專利名稱：輪扳手測(cè)試機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車輪扳手專用測(cè)試機(jī)，它按測(cè)試要求對(duì)輪扳手施加扭矩，并最后能自動(dòng)判斷掄扳手手柄沿中心線變形量是否超過設(shè)定值，給出測(cè)試結(jié)果。
背景技術(shù)：
輪扳手，作為汽車的專用工具，其在出廠前需要經(jīng)過疲勞測(cè)試和持續(xù)測(cè)試。疲勞測(cè)試即是用一個(gè)固定的扭矩(約220Nm到340Nm)松緊一個(gè)緊固的螺母，完成設(shè)定次數(shù)的松緊循環(huán)過程。持續(xù)測(cè)試是用做完疲勞測(cè)試的輪扳手在距離六角套筒中心440到600mm的手柄上施加固定的扭矩(600到1000N)，最后，查看扳手手柄沿中心線的變形量是否超過設(shè)定值，若超過即為不合格產(chǎn)品?，F(xiàn)有技術(shù)中，僅有液壓式輪扳手測(cè)試機(jī)，它是以一液壓缸按測(cè)試要求對(duì)輪扳手施加扭矩，最后在將輪扳手從測(cè)試機(jī)上取下后，以人工測(cè)量的方式測(cè)出扳手手柄沿沿中線的變形量，并與設(shè)定值比較，得出是否合格的結(jié)論。此液壓式輪扳手測(cè)試機(jī)存在以下不足
1、不能自動(dòng)判斷經(jīng)測(cè)試的輪扳手手柄的變形量是否超過設(shè)定值，給出測(cè)試結(jié)果，需要人工測(cè)量和判斷，耗時(shí)又耗人工；
2、采用液壓缸，需配備液壓系統(tǒng)，能量消耗較大，又易出現(xiàn)漏油污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一輪扳手測(cè)試機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)不能自動(dòng)判斷經(jīng)測(cè)試的輪扳手手柄變形量是否超過設(shè)定值，給出測(cè)試結(jié)果的問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種輪扳手測(cè)試機(jī)，包括
一機(jī)架；
一模擬螺釘頭，朝上設(shè)置，供被測(cè)輪扳手的六角套筒卡套；
一扭矩傳感器，設(shè)于模擬螺釘頭的底部，其一端固定連接模擬螺釘頭，另一端相對(duì)機(jī)架固定；
一伺服電機(jī)，固定于機(jī)架上且位于模擬螺釘頭的上方，其輸出軸朝下與模擬螺釘頭同軸線設(shè)置；并且，該伺服電機(jī)上帶有用于測(cè)量輸出軸的角位移的旋轉(zhuǎn)編碼器； 一擺桿，沿橫向設(shè)置，其一端與伺服電機(jī)的輸出軸連接，而另一端延伸； 一輪扳手手柄夾持機(jī)構(gòu)，由擺桿桿身上向下伸出，用于將被測(cè)輪扳手的手柄夾持固定
??；
一工控機(jī)控制系統(tǒng)，與上述扭矩傳感器、伺服電機(jī)以及旋轉(zhuǎn)編碼器連接。上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下
1、上述方案中，所述工控機(jī)控制系統(tǒng)是指以工控機(jī)為主的自動(dòng)控制系統(tǒng)，一般包括工控機(jī)、I/O控制卡、運(yùn)動(dòng)控制卡以及數(shù)據(jù)采集卡。工控機(jī)，即工業(yè)計(jì)算機(jī)，它包括機(jī)箱、無源底板、工業(yè)電源、CPU、內(nèi)存、顯卡、硬盤以及顯示器等。
該工控機(jī)控制系統(tǒng)用于完成以下控制以扭矩傳感器獲得的信號(hào)與設(shè)定的扭矩比較，當(dāng)達(dá)到設(shè)定扭矩時(shí)控制伺服電機(jī)停轉(zhuǎn)，并抓取旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖量，計(jì)算出伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度，與設(shè)定的允許值比較，得出被測(cè)輪扳手是否合格的測(cè)試結(jié)果，并由顯示器上顯不。2、上述方案中，所述旋轉(zhuǎn)編碼器可以是伺服電機(jī)上自帶的伺服電機(jī)編碼器，也可以是加裝于伺服電機(jī)上的用于檢測(cè)伺服電機(jī)輸出軸的角位移的編碼器。3、上述方案中，所述機(jī)架上設(shè)有一升降臺(tái)，該升降臺(tái)由兩導(dǎo)桿、升降板以及作用升降板上的高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，所述兩導(dǎo)桿豎向設(shè)置，升降板穿套在兩導(dǎo)桿上滑動(dòng)連接，升降板底部與機(jī)架間設(shè)置高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述扭矩傳感器固定于升降板的上表面上，從而在裝卸被測(cè)輪扳手的過程中，可通過升降臺(tái)升降模擬螺釘頭的位置。4、上述方案中，所述機(jī)架上對(duì)應(yīng)被測(cè)輪扳手的豎向段設(shè)有輪扳手豎向段夾持機(jī)構(gòu)，用于將被測(cè)輪扳手的豎向段夾持固定住。本發(fā)明設(shè)計(jì)原理是一方面，本發(fā)明因采用扭矩傳感器、伺服電機(jī)以及工控機(jī)控制系統(tǒng)，可自動(dòng)地以扭矩傳感器實(shí)時(shí)測(cè)得的模擬螺釘頭所受的扭矩?cái)?shù)據(jù)來控制伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而可按測(cè)試要求對(duì)被測(cè)輪扳手手柄施加精確的扭矩。另一方面，在結(jié)構(gòu)上是將伺服電機(jī)的輸出軸與模擬螺釘頭同軸線設(shè)置，被測(cè)輪扳手的六角套筒套于模擬螺釘頭上后，伺服電機(jī)經(jīng)擺桿及輪扳手手柄夾持機(jī)構(gòu)向被測(cè)輪扳手的手柄旋加扭矩，伺服電機(jī)輸出軸的角位移變化可直接代表輪扳手的手柄所發(fā)生的變形量，故而將其與設(shè)定值比較，即可自動(dòng)得出被測(cè)輪扳手是否合格的結(jié)果，免除了人工測(cè)量和判斷的麻煩。由于上述技術(shù)方案的應(yīng)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明可按測(cè)試要求對(duì)被測(cè)輪扳手手柄施加精確的扭矩，并且可自動(dòng)得出被測(cè)輪扳手是否合格的測(cè)試結(jié)果，既免除了人工測(cè)量和判斷的麻煩，又保證了測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。2、本發(fā)明還可對(duì)被測(cè)掄扳手所受的扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)曲線監(jiān)測(cè)，對(duì)所測(cè)的數(shù)據(jù)同步保存，測(cè)試完成自動(dòng)取得測(cè)試報(bào)告，測(cè)試報(bào)告包含各項(xiàng)數(shù)據(jù)，供打印和保存。本發(fā)明自動(dòng)化程度高，又無漏油污染的弊端。


附圖1為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)主視示意圖； 附圖2為附圖1的左視示意附圖3為本發(fā)明實(shí)施例工控機(jī)控制系統(tǒng)的框圖； 附圖4為本發(fā)明實(shí)施例工控機(jī)控制系統(tǒng)的控制流程圖。以上附圖中1、機(jī)架；2、模擬螺釘頭；3、扭矩傳感器；4、伺服電機(jī)；5、擺桿；6、輪扳手手柄夾持機(jī)構(gòu)；7、被測(cè)輪扳手；8、旋轉(zhuǎn)編碼器；9、減速器；10、輪扳手豎向段夾持機(jī)構(gòu)； 11、升降臺(tái)；12、導(dǎo)桿；13、升降板；14、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)；15、手柄。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述 實(shí)施例參見附圖1 3所示
一種輪扳手測(cè)試機(jī)，包括機(jī)架1、模擬螺釘頭2、扭矩傳感器3、伺服電機(jī)4、擺桿5以及輪扳手手柄夾持機(jī)構(gòu)6 ；所述模擬螺釘頭2朝上設(shè)置，供被測(cè)輪扳手7的六角套筒卡套；所述扭矩傳感器3設(shè)于模擬螺釘頭2的底部，其一端固定連接模擬螺釘頭2，另一端相對(duì)機(jī)架 1固定。所述伺服電機(jī)4固定于機(jī)架1上且位于模擬螺釘頭2的上方，其輸出軸朝下與模擬螺釘頭2同軸線設(shè)置，并且，該伺服電機(jī)4上帶有用于測(cè)量輸出軸的角位移的旋轉(zhuǎn)編碼器 8。所述擺桿5沿橫向設(shè)置，其一端與伺服電機(jī)4的輸出軸連接，而另一端延伸。具體，為了增加輸出扭矩，可在伺服電機(jī)4的輸出上加裝減速器9，即伺服電機(jī)4的輸出軸經(jīng)減速器9 與擺桿5端部傳動(dòng)連接，但一定要保證擺桿5的轉(zhuǎn)動(dòng)中心仍與伺服電機(jī)4的輸出軸同軸線。 所述輪扳手手柄夾持機(jī)構(gòu)6，由擺桿5桿身上向下伸出，用于將被測(cè)輪扳手7的手柄夾持固定住。另，還可在機(jī)架1上對(duì)應(yīng)被測(cè)輪扳手7的豎向段還設(shè)有輪扳手豎向段夾持機(jī)構(gòu)10，用于將被測(cè)輪扳手7的豎向段夾持固定住。輪扳手手柄夾持機(jī)構(gòu)6和輪扳手豎向段夾持機(jī)構(gòu) 10均可以由兩左右兩個(gè)夾塊以及對(duì)夾螺釘?shù)冉M成。所述機(jī)架1上設(shè)有一升降臺(tái)11，該升降臺(tái)11由兩導(dǎo)桿12、升降板13以及作用升降板13上的高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，所述兩導(dǎo)桿12豎向設(shè)置，升降板13穿套在兩導(dǎo)桿上滑動(dòng)連接，升降板13底部與機(jī)架1間設(shè)置高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以是各式手搖或電動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，如圖舉例為蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)14，該蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)14的輸入軸上連接手柄15。所述扭矩傳感器3固定于升降板13的上表面上。在裝卸被測(cè)輪扳手7的過程中，可通過手搖手柄15使升降臺(tái)11升降，進(jìn)而使模擬螺釘頭2也升降，便于被測(cè)輪扳手7的裝夾。具體，所述工控機(jī)控制系統(tǒng)包括工控機(jī)、I/O控制卡、運(yùn)動(dòng)控制卡以及數(shù)據(jù)采集卡， 并且工控機(jī)控制系統(tǒng)與扭矩傳感器、伺服電機(jī)以及旋轉(zhuǎn)編碼器連接。本測(cè)試機(jī)還可包括限位開關(guān)、緊急停止按鈕和聲光報(bào)警器等。具體如圖3所示，工控機(jī)的無源底板上加裝連接 I/O控制卡、運(yùn)動(dòng)控制卡以及數(shù)據(jù)采集卡，限位開關(guān)、緊急停止按鈕和聲光報(bào)警器連接于I/ 0控制卡上，而扭矩傳感器3和旋轉(zhuǎn)編碼器8接于數(shù)據(jù)采集卡上，而伺服電機(jī)4接于運(yùn)動(dòng)控制卡上。本實(shí)施例具體工作過程如下，流程圖見附圖4
當(dāng)進(jìn)行疲勞測(cè)試時(shí)，伺服電機(jī)4動(dòng)作，經(jīng)擺桿5和輪扳手手柄夾持機(jī)構(gòu)6向被測(cè)輪扳手 7施加扭矩，此時(shí)工控機(jī)高速檢測(cè)扭距傳感器3反饋的即時(shí)扭距，當(dāng)扭距傳感器3反饋的即時(shí)扭距等于設(shè)定的扭距時(shí)，控制伺服電機(jī)4立刻停止。伺服電機(jī)4停止后以當(dāng)前的扭距保持設(shè)定的時(shí)間，當(dāng)時(shí)間到達(dá)后工控機(jī)即時(shí)獲取旋轉(zhuǎn)編碼器8的輸出脈沖量，根據(jù)脈沖量計(jì)算出伺服電機(jī)4旋轉(zhuǎn)的角度(即角位移)，工控機(jī)再把伺服電機(jī)4旋轉(zhuǎn)的角度(即角位移)與設(shè)定的角度進(jìn)行比較，從而判斷被測(cè)試的輪扳手7是否合格。舉例
假如旋轉(zhuǎn)編碼器的1000個(gè)脈沖=1度，設(shè)定給輪扳手施加的扭距=400NM，設(shè)定達(dá)到扭距的輪扳手變形量小于8度為合格扳手；
當(dāng)測(cè)試啟動(dòng)后，若工控機(jī)檢測(cè)到扭距=400NM時(shí)，旋轉(zhuǎn)編碼器8的脈沖量=8800個(gè)，則伺服電機(jī)4旋轉(zhuǎn)的角度為8. 8度，大于所設(shè)定的8度，判定該輪扳手不合格；
若工控機(jī)檢測(cè)到扭距=400匪時(shí)，旋轉(zhuǎn)編碼器8的脈沖量=5300個(gè)，則伺服電機(jī)4的旋轉(zhuǎn)角度為5. 3度，小于所設(shè)定的8度，判定該輪扳手合格。上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種輪扳手測(cè)試機(jī)，其特征在于包括 一機(jī)架；一模擬螺釘頭，朝上設(shè)置，供被測(cè)輪扳手的六角套筒卡套；一扭矩傳感器，設(shè)于模擬螺釘頭的底部，其一端固定連接模擬螺釘頭，另一端相對(duì)機(jī)架固定；一伺服電機(jī)，固定于機(jī)架上且位于模擬螺釘頭的上方，其輸出軸朝下與模擬螺釘頭同軸線設(shè)置；并且，該伺服電機(jī)上帶有用于測(cè)量輸出軸的角位移的旋轉(zhuǎn)編碼器； 一擺桿，沿橫向設(shè)置，其一端與伺服電機(jī)的輸出軸連接，而另一端延伸； 一輪扳手手柄夾持機(jī)構(gòu)，由擺桿桿身上向下伸出，用于將被測(cè)輪扳手的手柄夾持固定住；一工控機(jī)控制系統(tǒng)，與上述扭矩傳感器、伺服電機(jī)以及旋轉(zhuǎn)編碼器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述輪扳手測(cè)試機(jī)，其特征在所述機(jī)架上設(shè)有一升降臺(tái)，該升降臺(tái)由兩導(dǎo)桿、升降板以及作用升降板上的高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，所述兩導(dǎo)桿豎向設(shè)置，升降板穿套在兩導(dǎo)桿上滑動(dòng)連接，升降板底部與機(jī)架間設(shè)置高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述扭矩傳感器固定于升降板的上表面上，從而在裝卸被測(cè)輪扳手的過程中，可通過升降臺(tái)升降模擬螺釘頭的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述輪扳手測(cè)試機(jī)，其特征在所述機(jī)架上對(duì)應(yīng)被測(cè)輪扳手的豎向段設(shè)有輪扳手豎向段夾持機(jī)構(gòu)，用于將被測(cè)輪扳手的豎向段夾持固定住。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述輪扳手測(cè)試機(jī)，其特征在所述工控機(jī)控制系統(tǒng)包括工控機(jī)、I/ 0控制卡、運(yùn)動(dòng)控制卡以及數(shù)據(jù)采集卡。
全文摘要
一種輪扳手測(cè)試機(jī)，其特征在于包括一機(jī)架；一模擬螺釘頭，朝上設(shè)置，供被測(cè)輪扳手的六角套筒卡套；一扭矩傳感器，設(shè)于模擬螺釘頭的底部，其一端固定連接模擬螺釘頭，另一端相對(duì)機(jī)架固定；一伺服電機(jī)，固定于機(jī)架上且位于模擬螺釘頭的上方，其輸出軸朝下與模擬螺釘頭同軸線設(shè)置；并且，該伺服電機(jī)上設(shè)有用于測(cè)量輸出軸的角位移的旋轉(zhuǎn)編碼器；一擺桿，沿橫向設(shè)置，其一端與伺服電機(jī)的輸出軸連接，而另一端延伸；一輪扳手手柄夾持機(jī)構(gòu)，由擺桿桿身上向下伸出，用于將被測(cè)輪扳手的手柄夾持固定?。灰还た貦C(jī)控制系統(tǒng)。本發(fā)明可自動(dòng)得出被測(cè)輪扳手是否合格的測(cè)試結(jié)果，既免除了人工測(cè)量和判斷的麻煩，又保證了測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01N3/22GK102183419SQ20111005473
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者彭志倫, 程先鋒, 羅宿, 蔡林虎, 陳國(guó)平 申請(qǐng)人:蘇州通錦精密工業(yè)有限公司