締付けトルク値についてです

質問

先日、設備にキャップ巻き締機を導入したのですが締付けトルクが安定せず困っております。
100Ncmで締めた際に180Ncmのが100本中30本出ます。
巻き締ヘッドの回転数と巻き締めヘッドの下降する速度等の関係性はありますでしょうか？
お恥ずかしい質問内容ですが、なにか計算式等ありましたら教えて頂ければと思います。
宜しく御願い致します。

回答No.6

ohkawa3

回答(1)再再出
導入なさった機械の仕様として、仮締めのトルク管理範囲 と 本締めのトルク管理に差異はありませんか？ 仮締めの際は、速度優先であってトルク管理範囲を緩めているようなことはないでしょうか？
また、仮に、仮締めと本締めのトルク管理範囲がどちらも同じ値±80Ncmであったとして、仮締めの100Ncmの設定に対して、180Ncmにばらつくのは仕様の範囲。本締めのトルク設定が400Ncmであれば、±80Ncmばらついても、±20%のばらつきなので常識的な範囲というようなことはありませんか？

補足

回答が遅くなり申し訳御座いません。
回転数は全て同じ条件で行っております。
回転数、ヘッドの下降速度、チャックのエアー圧初速、立上り、等全て同じにしております。

仮締機と本締機と2台全く同じ機械が有り、本締機の方のトルクはまったくバラつかず、メーカーさんの仕様内に入っております。
今日PQで色々とデータ取りを行いました。
試しに閉栓トルク値がバラつく方(仮締機)にて本締機のトルク値で本締したところ閉栓トルク値のバラツキは±15Ncmでした。
n数は100本です。
逆に本締機の方でn数100本で仮締を行った所、仮締機(トルク値がバラつく方)同様に閉栓トルクがバラつく現象が見られやはり多い時には70Ncm程高い数値が見られました。
この事から考えると機械が悪いとかは無いかなと思います。が、仮締めだとトルク安定しないのは何故か腑に落ちません。
回転数200rpmに対して、巻き締ヘッドの下降速度を500mm/min～45000mm/minを50mm/min刻みで早くしていき、約10本ずつデータを取りましたがあまりいい設定データが得られませんでした。本数が10本と少ないため信用性がないのかもしれません。

回答No.5

ohkawa3

回答(1)再出
業界の関係者がこのスレッドを見たら、どこのメーカーの機械なのかが分かってしまいそうな危うい問い合わせなのですね。
対処法は、既に他の回答者さんがお示しなので付け加えることはありません。ここは基本に立ち戻って、トルク分布をグラフ化してみることをお勧めしたいと思います。綺麗な正規分布になっているのか、トルク設定値を境に絶壁形になっているか、二山分布など・・・・グラフの形によって原因系を推測することができると思います。
さらに、巻締めの動作条件（例えば下降速度）を変化させてデータを取得して、グラフの形がどのように変化するかを観測して、原因系を絞り込んでいくことができそうに思います。

上記のように書いてみましたが・・・、その機械メーカーに対して、仕様通りの機能が果たせないので、契約した仕様を満足するように改善しろと命ずればいいだけのようにも思えます。巻締め器のメーカーを名乗るのであれば、餅は餅屋であって、トルク管理の勘所は先刻ご承知のように想像します。

補足

回答が遅くなり申し訳御座いません。
テスト資材があまりなく細かく沢山の本数を流してのデータ取りが出来ませんでしたが、後は確率の問題もあるので長いスパンでデータを取らないとなと思いました。データ等につきましてはお手数をお掛け致しますが、他の方に補足にて回答させて頂いたのをご参照頂ければと思います。トルク値はメーカーさん仕様内には入っております。が、トルクがバラつくのはなんか腑に落ちません。頑固ですいません。

回答No.4

lumiheart

回答２です
＞なにかお勧めの機械メーカーさんはありますでしょうか？

話は遠回りしますが
ナットランナーと言うネジ締め機をご存知でしょうか？
http://www.estic.co.jp/products/product.php
所謂、電動ドライバーの類です

この類のトルク調整はどーしてるのか？ですが
以前の主流は機械式トルクリミッタでしたが
https://www.mikipulley.co.jp/JP/Products/TorqueLimiter/TorqueLimiter/index.html
https://www.tsubakimoto.jp/power-transmission/overload-protection/mechanical/torque-limiter/
構造的にはスプリングの圧力でトルクを調節するダケ
なので、経年変化と言うよりも経時変化で設定値が変動する
このため、高精度なトルク管理が要求される業界では昭和時代に既に絶滅危惧種入り

現代の主流は電動サーボ式
この手のはトルク調整も高精度で経年変化も少ない
高価と言う一点を除けば他に欠点らしい欠点が無い

先の回答で挙げたＵＲＬの製品を見ると
サーボ式と謳ってるメーカとそうでないメーカが有りますね

本件のキャップ巻き締機の構造はどんな構造なのか？
そしてトルク設定範囲はいくつからいくつの範囲なのか？

ナットランナーでの事例ですが
トルク設定の範囲は意外と狭い
ネジサイズでＭ５～Ｍ８くらいとかの狭い範囲しかない

サーボモータ自体の性能からすればＭ５～Ｍ３０くらいまで技術的に可能かもしれないが
メーカとしては保証できないんでって話

もしネジ１万本締めて1本でも規格から外れたら　＜自動車関連では致命傷
万に一つの事象は一日で訪れる

補足

回答が遅くなり申し訳御座いません。
機械の構造ですが簡単に説明させてもらうと、
トルクドライバーに巻き締めヘッドが取り付けてあり、それを回しキャップを締める機械になります。キャリブレーションも行えるトルクドライバーで構造的にはサーボモータが積まれている様な物でした。
トルクリミッターは機械の駆動部に過負荷がかかった際に装置側を守る役割で駆動部の物とは存じてあげておりました。
逆にトルクリミッターを付けてキャップを締めるって言う事までは考えもしませんでした。
機械的改造せずに回転数に、対して巻き締めヘッドの下降スピードとうに因果関係があれば良いなと思い質問を、させて頂きました。

回答No.3

kon555

機械の構造面が分からないので何ともいえませんが、締めトルクとヘッドの下降には因果関係はないと思います。
純粋に機械側の誤差等の影響かと。

対策としては、これも一般論にはなりますが、トルクリミッタなどを咬ませる事で規制するのは一案かと思います。
https://www.sankyo-seisakusho.co.jp/product/torque_limiter/index.html

これは機械側にアタッチメント的に追加してもいいでしょうし、ワーク固定側に組み込んでもいいでしょう。
個人的な体感としては、ネジ等を締める機械のトルク制御はあまり精度が良くない印象です。高めに外れる事が多いような？(弱いよりまし、という設計思想かもしれません)

なので新しい機械等を検討する予算があるならば、トルクリミッタにせよ、ねじりばね等での仕掛けにせよ、過トルクが入ったときにそれを逃がす方向で考えた方がいいと思います。

補足

回答が遅くなり申し訳御座いません。
トルクリミッターを間に入れるのはいい方法かなと思いました。ただ気になるのは機械の誤作動なのか、仮締めでは締めトルクを安定させる事が出来ないかですね。機械の誤作動ならそれを改善出来れば閉栓トルク値のバラツキを防ぐ事が出来るなと思います。トルクドライバー自体もサーボモータみたいな物を使用しているので誤作動等は個人的にはないのかなとか思います。(ラダー上のバグ等は別ですが)

回答No.2

lumiheart

>キャップ巻き締機
何のキャップですか？
何処のメーカのキャップ巻き締機ですか？
http://www.ikedakikai.co.jp/products/skipper.html
http://www.kawagoe-kikai.co.jp/product/qcr-60brx.html
http://nippon-kikai-shoji.co.jp/product/cap/?lid=4
http://www.sakaguchi-ltd.com/menu.php?p=446

で、メーカの見解は？
100Ncm　の許容範囲は？

御社の基準とメーカー保証の整定値のバラツキは？

そもそもメーカが想定してる範囲での使用なんでしょうか？
極論を書くけど
メーカで想定してる仕様が200Nmであった時、100Nmで設定したなら
恐らくバラツキは±10くらいかなとは思う
でも
２０００Nm仕様の装置での許容バラツキは±１００Nmかも知れない
１００Nmを設定して１８０Nmは許容範囲内だっりして

補足

ボトルはプラスチックボトル(TIB-45)　キャップ樹脂キャップ(チャイルドロック)
締付けトルク値１００Nｃｍ
ヘッド回転数２００ｒｐｍ
上限トルク値１３０Ncm
※本締めではなく仮締めでの設定値とパラメーターになります。
恐らく想像ですが、仮締めなので巻締めヘッドの重さ等が影響しイナーシャで１８０Ncm等の
高トルク値が出てるのかなと思いますが、何か閉栓トルクを安定させる方法はありませんでしょうか。
因みにですが
締付けトルク値２５０Nｃｍ
ヘッド回転数２００ｒｐｍ
の設定にてｎ数１００本でトルク値を取った所
Max２６２Ncm
Avg２５４Ncmでした。
メーカー名は伏せさせて頂きますが日本メーカーです。なにかお勧めの機械メーカーさんはありますでしょうか？

回答No.1

ohkawa3

直接の回答ではなく申し訳ありませんが・・・・・・
「キャップ巻き締機」とは、どのような対象のキャップを巻締めるのか、どのような仕組なのかなどご提示頂くことはできるでしょうか？　回転数と巻き締めヘッドの下降する速度等などの関係を理解できるような情報をご提示頂ければありがたく存じます。
＞100Ncmで締めた際に180Ncmのが100本中30本出ます。
「100Ncm」は、キャップ巻き締機のトルク設定値と想像しますが、「180Ncm」とは、どのような値なのでしょうか？巻締めトルクを測定する機能が設備に付属しているのでしょうか？ 巻締めたあとの製品について改めて測定した値なのでしょうか？

「キャップ巻き締機」について精通している回答者がご質問に対応して回答できれば、追加情報は不要なのかもしれませんが、回答を得るチャンスを増やしたいと期待なさるのであれば、上記の疑問点に対して追記下さることをお勧めしたいと思います。

補足

ボトルはプラスチックボトル(TIB-45)　キャップ樹脂キャップ(チャイルドロック)
締付けトルク値１００Nｃｍ
ヘッド回転数２００ｒｐｍ
上限トルク値１３０Ncm
巻締めヘッドの下降速度は１５０００mm/min
※本締めではなく仮締めでの設定値とパラメーターになります。
トルクドライバーが取り付いたキャップ巻締め機を使用しており表示器に表示される物になります。