KR20180079191A - Method for controlling an electrical impulse screw-driver as a function of the instantaneous rotation frequency of its motor, and corresponding device - Google Patents

Method for controlling an electrical impulse screw-driver as a function of the instantaneous rotation frequency of its motor, and corresponding device Download PDF

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KR20180079191A
KR20180079191A KR1020170180701A KR20170180701A KR20180079191A KR 20180079191 A KR20180079191 A KR 20180079191A KR 1020170180701 A KR1020170180701 A KR 1020170180701A KR 20170180701 A KR20170180701 A KR 20170180701A KR 20180079191 A KR20180079191 A KR 20180079191A
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리지스 르 마울프
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에따블리스멍 죠르쥬 르노뜨
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Abstract

The present invention relates to a method for controlling a discontinuous screw driver device including an electric motor connected to a terminal unit capable of rotating a rotor, wherein the motor is provided with power with a continuous power voltage pulse. According to the present invention, the method comprises a step of determining an instantaneous power voltage of the motor during each power voltage pulse, wherein the step at least comprises: a first step of measuring an instantaneous rotation frequency of the rotor in real time; a second step of determining a voltage component of the power voltage pulse which belongs to the instantaneous rotation frequency; and a third step of determining a voltage of the power voltage pulse by integrating a voltage value which depends on the instantaneous rotation frequency of the rotor.

Description

전기 임펄스 스크루 드라이버를 이의 모터의 순간 회전 주파수의 함수로서 제어하는 방법 및 대응하는 장치{METHOD FOR CONTROLLING AN ELECTRICAL IMPULSE SCREW-DRIVER AS A FUNCTION OF THE INSTANTANEOUS ROTATION FREQUENCY OF ITS MOTOR, AND CORRESPONDING DEVICE}FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method and an apparatus for controlling an electric impulse screwdriver as a function of the instantaneous rotational frequency of a motor of the electric impulse screw driver,

1.One. 본 발명의 분야Field of the Invention

본 발명의 분야는 전기 임펄스 또는 펄스 모드 스크루 드라이버의 설계 및 제조와, 이러한 스크루 드라이버를 구동하는 방법에 관한 분야이다.The field of the present invention is in the field of designing and manufacturing electrical impulse or pulse mode screwdrivers and methods of driving such screwdrivers.

2.2. 종래 기술Conventional technology

스크루 드라이빙 장치 또는 스크루 드라이버가 어셈블리의 조임(tightening)을 위하여, 예를 들어 자동차 제조에서와 같은 다양한 산업 분야에서 일반적으로 사용된다.Screwdriving devices or screwdrivers are commonly used for tightening of assemblies, for example in a variety of industries, such as in automotive manufacturing.

본질적으로 다음과 같은 2가지 알려진 종류의 전기 스크루 드라이버가 있다:Essentially, there are two known types of electric screwdrivers:

- 연속 조임 스크루 드라이버 장치(continuous-tightening screw-driver device), 및A continuous-tightening screw-driver device, and

- 불연속 또는 간헐적 펄스 모드 또는 임펄스 스크루 드라이버 장치(discontinuous or intermittent pulsed-mode or impulse screw-driver device).Discontinuous or intermittent pulsed-mode or impulse screw-driver device.

매우 유사한 기계적 아키텍처를 갖는 이러한 2가지 종류의 스크루 드라이버 장치는 특히 이들의 전력 공급 모드에 의해 서로 구별된다.These two types of screwdriver devices with very similar mechanical architectures are distinguished from each other by their power supply modes.

연속으로 조이는 나사 조임 동작 동안, 연속 조임 스크루 드라이버 장치는 원하는 조임 토크(tightening torque)가 얻어질 때까지 일정하거나 일정하지 않은 전압으로 영구적으로 전력이 공급된다.During a continuous tightening screw operation, the continuous tightening screwdriver apparatus is permanently powered with a constant or unequal voltage until a desired tightening torque is obtained.

임펄스 스크루 드라이버 조임 동작 동안, 임펄스(또는 펄스 모드) 스크루 드라이버 장치는 원하는 조임 토크가 얻어질 때까지 연속하는 전압 펄스로 전력이 공급된다. 따라서, 이의 모터는 나사에 길고 연속적인 토크 증가 대신에 연속적인 토크 펄스를 생성하기 위하여 불연속으로 전력이 공급된다. 이것은 조작자에 의해 인지되는 도구의 반응 토크를 감소시킨다.During the impulse screwdriver tightening operation, the impulse (or pulsed mode) screwdriver apparatus is powered by successive voltage pulses until the desired tightening torque is obtained. Thus, its motor is powered discontinuously to produce a continuous torque pulse instead of a long, continuous torque increase on the screw. This reduces the reaction torque of the tool as perceived by the operator.

본 발명은 특히 이제 더욱 상세히 설명될 임펄스 스크루 드라이버 장치에 관한 것이다. 이러한 스크루 드라이버 장치는 예를 들어 본 출원인이 출원한 특허 문헌 WO 2012/143532 A1에 설명된다.The present invention particularly relates to an impulse screw driver device which will now be described in more detail. Such a screwdriver device is described, for example, in Patent Document WO 2012/143532 A1 filed by the present applicant.

전기 임펄스 스크루 드라이버 장치 또는 스크루 드라이버는, 전통적으로 동작 움직임 여유(operating play)를 갖는, 나사를 구동할 수 있는 회전하는 단말 유닛과 모터 사이에 전달 시스템(transmission system)을 포함한다. 나사 조임 페이즈(screwing phase) 동안, 모터는 전기 펄스로 연속적으로 전력이 공급된다. 각각의 전기 펄스에서, 모터의 회전자는 가속하고 나사 조임 방향으로 전달 시스템에서 움직임 여유를 제거한다. 이 움직임 여유가 제거되면, 전달 시스템에 임팩트가 있다. 따라서, 회전자는 토크 펄스를 단말 유닛과 연동하는 나사에 전달하고 이를 회전 구동한다. 그 다음, 회전자는 전달 시스템에 대하여 리바운드(rebound)하여 나사 조임 방향의 반대 방향으로 전달 움직임 여유가 제거되는 최대 리코일(recoil) 위치로 다시 진행한다.An electrical impulse screw driver device or screwdriver includes a transmission system between a rotating terminal unit and a motor that is capable of driving a screw, traditionally having an operating play. During the screwing phase, the motor is continuously powered by electrical pulses. In each electric pulse, the rotor of the motor accelerates and removes motion margins in the delivery system in the screwing direction. If this movement margin is removed, there is an impact on the delivery system. Thus, the rotor transmits the torque pulse to the screw associated with the terminal unit and rotates it. The rotor then rebounds with respect to the delivery system and proceeds to the maximum recoil position where the transfer motion clearance is removed in the opposite direction of the screwing direction.

나사 조임 페이즈 동안, 나사가 원하는 조임 토크로 조일 때까지 주어진 주파수에 따라 여러 임팩트 사이클이 반복적으로 구현된다.During the screw tightening phase, several impact cycles are repeatedly implemented according to a given frequency until the screw tightens to the desired tightening torque.

전기 명령, 모터의 회전 주파수 및 스크루 드라이버에 의해 전달되는 전자기 토크의 측면에서 펄스의 특성을 도시하는 도 1을 참조하면, 각각의 임팩트 사이클은 다음을 포함한다:Referring to Figure 1, which illustrates the characteristics of a pulse in terms of an electrical command, the rotational frequency of the motor, and the electromagnetic torque delivered by the screwdriver, each impact cycle includes:

- 단계 1: 모터에 전력을 공급하는 전기 펄스가 회전자의 자유 가속을 유도하고, 그 동안 나사 조임 방향으로 전달 시스템에서 움직임 여유를 제거한다;Step 1: An electric pulse that powers the motor induces free acceleration of the rotor, thereby eliminating motion margins in the delivery system in the direction of screw tightening;

- 단계 2: 전달 시스템에서의 회전자의 임팩트로서, 그 동안에, 여유가 제거되면 토크 펄스가 단말 유닛으로 전달된다.Step 2: Impact of the rotor in the delivery system, during which the torque pulse is transmitted to the terminal unit when the clearance is removed.

- 단계 3: 회전자의 자연적인 리바운드를 통한 시스템의 리셋팅이 나사 풀림(unscrewing) 방향으로 움직임 여유의 제거를 통해 최대 리코일 위치로의 회전자의 복귀를 유도한다.Step 3: Resetting the system through the natural rebound of the rotor induces return of the rotor to the maximum recoil position by removing motion clearance in the unscrewing direction.

따라서, 회전자는 다음의 사이에 이동한다:Thus, the rotor moves between:

- 전달 시스템에서의 움직임 여유가 나사 조임 방향으로 최대가 되는 최대 리코일 위치(이 위치는 출력 샤프트와 스크루 드라이버의 그립이 움직일 수 없게 되어 반대 나사 조임 방향으로의 회전의 마지막에 모터의 회전자가 인접한 전달 시스템에서 움직이지 않을 때 획득되고, 이 전달 시스템의 움직임 여유는 나사 풀림 방향으로 제거된다); 및- The maximum recoil position in which the movement margin in the delivery system is maximized in the direction of screw tightening (this position prevents the output shaft and screwdriver grips from moving, The movement margin of the delivery system is removed in the screw release direction); And

- 움직임 여유가 나사 조임 방향으로 제거되는 임팩트 위치(이 위치는 출력 샤프트와 스크루 드라이버의 그립이 움직일 수 없게 되어 나사 조임 방향으로의 회전의 마지막에 모터의 회전자가 인접한 전달 시스템에서 움직이지 않을 때 획득되고, 이 전달 시스템의 움직임 여유는 나사 조임 방향으로 제거된다).- Impact position at which movement clearance is removed in the direction of screw tightening (this position is obtained when the output shaft and screwdriver grip can not move and the motor's rotor at the end of the rotation in the screw tightening direction does not move in the adjacent delivery system And the movement clearance of the delivery system is removed in the screwing direction).

최대 리코일 위치로부터 임팩트 위치로의 경과 동안에, 회전자는 전달 시스템에서 움직임 여유를 제거하기 위하여 가속하는 동안 운동 에너지를 저장한다. 이 움직임 여유가 제거되면, 회전자는, 토크 펄스 동안, 이의 운동 에너지를 전달 시스템을 통해 나사에 전달한다.During the passage from the maximum recoil position to the impact position, the rotor stores kinetic energy during acceleration to remove motion margins in the delivery system. When this movement margin is removed, the rotor delivers its kinetic energy to the screw through the delivery system during the torque pulse.

단계 1을 더욱 면밀히 살펴볼 것이다. 이 단계는 임팩트 순간에 조임을 위한 포텐셜 에너지 형태로 나사로 부분적으로 전달될 에너지를 축적하려고 한다.Step 1 will be examined more closely. This step tries to accumulate the energy to be partially transferred to the screw in the form of potential energy for tightening at the moment of impact.

포텐셜 기계 에너지는 다음의 단순화된 식에 의해 주어진다.The potential mechanical energy is given by the following simplified equation.

Em = 1/2Jω2 E m = 1 / 2J? 2

여기에서,From here,

J: 모션에 있어서 부분들의 관성(회전자 + 전달 시스템)J: Inertia of parts in motion (rotor + delivery system)

ω: 세로 축을 따르는 모터의 회전자의 회전 주파수.ω: Rotation frequency of the rotor of the motor along the longitudinal axis.

임펄스 나사 조임 동작 동안, 각각의 펄스에서의 가속 페이즈는, 사용 가능한 각도 가속 진행을 고려하여 매우 높아야 한다. 그 다음, 모터 및 이의 전력 공급의 가속 용량을 가장 잘 이용하는 것이 필수적이다.During the impulse screw tightening operation, the acceleration phase at each pulse must be very high, taking into account the available angular acceleration progression. It is then necessary to make best use of the accelerating capacity of the motor and its power supply.

연속 스크루 드라이버 장치에서, 높은 가속에 대한 이러한 필요성은 존재하지 않는다.In a continuous screwdriver device, this need for high acceleration does not exist.

전기 임펄스 스크루 드라이버 장치는 시간의 함수로서 전원 전압의 설정값의 사전 결정된 "템플레이트(template)"에 기초하여 각각의 임팩트 사이클에서 전원 전압의 설정값에 의존하는 회전자 가속 페이즈 동안의 "개방 루프(open loop)" 모드로 알려진 구동 모드를 구현한다. 이러한 템플레이트는 가속 페이즈 동안 전원 전압의 조정을 가능하게 한다. 그러나, 이는 모터의 실제(또는 순간) 회전 주파수에 대한 이의 효과를 고려하지 않는다. 이러한 템플레이트는 전원 전압값과 순간의 복수의 쌍을 연관시키는 대응 관계 테이블로 이루어진다.The electrical impulse screwdriver apparatus is characterized in that it comprises an " open loop " during the rotor acceleration phase which depends on a set value of the power supply voltage in each impact cycle based on a predetermined " template & open loop " mode. Such a template enables adjustment of the supply voltage during the acceleration phase. However, this does not take into account its effect on the actual (or momentary) rotational frequency of the motor. Such a template consists of a correspondence table associating a plurality of pairs of instantaneous values with a supply voltage value.

이 템플레이트는 전형적인 스크루 드라이버 장치와 주어진 스크루 드라이버 동작에 대하여 실험실에서 결정된다. 그 다음, 이는 스크루 드라이버의 구동을 수행하는 제어 장치에 등록되어, 사전 결정된 스크루 드라이버 동작을 수행하기 위하여 모터의 전원을 제시간에 구동하도록 생산에서 사용된다.This template is determined in the laboratory for a typical screwdriver device and a given screwdriver operation. It is then used in production to register with a controller that performs driving of the screwdriver to drive the motor's power in time to perform predetermined screwdriver operation.

도 2는 다음을 도시한다:Figure 2 shows the following:

- 시간의 함수로서 모터의 전원 전압을 나타내는 이러한 템플레이트(전압 템플레이트)의 일례,- an example of such a template (voltage template) representing the power supply voltage of the motor as a function of time,

- 시간의 함수로서 모터에 의해 소비되는 전류의 추이, 및The transition of the current consumed by the motor as a function of time, and

- 전기 전원 펄스 동안 모터의 회전 주파수의 변동.- Fluctuation of motor's rotational frequency during electrical power pulse.

도 2에서, 다음을 알 수 있다:In Figure 2, it can be seen that:

- 전원 전압은 전기 전원 펄스의 매 순간에 일정하다;- the supply voltage is constant at every moment of the electrical power pulse;

- 모터가 시동될 때 전류 스파이크가 있고, 모터의 가속 동안 전류의 점진적인 감소가 있다;- there is a current spike when the motor is started and there is a gradual decrease in current during the motor's acceleration;

- 전기 펄스 동안 회전 주파수의 기울기 감소, 다른 말로 하면, 가속도의 감소(시간의 경과에 대한 방향성 계수의 감수로 약간 만곡된 회전 주파수 곡선).- a decrease in the slope of the rotational frequency during the electric pulse, in other words, a reduction in the acceleration (a slightly curved rotational frequency curve with a directional coefficient over time).

전기 펄스 동안의 이러한 가속도 감소의 원인은 다음과 같다:The causes of this acceleration decrease during the electric pulse are as follows:

스크루 드라이버 장치와 이의 컨트롤러에 의해 형성된 스크루 드라이버 시스템이라 불리는 어셈블리는, 최대 전류, 예를 들어 75 암페어를 전달하기 위한 이의 능력에 있어서 설계에 의해 제한된다. 이 최대 전류를 초과하는 것은, 스크루 드라이버를 보호하기 위하여, 차단(blockage)이 해제되기 위해서는 메인터넌스 기술자에 의한 조치를 필요로 하는, 차단을 야기한다.Assemblies, referred to as screwdriver systems, formed by the screwdriver device and its controller are limited by design in its ability to deliver a maximum current, for example, 75 amperes. Exceeding this maximum current causes blockage, which requires action by a maintenance technician to block the block, in order to protect the screwdriver.

따라서, 낮은 회전 주파수에서의(시동 시에) 전원의 진폭은 오옴의 법칙 Umax = R·Imax에 따른 이의 최대 허용 전류에 의해 제안되고, Umax는 최대 허용 전원 전압이고, Imax는 최대 허용 전류이고, R은 스크루 드라이버와 이의 컨트롤러에 의해 형성되는 시스템의 저항이다.Thus, the amplitude of the power source at low rotational frequency (at start-up) is proposed by its maximum permissible current in accordance with Ohm's law U max = R · I max , where U max is the maximum allowable power supply voltage and I max is the maximum Is the allowable current, and R is the resistance of the system formed by the screwdriver and its controller.

설정값 전압 템플레이트는, 따라서, 이의 최대 허용 진폭에 의해 제한된다.The setpoint voltage template is therefore limited by its maximum allowable amplitude.

이제, 회전자의 회전 주파수가 증가할 때, 모터는 값이 회전 주파수에 비례하는 역기전력(counter-electromotive force 또는 back electromotive force)이라 불리는 전압을 생성하고, 이 역기전력은 모터의 전원 전압으로부터 얻어진다. 따라서, 페이로드 전압은 전압 펄스 동안 감소하는 경향이 있다. 이것은, 그래프에서 관찰되는 바와 같이, 모터에 의해 소비되는 전류에서의 감소, 그리고 이에 따라 순간 전자기 토크에서의 감소를 초래한다.Now, as the rotational frequency of the rotor increases, the motor generates a voltage called a counter-electromotive force or back electromotive force whose value is proportional to the rotational frequency, and this counter electromotive force is obtained from the power supply voltage of the motor. Thus, the payload voltage tends to decrease during the voltage pulse. This results in a reduction in the current consumed by the motor, and thus a reduction in the instantaneous electromagnetic torque, as observed in the graph.

따라서, 이것은 전기 펄스의 마지막에 모터가 얻을 수 있는 회전 주파수를 제한하고, 이에 따라, 회전 주파수가 증가할 때 이의 펄스 동안 컨트롤러가 스크루 드라이버에 제공할 수 있는 운동 에너지를 제한한다.This limits the rotational frequency that the motor can achieve at the end of the electric pulse and thus limits the kinetic energy that the controller can provide to the screwdriver during its pulse as the rotational frequency increases.

이제, 나사에 전달될 수 있는 이 운동 에너지의 제한은 스크루 드라이버의 조임 용량을 제한하고, 이것은 기어 감속 시스템(gear reduction system)에서의 움직임 여유 또는 일반적으로 모터와 나사 사이의 연쇄(kinematic chain)에서의 움직임 여유에 의해 자체가 제한되는 각도 가속 진행을 증가시키는 것에 의해 거의 보상될 수 없다.Now, the limitation of this kinetic energy that can be transmitted to the screw limits the tightening capacity of the screwdriver, which is the amount of movement margin in the gear reduction system or, generally, in the kinematic chain between the motor and the screw By increasing the angular acceleration progress which is itself limited by the motion margin of the motor.

일정한 설정값의 전압이 전기 전원 펄스 동안 인가되고,A voltage of a predetermined set value is applied during the electric power supply pulse,

- 최대 전류의 제한;- limit of maximum current;

- 전기 펄스 동안 역기전력에서의 증가로부터 초래되는 페이로드 전압에서의 감소- reduction in payload voltage resulting from an increase in counter-electromotive force during an electric pulse

로부터 기인하는 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여, 더 이상 일정하지 않고 시간에 있어서 가변하는 전압 템플레이트가 개발되었다. 이러한 템플레이트는 도 3에 도시된다.A voltage template that is no longer constant and variable in time has been developed to overcome the disadvantages of the prior art. Such a template is shown in Fig.

알 수 있는 바와 같이, 전압 템플레이트는 이후에 시간의 경과에 따라 증가하는 낮은 초기값을 갖는다.As can be seen, the voltage template has a low initial value which then increases with time.

이러한 형태의 템플레이트로 다음이 주목된다:With this type of template, the following is noted:

- 전원 전압의 초기의 낮은 값 때문에, 시동 시의 전류 스파이크가 더 작아진다: 따라서, 컨트롤러에 의한 최대 허용 전류의 초과 및 장치를 시동할 때의 컨트롤러의 차단이 방지된다;- the initial low value of the supply voltage results in a smaller current spike at start-up: thus preventing the controller from exceeding the maximum allowable current and starting the device;

- 시동 페이즈 이후의 전원 전압에서의 점진적인 증가는, 큰 정도로, 회전 주파수로 역기전력의 증가를 보상하고 모터의 전력 공급 동안 더욱 일정한 전류를 획득하는 것을 가능하게 한다.The gradual increase in the power supply voltage after the start phase, to a large extent, makes it possible to compensate for the increase in counter-electromotive force at the rotational frequency and obtain a more constant current during power supply of the motor.

따라서, 가변 전원을 갖는 전압 템플레이트의 사용은 더 일정한 전자기 토크와, 모터의 회전 주파수가 증가할 때 감소되지 않고 어떠한 컨트롤러의 차단 위험 없이 더 긴 기간 동안 더 높은 전자기 토크를 획득하는 것을 가능하게 하는 더욱 안정적인 모터의 가속을 생성하는 효과를 가진다.Thus, the use of a voltage template with a variable power supply has the advantage of providing a more constant electromagnetic torque and the ability to obtain higher electromagnetic torques for longer periods without the risk of shutdown of any controller, And has the effect of generating a stable motor acceleration.

다른 양태에 따라, 그리고 어셈블리의 탄력성과 토크의 목표 레벨에 의존하여, 전기 펄스의 마지막에 따라서 임팩트 전에 운동 에너지의 레벨을 조절하는 것이 유용할 수 있다. 이 목적으로, 템플레이트는 최대의 강력한 펄스를 필요로 하는 애플리케이션을 위하여 설정되고, 조절 계수(moderating coefficient)("펄스 진폭(pulse amplitude)"라 한다)가 더 낮은 스크루 드라이빙 전력을 필요로 하는 애플리케이션을 위하여, 즉, 낮은 탄력성을 갖고 낮은 스크루 드라이빙 토크를 필요로 하는 어셈블리를 위하여, 이 기본 템플레이트에 적용된다. 예를 들어, 사용 상황이 기본 템플레이트의 전력의 60%를 필요로 한다면, 기본 템플레이트의 60%에서의 닮음 변환(homothetic transformation)이 성취될 수 있다.According to another aspect, and depending on the elasticity of the assembly and the target level of torque, it may be useful to adjust the level of kinetic energy before impact prior to the end of the electric pulse. For this purpose, the template is set up for applications that require the greatest number of pulses, and the application of modulating coefficients (referred to as " pulse amplitudes ") requiring lower screw driving power , I.e. for assemblies that have low resilience and require low screw driving torque. For example, if the usage requires 60% of the power of the base template, a homothetic transformation at 60% of the base template can be achieved.

따라서, 주어진 순간 (t)에 인가되는 전압을 결정하는데 사용되는 식은 다음과 같다:Thus, the equation used to determine the voltage applied at a given instant t is:

U(t) = TabTemplate[t]×PulseAmplitudeU (t) = TabTemplate [t] x PulseAmplitude

여기에서,From here,

U(t): 순간 (t)에 인가된 전압U (t): voltage applied at instant t

TabTemplate[t]: 원하는 템플레이트의 모든 포인트를 포함하고 순간 (t)의 함수로서 인덱싱된 테이블TabTemplate [t]: a table that contains all the points of the desired template and is indexed as a function of the instant (t)

PulseAmplitude: 0 내지 1의 범위를 갖는 진폭 계수PulseAmplitude: Amplitude factor with a range from 0 to 1

도 3에 도시된 기본 템플레이트의 대략 60%에서의 템플레이트가 도 4에 도시된다. 이 도면에서, 닮음 변환의 적용은 펄스 동안 모터에 의해 소비된 전류가 인지할 수 있는 일정한 레벨에 유지될 수 있게 하지 않는다. 따라서, 닮은 변환은 일정한 모터 토크 및 모터의 회전 주파수가 증가할 때 감소되지 않는 안정적인 가속도를 획득하는데 사용될 수 없다. A template at about 60% of the base template shown in FIG. 3 is shown in FIG. In this figure, the application of resemblance transformation does not allow the current consumed by the motor during the pulse to be maintained at a perceptible level. Thus, the resembling transformation can not be used to obtain a constant motor torque and a stable acceleration that is not reduced when the rotational frequency of the motor increases.

따라서, 기본 템플레이트의 경우 이외에, 모터의 전원 전압의 시간에 있어서의 추이를 고려하여 설정된 템플레이트는 모터에 진정으로 필요한 전압에서의 감소를 방지하지 않으며, 따라서 모터에 인가된 전류에서의 감소, 전자기 토크에서의 감소 및 이에 따른 회전자 가속에서의 감소를 보상하지 않는다.Therefore, in addition to the case of the basic template, the template set in consideration of the change in the power supply voltage of the motor in time does not prevent a reduction in the voltage that is truly required for the motor, and therefore, the reduction in the current applied to the motor, Lt; RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI > decrease in rotor acceleration.

따라서, 시간의 함수로서 전원 전압의 설정값의 단순한 변화는, 이것이 주어진 경우(기본 템플레이트를 설정하기 위하여 사용되는 경우)에 대하여만 작동하기 때문에 충분하지 않으며, 기본 템플레이트가 닮음 변환에 의해 조정되는 다른 가능한 사용 경우를 모두 커버하지 않는다.Thus, a simple change in the setpoint of the supply voltage as a function of time is not sufficient because it only works for given (if used to set the base template), and the base template is not sufficient It does not cover all possible use cases.

도 5는 펄스의 마지막 전에 모터의 회전자가 차단되는 상황에서(전원 전압 펄스의 마지막에 회전 주파수가 강하한다) 도 3의 템플레이트의 구현 동안 모터에 의해 소비되는 전류와 회전자의 회전 주파수의 시간의 함수로서의 변동을 도시한다. 모터의 회전자의 이러한 차단은 모터의 전원 펄스가 완료되기 전에 회전자의 자유 가속을 위하여 전달 시스템에서 사용 가능한 움직임 여유가 영구적으로 재흡수될 때 발생할 수 있다.FIG. 5 shows the relationship between the current consumed by the motor during the implementation of the template of FIG. 3 and the time of the rotational frequency of the rotor in the situation where the rotor of the motor is cut off before the end of the pulse (the rotational frequency drops at the end of the power supply voltage pulse) As a function. This interruption of the rotor of the motor may occur when the available clearance in the delivery system is permanently reabsorbed for free acceleration of the rotor before the power pulse of the motor is completed.

이 경우에, 모터가 겪는 차단 때문에 모터의 회전 주파수가 강하할 때 모터가 소비하는 전류 또는 세기에서 큰 증가가 보여진다. 따라서, 모터의 유용한 전압은 이의 회전 주파수와 비교할 때 크고, 전류는 이에 따라 시스템에 의해 허용 가능한 한계를 넘어 증가한다. 이것은, 시스템 의해 허용 가능한 최대 전류의 초과에 기인하여, 스크루 드라이빙 동작을 정지시키고 컨트롤러를 차단하는 보안 시스템을 활성화하는 결함을 야기할 수 있고, 이것은 생산성을 손상시키기 때문에 산업적인 스크루 드라이빙 구동 환경에서 허용될 수 없다.In this case, a large increase in the current or intensity consumed by the motor is seen when the motor's rotation frequency drops due to the interruption experienced by the motor. Thus, the useful voltage of the motor is large when compared to its rotational frequency, and the current therefore increases beyond the allowable limit by the system. This can lead to defects that activate the security system to shut down the controller and shut down the screwdriving operation due to exceeding the maximum current allowed by the system, which is not acceptable in an industrial screwdrive drive environment Can not be.

따라서, 종래 기술에 따른 시간의 함수로서의 전원 전압 템플레이트의 사용은, 상이한 사용 상황에서 한가지 동일한 종류의 스크루 드라이빙 장치를 구동하는 것을 가능하게 하지 않으며, 컨트롤러의 차단을 야기하지 않으면서 스크루 드라이빙 동작 동안 발생할 수 있는 이상(회전자의 차단, 조립 동안의 설계점(hard point)을 따른 이동 등)을 대처할 수 없고, 이것은 컨트롤러를 차단하는 것이 메인터넌스 기술자에 의한 조치를 암시 하고 이에 따라 시간을 소모하는 것이기 때문에 산업적 레벨에서 허용될 수 없다.Thus, the use of a power supply voltage template as a function of time in accordance with the prior art does not make it possible to drive one and the same kind of screwdriving device in different usage situations, and can occur during screwdriving operations without causing interruption of the controller (Such as shutting off the rotor, moving along a hard point during assembly, etc.), this is because the blocking of the controller implies measures by the maintenance technician and thus takes time, Levels are not allowed.

따라서, 전기 임펄스 스크루 드라이빙 장치의 구동은 더 개선될 수 있다.Therefore, the driving of the electric impulse screw driving device can be further improved.

3.3. 본 발명의 목적Object of the Invention

본 발명은 특히 이러한 상이한 문제점들의 적어도 일부에 대한 효율적인 해결 방안을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is particularly directed to providing an efficient solution to at least some of these different problems.

특히, 적어도 하나의 실시예에 따라, 불연속 또는 간헐적 전기 임펄스 스크루 드라이버 장치의 모터의 동작을 최적화하는 것이 본 발명의 목적이다.In particular, in accordance with at least one embodiment, it is an object of the present invention to optimize the operation of a motor of a discontinuous or intermittent electrical impulse screwdriver device.

특히, 적어도 하나의 실시예에 따라, 모터가 각각의 전기 전원 전압 펄스 전체에 걸쳐 실질적으로 일정한 전자기 토크를 생산할 수 있게 하는 것이 본 발명의 목적이다.In particular, it is an object of the present invention, in accordance with at least one embodiment, to enable a motor to produce a substantially constant electromagnetic torque over each of the electrical supply voltage pulses.

적어도 하나의 실시예에 따라, 모터가 스크루 드라이버 시스템에 의해 허용 가능한 최대 전류를 초과하는 어떠한 위험도 유발하지 않고 높은 전자기 토크를 생산할 수 있게 하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.It is another object of the present invention, in accordance with at least one embodiment, to enable a motor to produce high electromagnetic torque without causing any risk exceeding the maximum current allowable by the screwdriver system.

또한, 본 발명은, 적어도 하나의 실시예에서, 스크루 드라이버 시스템의 동작의 차단을 유발하지 않고서, 그리고 특히 연쇄(kinematic chain)에서의 움직임 여유가 제거되더라도 전기 전원의 연속의 경우에 어떠한 과도한 전류도 생성하지 않고서, 동작 이상에 대처하는 목적을 추구한다.The present invention also provides, in at least one embodiment, any excess current in the case of continuous electrical power supply, without causing interruption of the operation of the screwdriver system, and in particular, even if the margin of motion in the kinematic chain is eliminated. Seeking the purpose of coping with the operation abnormality without generating it.

적어도 하나의 실시예에서, 성능 레벨에서의 열화 없이 닮음 변환의 원리에 의해 기본 템플레이트를 다른 사용 상황에 맞추는 것이 본 발명의 다른 목적이다.In at least one embodiment, it is another object of the present invention to tailor the base template to other usage situations by the principle of resemblance transformation without deterioration at the performance level.

4.4. 본 발명의 제시Presenting the present invention

이 목적으로, 본 발명은 회전 구동될 수 있는 단말 유닛에 회전자가 연결되는 전기 모터를 포함하는 불연속 스크루 드라이버 장치를 제어하는 방법을 제안하며, 상기 모터는 연속 전원 전압 펄스로 전력이 공급된다.For this purpose, the present invention proposes a method of controlling a discrete screwdriver apparatus comprising an electric motor to which a rotor is connected to a rotatable terminal unit, the motor being powered by a continuous supply voltage pulse.

본 발명에 따라, 이러한 방법은,According to the present invention,

- 상기 회전자의 순간 회전 주파수의 실시간 측정을 위한 제1 단계, 및A first step for real-time measurement of the instantaneous rotational frequency of the rotor, and

- 상기 순간 회전 주파수에 종속하는 상기 전원 전압 펄스의 전압 성분을 결정하는 것에 특징이 있는 제2 단계,A second step characterized by determining a voltage component of the power supply voltage pulse that is dependent on the instantaneous rotational frequency,

- 상기 회전자의 순간 회전 주파수에 종속하는 상기 전압값을 통합하여(integrating) 상기 전원 전압 펄스의 전압을 실시간 결정하는 제3 단계Integrating the voltage value depending on the instantaneous rotational frequency of the rotor to determine the voltage of the power supply voltage pulse in real time;

를 적어도 포함하는, 상기 전원 전압 펄스의 각각 동안 상기 모터의 순간 전원 전압을 결정하는 단계를 포함한다.And determining an instantaneous power supply voltage of the motor during each of the power supply voltage pulses.

따라서, 이 양태에 따라, 본 발명은 모터의 회전자의 회전 주파수에 값이 종속하는 성분을 이 전압으로 포함함으로써 간헐적 또는 불연속 조임 스크루 드라이버 장치의 모터의 각각의 전원 전압 펄스의 전압을 결정하는 것에 특징이 있다.Thus, in accordance with this aspect, the present invention relates to determining the voltage of each supply voltage pulse of a motor of an intermittent or discontinuous tightening screwdriver device by including a component whose value is dependent on the rotational frequency of the rotor of the motor Feature.

각각의 전원 전압 펄스의 전압을 결정하기 위하여 회전자의 회전 주파수를 고려하는 것은 모터의 회전 주파수에 따라 증가하고 모터에 의해 소비되는 전압으로부터 공제되는 역기전력의 보상이 전자기 토크를 생성할 수 있게 한다.Considering the rotational frequency of the rotor to determine the voltage of each supply voltage pulse increases with the rotational frequency of the motor and allows compensation of the counter electromotive force subtracted from the voltage consumed by the motor to produce an electromagnetic torque.

따라서, 본 발명은 모터의 전력 공급 시간 동안 더욱 일정한 전류를 획득하는 것을 가능하게 하여, 이에 따라 전자기 토크 및 이에 의한 회전자의 가속의 감소를 방지한다.Thus, the present invention makes it possible to acquire a more constant current during the power supply time of the motor, thereby avoiding the electromagnetic torque and thereby the reduction of the rotor's acceleration.

또한, 본 발명은, 모터의 회전 주파수의 함수로서 전원 전압 펄스의 전압에서의 변동을 획득함으로써, 스크루 드라이버 시스템에 의해 허용 가능한 최대 전류를 초과하는 어떠한 위험도 유발하지 않고 높은 전자기 토크를 생산하는 것을 가능하게 한다. 사실, 전원 전압 펄스의 전압은 시스템에 의해 허용 가능한 전류의 최대값의 초과를 촉진하지 않도록 시동 시 충분히 낮을 수 있고, 그 다음 이 회전 주파수의 증가에 기인하는 전자기 토크의 손실을 보상하기 위하여 회전자의 회전 주파수에 따라 점진적으로 증가하고, 따라서 높은 레벨의 전자기 토크가 획득되는 것을 보장한다.The present invention also makes it possible to produce a high electromagnetic torque without any risk of exceeding the maximum current allowed by the screwdriver system by obtaining a variation in the voltage of the supply voltage pulse as a function of the motor's rotational frequency . In fact, the voltage of the power supply voltage pulse may be low enough at start up to not exceed the maximum value of the allowable current by the system, and then, to compensate for the loss of electromagnetic torque due to the increase in the rotational frequency, And thus ensures that a high level of electromagnetic torque is obtained.

따라서, 본 발명은 간헐적 또는 불연속 전기 임펄스 스크루 드라이버 장치의 모터의 동작을 최적화한다.Thus, the present invention optimizes the operation of the motor of an intermittent or discontinuous electrical impulse screw driver device.

하나의 가능한 유익한 특징에 따라, 상기 성분은, 미리 결정된 전압값 세트로부터 상기 순간 회전 주파수의 함수로서 선택된다.According to one possible advantageous feature, said component is selected as a function of said instantaneous rotational frequency from a predetermined set of voltage values.

이 경우에, 상이한 종류의 스크루 드라이버 동작을 수행하기 위하여 구현되는 상이한 종류의 스크루 드라이버 장치, 회전자의 상이한 회전 주파수, 회전자의 회전 주파수의 증가에 기인하는 전자기 토크의 손실, 각각의 종류의 스크루 드라이버 동작 또는 가장 큰 양의 에너지를 필요로 하는 것에 대하여 보상을 가능하게 하는 성분의 값을 결정하기 위하여 실험실 시도가 실행될 것이다. 이러한 데이터는 스크루 드라이버 장치에서 기록되어, 이의 종류와 생산에 투입되기 전에 달성될 스크루 드라이버 동작의 종류의 함수로서 스크루 드라이버 장치를 파라미터화하는 동안 선택될 수 있다.In this case, different types of screwdriver devices implemented to perform different types of screwdriver operation, different rotational frequencies of the rotor, loss of electromagnetic torque due to an increase in the rotational frequency of the rotor, A lab attempt will be made to determine the value of the component that enables compensation for driver operation or for those that require the greatest amount of energy. This data can be recorded in the screwdriver device and selected during its type and parameterization of the screwdriver device as a function of the type of screwdriver operation to be achieved before it is put into production.

다른 가능한 유익한 특징에 따라, 상기 성분은, 상기 순간 회전 주파수와 미리 결정된 계수의 곱으로서 결정된다.According to another possible advantageous feature, said component is determined as a product of said instantaneous rotation frequency and a predetermined coefficient.

이 경우에, 선택되는 대신에, 성분의 값은 실시간으로 계산될 것이다.In this case, instead of being selected, the value of the component will be calculated in real time.

하나의 가능한 유익한 특징에 따라, 상기 전원 전압 펄스의 각각의 전압은,According to one possible advantageous characteristic, each voltage of the power supply voltage pulses,

- 펄스 진폭 계수가 곱해진 미리 결정된 이론적인 일정한 전원 전압에 대응하는 제1 항, 및A first term corresponding to a predetermined theoretical constant power supply voltage multiplied by a pulse amplitude coefficient; and

- 상기 회전자의 순간 회전 주파수에 종속하는 상기 성분에 대응하는 제2 항- a second term corresponding to said component dependent on the instantaneous rotational frequency of said rotor

의 합에 대응한다.. ≪ / RTI >

각각의 전원 전압 펄스의 전압은, 모터가 시동될 때 미리 결정된 회전 주파수를 획득하는데 필요한 이론적인 일정한 전원 전압과, 회전 주파수의 종속 성분의 합에 대응한다. 이 성분은 회전자의 회전 주파수로 역기전력에 의해 생성된 전압의 증가를 보상할 수 있게 하고, 모터가 전력을 공급받는 동안 더욱 일정한 전류 및 이에 따른 전자기 토크를 획득하는 것을 가능하게 한다.The voltage of each power supply voltage pulse corresponds to the sum of the theoretical constant power supply voltage required to obtain the predetermined rotation frequency when the motor is started and the dependent component of the rotation frequency. This component makes it possible to compensate for the increase in voltage generated by the counter electromotive force at the rotational frequency of the rotor and to obtain a more constant current and corresponding electromagnetic torque while the motor is powered.

제1 항의 이론적인 전압값에는 바람직하게는 0 내지 1로 변동하는 펄스 진폭 계수가 곱해질 것이다.The theoretical voltage value of claim 1 will be multiplied by a pulse amplitude coefficient that preferably varies from 0 to 1.

주어진 종류의 나사 조임 장치에 대하여, 실험실에서 그리고 주어진 종류의 나사 조짐 장치에 대하여, 최대의 전력을 필요로 하는 스크루 드라이버 동작의 종류에 대한 이론적인 일정한 전원 전압의 고유값을 결정하는 것이 가능하게 될 것이다. 이 이론적인 값을 더 적은 전력을 필요로 하는 동작에 맞추기 위하여, 가장 엄격한 경우의 이론적인 값에는 진폭 계수가 곱해질 것이다. 따라서, 수행될 스크루 드라이버 동작이 가장 엄격한 상태 하에서의 스크루 드라이버 동작에 필요한 전력의 단지 80%만을 필요로 한다면, 진폭 계수는 0.8일 것이다.For a given type of screw tightening device, it will be possible in the laboratory and for a given type of screwing device to determine the intrinsic value of the theoretical constant supply voltage for the type of screw driver operation that requires maximum power will be. To fit this theoretical value to the operation requiring less power, the theoretical value in the strictest case will be multiplied by the amplitude factor. Thus, if the screw driver operation to be performed requires only 80% of the power required for screw driver operation under the most stringent conditions, the amplitude factor would be 0.8.

이 진폭 계수를 일정한 제1 항에만 적용하고 회전자의 회전 주파수의 함수로서 가변하는 제2 항에는 적용하지 않는 사실은, 스크루 드라이버 동작의 종류에 관계 없이, 모터에 의해 소비되는 일정한 세기가 있고, 전자기 토크가 유지되는 것을 보장한다. The fact that this amplitude coefficient applies only to the first term, which is constant and does not apply to the second term, which varies as a function of the rotational frequency of the rotor, means that there is a constant intensity consumed by the motor, regardless of the type of screwdriver operation, Ensuring that the electromagnetic torque is maintained.

바람직하게는, 상기 미리 결정된 이론적인 일정한 전원 전압은 미리 결정된 전류값과 상기 스크루 드라이버 장치의 전기 저항의 곱이다.Advantageously, said predetermined theoretical constant supply voltage is the product of the predetermined current value and the electrical resistance of said screwdriver device.

바람직하게는, 상기 제2 항은 상기 회전자의 상기 순간 회전 주파수와 상기 모터의 역기전력 계수의 곱이다.Preferably, the second term is a product of the instantaneous rotational frequency of the rotor and the counter electromotive force coefficient of the motor.

하나의 가능한 유익한 특징에 따라, 상기 제2 항은 전원 전압값과 상기 회전자의 회전 주파수값의 복수의 쌍을 연관시키는 대응 관계 테이블의 형태로 저장되는 데이터를 고려한다.According to one possible advantageous feature, the second term considers data stored in the form of a correspondence table associating a plurality of pairs of power supply voltage values and the rotational frequency value of the rotor.

따라서, 방법의 실행은 제2 항을 결정하기 위하여 계산을 실행하는 대신에 기록된 데이터를 이용하기 때문에 더 빠르다.Thus, the implementation of the method is faster because it uses the recorded data instead of performing the calculations to determine the second term.

하나의 가능한 유익한 특징에 따라, 본 발명에 따른 방법은, 동작 이상을 검출하는 단계와, 동작 이상의 검출에 따라 상기 모터의 상기 전원 전압 펄스의 전압을 정정하는 단계를 포함한다.According to one possible advantageous characteristic, the method according to the invention comprises the steps of detecting an operation error and correcting the voltage of the power supply voltage pulse of the motor in accordance with detection of the operation or the like.

나사 조임 또는 나사 풀림 동작 동안, 이상이 발생할 수 있다: 특히 전달 시스템에서의 움직임 여유가 모터의 전기 전원 전압 펄스의 마지막 전에 정정될 때 회전자가 차단되는 것이 발생한다. 이것은 스크루 드라이버 장치에 의해 허용 가능한 세기의 최대값이 초과되게 하여 이 스크루 드라이버 장치의 차단을 야기한다.Anomalies may occur during screw tightening or screw loosening operations: especially when the clearance in the delivery system is corrected before the end of the motor's power supply voltage pulse, the rotor is blocked. This causes the maximum value of the allowable intensity to be exceeded by the screwdriver device causing the interruption of the screwdriver device.

이 문제를 극복하기 위하여, 본 발명의 기술은 이상 발생의 검출과, 이에 따라 세기를 스크루 드라이버 장치에 의해 허용 가능한 최대값 아래로 유지하기 위한 모터의 전원 임펄스 전압의 정정을 제안한다. 따라서, 이 기술은 모터와 생산 라인을 차단할 필요성과, 다시 동작하게 하기 위한 메인터넌스 기술자의 조치에 대한 필요성을 방지한다.To overcome this problem, the technique of the present invention proposes the detection of an anomalous occurrence, and hence the correction of the power impulse voltage of the motor to keep the intensity below the maximum allowable value by the screwdriver device. Thus, this technique avoids the need to shut down the motor and the production line, and the need for the maintenance technician to take action to restart it.

이 경우에, 상기 동작 이상을 검출하는 단계는, 바람직하게는,In this case, the step of detecting the operation abnormality preferably includes:

- 상기 모터에 의해 소비되는 전기 세기를 측정하는 단계;- measuring the electrical power consumed by the motor;

- 상기 모터에 의해 소비되는 상기 전기 세기의 측정된 값을 미리 결정된 임계값과 비교하는 단계;Comparing the measured value of the electrical strength consumed by the motor with a predetermined threshold value;

- 상기 모터에 의해 소비되는 상기 전기 세기의 상기 측정된 값이 상기 임계값 이상이 될 때 상기 모터의 상기 전원 전압 임펄스의 전압을 감소시키는 단계- reducing the voltage of the power supply voltage impulse of the motor when the measured value of the electric power consumed by the motor is above the threshold value

를 포함한다..

바람직한 변형예에 따라, 상기 모터의 상기 전원 전압 펄스의 전압을 감소시키는 단계는, 상기 전원 전압 펄스의 전압의 상기 제1 항을 감소시키는 것에 특징이 있다.According to a preferred variant, reducing the voltage of the supply voltage pulse of the motor is characterized by decreasing the first term of the voltage of the supply voltage pulse.

이것은 스크루 드라이버 장치에 의해 허용 가능한 세기의 최대값이 초과되는 것을 효율적으로 방지한다.This effectively prevents the maximum value of allowable intensity from being exceeded by the screwdriver device.

다른 바람직한 변형예에 따라, 상기 모터의 상기 전원 전압 펄스의 전압을 감소시키는 단계는, 상기 제1 항과 상기 진폭 계수의 곱과, 상기 제2 항의 합을 감소시키는 것에 특징이 있다.According to another preferred variant, the step of reducing the voltage of the power supply voltage pulse of the motor is characterized by decreasing the product of the first term and the amplitude coefficient and the sum of the second term.

이것은 스크루 드라이버 장치에 의해 허용 가능한 세기의 최대값이 초과되는 것을 더욱 신속하게 방지한다.This more quickly prevents the maximum value of allowable intensity from being exceeded by the screwdriver device.

또한, 본 발명은, 회전 구동될 수 있는 단말 유닛에 회전자가 연결되는 전기 모터와, 연속 전원 전압 펄스에 의한 상기 모터의 전원 수단을 포함하는 불연속 스크루 드라이빙 시스템에 관한 것이다.The present invention also relates to an electric motor in which a rotor is connected to a terminal unit which can be driven to rotate, and a discontinuous screw driving system including power supply means of the motor by continuous power supply voltage pulses.

이러한 시스템은,In this system,

- 상기 회전자의 순간 회전 주파수의 실시간 측정을 위한 수단; 및Means for real-time measurement of the instantaneous rotational frequency of the rotor; And

- 상기 순간 회전 주파수에 종속하는 상기 전원 전압 펄스의 전압 성분을 결정하는 수단;Means for determining a voltage component of the power supply voltage pulse dependent on the instantaneous rotational frequency;

- 상기 회전자의 순간 회전 주파수에 종속하는 상기 전압값을 통합하여(integrating) 상기 전원 전압 펄스의 전압을 실시간 결정하는 수단Means for integrating the voltage value dependent on the instantaneous rotational frequency of the rotor to determine the voltage of the power supply voltage pulse in real time;

을 적어도 포함하는, 상기 전원 전압 펄스의 각각 동안 상기 모터의 순간 전원 전압을 결정하는 수단And means for determining an instantaneous supply voltage of the motor during each of the supply voltage pulses

을 포함한다..

하나의 가능한 유익한 특징에 따라, 상기 전원 전압 펄스의 전압을 실시간 결정하는 수단은,According to one possible advantageous feature, the means for real-time determining the voltage of the supply voltage pulse comprises:

- 펄스 진폭 계수가 곱해진 미리 결정된 이론적인 일정한 전원 전압에 대응하는 제1 항, 및A first term corresponding to a predetermined theoretical constant power supply voltage multiplied by a pulse amplitude coefficient; and

- 상기 회전자의 순간 회전 주파수에 종속하는 상기 성분에 대응하는 제2 항- a second term corresponding to said component dependent on the instantaneous rotational frequency of said rotor

의 합을 계산하는 수단을 포함한다.And a means for calculating the sum of the two.

하나의 가능한 유익한 특징에 따라, 본 발명에 따른 시스템은, 동작 이상을 검출하는 수단과, 동작 이상의 검출에 따라 상기 모터의 상기 전원 전압 펄스의 전압을 정정하는 수단을 포함한다.According to one possible advantageous characteristic, the system according to the invention comprises means for detecting an operation error and means for correcting the voltage of the power supply voltage pulse of the motor in accordance with detection of the operation or the like.

이 경우에, 상기 동작 이상을 검출하는 수단은, 바람직하게는,In this case, the means for detecting the operation abnormality preferably includes:

- 상기 모터에 의해 소비되는 전기 세기를 측정하는 수단;Means for measuring the electrical strength consumed by the motor;

- 상기 모터에 의해 소비되는 상기 전기 세기의 측정된 값을 미리 결정된 임계값과 비교하는 수단;Means for comparing the measured value of the electrical strength consumed by the motor with a predetermined threshold value;

- 상기 모터에 의해 소비되는 상기 전기 세기의 상기 측정된 값이 상기 임계값 이상이 될 때 상기 모터의 상기 전원 전압 임펄스의 전압을 감소시키는 수단Means for decreasing the voltage of the power supply voltage impulse of the motor when the measured value of the electric power consumed by the motor is greater than or equal to the threshold value

을 포함한다..

하나의 가능한 유익한 특징에 따라, 상기 모터의 상기 전원 전압 임펄스의 전압을 감소시키는 수단은, 상기 전원 전압 펄스의 상기 제1 항을 감소시킨다.According to one possible advantageous feature, the means for reducing the voltage of the power supply voltage impulse of the motor reduces the first term of the power supply voltage pulse.

다른 가능한 유익한 특징에 따라, 상기 모터의 상기 전원 전압 임펄스의 전압을 감소시키는 수단은, 상기 제1 항과 상기 진폭 계수의 곱과, 상기 제2 항의 합을 감소시킨다.According to another possible advantageous feature, the means for reducing the voltage of the power supply voltage impulse of the motor reduces the product of the first term and the amplitude coefficient and the sum of the second term.

또한, 본 발명은, 컴퓨터에서 실행될 때, 전술한 변형예 중 어느 하나에 따른 방법을 구현하기 위한 프로그램 코드 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.The present invention also relates to a computer program product, when executed on a computer, comprising program code instructions for implementing a method according to any of the preceding variations.

또한, 본 발명은, 전술한 변형예에 따른 컴퓨터 프로그램 제품을 저장하는 컴퓨터 판독 가능하고 비일시적인 저장 매체에 관한 것이다.The present invention also relates to a computer readable and non-volatile storage medium for storing a computer program product according to the variant as described above.

5. 도면 목록
본 발명의 다른 특징 및 이점은 간단하고 예시적이며 비소진적인 예를 이용하여 바람직한 실시예에 대한 이어지는 설명으로부터 그리고 다음과 같은 첨부된 도면으로부터 더욱 명확하게 나타날 것이다:
- 도 1은 간헐적 또는 불연속 조임 스크루 드라이버의 명령, 토크 및 회전 주파수에 관련된 펄스의 형상을 도시한다;
- 도 2는 종래 기술에 따른 일정한 전압의 시간 관련 템플레이트의 형상을 도시한다;
- 도 3, 4 및 5는 종래 기술에 따른 일정하지 않은 전압의 시간 관련 템플레이트의 형상을 도시한다;
- 도 6 및 7은 본 발명에 따른 스크루 드라이버 시스템의 일례의 스크루 드라이버 및 컨트롤러를 도시한다;
- 도 8 및 9는 도 10에 도시된 본 발명에 따라 형성된 템플레이트의 2개의 항을 도시한다;
- 도 11은 도 12에서 순서도 형태로 도시된 본 발명에 따른 방법의 레귤레이션 원리를 개략적으로 도시한다;
- 도 13 내지 16은 본 발명에 따른 전원 전압 펄스의 상이한 형상을 도시한다;
- 도 17은 동작 이상 검출의 경우에서의 본 발명에 따른 전원에서의 안전 시스템의 순서도를 도시하고, 도 18 및 19는 단순 보안의 경우에서의 전원 전압 펄스의 원리 및 형상을 도시하고, 도 20 및 21은 강화 보안의 경우에서의 전원 전압 펄스의 원리 및 형상을 도시한다.
5. List of drawings
Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of the preferred embodiments, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:
1 shows the shape of the pulse relating to the command, torque and rotational frequency of an intermittent or discontinuous tightening screwdriver;
Figure 2 shows the shape of a time-related template of constant voltage according to the prior art;
Figures 3, 4 and 5 illustrate the shape of a time-related template of non-constant voltage according to the prior art;
Figures 6 and 7 illustrate an example screwdriver and controller of a screwdriver system according to the present invention;
Figures 8 and 9 show two terms of the template formed in accordance with the invention shown in Figure 10;
11 schematically shows the regulation principle of the method according to the invention, shown in the form of a flow chart in Fig. 12; Fig.
Figures 13 to 16 show different shapes of the power supply voltage pulses according to the invention;
17 shows a flowchart of the safety system in the power supply according to the present invention in the case of abnormal operation detection, Figs. 18 and 19 show the principle and shape of the power supply voltage pulse in the case of simple security, And 21 show the principle and shape of the power supply voltage pulse in the case of enhanced security.

6.6. 특정 certain 실시예들의In the embodiments 설명 Explanation

6.1.6.1. 스크루 드라이버 장치Screw driver device

본 발명은 간헐적 또는 불연속 스크루 드라이버 조임 장치라 불리는 스크루 드라이버 장치 또는 전기 스크루 드라이버에 적용된다.The present invention is applied to a screw driver device or an electric screw driver called an intermittent or discrete screw driver tightening device.

도 6을 참조하면, 이러한 종류의 스크루 드라이버(1)는 전통적으로 고정자(110)와 회전자(111)가 제공된 전기 모터(11)를 수용하는 케이싱(10)을 포함한다. 회전자(111)는 동작 움직임 여유를 갖는 전달 시스템(12)을 이용하여 회전 구동될 수 있는 단말 유닛(13)에 연결되고, 조립 동작 동안 나사 조임 또는 나사 풀림되는 것을 보정하도록 나사와 협력한다.6, this kind of screwdriver 1 conventionally includes a casing 10 which accommodates an electric motor 11 provided with a stator 110 and a rotor 111. As shown in Fig. The rotor 111 is connected to a terminal unit 13 which can be rotationally driven using a delivery system 12 having a motion motion margin and cooperates with the screw to correct for screwing or unscrewing during assembly operations.

종래 기술에 관한 내용에서 설명된 바와 같이, 이러한 스크루 드라이버 장치의 모터는 연속 전원 전압 펄스로 전력이 공급된다.As described in the context of the prior art, the motor of such a screwdriver apparatus is powered by a continuous supply voltage pulse.

여기에 설명된 예는 자체가 회사의 전기 전원 네트워크에 연결된 컨트롤러(2)에 케이블에 의해 연결된 스크루 드라이버(1)로 구성된다. 이 컨트롤러는 스크루 드라이버의 및 이의 전기 전원의 동작의 제어를 가능하게 한다.The example described here consists of a screwdriver 1, which itself is connected to the controller 2 connected to the company's electrical power network by a cable. This controller enables control of the operation of the screwdriver and its electrical power source.

하나의 변형예에서, 에너지 소스는 스크루 드라이버에 고정된 배터리일 수 있고, 이 경우에, 컨트롤러는 소형화되어 자율화될 수 있는 스크루 드라이버로 통합된다.In one variation, the energy source may be a battery fixed to the screwdriver, in which case the controller is integrated into a screwdriver that can be miniaturized and autonomous.

스크루 드라이버는,The screw driver,

- 모터를 위한 전원 케이블(21);A power cable (21) for the motor;

- 스크루 드라이버와 컨트롤러가 케이블에 의해 또는 무선으로 통신할 수 있게 하고, 필요한 경우에 컴퓨터 네트워크와 같은 다른 장치와 통신할 수 있게 하는 송신/수신 모듈(22)- a transmit / receive module (22) that enables the screwdriver and controller to communicate by cable or wirelessly and to communicate with other devices, such as a computer network,

을 이용하여 컨트롤러에 연결된다. 따라서, 이러한 스크루 드라이버는 컨트롤러로부터 명령 신호를 수신할 수 있고, 컨트롤러는 스크루 드라이버에 통합된 상이한 센서로부터 나오는 신호를 수신할 수 있다.To the controller. Thus, such a screwdriver may receive command signals from the controller, and the controller may receive signals from different sensors incorporated in the screwdriver.

도 7에 도시된 예시적인 일 실시예에 따라, 컨트롤러(2)는 랜덤 액세스 메모리(RAM)(23), 예를 들어 프로세스가 장비되고 본 발명에 따른 구동 방법을 실행하기 위한 프로그램 코드 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램에 의해 구동되는 처리 유닛(24)을 포함하며, 이 프로그램은 리드 온리 메모리(25)(ROM)에 저장된다. 전통적으로, 컨트롤러는 특히 이 프로그램을 이네이블하기 위한 입출력 인터페이스(26)와, 경우에 따라 스크린(27)과 키패드 또는 마우스(28)와 같은 정보 입력 수단을 포함한다. 이는 모터(11)를 위한 전원(29)과, 전통적으로 모터의 페이즈에 위치되는, 모터(11)에 의해 소비되는 전류를 감지하기 위한 센서(30)를 포함한다.7, the controller 2 includes a random access memory (RAM) 23, for example a program code instruction for a process and for executing a driving method according to the present invention , And the program is stored in a read-only memory 25 (ROM). Traditionally, the controller comprises in particular an input / output interface 26 for enabling this program and, optionally, an information input means such as a screen 27 and a keypad or mouse 28. This includes a power source 29 for the motor 11 and a sensor 30 for sensing the current consumed by the motor 11, which is traditionally located in the phase of the motor.

초기에, 컴퓨터 프로그램의 코드 명령어는 예를 들어 랜덤 액세스 메모리(23)로 로딩되고, 그 다음 처리 유닛(24)의 프로세서에 의해 실행된다. 랜덤 액세스 메모리(23)는 특히 방법의 적용 동안 결정되는 상이한 변수를 계산하기 위한 적합한 식을 포함한다. 그 다음, 프로세서는 스크루 드라이버 장치를 이에 따라 구동한다.Initially, the code instructions of the computer program are loaded into the random access memory 23, for example, and then executed by the processor of the processing unit 24. [ The random access memory 23 in particular comprises suitable equations for calculating the different variables determined during the application of the method. The processor then drives the screwdriver device accordingly.

도 7은 컨트롤러가 본 발명에 따른 구동 방법의 단계들을 수행하게 하는 여러 가능한 방식 중 하나의 특정 방식을 도시한다(상이한 실시예들 중의 임의의 하나 또는 이러한 실시예들의 하나의 조합으로). 사실, 이러한 단계들은 명령어 시퀀스를 포함하는 프로그램을 실행하는 재프로그래밍 가능한 컴퓨터 기계(PC 컴퓨터, DSP 프로세서 또는 마이크로컨트롤러) 또는 전용 계산 기계(예를 들어, FPGA와 같은 로직 게이트 세트, ASIC 또는 임의의 다른 하드웨어 모듈)에서 동등하게 잘 수행될 수 있다.Figure 7 illustrates one particular way (among any of the different embodiments, or a combination of these embodiments) of the various possible ways for the controller to perform the steps of the driving method according to the present invention. Indeed, these steps may be performed on a reprogrammable computer machine (PC computer, DSP processor or microcontroller) or a dedicated computing machine (e.g., a logic gate set such as an FPGA, an ASIC or any other Hardware modules). ≪ / RTI >

컨트롤러가 재프로그래밍 가능한 컴퓨팅 기계로 제조되면, 대응하는 프로그램(즉, 명령어 시퀀스)은 탈착식 저장 매체(예를 들어, 플로피 디스크, CD-ROM, DVD-ROM과 같은) 또는 비탈착식 저장 매체에 저장될 수 있고, 저장 매체는 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 판독 가능하다.Once the controller is fabricated with a reprogrammable computing machine, the corresponding program (i. E., The sequence of instructions) may be stored in a removable storage medium (e.g., floppy disk, CD-ROM, DVD-ROM) And the storage medium is partially or entirely readable by a computer or a processor.

시스템은 통상적으로 회전자의 샤프트 상에서 스크루 드라이버 장치로 통합된 각도 센서(14)를 포함하는 회전자의 순간 회전 주파수의 실시간 측정을 위한 수단을 포함한다. 이러한 각도 센서는, 예를 들어, 그 자체가 알려진 방식으로, 회전할 때 회전하는 회전자에 고정 부착될 수 있는 자석 세트를 홀(Hall) 효과 센서 전에 포함한다. 회전자의 위치에 따라, 자석과 홀 효과 센서에 의해 구성되는 어셈블리는 전기 신호를 생성하고, 이의 레벨은 회전자의 위치를 나타낸다. 회전자의 회전 주파수를 측정하기 위한 측정 수단은 이의 회전 주파수를 결정하기 위하여 시간에 관한 회전자의 위치를 얻는다.The system typically includes means for real-time measurement of the instantaneous rotational frequency of the rotor including the angle sensor 14 integrated into the screwdriver device on the shaft of the rotor. Such an angle sensor includes, for example, a Hall effect sensor set of magnets that can be fixedly attached to a rotating rotor as it rotates, in a manner known per se. Depending on the position of the rotor, the assembly constituted by the magnet and Hall effect sensor produces an electrical signal, the level of which represents the position of the rotor. The measuring means for measuring the rotational frequency of the rotor obtains the position of the rotor with respect to time to determine its rotational frequency.

스크루 드라이버의 컨트롤러 및 상이한 센서들은, 본 발명에 따른 구동 방법에 대한 이어지는 설명에서 더욱 상세하게 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 구동 방법의 단계들을 구현하기 위한 상이한 수단을 구성한다.The controller and the different sensors of the screwdriver constitute different means for implementing the steps of the drive method according to the invention, as will be seen in more detail in the following description of the drive method according to the invention.

6.2.6.2. 일반 원리General principle

본 발명이, 불연속 조임 스크루 드라이버 장치의 회전자의 가속 페이즈 동안 값이 모터의 회전자의 순간 회전 주파수에 종속하는 성분을 모터의 펄스형 순간 전원 전압의 값에 포함함으로써 모터의 펄스형 순간 전원 전압의 값을 결정하는 것에 특징이 있다는 것이 상기될 수 있다.The present invention includes a pulse-type instantaneous power supply voltage value of a motor by including a component whose value depends on the instantaneous rotational frequency of the rotor of the motor during the acceleration phase of the rotor of the discontinuous tightening screwdriver apparatus, And a value of < / RTI >

본 실시예에서, 전압, 세기 및 회전 주파수를 연결하는 식은 다음과 같다:In this embodiment, the equation for connecting the voltage, the intensity, and the rotational frequency is as follows:

U = R·I + ψ·ωU = R · I + ψ · ω

여기에서,From here,

U: 모터에 인가된 전압(볼트)U: Voltage applied to the motor (in volts)

I: 모터에 인가된 전류(암페어)I: Current applied to the motor (amperes)

ω: 모터의 회전 주파수(rpm)ω: Rotational frequency of motor (rpm)

R: 스크루 드라이버 장치(제어 전자 장치, 케이블 및 모터)의 전기 저항R: Electrical resistance of screw driver devices (control electronics, cables and motors)

ψ: 모터의 역기전력 전압 계수ψ: motor back-electromotive force voltage coefficient

영구 자석 동기 모터에서, 모터에 의해 전달되는 토크는 세기에 비례한다.In a permanent magnet synchronous motor, the torque transmitted by the motor is proportional to the intensity.

따라서, 주어진 레벨 토크는 세기 I의 대응하는 레벨을 가진다. 모터의 가속 시작에서, 즉 0 회전 주파수에서, 이 레벨에서 설정되는 세기에 대하여, 모터의 전원 전압은 R·I와 동일하여야 한다. 시스템의 조임 용량을 최대로 사용하기 위하여, 세기의 레벨은 이 시스템이 견딜 수 있는 세기의 최대 레벨일 수 있다.Thus, a given level torque has a corresponding level of intensity I. At the start of motor acceleration, ie at zero rotation frequency, the power supply voltage of the motor must be equal to R · I for the intensity set at this level. In order to maximize the tightening capacity of the system, the level of intensity can be the maximum level of strength that this system can tolerate.

회전 주파수가 증가할 때, 역기전력이 증가한다. 전자기 토크 및 이에 따라 모터에 의해 소비되는 세기를 최대 레벨(Imax)로 보존하기 위하여, 모터의 전원 전압은 역기전력의 전압의 값만큼 증가되어야 한다.When the rotation frequency increases, the counter electromotive force increases. In order to preserve the electromagnetic torque and thus the intensity consumed by the motor at the maximum level Imax, the power supply voltage of the motor must be increased by the value of the voltage of the counter electromotive force.

따라서, 모터의 순간 전원 전압의 값을 결정하기 위하여 회전자의 회전 주파수를 고려하는 것은 모터의 회전 주파수에 따라 증가하는 역기전력을 보상하는 것을 가능하게 하고, 이에 따라 각각의 펄스 동안 일정한 전자기 토크와 일정한 전류를 획득하는 것을 가능하게 한다.Thus, considering the rotational frequency of the rotor in order to determine the value of the instantaneous power supply voltage of the motor makes it possible to compensate for the counter electromotive force which increases with the rotational frequency of the motor, so that a constant electromagnetic torque and a constant Thereby making it possible to obtain current.

각각의 전원 전압 펄스의 전압의 설정값은,The set value of the voltage of each power supply voltage pulse is,

- 펄스 진폭 계수가 곱해진 미리 결정된 이론적인 일정한 전원 전압에 대응하는 제1 항, 및A first term corresponding to a predetermined theoretical constant power supply voltage multiplied by a pulse amplitude coefficient; and

- 회전 주파수에 종속하는 성분에 대응하는 제2 항- the second term corresponding to the component dependent on the rotational frequency

의 합에 대응한다.. ≪ / RTI >

본 실시예에서,In this embodiment,

- 전압의 제1항은, 0 회전 주파수에서 모터에 의해 소비되는 세기의 레벨을 결정하는 일정한 값이다. 이는 PulseAmplitude·Offset의 형태로 표현될 수 있으며, 여기에서,The first term of the voltage is a constant value that determines the level of intensity consumed by the motor at zero rotation frequency. This can be expressed in the form of PulseAmplitude 占 offset,

- PulseAmplitude: 진폭 계수 - PulseAmplitude: Amplitude factor

- Offset: 0 회전 주파수에서 모터에 의해 소비되는 세기가 스크루 드라이버 시스템에 대하여 허용된 최대 레벨의 세기인 전압 - Offset: 0 Voltage whose intensity consumed by the motor at the rotational frequency is the maximum level of intensity allowed for the screwdriver system

이다. to be.

- 제2 항은 역기전력의 효과를 보상하고, 세기를 회전자의 가속 페이즈 동안 일정한 레벨로 유지하는 것을 가능하게 한다.- The second term compensates for the effect of the back electromotive force and makes it possible to maintain the intensity at a constant level during the acceleration phase of the rotor.

2가지 변형예가 생산에 상정될 수 있다:Two variants can be envisaged in production:

- 제1 변형예는 회전자의 회전 주파수의 실시간 측정에 기초하여 제2 항을 실시간 계산하는 것에 특징이 있고,The first variant is characterized by real-time calculation of the second term based on a real-time measurement of the rotational frequency of the rotor,

- 제2 변형예는 각각 전원 전압값(즉, 전원 전압에 추가됨)과 회전자의 회전 주파수 값을 포함하는 복수의 쌍을 연관시키는 컨트롤러의 메모리에 사전 기록된 대응 관계에 관한 테이블을 이용하는 것에 특징이 있다.- The second variant is characterized by using a table of correspondences pre-recorded in a memory of the controller which associates a plurality of pairs each including a supply voltage value (i.e. added to the supply voltage) and a rotational frequency value of the rotor .

제1 변형예에 따라, 순간 t에서의 전원 전압 펄스의 값 U(t)는 다음과 같다:According to a first variant, the value U (t) of the supply voltage pulse at instant t is:

U(t) = PulseAmplitude·Offset + ψ·ω(t)U (t) = PulseAmplitude 占 Offset + ψ · ω (t)

ω(t)는 순간 t에서의 모터의 순간 회전 주파수이다.ω (t) is the instantaneous rotational frequency of the motor at instant t.

ψ는 모터의 역기전력 전압 계수이다. 당해 기술 분야에서의 통상의 기술자에게 알려져 있는 이 파라미터는 계산에 의해 결정되거나 실험실에서 실험적으로 측정될 수 있다.ψ is the motor's back-EMF voltage coefficient. These parameters, which are known to those of ordinary skill in the art, can be determined by calculation or can be measured experimentally in a laboratory.

제2 변형예에 따라, 순간 t에서의 전원 전압 펄스의 값 U(t)는 다음과 같다:According to a second variant, the value U (t) of the power supply voltage pulse at instant t is:

U(t) = PulseAmplitude×Offset + TabTemplate[Speed(t)]U (t) = PulseAmplitude 占 Offset + TabTemplate [Speed (t)]

여기에서,From here,

Speed(t): 순간 t에서의 모터의 회전 주파수Speed (t): Rotation frequency of motor at instant t

TabTemplate[Speed(t)]: 회전자의 상이한 회전 주파수의 함수로서 인덱싱된 원하는 전원 전압 포인트 세트를 포함하는 테이블(이 테이블의 값들은 실험실 실험의 결과일 수 있다)TabTemplate [Speed (t)]: A table containing the set of desired power supply voltage points indexed as a function of the different rotational frequencies of the rotor (the values in this table may be the result of a laboratory experiment)

Offset: 스크루 드라이버 시스템에 적합한 전압 오프셋의 최대값Offset: Maximum value of the voltage offset suitable for the screwdriver system.

PulseAmplitude: 0 내지 1 범위의 계수PulseAmplitude: Coefficient in the range of 0 to 1

이다.to be.

따라서, 도 11에 도시된 바와 같이, 모터의 전원의 구동은 사전 결정된 템플레이트에 기초하여 모터(M)의 실제 회전 주파수(속도)의 함수로서 전압 성분의 추가에 의해 오프셋을 보정하는 데 특징이 있고, 이 템플레이트는 제1 경우에 곱 ψ·ω(t)에 대응하고, 제2 경우에 ω(t)의 상이한 값에 대하여 곱 ψ·ω(t)의 결과를 열거하는 테이블에 대응한다.11, the driving of the power source of the motor is characterized by correcting the offset by addition of the voltage component as a function of the actual rotational frequency (speed) of the motor M based on the predetermined template , This template corresponds to the table corresponding to the product ψ · ω (t) in the first case and the result of the product ψ · ω (t) for different values of ω (t) in the second case.

상이한 종류의 스크루 드라이버 시스템이 있으며, 각각의 종류는 특히 이의 스크루 드라이버의 전달 시스템, 이의 치수, 이의 효율성, 이의 모터 구동 등에 특징이 있다.There are different types of screwdriver systems, each of which is particularly characterized by its screwdriver delivery system, its dimensions, its efficiency, its motor drive and the like.

각각의 종류의 스크루 드라이버 시스템은 상이한 스크루 드라이버 전략을 수행하기 위하여 생산에 적용될 수 있다. 이것이 불가능하지는 않더라도, 사용되기 쉬운 모든 나사 조임 동작을 위하여 각각의 종류의 스크루 드라이버 시스템을 파라미터화하는 것은 어렵다.Each type of screwdriver system can be applied to production to perform different screwdriver strategies. Although this is not possible, it is difficult to parameterize each kind of screwdriver system for all screw fastening operations that are easy to use.

따라서, 각각의 종류의 스크루 드라이버 시스템은 구현되기 쉬운 가장 엄격한 상태 하에서의 나사 조임 동작, 즉, 가장 많은 양의 에너지를 필요로 하는 나사 조임 동작에 따라 파라미터화된다.Thus, each kind of screwdriver system is parameterized according to the screwing operation under the most stringent conditions which are easy to implement, i.e., the screwing operation which requires the greatest amount of energy.

6.3.6.3. 스크루 드라이버 시스템의 제조 동안의 예비 Spare during the manufacture of the screwdriver system 파라미터화Parameterization

각각의 종류의 스크루 드라이버 장치는 생산에 사용되기 전에 파라미터화되어야 한다.Each kind of screwdriver device must be parameterized before being used in production.

파라미터화는, 가장 엄격한 상태 하에서 이의 적용을 위하여 구현되는 각각의 새로운 종류의 스크루 드라이버 시스템에 대하여, 동일한 종류의 각각의 시스템의 모터를 구동하기 위하여 이후에 생산에서 사용될 그에 적합한 파라미터를 결정하는데 특징이 있다.The parameterization is characterized in that for each new kind of screwdriver system implemented for its application under the most stringent conditions, it determines the parameters suitable for its subsequent use in production to drive the motors of each system of the same kind have.

제1 변형예와 연계하여, 이러한 파라미터는 다음과 같다:In conjunction with the first variant, these parameters are:

- 스크루 드라이버 시스템의 전기 저항과 초과하면 차단되는 시스템에 의해 허용되는 최대 허용 가능 세기의 곱과 동일한 Offset;- an offset equal to the product of the electrical resistance of the screwdriver system and the maximum permissible strength permitted by the system to be blocked;

- ψ.- ψ.

제2 변형예와 연계하여, 이러한 파라미터는, 회전자의 상이한 회전 주파수에 대하여, 회전자의 회전 주파수의 증가에 기인하는 효율성의 손실을 보상하기 위하여 대응하는 추가 전압의 값을 포함하는 테이블의 기록에 대응하는 TabTemplate[Speed(t)]를 더 포함하고, 이 추가 전압은 곱 ψ·ω이다.In conjunction with the second variant, these parameters can be used for a record of a table containing the value of the corresponding additional voltage in order to compensate for the loss of efficiency due to an increase in the rotational frequency of the rotor, , And this additional voltage is the product [psi] [omega] [omega].

Offset, ψ 및 TabTemplate[Speed(t)]는 한 번에 모두에 대하여 결정될 수 있고, 이러한 파라미터들은 스크루 드라이버 시스템의 종류에 적합하고, 스크루 드라이버의 수명 동안 변경되지 않고 유지된다.Offset, psi and TabTemplate [Speed (t)] can be determined for all at once and these parameters are suitable for the type of screwdriver system and remain unchanged for the lifetime of the screwdriver.

전원 전압 펄스의 제1 항은, 예를 들어, 회전자의 회전 주파수의 함수로서 오프셋 전압을 도시하는 도 8의 곡선에 의해 도시될 수 있고, 이 주파수는 회전자의 회전 주파수가 어떠한 값이더라도 일정하다.The first term of the power supply voltage pulse can be shown by the curve of Fig. 8 showing, for example, the offset voltage as a function of the rotational frequency of the rotor, which is a constant Do.

전원 전압 펄스의 제2 항은, 예를 들어, 회전자의 회전 주파수의 함수로서 오프셋 전압에 더해지는 추가 전압의 추이를 도시하는 도 9의 곡선에 의해 도시될 수 있다.The second term of the power supply voltage pulse can be shown by the curve of Fig. 9, which shows the transition of the additional voltage, for example, to the offset voltage as a function of the rotational frequency of the rotor.

모터에 전송된 각각의 전원 전압 펄스의 값은 제1 항과 제2 항의 합에 대응한다. 도 10의 곡선은 모터의 회전 주파수의 함수로서 이 전원 전압의 추이의 일례를 도시한다. 이 곡선에 대한 예는 도 8과 도 9의 곡선의 합에 대응한다.The value of each power supply voltage pulse transmitted to the motor corresponds to the sum of the first and second terms. The curve of Fig. 10 shows an example of the transition of this power supply voltage as a function of the rotation frequency of the motor. An example of this curve corresponds to the sum of the curves of Figs.

6.4.6.4. 생산 준비Production preparation

스크루 드라이버 시스템의 모터를 구동하기 위하여 필요한 파라미터(Offset 및 TabTemplate[Speed(t)])는 이의 제조 시에 메모리에 기록된다(§6.3 참조).The parameters (Offset and TabTemplate [Speed (t)]) required to drive the motor of the screwdriver system are recorded in memory during its manufacture (see § 6.3).

스크루 드라이버 시스템이 생산에 사용될 때, 변동하는 두께의 어셈블리 또는 상이한 레벨의 토크를 필요로 하는 어셈블리와 직면될 수 있다.When a screwdriver system is used in production, it can be confronted with assemblies of varying thicknesses or with assemblies that require different levels of torque.

따라서, 특히 낮은 조임 토크 값에 대하여 이 스크루 드라이버의 조임 전력을 줄이는 것이 필요하다. 이를 가능하게 하기 위하여, 파라미터 "PulseAmplitude"가 각각의 애플리케이션 또는 제조될 어셈블리의 함수로서 선택된다. 각각의 특정 애플리케이션에 대하여, 이는 이 특정 애플리케이션이 필요로 하는 가장 엄격한 상태의 전력의 퍼센트지 대응하고, 임팩트 전에 모터의 회전자에 축적되는 운동 에너지의 레벨을 결정한다.It is therefore necessary to reduce the tightening power of this screwdriver, especially for low tightening torque values. To enable this, the parameter " PulseAmplitude " is selected as a function of the respective application or assembly to be manufactured. For each particular application, it corresponds to a percentage of the power in the most stringent state required by this particular application and determines the level of kinetic energy that accumulates in the rotor of the motor before impact.

스크루 드라이버 장치가 상이한 종류의 나사 조임 동작을 수행하도록 구현될 때, 각각의 애플리케이션에 적용될 나사 조임 전략을 정의하는 파라미터들이 정의된다. 이러한 파라미터들은 특히 획득될 토크의 레벨, 사전 나사 조임 속도 및 진폭 계수 PulseAmplitude를 포함한다. 계수 PulseAmplitude는 나사 조임 전략을 정의하는 부서에 의해 실험적으로 결정된다.When the screwdriver device is implemented to perform different types of screw tightening operations, parameters are defined that define the screw tightening strategy to be applied to each application. These parameters include in particular the level of torque to be obtained, the pre-thread tightening speed and the amplitude coefficient PulseAmplitude. The coefficient PulseAmplitude is determined experimentally by the department that defines the screw tightening strategy.

이러한 파라미터들은 도구의 메모리에 기록되고, 직면하는 애플리케이션의 함수로서 사용된다.These parameters are written to the tool's memory and used as a function of the application they are facing.

6.5.6.5. 생산에서의 구동 방법How to drive in production

6.5.1.6.5.1. 전형적인 케이스: 동작 이상 없음Typical case: No abnormal behavior

본 발명에 따른 구동 방법은 나사 조임 동작의 수행 동안 구현된다.The driving method according to the present invention is implemented during the performance of the screw tightening operation.

전형적으로, 나사 조임 동작은 예를 들어 컨트롤러에 프로그래밍된 불연속 나사 조임 전략에 따라 조작자에 의한 활성화 이후에 발생하고, 그 동안 모터가 전기 전원 전압 펄스에 의해 전력을 공급 받는다.Typically, a screw tightening operation occurs after activation by an operator, for example, in accordance with a discrete screw tightening strategy programmed into the controller, during which the motor is powered by an electrical power supply voltage pulse.

그러나, 스크루 드라이버 동작의 수행 동안, 본 발명에 따라, 특정 구동이 모터의 각각의 전압 전력 펄스의 값을 결정하기 위하여 구현된다. 이러한 방법은 나사 조임 동작의 마지막까지 각각의 펄스에서 반복적으로 구현된다.However, during the performance of the screw driver operation, in accordance with the present invention, a specific drive is implemented to determine the value of each voltage power pulse of the motor. This method is repeatedly implemented in each pulse until the end of the screw tightening operation.

전원 전압 펄스의 각각의 펄스의 값을 결정하는 것은 모터의 순간 회전 주파수 ω(t)의 실시간 측정을 위한 단계 120의 구현을 가정한다. 이것은 전형적으로 회전자의 위치 센서로부터 나오는 신호에 대하여 시간에 대한 도함수를 획득함으로써 수행된다.Determining the value of each pulse of the supply voltage pulse assumes the implementation of step 120 for real-time measurement of the instantaneous rotational frequency omega (t) of the motor. This is typically done by obtaining a derivative with respect to time for a signal coming from the position sensor of the rotor.

그 다음, 상기 순간 회전 주파수에 종속하는 전원 전압 펄스의 값의 하나의 성분이 단계 121동안 결정된다.Then, one component of the value of the power supply voltage pulse that depends on the instantaneous rotational frequency is determined during step 121. [

그 다음, 전원 전압 펄스의 값 U(t)가 단계 122 동안 회전 주파수에 종속하는 전압값을 통합하여(integrating) 결정된다.Next, the value U (t) of the power supply voltage pulse is determined by integrating the voltage value dependent on the rotational frequency during step 122.

제1 변형예의 경우에, 전원 전압 펄스의 값의 제2 항은 식 ψ·ω(t)에 따라 회전자의 회전 주파수의 측정된 값으로부터 단계 1210 동안 계산된다. 그 다음, 각각의 전원 전압 펄스 U(t)의 값이 다음의 식에 따라 컨트롤러에 의해 단계 122 동안 계산된다:In the case of the first variant, the second term of the value of the power supply voltage pulse is calculated during step 1210 from the measured value of the rotational frequency of the rotor in accordance with the equation ψ · ω (t). The value of each supply voltage pulse U (t) is then calculated by the controller during step 122 according to the following equation:

U(t) = PulseAmplitude·Offset + ψ·ω(t)U (t) = PulseAmplitude 占 Offset + ψ · ω (t)

PulseAmplitude, Offset 및 ψ의 값은 시스템의 메모리 내에 있다. 그 다음, 전압 명령이 모터에 전송된다.The values of PulseAmplitude, Offset and ψ are in the system memory. Then a voltage command is sent to the motor.

제2 변형예의 경우에, 제2 항은 컨트롤러의 메모리에 기록된 테이블 TabTemplate[Speed(t)]로부터 전류 회전 주파수에 대응하는 제2 항의 값을 추출함으로써 단계 1211 동안 획득된다. 그 다음, 각각의 전원 전압 펄스 U(t)의 값이 다음의 식에 따라 컨트롤러에 의해 단계 122 동안 계산된다:In the case of the second variant, the second term is obtained during step 1211 by extracting the value of the second term corresponding to the current rotation frequency from the table TabTemplate [Speed (t)] recorded in the memory of the controller. The value of each supply voltage pulse U (t) is then calculated by the controller during step 122 according to the following equation:

U(t) = PulseAmplitude×Offset + TabTemplate[Speed(t)]U (t) = PulseAmplitude 占 Offset + TabTemplate [Speed (t)]

도 13은 진폭 계수 PulseAmplitude가 1인 가장 엄격한 상태 하에서 수행되는 스크루 드라이버 동작의 실행의 경우에 회전자의 회전 주파수, 모터에 대한 전원 전압 펄스 명령 및 모터에 의해 소비되는 전류의 본 예에서 5ms인 지속 시간을 갖는 전원 전압 펄스 동안의 변동을 도시한다.Figure 13 shows that in the present example of the rotational frequency of the rotor, the power supply voltage pulse command to the motor and the current consumed by the motor in the case of the execution of the screw driver operation performed under the most stringent condition with an amplitude factor PulseAmplitude of 1, Lt; RTI ID = 0.0 > time. ≪ / RTI >

다음을 알 수 있다:You can see that:

- 전원 전압 펄스 동안의 속도의 변동은 완벽하게 직선이며(모터의 일정한 가속도) 종래 기술과 같이 만곡되지 않는다;- the variation of the speed during the power supply voltage pulse is perfectly straight (constant acceleration of the motor) and does not curve as in the prior art;

- 모터에 의해 소비되는 전류는 안정적이다;- the current consumed by the motor is stable;

이것은, 본 발명에 따라, 회전자의 회전 주파수의 함수로서 전압의 설정값의 변경을 통해 성취된다.This is achieved in accordance with the invention by changing the set point of the voltage as a function of the rotational frequency of the rotor.

도 14는 진폭 계수 PulseAmplitude가 0.3인, 가장 엄격한 상태 하에서의 애플리케이션에 필요한 전력의 30%만을 필요로 하는 애플리케이션의 경우에, 회전자의 회전 주파수, 모터에 대한 전원 전압 펄스 명령 및 모터에 의해 소비되는 전류의 본 예에서 5ms인 지속 시간을 갖는 전원 전압 펄스 동안의 변동을 도시한다.Figure 14 shows that for applications requiring only 30% of the power required for the application under the most stringent conditions with an amplitude coefficient of PulseAmplitude of 0.3, it is possible to reduce the rotational frequency of the rotor, the power supply voltage pulse command to the motor, Lt; RTI ID = 0.0 > 5 ms. ≪ / RTI >

가장 엄격한 상태 하에서 발생하는 정상적인 경우에서와 같이, 속도의 추이는 완벽하게 직선이고 일정하며 전류가 안정적인 것을 알 수 있다. 오프셋의 수정은 전원 전압 펄스의 마지막에 획득되는 최종 속도에만 영향을 미치지만, 모터의 속도 또는 전류 소비의 변동의 선형성을 손상시키지 않는다.It can be seen that the transition of the velocity is perfectly straight and constant and the current is stable, as in the normal case occurring under the most severe conditions. The correction of the offset only affects the final speed obtained at the end of the supply voltage pulse, but does not impair the linearity of the speed or current consumption variation of the motor.

6.5.2.6.5.2. 동작 이상의 관리Management of overheads

i.i. 약간의Slightly 이상 More than

도 15는 진폭 계수 PulseAmplitude가 1인 가장 엄격한 상태 하에서 수행되는 나사 조임 동작의 경우에 회전자의 회전 주파수, 모터에 대한 전원 전압 펄스 명령 및 모터에 의해 소비되는 전류의 본 예에서 5ms인 지속 시간을 갖는 전원 전압 펄스 동안의 변동을 도시한다.15 shows the duration of the spinning frequency of the rotor, the power supply voltage pulse command to the motor, and the current consumed by the motor in this example of 5 ms in the case of a screw tightening operation performed under the most stringent conditions with an amplitude coefficient PulseAmplitude of 1 Lt; / RTI > during the power supply voltage pulse.

여기에서, 회전 주파수는 완벽하게 선형(직선 또는 일정)이 아니고, 반대로 교란된다. 이 교란은 예를 들어 조임 동안 어셈블리의 강도에 있어서의 작은 변동(마찰)과 같은 약간의 동작 이상으로부터 야기된다. 그러나, 시스템은 실질적으로 일정한 전류값을 유지하도록 전원 전압이 회전자의 회전 주파수의 함수로서 변동하게 한다.Here, the rotation frequency is not completely linear (linear or constant), but is reversed. This disturbance results from a slight malfunction such as, for example, minor fluctuations in the strength of the assembly during the tightening (friction). However, the system causes the supply voltage to vary as a function of the rotational frequency of the rotor to maintain a substantially constant current value.

따라서, 약간의 이상의 경우에, 시스템은 허용 가능한 전류를 보존하도록 전원 전압을 정정한다.Thus, in some cases, the system corrects the power supply voltage to preserve the allowable current.

어떤 사용 경우에, 나사 조임 동작 또는 나사 풀림 동작 동안 모터가 상당히 느려지거나 차단되는 것(설계점을 통과할 때, 과도하게 나사 조일 때 등)이 발생할 수 있다. 이것은 값이 시스템에 의해 허용 가능한 최대값을 초과할 수 있는 전류에서의 급격한 상승을 발생시킨 것의 결과이다.In some use cases, the motor can be significantly slowed or blocked (such as when passing through the design point, screwing excessively, etc.) during screw tightening or screw loosening operations. This is a result of the fact that the value has caused a sharp rise in current which may exceed the maximum allowable value by the system.

이러한 경우는, 진폭 계수 PulseAmplitude가 1인 가장 엄격한 상태 하에서 나사 조임 동작을 수행하는 경우에 회전자의 회전 주파수, 모터에 대한 전원 전압 펄스 명령 및 모터에 의해 소비되는 전류의 본 예에서 5ms인 지속 시간을 갖는 전원 전압 펄스 동안의 변동을 나타내는 도 16에 도시된다.In this case, the duration of the spinning frequency of the rotor, the power-supply voltage pulse command to the motor, and the current consumed by the motor in this example of 5 ms in the case of performing the screw tightening operation under the strictest condition with an amplitude coefficient PulseAmplitude of 1 Lt; RTI ID = 0.0 > 16 < / RTI >

여기에서, 전원 전압 펄스의 마지막 전에 모터가 "약간" 차단된다는 것을 알 수 있을 것이다(대략 0.0065s로 회전 주파수 강하).Here, you will notice that the motor is "slightly" interrupted before the end of the supply voltage pulse (approximately 0.0065 s of rotational frequency drop).

이러한 종류의 차단은 전기 전원 전압 펄스의 마지막 전에 전달 시스템에서의 움직임 여유가 흡수되는 경우에 나타난다. 이것은 최대 리코일 위치로 복귀하거나 전달 시스템의 각도 움직임 여유의 전체 값에 대응하는 회전자를 위한 가속 진행을 획득하게 하지 않는 모터의 불충분한 리바운드의 결과일 수 있다.This kind of interruption occurs when the margin of motion in the delivery system is absorbed before the end of the electrical supply voltage pulse. This may be the result of insufficient rebound of the motor not returning to the maximum recoil position or not acquiring acceleration progression for the rotor corresponding to the overall value of the angular motion margin of the delivery system.

그러나, 회전자의 차단에 기인하는 회전 주파수에서의 강하 동안, 시스템은 전류에서의 급격한 상승을 방지하기 위하여 전원 전압을 조정한다.However, during a drop at the rotational frequency due to the interruption of the rotor, the system adjusts the supply voltage to prevent a sharp rise in current.

그러나, 본 방법은, 시스템이 최적 사용의 경우에 모터의 회전 주파수에서의 작은 변동을 커버하도록 크기가 정해지기 때문에 제한을 가진다.However, the method has limitations because the system is sized to cover small variations in the rotational frequency of the motor in the case of optimum use.

그러나, 기본 시스템은 전원 전압 펄스의 가속 페이즈에서 훨씬 일찍 모터의 차단의 효과를 막을 수 없다. 또한, 온도와 장비의 노화에 따라 가변할 수 있는 시스템의 내부 저항 또는 시스템에 전력을 공급하는 전력망의 전압의 안정성에 기인하는 문제와 같은, 거의 모델링될 수 없는 다른 경우의 외부 교란이 있다.However, the basic system can not prevent the interruption of the motor much earlier in the acceleration phase of the power supply voltage pulse. There are also other external disturbances that can hardly be modeled, such as problems caused by temperature and internal resistance of the system that can vary with the aging of the equipment or the stability of the voltage of the power grid supplying the system.

예를 들어, 회전자의 리바운드가 정확하게 발생하지 않을 때와, 모터 가속에 사용 가능한 각도 진행이 상당히 감소될 때 더 심각한 이상의 출현을 관리하기 위하여, 본 발명에 따른 방법은 보안 시스템(security system)을 구현한다.For example, in order to manage the occurrence of the more serious anomalies when the rebound of the rotor does not occur correctly and when angular advances available for motor acceleration are significantly reduced, the method according to the present invention provides a security system .

ii.ii. more 심각한 이상 A serious error

도 17을 참조하면, 이 보안은 동작 이상을 실시간으로 검출하기 위한 단계 170과, 동작 이상의 검출에 따라 모터의 전원 전압 펄스의 값을 정정하기 위한 단계 171로 구성된다.Referring to FIG. 17, this security includes a step 170 for detecting an operation abnormality in real time, and a step 171 for correcting the value of the power supply voltage pulse of the motor in accordance with the detection of the operation abnormality.

더욱 구체적으로는, 동작 이상을 검출하는 단계(170)와 전원 전압 펄스의 값을 정정하는 단계(171)는,More specifically, the step 170 of detecting an operation anomaly and the step 171 of correcting the value of the power supply voltage pulse,

- 모터에 의해 소비되는 전기 세기의 실시간 측정을 위한 단계 1701;- step 1701 for real-time measurement of the electric power consumed by the motor;

- 모터에 의해 소비되는 전기 세기의 측정된 값을 사전 결정된 임계값과 비교하는 단계 1702; 이 값은 바람직하게는, 예를 들어, 75 암페어인, 시스템에 의해 허용 가능한 세기의 최대값일 것이다;- comparing the measured value of the electrical intensity consumed by the motor with a predetermined threshold value 1702; This value will preferably be the maximum value of the intensity acceptable by the system, for example, 75 amperes;

- 모터에 의해 생성된 세기의 측정된 값이 임계값 이상이 될 때 모터의 전원 전압을 감소시키기 위한 단계 1710.- step 1710 for reducing the power supply voltage of the motor when the measured value of the intensity produced by the motor is above a threshold value.

다음과 같은 여러 종류의 보안이 구현될 수 있다:Several types of security can be implemented:

- 단순 보안(simple security);- simple security;

- 강화 보안(reinforced security).- reinforced security.

ii.ii. 1.One. 단순simple 보안 security

이른바 단순 보안과 연계하여, 모터의 전원 전압을 감소시키기 위한 단계 1710은 전원 전압의 제1 항, 즉 이 경우에 오프셋을 감소시키는 것(단계 17101)에 특징이 있다.In conjunction with so-called simple security, step 1710 for reducing the power supply voltage of the motor is characterized by the first term of the power supply voltage, i.e. the reduction of the offset in this case (step 17101).

따라서, 도 18에 도시된 바와 같이, 이 단순 보안은 이에 따라 과도하게 높은 전류가 검출될 때에만, 이것이 무엇을 야기하더라도, 오프셋을 철저하게 제한하는 것에 특징이 있다.Thus, as shown in Fig. 18, this simple security is characterized in that the offset is strictly limited, whatever this may cause, only when an excessively high current is detected.

도 19는 진폭 계수 PulseAmplitude가 1인 가장 엄격한 상태 하에서 회전자의 나사 조임 동작을 수행하는 경우에 회전자의 회전 주파수, 전원 전압 펄스 명령 및 모터에 의해 소비되는 전류의 본 예에서 5ms인 지속 시간을 갖는 전원 전압 펄스 동안의 변동을 나타낸다. 여기에서, 전원 전압 펄스의 마지막 전에 모터가 "긴 시간" 동안 차단된다는 것을 알 수 있을 것이다(대략 0.0055s로 회전 주파수 강하).Fig. 19 shows the duration of the spinning frequency of the rotor, the power supply voltage pulse command and the current consumed by the motor in this example of 5 ms when the screw tightening operation of the rotor is performed under the most severe condition with the amplitude coefficient PulseAmplitude of 1 Of the power supply voltage pulse. Here, it can be seen that the motor is shut off for the "long time" before the end of the power supply voltage pulse (the rotational frequency drop to approximately 0.0055 s).

이 경우에 전류가 궁극적으로 증가할 것이 불가피하다. 전원 전압의 레귤레이션은 이 현상을 방지하기에 충분히 효율적이지 않을 것이다. 그러나, 전류 측면에서의 보안이 설정값 전압을 철저하게 제한하기 위하여 임계값에서 활성화될 수 있다.In this case, it is inevitable that the current will ultimately increase. Regulation of the supply voltage will not be efficient enough to prevent this phenomenon. However, the current-based security can be activated at the threshold to strictly limit the setpoint voltage.

그 다음, 펄스의 성능은 매우 상당히 손상될 것이지만, 전류 폴트와 시스템의 차단을 방지할 것이다.Then, the performance of the pulse will be very badly damaged, but will prevent current faults and shutdown of the system.

전류에서의 단순 보안은 예를 들어 실험적으로 결정된 조절 계수(예를 들어 0.5)를 적용함으로써 전원 전압 펄스에 적용되는 계수 PulseAmplitude를 자동으로 줄임으로써 오프셋이 제한될 수 있게 한다. 이것은 시스템에 의해 허용 가능한 최대 전류값이 초과되게 하지 않으면서 나사 조임 동작을 종료하는 것을 가능하게 한다. 이것은 예를 들어 회전자가 차단될 때 그리고/또는 적합하지 않은 전원 케이블이 사용될 때 발생한다.Simple security in the current allows the offset to be limited, for example by automatically reducing the coefficient PulseAmplitude applied to the supply voltage pulse by applying an experimentally determined adjustment factor (e.g., 0.5). This makes it possible to terminate the screw tightening operation without exceeding the maximum allowable current value by the system. This occurs, for example, when the rotor is disconnected and / or when an improper power cable is used.

ii.ii. 2.2. 강화reinforce 보안 security

단순 보안의 구현이 충분하지 않다면, 강화 보안이 구현될 수 있다. 이 강화 보안과 연계하여, 모터의 전원 전압을 감소시키기 위한 단계 1710은 제1 항과 진폭 계수의 곱과, 제2 항의 합을 감소시키는 것(단계 17102)에 특징이 있다.If the implementation of simple security is not sufficient, enhanced security can be implemented. In conjunction with this enhanced security, step 1710 for reducing the power supply voltage of the motor is characterized by multiplying the first term by the amplitude coefficient and decreasing the sum of the second term (step 17102).

따라서, 도 20에 도시된 바와 같이, 이 강화 보안은, 과도하게 높은 전류가 검출될 때 회전 주파수의 함수로서 가변하는 추가 전압과 오프셋의 합을, 예를 들어 실험적으로 결정된 조절 계수(예를 들어, 0.5)를 이 합에 자동으로 적용함으로써, 철저하게 제한하는데 특징이 있다.Thus, as shown in FIG. 20, this enhanced security allows the sum of the additional voltage and offset, which vary as a function of the rotational frequency when an excessively high current is detected, to be adjusted, for example, by experimentally determined adjustment factors , 0.5) is automatically applied to this sum.

도 21은 진폭 계수 PulseAmplitude가 1인 가장 엄격한 상태 하에서 나사 조임 동작을 수행하는 경우에 회전자의 회전 주파수, 전원 전압 펄스 명령 및 모터에 의해 소비되는 전류의 본 예에서 5ms인 지속 시간을 갖는 전원 전압 펄스 동안의 변동을 나타낸다.Fig. 21 is a graph showing a power supply voltage having a duration of 5 ms in the present example of the rotational frequency of the rotor, the power supply voltage pulse command, and the current consumed by the motor when the screw tightening operation is performed under the most severe condition with the amplitude coefficient PulseAmplitude = Represents the variation during the pulse.

여기에서, 강화 보안의 적용이 전원 전압을 더 빠르게 감소시키는 것을 알 수 있다.Here, it can be seen that the application of the reinforced security reduces the power supply voltage more rapidly.

6.66.6 변형예Variation example

하나의 변형예에서, 본 발명은 상기 모터의 역기전력 전압 계수 ψ의 함수로서뿐만 아니라, 예를 들어 위상 시프트, 속도, 효율성, 내부 저항, 관성, 이득 등과 같은 시스템의 다른 파라미터의 함수로서 전원 전압 펄스의 전압의 제2 항을 결정함으로써 개선될 수 있다.In one variation, the present invention is not only a function of the motor's back electromotive force voltage coefficient, but also a function of the power supply voltage pulse as a function of other parameters of the system such as phase shift, speed, efficiency, internal resistance, inertia, Can be improved by determining the second term of the voltage.

Claims (20)

회전 구동될 수 있는 단말 유닛에 회전자가 연결되는 전기 모터를 포함하는 불연속 스크루 드라이버 장치를 제어하는 방법에 있어서,
상기 모터는 연속 전원 전압 펄스로 전력이 공급되고,
상기 방법은,
- 상기 회전자의 순간 회전 주파수의 실시간 측정을 위한 제1 단계, 및
- 상기 순간 회전 주파수에 종속하는 상기 전원 전압 펄스의 전압 성분을 결정하는 것에 특징이 있는 제2 단계,
- 상기 회전자의 순간 회전 주파수에 종속하는 상기 전압값을 통합하여(integrating) 상기 전원 전압 펄스의 전압을 실시간 결정하는 제3 단계
를 적어도 포함하는, 상기 전원 전압 펄스의 각각 동안 상기 모터의 순간 전원 전압을 결정하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는,
불연속 스크루 드라이버 장치를 제어하는 방법.
A method of controlling a discontinuous screwdriver apparatus comprising an electric motor to which a rotor is connected to a terminal unit that can be rotationally driven,
The motor is powered by a continuous supply voltage pulse,
The method comprises:
A first step for real-time measurement of the instantaneous rotational frequency of the rotor, and
A second step characterized by determining a voltage component of the power supply voltage pulse that is dependent on the instantaneous rotational frequency,
Integrating the voltage value depending on the instantaneous rotational frequency of the rotor to determine the voltage of the power supply voltage pulse in real time;
Determining an instantaneous supply voltage of the motor during each of the supply voltage pulses,
≪ / RTI >
A method of controlling a discrete screwdriver device.
청구항 1에 있어서,
상기 성분은, 미리 결정된 전압값 세트로부터 상기 순간 회전 주파수의 함수로서 선택되는,
불연속 스크루 드라이버 장치를 제어하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the component is selected as a function of the instantaneous rotational frequency from a predetermined set of voltage values,
A method of controlling a discrete screwdriver device.
청구항 1에 있어서,
상기 성분은, 상기 순간 회전 주파수와 미리 결정된 계수의 곱으로서 결정되는,
불연속 스크루 드라이버 장치를 제어하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the component is determined as a product of the instantaneous rotational frequency and a predetermined coefficient,
A method of controlling a discrete screwdriver device.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전원 전압 펄스의 각각의 전압은,
- 펄스 진폭 계수가 곱해진 미리 결정된 이론적인 일정한 전원 전압에 대응하는 제1 항, 및
- 상기 회전자의 순간 회전 주파수에 종속하는 상기 성분에 대응하는 제2 항
의 합에 대응하는,
불연속 스크루 드라이버 장치를 제어하는 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein each voltage of the power supply voltage pulses comprises:
A first term corresponding to a predetermined theoretical constant power supply voltage multiplied by a pulse amplitude coefficient; and
- a second term corresponding to said component dependent on the instantaneous rotational frequency of said rotor
≪ / RTI >
A method of controlling a discrete screwdriver device.
청구항 4에 있어서,
상기 펄스 진폭 계수는 0 내지 1의 범위를 갖는,
불연속 스크루 드라이버 장치를 제어하는 방법.
The method of claim 4,
Wherein the pulse amplitude coefficient is in the range of 0 to 1,
A method of controlling a discrete screwdriver device.
청구항 4 또는 5에 있어서,
상기 미리 결정된 이론적인 일정한 전원 전압은 미리 결정된 전류값과 상기 스크루 드라이버 장치의 전기 저항의 곱인,
불연속 스크루 드라이버 장치를 제어하는 방법.
The method according to claim 4 or 5,
Wherein the predetermined theoretical constant supply voltage is a product of a predetermined current value and an electrical resistance of the screwdriver device,
A method of controlling a discrete screwdriver device.
청구항 4 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 항은 상기 회전자의 상기 순간 회전 주파수와 상기 모터의 역기전력 계수의 곱인,
불연속 스크루 드라이버 장치를 제어하는 방법.
The method according to any one of claims 4 to 6,
Wherein the second term is the product of the instantaneous rotational frequency of the rotor and the counter electromotive force coefficient of the motor,
A method of controlling a discrete screwdriver device.
청구항 4 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 항은 전원 전압값과 상기 회전자의 회전 주파수값의 복수의 쌍을 연관시키는 대응 관계 테이블의 형태로 저장되는 데이터를 고려하는,
불연속 스크루 드라이버 장치를 제어하는 방법.
The method according to any one of claims 4 to 7,
Wherein said second term considers data stored in the form of a correspondence table associating a plurality of pairs of power supply voltage values and a rotational frequency value of said rotor,
A method of controlling a discrete screwdriver device.
청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
동작 이상을 검출하는 단계와, 동작 이상의 검출에 따라 상기 모터의 상기 전원 전압 펄스의 전압을 정정하는 단계를 포함하는,
불연속 스크루 드라이버 장치를 제어하는 방법.
The method according to any one of claims 1 to 8,
Correcting a voltage of the power supply voltage pulse of the motor in accordance with detection of an operation abnormality,
A method of controlling a discrete screwdriver device.
청구항 9에 있어서,
상기 동작 이상을 검출하는 단계는,
- 상기 모터에 의해 소비되는 전기 세기를 측정하는 단계;
- 상기 모터에 의해 소비되는 상기 전기 세기의 측정된 값을 미리 결정된 임계값과 비교하는 단계;
- 상기 모터에 의해 소비되는 상기 전기 세기의 상기 측정된 값이 상기 임계값 이상이 될 때 상기 모터의 상기 전원 전압 펄스의 전압을 감소시키는 단계
를 포함하는,
불연속 스크루 드라이버 장치를 제어하는 방법.
The method of claim 9,
Wherein the step of detecting the operation abnormality includes:
- measuring the electrical power consumed by the motor;
Comparing the measured value of the electrical strength consumed by the motor with a predetermined threshold value;
- reducing the voltage of the power supply voltage pulse of the motor when the measured value of the electric power consumed by the motor is above the threshold value
/ RTI >
A method of controlling a discrete screwdriver device.
청구항 10에 있어서,
상기 모터의 상기 전원 전압 펄스의 전압을 감소시키는 단계는, 상기 전원 전압 펄스의 전압의 상기 제1 항을 감소시키는 것에 특징이 있는,
불연속 스크루 드라이버 장치를 제어하는 방법.
The method of claim 10,
Wherein decreasing the voltage of the power supply voltage pulse of the motor is characterized by decreasing the first term of the voltage of the power supply voltage pulse,
A method of controlling a discrete screwdriver device.
청구항 10에 있어서,
상기 모터의 상기 전원 전압 펄스의 전압을 감소시키는 단계는, 상기 제1 항과 상기 진폭 계수의 곱과, 상기 제2 항의 합을 감소시키는 것에 특징이 있는,
불연속 스크루 드라이버 장치를 제어하는 방법.
The method of claim 10,
Wherein the step of decreasing the voltage of the power supply voltage pulse of the motor is characterized by reducing the sum of the product of the first term and the amplitude coefficient and the sum of the second term,
A method of controlling a discrete screwdriver device.
회전 구동될 수 있는 단말 유닛에 회전자가 연결되는 전기 모터와, 연속 전원 전압 펄스에 의한 상기 모터의 전원 수단을 포함하는 불연속 스크루 드라이빙 시스템에 있어서,
상기 시스템은,
- 상기 회전자의 순간 회전 주파수의 실시간 측정을 위한 수단, 및
- 상기 순간 회전 주파수에 종속하는 상기 전원 전압 펄스의 전압 성분을 결정하는 수단;
- 상기 회전자의 순간 회전 주파수에 종속하는 상기 전압값을 통합하여(integrating) 상기 전원 전압 펄스의 전압을 실시간 결정하는 수단
을 적어도 포함하는, 상기 전원 전압 펄스의 각각 동안 상기 모터의 순간 전원 전압을 결정하는 수단
을 포함하는 것을 특징으로 하는,
불연속 스크루 드라이빙 시스템.
An electric motor in which a rotor is connected to a terminal unit that can be rotationally driven, and a power supply means for the motor by a continuous power supply voltage pulse,
The system comprises:
Means for real-time measurement of the instantaneous rotational frequency of the rotor, and
Means for determining a voltage component of the power supply voltage pulse dependent on the instantaneous rotational frequency;
Means for integrating the voltage value dependent on the instantaneous rotational frequency of the rotor to determine the voltage of the power supply voltage pulse in real time;
And means for determining an instantaneous supply voltage of the motor during each of the supply voltage pulses
≪ / RTI >
Discontinuous screw drive system.
청구항 13에 있어서,
상기 전원 전압 펄스의 전압을 실시간 결정하는 수단은,
- 펄스 진폭 계수가 곱해진 미리 결정된 이론적인 일정한 전원 전압에 대응하는 제1 항, 및
- 상기 회전자의 순간 회전 주파수에 종속하는 상기 성분에 대응하는 제2 항
의 합을 계산하는 수단을 포함하는,
불연속 스크루 드라이빙 시스템.
14. The method of claim 13,
The means for determining in real time the voltage of the supply voltage pulse comprises:
A first term corresponding to a predetermined theoretical constant power supply voltage multiplied by a pulse amplitude coefficient; and
- a second term corresponding to said component dependent on the instantaneous rotational frequency of said rotor
And means for calculating a sum
Discontinuous screw drive system.
청구항 13 및 14에 있어서,
동작 이상을 검출하는 수단과, 동작 이상의 검출에 따라 상기 모터의 상기 전원 전압 펄스의 전압을 정정하는 수단을 포함하는,
불연속 스크루 드라이빙 시스템.
14. The method of claim 13,
And means for correcting a voltage of the power supply voltage pulse of the motor in accordance with detection of an operation abnormality.
Discontinuous screw drive system.
청구항 15에 있어서,
상기 동작 이상을 검출하는 수단은, 바람직하게는,
- 상기 모터에 의해 소비되는 전기 세기를 측정하는 수단;
- 상기 모터에 의해 소비되는 상기 전기 세기의 측정된 값을 미리 결정된 임계값과 비교하는 수단;
- 상기 모터에 의해 소비되는 상기 전기 세기의 상기 측정된 값이 상기 임계값 이상이 될 때 상기 모터의 상기 전원 전압 펄스의 전압을 감소시키는 수단
을 포함하는,
불연속 스크루 드라이빙 시스템.
16. The method of claim 15,
The means for detecting the operation abnormality preferably includes:
Means for measuring the electrical strength consumed by the motor;
Means for comparing the measured value of the electrical strength consumed by the motor with a predetermined threshold value;
Means for decreasing the voltage of the power supply voltage pulse of the motor when the measured value of the electric power consumed by the motor is greater than or equal to the threshold value
/ RTI >
Discontinuous screw drive system.
청구항 14 및 16에 있어서,
상기 모터의 상기 전원 전압 펄스의 전압을 감소시키는 수단은, 상기 전원 전압 펄스의 상기 제1 항을 감소시키는,
불연속 스크루 드라이빙 시스템.
15. The method of claim 14 or 16,
Wherein the means for reducing the voltage of the power supply voltage pulse of the motor comprises means for reducing the first term of the power supply voltage pulse,
Discontinuous screw drive system.
청구항 14 및 16에 있어서,
상기 모터의 상기 전원 전압 펄스의 전압을 감소시키는 수단은, 상기 제1 항과 상기 진폭 계수의 곱과, 상기 제2 항의 합을 감소시키는,
불연속 스크루 드라이빙 시스템.
15. The method of claim 14 or 16,
Wherein the means for reducing the voltage of the power supply voltage pulse of the motor comprises means for multiplying the product of the first term and the amplitude coefficient,
Discontinuous screw drive system.
컴퓨터에서 실행될 때, 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하기 위한 프로그램 코드 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.15. A computer program product comprising program code instructions for implementing the method according to any one of claims 1 to 12 when executed on a computer. 청구항 19에 따른 컴퓨터 프로그램 제품을 저장하는 컴퓨터 판독 가능하고 비일시적인 저장 매체.20. A computer readable and non-volatile storage medium for storing a computer program product according to claim 19.
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