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TWI732881B - 鎖緊實習裝置、鎖緊實習方法、鎖緊實習程式及鎖緊實習系統 - Google Patents

鎖緊實習裝置、鎖緊實習方法、鎖緊實習程式及鎖緊實習系統 Download PDF

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TWI732881B
TWI732881B TW106118839A TW106118839A TWI732881B TW I732881 B TWI732881 B TW I732881B TW 106118839 A TW106118839 A TW 106118839A TW 106118839 A TW106118839 A TW 106118839A TW I732881 B TWI732881 B TW I732881B
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TW
Taiwan
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locking
axial force
bolts
aforementioned
bolt
Prior art date
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TW106118839A
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English (en)
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TW201801861A (zh
Inventor
山邊雅之
Original Assignee
日商華爾卡股份有限公司
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=60787106&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=TWI732881(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 日商華爾卡股份有限公司 filed Critical 日商華爾卡股份有限公司
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Application granted granted Critical
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    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/24—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G—PHYSICS
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Abstract

謀求提升作業員之螺栓與螺帽之鎖緊技術。 具有：以可鎖緊的方式設置之複數個螺栓；軸力感測器，檢測施加在各螺栓之軸力；比對設備，令各螺栓之識別資訊與檢測軸力構成關聯且比對各螺栓間之檢測軸力。藉此，能以適切之鎖緊力對螺栓及螺帽進行鎖緊，可提升被緊固零件之安全性。

Description

鎖緊實習裝置、鎖緊實習方法、鎖緊實習程式及鎖緊實習系統
本發明是涉及體感而學習藉由鎖緊工具進行螺栓與螺帽之鎖緊處理之實習技術。
關於用以令零件相互緊固之螺栓與螺帽之鎖緊作業，因應由零件之材質或大小等造成之零件之強度、以及螺栓、螺帽之種類而施力是很重要。當施力過大的情況下，可能引起零件之破損、螺栓之斷裂等，相反地，當力量不夠的情況下，除了可能令螺栓與螺帽之緊固產生鬆弛，還可能陷入零件之緊固遭到解除等狀態。施力之程度會受作業員之經驗值所影響。
關於如此之螺栓之鎖緊體感，已知有：將形成有不同直徑之螺孔之容許旋動部上下配置，將測力器配置在該容許旋動部間，對貫通該測力器之螺栓進行鎖緊，藉此，可體感螺栓之軸力與工具所附加之扭矩值的相關關係(例如，專利文獻1)。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2015-90359號公報
話說，關於螺栓與螺帽之鎖緊作業，並非可把握透過工具而附加之扭矩值即可實現最適當之鎖緊，把握螺栓、螺帽之表面狀態的不同亦很重要。表面狀態的不同會令作用在螺栓之軸力、亦即令螺栓與螺帽之緊固力產生差。此表面狀態舉例來說是對螺栓與螺帽之接觸面之摩擦阻力之不同等。當零件間會產生摩擦的情況下，於該接觸面塗抹潤滑材、或是將螺栓及螺帽改成阻力較少之材質、或是施加令阻力減少之塗層等處理，但其功能、效果並非一致。若不能考慮如此之表面狀態的不同而進行鎖緊，則得不到適切之鎖緊狀態，螺栓與螺帽之緊固功能無法充分發揮。
另外，關於在中間隔著凸緣等緊固對象構件之實機之鎖緊體驗，因為受到緊固對象構件之厚度或材質等影響，難以體感螺栓與螺帽之表面狀態的不同所帶來之鎖緊狀態之不同。
於是，鑑於上述課題，本發明之目的是謀求作業員之螺栓與螺帽之鎖緊技術之提升。
另外，本發明之其他目的是令螺栓與螺帽之表面狀態對鎖緊造成之影響視覺化。
為了達成上述目的，本發明之鎖緊實習裝置之一態樣是具有：以可鎖緊的方式設置之複數個螺栓；軸力感測器，檢測施加在各螺栓之軸力；比對設備，令各螺栓之識別資訊與檢測軸力構成關聯且比對各螺栓彼此的檢 測軸力。
為了達成上述目的，本發明之鎖緊實習裝置之一態樣是具有：螺絲之表面狀態不同的複數個螺栓；及軸力感測器，檢測因為使用鎖緊工具將螺帽鎖緊而在前述螺栓產生之軸力；處理設備，接收來自前述軸力感測器之感測器輸出，令包含前述螺栓之表面狀態的識別資訊與檢測到之軸力構成關聯，且生成用以表示前述螺栓彼此的軸力之大小的比對圖形輸出。
上述鎖緊實習裝置可更具有：顯示設備，與前述處理設備連接，用以顯示接收到之來自前述處理設備的前述比對圖形輸出。
上述鎖緊實習裝置可以是具有將複數個前述螺栓排成一列而配置、並且將前述螺栓及前述軸力感測器收納在內部予以支撐的支撐箱；前述處理設備是因應前述螺栓在前述支撐箱之排列，而生成排列有前述識別資訊的前述比對圖形輸出。
上述鎖緊實習裝置可以是具有將所配置之前述螺栓之前述識別資訊予以記憶的記憶部；前述處理設備是以軸力之檢測為契機，從前述記憶部讀取已檢測之前述螺栓之前述識別資訊，且生成前述比對圖形輸出。
上述鎖緊實習裝置可以是如下：令前述識別資訊包含表示前述螺栓之表面狀態的扭矩係數；前述處理設備是令前述扭矩係數對前述比對圖形輸出之軸力表示構成關聯且予以表示。
上述鎖緊實習裝置可以是如下：前述處理設備是由檢測到之前述軸力與前述螺栓之識別資訊算出鎖緊扭矩，生成包含有用以表示前述螺栓彼此的前述鎖緊扭矩之大小之資訊的前述比對圖形輸出。
為了達成上述目的，本發明之鎖緊實習方法之一態樣是包含以下步驟：以可鎖緊的方式設置複數個螺栓；以軸力感測器檢測施加在各螺栓之軸力；令各螺栓之識別資訊與檢測軸力構成關聯且比對各螺栓間之檢測軸力。
為了達成上述目的，本發明之鎖緊實習方法之一態樣是包含以下步驟：使用鎖緊工具，對螺絲之表面狀態不同的複數個螺栓進行螺帽鎖緊；以軸力感測器檢測因為前述螺帽之鎖緊而在前述螺栓產生之軸力；取得前述軸力感測器之感測器輸出；令包含前述螺栓之表面狀態的識別資訊與其軸力資訊構成關聯，且生成用以表示前述螺栓彼此的軸力之大小的比對圖形輸出。
為了達成上述目的，本發明之鎖緊實習程式之一態樣是讓鎖緊實習裝置之電腦執行的鎖緊實習程式，讓前述電腦執行以下功能：藉由軸力感測器取得以可鎖緊的方式設置之複數個螺栓之各軸力；令各螺栓之識別資訊與檢測軸力構成關聯且比對各螺栓間之檢測軸力。
為了達成上述目的，本發明之鎖緊實習程式之一態樣是讓鎖緊實習裝置之電腦執行的鎖緊實習程式，讓前述電腦執行以下功能：使用鎖緊工具，對螺絲之表面狀態不同 的複數個螺栓進行螺帽鎖緊；以軸力感測器取得因為前述螺帽之鎖緊而在前述螺栓產生之軸力之感測器輸出；令包含前述螺栓之表面狀態的識別資訊與其軸力構成關聯，且生成用以表示前述螺栓彼此的軸力之大小的比對圖形輸出。
上述鎖緊實習程式可以是讓前述電腦執行以下功能：由檢測到之前述軸力與前述螺栓之識別資訊算出鎖緊扭矩；生成包含有用以表示前述螺栓彼此的前述鎖緊扭矩之大小之資訊的前述比對圖形輸出。
為了達成上述目的，本發明之鎖緊實習系統之一態樣是實習對螺栓進行螺帽鎖緊的鎖緊實習系統，具有：複數個螺栓，以可鎖緊的方式設置；軸力感測器，檢測施加在各螺栓之軸力；比對設備，令各螺栓之識別資訊與由前述軸力感測器獲得之檢測軸力構成關聯且比對各螺栓間之檢測軸力。
為了達成上述目的，本發明之鎖緊實習系統之一態樣是實習對螺栓進行螺帽鎖緊的鎖緊實習系統，具有：鎖緊實習部，具有螺絲之表面狀態不同的複數個螺栓、及檢測因為使用鎖緊工具將螺帽鎖緊而在前述螺栓產生之軸力的軸力感測器；處理設備，與前述軸力感測器連接，接收感測器輸出，令包含前述螺栓之表面狀態的識別資訊與檢測到之軸力構成關聯，且生成用以表示前述螺栓彼此的軸力之大小的比對圖形輸出；監視器，與前述處理設備連接，用以顯示前述比對圖形輸出。
根據本發明，可獲得以下之任一效果。
(1)藉由顯示表面狀態不同之螺栓與螺帽彼此的軸力之比對圖像，可讓實習者認識到鎖緊力之不同。
(2)藉由比對螺栓與螺帽之表面狀態的不同，可學習因應表面狀態之鎖緊作業之調整技能。
(3)能以適切之鎖緊力對螺栓及螺帽進行鎖緊，可提升被緊固零件之安全性。
(4)藉由學習與表面狀態相關之知識、其鎖緊技能，可擴張因應緊固零件、作業環境等適用條件之螺栓、螺帽之選擇性。
2:鎖緊實習裝置
4、4-1~4-N:螺栓
6、6-1~6-N:螺帽
8:鎖緊工具
10、10-1~10-N:感測器
12:資訊處理部
14、32:監視器
20:鎖緊實習系統
22:實習部
24:測力器
26:應變測定器
28:PC(個人電腦)
30:本體部
40:收納部
42:中板
44:頂板
46、52、60:開口部
48:纜線
50:腳部
54:外裝殼體
55:面部
56、63:貫通孔
58:接觸部
60:開口部
62-1~62-4:頭部
64:處理器
66:記憶部
68:輸入操作部
70:通訊部
72:輸入輸出部(I/O)
74:資料庫DB
76:識別資訊
78:實習資訊
F:軸力
S1~S4、S11~S19、S21~S28:步驟
T:鎖緊扭矩
W1、W3:開口寬度
W2:對角尺寸
W4:形成寬度
圖1...顯示與一實施形態相關之鎖緊實習裝置之構成例的圖。
圖2...顯示鎖緊實習處理之一例的流程圖。
圖3...顯示比對圖形之一例的圖。
圖4...顯示鎖緊實習系統之實施例的圖。
圖5...顯示實習部之構成例的部分截面圖。
圖6...顯示實習部之上面側之構成的平面圖。
圖7...顯示測力器之外觀構成例的圖。
圖8...顯示中板之構成例的圖。
圖9...顯示PC之構成例的圖。
圖10...顯示資料庫之一例的圖。
圖11...顯示比對圖形之一例的圖。
圖12...顯示鎖緊實習處理之一例的流程圖。
圖13...顯示比對圖形之一例的圖。
圖14...顯示鎖緊實習處理之一例的流程圖。
用以實施發明之形態
[一實施型態]
圖1顯示與一實施形態相關之鎖緊實習裝置之構成例。圖1顯示之構成是一例，本案發明並非限定於如此之構成。
該鎖緊實習裝置2是藉由手動之鎖緊作業而體感螺栓4與螺帽6之鎖緊處理、且能以視覺在複數個螺栓間把握其鎖緊狀態之差異之裝置之一例。鎖緊實習裝置2具有表面狀態不同的複數個螺栓4-1、4-2、...4-N、表面狀態與該螺栓相同的複數個螺帽6-1、6-2、...6-N。另外，鎖緊實習裝置2具有感測器10-1、10-2、...10-N、以及資訊處理部12、監視器14。
螺栓4-1、4-2、...4-N及螺帽6-1、6-2、...6-N舉例來說設定有以表面狀態之種類等為依據之識別資訊，藉由如此之識別資訊來辨識。該鎖緊實習裝置2設置有表面狀態分別不同之螺栓4-1、4-2、...4-N，可體感各個鎖緊並以視覺來確認表面狀態之差異。該表面狀態舉例來說包含：形成有用於賦予功能之鍍敷、或由塗料、樹脂等而成之被覆膜(塗層被覆膜)之表面，在鎖緊前塗抹潤滑油之表面，未施加被覆膜等之通常表面，或是，因為長時間、 使用環境而附著有生鏽等之表面等。然後，將表面狀態相同之螺栓與螺帽配對組合，進行使用鎖緊工具8之鎖緊實習。
在各螺栓4-1、4-2、...4-N設置有感測器10-1、10-2、...10-N，檢測在軸方向產生之軸力F。該軸力F是因為螺帽6-1、6-2、...6-N對螺栓4-1、4-2、...4-N鎖緊而產生之力，除了螺帽6-1、6-2、...6-N之鎖緊之扭矩、其鎖緊量之外，還受到螺栓4-1、4-2、...4-N之表面狀態的影響。因此，需要因應螺栓4-1、4-2、...4-N之表面狀態的不同而調整螺帽6-1、6-2、...6-N之鎖緊方法。鎖緊實習裝置2是針對該表面狀態之不同，藉由視覺而認識螺帽6-1、6-2、...6-N之鎖緊程度之體感與其影響。
資訊處理部12是本揭示之處理設備之一例，是取得感測器10-1、10-2...10-N之檢測資訊而生成將螺栓4-1、4-2、...4-N彼此的鎖緊狀態予以比對之比對圖形之比對設備之一例。該資訊處理部12是令來自感測器10-1、10-2...10-N之軸力資訊、以及進行鎖緊之螺栓4-1、4-2、...4-N與螺帽6-1、6-2、...6-N之識別資訊構成關聯，生成螺栓4-1、4-2、...4-N之軸力F之比對圖形。
監視器14是用以顯示資訊處理部12所生成之比對圖形的本揭示之顯示設備之一例。
附帶一提，監視器14舉例來說可以是接收來自外部之資訊處理設備之訊號而予以顯示之顯示裝置，亦可以是與資訊處理部12一體構成之資訊處理裝置之顯示 部。
此外，亦可以在螺栓4-1、4-2、...4-N，以會承受由螺帽6-1、6-2、...6-N之鎖緊造成之往軸方向之拉伸力(軸力)的方式，設置例如未圖示之被緊固構件。亦即，螺帽6-1、6-2、...6-N不是沿著螺栓4-1、4-2、...4-N之螺紋而旋轉移動來予以鎖緊，是藉由對被緊固構件鎖緊而令螺栓4-1、4-2、...4-N受到往軸方向拉伸之軸力F即可。關於該被緊固構件，舉例來說，為了令螺帽6-1、6-2、...6-N彼此的鎖緊扭矩、鎖緊高度一致，以同等材質具有相同高度。
<鎖緊實習處理>
圖2顯示鎖緊實習處理之一例。該鎖緊實習處理是本揭示之鎖緊實習處理方法或鎖緊實習處理程式之一例，本發明並非限定於該處理程序、處理內容。
資訊處理部12取得要進行鎖緊實習之螺栓4-1、4-2、...4-N之識別資訊(S1)。資訊處理部12亦可以是以螺栓4-1、4-2、...4-N之選擇作為契機而讀取識別資訊。識別資訊舉例來說可以是從資訊處理部12之記憶部事先記憶之未圖示之資料庫來讀取，亦可以是由實習者、其管理者使用輸入設備來輸入。另外，鎖緊實習裝置2亦可以是藉由與外部機器通訊來獲得。
螺帽6-1、6-2...6-N鎖緊後(S2)，取得感測器10-1、10-2、...10-N之各感測器輸出，收集檢測軸力(S3)。
資訊處理部12令取得之識別資訊及軸力F構成關聯且予以圖形化，生成用以比對各螺栓4-1、4-2、...4-N之軸力的比對圖形輸出(S4)。
生成如此之比對圖形輸出後，舉例來說可以是在監視器14顯示該比對圖形輸出，亦可以是將該資料通知通知給外部之資訊處理裝置等。
<關於比對圖形>
圖3顯示比對圖形之一例。
圖3顯示之比對圖形是在橫軸設定用以辨識螺栓之識別資訊，在縱軸設定檢測到之軸力F。該識別資訊舉例來說是配合對螺栓4-1、4-2、...4-N進行鎖緊的順序而設定成螺栓A、螺栓B、...螺栓N。在該例，鎖緊順序是配合在鎖緊實習裝置2配置之順序而進行鎖緊，將螺栓4-1以螺栓A來表示、將螺栓4-2以螺栓B來表示、...將螺栓4-N以螺栓N來表示。
該螺栓A、螺栓B舉例來說是顯示在螺栓表面實施了藉由高潤滑來減輕摩擦阻力之高機能之塗層之螺栓的檢測結果。另外，螺栓N舉例來說是顯示通常之金屬表面、並未特別塗抹塗層或潤滑油等之螺栓之檢測軸力。然後，螺栓A之軸力FA、螺栓B之軸力FB是檢測到高的值，螺栓N之軸力FN是檢測到與軸力FA、FB相比較低的值。
如此之軸力之不同是表示螺栓與螺帽之緊固力。亦即，可得知，使用檢測軸力大之螺栓A、螺栓B 可獲得較強之緊固力，檢測軸力小之螺栓N則是與螺栓A、螺栓B相比緊固力較弱。因此，可得知，使用螺栓N的情況下，需要以較大的力來對螺帽鎖緊。
另外，若從別的觀點來檢討，則當設定在被緊固零件之鎖緊強度小的情況下，使用摩擦阻力小、易於以附加之扭矩獲得鎖緊強度之螺栓A、B，會較易於進行鎖緊之調整。相反地，對不易獲得鎖緊強度之螺栓N而言，因為附加大的扭矩，鎖緊之調整變得困難。如此之鎖緊之調整容易度會影響到被緊固零件之製品安全性、品質之參差等。如此，體感在緊固採用之螺栓及螺帽之鎖緊特性、認識與其他之螺栓或螺帽之特性差異是很重要，根據本發明可實現此樣之實習。另外，可藉由體感由螺栓、螺帽之表面狀態的不同所造成之鎖緊處理之影響，而認識到考慮緊固之對象物之狀態、使用環境來選定螺栓、螺帽之重要性。亦即，舉例來說，可藉由體感附著有生鏽等之表面狀態、以及具有耐鏽性或防鏽性塗層之表面狀態的鎖緊性差異，而體感到注意緊固之對象物之使用環境來選定螺栓及螺帽之重要性。
<一實施形態之效果>
根據如此之構成，可獲得如以下之效果。
(1)可體感螺栓及螺帽之表面狀態不同的情況下之螺帽之鎖緊，且可藉由比對圖像來顯示因為該鎖緊而發生之軸力之不同，以視覺認識如此之鎖緊實習之體感。
(2)可學習因應螺栓及螺帽之表面狀態的鎖 緊作業之調整技能。
(3)配合表面狀態而進行適切之鎖緊，藉此，可提升被緊固之墊片等被緊固零件之緊固功能，可提升被緊零件之安全性。
(4)可讓實習者認識到基於被緊固零件之種類、作業環境來對螺栓、螺帽鎖緊之軸力，可散布合於設置條件之最佳之螺栓及螺帽之採用性。
(5)實習者可迅速地習得將螺帽對螺栓鎖緊之處理，熟練者可令螺帽之鎖緊作業之熟練度提升或提高其矯正。
[實施例1]
<鎖緊實習系統20>
圖4是顯示鎖緊實習系統20之一例的圖。圖4顯示之構成是一例，本案發明並非限定於如此之構成。
該鎖緊實習系統20舉例來說是如圖4所示，具有：實習部22，具有表面狀態相異之複數個螺栓4-1、4-2、4-3、4-4、以及檢測在該螺栓產生之應變之測力器24；應變測定器26；PC(Personal Computer)28。鎖緊實習系統20是進行鎖緊實習來把握表面狀態相異之螺栓4-1、4-2、4-3、4-4被螺帽6-1、6-2、6-3、6-4鎖緊所造成之鎖緊狀態。
實習部22是體感將螺帽對螺栓鎖緊之鎖緊作業之裝置之一例，在殼體內部收納測力器24及螺栓4-1、4-2、4-3、4-4之大部分。另外，在實習部22之頂側 令螺栓4-1、4-2、4-3、4-4之一端側之螺絲部露出，在該露出部分令螺帽6-1、6-2、6-3、6-4螺合。
應變測定器26是與測力器24連接、將測力器24檢測到之螺栓之軸部之應變檢測訊號放大、將放大之應變檢測訊號轉換成電腦可讀取之資料之設備之一例。該應變測定器26所測定之應變是以軸力F表示。
PC28是本揭示之資訊處理部12之一例，由應變測定器26取得軸力F(應變資料)，生成螺栓4-1、4-2、4-3、4-4之比對圖像。該PC28舉例來說是筆記型個人電腦，具有：本體部30，具有資訊處理功能、鍵盤等操作輸入部；監視器32，用以顯示比對圖像等。
附帶一提，關於PC28，只要是可針對檢測到之軸力F而與螺栓之識別資訊構成關聯、生成螺栓彼此的比對圖像之電腦，則可以是任意型態，並不限於筆記型PC。PC28舉例來說可以是本體與監視器分開之構成，亦可以相反地是監視器與本體部成為一體之行動終端裝置等。
<關於實習部22>
圖5是顯示實習部之構成例的部分截面圖。
實習部22是在外裝殼體之內部形成收納部40，將螺栓4-1、4-2、4-3、4-4與設置在各螺栓之測力器24予以收納。該收納部40是本揭示之支撐箱之一例，令螺栓4-1、4-2、4-3、4-4與各測力器24配置成一列，且提供支撐而防止這些東西在殼體部40內位移或往外部脫離。收 納部40是於內部設置有將螺栓4-1、4-2、4-3、4-4與測力器24載置在預定高度之中板42，可不受設置實習部22之地面等之平行度或凹凸等所影響。另外，在收納部40之頂側，以可覆蓋測力器24之上面部之高度而設置有頂板44。 在該頂板44形成有開口部52(圖6)，用來讓螺栓4-1、4-2、4-3、4-4(螺栓是配置成令螺軸側朝向上面)之前端突出。關於螺栓4-1、4-2、4-3、4-4之螺軸部，設定成長度足以讓螺帽6-1、6-2、6-3、6-4對從頂板44突出之部分進行鎖緊即可。
此外，實習部22是在側面側之一部分形成有讓測力器24之纜線48插通之開口部46。另外，在殼體之底部側，於左右兩端側形成有用於將中板42維持在預定高度之腳部50。該腳部50舉例來說形成有用於固定在未圖示之底板構件、測定裝置等之螺孔。可藉由將實習部22固定，而讓實習者易於進行鎖緊作業，且可在鎖緊螺帽時減少多餘之振動、搖動、或鎖緊方向之參差，不易產生螺栓之應變檢測之參差。
關於在實習部22之頂板44形成之開口部52，舉例來說，如圖6所示，令開口寬度W1以比螺帽6-1、6-2、6-3、6-4之對角尺寸W2還要寬廣的方式而形成。亦即，螺帽之鎖緊實習是使用鎖緊工具8令螺帽6-1、6-2、6-3、6-4侵入至開口部52內，令螺帽之端面接觸該測力器24之上面部側而鎖緊。所以，令頂板44以比螺帽4-1、4-2、4-3、4-4之縱方向之寬度還要薄的方式而形成、或將開口 部52之寬度W1設定成鎖緊工具8可插入之大小即可。
另外，頂板44是接觸測力器24之上面側，而防止收納部40內之位移、自收納部40脫離之情形。該頂板44舉例來說是藉由設置在四隅之螺絲而固定在殼體側面部或腳部50。而且，為了可對實習之螺栓4-1、4-2、4-3、4-4與測力器24進行設置或更換，頂板44是設置成可因應需要而卸下。
附帶一提，為了固定測力器24之設置位置，舉例來說，可在頂板44形成未圖示之支撐片等，令其接觸測力器24之側面側。
<關於測力器24>
圖7顯示之測力器24舉例來說是形成筒狀，具有曲面側之外裝殼體54、上面及底面側之面部55。另外，在中央部分形成有用以讓被測定物貫通之貫通孔56，且具有沿著該貫通孔56而以預定寬度形成在面部55之內部周緣之接觸部58。
貫通孔56是如先前提到，藉由讓身為被測定物之螺栓4-1、4-2、4-3、4-4貫通，而包覆該螺軸之周面。關於貫通孔56之開口寬度W3，舉例來說是不讓螺栓在內部位移之尺寸即可，設定成與螺栓4-1、4-2、4-3、4-4之標稱直徑同等或稍微大一點。
接觸部58舉例來說是沿著貫通孔56配置之圓筒形狀之撓曲元件，在未圖示之部分具有應變計。該接觸部58是因為鎖在螺栓之螺帽6-1、6-2、6-3、6-4而造成 上面側被擠壓而變形。內部之應變計會檢測出該變形(應變)，藉此，輸出與該變形量對應之電壓值。如此之接觸部58之應變是與透過被緊固構件將螺栓與螺帽鎖緊時在螺栓產生之應變同等，由該應變計之電壓值來測定在螺栓作用之軸力F。
接觸部58之形成寬度W4舉例來說是可與螺帽接觸之寬度即可，設定成與螺帽之對角距離W2同等即可。
<關於中板42>
圖8顯示之中板42舉例來說是在螺栓之設置位置形成有開口部60。該開口部60舉例來說是嵌合螺栓4-1、4-2、4-3、4-4之頭部62-1、62-2、62-3、62-4，令螺軸部往上方向突出。另外，開口部60是藉由嵌合頭部62-1、62-2、62-3、62-4來制止螺栓相對於螺帽鎖緊作業而旋動，且形成六角形狀以防止螺栓脫離。開口部60之形成間隔是設定成至少比測力器24之寬度還要廣，設定成易於對鄰接之螺栓進行螺帽鎖緊作業即可。
中板42舉例來說是配合各開口部60之形成位置而分別形成2個貫通孔63。該貫通孔63是用於設置未圖示之支撐零件的孔，可藉由令該支撐零件接觸測力器24之外裝部分而將測力器24固定支撐。附帶一提，支撐零件舉例來說是可與測力器24之外裝殼體卡合之軸零件或螺絲零件。
<PC28>
圖9是顯示PC之構成例。PC28具有儲存螺栓4-1、4-2、4-3、4-4之識別資訊與檢測到之軸力F之功能、令該等資訊構成關聯而生成比對圖形之功能等。
PC28舉例來說是具有處理器64、記憶部66、輸入操作部68、通訊部70、輸入輸出部(I/O)72。
處理器64進行用於執行位於記憶部66之OS(Operating System)與鎖緊實習程式等的演算處理。該演算處理包含有取得來自應變測定器26之軸力資訊、讀取已輸入之螺栓與螺帽之識別資訊、以及生成比對圖形之處理等。
記憶部66是用於記憶OS、鎖緊實習程式、識別資訊、軸力資訊等，具有ROM(Read Only Memory)及RAM(Random Access Memory)。於該記憶部66使用可保持記憶內容之硬碟、半導體記憶體等記憶裝置即可。於該記憶部66形成有用於管理已輸入之識別資訊與檢測到之軸力資訊等之資料庫(DB)74。
輸入操作部68是用在將資訊輸入等之操作設備之一例，舉例來說是使用鍵盤、滑鼠等。
通訊部70是受處理器64控制，用在藉由無線而與應變測定器26連接、與未圖示之外部機器之無線連接、網路連接。
I/O72是受處理器64控制而用在控制資訊之輸入輸出，與應變測定器26、監視器32連接。
<資料庫74>
圖10是顯示資料庫之構成例。
PC28之記憶部66舉例來說是如圖10所示，形成將用在鎖緊實習的螺栓之識別資訊、檢測到的軸力資訊等予以儲存之資料庫74。該資料庫74舉例來說是將螺栓名、顯示表面狀態之塗層資訊、使用年數資訊、扭矩係數、尺寸等登錄，作為識別資訊76。該識別資訊76舉例來說可以是在進行鎖緊實習時由實習者或管理者來予以輸入，亦可以是讀取事先設定之資訊。
另外，資料庫74舉例來說可以儲存有檢測到之軸力值、算出之扭矩值等來作為實習資訊78。
此外，PC28之記憶部66舉例來說可以具有作業員資料庫，其包含接受鎖緊實習之作業員之資訊、管理者之資訊。該作業員資料庫舉例來說是將進行了鎖緊實習之ID(IDentification)資訊與公司名資訊、作業員名資訊、日期與螺栓之種類、次數等予以記憶，進行與已提到之資料庫4構成關聯。該作業員資料庫舉例來說是當選定在實機使用之螺栓、螺帽時，作為顯示是否具有鎖緊經驗之資訊來使用。
圖11顯示基於檢測軸力所生成之比對圖形之一例。在圖11顯示之圖表形狀與數值是一例，並不限定於如此之內容。
圖11顯示之比對圖形是如先前所提到，在橫軸顯示螺栓之識別資訊，在縱軸顯示檢測到之軸力F。在該實施例，為了比對表面狀態對鎖緊軸力之影響，以螺帽 6-1、6-2、6-3、6-4之鎖緊扭矩值會在預定之範圍內的方式來設定，進行鎖緊實習。比對圖形亦包含如此之鎖緊扭矩之資訊。另外，舉例來說，將表示表面狀態之扭矩係數資訊表示在各軸力圖表之近處，作為各螺栓之識別資訊。
關於在比對圖形顯示的螺栓之軸力F之檢測值，舉例來說，可以是依照進行鎖緊實習之順序而排列，亦可以是配合在實習部22排列配置之螺栓4-1、4-2、4-3、4-4而表示結果。
藉此，在比對圖形，以相同扭矩將螺帽鎖緊之螺栓A、螺栓B、螺栓C、螺栓D之表面狀態的不同會成為顯示緊固強度之軸力F之不同而表現。
<鎖緊處理>
圖12是顯示鎖緊實習處理之實施例。該鎖緊實習處理是本揭示之鎖緊實習方法或鎖緊實習程式之一例。
在鎖緊實習處理，實習者(作業員)、管理者選定要進行實習之螺栓4-1、4-2、4-3、4-4與螺帽6-1、6-2、6-3、6-4(S11)，設置在實習部22。選定螺栓及螺帽後，將各螺栓及螺帽之識別資訊輸入至PC28(S12)。關於識別資訊之輸入，舉例來說，可以是對顯示在螺栓、螺帽之本體部或螺栓、螺帽之保管設備等之資訊進行鍵輸入，亦可以是讀取條碼資訊等。此外，亦可以是事先設定好進行實習之複數個螺栓及螺帽之組合，將與該組合資訊連動之識別資訊記憶在資料庫74。
作為實習準備，設定要附加在進行螺帽鎖緊之工具之操作力、亦即鎖緊扭矩值(S13)。鎖緊扭矩值舉例來說是因應在實習使用之螺栓之標稱直徑來設定值即可。該扭矩值舉例來說是以不因為鎖緊而造成螺栓破壞的方式，因應標稱直徑之大小而令值不同。在鎖緊實習，舉例來說，可以是使用扭矩扳手來作為可測量鎖緊扭矩之工具，亦可以是使用通常之板手等。當使用的是不能測量扭矩值之工具的情況下，舉例來說，不是設定具體之鎖緊扭矩值，而是設定鎖緊動作。關於該鎖緊動作，舉例來說，相對於螺絲標稱而在板手施加之力(鎖緊扭矩)是以「只在手腕施力」、「加上位於肘以前之部分的力」、「加上位於肩膀以前之部分的力」(「華爾卡手冊 技術編」：2010年9月30日改訂、日本華爾卡工業有限公司發行、116頁)等手法來作為大致之基準。
基於設定之條件而進行鎖緊處理後(S14)，PC28取得感測器輸出(S15)。PC28舉例來說是將檢測到之軸力F之資訊、與身為進行該檢測之感測器之測力器24之識別資訊予以整合(S16)，作為生成比對圖形之準備。藉由該整合處理，PC28令進行了鎖緊實習之螺栓之辨識、其鎖緊順序、檢測到之軸力F構成關聯。
PC28讀取螺栓及螺帽之識別資訊，令該識別資訊與檢測到之軸力F構成關聯(S17)。在該處理，令螺栓及螺帽之塗層之種類、扭矩係數之資訊等用於生成比對圖形之資訊與軸力F之資訊構成關聯。
進行該軸力F之取得與識別資訊之整合直到鎖緊實習完畢(S18之「否」)。若鎖緊實習完畢(S18之「是」)，則利用帶有關聯之資訊而生成軸力之比對圖形，將所生成之比對圖形顯示於監視器32(S19)。
比對圖形可以是以軸力之取得順序來配置，亦可以是以事先決定之順序來配置。另外，比對圖形之生成處理並非限定於在全部的鎖緊實習完畢後才進行，亦可以是以軸力F之檢測當作契機而即時地生成圖形，並更新其顯示內容。
<實施例1之效果>
(1)可體感螺栓及螺帽之表面狀態不同的情況下之螺帽之鎖緊，且可藉由比對圖像來顯示因為該鎖緊而發生之軸力之不同，以視覺來認識如此之鎖緊實習之體感。
(2)可學習因應螺栓及螺帽之表面狀態的鎖緊作業之調整技能。
(3)可藉由以共通之鎖緊扭矩來連續進行複數個螺栓之鎖緊實習，而體感由表面狀態造成之鎖緊狀態之不同，且可藉由檢測軸力F而以視覺來認識鎖緊狀態之不同。
(4)實習部22採用之構成是令殼體部之頂板44可安裝或卸下，且令螺栓4-1、4-2、4-3、4-4之頭部卡合於收納部內之中板42而受到支撐，藉此，螺栓4-1、4-2、4-3、4-4之更換性獲得提升。
(5)藉由令中板42可自殼體安裝或卸下，更換標稱直徑不同之螺栓、螺帽變得容易，可更換不同尺寸之螺栓、螺帽，故鎖緊實習裝置之方便性提升。
(6)於實習部22設置腳部50，令載置螺栓與測力器24之中板42離開實習部22之設置面，藉此，可於鎖緊處理時減少設置面之傾斜、振動等之影響。
(7)將測力器24收納在實習部22之收納部40，令測力器24之上側之端部55接觸頂板44而獲得支撐，藉此，可阻止測力器24之位移，且可防止由與鎖緊工具8等接觸所造成之擠壓、破損。
[實施例2]
圖13顯示與實施例2相關之比對圖形。
圖13顯示之比對圖形表示基於檢測到之軸力F所算出之扭矩值。該實施例2舉例來說是為了把握由螺栓及螺帽之表面狀態的不同所造成之鎖緊處理之影響，而對檢測到之軸力F進行鎖緊所必要之扭矩之算出處理。軸力F與鎖緊扭矩T之關係是成立以下之式子。
T=kFd...(1)
附帶一提，k是表示表面狀態的扭矩係數，d是表示螺栓之標稱直徑。
在鎖緊處理，舉例來說，由螺栓A、螺栓B、螺栓C、螺栓D之鎖緊量相同之情況下之檢測軸力F來算出扭矩。附帶一提，在鎖緊處理，舉例來說，對鎖緊次數進行計數，令全部螺栓只進行相同次數之鎖緊，即可令螺帽 通過之螺紋數量一致，而實現相同之鎖緊量。如此地令鎖緊量相同的情況下，作用在螺栓之軸力會成為同程度之值。
比對圖形舉例來說是於橫軸表示螺栓之識別資訊，於縱軸表示算出之扭矩值。在該比對圖形，螺栓A及螺栓B舉例來說是顯示實施了低摩擦之表面塗層的情況、螺栓C舉例來說是顯示塗抹潤滑油的情況、螺栓D是顯示未實施塗層的情況之算出結果之一例。相對於螺栓C、螺栓D，該螺栓A、螺栓B之塗層之扭矩係數是小的值。然後，若考慮由同等之鎖緊量造成之軸力結果，則因為表面狀態不同之扭矩係數之大小，使用螺栓A、螺栓B的情況下鎖緊扭矩是小的值，相對於此，螺栓C、螺栓D之鎖緊扭矩是大的值。
由該比對圖形之結果，可實習因為表面狀態之不同而造成鎖緊所必要之扭矩值產生大的差異之情形。亦即，表示出如下情形：扭矩係數小之實施了高性能塗層之螺栓只要施加少量鎖緊扭矩即可進行必要之鎖緊，相對於此，扭矩係數大之表面狀態之螺栓需要施加大的鎖緊扭矩才能進行必要之鎖緊。
附帶一提，可以將扭矩係數資訊顯示在比對圖形，作為各螺栓之識別資訊，另外，可以將設定之軸力F之值顯示在比對圖形。
<實施例2之實習處理>
圖14是顯示鎖緊實習處理之實施例。
在鎖緊實習，選定螺栓及螺帽(S21)，設置 實習部22，且將其螺栓及螺帽之識別資訊輸入至PC28(S22)。鎖緊處理之準備完畢後，實施鎖緊處理，令螺帽到達設定位置來作為預定之鎖緊量(S23)。PC28藉由鎖緊而取得軸力F之感測器輸出(S24)，由資料庫74讀取扭矩係數、螺栓之標稱直徑，算出鎖緊扭矩(S25)。然後，令檢測到之軸力F之值、算出之扭矩值T、識別資訊構成關聯(S26)。
反覆進行該軸力F之檢測與扭矩值T之算出處理直到鎖緊處理完畢(S27之「否」)。若鎖緊處理完畢(S27之「是」)，則生成比對圖形，並顯示於監視器32(S28)。
附帶一提，在該實施例2，舉例來說，當使用扭矩扳手來作為鎖緊工具8的情況下，可以是取得扭矩扳手之檢測扭矩值而給予PC28，進行該檢測扭矩值與算出之扭矩值T之比對。
<實施例2之效果>
利用檢測到之軸力而算出鎖緊扭矩值，將螺栓相互比對，藉此，可對應螺栓之表面狀態的不同而體感進行鎖緊之力道大小，可藉由顯示該比對結果而以視覺來認識該力道大小。
[變形例]
針對以上說明之實施形態及實施例，在以下列舉變形例。
(1)雖然上述實施形態或實施例所顯示的是 表示塗層之種類、扭矩係數等的螺絲表面狀態的識別資訊已獲得把握之螺栓之鎖緊處理，但並不限於此。只要是選擇2種類以上之螺絲表面狀態不同的螺栓及螺帽、實習其鎖緊作業之體感及檢測軸力之比對即可。根據如此之構成，可學習表面狀態不同的螺帽之鎖緊技術，且可比對由選擇之螺栓及螺帽之鎖緊狀態之把握、表面狀態所造成之影響等。
(2)亦可在鎖緊實習附加溫度條件而進行鎖緊實習。鎖緊實習裝置2舉例來說可以是在殼體內具有加熱設備與溫度檢測設備，將螺栓4-1、4-2、...4-N加熱，進行相對於預定之溫度條件之軸力F之檢測。另外，鎖緊實習處理舉例來說是設定1個或複數個溫度條件，加入溫度條件之要素且比對螺栓間之軸力。藉由如此地一面加熱一面進行鎖緊實習，可體感因應溫度條件而產生的表面狀態之變化。另外，在選定螺栓、螺帽這方面，亦可實習相對於塗層種類之熱特性之重要性。
(3)雖然在上述實施形態及實施例所顯示的是軸力F與識別資訊構成關聯之比對圖形，但並不限於此。比對圖形舉例來說亦可以顯示評價資訊之比對結果，該評價資訊之比對結果是用以表示在複數個螺栓間檢測到的軸力是否為充分之值。該比對圖形舉例來說是與檢測到之軸力F之資訊一起而包含評價基準之資訊、評價資訊。PC28舉例來說是先將作為評價之閾值之基準軸力記憶在記憶部66，在比對圖形之生成中進行檢測軸力之評價，且 生成將該評價結果以圖表、文字、數值等表示之評價資訊。此外，該PC28可以是除了評價資訊之外，還顯示建議資訊等，前述建議資訊是用以提示不夠或過剩之軸力值、以及對應該軸力值之鎖緊扭矩的增加或減少。
(4)雖然上述實施形態所顯示的是只令螺栓與螺帽緊固而檢測軸力的情況，但並不限於此。本發明之鎖緊實習裝置舉例來說可以是配合進行鎖緊之實機而夾有凸緣、墊片，以螺栓與螺帽將該凸緣及墊片鎖緊，檢測如此狀態之螺栓之軸力。此情況下，為了檢測螺栓之軸力，可以使用測力器24以外之感測器。根據如此之構成，作業員可以加上由凸緣、墊片之材質、尺寸等造成之影響而體感由螺栓之表面狀態的不同造成之影響，且可藉由比對圖形來認識。
(5)本發明之鎖緊處理舉例來說可以是賦予扭矩直到任一螺栓斷裂，比對任一螺栓斷裂時之軸力F。根據如此之實習，可體感由表面狀態之不同造成之鎖緊難易度、因應表面狀態來進行鎖緊作業之重要性。
如以上說明，就本發明之最佳實施形態等進行了說明。本發明並非限定於上述記載。本業者可基於申請專利範圍所記載、或用以實施發明之形態所揭示之發明要旨而進行各式各樣之變形、變更。如此之變形、變更當然包含在本發明之範圍。
產業利用性
根據本發明，針對表面狀態不同的複數個螺 栓，令表示其表面狀態之識別資訊與檢測到之鎖緊之軸力構成關聯，可體感螺栓彼此的軸力之大小且藉由視覺來認識其影響，可謀求由表面狀態之不同造成之螺栓之選定、及其鎖緊技能之提升。
2‧‧‧鎖緊實習裝置
4、4-1~4-N‧‧‧螺栓
6、6-1~6-N‧‧‧螺帽
8‧‧‧鎖緊工具
10、10-1~10-N‧‧‧感測器
12‧‧‧資訊處理部
14‧‧‧監視器
F‧‧‧軸力

Claims (14)

  1. 一種鎖緊實習裝置，其特徵在於包含：螺絲之表面狀態不同的複數個螺栓，以可鎖緊的方式設置；軸力感測器，檢測施加在各螺栓之軸力；處理設備，令辨識各螺栓之識別資訊與檢測軸力構成關聯且生成用以比對各螺栓間之檢測軸力的比對圖形輸出。
  2. 一種鎖緊實習裝置，其特徵在於包含：螺絲之表面狀態不同的複數個螺栓；軸力感測器，檢測因為使用鎖緊工具將螺帽鎖緊而在前述螺栓產生之軸力；處理設備，接收來自前述軸力感測器之感測器輸出，令包含前述螺栓之表面狀態的識別資訊與檢測到之軸力構成關聯，且生成用以表示前述螺栓彼此的軸力之大小的比對圖形輸出。
  3. 如請求項2之鎖緊實習裝置，更包含：顯示設備，與前述處理設備連接，將接收到之來自前述處理設備的前述比對圖形輸出予以顯示。
  4. 如請求項2或3之鎖緊實習裝置，其具有將複數個前述螺栓排成一列而配置、並且將前述螺栓及前述軸力感測器收納在內部予以支撐的支撐箱；前述處理設備是因應前述螺栓在前述支撐箱之排列，而生成排列有前述識別資訊的前述比對圖形輸出。
  5. 如請求項2或3之鎖緊實習裝置，其具有將所配置之前述螺栓之前述識別資訊予以記憶的記憶部；前述處理設備是以軸力之檢測為契機，從前述記憶部讀取已檢測之前述螺栓之前述識別資訊，且生成前述比對圖形輸出。
  6. 如請求項2或3之鎖緊實習裝置，其中前述識別資訊包含表示前述螺栓之表面狀態的扭矩係數；前述處理設備是令前述扭矩係數對前述比對圖形輸出之軸力表示構成關聯且予以表示。
  7. 如請求項2或3之鎖緊實習裝置，其中前述處理設備是由檢測到之前述軸力與前述螺栓之識別資訊算出鎖緊扭矩，生成包含有將前述螺栓彼此的前述鎖緊扭矩之大小予以表示之資訊的前述比對圖形輸出。
  8. 一種鎖緊實習方法，其特徵在於包含以下步驟：以可鎖緊的方式設置螺絲之表面狀態不同的複數個螺栓；以軸力感測器檢測施加在各螺栓之軸力；令辨識各螺栓之識別資訊與檢測軸力構成關聯且生成用以比對各螺栓間之檢測軸力的比對圖形輸出。
  9. 一種鎖緊實習方法，其特徵在於包含以下步驟：使用鎖緊工具，對螺絲之表面狀態不同的複數個螺栓進行螺帽鎖緊； 以軸力感測器檢測因為前述螺帽之鎖緊而在前述螺栓產生之軸力；取得前述軸力感測器之感測器輸出；令包含前述螺栓之表面狀態的識別資訊與其軸力資訊構成關聯，且生成用以表示前述螺栓彼此的軸力之大小的比對圖形輸出。
  10. 一種鎖緊實習程式，是讓鎖緊實習裝置之電腦執行的鎖緊實習程式，其特徵在於讓前述電腦執行以下功能：藉由軸力感測器取得以可鎖緊的方式設置的螺絲之表面狀態不同的複數個螺栓之各軸力；令辨識各螺栓之識別資訊與檢測軸力構成關聯且生成用以比對各螺栓間之檢測軸力的比對圖形輸出。
  11. 一種鎖緊實習程式，是讓鎖緊實習裝置之電腦執行的鎖緊實習程式，其特徵在於讓前述電腦執行以下功能：以軸力感測器取得因為螺帽之鎖緊而在前述螺栓產生的軸力之感測器輸出，前述螺帽是使用鎖緊工具相對於螺絲之表面狀態不同的複數個螺栓而被鎖緊；令包含前述螺栓之表面狀態的識別資訊與其軸力構成關聯，且生成用以表示前述螺栓彼此的軸力之大小的比對圖形輸出。
  12. 如請求項11之鎖緊實習程式，其讓前述電腦執行以下功能：由檢測到之前述軸力與前述螺栓之識 別資訊算出鎖緊扭矩；生成包含有用以表示前述螺栓彼此的前述鎖緊扭矩之大小之資訊的前述比對圖形輸出。
  13. 一種鎖緊實習系統，是實習對螺栓進行螺帽鎖緊的鎖緊實習系統，其特徵在於包含：螺絲之表面狀態不同的複數個螺栓，以可鎖緊的方式設置；軸力感測器，檢測施加在各螺栓之軸力；處理設備，令辨識各螺栓之識別資訊與由前述軸力感測器獲得之檢測軸力構成關聯且生成用以比對各螺栓間之檢測軸力的比對圖形輸出。
  14. 一種鎖緊實習系統，是實習對螺栓進行螺帽鎖緊的鎖緊實習系統，其特徵在於包含：鎖緊實習部，具有螺絲之表面狀態不同的複數個螺栓；及軸力感測器，檢測因為使用鎖緊工具將螺帽鎖緊而在前述螺栓產生之軸力；處理設備，與前述軸力感測器連接，接收感測器輸出，令包含前述螺栓之表面狀態的識別資訊與檢測到之軸力構成關聯，且生成用以表示前述螺栓彼此的軸力之大小的比對圖形輸出；監視器，與前述處理設備連接，用以顯示前述比對圖形輸出。
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