시된 바와 같이 실제로 조여질 수 있도록 2 차 조임 단계 동안 적용되거나 사용될 수 있다.

조임 공구가 각도 제어되거나 또는 토크 제어되는지에 따라, 목표 체결 값은 목표 토크 값 또는 목표 각도 값일 수 있다.

조임 공구는 전자식 조임 공구, 공압식 조임 공구 또는 유압식 조임 공구일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 방법은 패스너가 이미 조여졌다는 것을 조작자에게 시그널링하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이것은 예를 들어 빛에 의해 시각적으로, 진동에 의해 촉각적으로 또는 음향 신호를 통해 음향적으로 수행될 수 있다.

여기에 펄스 기구, 모터, 구동 부재, 측정 유닛 및 처리 유닛을 포함하는 조임 공구가 개시되며, 모터가 구동 부재를 구동시키도록 구성되고, 펄스 기구는 구동 부재와 함께 회전하도록 구성되고, 측정 유닛은 각도, 적용된 토크 및 펄스 및/또는 시간을 측정하도록 구성되고, 상기 측정 유닛은 각각 모터 및 펄스 기구에 연결되고, 처리 유닛이 측정 유닛에 연결되고, 처리 유닛은 전술한 단계들 중 임의의 단계를 수행하도록 구성될 수 있다.

상기 주어진 절대 값은 조임 공구의 특정 적용을 위한 것이며, 결코 본 발명을 제한하지 않는다. 값들은 조여지는 조인트의 크기, 요구 사항, 주변 환경 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이들 값은 상기 주어진 바와 같이 크거나 작을 수 있다. 소비자 전자 장치 및 중공업 기계의 조립에 대한 값이 각각 동일하지 않다는 것이 명백하다.

본 발명은 이제 예시적인 목적으로, 실시예를 통해 그리고 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조임 공구를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a는 공지된 방법에 따른 시간에 따른 회전 속도 전개를 도시한 도면이다.
도 2b는 본 발명에 따른 방법을 사용하여 시간에 따른 회전 속도 전개를 도시한 다이어그램을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2c는 본 발명에 따른 방법을 사용하여 도 2b와 다른 환경 하에서 시간에 따른 회전 속도 전개를 도시한 도면이다.
도 2d는 본 발명에 따른 방법을 사용하여 다시 도 2b 및 도 2c와는 다른 상황 하에서 시간에 따른 회전 속도 전개를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 흐름도를 도시한다.

도 1은 하우징(2) 및 하우징(2)에 연결된 전원 케이블(3)을 포함하는 자동 조임 공구(1)를 개략적으로 도시한다. 하우징(2)은 조작자가 조임 공구(1)를 쉽게 유지할 수 있도록 핸들(4)을 포함할 수 있다. 하우징(2)에는 전원 케이블(3)에 연결된 변압기 유닛(5)이 제공된다. 변압기 유닛(5)은 처리 유닛(7)에 연결된 측정 유닛(6)에 연결된다. 처리 유닛(7)은 모터(11)를 제어하고 동력을 공급하기 위해 모터(11)에 연결된다. 모터(11)는 구동 부재(10)를 포함하고, 이 구동 부재(10)는 다시 펄스 기구(8)를 포함하고, 이 펄스 기구(8)는 구동 부재(10)와 함께 회전하도록 구성된다.

자동 조임 공구(1)는 전원 케이블(3)을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 또한 배터리 구동식 자동 조임 공구 또는 압축 공기에 의해 구동되는 자동 조임 공구에 적합하다.

구동 부재(10) 및 모터(11)의 회전 부분은 조임 공구(10)의 회전 부분이다.

펄스 기구(8)는 출력 샤프트(9)에 연결되고, 이 출력 샤프트(9)는 패스너(도시되지 않음)가 어댑터 및 출력 샤프트(9)에 각각 결합될 수 있도록 어댑터(도시되지 않음) 등에 연결되도록 구성된다.

출력 샤프트(9)는 패스너를 조이기 위해 회전하도록 구성되어 있지만, 여기서는 회전 부분의 일부인 것으로 간주되지 않는다.

처리 유닛(7)은 조임 공구(1)를 사용하여 패스너를 조이는 동안 모터를 제어하도록 구성되고 프로그래밍된다. 측정 유닛(6)은 출력 샤프트(9) 및 출력 샤프트(9) 및 회전 부분(10, 11)의 회전 각도를 통한 인가 토크를 각각 측정하도록 구성된다. 조임 단계 및 패스너 상태에 따라, 출력 샤프트 처리 유닛(7)은 패스너가 미리 결정된 토크 임계 값 이상에 해당하는 토크 값으로 이미 조여진 것으로 검출되면, 조임을 중단시키도록 구성되고, 또는 토크 값이 미리 결정된 토크 임계 값 미만인 경우에 규정된 바와 같이 회전 부분을 가속시켜 패스너를 조이도록 구성된다. 토크 값은 측정 유닛(6)을 통해 모니터링 및 측정된다.

펄스 기구(8)가 작동하고 실제로 특정 토크의 펄스를 출력 샤프트(9)에 인가하기 위해서는 모터(11) 및 구동 부재(10)의 특정 회전 속도가 각각 필요하다. 다시 말해, 회전 부분(10, 11)의 회전 속도는 출력 샤프트(9)를 통해 패스너에 인가될 수 있는 토크 또는 각도를 정의한다.

변압기 유닛(5), 측정 유닛(6), 처리 유닛(7), 모터(11), 구동 부재(10) 및 펄스 기구(8)는 도 1에 점선으로 도시되어 있는데, 왜냐하면 이것들은 하우징(2)에 내장되어 있으므로 직접 볼 수 없기 때문이다. 이 유닛들은 설명을 위해 표시된다.

패스너의 조임 및 본 발명에 따른 방법을 더 잘 이해하기 위해, 이제 도 2a 내지 도 2d를 참조한다.

도 2a 내지 도 2d는 시간이 지남에 따라 패스너 또는 볼트를 조이는 동안 회전 속도의 과정 또는 발전을 도시한다. 회전 속도(RPM)는 왼쪽 y 축에 표시되어 있고, x 축은 통과한 시간을 일반적으로 밀리 초 단위로 나타낸다.

도 2a 내지 도 2d는 패스너의 조임 중에 발생할 수 있는 다양한 상황을 도시하며, 도 2a는 종래 기술에 따른 공지된 기술을 도시한다. 회전 속도는 모터(11)의 구동축 또는 펄스 기구(8)에서 직접 측정될 수 있다. 구동축 또는 펄스 기구(8)에서 측정된 회전 속도는 출력 샤프트(9)의 회전 속도에 대응할 필요는 없음에 유의해야 한다.

도 2a는 종래 공지된 방법을 사용하는 자동 조임 공구의 회전 부분의 시간에 따른 회전 속도 전개를 도시한다. 도 2a는 목표 체결 값(T2)까지 미리 조이지 않은 패스너가 조여질 때 시간이 지남에 따라 회전 속도가 어떻게 전개되는지 보여준다. 회전 부분(10, 11)은 가속되고 조인트를 조이기 위해 토크 또는 각도 이동/회전이 패스너에 적용된다. 조임 중에 저항이 발생하면 회전 부분의 속도가 갑자기 떨어지고 펄스 기구(8)는 특정 조임 값(도 2a에서 점선으로 도시됨), 전형적으로 목표 체결 값(T2) 미만으로 펄스(P1)를 개시할 것이다. 제 1 펄스(P1) 이후에, 회전 부분은 다시 가속되어 제 1 펄스(P1)보다 더 높은 체결 값을 갖는 제 2 펄스(P2)를 생성하지만 여전히 목표 체결 값(T2) 이하이다.

체결 값 피크 또는 토크 값 피크는 설명을 위해 점선으로 도 2a 내지 도 2d에 표시되어 있다. 펄스(P1, P2)가 발생하고 회전 속도가 0으로 떨어지거나 적어도 0에 가까워질 때마다 발생한다. 목표 체결 값(T2)에 도달하면 조임이 완료되고 정지된다.

도 2a에는 초기 조임 단계(ITP)가 표시되어 있고, 이에 의해 이는 도 2b 내지 도 2d를 도 2a와 적절히 비교하기 위해서만 수행된다. 도 2a에서 초기 조임 단계는 중요하지 않다. 도 2a에 따른 방법에서, 회전 부분의 회전은 제 2 회전 임계 값(R2)까지 가속되며, 이는 사양 및 목표 체결 값(T2)에 따라 패스너를 조이는데 필요하다. 도 2a는 일반적인 경우를 도시하며, 여기서 이전에 조이지 않은 패스너가 조여진다. 이미 조여진 패스너가 제 2 회전 임계 값(R2)까지 회전 부분을 즉시 가속시킴으로써 도 2a에 따른 공지된 방법을 사용하여 다시 조여질 때, 그때 제 1 펄스(도시되지 않음) 또는 임의의 후속 펄스는 상기 패스너에 대한 목표 체결 값(T2)을 초과하는 체결 값 또는 토크를 생성하고 이에 의해 규정된 것보다 더 높은 값/토크로 조여지므로 승인될 수 없는 조여진 패스너를 생성할 위험이 높다

언급한 바와 같이, 도 2a에 도시된 동일한 절차 또는 공지된 방법이 이미 조여진 패스너에 적용되는 경우, 이미 조여진 패스너가 목표 체결 값(T2) 이상으로 조여질 위험이 높은데, 왜냐하면 처리 유닛(7)은 모터(11) 및 구동 부재(10)를 직접적으로 그리고 거의 즉시 목표 체결 값(T2)을 적용하는데 필요한 제 2 회전 임계 값(R2)까지 가속할 것이기 때문이다. 이를 고려하여, 미리 결정된 토크 임계 값(T1)에 대응하는 제 1 회전 임계 값(R1)(도 2b 내지 도 2d)이 도입된다.

도 2b는 본 발명에 따른 방법을 사용하여 조여지지 않은 패스너가 조여질 때 모터 및 구동 부재(10)의 회전 부분의 회전 속도 전개를 도시한다. 도 2b에서, 제 1 회전 임계 값(R1)이 도입되고, 상기 제 1 회전 임계 값(R1)은 초기 조임 단계(ITP)에서 발생하는 펄스 동안 인가된 토크를 제한하는데 사용되는 것이 잘 도시되어 있다. 도 2b에서 볼 수 있는 바와 같이, 초기 조임 단계(ITP) 동안 펄스가 발생하지 않으며, 그러므로 초기 조임 단계 후에, 회전 부분은 제 2 회전 임계 값(R2)까지 가속되고, 목표 체결 값(T2)에 도달할 때까지 도 2a를 참조하여 전술한 바와 같이 조임이 진행된다. 도 2b는 본 발명에 따른 방법을 사용하는 일반적인 경우를 도시한다.

도 2c는 패스너가 이전에 조여지지 않았지만 초기 조임 단계(ITP) 동안 펄스(P1')가 발생하는 경우 패스너의 조임을 도시한다. 나사산에 먼지가 있거나 조인트에 다양한 강성이 있는 부품이 있는 경우 발생할 수 있다. 펄스(P1')는 적어도 검출 가능해야 한다는 점에 유의해야 한다. 그 후, 측정 유닛(6)은 ITP 동안 발생하는 펄스(P1')의 토크 값을 결정한다. 펄스(P1')의 토크 값(제 1 펄스(P1')의 점선)이 미리 결정된 토크 임계 값(T1) 미만이면, 패스너가 미리 조여지지 않은 것으로 가정된다. 도 2c에서, 펄스(P1')의 토크 값은 비교적 약하고 미리 결정된 토크 임계 값(T1) 미만이며, 따라서 조임 공구(1) 및 처리 유닛(7)은 도 2a를 참조하여 설명된 바와 같이 패스너를 특정 목표 체결 값(T2)까지 조이고 패스너를 조이기 위해 제 2 회전 임계 한계(R2)까지 회전 속도를 증가시킬 것이다. 대안적으로, 패스너는 제 1 회전 임계 값(R1)의 회전 부분을 유지함으로써 목표 체결 값(T2)으로 조여질 수 있지만, 이는 도 2c에 도시되지 않았다. 미리 결정된 토크 임계 값(T1)의 값은 이해의 목적으로만 도시되어 있으며, 다이어그램은 단지 회전 속도 대 시간을 도시한다는 점에 유의해야 한다.

도 2d는 실제 “리히트”가 발생하여 이미 조여진 패스너가 자동 조임 공구에 연결되어 다시 조여졌을 때의 상황을 보여준다. 도 2d에서 볼 수 있듯이, 초기 조임 단계(ITP) 동안 펄스(P1')도 발생하여, 이에 따라 이 펄스(P1')의 값 또는 토크 값은 측정 유닛(6)에 의해 결정된다. 이 펄스(P1')의 토크 값은 미리 결정된 토크 임계 값(T1)보다 높거나 (또는 그 사항에 대응하는) 것으로 도시되어 있다. 이는 미리 결정된 토크 임계 값(T1)에 상응하거나 그보다 큰 토크를 발생시키는 강한 펄스(P1'')의 발생으로 인해 패스너가 미리 조여졌다는 결론으로 이어진다. 따라서 조임이 중단되고 중지된다. 이것은 사용자에게 시그널링될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법 단계를 도시한다.

이 방법은 다음 단계로 구성된다.

- 조임 공구(1)를 패스너 상에 배치시키는 단계(S01);

- 조임 공구(1)의 회전 부분(10, 11)을 가속시키는 단계(S02);

- 초기 조임 단계(ITP) 동안 회전 부분(10, 11)의 회전 속도를 분당 회전수로 제 1 회전 임계 값(R1)으로 제한하는 단계 - 제 1 회전 임계 값(R1)은 상기 패스너에 대한 목표 체결 값(T2)을 제공하기 위해 2 차 조임 단계에서 필요한 분당 회전수로 제 2 회전 임계 값(R2)의 20 % 내지 40 % 또는 20 % 내지 80 %, 또는 30 % 내지 80 % 또는 40 % 내지 80 %의 범위에 있도록 선택됨 - ;

- 초기 조임 단계(ITP) 동안 펄스(P1, P2, P1', P1'')가 발생하는지를 검출하는 단계(S04) - 상기 초기 조임 단계(ITP)는 회전 부분(10, 11)이 시간적으로 측정된 특정 길이까지 가속되는 순간부터 측정됨 - .

상기 단계(S01 내지 S04)는 이론적으로 패스너가 미리 조여졌는지 여부를 이미 결정할 수 있다. 펄스(P1, P2, P1', P1'')의 존재 여부에 따라, 패스너가 이전에 조여져 펄스(P1, P2, P1', P1'')가 검출되었거나(S04) 또는 패스너가 이전에 조여지지 않았으므로 펄스(P1, P2, P1', P1'')가 검출되지 않은 것으로 결정될 수 있다.

특히 일정한 마찰력과 가변 강성을 가진 조인트가 조여지면, 펄스(P1, P2, P1', P1'')의 존재는 조인트가 이전에 조여졌다는 것을 결정/가정하기에 충분할 수 있다.

펄스(P1, P2, P1', P1'')가 검출되지 않으면, 단계(S05), 그 다음, 회전 부분(10, 11)은 목표 체결 값(T2)까지 패스너를 조이기 위해 목표 체결 값(T2)에 대응하는 제 2 회전 임계 값(R2)까지 가속된다(S07).

단계(S05) 동안, 펄스(P1, P1')가 초기 조임 단계(ITP)에서 검출되면, 펄스(P1, P1')의 토크 값이 결정되고(S06), 토크 값이 미리 결정된 토크 임계 값(T1) 이상이면 조임이 중단된다(S09). 펄스(P1, P1')의 토크 값이 미리 결정된 토크 임계 값(T1)보다 낮으면, 이어서, 전술한 바와 같이, 목표 체결 값(T2)을 제공하기 위해 회전 부분(10, 11)이 제 2 회전 임계 값(R2)까지 가속될 수 있다(S07). 제 2 회전 임계 값(R2)까지의 이러한 추가 가속은 또한 초기 조임 단계(ITP) 다음에 2 차 조임 단계의 시작을 나타낸다. 2 차 조임 단계는 미리 결정된 토크 임계 값(T1) 미만의 토크 값을 갖는 펄스 또는 펄스가 존재하지 않는 경우에만 발생한다. 조임의 정지 또는 중단(S09)은 조작자에게 신호될 수 있고(S10), 이것은 시각적으로, 촉각적으로 또는 사운드 신호를 통해 이루어질 수 있다.

다음에는 다양한 임계 값에 대한 몇 가지 예시적인 값이 제공된다.

초기 조임 단계(ITP)는 기간으로서 측정되며, 이는 100ms 내지 200ms의 범위, 바람직하게는 120ms 내지 180ms의 범위, 더욱 바람직하게는 125 내지 160ms의 범위일 수 있으며, 여기서 ms는 밀리 초이다. 초기 조임 단계(ITP)는 회전 부분(10, 11)의 가속이 시작된 순간부터 제 1 회전 임계 값(R1)까지 측정된다.

이에 대해 대안적으로, 초기 조임 단계(ITP)는 회전 부분의 회전 각도로 측정되며, 180 ° 내지 1080 °, 바람직하게는 360 ° 내지 720 °, 더욱 바람직하게는 430 ° 내지 650 °의 범위에 있다.

목표 체결 값(T2)은 상기에 상응하여 목표 토크 값(T2)일 수 있고, 미리 결정된 토크 임계 값(T1)은 전형적으로 7Nm 내지 12Nm, 바람직하게는 8 내지 11Nm, 보다 바람직하게는 8.5Nm 내지 10Nm의 범위에 있고, 여기서 Nm은 뉴턴 미터이다. 그러나 이들 값이 절대적이지 않다는 것은 당업자에게 명백하다. 다른 적용 분야 및 조인트에는 더 높거나 낮은 토크 값이 필요할 수 있다.

미리 결정된 토크 임계 값(T1)은 전형적으로 목표 체결 값/목표 토크 값(T2)의 10 % 내지 50 %, 바람직하게는 목표 체결 값/목표 토크 값(T2)의 15 % 내지 25 %의 범위에 있다.

상기에 대한 대안으로, 목표 체결 값(T2)은 사양에 따라 각각 조인트와 패스너를 조이는 각도이다. 각도 제어 장치를 사용하는 경우가 이에 해당한다.

제 1 회전 임계 값(T1)은 분당 800 회전 내지 분당 1200 회전, 바람직하게는 분당 약 900 내지 1100 회전의 범위에 있다.

제 2 회전 임계 값은 분당 2000 회전 내지 분당 4000 회전, 바람직하게는 분당 약 2500 회전 내지 분당 3500 회전, 더욱 바람직하게는 분당 약 2800 회전 내지 분당 3200 회전의 범위에 있다.

언급된 바와 같이, 상기 주어진 값은 대략 20Nm 내지 55Nm의 토크 환경에 대한 예이다. 그러나, 이 방법은 주어진 예와 같이 더 높거나 낮은 다른 토크 환경에 적용 및 확장될 수 있다. 따라서 이 방법은 특정 토크 환경으로 제한되지 않는다.

Claims (14)

1. 펄스 기구(8)를 갖는 조임 공구(1)를 사용하여 패스너가 이미 조여졌는지 또는 아닌지를 검출하는 방법에 있어서,
   - 조임 공구(1)를 패스너 상에 배치하는 단계(S01);
   - 조임 공구(1)의 회전 부분(10, 11)을 가속시키는 단계(S02);
   - 초기 조임 단계(ITP) 동안 회전 부분의 회전 속도를 분당 회전수인 제 1 회전 임계 값(R1)으로 제한하는 단계(S03) - 상기 제 1 회전 임계 값은, 2 차 조임 단계에서 상기 패스너에 대한 목표 체결 값(T2)을 제공하기 위해 요구되는 분당 회전수인 제 2 회전 임계 값(R2)의 20 % 내지 80 %의 범위에 있도록 선택됨 - ;
   - 초기 조임 단계 동안 펄스(P1', P1'')가 발생하는지를 검출하는 단계(S04) - 상기 초기 조임 단계는 회전 부분이 가속되는 순간부터 측정됨 - ; 및
   펄스가 검출되지 않으면, 조임 공구(1)의 회전 부분(10, 11)을 제 2 회전 임계 값(R2)까지 가속하는 단계(S05, S07)
   를 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 펄스가 발생하는 경우, 상기 펄스(P1', P1'')의 토크 값을 결정하는 단계(S05, S06)를 포함하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 토크 값이 미리 결정된 토크 임계 값(T1)에 대응하거나(S08) 또는 그 초과인 경우, 상기 조임을 중단시키는 단계(S09)를 포함하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 토크 값이 미리 결정된 토크 임계 값(T1) 미만인 경우, 조임 공구(1)의 회전 부분(10, 11)을 제 2 회전 임계 값(R2)까지 가속하는 단계(S07, S08)를 포함하는 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 초기 조임 단계(ITP)는 시간적으로 측정되고, 100ms 내지 200ms의 범위에 있는 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 초기 조임 단계(ITP)는 각도로 측정되며, 180 ° 내지 1080 °의 범위에 있는 방법.
7. 제 3 항에 있어서,
   상기 목표 체결 값(T2)은 목표 토크 값(T2)이고, 상기 미리 결정된 토크 임계 값(T1)은 7Nm 내지 12Nm의 범위인 방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 회전 임계 값(R1)은 분당 800 회전 내지 분당 1200 회전의 범위에 있는 방법.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 회전 임계 값(R2)은 분당 2000 회전 내지 분당 4000 회전의 범위에 있는 방법.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표 체결 값(T2, R2)은 목표 토크 값 또는 목표 각도 값인 방법.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 조임 공구(1)는 전자식 조임 공구, 공압식 조임 공구 또는 유압식 조임 공구인 방법.
12. 제 2 항에 있어서,
    상기 패스너가 이미 조여졌다는 것을 조작자에게 시그널링하는 단계(S10)를 포함하는 방법.
13. 펄스 기구(8), 모터(11), 구동 부재(10), 측정 유닛(6) 및 처리 유닛(7)을 포함하는 조임 공구(1)로서, 상기 모터는 구동 부재를 구동시키도록 구성되고, 상기 펄스 기구는 구동 부재와 함께 회전하도록 구성되고, 상기 측정 유닛은 각도, 적용된 토크 및 펄스 및/또는 시간을 측정하도록 구성되고, 상기 측정 유닛은 각각 모터 및 펄스 기구에 연결되고, 상기 처리 유닛은 상기 측정 유닛에 연결되는, 상기 조임 공구에 있어서,
    상기 처리 유닛은 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 단계(S01-S10)를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조임 공구.
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