TWI673143B - 鎖緊作業分析裝置、鎖緊作業分析系統、鎖緊作業分析程式、鎖緊作業分析方法以及鎖緊工具 - Google Patents

鎖緊作業分析裝置、鎖緊作業分析系統、鎖緊作業分析程式、鎖緊作業分析方法以及鎖緊工具 Download PDF

Info

Publication number
TWI673143B
TWI673143B TW107130030A TW107130030A TWI673143B TW I673143 B TWI673143 B TW I673143B TW 107130030 A TW107130030 A TW 107130030A TW 107130030 A TW107130030 A TW 107130030A TW I673143 B TWI673143 B TW I673143B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
locking
rotation
torque
head
torque value
Prior art date
Application number
TW107130030A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201912329A (zh
Inventor
山口佳之
大河祐樹
松本喜晴
Original Assignee
日商京都機械工具股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商京都機械工具股份有限公司 filed Critical 日商京都機械工具股份有限公司
Publication of TW201912329A publication Critical patent/TW201912329A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI673143B publication Critical patent/TWI673143B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/24Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/142Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers
    • B25B23/1422Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters
    • B25B23/1425Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters by electrical means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/142Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers
    • B25B23/1422Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters
    • B25B23/1427Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters by mechanical means

Abstract

一種鎖緊作業分析系統,係具備:鎖緊工具,係於作業人員進行鎖緊 作業時所使用;以及鎖緊作業分析裝置,係用於分析鎖緊工具之鎖緊作業,鎖緊工具具有:頭部,其能夠與鎖緊構件連接;本體部,其相對於頭部可轉動地卡合,且在鎖緊作業中產生的鎖緊轉矩達到預設的設定轉矩值時,本體部會轉動;以及轉動檢測部,係用於檢測能夠識別本體部的轉動動作之動作訊息,鎖緊作業分析裝置具備:訊息取得部,係從鎖緊工具取得轉動量訊息;以及分析部,係根據訊息取得部所取得的轉動量訊息,輸出與在鎖緊作業中鎖緊構件上的超負載狀態相關的分析結果。針對使用當鎖緊轉矩達到預設的設定轉矩值時會使本體部轉動的鎖緊工具之鎖緊作業,能夠分析鎖緊構件的負載狀態。

Description

鎖緊作業分析裝置、鎖緊作業分析系統、鎖緊作業分析程式、 鎖緊作業分析方法以及鎖緊工具
本發明係關於鎖緊作業分析裝置、鎖緊作業分析系統、鎖緊作業分析程式、鎖緊作業分析方法以及鎖緊工具。
已知轉矩扳手係為一種管理鎖緊轉矩的鎖緊工具。轉矩扳手係用於通知作業人員,將螺栓和螺母等的鎖緊構件鎖緊到鎖緊處時產生的鎖緊轉矩已經達到預先在鎖緊工具設定的轉矩值(以下稱為“設定轉矩值”)。
在作業人員握持機械式轉矩扳手的外殼(即本體部)來鎖緊鎖緊構件時,作業人員所施加的鎖緊轉矩一旦達到設定轉矩值,則外殼會以可轉動地軸支撐頭部和外殼的頭銷為中心,往與鎖緊構件的鎖緊方向同方向之第一方向轉動。此時,在機械式轉矩扳手中,藉由使作業人員感知到頭部與外殼等其他部分接觸時所產生的聲音和振動,以通知作業人員鎖緊轉矩已達到設定轉矩值。之後,作業人員鬆開鎖緊轉矩,則外殼往第一方向的反方向(鎖緊方向的反方向)之第二方向轉動,以返回到轉動 前的位置。有些機械式轉矩扳手可以藉由旋轉撥盤式旋轉構件來調節彈簧的壓縮力,以改變設定轉矩值。
另一方面,在機械式轉矩扳手中,公開了一種檢測外殼相對於頭部的轉動動作的技術即檢測頭部的轉動動作的技術(例如,參見專利文獻1至專利文獻3)。在專利文獻1的技術中,檢測由轉矩桿發出的聲音並輸出對應該聲音的電子訊號,分析該電子訊號以分析是否有特定模式的聲音存在來判定是否完成一個螺絲鎖緊,並且每當判定螺絲鎖緊完成時累計並輸出螺絲鎖緊完成的個數。在專利文獻2的技術中,霍爾元件用於檢測肘式機構的動作並判斷鎖緊的結束。在專利文獻3的技術中,根據角度扳手圍繞鎖緊對象物的軸轉動的角速度,對轉矩檢測機構檢測出已達到預定轉矩那一時刻之後鎖緊動作中的角度扳手的旋轉角度進行測定。
[專利文獻1]日本特開2007-283455號公報
[專利文獻2]日本特開2008-307670號公報
[專利文獻3]日本特開2014-37041號公報
然而,儘管專利文獻1至專利文獻3的技術測量了在機械轉矩扳手中鎖緊作業時鎖緊構件的鎖緊個數和工具的旋轉角度,卻無法分析鎖緊構件上的負載狀態。具體來說,在專利文獻1至3的技術中,無法分析鎖緊轉矩是否為超過設定轉矩值的過度轉矩值,即過轉矩。
本發明之目的在於針對使用當鎖緊轉矩達到預設的設定轉矩值時會使本體部轉動的鎖緊工具之鎖緊作業,能夠分析鎖緊構件的負載狀態。
本發明之鎖緊作業分析裝置,係用於分析作業人員使用鎖緊工具所進行的鎖緊作業,鎖緊工具具有:頭部,其能夠與鎖緊構件卡合;以及本體部,其相對於頭部可轉動地卡合,且在鎖緊鎖緊構件時產生的鎖緊轉矩達到預設的設定轉矩值時,本體部會轉動,鎖緊作業分析裝置具備:訊息取得部,係從鎖緊工具取得能夠識別本體部的轉動動作之轉動量訊息;以及分析部,係根據訊息取得部所取得的轉動量訊息,輸出與在鎖緊作業中鎖緊構件上的負載狀態相關的分析結果。
本發明之分析部可以根據轉動量訊息,分析鎖緊轉矩是否是超過設定轉矩值之過度轉矩值。
另外,本發明之鎖緊工具具有用於取得本體部的轉動動作之發光元件和光接收元件,訊息取得部可用於取得基於光接收元件的光接收狀態的變化而輸出的電子訊號,並將電子訊號作為轉動量動作訊息。
另外,本發明之分析部可以根據電子訊號的電壓和電子訊號輸出的時間,輸出鎖緊作業的分析結果。
另外,本發明之鎖緊工具具有用於軸支撐頭部和本體部之頭銷,本體部在鎖緊轉矩達到設定轉矩值時以頭銷為中心往第一方向轉動之後往第二方向轉動,訊息取得部可用於取得能夠識別頭部往第一方向以及第二方向轉動的訊息,並將其作為轉動量訊息。
另外,本發明之分析部可以根據轉動量訊息中包含的本體部往第一方向以及第二方向轉動時的經過時間,識別在鎖緊作業中之作業人員的負載狀態。
本發明之鎖緊作業分析系統,係具備:鎖緊工具,係於作業人員進行鎖緊作業時所使用;以及鎖緊作業分析裝置,係用於分析鎖緊工具之鎖緊作業,鎖緊工具具有:頭部,其與鎖緊構件連接;本體部,其相 對於頭部可轉動地卡合,且在鎖緊作業中產生的鎖緊轉矩達到預設的設定轉矩值時,本體部會轉動;以及轉動檢測部,係用於檢測能夠識別本體部的轉動動作之動作訊息,鎖緊作業分析裝置具備:訊息取得部,係從鎖緊工具取得轉動量訊息;以及分析部,係根據訊息取得部所取得的轉動量訊息,輸出與在鎖緊作業中鎖緊構件上的負載狀態相關的分析結果。
本發明之鎖緊作業分析程式,係使電腦執行下列步驟:從鎖緊工具取得能夠識別本體部的轉動動作之動作訊息,在由作業人員的動作進行鎖緊鎖緊構件的鎖緊作業中產生的鎖緊轉矩達到預設的設定轉矩值時,鎖緊工具會使本體部轉動,且本體部相對於與鎖緊構件連接的頭部可轉動地卡合;以及根據動作訊息,輸出與在鎖緊作業中鎖緊構件上的負載狀態相關的分析結果。
本發明之鎖緊作業分析方法,係於電腦執行下列步驟:從鎖緊工具取得能夠識別本體部的轉動動作之動作訊息,在由作業人員的動作進行鎖緊鎖緊構件的鎖緊作業時產生的鎖緊轉矩達到預設的設定轉矩值時,鎖緊工具會使本體部轉動,且本體部相對於與鎖緊構件連接的頭部可轉動地卡合;以及根據動作訊息,輸出與在鎖緊作業中鎖緊構件上的負載狀態相關的分析結果。
本發明之鎖緊工具,係具備:頭部,其能夠與鎖緊構件卡合;本體部,其相對於頭部可轉動地卡合,且在鎖緊鎖緊構件時產生的鎖緊轉矩達到預設的設定轉矩值時,本體部會轉動;轉動檢測部,係用於檢測能夠識別本體部的轉動動作之動作訊息;訊息取得部,係用於取得轉動量訊息;以及分析部,係根據訊息取得部所取得的轉動量訊息,輸出與在鎖緊鎖緊構件的鎖緊作業中鎖緊構件上的負載狀態相關的分析結果。
根據本發明,針對使用當鎖緊轉矩達到預設的設定轉矩值時會使本體部轉動的鎖緊工具之鎖緊作業,能夠分析鎖緊構件的負載狀態。
1‧‧‧鎖緊作業分析系統
10‧‧‧轉矩扳手
10A‧‧‧轉矩扳手
10B‧‧‧轉矩扳手
10C‧‧‧轉矩扳手
10D‧‧‧轉矩扳手
11‧‧‧外殼
12‧‧‧頭部
13‧‧‧頭銷
14‧‧‧增益調整螺絲
15‧‧‧連結件
16‧‧‧滑塊
17‧‧‧彈簧引導件
18‧‧‧轉矩值設定部
19‧‧‧旋轉角度檢測部
20‧‧‧轉動檢測部
20A‧‧‧第一轉動檢測部
20B‧‧‧第二轉動檢測部
20C‧‧‧轉動檢測部
20D‧‧‧轉動檢測部
21‧‧‧編碼器單元
22‧‧‧檢測桿
24‧‧‧訊號處理部
25‧‧‧光接收狀態改變部
30‧‧‧微控制單元(MCU)
31‧‧‧運算部
32‧‧‧通訊部
33‧‧‧存儲部
100‧‧‧工具站
101‧‧‧電腦
102‧‧‧運算部
103‧‧‧主記憶體(MM)
104‧‧‧中央處理單元(CPU)
105‧‧‧輔助存儲裝置
106‧‧‧輸入部
107‧‧‧輸出部
108‧‧‧匯流排(BUS)
121‧‧‧棘輪頭
122‧‧‧臂
123‧‧‧接觸部
124‧‧‧套筒連接部
125‧‧‧動作檢測銷
181‧‧‧彈簧部
182‧‧‧轉矩值顯示部
183‧‧‧設定螺栓
184‧‧‧鎖固螺母
185‧‧‧轉矩值設定把手
191‧‧‧旋轉軸
192‧‧‧基板
193‧‧‧編碼器單元
193a‧‧‧發光元件
193b‧‧‧光接收元件
193c‧‧‧訊號處理部
194‧‧‧圓盤
198‧‧‧殼體
211‧‧‧發光元件
212‧‧‧光接收元件
251‧‧‧孔
252‧‧‧反射貼紙
300‧‧‧智慧型手機
300A‧‧‧智慧型手機
300B‧‧‧智慧型手機
400‧‧‧電腦
500‧‧‧無線LAN路由器
S‧‧‧伺服器
N‧‧‧電腦網路
圖1為顯示本發明之鎖緊作業分析系統的實施形態之示意圖。
圖2為顯示本發明之鎖緊工具的實施形態之轉矩扳手的正視圖。
圖3為圖2所示的轉矩扳手的仰視圖。
圖4為顯示圖2所示的轉矩扳手的內部構造之局部剖視圖。
圖5為顯示在圖2所示的轉矩扳手中施加大於或等於預定設定轉矩值的載荷之狀態下的內部構造之局部剖視圖。
圖6為顯示圖2所示的轉矩扳手的旋轉角度檢測部以及轉動檢測部之功能方塊圖。
圖7為顯示圖2所示的轉矩扳手的轉動檢測部之示意圖。
圖8為顯示在圖2所示的轉矩扳手施加大於或等於預定設定轉矩值的載荷之狀態下的轉動檢測部之示意圖。
圖9為顯示本發明之鎖緊作業分析裝置的實施形態之工具站的斜視圖。
圖10為顯示圖9所示的工具站的電腦之功能方塊圖。
圖11為顯示圖10所示的電腦之鎖緊作業分析方法之處理的一例的流程圖。
圖12為顯示當在設定轉矩值下進行鎖緊作業時之鎖緊作業分析方法之處理所輸出之波形的一例之示意圖。
圖13為顯示圖10所示的電腦之鎖緊作業分析方法之處理的另一例的流程圖。
圖14為顯示當在過轉矩下進行鎖緊作業時之鎖緊作業分析方法之處理所 輸出之波形的一例之示意圖。
圖15為顯示圖2所示的轉矩扳手的轉動檢測部的另一例之示意圖。
圖16為顯示圖2所示的轉矩扳手的轉動檢測部的再一例之示意圖。
圖17為顯示圖2所示的轉矩扳手的轉動檢測部的又一例之示意圖。
以下,參照附圖對本發明的鎖緊作業分析裝置、鎖緊作業分析系統、鎖緊作業分析程式、鎖緊作業分析方法以及鎖緊工具的實施形態進行說明。
[鎖緊作業分析系統之結構]
圖1為顯示本發明之鎖緊作業分析系統1的實施形態之示意圖。如圖1所示,鎖緊作業分析系統1具備轉矩扳手10以及工具站100之平板型電腦101。轉矩扳手10是用於由工人操作之鎖緊構件的鎖緊作業的鎖緊工具之示例。此外,電腦101是使用轉矩扳手10分析鎖緊作業的鎖緊作業分析裝置之示例。在鎖緊作業分析系統1中,轉矩扳手10和電腦101透過有線通訊或無線LAN路由器500等之無線通訊,連接至網際網路等的廣域網路(Wide Area Network,WAN)或區域網路(Local Area Network,LAN)等的各種電腦網路N。在電腦網路N中,還連接有用於管理轉矩扳手10和電腦101所取得的鎖緊作業相關的各種訊息的伺服器S。
轉矩扳手10具備連接鎖緊構件的頭部、在鎖緊作業中發生的鎖緊轉矩達到預設的設定轉矩值則轉動的本體部、以及能夠檢測出識別本體部的轉動動作之動作訊息的轉動檢測部。如轉矩扳手10、10A、10B、10C一般,鎖緊工具能夠經由電腦101、400和智慧型手機300、300A、300B 等的訊息處理終端連接至電腦網路N。此外,如轉矩扳手10D一般,鎖緊工具也可以不經由訊息處理終端而直接連接至電腦網路N。
工具站100的電腦101具備從轉矩扳手10取得轉動量訊息的訊息取得部、以及根據訊息取得部所取得的轉動量訊息來輸出與在鎖緊作業中鎖緊構件上的超負載狀態相關的分析結果之分析部。轉矩扳手10以及電腦101之具體結構以及動作如後所述。
[轉矩扳手之結構]
圖2為顯示本發明之鎖緊工具的實施形態之轉矩扳手10的正視圖。
在以下的說明中,使作業人員感知鎖緊轉矩已經達到預設的設定轉矩值之鎖緊工具,以機械式的轉矩扳手為例來進行說明。在機械式轉矩扳手鎖緊鎖緊構件時,鎖緊轉矩一旦達到設定轉矩值,則外殼會以用於軸支撐外殼和頭部的頭銷為中心,往與鎖緊構件的鎖緊方向同方向之第一方向轉動。此時,在機械式轉矩扳手中,藉由使作業人員感知到外殼往第一方向轉動並與頭部等其他部分接觸時所產生的聲音和振動,以通知作業人員鎖緊轉矩已達到設定轉矩值。作業人員藉由來自此轉矩扳手的通知,鬆開已施加到轉矩扳手上的鎖緊轉矩。在鎖緊轉矩被鬆開到小於或等於設定轉矩值的機械式轉矩扳手中,外殼相對於頭部往第一方向的反方向(鬆開方向)之第二方向轉動,以返回到轉動前的位置(初始位置)。
此外,機械式轉矩扳手之中有所謂的預鎖固型轉矩扳手和預設型轉矩扳手,前者除非使用設定工具等,否則作業人員無法改變設定轉矩值,後者則可以不使用工具而由作業人員的操作改變設定轉矩值。
如圖2所示,轉矩扳手10是如上所述轉矩扳手中的機械式預設型轉矩扳手。轉矩扳手10包括外殼11、頭部12、頭銷13、轉矩值設定部18以及旋轉角度檢測部19。在轉矩扳手10中,藉由鎖緊作業時產生的轉矩,頭部12和外殼11彼此接觸時產生的聲音和振動,以通知作業人員使其感知到鎖緊轉矩已經達到設定轉矩值。
外殼11為構成轉矩扳手10外形形狀之大致呈筒狀的構件,用以容納頭部12等的轉矩扳手10的構成要素。外殼11構成了大致呈筒狀的轉矩扳手10的外形形狀,因此也稱為本體部。在外殼11一端設有頭部12。另外,在外殼11的另一端設有轉矩值設定部18以及旋轉角度檢測部19。在使用轉矩扳手10進行鎖緊作業時,外殼11的另一端側具有讓作業人員(使用者)握持的功能。須注意的是,外殼11也可以一體地或者可拆卸自如地安裝由樹脂等製成的把手(圖未示)。此外,外殼11本身也可以具有讓使用者握持的把手功能。
圖3為轉矩扳手10的仰視圖。如圖3所示,頭部12中設置有棘輪頭121。棘輪頭121從外殼11露出。棘輪頭121中設置有套筒連接部124,從而可拆卸自如地安裝至與鎖緊構件卡合的套筒扳手(圖未示,其用於鎖緊螺栓或螺母)。
圖4為顯示轉矩扳手10的內部構造之局部剖視圖。在圖4中,為了顯示轉矩扳手10的內部構造,僅示出外殼11和旋轉角度檢測部19的殼體198之剖面。如圖4所示,在外殼11的內部中,容納有構成轉矩扳手10的頭部12、增益調整螺絲14、連結件15、滑塊16、彈簧引導件17、轉矩值設定部18以及旋轉角度檢測部19。此外,在外殼11中設有轉動檢測部20,其用於檢測外殼11相對於頭部12的動作。
頭部12為大致呈棒狀的構件,其除了露出於外殼11外部的棘輪頭121之外,還具有收納在外殼11內部的臂122、接觸部123以及動作檢測銷125。外殼11與頭部12互相可轉動自如地被設置在棘輪頭121與臂122之間的邊界處的頭銷13軸支撐。
頭部12被頭銷13軸支撐於外殼11上,因此當外殼11以頭銷13為中心往鎖緊構件的旋轉方向轉動時,臂122與外殼11之間的相對位置會改變。
接觸部123設置在臂122的與棘輪頭121側的一端為相反側的端部上。外殼11一旦轉動,則在外殼11的內部,臂122與外殼11的內壁接觸,以使接觸部123從轉矩扳手10發出聲音和振動。接觸部123設置在當鎖緊作業之負載施加到頭部12時的外殼11與臂122接觸的位置上。
在頭部12的臂122之前述端部中,以貫穿頭部12的寬度方向的方式設有增益調整螺絲14。增益調整螺絲14是為了在向轉矩扳手10施加鎖緊轉矩時調整臂122的動作之增益而設置的。臂122中設有透過連結機構與滑塊16連接的連結件15。
動作檢測銷125與接觸部123等相同,設置在在長度方向上臂122的與棘輪頭121側的一端為相反側的端部上。動作檢測銷125突設在頭部12的厚度方向(貫穿圖4紙面的方向)上。動作檢測銷125是為了藉由轉動檢測部20檢測外殼11的轉動而設置的。
滑塊16的一端借助連結件15連接於臂122,另一端連接於彈簧引導件17。當外殼11相對於頭部12轉動時,滑塊16在外殼11內部的長度方向上移動。此外,滑塊16具備與外殼11的內壁接觸的滾輪。滾輪用於引導外殼11中的滑塊16的移動。
彈簧引導件17為大致呈圓筒狀的構件。彈簧引導件17形成為圓筒狀,並且配置在外殼11的內部,彈簧引導件17的軸與外殼11的軸大致一致。彈簧引導件17用於引導轉矩值設定部18的彈簧部181之移動。在彈簧引導件17的底面的中心處具有孔。彈簧引導件17的孔插入有滑塊16的另一端。另外,彈簧引導件17的另一底面與彈簧部181的一端接觸。
轉矩值設定部18的彈簧部181、轉矩值顯示部182、設定螺栓183和鎖固螺母184設置在外殼11的內部。此外,轉矩值設定部18在外殼11的外部具備轉矩值設定把手185。藉由使轉矩值設定把手185旋轉操作,轉矩值設定部18能夠改變彈簧部181的壓縮力以將設定轉矩值設定成任意值。
彈簧部181是以轉矩扳手10的長度方向為壓縮方向的壓縮彈簧。彈簧部181可以使用例如螺旋彈簧。如上所述,彈簧部181的一端與彈簧引導件17的另一底面接觸。彈簧部181藉由其壓縮力,借助連結件15、滑塊16以及彈簧引導件17來按壓頭部12。藉由頭銷13按壓被外殼11軸支撐的頭部12,彈簧部181限制外殼11相對於頭部12轉動的動作。
轉矩值顯示部182為配置在外殼11內部、大致呈圓筒形的構件。轉矩值顯示部182以一端與彈簧部181的另一端接觸,另一端朝向轉矩值設定把手185的方向的方式配置。在轉矩值顯示部182中,表面顯示用於表示已設定之設定轉矩值的刻度。在外殼11的內壁中安裝有止轉件(未圖示)。轉矩值顯示部182以能夠相對於上述止轉件在轉矩扳手10的軸向上滑動的方式設置。藉由此止轉件,轉矩值顯示部182可在外殼11的內部不轉動地沿軸向移動。因此,總是能夠從設於外殼11的顯示窗讀取轉矩值顯示部182的刻度。此外,在轉矩值顯示部182的中心部設有貫穿長度方向的內螺紋。
設定螺栓183與轉矩值顯示部182的內螺紋螺合。設定螺栓183的凸緣狀部分與鎖固螺母184卡合。
鎖固螺母184為固定在外殼11內部、大致呈圓盤狀的構件。鎖固螺母184的中心部設有讓設定螺栓183的軸狀部分插入的孔。
轉矩值設定把手185為設置在轉矩扳手10的另一端、大致呈圓筒狀的構件。轉矩值設定把手185具有旋轉構件的功能。轉矩值設定把手185借助旋轉角度檢測部19與設定螺栓183連接,使設定螺栓183轉動。
[轉矩扳手的操作]
針對上述轉矩扳手10的操作,以作業人員使用預定的鎖緊轉矩值來進行鎖緊構件的鎖緊動作為例來進行說明。
使轉矩值設定把手185旋轉時,設定螺栓183也會與轉矩值設定把手185一起旋轉。當設定螺栓183旋轉時,轉矩值顯示部182在外殼11的內部移動而壓縮彈簧部181,彈簧部181的壓縮力即設定轉矩值改變。作業人員確認轉矩值顯示部182所表示的設定轉矩值為預定值,停止轉矩值設定把手185的旋轉操作,轉為鎖緊動作。
圖5為顯示在轉矩扳手10中施加大於或等於預定設定轉矩值的載荷之狀態下的內部構造之局部剖視圖。如圖5所示,在轉矩扳手10中,當鎖緊鎖緊構件時,來自彈簧部181的壓縮力借助滑塊16和連結件15作用在頭部12上。當鎖緊轉矩達到由轉矩值設定部18設定的設定轉矩值時,由鎖緊轉矩產生的力超過來自彈簧部181的壓縮力。此時,在轉矩扳手10中,彈簧部181之限制解除,而外殼11和滑塊16從圖4的狀態移動到圖5的狀態。具體而言,外殼11以頭銷13為中心向鎖緊方向(第一方向)轉動以與頭部12的臂122接觸而發出聲音和振動。藉由此聲音和振動,轉矩扳手10通知作業人員鎖緊轉矩已經達到設定轉矩值。藉由此通知,認識到 鎖緊轉矩已經達到設定轉矩值的作業人員鬆開施加到轉矩扳手10的鎖緊轉矩。如此一來,外殼11會往鬆開方向(第二方向)轉動。
外殼11以頭銷13為中心轉動,而外殼11的內壁會與接觸部123接觸。在轉矩扳手10中,接觸部123與外殼11的內壁一旦接觸,則會從轉矩扳手10產生聲音和振動。
[旋轉角度檢測部的結構和操作]
旋轉角度檢測部19的殼體198內部具有旋轉軸191、基板192、編碼器單元193以及圓盤194。
旋轉軸191與圖4所示的設定螺栓183和轉矩值設定把手185互相可配合地連接。旋轉軸191將來自由作業人員旋轉的轉矩值設定把手185的旋轉力傳遞到設定螺栓183。
基板192為可載置編碼器單元193、運算部31和通訊部32等的電子零件的構件。基板192可以使用例如印刷電路基板等公知的電子電路基板。在基板192中設有供旋轉軸191穿過的孔。
編碼器單元193包括後述之發光元件、光接收元件以及訊號處理部。編碼器單元193可以使用一般用來作為旋轉編碼器已知的絕對型編碼器或增量型編碼器。
[旋轉角度檢測部的功能方塊]
圖6為顯示圖1所示的轉矩扳手10的旋轉角度檢測部19以及轉動檢測部20之方塊圖。轉動檢測部20的功能如後所述。如圖6所示,旋轉角度檢測部19連接微控制單元(Micro Control Unit,MCU)30。微控制單元30執行在轉矩扳手10中的轉矩值設定部18的設定轉矩值的運算處理,以及外殼11相對於後述的轉動檢測部20的頭部12的轉動動作的運算處理。
針對構成旋轉角度檢測部19的元件進行說明。發光元件193a是例如發光二極體、雷射二極體等的各種光源。發光元件193a具有向圓盤194照射光之發光部的功能。
光接收元件193b可為例如光電二極體等。光接收元件193b具有光接收部的功能,用於接收從發光元件193a照射的光之中由於圓盤194的反射、遮光或折射等光接收狀態未變化的光。光接收元件193b基於接收到的光輸出光接收訊號。
訊號處理部193c對從光接收元件193b輸出的光接收訊號進行放大等的訊號處理,檢測設定螺栓183的旋轉角度,並且基於檢測到的設定螺栓183的旋轉角度,輸出電子訊息即旋轉角度訊息至運算部31。另外,訊號處理部193c基於光接收量等進行發光元件193a的驅動電源和動作等控制,以達到省電以及操作穩定的功效。
圓盤194的中心被旋轉軸191插入貫通並與旋轉軸191一起旋轉。圓盤194具有光接收狀態改變部的功能,用以改變光接收元件193b的光接收狀態。
圓盤194藉由不透射來自發光元件193a的光來改變光接收元件193b的光接收狀態。圓盤194為具備圓板狀的平面部、設於平面部的外周的側面部、以及設於側面部的透光部之大致呈杯狀的構件。圓盤194的平面部和側面部具有不透光(遮光)性。透光部在側面部設置成等間隔的狹縫狀,使來自發光元件193a的光透射。
須注意的是,圓盤194不限於如上所述具有透光部的透射型,也可以藉由例如棱鏡折射來自發光元件193a的光,以使光接收元件193b的光接收狀態改變。
[基於旋轉角度訊息的運算處理]
接下來說明運算部31基於從旋轉角度檢測部19輸出的旋轉角度訊息之設定轉矩值的運算處理。運算部31基於從編碼器單元193的訊號處理部193c輸出的訊號,運算出設定螺栓183的旋轉角度(旋轉次數,旋轉量)。此外,運算部31基於設定螺栓183的旋轉角度來運算出在轉矩值設定把手185中設定的設定轉矩值。在運算部31中,著眼於彈簧部181的壓縮力會依設定螺栓183的旋轉角度變化,基於檢測到的設定螺栓183的旋轉角度來運算出轉矩值設定部18的設定轉矩值。
運算部31利用顯示儲存在存儲部33的旋轉角度與設定轉矩值之相關關係的訊息(例如,用於基於旋轉角度運算出設定轉矩值的轉換公式或資料表(Datatable)等)運算並輸出設定轉矩值。當運算並輸出設定轉矩值時,運算部31也可以對應於設定轉矩值輸出作業日期和時間以及作業人員的相關訊息。
[轉動檢測部之結構(1)]
轉動檢測部20設置在動作檢測銷125的附近,即在長度方向上在臂122的與棘輪頭121側的端部相反側的端部附近。轉動檢測部20固定在外殼11上,以便檢測出以頭部12為基準、具體來說是以頭部12的臂122為基準(相對於頭部12)之外殼11的動作。轉動檢測部20也可以設置在外殼11的內部。轉動檢測部20可以被設置為使其至少一部分從外殼11露出。在這種情況下,轉動檢測部20的露出部分也可以被蓋子(圖未示)覆蓋。
圖7為顯示轉矩扳手10的轉動檢測部20之示意圖。如圖7所示,轉動檢測部20具備具有發光元件和光接收元件之編碼器單元21以及檢測桿22。轉動檢測部20根據接收來自編碼器單元21的發光元件的光之光接收元件的光接收狀態(光接收量)的變化,來檢測出外殼11的轉動,具體來說就是轉動方向和轉動量等。
[轉動檢測部的功能方塊]
如圖6所示,轉動檢測部20與旋轉角度檢測部19相同,都連接到微控制單元30。微控制單元30執行與轉矩扳手10中的外殼11的轉動動作相關的運算處理。
接下來,針對構成轉動檢測部20的元件進行說明。發光元件211是例如發光二極體、雷射二極體等的各種光源。發光元件211具有向光接收元件212和檢測桿22照射光之發光部的功能。
光接收元件212可為例如光電二極體等。光接收元件212配置在能夠接受來自發光元件211的光的位置,例如與發光元件211相對的位置。光接收元件212具有光接收部的功能,用於接收從發光元件211照射的光之中的由於檢測桿22的反射、遮光或折射等作用而改變了光接收狀態的光。光接收元件212根據接收到的光輸出光接收訊號。
檢測桿22是設置在發光元件211和光接收元件212之間、丙烯酸樹脂等的透光性構件。檢測桿22在側面部上設置有多個等間隔的棱鏡,折射並透射來自發光元件211的光。
圖8為顯示在轉矩扳手10施加大於或等於預定設定轉矩值的載荷之狀態下的轉動檢測部20之示意圖。如圖8所示,檢測桿22以轉動軸為中心轉動。以這種方式,檢測桿22藉由光透射時的稜鏡的位置改變光的透射狀態。也就是說,檢測桿22具有光接收狀態改變部的功能,藉由使來自發光元件211的光透射/折射時的位置不同,來改變光接收元件212的光接收狀態。
檢測桿22藉由與動作檢測銷125接觸,而與設有動作檢測銷125之頭部12的動作同步。也就是說,由於檢測桿22與動作檢測銷125的動作 同步,因此轉動檢測部20可以取得用於獲得相對於頭部12的外殼11的轉動量、轉動方向或轉動角度之轉動動作的訊息。
須注意的是,檢測桿22不限於如上所述使用稜鏡的方式,也可以藉由光透射部以及非光透射部來遮蔽來自發光元件193a的光,以改變光接收元件212的光接收狀態。
訊號處理部24對從光接收元件212輸出的光接收訊號進行放大等的訊號處理。此時,訊號處理部24根據由檢測桿22產生的光接收狀態的差異來檢測出能夠識別檢測桿22的轉動量之電子訊號。訊號處理部24根據所檢測出的檢測桿22的轉動量,將作為電子訊息之轉動量訊息的電子訊號輸出至運算部31。另外,訊號處理部24基於光接收量等進行發光元件211的驅動電源和動作等控制,以達到省電以及操作穩定的功效。
運算部31能夠由可識別從訊號處理部24取得的檢測桿22轉動量之電子訊號,運算出外殼11相對於設有檢測桿22所接觸的動作檢測銷125的頭部12之轉動量、轉動角度以及轉動方向。也就是說,運算部31能夠由可識別檢測桿22的轉動量之電子訊號來識別外殼11的轉動量。
通訊部32將包括運算部31所輸出的設定轉矩值的資料和旋轉角度訊息其中之一的與鎖緊構件的鎖緊作業相關的訊息發送到外部裝置。此外,通訊部32將可識別外殼11的轉動量之電子訊號發送到外部裝置。在此,外部裝置可為例如鎖緊作業分析系統1的工具站100所具備的電腦101、或是管理設定轉矩值的資料之伺服器S等的訊息處理裝置。通訊部32的通訊路徑可以是無線通訊或有線通訊。通訊部32與外部裝置之間的通訊格式的類型不受限制,可以利用例如藍牙(註冊商標)、紅外線通訊、WAN(Wide Area Network)和LAN(Local Area Network)等。
如上所述,由於轉矩扳手10可以藉由轉動檢測部20根據外殼11的轉動量訊息來取得轉動量、轉動方向和轉動角度,因此能夠識別精確的轉動動作。並且,轉矩扳手10利用藉由轉動檢測部20而能夠取得之外殼11的轉動動作的相關轉動量、轉動方向和轉動角度的訊息,能夠提高鎖緊作業的可追溯性和作業分析。
須注意的是,上述微控制單元30的運算處理可以由電腦101等上述外部裝置代替轉矩扳手10來執行。在這種情況下,從旋轉角度檢測部19輸出的旋轉角度訊息和從轉動檢測部20輸出的轉動量訊息從通訊部32傳送到電腦101。並且,電腦101可以執行設定轉矩值的運算處理以及與外殼11的轉動動作相關的運算處理。在這種情況下,運算結果可以被輸出到電腦101或者可以被傳送並輸出到轉矩扳手10。透過此結構,能夠藉由轉矩扳手10和外部電腦101實現轉矩扳手10的鎖緊作業分析系統1。
[工具站的結構]
圖9為顯示本發明之鎖緊作業分析裝置的實施形態之工具站100的斜視圖。
工具站100是手推車型的收納用具,其設置有多個用於收納工具的抽屜。在工具站100中,設有平板型的電腦101。
圖10為電腦101之功能方塊圖。電腦101具備運算部102、輔助存儲裝置105、輸入部106以及輸出部107等。
運算部102係由中央處理單元(Central Processing Unit,CPU)104以及隨機存取記憶體(Random Access Memory,RAM)等的主記憶體(MM)103構成,根據包括鎖緊作業分析程式的應用程式進行處理。
輔助存儲裝置105借助匯流排(BUS)108連接到運算部102。輔助存儲裝置105中使用唯讀記憶體(Read Only Memory,ROM)和硬碟驅 動器等的大容量存儲介質。在輔助存儲裝置105中,安裝了電腦101正常運行所需的操作系統。在輔助存儲裝置105中,安裝有電腦可執行的鎖緊作業分析程式,此程式是用於實現可執行本發明之鎖緊作業分析方法之鎖緊作業分析裝置而編寫的。此外,在輔助存儲裝置105中,還安裝了其他常用的應用程式。
將平板型電腦101作為各種訊息處理終端的一例進行說明,中央處理單元104根據需要將輔助存儲裝置105中的鎖緊作業分析程式載入(讀取)到主記憶體103,並且依序執行鎖緊作業分析程式,以在鎖緊作業分析裝置中執行後述之各個處理。在鎖緊作業分析裝置所執行的各個處理中,除了鎖緊作業分析方法的處理之外,還包括轉矩值設定部18的設定轉矩值的運算處理、鎖緊構件的鎖緊檢測處理等。
輸入部是用於讓作業人員輸入各種訊息的觸控面板和相機等的裝置。輸入部106可以是鍵盤(圖未示)或滑鼠等的指向裝置。輸出部107除了與觸控面板重疊的顯示器之外,還有印表機(未圖示)等,是讓作業人員輸出各種訊息的裝置。
[鎖緊作業的分析處理]
接下來說明電腦101的運算部102基於從轉動檢測部20輸出的轉動量訊息之鎖緊作業的分析處理。在以下的說明中,運算部102基於從轉動檢測部20的訊號處理部24輸出的訊號來判斷外殼11的轉動動作的狀況。並且,運算部102根據外殼11的轉動動作的狀況,執行本發明之鎖緊作業分析方法。具體而言,作為鎖緊作業分析方法之處理,運算部102進行鎖緊作業之鎖緊構件的鎖緊轉矩是否是大於等於設定轉矩值的過度轉矩值(過轉矩)的判斷。
圖11為顯示電腦101之鎖緊作業分析方法處理的例子之流程圖。圖11示出了作業人員使用轉矩扳手10以利用設定轉矩值的鎖緊轉矩來鎖緊螺栓或螺母等鎖緊構件時,鎖緊作業分析方法之以下步驟所示的處理。
當作業人員施加作用在鎖緊構件的轉矩扳手10的力以鎖緊時(S101),轉矩扳手10的頭部12和外殼11的位置是大於或等於如圖4和圖7所示的設定轉矩值之轉矩並未作用的狀態之位置。此時,由於轉動檢測部20無法檢測到外殼11的轉動動作,因此其並未輸出轉動量訊息(S201)。
如圖5和圖8所示,在轉矩扳手10中施加大於或等於預定設定轉矩值的載荷之狀態下,在轉矩扳手10中,彈簧部181之限制解除,而外殼11和滑塊16從圖4的狀態移動到圖5的狀態。在此狀態下,外殼11相對於頭部12的臂122以頭銷13為中心向第一方向轉動。設置在臂122上的動作檢測銷125的的位置也相對於外殼11移動(S102)。
此時,在轉動檢測部20中,如圖8所示,隨著檢測桿22被動作檢測銷125推動,安裝在外殼11上的光接收元件212的光接收狀態改變。轉動檢測部20藉由感測動作檢測銷125來檢測外殼11的轉動動作。若轉動量大於或等於預定轉動量,則運算部31可以判斷外殼11相對於頭部12轉動並且處於所謂的折頸狀態。
轉動量訊息從轉動檢測部20經過訊號處理部24輸出至電腦101(S202)。電腦101的運算部102,根據從轉動檢測部20輸出的轉動量訊息,來識別外殼11與頭部12從圖4所示的初始狀態的位置移動到如圖5所示之轉動後的位置(S301)。
外殼11以頭銷13為中心相對於頭部12的臂122往第一方向轉動之後,從作業人員的力釋放,外殼11往鬆開方向(第二方向)轉動。如此一來,外殼11的位置會從圖5及圖8的狀態返回到圖4及圖7的狀態(S103)。
此時,在轉動檢測部20中,檢測桿22的位置也返回到圖7的位置,由此光接收元件212的光接收狀態改變,並且檢測到外殼11的轉動動作(S203)。
運算部102根據從轉動檢測部20輸出的轉動量訊息,識別出外殼11與頭部12的位置關係已經返回到圖4所示的初始狀態的位置(S302)。
運算部102藉由來自轉動檢測部20的轉動量訊息的接收,當判定相對於頭部12外殼11已經向第一方向及第二方向的兩個方向轉動時,判斷一次的鎖緊作業已經完成(S303)。須注意的是,在S303的處理之後,運算部102也可以進行將鎖緊作業已經完成的記錄(計數)存儲於輔助存儲裝置105等的處理。
藉由識別轉矩扳手10中的外殼11的轉動動作,作業人員識別出鎖緊構件的鎖緊轉矩已達到設定轉矩值,完成使用轉矩扳手10之鎖緊作業(S104)。
圖12為顯示當在設定轉矩值下進行鎖緊作業時之鎖緊作業分析方法之處理所輸出之波形的一例之示意圖。藉由鎖緊作業分析方法之處理輸出的波形,是在鎖緊作業中鎖緊構件上的負載狀態的分析結果的示例。在圖12中,當輸出波形的輸出,即電子訊號的電壓為0[V]時,顯示由運算部102根據從轉動檢測部20輸出的轉動量訊息識別出的外殼11的位置處於初始狀態。在以下說明中,也將該狀態稱為關閉(OFF)狀態。
另外,在圖12中,當輸出(電子訊號的電壓)為3[V]時,顯示由運算部102根據從轉動檢測部20輸出的轉動量訊息識別出外殼11的位置處於如圖5所示的折頸狀態。在以下說明中,也將該狀態稱為開啟(ON)狀態。
根據圖12,當操作人員使用轉矩扳手10進行鎖緊作業時,在鎖緊轉矩達到設定轉矩值之後立即卸載鎖緊轉矩。因此,在如圖12所示的鎖緊作業中,從頭部12往第一方向轉動之後到往第二方向轉動結束的經過時間、即進入ON狀態後的經過時間會縮短。當在進行鎖緊作業時未施加過度的鎖緊轉矩(過轉矩)時,轉動檢測部20的輸出波形中,自轉動量訊息開始輸出的經過時間較短。在圖12中,自一個轉動量訊息開始輸出的經過時間例如為0.2秒。換句話說,若鎖緊作業輸出如圖12所示的轉動量訊息輸出時間較短(與閾值大約相同的時間)的輸出波形,則可以說是適當的鎖緊作業。
圖13為顯示電腦101之鎖緊作業分析方法之處理的另一例的流程圖。與圖11所示的處理的示例不同,在圖13中顯示作業人員以超過設定轉矩值的鎖緊轉矩(過轉矩)用轉矩扳手10來鎖緊鎖緊構件時的鎖緊作業分析方法之處理。須注意的是,在以下的說明中,僅說明與圖11所示的處理不同的處理,而省略了與圖11所示的處理相同處理的說明。
在S301的處理中藉由從轉動檢測部20輸出的訊號識別出外殼11的動作之後,作業人員進一步向鎖緊構件施加力(鎖緊轉矩),或保持所施加的力(S401)。
在這種情況下,在轉矩扳手10中,儘管頭部12的臂122已經以頭銷13為中心往第一方向轉動,還是會成為鎖緊轉矩施加的狀態,即成為過度轉矩值連續施加的狀態。因此,在轉動檢測部20中,會繼續輸出轉動量訊息的狀態(S501)。
即使在S301中接收到轉動量訊息之後、即使成為S501的狀態,運算部102也繼續接收轉動量訊息。由此,運算部102將其與存儲在輔助存儲裝置105等的與轉動量訊息的接收時間的長度相關的預定閾值進行 比較,以判斷接收時間是否較長(S601)。閾值的長度可以是例如圖12的波形所示的轉動量訊息的接收時間的長度(0.2秒)。
當轉動量訊息的接收時間、即折頸狀態的持續時間比閾值長時,運算部102判斷鎖緊作業中的鎖緊轉矩有可能是大於或等於設定轉矩值的過轉矩,並且通知作業人員(S602)。此S602的處理為輸出鎖緊作業的分析結果的處理之示例。作為通知操作人員可能存在過轉矩的方法,例如,將與通知有關的訊號發送到轉矩扳手10,而轉矩扳手10回應此訊號,利用設置在其中的振動產生裝置和發聲裝置等促使作業人員感知。此外,作為通知作業人員的其他方法,例如由電腦101的顯示器和揚聲器等的輸出部107輸出圖像或聲音來通知過轉矩的可能性。
藉由作業人員透過S602所示的通知功能來感知過轉矩的可能性,作業人員從轉矩扳手10卸載所施加的力,以結束作業(S104)。從作業人員施加的力中釋放之後,轉矩扳手10的轉動檢測部20以及工具站100的電腦101執行S103之後的處理並完成處理。
圖14為顯示當在過轉矩下進行鎖緊作業時之鎖緊作業分析方法之處理所輸出之波形的一例之示意圖。圖14中所示的波形是與在鎖緊作業中鎖緊構件上的負載狀態相關地輸出分析結果之另一示例。在圖14中,輸出波形的輸出與初始狀態的位置和折頸狀態的位置之間的對應關係與圖12中的相同。
根據圖14,當作業人員使用轉矩扳手10進行鎖緊作業時,即使在鎖緊轉矩達到設定轉矩值之後,也繼續地施加大於或等於設定轉矩值的轉矩。因此,外殼11和頭部12的位置從初始狀態經過折頸狀態並返回初始狀態的時間,比圖12所示的時間(0.2[秒])長。在圖14的波形中,從折頸狀態返回到初始狀態的時間較長的部分是顯示在鎖緊作業中鎖緊構 件上的負載狀態的分析結果的示例。也就是說,當進行鎖緊工作時施加過度的鎖緊轉矩(過轉矩)時,來自轉動檢測部20的輸出波形中從一個折頸狀態返回初始狀態的時間較長。換句話說,輸出如圖14所示的、具有比從折頸狀態返回初始狀態的閾值的時間長的輸出波形的鎖緊作業,可以說是不適當的鎖緊作業。此外,根據圖14還可以看出從折頸狀態返回到初始狀態的時間長度是不相等的,因此,電腦101也可以根據這種ON狀態或OFF狀態的時間長度來分析鎖緊作業。
如上所述,電腦101能夠根據轉矩扳手10的轉動檢測部20所得到的、表示外殼11的轉動動作的訊息,取得作業人員在鎖緊構件所施加的鎖緊轉矩的時間。並且,電腦101能夠根據鎖緊轉矩施加到鎖緊構件的時間來分析在鎖緊作業中是否施加了大於或等於設定轉矩值的轉矩值。因此,電腦101能夠利用簡單的構造精確地分析鎖緊作業。此外,電腦101利用由轉動檢測部20所取得的頭部12的轉動動作相關訊息,能夠提高鎖緊作業的可追溯性和作業分析。
須注意的是,在以上的說明中,已經說明了本發明之鎖緊作業分析裝置是由與轉矩扳手10分開設置的工具站100的電腦101實現,但本發明不限於此。例如,藉由使轉矩扳手10的微控制單元30執行本發明之鎖緊作業分析程式,也能夠實現可執行本發明之鎖緊作業分析方法的鎖緊工具。另外,對應於本發明之鎖緊作業分析裝置的電腦101,也可以不經過電腦網絡N,而直接與轉矩扳手10的通訊部32通訊。
[轉動檢測部之結構(2)]
圖15為顯示轉矩扳手10的轉動檢測部20的另一例之示意圖。如圖15所示,轉動檢測部20也可以由用於檢測外殼11的第一方向的轉動之第 一轉動檢測部20A、以及用於檢測第二方向的轉動之第二轉動檢測部20B的兩個光接收/發光裝置所構成。
圖15(a)顯示在未施加大於或等於設定轉矩值的載荷的狀態下的轉矩扳手10的第一轉動檢測部20A和第二轉動檢測部20B。如圖15(a)所示,當未施加大於或等於設定轉矩值的載荷時,動作檢測銷125位於第二轉動檢測部20B的檢測範圍內。
圖15(b)顯示當施加大於或等於預定設定轉矩值的載荷時的第一轉動檢測部20A和第二轉動檢測部20B。當施加大於或等於預定設定轉矩值的載荷時,隨著外殼11在第一方向上轉動,動作檢測銷125離開第二轉動檢測部20B的檢測範圍,並進入第一轉動檢測部20A的檢測範圍。此時,第二轉動檢測部20B的光接收元件的光接收狀態改變,並且訊號從第二轉動檢測部20B輸出。
之後,外殼11在第二方向上轉動並從圖15(b)的狀態返回到圖15(a)的狀態。此時,動作檢測銷125從第一轉動檢測部20A的檢測範圍返回到第二轉動檢測部20B的檢測範圍。第一轉動檢測部20A的光接收元件的光接收狀態改變,並且訊號從第一轉動檢測部20A輸出。在運算部102中,能夠根據從第一轉動檢測部20A和第二轉動檢測部20B輸出的訊號的狀態來運算外殼11相對於頭部12的轉動方向。此外,運算部102能夠根據與第一轉動檢測部20A和第二轉動檢測部20B的檢測範圍以及外殼11的轉動量和轉動角度有關的訊息,從前述的輸出訊號運算出相對於頭部12的外殼11的轉動量和轉動角度。
如上所述,藉由第一轉動檢測部20A和第二轉動檢測部20B,也可以精確地檢測出外殼11相對於頭部12的轉動動作。
[轉動檢測部之結構(3)]
圖16為顯示轉矩扳手10的轉動檢測部20C的再一例之示意圖。如圖16所示,轉動檢測部20C使用光接收狀態改變部25代替檢測桿22,光接收狀態改變部25設有以等間隔設置、可透射光的多個孔251。在光接收元件212中,在從發光元件211照射的光之中,沒有接收到透過孔251的光,而僅接收到由光接收狀態改變部25反射的光。轉動檢測部20根據光接收元件212的光接收狀態,來檢測外殼11在第一方向和第二方向上的轉動。
如上所述,藉由轉動檢測部20C,也可以精確地檢測出外殼11相對於頭部12的轉動動作。
[轉動檢測部之結構(4)]
圖17為顯示轉矩扳手10的轉動檢測部20D的再一例之示意圖。如圖17所示,轉動檢測部20D使用光接收狀態改變部25D代替檢測桿22,光接收狀態改變部25D設有用於反射光的反射貼紙252。在光接收元件212中,在從發光元件211照射的光之中,接收到由反射貼紙252反射的光,而未接收到由光接收狀態改變部25D等其他處反射的光。轉動檢測部20D根據光接收元件212的光接收狀態,來檢測外殼11在第一方向和第二方向上的轉動。
如上所述,藉由轉動檢測部20D,也可以精確地檢測出外殼11相對於頭部12的轉動動作。
須注意的是,轉動檢測部20的光接收狀態改變部25不限於上述示例,也可以使用由可改變表面的光接收狀態的雷射標記或打印等其他方式,來讀取光接收狀態的變化。

Claims (4)

  1. 一種鎖緊作業分析裝置,係用於分析作業人員使用鎖緊工具所進行的鎖緊作業,該鎖緊工具具有:頭部,其能夠與鎖緊構件卡合;本體部,其相對於該頭部可轉動地卡合,且在鎖緊該鎖緊構件時產生的鎖緊轉矩達到預設的設定轉矩值時,該本體部會轉動;發光元件和光接收元件,其用於取得該本體部的轉動動作;以及通訊部,其基於該光接收元件的光接收狀態的變化,發送可識別該本體部轉動量之轉動量訊息,該鎖緊作業分析裝置具備:訊息取得部,係透過該通訊部從該鎖緊工具取得能夠識別該本體部的轉動動作之轉動量訊息;以及分析部,係根據該訊息取得部所取得的該轉動量訊息,輸出與在該鎖緊作業中該鎖緊構件上的負載狀態相關的分析結果,該分析部基於該轉動量訊息,相較於該本體部轉動量為適當轉動時所輸出的該負載狀態時間,而判斷為長負載狀態時間時,判斷為該鎖緊轉矩以高於該設定轉矩值之過剩轉矩值進行鎖緊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之鎖緊作業分析裝置,其中,該鎖緊工具具有用於軸支撐該頭部和該本體部之頭銷,該本體部在該鎖緊轉矩達到該設定轉矩值時以該頭銷為中心往第一方向轉動之後往第二方向轉動,該訊息取得部用於取得能夠識別該頭部往第一方向以及第二方向轉動的訊息,並將其作為該轉動量訊息。
  3. 一種鎖緊作業分析系統,係具備:鎖緊工具,係於作業人員進行鎖緊作業時所使用;以及鎖緊作業分析裝置,係用於分析該鎖緊工具之該鎖緊作業,該鎖緊工具具有:頭部,其與鎖緊構件連接; 本體部,其相對於該頭部可轉動地卡合,且在該鎖緊作業中產生的鎖緊轉矩達到預設的設定轉矩值時,該本體部會轉動;發光元件和光接收元件,其用於取得該本體部的轉動動作;以及通訊部,其基於該光接收元件的光接收狀態的變化,發送可識別該本體部轉動量之轉動量訊息;以及該鎖緊作業分析裝置具備:訊息取得部,係透過該通訊部從該鎖緊工具取得該轉動量訊息;以及分析部,係根據該訊息取得部所取得的該轉動量訊息,輸出與在該鎖緊作業中該鎖緊構件上的負載狀態相關的分析結果,該分析部基於該轉動量訊息,相較於該本體部轉動量為適當轉動時所輸出的該負載狀態時間,而判斷為長負載狀態時間時,判斷為該鎖緊轉矩以高於該設定轉矩值之過剩轉矩值進行鎖緊。
  4. 一種鎖緊作業分析方法,係於電腦執行下列步驟:透過鎖緊工具,取得可識別本體部的轉動動作的轉動量訊息,該鎖緊工具具有:頭部,其能夠與鎖緊構件卡合;該本體部,其相對於該頭部可轉動地卡合,且在鎖緊該鎖緊構件時產生的鎖緊轉矩達到預設的設定轉矩值時,該本體部會轉動;發光元件和光接收元件,其用於取得該本體部的轉動動作;以及基於該光接收元件的光接收狀態的變化,發送可識別該本體部轉動量之轉動量訊息;以及基於取得之該轉動量訊息,相較於該本體部轉動量為適當轉動時所輸出的該負載狀態時間,而判斷為長負載狀態時間時,判斷為該鎖緊轉矩以高於該設定轉矩值之過剩轉矩值進行鎖緊。
TW107130030A 2017-08-29 2018-08-28 鎖緊作業分析裝置、鎖緊作業分析系統、鎖緊作業分析程式、鎖緊作業分析方法以及鎖緊工具 TWI673143B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-164256 2017-08-29
JP2017164256A JP6982851B2 (ja) 2017-08-29 2017-08-29 締付作業分析装置、締付作業分析システム、締付作業分析プログラム、締付作業分析方法、締付工具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201912329A TW201912329A (zh) 2019-04-01
TWI673143B true TWI673143B (zh) 2019-10-01

Family

ID=65434715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107130030A TWI673143B (zh) 2017-08-29 2018-08-28 鎖緊作業分析裝置、鎖緊作業分析系統、鎖緊作業分析程式、鎖緊作業分析方法以及鎖緊工具

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10525573B2 (zh)
JP (1) JP6982851B2 (zh)
CN (1) CN109425457B (zh)
TW (1) TWI673143B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6964870B2 (ja) * 2017-08-29 2021-11-10 京都機械工具株式会社 締付工具
TWI718012B (zh) * 2020-02-24 2021-02-01 優鋼機械股份有限公司 電子扳手與其提示方法
TWI732586B (zh) * 2020-06-08 2021-07-01 中華學校財團法人中華科技大學 電動工具之偵測裝置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007283455A (ja) * 2006-04-19 2007-11-01 Komatsu Ltd ねじ締め本数管理方法、およびねじ締め本数管理装置
TWM381484U (en) * 2009-11-13 2010-06-01 Legend Lifestyle Products Corp Torque wrench having wireless transmission function
TWM405939U (en) * 2010-10-28 2011-06-21 Taken Etorque Technology Co Ltd Wireless transmission and its display device for torque tool thereof
TW201131995A (en) * 2009-04-16 2011-09-16 Maeda Metal Ind Wireless data transmitting and receiving system
TW201505781A (zh) * 2013-05-10 2015-02-16 Snap On Tools Corp 可預設之電子扭力工具
US20160129569A1 (en) * 2013-06-13 2016-05-12 Stanley Black & Decker, Inc. Wireless tool system
CN205968804U (zh) * 2016-08-30 2017-02-22 西安铁路局西安动车段 三板作业数显扭矩系统

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6526853B2 (en) * 2001-01-31 2003-03-04 Bradley G. Jenkins Electromechanical releasing torque wrench
US6439064B1 (en) * 2001-04-02 2002-08-27 Robert P. Fanguy Hand tong having tactile torque indication
US6568283B2 (en) * 2001-04-02 2003-05-27 Robert P. Fanguy Tong wrench with tactile torque indication
JP4634706B2 (ja) * 2003-10-17 2011-02-16 株式会社東日製作所 トルクレンチおよびトルクレンチの締め付けトルク判別装置
US20080127711A1 (en) * 2006-12-04 2008-06-05 Farag Tarek A Z Force and Torque Measurements with Calibration and Auto Scale
JP2008307670A (ja) 2007-06-18 2008-12-25 Tohnichi Mfg Co Ltd トルク工具装置
US7900524B2 (en) * 2008-09-09 2011-03-08 Intersense, Inc. Monitoring tools
JP5005714B2 (ja) * 2009-02-27 2012-08-22 三洋機工株式会社 ネジの締付管理システム
US8330439B2 (en) 2009-06-23 2012-12-11 Intersil Americas Inc. System and method for PFM/PWM mode transition within a multi-phase buck converter
US8925430B2 (en) 2010-09-30 2015-01-06 Taken Etorque Technology Co., Ltd. Torsion assembly with wireless displayers for simultaneously receiving torsion datum and displaying thereon
JP6029890B2 (ja) 2012-08-17 2016-11-24 株式会社東日製作所 角度レンチおよび回転角度測定装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007283455A (ja) * 2006-04-19 2007-11-01 Komatsu Ltd ねじ締め本数管理方法、およびねじ締め本数管理装置
TW201131995A (en) * 2009-04-16 2011-09-16 Maeda Metal Ind Wireless data transmitting and receiving system
TWM381484U (en) * 2009-11-13 2010-06-01 Legend Lifestyle Products Corp Torque wrench having wireless transmission function
TWM405939U (en) * 2010-10-28 2011-06-21 Taken Etorque Technology Co Ltd Wireless transmission and its display device for torque tool thereof
TW201505781A (zh) * 2013-05-10 2015-02-16 Snap On Tools Corp 可預設之電子扭力工具
US20160129569A1 (en) * 2013-06-13 2016-05-12 Stanley Black & Decker, Inc. Wireless tool system
CN205968804U (zh) * 2016-08-30 2017-02-22 西安铁路局西安动车段 三板作业数显扭矩系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20190061122A1 (en) 2019-02-28
CN109425457A (zh) 2019-03-05
JP6982851B2 (ja) 2021-12-17
CN109425457B (zh) 2020-09-29
US10525573B2 (en) 2020-01-07
TW201912329A (zh) 2019-04-01
JP2019038092A (ja) 2019-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI673143B (zh) 鎖緊作業分析裝置、鎖緊作業分析系統、鎖緊作業分析程式、鎖緊作業分析方法以及鎖緊工具
TWI585371B (zh) 電子裝置
US9612626B2 (en) Hinge device and electronic device equipped with hinge device
US10423253B2 (en) Handheld electronic apparatus, touch sensor and touch detection method thereof
US8844153B2 (en) Micrometer
TWI673145B (zh) 鎖緊工具
US10619994B2 (en) Three-dimensional coordinate measuring device
TW201836778A (zh) 鎖緊工具
JP2004205497A (ja) 回転運動変換機構および測定機
TWI438657B (zh) 滑鼠移動軌跡之測試系統
US10901538B2 (en) Pen mouse
JP7125101B2 (ja) 作業支援装置、作業支援方法、作業支援プログラム、締付工具
TW201836779A (zh) 鎖緊工具
JP6937018B2 (ja) 締付工具及び作業管理システム
JP2019066365A (ja) トルク検出装置及びトルク検出装置付き回転工具
JP7012999B2 (ja) 締付工具、設定トルク値演算装置、設定トルク値演算プログラム、設定トルク値演算方法
JP3106104U (ja) ローラを具えた光学マウス
JP2019135070A (ja) 締付工具、設定トルク値演算装置、設定トルク値演算プログラム、設定トルク値演算方法
JP2006163515A (ja) 入力装置
CN203573264U (zh) 可携式输入装置
JP2023167079A (ja) ドライバー