JPH0321310B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0321310B2
JPH0321310B2 JP58022196A JP2219683A JPH0321310B2 JP H0321310 B2 JPH0321310 B2 JP H0321310B2 JP 58022196 A JP58022196 A JP 58022196A JP 2219683 A JP2219683 A JP 2219683A JP H0321310 B2 JPH0321310 B2 JP H0321310B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plastic deformation
signal
timer
tightening
torque
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58022196A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59152075A (ja
Inventor
Hideki Oonishi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Mechatronics Corp
Original Assignee
Shibaura Engineering Works Co Ltd
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 Shibaura Engineering Works Co Ltd filed Critical Shibaura Engineering Works Co Ltd
Priority to JP2219683A priority Critical patent/JPS59152075A/ja
Publication of JPS59152075A publication Critical patent/JPS59152075A/ja
Publication of JPH0321310B2 publication Critical patent/JPH0321310B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、荷重制御座金を用いて所定の締付ト
ルクでボルトを締付けるボルト締付機の改良に関
するものである。
ボルトの弾性変形範囲内の目標締付荷重より低
い所定の締付荷重で塑性変形する荷重制御座金を
用い、ボルトを所定の締付荷重で締付けることが
従来より行なわれている。この荷重制御座金とし
ては、例えば新日本製鉄株式会社および日鉄ボル
テン株式会社製のLC座金(商標名)が知られて
いる。
第1図はこのような荷重制御座金の使用状態を
示す図であり、同図Aはその締付前を、Bは締付
終了後を示す。これらの図で符号1,2は被締付
体、3はこれら被締付体1,2を貫通するボル
ト、4は荷重制御座金、5はナツトである。同図
Aの状態からナツト5を締付けてゆくと座金4の
塑性変形が進行して平坦化し、Bの状態になる。
この座金4の塑性変形の過程においては、ボルト
3の軸力は略一定となるから、その間の締付トル
クも略一定になる。この一定値より、多少増加し
た目標締付荷重で締付けを停止すれば、締付軸力
をこの座金4の種類によつて決まる所定の値にす
ることができる。
一方、ボルト締付機に直流直巻電動機を用いた
場合には、締付トルクと電流とが比例する点に着
目し、締付中に電流の締付角度(又は時間)に対
する変化が所定範囲内に収まるように十分小さく
なつたことから、荷重制御座金4が塑性変形中で
あることを検出することが従来より考えられてい
る。第2図Aの曲線Aは締付角度θに対するソフ
トスタートをした電動機の電動機電流Iの理想状
態における関係を示す図である。この電動機電流
Iは締付トルクTに対応している。この図におい
て、点aは座金4の塑性変形開始点(座金のつぶ
れ始める点)、点bは同じく塑性変形終了点(LC
座金の密着点)を、点cは締付目標点を、点dは
ボルトの降伏点を示す。ここにおいて、点a〜b
の間の締付角度θ1において、電動機電流および
締付トルクTは略一定になる。
実際のボルトの締付においては、点aはLC座
金の特性で決まる変曲点であるので確実に検出す
ることができるが、点bは座金、被締付体、ナツ
トの接触面及びねじ部の摩擦の影響などを受け曲
線がB,C,Dと変化し、点bを検出できない事
が時々出てくる。そこで点aを検出して以降ある
設定角度θ2だけ締付ける方式が考えられるが、こ
の場合は、パルス(角度)を検出するため、通常
ボルト締付機の本体側にパルス検出器を設ける必
要があり、制御器を含め装置が複雑高価になると
いつた欠点があつた。このため、点aを検出して
以降ある設定時間だけ締付ける方式も考えられる
が、この場合は、電源電圧(電動機の印加電圧)
が変化すると電動機の締付速度も変化し、正確な
軸力でボルト等を締付けることができない欠点が
あつた。例えば、第2図Bに示すように、電源電
圧が高い場合は曲線F、低い場合は曲線Gのよう
に時間tに対する電動機電流は変化する。従つ
て、座金4の塑性変形開始点a1と締付目標点c1
の時間tAを設定時間としてタイマーに設定して
も、電源電圧が低くなると設定時間はtB(座金4
の塑性変形開始点a2と締付目標点c2間の時間)と
しなければ(tA<tB)正確な軸力でボルトを締付
けることができない。なお、第2図A,Bにおい
て、点S(トルクTSLに相当)は、ソフトスター
ト時の起動電流(又はトルク)より大きく、塑性
変形開始点a、a1、a2の電流(又はトルク)より
も小さい点を示す。
本発明は上記欠点を除去するため、電圧補正回
路付タイマーで、電源電圧が変動してもタイマー
時間を調整し、正確な軸力すなわち点c1、c2等で
ボルトを締付けることができるようにしたボルト
締付機を提供することを目的とするものである。
以下、図面に基づき本発明を詳細に説明する。
第3図は本発明の一実施例を示す全体構成図で
ある。この図において、10は直流直巻電動機を
示し、この電動機10は界磁巻線11と回転子1
2を備えている。この回転子12の回転によつて
ナツト5(第1図参照)を締付ける。13は電動
機10の正逆転切換スイツチ、14は起動スイツ
チ、15は制御素子回路(サイリスタ等)、16
は位相制御回路、17はゲート遮断回路である。
18は塑性変形開始点検出回路、22は電流検出
器、23は電圧補正回路付きタイマー、28はト
ルク設定器(トルクTSL)である。
塑性変形開始点検出回路18は、第1比較器3
1とアナグロスイツチASと遅れ回路20と塑性
変形開始点設定器29と第2比較器32とを備え
ている。
この塑性変形開始点検出回路18は、電流検出
器22で検出した信号Aと、トルク設定器28に
設定したトルクTSLに相当する信号とを第1比較
器で比較し、信号Aの方が大の場合、第1比較器
31からの信号でアナグロスイツチASをONす
る。このアナグロスイツチASがONすると、信
号Aは、塑性変形開始点設定器29と遅れ回路2
0に出力される。信号Aを入力した遅れ回路20
は、ある時定数だけ遅らされた信号Eを第2比較
器32に出力する。信号Aを入力した塑性変形開
始点設定器29は、設定した分圧比A′/Aで分
圧した信号A′を第2比較器32に出力する。こ
の塑性変形開始点設定器29は、曲線A′と曲線
Eの交点a′を塑性変形開始点aと一致させる様に
分圧比A′/Aを設定するものである。分圧比
A′/Aを小さくすると、交点a′は点Sの近傍の直
線部(まだ座金がつぶれ始めない点)に近づき、
分圧比A′/Aを大きくすると、交点a′は電流(又
はトルク)が略一定となる点(座金がつぶれつつ
ある点)に近づき、いずれも回転角度(又は時
間)の測定のスタート点が実際の塑性変形開始点
aと一致せず、回転角(又は時間)の測定のスタ
ート点が不安定となる。なお、分圧比A′/Aは、
座金がきまれば1回の設定で良いが、座金の種類
(大きさ、材質、熱処理の仕方等)がかわれば、
それに応じて設定値をかえてやれば良い。また第
2の比較器32は信号A′と信号Eを入力して信
号Eの方が大の時(第2図Bの点、a1、a2等)、
電圧補正回路付タイマー23に信号を出力する。
電圧補正回路付タイマー23は、電圧補正回路2
4とタイマー本体25と時間設定器26と第3比
較器33と減算器34とを備えている。この電圧
補正回路付タイマー23の時間設定器26にはv1
を設定し、塑性変形開始点検出回路18よりの信
号で作動し、所定のタイマー時間でゲート遮断回
路17に信号を出力する。ゲート遮断回路17は
電圧補正回路付タイマー23よりの信号で作動
し、制御素子回路15に遮断信号Gを出力し、制
御素子回路15をオフさせて電動機を停止させ
る。電圧補正回路付タイマー23の電圧補正回路
24は、電源27の電圧が変動しても、締付角度
θ2が一定になるように信号v2を調整する回路であ
る。即ち、この電圧補正回路24よりの信号v2
時間設定器26よりの信号v1は減算器34で減算
され、その差(v1−v2)が信号v3として第3比較
器33に出力される。
一方、塑性変形開始点検出回路18からの信号
は、タイマー本体25に出力され、このタイマー
本体25からは、信号v4が第3比較器33に出力
される。
第3比較器33は、信号V3とv4を入力して、
v3に比しv4が大の時(締付角度θ2になつた時)信
号をゲート遮断回路17に出力して制御素子回路
15のゲートを遮断する。また、電源電圧が変動
した場合、タイマー時間が変動することは第4図
より明らかである。この第4図は横軸に時間t、
縦軸に減算器34よりの信号v3の大きさをとつた
ものである。すなわち、v1は時間設定器26に設
定された設定値で、v4はタイマー本体25の抵抗
R、コンデンサcにより定まり図のような曲線で
変化する。従つて、電源電圧が変動してv2が大に
なり、v3がv3′になるとタイマー時間はtAと短くな
り、v2が小になり、v3がv3″になるとタイマー時
間はtBと長くなるように電圧補正回路付きタイマ
ー23は作動する。
トルク設定器28には、塑性変形開始点a1、a2
等の検出を確実にするため、この点(a1、a2等)
の電流(又はトルク)より小さく、ソフトスター
ト時の起動電流(又はトルク)より大きいトルク
(TSL)を設定しておき、電流検出器22の検出
信号とこのトルク設定器28よりの信号を比較
し、電流検出器22よりの信号がトルク設定器2
8よりの信号より大になつた時にアナグロスイツ
チASをONさせる。これにより塑性変形開始点
検出回路18は作動を開始するようになつてい
る。
次に本実施例の動作を説明する。
まず、電圧補正回路付タイマー23の時間設定
器26にv1を設定し、次にトルク設定器28に塑
性変形開始点a1、a2等のトルクより小さいトルク
(TSL)を、塑性変形開始点設定器29に分圧比
A′/Aを設定し、正逆転切換スイツチ13を正
転側か逆転側にオン(第3図は正転側にオンの状
態を示す)する。しかる後起動スイツチ14をオ
ンすると位相制御回路16が作動して、制御素子
回路15のサイリスタ等を導通して電動機10が
回転して、ナツト等が締まり、締付トルクがトル
ク設定器28に設定したトルク(TSL)以上にな
るとアナグロスイツチASがONになり塑性変形
開始点検出回路18が作動を開始し、電流検出器
22で検出した信号Aを塑性変形開始点設定器2
9で分圧した信号A′と、遅れ回路20である時
定数だけ遅らされた遅れ信号Eとを第2比較器3
2で比較し、信号A′に比し、信号Eが大きくな
つた時に(第2図Bの点a1、a2等)電圧補正回路
付タイマー23に信号を出力する。この電圧補正
回路付タイマー23は塑性変形開始点検出回路1
8よりの信号で作動し、電源電圧の変動に応じて
定まるタイマー時間でゲート遮断回路17に信号
を出力する。ゲート遮断回路17は電圧補正回路
付タイマー23よりの信号で作動し、制御素子回
路15に遮断信号Gに出力し、制御素子回路15
をオフさせて電動機10を停止させる。また、電
圧補正回路付タイマー23は、電圧補正回路24
とタイマー本体25と時間設定器26と減算器3
4とを備えているので、電源電圧が変動して電動
機速度が変動してもタイマー時間が調整され、θ2
はほぼ一定に補正される。すなわち、電源電圧が
下がればタイマー時間の値がtBと長くなり、電源
電圧が上がればタイマー時間の値がtAと短くなる
ようになつている。
以上のように本発明は、荷重制御座金の塑性変
形開始点のトルクより小さいトルクTSLで作動
し、かつ、電流検出器で検出した信号を塑性変形
開始点設定器29で分圧した信号A′と、ある時
定数遅れの信号Eを比較し、信号Eの方が大にな
つた点を塑性変形開始点(点a1、a2等)として電
圧補正回路付タイマーを作動させる塑性変形開始
点検出回路を備え、電源電圧の変動に応じて定ま
るタイマー時間で締付けを停止するようにしたの
で、電源電圧が変動しても、電圧補正回路付タイ
マーのタイマー時間が調整されるので、常に正確
な締付軸力でボルトを締付けることができ、従来
例に比し、装置が簡単になる等のその効果大であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は荷重制御座金の使用状態を示す図、第
2図A,Bは回転角度および時間に対する電動機
電流の変化曲線、第3図は本発明の一実施例を
示す全体構成図、第4図は時間に対する電圧の変
化曲線である。 4……荷重制御座金、10……直流直巻電動
機、14……起動スイツチ、15……制御素子回
路、16……位相制御回路、17……ゲート遮断
回路、18……塑性変形開始点検出回路、22…
…電流検出器、23……電圧補正回路付タイマ
ー、27……電源、28……トルク設定器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 直流直巻電動機を備え、目標締付荷重より低
    い荷重で塑性変形する荷重制御座金を用いてボル
    トを締付けるボルト締付機において、荷重制御座
    金の塑性変形開始点のトルクより小さい設定トル
    クTSL以上になつた時に作動を開始し、塑性変形
    開始点を検出する塑性変形開始点検出回路と、こ
    の塑性変形開始点検出回路よりの信号で作動し、
    電源電圧の変動に応じてタイマー時間が調整され
    る電圧補正回路付タイマーとを備え、前記塑性変
    形開始点より前記電圧補正回路付タイマーで設定
    された時間後に締付けを停止することを特徴とす
    るボルト締付機。
JP2219683A 1983-02-15 1983-02-15 ボルト締付機 Granted JPS59152075A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2219683A JPS59152075A (ja) 1983-02-15 1983-02-15 ボルト締付機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2219683A JPS59152075A (ja) 1983-02-15 1983-02-15 ボルト締付機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59152075A JPS59152075A (ja) 1984-08-30
JPH0321310B2 true JPH0321310B2 (ja) 1991-03-22

Family

ID=12076040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2219683A Granted JPS59152075A (ja) 1983-02-15 1983-02-15 ボルト締付機

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59152075A (ja)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5516787B2 (ja) * 1973-01-16 1980-05-07

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59152075A (ja) 1984-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3452373B2 (ja) ねじ締め装置、およびねじ締め方法
JP2647480B2 (ja) ねじの締付方法
US4510424A (en) Nut runner control circuit
US5152046A (en) Fastener tightening method
JPH0321310B2 (ja)
JPH08141928A (ja) ねじ締め制御信号検出方式
JPH0321311B2 (ja)
JPS63191B2 (ja)
EP0271902A2 (en) Method of and apparatus for tightening screw-threaded fasteners
JPH07106548B2 (ja) 滑り検出機能を備えた電動ドライバ
JP2807036B2 (ja) 自動ねじ締め方法及び装置
JPS62255030A (ja) 回転軸のプリロ−ド調整制御装置
JP4467666B2 (ja) ナットランナーの制御方法及び制御装置
JP3037288B1 (ja) ボルト締付トルク制御方法
JP2646368B2 (ja) ボルト締付機
JPH0323309B2 (ja)
JPS5988265A (ja) ねじ締め方法および装置
JPH0921712A (ja) ねじ結合を形成する方法
JPS6399180A (ja) 締付トルク制御装置
JPS6125782A (ja) ネジ締め装置
JPH08281567A (ja) 正弦波駆動ナットランナ
JP2959294B2 (ja) ねじ締め付け装置
JPS5815268B2 (ja) ボルトの締付け方法
JP2646367B2 (ja) ボルト締付機
JPS59161276A (ja) 荷重制御座金を使つたボルトの締付管理方法