JP7391938B2

JP7391938B2 - Measuring device for torque coefficient sampling and method for constructing torque coefficient model

Info

Publication number: JP7391938B2
Application number: JP2021503755A
Authority: JP
Inventors: 之敬 ▲張▼; ▲しん▼ 金; ▲カン▼ 崔; 木▲崢▼ 肖; 子夫王; 椰望 ▲孫▼
Original assignee: BEIJING INSTITUTE OF TECHONOLOGY
Current assignee: BEIJING INSTITUTE OF TECHONOLOGY
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2019-07-25
Publication date: 2023-12-05
Anticipated expiration: 2039-07-25
Also published as: CN109186843B; JP2021532351A; WO2020020297A1; CN109186843A

Description

本発明は、精密機器の組立分野に関し、具体的に、トルク係数サンプリング用の測定装置、及びトルク係数モデルの構築方法に関する。 The present invention relates to the field of precision instrument assembly, and specifically relates to a measuring device for torque coefficient sampling and a method for constructing a torque coefficient model.

航空、宇宙、軍事、医療などの分野で精密機器の精度や安定性に対する要求が増え続けるにつれて、精密機器の組立精度に対する要求も高まっている。 As the requirements for accuracy and stability of precision instruments continue to increase in fields such as aviation, space, military, and medical fields, the requirements for the assembly accuracy of precision instruments are also increasing.

その中でも、以下のメリットがあることから、精密機器の組立にねじ部品が広く適用されている。
（１）ねじ係合により、十分な大きさの締結力を提供することができる。
（２）ねじ係合は、着脱に便利である。
（３）汎用の標準化設計があるので、大量生産が容易である。
（４）大量生産に対応可能なため、加工コストが低い。
（５）複雑な組立プロセスに頼る必要がないため、組立コストが低い。
（６）互換性がある。 Among them, screw parts are widely used in the assembly of precision equipment because of the following advantages.
(1) Sufficient fastening force can be provided by threaded engagement.
(2) Threaded engagement is convenient for attachment and detachment.
(3) Since there is a general-purpose standardized design, mass production is easy.
(4) Processing costs are low because it can be mass-produced.
(5) Assembly costs are low because there is no need to rely on complex assembly processes.
(6) Compatible.

ねじ部品によるねじ締結の品質は、製品の組立品質及び信頼性に直接影響する。経済的な観点から、ねじ部品のコストが高くないが、ねじ部品を使用した製品は通常高価である。品質の問題でねじ締結の不具合が発生すると、製品に及ぼす影響により、莫大な経済損失が引き起こされてしまう。 The quality of screw fastening using threaded parts directly affects the assembly quality and reliability of the product. From an economic point of view, the cost of threaded parts is not high, but products using threaded parts are usually expensive. If a screw fastening problem occurs due to quality issues, the impact on the product will cause huge economic losses.

ねじ部品のボルトを例にすると、ボルトの締付力とは、締付トルクの作用により、ボルトと被締結物との間に生じるボルトの軸線方向の作用力である。精密機器の組立では、締付力が高すぎると、ボルトは、被締結物において応力集中を引き起こし、さらに被締結物の塑性変形を引き起こして、精密機器の精度に影響する。締付力が低すぎると、ボルトによる締結作用が無効になる恐れがある。また、低すぎる締付力は、振動環境でのボルトのゆるみ、被締結物の滑りにつながり、精密機器の精度に深刻な影響を及ぼすか、精密機器の損壊を引き起こす恐れがある。 Taking the bolt of a threaded component as an example, the tightening force of the bolt is the acting force in the axial direction of the bolt that is generated between the bolt and the object to be fastened due to the action of the tightening torque. When assembling precision instruments, if the tightening force is too high, the bolts will cause stress concentration in the objects to be fastened, and will also cause plastic deformation of the objects to be fastened, which will affect the accuracy of the precision instruments. If the tightening force is too low, the tightening action of the bolt may become ineffective. In addition, too low a tightening force may lead to loosening of bolts and slipping of objects to be fastened in a vibrating environment, which may seriously affect the accuracy of precision equipment or cause damage to the precision equipment.

そこで、精密機器にとっては、ねじ部品の締付力の制御が非常に重要である。 Therefore, controlling the tightening force of screw parts is very important for precision instruments.

ねじ部品の締付力を制御するために、ねじ部品を締め付ける過程において、トルクを制御することにより、締付力の間接的な制御を実現してもよい。この間接的な制御は、以下の表現式に示すようなトルクと締付力との関係を参照すればよい。
Ｔ＝Ｋ×ｄ×Ｆ In order to control the tightening force of the threaded part, indirect control of the tightening force may be realized by controlling the torque in the process of tightening the threaded part. This indirect control may be performed by referring to the relationship between torque and tightening force as shown in the following expression.
T=K×d×F

ここで、Ｔはトルクであり、Ｋはトルク係数であり、ｄはねじ部品のねじ呼び径であり、Ｆはねじ部品の締付力である。 Here, T is the torque, K is the torque coefficient, d is the nominal thread diameter of the threaded part, and F is the tightening force of the threaded part.

生産の実践において、上記の表現式におけるトルク係数Ｋは、通常、経験に基づいて定数に設定される。例えば、被締結物の、ねじ部品を支持する支持面が滑らかでなく、且つねじ部品と被締結物とのねじ係合に潤滑がない場合、トルク係数Ｋは、０．２に設定されてもよい。被締結物の、ねじ部品を支持する支持面が滑らかであり、且つねじ部品と被締結物とのねじ係合に潤滑がある場合、トルク係数Ｋは、０．１に設定されてもよい。 In production practice, the torque coefficient K in the above expression is usually set to a constant based on experience. For example, if the support surface of the object to be fastened that supports the threaded part is not smooth and there is no lubrication in the threaded engagement between the threaded part and the object to be fastened, the torque coefficient K may be set to 0.2. good. If the support surface of the object to be fastened that supports the screw component is smooth and there is lubrication in the threaded engagement between the screw component and the object to be fastened, the torque coefficient K may be set to 0.1.

しかしながら、実際の締付過程において、トルク係数Ｋは、定数でない場合がある。支持面の滑らかさや粗さ、ねじ係合の潤滑程度、締付速度、締付工具、締付時の温度などの外部要因は、いずれもトルク係数Ｋに影響する。 However, in an actual tightening process, the torque coefficient K may not be a constant. External factors such as the smoothness or roughness of the support surface, the degree of lubrication of the threaded engagement, the tightening speed, the tightening tool, and the temperature during tightening all affect the torque coefficient K.

このため、同様のねじ部品でも、トルク係数Ｋは、外部要因の変化によって異なる可能性がある。例えば、トルク係数Ｋは、外部要因の変化につれて、０．１～０．３の範囲、ひいてはもっと広い範囲内で変動する可能性がある。トルク係数Ｋの変動により、締付力に対する制御精度が必然的に低下し、実際の組立において、ねじ部品の締付力の離散性が大きくなる。 Therefore, even for similar threaded parts, the torque coefficient K may vary depending on changes in external factors. For example, the torque coefficient K may vary within a range of 0.1 to 0.3, or even within a wider range, as external factors change. Fluctuations in the torque coefficient K inevitably reduce the control accuracy of the tightening force, and in actual assembly, the dispersion of the tightening force of the threaded parts increases.

ここからわかるように、締付力の精密な制御が必要な精密機器について、如何に、外部要因も考慮した正確なトルク係数Ｋを得て、エンジニアリングの実践におけるねじ部品の締付力とトルクとのマッピング関係を正確に得るかが、従来技術において解決すべき技術的課題となっている。 As can be seen from this, how to obtain an accurate torque coefficient K that takes into account external factors for precision equipment that requires precise control of tightening force, and how to calculate the tightening force and torque of threaded parts in engineering practice. Accurately obtaining the mapping relationship is a technical problem to be solved in the prior art.

これに鑑み、本発明の一実施例では、トルク係数サンプリング用の測定装置が提供されている。このトルク係数サンプリング用の測定装置は、任意の目標組立圧力の作用下での任意のモデルのねじ部品の測定をサポートして、異なる組立圧力条件での締付力とトルクとのマッピング関係を体現できるサンプリングデータを取得することができる。これらサンプリングデータは、組立圧力によるトルク係数への影響を研究するのに役立つ。 In view of this, one embodiment of the present invention provides a measuring device for torque coefficient sampling. This measuring device for torque coefficient sampling supports the measurement of threaded parts of any model under the action of any target assembly pressure, embodying the mapping relationship between clamping force and torque under different assembly pressure conditions. It is possible to obtain sampling data. These sampling data are useful for studying the influence of assembly pressure on the torque coefficient.

具体的には、該実施例におけるトルク係数サンプリング用の測定装置は、 Specifically, the measuring device for torque coefficient sampling in this example is:

圧力張力センサーを含む載置台と、 a mounting table including a pressure tension sensor;

ハウジングと、前記ハウジング内に収容されたトルクテストモジュール及び圧力テストモジュールと、前記ハウジング外に装着されたビットとを含むねじり工具と、を含んでもよく、 The torsion tool may include a housing, a torque test module and a pressure test module contained within the housing, and a bit mounted outside the housing;

ねじ部品が、前記ビットによりねじられて、前記載置台に載置され且つ前記圧力張力センサーに接続されたねじ穴付きサンプルにねじ込まれると、前記圧力張力センサーから、前記ねじ部品と前記ねじ穴付きサンプルとの間の締付力が出力され、前記トルクテストモジュールから、前記ビットにより前記ねじ部品に生じたトルクが出力され、前記圧力テストモジュールから、前記ビットにより軸方向に沿って前記ねじ部品に生じた組立圧力が出力される。 When the threaded part is twisted by the bit and screwed into the sample with a threaded hole placed on the mounting table and connected to the pressure tension sensor, the threaded part and the threaded part are screwed from the pressure tension sensor. The clamping force between the sample and the sample is outputted, the torque test module outputs the torque generated by the bit on the threaded component, and the pressure test module outputs the torque generated by the bit on the threaded component along the axial direction. The resulting assembly pressure is output.

任意選択的に、前記載置台は、前記圧力張力センサーが載置される基板と、圧力張力伝達部材を介して前記圧力張力センサーに接続された前記ねじ穴付きサンプルを、前記圧力張力センサーの上方に支持するサンプル保持部材と、支持部材により前記サンプル保持部材の上方に支持され、前記ねじ部品が載置され、前記ねじ部品のねじ軸部が貫通する貫通穴が開設されている支持天板と、をさらに含む。 Optionally, the mounting table is configured to place a substrate on which the pressure tension sensor is mounted and a sample with a screw hole connected to the pressure tension sensor via a pressure tension transmission member above the pressure tension sensor. a support top plate supported above the sample holding member by a supporting member, in which the screw component is placed and a through hole is provided through which the screw shaft of the screw component passes; , further including.

任意選択的に、前記トルクテストモジュールは、トルクセンサーと、前記ハウジングに固定されており、前記トルクセンサーの軸方向の一端に接続された第１のトルク伝達部材と、前記トルクセンサーの軸方向の他端に接続されており、前記ビットと同軸に伝動連結された第２のトルク伝達部材と、を含む。 Optionally, the torque test module includes a torque sensor; a first torque transmission member fixed to the housing and connected to one axial end of the torque sensor; a second torque transmission member connected to the other end and coaxially and transmission-coupled with the bit.

任意選択的に、前記第１のトルク伝達部材は、径方向に貫設された力伝達軸棒を介して、前記ハウジングに固定されている。 Optionally, the first torque transmission member is fixed to the housing via a radially extending force transmission shaft.

任意選択的に、前記ハウジングには、前記力伝達軸棒が挿入される規制穴が開設されており、前記力伝達軸棒の端部は、スリーブを介して、前記規制穴内に挿入される。 Optionally, the housing has a regulation hole into which the force transmission shaft is inserted, and an end of the force transmission shaft is inserted into the regulation hole through a sleeve.

任意選択的に、前記第２のトルク伝達部材は、トルク出力軸と同軸に接続され、前記トルク出力軸の基部は、前記ハウジング内に収容された転がり軸受内に貫設されており、前記トルク出力軸の端部は、前記ハウジングの外に伸び、ビット取付スリーブに取り外し可能に接続されており、前記ビットは、前記ビット取付スリーブに同軸に装着されている。 Optionally, the second torque transmission member is coaxially connected to a torque output shaft, and the base of the torque output shaft extends through a rolling bearing housed in the housing, and the torque An output shaft end extends out of the housing and is removably connected to a bit mounting sleeve, and the bit is coaxially mounted to the bit mounting sleeve.

任意選択的に、前記トルク出力軸は、径方向に貫設されたロックピン部材を介して、前記ビット取付スリーブに取り外し可能に接続されている。 Optionally, the torque output shaft is removably connected to the bit mounting sleeve via a radially extending locking pin member.

任意選択的に、前記圧力テストモジュールは、前記ハウジングに固定された圧力センサーと、軸方向に前記圧力センサーと前記第１のトルク伝達部材との間に配置された推力軸受と、を含む。 Optionally, the pressure test module includes a pressure sensor fixed to the housing and a thrust bearing axially disposed between the pressure sensor and the first torque transmission member.

任意選択的に、前記圧力センサーと前記推力軸受との間には、摩耗防止部材が配置されている。 Optionally, an anti-wear member is arranged between the pressure sensor and the thrust bearing.

また、測定装置により得られたサンプリングデータがトルク係数モデルのモデリングに利用されると、異なる組立圧力条件でのトルク係数の変化法則を得ることができる。この変化法則は、生産の実践を指導することに用いることができる。 Furthermore, when the sampling data obtained by the measuring device is used for modeling the torque coefficient model, it is possible to obtain the law of change of the torque coefficient under different assembly pressure conditions. This law of change can be used to guide production practices.

具体的には、他の実施例では、トルク係数モデルの構築方法が提供されている。このトルク係数モデルの構築方法は、
設定された組立圧力を維持する条件で、ｎ個（ｎは自然数）のねじ部品のそれぞれを、前述した実施例に記載の測定装置がテストして出力した締付力及びトルクを受信するステップと、
ｎ個のねじ部品を測定装置がテストして出力した締付力及びトルクを利用して、各ねじ部品のテストで得られるトルク係数過程グラフをそれぞれ構築するステップと、
ｎ個のねじ部品のテストで得られるトルク係数過程グラフを利用して、目標締付力の理想的なトルク係数を決定し、決定された理想的なトルク係数を利用して、設定された組立圧力条件での目標締付力とトルクとの関係モデルを構築するステップと、含む。 Specifically, in another embodiment, a method of constructing a torque coefficient model is provided. The method of constructing this torque coefficient model is
receiving the tightening force and torque output by the measuring device described in the above-described embodiment, testing each of n screw parts (n is a natural number) under conditions of maintaining the set assembly pressure; ,
constructing a torque coefficient process graph obtained by testing each threaded part by using the tightening force and torque outputted by the measuring device when testing the n threaded parts;
The ideal torque coefficient for the target tightening force is determined using the torque coefficient process graph obtained from the test of n threaded parts, and the set assembly is performed using the determined ideal torque coefficient. and constructing a relationship model between target tightening force and torque under pressure conditions.

上記実施例によれば、測定装置は、圧力張力センサーを利用して、ねじ穴付きサンプルとのねじ締結際にねじ部品が生じる締付力を測定するとともに、トルクセンサーを利用して、ねじ穴付きサンプルとのねじ締結際にねじ部品が受けるトルクを測定することができる。これにより、ねじ部品の締付力及びトルクのリアルタイム監視を実現することができ、さらに、リアルタイムで監視された締付力及びトルクを利用して、トルク係数モデルを構築し、締付力とトルクとのマッピング関係を正確に決定し、生産の実践を指導することができる。また、測定装置は、圧力センサーを利用して、ねじ部品に加えた組立圧力を監視して、リアルタイムで監視された締付力及びトルクを、設定された組立圧力に関連付けることもでき、組立圧力によるトルク係数への影響をさらに反映することができる。 According to the above embodiment, the measuring device uses a pressure tension sensor to measure the tightening force generated by a threaded part when fastening a screw to a sample with a threaded hole, and uses a torque sensor to measure the tightening force generated by a threaded part when tightening a screw with a sample with a threaded hole. It is possible to measure the torque that a threaded part receives when screwed together with a sample. As a result, it is possible to realize real-time monitoring of the tightening force and torque of threaded parts.Furthermore, by using the tightening force and torque monitored in real time, a torque coefficient model is constructed, and the tightening force and torque are It is possible to accurately determine the mapping relationship and guide production practices. The measurement device can also utilize pressure sensors to monitor the assembly pressure applied to the threaded component and relate the real-time monitored tightening force and torque to the set assembly pressure, and the assembly pressure It is possible to further reflect the influence of the torque on the torque coefficient.

上記実施例における測定装置は、垂直的な分布モードを採用して、ねじり工具の内部構成が重力の影響を受けることにより偏心することがないように保証し、測定の正確性を向上させる。 The measuring device in the above embodiment adopts a vertical distribution mode to ensure that the internal structure of the twisting tool is not eccentric due to the influence of gravity, improving the accuracy of measurement.

上記実施例における測定装置のねじり工具は、ビットの取り換えを可能にするために、ビットの取り換えをサポートするビット取付スリーブを含んでもよい。これにより、異なる規格のねじ部品のテストをサポートすることができる。また、ビット取付スリーブは、ロックピン部材によって、取り外し可能な接続を実現し、ビット取付スリーブの取付に軸方向のずれが生じることを避ける。これにより、組立圧力のテスト結果が該軸方向のずれによる影響を受けることを回避し、組立圧力とトルクとのテスト結果の一致性を確保することができる。 The torsion tool of the measuring device in the above embodiments may include a bit mounting sleeve to support bit replacement in order to allow bit replacement. This makes it possible to support testing of threaded components of different standards. The bit mounting sleeve also provides a removable connection by means of a locking pin member, avoiding axial deviations in the installation of the bit mounting sleeve. This prevents the assembly pressure test result from being influenced by the axial deviation, and ensures consistency between the assembly pressure and torque test results.

上記実施例における測定装置のねじり工具は、カバープレートを取り換えることにより、手動モードと電動モードとの切り替えを実現することができる。手動モードでは、人工的な手触りを導入することにより、異なる人工的な手触りによる締付力への制御程度をさらに反映する。電動モードでは、設定可能なねじれ速度を導入することにより、構築されるトルク係数モデルが、異なる締付速度によるトルク係数への影響をさらに反映できるようにする。 The twisting tool of the measuring device in the above embodiment can be switched between manual mode and electric mode by replacing the cover plate. In manual mode, by introducing an artificial feel, it further reflects the degree of control on the tightening force due to different artificial hands. In electric mode, the introduction of a configurable twisting speed allows the torque coefficient model built to further reflect the influence of different tightening speeds on the torque coefficient.

本発明の一実施例におけるトルク係数サンプリング用の測定装置の例示的な構成の模式図である。1 is a schematic diagram of an exemplary configuration of a measuring device for torque coefficient sampling in an embodiment of the invention; FIG. 図１に示すような測定装置におけるねじり工具の内部構成の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the internal configuration of a twisting tool in the measuring device as shown in FIG. 1. FIG. 図１に示すような測定装置におけるねじり工具の外観の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the appearance of a twisting tool in the measuring device as shown in FIG. 1; 本発明の他の実施例におけるトルク係数モデルの構築方法の例示的なフローの模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of an exemplary flow of a method for constructing a torque coefficient model in another embodiment of the present invention.

本願の目的、構成、及びメリットをより明確にするために、以下、図面を参照しながら、実施例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明する。 In order to make the purpose, configuration, and merits of the present application clearer, the present invention will be described in more detail below by giving examples with reference to the drawings.

ねじ部品のトルク係数の研究について、下記の実施例は、特に、精密機器に適する小寸法のねじ部品、例えば、ねじの規格がＭ１～Ｍ６の範囲内にあるボルトに着目する。大型重荷に耐える車両用、船舶用のねじ部品と異なって、精密機器に適する小寸法のねじ部品は、加工品質に問題が生じやすい。例えば、形状の誤差、寸法の誤差、表面の粗さなどのパラメーターの離散性が大きいため、測定結果の離散性も大きくなる。また、小寸法のねじ部品は、摩擦面積が小さく、パッチ型のセンサーで正確な測定を実施することが難しい。 Regarding the study of the torque coefficient of threaded components, the following example focuses in particular on small-sized threaded components suitable for precision instruments, such as bolts with thread specifications in the range of M1 to M6. Unlike threaded parts for vehicles and ships that can withstand large loads, small-sized threaded parts suitable for precision equipment tend to have problems with processing quality. For example, since parameters such as shape errors, dimensional errors, and surface roughness are highly discrete, the measurement results are also highly discrete. In addition, small-sized threaded parts have a small friction area, making it difficult to accurately measure them with a patch-type sensor.

また、ねじ部品をねじる過程において加える組立圧力も、トルク係数に影響する重要なパラメーターであるが、これは、見落としがちなことである。そこで、組立圧力によるトルク係数への影響を具現して研究するために、下記の実施例では、特に組立圧力の測定が導入されている。 Furthermore, the assembly pressure applied during the process of twisting threaded parts is also an important parameter that affects the torque coefficient, but this is often overlooked. Therefore, in order to embody and study the influence of assembly pressure on the torque coefficient, the following embodiments particularly introduce measurement of assembly pressure.

図１は、本発明の一実施例におけるトルク係数サンプリング用の測定装置の例示的な構成の模式図である。図１を参照されたい。該実施例において、トルク係数サンプリング用の測定装置は、載置台１０と、ねじり工具３０と、を含んでもよく、
該載置台１０は、圧力張力センサー１２を含み、該載置台１０には、ねじ穴付きサンプル１７が載置され、該載置台１０に載置されたねじ穴付きサンプル１７は、圧力張力センサー１２に接続され、 FIG. 1 is a schematic diagram of an exemplary configuration of a measuring device for torque coefficient sampling in an embodiment of the invention. Please refer to FIG. In this embodiment, the measuring device for torque coefficient sampling may include a mounting table 10 and a twisting tool 30,
The mounting table 10 includes a pressure tension sensor 12 , a sample 17 with a screw hole is placed on the mounting table 10 , and the sample 17 with a screw hole placed on the mounting table 10 includes a pressure tension sensor 12 . connected to

該ねじり工具３０は、ハウジング３１と、ハウジング３１内に収容されたトルクテストモジュール３２及び圧力テストモジュール３６と、ハウジング３１外に装着されたビット３５と、を含み、
ねじ部品２０が、ビット３５によりねじられて、ねじ穴付きサンプル１７にねじ込まれると、圧力張力センサー１２は、ねじ部品２０とねじ穴付きサンプル１７との間の締付力を出力でき、トルクテストモジュール３２は、ビット３５によりねじ部品２０に生じたトルクを出力でき、圧力テストモジュール３６は、ビット３５により軸方向に沿ってねじ部品２０に生じた組立圧力を出力できる。 The torsion tool 30 includes a housing 31, a torque test module 32 and a pressure test module 36 housed within the housing 31, and a bit 35 mounted outside the housing 31;
When the threaded part 20 is twisted by the bit 35 and screwed into the sample 17 with a threaded hole, the pressure tension sensor 12 can output the tightening force between the threaded part 20 and the sample 17 with a threaded hole, and performs a torque test. The module 32 can output the torque produced on the threaded component 20 by the bit 35, and the pressure test module 36 can output the assembly pressure produced in the threaded component 20 along the axial direction by the bit 35.

上記構成によれば、測定装置は、圧力張力センサー１２を利用して、ねじ穴付きサンプル１７とのねじ締結際にねじ部品２０が生じる締付力を測定するとともに、トルクセンサー３２を利用して、ねじ穴付きサンプル１７とのねじ締結際にねじ部品２０が受けるトルクを測定することができる。これにより、ねじ部品２０の締付力及びトルクのリアルタイム監視を実現することができ、さらに、リアルタイムで監視された締付力及びトルクを利用して、トルク係数モデルを構築し、締付力とトルクとのマッピング関係を正確に決定し、生産の実践を指導することができる。また、測定装置は、圧力センサー３６を利用して、ねじ部品２０に加えた組立圧力を監視して、リアルタイムで監視された締付力及びトルクを、設定された組立圧力に関連付けることもでき、組立圧力によるトルク係数への影響をさらに反映することができる。 According to the above configuration, the measuring device uses the pressure tension sensor 12 to measure the tightening force generated by the threaded part 20 when screwed into the sample 17 with a threaded hole, and uses the torque sensor 32 to , it is possible to measure the torque that the screw component 20 receives when screwed into the sample 17 with a screw hole. As a result, it is possible to realize real-time monitoring of the tightening force and torque of the threaded part 20, and further, by using the tightening force and torque monitored in real time, a torque coefficient model is constructed, and the tightening force and torque are It is possible to accurately determine the mapping relationship with torque and guide production practices. The measuring device may also utilize a pressure sensor 36 to monitor the assembly pressure applied to the threaded component 20 and relate the monitored tightening force and torque in real time to the set assembly pressure; The influence of assembly pressure on the torque coefficient can be further reflected.

図１を続けて参照されたいが。該実施例において、載置台１０は、基板１１と、サンプル保持部材１３と、支持天板１６と、をさらに含んでもよい。 Please continue to refer to FIG. In this embodiment, the mounting table 10 may further include a substrate 11, a sample holding member 13, and a support top plate 16.

ここで、基板１１には、圧力張力センサー１２が載置されてもよい。サンプル保持部材１３は、ねじ穴付きサンプル１７を前記圧力張力センサー１２の上方に支持することができる。ねじ穴付きサンプル１７は、圧力張力伝達部材１４を介して圧力張力センサー１２に接続されてもよい。支持天板１６は、例えばスタッド、ねじなしシャフトなどの支持部材１５により、サンプル保持部材１３の上方に支持されてもよく、支持天板１６には、ねじ部品２０が載置されてもよい。ここで、支持天板１６には、ねじ部品２０のねじ軸部が貫通する貫通穴が開設されており、この貫通穴は、穴壁にねじ山のないねじなし穴であってもよい。 Here, a pressure tension sensor 12 may be placed on the substrate 11. The sample holding member 13 can support the sample 17 with a screw hole above the pressure tension sensor 12 . The threaded sample 17 may be connected to the pressure tension sensor 12 via the pressure tension transmission member 14 . The support top plate 16 may be supported above the sample holding member 13 by a support member 15 such as a stud or a threadless shaft, and a screw component 20 may be placed on the support top plate 16. Here, the support top plate 16 is provided with a through hole through which the screw shaft portion of the screw component 20 passes, and this through hole may be an unthreaded hole without a thread on the hole wall.

これにより、該実施例における測定装置は、載置台１０の基板１１と、サンプル保持部材１３と、支持天板１６とを利用して、それぞれ圧力張力センサー１２と、ねじ穴付きサンプル１７と、テスト対象のねじ部品２０とに対して、階層的に位置を規制して支持することができる。このように、圧力張力センサー１２と、ねじ穴付きサンプル１７と、テスト対象のねじ部品２０との偏心による測定結果への影響を減少ひいては解消し、測定の正確性を向上させることができる。 As a result, the measuring device in this embodiment utilizes the substrate 11 of the mounting table 10, the sample holding member 13, and the support top plate 16 to respectively attach the pressure tension sensor 12, the sample 17 with a screw hole, and the test The position of the target screw component 20 can be hierarchically regulated and supported. In this way, the influence on the measurement results due to the eccentricity of the pressure tension sensor 12, the sample 17 with a screw hole, and the threaded part 20 to be tested can be reduced and even eliminated, and the accuracy of measurement can be improved.

図２は、図１に示すような測定装置におけるねじり工具の内部構成の模式図である。図３は、図１に示すような測定装置におけるねじり工具の外観の模式図である。 FIG. 2 is a schematic diagram of the internal configuration of a twisting tool in the measuring device as shown in FIG. FIG. 3 is a schematic diagram of the appearance of a twisting tool in the measuring device as shown in FIG.

図２を参照しながら、図３も参照されたい。該実施例では、測定装置のねじり工具３０がドライバーである場合を例にする。 While referring to FIG. 2, please also refer to FIG. In this embodiment, a case will be described in which the twisting tool 30 of the measuring device is a screwdriver.

該ねじり工具３０のハウジング３１は、メインシェル３１１と、セカンダリーシェル３１６と、を含んでもよい。ここで、メインシェル３１１の外円周面には、作業者がハウジング３１を回すことに便利なように、滑り止めゴムがコーティングされてもよい。メインシェル３１１は、一端の開口（下端の開口）に第１のフランジ３１２を有し、他端の開口（上端の開口）がカバープレート３１４によって覆われている。セカンダリーシェル３１６は、一端の開口（上端の開口）に第２のフランジ３１７を有し、他端の開口（下端の開口）にエンドキャップ３１８が装着されており、該エンドキャップ３１８には、軸穴３１９が開設されている。また、メインシェル３１１の第１のフランジ３１２と、セカンダリーシェル３１６の第２のフランジ３１７とを突き合わせて組み立てることにより、ハウジング３１を形成することができる。 The housing 31 of the twisting tool 30 may include a main shell 311 and a secondary shell 316. Here, the outer circumferential surface of the main shell 311 may be coated with anti-slip rubber so that it is convenient for an operator to turn the housing 31. The main shell 311 has a first flange 312 at an opening at one end (opening at the lower end), and an opening at the other end (opening at the upper end) is covered by a cover plate 314 . The secondary shell 316 has a second flange 317 at one end opening (upper end opening), and an end cap 318 attached to the other end opening (lower end opening). Hole 319 has been opened. Furthermore, the housing 31 can be formed by assembling the first flange 312 of the main shell 311 and the second flange 317 of the secondary shell 316 against each other.

トルクテストモジュール３２は、トルクセンサー３２０と、第１のトルク伝達部材３２１と、第２のトルク伝達部材３２４と、を含む。 Torque test module 32 includes a torque sensor 320, a first torque transmission member 321, and a second torque transmission member 324.

トルクセンサー３２０は、ハウジング３１内に収容されており、例えば、図２に示すように、メインシェル３１１内に収容されており、メインシェル３１１と隙間嵌めとなっている。 The torque sensor 320 is housed within the housing 31, and, for example, as shown in FIG. 2, is housed within the main shell 311 and is a loose fit with the main shell 311.

第１のトルク伝達部材３２１は、ハウジング３１に固定されており、トルクセンサー３２０の軸方向の一端に接続されており、例えば、図２に示すように、メインシェル３１１に固定されており、トルクセンサー３２０の軸方向の上端に接続されている。 The first torque transmission member 321 is fixed to the housing 31, connected to one end of the torque sensor 320 in the axial direction, and is fixed to the main shell 311, as shown in FIG. It is connected to the upper end of the sensor 320 in the axial direction.

具体的に、図２において、第１のトルク伝達部材３２１は、径方向に貫設された力伝達軸棒３２２によって、ハウジング３１（例えば、メインシェル３１１）に固定されてもよい。これに応じて、ハウジング３１（例えば、メインシェル３１１）には、力伝達軸棒３２２が挿入される規制穴３１３が開設されてもよい。ここで、規制穴３１３は、軸方向に延びる長穴であってもよく、長穴の内面と力伝達軸棒の外円周面との間には、設定された隙間が空けられている。この場合、力伝達軸棒３２２の端部は、周設されたスリーブ３２３を介して、規制穴３１３内に挿入することができる。スリーブ３２３は、力伝達軸棒３２２によるメインシェル３１１の摩耗を減少させるためのものであり、その材質として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：ＰｏｌｙｔｅｔｒａＦｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）を選択してもよい。 Specifically, in FIG. 2, the first torque transmission member 321 may be fixed to the housing 31 (for example, the main shell 311) by a force transmission shaft 322 extending radially therethrough. Accordingly, a regulation hole 313 into which the force transmission shaft rod 322 is inserted may be formed in the housing 31 (for example, the main shell 311). Here, the regulation hole 313 may be an elongated hole extending in the axial direction, and a predetermined gap is provided between the inner surface of the elongated hole and the outer circumferential surface of the force transmission shaft rod. In this case, the end of the force transmission shaft rod 322 can be inserted into the regulation hole 313 via the sleeve 323 provided around the circumference. The sleeve 323 is for reducing wear on the main shell 311 caused by the force transmission shaft rod 322, and may be made of polytetrafluoroethylene (PTFE).

第２のトルク伝達部材３２４は、軸方向において第１のトルク伝達部材３２１から離間するトルクセンサー３２０の他端に接続されて、ビット３５と同軸に伝動連結されてもよい。例えば、図２に示すように、トルクセンサー３２０の軸方向の下端に接続されている。 The second torque transmission member 324 may be connected to the other end of the torque sensor 320 that is spaced apart from the first torque transmission member 321 in the axial direction, and may be coaxially and transmission connected to the bit 35 . For example, as shown in FIG. 2, it is connected to the lower end of the torque sensor 320 in the axial direction.

具体的には、図２において、第２のトルク伝達部材３２４は、トルク出力軸３２６と同軸接続されてもよい。該トルク出力軸３２６の基部は、ハウジング３１（例えば、セカンダリーシェル３１６）内に収容された転がり軸受３２７内に貫設されている。例えば、第２のトルク伝達部材３２４は、下端にボス３２５を有してもよく、トルク出力軸３２６は、上端面にボス３２５と嵌合する溝を有し、ボス３２５と溝との嵌合によって、第２のトルク伝達部材３２４とトルク出力軸３２６との同軸接続が実現できる。 Specifically, in FIG. 2, the second torque transmission member 324 may be coaxially connected to the torque output shaft 326. The base of the torque output shaft 326 extends through a rolling bearing 327 housed within the housing 31 (for example, the secondary shell 316). For example, the second torque transmission member 324 may have a boss 325 at its lower end, and the torque output shaft 326 may have a groove at its upper end surface that fits into the boss 325, and the fitting between the boss 325 and the groove Accordingly, a coaxial connection between the second torque transmission member 324 and the torque output shaft 326 can be realized.

該転がり軸受３２７は、内輪がトルク出力軸３２６の外円周面に接触し、外輪がセカンダリーシェル３１６の内円周面に接触して、トルク出力軸３２６とセカンダリーシェル３１６との相対回動を実現し、即ち、トルク出力軸３２６とセカンダリーシェル３１６との回動分離を実現する。また、転がり軸受３２７は、内輪の上端がトルク出力軸３２６のリングフランジに当接して、外輪の下端がエンドキャップ３１８のリングボスに当接することにより、転がり軸受３２７の軸方向の位置決めを実現する。例えば、転がり軸受３２７として、アンギュラコンタクト玉軸受を選択してもよい。 The rolling bearing 327 has an inner ring in contact with the outer circumferential surface of the torque output shaft 326 and an outer ring in contact with the inner circumferential surface of the secondary shell 316 to control relative rotation between the torque output shaft 326 and the secondary shell 316. In other words, rotational separation of the torque output shaft 326 and the secondary shell 316 is realized. Further, in the rolling bearing 327, the upper end of the inner ring contacts the ring flange of the torque output shaft 326, and the lower end of the outer ring contacts the ring boss of the end cap 318, thereby realizing axial positioning of the rolling bearing 327. . For example, an angular contact ball bearing may be selected as the rolling bearing 327.

また、図２において、トルク出力軸３２６の端部は、エンドキャップ３１８の軸穴３１９を通して、ハウジング３１の外へ伸び、ビット取付スリーブ３３と取り外し可能に接続されている。例えば、トルク出力軸３２６とビット取付スリーブ３３とは、径方向に貫設されたロックピン部材３４によって、取り外し可能に接続されてもよい。 Also, in FIG. 2, the end of the torque output shaft 326 extends out of the housing 31 through the shaft hole 319 of the end cap 318 and is removably connected to the bit mounting sleeve 33. For example, the torque output shaft 326 and the bit mounting sleeve 33 may be removably connected by a lock pin member 34 extending radially therethrough.

これに応じて、ビット３５は、ビット取付スリーブ３３に同軸に装着されてもよい。例えば、ビット３５は外六角形の差込棒を有してよく、ビット取付スリーブ３３は内六角形の差込穴を有してよい。外六角形と内六角形との嵌合によって、ビット３５とビット取付スリーブ３３とが同軸に伝動連結される。 Accordingly, the bit 35 may be coaxially mounted on the bit mounting sleeve 33. For example, the bit 35 may have an outer hexagonal insertion rod, and the bit mounting sleeve 33 may have an inner hexagonal insertion hole. By fitting the outer hexagon and the inner hexagon, the bit 35 and the bit mounting sleeve 33 are coaxially and transmission connected.

ねじり工具３０は、ビット３５の取り換えをサポートするビット取付スリーブ３３を含むので、ビットの取り換えが可能になり、異なる規格のねじ部品２０のテストをサポートすることができる。また、ビット取付スリーブ３３は、ロックピン部材３４によって、取り外し可能な接続を実現し、ロックピン部材３４の軸方向における位置規制によって、ビット取付スリーブ３３の取付に軸方向のずれが生じることを避けることができる。これにより、組立圧力のテスト結果が該軸方向のずれによる影響を受けることを回避し、組立圧力とトルクとのテスト結果の一致性を確保することができる。 Since the twisting tool 30 includes a bit mounting sleeve 33 that supports the replacement of the bit 35, the bit can be replaced and can support testing of threaded components 20 of different standards. Further, the bit mounting sleeve 33 realizes a removable connection by the lock pin member 34, and by regulating the position of the lock pin member 34 in the axial direction, it is possible to avoid axial deviation in the mounting of the bit mounting sleeve 33. be able to. This prevents the assembly pressure test result from being influenced by the axial deviation, and ensures consistency between the assembly pressure and torque test results.

これにより、ハウジング３１が把持される際に受ける外力は、力伝達軸棒３２２を介して第１のトルク伝達部材３２１に伝達された後、第１のトルク伝達部材３２１から、トルクセンサー３２０、第２のトルク伝達部材３２４、トルク出力軸３２６、ビット取付スリーブ３３の順に伝達されて、ビット３５を回動させ、ねじ部品２０のねじりを実現することができる。また、ビット３５がねじ部品２０をねじる際に受ける反作用トルクは、逆方向にトルクセンサー３２０へ伝達できるので、トルクセンサー３２０によって、反作用トルクと同値のねじりトルクを測定することができる。 As a result, the external force received when the housing 31 is gripped is transmitted to the first torque transmitting member 321 via the force transmitting shaft 322, and then from the first torque transmitting member 321 to the torque sensor 320 and the first torque transmitting member 321. The torque is transmitted to the torque transmitting member 324 of No. 2, the torque output shaft 326, and the bit mounting sleeve 33 in this order to rotate the bit 35 and realize twisting of the threaded component 20. Further, the reaction torque that the bit 35 receives when twisting the threaded part 20 can be transmitted to the torque sensor 320 in the opposite direction, so that the torque sensor 320 can measure the same torsion torque as the reaction torque.

圧力テストモジュール３６は、圧力センサー３６０と、推力軸受３６２と、を含んでもよい。 Pressure test module 36 may include a pressure sensor 360 and a thrust bearing 362.

圧力センサー３６０は、ハウジング３１に固定されており、例えば、図２に示すように、トルクテストモジュール３２のビット３５から離間する側に配置されており、ハウジング３１のカバープレート３１４の下面の収容溝３１５内に固定されている。推力軸受３６２は、軸方向に沿って、圧力センサー３６０と第１のトルク伝達部材３２１との間に配置されてもよく、圧力センサー３６０と第１のトルク伝達部材３２１との回動分離を実現するためのものである。また、圧力センサー３６０と推力軸受３６２との間には、摩耗防止部材３６１が配置されてもよい。 The pressure sensor 360 is fixed to the housing 31, and is disposed on the side of the torque test module 32 away from the bit 35, for example, as shown in FIG. 315. The thrust bearing 362 may be arranged between the pressure sensor 360 and the first torque transmission member 321 along the axial direction, and realizes rotational separation between the pressure sensor 360 and the first torque transmission member 321. It is for the purpose of Furthermore, a wear prevention member 361 may be disposed between the pressure sensor 360 and the thrust bearing 362.

これにより、ビット３５がねじ部品２０をねじる際に受ける反作用の軸方向力は、ビット取付スリーブ３３、トルク出力軸３２６、第２のトルク伝達部材３２４、トルクセンサー３２０、第１のトルク伝達部材３２１、及び推力軸受３６２を順に経て、逆方向に圧力センサー３６０へ伝達できるので、圧力センサー３６０によって、反作用の軸方向力と同値の組立圧力を測定することができる。 As a result, the reaction axial force that the bit 35 receives when twisting the threaded component 20 is transmitted to the bit mounting sleeve 33, torque output shaft 326, second torque transmission member 324, torque sensor 320, first torque transmission member 321. , and the thrust bearing 362 in the reverse direction to the pressure sensor 360, so that the assembly pressure equal to the reaction axial force can be measured by the pressure sensor 360.

また、上記実施例において、測定装置のねじり工具３０のカバープレート３１４の外面は、滑らかなものとされ、ねじり工具３０を手動で駆動する場合の快適さも考慮されている。また、カバープレート３１４は、駆動用コネクタを有する他のカバープレートに取り換えてもよく、該駆動用コネクタは、動力装置に伝動連結されて、ねじり工具３０の自動駆動を実現することができる。即ち、カバープレート３１４を取り換えることにより、手動モードと電動モードとの切り替えを実現することができる。ここで、手動モードでは、人工的な手触りを導入することにより、異なる人工的な手触りによる締付力への制御程度をさらに反映することができる。電動モードでは、設定可能なねじれ速度を導入することにより、構築されるトルク係数モデルが、異なる締付速度によるトルク係数への影響をさらに反映できるようにする。 In addition, in the embodiment described above, the outer surface of the cover plate 314 of the twisting tool 30 of the measuring device is made smooth, taking into consideration the comfort when manually driving the twisting tool 30. Additionally, the cover plate 314 may be replaced with another cover plate having a drive connector, which may be transmission connected to a power device to realize automatic drive of the twisting tool 30. That is, by replacing the cover plate 314, switching between manual mode and electric mode can be realized. Here, in the manual mode, by introducing an artificial touch, it is possible to further reflect the degree of control on the tightening force due to a different artificial touch. In electric mode, the introduction of a configurable twisting speed allows the torque coefficient model built to further reflect the influence of different tightening speeds on the torque coefficient.

上記測定装置の測定プロセスには、潤滑条件と、被締結物の材質条件とがさらに導入されてもよく、以下のステップが含まれる（ねじモデルがＭ２である航空用ボルトを例にする）。 The measurement process of the measurement device may further include lubrication conditions and material conditions of the fastened object, and includes the following steps (taking an aviation bolt with an M2 thread model as an example).

第１ステップで、ねじモデルがＭ２である１本の航空用ボルトをランダムに選択してテスト対象とする。 In the first step, one aviation bolt with thread model M2 is randomly selected to be tested.

第２ステップで、潤滑条件及び２つの被締結物の材料を決定した後、ねじり工具３０によって該ボルトを締め付け、即ち、まず、ねじ穴付きサンプル１７を、サンプル保持部材により支持して、圧力張力センサー２０の上部の上方に取り付け、圧力張力伝達部材１４を介して圧力張力センサー２０と接続させた後、測定対象のボルト２０を、支持天板１６のねじなし穴に通して、ねじ穴付きサンプル１７のねじ穴と同軸に対向させ、その後、作業者は、ねじり工具３０を手で把持して、ビット３５を測定対象のボルト２０に接触させた後、ねじり工具３０のハウジング３１を押し下げて回転させ、力伝達軸棒３２２によって、トルクセンサー３２０、トルク出力軸３２６、ビット取付スリーブ３３、及びビット３５をハウジング３１に従って回動させ、ビット３５の回動によって、ボルト２０をねじ穴付きサンプル１７にねじ込み、さらに、ボルト２０を締め付けて、支持天板１６とねじ穴付きサンプル１７とを締結する。 In the second step, after determining the lubrication conditions and the materials of the two fastened objects, the bolts are tightened using the twisting tool 30. That is, first, the sample 17 with the threaded hole is supported by the sample holding member, and the pressure and tension are applied. After attaching it to the upper part of the sensor 20 and connecting it to the pressure tension sensor 20 via the pressure tension transmission member 14, the bolt 20 to be measured is passed through the unthreaded hole of the support top plate 16, and the bolt 20 is inserted into the sample with a threaded hole. After that, the operator grasps the torsion tool 30 with his/her hand and brings the bit 35 into contact with the bolt 20 to be measured, and then pushes down the housing 31 of the torsion tool 30 to rotate it. The torque sensor 320, the torque output shaft 326, the bit mounting sleeve 33, and the bit 35 are rotated according to the housing 31 by the force transmission shaft 322, and the rotation of the bit 35 causes the bolt 20 to be inserted into the sample 17 with a threaded hole. The support top plate 16 and the sample 17 with screw holes are fastened together by screwing and further tightening the bolts 20.

第３ステップで、ボルト２０を締め付ける過程において、圧力センサー３６０によって、ボルト２０が受ける組立圧力を監視し、ボルト２０が受ける組立圧力が設定値Ｆｎに達するように、ねじり工具３０を押し下げ、トルクセンサー３２０によって、ボルト２０が受けるトルクを監視し、トルク又は締付力が設定値に達すると、ボルトの締め付けを完了し、圧力張力センサーによって、ボルト２０が受ける締付力を監視し、その後、トルクセンサー３２０、圧力張力センサー１２、及び圧力センサー３６０で測定されたデータを収集することにより、ボルト２０に対して、特定の組立圧力Ｆｎ、決定された潤滑条件、及び設定された被締結物の材料の条件でｎ回のテストを行って出力されたトルク及び締付力をそれぞれ取得し、そして、ｎ回のテストで出力された締付力及びトルクを利用して、該組立圧力Ｆｎの条件でのトルクと締付力との動的関係グラフを構築する。ここで、ｎは自然数であり、好ましくは、ｎが３より大きい。 In the third step, in the process of tightening the bolt 20, the assembly pressure that the bolt 20 receives is monitored by the pressure sensor 360, and the torsion tool 30 is pushed down so that the assembly pressure that the bolt 20 receives reaches the set value Fn, and the torque sensor 320 monitors the torque to which the bolt 20 is subjected, and when the torque or tightening force reaches a set value, tightening the bolt is completed; the pressure tension sensor monitors the tightening force to which the bolt 20 is subjected; By collecting data measured by the sensor 320, the pressure tension sensor 12, and the pressure sensor 360, a specific assembly pressure Fn, determined lubrication conditions, and set material of the fastened object are determined for the bolt 20. Perform the test n times under the conditions of , obtain the output torque and tightening force, and then use the tightening force and torque output in the n tests to obtain the output torque and tightening force under the condition of the assembly pressure Fn. Construct a dynamic relationship graph between torque and tightening force. Here, n is a natural number, preferably larger than 3.

第４ステップで、表現式Ｔ＝Ｋ×ｄ×Ｆ、第３ステップで得られた該ボルト２０の、組立圧力Ｆｎ、決定された潤滑条件、及び設定された被締結物の材料の条件でのトルクと締付力との動的関係グラフに基づいて、該ボルト２０の、組立圧力Ｆｎの条件でトルク係数が締付力に応じて変化するデータセット｛Ｋｉ｝を算出して、ボルトのトルク係数が締付力に応じて変化するデータセット｛Ｋｉ｝を得る。 In the fourth step, the expression T=K×d×F, the assembly pressure Fn of the bolt 20 obtained in the third step, the determined lubrication condition, and the set material condition of the fastened object are determined. Based on the graph of the dynamic relationship between torque and tightening force, calculate the data set {Ki} in which the torque coefficient of the bolt 20 changes according to the tightening force under the condition of assembly pressure Fn, and calculate the torque of the bolt. Obtain a data set {Ki} whose coefficients vary depending on the tightening force.

第５ステップで、トルク係数が締付力に応じて変化するデータセット｛Ｋｉ｝に対して、ノイズ除去処理を行い、例えば、トルク係数が締付力に応じて変化するデータセット｛Ｋｉ｝における、ジャンプの傾向が変化の法則に違反するか、又はジャンプの幅が所定のしきい値を超える特異値を除去し、その後、トルク係数が締付力に応じて変化するデータセット｛Ｋｉ｝に対してノイズ除去処理を行った後に残る値を、該組立圧力Ｆｎ、決定された潤滑条件、及び設定された被締結物の材料の条件でのトルク係数過程グラフに当てはめる。 In the fifth step, noise removal processing is performed on the data set {Ki} in which the torque coefficient changes according to the tightening force. , remove the singular values where the tendency of the jump violates the law of variation or the width of the jump exceeds a predetermined threshold, and then create a dataset {Ki} in which the torque coefficient varies according to the tightening force. The values remaining after the noise removal process are applied to the torque coefficient process graph under the assembly pressure Fn, the determined lubrication conditions, and the set material conditions of the fastened object.

第６ステップで、第２ステップから第５ステップを繰り返して、異なる組立圧力、及び／又は異なる潤滑条件、及び／又は異なる被締結物の材質の条件で、単一のボルト２０の複数ロットの締め付けを完了し、複数のトルク係数過程グラフが含まれるグラフクラスターを構築する。 In a sixth step, steps 2 to 5 are repeated to tighten multiple lots of single bolts 20 under different assembly pressures and/or different lubrication conditions and/or different fastened material conditions. and construct a graph cluster containing multiple torque coefficient process graphs.

第７ステップで、複数ロットの締め付けによって測定されたトルク係数過程グラフのグラフクラスターを利用して、各トルク係数過程グラフにおいて目標締付力からマッピングされたトルク係数値マッピングセット｛Ｋ_ｍａｐ｝を選択し、目標締付力の、各トルク係数過程グラフにおけるトルク係数値マッピングセット｛Ｋ_ｍａｐ｝に対して、外れ値除外処理を行い、例えば、トルク係数値マッピングセット｛Ｋ_ｍａｐ｝における最大値及び最小値、並びに他とはかけ離れた外れ値を削除し、外れ値除外により選別されたトルク係数値マッピングセット｛Ｋ_ｍａｐ｝における残りの数値の平均値

を利用して、該組立圧力Ｆｎ、決定された潤滑条件、及び設定された被締結物の材料の条件での目標締付力とトルクとの関係モデル

を構築する。 In the seventh step, a torque coefficient value mapping set {K_map} mapped from the target tightening force in each torque coefficient process graph is selected by using graph clusters of torque coefficient process graphs measured by tightening multiple lots. , perform outlier removal processing on the torque coefficient value mapping set {K_map} in each torque coefficient process graph of the target tightening force, and, for example, perform the maximum value and minimum value in the torque coefficient value mapping set {K_map}, and The average value of the remaining values in the torque coefficient value mapping set {K_map} after removing outliers that are far from others and selecting them by excluding outliers

A relationship model between the target tightening force and torque is created using the assembly pressure Fn, the determined lubrication conditions, and the set material conditions of the fastened object.

Build.

図４は、本発明の他の実施例におけるトルク係数モデルの構築方法の例示的なフローの模式図である。図４を参照されたい。該実施例において、トルク係数モデルの構築方法は、以下のステップを含んでもよい。
Ｓ４１０で、設定された組立圧力を維持する条件で、ｎ個のねじ部品のそれぞれを測定装置がテストして出力した締付力及びトルクを受信する。ここで、ｎは自然数であり、好ましくは、ｎが３より大きい。
Ｓ４２０で、ｎ個のねじ部品を測定装置がテストして出力した締付力及びトルクを利用して、各ねじ部品のテストで得られるトルク係数過程グラフをそれぞれ構築する。ここで、トルク係数過程グラフは、トルク係数が締付力に応じて変化するデータセット｛Ｋｉ｝から得られ、該データセット｛Ｋｉ｝における各数値は、Ｔ＝Ｋ×ｄ×Ｆを満足し、ｉは１以上、且つｎ以下であり、ｄは該モデルのねじ部品の呼び径である。 FIG. 4 is a schematic diagram of an exemplary flow of a method for constructing a torque coefficient model in another embodiment of the present invention. Please refer to FIG. 4. In this embodiment, the method for constructing a torque coefficient model may include the following steps.
In step S410, the tightening force and torque outputted by the measuring device after testing each of the n threaded parts under the condition of maintaining the set assembly pressure is received. Here, n is a natural number, preferably larger than 3.
In S420, a torque coefficient process graph obtained by testing each threaded part is constructed using the tightening force and torque output by the measuring device when testing the n threaded parts. Here, the torque coefficient process graph is obtained from the data set {Ki} in which the torque coefficient changes according to the tightening force, and each numerical value in the data set {Ki} satisfies T=K×d×F. , i is 1 or more and n or less, and d is the nominal diameter of the threaded part of the model.

ここで、本ステップにおいて、さらに、トルク係数が締付力に応じて変化するデータセット｛Ｋｉ｝に対して、ノイズ除去処理を行ってもよい。 Here, in this step, noise removal processing may be further performed on the data set {Ki} in which the torque coefficient changes depending on the tightening force.

Ｓ４３０で、ｎ個のねじ部品のテストで得られるトルク係数過程グラフを利用して、目標締付力の理想的なトルク係数を決定し、決定された理想的なトルク係数を利用して、設定された組立圧力条件での目標締付力とトルクとの関係モデルを構築する。 In S430, the ideal torque coefficient of the target tightening force is determined using the torque coefficient process graph obtained from the test of n threaded parts, and the setting is performed using the determined ideal torque coefficient. Build a relationship model between target tightening force and torque under the specified assembly pressure conditions.

例えば、本ステップにおいて、まず、各トルク係数過程グラフにおいて目標締付力からマッピングされたトルク係数値マッピングセット｛Ｋ_ｍａｐ｝を決定し、その後、目標締付力の、各トルク係数過程グラフにおけるトルク係数値マッピングセット｛Ｋ＿Ｍａｐ｝に対して、外れ値除外処理を行い、例えば、トルク係数値マッピングセット｛Ｋ_ｍａｐ｝における最大値及び最小値、並びに他とはかけ離れた外れ値を削除し、外れ値除外により選別されたトルク係数値マッピングセット｛Ｋ_ｍａｐ｝における残りの数値の平均値

を理想的なトルク係数として、設定された組立圧力条件での目標締付力とトルクとの関係モデル

を構築してもよい。 For example, in this step, first, a torque coefficient value mapping set {K_map} mapped from the target tightening force in each torque coefficient process graph is determined, and then, the torque coefficient value mapping set {K_map} of the target tightening force in each torque coefficient process graph is determined. Perform outlier removal processing on the numerical mapping set {K_Map}, for example, delete the maximum value and minimum value in the torque coefficient value mapping set {K_map}, as well as outliers that are far from others, and perform outlier removal processing. Average value of the remaining values in the selected torque coefficient value mapping set {K_map}

A relationship model between the target tightening force and torque under the set assembly pressure conditions, where is the ideal torque coefficient.

may be constructed.

ここまで、組立圧力の１つの特定値に対する測定過程が終了する。また、上記測定過程において、締付速度、潤滑条件、及び被締結物の材料も同時に設定してもよい。即ち、組立圧力、潤滑条件、及び被締結物の材質が含まれる多次元の条件で、対応するトルク係数モデルを構築することにより、構築されたトルク係数モデルは、異なる潤滑条件及び被締結物の材料によるトルク係数への影響をさらに反映することができる。 Up to this point, the measurement process for one specific value of the assembly pressure is completed. Further, in the above measurement process, the tightening speed, lubrication conditions, and material of the object to be fastened may also be set at the same time. In other words, by constructing a corresponding torque coefficient model under multidimensional conditions including assembly pressure, lubrication conditions, and the material of the fastened objects, the constructed torque coefficient model can be applied to different lubrication conditions and fastened objects. The influence of the material on the torque coefficient can be further reflected.

上記は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明を限定するものではない。本発明の精神および原則内で行われる種々の修正、均等置換え、改善などは全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。 The above are only preferred embodiments of the invention and are not intended to limit the invention. All various modifications, equivalent replacements, improvements, etc. made within the spirit and principles of the present invention should be included within the protection scope of the present invention.

１０載置台
１１基板
１２圧力張力センサー
１３サンプル保持部材
１４圧力張力伝達部材
１５支持部材
１６支持天板
１７ねじ穴付きサンプル
２０ねじ部品
３０ねじり工具
３１ハウジング
３１１メインシェル
３１２第１のフランジ
３１３規制穴
３１４カバープレート
３１５収容溝
３１６セカンダリーシェル
３１７第２のフランジ
３１８エンドキャップ
３１９軸穴
３２トルクテストモジュール
３２０トルクセンサー
３２１第１のトルク伝達部材
３２２力伝達軸棒
３２３スリーブ
３２４第２のトルク伝達部材
３２５ボス
３２６トルク出力軸
３２７転がり軸受
３３ビット取付スリーブ
３４ロックピン部材
３５ビット
３６圧力テストモジュール
３６０圧力センサー
３６１摩耗防止部材
３６２推力軸受 10 Mounting table 11 Substrate 12 Pressure tension sensor 13 Sample holding member 14 Pressure tension transmission member 15 Support member 16 Support top plate 17 Sample with screw hole 20 Threaded part 30 Twisting tool 31 Housing 311 Main shell 312 First flange 313 Regulation hole 314 Cover plate 315 Accommodation groove 316 Secondary shell 317 Second flange 318 End cap 319 Shaft hole 32 Torque test module 320 Torque sensor 321 First torque transmission member 322 Force transmission shaft 323 Sleeve 324 Second torque transmission member 325 Boss 326 Torque output shaft 327 Rolling bearing 33 Bit mounting sleeve 34 Lock pin member 35 Bit 36 Pressure test module 360 Pressure sensor 361 Wear prevention member 362 Thrust bearing

Claims

トルク係数サンプリング用の測定装置であって、
圧力張力センサー（１２）を含む載置台（１０）と、
ハウジング（３１）と、前記ハウジング（３１）内に収容されたトルクテストモジュール（３２）及び圧力テストモジュール（３６）と、前記ハウジング（３１）外に装着されたビット（３５）とを含むねじり工具（３０）と、を含み、
ねじ部品（２０）が、前記ビット（３５）によりねじられて、前記載置台（１０）に載置され且つ前記圧力張力センサー（１２）に接続されたねじ穴付きサンプル（１７）にねじ込まれると、前記圧力張力センサー（１２）から、前記ねじ部品（２０）と前記ねじ穴付きサンプル（１７）との間の締付力が出力され、前記トルクテストモジュール（３２）から、前記ビット（３５）により前記ねじ部品（２０）に生じたトルクが出力され、前記圧力テストモジュール（３６）から、前記ビット（３５）により軸方向に沿って前記ねじ部品（２０）に生じた組立圧力が出力され、
前記トルクテストモジュール（３２）は、
トルクセンサー（３２０）と、
前記ハウジング（３１）に固定されており、前記トルクセンサー（３２０）の軸方向の一端に接続された第１のトルク伝達部材（３２１）と、
前記トルクセンサー（３２０）の軸方向の他端に接続されており、前記ビット（３５）と同軸に伝動連結された第２のトルク伝達部材（３２４）と、を含み、
前記圧力テストモジュール（３６）は、
前記ハウジング（３１）に固定された圧力センサー（３６０）と、
軸方向に前記圧力センサー（３６０）と前記第１のトルク伝達部材（３２１）との間に配置された推力軸受（３６２）と、を含む、
ことを特徴とする測定装置。 A measuring device for torque coefficient sampling, comprising:
a mounting table (10) including a pressure tension sensor (12);
A torsion tool comprising a housing (31), a torque test module (32) and a pressure test module (36) housed within said housing (31), and a bit (35) mounted outside said housing (31). (30) and,
When the threaded part (20) is twisted by the bit (35) and screwed into the threaded sample (17) placed on the mounting table (10) and connected to the pressure tension sensor (12). , the pressure tension sensor (12) outputs the tightening force between the threaded part (20) and the sample with a threaded hole (17), and the torque test module (32) outputs the tightening force between the bit (35). outputs the torque generated in the threaded part (20) by the pressure test module (36), outputs the assembly pressure generated in the threaded part (20) along the axial direction by the bit (35) ,
The torque test module (32) includes:
Torque sensor (320) and
a first torque transmission member (321) fixed to the housing (31) and connected to one axial end of the torque sensor (320);
a second torque transmission member (324) connected to the other axial end of the torque sensor (320) and coaxially and transmission connected to the bit (35);
The pressure test module (36) includes:
a pressure sensor (360) fixed to the housing (31);
a thrust bearing (362) disposed axially between the pressure sensor (360) and the first torque transmission member (321);
A measuring device characterized by:

前記載置台（１０）は、
前記圧力張力センサー（１２）が載置される基板（１１）と、
圧力張力伝達部材（１４）を介して前記圧力張力センサー（１２）に接続された前記ねじ穴付きサンプル（１７）を、前記圧力張力センサー（１２）の上方に支持するサンプル保持部材（１３）と、
支持部材（１５）により前記サンプル保持部材（１３）の上方に支持され、前記ねじ部品（２０）が載置され、前記ねじ部品（２０）のねじ軸部が貫通する貫通穴が開設されている支持天板（１６）と、をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。 The aforementioned mounting stand (10) is
a substrate (11) on which the pressure tension sensor (12) is placed;
a sample holding member (13) that supports the threaded sample (17) connected to the pressure tension sensor (12) via a pressure tension transmission member (14) above the pressure tension sensor (12); ,
It is supported above the sample holding member (13) by a support member (15), the screw component (20) is placed thereon, and a through hole is provided through which the screw shaft of the screw component (20) passes. further comprising a support top plate (16);
The measuring device according to claim 1, characterized in that:

前記第１のトルク伝達部材（３２１）は、径方向に貫設された力伝達軸棒（３２２）を介して、前記ハウジング（３１）に固定されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。 The first torque transmission member (321) is fixed to the housing (31) via a force transmission shaft (322) extending radially therethrough.
The measuring device according to claim 1 , characterized in that:

前記ハウジング（３１）には、前記力伝達軸棒（３２２）が挿入される規制穴（３１３）が開設されており、前記力伝達軸棒（３２２）の端部は、スリーブ（３２３）を介して、前記規制穴（３１３）内に挿入される、
ことを特徴とする請求項３に記載の測定装置。 The housing (31) has a regulation hole (313) into which the force transmission shaft (322) is inserted, and the end of the force transmission shaft (322) is inserted through the sleeve (323). and inserted into the regulation hole (313),
The measuring device according to claim 3 , characterized in that:

前記第２のトルク伝達部材（３２４）は、トルク出力軸（３２６）と同軸に接続され、前記トルク出力軸（３２６）の基部は、前記ハウジング（３１）内に収容された転がり軸受（３２７）内に貫設されており、前記トルク出力軸（３２６）の端部は、前記ハウジング（３１）の外に伸び、ビット取付スリーブ（３３）に取り外し可能に接続されており、前記ビット（３５）は、前記ビット取付スリーブ（３３）に同軸に装着されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。 The second torque transmission member (324) is coaxially connected to a torque output shaft (326), and the base of the torque output shaft (326) is connected to a rolling bearing (327) housed in the housing (31). an end of the torque output shaft (326) extends outside the housing (31) and is removably connected to the bit mounting sleeve (33); is coaxially attached to the bit mounting sleeve (33),
The measuring device according to claim 1 , characterized in that:

前記トルク出力軸（３２６）は、径方向に貫設されたロックピン部材（３４）を介して、前記ビット取付スリーブ（３３）に取り外し可能に接続されている、
ことを特徴とする請求項５に記載の測定装置。 The torque output shaft (326) is removably connected to the bit mounting sleeve (33) via a radially extending lock pin member (34).
The measuring device according to claim 5 , characterized in that:

前記圧力センサー（３６０）と前記推力軸受（３６２）との間には、摩耗防止部材（３６１）が配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。 A wear prevention member (361) is disposed between the pressure sensor (360) and the thrust bearing (362).
The measuring device according to claim 1 , characterized in that:

トルク係数モデルの構築方法であって、
設定された組立圧力を維持する条件で、ｎ個（ｎは自然数）のねじ部品のそれぞれを、請求項１に記載の測定装置がテストして出力した締付力及びトルクを受信するステップと、
ｎ個の前記ねじ部品を測定装置がテストして出力した締付力及びトルクを利用して、各前記ねじ部品の、前記設定された組立圧力の条件でのトルクと締付力との動的関係グラフをそれぞれ構築するステップと、
前記動的関係グラフに基づいて、各前記ねじ部品の、前記設定された組立圧力の条件でトルク係数が締付力に応じて変化するデータセットを算出するステップと、
前記データセットに対してノイズ除去処理を行った後に残る値を、各前記ねじ部品のテストで得られるトルク係数過程グラフに当てはめるステップと、
ｎ個の前記ねじ部品のテストで得られるトルク係数過程グラフを利用して、各トルク係数過程グラフにおいて目標締付力からマッピングされたトルク係数値マッピングセットを選択し、外れ値除外により選別されたトルク係数値マッピングセットにおける残りの数値の平均値を目標締付力の理想的なトルク係数として決定し、決定された理想的なトルク係数を利用して、設定された組立圧力条件での目標締付力とトルクとの関係モデルを構築するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 A method of constructing a torque coefficient model, the method comprising:
A step of receiving the tightening force and torque output by the measuring device according to claim 1, which tests each of the n screw parts (n is a natural number) under conditions of maintaining the set assembly pressure;
Using the tightening force and torque output by the measuring device to test the n threaded parts , the dynamic torque and tightening force of each threaded part under the set assembly pressure condition is calculated. a step of constructing each relation graph;
calculating, based on the dynamic relationship graph, a data set in which the torque coefficient of each threaded component changes according to the tightening force under the set assembly pressure condition;
applying the values remaining after performing a noise removal process on the data set to a torque coefficient process graph obtained from testing each of the threaded components;
Using the torque coefficient process graphs obtained by testing the n screw parts, a torque coefficient value mapping set mapped from the target tightening force in each torque coefficient process graph was selected, and the set was selected by excluding outliers. The average value of the remaining values in the torque coefficient value mapping set is determined as the ideal torque coefficient for the target tightening force, and the determined ideal torque coefficient is used to calculate the target tightening at the set assembly pressure condition. a step of constructing a relational model between force and torque;
A method characterized by comprising: