JP2677181B2 - Impact type screw tightening device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、衝撃力を利用して、
ねじ締め作業を行うねじ締め装置、例えばインパクト・
レンチやインパクト式ナット・ランナーなどに関し、特
に、ねじの締結力（締付け力）を制御する技術に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION This invention utilizes impact force to
A screw tightening device that performs screw tightening work, such as impact
The present invention relates to a wrench, an impact-type nut / runner, and the like, and more particularly to a technology for controlling the fastening force (tightening force) of a screw.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の締付けトルクを制御するインパク
ト・レンチとしては、例えば実願平３−１２３７０号
（実開平４−１０９８６７号）に記載の装置がある。図
３５は上記の装置の断面図である。図３５において、主
軸１５は磁歪効果を有する材料で構成されている。そし
てねじ締めの際に発生するトルク・パルスに伴う主軸１
５表面の透磁率変化をトルク検出部１１の検出コイル２
６ａ、２６ｂのインダクタンス変化として検出すること
により、トルクの変化を検出する。そして、検出された
トルクが所定の範囲の値に達したところで、制御装置１
１０からの制御信号により、シャット・オフ・バルブ１
２が閉じてエア・モータ部１３への圧縮空気が遮断さ
れ、これによって油圧パルス発生部１４および主軸１５
の駆動を停止させるように構成されている。しかし、テ
ーパ・ビーム・レンチなどのトルク・レンチによるねじ
締めの場合には、締付けトルクと締結部に発生する締結
力とが比例関係にあるが、上記のごときインパクト・レ
ンチにおいては、インパクトのピーク・トルク値は締結
力には比例せず、例えば、直前のインパクトよりピーク
・トルク値の小さなインパクトが発生した場合にも締結
力が増加する、というようなことが頻繁に生じることが
実験の結果判明した。このように、インパクトのピーク
・トルク値は締結力に一対一で対応する量とはいえない
ため、このピーク・トルク値を正確に検出しても締結力
を精度良く検出することはできず、したがって、これに
基づいてシャット・オフ・バルブをカット・オフ制御し
たとしても、締結力を精度良く制御していることにはな
らない。上記のように従来の装置においては、締結力を
正確に検出することができなかったので、所望の締結力
に正確に制御することが困難である、という問題があっ
た。2. Description of the Related Art As a conventional impact wrench for controlling tightening torque, there is, for example, a device described in Japanese Utility Model Application No. 3-12370 (Kaikai No. 4-109867). FIG. 35 is a cross-sectional view of the above device. In FIG. 35, the main shaft 15 is made of a material having a magnetostrictive effect. And the spindle 1 accompanying the torque pulse generated when tightening the screw
5 The change in permeability of the surface is detected by the detection coil 2 of the torque detection unit 11.
The change in torque is detected by detecting the change in the inductance of 6a and 26b. Then, when the detected torque reaches a value within a predetermined range, the control device 1
Shut-off valve 1 by control signal from 10.
2 is closed and the compressed air to the air motor unit 13 is shut off, whereby the hydraulic pulse generator 14 and the main shaft 15
Is configured to be stopped. However, in the case of screw tightening with a torque wrench such as a taper beam wrench, the tightening torque and the tightening force generated at the tightening part are in a proportional relationship. -The torque value is not proportional to the fastening force. For example, the result of experiments shows that the fastening force often increases even when an impact with a peak torque value smaller than the immediately preceding impact occurs. found. Thus, the peak torque value of impact cannot be said to correspond to the fastening force on a one-to-one basis, so even if this peak torque value is accurately detected, the fastening force cannot be detected accurately. Therefore, even if the shut-off valve is cut off based on this, the fastening force is not accurately controlled. As described above, in the conventional device, the fastening force cannot be accurately detected, so that there is a problem that it is difficult to accurately control the fastening force to a desired fastening force.

【０００３】上記の問題を解決するため、本出願人は、
ねじ締め中のインパクトごとにピーク・トルク値を用い
て締結力の増加量を演算する装置を既に出願している
（特願平４−２５４０２８号（特開平６−７９６３８
号））。図３６は、該装置における演算のフローチャー
トである。なお、機構部分は図３５に示したものと同じ
である。この装置は、図３６に示すように、ねじ締め中
のインパクトごとにピーク・トルク値を用いて締結力の
増加量を計算し、これを順次加算することにより締結力
を求め、その値が予め定めた締結力に達した時点で、イ
ンパクト・レンチに供給される圧縮空気を遮断すること
により、目標とする締結力を得るものである。In order to solve the above problems, the applicant has
An application has already been filed for a device for calculating the amount of increase in fastening force using the peak torque value for each impact during screw tightening (Japanese Patent Application No. 4-254028 (JP-A-6-79638).
issue)). FIG. 36 is a flowchart of calculation in the device. The mechanical portion is the same as that shown in FIG. As shown in FIG. 36, this device calculates the amount of increase in the fastening force by using the peak torque value for each impact during screw tightening, and sequentially adds the amount to obtain the fastening force. The target fastening force is obtained by shutting off the compressed air supplied to the impact wrench when the predetermined fastening force is reached.

【０００４】以下、図３６に基づいて詳細に説明する。
まず、ステップＳ３０１で目標締結力ｃＦｃの値を設定
した後、ステップＳ３０２でインパクト数のカウンタを
リセットし＜カウントｉ＝０＞、さらにステップＳ３０
３でそれまでの締結力の値をリセットする＜Ｆ(０）＝
０＞。次に、ステップＳ３０４では、ねじ締めを開始す
る。また、ステップＳ３０５〜ステップＳ３０９はルー
プを形成しており、インパクトごとに締結力の計算を行
う。まず、ステップＳ３０５でカウントｉを１だけ増加
させた後、ステップＳ３０６でトルクセンサの信号から
インパクトのピーク・トルク値Ｔ_P(ｉ）を求めて記憶す
る。次に、ステップＳ３０７では、Ｆ(ｉ−１）におけ
るトルク−締結力変換係数Ｃ_TF(ｉ）を、締結力データ
・メモリ部のテーブルに基づいて計算する。ただし、Ｃ
_TF(ｉ）＝Ｃ_TF〔Ｆ(ｉ−１）〕。次に、ステップＳ３０
８では、インパクトによる締結力の増加分δＦ(ｉ）＝
Ｃ_TF(ｉ）×Ｔ_P(ｉ）を計算し、さらにこのインパクト
後の締結力Ｆ(ｉ）を、それまでの締結力すなわち１回
前のインパクト後の締結力Ｆ(ｉ−１）に上記の増加分
δＦ(ｉ）を加算することにより計算する。したがっ
て、Ｆ(ｉ）＝Ｆ(ｉ−１）＋Ｃ_TF(ｉ）×Ｔ_P(ｉ）。次
に、ステップＳ３０９では、インパクト後の締結力Ｆ
(ｉ）が目標締結力ｃＦｃ以上か否かを判断し、ＮＯで
あればステップＳ３０５に戻ってステップＳ３０９まで
を繰返す。一方、ステップＳ３０９でＹＥＳになると、
ステップＳ３１０へ進み、その時点でカット・オフ命令
が出される。これによって圧縮空気のバルブが閉じられ
る。次に、ステップＳ３１１では、終了するか否かを判
断し、ＹＥＳであればそのまま終了し、ＮＯであればス
テップＳ３０２へ戻って次のねじ締めを行う。なお、上
記従来例および本出願人の先行技術の説明は、インパク
ト・レンチを例として説明したが、インパクト式ナット
・ランナー等においても同様である。A detailed description will be given below with reference to FIG.
First, after setting the value of the target fastening force cFc in step S301, the impact number counter is reset in step S302 <count i = 0>, and further in step S30.
The value of the fastening force up to that point is reset with 3. <F (0) =
0>. Next, in step S304, screw tightening is started. Further, steps S305 to S309 form a loop, and the fastening force is calculated for each impact. First, after incrementing the count i by 1 in step S305, the peak torque value T _P (i) of the impact is obtained and stored from the signal of the torque sensor in step S306. Next, in step S307, the torque-engagement force conversion coefficient _CTF (i) at F (i-1) is calculated based on the table of the engagement force data / memory unit. Where C
_TF (i) = C _TF [F (i-1)]. Next, step S30
8, the tightening force increase due to impact δF (i) =
C _TF (i) × T _P (i) is calculated, and the fastening force F (i) after this impact is used as the fastening force up to that time, that is, the fastening force F (i-1) after the previous impact. It is calculated by adding the increment δF (i). Therefore, F (i) = F (i−1) + C _TF (i) × T _P (i). Next, in step S309, the fastening force F after impact is applied.
It is determined whether or not (i) is equal to or greater than the target fastening force cFc, and if NO, the process returns to step S305 to repeat step S309. On the other hand, if YES in step S309,
The process proceeds to step S310, at which point a cut-off command is issued. This causes the compressed air valve to close. Next, in step S311, it is determined whether or not to end the process. If YES, the process ends as it is, and if NO, the process returns to step S302 to perform the next screw tightening. Although the above-mentioned conventional example and the description of the prior art by the applicant have been described by taking the impact wrench as an example, the same applies to the impact type nut runner and the like.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、図３５
に示した従来の装置においては、締結力を正確に検出す
ることができなかったので、所望の締結力に正確に制御
することが困難である、という問題があった。また、上
記の問題を解決するためになされた本出願人の先行発明
においては、締結力を検出することはできるが、ねじ締
め中にトルク・パルスが計測されると直ちに締結力の計
算を行うようになっているため、実際に締結力が発生す
る以前すなわちボルトまたはナットが着座する前に、ね
じ面の摩擦等によってトルクが発生した場合にも締結力
の計算が実行されてしまう。そのため、締結力の演算値
（演算締結力）が実際の締結力（実測締結力）よりも大
きな値となり、誤差を生じてしまうという問題があっ
た。特に、自動車のシャシ部品の組立てで多く用いられ
ている戻り止めナットの場合には、このような問題が発
生しやすい。As described above, as shown in FIG.
In the conventional device shown in (1), the fastening force cannot be accurately detected, so that there is a problem that it is difficult to accurately control the fastening force to a desired fastening force. Further, in the prior invention of the present applicant made to solve the above problem, the fastening force can be detected, but the fastening force is calculated immediately when the torque pulse is measured during screw tightening. Therefore, the fastening force is calculated even when torque is generated due to friction of the screw surface before the fastening force is actually generated, that is, before the bolt or the nut is seated. Therefore, the calculated value of the fastening force (calculated fastening force) becomes larger than the actual fastening force (actually measured fastening force), and there is a problem that an error occurs. Particularly, in the case of a detent nut that is often used in assembling chassis parts of automobiles, such a problem is likely to occur.

【０００６】本発明は上記のごとき従来技術の問題を解
決し、かつ本出願人の先行技術をさらに改良するために
なされたものであり、実際の締結力を正確に演算するこ
とができ、精度の良いねじ締め作業を行うことのできる
インパクト式ねじ締め装置を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above and to further improve the prior art of the present applicant, and it is possible to accurately calculate the actual fastening force and to improve the accuracy. An object of the present invention is to provide an impact type screw tightening device capable of performing a good screw tightening work.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよ
うに構成している。すなわち、請求項１に記載の発明に
おいては、駆動出力にパルス成分を有する駆動手段と、
一端にねじとの継手部を有し、上記駆動手段によって駆
動されることによってねじを締め付ける主軸と、上記主
軸のトルクを検出するトルク検出手段と、を有するイン
パクト式ねじ締め機本体と、上記トルク検出手段の検出
結果から求めたトルク・パルスのピーク値を用いて締結
力を求め、目標とする締結力を実現するように上記駆動
手段へ与えられる動力源を制御し、かつ、上記トルク・
パルスの持続時間を検出し、上記持続時間が着座判定し
きい値持続時間以上となった時点を着座時点と判定し、
上記着座時点を締結力計算開始時点として締結力を演算
する制御手段と、を備えている。なお、上記のインパク
ト式ねじ締め機本体は、例えば後記図１の実施例におけ
るインパクト式ねじ締め機本体１００（詳細は図２に表
示）に相当し、同じく、上記駆動手段はモータ１０２と
トルク・パルス発生器１０３の部分に相当し、上記主軸
および上記トルク検出手段はそれぞれ、主軸１０４およ
びトルク検出器１０１に相当する。また、上記制御手段
は、例えば後記図１の実施例における制御装置１２０に
相当する。In order to achieve the above object, the present invention is constructed as described in the claims. That is, in the invention described in claim 1, drive means having a pulse component in the drive output,
Has a joint portion of the screw at one end, a main shaft tightening the screws by being driven by the drive means, the impact screw tightening machine body having, a torque detection means for detecting the torque of the spindle, the seeking concluded force using the peak value of the torque pulses obtained from the detection result of the torque detecting means, controls the power source applied to said drive means so as to realize a fastening force as a target, and the torque・
The duration of the pulse is detected and the above duration is used for seating determination.
It is judged that the sitting time is the time when it exceeds the threshold duration,
And a control means for calculating the fastening force with the seating time as the fastening force calculation start time. The above-mentioned impact type screw tightener main body corresponds to, for example, the impact type screw tightener main body 100 (details are shown in FIG. 2) in the embodiment of FIG. 1 described later, and similarly, the drive means is a motor 102 and a torque. It corresponds to a portion of the pulse generator 103, and the main shaft and the torque detecting means correspond to the main shaft 104 and the torque detector 101, respectively. Further, the control means corresponds to, for example, the control device 120 in the embodiment of FIG. 1 described later.

【０００８】また、請求項２に記載の発明においては、
駆動手段によるインパクト発生に対応したトルク・パル
スの発生間隔を検出し、上記発生間隔が着座判定しきい
値発生間隔以上となった時点を着座時点と判定するよう
に構成している。なお、上記の演算は、例えば後記図６
の実施例における制御装置１３０で行ない、また、上記
駆動手段によるインパクト発生に対応したトルク・パル
スの発生間隔とは、例えば図２４におけるライナ・ケー
スの回転周期に相当する。また、請求項３に記載の発明
においては、駆動手段による各インパクトごとに発生す
る複数のトルク・パルスのうち最初に発生するトルク・
パルスと第２番目に発生するトルク・パルスとの間隔で
あるフリーランニング時間を検出し、上記フリーランニ
ング時間が着座判定しきい値フリーランニング時間以下
となった時点を着座時点と判定するように構成してい
る。なお、上記演算は例えば後記図１１の実施例におけ
る制御装置１５０で行なう。また、請求項４に記載の発
明においては、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の
発明において、上記締結力の演算は、前回のインパクト
までの締結力Ｆ(ｉ−１）の値に応じて、締結力に対す
るトルク変換係数の特性から今回の演算に用いるトルク
変換係数Ｃ _TF (ｉ）を読み出し、該トルク変換係数Ｃ
_TF (ｉ）と今回のインパクトにおける上記トルク検出手
段の検出結果から求めたピーク・トルク値Ｔ _P (ｉ）とを
乗算することにより、今回のインパクトによる締結力の
増加分δＦ(ｉ）を計算し、前回のインパクトまでの締
結力Ｆ(ｉ−１）に上記の増加分δＦ(ｉ）を加算するこ
とにより、今回のインパクトまでの締結力Ｆ(ｉ）を計
算し、かつ上記トルク変換係数の特性は、締結力が大き
くなるほど小さな値の係数Ｃ _TF (ｉ）になる特性に設定
したものである。なお、上記トルク変換係数Ｃ _TF (ｉ）
の締結力に対する特性は、例えば図４に示すごとき特性
となる。 Further, in the invention described in claim 2,
Torque pal that corresponds to the impact generated by the drive means
The seating interval is detected and the seating interval is the threshold for seating determination.
The time when the value generation interval is exceeded is determined as the sitting time
It is composed. Note that the above calculation is performed, for example, in FIG.
The controller 130 in the embodiment of
Torque pal that corresponds to the impact generated by the drive means
For example, the line spacing is the liner case in FIG.
It corresponds to the rotation cycle of the space.The invention according to claim 3
InOccurs at each impact by the driving means
The torque that occurs first among the multiple torque pulses
At the interval between the pulse and the second torque pulse that occurs
Detects a certain free running time and
The sitting time is less than the seating judgment threshold free running time
Is configured to be determined as the sitting time.
You. Note that the above calculation is performed, for example, in the embodiment shown in FIG.
The control device 150 is used.In addition, according to claim 4,
In Ming,The method according to any one of claims 1 to 3.
In the present invention, the calculation of the fastening force is the impact of the previous time.
Depending on the value of the fastening force F (i-1) up to
The torque used for this calculation from the characteristics of the torque conversion coefficient
Conversion coefficient C _TF (i) is read out and the torque conversion coefficient C
_TF (i) and the above torque detection procedure in this impact
Peak torque value T obtained from the step detection result _P (i) and
By multiplying,
Calculate the increment δF (i) and tighten until the last impact
Add the above increment δF (i) to the binding force F (i-1).
The fastening force F (i) up to this impact is calculated by
And the torque conversion coefficient characteristic is that the tightening force is large.
The smaller the value, the smaller the coefficient C _TF Set to the characteristic that becomes (i)
It was done. The torque conversion coefficient C _TF (i)
The characteristic of the fastening force of the is as shown in Fig. 4, for example.
Becomes

【０００９】また、請求項５に記載の発明においては、
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の発明において、
実際の締結力を測定する測定手段と、予備実験における
上記測定手段の測定結果を用いて、上記着座判定しきい
値持続時間、上記着座判定しきい値発生間隔、上記着座
判定しきい値フリーランニング時間、および上記締結力
に対するトルク変換係数の特性、のうちの少なくとも一
つを学習によって決定する演算手段と、を備えるように
構成したものである。なお、上記測定手段は、例えば後
記図１３の実施例における歪ゲージ１７１が取付けられ
た締結力測定用ボルト１７２の部分に相当し、同じく上
記演算手段は、制御装置１６０に相当する。[0009] In the invention according to claim 5,
In the invention according to any one of claims 1 to 4,
Measuring means to measure the actual fastening force, and in the preliminary experiment
The seating determination threshold is determined using the measurement results of the above-mentioned measuring means.
Value duration, seating determination threshold generation interval, seating
Judgment threshold free running time and the above fastening force
At least one of the characteristics of the torque conversion coefficient for
To determine one by learning,
It is composed. The measuring means corresponds to, for example, the fastening force measuring bolt 172 to which the strain gauge 171 in the embodiment shown in FIG.

【００１０】また、請求項６に記載の発明においては、
駆動手段による各インパクトごとに発生する複数のトル
ク・パルスのうちの最初に発生するトルク・パルスの立
上りから、一定のサンプリング間隔で所定のデータ数
（すなわちサンプリング・データ数）だけトルク・デー
タをサンプリングしたときにおける所定のトルク値（す
なわちフリーランニング判定しきい値トルク）以下の値
を示したデータ数、すなわちフリーランニング・データ
数を検出し、上記フリーランニング・データ数が所定の
着座判定しきい値フリーランニング・データ数以下であ
るかを判断し、以下であると判断した時点を着座時点と
判定するように構成している。なお、上記の演算は、例
えば後記図１７の実施例における制御装置１８０で行な
う。また、請求項７に記載の発明においては、駆動手段
による各インパクトごとに発生する複数のトルク・パル
スのうちの最初に発生するトルク・パルスの立上りか
ら、一定のサンプリング間隔で所定のデータ数（すなわ
ちサンプリング・データ数）だけトルク・データをサン
プリングしたときにおける所定のトルク値（すなわち抽
出判定しきい値トルク）以上の値を示したデータ数を検
出し、上記データ数が所定の着座判定しきい値抽出デー
タ数以上となった時点を着座時点と判定するように構成
している。なお、上記の演算は、例えば後記図２０の実
施例における制御装置１９０で行なう。また、請求項８
に記載の発明においては、請求項６または請求項７に記
載のインパクト式ねじ締め装置において、上記サンプリ
ングデータ数とサンプリング間隔との積であるサンプリ
ング時間を、着座前において１回のインパクトで発生す
る複数のトルク・パルスのうちの最初に発生するトルク
・パルスの立上りから第２番目に発生するトルク・パル
スの立上りまでの所要時間よりも短く設定するようにし
ている。なお、上記の演算は、例えば後記図１７の実施
例における制御装置１８０で行なう。また、請求項９に
記載の発明においては、請求項６乃至請求項８の何れか
に記 載の発明において、上記締結力の演算は、前回のイ
ンパクトまでの締結力Ｆ(ｉ−１）の値に応じて、締結
力に対するトルク変換係数の特性から今回の演算に用い
るトルク変換係数Ｃ _TF (ｉ）を読み出し、該トルク変換
係数Ｃ _TF (ｉ）と今回のインパクトにおける上記トルク
検出手段の検出結果から求めたピーク・トルク値Ｔ
_P (ｉ）とを乗算することにより、今回のインパクトによ
る締結力の増加分δＦ(ｉ）を計算し、前回のインパク
トまでの締結力Ｆ(ｉ−１）に上記の増加分δＦ(ｉ）を
加算することにより、今回のインパクトまでの締結力Ｆ
(ｉ）を計算し、かつ上記トルク変換係数の特性は、締
結力が大きくなるほど小さな値の係数Ｃ _TF (ｉ）になる
特性に設定したものである。なお、上記トルク変換係数
Ｃ _TF (ｉ）の締結力依に対する特性は、例えば図４に示
すごとき特性となる。 Claims6In the invention described inIs
DriveMultiple tor generated at each impact by moving means
Of the torque pulse that occurs first in the
From upstream, a predetermined number of data at a fixed sampling interval
(That is, the number of sampling data)
The specified torque value (
Value that is equal to or less than the free running judgment threshold torque)
The number of data showing, that is, free running data
The numberThe number of free running data
Seating judgment threshold Free running
Whether or not the seat is seated.
judgeIt is configured as follows.The aboveIs calculated, Example
For example, the control device 180 in the embodiment shown in FIG.Do
U.Claims7In the invention described inIs a driveMeans of movement
Multiple torque pal generated for each impact due to
Of the torque pulse that occurs first in the
A fixed number of data at a fixed sampling interval (that is,
The number of sampling data)
The predetermined torque value (that is, the extraction
Output judgment threshold torque)The numberInspection
Out, upNoteData for the seating determination threshold value
The time when the number exceeds the number of seats is determined as the sitting timeConfigured as
doing.The aboveIs calculated, For example
Control device 190 in the embodimentTo do.Claims8
In the invention described in,6 or claim 7In
The impact type screw tightening device
Sample which is the product of the number of sampling data and the sampling interval
One sitting time before seating
First occurring torque of the multiple torque pulses
・ Torque pulse generated second from the rising edge of pulse
Set the time shorter than the time required for the
ing. The aboveIs calculated, For example, the implementation of Figure 17 below
Controller 180 in the exampleTo do.Also, in claim 9.
In the described invention,Any one of claims 6 to 8.
Written in In the invention described above, the calculation of the above-mentioned fastening force is based on the previous step.
Fastening according to the value of fastening force F (i-1) up to compaction
Used in this calculation from the characteristics of torque conversion coefficient for force
Torque conversion coefficient C _TF Read (i) and convert the torque
Coefficient C _TF (i) and the above torque at this impact
Peak torque value T obtained from the detection result of the detection means
_P By multiplying (i) and
Calculate the increase in fastening force δF (i)
To the fastening force F (i-1) up to
Fastening force up to this impact F by adding
(i) is calculated, and the characteristics of the above torque conversion coefficient are
Coefficient C has a smaller value as the binding strength increases. _TF Become (i)
It is set as a characteristic. The above torque conversion coefficient
C _TF The characteristic of (i) with respect to the fastening force is shown in Fig. 4, for example.
It will be a great characteristic.

【００１１】[0011]

【作用】本発明においては、締結力の演算の際に、着座
に伴うトルク・パルスの波形変化から着座時点を判定し
ており、特に、請求項１の発明においては、トルク・パ
ルスの持続時間から着座時点を検出しており、請求項２
に記載の発明においては、インパクト発生に対応したト
ルク・パルスの発生間隔から着座時点を検出しており、
請求項３に記載の発明においては、フリーランニング時
間から着座時点を検出している。そして上記着座時点を
締結力計算開始時点として締結力を演算するように構成
している。そのため、実際の締結が開始される前にねじ
面の摩擦等によって発生したトルクを締結力の計算から
除くことができるので、実際の締結力を正確に演算する
ことができ、目標とする締結力まで精密にねじ締めを行
うことができる。また、上記の各構成では着座時点を正
確に判定することができる。なお、後記の実施例におい
ては、上記の「インパクト発生に対応したトルク・パル
ス」を「インパクト・トルク」と略記している。また、
請求項４の発明においては、請求項１〜請求項３の発明
において、前回のインパクトまでの締結力Ｆ(ｉ−１）
の値に応じて今回の演算に用いるトルク変換係数Ｃ
_TF (ｉ）（後記実施例においてはトルク−締結力変換係
数と記載）を求め、その値Ｃ _TF (ｉ）と今回のピーク・
トルク値Ｔ _P (ｉ）とを乗算することにより、今回のイン
パクトによる締結力の増加分δＦ(ｉ）を計算し、前回
までの締結力Ｆ(ｉ−１）に今回の増加分δＦ(ｉ）を加
算して、今回のインパクトまでの締結力Ｆ(ｉ）を計算
するように構成している。そしてトルク変換係数Ｃ
_TF (ｉ）は、締結力が大きくなるほど小さな値になるよ
うに設定している。 上記のように、前回までの締結力Ｆ
(ｉ−１）の値に応じて今回の演算に用いるトルク変換
係数Ｃ _TF (ｉ）を求め、その値を用いて今回の締結力演
算を行ない、かつそのＣ _TF (ｉ）を、締結力が大きくな
るほど小さな値になるように設定したことにより、実際
の締結力の変化に良く適応した演算を行なうことができ
るので、締結力を正確に計算することが出来る。 [Action]In the present invention,Sit down when calculating the fastening force
The seating time is determined from the change in the waveform of the torque pulse associated with
In particular, in the invention of claim 1, the torque
The seating time is detected from the duration of the loose, and the seating time is detected.
In the invention described in (1),
The seating time is detected from the Luk pulse generation interval,
In the invention according to claim 3, during free running
The seating time is detected from between. And the seating time
Configured to calculate the fastening force as the starting time of the fastening force calculation
doing. Therefore, before the actual fastening begins, the screw
Calculate the torque generated by surface friction etc. from the tightening force calculation
Can be excluded, so the actual fastening force can be calculated accurately
Screw tightening to the target tightening force.
I can. Also, in each of the above configurations, the seating time should be correct.
It can be determined with certainty.In the examples below
Refer to the above “Torque pulse
"Above" is abbreviated as "impact torque".Also,
In the invention of claim 4, the invention of claims 1 to 3
At, the fastening force up to the previous impact F (i-1)
Torque conversion coefficient C used in this calculation according to the value of
_TF (i) (In the embodiment described below, the torque-fastening force conversion section
Number and description), and the value C _TF (i) and this peak
Torque value T _P By multiplying (i) and
Calculate the increase in fastening force due to Pact δF (i)
To the fastening force F (i-1) up to the current increase δF (i)
Calculate the fastening force F (i) up to this impact
It is configured to be. And the torque conversion coefficient C
_TF (i) becomes smaller as the tightening force increases.
Is set. As mentioned above, the fastening force F up to the previous time
Torque conversion used in this calculation according to the value of (i-1)
Coefficient C _TF (i) is calculated and the value is used for this performance
And calculate C _TF For (i), the fastening force is
By setting it so that it becomes a smaller value,
It is possible to perform calculations that are well adapted to changes in the fastening force of
Therefore, the fastening force can be calculated accurately.

【００１２】ここで、着座に伴うトルク・パルスの波形
変化について説明する。図２３は、インパクト式ねじ締
め装置で戻り止めナット（戻り止めナットに関しては、
例えば「ねじ締め付け機構設計のポイント」財団法人日
本規格協会１９８９年第４刷発行第２９９頁〜第３０１
頁に記載）を回転させてねじ締めを行った場合のトルク
・パルスの波形変化を模式的に示したものである。図２
３に示すように、着座前の波形の特徴は、持続時間の短
いトルク・パルスの対がインパクトの発生（ライナ・ケ
ースの１回転）ごとに発生し、最初のトルク・パルスの
ピーク値に対して第２番目のトルク・パルスのピーク値
が１／３〜１／２となっている点である。最初のトルク
・パルスはナットが動き始めるときのものであり、静止
摩擦と戻り止め（例えばカシメ）の効果により大きな滑
り出しトルクとなっている。その後ナットが停止するま
での間は、ライナ・ケースと主軸とが一体となって回転
するが（このときナットはボルトに対してフリーランニ
ング状態となっている）、動摩擦のために主軸の回転速
度は徐々に低下していく。そして、停止する直前になる
とライナ・ケースの方が主軸より速く回転するようにな
り、第２番目のトルク・パルスが検出される。なお、最
初のトルク・パルスの立ち上がりから第２番目のトルク
・パルスの終了までの間の主軸とライナ・ケースとの相
対回転角は２〜３度程度である。これに対して、着座時
の波形の特徴は、着座前と同様に最初と第２番目のトル
ク・パルスからなるものの、両者の間隔すなわちナット
がフリーランニング状態にある時間が極端に短くなって
おり、しかも第２番目のトルク・パルスは着座前に比べ
てピーク値が高く、かつ持続時間が長くなっている点で
ある。また、着座後の波形の特徴は、持続時間の長いト
ルク・パルスがインパクトの発生（ライナ・ケースの１
回転）ごとに発生する点である。すなわち締結力が上昇
してくるとインパクトに伴うナットの回転角が小さくな
り、上記のフリーランニング状態がなくなって、着座前
の波形における最初と第２番目のトルク・パルスが一体
化したような波形となり、トルク・パルスの持続時間が
長くなる。Now, the change in the waveform of the torque pulse due to seating will be described. FIG. 23 shows an impact type screw tightening device which is a detent nut (for the detent nut,
For example, "Points for Designing Screw Tightening Mechanism", Japanese Standards Association, 1989, 4th edition, pages 299 to 301
(Described on page) is shown schematically when the torque pulse waveform changes when the screw is tightened by rotating (see page). FIG.
As shown in Fig. 3, the characteristic of the waveform before seating is that a pair of torque pulses with a short duration is generated at each impact occurrence (one rotation of the liner case), and the peak value of the first torque pulse is And the peak value of the second torque pulse is 1/3 to 1/2. The first torque pulse is when the nut begins to move and is a large starting torque due to the effects of static friction and detents (eg, caulking). After that, until the nut stops, the liner case and the main shaft rotate together (at this time, the nut is in a free running state with respect to the bolt), but due to dynamic friction, the main shaft rotation speed Gradually decreases. Immediately before stopping, the liner case rotates faster than the main shaft, and the second torque pulse is detected. The relative rotation angle between the main shaft and the liner case from the rising of the first torque pulse to the end of the second torque pulse is about 2 to 3 degrees. On the other hand, the characteristic of the waveform when seated is that it consists of the first and second torque pulses as before seating, but the interval between them, that is, the time during which the nut is in the free running state is extremely short. Moreover, the second torque pulse has a higher peak value and a longer duration than before sitting. In addition, the characteristic of the waveform after sitting is that a long-duration torque pulse causes impact (1 of liner case).
This is a point that occurs every rotation). That is, when the tightening force increases, the rotation angle of the nut due to the impact becomes smaller, the above-mentioned free running state disappears, and the first and second torque pulses in the waveform before seating are integrated. And the duration of the torque pulse becomes longer.

【００１３】また、図２４には、ライナ・ケースが１回
転する間のライナ・ケースの角速度ωの変化と上記トル
ク・パルスとの関係について示す。着座前では、角速度
ωが最初のトルク・パルスに伴って減少した後、負荷が
小さくなるため徐々に増加し、第２番目のトルク・パル
スのときにわずかに減少し、その後、再度増加する。こ
の１周期の間の角速度ωを時間ｔで積分すると２πにな
る。一方、着座時および着座後では、角速度ωはトルク
・パルスに伴って減少した後、徐々に増加して１周期を
終える。このときのトルク・パルスに伴う角速度ωの減
少分は着座前に比べて着座時、着座後の順で大きくな
り、また角速度ωの増加速度はほぼ一定と考えられるの
で、着座前に比べて全体的に角速度ωが小さくなり、角
速度ωを時間ｔで積分したときに２πとなるまでの所要
時間、すなわち周期は着座時、着座後の順で長くなる。
このために、着座に伴って、インパクトの発生に対応し
たトルク・パルスの発生間隔は長くなる。上記のよう
に、着座後はトルク・パルスの持続時間およびインパク
トの発生に対応したトルク・パルスの発生間隔は長くな
り、フリーランニング時間は短くなる。したがって、請
求項１〜請求項３のように構成することにより、着座時
点を正確に検出することができる。FIG. 24 shows the relationship between the change in the angular velocity ω of the liner case and the torque pulse during one rotation of the liner case. Before seating, the angular velocity ω decreases with the first torque pulse, then gradually increases due to the smaller load, decreases slightly with the second torque pulse, and then increases again. When the angular velocity ω during this one cycle is integrated at time t, it becomes 2π. On the other hand, at the time of sitting and after sitting, the angular velocity ω decreases with the torque pulse and then gradually increases to complete one cycle. At this time, the amount of decrease in angular velocity ω due to the torque pulse becomes larger in the order of sitting and after sitting than before sitting, and the rate of increase in angular velocity ω is considered to be almost constant. As a result, the angular velocity ω decreases, and the time required until the angular velocity ω becomes 2π when the angular velocity ω is integrated at time t, that is, the cycle becomes longer in the order of sitting and after sitting.
As a result, the seating interval increases the torque pulse generation interval corresponding to the occurrence of impact. As described above, after sitting, the duration of the torque pulse and the generation interval of the torque pulse corresponding to the occurrence of impact become long and the free running time becomes short. Therefore, by configuring as claims 1 to 3, it is possible to accurately detect the seating time.

【００１４】また、請求項５に記載の発明においては、
実際の締結力を測定する手段を備え、予備実験の結果に
基づいて演算を行うことにより、着座判定しきい値持続
時間、着座判定しきい値発生間隔、および着座判定しき
い値フリーランニング時間を予備実験の際に自動的に決
定することができ、併せてインパクトごとに締結力の増
加量を演算するときに用いる締結力に対するトルク変換
係数の特性すなわちＣ_TF−Ｆ特性（例えば図４に示す特
性）についても同様に自動的に決定することができるの
で、計測が容易で正確になる。次に、請求項６に記載の
発明においては、着座に伴うトルク・パルスの波形変化
として、上記フリーランニング・データ数を検出してお
り、請求項７に記載の発明においては、上記抽出データ
数を検出している。そのため、着座時点を正確に判定す
ることができる。Further, in the invention described in claim 5 ,
Equipped with a means to measure the actual fastening force, by performing calculations based on the results of preliminary experiments, the seating determination threshold duration, seating determination threshold generation interval, and seating determination threshold free running time Torque conversion for the fastening force that can be automatically determined during preliminary experiments and that is used to calculate the increase amount of the fastening force for each impact
Similarly, the characteristic of the coefficient, that is, the C _TF -F characteristic (for example, the characteristic shown in FIG. 4) can be automatically determined, so that the measurement is easy and accurate. Next, in the invention described in claim 6 , the number of free running data is detected as the waveform change of the torque pulse associated with seating. In the invention described in claim 7 , the extracted data is detected.
Detecting the number . Therefore, the seating time can be accurately determined.

【００１５】図２５は、上記のサンプリング・データ
数、フリーランニング判定しきい値トルク、フリーラン
ニング・データ数、抽出判定しきい値トルク、および抽
出データ数を説明するためのトルク・データ数特性図で
ある。図２５に示すように、フリーランニング・データ
数がインパクトごとのフリーランニング時間に含まれる
データ数に相当するものであるから、フリーランニング
時間の長い着座前のトルク波形においてはフリーランニ
ング・データ数は多く、逆にフリーランニング時間がほ
とんどない着座後のトルク波形においてはフリーランニ
ング・データ数は少なくなる。一方、抽出データ数がイ
ンパクトごとのトルク・パルスに含まれるデータ数に相
当するものであることから、持続時間の短い最初および
第２番目のトルク・パルスからなる着座前のトルク波形
においては抽出データ数は少なく、逆に持続時間の長い
トルク・パルスからなる着座後のトルク波形においては
抽出データ数は多くなる。FIG. 25 is a torque / data number characteristic diagram for explaining the number of sampling data, the free running determination threshold torque, the number of free running data, the extraction determination threshold torque, and the number of extracted data. Is. As shown in FIG. 25, since the number of free running data corresponds to the number of data included in the free running time for each impact, the number of free running data in the torque waveform before sitting is long. On the contrary, the number of free-running data is small in the torque waveform after seating where the free-running time is little. On the other hand, since the number of extracted data corresponds to the number of data included in the torque pulse for each impact, the extracted data is used in the pre-seating torque waveform consisting of the first and second torque pulses of short duration. The number is small, and conversely, the number of extracted data is large in the torque waveform after sitting, which consists of torque pulses having a long duration.

【００１６】また、前記請求項１〜請求項３に記載の構
成においては、着座を正確に判定することができるが、
着座判定に必要なデータ数が多くなり、かつ判定ロジッ
クが複雑になるので、判定処理時間が長くなる。そのた
め、着座判定処理に引続いて行う締結力計算処理までを
含めた一連の処理時間の間に、インパクトの発生間隔の
短い場合には次のインパクトが発生してしまい、それに
伴うトルク波形を検出できなくなるおそれがある。その
ため、請求項６および請求項７に記載の発明において
は、上記のように構成し、処理すべきデータ数をサンプ
リング・データ数に限ることによってデータ処理を簡易
化し、着座判定処理時間を短縮している。また、請求項
８に記載の発明では、請求項６および請求項７に記載の
サンプリング・データ数とサンプリング間隔の積である
サンプリング時間を、着座前において１回のインパクト
で発生する複数のトルク・パルスのうち最初のトルク・
パルスの立上がりから第２番目のトルク・パルスの立上
がりまでの所要時間と同程度またはそれよりも短く設定
することにより、前記図２３に示した着座前のトルク波
形において第２番目のトルク・パルスをサンプリングし
ないように構成している。また、請求項９に記載の発明
においては、請求項６〜請求項８に記載の発明におい
て、締結力の演算を請求項４と同様に行なうように構成
したものである。 [0016] In the above configuration according to claims 1 to 3, it is possible to accurately determine the seating,
Since the number of data required for seating determination is large and the determination logic is complicated, the determination processing time becomes long. Therefore, during the series of processing time including the fastening force calculation process that follows the seating determination process, the next impact will occur if the impact occurrence interval is short, and the torque waveform associated with it will be detected. You may not be able to. Therefore, in the invention described in claims 6 and 7 , the data processing is simplified and the seating determination processing time is shortened by configuring as described above and limiting the number of data to be processed to the number of sampling data. ing. Claims
In the invention described in claim 8 , the sampling time, which is the product of the number of sampling data and the sampling interval described in claims 6 and 7 , is set as the first of a plurality of torque pulses generated by one impact before sitting. Torque of
By setting the time required from the rise of the pulse to the rise of the second torque pulse to be about the same as or shorter than that, the second torque pulse in the pre-seating torque waveform shown in FIG. It is configured not to sample. Further, in the invention described in claim 9, the inventions according to claim 6 to claim 8
And the fastening force is calculated in the same manner as in claim 4.
It was done.

【００１７】[0017]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。第１の実施例は、着座に伴うトルク・パルスの波
形変化として、上記トルク・パルスの持続時間の変化を
検出し、上記持続時間が所定値、なわち着座判定しきい
値持続時間、以上となった時点を着座時点と判定するよ
うに構成した例である。図１〜図３は本発明の第１の実
施例図であり、図１は本発明のブロック図、図２は圧縮
空気を動力源とするインパクト・レンチ本体の断面図、
図３は演算処理を示すフローチャートである。まず、図
１において、インパクト式ねじ締め機本体１００は、モ
ータ１０２と、該モータ１０２の出力軸に接続され、該
モータ１０２の連続的な回転力をトルク・パルスに変換
するトルク・パルス発生器１０３と、該トルク・パルス
発生器１０３の出力軸すなわち主軸１０４に作用してい
るトルクを検出するトルク検出器１０１と、上記主軸１
０４に取付けられた締付けソケット（継手部）１０５と
からなる。なお、モータ１０２は電動モータ、エア・モ
ータなどのように駆動力を発生するものであればいずれ
の形式のものでもよい。また、締付けソケット１０５の
形状を選定することによってレンチにもナット・ランナ
ーにも構成することができる。上記のインパクト式ねじ
締め機本体１００には制御装置１２０が接続されてい
る。この制御装置１２０は、上記トルク検出器１０１か
らの信号をトルク信号に変換するトルク信号処理部１２
１と、ピーク値処理部１２２と、トルク・パルス持続時
間処理部１２８と、締結力データ・メモリ部１２３と、
締結力演算部１２４と、動力制御部１２５とから構成さ
れている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the first embodiment, the change in the duration of the torque pulse is detected as the waveform change of the torque pulse associated with seating, and the duration is a predetermined value, that is, the seating determination threshold duration, or more. In this example, it is determined that the time when the seating time becomes a seating time is determined. 1 to 3 are diagrams of a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a block diagram of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of an impact wrench body using compressed air as a power source.
FIG. 3 is a flowchart showing the arithmetic processing. First, in FIG. 1, an impact type screw tightener main body 100 is connected to a motor 102 and an output shaft of the motor 102, and is a torque pulse generator that converts a continuous rotational force of the motor 102 into a torque pulse. 103, a torque detector 101 for detecting the torque acting on the output shaft of the torque / pulse generator 103, that is, the main shaft 104, and the main shaft 1
04 and a tightening socket (joint portion) 105. The motor 102 may be of any type as long as it can generate a driving force such as an electric motor or an air motor. Further, by selecting the shape of the tightening socket 105, it can be configured as a wrench or a nut / runner. A control device 120 is connected to the impact type screw tightener main body 100. The control device 120 includes a torque signal processing unit 12 that converts a signal from the torque detector 101 into a torque signal.
1, a peak value processing unit 122, a torque / pulse duration processing unit 128, a fastening force data / memory unit 123,
It is composed of a fastening force calculation unit 124 and a power control unit 125.

【００１８】次に、図２は、本発明の具体的な実施例で
あり、圧縮空気を動力源とするインパクト・レンチとし
て構成した場合の断面図を示す。図２において、１０は
インパクト・レンチ本体（図１の１００の部分に相当）
であり、このインパクト・レンチ本体１０内には、給気
部１６、エア・モータ部１３、油圧パルス発生部１４お
よびトルク検出部１１が設けられている。給気部１６に
は、エア・モータ部１３に連通するエア通路１７が形成
され、その途中にはメイン・バルブ１８および切替えバ
ルブ１９がこの順に設けられている。メイン・バルブ１
８は、バルブ操作レバー２０を引くことによって開き、
切替えバルブ１９は回転切替えレバー２１を所定の回転
位置まで回すことによって開くようになっている。エア
・モータ部１３は偏心したシリンダ内に配置された回転
駆動軸２２を備えており、この回転駆動軸２２は、ベー
ン２３に圧縮空気が作用することによって回転するよう
になっている。油圧パルス発生部１４は、エア・モータ
部１３の回転駆動軸２２に直結されたライナ・ケース２
４内に設けられた主軸１５と、この主軸１５に外装され
たドライビング・ブレード２５とからなり、ライナ・ケ
ース２４内には油液が充満されている。主軸１５は、一
定以上の負荷がないときはライナ・ケース２４内面とド
ライビング・ブレード２５の抵抗によってエア・モータ
部１３の回転駆動軸２２とともに回り、一定以上の負荷
があるときはリリーフ・バルブ２８を介してドライビン
グ・ブレード２５の内面に作用する油圧が変動すること
によって衝撃的に回るようになっている。この主軸１５
の先端部は、ソケット（ボックス・レンチ）を介してね
じに接続するような形状になっており、この先端部を所
望のねじに合わせることによって、ねじ締めを行うこと
ができる。トルク検出部１１は、主軸１５の周囲に配置
され、かつ、インパクト・レンチ本体１０に固定された
１対のコイル２６ａ、２６ｂから構成されている。主軸
１５は左右１対の螺旋角の異なる溝列２７ａ、２７ｂが
設けられた磁歪効果を有する材料で作られており、これ
らの溝列２７ａ、２７ｂに対向してコイル２６ａ、２６
ｂが配置されている。そして、これらのコイル２６ａ、
２６ｂによって、主軸１５に作用するトルクを検出でき
るようになっている。圧縮空気の遮断機構の構成につい
ては、エア・モータ部１３へ送られる圧縮空気を供給・
遮断するためのシャット・オフ・バルブ１２が、切替え
バルブ１９とエア・モータ部１３とを連絡するエア通路
１７の途中に設けられている。Next, FIG. 2 is a specific embodiment of the present invention and shows a sectional view in the case of being constructed as an impact wrench using compressed air as a power source. In FIG. 2, 10 is an impact wrench body (corresponding to 100 in FIG. 1)
The impact wrench body 10 is provided with an air supply unit 16, an air motor unit 13, a hydraulic pressure pulse generation unit 14, and a torque detection unit 11. An air passage 17 communicating with the air motor unit 13 is formed in the air supply unit 16, and a main valve 18 and a switching valve 19 are provided in this order in the air passage 17. Main valve 1
8 is opened by pulling the valve operating lever 20,
The switching valve 19 is opened by turning the rotation switching lever 21 to a predetermined rotation position. The air motor unit 13 includes a rotary drive shaft 22 arranged in an eccentric cylinder, and the rotary drive shaft 22 is rotated by the compressed air acting on the vanes 23. The hydraulic pulse generator 14 is connected to the rotary drive shaft 22 of the air motor unit 13 and is directly connected to the liner case 2.
The main shaft 15 provided inside the main shaft 4 and the driving blade 25 that is externally mounted on the main shaft 15, and the liner case 24 is filled with oil liquid. The main shaft 15 rotates together with the rotary drive shaft 22 of the air motor unit 13 by the resistance of the inner surface of the liner case 24 and the driving blade 25 when there is no load above a certain level, and the relief valve 28 when there is a load above a certain level. The hydraulic pressure acting on the inner surface of the driving blade 25 via the shaft fluctuates to shockly rotate. This spindle 15
The tip end of is shaped so as to be connected to a screw via a socket (box wrench), and the screw tightening can be performed by adjusting the tip end to a desired screw. The torque detector 11 is arranged around the main shaft 15 and is composed of a pair of coils 26 a and 26 b fixed to the impact wrench body 10. The main shaft 15 is made of a material having a magnetostrictive effect provided with a pair of right and left groove rows 27a and 27b having different helical angles, and coils 26a and 26 are opposed to these groove rows 27a and 27b.
b is arranged. And these coils 26a,
With 26b, the torque acting on the main shaft 15 can be detected. Regarding the structure of the compressed air cutoff mechanism, the compressed air sent to the air motor unit 13 is supplied.
A shut-off valve 12 for shutting off is provided in the middle of an air passage 17 that connects the switching valve 19 and the air motor unit 13.

【００１９】また、インパクト・レンチ本体１０と電気
的に接続された制御装置３０は図１の１２０に相当する
部分であり、トルク検出部１１から発せられる信号を入
力としてトルク信号をつくるトルク信号処理部１２１
と、トルク信号からインパクトごとにピーク・トルク値
を抽出するピーク値処理部１２２と、トルク・パルス持
続時間処理部１２８と、トルク−締結力変換係数と締結
力との関係を示す関数が記録されている締結力データ・
メモリ部１２３と、締結力演算部１２４と、演算された
締結力が適正範囲にあるか否かを判定して、シャット・
オフ・バルブ１２への開閉制御信号を送出する動力制御
部１２５とからなる。なお、上記の１２１〜１２５およ
び１２８は、図１と同じ構成であるため、図示を省略し
ている。Further, the control device 30 electrically connected to the impact wrench body 10 is a part corresponding to 120 in FIG. 1, and torque signal processing for producing a torque signal by inputting a signal emitted from the torque detection part 11 as an input. Part 121
And a peak value processing unit 122 that extracts a peak torque value for each impact from the torque signal, a torque pulse duration processing unit 128, and a function that indicates the relationship between the torque-fastening force conversion coefficient and the fastening force. Fastening force data
The memory unit 123, the fastening force calculation unit 124, and whether or not the calculated fastening force is within an appropriate range is determined, and
A power control unit 125 that sends an opening / closing control signal to the off valve 12. Note that the above 121 to 125 and 128 have the same configuration as in FIG.

【００２０】図４は、締結力データ・メモリ部１２３に
記録されている関数の一例図である。図４に示すよう
に、あるピーク・トルク値をもったインパクトが付与さ
れたとき、その時点での締結力が小さいときには、この
付与されたインパクトによる締結力の増加量は大きくな
り、一方、すでに相当のレベルの締結力が発生している
状態のときには、同じピーク・トルク値のインパクトで
もこれによって上乗せされる締結力の増加量は大きくな
いことがわかる。なお、その具体的な値は、ボルト、被
締結体およびインパクト・レンチの組合せでそれぞれ異
なる。このような係数データがインパクト・レンチとそ
の使用対象であるボルトおよび被締結体との組合せごと
に関数として用意される。締結力演算部１２４では後述
するように上記のピーク・トルク値と関数データを基に
締結力が演算される。FIG. 4 is an example of a function recorded in the fastening force data memory unit 123. As shown in FIG. 4, when an impact having a certain peak torque value is applied and the fastening force at that time is small, the amount of increase in the fastening force due to the given impact becomes large, while It can be seen that when a considerable level of fastening force is generated, even if the impact has the same peak torque value, the amount of increase in fastening force added by this is not large. The specific value differs depending on the combination of the bolt, the tightened body, and the impact wrench. Such coefficient data are prepared as a function for each combination of the impact wrench, the bolt and the object to be fastened, which are objects of use of the impact wrench. As will be described later, the fastening force calculator 124 calculates the fastening force based on the peak torque value and the function data described above.

【００２１】次に、図３に示すフローチャートに基づい
て第１の実施例の作用を説明する。図２に示したバルブ
操作レバー２０が引かれることによって給気部１６から
シャット・オフ・バルブ１２を介してエア・モータ部１
３に送られた圧縮空気により、エア・モータ部１３の回
転駆動軸２２が回転し、その回転力は油圧パルス発生部
１４において衝撃的な回転力に変換され、主軸１５に伝
達されて、ねじ締め作業が行われる。まず、図３のステ
ップＳ１において目標締結力ｃＦｃの値を、またステッ
プＳ２で予め実験で求めた着座判定しきい値持続時間ｓ
Ｗｐをそれぞれ設定した後、ステップＳ３でインパクト
数のカウンタをリセットし＜カウントｉ＝０＞、ステッ
プＳ４でそれまでの締結力の値をリセットする＜Ｆ
（０）＝０＞。次に、ステップＳ５では、ねじ締めを開
始する。ステップＳ６〜ステップＳ１４において、ステ
ップＳ７はトルク・パルス持続時間処理部１２８におけ
る処理内容、ステップＳ９はピーク値処理部１２２にお
ける処理内容、ステップＳ１２およびステップＳ１４は
動力制御部１２５における処理内容であり、その他は締
結力演算部１２４における処理内容である。Next, the operation of the first embodiment will be described based on the flow chart shown in FIG. When the valve operating lever 20 shown in FIG. 2 is pulled, the air motor unit 1 is supplied from the air supply unit 16 via the shut-off valve 12.
By the compressed air sent to 3, the rotary drive shaft 22 of the air motor unit 13 rotates, and the rotational force thereof is converted into a shocking rotational force in the hydraulic pressure pulse generation unit 14, transmitted to the main shaft 15, and screwed. Tightening work is performed. First, the value of the target fastening force cFc is determined in step S1 of FIG.
After setting Wp respectively, the impact number counter is reset in step S3 <count i = 0>, and the fastening force value up to that point is reset in step S4 <F
(0) = 0>. Next, in step S5, screw tightening is started. In steps S6 to S14, step S7 is the processing content of the torque / pulse duration processing unit 128, step S9 is the processing content of the peak value processing unit 122, and steps S12 and S14 are the processing content of the power control unit 125, Others are processing contents in the fastening force calculation unit 124.

【００２２】また、ステップＳ６〜ステップＳ８はルー
プを形成しており、着座まではインパクトごとに着座判
定を行う。まず、ステップＳ６でカウントｉを１だけ増
加させた後、ステップＳ７でトルク信号処理部１２１か
らの信号（トルク信号）に基づいてトルク・パルスの持
続時間Ｗ_P(ｉ）を求める。次に、ステップＳ８では、ト
ルク・パルスの持続時間Ｗ_P(ｉ）が着座判定しきい値持
続時間ｓＷｐ以上か否かを判断し、ＮＯすなわち未着座
であればステップＳ６に戻ってステップＳ８までを繰返
す。一方、ステップＳ８でＹＥＳになると、すなわち着
座と判定すると、ステップＳ９へ進む。また、ステップ
Ｓ９〜ステップＳ１２およびステップＳ１３はループを
形成しており、インパクトごとに締結力の計算を行う。
まず、ステップＳ９では、トルク信号からインパクトの
ピーク・トルク値Ｔ_P(ｉ）を求めて記憶する。なお、着
座時点においては、上記ステップＳ８において一時的に
記憶されているトルク信号からピーク・トルク値Ｔ
_P(ｉ）を求めればよい。次に、ステップＳ１０では、Ｆ
(ｉ−１）におけるトルク−締結力変換係数Ｃ_{T F}(ｉ）
を、締結力データ・メモリ部１２３のテーブルに基づい
て計算する。ただし、Ｃ_TF(ｉ）＝Ｃ_TF〔Ｆ(ｉ−
１）〕。次に、ステップＳ１１では、インパクトによる
締結力の増加分δＦ(ｉ）＝Ｃ_{T F}(ｉ）×Ｔ_P(ｉ）を計算
し、さらにこのインパクト後の締結力Ｆ(ｉ）を、それ
までの締結力すなわち１回前のインパクト後の締結力Ｆ
(ｉ−１）に上記の増加分δＦ(ｉ）を加算することによ
り計算する。したがって、Ｆ(ｉ）＝Ｆ(ｉ−１）＋Ｃ_TF
(ｉ）×Ｔ_P(ｉ）。次に、ステップＳ１２では、インパ
クト後の締結力Ｆ(ｉ）が目標締結力ｃＦｃ以上か否か
を判断し、ＮＯであればステップＳ１３でカウントｉを
１だけ増加させた後、ステップＳ９に戻ってステップＳ
１２までを繰返す。一方、ステップＳ１２でＹＥＳにな
ると、ステップＳ１４へ進み、その時点でカット・オフ
命令が出される。これによって圧縮空気のバルブが閉じ
られる。次に、ステップＳ１５では、終了するか否かを
判断し、ＹＥＳであればそのまま終了し、ＮＯであれば
ステップＳ３へ戻って次のねじ締めを行う。なお、前記
の「着座判定しきい値持続時間ｓＷｐ」は、張力測定の
可能なボルトを用いて行う予備実験において、締結時の
インパクト発生に対応したトルク・パルスの持続時間と
ボルトの張力の変化から求めることができる。なお、上
記ｓＷｐの値は、ねじ締め機、ボルト、被締結体の組合
わせによって異なる値となるため、その組合わせに応じ
てｓＷｐを変更できるようになっている。すなわち、着
座判定しきい値持続時間は締結部位ごとに可変設定する
ことが可能である。なお、上記の「インパクト発生に対
応したトルク・パルス」を以下「インパクト・トルク」
と略記することにする。Further, steps S6 to S8 form a loop, and the seating determination is performed for each impact up to the seating. First, after incrementing the count i by 1 in step S6, the duration W _P (i) of the torque pulse is obtained based on the signal (torque signal) from the torque signal processing unit 121 in step S7. Next, in step S8, it is determined whether or not the duration W _P (i) of the torque pulse is greater than or equal to the seating determination threshold duration sWp, and if NO, that is, seatless, the process returns to step S6 and continues to step S8. Repeat. On the other hand, if YES in step S8, that is, if it is determined that the vehicle is seated, the process proceeds to step S9. Further, steps S9 to S12 and step S13 form a loop, and the fastening force is calculated for each impact.
First, in step S9, an impact peak torque value T _P (i) is obtained from the torque signal and stored. At the time of sitting, the peak torque value T is calculated from the torque signal temporarily stored in step S8.
Find _P (i). Next, in step S10, F
(i-1) Torque in - fastening force conversion coefficient C _{T F} (i)
Is calculated based on the table of the fastening force data / memory unit 123. However, C _TF (i) = C _TF [F (i−
1)]. Next, in step S11, to calculate the increase δF fastening force by the impact _{(i) = C T F (} i) × T P (i), a further fastening force F after the impact (i), until it Fastening force, that is, the fastening force F after the previous impact
It is calculated by adding the above increment δF (i) to (i-1). Therefore, F (i) = F (i-1) + C _TF
(i) x T _P (i). Next, in step S12, it is determined whether or not the post-impact fastening force F (i) is greater than or equal to the target fastening force cFc. If NO, the count i is incremented by 1 in step S13, and the process returns to step S9. Step S
Repeat up to 12. On the other hand, if YES in step S12, the flow advances to step S14, at which point a cut-off command is issued. This causes the compressed air valve to close. Next, in step S15, it is determined whether or not to end the process. If YES, the process ends, and if NO, the process returns to step S3 to perform the next screw tightening. The "seating determination threshold duration sWp" is the change in the duration of the torque pulse and the tension of the bolt corresponding to the impact occurrence at the time of fastening in the preliminary experiment conducted using the bolt whose tension can be measured. Can be obtained from Since the value of sWp varies depending on the combination of the screw tightener, the bolt, and the object to be fastened, sWp can be changed according to the combination. That is, the seating determination threshold duration can be variably set for each fastening site. Note that the above "torque pulse corresponding to impact occurrence" is referred to as "impact torque" below.
Will be abbreviated.

【００２３】図５は、上記実施例と比較例（従来例）と
の演算精度についての比較図であり、○印は本実施例の
特性、●印は従来例の特性（本実施例のデータを従来例
の処理でシミュレーションした結果）を示す。この例
は、ｃＦｃ＝３２ｋＮとしてＭ１２のボルトおよびナッ
トを用いて着座時の座面間距離が４０ｍｍの被締結体を
締結した場合の結果であり、実施例ではｓＷｐ＝１.５
ｍｓとしている。一方、比較例では従来技術の方式にお
いてＴ_P≧３６Ｎｍのインパクト・トルクの場合に締結
力を計算するようにした。なお、トルク−締結力変換係
数Ｃ_TFの締結力Ｆへの依存性（前記図４のＣ_TF−Ｆ特性
曲線）については、両者とも同じテーブルを用いてい
る。図５の特性から明らかなように、本実施例では締結
力の演算精度が従来例より著しく向上していることがわ
かる。なお、実測した戻り止めナットの種類としては、
「ねじ締め付け機構設計のポイント」（財団法人日本規
格協会発行）の第２９９頁の図６.３.９（ａ）に記載の
「ねじ山をかしめたナット」および第３０１頁の図６.
３.１５（ａ）に記載の「ナイロン入りナット」であ
り、両者について同様の効果を確認している。上記のよ
うに、本実施例においては、締結力の演算の際に、着座
に伴うインパクト・トルクの波形変化から着座時点を判
定し、上記着座時点を締結力計算開始時点として締結力
を演算するように構成しており、具体的には、着座に伴
うインパクト・トルクの波形変化として、トルク・パル
スの持続時間の変化を検出し、上記持続時間が所定値、
すなわち着座判定しきい値持続時間、以上となった時点
を着座時点と判定するようにしている。そのため、実際
の締結が開始される前にねじ面の摩擦等によって発生し
たインパクト・トルクを締結力の計算から除くことがで
きるので、実際の締結力を正確に演算することができ、
目標とする締結力まで精密にねじ締めを行うことができ
る。FIG. 5 is a comparison diagram of the calculation accuracy between the above-described embodiment and the comparative example (conventional example), in which the mark .smallcircle. The result of simulating by the processing of the conventional example) is shown. This example is the result when cFc = 32 kN and M12 bolts and nuts are used to fasten a fastened body having a seat surface distance of 40 mm at the time of sitting, and sWp = 1.5 in the working example.
ms. On the other hand, in the comparative example, the fastening force is calculated when the impact torque is T _P ≧ 36 Nm in the conventional technique. Regarding the dependence of the torque-engagement force conversion coefficient C _{TF on} the engagement force F (the C _TF -F characteristic curve in FIG. 4), both tables use the same table. As is clear from the characteristics of FIG. 5, the accuracy of the fastening force calculation is significantly improved in this embodiment as compared with the conventional example. The types of detent nuts actually measured are:
"Points of screw tightening mechanism design" (published by the Japanese Standards Association), page 299, Figure 6.3.9 (a), "Nuts with crimped threads" and page 301, figure 6.
It is a "nut with nylon" described in 3.15 (a), and the same effect has been confirmed for both. As described above, in the present embodiment, when calculating the fastening force, the seating time is determined from the change in the waveform of the impact torque due to the seating, and the fastening force is calculated with the seating time as the fastening force calculation start time. Specifically, the change in the duration of the torque pulse is detected as the waveform change of the impact torque associated with seating, and the above duration is a predetermined value,
That is, the seating determination threshold duration time is determined to be the seating time point when the seating determination threshold duration time is exceeded. Therefore, the impact torque generated due to the friction of the screw surface before the actual fastening is started can be excluded from the calculation of the fastening force, so that the actual fastening force can be accurately calculated.
It is possible to perform precise screw tightening up to the target tightening force.

【００２４】次に、図６および図７は、本発明の第２の
実施例であり、図６はブロック図、図７は演算処理を示
すフローチャートである。この実施例は、着座に伴うイ
ンパクト・トルクの波形変化として、上記インパクト・
トルクの発生間隔の変化を検出し、上記発生間隔が所定
値、すなわち着座判定しきい値発生間隔、以上となった
時点を着座時点と判定するように構成した例である。ま
ず、図６に基づいて構成を説明する。図６において、イ
ンパクト式ねじ締め機本体１００は、第１の実施例と同
様に、モータ１０２、トルク・パルス発生器１０３、主
軸１０４、トルク検出器１０１および締付けソケット１
０５からなる。このインパクト式ねじ締め機本体１００
には制御装置１３０が接続されている。制御装置１３０
は、第１の実施例と同様のトルク信号処理部１２１、ピ
ーク値処理部１２２、締結力データ・メモリ部１２３お
よび動力制御部１２５のほかに、インパクト・トルク発
生間隔処理部１３８と第１の実施例とは少し異なる締結
力演算部１３４とを備えている。次に、図７に示すフロ
ーチャートに基づいて第２の実施例の作用を説明する。
まず、ステップＳ２１において目標締結力ｃＦｃの値
を、またステップＳ２２で予め実験で求めた着座判定し
きい値発生間隔ｓＩｐをそれぞれ設定した後、ステップ
Ｓ２３でインパクト数のカウンタをリセットし＜カウン
トｉ＝０＞、ステップＳ２４でそれまでの締結力の値を
リセットする＜Ｆ(０）＝０＞。次に、ステップＳ２５
では、ねじ締めを開始する。ステップＳ２６〜ステップ
Ｓ３９において、ステップＳ２８はインパクト・トルク
発生間隔処理部１３８における処理内容、ステップＳ２
７およびステップＳ３８はピーク値処理部１２２におけ
る処理内容、ステップＳ３６およびステップＳ３９は動
力制御部１２５における処理内容であり、その他は締結
力演算部１３４における処理内容である。また、ステッ
プＳ２６〜ステップＳ２９はループを形成しており、着
座まではインパクトごとに着座判定を行う。まず、ステ
ップＳ２６でカウントｉを１だけ増加させた後、ステッ
プＳ２７でトルク信号に基づいてインパクトのピーク・
トルク値Ｔ_P(ｉ）を求めて記憶し、さらにステップＳ２
８ではインパクト・トルクの発生間隔Ｉ_P(ｉ）を求め
る。Next, FIGS. 6 and 7 show a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a block diagram, and FIG. 7 is a flow chart showing arithmetic processing. In this embodiment, the above-mentioned impact
This is an example in which a change in the torque generation interval is detected, and a time point when the generation interval becomes a predetermined value, that is, a seating determination threshold value generation interval or more is determined to be a seating time point. First, the configuration will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the impact type screw tightener main body 100 includes a motor 102, a torque / pulse generator 103, a main shaft 104, a torque detector 101, and a tightening socket 1 as in the first embodiment.
It consists of 05. This impact type screw tightener main body 100
A controller 130 is connected to the. Controller 130
In addition to the torque signal processing unit 121, the peak value processing unit 122, the fastening force data memory unit 123, and the power control unit 125 similar to those of the first embodiment, the impact torque generation interval processing unit 138 and the first A fastening force calculation unit 134 slightly different from that of the embodiment is provided. Next, the operation of the second embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG.
First, in step S21, the value of the target fastening force cFc is set, and in step S22, the seating determination threshold generation interval sIp obtained in advance by experiment is set, and then, in step S23, the impact number counter is reset <count i = 0>, the value of the fastening force until then is reset in step S24 <F (0) = 0>. Next, step S25
Now, tighten the screws. In steps S26 to S39, step S28 is the processing content of the impact / torque generation interval processing unit 138, and step S2 is
7 and step S38 are the processing contents in the peak value processing unit 122, steps S36 and S39 are the processing contents in the power control unit 125, and the others are the processing contents in the fastening force calculation unit 134. Further, steps S26 to S29 form a loop, and seating determination is performed for each impact until seating. First, after incrementing the count i by 1 in step S26, in step S27 the impact peak based on the torque signal is detected.
The torque value T _P (i) is calculated and stored, and further, step S2
In step 8, the impact torque generation interval I _P (i) is calculated.

【００２５】次に、ステップＳ２９では、インパクト・
トルクの発生間隔Ｉ_P(ｉ）が着座判定しきい値発生間隔
ｓＩｐ以上か否かを判断し、ＮＯすなわち未着座であれ
ばステップＳ２６に戻ってステップＳ２９までを繰返
す。一方、ステップＳ２９でＹＥＳになると、すなわち
着座と判定すると、ステップＳ３０へ進み、１回前のイ
ンパクトのピーク・トルク値Ｔ_P(ｉ−１）を読出した
後、ステップＳ３１で締結力Ｆ＝０におけるトルク−締
結力変換係数Ｃ_TF(ｉ−１）を、締結力データ・メモリ
部１２３のテーブルに基づいて計算する。ただし、Ｃ_TF
(ｉ−１）＝Ｃ_TF〔Ｆ(ｉ−２）〕、Ｆ(ｉ−２）＝０。
次に、ステップＳ３２では、１回前のインパクト後の締
結力、すなわち直前のインパクトの前の締結力Ｆ(ｉ−
１）を計算する。ただし、Ｆ(ｉ−１）＝Ｃ_TF(ｉ−１）
×Ｔ_P(ｉ−１）。この後、ステップＳ３３で直前のイン
パクトのピーク・トルク値Ｔ_P(ｉ）を読出す。次に、ス
テップＳ３４〜ステップＳ３６およびステップＳ３７、
ステップＳ３８はループを形成しており、インパクトご
とに締結力を計算する。まず、ステップＳ３４でトルク
−締結力変換係数Ｃ_TF(ｉ）を、締結力データ・メモリ
部１２３のテーブルに基づいて計算する。ただし、Ｃ_TF
(ｉ）＝Ｃ_TF〔Ｆ(ｉ−１）〕。そして、ステップＳ３５
では、直前のインパクトによる締結力の増加分δＦ
(ｉ）＝Ｃ_TF(ｉ）×Ｔ_P(ｉ）を計算し、さらにこのイン
パクト後の締結力Ｆ(ｉ）を、それまでの締結力すなわ
ち１回前のインパクト後の締結力Ｆ(ｉ−１）に上記の
増加分δＦ(ｉ）を加算することにより計算する。した
がって、Ｆ(ｉ）＝Ｆ(ｉ−１）＋Ｃ_TF(ｉ）×Ｔ
_P(ｉ）。次に、ステップＳ３６では、インパクト後の締
結力Ｆ(ｉ）が目標締結力ｃＦｃ以上か否かを判断し、
ＮＯであればステップＳ３７でカウントｉを１だけ増加
させた後、ステップＳ３８でトルク信号に基づいてイン
パクトのピーク・トルク値Ｔ_P(ｉ）を求めて記憶し、ス
テップＳ３４に戻ってステップＳ３６までを繰返す。一
方、ステップＳ３６でＹＥＳになると、ステップＳ３９
へ進み、その時点でカット・オフ命令が出される。これ
によって圧縮空気のバルブが閉じられる。次に、ステッ
プＳ４０では、終了するか否かを判断し、ＴＥＳであれ
ばそのまま終了し、ＮＯであればステップＳ２３へ戻っ
て次のねじ締めを行う。なお、前記の「着座判定しきい
値発生間隔ｓＩｐ」は、張力測定の可能なボルトを用い
て行う予備実験において、締結時のインパクト・トルク
の発生間隔とボルトの張力の変化から求めることができ
る。また、上記ｓＩｐの値は、ねじ締め機、ボルト、被
締結体の組合わせによって異なる値となるため、その組
合わせに応じてｓＩｐを変更できるようになっている。
すなわち、着座判定しきい値発生間隔は締結部位ごとに
可変設定することが可能である。実施例１と同じ締結部
位に本実施例を適用した場合、ｓＩｐ＝４０ｍｓとする
ことで図５と同様の結果が得られた。上記のように、本
実施例においては、締結力の演算の際に、着座に伴うイ
ンパクト・トルクの波形変化から着座時点を判定し、上
記着座時点を締結力計算開始時点として締結力を演算す
るように構成しており、具体的には、着座に伴うインパ
クト・トルクの波形変化として、インパクト・トルクの
発生間隔の変化を検出し、上記発生間隔が所定値、すな
わち着座判定しきい値発生間隔、以上となった時点を着
座時点と判定するようにしている。そのため、実際の締
結が開始される前にねじ面の摩擦等によって発生したイ
ンパクト・トルクを締結力の計算から除くことができる
ので、実際の締結力を正確に演算することができ、目標
とする締結力まで精密にねじ締めを行うことができる。Next, in step S29, the impact
It is determined whether or not the torque generation interval I _P (i) is greater than or equal to the seating determination threshold value generation interval sIp. On the other hand, if YES in step S29, that is, if it is determined that the vehicle is seated, the process proceeds to step S30, where the peak torque value T _P (i-1) of the previous impact is read, and then the fastening force F = 0 in step S31. The torque-engagement force conversion coefficient C _TF (i-1) in is calculated based on the table of the engagement force data memory unit 123. However, C _TF
(i-1) = C _TF [F (i-2)], F (i-2) = 0.
Next, in step S32, the fastening force after the previous impact, that is, the fastening force F (i-
Calculate 1). However, F (i-1) = C _TF (i-1)
× T _P (i-1). Thereafter, in step S33, the peak torque value T _P (i) of the immediately preceding impact is read. Next, steps S34 to S36 and step S37,
Step S38 forms a loop, and the fastening force is calculated for each impact. First, in step S34, the torque-engagement force conversion coefficient C _TF (i) is calculated based on the table of the engagement force data / memory unit 123. However, C _TF
(i) = C _TF [F (i-1)]. Then, step S35
Then, the increase in fastening force due to the impact immediately before is δF
(i) = C _TF (i) × T _P (i) is calculated, and the fastening force F (i) after this impact is calculated as the fastening force up to that time, that is, the fastening force F (i) after the previous impact. It is calculated by adding the above-described increment δF (i) to -1). Therefore, F (i) = F (i−1) + C _TF (i) × T
_P (i). Next, in step S36, it is determined whether or not the fastening force F (i) after impact is greater than or equal to the target fastening force cFc,
If NO, the count i is incremented by 1 in step S37, and then the peak torque value T _P (i) of the impact is obtained and stored based on the torque signal in step S38, and the process returns to step S34 to step S36. Repeat. On the other hand, if YES in step S36, step S39
Proceed to and a cut-off command will be issued at that time. This causes the compressed air valve to close. Next, in step S40, it is determined whether or not to end the process. If TES, the process ends as it is, and if NO, the process returns to step S23 to perform the next screw tightening. The "seating determination threshold generation interval sIp" can be obtained from the impact torque generation interval at the time of fastening and the change in bolt tension in a preliminary experiment performed using a bolt whose tension can be measured. . Further, since the value of sIp varies depending on the combination of the screw tightener, the bolt, and the object to be fastened, sIp can be changed according to the combination.
That is, the seating determination threshold generation interval can be variably set for each fastening site. When this example was applied to the same fastening site as that of Example 1, the same result as in FIG. 5 was obtained by setting sIp = 40 ms. As described above, in the present embodiment, when calculating the fastening force, the seating time is determined from the change in the waveform of the impact torque due to the seating, and the fastening force is calculated with the seating time as the fastening force calculation start time. Specifically, the change in the impact torque generation interval is detected as a change in the impact torque waveform associated with seating, and the occurrence interval is a predetermined value, that is, the seating determination threshold generation interval. The time point above is determined to be the sitting time point. Therefore, the impact torque generated by friction of the screw surface before the actual fastening is started can be excluded from the calculation of the fastening force, so that the actual fastening force can be accurately calculated and set as the target. Screw tightening can be performed up to the fastening force.

【００２６】次に、図８〜図１０は、本発明の第３の実
施例であり、図８はブロック図、図９および図１０は演
算処理を示すフローチャートである。この実施例は、着
座に伴うインパクト・トルクの波形変化として、上記イ
ンパクト・トルクに含まれるトルク・パルスの持続時間
および上記インパクト・トルクの発生間隔の変化を検出
し、上記持続時間と上記発生間隔とのうち少なくとも一
方がそれぞれの所定値、すなわち着座判定しきい値持続
時間あるいは着座判定しきい値発生間隔、以上となった
時点を着座時点と判定するように構成した例である。ま
ず、図８に基づいて構成を説明する。図８において、イ
ンパクト式ねじ締め機本体１００は、第１の実施例と同
様に、モータ１０２、トルク・パルス発生器１０３、主
軸１０４、トルク検出器１０１および締付けソケット１
０５からなる。このインパクト式ねじ締め機本体１００
には制御装置１４０が接続されている。制御装置１４０
は、第１の実施例と同様のトルク信号処理部１２１、ピ
ーク値処理部１２２、トルク・パルス持続時間処理部１
２８、締結力データ・メモリ部１２３および動力制御部
１２５のほかに、第２の実施例と同様のインパクト・ト
ルク発生間隔処理部１３８と第１の実施例とは少し異な
る締結力演算部１４４とを備えている。Next, FIGS. 8 to 10 show a third embodiment of the present invention, FIG. 8 is a block diagram, and FIGS. 9 and 10 are flow charts showing arithmetic processing. In this embodiment, as a waveform change of impact torque associated with seating, a change in the duration of the torque pulse included in the impact torque and a change in the generation interval of the impact torque are detected, and the duration and the generation interval are detected. This is an example in which at least one of the above is a predetermined value, that is, the seating determination threshold duration or the seating determination threshold generation interval, or more, is determined to be the seating time. First, the configuration will be described with reference to FIG. In FIG. 8, the impact type screw tightener main body 100 includes a motor 102, a torque / pulse generator 103, a main shaft 104, a torque detector 101, and a tightening socket 1 as in the first embodiment.
It consists of 05. This impact type screw tightener main body 100
A control device 140 is connected to the. Control device 140
Is a torque signal processing unit 121, a peak value processing unit 122, and a torque / pulse duration processing unit 1 similar to those of the first embodiment.
28, the fastening force data / memory unit 123, and the power control unit 125, an impact torque generation interval processing unit 138 similar to that of the second embodiment, and a fastening force calculation unit 144 that is slightly different from that of the first embodiment. Is equipped with.

【００２７】次に、図９に示すフローチャートに基づい
て第３の実施例の作用を説明する。この実施例は上記持
続時間または上記発生間隔がそれぞれ、着座判定しきい
値持続時間または着座判定しきい値発生間隔以上となっ
た時点を着座時点と判定するように構成した例であり、
まずステップＳ５１において目標締結力ｃＦｃの値を、
またステップＳ５２およびステップＳ５３で予め実験で
求めた着座判定しきい値持続時間ｓＷｐおよび着座判定
しきい値発生間隔ｓＩｐの値をそれぞれ設定した後、ス
テップＳ５４でインパクト数のカウンタをリセットし＜
カウントｉ＝０＞、ステップＳ５５でそれまでの締結力
の値をリセットする＜Ｆ(０）＝０＞。次に、ステップ
Ｓ５６では、ねじ締めを開始する。ステップＳ５７〜ス
テップＳ７２において、ステップＳ５９はトルク・パル
ス持続時間処理部１２８における処理内容、ステップＳ
６０はインパクト・トルク発生間隔処理部１３８におけ
る処理内容、ステップＳ５８およびステップＳ７１はピ
ーク値処理部１２２における処理内容、ステップＳ６９
およびステップＳ７２は動力制御部１２５における処理
内容であり、その他は締結力演算部１４４における処理
内容である。また、ステップＳ５７〜ステップＳ６１お
よびステップＳ６２はループを形成しており、着座まで
はインパクトごとに着座判定を行う。まず、ステップＳ
５７でカウントｉを１だけ増加させた後、ステップＳ５
８でトルク信号に基づいてインパクトのピーク・トルク
値Ｔ_P(ｉ）を求めて記憶し、さらにステップＳ５９では
トルク・パルスの持続時間Ｗ_P(ｉ）、ステップＳ６０で
はインパクト・トルクの発生間隔Ｉ_P(ｉ）をそれぞれ求
める。次に、ステップＳ６１では、トルク・パルスの持
続時間Ｗ_P(ｉ）が着座判定しきい値持続時間ｓＷｐ以上
か否かを判断し、ＮＯであればステップＳ６２に進み、
さらにインパクト・トルクの発生間隔Ｉ_P(ｉ）が着座判
定しきい値発生間隔ｓＩｐ以上か否かを判断し、ＮＯで
あれば未着座と判定してステップＳ５７に戻ってステッ
プＳ６１までを繰返す。一方、ステップＳ６２でＹＥＳ
になると、すなわち着座と判定すると、ステップＳ６３
へ進み、１回前のインパクトのピーク・トルク値Ｔ_P(ｉ
−１）を読出した後、ステップＳ６４で締結力Ｆ＝０に
おけるトルク−締結力変換係数Ｃ_TF(ｉ−１）を、締結
力データ・メモリ部１２３のテーブルに基づいて計算す
る。ただし、Ｃ_TF(ｉ−１）＝Ｃ_TF〔Ｆ(ｉ−２）〕、Ｆ
(ｉ−２）＝０。次に、ステップＳ６５では、１回前の
インパクト後の締結力、すなわち直前のインパクトの前
の締結力Ｆ(ｉ−１）を計算する。ただし、Ｆ(ｉ−１）
＝Ｃ_TF(ｉ−１）×Ｔ_P(ｉ−１）。この後、ステップＳ
６６に進む。また、ステップＳ６１でＹＥＳになると、
着座と判定してステップＳ６６に進み、直前のインパク
トのピーク・トルク値Ｔ_P(ｉ）を読出す。次に、ステッ
プＳ６７〜ステップＳ６９およびステップＳ７０、ステ
ップＳ７１はループを形成しており、インパクトごとに
締結力を計算する。まず、ステップＳ６７でトルク−締
結力変換係数Ｃ_TF(ｉ）を、締結力データ・メモリ部１
２３のテーブルに基づいて計算する。ただし、Ｃ
_TF(ｉ）＝Ｃ_TF〔Ｆ(ｉ−１）〕。そして、ステップＳ６
８では、直前のインパクトによる締結力の増加分δＦ
(ｉ）＝Ｃ_TF(ｉ）×Ｔ_P(ｉ）を計算し、さらにこのイン
パクト後の締結力Ｆ(ｉ）を、それまでの締結力すなわ
ち１回前のインパクト後の締結力Ｆ(ｉ−１）に上記の
増加分δＦ(ｉ）を加算することにより計算する。した
がって、Ｆ(ｉ）＝Ｆ(ｉ−１）＋Ｃ_TF(ｉ）×Ｔ
_P(ｉ）。次に、ステップＳ６９では、インパクト後の締
結力Ｆ(ｉ）が目標締結力ｃＦｃ以上か否かを判断し、
ＮＯであればステップＳ７０でカウントｉを１だけ増加
させた後、ステップＳ７１でトルク信号に基づいてイン
パクトのピーク・トルク値Ｔ_P(ｉ）を求めて記憶し、ス
テップＳ６７に戻ってステップＳ６９までを繰返す。一
方、ステップＳ６９でＹＥＳになると、ステップＳ７２
へ進み、その時点でカット・オフ命令が出される。これ
によって圧縮空気のバルブが閉じられる。Next, the operation of the third embodiment will be described based on the flow chart shown in FIG. In this embodiment, the duration or the occurrence interval, respectively, is an example configured to determine the seating time point when the seating determination threshold duration time or the seating determination threshold value generation interval or more,
First, in step S51, the value of the target fastening force cFc is
Also, after setting the values of the sitting determination threshold duration sWp and the sitting determination threshold generation interval sIp that have been obtained by experiments in advance in steps S52 and S53, respectively, the impact number counter is reset in step S54.
Count i = 0>, and the value of the fastening force up to that point is reset in step S55 <F (0) = 0>. Next, in step S56, screw tightening is started. In step S57 to step S72, step S59 is the processing content in the torque / pulse duration processing unit 128, and step S59 is
Reference numeral 60 is the processing content in the impact / torque generation interval processing unit 138, step S58 and step S71 are the processing content in the peak value processing portion 122, and step S69.
And step S72 is the processing content in the power control unit 125, and the other is the processing content in the fastening force calculation unit 144. Further, steps S57 to S61 and step S62 form a loop, and seating determination is performed for each impact until seating. First, step S
After incrementing the count i by 1 at 57, step S5
In step 8, the peak torque value T _P (i) of the impact is obtained and stored based on the torque signal, and the duration of the torque pulse W _P (i) is further calculated in step S59, and the impact torque generation interval I is calculated in step S60. _{Find P} (i) respectively. Next, in step S61, it is determined whether or not the duration W _P (i) of the torque pulse is greater than or equal to the seating determination threshold duration sWp, and if NO, the process proceeds to step S62.
Further, it is determined whether or not the impact torque generation interval I _P (i) is equal to or greater than the seating determination threshold generation interval sIp. On the other hand, YES in step S62.
If it is determined that the seat is sitting, step S63
To the peak torque value T _P (i
After reading −1), the torque-engagement force conversion coefficient C _TF (i−1) at the engagement force F = 0 is calculated based on the table of the engagement force data memory unit 123 in step S64. However, C _TF (i-1) = C _TF [F (i-2)], F
(i-2) = 0. Next, in step S65, the fastening force after the previous impact, that is, the fastening force F (i-1) before the previous impact is calculated. However, F (i-1)
= _CTF (i-1) * _TP (i-1). After this, step S
Proceed to 66. If YES in step S61,
When it is determined that the vehicle is seated, the process proceeds to step S66, and the peak torque value T _P (i) of the immediately preceding impact is read. Next, steps S67 to S69, step S70, and step S71 form a loop, and the fastening force is calculated for each impact. First, in step S67, the torque-engagement force conversion coefficient _CTF (i) is _calculated as the engagement force data / memory unit 1.
Calculation is performed based on the table of 23. Where C
_TF (i) = C _TF [F (i-1)]. Then, step S6
In 8, the amount of increase in the fastening force due to the impact immediately before is δF.
(i) = C _TF (i) × T _P (i) is calculated, and the fastening force F (i) after this impact is calculated as the fastening force up to that time, that is, the fastening force F (i) after the previous impact. It is calculated by adding the above-described increment δF (i) to -1). Therefore, F (i) = F (i−1) + C _TF (i) × T
_P (i). Next, in step S69, it is determined whether or not the post-impact fastening force F (i) is greater than or equal to the target fastening force cFc,
If NO, after incrementing the count i by 1 in step S70, the peak peak torque value T _P (i) of the impact is obtained and stored based on the torque signal in step S71, and the process returns to step S67 to step S69. Repeat. On the other hand, if YES in step S69, step S72
Proceed to and a cut-off command will be issued at that time. This causes the compressed air valve to close.

【００２８】次に、ステップＳ７３では、終了するか否
かを判断し、ＹＥＳであればそのまま終了し、ＮＯであ
ればステップＳ５４へ戻って次のねじ締めを行う。な
お、この実施例においても第１および第２の実施例と同
様に、着座判定しきい値持続時間および着座判定しきい
値発生間隔は締結部位ごとに可変設定することが可能で
ある。実施例１と同じ締結部位に本実施例を適用した場
合、ｓＷｐ＝１.５ｍｓ、ｓＩｐ＝４０ｍｓとすること
で図５と同様の結果が得られた。Next, in step S73, it is determined whether or not to end the process. If YES, the process ends, and if NO, the process returns to step S54 to perform the next screw tightening. In this embodiment as well, similarly to the first and second embodiments, the seating determination threshold duration and the seating determination threshold generation interval can be variably set for each fastening portion. When this example was applied to the same fastening portion as that of Example 1, the same results as in FIG. 5 were obtained by setting sWp = 1.5 ms and sIp = 40 ms.

【００２９】また、図１０の実施例は上記持続時間およ
び上記発生間隔がそれぞれ、着座判定しきい値持続時間
および着座判定しきい値発生間隔以上となった時点を着
座時点と判定するように構成した例であり、ステップＳ
６１でＮＯのときステツプＳ５７に戻る点、およびＹＥ
ＳのときステップＳ６２に進む点が図９と異なってい
る。この着座判定ロジックの方が着座時点を正確に判定
できる場合もある。Further, the embodiment of FIG. 10 is configured so that the time when the duration and the occurrence interval are equal to or more than the seating determination threshold duration and the seating determination threshold generation interval are determined to be the seating time. This is an example of step S
If NO in 61, return to step S57, and YE
The difference from FIG. 9 is that the process proceeds to step S62 when S. In some cases, this seating determination logic can determine the seating time more accurately.

【００３０】上記のように、本実施例においては、締結
力の演算の際に、着座に伴うインパクト・トルクの波形
変化から着座時点を判定し、上記着座時点を締結力計算
開始時点として締結力を演算するように構成しており、
具体的には、着座に伴うインパクト・トルクの波形変化
として、上記インパクト・トルクに含まれるトルク・パ
ルスの持続時間および上記インパクト・トルクの発生間
隔の変化を検出し、上記持続時間と上記発生間隔とのう
ち少なくとも一方がそれぞれの所定値、すなわち着座判
定しきい値持続時間あるいは着座判定しきい値発生間
隔、以上となった時点を着座時点と判定するようにして
いる。そのため、実際の締結が開始される前にねじ面の
摩擦等によって発生したインパクト・トルクを締結力の
計算から除くことができるので、実際の締結力を正確に
演算することができ、目標とする締結力まで精密にねじ
締めを行うことができる。As described above, in the present embodiment, when the fastening force is calculated, the seating time is determined from the waveform change of the impact torque due to the seating, and the seating time is used as the fastening force calculation start time. Is configured to calculate
Specifically, as a change in the impact torque waveform associated with seating, a change in the duration of the torque pulse included in the impact torque and a change in the impact torque generation interval is detected, and the duration and the generation interval are detected. The seating time is determined when at least one of the above values becomes the predetermined value, that is, the seating determination threshold duration time or the seating determination threshold generation interval, or more. Therefore, the impact torque generated by friction of the screw surface before the actual fastening is started can be excluded from the calculation of the fastening force, so that the actual fastening force can be accurately calculated and set as the target. Screw tightening can be performed up to the fastening force.

【００３１】次に、図１１および図１２は、本発明の第
４の実施例であり、図１１はブロック図、図１２は演算
処理を示すフローチャートである。この実施例は、着座
に伴うインパクト・トルクの波形変化として、各インパ
クトにおける最初のトルク・パルスと第２番目のトルク
・パルスとの間隔、すなわちフリーランニング時間の変
化を検出し、上記のフリーランニング時間が所定値、す
なわち着座判定しきい値フリーランニング時間、以下と
なった時点を着座時点と判定するように構成した例であ
る。Next, FIGS. 11 and 12 show a fourth embodiment of the present invention, FIG. 11 is a block diagram, and FIG. 12 is a flow chart showing arithmetic processing. In this embodiment, as the change in the impact torque waveform associated with seating, the interval between the first torque pulse and the second torque pulse at each impact, that is, the change in free running time is detected, and the above free running is detected. In this example, the time when the time becomes a predetermined value, that is, the seating determination threshold free running time, is determined to be the seating time.

【００３２】まず、図１１に基づいて構成を説明する。
図１１において、インパクト式ねじ締め機本体１００
は、第１の実施例と同様に、モータ１０２、トルク・パ
ルス発生器１０３、主軸１０４、トルク検出器１０１お
よび締付けソケット１０５からなる。このインパクト式
ねじ締め機本体１００には制御装置１５０が接続されて
いる。制御装置１５０は、第１の実施例と同様のトルク
信号処理部１２１、ピーク値処理部１２２、締結力デー
タ・メモリ部１２３および動力制御部１２５のほかに、
フリーランニング時間数処理部１５８と第１の実施例と
は少し異なる締結力演算部１５４とを備えている。First, the structure will be described with reference to FIG.
In FIG. 11, the impact type screw tightener main body 100
Is composed of a motor 102, a torque / pulse generator 103, a main shaft 104, a torque detector 101 and a tightening socket 105, as in the first embodiment. A control device 150 is connected to the impact type screw tightener main body 100. The control device 150 includes the torque signal processing unit 121, the peak value processing unit 122, the fastening force data / memory unit 123, and the power control unit 125, which are the same as those in the first embodiment.
The free running time number processing unit 158 and the fastening force calculation unit 154, which is slightly different from that of the first embodiment, are provided.

【００３３】次に、図１２に示すフローチャートに基づ
いて第４の実施例の作用を説明する。まず、ステップＳ
８１において目標締結力ｃＦｃの値を、またステップＳ
８２で予め実験で求めた着座判定しきい値フリーランニ
ング時間ｓｔ_FRの値をそれぞれ設定した後、ステップＳ
８３でインパクト数のカウンタをリセットし＜カウント
ｉ＝０＞、ステップＳ８４でそれまでの締結力の値をリ
セットする＜Ｆ(０）＝０＞。次に、ステップＳ８５で
は、ねじ締めを開始する。ステップＳ８６〜ステップＳ
９４において、ステップＳ８７はフリーランニング時間
数処理部１５８における処理内容、ステップＳ８９はピ
ーク値処理部１２２における処理内容、ステップＳ９２
およびステップＳ９４は動力制御部１２５における処理
内容であり、その他は締結力演算部１５４における処理
内容である。また、ステップＳ８６〜ステップＳ８８は
ループを形成しており、着座まではインパクトごとに着
座判定を行う。まず、ステップＳ８６でカウントｉを１
だけ増加させた後、ステップＳ８７でトルク信号に基づ
いてフリーランニング時間ｔ_FRを求める。次に、ステッ
プＳ８８では、フリーランニング時間ｔ_FRが着座判定し
きい値フリーランニング時間ｓｔ_FR以下か否かを判断
し、ＮＯすなわち未着座であればステップＳ８６に戻っ
てステップＳ８８までを繰返す。一方、ステップＳ８８
でＹＥＳになると、すなわち着座と判定すると、ステッ
プＳ８９〜ステップＳ９２およびステップＳ９３よりな
るループに進み、インパクトごとに締結力の計算を行
う。まず、ステップＳ８９では、トルク信号に基づいて
インパクトのピーク・トルク値Ｔ_P(ｉ）を求めて記憶す
る。なお、着座時点においては、上記ステップＳ８７に
おいて一時的に記憶されているトルク信号からピーク・
トルク値Ｔ_P(ｉ）を求めればよい。次に、ステップＳ９
０では、Ｆ(ｉ−１）におけるトルク−締結力変換係数
Ｃ_{T F}(ｉ）を、締結力データ・メモリ部１２３のテーブ
ルに基づいて計算する。ただし、Ｃ_TF(ｉ）＝Ｃ_TF〔Ｆ
(ｉ−１）〕。次に、ステップＳ９１では、インパクト
による締結力の増加分δＦ(ｉ）＝Ｃ_{T F}(ｉ）×Ｔ_P(ｉ）
を計算し、さらにこのインパクト後の締結力Ｆ(ｉ）
を、それまでの締結力すなわち１回前のインパクト後の
締結力Ｆ(ｉ−１）に上記の増加分δＦ(ｉ）を加算する
ことにより計算する。したがって、Ｆ(ｉ）＝Ｆ(ｉ−
１）＋Ｃ_TF(ｉ）×Ｔ_P(ｉ）。次に、ステップＳ９２で
は、インパクト後の締結力Ｆ(ｉ）が目標締結力ｃＦｃ
以上か否かを判断し、ＮＯであればステップＳ９３でカ
ウントｉを１だけ増加させた後、ステップＳ８９に戻っ
てステップＳ９２までを繰返す。一方、ステップＳ９２
でＹＥＳになると、ステップＳ９４へ進み、その時点で
カット・オフ命令が出される。これによって圧縮空気の
バルブが閉じられる。Next, the operation of the fourth embodiment will be described based on the flow chart shown in FIG. First, step S
At 81, the value of the target fastening force cFc is set again, and in step S
After setting the values of the seating determination threshold free running time st _FR obtained by experiments in advance in step 82, step S
In step 83, the impact number counter is reset <count i = 0>, and in step S84, the value of the fastening force up to then is reset <F (0) = 0>. Next, in step S85, screw tightening is started. Step S86 to Step S
In 94, step S87 is a processing content in the free running time number processing section 158, step S89 is a processing content in the peak value processing section 122, and step S92.
And step S94 is the processing content in the power control unit 125, and the other is the processing content in the fastening force calculation unit 154. Further, steps S86 to S88 form a loop, and the seating determination is performed for each impact up to the seating. First, in step S86, the count i is 1
Then, the free running time t _FR is obtained based on the torque signal in step S87. Next, in step S88, it is determined whether or not the free running time t _FR is equal to or less than the seating determination threshold free running time st _FR , and if NO, that is, if the vehicle is not seated, the process returns to step S86 and repeats steps S88. On the other hand, step S88
If YES, that is, if it is determined to be seated, the process proceeds to a loop including steps S89 to S92 and step S93, and the fastening force is calculated for each impact. First, in step S89, the impact peak torque value T _P (i) is obtained and stored based on the torque signal. At the time of sitting, the torque signal temporarily stored in step S87 is peaked.
The torque value T _P (i) may be calculated. Next, step S9
In 0, F (i-1) Torque in - a fastening force conversion coefficient C _{T F} (i), is calculated based on the tightening force data memory unit 123 table. However, C _TF (i) = C _TF [F
(i-1)]. Next, in step S91, the increment δF fastening force by the impact _{(i) = C T F (} i) × T P (i)
And the fastening force F (i) after this impact
Is calculated by adding the increasing amount δF (i) to the fastening force up to that point, that is, the fastening force F (i-1) after the impact one time before. Therefore, F (i) = F (i-
1) + C _TF (i) × T _P (i). Next, in step S92, the fastening force F (i) after impact is the target fastening force cFc.
If NO in step S93, the count i is incremented by 1 in step S93, and the process returns to step S89 to repeat step S92. On the other hand, step S92
If YES, the process proceeds to step S94, at which point a cut-off command is issued. This causes the compressed air valve to close.

【００３４】次に、ステップＳ９５では、終了するか否
かを判断し、ＹＥＳであればそのまま終了し、ＮＯであ
ればステップＳ８３へ戻って次のねじ締めを行う。な
お、前記の「着座判定しきい値フリーランニング時間ｓ
ｔ_FR」は、張力測定の可能なボルトを用いて行う予備実
験において、締結時のフリーランニング時間とボルトの
張力の変化から求めることができる。また、上記ｓｔ_FR
の値は、ねじ締め機、ボルト、被締結体の組合わせによ
って異なる値となるため、その組合わせに応じてｓｔ_FR
を変更できるようになっている。すなわち、着座判定し
きい値フリーランニング・データ数は締結部位ごとに可
変設定することが可能である。実施例１と同じ締結部位
に本実施例を適用した場合、ｓｔ_FR＝０.３ｍｓとする
ことで図５と同様の結果が得られた。Next, in step S95, it is determined whether or not to end the process. If YES, the process ends as it is, and if NO, the process returns to step S83 to tighten the next screw. In addition, the above-mentioned "seating determination threshold free running time s"
“T _FR ” can be obtained from a free running time at the time of fastening and a change in bolt tension in a preliminary experiment performed using a bolt whose tension can be measured. Also, above st _FR
The value, screw driver, bolt, since a different value by a combination of the fastener, depending on the combination st _FR
Can be changed. That is, the seating determination threshold value free running data number can be variably set for each fastening portion. When this example was applied to the same fastening portion as that of Example 1, the same result as in FIG. 5 was obtained by setting st _FR = 0.3 ms.

【００３５】上記のように、本実施例においては、締結
力の演算の際に、着座に伴うインパクト・トルクの波形
変化から着座時点を判定し、上記着座時点を締結力計算
開始時点として締結力を演算するように構成しており、
具体的には、着座に伴うインパクト・トルクの波形変化
として、各インパクトにおける最初のトルク・パルスと
第２番目のトルク・パルスとの間隔、すなわちフリーラ
ンニング時間の変化を検出し、上記フリーランニング時
間が所定値、すなわち着座判定しきい値フリーランニン
グ時間、以下となった時点を着座時点と判定するように
している。そのため、実際の締結が開始される前にねじ
面の摩擦等によって発生したインパクト・トルクを締結
力の計算から除くことができるので、実際の締結力を正
確に演算することができ、目標とする締結力まで精密に
ねじ締めを行うことができる。As described above, in the present embodiment, when the fastening force is calculated, the seating time is determined from the change in the waveform of the impact torque due to the seating, and the seating time is used as the fastening force calculation start time. Is configured to calculate
Specifically, as a change in the impact torque waveform associated with seating, the interval between the first torque pulse and the second torque pulse at each impact, that is, the change in free running time is detected, and the above free running time is detected. Is a predetermined value, that is, the seating determination threshold free running time, and the time when the value is less than or equal to is determined as the seating time. Therefore, the impact torque generated by friction of the screw surface before the actual fastening is started can be excluded from the calculation of the fastening force, so that the actual fastening force can be accurately calculated and set as the target. Screw tightening can be performed up to the fastening force.

【００３６】次に、図１３〜図１６は、本発明の第５の
実施例であり、図１３はブロック図、図１４〜図１６は
演算処理を示すフローチャートである。この実施例は、
上記着座判定しきい値持続時間、上記着座判定しきい値
発生間隔、上記着座判定しきい値フリーランニング時
間、およびインパクトごとに締結力の増加量を演算する
ときに用いるトルク−締結力変換係数の締結力への依存
性を学習によって決定するように構成した例である。ま
ず、図１３に基づいて構成を説明する。図１３におい
て、インパクト式ねじ締め機本体１００は、第１の実施
例と同様に、モータ１０２、トルク・パルス発生器１０
３、主軸１０４、トルク検出器１０１および締付けソケ
ット１０５からなる。このインパクト式ねじ締め機本体
１００には制御装置１６０が接続されている。制御装置
１６０は、第１〜４の実施例と同様のトルク信号処理部
１２１、ピーク値処理部１２２、トルク・パルス持続時
間処理部１２８、インパクト・トルク発生間隔処理部１
３８およびフリーランニング時間数処理部１５８と、第
１〜４の実施例とは少し異なる締結力データ・メモリ部
１６３、締結力演算部１６４および動力制御部１６５の
ほかに、締結力信号処理部１６６と締結力データ演算部
１６７とを備えている。上記の締結力信号処理部１６６
は、締結力測定用ボルト１７２に取付けられた歪ゲージ
１７１の信号を締結力値に変換する。また、締結力デー
タ演算部１６７は、ピーク値処理部１２２と、トルク・
パルス持続時間処理部１２８と、インパクト・トルク発
生間隔処理部１３８と、フリーランニング時間処理部１
５８と、締結力信号処理部１６６とから与えられる信号
に基づいて締結力データを演算し、そのデータを、締結
力データ・メモリ部１６３にメモリさせる。また、締結
部分１７０は、前記の締結力測定用ボルト１７２のほか
に、ナット１７３、被締結体１７４ａ、１７４ｂからな
っている。Next, FIGS. 13 to 16 show a fifth embodiment of the present invention, FIG. 13 is a block diagram, and FIGS. 14 to 16 are flowcharts showing arithmetic processing. This example is
Of the seating determination threshold duration, the seating determination threshold generation interval, the seating determination threshold free running time, and the torque-fastening force conversion coefficient used when calculating the increase amount of the fastening force for each impact. In this example, the dependency on the fastening force is determined by learning. First, the configuration will be described with reference to FIG. In FIG. 13, the impact type screw tightener main body 100 includes a motor 102 and a torque / pulse generator 10 as in the first embodiment.
3, a main shaft 104, a torque detector 101, and a tightening socket 105. A control device 160 is connected to the impact type screw tightener main body 100. The control device 160 has the same torque signal processing unit 121, peak value processing unit 122, torque / pulse duration processing unit 128, and impact / torque generation interval processing unit 1 as in the first to fourth embodiments.
38 and the free running time number processing unit 158, the fastening force data / memory unit 163, the fastening force calculation unit 164, and the power control unit 165, which are slightly different from those of the first to fourth embodiments, and the fastening force signal processing unit 166. And a fastening force data calculation unit 167. The fastening force signal processing unit 166 described above.
Converts the signal of the strain gauge 171 attached to the fastening force measuring bolt 172 into a fastening force value. In addition, the fastening force data calculation unit 167 and the peak value processing unit 122 and the torque
Pulse duration processing unit 128, impact / torque generation interval processing unit 138, free running time processing unit 1
58 and the fastening force signal processing unit 166, based on the signals given, the fastening force data is calculated, and the data is stored in the fastening force data memory unit 163. The fastening portion 170 includes a nut 173 and fastened bodies 174a and 174b in addition to the fastening force measuring bolt 172.

【００３７】次に、図１４〜図１６に示すフローチャー
トに基づいて第５の実施例の作用を説明する。なお、図
１４〜図１６において、、は同符号の個所が接続さ
れていることを示す。まず、図１４のステップＳ１０１
においてカット・オフ・トルク値ｃＴｐｃの値を設定す
る。このｃＴｐｃの値は前述の目標締結力ｃＦｃを越え
る締結力が得られるようなレベルに設定しておく。次
に、ステップＳ１０２で、締結ショット数のカウンタを
リセットする＜カウントｍ＝０＞。次に、ステップＳ１
０３では、予備実験を開始する。ステップＳ１０４〜ス
テップＳ１４６において、ステップＳ１０９はピーク値
処理部１２２における処理内容、ステップＳ１１０はト
ルク・パルス持続時間処理部１２８における処理内容、
ステップＳ１１１はインパクト・トルク発生間隔処理部
１３８における処理内容、ステップＳ１１２はフリーラ
ンニング時間処理部１５８における処理内容、ステップ
Ｓ１１３は締結力信号処理部１６６における処理内容、
ステップＳ１１４およびステップＳ１１５は動力制御部
１２５における処理内容であり、その他は締結力データ
演算部１６７における処理内容である。また、ステップ
Ｓ１０４〜ステップＳ１１６はループを形成しており、
予備実験におけるねじ締めを行う。まず、ステップＳ１
０４でカウントｍを１だけ増加させた後、ステップＳ１
０５で予備実験における締結ショット数を記憶するため
のカウンタｍ_Aにｍの値を代入し＜ｍ_A＝ｍ＞、次に、ス
テップＳ１０６でインパクト数のカウンタをリセットす
る＜カウントｉ＝０＞。また、ステップＳ１０７〜ステ
ップＳ１１４はループを形成しており、インパクトごと
に締結データの測定および計算を行う。まず、ステップ
Ｓ１０７でカウントｉを１だけ増加させた後、ステップ
Ｓ１０８でこのショットにおけるインパクト数を記憶す
るためのカウンタｉ_A(ｍ）にｉの値を代入する＜ｉ
_A(ｍ）＝ｉ＞。次に、ステップＳ１０９〜ステップＳ１
１２で、トルク信号に基づいてそれぞれ、インパクトの
ピーク・トルク値Ｔ_P(ｍ，ｉ）、トルク・パルスの持続
時間Ｗ _P(ｍ，ｉ）、インパクト・トルクの発生間隔Ｉ
_P(ｍ，ｉ）、およびフリーランニング時間ｔ_FR(ｍ，
ｉ）を計算して記憶した後、ステップＳ１１３では、締
結力測定用ボルト１４２に取付けられた歪ゲージ１４１
の信号から実測締結力Ｆ_M(ｍ，ｉ）を求めて記憶する。
次に、ステップＳ１１４で、Ｔ_P(ｍ，ｉ）がｃＴｐｃ以
上か否かを判断し、ＮＯであればステップＳ１０７に戻
ってステップＳ１１４までを繰返す。一方、ステップＳ
１１４でＹＥＳになると、ステップＳ１１５に進み、そ
の時点でカット・オフ命令が出される。これによって圧
縮空気のバルブが閉じられる。次に、ステップＳ１１６
では、予備実験を終了するか否かを判断し、ＮＯであれ
ばステップＳ１０４に戻って次のねじ締めを行ない、Ｙ
ＥＳであれば予備実験を終了して、図１５のステップＳ
１１７に進み（→）、締結力データの演算が実行さ
れる。Next, the flow chart shown in FIGS.
The operation of the fifth embodiment will be described with reference to FIG. The figure
14 to 16, parts with the same reference numerals are connected.
It is shown that. First, step S101 in FIG.
Set the cut-off torque value cTpc in
You. The value of this cTpc exceeds the above target fastening force cFc.
Set the level so that the tightening force can be obtained. Next
Then, in step S102, a counter for the number of fastening shots is set.
Reset <count m = 0>. Next, step S1
At 03, a preliminary experiment is started. Step S104-
In step S146, step S109 is the peak value.
The processing content in the processing unit 122, step S110
Processing contents in the Luke pulse duration processing unit 128,
Step S111 is an impact / torque generation interval processing unit.
The processing contents in 138, step S112 is a freelancer
Processing contents and steps in the training time processing unit 158
S113 is the processing content in the fastening force signal processing unit 166,
Step S114 and step S115 are power control units.
125 is the processing content, and the other is fastening force data
This is the processing content in the calculation unit 167. Also step
S104 to step S116 form a loop,
Tighten the screws in the preliminary experiment. First, step S1
After incrementing the count m by 1 at 04, step S1
To store the number of fastening shots in the preliminary experiment in 05
Counter m_ASubstitute the value of m for_A= M>, then
Reset the impact counter in step S106.
<Count i = 0>. Also, from step S107 to step.
Up S114 forms a loop, and each impact
Measure and calculate fastening data. First, the step
After incrementing the count i by 1 in S107,
The number of impacts in this shot is stored in S108
Counter i for_ASubstitute the value of i into (m) <i
_A(m) = i>. Next, step S109 to step S1
12, based on the torque signal,
Peak torque value T_P(m, i), duration of torque pulse
Time W _P(m, i), impact torque generation interval I
_P(m, i) and free running time t_FR(m,
After i) is calculated and stored, in step S113, the
Strain gauge 141 attached to the binding force measuring bolt 142
Measured fastening force F from the signal_MFind and store (m, i).
Next, in step S114, T_P(m, i) is less than cTpc
Whether it is above or not, and if NO, returns to step S107.
Then, steps up to step S114 are repeated. On the other hand, step S
If the result in 114 is YES, the process proceeds to step S115.
A cut-off command is issued at. By this pressure
The compressed air valve is closed. Next, step S116.
Then, it is judged whether or not the preliminary experiment is finished, and if it is NO.
For example, return to step S104 and tighten the next screw.
If it is ES, the preliminary experiment is terminated and step S in FIG.
Proceed to 117 (→) to calculate the fastening force data.
It is.

【００３８】まず、ステップＳ１１７で、カウントｍが
再度リセットされる＜ｍ＝０＞。First, in step S117, the count m is reset again <m = 0>.

【００３９】また、ステップＳ１１８〜ステップＳ１２
３はループを形成しており、予備実験における締結デー
タからトルク−締結力変換係数Ｃ_TF(ｍ，ｉ）を計算す
る。まず、ステップＳ１１８で、カウントｍを１だけ増
加させ、続いてステップＳ１１９で、カウントｉを再度
リセットする＜ｉ＝０＞。また、ステップＳ１２０〜ス
テップＳ１２２はループを形成しており、ｍ番目の締結
ショットにおけるトルク−締結力変換係数Ｃ_TF(ｍ，
ｉ）を計算する。まず、ステップＳ１２０で、カウント
ｉを１だけ増加させ、次に、ステップＳ１２１で、トル
ク−締結力変換係数Ｃ_TF(ｍ，ｉ）を計算する。ただ
し、Ｃ_TF(ｍ，ｉ）＝｛Ｆ_M(ｍ，ｉ）−Ｆ_M(ｍ，ｉ−
１）｝／Ｔ_P(ｍ，ｉ）。次に、ステップＳ１２２では、
ｉがｉ_A(ｍ）に等しいか否かを判断し、ＮＯであれば、
すなわちこのショットで未処理のデータがあればステッ
プＳ１２０に戻ってステップＳ１２２までを繰返す。一
方、ステップＳ１２２でＹＥＳになると、すなわちこの
ショットのデータの処理が完了すると、ステップＳ１２
３へ進み、ｍがｍ_Aに等しいか否かを判断する。ステッ
プＳ１２３でＮＯであれば、すなわち未処理のショット
・データがあればステップＳ１１８に戻ってステップＳ
１２３までを繰返す。また、ステップＳ１２３でＹＥＳ
になると、すなわち予備実験における締結データの処理
が完了するとステップＳ１２４に進み、Ｃ_TF(ｍ，ｉ）
〜Ｆ_M(ｍ，ｉ−１）のプロットを行う。そしてステップ
Ｓ１２５で、最小自乗法によってＣ_TF−Ｆ特性曲線Ｃ_TF
(Ｆ）を決定する。Further, steps S118 to S12
3 forms a loop, and the torque-fastening force conversion coefficient C _TF (m, i) is calculated from the fastening data in the preliminary experiment. First, in step S118, the count m is incremented by 1, and then in step S119, the count i is reset again <i = 0>. Further, steps S120 to S122 form a loop, and the torque-engagement force conversion coefficient C _TF (m,
Calculate i). First, in step S120, the count i is incremented by 1. Then, in step S121, the torque-engagement force conversion coefficient _CTF (m, i) is calculated. _{However, C TF (m, i)} = {F M (m, i) -F M (m, i-
1)} / _TP (m, i). Next, in step S122,
Judge whether i is equal to i _A (m), and if NO,
That is, if there is unprocessed data in this shot, the process returns to step S120 and steps up to step S122 are repeated. On the other hand, if YES in step S122, that is, if the processing of the data of this shot is completed, step S12
Proceed to step 3 to determine whether m is equal to m _A. If NO in step S123, that is, if there is unprocessed shot data, the process returns to step S118 and step S118.
Repeat up to 123. Moreover, YES in step S123.
When, namely, when the processing of the fastening data in the preliminary experiment is completed, the process proceeds to step S124, and C _TF (m, i)
Plot F _M (m, i−1). In step S125, C _TF -F characteristic curve C _TF by the least square method
Determine (F).

【００４０】次に、図１６のステップＳ１２６へ進み
（→）、予備実験におけるＦ_M(ｍ，ｉ）の最大値Ｆ
_MHを計算して記憶する。ただし、Ｆ_MH＝ＭＡＸ〔Ｆ
_M(ｍ，ｉ）〕。ここでＭＡＸ〔Ｆ_M(ｍ，ｉ）〕はＦ
_M(ｍ，ｉ）のうち最大値を求める計算を行うことを意味
する。次に、ステップＳ１２７において、着座判定しき
い値締結力Ｆ_MSを計算して記憶する。ただし、Ｆ_MS＝Ｆ
_MH／Ｓ。ここでＳは５〜１０程度の定数。次に、ステッ
プＳ１２８で、カウントｍをリセットした後＜ｍ＝０
＞、ステップＳ１２９〜ステップＳ１３７のループに進
み、予備実験の各締結ショットにおける着座時の、トル
ク・パルスの持続時間Ｗ_PS(ｍ）、インパクト・トルク
の発生間隔Ｉ_PS(ｍ）、およびフリーランニング時間ｔ
_FRS(ｍ）を計算する。まず、ステップＳ１２９で、カウ
ントｍを１だけ増加させ、続いてステップＳ１３０で、
カウントｉをリセットする＜ｉ＝０＞。また、ステップ
Ｓ１３１およびステップＳ１３２はループを形成してお
り、ｍ番目の締結ショットにおいて何番目のインパクト
で着座したかを求める。すなわち、ステップＳ１３１で
カウントｉを１だけ増加させ、ひきつづいてステップＳ
１３２において、Ｆ_M(ｍ，ｉ）がＦ_MS以上であるか否か
を判断し、ＮＯであれば未着座と判定してステップＳ１
３１に戻ってステップＳ１３２までを繰返す。Next, the process proceeds to step S126 of FIG. 16 (→), and the maximum value F of F _M (m, i) in the preliminary experiment is F.
Calculate and store _MH . However, F _MH = MAX [F
_M (m, i)]. Here MAX [F _M (m, i)] is F
_This means performing a calculation to obtain the maximum value of _M (m, i). Next, in step S127, the seating determination threshold fastening force F _MS is calculated and stored. However, F _MS = F
_MH / S. Here, S is a constant of about 5 to 10. Next, in step S128, after resetting the count m, <m = 0
>, The process proceeds to the loop from step S129 to step S137, the torque pulse duration W _PS (m), the impact torque generation interval I _PS (m), and the free running at the time of sitting in each fastening shot of the preliminary experiment Time t
Calculate _FRS (m). First, in step S129, the count m is incremented by 1, and then in step S130,
Reset the count i <i = 0>. In addition, steps S131 and S132 form a loop, and the number of impacts of seating in the mth fastening shot is determined. That is, the count i is incremented by 1 in step S131, and subsequently step S
At 132, it is determined whether F _M (m, i) is greater than or equal to F _MS , and if NO, it is determined that the person is unseated and step S1
Then, the process returns to step 31, and steps up to step S132 are repeated.

【００４１】一方、ステップＳ１３２でＹＥＳになる
と、すなわち着座と判定すると、ステップＳ１３３に進
み、着座までのインパクト数を記憶するためのカウンタ
ｉｓにｉの値を代入する＜ｉｓ＝ｉ＞。次に、ステップ
Ｓ１３４〜ステップＳ１３６で、ｍ番目の締結ショット
における着座時の、トルク・パルスの持続時間Ｗ
_PS(ｍ）、インパクト・トルクの発生間隔Ｉ_PS(ｍ）、お
よびフリーランニング時間ｔ_FRS(ｍ）をそれぞれ計算し
て記憶する。ただし、Ｗ_PS(ｍ）＝Ｗ_P(ｍ，ｉｓ）、Ｉ
_PS(ｍ）＝Ｉ_P(ｍ，ｉｓ）、ｔ_FRS(ｍ）＝ｔ_FR(ｍ，ｉ
ｓ）。次に、ステップＳ１３７において、ｍがｍ_A以上
であるか否かを判断し、ＮＯであれば、すなわち未処理
のショット・データがあればステップＳ１２９に戻って
ステップＳ１３７までを繰返す。一方、ステップＳ１３
７でＹＥＳになると、すなわち予備実験における締結デ
ータの処理が完了するとステップＳ１３８に進む。ステ
ップＳ１３８およびステップＳ１３９ではそれぞれ、Ｗ
_PS(ｍ）の平均値Ｗ_PSAおよび標準偏差σ_WPSを計算して
記憶する。ただし、Ｗ_PSA＝ＡＶＥ〔Ｗ_PS(ｍ）〕、σ
_WPS＝ＳＴＤ〔Ｗ_PS(ｍ）〕。ここでＡＶＥ〔Ｗ
_PS(ｍ）〕およびＳＴＤ〔Ｗ_PS(ｍ）〕はそれぞれ、Ｗ_PS
(ｍ）の平均値および標準偏差を求める演算を行うこと
を意味する。次に、ステップＳ１４０およびステップＳ
１４１ではそれぞれ、Ｉ_PS(ｍ）の平均値Ｉ_PSAおよび標
準偏差σ_IPSを計算して記憶する。ただし、Ｉ_PSA＝ＡＶ
Ｅ〔Ｉ_PS(ｍ）〕、σ_IPS＝ＳＴＤ〔Ｉ_PS(ｍ）〕。ま
た、ステップＳ１４２およびステップＳ１４３ではそれ
ぞれ、ｔ_FRS(ｍ）の平均値ｔ_FRSAおよび標準偏差σ_tFRS
を計算して記憶する。ただし、ｔ_FRSA＝ＡＶＥ〔ｔ
_FRS(ｍ）〕、σ_tFRS＝ＳＴＤ〔ｔ_FRS(ｍ）〕。次に、ス
テップＳ１４４〜ステップＳ１４６でそれぞれ、着座判
定しきい値持続時間ｓＷｐ、着座判定しきい値発生間隔
ｓＩｐ、および着座判定しきい値フリーランニング時間
ｓｔ_FRを計算して記憶する。ただし、例えば、ｓＷｐ＝
Ｗ_PSA−４×σ_WPS、ｓＩｐ＝Ｉ_PSA−４×σ_IPS、ｓｔ_FR
＝ｔ_FRSA＋４×σ_tFRS。上記のようにして、Ｃ_TF−Ｆ特
性曲線Ｃ_TF(Ｆ）およびｓＷｐ、ｓＩｐ、ｓｔ_{F R}の学習
手順が終了する。ここで決定されたＣ_TF−Ｆ特性曲線Ｃ
_TF(Ｆ）およびｓＷｐ、ｓＩｐ、ｓｔ_FRは、締結力デー
タ・メモリ部１２３に記録され、第１〜第４の実施例に
示した実際の締結プロセスにおいて使用されることにな
る。例えば、上記の予備実験による学習が終了した後に
実際の締結を行う場合は、図１４〜図１６のフローチャ
ートの後に前記図３、図７、図９、図１０または図１３
のフローチャートを追加すればよい。上記のように、第
５の実施例においては、実際の締結力を測定する手段を
備え、予備実験の結果に基づいて演算を行うことによ
り、着座判定しきい値持続時間、着座判定しきい値発生
間隔および着座判定しきい値フリーランニング時間を予
備実験の際に自動的に決定することができ、Ｃ_TF−Ｆ併
せて特性曲線についても同様に自動的に決定することが
できるので、計測が容易で正確になる。On the other hand, if YES in step S132, that is, if seating is determined, the process proceeds to step S133, and the value of i is substituted into the counter is for storing the number of impacts until seating <is = i>. Next, in steps S134 to S136, the duration W of the torque pulse at the time of seating in the m-th fastening shot is W.
_{The PS} (m), the impact torque generation interval I _PS (m), and the free running time t _FRS (m) are calculated and stored. However, W _PS (m) = W _P (m, is), I
_PS (m) = I _P (m, is), t _FRS (m) = t _FR (m, i)
s). Next, in step S137, m is determined to or greater than m _A, if NO, the repeated until step S137 i.e. returns to step S129 if there is unprocessed shot data. On the other hand, step S13
When YES is obtained in 7, that is, when the processing of the fastening data in the preliminary experiment is completed, the process proceeds to step S138. In steps S138 and S139, respectively, W
Calculate and store the average value W _PSA and standard deviation σ _WPS of _PS (m). However, W _PSA = AVE [W _PS (m)], σ
_WPS = STD [W _PS (m)]. Here AVE [W
_PS (m)] and STD [W _PS (m)] are respectively W _PS
It means performing an operation for obtaining the average value and standard deviation of (m). Next, step S140 and step S
At 141, the average value I _PSA and the standard deviation σ _IPS of I _PS (m) are calculated and stored. However, I _PSA = AV
E [I _PS (m)], σ _IPS = STD [I _PS (m)]. Further, in step S142 and step S143, respectively, the average value t _FRSA of t _FRS (m) and the standard deviation σ _{tFRS are calculated.}
Calculate and store. However, t _FRSA = AVE [t
_FRS (m)], σ _tFRS = STD [t _FRS (m)]. Next, in steps S144 to S146, the sitting determination threshold duration sWp, the sitting determination threshold generation interval sIp, and the sitting determination threshold free running time st _FR are calculated and stored. However, for example, sWp =
W _PSA -4 × σ _WPS , sIp = I _PSA -4 × σ _IPS , st _FR
= T _FRSA + 4 × σ _tFRS . As described above, C _TF -F characteristic curve C _TF (F) and SWP, SIP, learning procedure of st _{F R} is completed. C _TF -F characteristic curve C determined here
_TF (F) and sWp, sIp, and st _FR are recorded in the fastening force data memory unit 123 and will be used in the actual fastening process shown in the first to fourth embodiments. For example, in the case where the actual fastening is performed after the learning by the above-mentioned preliminary experiment is completed, the flowchart of FIGS. 14 to 16 is followed by the above-mentioned FIG. 3, FIG. 7, FIG. 9, FIG.
It is sufficient to add the flowchart of. As described above, in the fifth embodiment, the means for measuring the actual fastening force is provided, and by performing the calculation based on the result of the preliminary experiment, the seating determination threshold duration time, the seating determination threshold value The generation interval and the seating determination threshold free running time can be automatically determined during the preliminary experiment, and the characteristic curve as well as _CTF- F can be automatically determined as well. Easy and accurate.

【００４２】次に、図１７〜図１９は、本発明の第６の
実施例であり、図１７はブロック図、図１８および図１
９は演算処理を示すフローチャートである。この実施例
は、着座に伴うインパクト・トルクの波形変化として、
各インパクトごとに発生する複数のトルク・パルスのう
ちの最初のトルク・パルスの立上がりから、一定のサン
プリング間隔で所定のデータ数（すなわちサンプリング
データ数）だけトルク・データをサンプリングしたとき
における、所定のトルク値（すなわちフリーランニング
判定しきい値トルク）以下の値を示したデータ数（すな
わちフリーランニング・データ数）の変化を検出し、上
記のフリーランニング・データ数が所定のデータ数、す
なわち着座判定しきい値フリーランニング・データ数、
以下であるかを判断し、以下であると判断した時点を着
座時点と判定するように構成した例である。17 to 19 show a sixth embodiment of the present invention, FIG. 17 is a block diagram, FIG. 18 and FIG.
9 is a flow chart showing the arithmetic processing. In this embodiment, as a waveform change of impact torque due to sitting,
From the rising of the first torque pulse of the plurality of torque pulses generated for each impact, a predetermined number of data (that is, the number of sampling data) is sampled at a constant sampling interval The change in the number of data (that is, the number of free-running data) that shows a value less than the torque value (that is, the threshold torque for free-running determination) is detected, and the above-mentioned number of free-running data is the predetermined number of data, that is, seating determination. Threshold free running data count,
In this example, it is determined whether or not it is the following, and the time when it is determined to be the following is determined to be the sitting time.

【００４３】まず、図１７に基づいて構成を説明する。
図１７において、インパクト式ねじ締め機本体１００
は、第１の実施例と同様に、モータ１０２、トルク・パ
ルス発生器１０３、主軸１０４、トルク検出器１０１お
よび締付けソケット１０５からなる。このインパクト式
ねじ締め機本体１００には制御装置１８０が接続されて
いる。制御装置１８０は、第１の実施例と同様のトルク
信号処理部１２１、ピーク値処理部１２２、締結力デー
タ・メモリ部１２３および動力制御部１２５のほかに、
フリーランニング・データ数処理部１８８と第１の実施
例とは少し異なる締結力演算部１８４とを備えている。
次に、図１８および図１９に示すフローチャートに基づ
いて第６の実施例の作用を説明する。なお、図１８と図
１９において、〜はそれぞれ同符号の部分が接続さ
れることを示す。まず、図１８のステップＳ２０１にお
いて目標締結力ｃＦｃの値を、またステップＳ２０２、
ステップＳ２０３、およびステップＳ２０４で、予め実
験で求めたサンプリング・データ数Ｎ_SG、フリーランニ
ング判定しきい値トルクｓＴ_FR、および着座判定しきい
値フリーランニング・データ数ｓＮ_FRの値をそれぞれ設
定した後、ステップＳ２０５でインパクト数のカウンタ
をリセットし＜カウントｉ＝０＞、ステップＳ２０６で
それまでの締結力の値をリセットする＜Ｆ(０）＝０
＞。次に、ステップＳ２０７では、ねじ締めを開始す
る。ステップＳ２０８〜ステップＳ２２９において、ス
テップＳ２１３〜ステップＳ２１８はフリーランニング
・データ数処理部１８８における処理内容、ステップＳ
２０９〜ステップＳ２１２、ステップＳ２２０およびス
テップＳ２２５〜ステップＳ２２８はピーク値処理部１
２２における処理内容、ステップＳ２２３およびステッ
プＳ２２９は動力制御部１２５における処理内容であ
り、その他は締結力演算部１８４における処理内容であ
る。また、ステップＳ２０８〜ステップＳ２１９はルー
プを形成しており、着座まではインパクトごとに着座判
定を行う。まず、ステップＳ２０８でカウントｉを１だ
け増加させ、ステップＳ２０９でサンプリング・データ
数のカウンタをリセットした後＜カウントｊ＝０＞、ス
テップＳ２１０〜ステップＳ２１２のループに進み、当
該インパクトについて所定のサンプリング・データ数Ｎ
_SGだけトルク・データＴ(ｉ，ｊ）をサンプリングして
記憶する。すなわち、ステップＳ２１０でカウントｊを
１だけ増加させた後、ステップＳ２１１でトルク信号に
基づいてトルク・データＴ(ｉ，ｊ）をサンプリングし
て記憶する。次に、ステップＳ２１２ではカウントｊが
サンプリング・データ数Ｎ _SGと等しいか否かを判断し、
ＮＯすなわちサンプリング未終了であればステップＳ２
１０に戻ってステップＳ２１２までを繰返す。一方、ス
テップＳ２１２でＹＥＳになると、すなわちサンプリン
グ終了と判定すると、ステップＳ２１３でサンプリング
・データ数のカウンタを再度リセットし＜カウントｊ＝
０＞、ステップＳ２１４でそれまでのフリーランニング
・データ数Ｎ_FRの値をリセットした後＜Ｎ_FR＝０＞、ス
テップＳ２１５〜ステップＳ２１８のループに進み、当
該インパクトにおけるフリーランニング・データ数Ｎ_FR
を求める。すなわち、ステップＳ２１５でカウントｊを
１だけ増加させた後、ステップＳ２１６でトルク・デー
タＴ(ｉ，ｊ）がフリーランニング判定しきい値トルク
ｓＴ_FR以下か否かを判断し、ＮＯであればステップＳ２
１８へ進み、ＹＥＳであればステップＳ２１７でフリー
ランニング・データ数Ｎ_FRを１だけ増加させた後、ステ
ップＳ２１８へ進む。ステップＳ２１８ではカウントｊ
がサンプリング・データ数Ｎ_SGと等しいか否かを判断
し、ＮＯであれば、すなわち未処理のトルク・データが
残っていれば、ステップＳ２１５に戻ってステップＳ２
１８までを繰返す。一方、ステップＳ２１８でＹＥＳに
なると、すなわちフリーランニング・データ数Ｎ_FRが求
まると、図１９のステップＳ２１９へ進み（→）、
フリーランニング・データ数Ｎ_FRが着座判定しきい値フ
リーランニング・データ数ｓＮ_FR以下か否かを判断し、
ＮＯすなわち未着座であれば図１８のステップＳ２０８
に戻って（→）ステップＳ２１９までを繰返す。一
方、ステップＳ２１９でＹＥＳになると、すなわち着座
と判定すると、ステップＳ２２０〜ステップＳ２２３お
よびステップＳ２２４〜ステップＳ２２８よりなるルー
プに進み、インパクトごとに締結力の計算を行う。ま
ず、ステップＳ２２０では、上記ステップＳ２１１にお
いて一時的に記憶されているトルク・データＴ(ｉ，
ｊ）からインパクトのピーク・トルク値Ｔ_P(ｉ）を求め
て記憶する。ただし、Ｔ_P(ｉ）＝ＭＡＸ〔Ｔ(ｉ，
ｊ）〕。次に、ステップＳ２２１では、Ｆ(ｉ−１）に
おけるトルク−締結力変換係数Ｃ_TF(ｉ）を、締結力デ
ータ・メモリ部１２３のテーブルに基づいて計算する。
ただし、Ｃ_TF(ｉ）＝Ｃ_TF〔Ｆ(ｉ−１）〕。次に、ステ
ップＳ２２２では、インパクトによる締結力の増加分δ
Ｆ(ｉ）＝Ｃ_TF(ｉ）×Ｔ_P(ｉ）を計算し、さらにこのイ
ンパクト数の締結力Ｆ(ｉ）を、それまでの締結力すな
わち１回前のインパクト後の締結力Ｆ(ｉ−１）に上記
の増加分δＦ(ｉ）を加算することにより計算する。し
たがって、Ｆ(ｉ）＝Ｆ(ｉ−１）＋Ｃ_TF(ｉ）×Ｔ
_P(ｉ）。次に、ステップＳ２２３では、インパクト後の
締結力Ｆ(ｉ）が目標締結力ｃＦｃ以上か否かを判断
し、ＮＯであればステップＳ２２４〜ステップＳ２２８
の処理を行った後、ステップＳ２２０に戻ってステップ
Ｓ２２３までを繰返す。なお、ステップＳ２２４〜ステ
ップＳ２２８の処理は、上記のステップＳ２０８〜ステ
ップＳ２１２の処理と同様である。First, the structure will be described with reference to FIG.
In FIG. 17, the impact type screw tightener main body 100
Is the same as in the first embodiment.
Loose generator 103, spindle 104, torque detector 101
And a tightening socket 105. This impact formula
The controller 180 is connected to the screw tightener main body 100.
I have. The controller 180 uses the same torque as in the first embodiment.
Signal processing unit 121, peak value processing unit 122, fastening force data
In addition to the data memory unit 123 and the power control unit 125,
Free running / data count processing unit 188 and first implementation
A fastening force calculation unit 184, which is slightly different from the example, is provided.
Next, based on the flowcharts shown in FIG. 18 and FIG.
The operation of the sixth embodiment will be described. 18 and the figure
In 19, the parts with the same symbols are connected.
Indicates that First, in step S201 of FIG.
Value of the target fastening force cFc, again in step S202,
In step S203 and step S204, the actual
Number of sampling data obtained in the test N_SG, Free runni
Judgment threshold torque sT_FR, And seating threshold
Value Free running data number sN_FRSet the value of
After setting, in step S205 the impact number counter
Is reset <count i = 0>, and in step S206
Reset the fastening force value up to that time <F (0) = 0
>. Next, in step S207, screw tightening is started.
You. In steps S208 to S229,
Steps S213 to S218 are free running
-Processing content in the data number processing unit 188, step S
209 to step S212, step S220, and step S220.
Steps S225 to S228 are the peak value processing unit 1
22, the processing contents in step S223 and the step
Step S229 is a processing content in the power control unit 125.
The other is the processing content in the fastening force calculation unit 184.
You. In addition, steps S208 to S219 are routines.
The seat is identified by impact until seating.
Perform settings. First, in step S208, the count i is 1.
The sampling data in step S209.
After resetting the number counter <count j = 0>,
Step S210-S212
Predetermined sampling data number N for the impact
_SGJust sample the torque data T (i, j)
Remember. That is, in step S210, the count j is
After incrementing by 1, the torque signal is changed in step S211.
Torque data T (i, j) is sampled based on
To remember. Next, in step S212, the count j is
Number of sampling data N _SGTo determine whether
If NO, that is, if sampling is not completed, step S2
It returns to 10 and repeats to step S212. On the other hand,
If YES in step S212, that is, the sample pudding
If it is determined to end the sampling, sampling is performed in step S213.
・ Reset the data counter again <count j =
0>, free running until step S214
・ Number of data N_FRAfter resetting the value of <N_FR= 0>,
Step S215-Step S218:
Free running data number N at the impact_FR
Ask for. That is, in step S215, the count j is
After incrementing by 1, the torque date is set in step S216.
T (i, j) is the free running judgment threshold torque
sT_FRIt is determined whether or not the following, and if NO, step S2
Proceed to 18, and if YES, free in step S217
Number of running data N_FRAfter incrementing by 1,
Go to step S218. In step S218, the count j
Is the number of sampling data N_SGDetermine whether or not
If NO, that is, if the unprocessed torque data is
If it remains, the process returns to step S215 to return to step S2.
Repeat up to 18. On the other hand, YES in step S218.
In other words, that is, the number of free running data N_FRSought
Then, the process proceeds to step S219 of FIG. 19 (→),
Free running data number N_FRIs the seating determination threshold
Rerunning data number sN_FRDetermine if the following,
If NO, that is, if the person is not seated, step S208 of FIG.
(→) and repeats steps up to step S219. one
If YES in step S219, that is, seated
If it is determined that steps S220 to S223
And steps S224 to S228.
Go to the next page and calculate the fastening force for each impact. Ma
First, in step S220, in step S211 above.
Torque data T (i,
j) From impact peak torque value T_Pask for (i)
To remember. Where T_P(i) = MAX [T (i,
j)]. Next, in step S221, F (i-1)
Torque-fastening force conversion coefficient C_TF(i) is the fastening force
The calculation is performed based on the table of the data memory unit 123.
However, C_TF(i) = C_TF[F (i-1)]. Next,
In step S222, an increase δ in fastening force due to impact
F (i) = C_TF(i) x T_P(i) is calculated and this
The fastening force F (i) of the compact number is
In the fastening force F (i-1) after impact one time ago, the above
It is calculated by adding the increment δF (i) of. I
Therefore, F (i) = F (i-1) + C_TF(i) x T
_P(i). Next, in step S223, after the impact
Determine whether the fastening force F (i) is greater than or equal to the target fastening force cFc
If NO, steps S224 to S228
After performing the processing in step S220, the process returns to step S220
Repeat steps up to S223. In addition, from step S224 to step
The process of step S228 is the same as that of step S208 to step S208.
This is the same as the processing in step S212.

【００４４】一方、ステップＳ２２３でＹＥＳになる
と、ステップＳ２２９へ進み、その時点でカット・オフ
命令が出される。これによって圧縮空気のバルブが閉じ
られる。次に、ステップＳ２３０では、終了するか否か
を判断し、ＹＥＳであればそのまま終了し、ＮＯであれ
ば図１８のステップＳ２０５へ戻って（→）次のね
じ締めを行う。なお、前記の「サンプリング・データ数
Ｎ_SG」、「フリーランニング判定しきい値トルクｓ
Ｔ_FR」、および「着座判定しきい値フリーランニング・
データ数ｓＮ_FR」は、張力測定の可能なボルトを用いて
行う予備実験において、締結時のインパクト・トルクの
波形とボルトの張力の変化から求めることができる。ま
た、上記Ｎ_SG、ｓＴ_FR、およびｓＮ_FRの値は、ねじ締め
機、ボルト、被締結体の組合わせによって異なる値とな
るため、その組合わせに応じてＮ_SG、ｓＴ_FR、およびｓ
Ｎ_FRを変更できる、すなわち締結部位ごとに可変設定す
ることが可能なようになっている。また、Ｎ_SG、ｓ
Ｔ_FR、およびｓＮ_FRは、予備実験時に学習によって決定
することも可能である。例えば前記第５の実施例のよう
に構成すればよい。実施例１と同じ締結部位に本実施例
を適用した場合、Ｎ_SG＝５０、ｓＴ_FR＝２０Ｎｍ、ｓＮ
_FR＝１０とすることで図５と同様の結果が得られた。On the other hand, if YES at step S223, control proceeds to step S229, at which point a cut-off command is issued. This causes the compressed air valve to close. Next, in step S230, it is determined whether or not to end the process. If YES, the process ends as it is, and if NO, the process returns to step S205 in FIG. 18 (→) to perform the next screw tightening. In addition, the "sampling data count N _SG " and "free running determination threshold torque s"
"T _FR " and "seating threshold free running
The number of data sN _FR "can be obtained from the waveform of the impact torque at the time of fastening and the change in the tension of the bolt in a preliminary experiment performed using a bolt capable of measuring the tension. The values of N _SG , sT _FR , and sN _FR are different depending on the combination of the screw tightener, the bolt, and the object to be fastened, and therefore N _SG , sT _FR , and s
N _FR can be changed, that is, it can be variably set for each fastening part. Also, N _SG , s
T _FR and sN _FR can also be determined by learning during preliminary experiments. For example, it may be configured as in the fifth embodiment. When this embodiment is applied to the same fastening part as the first embodiment, N _SG = 50, sT _FR = 20 Nm, sN
_By setting _FR = 10, the same result as in Fig. 5 was obtained.

【００４５】上記のように、本実施例においては、締結
力の演算の際に、着座に伴うインパクト・トルクの波形
変化から着座時点を判定し、上記着座時点を締結力計算
開始時点として締結力を演算するように構成しており、
具体的には、着座に伴うインパクト・トルクの波形変化
として、各インパクトごとに発生する複数のトルク・パ
ルスのうちの最初のトルク・パルスの立上がりから、一
定のサンプリング間隔で所定のデータ数(すなわちサン
プリングデータ数)だけトルク・データをサンプリング
したときにおける、所定のトルク値(すなわちフリーラ
ンニング判定しきい値トルク)以下の値を示したデータ
数(すなわちフリーランニング・データ数)の変化を検出
し、上記のフリーランニング・データ数が所定のデータ
数、すなわち着座判定しきい値フリーランニング・デー
タ数、以下となった時点を着座時点と判定するようにし
ている。前記第１〜第４の実施例に記載の構成において
は、着座を正確に判定することができるが、着座判定に
必要なデータ数が多くなり、かつ判定ロジックが複雑に
なるので、判定処理時間が長くなる。そのため、着座判
定処理に引続いて行う締結力計算処理までを含めた一連
の処理時間の間に、インパクト・トルクの発生間隔の短
い場合には次のインパクトが発生してしまい、それに伴
うトルク波形を検出できなくなるおそれがある。これに
対して、本実施例においては、上記のように構成し、前
記第１〜第４の実施例と同等の正確さで着座を判定で
き、かつ、処理すべきデータ数をサンプリング・データ
数に限ることによってデータ処理を簡易化し、着座判定
処理時間を短縮している。As described above, in the present embodiment, when calculating the fastening force, the seating time is determined from the change in the waveform of the impact / torque associated with the seating, and the seating time is used as the fastening force calculation start time. Is configured to calculate
Specifically, as a change in the impact torque waveform associated with seating, from the rising of the first torque pulse of the multiple torque pulses generated for each impact, a predetermined number of data (i.e., When the torque data is sampled by the sampling data number), the change in the number of data (that is, the number of free-running data) showing a value equal to or less than a predetermined torque value (that is, the threshold torque for free-running determination) is detected, The time point when the above free running data number becomes a predetermined data number, that is, the seating determination threshold value free running data number, is determined to be the seating time point. In the configurations described in the first to fourth embodiments, seating can be accurately determined, but the number of data required for seating determination increases and the determination logic becomes complicated, so the determination processing time Becomes longer. Therefore, if the impact torque generation interval is short, the next impact will occur during the series of processing time including the fastening force calculation processing that follows the seating determination processing, and the resulting torque waveform May not be detected. On the other hand, in the present embodiment, with the configuration as described above, seating can be determined with the same accuracy as in the first to fourth embodiments, and the number of data to be processed is determined by the sampling data number. This simplifies data processing and shortens the seating determination processing time.

【００４６】また、サンプリング・データ数とサンプリ
ング間隔の積であるサンプリング時間を、着座前におい
て１回のインパクト・トルクに含まれる複数のトルク・
パルスのうち最初のトルク・パルスの立上がりから第２
番目のトルク・パルスの立上がりまでの所要時間と同程
度またはそれより短く設定することにより、前記図２３
に示した着座前のトルク波形において第２番目のトルク
・パルスをサンプリングしないようにすることができ
る。すなわち、前記適用例においては、着座前において
１回のインパクト・トルクに含まれる複数のトルク・パ
ルスのうち最初のトルク・パルスの立上がりから第２番
目のトルク・パルスの立上がりまでの所要時間が約２ｍ
ｓであるのに対して、サンプリング・データ数が５０、
サンプリング間隔が３０μｓでサンプリング時間は１.
５ｍｓと短く設定されている。Further, the sampling time, which is the product of the number of sampling data times the sampling interval, is set to a plurality of torques included in one impact torque before sitting.
Second from the rising of the first torque pulse of the pulse
By setting the time required for the rising of the second torque pulse to be the same as or shorter than the time required,
The second torque pulse can be prevented from being sampled in the pre-seated torque waveform shown in FIG. That is, in the above application example, the time required from the rising of the first torque pulse to the rising of the second torque pulse of the plurality of torque pulses included in one impact torque before seating is approximately 2m
s, the number of sampling data is 50,
Sampling interval is 30μs and sampling time is 1.
It is set as short as 5 ms.

【００４７】次に、図２０〜図２１は、本発明の第７の
実施例であり、図２０はブロック図、図２１および図２
２は演算処理を示すフローチャートである。この実施例
は、着座に伴うインパクト・トルクの波形変化として、
各インパクトごとに発生する複数のトルク・パルスのう
ちの最初のトルク・パルスの立上がりから、一定のサン
プリング間隔で所定のデータ数（すなわちサンプリング
データ数）だけトルク・データをサンプリングしたとき
における、所定のトルク値（すなわち抽出判定しきい値
トルク）以上の値を示したデータ数（すなわち抽出デー
タ数）の変化を検出し、上記の抽出データ数が所定のデ
ータ数、すなわち着座判定しきい値抽出データ数、以上
となった時点を着座時点と判定するように構成した例で
ある。Next, FIGS. 20 to 21 show a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 20 is a block diagram, FIG. 21 and FIG.
2 is a flowchart showing the calculation process. In this embodiment, as a waveform change of impact torque due to sitting,
From the rising of the first torque pulse of the plurality of torque pulses generated for each impact, a predetermined number of data (that is, the number of sampling data) at a certain sampling interval from the rising edge of the first torque pulse A change in the number of data (that is, the number of extracted data) showing a value equal to or larger than the torque value (that is, the extraction determination threshold torque) is detected, and the above-mentioned number of extracted data is a predetermined number of data, that is, the seating determination threshold extraction data. This is an example in which it is determined that the seating time is the time when the number becomes equal to or more than the number.

【００４８】まず、図２０に基づいて構成を説明する。
図２０において、インパクト式ねじ締め機本体１００
は、第１の実施例と同様に、モータ１０２、トルク・パ
ルス発生器１０３、主軸１０４、トルク検出器１０１お
よび締付けソケット１０５からなる。このインパクト式
ねじ締め機本体１００には制御装置１９０が接続されて
いる。制御装置１９０は、第１の実施例と同様のトルク
信号処理部１２１、ピーク値処理部１２２、締結力デー
タ・メモリ部１２３および動力制御部１２５のほかに、
抽出データ数処理部１９８と第１の実施例とは少し異な
る締結力演算部１９４とを備えている。First, the structure will be described with reference to FIG.
In FIG. 20, the impact type screw tightener main body 100
Is composed of a motor 102, a torque / pulse generator 103, a main shaft 104, a torque detector 101 and a tightening socket 105, as in the first embodiment. A control device 190 is connected to the impact type screw tightener main body 100. The control device 190 includes a torque signal processing unit 121, a peak value processing unit 122, a fastening force data / memory unit 123, and a power control unit 125, which are the same as those in the first embodiment.
An extraction data number processing unit 198 and a fastening force calculation unit 194, which is slightly different from that of the first embodiment, are provided.

【００４９】次に、図２１および図２２に示すフローチ
ャートに基づいて第７の実施例の作用を説明する。な
お、図２１と図２２において、〜はそれぞれ同符号
の部分が接続されることを示す。まず、図２１のステッ
プＳ２４１において目標締結力ｃＦｃの値を、またステ
ップＳ２４２、ステップＳ２４３、およびステップＳ２
４４で、予め実験で求めたサンプリング・データ数
Ｎ_SG、抽出判定しきい値トルクｓＴ_L、および着座判定
しきい値抽出データ数ｓＮ_DSの値をそれぞれ設定した
後、ステップＳ２４５でインパクト数のカウンタをリセ
ットし＜カンウトｉ＝０＞、ステップＳ２４６でそれま
での締結力の値をリセットする＜Ｆ(０）＝０＞。次
に、ステップＳ２４７では、ねじ締めを開始する。ステ
ップＳ２４８〜ステップＳ２６９において、ステップＳ
２５３〜ステップＳ２５８は抽出データ数処理部１９８
における処理内容、ステップＳ２４９〜ステップＳ２５
２、ステップＳ２６０およびステップＳ２６５〜ステッ
プＳ２６８はピーク値処理部１２２における処理内容、
ステップＳ２６３およびステップＳ２６９は動力制御部
１２５における処理内容であり、その他は締結力演算部
１９４における処理内容である。また、ステップＳ２４
８〜ステップＳ２５９はループを形成しており、着座ま
ではインパクトごとに着座判定を行う。まず、ステップ
Ｓ２４８でカウントｉを１だけ増加させ、ステップＳ２
４９でサンプリング・データ数のカウンタをリセットし
た後＜カウントｊ＝０＞、ステップＳ２５０〜ステップ
Ｓ２５２のループに進み、当該インパクトについての所
定のサンプリング・データ数Ｎ_SGだけトルク・データＴ
(ｉ，ｊ）をサンプリングして記憶する。すなわち、ス
テップＳ２５０でカウントｊを１だけ増加させた後、ス
テップＳ２５１でトルク信号に基づいてトルク・データ
Ｔ(ｉ，ｊ）をサンプリングして記憶する。次に、ステ
ップＳ２５２ではカウントｊがサンプリング・データ数
Ｎ_SGと等しいか否かを判断し、ＮＯすなわちサンプリン
グ未終了であればステップＳ２５０に戻ってステップＳ
２５２までを繰返す。一方、ステップＳ２５２でＹＥＳ
になると、すなわちサンプリング終了と判定すると、ス
テップＳ２５３でサンプリング・データ数のカウンタを
再度リセットし＜カウントｊ＝０＞、ステップＳ２５４
でそれまでの抽出データ数Ｎ_DSの値をリセットした後＜
Ｎ_DS＝０＞、ステップＳ２５５〜ステップＳ２５８のル
ープに進み、当該インパクトにおける抽出データ数Ｎ_DS
を求める。すなわち、ステップＳ２５５でカウントｊを
１だけ増加させた後、ステップＳ２５６でトルク・デー
タＴ(ｉ，ｊ）が抽出判定しきい値トルクｓＴ_L以上か否
かを判断し、ＮＯであればステップＳ２５８へ進み、Ｙ
ＥＳであればステップＳ２５７で抽出データ数Ｎ_DSを１
だけ増加させた後、ステップＳ２５８へ進む。ステップ
Ｓ２５８ではカウントｊがサンプリング・データ数Ｎ_SG
と等しいか否かを判断し、ＮＯであれば、すなわち未処
理のトルク・データが残っていれば、ステップＳ２５５
に戻ってステップＳ２５８までを繰返す。一方、ステッ
プＳ２５８でＹＥＳになると、すなわち抽出データ数Ｎ
_DSが求まると、図２２のステップＳ２５９へ進み（→
）、抽出データ数Ｎ_DSが着座判定しきい値抽出データ
数ｓＮ_DS以上か否かを判断し、ＮＯすなわち未着座であ
れば図２１のステップＳ２４８に戻って（→）ステ
ップＳ２５９までを繰返す。一方、ステップＳ２５９で
ＹＥＳになると、すなわち着座と判定すると、ステップ
Ｓ２６０〜ステップＳ２６３およびステップＳ２６４〜
ステップＳ２６８よりなるループに進み、インパクトご
とに締結力の計算を行う。まず、ステップＳ２６０で
は、上記ステップＳ２５１において一時的に記憶されて
いるトルク・データＴ(ｉ，ｊ）からインパクトのピー
ク・トルク値Ｔ_P(ｉ）を求めて記憶する。ただし、Ｔ
_P(ｉ）＝ＭＡＸ〔Ｔ(ｉ，ｊ）〕。次に、ステップＳ２
６１では、Ｆ(ｉ−１）におけるトルク−締結力変換係
数Ｃ_TF(ｉ）を、締結力データ・メモリ部１２３のテー
ブルに基づいて計算する。ただし、Ｃ_TF(ｉ）＝Ｃ
_TF〔Ｆ(ｉ−１）〕。次に、ステップＳ２６２では、イ
ンパクトによる締結力の増加分δＦ(ｉ）＝Ｃ_TF(ｉ）×
Ｔ_P(ｉ）を計算し、さらにこのインパクト後の締結力Ｆ
(ｉ）を、それまでの締結力すなわち１回前のインパク
ト後の締結力Ｆ(ｉ−１）に上記の増加分δＦ(ｉ）を加
算することにより計算する。したがって、Ｆ(ｉ）＝Ｆ
(ｉ−１）＋Ｃ_TF(ｉ）×Ｔ_P(ｉ）。次に、ステップＳ２
６３では、インパクト後の締結力Ｆ(ｉ）が目標締結力
ｃＦｃ以上か否かを判断し、ＮＯであればステップＳ２
６４〜ステップＳ２６８の処理を行った後、ステップＳ
２６０に戻ってステップＳ２６３までを繰返す。なお、
ステップＳ２６４〜ステップＳ２６８の処理は、上記の
ステップＳ２４８〜ステップＳ２５２の処理と同様であ
る。一方、ステップＳ２６３でＹＥＳになると、ステッ
プＳ２６９へ進み、その時点でカット・オフ命令が出さ
れる。これによって圧縮空気のバルブが閉じられる。次
に、ステップＳ２７０では、終了するか否かを判断し、
ＹＥＳであればそのまま終了し、ＮＯであれば図２１の
ステップＳ２４５へ戻って（→）次のねじ締めを行
う。Next, the operation of the seventh embodiment will be described with reference to the flow charts shown in FIGS. In addition, in FIG.21 and FIG.22, each shows that the part of the same code | symbol is connected. First, in step S241 of FIG. 21, the value of the target fastening force cFc is set, and the values of steps S242, S243, and S2 are set.
44, pre-sampling data number N _SG determined experimentally, extraction determination threshold torque sT _L, and sitting determination after the value of the threshold extracted data number sN _DS respectively set, impact number counter in step S245 Is reset <count i = 0>, and the value of the fastening force up to then is reset <F (0) = 0> in step S246. Next, in step S247, screw tightening is started. In step S248 to step S269, step S
253 to step S258 are the extraction data number processing unit 198.
Processing contents in step S249 to step S25
2, step S260 and step S265 to step S268 are processing contents in the peak value processing unit 122,
Steps S263 and S269 are processing contents in the power control unit 125, and others are processing contents in the fastening force calculation unit 194. In addition, step S24
From 8 to step S259, a loop is formed, and seating determination is performed for each impact until seating. First, in step S248, the count i is incremented by 1, and then step S2
After resetting the counter for the number of sampling data at 49 <count j = 0>, the process proceeds to the loop of steps S250 to S252, and the torque data T for the predetermined number of sampling data N _SG for the impact is obtained.
(i, j) is sampled and stored. That is, after incrementing the count j by 1 in step S250, the torque data T (i, j) is sampled and stored based on the torque signal in step S251. Next, in step S252, it is determined whether or not the count j is equal to the number of sampling data N _SG, and if NO, that is, sampling is not completed, the process returns to step S250 and step S250.
Repeat up to 252. On the other hand, YES in step S252.
If it is determined that the sampling has ended, the counter for the number of sampling data is reset again in step S253 <count j = 0>, and step S254.
After resetting the number of extracted data N _DS until then <
N _DS = 0>, the process proceeds to the loop from step S255 to step S258, and the number of extracted data N _{DS at the} impact.
Ask for. That is, after the count j is increased by 1 in step S255, it is determined whether the torque data T (i, j) is extracted determination threshold torque sT _L or more in step S256, step If NO S258 Go to, Y
If it is ES, the number of extracted data N _{DS is set} to 1 in step S257.
After only increasing the value, the process proceeds to step S258. In step S258, the count j is the sampling data number N _SG.
If NO, that is, if unprocessed torque data remains, step S255.
Then, the process returns to step S258 and is repeated. On the other hand, if YES in step S258, that is, the number of extracted data N
_{When the DS} is obtained, the process proceeds to step S259 in FIG. 22 (→
), It is determined whether or not the number of extracted data N _DS is equal to or more than the number of seating determination threshold value extracted data sN _DS , and if NO, that is, unseated, the process returns to step S248 of FIG. On the other hand, if YES in step S259, that is, if it is determined that the user is seated, steps S260 to S263 and steps S264 to S264 are executed.
The process proceeds to the loop including step S268, and the fastening force is calculated for each impact. First, in step S260, the impact peak torque value T _P (i) is obtained and stored from the torque data T (i, j) temporarily stored in step S251. Where T
_P (i) = MAX [T (i, j)]. Next, step S2
At 61, the torque-fastening force conversion coefficient C _TF (i) at F (i-1) is calculated based on the table of the fastening force data memory unit 123. However, C _TF (i) = C
_TF [F (i-1)]. Next, in step S262, the amount of increase in fastening force due to impact δF (i) = C _TF (i) ×
T _P (i) is calculated and the fastening force F after this impact is calculated.
(i) is calculated by adding the increment δF (i) to the fastening force up to that point, that is, the fastening force F (i-1) after the impact one time before. Therefore, F (i) = F
(i−1) + C _TF (i) × T _P (i). Next, step S2
At 63, it is determined whether or not the fastening force F (i) after impact is equal to or greater than the target fastening force cFc. If NO, step S2
After performing the processing of 64 to step S268, step S
The process returns to 260 and the processes up to step S263 are repeated. In addition,
The processing of steps S264 to S268 is the same as the processing of steps S248 to S252 described above. On the other hand, if YES in step S263, the flow advances to step S269, at which point a cut-off command is issued. This causes the compressed air valve to close. Next, in step S270, it is determined whether or not to end,
If YES, the process ends as it is, and if NO, the process returns to step S245 in FIG. 21 (→) to perform the next screw tightening.

【００５０】なお、前記の「サンプリング・データ数Ｎ
_SG」、「抽出判定しきい値トルクｓＴ_L」、および「着
座判定しきい値抽出データ数ｓＮ_DS」は、張力測定の可
能なボルトを用いて行う予備実験において、締結時のイ
ンパクト・トルクの波形とボルトの張力の変化から求め
ることができる。また、上記Ｎ_SG、ｓＴ_L、およびｓＮ
_DSの値は、ねじ締め機、ボルト、被締結体の組合わせに
よって異なる値となるため、その組合わせに応じて
Ｎ_SG、ｓＴ_L、およびｓＮ_DSを変更できる、すなわち締
結部位ごとに可変設定することが可能なようになってい
る。また、Ｎ_SG、ｓＴ_L、およびｓＮ_DSは、予備実験時
に学習によって決定することも可能である。例えば前記
第５の実施例のように構成すればよい。実施例１と同じ
締結部位に本実施例を適用した場合、Ｎ_SG＝５０、ｓＴ
_L＝１５Ｎｍ、ｓＮ_DS＝４０とすることで図５と同様の
結果が得られた。The above "sampling data number N"
_SG "," extraction determination threshold torque sT _L ", and" sitting determination threshold extract data number sN _DS "in preliminary experiments carried out using the possible bolt tension measurement, at the conclusion of impact torque It can be calculated from the waveform and the change in bolt tension. Further, the N _SG, sT _L, and sN
The value of _DS is, screw driver, bolt, since a different value by a combination of the fastened member can be changed to N _SG, sT _L, and sN _DS in response to the combination, i.e. the variable set for each fastening site It is possible to do. Further, N _SG, sT _L, and sN _DS can also be determined by learning the time of preliminary experiments. For example, it may be configured as in the fifth embodiment. When this embodiment is applied to the same fastening portion as in Embodiment 1, N _SG = 50, sT
_By setting _L = 15 Nm and sN _DS = 40, the same results as in FIG. 5 were obtained.

【００５１】上記のように、本実施例においては、締結
力の演算の際に、着座に伴うインパクト・トルクの波形
変化から着座時点を判定し、上記着座時点を締結力計算
開始時点として締結力を演算するように構成しており、
具体的には、着座に伴うインパクト・トルクの波形変化
として、各インパクトごとに発生する複数のトルク・パ
ルスのうちの最初のトルク・パルスの立上がりから、一
定のサンプリング間隔で所定のデータ数（すなわちサン
プリングデータ数）だけトルク・データをサンプリング
したときにおける、所定のトルク値（すなわち抽出判定
しきい値トルク）以上の値を示したデータ数（すなわち
抽出データ数）の変化を検出し、上記の抽出データ数が
所定のデータ数、すなわち着座判定しきい値抽出データ
数、以上となった時点を着座時点と判定するようにして
いる。そのため、前記第１〜第４の実施例と同等の正確
さで着座を判定でき、かつ、前記第６の実施例と同様
に、処理すべきデータ数をサンプリング・データ数に限
ることによってデータ処理を簡易化し、着座判定処理時
間を短縮している。また、サンプリング・データ数とサ
ンプリング間隔の積であるサンプリング時間について
も、前記第６の実施例と同様に、１.５ｍｓと短く設定
されている。As described above, in the present embodiment, when the fastening force is calculated, the seating time is determined from the waveform change of the impact / torque associated with the seating, and the seating time is used as the fastening force calculation start time. Is configured to calculate
Specifically, as a waveform change of impact torque due to seating, a predetermined number of data (that is, a predetermined number of data at a constant sampling interval from the rise of the first torque pulse among a plurality of torque pulses generated for each impact) When the torque data is sampled by the sampling data number), a change in the data number (that is, the extraction data number) that shows a value equal to or larger than a predetermined torque value (that is, extraction determination threshold torque) is detected, and the above extraction is performed. When the number of data is a predetermined number of data, that is, the number of pieces of seating determination threshold extraction data, or more, it is determined that the seating time. Therefore, the seating can be determined with the same accuracy as in the first to fourth embodiments, and the data processing is limited to the sampling data number as in the sixth embodiment. The seating determination processing time is shortened. Also, the sampling time, which is the product of the number of sampling data times the sampling interval, is set as short as 1.5 ms as in the sixth embodiment.

【００５２】次に、これまでの実施例は、インパクト時
のトルク・パルスを基準としてねじ締め機における締結
力を目標値に一致させるように制御するねじ締め装置に
ついて説明したが、以下、ボルトやナットの回転角を基
準として制御する測定方法および装置について説明す
る。締結力すなわち締付け軸力を測定する方法として
は、ボルトやナット（以下、代表してボルトと略記す
る）に歪ゲージを取付け、締付けに伴うボルトの伸びか
らボルトの張力を測定する方法や、座面圧計を用いて締
付けに伴う座面圧計に作用する圧縮力を測定する方法が
ある。しかし、これらの方法では、歪ゲージをボルトに
取付けたり、被締結体部分に座面圧計を配置したりする
必要があるため、たとえば自動車のような量産製品の製
造段階で、上記のような測定手段を用いることは現実的
でない。そのため、製造段階では、ＪＩＳ１０８３で規
定されているトルク法（図３２に示した特性に基づく方
法）、回転角法（図３３に示した特性に基づく方法）あ
るいはトルク勾配法（図３４に示した特性に基づく方
法）といった締付け方法で、締付けトルクやボルト回転
角を検出することによって締付け軸力の管理を行ってい
る。Next, in the above embodiments, the screw tightening device for controlling the tightening force in the screw tightener so as to match the target value with reference to the torque pulse at the time of impact was explained. A measuring method and apparatus for controlling the rotation angle of the nut as a reference will be described. As a method of measuring the fastening force, that is, the tightening axial force, a strain gauge is attached to a bolt or nut (hereinafter, abbreviated as a bolt), and the tension of the bolt is measured from the elongation of the bolt accompanying the tightening. There is a method of using a surface pressure gauge to measure the compressive force acting on the seat surface pressure gauge during tightening. However, in these methods, it is necessary to attach a strain gauge to a bolt and to arrange a seat pressure gauge on the part to be fastened. It is not realistic to use means. Therefore, in the manufacturing stage, the torque method (method based on the characteristics shown in FIG. 32), the rotation angle method (method based on the characteristics shown in FIG. 33), or the torque gradient method (shown in FIG. 34) specified in JIS 1083 is used. The tightening axial force is controlled by detecting the tightening torque and the bolt rotation angle by a tightening method such as a method based on characteristics.

【００５３】ところが、トルク法では、座面およびねじ
面の摩擦係数のバラツキの影響を受けるため、締付けト
ルクと締付け軸力とは±３０％程度の誤差を含む比例関
係になり、必ずしも締付け軸力を精度良く測定あるいは
管理していることにはならない。また、回転角法では、
スナッグ点を決めるために、締付けトルクの測定を必要
とし、トルク勾配法も同様に締付けトルクおよびボルト
の回転角の測定が必要となる。そのため、回転角法やト
ルク勾配法で締付け軸力を管理するナットランナのよう
なねじ締め機では、締付けトルク検出器および回転角検
出器の２種類の検出器が必要となってしまう。さらに、
本出願人が既に出願している特願平４−２５４０２８号
に記載した締付け軸力推定機能を有するインパクト式ね
じ締め機のように、パルス成分を有する駆動出力によっ
て締め付けを行なうインパクト締付け装置においては、
上記のような締付けトルクと締付け軸力との対応関係は
必ずしも成立しない。したがって、製造段階でインパク
ト締付けを行う場合においては、品質管理の面から、締
付け軸力の測定と検査方法を確立する必要がある。In the torque method, however, the tightening torque and the tightening axial force have a proportional relationship including an error of about ± 30% because of the influence of variations in the friction coefficient of the seat surface and the screw surface, and the tightening axial force is not always required. Does not mean that they are accurately measured or managed. Also, in the rotation angle method,
To determine the snag point, it is necessary to measure the tightening torque, and the torque gradient method also needs to measure the tightening torque and the rotation angle of the bolt. Therefore, a screw tightener such as a nut runner that manages the tightening axial force by the rotation angle method or the torque gradient method requires two types of detectors, a tightening torque detector and a rotation angle detector. further,
In an impact tightening device that tightens by a drive output having a pulse component, such as an impact type screw tightener having a tightening axial force estimating function described in Japanese Patent Application No. 4-254028 already filed by the present applicant, ,
The above-mentioned correspondence between the tightening torque and the tightening axial force is not always established. Therefore, when impact tightening is performed at the manufacturing stage, it is necessary to establish a method for measuring the tightening axial force and establishing an inspection method from the viewpoint of quality control.

【００５４】この実施例は、上記ごとき問題を解決する
ためになされたものであり、インパクトごとのボルトあ
るいはナットの回転角を検出し、この回転角が所定範囲
の値となった時点を着座時点と判定し、それ以降の回転
角から締付け軸力を求めることにより、インパクト締付
け時の締付け軸力を精度よく測定できるようにしたもの
である。This embodiment is made in order to solve the above problems, and detects the rotation angle of the bolt or nut for each impact, and the time when this rotation angle becomes a value within a predetermined range is the seating time. By determining the tightening axial force from the rotation angle after that, it is possible to accurately measure the tightening axial force during impact tightening.

【００５５】以下、本実施例を図面に基づいて説明す
る。図２６は、全体の構成を示すブロック図である。ま
ず、構成を説明すると、インパクトねじ締め機本体２２
０は、電気または圧縮エアを動力源とするモータ２０２
と、該モータの回転力をパルス状のトルクに変換するト
ルク・パルス発生器２０３と、出力軸２３１とからな
る。また、締結部２０４は、被締結体２４１とボルト２
４２およびナット２４３からなる。そして上記インパク
ト式ねじ締め機本体２２０の出力軸２３１と上記締結部
２０４との間に回転角検出器２０１が配置されている。
この回転検出器２０１の出力は信号処理回路２１５へ送
られ、締め付け軸力として出力される。This embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 26 is a block diagram showing the overall configuration. First, the structure will be described. The impact screw tightener main body 22
0 is a motor 202 powered by electricity or compressed air
And a torque pulse generator 203 for converting the torque of the motor into pulsed torque, and an output shaft 231. Further, the fastening portion 204 includes the fastened body 241 and the bolt 2.
42 and nut 243. The rotation angle detector 201 is arranged between the output shaft 231 of the impact type screw tightener main body 220 and the fastening portion 204.
The output of the rotation detector 201 is sent to the signal processing circuit 215 and is output as a tightening axial force.

【００５６】次に、図２７は、回転角検出器２０１の構
成を示す断面図である。図２７において、ソケット２１
１は、トルク・パルス発生器２０３の出力軸２３１に発
生したパルス状のトルクをナット２４３に伝える部材で
あり、このソケット２１１には、ロータリー・エンコー
ダのコードホイール２１２が固定されている。また、ソ
ケット２１１を回転自在に支持する第１のハウジング２
１４ａと、この第１のハウジング２１４ａが固定され、
かつ図示していない支持体に固定されている第２のハウ
ジング２１４ｂと、このハウジング２１４ｂに固定され
たロータリー・エンコーダの検出ヘッド２１３とが設け
られている。Next, FIG. 27 is a sectional view showing the structure of the rotation angle detector 201. In FIG. 27, the socket 21
Reference numeral 1 denotes a member for transmitting the pulsed torque generated on the output shaft 231 of the torque / pulse generator 203 to the nut 243. The socket 211 is fixed with a code wheel 212 of a rotary encoder. In addition, the first housing 2 that rotatably supports the socket 211
14a and the first housing 214a are fixed,
A second housing 214b fixed to a support (not shown) and a rotary encoder detection head 213 fixed to the housing 214b are provided.

【００５７】次に作用を説明する。自動車のシャシ部品
の締結に多く用いられる戻り止めナットが使われている
部位で、インパクト式ねじ締め機で締結を行う場合、イ
ンパクトごとのナットの回転角は図２８のように変化す
る。すなわち、未着座の状態であっても「ナットの戻り
止め部とボルトのねじ面との摩擦力が発生するためにイ
ンパクトが発生し、最大静止摩擦トルクを越えるとナッ
トはフリーランニング状態となって、大きな角度回転
し、最後は動摩擦のために減速・停止する」という単位
運動が繰返される。着座すると、ボルトに発生した張力
のために、ねじ面および座面での摩擦力が増加し、イン
パクトごとのナットの回転角は急激に減少するが、厳密
に見ると着座時点ではナットの回転角が着座判定上限回
転角sθ_MAXと着座判定下限回転角sθ_MINの間の値とな
る。この着座時点におけるインパクトによるナットの回
転角θ_Lと発生した締付け軸力Ｆ_Mとの関係について、締
付け軸力の測定に歪ゲージを取付けたボルトを用いて実
験した結果が図２９である。図２９は、θ_Lが sθ_MIN≦θ_L≦sθ_MAX の範囲の値であり、sθ_MINおよびsθ_MAXは実験的に決定
できること、およびＦ_Mが下記（数１）式で近似できる
ことを示している。Next, the operation will be described. When fastening with an impact type screw tightener at a portion where detent nuts that are often used for fastening chassis parts of automobiles are used, the rotation angle of the nut for each impact changes as shown in FIG. In other words, even if the seat is not seated, “the impact occurs due to the frictional force between the detent portion of the nut and the thread surface of the bolt, and when the maximum static friction torque is exceeded, the nut becomes free running. , A large angle rotation, and at the end it slows down and stops due to dynamic friction. " When seated, the frictional force on the screw surface and seat surface increases due to the tension generated in the bolt, and the rotation angle of the nut sharply decreases at each impact, but strictly speaking, at the time of seating, the rotation angle of the nut Is a value between the seating determination upper limit rotation angle sθ _MAX and the seating determination lower limit rotation angle sθ _MIN . FIG. 29 shows the result of an experiment on the relationship between the rotation angle θ _L of the nut due to the impact at the time of seating and the generated tightening axial force F _M using a bolt equipped with a strain gauge for measuring the tightening axial force. FIG. 29 shows that θ _L is a value in the range of sθ _MIN ≦ θ _L ≦ sθ _MAX , sθ _MIN and sθ _MAX can be determined experimentally, and that F _M can be approximated by the following (Equation 1) formula. There is.

【００５８】[0058]

【数１】 (Equation 1)

【００５９】ただし、Ｆ_LMAX：着座時点で発生する最大
締付け軸力また、図３０は、着座以降のナットの回転角
θ_Fと締付け軸力Ｆ_Mとの関係について、締付け軸力の測
定に歪ゲージを取付けたボルトを用いて実験した結果で
あり、 Ｆ_M＝ｋθ_F （ただし、ｋ：定数） の良好な比例関係が成り立つことを示している。したが
って、着座時点における着座以降のナットの回転角θ_FL
は、下記（数２）式で求めることが出来る。[0059] However, F _LMAX: maximum tightening axial force generated at the seating time point also, FIG. 30, the relationship between the axial force F _M tightening rotation angle theta _F of subsequent seating nut, strain measurements fastening shaft force It is the result of an experiment using a bolt with a gauge attached, and shows that a good proportional relationship of F _M = kθ _F (where k: constant) holds. Therefore, at the time of seating, the rotation angle of the nut after seating θ _FL
Can be obtained by the following equation (2).

【００６０】[0060]

【数２】 (Equation 2)

【００６１】ただし、Ｆ_LMAX＝ｋ sθ_MIN その後は、インパクトごとのナットの回転角を順次加算
していくことで、着座以降のナットの回転角θ_Fを求め
ることができる。図２８には、このような処理に基づい
て得られる着座以降のナットの回転角θ_Fの変化につい
ても示してある。このようにして得られる着座以降のナ
ットの回転角θ_Fから、図３０に示した回転角θ_Fと締付
け軸力Ｆ_Mとの比例関係に基づいて、精度の高い締付け
軸力の測定が可能となる。However, after that F _LMAX = k s θ _MIN , the rotation angle θ _F of the nut after seating can be obtained by sequentially adding the rotation angle of the nut for each impact. FIG. 28 also shows changes in the rotation angle θ _F of the nut after seating obtained based on such processing. From the rotation angle θ _F of the nut after seating thus obtained, it is possible to measure the tightening axial force with high accuracy based on the proportional relationship between the rotation angle θ _F and the tightening axial force F _M shown in FIG. Becomes

【００６２】次に、図３１は、他の実施例のブロック図
である。この実施例は、本出願人が既に出願している特
願平４−２５４０２８号に記載した締付け軸力推定機能
を有するインパクト式ねじ締め機を用いるボルト・ナッ
ト締結において、図２７に示した回転角検出器２０１を
締付け軸力検査用に用いて締付け軸力を測定するように
構成したものである。図３１において、締付け軸力推定
機能付きのインパクト式ねじ締め機本体２５０は、電気
または圧縮エアを動力源とするモータ２５１と、該モー
タ２５１の回転力をパルス状のトルクに変換するトルク
・パルス発生器２５２と、該トルク・パルス発生器２５
２の出力軸２５４に発生するトルクを検出するためのト
ルク検出器２５３とを備えている。そしてトルク検出器
２５３の信号はトルク制御装置２５５に送られ、その出
力に応じてモータ２５１が制御される。また、締結部２
０４は、被締結体２４１と、ボルト２４２およびナット
２４３からなる。そして図２７に示したものと同様の回
転角検出器２０１が上記インパクト式ねじ締め機本体２
５０の出力軸２５４と締結部２０４との間に設けられて
いる。上記回転角検出器２０１の出力信号は、検査デー
タ処理装置２６０の回転角信号処理部２６１に取込まれ
る。検査データ処理装置２６０は、さらに、比較演算部
２６２および結果表示部２６３を備えている。Next, FIG. 31 is a block diagram of another embodiment. This embodiment shows the rotation shown in FIG. 27 in bolt and nut fastening using the impact type screw fastening machine having the fastening axial force estimating function described in Japanese Patent Application No. 4-254028 already filed by the present applicant. The angle detector 201 is used for the tightening axial force inspection to measure the tightening axial force. In FIG. 31, an impact type screw tightener main body 250 with a tightening axial force estimating function includes a motor 251 that uses electric power or compressed air as a power source, and a torque pulse that converts the rotational force of the motor 251 into pulsed torque. Generator 252 and the torque pulse generator 25
And a torque detector 253 for detecting the torque generated in the second output shaft 254. Then, the signal of the torque detector 253 is sent to the torque control device 255, and the motor 251 is controlled according to the output thereof. Also, the fastening portion 2
Reference numeral 04 includes a fastened body 241, a bolt 242 and a nut 243. Then, the rotation angle detector 201 similar to that shown in FIG.
It is provided between the output shaft 254 of 50 and the fastening portion 204. The output signal of the rotation angle detector 201 is taken into the rotation angle signal processing unit 261 of the inspection data processing device 260. The inspection data processing device 260 further includes a comparison calculation unit 262 and a result display unit 263.

【００６３】回転角信号処理部２６１は、回転角検出器
２０１の出力信号を締付け軸力に変換した信号すなわち
締付け軸力の検査値を出力する。また、トルク制御装置
２５５は、トルク検出器２５３からのトルク信号に基づ
いて演算締付け軸力のモニタ信号すなわち締付け軸力の
演算値を出力する。比較演算部２６２は、上記の締付け
軸力の検査値と締付け軸力の演算値とを入力し、締付け
軸力の演算値の検査値に対する誤差すなわち演算誤差の
計算、合否判定等を行い、これらの結果に基づいて、結
果表示部２６３では、締付け軸力の検査値、演算値、演
算誤差、合否判定結果等を表示する。また、検査データ
処理装置２６０に、プリンタへの出力端子を設けたり、
メモリカードを取付けたりして、検査データを保存する
ことも可能である。上記のように構成すれば、締付け軸
力推定機能付きインパクト式ねじ締め機において、締め
付け軸力の目標値と実際の値、それらの誤差等を正確、
かつ容易に検査することが可能となる。The rotation angle signal processing unit 261 outputs a signal obtained by converting the output signal of the rotation angle detector 201 into a tightening axial force, that is, an inspection value of the tightening axial force. Further, the torque control device 255 outputs a monitor signal of the calculated tightening axial force, that is, a calculated value of the tightening axial force, based on the torque signal from the torque detector 253. The comparison calculation unit 262 inputs the tightening axial force inspection value and the tightening axial force calculation value, calculates an error of the tightening axial force calculation value with respect to the inspection value, that is, calculates a calculation error, and determines pass / fail. Based on the result, the result display unit 263 displays the tightening axial force inspection value, the calculated value, the calculation error, the pass / fail judgment result, and the like. Further, the inspection data processing device 260 may be provided with an output terminal to a printer,
It is also possible to install a memory card and save the inspection data. According to the above configuration, in the impact type screw tightening machine with the tightening axial force estimating function, the target value and the actual value of the tightening axial force, their errors, etc.
And it becomes possible to inspect easily.

【００６４】上記のように、インパクト式ねじ締め機の
出力軸に発生するパルス状のトルクを締結部のボルトま
たはナットに伝えるためのソケット部分に、回転角検出
器を取付け、インパクトごとのボルトまたはナットの回
転角を検出し、この回転角が「予め求めてある着座判定
上限回転角と着座判定下限回転角との間の範囲」になっ
た時点を着座時点と判定し、さらに着座時のインパクト
によるボルトまたはナットの回転角の関数として与えら
れる「着座時における着座以降のボルトまたはナットの
回転角」を求め、以降はインパクトごとのボルトまたは
ナットの回転角を順次加算していくことで、着座以降の
ボルトまたはナットの回転角を検出する方式としたた
め、回転角検出器からの信号のみを用いて上記「着座以
降のボルトまたはナットの回転角」と良好な比例関係を
もつ締付け軸力を、インパクト締付けの場合においても
精度よく測定できるという効果が得られる。また、締付
け軸力推定機能付きインパクト式ねじ締め機を用いる締
結の際に用いることの可能な、締付け軸力検査装置を提
供することも可能となる。As described above, the rotation angle detector is attached to the socket portion for transmitting the pulsed torque generated on the output shaft of the impact type screw tightener to the bolt or nut of the fastening portion, and the bolt for each impact or The rotation angle of the nut is detected, and the time when this rotation angle reaches the "range between the seating determination upper limit rotation angle and the seating determination lower limit rotation angle that have been obtained in advance" is determined to be the seating time, and the impact during seating is also determined. Determine the "rotation angle of the bolt or nut after seating when seated" given as a function of the rotation angle of the bolt or nut by, and then add the rotation angle of the bolt or nut for each impact in sequence Since the method is to detect the rotation angle of subsequent bolts or nuts, only the signal from the rotation angle detector is used and the above "bolt or nut after seating" is used. The fastening shaft force with a good proportional relationship between the rotation angle "bets, effect that can also be accurately measured in the case of the impact tightening. It is also possible to provide a tightening axial force inspection device that can be used when tightening using an impact type screw tightener with a tightening axial force estimating function.

【００６５】上記の回転角を基準とした測定方法および
装置をまとめると下記第１項〜第４項のようになる。 （第１項）インパクト式ねじ締め装置を用いるボルト・
ナット締結の場合の締付け軸力の測定において、インパ
クト式ねじ締め装置の出力軸、または該出力軸に発生す
るパルス状のトルクを締結部のボルトまたはナットに伝
えるためのソケット部分、に回転角検出器を取付け、イ
ンパクトごとのボルトまたはナットの回転角が所定範囲
の値となった時点を着座時点と判定し、着座以降のボル
トまたはナットの回転角を検出することにより、締付け
軸力を測定する方法および装置。The measuring methods and devices based on the above rotation angle are summarized as the following first to fourth items. (Clause 1) Bolts using impact type screw tightening device
When measuring the tightening axial force in the case of nut tightening, the rotation angle is detected on the output shaft of the impact type screw tightening device or the socket part for transmitting the pulsed torque generated on the output shaft to the bolt or nut of the tightening part. After mounting the device, determine the time when the rotation angle of the bolt or nut for each impact falls within the specified range as the seating time, and measure the tightening axial force by detecting the rotation angle of the bolt or nut after seating. Method and apparatus.

【００６６】（第２項）上記第１項に記載の締付け軸力
の測定方法および装置において、インパクトごとのボル
トまたはナットの回転角が、予め求めてある「着座判定
上限回転角と着座判定下限回転角との間の範囲」の値と
なった時点を着座時点と判定することを特徴とする締付
け軸力の測定方法および装置。(Item 2) In the method and apparatus for measuring the tightening axial force described in item 1, the rotation angle of the bolt or nut for each impact is determined by the previously determined "seating determination upper limit rotation angle and seating determination lower limit". A method and a device for measuring a tightening axial force, characterized in that a time when a value of "range between rotation angle" is determined to be a seating time.

【００６７】（第３項）上記第１項および第２項に記載
の締付け軸力の測定方法および装置において、「着座時
点における着座以降のボルトまたはナットの回転角」を
予め求めてある「着座時点のインパクトによるボルトま
たはナットの回転角の関数」に基づいて求め、以降はイ
ンパクトごとのボルトまたはナットの回転角を順次加算
していくことで、着座以降のボルトまたはナットの回転
角を検出することを特徴とする締付け軸力の測定方法お
よび装置。(Claim 3) In the method and apparatus for measuring the tightening axial force described in the above items 1 and 2, the "rotation angle of the bolt or nut after the seating at the time of seating" is previously determined. Based on the function of the rotation angle of the bolt or nut depending on the impact at the time point, and thereafter, the rotation angle of the bolt or nut for each impact is sequentially added to detect the rotation angle of the bolt or nut after seating. A method and apparatus for measuring a tightening axial force, which is characterized in that

【００６８】（第４項）締付け軸力推定機能を有するイ
ンパクト式ねじ締め装置を用いてボルト・ナット締結を
行う場合に、上記第１項、第２項または第３項に記載の
締付け軸力の測定方法および装置を用いることを特徴と
する締付け軸力の検査方法および装置。(Item 4) When tightening bolts and nuts using an impact type screw tightening device having a function of estimating tightening axial force, the tightening axial force described in the above item 1, item 2 or item 3 And method for measuring tightening axial force, characterized by using the method and apparatus for measuring.

【００６９】[0069]

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１〜請
求項３に記載の発明においては、締結力の演算におい
て、着座に伴うトルク・パルスの波形変化から着座時点
を判定し、上記着座時点、すなわちインパクトごとに検
出したトルク・パルスの持続時間および発生間隔のうち
少なくとも一方が、それに対応する所定値（着座判定し
きい値持続時間および着座判定しきい値発生間隔）以上
となった時点、あるいは、フリーランニング時間が所定
値（着座判定しきい値フリーランニング時間）以下とな
った時点を締結力計算の開始時点とするように構成した
ことにより、実際の締結が開始される前にねじ面の摩擦
等によって発生したトルクを締結力の計算から除くこと
ができるので、締結力の演算精度を大幅に向上させるこ
とができ、目標とする締結力まで精密にねじ締めを行う
ことができる、という効果が得られる。 また、請求項
５に記載の発明においては、上記の効果に加えて、着座
判定しきい値持続時間、着座判定しきい値発生間隔およ
び着座判定しきい値フリーランニング時間を予備実験の
際に自動的に決定することができ、併せてＣ_TF−Ｆ特性
曲線についても同様に自動的に決定することができるの
で、計測が容易で正確になる、という効果が得られる。
さらに、請求項６〜請求項７に記載の発明においては、
各インパクトごとに発生する複数のトルク・パルスのう
ちの最初のトルク・パルスの立上がりから、一定のサン
プリング間隔で所定のデータ数だけトルク・データをサ
ンプリングし、そのサンプリング・データ内で、所定の
トルク値（フリーランニング判定しきい値トルク）以下
の値を示したデータ数（フリーランニング・データ数）
が所定のデータ数（着座判定しきい値フリーランニング
・データ数）以下となった時点、あるいは、上記のサン
プリング・データ内で、所定のトルク値（抽出判定しき
い値トルク）以上の値を示したデータ数（抽出データ
数）が所定のデータ数（着座判定しきい値抽出データ
数）以上となった時点を着座時点と判定するように構成
したことにより、上記の効果に加えて、着座判定処理時
間を短縮することができる、という効果が得られる。ま
た、請求項８に記載の発明においては、サンプリング時
間を、最初のトルク ・パルスの立上がりから第２番目の
トルク・パルスの立上がりまでの所要時間よりも短く設
定したことにより、第２番目のトルク・パルスをサンプ
リングしないようにすることが出来るので、最初のトル
クパルスのみを正確にサンプリングすることが出来る。
また、請求項４または請求項９に記載の発明において
は、上記の各請求項の構成における締結力の演算におい
て、前回までの締結力Ｆ(ｉ−１）の値に応じて今回の
インパクトにおけるトルク変換係数Ｃ _TF (ｉ）を求め、
その値を用いて今回の締結力演算を行ない、かつそのＣ
_TF (ｉ）を、締結力が大きくなるほど小さな値になるよ
うに設定したことにより、実際の締結力の変化に良く適
応した演算を行なうことができるので、締結力を正確に
計算することが出来る。 As described above, in the invention described in claims 1 to 3 , in the calculation of the fastening force, the seating time point is determined from the waveform change of the torque pulse accompanying the seating, and the seating time is determined. At the time, that is, when at least one of the duration and the generation interval of the torque pulse detected for each impact becomes equal to or greater than the corresponding predetermined value (seating determination threshold duration and seating determination threshold generation interval). Alternatively, since the time when the free running time becomes equal to or less than the predetermined value (seating determination threshold free running time) is set as the start time of the tightening force calculation, the screw can be screwed before the actual tightening starts. Since the torque generated by friction of the surface etc. can be excluded from the calculation of the fastening force, the accuracy of the fastening force calculation can be greatly improved and the target It is possible to perform precise screwing up the fastening force, the effect is obtained that. Claims
In the invention described in 5 , in addition to the above effects, the sitting determination threshold duration time, the sitting determination threshold generation interval, and the sitting determination threshold free running time are automatically determined during the preliminary experiment. In addition, since the C _TF -F characteristic curve can be automatically determined in the same manner, there is an effect that the measurement is easy and accurate.
Furthermore, in the inventions according to claims 6 to 7 ,
From the rising edge of the first torque pulse of the multiple torque pulses generated for each impact, the torque data is sampled by a predetermined number of data at fixed sampling intervals, and the predetermined torque is sampled within the sampling data. Number of data showing a value less than the value (free running judgment threshold torque) (number of free running data)
Indicates a value equal to or less than a predetermined number of data (seating determination threshold free-running data number) or within the above sampling data, a value equal to or greater than a predetermined torque value (extraction determination threshold torque). In addition to the above effects, the seating determination can be performed by determining that the time when the number of data (the number of extracted data) that has reached a predetermined value (the number of data for extracting the seating determination threshold) is determined The effect that the processing time can be shortened is obtained. Ma
In the invention according to claim 8, at the time of sampling
The second from the rising of the first torque pulse
Set shorter than the time required for the rise of the torque pulse.
The second torque pulse by
You can avoid ringing, so
Only the cpulse can be sampled accurately.
Further, in the invention according to claim 4 or claim 9,
Is the calculation of the fastening force in the structure of each of the above claims.
According to the value of the fastening force F (i-1) up to the previous time,
Obtain the torque conversion coefficient C _TF (i) at impact ,
This value is used to calculate the fastening force this time, and C
_The larger _TF (i) is, the smaller the fastening force becomes.
By setting it in such a way, it is well suited to changes in the actual fastening force.
Accurate tightening force can be calculated.
Can be calculated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１の実施例のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention.

【図２】圧縮空気を動力源とするインパクト・レンチと
して構成した場合の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view when configured as an impact wrench using compressed air as a power source.

【図３】第１の実施例における演算処理を示すフローチ
ャート。FIG. 3 is a flowchart showing arithmetic processing in the first embodiment.

【図４】締結力データ・メモリ部１２３に記録されてい
るトルク−締結力変換係数と締結力との関係を示す関数
の一例図。FIG. 4 is an example diagram of a function showing a relationship between a torque-fastening force conversion coefficient recorded in a fastening force data memory unit 123 and a fastening force.

【図５】実施例と比較例（従来例）との演算精度につい
ての比較特性図。FIG. 5 is a comparative characteristic diagram regarding arithmetic accuracy between an example and a comparative example (conventional example).

【図６】本発明の第２の実施例のブロック図。FIG. 6 is a block diagram of a second embodiment of the present invention.

【図７】第２の実施例における演算処理を示すフローチ
ャート。FIG. 7 is a flowchart showing a calculation process in the second embodiment.

【図８】本発明の第３の実施例のブロック図。FIG. 8 is a block diagram of a third embodiment of the present invention.

【図９】第３の実施例における演算処理を示すフローチ
ャートの一部。FIG. 9 is a part of a flowchart showing a calculation process in the third embodiment.

【図１０】第３の実施例における演算処理を示すフロー
チャートの他の一部。FIG. 10 is another part of the flowchart showing the arithmetic processing in the third embodiment.

【図１１】本発明の第４の実施例のブロック図。FIG. 11 is a block diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図１２】第４の実施例における演算処理を示すフロー
チャート。FIG. 12 is a flowchart showing arithmetic processing according to the fourth embodiment.

【図１３】本発明の第５の実施例のブロック図。FIG. 13 is a block diagram of a fifth embodiment of the present invention.

【図１４】第５の実施例における演算処理を示すフロー
チャートの一部。FIG. 14 is a part of a flowchart showing a calculation process in a fifth embodiment.

【図１５】第５の実施例における演算処理を示すフロー
チャートの他の一部。FIG. 15 is another part of the flowchart showing the arithmetic processing in the fifth embodiment.

【図１６】第５の実施例における演算処理を示すフロー
チャートの他の一部。FIG. 16 is another part of the flowchart showing the arithmetic processing in the fifth embodiment.

【図１７】本発明の第６の実施例のブロック図。FIG. 17 is a block diagram of a sixth embodiment of the present invention.

【図１８】第６の実施例における演算処理を示すフロー
チャートの一部。FIG. 18 is a part of a flowchart showing the arithmetic processing in the sixth embodiment.

【図１９】第６の実施例における演算処理を示すフロー
チャートの他の一部。FIG. 19 is another part of the flowchart showing the arithmetic processing in the sixth embodiment.

【図２０】本発明の第７の実施例のブロック図。FIG. 20 is a block diagram of a seventh embodiment of the present invention.

【図２１】第７の実施例における演算処理を示すフロー
チャートの一部。FIG. 21 is a part of a flowchart showing arithmetic processing according to the seventh embodiment.

【図２２】第７の実施例における演算処理を示すフロー
チャートの他の一部。FIG. 22 is another part of the flowchart showing the arithmetic processing in the seventh embodiment.

【図２３】インパクト式ねじ締め装置で戻り止めナット
を回転させてねじ締めを行った場合のインパクト・トル
クの波形変化についての模式的な特性図。FIG. 23 is a schematic characteristic diagram showing changes in the waveform of impact torque when screwing is performed by rotating a detent nut with an impact type screw tightening device.

【図２４】インパクト・トルクの波形変化およびライナ
・ケースの回転角速度を示す特性図。FIG. 24 is a characteristic diagram showing a change in the waveform of impact torque and the rotational angular velocity of the liner case.

【図２５】サンプリング・データ数、フリーランニング
判定しきい値トルク、フリーランニング・データ数、抽
出判定しきい値トルクおよび抽出データ数についての模
式的な特性図。FIG. 25 is a schematic characteristic diagram of the number of sampling data, the free running determination threshold torque, the number of free running data, the extraction determination threshold torque, and the number of extracted data.

【図２６】回転角を基準として制御する実施例の全体の
構成を示すブロック図。FIG. 26 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment in which control is performed based on a rotation angle.

【図２７】回転角検出器２０１の構成を示す断面図。FIG. 27 is a sectional view showing the configuration of a rotation angle detector 201.

【図２８】インパクトごとのナットの回転角を示す特性
図。FIG. 28 is a characteristic diagram showing a rotation angle of a nut for each impact.

【図２９】着座時点におけるインパクトによるナットの
回転角θ_Lと発生した締付け軸力Ｆ_Mとの関係について、
締付け軸力の測定に歪ゲージを取付けたボルトを用いて
実験した結果を示す特性図。FIG. 29 shows the relationship between the nut rotation angle θ _L due to the impact at the time of seating and the generated tightening axial force F _M.
The characteristic view which shows the result of having experimented using the bolt which attached the strain gauge for the measurement of the tightening axial force.

【図３０】着座以降のナットの回転角θ_Fと締付け軸力
Ｆ_Mとの関係について、締付け軸力の測定に歪ゲージを
取付けたボルトを用いて実験した結果を示す特性図。FIG. 30 is a characteristic diagram showing a result of an experiment on a relationship between a rotation angle θ _F of a nut after seating and a tightening axial force F _M using a bolt equipped with a strain gauge for measuring the tightening axial force.

【図３１】締付け軸力推定機能を有するインパクト式ね
じ締め機を用いるボルト・ナット締結において、回転角
検出器２０１を締付け軸力検査用に用いて締付け軸力を
測定する実施例の構成を示すブロック図。FIG. 31 shows a configuration of an example in which a tightening axial force is measured by using a rotation angle detector 201 for tightening axial force inspection in bolt and nut tightening using an impact type screw tightener having a tightening axial force estimating function. Block Diagram.

【図３２】従来のトルク法に用いられる締め付けトルク
と締め付け軸力との関係を示す特性図。FIG. 32 is a characteristic diagram showing a relationship between a tightening torque and a tightening axial force used in the conventional torque method.

【図３３】従来の回転角法に用いられる締め付け回転角
と締め付け軸力との関係を示す特性図。FIG. 33 is a characteristic diagram showing a relationship between a tightening rotation angle and a tightening axial force used in a conventional rotation angle method.

【図３４】従来のトルク勾配法に用いられる締め付け回
転角と締め付けトルク、締める付け軸力との関係を示す
特性図。FIG. 34 is a characteristic diagram showing the relationship between the tightening rotation angle, the tightening torque, and the tightening axial force used in the conventional torque gradient method.

【図３５】従来装置の一例の断面図。FIG. 35 is a cross-sectional view of an example of a conventional device.

【図３６】本出願人の先行技術における演算処理を示す
フローチャート。FIG. 36 is a flowchart showing arithmetic processing in the prior art of the applicant.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０…インパクト・レンチ本体 １１…トルク検
出部 １２…シャット・オフ・バルブ １３…エア・モ
ータ部 １４…油圧パルス発生部 １５…主軸 １６…給気部 １７…エア通路 １８…メイン・バルブ １９…切替えバ
ルブ ２０…バルブ操作レバー ２１…回転切替
えレバー ２２…回転駆動軸 ２３…ベーン ２４…ライナ・ケース ２５…ドライビ
ング・ブレード ２６ａ、２６ｂ…検出コイル ２７ａ、２７ｂ
…溝列 ２８…リリーフ・バルブ ３０…制御装置 １００…インパクト式ねじ締め機本体 １０１…トルク
検出部 １０２…モータ １０３…インパ
クト・トルク発生器 １０４…主軸 １０５…締付け
ソケット １１０…制御装置 １２０…制御装
置 １２１…トルク信号処理部 １２２…ピーク
値処理部 １２３…締結力データ・メモリ部 １２４…締結力
演算部 １２５…動力制御部 １２８…トルク・パルス持続時間処理部 １３０…制御装置 １３４…締結力
演算部 １３８…インパクト・トルク発生間隔処理部 １４０…制御装置 １４４…締結力
演算部 １５０…制御装置 １５４…締結力
演算部 １５８…フリーランニング時間処理部 １６０…制御装置 １６３…締結力
データ・メモリ部 １６４…締結力演算部 １６５…動力制
御部 １６６…締結力信号処理部 １６７…締結力
データ演算部 １７０…締結部分 １７１…歪ゲー
ジ １７２…締結力測定用ボルト １７３…ナット １７４ａ、１７４ｂ…被締結体 １８０…制御装
置 １８４…締結力演算部 １８８…フリーランニング・データ数処理部 １９０…制御装置 １９４…締結力
演算部 １９８…抽出データ数処理部 ２０１…回転角
検出器 ２０２…モータ ２０３…トルク
・パルス発生器 ２０４…締結部 ２１１…ソケッ
ト ２１２…ロータリー・エンコーダのコードホイール ２１３…ロータリー・エンコーダの検出ヘッド ２１４ａ…第１のハウジング ２１４ｂ…第２
のハウジング ２１５…信号処理回路 ２２０…インパ
クト式ねじ締め機本体 ２３１…出力軸 ２４１…被締結
体 ２４２…ボルト ２４３…ナット ２５０…締付け軸力推定機能付きのインパクト式ねじ締
め機本体 ２５１…モータ ２５２…トルク
・パルス発生器 ２５３…トルク検出器 ２５４…出力軸 ２５５…トルク制御装置 ２６０…検査デ
ータ処理装置 ２６１…回転角信号処理部 ２６２…比較演
算部 ２６３…結果表示部10 ... Impact wrench body 11 ... Torque detection part 12 ... Shut off valve 13 ... Air motor part 14 ... Hydraulic pulse generation part 15 ... Main shaft 16 ... Air supply part 17 ... Air passage 18 ... Main valve 19 ... Switching Valve 20 ... Valve operating lever 21 ... Rotation switching lever 22 ... Rotation drive shaft 23 ... Vane 24 ... Liner case 25 ... Driving blade 26a, 26b ... Detection coil 27a, 27b
... Groove row 28 ... Relief valve 30 ... Control device 100 ... Impact type screw tightener main body 101 ... Torque detection unit 102 ... Motor 103 ... Impact torque generator 104 ... Spindle 105 ... Tightening socket 110 ... Control device 120 ... Control device 121 ... Torque signal processing unit 122 ... Peak value processing unit 123 ... Fastening force data / memory unit 124 ... Fastening force calculation unit 125 ... Power control unit 128 ... Torque / pulse duration processing unit 130 ... Control device 134 ... Fastening force calculation unit 138 ... Impact / torque generation interval processing unit 140 ... Control device 144 ... Fastening force calculation unit 150 ... Control device 154 ... Fastening force calculation unit 158 ... Free running time processing unit 160 ... Control device 163 ... Fastening force data / memory unit 164 ... Fastening force calculation unit 165 ... Power control unit 166 ... Fastening force signal processing 167 ... Fastening force data calculation unit 170 ... Fastening portion 171 ... Strain gauge 172 ... Fastening force measurement bolt 173 ... Nuts 174a, 174b ... Fastened object 180 ... Control device 184 ... Fastening force calculation unit 188 ... Free running data number processing Part 190 ... Control device 194 ... Fastening force calculation part 198 ... Extracted data number processing part 201 ... Rotation angle detector 202 ... Motor 203 ... Torque / pulse generator 204 ... Fastening part 211 ... Socket 212 ... Rotary encoder code wheel 213 ... Detecting head of rotary encoder 214a ... First housing 214b ... Second
Housing 215 ... Signal processing circuit 220 ... Impact type screw tightener main body 231 ... Output shaft 241 ... Fastened object 242 ... Bolt 243 ... Nut 250 ... Impact type screw tightener main body 251 with tightening axial force estimation function ... Motor 252 ... Torque / pulse generator 253 ... Torque detector 254 ... Output shaft 255 ... Torque control device 260 ... Inspection data processing device 261 ... Rotation angle signal processing unit 262 ... Comparison calculation unit 263 ... Result display unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鍋倉 立身 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−116074（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−48483（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Tatsumi Nabekura 2 Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (56) Reference JP-A-5-116074 (JP, A) JP-A-57- 48483 (JP, A)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】駆動出力にパルス成分を有する駆動手段
と、一端にねじとの継手部を有し、上記駆動手段によっ
て駆動されることによってねじを締め付ける主軸と、上
記主軸のトルクを検出するトルク検出手段と、を有する
インパクト式ねじ締め機本体と、 上記トルク検出手段の検出結果から求めたトルク・パル
スのピーク値を用いて締結力を求め、目標とする締結力
を実現するように上記駆動手段へ与えられる動力源を制
御し、かつ、上記トルク・パルスの持続時間を検出し、
上記持続時間が着座判定しきい値持続時間以上となった
時点を着座時点と判定し、上記着座時点を締結力計算開
始時点として締結力を演算する制御手段と、 を備えたことを特徴とするインパクト式ねじ締め装置。1. A driving means having a pulse component to the drive output, has a joint portion of the screw at one end, a main shaft tightening the screws by being driven by the drive means, for detecting the torque of the spindle seeking concluded force using an impact-type screw driver body having a torque detecting means, the peak value of the torque pulses obtained from the detection result of the torque detecting means, so as to realize the fastening force to target Controlling the power source provided to the drive means and detecting the duration of the torque pulse;
The above duration exceeds the sitting determination threshold duration
An impact-type screw tightening device comprising: a control unit that determines a time point as a seating time point and calculates the fastening force with the seating time point as a fastening force calculation start time point. 【請求項２】駆動出力にパルス成分を有する駆動手段
と、一端にねじとの継手部を有し、上記駆動手段によっ
て駆動されることによってねじを締め付ける主軸と、上
記主軸のトルクを検出するトルク検出手段と、を有する
インパクト式ねじ締め機本体と、 上記トルク検出手段の検出結果から求めたトルク・パル
スのピーク値を用いて締結力を求め、目標とする締結力
を実現するように上記駆動手段へ与えられる動力源を制
御し、かつ、 上記駆動手段によるインパクト発生に対応
したトルク・パルスの発生間隔を検出し、上記発生間隔
が着座判定しきい値発生間隔以上となった時点を着座時
点と判定し、上記着座時点を締結力計算開始時点として
締結力を演算する制御手段と、 を備えたことを特徴とするインパクト式ねじ締め装置。2. A drive means having a pulse component in a drive output.
, And has a joint with a screw at one end.
Driven by the
And a torque detecting means for detecting the torque of the spindle.
The impact type screw tightener main body and the torque pulse obtained from the detection result of the torque detection means
Target fastening force by calculating the fastening force using the peak value of
To control the power source applied to the drive means.
Gyoshi, and detects the occurrence interval of the torque pulses corresponding to the impact caused by the drive means, the generation interval
Determines that the seating time point when the became the sitting determination threshold generation interval more, as a fastening force calculation starting point the seating time point
An impact type screw tightening device comprising: a control unit that calculates a fastening force ; 【請求項３】駆動出力にパルス成分を有する駆動手段
と、一端にねじとの継手部を有し、上記駆動手段によっ
て駆動されることによってねじを締め付ける主軸と、上
記主軸のトルクを検出するトルク検出手段と、を有する
インパクト式ねじ締め機本体と、 上記トルク検出手段の検出結果から求めたトルク・パル
スのピーク値を用いて締結力を求め、目標とする締結力
を実現するように上記駆動手段へ与えられる動力源を制
御し、かつ、 上記駆動手段による各インパクトごとに発
生する複数のトルク・パルスのうち最初に発生するトル
ク・パルスと第２番目に発生するトルク・パルスとの間
隔であるフリーランニング時間を検出し、上記フリーラ
ンニング時間が着座判定しきい値フリーランニング時間
以下となった時点を着座時点と判定し、上記着座時点を
締結力計算開始時点として締結力を演算する制御手段
と、 を備えたことを特徴とするインパクト式ねじ締め装置。3. A drive means having a pulse component in a drive output.
, And has a joint with a screw at one end.
Driven by the
And a torque detecting means for detecting the torque of the spindle.
The impact type screw tightener main body and the torque pulse obtained from the detection result of the torque detection means
Target fastening force by calculating the fastening force using the peak value of
To control the power source applied to the drive means.
The free running time, which is the interval between the first torque pulse and the second torque pulse among the plurality of torque pulses generated for each impact by the drive means , is detected. , the point at which the free-running time is equal to or less than the sitting determination threshold free running hours determined that seating point, the seating time point
Control means for calculating the fastening force as the starting time of the fastening force calculation
When, impact screw tightening apparatus comprising the. 【請求項４】上記締結力の演算は、前回のインパクトま
での締結力Ｆ(ｉ−１）の値に応じて、締結力に対する
トルク変換係数の特性から今回の演算に用いるトルク変
換係数Ｃ _TF (ｉ）を読み出し、該トルク変換係数Ｃ
_TF (ｉ）と今回のインパクトにおける上記トルク検出手
段の検出結果から求めたピーク・トルク値Ｔ _P (ｉ）とを
乗算することにより、今回のインパクトによる締結力の
増加分δＦ(ｉ）を計算し、前回のインパクトまでの締
結力Ｆ(ｉ−１）に上記の増加分δＦ(ｉ）を加算するこ
とにより、今回のインパクトまでの締結力Ｆ(ｉ）を計
算し、かつ上記トルク変換係数の特性は、締結力が大き
くなるほど小さな値の係数Ｃ _TF (ｉ）になる特性に設定
されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の
何れかに記載のインパクト式ねじ締め装置。(4)The above calculation of the fastening force is the same as the previous impact.
Depending on the value of the fastening force F (i-1) at
From the characteristics of the torque conversion coefficient, the torque change used in this calculation
Conversion coefficient C _TF (i) is read out and the torque conversion coefficient C
_TF (i) and the above torque detection procedure in this impact
Peak torque value T obtained from the step detection result _P (i) and
By multiplying,
Calculate the increment δF (i) and tighten until the last impact
Add the above increment δF (i) to the binding force F (i-1).
The fastening force F (i) up to this impact is calculated by
And the torque conversion coefficient characteristic is that the tightening force is large.
The smaller the value, the smaller the coefficient C _TF Set to the characteristic that becomes (i)
It is characterized by the above-mentioned.
Impact type screw tightening device according to any one of. 【請求項５】実際の締結力を測定する測定手段と、 予備実験における上記測定手段の測定結果を用いて、上
記着座判定しきい値持続時間、上記着座判定しきい値発
生間隔、上記着座判定しきい値フリーランニング時間、
および上記締結力に対するトルク変換係数の特性、のう
ちの少なくとも一つを学習によって決定する演算手段
と、 を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れ
かに記載のインパクト式ねじ締め装置。5. The seating determination threshold duration, the seating determination threshold generation interval, and the seating determination are measured by using a measuring means for measuring an actual fastening force and a measurement result of the measuring means in a preliminary experiment. Threshold free running time,
And a calculation means for determining at least one of the characteristics of the torque conversion coefficient with respect to the fastening force by learning , any one of claims 1 to 4.
Impact type screw tightening device described in Crab . 【請求項６】駆動出力にパルス成分を有する駆動手段
と、一端にねじとの継手部を有し、上 記駆動手段によっ
て駆動されることによってねじを締め付ける主軸と、上
記主軸のトルクを検出するトルク検出手段と、を有する
インパクト式ねじ締め機本体と、 上記トルク検出手段の検出結果から求めたトルク・パル
スのピーク値を用いて締結力を求め、目標とする締結力
を実現するように上記駆動手段へ与えられる動力源を制
御し、かつ、 上記駆動手段による各インパクトごとに発
生する複数のトルク・パルスのうちの最初に発生するト
ルク・パルスの立上りから、一定のサンプリング間隔で
所定のデータ数だけトルク・データをサンプリングした
ときにおける所定のトルク値以下の値を示したデータ数
であるフリーランニング・データ数を検出し、上記フリ
ーランニング・データ数が所定の着座判定しきい値フリ
ーランニング・データ数以下であるかを判断し、以下で
あると判断した時点を着座時点と判定し、上記着座時点
を締結力計算開始時点として締結力を演算する制御手段
と、 を備えたことを特徴とするインパクト式ねじ締め装置。6. A drive means having a pulse component in a drive output.
When having a joint portion of the screw at one end, by the upper SL drive means
Driven by the
And a torque detecting means for detecting the torque of the spindle.
The impact type screw tightener main body and the torque pulse obtained from the detection result of the torque detection means
Target fastening force by calculating the fastening force using the peak value of
To control the power source applied to the drive means.
Control, and from the rise of the first torque pulse of the plurality of torque pulses generated for each impact by the driving means, a predetermined number of data pieces of torque data were sampled at a fixed sampling interval. The number of data showing a value less than or equal to the predetermined torque value at
The number of free running data is detected, and it is determined whether the above free running data number is less than or equal to a predetermined seating determination threshold free running data number. At the time of sitting
Control means for calculating the fastening force with the fastening force calculation start point
When, impact screw tightening apparatus comprising the. 【請求項７】駆動出力にパルス成分を有する駆動手段
と、一端にねじとの継手部を有し、上記駆動手段によっ
て駆動されることによってねじを締め付ける主軸と、上
記主軸のトルクを検出するトルク検出手段と、を有する
インパクト式ねじ締め機本体と、 上記トルク検出手段の検出結果から求めたトルク・パル
スのピーク値を用いて締結力を求め、目標とする締結力
を実現するように上記駆動手段へ与えられる動力源を制
御し、かつ、 上記駆動手段による各インパクトごとに発
生する複数のトルク・パルスのうちの最初に発生するト
ルク・パルスの立上りから、一定のサンプリング間隔で
所定のデータ数だけトルク・データをサンプリングした
ときにおける所定のトルク値以上の値を示したデータ数
を検出し、上記データ数が所定の着座判定しきい値抽出
データ数以上となった時点を着座時点と判定し、上記着
座時点を締結力計算開始時点として締結力を演算する制
御手段と、 を備えたことを特徴とするインパクト式ねじ締め装置。7. A drive means having a pulse component in a drive output.
, And has a joint with a screw at one end.
Driven by the
And a torque detecting means for detecting the torque of the spindle.
The impact type screw tightener main body and the torque pulse obtained from the detection result of the torque detection means
Target fastening force by calculating the fastening force using the peak value of
To control the power source applied to the drive means.
Control, and from the rise of the first torque pulse of the plurality of torque pulses generated at each impact by the driving means, a predetermined number of pieces of torque data were sampled at fixed sampling intervals. The number of data showing a value equal to or greater than the predetermined torque value at
Detects a time when the upper Kide over data number reaches a predetermined sitting determination threshold extract data more than the number determined the seating time point, the adhesive
A control that calculates the fastening force with the seating time as the fastening force calculation start time.
Impact screw tightening apparatus characterized by comprising: a control means. 【請求項８】上記サンプリングデータ数とサンプリング
間隔との積であるサンプリング時間を、着座前において
１回のインパクトで発生する複数のトルク・パルスのう
ちの最初に発生するトルク・パルスの立上りから第２番
目に発生するトルク・パルスの立上りまでの所要時間よ
りも短く設定したことを特徴とする請求項６または請求
項７に記載のインパクト式ねじ締め装置。8. A sampling time, which is a product of the number of sampling data times a sampling interval, is determined from a rising edge of a torque pulse generated first among a plurality of torque pulses generated by one impact before sitting. 7. The method according to claim 6 or claim 6 , characterized in that the time is set shorter than the time required for the second torque pulse to rise.
Item 7. The impact type screw tightening device according to item 7 . 【請求項９】上記締結力の演算は、前回のインパクトま
での締結力Ｆ(ｉ−１）の値に応じて、締結力に対する
トルク変換係数の特性から今回の演算に用いるトルク変
換係数Ｃ _TF (ｉ）を読み出し、該トルク変換係数Ｃ
_TF (ｉ）と今回のインパクトにおける上記トルク検出手
段の検出結果から求めたピーク・トルク値Ｔ _P (ｉ）とを
乗算することにより、今回のインパクトによる締結力の
増加分δＦ(ｉ）を計算し、前回のインパクトまでの締
結力Ｆ(ｉ−１）に上記の増加分δＦ(ｉ）を加算するこ
とにより、今回のインパクトまでの締結力Ｆ(ｉ）を計
算し、かつ上記トルク変換係数の特性は、締結力が大き
くなるほど小さな値の係数Ｃ _TF (ｉ）になる特性に設定
されている、ことを特徴とする請求項６乃至請求項８の
何れかに記載のインパクト式ねじ締め装置。9.The above calculation of the fastening force is the same as the previous impact.
Depending on the value of the fastening force F (i-1) at
From the characteristics of the torque conversion coefficient, the torque change used in this calculation
Conversion coefficient C _TF (i) is read out and the torque conversion coefficient C
_TF (i) and the above torque detection procedure in this impact
Peak torque value T obtained from the step detection result _P (i) and
By multiplying,
Calculate the increment δF (i) and tighten until the last impact
Add the above increment δF (i) to the binding force F (i-1).
The fastening force F (i) up to this impact is calculated by
And the torque conversion coefficient characteristic is that the tightening force is large.
The smaller the value, the smaller the coefficient C _TF Set to the characteristic that becomes (i)
Claim 6 thru | or Claim 8 characterized by the above-mentioned.
Impact type screw tightening device according to any one of.