JPS6017668B2 - Natsutranna - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２組のストレィンゲージのブリッジ回路をトル
クトランスジユーサに設けることにより信頼性を高めた
ナットランナに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a nutrunner with improved reliability by providing a torque transducer with a bridge circuit of two sets of strain gauges.

一般にボルトの自動締付けに用いるナットランナには緒
付けトルクを検出して、緒付け停止時点を判断するため
のトルクトランスジユーサが取付けられている。Generally, a nut runner used for automatically tightening bolts is equipped with a torque transducer for detecting the tightening torque and determining when to stop tightening.

この一例を第１図に示す。１は縦付け力を発生するモー
夕、２はモータ回転を減速して大きなトルクを発生する
減速機、３はその本体側面にストレーンゲージが貼着さ
れ、減速機２のケースに固設されたトルクトランスジュ
ーサで、第２図に示すようにその側面に４枚のストレ−
ンゲージ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが、２枚づつ１組とな
って真反対の面に貼付けられている。An example of this is shown in FIG. 1 is a motor that generates vertical force, 2 is a reducer that decelerates the motor rotation and generates a large torque, and 3 is a strain gauge attached to the side of the main body, which is fixed to the case of reducer 2. A torque transducer with four strips on its side as shown in Figure 2.
The engagements 4a, 4b, 4c, and 4d are pasted in sets of two on opposite sides.

５は減速機２の主軸先端に固設されたボルト縦付け用ア
タツチメントである。Reference numeral 5 denotes a vertical bolt attachment fixed to the tip of the main shaft of the reducer 2.

この構造において、ボルト縦付け用アタッチメント５を
縦付けるべきボルト６の頭部に鉄合させ、モー夕１を回
転させると、減速機２の主軸に固談されたアタツチメン
ト５が回転して、ボルト６が続付けられると共に、トル
クトランスジューサ３が反力を受けて、トルクトランス
ジューサ３はトルク力に応じた力で歪む。この締付けト
ルクＴは第３図に示したように時間ｔが経過し、縦付け
が進むにつれて上昇する。そして縦付けトルクＴが設定
縦付けトルクＴ′に達した時点で縦付けを停止させるの
である。而して、この糠付けトルクＴの検出はトルクト
ランスジユーサ３に貼付けられたストレーンゲージ４ａ
，４ｂ，４ｃ，４ｄを第４図に示すようにブリッジ回路
４に縞線して行っている。即ち、このブリッジ回路４の
入力側４′に交流又は直流の一定電圧を加えておくと、
出力側４″に縦付けトルクに対応した電圧が発生する。
この電圧で縦付けトルクを監視し、これが設定縦付けト
ルクに対応させて設定した電圧に達した時点でモータ１
を停止させる。このようにして常に一定の縦付けトルク
にて縦付けることができる。而して、このような制御方
式は第５図実線イで示すように糠付けトルクとトルクト
ランスジューサの出力函圧Ｖの関係が常に一定の関係を
保持している間は問題はないが〜長年使用している間に
ストレーンゲージの貼付不良や〜トルクトランスジュー
サ本体の疲労により、例えばその特性が第５図点線口の
ように変化した場合も縦付けトルクに対する出力電圧が
低くなり〜その電圧によりナットランナを制御している
とト孫付けトルクが大きくなって締め過ぎとなってしま
うＱ更にも通常はこのトルクトランスジューサの出力電
圧はナットうンナのモ山夕を制御する信号に使用するだ
けではなく〜実際にボルトを緒付けた〜縦付けトルクを
表示する信号にも使用している。In this structure, when the vertical bolt attachment 5 is fitted to the head of the bolt 6 to be vertically attached and the motor 1 is rotated, the attachment 5 fixed to the main shaft of the reducer 2 rotates, and the bolt is rotated. 6 continues, the torque transducer 3 receives a reaction force, and the torque transducer 3 is distorted by a force corresponding to the torque force. As shown in FIG. 3, this tightening torque T increases as time t passes and the vertical attachment progresses. Then, when the vertical mounting torque T reaches the set vertical mounting torque T', the vertical mounting is stopped. Therefore, the brazing torque T is detected by a strain gauge 4a attached to the torque transducer 3.
, 4b, 4c, and 4d are formed as striped lines on the bridge circuit 4 as shown in FIG. That is, if a constant AC or DC voltage is applied to the input side 4' of this bridge circuit 4,
A voltage corresponding to the vertical mounting torque is generated on the output side 4''.
The vertical torque is monitored using this voltage, and when it reaches the voltage set in accordance with the set vertical torque, the motor 1
to stop. In this way, vertical mounting can always be performed with a constant vertical mounting torque. There is no problem with this type of control system as long as the relationship between the brazing torque and the output box pressure V of the torque transducer always maintains a constant relationship, as shown by the solid line A in Figure 5. During use, if the characteristics of the strain gauge change as shown by the dotted line in Figure 5 due to poor attachment of the strain gauge or fatigue of the torque transducer body, the output voltage for the vertical torque will become low. If you control the torque transducer, the torque will increase and you will end up over-tightening.Furthermore, the output voltage of this torque transducer is usually not only used as a signal to control the movement of the nut. It is also used as a signal to display the vertical mounting torque when the bolt is actually installed.

即ちもその縦付けトルク信号の最大値を記臆して（ピー
クホールド）縦付けトルク値として表示し「更にその綿
付けトルク値が設定された上限値と下限値の間に入って
いるかどうかを比較回路により監視している。つまり従
来は４枚のストレーンゲージ亀ａも 亀ｂ，亀ｃつ 奪
ａで機成した１組のブリッジ回路の出力信号のみで〜■
ナットランナの停止の制御と「■締付けトルク値の監視
を共用させているのである。このためトルクトラソスジ
ューサの出力電圧と締付けトルクの関係が何らかの原因
で変化するとｔ これを使用者が外部から判断すること
は不可能で般早このナットランナは全てが狂ってしまう
。In other words, the maximum value of the vertical mounting torque signal is memorized (peak hold) and displayed as the vertical mounting torque value. It is monitored by a comparison circuit.In other words, conventionally, four strain gauges (tortoise a), turtle (b), turtle (c), and one bridge circuit (a) are used to monitor the output signal only from one set of bridge circuits.
Nutrunner stop control and tightening torque value monitoring are shared. Therefore, if the relationship between the output voltage of the torque trass reducer and the tightening torque changes for some reason, the user can determine this from the outside. It is impossible to do this and everything will go wrong with this nut runner.

例えば、ナットランナを水平姿勢に設置して長期間使用
している場合もトルクトランスジュ−サにナットランナ
本体の自重等による曲げモーメントが作用しも永久歪が
生じることがありち この場合「従来の１組のブリッジ
回路では上記永久歪による異常が発見できない不具合が
あった。このトルクトランスジユーサを使用するナット
ランナは特に高精度「高品質を要する重要保守部位（自
動車では足廻り部分）の締付けに使用され「非常に高い
信頼性をするものであるため問題となっていた。そこで
、本発明は上誌欠点に鑑み「 これを解消して、上記要
求に応えられるナットランナを提供したものである。For example, if a nutrunner is installed in a horizontal position and used for a long period of time, permanent distortion may occur due to the bending moment due to the weight of the nutrunner itself acting on the torque transducer. There was a problem in which abnormalities due to permanent distortion could not be detected in the bridge circuit of the set.The nutrunner using this torque transducer is especially used for tightening important maintenance parts (in automobiles, the undercarriage part) that require high precision and high quality. However, the present invention has been made in view of the above-mentioned shortcomings and provides a nutrunner that can solve these problems and meet the above-mentioned requirements.

本発明は第７図に示すようにトルクトランスジューサ３
にストレーンゲージのブリッジを二組貼り付け、一方の
鯉のストレーンゲージのブリッジ回路の出力をモータ制
御用に使用しｔ他の１組のブリッジ回路の出力は〜その
縦付けトルク値の般大値をホールドして表示用及びその
ｒルク値が適正であるかどうかを判定する監視用に使用
するのである。The present invention utilizes a torque transducer 3 as shown in FIG.
Two sets of strain gauge bridges are attached to the carp, and the output of the bridge circuit of one of the carp strain gauges is used for motor control. The output of the other set of bridge circuits is ~ the general value of its vertical torque value. It is used for holding and displaying and for monitoring to determine whether the r-lux value is appropriate.

即ち８枚のストレィンゲージ亀鶴 ４ｂ…亀ｈをトルク
トランスジューサ翁の周面に第７図に示すように９００
の間隔で２枚ずつ貼り付ける。これを従釆のトルクトラ
ンスジューサの取付状態と比較するとも２枚１組づっ１
８０ｏの間隔で４枚のスふレーンゲージ鶴盈， 亀〇
鶴ｃ？ 亀ａを取付けたのが従釆の取付け方でありも本
発明ではこれに更に９０ｏずらした位瞳で２枚１組づつ
１８０ｏ間隔で４枚のストレィンゲージ亀ｅ，亀ふ 亀
ｇ，４ｈが貼付けられている。ヱれらのストレィンージ
亀鶴 亀も畑母Ｍま第燈図に示すように２組のブリッジ
回勝れ 鰭の入力端子には交流又は直流の電源電圧Ｅが
供聯合され、各ブリッジ回路ち 飢こ機成される。各ブ
リッジ回賂す，蟹の入力端子には交流又は直流の電源電
圧駐が供給され「各ブリッジ回路ｙ？ ８の出力は夫々
別々に取出される。仏 費飢まこれらの出力を適当なし
ベルにまで増幅する増幅器、亀川ま増幅された一方のブ
リッジ回路蟹の出力信号電圧を設定縦付けトルクと比較
する比較器ｔ ８２はモータトルクが設定値に達した時
〜比較器葺 きが出力するモ山夕停止信号を受けてモー
タを停止させるモータ停止回路である。また富蟹さま他
方のブリッジ回路軸とて優られ増幅器亀肌こて増幅され
た信号電圧の入力を受け「１回の縦付けの終了に到るま
での最大緒付けトルクをピークホールドする最大値メモ
リ回路も ！４Ｇま最大値メモリ回路の出力する最大縦
付けトルクを表示する表示器である。亀歌ま上限比較回
路「 軍６！ま下限比較回路「 １ｙ‘ま判定表示器で
あっても最大値メモリ回路富３の出力する最大縦付けト
ルクを比較値と夫々比較し、設定範囲内にあれば判定表
示器量７１こＯＫの表示をさせ、設定範囲から外れた時
はＮＧの表示をさせる。作業者はこのＯＫ又はＮＧの表
示と共にトルク表示器１２の表示を見てもボルト締付け
後の監視をすることができる。上記穣成によれば〜若し
モータ制御に用いるブリッジ回路７に異常があった場合
「適正な競付けトル外こよる縞付けは行なわれないが監
視に用いるブリッジ回路８にてトこの結果の表示が行な
われているので、判定表示器亀７でＮＧの表示の論取り
「またトルク表示器官４にてこの時の縦付けトルクを議
取ることができる。That is, eight strain gauges 4b...torque h are attached to the circumferential surface of the torque transducer 900 as shown in Fig. 7.
Attach two sheets at intervals of . Comparing this with the installation condition of the subordinate torque transducer, one set of two
4 square gauges at 80o intervals Tsuru-e, Kame〇
Crane c? Mounting turtle a is the way to attach the follower, but in the present invention, four strain gauges turtle e, turtle f, turtle g, and 4h are attached at 180o intervals in sets of two with the pupils further shifted by 90o. It is being As shown in the diagram, two sets of bridges are connected to the input terminals of the fins, and AC or DC power supply voltage E is connected to each bridge circuit. organized. The input terminals of each bridge circuit are supplied with AC or DC power supply voltage, and the outputs of each bridge circuit are taken out separately. The comparator T82, which compares the amplified output signal voltage of one of the bridge circuits with the set vertical torque, outputs when the motor torque reaches the set value. This is a motor stop circuit that stops the motor in response to a stop signal.It is also a motor stop circuit that stops the motor in response to a stop signal.Furthermore, the other bridge circuit shaft of the Tomigani is used to receive the input of the amplified signal voltage and perform one vertical There is also a maximum value memory circuit that peak-holds the maximum attaching torque until the end of attaching.It is an indicator that displays the maximum vertical attaching torque output by the maximum value memory circuit. Even if the lower limit comparison circuit is a 1y'ma judgment indicator, the maximum vertical torque output from the maximum value memory circuit 3 is compared with the comparison value, and if it is within the set range, the judgment indicator quantity 71 is displayed. OK is displayed, and NG is displayed when the setting range is exceeded.The operator can also monitor the bolt tightening by looking at the display on the torque indicator 12 along with this OK or NG display. According to the above-mentioned results, if there is an abnormality in the bridge circuit 7 used for motor control, "the striping due to the outside of the proper competition torque will not be performed, but the bridge circuit 8 used for monitoring will Since the display is being performed, you can use the judgment display turtle 7 to discuss whether the display is NG or the torque display device 4 to discuss the vertical mounting torque at this time.

そして、異常を知ることができる。また監視用のブリッ
ジ回路８に異常があった場合は、適正縦付けトルクでボ
ルト締付けが行なわれても、判定表示器１７にてＮＧ、
更にトルク表示器１４にて殻定締付けトルクと異なるト
ルク値が表示されるので同様に異常を読取ることができ
る。このようにトルクトランスジューサ３の狂いに対し
て監視用のブリッジ回路で異常が発見できるのであって
、絶対的な信穣性が要求される締付け部位に対しても安
心して使用できるようになる。なお、ストレーンゲージ
のブリッジ回路７，８− のトルクトランスジューサ３
への取付法は「第７図に示した構造の他、第８図に示す
ように行うこともできる。And you can know about abnormalities. In addition, if there is an abnormality in the monitoring bridge circuit 8, the judgment display 17 will indicate NG, even if the bolts are tightened with the appropriate vertical tightening torque.
Furthermore, since a torque value different from the shell fixed tightening torque is displayed on the torque indicator 14, abnormalities can be read in the same way. In this way, abnormalities in the torque transducer 3 can be detected by the monitoring bridge circuit, and the system can be used with confidence even in tightening parts where absolute reliability is required. In addition, the torque transducer 3 of the bridge circuit 7, 8- of the strain gauge
In addition to the structure shown in Fig. 7, the mounting method can also be as shown in Fig. 8.

第８図の機造は４枚のストレーンゲージで構成したブリ
ッジ回路を１組だけ敗付けたトルクトランスジューサを
、ナットランナの主藤、方向に２個重ねて固接したもの
である。このように粗付けても、各トルクトランスジュ
ーサ３ｒ，３″はトルク縦付け時に同一の反力を受ける
ので、各ストレーンゲージ４ａ，４ｂ…４ｈは第７図の
構造の場合と同一の歪みが生じる。従って２組のブリッ
ジ回路７，８の出力を、第６図に示したような検出回路
で処理すれば前述したのと同一の効果が得られる。以上
説明したように、本発明はストレーンゲージを貼付けた
トルクトランスジユーサを持つナットランナに於いて、
トルクトランスジューサの周面にストレーンゲージを９
００ずつ位相をずらせて貼付けた２組のブリッジ回路と
、１組のブリッジ回路の出力を増幅して所定の設定トル
クと比較させ、一致したときモータを停止させるモータ
制御回路と、他の１組のブリッジ回路の出力を増幅し最
大値メモリ回路を介して最大トルク値を表示させると共
に「その最大トルク値が許容範囲内にあるか杏かを監視
し、許容範囲外であれば不良、故障を判定表示させる監
視回路とを具備させたから、トルクトランスジューサに
異常が発生した場合、監視回路で直ちに異常を発見する
ことができ、例えば、ナットランナを水平姿勢に設置し
て長期間使用している場合、トルクトランスジューサに
ナットランナ本体の自重等による曲げモーメントが作用
し、２組のブリッジ回路の間に、ある値の差が発生した
ときは、このトルクトランスジューサに永久歪が発生し
たものと判断でき、装置異常を発見することができる。The mechanism shown in Figure 8 consists of a bridge circuit consisting of four strain gauges, and two torque transducers that are connected to each other in the main direction of the nut runner. Even with this rough mounting, each torque transducer 3r, 3'' receives the same reaction force when the torque is vertically mounted, so each strain gauge 4a, 4b...4h produces the same strain as in the structure shown in Fig. 7. Therefore, if the outputs of the two sets of bridge circuits 7 and 8 are processed by a detection circuit as shown in FIG. 6, the same effect as described above can be obtained.As explained above, the present invention In a nutrunner with a torque transducer attached,
Place a strain gauge on the circumference of the torque transducer.
Two sets of bridge circuits pasted with a phase shift of 0000, a motor control circuit that amplifies the output of one set of bridge circuits and compares it with a predetermined set torque, and stops the motor when they match, and another set of bridge circuits. It amplifies the output of the bridge circuit and displays the maximum torque value via the maximum value memory circuit, and also monitors whether the maximum torque value is within the allowable range.If it is outside the allowable range, it is Since it is equipped with a monitoring circuit that displays the judgment, if an abnormality occurs in the torque transducer, the abnormality can be immediately detected by the monitoring circuit.For example, if the nut runner is installed in a horizontal position and used for a long period of time, When a bending moment due to the weight of the nutrunner itself acts on the torque transducer, and a certain value difference occurs between the two bridge circuits, it can be determined that permanent strain has occurred in the torque transducer, and a device abnormality is detected. can be discovered.

即ち、従来のブリッジ回蝋が１組の場合は、上記曲げモ
ーメントによる永久歪が発生し、そのために綾付けトル
クに誤差が発生していても、その異常を発見することが
できなかったがもこの発明のように２組のブリッジ回路
のストレーンゲージを９００位相をずらせてトルクトラ
ンスジューサの局面に貼付けておき、一方をモー夕制御
用とし、他方を監視用として最大トルク値の表示及び許
容範囲内にあるや否やのＯＫ，ＮＣの判定表示を行わせ
ておくことにより、異常を発見でき、信頼性向上に大き
な効果を発揮し得る。In other words, in the case of one set of conventional bridge turning wax, permanent distortion occurs due to the bending moment, and even if an error occurs in the traversing torque due to this, the abnormality cannot be discovered. As in this invention, two sets of bridge circuit strain gauges are pasted on the surface of the torque transducer with a phase shift of 900 degrees, one for motor control and the other for monitoring to display the maximum torque value and within the allowable range. By displaying an OK or NC judgment as soon as the condition is detected, abnormalities can be detected and reliability can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図はナットランナの概略構成を示す側面図、第２図
はそのトルクトランスジューサの従来機造を示す斜視図
、第３図は綿付け時の縦付け時間ｔと縦付けトルクＴと
の関係を示す図、第４図はストレーンゲージの結線法を
示す図、第５図はストレーンゲージに異常が発生した場
合のブリッジ回路出力電圧特性を正常な場合と比較して
示す図、第６図は本発明の検出回路を説明するブロック
図、第７図は本発明一実施例のトルクトランスジューサ
の断面図、第８図は他の実施例のトルクトランスジュー
サの構造例を示す一部断面側面図である。 １……モータ、２・・…・減速機、３，３′，３″……
トルクトランスジユーサ、４ａ，４ｂ…亀ｈ……ストレ
ーンゲージ「５……ボルト締め用アタツチメント、６…
…ボルト、７，８……ブリッジ回路、９，１０・・・・
・・増幅器、１１・・・・・・比較器ｔ 竃２……モー
タ停止回路、１３……最大値メモリ回路、１４・・・…
トルク表示器、１５…・・・上限比較回路「 １６・・
・…下限比較回路、１７…・・・判定表示器。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図Fig. 1 is a side view showing the schematic structure of the nut runner, Fig. 2 is a perspective view showing the conventional structure of the torque transducer, and Fig. 3 shows the relationship between the vertical installation time t and the vertical installation torque T during cotton attachment. Figure 4 is a diagram showing the strain gauge connection method, Figure 5 is a diagram showing the bridge circuit output voltage characteristics when an abnormality occurs in the strain gauge compared to a normal case, and Figure 6 is a diagram showing the strain gauge connection method. FIG. 7 is a sectional view of a torque transducer according to one embodiment of the invention, and FIG. 8 is a partially sectional side view showing a structural example of a torque transducer according to another embodiment. 1...Motor, 2...Reducer, 3, 3', 3''...
Torque transducer, 4a, 4b... Tortoise h... Strain gauge "5... Bolt tightening attachment, 6...
...Volt, 7, 8...Bridge circuit, 9, 10...
...Amplifier, 11...Comparator 2...Motor stop circuit, 13...Maximum value memory circuit, 14...
Torque indicator, 15... Upper limit comparison circuit "16...
・...lower limit comparison circuit, 17...judgment display. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ ストレーンゲージを貼付けたトルクトランスジユー
サを持つナツトランナに於いて、トルクトランスジユー
サの局面にストレーンゲージを９０°ずつ位相をずらせ
て貼付けた２組のブリツジ回路と、１組のブリツジ回路
の出力を増幅して所定の設定トルクと比較させ、一致し
たときモータを停止させるモータ制御回路と、他の１組
のブリツジ回路の出力を増幅し最大値メモリ回路を介し
て最大トルク値を表示させると共に、その最大トルク値
が許容範囲内にあるか否かを監視し、許容範囲外であれ
ば不良、故障を判定表示させる監視回路とを具備させた
ことを特徴とするナツトランナ。1. In a nut runner that has a torque transducer with a strain gauge attached, there are two sets of bridge circuits with strain gauges attached to the surface of the torque transducer with a phase difference of 90 degrees, and one set of bridge circuit output. a motor control circuit that amplifies and compares the torque with a predetermined set torque and stops the motor when they match; and a motor control circuit that amplifies the output of another pair of bridge circuits and displays the maximum torque value via a maximum value memory circuit. A nut runner comprising: a monitoring circuit that monitors whether the maximum torque value is within a permissible range, and if it is outside the permissible range, determines and displays a defect or failure.