專利名稱：智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量校準(zhǔn)技術(shù)，特別是一種用于對(duì)扭矩工具進(jìn)行校驗(yàn)和標(biāo)定的智能化標(biāo)定系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
動(dòng)力扭矩工具如氣動(dòng)扳手、電動(dòng)擰緊機(jī)等通常在使用一段時(shí)期之后需要進(jìn)行校驗(yàn) 和標(biāo)定，使其恢復(fù)必要的標(biāo)準(zhǔn)精度。一般動(dòng)力扭矩工具的定期校驗(yàn)和標(biāo)定多數(shù)是通過(guò)以下 兩種方法進(jìn)行的第一種是將動(dòng)態(tài)扭矩傳感器串聯(lián)在氣動(dòng)工具和工件螺栓之間，如圖1所示，在擰 緊時(shí)扭矩校準(zhǔn)標(biāo)定儀讀出擰緊過(guò)程，然后根據(jù)讀數(shù)，調(diào)校氣動(dòng)工具。這種應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)是直 接校準(zhǔn)實(shí)際螺栓連接。缺點(diǎn)在于影響生產(chǎn)節(jié)拍，由于是手工操作，扭矩傳感器的側(cè)力和彎 矩?zé)o法消除，造成對(duì)精度的影響。第二種是采用螺栓螺母結(jié)構(gòu)的模擬螺栓連接單元和靜態(tài)扭矩傳感器，如圖2所 示。氣動(dòng)扭力扳手通過(guò)擰緊模擬螺栓，使擰緊的作用力作用在靜態(tài)扭矩傳感器上，再通過(guò)扭 矩標(biāo)定儀然后根據(jù)讀數(shù)，調(diào)校氣動(dòng)工具。這種應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的節(jié)拍影響較少。 缺點(diǎn)在于模擬螺栓在每一次測(cè)試后，都要重新擰松，降低一半的操作效率。模擬螺栓消耗 部分扭矩，影響扭矩精度。需要配套多種的模擬螺栓，來(lái)模擬不同工件的螺栓連接的軟硬程 度。因此，確實(shí)需要一種新的扭矩工具標(biāo)定技術(shù)來(lái)克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的單板機(jī)與通信連 接的工控機(jī)相配合，對(duì)扭矩工具進(jìn)行快速測(cè)量和校準(zhǔn)，在不影響現(xiàn)場(chǎng)操作的情況下，快速完 成扭力工具的標(biāo)定。根據(jù)本發(fā)明的智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)，包括工控機(jī)、與該工控機(jī)通信連接的單 板機(jī)、多個(gè)與該單板機(jī)相連接的扭矩傳感器，還包括由該單板機(jī)控制的電磁吸盤(pán)；所述工控 機(jī)包括用于配置校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和設(shè)置校準(zhǔn)要求的裝置，并根據(jù)這些設(shè)置來(lái)指定相應(yīng)的扭矩傳感 器；所述單板機(jī)用于根據(jù)工控機(jī)的指令來(lái)控制電磁吸盤(pán)，并處理傳感器采集的信號(hào)傳輸給 工控機(jī)以供進(jìn)行分析。其優(yōu)勢(shì)在于，所述智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)的工控機(jī)可與多個(gè)不同類型的扭矩傳 感器相連接，它還包括用于選擇所要標(biāo)定的工具類型的裝置。其中所述工控機(jī)可以對(duì)扭矩 標(biāo)準(zhǔn)值，扭矩公差上下限，和一些高級(jí)設(shè)置進(jìn)行配置，例如，測(cè)量起始扭矩、測(cè)量結(jié)束扭矩、 結(jié)束時(shí)間、轉(zhuǎn)角起始扭矩、滑落扭矩、角度標(biāo)準(zhǔn)值、角度公差下限、角度公差上限進(jìn)行設(shè)置； 還可以對(duì)螺栓連接的軟硬程度進(jìn)行設(shè)置，從而令單板機(jī)根據(jù)工控機(jī)的設(shè)置來(lái)控制電磁吸盤(pán) 的嚙合時(shí)間模擬螺栓擰緊的軟硬情況。
通過(guò)上述的技術(shù)方案，由單板機(jī)與工控機(jī)的處理器相配合，對(duì)回轉(zhuǎn)式電磁吸盤(pán)的 嚙合時(shí)間進(jìn)行控制，來(lái)模擬正常螺栓擰緊時(shí)的螺栓連接的軟硬程度，由于整個(gè)過(guò)程自動(dòng)完 成，從而在不影響現(xiàn)場(chǎng)操作的情況下，完成扭矩工具的標(biāo)定，節(jié)約了時(shí)間，提高了現(xiàn)場(chǎng)的工 作效率。


圖1為一種現(xiàn)有技術(shù)中利用動(dòng)態(tài)扭矩校準(zhǔn)標(biāo)定氣動(dòng)工具的實(shí)例；圖2為另一種現(xiàn)有技術(shù)中利用靜態(tài)扭矩校準(zhǔn)標(biāo)定氣動(dòng)工具的實(shí)例；圖3為根據(jù)本發(fā)明智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)的示意圖；圖4為一種安裝了根據(jù)本發(fā)明智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)的標(biāo)定小車的示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)的功能原理框圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)的具體實(shí)例的用戶操作的總界面截 圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)的具體實(shí)例的選擇工具類型的界面 截圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)的具體實(shí)例的設(shè)置工具的界面截圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)的具體實(shí)例的設(shè)置高級(jí)選項(xiàng)的界面 截圖；圖10為實(shí)際使用本發(fā)明智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)的操作方式示意圖；以及圖11為根據(jù)本發(fā)明智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果的界面截圖，反映了扭 矩工具的扭矩-時(shí)間曲線、扭矩平均值、以及CPK值。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
?，F(xiàn)參考圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)包括工控機(jī)、通過(guò)USB接 口與該工控機(jī)相連接的單板機(jī)、以及與該單板機(jī)相連接的傳感器和回轉(zhuǎn)式電磁吸盤(pán)。根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，單板機(jī)可以同時(shí)操作多個(gè)不同類型的扭矩傳感器連 接，并通過(guò)工控機(jī)上的應(yīng)用，來(lái)選擇不同的扭矩傳感器。如圖4所示，為安裝了本發(fā)明的工 控機(jī)的4輪小車結(jié)構(gòu)的外觀效果圖，通過(guò)內(nèi)置的DC24V蓄電池來(lái)為系統(tǒng)供電，保證系統(tǒng)可以 在無(wú)接電的情況下使用4個(gè)小時(shí)。本發(fā)明的扭矩標(biāo)定系統(tǒng)通過(guò)配置于工控機(jī)上的應(yīng)用軟件 來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置、監(jiān)控、顯示測(cè)試結(jié)果、記錄和分析數(shù)據(jù)、顯示圖形曲線等功能。本發(fā)明是通過(guò)上述的硬件及軟件的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，一種典型的實(shí)施例，即本發(fā)明 的上述較佳實(shí)施例是通過(guò)一臺(tái)與通用的計(jì)算機(jī)功能相同的工控機(jī)，具有一種計(jì)算機(jī)應(yīng)用程 序，即本發(fā)明的扭矩標(biāo)定系統(tǒng)，當(dāng)該系統(tǒng)應(yīng)用程序被載入并執(zhí)行時(shí)，控制該工控機(jī)和連接工 控機(jī)的單板機(jī)和電磁吸盤(pán)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明也能嵌入一個(gè)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中，其包含所有能夠?qū)崿F(xiàn)本文所述方法的所 有特征，當(dāng)該程序載入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中時(shí)能實(shí)現(xiàn)這些方法。本文中的計(jì)算機(jī)程序、軟件、或 者軟件應(yīng)用指任一種語(yǔ)言、代碼或者符號(hào)的一套指令的任一表達(dá)，用于使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有 信息處理能力以直接或事后或兩者兼之地實(shí)現(xiàn)以下兩種特定功能a)轉(zhuǎn)換為另一種語(yǔ)言、代碼、或者符號(hào)；b)以不同的物質(zhì)形式復(fù)制。圖5為根據(jù)本發(fā)明智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)的功能原理框圖，其中，工控機(jī)配備有觸摸式顯示器、輸入鍵盤(pán)、CPU處理器、內(nèi)存、以及存儲(chǔ)器等硬件；單板機(jī)包括與工控機(jī)通 信連接的通訊單元、CPU處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、輸入/輸出模塊等。扭矩傳感器的輸入信號(hào)， 經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)由單板機(jī)的處理器進(jìn)行處理，并且該處理器還根據(jù)用戶通過(guò) 工控機(jī)的操作系統(tǒng)輸入的設(shè)置來(lái)進(jìn)行處理，電磁制動(dòng)吸盤(pán)則根據(jù)處理器輸入的指令來(lái)運(yùn) 行。下面，通過(guò)舉例來(lái)說(shuō)明如何利用本發(fā)明的智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)，來(lái)標(biāo)定一把 離合器切斷式的氣動(dòng)扭矩工具，基體步驟如下首先，先通過(guò)系統(tǒng)軟件上的主用戶界面，如圖6所示，選擇“新增工具”。進(jìn)入下一 級(jí)目錄，然后在菜單上選擇“離合器工具”，見(jiàn)圖7。接下來(lái)，在如圖8所示的跳出式對(duì)話框中設(shè)置工具名稱，扭矩標(biāo)準(zhǔn)值，扭矩公差上 下限，和一些高級(jí)設(shè)置，例如，測(cè)量起始扭矩、測(cè)量結(jié)束扭矩、結(jié)束時(shí)間、轉(zhuǎn)角起始扭矩、滑落 扭矩、角度標(biāo)準(zhǔn)值、角度公差下限、角度公差上限等。參照實(shí)際的應(yīng)用情況，還可以通過(guò)本系統(tǒng)的高級(jí)選項(xiàng)，設(shè)置螺栓連接的軟硬程度， 例如“很軟(Very Soft)，軟(Soft)，標(biāo)準(zhǔn)(Standard)，硬(Hard)，很硬(Very Hard) ”，如 圖9的截圖中的設(shè)置窗口所示。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)所設(shè)置的扭矩來(lái)推薦相應(yīng)扭矩傳感器。然后操作工可以將氣動(dòng)扭矩工 具放在指定的扭矩傳感器位置上進(jìn)行和日常工作一樣的擰緊操作，見(jiàn)圖10。當(dāng)氣動(dòng)扭矩扳手開(kāi)始旋轉(zhuǎn)1秒鐘后，單板機(jī)發(fā)出指令，負(fù)載吸盤(pán)開(kāi)始吸合，如果設(shè) 置螺栓連接為“很硬連接”時(shí)，吸盤(pán)從開(kāi)始吸合，到吸合停止的時(shí)間最短。如果設(shè)置螺栓連 接為“很軟連接”，則，吸盤(pán)從開(kāi)始吸合，到吸合停止的時(shí)間最長(zhǎng)。負(fù)載吸盤(pán)停止旋轉(zhuǎn)后，氣動(dòng)扭矩扳手的離合器切斷，一次擰緊測(cè)試完成。同時(shí)，顯 示器上會(huì)顯示擰緊曲線，并記錄扭矩值，扭矩平均值，和當(dāng)時(shí)的CPK值，如圖11所示。經(jīng)過(guò)多次重復(fù)測(cè)試后，可以得到這把扭矩工具的扭矩平均值，然后通過(guò)調(diào)節(jié)扭矩 離合器的調(diào)節(jié)螺母，來(lái)修正扭矩，然后再重復(fù)測(cè)試，使其達(dá)到最佳效果。盡管上面通過(guò)舉例說(shuō)明，已經(jīng)描述了本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，本發(fā)明的保護(hù) 范圍并不僅限于上述說(shuō)明，而是由所附的權(quán)利要求給出的所有技術(shù)特征及其等同技術(shù)特征 來(lái)定義。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員可以理解的是，在不背離本發(fā)明所教導(dǎo)的實(shí)質(zhì)和精髓前提下， 任何修改和變化可能仍落在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)，包括工控機(jī)、與該工控機(jī)通信連接的單板機(jī)，以及多個(gè)與該單板機(jī)相連接的扭矩傳感器，其特征在于還包括與單板機(jī)相連接的電磁吸盤(pán)；所述工控機(jī)包括用于配置校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和設(shè)置校準(zhǔn)要求的裝置，并根據(jù)這些設(shè)置來(lái)指定相應(yīng)的扭矩傳感器，向單板機(jī)輸出相應(yīng)的控制指令；所述單板機(jī)用于根據(jù)工控機(jī)的指令來(lái)控制電磁吸盤(pán)，并處理傳感器采集的信號(hào)傳輸給工控機(jī)以供進(jìn)行分析。
2.根據(jù)權(quán)利要去1所述的智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于所述工控機(jī)可與多個(gè) 不同類型的扭矩傳感器相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要去1所述的智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于所述工控機(jī)還包括用 于選擇所要標(biāo)定的工具類型的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要去1所述的智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于所述工控機(jī)用于配置 校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的裝置可以對(duì)扭矩標(biāo)準(zhǔn)值，包括扭矩公差上下限，和一些高級(jí)設(shè)置，例如，測(cè)量起 始扭矩、測(cè)量結(jié)束扭矩、結(jié)束時(shí)間、轉(zhuǎn)角起始扭矩、滑落扭矩、角度標(biāo)準(zhǔn)值、角度公差下限、角 度公差上限，進(jìn)行設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要去1所述的智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于所述工控機(jī)用于設(shè)置 校準(zhǔn)要求的裝置還可以對(duì)螺栓連接的軟硬程度進(jìn)行設(shè)置，從而令單板機(jī)根據(jù)工控機(jī)的設(shè)置 來(lái)控制電磁吸盤(pán)的嚙合時(shí)間模擬螺栓擰緊的軟硬情況。
全文摘要
一種智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)，包括工控機(jī)、與工控機(jī)通信連接的單板機(jī)、以及與單板機(jī)相連接的扭矩傳感器和電磁吸盤(pán)。該工控機(jī)可與多個(gè)不同類型的扭矩傳感器相連接，包括用于選擇所要標(biāo)定的工具類型、配置校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和設(shè)置校準(zhǔn)要求的裝置，根據(jù)用戶的設(shè)置來(lái)指定相應(yīng)的扭矩傳感器，并向單板機(jī)輸出相應(yīng)的控制指令，該工控機(jī)還可用設(shè)置校準(zhǔn)要求的裝置對(duì)螺栓連接的軟硬程度進(jìn)行設(shè)置，使單板機(jī)根據(jù)工控機(jī)的指令來(lái)控制電磁吸盤(pán)嚙合時(shí)間從而模擬螺栓擰緊的軟硬情況，該單板機(jī)還用于處理傳感器采集的信號(hào)傳輸給工控機(jī)以供進(jìn)行分析。通過(guò)本發(fā)明的智能加載式扭矩標(biāo)定系統(tǒng)，使整個(gè)扭矩標(biāo)定過(guò)程在不影響現(xiàn)場(chǎng)操作的情況下輕松完成，節(jié)約了時(shí)間提高了現(xiàn)場(chǎng)工作效率。
文檔編號(hào)G01L25/00GK101936796SQ20101022691
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者黃雪官 申請(qǐng)人:上海寶宜威機(jī)電有限公司