CN103722363A - 螺栓拧紧装置及其控制器、控制方法以及螺栓拧紧系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺栓拧紧装置，该螺栓拧紧装置包括拧紧主机（2），安装在该拧紧主机（2）上的拧紧轴（5），以及连接在该拧紧轴末端的套筒（6），该套筒用于连接螺栓，所述螺栓拧紧装置还包括回退装置，该回退装置能够驱动所述套筒相对于所述拧紧轴沿所述拧紧轴的长度方向运动。本发明还提供了用于该螺栓拧紧装置的控制器（1）和控制方法，以及螺栓拧紧系统。通过上述技术方案，在对螺栓进行拧紧操作的时候，便于套筒与螺栓的分离，解决了现有技术中存在的套筒与螺栓之间不易分离的问题，不但提高了设备的应用范围，提高了螺栓拧紧操作的精度，而且提高了工作效率以及装配质量。

Description

螺栓拧紧装置及其控制器、控制方法以及螺栓拧紧系统

技术领域

本发明涉及工件装配领域，具体地，涉及一种螺栓拧紧装置，包括该螺栓拧紧装置的螺栓拧紧系统，以及用于该螺栓拧紧装置的控制器和控制方法。

背景技术

在车辆的装配过程中，通常使用高精度的电动拧紧系统进行关键螺栓的拧紧装配工作。如图1为现有的螺栓拧紧系统的结构示意图。其中拧紧主机2和拧紧轴5构成螺栓拧紧装置，控制器1中储存有螺栓拧紧的工作程序，并向拧紧主机2发送控制信号，拧紧主机2接收该控制信号并执行与拧紧轴5该拧紧主机2通过悬挂机构3悬挂在工件4的上方，拧紧机箱2接收到控制信号后根据该信号对拧紧轴5进行控制，拧紧轴5带动套筒6旋转，以对工件4的螺栓7实施拧紧。

该悬挂机构3可以手动地调整，所以在使用该螺栓拧紧系统时，首先需要手动地将拧紧主机2移动到工件4上方的适当的位置，已将套筒6与螺栓7相连接。在拧紧机箱2控制拧紧轴5带动套筒6来拧紧螺栓7的过程中，首先需要进行预紧，此时拧紧机箱2接收到预紧指令之后，驱动拧紧轴5带动套筒6旋转，并捕获螺栓7以将其旋转并拧紧；当拧紧主机2通过内部传感器检测到拧紧轴5的扭矩达到预紧扭矩设定值时，拧紧机箱2接收到停顿指令，停止旋转拧紧轴5并短暂停顿；之后，拧紧机箱2接收到拧紧指令，再次驱动拧紧轴5带动套筒6以旋转螺栓7，直至拧紧轴5的扭矩达到最终扭矩设定值时停止；最后，拧紧机箱2接收到卸荷指令，驱动拧紧轴5反向旋转预设的卸荷角，此时拧紧轴5带动套筒6反转以撤销对螺栓施加的力，此时拧紧工作结束，实现了紧固螺栓的目的。在将螺栓拧紧之后，利用悬挂装置3将拧紧主机2向上移动，从而使得套筒6与螺栓7分离。

但是，工件上的螺栓通常并不是沿竖直方向设置的，当上述机构用于拧紧如图1所示的与竖直方向夹角为α的螺栓时，由于拧紧轴5末端的套筒6与螺栓之间会产生相互挤压，从而导致在完成拧紧工作之后难以分离，从而限制了该拧紧系统的应用，并且这种相对于竖直方向倾斜的螺栓只能采用精度较低或自动性较差的方式来拧紧。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺栓拧紧装置，该螺栓拧紧装置能够便于套筒与螺栓的脱离。

为了实现上述目的，本发明提供一种一种螺栓拧紧装置，该螺栓拧紧装置包括拧紧主机，安装在该拧紧主机上的拧紧轴，以及连接在该拧紧轴末端的套筒，该套筒用于连接螺栓，其中，所述螺栓拧紧装置还包括回退装置，该回退装置能够驱动所述套筒相对于所述拧紧轴沿所述拧紧轴的长度方向运动。

优选地，所述拧紧轴相对于竖直方向倾斜地安装在所述拧紧主机上。

优选地，所述回退装置包括设置在拧紧主机上的回退驱动元件、与该回退驱动元件连接的杆和与该杆垂直连接的连接板，该杆与所述拧紧轴相互平行，所述杆和所述套筒通过所述连接板相连，该回退驱动元件驱动该杆沿所述杆的长度方向运动，以带动所述套筒沿所述拧紧轴的长度方向运动。

优选地，所述回退驱动元件为气缸、液压缸或电动机。

优选地，所述连接板上形成有杆连接孔和套筒卡槽，所述杆穿过该杆连接孔并固定，所述套筒的外壁上形成有与该套筒卡槽向配合的凸台。

优选地，所述杆形成有螺纹，所述杆在所述连接板的两侧通过螺母固定在所述杆连接孔中。

本发明还提供一种用于上述螺栓拧紧装置的控制器，该控制器包括依次电连接的输入模块、处理模块和输出模块，该输出模块与所述拧紧主机电连接，其中，

所述输入模块用于接收所述拧紧轴的启动信号、所述拧紧轴的扭矩信号和所述拧紧轴的转角信号，并将该启动信号、扭矩信号和转角信号传送到所述处理模块；

所述处理模块用于接收所述启动信号、扭矩信号和转角信号，并储存预紧扭矩设定值、最终扭矩设定值、暂停时长值和卸荷角度值，

当所述处理模块接收到所述启动信号时，所述处理模块向所述输出模块传送所述启动信号，

当所述处理模块接收到所述扭矩信号时，将所述扭矩信号与所述预紧扭矩设定值和最终扭矩设定值进行比较，

当所述扭矩信号等于所述预紧扭矩设定值时，所述处理模块向所述输出模块传送所述拧紧轴的停止信号，并进行计时，当该计时值与所述暂停时长相等时，所述处理模块向所述输出模块传送启动信号，

当所述扭矩信号等于所述最终扭矩设定值时，所述处理模块依次向所述输出模块传送所述拧紧轴停止信号和所述拧紧轴反转信号，当所述转角信号等于所述卸荷角度值时，所述处理模块依次所述输出模块传送所述拧紧轴的停止信号和套筒回退信号，

其他情况下，所述处理模块无输出；

所述输出模块用于接收所述处理模块的所述拧紧轴的启动信号、停止信号、反转信号以及套筒回退信号，并传送给所述拧紧主机。

本发明还提供一种螺栓拧紧系统，该螺栓拧紧系统包括螺栓拧紧装置、用于悬挂该螺栓拧紧装置的悬挂机构和与所述螺栓拧紧装置电连接的控制器，其中，所述螺栓拧紧装置为本发明所述的螺栓拧紧装置，所述控制器为本发明所述的控制器，所述螺栓拧紧系统还包括用于检测所述拧紧轴的扭矩的第一传感器和用于检测所述拧紧轴的转角的第二传感器，该第一传感器和第二传感器与所述控制器的输入模块电连接。

本发明还提供一种用于本发明所述的螺栓拧紧装置的控制方法，其中，该方法包括：

启动所述拧紧主机；

检测所述拧紧轴的扭矩，

当所述拧紧轴的扭矩等于所述预紧扭矩设定值时，使所述拧紧主机停止，并且暂停预定时长，之后再启动所述拧紧主机；

当所述拧紧轴的扭矩等于所述最终扭矩设定值时，使所述拧紧轴停止旋转，然后再驱动拧紧轴反转，当所述拧紧轴的反向转角等于预定的卸荷角度值时，所述拧紧主机停止，所述回退装置驱动所述套筒回退。

通过上述技术方案，在对螺栓进行拧紧操作的时候，便于套筒与螺栓的分离，解决了现有技术中存在的套筒与螺栓之间不易分离的问题，不但提高了设备的应用范围，提高了螺栓拧紧操作的精度，而且提高了工作效率以及装配质量。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术中螺栓拧紧装置的示意图；

图2是本发明优选实施方式的螺栓拧紧装置的示意图；

图3是根据本发明优选实施方式的连接板的平面图。

附图标记说明

1 控制器          2 拧紧主机

3 悬挂机构        4 工件

5 拧紧轴          6 套筒

61 凸台           7 螺栓

81 回退驱动元件   82 杆

9 连接板          91 杆连接孔

92 套筒卡槽

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指对螺栓拧紧的实际操作中的方向，也就是附图中的方向。

本发明提供一种螺栓拧紧装置，该螺栓拧紧装置包括拧紧主机2，安装在该拧紧主机2上的拧紧轴5，以及连接在该拧紧轴5末端的套筒6，该套筒6用于连接螺栓，其中，所述螺栓拧紧装置还包括回退装置，该回退装置能够驱动所述套筒6相对于所述拧紧轴5沿所述拧紧轴5的长度方向运动。

本发明所提供的螺栓拧紧装置用于在工件上拧紧螺栓，该螺栓拧紧装置包括拧紧主机2，该拧紧主机上安装有拧紧轴5，该拧紧主机2中具有驱动该拧紧轴5的驱动装置，该拧紧轴5的末端连接有套筒6，该套筒6用于连接螺栓。这样，在拧紧主机2的控制下，拧紧轴5旋转从而带动套筒6旋转，以拧紧螺栓。

而本发明的螺栓拧紧装置的特征在于，该螺栓拧紧装置还包括回退装置，该回退装置用于驱动套筒6沿拧紧轴5的长度方向相对于该拧紧轴5运动。而现有技术中通过将拧紧主机2向上移动而使套筒6与螺栓相互分离，于此相比，利用本发明的技术方案，可以利用回退装置将套筒6沿拧紧轴5的长度方向向远离螺栓的方向运动，从而使得套筒6与螺栓的分离更加容易，尤其是在螺栓与套筒6的配合并不平顺的情况下，直接竖直向上地移动拧紧主机2可能会由于螺栓与套筒6之间的不对正而相互挤压的作用力而发生难以分离的现象，更严重地可能由于螺栓与套筒6之间被迫强行分离而发生损坏。

本发明的技术方案中，套筒6可以在回退装置的控制下沿拧紧轴5运动，这样就可以对套筒6进行较为精确的控制。在使用该螺栓拧紧装置进行螺栓拧紧的时候，通常使拧紧轴5与螺栓相对地设置，最优选地使拧紧轴5和螺栓位于一条直线上，这样在完成对螺栓的拧紧之后，只要将套筒6沿着所述拧紧轴5向远离螺栓的方向运动，即可轻松地将套筒6和螺栓分离。

需要说明的是，本发明对拧紧轴5在拧紧主机2上安装的位置和方式并没有限制，而且该拧紧主机2上的拧紧轴5的数量也可以根据螺栓的数量和位置而具体地设置。

优选地，所述拧紧轴5相对于竖直方向倾斜地安装在所述拧紧主机2上。

在实际操作中，并螺栓常常相对于竖直方向倾斜地连接在工件上，因此，沿竖直方向设置的拧紧轴5不能适用于这种情况。在本发明的螺栓拧紧装置中，所述拧紧轴5相对于竖直方向倾斜地安装在所述拧紧主机2上，这样，对于相对于竖直方向倾斜的螺栓在工件上的拧紧，利用本发明的螺栓拧紧装置就可以很方便地将螺栓拧紧装置的套筒6与螺栓连接在一起。而且，在将套筒6与螺栓分离时，只需要将套筒6沿着拧紧轴5的长度远离螺栓运动即可使套筒6与螺栓很容易地分离了。

优选地，所述回退装置包括设置在拧紧主机2上的回退驱动元件81、与该回退驱动元件连接的杆82和与该杆82垂直连接的连接板9，该杆82与所述拧紧轴5相互平行，所述杆82和所述套筒6通过所述连接板9相连，该回退驱动元件81驱动该杆82沿所述杆82的长度方向运动，以带动所述套筒6沿所述拧紧轴5的长度方向运动。

在本优选实施方式中，该回退装置包括回退驱动元件81和与该回退驱动元件81连接的杆82，该回退驱动元件设置在拧紧主机2上，该杆82与拧紧轴5相互平行，该回退装置还包括连接板9，该连接板9垂直地将套筒6和杆82连接在一起。这样，回退驱动元件81驱动该杆82沿该杆82的长度方向运动，以通过连接板9带动套筒6与杆82相互平行地运动，也就是带动该套筒6沿所述拧紧轴5的长度方向运动。

这样，就可以利用该回退装置对套筒6进行控制，能够较为精确地控制套筒6沿拧紧轴5运动，节省了人力，便于套筒6与螺栓的连接。

需要说明的是，任何能够带动套筒6沿拧紧轴5的长度方向运动的回退装置都能应用到本发明中，以上仅给出了一种优选的实施方式。利用上述的回退装置，可以很方便并准确地控制套筒6沿拧紧轴5运动，而且该回退装置的结构简单，易于实现。

通过上述技术方案，在对螺栓进行拧紧操作的时候，便于套筒与螺栓的接合和分离，解决了现有技术中存在的套筒与螺栓之间不易接合和分离的问题，不但提高了设备的应用范围，提高了螺栓拧紧操作的精度，而且提高了工作效率以及装配质量。

优选地，所述回退驱动元件81为气缸、液压缸或电动机。

在上文所述的优选实施方式中，回退驱动元件81可以选择现有技术中任何适用的驱动元件，在实际应用中根据应用场合以及螺栓和工件的实际情况而选择，气缸、液压缸或电机都可以作为该回退驱动元件81，利用这些驱动元件驱动套筒运动不但更加可靠而且节省人力。

优选地，所述连接板9上形成有杆连接孔91和套筒卡槽92，所述杆82穿过该杆连接孔91并在所述连接板9的两侧分别通过螺母固定，所述套筒6的外壁上形成有与该套筒卡槽92向配合的凸台。

在本优选实施方式中，例举了连接板0的一种实施方式。该连接板9形成为板件，在该板件上具有杆连接孔91和套筒卡槽92，杆82穿过该杆连接孔91并固定，这样回退驱动元件81就能够通过杆82带动连接板9的运动。而另一方面，套筒6外壁上形成有凸台61，而连接板9上相应地形成有朝向一侧开口的套筒卡槽92，这样可以很容易将套筒6安装在该套筒卡槽92中，而当连接板9随着回退驱动元件向上运动时，连接板9与套筒卡接配合从而带动套筒6一同向上运动。

优选地，所述杆82形成有螺纹，所述杆82在所述连接板9的两侧通过螺母固定在所述杆连接孔91中。

在本优选实施方式中，杆82上形成有螺纹，这样在连接板9两侧的杆82上都连接有螺母，以将连接板9与杆82相对地固定。并且，通过调整两侧的螺母，还能调整连接板9相对于杆82的位置。

优选地，所述拧紧轴5在水平面内可平移地安装在所述拧紧主机2上。

在实际应用中，由于工件和螺栓的尺寸不同，螺栓之间的距离在不同的应用情况下各不相同。为了适应不同的应用场合，拧紧轴5可以在水平面上平移地安装在拧紧主机2上。也就是说拧紧轴5可以相对于拧紧主机2平移，这样就可以根据螺栓的位置而任意调整拧紧轴5的位置，从而适用于更多的应用场合。

例如，可以在拧紧主机2上设置导轨，拧紧轴5可以沿着该导轨平移，并且可以固定在导轨的任意位置，从而能够稳固地对螺栓进行操作。现有技术中能够实现上述平移的任何结构和装置都可以应用到本发明中，此处对此不再赘述。

优选地，所述拧紧轴5在竖直面内可旋转地安装在所述拧紧主机2上。

通常，螺栓相对于竖直方向倾斜地安装在工件上，而且不同的应用场合中的螺栓倾斜程度各不相同。因此，为了能够提高本发明的螺栓拧紧装置的通用性，该拧紧轴5可以相对于拧紧主机2在竖直平面内旋转，并且可以根据螺栓的倾斜角度而固定在任意的角度。这样，在使用时就可以根据螺栓的倾斜程度而调整拧紧轴5的倾斜程度，使得拧紧轴5与螺栓在同一直线上，然后再将拧紧轴5固定在这一倾斜角度上，这样就可以很容易地将套筒6与螺栓连接在一起，而且在将套筒6与螺栓分开的时候，由于拧紧轴5的倾斜角度可以调整，从而能够更好地避免套筒6与螺栓之间由于不对正而发生相互挤压的作用力，使得套筒6更容易与螺栓分离。

本发明还提供一种用于本发明所述的螺栓拧紧装置的控制器1，该控制器1包括依次电连接的输入模块、处理模块和输出模块，该输出模块与所述拧紧主机2电连接，其中，

所述输入模块用于接收所述拧紧轴5的启动信号、所述拧紧轴5的扭矩信号和所述拧紧轴5的转角信号，并将该启动信号、扭矩信号和转角信号传送到所述处理模块；

所述处理模块用于接收所述启动信号、扭矩信号和转角信号，并储存预紧扭矩设定值、最终扭矩设定值、暂停时长值和卸荷角度值，

当所述处理模块接收到所述启动信号时，所述处理模块向所述输出模块传送所述启动信号，

当所述处理模块接收到所述扭矩信号时，将所述扭矩信号与所述预紧扭矩设定值和最终扭矩设定值进行比较，

当所述扭矩信号等于所述预紧扭矩设定值时，所述处理模块向所述输出模块传送所述拧紧轴5的停止信号，并进行计时，当该计时值与所述暂停时长相等时，所述处理模块向所述输出模块传送启动信号，

当所述扭矩信号等于所述最终扭矩设定值时，所述处理模块依次向所述输出模块传送所述拧紧轴5停止信号和所述拧紧轴5反转信号，当所述转角信号等于所述卸荷角度值时，所述处理模块依次所述输出模块传送所述拧紧轴5的停止信号和套筒回退信号，

其他情况下，所述处理模块无输出；

所述输出模块用于接收所述处理模块的所述拧紧轴5的启动信号、停止信号、反转信号以及套筒回退信号，并传送给所述拧紧主机2。

本发明提供的控制器包括依次电连接的输入模块、处理模块和输出模块，主要用于控制本发明所提供的拧紧装置。

在实际操作过程中，首先将拧紧装置手动地运动到工件的上方，并将套筒6与待拧紧的螺栓预连接在一起，从而为拧紧做好准备。输入模块在接收螺栓拧紧装置的启动信号时，将该启动信号传送到处理模块，处理模块再向输出模块传送所述启动信号，最后，输出模块控制拧紧主机2启动开始工作。该拧紧主机2驱动拧紧轴5进行旋转，从而带动套筒6拧紧螺栓。

在拧紧轴5旋转的过程中，控制器1的输入模块不断接收拧紧轴5的扭矩信号，并将该扭矩信号传送到处理模块，处理模块将该扭矩信号与该处理模块中储存的预紧扭矩设定值和最终扭矩设定值进行比较（该预紧扭矩设定值和最终扭矩设定值通过实验或者经验值来确定并预先储存在处理模块之中，并且该预紧扭矩设定值和最终扭矩设定值还可以根据不同的螺栓和不同的工况进行调整），然后通过输出模块控制拧紧轴5首先驱动套筒6旋转达到预紧扭矩设定值以对螺栓预拧紧，然后经过暂停之后再进一步旋转达到最终扭矩设定值，以对螺栓最终拧紧。

因此，当输入模块传送到处理模块的扭矩信号等于预紧扭矩设定值时，处理模块向输出模块传送拧紧轴5的停止信号，输出模块将该停止信号输出到拧紧主机2以控制拧紧轴5停止旋转，并进行计时，当计时到处理模块中储存的暂停时长时，处理模块向输出模块传送拧紧轴5的启动信号，输出模块再次向拧紧主机2输出启动信号以重新启动拧紧轴5进行旋转。

当输入模块传送到处理模块的扭矩信号等于最终扭矩设定值时，处理模块首先向输出模块传送拧紧轴5的停止信号，输出模块将该拧紧轴5的停止信号输出到拧紧主机2以控制拧紧轴5停止旋转，然后处理模块再向输出模块传送拧紧轴5的反转信号，输出模块将该拧紧轴反转信号传送到拧紧主机2，以控制拧紧轴5反向旋转，与此同时，输入模块还将拧紧轴5反转的转角信号传送到处理模块，当处理模块判断该转角信号与处理模块中储存的卸荷角度值相等时，处理模块依次向输出模块传送拧紧轴5的停止信号和套筒回退信号，输出模块首先将该停止信号传送到拧紧主机2以控制拧紧轴5停止旋转，然后再将套筒回退信号传送到拧紧主机，该拧紧主机控制回退装置驱动套筒6沿拧紧轴5向上回退。

在其他情况下，也就是说输入模块接收到的拧紧轴5的扭矩信号小于预紧扭矩设定值，或者大于预紧扭矩设定值且小于最终扭矩预设值时，处理模块不向输出模块传送信号。

这样，利用上述本发明所提供的控制器1，就能够对本发明所提供的螺栓拧紧装置进行控制，以实现上文所述的控制。该控制器1能够提高对螺栓的拧紧操作的精度，提高了工作效率和装配质量，避免了套筒与螺栓之间不易分离的问题。

本发明还提供一种螺栓拧紧系统，该螺栓拧紧系统包括螺栓拧紧装置、用于悬挂该螺栓拧紧装置的悬挂机构和与所述螺栓拧紧装置电连接的控制器1，其中，所述螺栓拧紧装置为本发明所述的螺栓拧紧装置，所述控制器1为本发明所述的控制器1，所述螺栓拧紧系统还包括用于检测所述拧紧轴5的扭矩的第一传感器和用于检测所述拧紧轴5的转角的第二传感器，该第一传感器和第二传感器与所述控制器1的输入模块电连接。

由于该螺栓拧紧系统包括螺栓拧紧装置和控制器1，该螺栓拧紧装置即为上文所述的螺栓拧紧装置，而控制器1则根据上文所描述的结构和信号传递关系来对螺栓拧紧装置进行控制。

下面将该螺栓拧紧装置和对其进行控制的控制器1结合在一起进行介绍。

在使用该螺栓拧紧系统时，手动地操作该悬挂机构，使其位于工件的上方而能够与螺栓基本相对，并将套筒6连接到螺栓上。

当一切就绪之后向控制器1发送一个拧紧轴5的启动信号，控制器1的输入模块检测到该启动信号之后将该启动信号传送到处理模块，该处理模块将该启动信号传送到输出模块，再由输出模块向拧紧主机2发送，拧紧主机2驱动拧紧轴5开始旋转。

当拧紧轴5开始旋转之后，通过第一传感器对该拧紧轴5的扭矩进行检测，控制器1对拧紧轴5的扭矩进行实时的采集和监控。具体地，可以通过第一传感器等检测拧紧轴5的扭矩，第一传感器将该扭矩的检测值传送到控制器1的输入模块，输入模块再将该扭矩的检测值传送到处理模块。

处理模块中预存有预紧扭矩设定值和暂停时长值，当处理模块将拧紧轴5的扭矩的测量值与预存的预紧扭矩设定值作比较，当判定拧紧轴5的扭矩的测量值等于该预紧扭矩设定值时，控制器1认为该拧紧轴5已经对螺栓完成了预紧，处理模块会向输出模块发送拧紧轴5的停止信号，并开始计时，当计时达到预设的暂停时长值时，处理模块会重新向输出模块传送拧紧轴5的启动信号，该输出模块将该启动信号传送到拧紧主机2，再次驱动拧紧主机2控制拧紧轴5开始旋转。

该处理模块中还预存有最终扭矩设定值和卸荷角度值，当处理模块将拧紧轴5的扭矩的测量值与预存的预紧扭矩设定值进行比较，当所述扭矩信号等于所述最终扭矩设定值时，控制器1认为该拧紧轴5已经对螺栓完成了拧紧，所述处理模块向所述输出模块传送拧紧轴5的停止信号，输出模块再将该停止信号传送到拧紧主机2，以停止拧紧轴5的工作，之后处理模块再向输出模块传送拧紧轴5的反转信号，第二传感器检测拧紧轴5的转角信号并传送到输入模块，该输入模块将该转角信号传送到处理模块，当处理模块判断所述拧紧轴5反转的转角信号等于所述卸荷角度值时，所述处理模块依次向所述输出模块传送停止信号和套筒回退信号，输出模块再先后将停止信号和套筒回退信号传送到拧紧主机2，该拧紧主机2先控制拧紧轴5停止，再由回退装置带动套筒6回退，以将套筒6和螺栓分离。

在除去上述情况之外的其他情况下，所述处理模块都无输出，例如拧紧轴5的扭矩的测量值小于预紧扭矩设定值，此时还没有对螺栓完成预紧，处理模块无输出，则拧紧主机2继续保持在运行状态。

而所述输出模块则用于接收所述处理模块的拧紧轴5的启动信号、停止信号、反转信号以及套筒回退信号，并传送给所述拧紧主机2。

以上就是包括本发明所提供的螺栓拧紧装置和控制器1的螺栓拧紧系统的工作方法。

本发明还提供一种用于本发明所述的螺栓拧紧装置的控制方法，其中，该方法包括：

启动所述拧紧主机2；

检测所述拧紧轴5的扭矩，

当所述拧紧轴5的扭矩等于所述预紧扭矩设定值时，使所述拧紧主机2停止，并且暂停预定时长，之后再启动所述拧紧主机2；

当所述拧紧轴2的扭矩等于所述最终扭矩设定值时，使所述拧紧轴5停止旋转，然后再驱动拧紧轴5反转，当所述拧紧轴5的反向转角等于预定的卸荷角度值时，所述拧紧主机2停止，所述回退装置驱动所述套筒6回退。

根据本发明所提供的螺栓拧紧装置，本发明还相应地提供了该螺栓拧紧装置的控制方法，以实现本发明的发明目的。

首先，要启动拧紧主机2，控制拧紧轴5开始进行旋转，驱动套筒随之旋转以对螺栓进行拧紧。

然后再对拧紧轴5的扭矩进行检测，当该扭矩等于预紧扭矩设定值时，使拧紧主机2停止一个预定的时间，然后再重新启动拧紧主机2。当该扭矩等于最终扭矩设定值时，首先使拧紧轴2停止旋转，然后再驱动该拧紧轴反向旋转，当拧紧轴5的反向转角等于预定的卸荷角度值时，拧紧主机2停止，本发明的螺栓拧紧装置中的回退装置驱动套筒6回退。该回退装置驱动套筒6回退的方法和步骤已经在上文对回退装置的描述中详细介绍，此处不再赘述。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种螺栓拧紧装置，该螺栓拧紧装置包括拧紧主机（2），安装在该拧紧主机（2）上的拧紧轴（5），以及连接在该拧紧轴（5）末端的套筒（6），该套筒（6）用于连接螺栓，其特征在于，所述螺栓拧紧装置还包括回退装置，该回退装置能够驱动所述套筒（6）相对于所述拧紧轴（5）沿所述拧紧轴（5）的长度方向运动。

2.根据权利要求1所述的螺栓拧紧装置，其特征在于，所述拧紧轴（5）相对于竖直方向倾斜地安装在所述拧紧主机（2）上。

3.根据权利要求1所述的螺栓拧紧装置，其特征在于，所述回退装置包括设置在拧紧主机（2）上的回退驱动元件（81）、与该回退驱动元件连接的杆（82）和与该杆（82）垂直连接的连接板（9），该杆（82）与所述拧紧轴（5）相互平行，所述杆（82）和所述套筒（6）通过所述连接板（9）相连，该回退驱动元件（81）驱动该杆（82）沿所述杆（82）的长度方向运动，以带动所述套筒（6）沿所述拧紧轴（5）的长度方向运动。

4.根据权利要求3所述的螺栓拧紧装置，其特征在于，所述回退驱动元件（81）为气缸、液压缸或电动机。

5.根据权利要求3所述的螺栓拧紧装置，其特征在于，所述连接板（9）上形成有杆连接孔（91）和套筒卡槽（92），所述杆（82）穿过该杆连接孔（91）并固定，所述套筒（6）的外壁上形成有与该套筒卡槽（92）向配合的凸台（61）。

6.根据权利要求5所述的螺栓拧紧装置，其特征在于，所述杆（82）形成有螺纹，所述杆（82）在所述连接板（9）的两侧通过螺母固定在所述杆连接孔（91）中。

7.一种用于权利要求1-6中任意一项所述的螺栓拧紧装置的控制器（1），该控制器（1）包括依次电连接的输入模块、处理模块和输出模块，该输出模块与所述拧紧主机（2）电连接，其特征在于，

所述输入模块用于接收所述拧紧轴（5）的启动信号、所述拧紧轴（5）的扭矩信号和所述拧紧轴（5）的转角信号，并将该启动信号、扭矩信号和转角信号传送到所述处理模块；

所述处理模块用于接收所述启动信号、扭矩信号和转角信号，并储存预紧扭矩设定值、最终扭矩设定值、暂停时长值和卸荷角度值，

当所述处理模块接收到所述启动信号时，所述处理模块向所述输出模块传送所述启动信号，

当所述处理模块接收到所述扭矩信号时，将所述扭矩信号与所述预紧扭矩设定值和最终扭矩设定值进行比较，

当所述扭矩信号等于所述预紧扭矩设定值时，所述处理模块向所述输出模块传送所述拧紧轴（5）的停止信号，并进行计时，当该计时值与所述暂停时长相等时，所述处理模块向所述输出模块传送启动信号，

当所述扭矩信号等于所述最终扭矩设定值时，所述处理模块依次向所述输出模块传送所述拧紧轴（5）停止信号和所述拧紧轴（5）反转信号，当所述转角信号等于所述卸荷角度值时，所述处理模块依次所述输出模块传送所述拧紧轴（5）的停止信号和套筒回退信号，

其他情况下，所述处理模块无输出；

所述输出模块用于接收所述处理模块的所述拧紧轴（5）的启动信号、停止信号、反转信号以及套筒回退信号，并传送给所述拧紧主机（2）。

8.一种螺栓拧紧系统，该螺栓拧紧系统包括螺栓拧紧装置、用于悬挂该螺栓拧紧装置的悬挂机构和与所述螺栓拧紧装置电连接的控制器，其特征在于，所述螺栓拧紧装置为上述权利要求1-6中任意一项所述的螺栓拧紧装置，所述控制器为上述权利要求7所述的控制器（1），所述螺栓拧紧系统还包括用于检测所述拧紧轴（5）的扭矩的第一传感器和用于检测所述拧紧轴（5）的转角的第二传感器，该第一传感器和第二传感器与所述控制器的输入模块电连接。

9.一种用于权利要求1-6所述的螺栓拧紧装置的控制方法，其特征在于，该方法包括：

启动所述拧紧主机（2）；

检测所述拧紧轴（5）的扭矩，

当所述拧紧轴（5）的扭矩等于所述预紧扭矩设定值时，使所述拧紧主机（2）停止，并且暂停预定时长，之后再启动所述拧紧主机（2）；

当所述拧紧轴（2）的扭矩等于所述最终扭矩设定值时，使所述拧紧轴（5）停止旋转，然后再驱动拧紧轴（5）反转，当所述拧紧轴（5）的反向转角等于预定的卸荷角度值时，所述拧紧主机（2）停止，所述回退装置驱动所述套筒（6）回退。

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