WO2017003071A1 - 전동 공구의 제어 방법 - Google Patents

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WO2017003071A1
WO2017003071A1 PCT/KR2016/003603 KR2016003603W WO2017003071A1 WO 2017003071 A1 WO2017003071 A1 WO 2017003071A1 KR 2016003603 W KR2016003603 W KR 2016003603W WO 2017003071 A1 WO2017003071 A1 WO 2017003071A1
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WO
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torque
pulse
nut
final value
pulse current
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/003603
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English (en)
French (fr)
Inventor
오성섭
이종진
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계양전기 주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/147—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation

Definitions

  • the present invention relates to a control method of a power tool, and more particularly, to a control method of a power tool for fastening a nut with an accurate torque in an assembling process of an automobile or the like.
  • the fastening process of the nut is as follows. First, the nut is moved toward the workpiece by rotating along the thread of the bolt by the power tool. However, if the nut meets the workpiece, the rotational speed of the nut is significantly reduced. Thereafter, the nut is further subjected to torque for tightening the nut. This is to prevent the nut from loosening. That is, the tightening process of the nut is terminated by finally tightening the nut by providing a target torque determined according to the workpiece.
  • a torque sensor is used to compare the detected torque with the set torque, and the next generated torque can be approached to the set torque.
  • the current required for providing the torque was controlled based on the previous current while the previous torque was generated at a moment, and the current was increased in such a manner that the current was increased.
  • An embodiment of the present invention has been made to solve the above problems, the power tool of the nut can be fastened quickly and accurately by a plurality of torques intermittently provided in tightening the nut after seating the nut.
  • the present invention provides a control method. In addition, to provide a specific method for controlling each current for this purpose.
  • an object of the present invention is to stably store and manage the work history of the fastening process.
  • the embodiment of the present invention provides an intermittent pulse torque after tightening the nut, but tightens the nut, and uses the electric motor as a means for providing the pulse torque. And setting a plurality of said pulse torques in consideration of a final target torque; Supplying a corresponding pulse current to the electric motor to sequentially provide the pulse torque; Detecting a measurement torque applied to the nut using a torque sensor; And comparing the detected measurement torque with the set pulse torque to calculate an error, wherein the initial value of each pulse current in the supplying step coincides with the final value of the immediately supplied pulse current.
  • the final value provides a control method of a power tool which is variable by reflecting the error.
  • the pulse current may increase linearly with a constant slope from the initial value to the final value.
  • the final value may be varied by the error using a proportional expression.
  • the final value may be changed to be equal to the initial value.
  • Another embodiment of the present invention includes the steps of supplying a pulse current corresponding to the electric motor to sequentially provide the pulse torque; Detecting a measurement torque applied to the nut using a torque sensor; And stopping the supply of the pulse current when the detected measurement torque coincides with the set pulse torque, wherein in the supplying step, each of the pulse currents increases linearly with a predetermined slope from an initial value, but initially The value provides a control method for the power tool which coincides with the final value of the immediately supplied pulse current.
  • Each duration of providing the pulse torque may be variable.
  • the final value of each current can fluctuate in consideration of the immediately detected torque, increasing the speed and accuracy of the torque applied to the nut each time.
  • the detected torque can be stored in the external memory, allowing stable management of the work history.
  • FIG. 1 is a flow chart showing a control method of a power tool according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a schematic diagram showing that the final value of the pulse current fluctuates with error
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of controlling a power tool according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of controlling a power tool according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a graph illustrating an overall deformation of a measured torque and a pulse current.
  • a control method of a power tool includes a setting step s10, a supplying step s20, a detecting step s30, a storing step s40, and a calculating step s50.
  • control method of the present invention is to tighten the nut by providing the intermittent pulse torque after the nut is seated (a), it can be applied to a power tool using an electric motor as a means of providing the pulse torque.
  • the seating (a) refers to the moment when the rotational speed of the nut is significantly lowered when the nut meets the workpiece in tightening the nut along the thread of the bolt. That is, the process of fastening the nut is completed only after the subsequent process of tightening the nut is finished after the nut is seated (a).
  • pulse torque is to reduce the reaction force exerted on the operator. If the nut is tightened by providing the torque continuously increasing only once, the reaction force is greatly exerted on the worker, and there may be a risk of injury such as physical injury. For this reason, the subsequent tightening process during the tightening of the nut proceeds by applying a pulse torque.
  • the setting step (s10) which is a first step, is a step of setting a plurality of pulse torques in consideration of the final target torque ttq. Since the target torque ttq varies depending on the object to be worked on, it is necessary to set the optimum angular pulse torque in accordance with the target torque ttq.
  • the nut is tightened to provide a pulse torque (impact force) several times after seating (a).
  • a pulse torque impact force
  • the plurality of pulse torques are sequentially set up but finally converge to the target torque ttq.
  • after setting the pulse torque it is input to the power tool to be compared with the detected measured torque.
  • 'measurement torque' refers to a plurality of torques that occur discontinuously.
  • each measurement torque has a graph shape starting from the zero value and gradually increasing and then rapidly falling to the zero value after the peak point. The magnitude of the peak point gradually increases as the measurement torque occurs. This allows you to tighten the actual nut a little more.
  • the supplying step (s20) is a step of supplying a pulse current corresponding to the electric motor to sequentially provide the pulse torque. That is, it is a step of supplying energy for generating pulse torque. At this time, the method of providing the pulse current may vary.
  • the initial value of the pulse current coincides with the final value of the pulse current supplied immediately before the pulse current, except that the final value can be set to be variable. That is, the final value can be variably controlled so that the next generated pulse torque is close to the set pulse torque.
  • the reason why the initial value coincides with the final value of the immediately supplied pulse current is that the peak point of the pulse torque is formed near the final value.
  • the nut can then be tightened further when a pulse current is supplied which is greater than the final value of the previous pulse current.
  • the pulse current starts at zero and rapidly increases in a short time, such as an impulse, to have an initial value, and increases linearly with a constant slope from the initial value to the final value, but again at the final value. It has a graph shape that drops sharply in time and falls to zero values. This is possible because the flow of the current according to the supply and interruption of the current can be made in a short time due to the characteristics of the current.
  • the method of reaching the final value from the initial value may be a form that is not a constant slope.
  • the duration t providing the pulse current is the same.
  • the present invention is not limited thereto and may be variable due to a design change.
  • the detecting step (s30) is a step of detecting the measured torque applied to the nut using a torque sensor.
  • the torque sensor can be arranged at the tip of the power tool to detect the measured torque actually applied to the nut in an instant. However, when noise or the like is detected through the torque sensor, the distinction from the measured torque may be ambiguous.
  • the storing step (s40) is a step of storing the detected measurement torque in the removable memory.
  • the removable memory includes a USB (SD), SD (SD) card and the like, is detachably mounted on one side of the power tool.
  • the power tool can transmit the work history to the external control device by wireless communication or the like.
  • the removable memory can reliably store the work history.
  • the calculating step (s50) is a step of calculating the error by comparing the detected measurement torque and the set pulse torque.
  • the comparison result may be determined by any one of 3) 1) coincidence, 2) small, and 3) large.
  • the final value of the immediately provided pulse current is equal to the final value of the set pulse current. This is because the pulse current is properly controlled because the set pulse torque is actually generated and detected as it is.
  • the final value of the immediately next pulse current is variable. This is because the pulse torque set by the supply of the pulse current has not been applied to the actual nut. At this time, the final value of the next pulse current can be varied by an error using a proportional expression.
  • Figure 3 is a schematic diagram showing that the final value of the pulse current according to the error fluctuates.
  • the final value of the next pulse current may be changed to a value corresponding to 110% of the set final value.
  • the final value is greater than the set increment.
  • the slope of the next pulse current becomes larger than that set.
  • the final value may be changed to a value corresponding to 90% of the set final value. At this time, the slope becomes smaller than the set one.
  • the measurement torque actually applied to the next nut may be close to the set pulse torque. That is, the accuracy of the torque applied to the nut can be improved.
  • the final value may be changed to be equal to the initial value. That is, instead of varying using the proportional equation as described above, by matching the final value of the next pulse current with the final value of the previous pulse current, it is possible to improve the accuracy of the measurement torque actually applied to the immediately next nut.
  • the method of controlling by reflecting the error between the detected measurement torque and the set pulse torque can improve the accuracy of the measurement torque actually applied to the nut, thereby contributing to the productivity of the fastening process.
  • the control method of the power tool includes setting (S110), detecting (S120), detecting (S130), storing (S140), and stopping (S150).
  • step S120 Except for supplying in step S120 and stopping in step S150, each remaining step is the same as described above, and detailed description thereof will be omitted below.
  • the pulse current increases linearly from the initial value to a constant slope, but the initial value coincides with the final value of the immediately supplied pulse current.
  • the measured torque actually applied to the nut detected using the torque sensor in the step (s150) of the interruption matches the set pulse torque, the supply of the pulse current is stopped.
  • the pulsed current continues to be supplied while linearly increasing the magnitude of the current until the condition is met.
  • the duration t for providing each pulse torque may be variable.

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Abstract

너트가 착좌된 이후 간헐적인 펄스 토크를 제공하여 상기 너트를 조여 주되, 상기 펄스 토크의 제공 수단으로 전동 모터를 사용하는 전동 공구의 제어 방법에 있어서, 최종적인 목표 토크를 고려하여 복수의 상기 펄스 토크를 설정하는 단계; 상기 펄스 토크를 순차적으로 제공하기 위해 이에 대응되는 펄스 전류를 상기 전동 모터에 공급하는 단계; 토크 센서를 이용하여 상기 너트에 가해지는 측정 토크를 검출하는 단계; 및 검출된 상기 측정 토크와 설정된 상기 펄스 토크를 비교하여 오차를 연산하는 단계;를 포함하며, 상기 공급하는 단계에서 각각의 상기 펄스 전류의 최초값은 바로 이전 공급된 펄스 전류의 최종값과 일치하며, 상기 최종값은 상기 오차를 반영하여 변동 가능한 전동 공구의 제어 방법을 제공한다.

Description

전동 공구의 제어 방법
본 발명은 전동 공구의 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차 등의 조립 공정에서 너트를 정확한 토크로 체결하기 위한 전동 공구의 제어 방법에 관한 것이다.
작업자는 주로 한 손으로 전동 공구를 쥐고 볼트, 너트 등의 체결 작업을 한다. 그러나, 피작업물의 체결 위치에 따라 사용되는 너트 등이 다양하며, 특히 비교적 큰 너트를 체결하기 위해서는 가해지는 토크 또한 증가하게 된다. 그 결과, 작업자는 반복적인 전동 작업 과정에서 발생하는 반력 등을 고스란히 전달 받게 되어 손, 팔 등에 부상을 입을 수 있다.
최근, 자동차 등의 조립 공장은 조립 라인의 상당 부분이 자동화되어 있다. 그러나, 너트의 체결을 담당하는 구역 중 일부는 여전히 작업자에 의해 이루어지고 있는 실정이다. 한편, 자동차에 있어서 너트의 체결은 안전과 밀접한 관련이 있기 때문에 높은 수준의 체결 품질을 요구한다. 동시에, 체결 공정은 고생산성을 위해 신속하게 종료될 것이 요구된다. 따라서, 너트 체결에 사용되는 전동 공구 내부에는 너트 체결을 위한 제어 프로그램이 내장되어 있다.
너트의 체결 과정은 다음과 같다. 먼저 너트는 전동 공구에 의해 볼트의 나사산을 따라 회전하면서 피작업물을 향해 이동하게 된다. 그러나, 너트가 피작업물과 만나게 되면 너트의 회전 속도는 현저히 떨어지게 된다. 이후, 너트에는 너트를 단단히 조여 주기 위한 토크가 더 가해진다. 혹시라도 너트가 풀리는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 피작업물에 따라 정해진 목표 토크를 제공하여 너트를 최종적으로 조여 줌으로써 너트의 체결 공정이 종료된다.
종래 전동 공구는 토크를 연속적으로 제공하여 큰 반력을 발생시켰다. 그래서, 이를 개선한 방법으로 토크를 간헐적으로 순차 제공하였는데 이는 종래 반력의 크기를 감소시킬 수 있었다.
한편, 토크를 순차 제공함에 있어 토크 센서를 이용하여 검출된 토크와 설정된 토크를 비교하고 그 다음 발생되는 토크를 설정된 토크에 근접할 수 있도록 하였다. 다만, 토크 제공에 필요한 전류는 이전 전류를 기준으로 공급하다가 어느 순간 이전 토크가 발생되면 그 순간부터 전류를 증가시키는 방법으로 제어하였는데 신속도 및 정확도가 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 너트의 착좌 이후 너트를 조여 줌에 있어 간헐적으로 제공되는 복수의 각 토크에 의해 너트가 신속하고 정확하게 체결될 수 있는 전동 공구의 제어 방법을 제공함에 있다. 또한, 이를 위해 각 전류를 제어하는 구체적인 방법을 제공하고자 한다.
또한, 체결 공정의 작업 이력을 안정적으로 저장하여 관리할 수 있는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 너트가 착좌된 이후 간헐적인 펄스 토크를 제공하여 상기 너트를 조여 주되, 상기 펄스 토크의 제공 수단으로 전동 모터를 사용하는 전동 공구의 제어 방법에 있어서, 최종적인 목표 토크를 고려하여 복수의 상기 펄스 토크를 설정하는 단계; 상기 펄스 토크를 순차적으로 제공하기 위해 이에 대응되는 펄스 전류를 상기 전동 모터에 공급하는 단계; 토크 센서를 이용하여 상기 너트에 가해지는 측정 토크를 검출하는 단계; 및 검출된 상기 측정 토크와 설정된 상기 펄스 토크를 비교하여 오차를 연산하는 단계;를 포함하며, 상기 공급하는 단계에서 각각의 상기 펄스 전류의 최초값은 바로 이전 공급된 펄스 전류의 최종값과 일치하며, 상기 최종값은 상기 오차를 반영하여 변동 가능한 전동 공구의 제어 방법을 제공한다.
상기 펄스 전류는 상기 최초값에서 상기 최종값으로 일정 기울기로 선형 증가할 수 있다.
상기 최종값은 비례식을 사용하여 상기 오차만큼 변동될 수 있다.
검출된 상기 측정 토크가 설정된 상기 펄스 토크를 초과하면, 상기 최종값을 상기 최초값과 동일하게 변동할 수 있다.
너트가 착좌된 이후 간헐적인 펄스 토크를 제공하여 상기 너트를 조여 주되, 상기 펄스 토크의 제공 수단으로 전동 모터를 사용하는 전동 공구의 제어 방법에 있어서,
최종적인 목표 토크를 고려하여 복수의 상기 펄스 토크를 설정하는 단계;
본 발명의 다른 실시예는 상기 펄스 토크를 순차적으로 제공하기 위해 이에 대응되는 펄스 전류를 상기 전동 모터에 공급하는 단계; 토크 센서를 이용하여 상기 너트에 가해지는 측정 토크를 검출하는 단계; 및 검출된 상기 측정 토크가 설정된 상기 펄스 토크와 일치하면 상기 펄스 전류의 공급을 중단하는 단계;를 포함하며, 상기 공급하는 단계에서 각각의 상기 펄스 전류는 최초값에서 일정 기울기로 선형 증가하되, 최초값은 바로 이전 공급된 펄스 전류의 최종값과 일치하는 전동 공구의 제어 방법을 제공한다.
상기 펄스 토크를 제공하는 각각의 지속 시간은 가변적일 수 있다.
상기 검출하는 단계와 상기 연산하는 단계 사이에 검출된 상기 측정 토크를 착탈식 메모리에 저장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
각 전류의 최종값은 바로 직전 검출된 토크를 고려하여 변동할 수 있기 때문에 매번 너트에 가해지는 토크의 신속성 및 정확성이 높아진다.
또한, 검출된 토크를 외장 메모리에 저장할 수 있어 작업 이력에 대한 안정적인 관리가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 공구의 제어 방법을 나타내는 순서도
도 2는 측정 토크 및 펄스 전류의 전체 개형을 나타내는 그래프
도 3은 오차에 따른 펄스 전류의 최종값이 변동되는 것을 나타내는 개략도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 공구의 제어 방법을 나타내는 순서도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 공구의 제어 방법을 나타내는 순서도이이고 도 2는 측정 토크 및 펄스 전류의 전체 개형을 나타내는 그래프이다. 도 1을 참조하면, 전동 공구의 제어 방법은 설정하는 단계(s10), 공급하는 단계(s20), 검출하는 단계(s30), 저장하는 단계(s40) 및 연산하는 단계(s50)를 포함한다.
다만, 본 발명의 제어 방법은 너트가 착좌(a)된 이후 간헐적인 펄스 토크를 제공하여 너트를 조여 주되, 펄스 토크의 제공 수단으로 전동 모터를 사용하는 전동 공구에 적용될 수 있다.
여기서 '착좌(a)'라고 함은 볼트의 나사산을 따라 너트를 체결함에 있어 너트가 피작업물과 만나게 될 때 너트의 회전 속도가 현저히 떨어지는 순간을 말한다. 즉, 너트를 체결하는 공정은 너트가 착좌(a)된 이후 너트를 조여 주는 후속 공정이 마무리되면 비로소 완료된다.
전술한 것처럼, 펄스 토크를 사용하는 것은 작업자에게 가해지는 반력을 감소시키기 위함이다. 연속적으로 증가하는 토크를 단 한 차례 제공하여 너트를 조여 주면, 그 만큼 작업자에게 큰 반력이 가해져 신체적인 상해 등 부상 위험이 있을 수 있다. 이런 이유로, 너트의 체결 중 후속 조임 공정은 펄스 토크를 가하는 방법으로 작업을 진행하게 된다.
첫 번째 단계인 설정하는 단계(s10)는 최종적인 목표 토크(ttq)를 고려하여 복수의 펄스 토크를 설정하는 단계이다. 목표 토크(ttq)는 피작업 대상에 따라 다르기 때문에 목표 토크(ttq)에 따라 최적의 각 펄스 토크를 설정하는 것이 필요하다.
너트는 착좌(a)된 이후 대개 몇 차례 펄스 토크(임팩트력)을 제공하는 것으로 조여 진다. 다만, 반력을 감안하여 복수의 펄스 토크는 순차적으로 증가하되 최종적으로 목표 토크(ttq)에 수렴하도록 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 펄스 토크를 설정한 후 이를 전동 공구에 입력하여 검출된 측정 토크와 비교할 수 있도록 한다.
도 2를 참조하면, '측정 토크'는 비연속적으로 발생하는 복수의 토크를 말한다. 그리고, 각 측정 토크는 제로 값에서 시작하여 점차 증가하다가 피크점을 갖은 후 급격하게 제로 값으로 떨어지는 그래프 모양을 갖는다. 그리고, 측정 토크가 발생할수록 피크점의 크기는 점차 증가한다. 이를 통해, 실제 너트를 조금씩 더 조여 줄 수 있다.
그 다음, 공급하는 단계(s20)는 펄스 토크를 순차적으로 제공하기 위해 이에 대응되는 펄스 전류를 전동 모터에 공급하는 단계이다. 즉, 펄스 토크를 발생시키기 위한 에너지를 공급하는 단계이다. 이 때, 펄스 전류의 제공 방법은 다양할 수 있다.
그러나, 본 발명에서 펄스 전류의 최초값은 펄스 전류의 바로 이전 공급된 펄스 전류의 최종값과 일치하며, 다만, 최종값은 변동 가능하게 설정될 수 있다. 즉, 최종값을 변동 가능하게 제어하여 바로 다음 발생되는 펄스 토크를 설정된 펄스 토크에 근접하도록 할 수 있다.
여기서, 최초값을 바로 이전 공급된 펄스 전류의 최종값과 일치시키는 이유는 최종값 부근에서 펄스 토크의 피크점이 형성되기 때문이다. 그리고, 너트는 바로 이전 펄스 전류의 최종값보다 큰 펄스 전류가 공급되어야 더 조여질 수 있다.
반면, 다시 도 2를 참조하면 펄스 전류는 측정 토크와 달리 제로 값에서 시작하여 임펄스처럼 짧은 시간에 급증하여 최초값을 갖고, 최초값에서 최종값으로 일정 기울기로 선형 증가하되, 최종값에서 다시 짧은 시간에 급감하여 제로 값으로 떨어지는 그래프 모양을 갖는다. 이는, 전류의 공급, 차단에 따른 전류의 흐름이 전류의 특성상 빠른 시간에 이루어질 수 있기 때문에 가능하다.
다만, 최초값에서 최종값에 도달하는 방법은 일정 기울기가 아닌 형태도 가능하다. 그래프 모양으로 설명하면 최초값과 최종값 사이를 점차 증가하는 곡선 등으로 연결시킬 수도 있다. 그리고, 펄스 전류를 제공하는 지속 시간(t)은 동일하다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 설계 변경 등에 의해 가변적일 수 있다.
한편, 최종값은 연산하는 단계(s50)를 거친 후 비로소 변동 가능한 바, 검출하는 단계(s30), 저장하는 단계(s40) 및 연산하는 단계(s50)를 먼저 상술한다.
검출하는 단계(s30)는 토크 센서를 이용하여 너트에 가해지는 측정 토크를 검출하는 단계이다. 토크 센서는 전동 공구의 선단에 배치되어 순간적으로 너트에 실제 가해지는 측정 토크를 검출할 수 있다. 다만, 토크 센서를 통해 노이즈 등이 검출되는 경우 측정 토크와 구별이 모호할 수도 있다.
그 다음, 저장하는 단계(s40)는 검출된 측정 토크를 착탈식 메모리에 저장하는 단계이다. 여기서, 착탈식 메모리는 유에스비(USB), 에스디(SD) 카드 등을 포함하며, 전동 공구의 일측에 탈부착 가능하게 장착된다.
이는, 작업 이력이 되는 검출된 측정 토크를 저장하여 작업 품질을 관리하기 위함이다. 왜냐하면, 작업 품질은 최종적으로 너트에 실제 가해지는 목표 토크(ttq) 뿐만 아니라 그 과정에서 너트에 실제 가해지는 측정 토크에 의해서도 좌우되기 때문이다.
한편, 전동 공구는 무선 통신 등으로 외부 제어 장치에 작업 이력을 전송할 수 있다. 그러나, 전동 공구와 외부 제어 장치 사이의 거리가 멀어지거나 무선 통신이 일시 단절되면 작업 이력이 전송될 수 없다. 이런 경우, 착탈식 메모리를 사용하면 안정적으로 작업 이력을 저장할 수 있다.
그 다음, 연산하는 단계(s50)는 검출된 측정 토크와 설정된 펄스 토크를 비교하여 오차를 연산하는 단계이다. 이 때, 비교 결과는 1) 일치, 2) 작음 및 3) 큼의 3가지 중 어느 하나로 판정될 수 있다. 다만, 일치하는 경우, 바로 다음 제공되는 펄스 전류의 최종값은 설정된 펄스 전류의 최종값과 동일하다. 왜냐하면, 설정된 펄스 토크가 그대로 실제 발생되어 검출되었기에 펄스 전류가 적절하게 제어되고 있기 때문이다.
그러나, 검출된 측정 토크가 설정된 펄스 토크보다 작거나 큰 경우 바로 다음 펄스 전류의 최종값은 변동 가능하다. 이는, 펄스 전류의 공급에 의해 설정된 펄스 토크가 실제 너트에 가해지지 않았기 때문이다. 이 때, 바로 다음 펄스 전류의 최종값은 비례식을 사용하여 오차만큼 변동될 수 있다.
도 3은 오차에 따른 펄스 전류의 최종값이 변동되는 것을 나타내는 개략도이다. 도 3을 참조하면, 예를 들어, 오차가 마이너스 10%인 것으로 연산되면 바로 다음 펄스 전류의 최종값은 설정된 최종값의 110%에 해당되는 값으로 변동될 수 있다. 즉, 최종값은 설정된 증가분보다 더 크다. 그 결과, 바로 다음 펄스 전류의 기울기는 설정된 것보다 더 커진다.
반대로, 오차가 플러스 10%인 것으로 연산되면, 최종값은 설정된 최종값의 90%에 해당되는 값으로 변동될 수 있다. 이 때, 기울기는 설정된 것보다 더 작아진다.
그 결과, 바로 다음 너트에 실제 가해지는 측정 토크는 설정된 펄스 토크에 근접할 수 있다. 즉, 너트에 가해지는 토크의 정확도가 향상될 수 있다.
한편, 검출된 측정 토크가 설정된 펄스 토크를 초과하면 최종값을 최초값과 동일하게 변동할 수 있다. 즉, 전술한 것처럼 비례식을 사용하여 변동시키는 대신, 바로 다음 펄스 전류의 최종값을 바로 이전 펄스 전류의 최종값과 일치시킴으로써 바로 다음 너트에 실제 가해지는 측정 토크의 정확도를 향상시킬 수 있다.
이처럼, 검출된 측정 토크와 설정된 펄스 토크의 오차를 반영하여 제어하는 방법은 너트에 실제 가해지는 측정 토크의 정확도를 향상시킬 수 있어 체결 공정의 생산성에 기여할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 공구의 제어 방법을 나타내는 순서도이다. 도 4를 참조하면, 전동 공구의 제어 방법은 설정하는 단계(s110), 검출하는 단계(s120), 검출하는 단계(s130), 저장하는 단계(s140) 및 중단하는 단계(s150)를 포함한다.
구체적으로 공급하는 단계(s120) 및 중단하는 단계(s150)를 제외하면 나머지 각 단계는 전술한 바와 동일한 바, 이에 대해서는 이하 구체적 설명을 생략한다.
공급하는 단계(s120)에서 펄스 전류는 최초값에서 일정 기울기로 선형 증가하되, 최초값은 바로 이전 공급된 펄스 전류의 최종값과 일치한다. 다만, 중단하는 단계(s150)에서 토크 센서를 이용하여 검출된 너트에 실제 가해지는 측정 토크가 설정된 펄스 토크와 일치하면 펄스 전류의 공급을 중단한다.
즉, 펄스 전류는 상기 조건이 충족될 때가지 전류의 크기를 선형적으로 증가시키면서 계속 공급된다. 그 결과, 전술한 일 실시예와 달리 각각의 펄스 토크를 제공하는 지속 시간(t)은 가변적일 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

Claims (7)

  1. 너트가 착좌된 이후 간헐적인 펄스 토크를 제공하여 상기 너트를 조여 주되, 상기 펄스 토크의 제공 수단으로 전동 모터를 사용하는 전동 공구의 제어 방법에 있어서,
    최종적인 목표 토크를 고려하여 복수의 상기 펄스 토크를 설정하는 단계;
    상기 펄스 토크를 순차적으로 제공하기 위해 이에 대응되는 펄스 전류를 상기 전동 모터에 공급하는 단계;
    토크 센서를 이용하여 상기 너트에 가해지는 측정 토크를 검출하는 단계; 및
    검출된 상기 측정 토크와 설정된 상기 펄스 토크를 비교하여 오차를 연산하는 단계;를 포함하며,
    상기 공급하는 단계에서 각각의 상기 펄스 전류의 최초값은 바로 이전 공급된 펄스 전류의 최종값과 일치하며, 상기 최종값은 상기 오차를 반영하여 변동 가능한 전동 공구의 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 펄스 전류는 상기 최초값에서 상기 최종값으로 일정 기울기로 선형 증가하는 전동 공구의 제어 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 최종값은 비례식을 사용하여 상기 오차만큼 변동되는 전동 공구의 제어 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    검출된 상기 측정 토크가 설정된 상기 펄스 토크를 초과하면, 상기 최종값을 상기 최초값과 동일하게 변동하는 전동 공구의 제어 방법.
  5. 너트가 착좌된 이후 간헐적인 펄스 토크를 제공하여 상기 너트를 조여 주되, 상기 펄스 토크의 제공 수단으로 전동 모터를 사용하는 전동 공구의 제어 방법에 있어서,
    최종적인 목표 토크를 고려하여 복수의 상기 펄스 토크를 설정하는 단계;
    상기 펄스 토크를 순차적으로 제공하기 위해 이에 대응되는 펄스 전류를 상기 전동 모터에 공급하는 단계;
    토크 센서를 이용하여 상기 너트에 가해지는 측정 토크를 검출하는 단계; 및
    검출된 상기 측정 토크가 설정된 상기 펄스 토크와 일치하면 상기 펄스 전류의 공급을 중단하는 단계;를 포함하며,
    상기 공급하는 단계에서 각각의 상기 펄스 전류는 최초값에서 일정 기울기로 선형 증가하되, 최초값은 바로 이전 공급된 펄스 전류의 최종값과 일치하는 전동 공구의 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 펄스 토크를 제공하는 각각의 지속 시간은 가변적인 전동 공구의 제어 방법.
  7. 제 1항 내지 제 4항 또는 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출하는 단계와 상기 연산하는 단계 사이에 검출된 상기 측정 토크를 착탈식 메모리에 저장하는 단계;를 더 포함하는 전동 공구의 제어 방법.
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