專利名稱：緊固扭矩測定組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可檢測螺栓螺母等緊固部件的緊固扭矩的緊固扭矩 測定組件，更具體地說，本發(fā)明涉及一種可以精度良好地測定相對于右旋 轉和左旋轉中的任意旋轉方向的緊固扭矩的緊固扭矩檢測組件。
背景技術：
人們提出一種在緊固螺栓螺母等緊固部件時，可檢測緊固扭矩的緊固 扭矩檢測組件，將該緊固扭矩檢測組件安裝于緊固機上、或以可裝卸的方 式安裝于緊固機的動力傳遞機構上而進行使用。
緊固扭矩測定組件如圖5所示，由變形儀等扭矩傳感器12、連接于該 扭矩傳感器12的放大器14、 A/D轉換器16、微處理器(MPU) 20和所 輸出的扭矩測定值的顯示機構30、以及根據(jù)需要而設置的扭矩測定值的存 儲機構32構成。
放大器14按照調整完的增益15，對從扭矩傳感器12接收的扭矩輸出 進行放大，另外，進行偏置補償15a，并發(fā)送給A/D轉換器16,在通過 A/D轉換器16進行A/D轉換之后，發(fā)送給微處理器20。
微處理器20包括將從A/D轉換器16輸入的數(shù)字信號變換為扭矩值的 扭矩換算機構28a以及檢測扭矩的峰值的峰值扭矩檢測機構26，該峰值扭 矩檢測機構26根據(jù)扭矩換算機構28a的換算值檢測扭矩的峰值，將其在 顯示機構30中顯示，或將其存儲于存儲機構32中。比如，參照JP特開 2007 —111797號文獻。
在過去，相對于來自扭矩傳感器12的輸出，與緊固機的緊固方向無 關，按照一定的增益進行放大。理想的是按照來自扭矩傳感器12的輸出 mV與扭矩測定值Nm成正比例的關系的方式測定放大。但是，當由于扭 矩傳感器12的特性，或由于扭矩傳感器12的安裝部分、比如在軸或圓筒 部上安裝的情況下它們的圓度等原因，與緊固機的緊固方向無關，按照一定的增益進行放大時，伴隨著扭矩傳感器12的輸出mV變大，關于右旋 轉、左旋轉中的任何緊固方向輸出的扭矩測定值均有從實際的值偏離的傾 向。
因此，為了提高相對于某一個旋轉方向的扭矩測定值的精度，如圖6 所示那樣，針對一個旋轉方向(圖中為右旋轉方向)，進行放大處理以減 小與扭矩導入值(實際上施加的扭矩值)之間的誤差。
此時，對于另一方向的旋轉扭矩(圖中左旋轉方向)，具有扭矩越大， 測定值與實際值之間的誤差越大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種緊固扭矩測定組件，其可相對于左右的緊 固方向盡可能地減少誤差。
為了解決上述課題，本發(fā)明的緊固扭矩測定組件是一種安裝在緊固機 上的緊固扭矩測定組件，其特征在于，該緊固扭矩測定組件包括檢測緊固 扭矩的扭矩傳感器和對來自該扭矩傳感器的輸出進行放大的放大器；該放 大器在緊固機的緊固方向是右旋轉的情況和是左旋轉的情況下，對來自扭 矩傳感器的輸出使用不同的增益。
該放大器可構成為，包括具有相對于右旋轉的緊固扭矩的增益的右旋 轉用放大器以及具有相對于左旋轉的緊固扭矩的增益的左旋轉用放大器。
本發(fā)明的緊固扭矩測定組件既能夠以可裝卸的方式安裝于緊固機的 驅動部或動力傳遞機構，比如旋轉軸上，也可通過內(nèi)置于緊固機的驅動部 分中等方式一體設置。
作為可設置本發(fā)明的緊固扭矩測定組件的緊固機，可例舉有比如電
動式的類型、壓縮空氣動作型的類型、液壓動作型的類型、以及手動的扳 手。
根據(jù)本發(fā)明的緊固扭矩測定組件，針對從扭矩傳感器輸出的扭矩，按 照緊固方向，可在放大器中提供不同的增益。由此，可使從扭矩傳感器輸 出的值接近實際的扭矩值，可進行高精度的扭矩測定。
放大器也可設定成將不同的增益提供給來自扭矩傳感器的輸出，還可 并列地設置各自的增益不同的右旋轉用的放大器和左旋轉用的放大器，在右旋轉的情況下，通過右旋轉用放大器，在左旋轉的情況下，通過左旋轉 用放大器，按照增益進行放大。


圖1為本發(fā)明的緊固扭矩測定組件的框圖； 圖2為本發(fā)明的緊固扭矩測定組件的流程圖3為表示本發(fā)明的緊固扭矩測定組件適用左右個別放大器得到的扭 矩測定值與扭矩導入值之間關系的示意圖4為針對對應于緊固方向采用左右個別的增益進行扭矩測定的發(fā)明 例與和緊固方向無關采用左右同一增益進行扭矩測定的比較例，分別比較 相對于扭矩導入值的誤差的曲線圖5為現(xiàn)有的緊固扭矩測定組件的框圖6為表示與緊固方向無關設增益為左右相同的情況下的扭矩測定值 與扭矩導入值之間關系的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的緊固扭矩測定組件10在采用緊固機(圖中未示出)對螺栓 或螺母等進行緊固時，對應于緊固方向的正反，即是右旋轉還是左旋轉， 改變提供給扭矩傳感器12的輸出的增益。
下面參照附圖，對本發(fā)明進行說明。
圖1表示本發(fā)明的緊固扭矩測定組件10的框圖。另外，圖2表示緊 固扭矩測定組件10的流程圖。
如圖l所示那樣，緊固扭矩測定組件IO可包括扭矩傳感器12;放
大器(14)，其按照增益15對來自扭矩傳感器12的輸出進行放大、偏置 補償15a; A/D轉換器16，其對來自放大器14的輸出進行A/D轉換；后 述的微處理器(MPU) 20;顯示并存儲從微處理器20輸出的扭矩值的顯 示機構30和存儲機構32。
扭矩測定組件10從圖中未示出的電池等接收電源的供給而工作。 作為扭矩傳感器12，可列舉有變形儀，扭矩傳感器12在緊固機為電 動式或壓縮空氣動作型、液壓動作型的情況下，可安裝于驅動部或動力傳遞機構，比如旋轉軸上，在緊固機為手動扳手或改錐的情況下，可安裝于
臂部或軸部上，或安裝于插槽(socket)等上。
微處理器20具有放大器，該放大器對通過A/D轉換器16變換為數(shù)字 的信號進行放大。放大器可由對應于緊固機的緊固方向，所提供的增益不 同的右旋轉用放大器40和左旋轉用放大器42構成，它們相對于A/D轉換 器16的輸出端并聯(lián)連接。右旋轉用放大器40如圖1所示，通過右增益41 調整輸入數(shù)字信號，左旋轉用放大器42通過作為不同于右增益41的增益 值的左增益43，調整輸入數(shù)字信號。
優(yōu)選在右旋轉用放大器40和左旋轉用放大器42的輸入端，如圖1所 示那樣，配備用于進行零點調整29a的零點調整操作按鈕29。通過對零點 調整操作按鈕29進行操作(圖2的步驟1 )，進行零點調整29a，由此， 重新設定溫度、濕度等引起的扭矩傳感器12或放大器14的漂移造成的零 點的錯位(步驟2)，將測定前的無負荷的狀態(tài)識別為零，可將顯示機構 30的顯示扭矩值設定為零(步驟3)。
優(yōu)選右旋轉用放大器40的右增益41與左旋轉用放大器42的左增益 43通過示教(teaching)操作，容易在出廠前或維護時進行調整。由此， 比如圖1所示，如果相對于從A/D轉換器16輸出，并輸入到右旋轉用放 大器40或左旋轉用放大器42中的數(shù)字信號，對示教操作按鈕28進行操 作，則可按照特定的扭矩負荷換算為測定值的顯示的方式，存儲右增益41 和左增益43。
具體來說，如果對安裝有緊固扭矩測定組件10的狀態(tài)的緊固機施加 右旋轉的額定扭矩(比如，若額定扭矩為800Nm，則為+ 800Nm的扭矩)， 在該狀態(tài)下，對示教操作按鈕28進行操作，通過與示教操作按鈕28連接 的扭矩換算機構28a調整右增益41，使得緊固扭矩測定組件10的右側的 扭矩測定值換算為該額定扭矩(在該例子的情況下，為+ 800Nm)。對于 相反旋轉也同樣，施加左旋轉的額定扭矩，在該狀態(tài)下，通過對示教操作 按鈕28進行操作，由此調整左增益43，使得緊固扭矩測定組件10的左旋 轉的扭矩測定值換算為該額定扭矩(在該例子的情況下，為一800Nm)。 由此，不必精密地調整提供給緊固扭矩測定組件10的額定扭矩和扭矩顯 示，就可容易在出廠前或維護時進行調整。右旋轉用放大器40和左旋轉用放大器42在輸出側與開關機構22連 接。開關機構22通過后述的左右選擇機構24判斷緊固機的緊固方向是右 方向還是左方向，在為右旋轉的情況下，開關機構22與右旋轉用放大器 40連接，在為左旋轉的情況下，開關機構22與左旋轉用放大器42連接。
左右選擇機構24在比如開關機構22預先要與右旋轉用放大器40連 接(步驟4)，來自右旋轉用放大器40的輸出在一定值以上時，比如在預 先設定的顯示機構30的顯示開始扭矩值以上時(步驟5)，在該輸出(數(shù) 字值)的扭矩換算值(Nm)為正值的情況下，判定緊固機的緊固方向為 右旋轉，在為負值的情況下，判定為左旋轉(步驟6)。如果判斷的結果 為右旋轉，則在此狀態(tài)下就使開關機構22與右旋轉用放大器40連接(步 驟7)，反之，如果判斷為左旋轉，則將連接切換到左旋轉用放大器42(步 驟8)。
來自右旋轉用放大器40或左旋轉用放大器42的輸出經(jīng)由開關機構22 被發(fā)送給扭矩檢測機構26。扭矩檢測機構26是將在放大器40或42適用 了增益后的扭矩值在顯示機構30和/或存儲機構32中進行顯示、存儲等的 機構。
在圖示的實施例中，給出了作為扭矩檢測機構26檢測出峰值扭矩值， 并發(fā)送給顯示機構30和/或存儲機構32的機構的例子。
每當輸入后的扭矩值更新峰值時(步驟9)，峰值扭矩檢測機構26 將峰值扭矩值顯示于顯示機構30 (步驟10)，或存儲于存儲機構32中(步 驟ll)。比如，峰值扭矩值的存儲可針對每個工件進行。由此，使用者可 容易進行目前的緊固狀況、緊固之后的步驟確認等。
另外，來自扭矩檢測機構26的輸出并不限于峰值扭矩值，也可將來 自放大器40、 42的輸出直接發(fā)送給顯示機構30或存儲機構32，顯示機構 30或存儲機構32顯示、存儲扭矩波形、扭矩值。此外，也可如圖l所示 那樣，另外設置存儲扭矩波形的扭矩波形存儲機構34。還有，顯示機構 30或存儲機構32還可構成為顯示、存儲扭矩值到達峰值的情況。此外， 也可通過聲音等輸出到達峰值扭矩值的情況或扭矩值。
此外，還可以構成為只設置顯示機構30或只設置存儲機構32;或取 而代之或追加，構成為將從微處理器20輸出的扭矩值輸出給設置于外部的顯示機構或存儲機構。
如果在規(guī)定時間內(nèi)沒有向峰值扭矩檢測機構26等輸入扭矩值，或未 更新峰值扭矩值，則視為一個緊固作業(yè)完成，比如，在存儲峰值的情況下，
在有下一扭矩值輸入時，只要在存儲機構32中作為另一工件存儲峰值扭 矩即可(步驟12)。
根據(jù)本發(fā)明的緊固扭矩測定組件10，由于能夠按照緊固機的緊固方向 提供不同的增益，所以對于左右中的某緊固方向，能夠顯示高精度的緊固 扭矩。
圖3是相對于左右的緊固方向提供各不相同的增益的情況下的增益適 用例。對比圖3和現(xiàn)有的圖6可判斷出，通過相對于左右的緊固方向分別 以不同的增益進行放大，從而能夠與緊固方向無關地相對于扭矩導入值獲 得誤差小的扭矩測定值。
圖4是對于如下兩個扭矩測定值與扭矩導入值的誤差進行比較的曲線 圖，其中一個扭矩測定值是利用本發(fā)明的緊固扭矩測定組件IO對應于左 右的緊固方向以不同的增益進行放大的情況下的扭矩測定值，另一個扭矩 測定值是和左右的緊固方向無關地以一定的增益進行放大的比較例中，進 行增益的設定，使得相對于右側的緊固方向使誤差變小的扭矩測定值。
按照施加的扭矩值為一800Nm (左旋轉側) + 800Nm (右旋轉側) 的方式實施緊固。
參照圖4可知，本發(fā)明的緊固扭矩測定組件10相對于左右的緊固方 向，從總體上將扭矩測定值的誤差抑制在0.3%以下。另一方面，針對左右 的增益相同的比較例，右旋轉扭矩的測定誤差相對本發(fā)明沒有變化，但左 旋轉扭矩中的扭矩測定值的誤差超過1.0%，無法實現(xiàn)高精度的扭矩測定。
本發(fā)明可用作能夠與緊固機的緊固方向無關地進行高精度的扭矩測 定的緊固扭矩測定組件。
權利要求
1.一種緊固扭矩測定組件，其安裝在緊固機上，其特征在于該緊固扭矩測定組件包括檢測緊固扭矩的扭矩傳感器(12)和對來自該扭矩傳感器的輸出進行放大的放大器；該放大器在緊固機的緊固方向是右旋轉的情況和是左旋轉的情況下，對來自扭矩傳感器的輸出使用不同的增益。
2. 根據(jù)權利要求1所述的緊固扭矩測定組件，其特征在于， 放大器包括具有相對于右旋轉的緊固扭矩的增益的右旋轉用放大器(40)以及具有相對于左旋轉的緊固扭矩的增益的左旋轉用放大器(42)。
3. 根據(jù)權利要求2所述的緊固扭矩測定組件，其特征在于， 在右旋轉用放大器(40)和左旋轉用放大器(42)上連接有開關機構，通過該開關機構(22)，按照緊固機的緊固方向切換右旋轉用放大器和左 旋轉用放大器來進行放大。
4. 根據(jù)權利要求3所述的緊固扭矩測定組件，其特征在于， 開關機構(22)根據(jù)輸入到右旋轉用放大器(40)或左旋轉用放大器(42)中任一者的來自扭矩傳感器(12)的輸出，對緊固機的緊固方向進 行判斷。
5. 根據(jù)權利要求1 4中的任何一項所述的緊固扭矩測定組件，其特征 在于，所述的緊固扭矩測定組件以可裝卸的方式安裝在緊固機上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種緊固扭矩測定組件，其可相對于左右的緊固方向，盡可能地減少誤差。在安裝于緊固機上的緊固扭矩測定組件(10)中，包括檢測緊固扭矩的扭矩傳感器(12)和對來自該扭矩傳感器(12)的輸出進行放大的放大器，該放大器(40，42)在緊固機的緊固方向為右旋轉的情況和是左旋轉的情況下，對來自扭矩傳感器的輸出適用不同的增益。
文檔編號G01L3/00GK101608961SQ200910166909
公開日2009年12月23日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權日2008年6月12日
發(fā)明者平井達夫, 櫛田年彥 申請人:前田金屬工業(yè)株式會社