JPH0725038B2 - Tightening device - Google Patents
Tightening deviceInfo
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- JPH0725038B2 JPH0725038B2 JP61209123A JP20912386A JPH0725038B2 JP H0725038 B2 JPH0725038 B2 JP H0725038B2 JP 61209123 A JP61209123 A JP 61209123A JP 20912386 A JP20912386 A JP 20912386A JP H0725038 B2 JPH0725038 B2 JP H0725038B2
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- tightening
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はボルト或いはナット等の締結部材を締付ける方
法及びその装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for tightening a fastening member such as a bolt or a nut.
（従来の技術） ボルト或いはナットによって部材同士を締付け固定する
には適切なトルクでもって締付けないと後に緩んだり、
分解できなくなる。このための装置として実開昭59−17
175号に開示されるものが知られている。(Prior art) In order to tighten and fix members with bolts or nuts, if they are not tightened with appropriate torque, they will loosen later,
Cannot be disassembled. As a device for this purpose
The one disclosed in No. 175 is known.
この装置は、圧縮空気によってベーンを回転せしめ、こ
のベーンの回転を駆動軸に伝達し、駆動軸の先端に取付
けたホルダーにて保持するボルト等を回転して締付け、
一定の締付けトルクに達したことを歪ゲージによって検
出し、この検出信号により圧縮空気の流路内に設けた弁
をソレノイドの作用で閉成しベーン及び駆動軸の回転を
停止するようにしたものである。This device rotates the vanes with compressed air, transmits the rotation of the vanes to the drive shaft, and rotates and tightens bolts and the like held by a holder attached to the tip of the drive shaft.
A strain gauge detects that a certain tightening torque has been reached, and the valve provided in the flow path of compressed air is closed by the action of a solenoid by this detection signal to stop the rotation of the vane and drive shaft. Is.
（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の締付け装置によると、ボルト等が座面に
当接しても、そのまま高速回転で締付けるため、トルク
検出応答誤差及びソレノイドバルブの応答遅れが発生す
る。このため第４図の測定値のバラツキを表したグラフ
からも明らかなように締付け中の動トルク（表示トル
ク）及び締付け後の静トルクのいずれも目標値に対する
誤差が大で、且つ締付け回転速度が高いため摩擦抵抗も
一定せず、動トルクと静トルクと差が大きくなる。(Problems to be Solved by the Invention) According to the above-described conventional tightening device, even if the bolt or the like comes into contact with the seat surface, the tightening is performed at high speed as it is, so that a torque detection response error and a solenoid valve response delay occur. . Therefore, as is clear from the graph showing the dispersion of the measured values in FIG. 4, both the dynamic torque (indication torque) during tightening and the static torque after tightening have a large error with respect to the target value, and the tightening rotation speed is large. Since the frictional resistance is high, the frictional resistance is not constant and the difference between the dynamic torque and the static torque becomes large.
（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決すべく本発明は、ボルト或いはナット
等の締結部材を締付け駆動する駆動軸と、この駆動軸に
対して同軸に連結するエアモータと、さらに上記駆動軸
に対してワンウェイクラッチを介して同軸に連結するス
テッピングモータと、上記駆動軸の締付けトルクを検出
するトルク検出装置と、このトルク検出装置による検出
トルクを基準値と比較して上記エアモータとステッピン
グモータの駆動を切り換える比較器とを備えてなる締付
け装置において、前記エアモータには供給エア圧を変化
することなく駆動軸の回転を切換える減速部を備え、前
記比較器には駆動軸の検出トルクと比較される３つの基
準値が設定され、その第３の基準値は目標締め付けトル
クとされ、第２の基準値は目標締め付けトルクよりも小
さい値とされ、第１の基準値は第２の基準値よりも小さ
い値とされ、これら第１乃至第３の基準値はそれぞれ、
前記エアモータの減速部の高速から低速への切換え、エ
アモータからステッピングモータによる回転の切換え、
ステッピングモータの停止に対応するものとした。(Means for Solving Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides a drive shaft for tightening and driving a fastening member such as a bolt or a nut, and an air motor coaxially connected to the drive shaft. A stepping motor that is coaxially connected to the drive shaft via a one-way clutch, a torque detection device that detects the tightening torque of the drive shaft, and an air motor that compares the torque detected by the torque detection device with a reference value. In a tightening device including a comparator that switches the drive of a stepping motor, the air motor is provided with a speed reduction unit that switches the rotation of the drive shaft without changing the supply air pressure, and the comparator has a detected torque of the drive shaft. Is set to three target values, the third reference value is the target tightening torque, and the second reference value is the target tightening torque. The first reference value is smaller than the torque, the first reference value is smaller than the second reference value, and the first to third reference values are respectively
Switching from a high speed to a low speed of the deceleration portion of the air motor, switching of rotation from the air motor to a stepping motor,
It is adapted to stop the stepping motor.
（作用） 駆動軸の検出トルクが第１の基準値まではエアモーター
による高速の締付けがなされ、第２の基準値までは供給
エア圧を変えることなく同じエアモーターを減速部によ
って減速し、目標トルクの近傍まで、目標トルクを越え
ることなく、能率良く締付けがなされ、次いでステッピ
ングモータにより目標トルクまで高精度の締付けがなさ
れ、したがって、本発明に係る締付け装置は、エアモー
タの速度切り換え駆動により、エアモータとステッピン
グモータを単に組み合わせた場合よりもエアモータから
ステッピングモータに切り換える際の速度変化が小さく
なり、締付け目標に対する誤差を小さく抑えることがで
きるので、高精度の締付けを能率良く行うことができ、
しかも、エアモーター用の一定圧のエアとステッピング
モータの電源とによる最小限度の環境下においても、供
給エア圧や電源の切替え調整制御等の複雑な構成を要す
ることがなく、作業性の良いエアモータとトルク精度の
高いステッヒングモータの両者の利点を生かした締付け
がなされる。(Operation) The detected torque of the drive shaft is tightened at high speed by the air motor up to the first reference value, and up to the second reference value, the same air motor is decelerated by the speed reducer without changing the supply air pressure, and the target Tightening is performed efficiently up to near the torque without exceeding the target torque, and then the stepping motor performs high-precision tightening up to the target torque. Therefore, the tightening device according to the present invention uses the speed switching drive of the air motor to drive the air motor. Since the speed change at the time of switching from the air motor to the stepping motor is smaller than the case where the stepping motor and the stepping motor are simply combined, and the error with respect to the tightening target can be suppressed to a small value, highly accurate tightening can be performed efficiently.
Moreover, even under the minimum environment of constant pressure air for the air motor and the power supply of the stepping motor, there is no need for a complicated configuration such as supply air pressure and power supply switching adjustment control. Tightening is performed by taking advantage of the advantages of both the Stching motor with high torque accuracy.
（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。(Example) Below, the Example of this invention is described based on an accompanying drawing.
第１図は本発明に係る締付け装置の断面図であり、締付
け装置の外側ケース（１）は複数の筒状分割体（1a），
（1b），（1c），（1d），（1e），（1f）をボルトで軸
方向に連結一体化し、このケース（１）内に駆動軸
（２）及び主軸（３）をベアリング（４）を介して回転
自在に支承している。FIG. 1 is a cross-sectional view of the tightening device according to the present invention. The outer case (1) of the tightening device includes a plurality of tubular divided bodies (1a),
(1b), (1c), (1d), (1e), (1f) are connected and integrated by bolts in the axial direction, and the drive shaft (2) and the main shaft (3) are connected to the bearing (4) in this case (1). ) Is rotatably supported via.
これら駆動軸（２）及び主軸（３）は減速部（５）の部
分で連結され、駆動軸（２）の先端は筒状分割体（1a）
から突出し、ボルト或いはナット等の締結部材を保持す
るソケット（ホルダー）を固着するための穴（６）を形
成している。また筒状分割体（1a）には歪計又はばねを
用いたトルク検出装置（７）を取付けている。The drive shaft (2) and the main shaft (3) are connected at the speed reducing portion (5), and the tip of the drive shaft (2) is a cylindrical divided body (1a).
A hole (6) for fixing a socket (holder) for holding a fastening member such as a bolt or a nut is formed. Further, a torque detecting device (7) using a strain gauge or a spring is attached to the cylindrical divided body (1a).
一方筒状分割体（1d）内はベーン（８）を備えたエアー
モータ部となっており、筒状分割体（1e）の周囲に設け
た給気口（９）から取入れた圧縮空気を通路（10）を介
してベーン（８）に供給し、ベーン（８）及び主軸
（３）を回転せしめるようにしている。尚、筒状分割体
（1d）には排気口（11）を形成している。On the other hand, the inside of the cylindrical divided body (1d) is an air motor section having a vane (8), and compressed air taken in from an air supply port (9) provided around the cylindrical divided body (1e) is passed through the air motor portion. It is supplied to the vane (8) via (10), and the vane (8) and the main shaft (3) are rotated. An exhaust port (11) is formed in the cylindrical divided body (1d).
また、主軸（３）の後端部は筒状分割体（1e）内に臨
み、筒状分割体（1f）にはステッピングモータ（12）が
取付けられ、このステッピングモータ（12）の軸と前記
主軸（３）の後端部とはワンウェイクラッチ（13）にて
連結されている。即ち、ワンウェイクラッチ（13）はキ
ー（14）にて主軸（３）に固着されるクラッチ板（15）
と、キー（16）にてステッピングモータ（12）の軸に固
着されるクラッチ板（17）とからなり、主軸（３）がエ
アーモータにて回転してもステッピングモータ（12）は
回転しないようになっている。Further, the rear end of the main shaft (3) faces the cylindrical divided body (1e), and a stepping motor (12) is attached to the cylindrical divided body (1f). A one-way clutch (13) is connected to the rear end of the main shaft (3). That is, the one-way clutch (13) is a clutch plate (15) fixed to the main shaft (3) by the key (14).
And a clutch plate (17) fixed to the shaft of the stepping motor (12) with a key (16), so that the stepping motor (12) does not rotate even if the main shaft (3) is rotated by the air motor. It has become.
また第２図に示すように、トルク検出装置（７）によっ
て検出したトルク値は増幅器（18）にて増幅されて比較
器（19）に入力する。そして比較器（19）には予め第１
乃至第３の３基準値（T1），（T2），（T3）が入力され
ており、これらの基準値と測定値とを比較することで第
３図に示す如き締付けを行う。As shown in FIG. 2, the torque value detected by the torque detecting device (7) is amplified by the amplifier (18) and input to the comparator (19). The comparator (19) has a first
The third three reference values (T 1 ), (T 2 ), and (T 3 ) are input, and the tightening as shown in FIG. 3 is performed by comparing these reference values with the measured values.
即ち、締付け開始から目標とする締付けトルク値（T3）
の約80％のトルク値（T1）となるまではエアーモータに
よって高速（250r.p.m.）で締付けを行う。そしてトル
ク検出装置（７）による検出値が基準値（T1）となった
ならば比較器（19）からの信号により減速部（５）を介
して高速回転から低速回転（20〜50r.p.m.）に切換え、
更に目標とする締付けトルク値（T3）の90〜95％の基準
値（T2）となったならば比較器（19）からの信号により
エアーモータへの圧縮空気の供給を遮断するとともにス
テッピングモータ（12）を回転（３〜1r.p.m.）せし
め、このステッピングモータ（12）によって目標とする
締付けトルク値（T3）となるまでボルト等の締結部材を
継続して締付ける。そして、トルク値（T3）に達したな
らばステッピングモータ（12）を停止し、この時点のト
ルク値を表示する。That is, the target tightening torque value (T 3 ) from the start of tightening
Until about 80% of the torque value (T 1) of performing tightening with a high speed (250r.pm) by an air motor. When the value detected by the torque detection device (7) reaches the reference value (T 1 ), a signal from the comparator (19) causes a high speed rotation to a low speed rotation (20 to 50 rpm) via the speed reduction unit (5). ),
When the target tightening torque value (T 3 ) reaches 90% to 95% of the reference value (T 2 ), the signal from the comparator (19) shuts off the compressed air supply to the air motor and stepping is performed. The motor (12) is rotated (3 to 1 rpm), and the stepping motor (12) continuously tightens fastening members such as bolts until the target tightening torque value (T 3 ) is reached. When the torque value (T 3 ) is reached, the stepping motor (12) is stopped and the torque value at this point is displayed.
（発明の効果） 以上に説明したように本発明によれば、締付け装置のエ
アモータには供給エア圧を変化することなく駆動軸の回
転を切換える減速部を備え、比較器には駆動軸の検出ト
ルクと比較される３つの基準値が設定され、その第３の
基準値は目標締め付けトルクとされ、第２の基準値は目
標締め付けトルクよりも小さい値とされ、第１の基準値
は第２の基準値よりも小さい値とされ、検出トルクが第
１の基準値に達したならば前記エアモータの減速部を高
速から低速に切換え、検出トルクが第２の基準値に達し
たならばエアモータによる駆動軸の回転をステッピング
モータによる回転に切換えるようにしたことにより、駆
動軸の検出トルクが第１の基準値までエアモータによる
高速の締付けがなされ、第２の基準値までは供給エア圧
を変えることなく同じエアモーター減速部によって減速
し、この減速駆動によって目標トルクの近傍まで目標ト
ルクを越えることなく能率良く締付けがなされ、次いで
ステッピングモータにより目標トルクまで高精度の締付
けがなされる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the air motor of the tightening device is provided with the speed reducing unit that switches the rotation of the drive shaft without changing the supply air pressure, and the comparator detects the drive shaft. Three reference values to be compared with the torque are set, the third reference value is the target tightening torque, the second reference value is a value smaller than the target tightening torque, and the first reference value is the second. When the detected torque reaches the first reference value, the deceleration part of the air motor is switched from high speed to low speed, and when the detected torque reaches the second reference value, the air motor is used. Since the rotation of the drive shaft is switched to the rotation by the stepping motor, the detected torque of the drive shaft is fast-tightened by the air motor to the first reference value, and the supply air pressure is adjusted to the second reference value. The same air motor deceleration unit decelerates without changing, and by this deceleration drive, the tightening is performed efficiently without exceeding the target torque up to the vicinity of the target torque, and then the stepping motor tightens up to the target torque with high accuracy.
したがって、本発明に係る締付け装置は、エアモータの
速度切り換え駆動により、エアモータとステッピングモ
ータを単に組み合わせた場合よりもエアモータからステ
ッピングモータに切り換える際の速度変化が小さくな
り、締付け目標に対する誤差を小さく抑えることができ
るので、高精度の締付けを能率良く行うことができ、し
かも、エアモーター用の一定圧のエアとステッピングモ
ータの電源とによる最小限度の環境下においても、供給
エア圧や電源の切替え調整制御等の複雑な構成を要する
ことがなく、作業性の良いエアモータとトルク精度の高
いステッピングモータの両者の利点を生かして締付けす
ることができるので、動力源側を含め、簡易な構成によ
って高速性とトルク精度の双方を満たすことができると
いう本願発明特有の作用効果を奏する。Therefore, in the tightening device according to the present invention, the speed change drive of the air motor causes a smaller speed change when switching from the air motor to the stepping motor than when the air motor and the stepping motor are simply combined, and the error with respect to the tightening target can be suppressed to be small. Since it is possible to perform highly accurate tightening efficiently, the supply air pressure and power supply switching adjustment control can be performed even under the minimum environment due to the constant pressure air for the air motor and the power supply of the stepping motor. Since it can be tightened by making use of the advantages of both an air motor with good workability and a stepping motor with high torque accuracy without requiring a complicated configuration such as Unique to the present invention that both torque accuracy can be satisfied It provides the use effect.
第１図は本発明に係る締付け装置の断面図、第２図は制
御回路の概略図、第３図は締付けトルクと時間との関係
を示すグラフ、第４図は締付けトルクのバラツキを示す
グラフである。 尚、図面中（１）はケース、（２）は駆動軸、（３）は
主軸、（５）は減速部、（７）はトルク検出装置、
（８）はベーン（エアモータ）、（12）はステッピング
モータ、（13）はワンウェイクラッチ、（19）は比較
器、T1,T2,T3はそれぞれ、第1,第2,第３の基準値であ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view of a tightening device according to the present invention, FIG. 2 is a schematic view of a control circuit, FIG. 3 is a graph showing the relationship between tightening torque and time, and FIG. 4 is a graph showing variations in tightening torque. Is. In the drawings, (1) is a case, (2) is a drive shaft, (3) is a main shaft, (5) is a speed reducer, (7) is a torque detection device,
(8) is a vane (air motor), (12) is a stepping motor, (13) is a one-way clutch, (19) is a comparator, and T1, T2, and T3 are the first, second, and third reference values, respectively. is there.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−109667（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−150978（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−11847（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭53−2240（ＪＰ，Ｂ２) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-61-109667 (JP, A) JP-A-55-150978 (JP, A) Actual development Sho-55-11847 (JP, U) JP-B-53- 2240 (JP, B2)
Claims (2)
駆動する駆動軸（２）と、この駆動軸（２）に対して同
軸に連結するエアモータ（８）と、さらに上記駆動軸
（２）に対してワンウェイクラッチ（13）を介して同軸
に連結するステッピングモータ（12）と、上記駆動軸
（２）の締付けトルクを検出するトルク検出装置（７）
と、このトルク検出装置（７）による検出トルクを基準
値と比較して上記エアモータ（８）とステッピングモー
タ（12）の駆動を切り換える比較器（19）とを備えてな
る締付け装置において、 前記エアモータ（８）には供給エア圧を変化することな
く駆動軸の回転を切換える減速部（５）を備え、前記比
較器（19）には駆動軸（２）の検出トルクと比較される
３つの基準値が設定され、その第３の基準値は目標締め
付けトルクとされ、第２の基準値は目標締め付けトルク
よりも小さい値とされ、第１の基準値は第２の基準値よ
りも小さい値とされ、これら第１乃至第３の基準値はそ
れぞれ、前記エアモータ（８）の減速部（５）の高速か
ら低速への切換え、エアモータ（８）からステッピング
モータ（12）による回転の切換え、ステッピングモータ
（12）の停止に対応することを特徴とする締付け装置。1. A drive shaft (2) for tightening and driving a fastening member such as a bolt or a nut, an air motor (8) coaxially connected to the drive shaft (2), and the drive shaft (2). On the other hand, a stepping motor (12) that is coaxially connected through a one-way clutch (13) and a torque detection device (7) that detects the tightening torque of the drive shaft (2).
And a comparator (19) for switching the drive of the air motor (8) and the stepping motor (12) by comparing the torque detected by the torque detection device (7) with a reference value. (8) is provided with a speed reduction unit (5) for switching the rotation of the drive shaft without changing the supply air pressure, and the comparator (19) is provided with three reference values to be compared with the detected torque of the drive shaft (2). A value is set, the third reference value is set as a target tightening torque, the second reference value is set as a value smaller than the target tightening torque, and the first reference value is set as a value smaller than the second reference value. These first to third reference values are respectively used for switching the speed reducing portion (5) of the air motor (8) from high speed to low speed, switching the rotation of the air motor (8) by the stepping motor (12), and stepping motor. The clamping device characterized in that it corresponds to the stop of the motor (12).
トルクの約80％とし、前記第２の基準値を目標締め付け
トルクの90〜95％としたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の締付け装置。2. The first reference value of the comparator is set to about 80% of the target tightening torque, and the second reference value is set to 90 to 95% of the target tightening torque. The tightening device according to item 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61209123A JPH0725038B2 (en) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | Tightening device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61209123A JPH0725038B2 (en) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | Tightening device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6368375A JPS6368375A (en) | 1988-03-28 |
| JPH0725038B2 true JPH0725038B2 (en) | 1995-03-22 |
Family
ID=16567666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61209123A Expired - Fee Related JPH0725038B2 (en) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | Tightening device |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPH0725038B2 (en) |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5511847U (en) * | 1978-07-07 | 1980-01-25 | ||
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| JPS61109667A (en) * | 1984-11-02 | 1986-05-28 | 本田技研工業株式会社 | Bolt screwing machine |
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1986
- 1986-09-05 JP JP61209123A patent/JPH0725038B2/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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