專利名稱：螺栓·螺母電動(dòng)緊固機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在鋼架(鉄骨)等被緊固部件上緊固螺栓的電動(dòng)緊固機(jī)。
背景技術(shù)：
圖6至圖9表示利用帶剪切墊圈(shear washer)的單側(cè)螺栓(one sidebolt)2連結(jié)多根鋼架3、3的工序。圖11表示在該連結(jié)工序中，在緊固該單側(cè)螺栓2的電動(dòng)緊固機(jī)1的驅(qū)動(dòng)電機(jī)15中流通的電流值(以下，簡(jiǎn)稱為“電流值”)的波形。
在圖6中，隔著鋼架3、3設(shè)單側(cè)螺栓2的插入側(cè)為A，相反側(cè)為B。眾所周知，單側(cè)螺栓2和通常的螺栓·螺母不同，能夠從插入側(cè)A來(lái)緊固螺母，即，能夠從單側(cè)緊固螺栓和螺母。
如圖6所示，帶剪切墊圈的單側(cè)螺栓2構(gòu)成為，在剪切螺栓21上從螺栓頭22順次嵌入凸緣用筒部件27、襯墊筒29、剪切墊圈25，并使它們分別在軸向上能夠滑動(dòng)，然后螺合螺母24。
剪切螺栓21在前端具備剪斷用的尖端(tip)23。剪切墊圈25抵接于所述襯墊筒29的端面，且朝向內(nèi)側(cè)突設(shè)有在襯墊筒29的箭頭C方向的按壓的作用下被剪斷的凸緣26。
電動(dòng)緊固機(jī)1在殼體11內(nèi)收納有具有一個(gè)輸入軸和兩個(gè)輸出軸的行星齒輪減速機(jī)構(gòu)14。從殼體前端同芯地突出的外側(cè)插口12和內(nèi)側(cè)插口13連接于該行星齒輪減速機(jī)構(gòu)14的兩個(gè)輸出軸，并能夠相互逆旋轉(zhuǎn)。在行星齒輪減速機(jī)構(gòu)14的輸入軸上連接有電機(jī)15(例如，參考日本國(guó)專利公開公報(bào)平9-314478號(hào)公報(bào))。
如圖6所示，從插入側(cè)A將單側(cè)螺栓2向在重合的多個(gè)鋼架3、3上預(yù)先開設(shè)的孔31、31插入，使凸緣用筒部件27向相反側(cè)B突出。
將電動(dòng)緊固機(jī)1的內(nèi)側(cè)插口13嵌入螺栓尖端23，將外側(cè)插口12嵌入螺母24，扣動(dòng)電動(dòng)緊固機(jī)1的扳機(jī)16開啟電機(jī)起動(dòng)開關(guān)47。
在起動(dòng)開關(guān)47開啟而電機(jī)15通電的瞬間，如圖11的“E”所示，電機(jī)15的電流值急劇上升，之后如“F”所示，急劇下降。這是所謂的起動(dòng)電流的現(xiàn)象。
在該階段，電機(jī)15上幾乎沒(méi)有作用負(fù)載，電流值也收斂為較低的值。
如圖7所示，通過(guò)螺母24的旋轉(zhuǎn)，螺栓21被牽引到電動(dòng)緊固機(jī)側(cè)。當(dāng)在凸緣用筒部件27的端面和螺栓頭22之間、以及凸緣用筒部件27和襯墊筒29之間沒(méi)有間隙的狀態(tài)下，墊圈25的朝內(nèi)側(cè)凸緣26碰到襯墊筒29的端面(以下，稱該狀態(tài)為“螺母落位”)。
若螺母24落位，則由該螺母的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的螺紋推力，作為對(duì)凸緣用筒部件27和襯墊筒29的軸向壓縮力而起作用。嵌于鋼架3、3的孔31、31而被限制的襯墊筒29無(wú)法變形。因此，位于該孔31、31的外側(cè)的凸緣用筒部件27在所述軸向壓縮力的作用下塑性變形而膨脹為凸緣狀(參考圖7)。
進(jìn)而，若施加由螺母24的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的螺紋推力，則襯墊筒29按壓剪切墊圈25的朝內(nèi)側(cè)凸緣26而將其剪斷(參考圖8)(以下，將該狀態(tài)稱為“剪切墊圈25的剪斷”)。
在所述緊固動(dòng)作的期間，與螺栓尖端23卡合的內(nèi)側(cè)插口13受到反力，防止螺母24和螺栓21一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
從圖11中可以看出，“G”表示螺母落位時(shí)的電流值，“H”表示剪切墊圈25剪斷時(shí)的電流值，從“G”到“H”電流值緩慢上升。
在朝內(nèi)側(cè)凸緣26被剪斷的瞬間，電流值急劇下降而收斂為較低值。
如圖8所示，剪斷朝內(nèi)側(cè)凸緣26而允許襯墊筒29向墊圈25內(nèi)的侵入。由此，凸緣用筒部件27的凸緣部28落位于鋼架3。
以上的工序是用于在凸緣用筒部件27上形成凸緣部28以及用于將凸緣部28落位于鋼架3上的對(duì)螺栓·螺母的緊固工序，對(duì)鋼架3、3的緊固力并沒(méi)有進(jìn)行作用。
在所述凸緣部28落位于鋼架3之后開始對(duì)鋼架3、3的緊固，如果將螺母24擰緊到截止?fàn)顟B(tài)，則外側(cè)插口12的旋轉(zhuǎn)停止，內(nèi)側(cè)插口13向與外側(cè)插口12相反的方向旋轉(zhuǎn)而剪斷螺栓尖端23。
通過(guò)剪斷螺栓尖端23，可以保證以規(guī)定的轉(zhuǎn)矩緊固單側(cè)螺栓2。
從圖11中可以看出，“J”表示鋼架緊固開始時(shí)的電流值，“O”表示螺栓尖端23剪斷時(shí)的電流值，由于剪斷了螺栓尖端23的瞬間，施加于電機(jī)15的負(fù)載瞬間下降，所以電流值急劇下降。
在鋼架的連結(jié)中，使用多根螺栓。若將螺栓一根一根地按順序緊固直到螺栓尖端剪斷為止，則產(chǎn)生無(wú)法均等地緊固各螺栓等問(wèn)題。因此，通常要求以小于剪斷螺栓尖端的轉(zhuǎn)矩的一定的轉(zhuǎn)矩來(lái)一次緊固各螺栓21，接著最終緊固各螺栓21直到前端尖端23剪斷為止。
目前，需要分開使用若達(dá)到一次緊固轉(zhuǎn)矩則自動(dòng)停止的一次緊固專用緊固機(jī)、和直到螺栓尖端23剪斷為止來(lái)進(jìn)行緊固的最終緊固專用緊固機(jī)，從而使用不方便，導(dǎo)致螺紋緊固的成本變高。
另外，即使在通常的螺栓·螺母的緊固中，在螺母以及/或者螺栓的螺紋牙損傷的情況下，也表示和圖11的從“E”到“I”同樣的電流值圖案。即，在螺母以及/或者螺栓的螺紋牙正常的情況下，電流值越過(guò)圖11的“H”繼續(xù)上升。但是，在“H”以后電流值有時(shí)急劇下降。這是因?yàn)樵诰o固螺母以及/或者螺栓的階段，緊固轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生缺失從而電機(jī)負(fù)載劇減，可以判斷為螺母以及/或者螺栓的螺紋牙出現(xiàn)某種異常。此時(shí)，需要對(duì)緊固作業(yè)者發(fā)出警報(bào)來(lái)告知。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決所述問(wèn)題，提供一種電動(dòng)緊固機(jī)，其根據(jù)進(jìn)行螺栓·螺母緊固中的電流值的圖案，如果是帶剪切墊圈的單側(cè)螺栓，則檢測(cè)剪切墊圈被剪斷的情況，另外，如果是通常的螺栓·螺母，則在緊固途中檢測(cè)由螺紋牙的不良等引起的緊固異常。然后，在前者的情況下，在剪切墊圈被剪斷之后，在電流值上升到與一次緊固轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)時(shí)，使電動(dòng)緊固機(jī)自動(dòng)停止，如果是后者的情況則檢測(cè)緊固異常，進(jìn)行直接發(fā)出報(bào)警等適當(dāng)控制。
進(jìn)而，在本發(fā)明中，提供一種解決如下問(wèn)題并能夠發(fā)出正確控制指令的電動(dòng)緊固機(jī)，所述問(wèn)題是在開啟電動(dòng)緊固機(jī)的電機(jī)的開關(guān)的瞬間，即使無(wú)負(fù)載但電流值也急劇上升的情況，無(wú)法與剪切墊圈被剪斷時(shí)的電流值或達(dá)到一次緊固轉(zhuǎn)矩時(shí)的電流值相區(qū)別。
本發(fā)明的螺栓·螺母電動(dòng)緊固機(jī)，其具有內(nèi)側(cè)插口，其卡合于螺栓前端的尖端；外側(cè)插口，其卡合于與該螺栓螺合的螺母；電機(jī)，其經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)與所述兩插口連接，該減速機(jī)構(gòu)能夠在使兩插口相互反向旋轉(zhuǎn)的方向上施加旋轉(zhuǎn)力；以及控制部，其控制該電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，該控制部具有第一上升檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其檢測(cè)在開啟起動(dòng)開關(guān)時(shí)的電機(jī)的電流值的急劇上升；和第一下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其在該第一上升檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出所述電流值的急劇上升之后，檢測(cè)電流值急劇下降而收斂的情況，所述控制部在該第一下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出所述電流值的急劇下降和其收斂時(shí)，判斷為結(jié)束起動(dòng)電流的上升，并識(shí)別開啟所述起動(dòng)開關(guān)時(shí)的電流值的急劇上升、和之后生成的螺栓·螺母緊固時(shí)的電流值的上升。
另外，控制部具有第二下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該第二下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)在第一下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出電流值的急劇下降和其收斂之后，檢測(cè)由螺母的緊固而引起的電流值上升之后電流值急劇下降的情況，所述控制部在該第二下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出所述電流值的急劇下降時(shí)，將其判斷為剪切墊圈的朝內(nèi)側(cè)凸緣被剪斷。
進(jìn)而，控制部在判斷為剪切墊圈的朝內(nèi)側(cè)凸緣被剪斷之后，若達(dá)到與預(yù)先設(shè)定的一次緊固轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的電流值則停止電機(jī)。
在本發(fā)明的螺栓·螺母電動(dòng)緊固機(jī)中，由于控制部根據(jù)電機(jī)起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流的電流值的圖案以及生成的時(shí)刻來(lái)識(shí)別電機(jī)起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流，所以識(shí)別不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。因此，能夠正確地進(jìn)行起動(dòng)電流之后的、螺栓·螺母緊固完成等的電動(dòng)緊固機(jī)的自動(dòng)停止、或?qū)Σ粶y(cè)事故的警報(bào)的發(fā)送等的控制。
另外，在電機(jī)起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流收斂之后，螺母的緊固所引起的電流值上升后，檢測(cè)出電流值的急劇下降的情況下，將其判斷為剪切墊圈被剪斷。因此，不會(huì)產(chǎn)生將電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電流值的急劇上升之后的電流值的急劇下降誤判為剪切墊圈的剪斷。
在通過(guò)控制部判斷為剪斷了剪切墊圈之后，如果電機(jī)的電流值達(dá)到與一次緊固轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的值，則停止電機(jī)，若如此進(jìn)行控制，能夠以一次緊固轉(zhuǎn)矩來(lái)緊固螺栓·螺母。
在一次緊固了必要根數(shù)的螺栓·螺母之后，若用相同的電動(dòng)緊固機(jī)來(lái)緊固該螺栓·螺母，則由于剪切墊圈的朝內(nèi)側(cè)凸緣已經(jīng)被剪斷，所以電機(jī)的轉(zhuǎn)矩上升到螺栓尖端剪斷為止，剪斷螺栓尖端。
即，如果電動(dòng)緊固機(jī)能夠輸出可進(jìn)行最終緊固的轉(zhuǎn)矩，則用一臺(tái)電動(dòng)緊固機(jī)就能夠進(jìn)行一次緊固和最終緊固。


圖1是本發(fā)明的螺栓·螺母電動(dòng)緊固機(jī)的控制框圖；圖2是本發(fā)明的螺栓·螺母電動(dòng)緊固機(jī)的控制流程圖；圖3是起動(dòng)電流開始圖案檢測(cè)子程序的流程圖；圖4是起動(dòng)電流收斂圖案檢測(cè)子程序的流程圖；圖5是轉(zhuǎn)矩缺失圖案檢測(cè)子程序的流程圖；圖6是單側(cè)螺栓和電動(dòng)緊固機(jī)的說(shuō)明圖；圖7是在單側(cè)螺栓形成有凸緣部的狀態(tài)的說(shuō)明圖；圖8是剪斷了單側(cè)螺栓的剪切墊圈的狀態(tài)的說(shuō)明圖；圖9是剪斷了單側(cè)螺栓的螺栓尖端的狀態(tài)的說(shuō)明圖；圖10是利用本發(fā)明的電動(dòng)緊固機(jī)緊固單側(cè)螺栓時(shí)的電流圖案圖；圖11是利用現(xiàn)有的電動(dòng)緊固機(jī)緊固單側(cè)螺栓時(shí)的電流圖案圖；圖12是第二實(shí)施例的電動(dòng)緊固機(jī)的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施例[單側(cè)螺栓的電動(dòng)緊固機(jī)]單側(cè)螺栓2、電動(dòng)緊固機(jī)1中任意的基本結(jié)構(gòu)都和所述的圖6所示的現(xiàn)有例相同。但是，電動(dòng)緊固機(jī)1的控制系統(tǒng)和以往不同。
圖1是本例中的電動(dòng)緊固機(jī)1的控制系統(tǒng)框圖。
電動(dòng)緊固機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)15經(jīng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路41由控制部44控制通電的開啟—關(guān)閉。
在電源(4)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路41之間，設(shè)置有檢測(cè)電流值的電路電流傳感器43。來(lái)自電路電流傳感器43的信號(hào)輸入到控制部44，該控制部44收到來(lái)自電路電流傳感器43的信號(hào)，控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路41。
在控制部44連接有操作者用于手動(dòng)設(shè)定一次緊固轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩設(shè)定標(biāo)度盤42。
控制部44檢測(cè)在扣動(dòng)電動(dòng)緊固機(jī)1的扳機(jī)16來(lái)開啟起動(dòng)開關(guān)47之后產(chǎn)生的電流值的急劇上升和其后的急劇下降，在電流值收斂時(shí)，將該特異的電流值圖案判斷為因電機(jī)起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流而產(chǎn)生的變化。
控制部44具有后述的第一上升檢測(cè)機(jī)構(gòu)44a、第一下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)44b、第二上升檢測(cè)機(jī)構(gòu)44c、和第二下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)44d。
另外，控制部44在檢測(cè)出所述起動(dòng)電流之后，如果檢測(cè)出電流值上升之后電流值急劇下降的情況，則將其判斷為因開始緊固螺母而引起的電流值的上升以及因單側(cè)螺栓2的剪切墊圈25的剪斷而引起的電流值的急劇下降，在該判斷之后，如果電流值達(dá)到與一次緊固轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的值則停止電機(jī)。
控制部44與顯示部46連接，該顯示部46由存儲(chǔ)有后述的電流閾值的存儲(chǔ)器即存儲(chǔ)部45以及各種燈組構(gòu)成。燈組具體地說(shuō)由如下部分構(gòu)成表示電機(jī)15旋轉(zhuǎn)的“運(yùn)轉(zhuǎn)燈”、表示開始緊固螺母24的“緊固中燈”、表示剪切墊圈25被剪斷的“墊圈剪斷燈”、以及表示螺母24的一次緊固完成的“一次緊固完成燈”。
電動(dòng)緊固機(jī)1還連接于警報(bào)蜂鳴器、警報(bào)燈等警報(bào)器48，在后述的異常緊固時(shí)，發(fā)出警報(bào)。
如圖6所示，在利用電動(dòng)緊固機(jī)1緊固在鋼架3、3設(shè)置的單側(cè)螺栓2時(shí)，圖10是以通過(guò)電路電流傳感器43檢測(cè)的電流值為縱軸，以經(jīng)過(guò)時(shí)間為橫軸，表示進(jìn)行了正常的一次緊固以及最終緊固時(shí)的電流值的變化的圖表。
首先，通過(guò)扣動(dòng)扳機(jī)16，接通開關(guān)47使電機(jī)15起動(dòng)，則如圖1 0的“E”到“F”(與圖11的現(xiàn)有例中說(shuō)明的從“E”到“F”同樣)所示，生成起動(dòng)電流的電流值圖案。
如上所述，螺母24落位，單側(cè)螺栓2的凸緣用筒部件27的塑性變形開始，電機(jī)15上施加負(fù)載，如圖10的從“G”到“H”所述，電流值逐漸變大。
在“H”的時(shí)刻，剪切墊圈25被剪斷，電流值急劇下降并收斂為較低的值(從“H”到“I”之間)。
進(jìn)而，若螺母24旋轉(zhuǎn)，則開始對(duì)鋼架3、3進(jìn)行緊固，電流值逐漸變大(從“J”到“K”之間)。
如果電流值達(dá)到與預(yù)先設(shè)定的一次緊固轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的值，則通過(guò)來(lái)自控制部44的信號(hào)切斷向電機(jī)15的通電。
從而，單側(cè)螺栓2不會(huì)以一次緊固轉(zhuǎn)矩以上的轉(zhuǎn)矩被緊固。
如果必要根數(shù)的單側(cè)螺栓2的一次緊固完成，則進(jìn)行最終緊固直到折斷剪切螺栓21的尖端23。如果電動(dòng)緊固機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩存在余量，則利用與進(jìn)行了一次緊固的電動(dòng)緊固機(jī)1相同的電動(dòng)緊固機(jī)就能夠?qū)嵤┳罱K緊固。
若通過(guò)扣動(dòng)扳機(jī)16，接通電動(dòng)緊固機(jī)1的開關(guān)47使電機(jī)15起動(dòng)，則如圖10“L”到“M”所示，生成起動(dòng)電流的圖案。
更進(jìn)一步繼續(xù)緊固螺母24。螺母由于被一次緊固，所以負(fù)載急劇地作用，如從“M”到“N”所示，電流值急劇地變大。
如果螺母24被緊固到截止?fàn)顟B(tài)，則外側(cè)插口12的旋轉(zhuǎn)停止，內(nèi)側(cè)插口13向與外側(cè)插口12相反的方向旋轉(zhuǎn)，剪斷剪切螺栓21前端的尖端23。圖10的“N”表示尖端剪斷時(shí)的電流值。
圖2表示一次緊固的控制流程。
將電動(dòng)緊固機(jī)1的電源插頭(未圖示)插入插座，電動(dòng)緊固機(jī)1接通電源(S000)。此時(shí)，如果在扣動(dòng)了電動(dòng)緊固機(jī)1的扳機(jī)16、即、電源開關(guān)47開啟的狀態(tài)下，則對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路41并沒(méi)有發(fā)出電機(jī)驅(qū)動(dòng)的指令(S001)。如果扳機(jī)1 6在自由狀態(tài)下電源開關(guān)47為關(guān)閉狀態(tài)，則進(jìn)入S002。在此若扣動(dòng)扳機(jī)16開啟電源開關(guān)47，則對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路41發(fā)出電機(jī)驅(qū)動(dòng)指令(S003)，運(yùn)轉(zhuǎn)燈點(diǎn)亮(S004)。第一上升檢測(cè)機(jī)構(gòu)44a進(jìn)行基于后述的起動(dòng)電流開始圖案檢測(cè)子程序(S005)的動(dòng)作，檢測(cè)對(duì)電機(jī)15通電之后產(chǎn)生的起動(dòng)電流的電流值圖案。
接著，第一下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)44b進(jìn)行基于后述的起動(dòng)電流收斂圖案檢測(cè)子程序(S006)的動(dòng)作，檢測(cè)起動(dòng)電流收斂的情況。
如果螺栓尖端以及螺母被正確地設(shè)置在緊固機(jī)的內(nèi)側(cè)插口和外側(cè)插口，則如上所述，螺栓·螺母被緊固，在螺母24落位之后開始向鋼架3、3進(jìn)行緊固。通過(guò)后述的轉(zhuǎn)矩缺失圖案檢測(cè)子程序(S007)檢測(cè)剪切墊圈25的剪斷。
接著，通過(guò)后述的設(shè)定電流值檢測(cè)子程序(S009)，若對(duì)螺栓·螺母的緊固轉(zhuǎn)矩達(dá)到由所述轉(zhuǎn)矩設(shè)定標(biāo)度盤42設(shè)定的螺栓·螺母的緊固轉(zhuǎn)矩，則停止電機(jī)15的旋轉(zhuǎn)(S010)。以所述“一次緊固完成燈”表示控制完成(S011)，返回到所述S001，準(zhǔn)備下一個(gè)螺栓·螺母的一次緊固。
圖3表示起動(dòng)電流開始圖案檢測(cè)子程序(S005)。
在該子程序(S100)中，控制部44進(jìn)行電流值的采樣(S101)，對(duì)電流微分值進(jìn)行差分計(jì)算(S102)，與在存儲(chǔ)部45中存儲(chǔ)的第一閾值進(jìn)行比較(S103)。微分值的差分計(jì)算，求出每單位時(shí)間的微分值的累計(jì)、后面的累計(jì)和前面的累計(jì)的差。差分計(jì)算的結(jié)果如果大于第一閾值，則判斷為起動(dòng)電流開始。接著，第一下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)44b進(jìn)行基于圖2的起動(dòng)電流收斂圖案檢測(cè)子程序(S006)的動(dòng)作，檢測(cè)起動(dòng)功率收斂圖案。
在以下的各子程序中，微分值的差分計(jì)算和所述方法相同。
圖4表示基于第一下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)44b的、起動(dòng)電流收斂圖案檢測(cè)子程序(S006)。
在該子程序(200)中，控制部44進(jìn)行電流值的采樣(S201)，對(duì)微分值進(jìn)行差分計(jì)算(S202)，與在存儲(chǔ)部45中存儲(chǔ)的第二閾值進(jìn)行比較(S203)。
若差分計(jì)算的結(jié)果小于第二閾值，則判斷為起動(dòng)電流開始減少，進(jìn)入S204。在此，控制部44進(jìn)行電流值的采樣，進(jìn)行電流微分值的差分計(jì)算(S205)，如果差分計(jì)算的結(jié)果大于第三閾值，則判斷為起動(dòng)電流收斂(S206)。
圖5表示基于第二下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)的、轉(zhuǎn)矩缺失圖案檢測(cè)子程序(S007)。
在該轉(zhuǎn)矩缺失圖案檢測(cè)子程序(300)中，控制部44進(jìn)行電流值的采樣(S301)，進(jìn)行電流微分值的差分計(jì)算(S302)，差分計(jì)算的結(jié)果如果小于第四閾值，則判斷為轉(zhuǎn)矩缺失，即判斷為剪切墊圈25被剪斷(S303)，檢測(cè)基于圖2的負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)開始圖案檢測(cè)子程序(S008)的負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)開始圖案。
在負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)開始圖案檢測(cè)子程序(S008)(詳細(xì)情況未圖示)中，控制部44進(jìn)行電流值的采樣，對(duì)微分值進(jìn)行差分計(jì)算，與存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部45中的第五閾值進(jìn)行比較。
差分計(jì)算的結(jié)果如果大于第五閾值，則判斷為負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)開始(開始向鋼架進(jìn)行緊固)，進(jìn)行基于圖2的設(shè)定電流檢測(cè)子程序的動(dòng)作。
在設(shè)定電流檢測(cè)子程序(S009)(詳細(xì)情況未圖示)中，控制部44進(jìn)行電流值的采樣，對(duì)微分值進(jìn)行差分計(jì)算，與存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部45中的第六閾值進(jìn)行比較。
差分計(jì)算的結(jié)果如果大于第六閾值，則判斷為設(shè)定電流值檢測(cè)、即一次緊固完成，進(jìn)入圖2的S010，切斷向電機(jī)15的通電。進(jìn)而進(jìn)入到S011，使“一次緊固完成燈”點(diǎn)亮。
如果規(guī)定根數(shù)的單側(cè)螺栓2的一次緊固完成，則進(jìn)行最終緊固。
一次緊固使用的電動(dòng)緊固機(jī)1如果可以輸出最終緊固所需要的轉(zhuǎn)矩，則可以利用該電動(dòng)緊固機(jī)進(jìn)行最終緊固。
圖10的右端表示此時(shí)的電流值。
在所述的圖2的S000至S006中，最終緊固也和一次緊固同樣地推移，接下來(lái)開始進(jìn)行最終緊固，進(jìn)行緊固直到螺栓尖端被剪斷。
圖10的“L”表示最終緊固時(shí)的起動(dòng)電流值的上端，“M”表示收斂?！癗”表示通過(guò)最終緊固剪斷了螺栓尖端23的時(shí)刻。
在所述實(shí)施例中，在圖10的從“G”的螺母24的落位到“H”的剪切墊圈25的剪斷為止的電流值的上升過(guò)于緩慢，該情況的原因是剪切螺栓21以及/或者螺母24的螺紋損傷等的異常緊固，從而無(wú)法保證以必要的緊固轉(zhuǎn)矩進(jìn)行緊固。因此，優(yōu)選在緊固途中發(fā)出警報(bào)并停止電機(jī)15。
實(shí)施例的情況下，控制部44在從螺母24的落位到剪切墊圈25的剪斷為止所用的時(shí)間超過(guò)了預(yù)先設(shè)定了的時(shí)間的情況下，判斷為所述電流值上升過(guò)于緩慢，使報(bào)警器48動(dòng)作，進(jìn)而切斷向電機(jī)15的通電。
此外，在所述說(shuō)明中，第一至第六各閾值，對(duì)應(yīng)于緊固機(jī)的能力、螺栓·螺母的直徑等條件，通過(guò)實(shí)驗(yàn)等選擇最佳閾值即可。例如，在實(shí)施例中第一閾值是每采樣時(shí)間單位20A(安培)。
所述對(duì)于單側(cè)螺栓2的緊固進(jìn)行了說(shuō)明，但是緊固機(jī)1并不限于單側(cè)螺栓2，還可以使用于前端具備尖端23的螺栓和螺母的緊固。
此時(shí)，利用圖2所示的直到流程的S007的功能，在螺栓·螺母的緊固途中，能夠檢測(cè)由螺紋牙不良所引起的螺紋牙的剪斷等異常事故而造成的轉(zhuǎn)矩急劇缺失。
即，圖10的“H”的剪切墊圈的剪斷相當(dāng)于該異常事故，通過(guò)電流值的急劇下降，能夠識(shí)別異常事故。
但是，在前端的尖端23用于剪斷，不進(jìn)行一次緊固，進(jìn)行一次從最初的緊固到尖端的剪斷的情況下，在剪斷了尖端時(shí)，判斷為異常事故，因此需要注意。
第二實(shí)施例所述第一實(shí)施例的電動(dòng)緊固機(jī)1具有外側(cè)插口12和內(nèi)側(cè)插口13，是在螺栓前端具有內(nèi)側(cè)插口13所卡合的尖端23的螺栓·螺母專用的電動(dòng)緊固機(jī)。但是，圖12所示的第二實(shí)施例的電動(dòng)緊固機(jī)1適用于在螺栓前端不具備尖端的通常的螺栓·螺母電動(dòng)緊固機(jī)。
第二實(shí)施例的電動(dòng)緊固機(jī)1，如圖12所示，在殼體11內(nèi)收納有具有一個(gè)輸入軸和兩個(gè)輸出軸的行星齒輪減速機(jī)構(gòu)14。在殼體前端能夠旋轉(zhuǎn)地突設(shè)的插口12連接于行星齒輪減速機(jī)構(gòu)14的一輸出軸，與另一輸出軸連接的反力承受部件17與插口12的軸芯正交，或者傾斜突出。
在插口12上卡合螺母24，反力承受部件17碰撞于該螺母附近的其他螺母(24a)等的突出部，進(jìn)行螺母24的緊固。
在通常的螺栓·螺母的緊固中，從電源輸入到一次緊固完成、以及最終緊固完成的電流值的圖案，表示和所述圖10相同的圖案。圖10的“H”時(shí)刻判斷為因螺紋牙不良等而引起的轉(zhuǎn)矩缺失。
此外，在控制部44中設(shè)置第二上升檢測(cè)機(jī)構(gòu)44c，該第二上升檢測(cè)機(jī)構(gòu)44c檢測(cè)所述第一下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)44b檢測(cè)出電流值的急劇下降和其收斂之后的電流值的上升，該第二上升檢測(cè)機(jī)構(gòu)44c在檢測(cè)出與預(yù)先設(shè)定的緊固轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的電流值時(shí)，也可以使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)停止。
權(quán)利要求
1.一種螺栓·螺母緊固機(jī)，其中，具有內(nèi)側(cè)插口，其卡合于螺栓前端的尖端；外側(cè)插口，其卡合于與該螺栓螺合的螺母；電機(jī)，其經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)與所述兩插口連接，該減速機(jī)構(gòu)能夠在使兩插口相互反向旋轉(zhuǎn)的方向上施加旋轉(zhuǎn)力；以及控制部，其控制該電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，該控制部具有第一上升檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其檢測(cè)在開啟起動(dòng)開關(guān)時(shí)的電機(jī)的電流值的急劇上升即起動(dòng)電流；和第一下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其在該第一上升檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出所述電流值的急劇上升之后，檢測(cè)電流值急劇下降而收斂的情況，所述控制部在該第一下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出所述電流值的急劇下降和其收斂時(shí)，判斷為結(jié)束起動(dòng)電流的上升，并識(shí)別開啟所述起動(dòng)開關(guān)時(shí)的電流值的急劇上升、和之后生成的螺栓·螺母緊固時(shí)的電流值的上升。
2.一種螺栓·螺母緊固機(jī)，其中，具有插口，其卡合于螺母；反力承受部件，其承受相對(duì)于插口的旋轉(zhuǎn)方向的反力；電機(jī)，其經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)與插口和反力承受部件連接，該減速機(jī)構(gòu)能夠在使插口和反力承受部件相互反向旋轉(zhuǎn)的方向上施加旋轉(zhuǎn)力；以及控制部，其控制該電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，該控制部具有第一上升檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其檢測(cè)在開啟起動(dòng)開關(guān)時(shí)的電機(jī)的電流值的急劇上升即起動(dòng)電流；和第一下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其在該第一上升檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出所述電流值的急劇上升之后，檢測(cè)電流值急劇下降而收斂的情況，所述控制部在該第一下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出所述電流值的急劇下降和其收斂時(shí)，判斷為結(jié)束起動(dòng)電流的上升，并識(shí)別開啟所述起動(dòng)開關(guān)時(shí)的電流值的急劇上升、和之后生成的螺栓·螺母緊固時(shí)的電流值的上升。
3.如權(quán)利要求1或2所述的螺栓·螺母緊固機(jī)，其中，控制部具有第二上升檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該第二上升檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)第一下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出電流值的急劇下降和其收斂之后的電流值的上升進(jìn)行檢測(cè)，該第二上升檢測(cè)機(jī)構(gòu)在檢測(cè)出與預(yù)先設(shè)定的緊固轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的電流值時(shí)，停止電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。
4.一種螺栓·螺母緊固機(jī)，其中，具有外側(cè)插口，其卡合于與具備剪切墊圈的單側(cè)螺栓螺合的螺母；內(nèi)側(cè)插口，其卡合于該單側(cè)螺栓前端的尖端；電機(jī)，其經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)與所述兩插口連接，該減速機(jī)構(gòu)能夠在使兩插口相互反向旋轉(zhuǎn)的方向上施加旋轉(zhuǎn)力；以及控制部，其控制該電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，該控制部具有第一上升檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其檢測(cè)在開啟起動(dòng)開關(guān)時(shí)的電機(jī)的電流值的急劇上升即起動(dòng)電流；和第一下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其在該第一上升檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出所述電流值的急劇上升之后，檢測(cè)電流值急劇下降而收斂的情況，所述控制部在該第一下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出所述電流值的急劇下降和其收斂時(shí)，判斷為結(jié)束起動(dòng)電流的上升，并識(shí)別開啟所述起動(dòng)開關(guān)時(shí)的電流值的急劇上升、和之后生成的螺栓·螺母緊固時(shí)的電流值的上升。
5.如權(quán)利要求4所述的螺栓·螺母緊固機(jī)，其中，控制部具有第二下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該第二下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)在第一下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出電流值的急劇下降和其收斂之后，檢測(cè)由螺母的緊固而引起的電流值上升之后電流值急劇下降的情況，所述控制部在該第二下降檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出所述電流值的急劇下降時(shí)，將其判斷為剪切墊圈的朝內(nèi)側(cè)凸緣被剪斷。
6.如權(quán)利要求4或5所述的螺栓·螺母緊固機(jī)，其特征在于，控制部在判斷為剪切墊圈的朝內(nèi)側(cè)凸緣被剪斷之后，若達(dá)到與預(yù)先設(shè)定的一次緊固轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的電流值則停止電機(jī)。
全文摘要
提供一種螺栓·螺母緊固機(jī)，其檢測(cè)開啟起動(dòng)開關(guān)(47)時(shí)的電流值的急劇上升之后的急劇下降，根據(jù)因螺母開始緊固而引起的電流值的上升，在電流值急劇下降后的情況下，將其判斷為墊圈的朝內(nèi)側(cè)凸緣(26)被剪斷，接著若電流值成為與一次緊固轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的值，則停止電機(jī)(15)。
文檔編號(hào)G05B11/32GK101053947SQ20071009178
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月12日
發(fā)明者櫛田年彥 申請(qǐng)人:前田金屬工業(yè)株式會(huì)社