CN109968263B - 包括再转位的用于将螺母绕管拧紧的方法和相应的装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及包括再转位的用于将螺母绕管拧紧的方法和相应的装置，一种通过螺丝刀装置拧紧用于将管连接到元件的螺母的方法，包括至少一个拧紧循环，其包括至少以下连续步骤：步骤(61)，用于使该装置在打开位置绕该管定位，使得该管进入壳体和端部件(10)的侧向孔缝；步骤(62)，用于使端部件(10)与螺母啮合；步骤(63)，用于紧固(3)螺母；步骤(64)，用于使端部件(10)与螺母脱离；步骤(66)，用于从该管中移除该装置；该装置包括在使端部件与螺母脱离的步骤(64)与从该管中移除该装置的步骤(66)之间的再转位步骤(65)，在再转位期间，电动机将端部件(10)带回到打开位置，使得沿拧紧方向旋转地驱动它。

Description

包括再转位的用于将螺母绕管拧紧的方法和相应的装置

技术领域

本发明的领域是用于拧紧管连接螺母的技术的领域。

本发明更具体地涉及以下所需的再转位(re-indexing/re-indexation)：

-将这种类型的拧紧装置定位在待紧固组件上，和

-从此组件中移除所述装置。

背景技术

存在许多工业应用，其中使用螺母将管装配在待供应流体(诸如例如供给到制动元件中的制动液、供给到热机的燃烧室中的燃料等)的元件上。在这种情况下，螺母安装成可绕管旋转移动(此管通过螺母)并紧固到待供应的元件上或其内部，以使管装配在其上并保证连接的紧密密封。

管的存在避免了具有能够与螺母配合以驱动其旋转的旋转端部件的传统工具(即通常为圆柱形的拧紧接套或套管)的使用。因此，管的存在决定了工具的使用，其壳体和端部件具有侧向孔缝，当这些孔彼此重合时，即当它们对准时，能够使管通过。

图1示出了能够紧固这种类型的组件的拧紧装置的末端的顶视图。此拧紧装置通常包括螺丝刀V(其中仅示出了末端)，在其末端组装有螺丝刀头EV，用于拧紧管连接螺母。螺丝刀头EV的内部传动装置与此螺丝刀V的输出轴配合，其本身经由螺丝刀V的传动装置和内部电动机驱动移动。

因此，如图所示，螺丝刀头EV的端部件10在其中心处穿有孔100并且具有通向孔100的侧向孔缝101。容纳端部件10的壳体11的部分也具有侧向孔缝110。

参考图2，拧紧装置可以采取打开位置，其中孔缝101和110重合，以便能够将管引入端部件10的孔100中或从端部件的孔中抽出。

为了执行拧紧操作，为使螺母与端部件10配合，必须使管在孔100中啮合，使得其通过孔缝110、101。在拧紧操作结束时，必须使管与孔100脱离，使其再次通过孔缝101、110。

因此，管在孔100中的啮合以及从孔100中抽出管意指被称为再转位操作的操作，在所述再转位操作结束时，装置处于打开位置，其中孔缝101、110重合。

此再转位是在每次拧紧操作结束时执行的，以便一方面能够在拧紧操作结束时从组件上释放螺丝刀，另一方面能够实现螺丝刀与另一个组件啮合以执行新的拧紧操作。

图3示出了置于电动机和端部件100之间的传动装置12的部分的顶视图。

此实例中的此传动部分12包括第一小齿轮120，其被设计成通过螺丝刀V的电动机沿拧紧方向和拧松方向交替地驱动旋转。此第一小齿轮120与包括第一中间小齿轮1211的级联小齿轮121啮合，所述级联小齿轮与两个第二中间小齿轮1212啮合，其继而与与端部件10旋转地连接的第二小齿轮122啮合。两个第二中间小齿轮1212的存在保证了当没有齿的孔缝101与它们中的一个重合时另一个第二中间小齿轮1212啮合的连续性。集成在螺丝刀头EV中的小齿轮的数量取决于根据其用途的其长度。

为了执行再转位操作，拧紧接套EV的传动装置可以集成后止动件，当孔缝101、110重合时，传动装置抵靠所述后止动件。

图4示出了图3的传动部分112，其中第一小齿轮120已从所述传动部分中移除。

图5示出了第一小齿轮120的底视图，在所述第一小齿轮上可以看到止动件1201。此止动件在其圆周的一半上从第一小齿轮120的下表面突出。此止动件1201具有半环(半月形)的形状。

参考图4，壳体11容纳棘轮13，所述棘轮安装成可旋转移动，克服了片簧14绕基本上平行于壳体11中的第一小齿轮120的旋转轴线的轴线的作用。

当拧紧装置的电动机沿拧紧方向致动时，第一小齿轮120的止动件1201抵靠棘轮13滑动，棘轮容纳在为此目的设计在壳体11中的凹槽15中。这使得第一小齿轮120能够自由旋转，以便经由级联小齿轮121沿拧紧方向旋转地驱动端部件10。

当拧紧装置的电动机沿拧松方向致动时，第一小齿轮120自由旋转，直到棘轮13从其凹槽15中出来并且第一小齿轮30的止动件1201被棘轮13卡住。然后，沿拧松方向的传动被阻断。在此位置，孔缝101、110重合：装置处于打开位置。另外，在此位置，电动机和第一小齿轮120之间的所有传动间隙沿拧松方向得到补偿。

拧紧装置包括用于测量表示由电动机输送的扭矩的至少一条信息的装置。当电动机沿拧松方向实施时，并且当止动件1201压靠棘轮13时，第一小齿轮120沿拧松方向被阻断，从而引起由电动机输送的扭矩的增加。因此，当由用于测量表示由电动机输送的扭矩的信息的测量装置测量的值超过预定反向抵靠阈值时，对应于止动件1201抵靠棘轮13的应用，集成到拧紧装置中或拧紧装置所连接的控制器命令电动机停止，装置处于打开位置。

为了通过此装置执行拧紧操作，当它处于打开位置时，操作者将管插入端部件10的孔100中，使得其通过侧向孔缝110、101，然后使端部件与螺母配合以使其能够拧紧。

在将拧紧装置啮合到待拧紧组件上之前，拧紧装置处于打开位置，因为其在前一次拧紧操作之后在此位置再转位。在一个变型中，如果从先前的拧紧操作结束以来端部件已经旋转使得其不再处于打开位置，则在拧紧操作开始之前，工具可以进行初始的再转位，以保证它确实处于打开位置。

然后，操作者以此方式致动装置的触发器G，使得螺丝刀的控制器根据预编程的策略控制电动机。

在拧紧操作结束时，操作者将螺母从端部件上释放，使拧紧装置沿着管的轴线平移，使其远离螺母移动，使得它们不再相互啮合。然而，管保持被困在孔100中，除非在装置处于其打开位置时停止拧紧操作，这很少发生。

然后，操作者启动由控制器控制的再转位阶段，以便将装置置于打开位置，从而使操作者能够从装置释放管。

在此再转位操作期间，控制器使端部件沿拧松方向旋转，直到表示由电动机输送的扭矩的信息达到反向抵靠阈值，其中传动装置被阻断抵靠后止动件，并且装置处于打开位置。

此现有技术解决方案是有效的，因为它使得装置能够容易且可靠地返回到打开位置，以使其能够定位在组件上或从其释放。

但是，此解决方案甚至可以被进一步改进。

实际上，在再转位阶段，控制器假定拧紧装置未与螺母啮合。因此，即使当操作者将此拧紧装置留在与螺母啮合的位置，同时控制器必须执行再转位操作时，控制器也实施此再转位操作。由于再转位是通过沿拧松方向旋转驱动端部件完成的，因此在拧紧装置仍然与螺母啮合时，其实施可能导致螺母的部分拧松，从而导致紧固质量的恶化，甚至是某些关键应用的安全问题(例如，制动软管的部分紧固)。

发明内容

本发明的目的

本发明特别旨在为这些不同问题中的至少某些问题提供有效的解决方案。

特别地，本发明的目的在于，在至少一个实施例中，提供一种再转位用于将螺母绕管拧紧的螺丝刀装置的改进技术。

特别地，根据至少一个实施例，本发明的目的是提供一种确信且可靠的这种技术，即限制拧紧操作质量劣化的风险。

根据至少一个实施例，本发明的另一个目的是提供一种简单和/或经济的这种技术。

本发明的介绍

为此，本发明提出了一种通过螺丝刀装置拧紧用于将管连接到元件的螺母的方法，所述管延伸通过所述螺母，所述装置包括壳体、能够与所述螺母配合的旋转端部件、电动机和能够驱动所述端部件并具有操作间隙的传动装置，所述壳体和所述端部件各自具有侧向孔缝，当它们重合时，能够使所述管进入所述端部件并因此限定所述端部件的打开位置。

根据本发明，所述方法包括至少一个拧紧循环，其包括至少以下连续步骤：

-用于使所述装置在所述打开位置绕所述管定位，使得所述管进入所述壳体和所述端部件的所述侧向孔缝的步骤；

-用于使所述端部件与所述螺母啮合的步骤；

-用于紧固所述螺母的步骤；

-用于使所述端部件与所述螺母脱离的步骤；

-用于从所述管中移除所述装置的步骤。

根据本发明，所述方法包括在使所述端部件与所述螺母脱离的步骤与用于从所述管中移除所述装置的步骤之间的再转位步骤，在所述再转位期间，所述电动机将所述端部件带回到所述打开位置，使得沿拧紧方向旋转地驱动它。

因此，本发明使得在再转位期间端部件不脱离的情况下可以消除螺母松动的风险。

因此，本发明消除了再转位期间紧固质量恶化的风险。

根据一个可能的特性，所述装置包括止动件，当所述端部件由所述电动机沿拧松方向驱动后处于打开位置时，所述传动装置反向抵靠所述止动件，所述方法包括对表示拧松扭矩的至少一条信息实时测量的步骤，

所述方法包括在所述再转位步骤之后的后反向抵靠步骤，其顺序地包括：

-用于沿拧紧方向驱动所述电动机预定角度K的子步骤；

-用于沿拧松方向驱动所述电动机，直到表示拧松扭矩值的所述信息超过对应于所述传动装置抵靠所述止动件的预定反向抵靠阈值的子步骤，所述端部件处于所述打开位置。

因此，在紧固操作结束时打开位置的精度得到改善，同时通过沿拧松方向旋转角度K来最小化螺母拧松的风险，所述角度将被选择为对应于端部件的旋转角度(其范围为5到15度)。

根据一个特定的可能特性，所述装置包括止动件，当所述端部件由所述电动机沿拧松方向驱动后处于打开位置时，所述传动装置反向抵靠所述止动件，所述方法包括对表示拧松扭矩的至少一条信息实时测量的步骤，

所述方法包括在所述紧固步骤的上游的后反向抵靠步骤，其顺序地包括：

-用于沿拧紧方向驱动所述电动机预定角度K的子步骤；

-用于沿拧松方向驱动所述电动机，直到表示拧松扭矩的所述信息超过对应于所述传动装置抵靠所述止动件的预定反向抵靠阈值的子步骤，所述端部件处于所述打开位置。

因此，当在所述紧固步骤的上游实现所述反向反向抵靠步骤时，它提供了可靠的抵靠转位值，并且在所述紧固结束时，由于螺丝刀控制装置可以从对应于抵靠期间获得的可靠打开位置的角度计算再转位位置，同时防止在所述紧固结束时沿拧松方向的旋转(这可能导致螺母松动)的事实，能够实现精确再转位步骤。

根据一个可能的特性，当开始所述紧固步骤时，根据本发明的方法包括用于记录对应于所述端部件的打开角位置O的所述电动机的绝对角位置X的步骤，所述操作间隙沿拧紧方向得到补偿，所述再转位步骤包括用于将所述电动机沿拧紧方向控制到绝对角位置A的步骤，使得：

A＝X+(N+1)W，

W是预定与当所述端部件旋转一周时所述电动机经过的角度对应的角度值

N是在所述紧固步骤结束时所述电动机在其绝对角位置X与其绝对角位置Y之间经过角度W的整数次数。

再转位的控制仅取决于位置X、计数和/或测量和/或计算值N以及参数化W，因此简化了实施并缩短拧紧循环的总时间。

根据一个可能的特性，当在所述再转位步骤之后实现所述后反向抵靠步骤时，在所述紧固步骤开始时，所述方法包括用于记录对应于所述端部件的打开角位置O的所述电动机的绝对角位置X'的步骤，所述操作间隙沿拧松方向得到补偿，所述再转位步骤包括用于将所述电动机沿顺时针方向控制到绝对角位置A的步骤，使得：

A＝X'+(N+1)W+J

W是与当所述端部件旋转一周时所述电动机经过的角度对应的预定角度值；

J是与所述电动机在沿拧松方向补偿所述间隙的位置与沿拧紧方向补偿所述间隙的位置之间经过的角度对应的预定角度值；

N是在所述紧固步骤结束时所述电动机在绝对角位置X'+J与其绝对角位置Y之间经过角度W的整数次数。

通过反向移动和J的参数化，通过简单的实施精确地保证打开位置。

根据一个可能的特性，当在所述紧固步骤的上游实现所述后反向抵靠步骤时，所述方法包括用于记录对应于在所述传动装置抵靠所述止动件后获得的所述端部件的打开角位置O的所述电动机的绝对角位置X"的步骤，所述操作间隙沿拧松方向得到补偿，所述再转位步骤包括用于将所述电动机沿顺时针方向控制到绝对角位置A的步骤，使得：

A＝X"+(N+1)W+J

W是与当所述端部件旋转一周时所述电动机经过的角度对应的预定角度值；

J是与所述电动机在沿拧松方向补偿所述间隙的位置与沿拧紧方向补偿所述间隙的位置之间经过的角度对应的预定角度值；

N是在所述紧固步骤结束时所述电动机在绝对角位置X"+J与其绝对角位置Y之间经过角度W的整数次数。

通过反向移动和J的参数化，通过简单的实施精确地保证打开位置。

根据一个可能的特性，所述再转位步骤包括用于验证所述操作者已使所述端部件与所述螺母脱离的阶段。

因此，这防止螺母被紧固到大于目标扭矩值的扭矩值。

根据一个可能的特性，所述验证阶段包括：

-对表示施加到所述端部件的拧紧扭矩的至少一条信息实时测量，

-将表示测量扭矩的所述至少一条信息与预定脱离阈值进行比较，

-当表示测量扭矩的所述至少一条信息变得大于所述阈值时，停止所述再转位步骤。

这实现了验证阶段的简单实施。

本发明还涉及一种拧紧用于将管连接到元件的螺母的装置，所述管延伸通过所述螺母，所述装置包括壳体、能够与所述螺母配合的旋转端部件、电动机和能够驱动所述端部件的传动装置，所述壳体和所述端部件各自具有侧向孔缝，当它们重合时，能够使所述管通过并因此限定所述端部件的打开位置。

此装置可以被实施为执行连续的拧紧循环，并且包括控制装置，其能够控制所述电动机旋转以获得所述螺母的紧固。

根据本发明，所述装置包括再转位装置，其能够通过沿拧紧方向旋转在紧固操作结束时将所述端部件带回到打开位置。

根据一个可能的特性，此装置包括：

-测量装置，用于测量表示传递到所述端部件的拧松扭矩的至少一条信息；

-止动件，当所述端部件由所述电动机沿拧松方向驱动后处于所述打开位置时，所述传动装置反向抵靠所述止动件，

所述控制装置在拧紧循环期间能够：

-沿拧紧方向控制所述电动机预定角度K；

-沿拧松方向控制所述电动机，直到表示拧松扭矩的所述信息超过对应于所述传动装置抵靠所述止动件的预定反向抵靠阈值，所述端部件处于所述打开位置。

根据一个可能的特性，所述再转位装置包括：

-记录装置，用于记录当所述端部件处于打开位置时和在所述操作间隙沿拧紧方向得到补偿时所述电动机的绝对角位置X；

-测量和/或计算装置，其测量和/或计算所述电动机从绝对角位置X经过预定角度W的整数次数N，所述预定角度对应于当所述端部件旋转一周时所述电动机经过的角度；

所述再转位装置能够将所述电动机控制到绝对角位置A＝X+(N+1)W，以将所述端部件带回到所述打开位置。

根据一个可能的特性，所述再转位装置包括：

-记录装置，用于记录当所述端部件处于打开位置时和在所述操作间隙沿拧松方向得到补偿时所述电动机的绝对角位置X'、X"；

-测量和/或计算装置，用于测量和/或计算所述电动机从绝对角位置X'、X"经过预定角度W的整数次数N，所述预定角度对应于当所述端部件旋转一周时所述电动机经过的角度；

所述再转位装置能够将所述电动机控制到绝对角位置A＝X',X"+(N+1)W+J，以将所述端部件(10)带回到打开位置，J是与所述电动机在沿拧松方向补偿所述间隙的位置与沿拧紧方向补偿所述间隙的位置之间经过的角度对应的预定角度值。

根据一个可能的特性，此装置包括：

-测量装置，用于测量表示沿拧紧方向传递到所述端部件的扭矩的至少一条信息；

-验证装置，用于验证当所述控制装置沿拧紧方向控制所述电动机时，所述端部件与所述螺母的脱离，用于验证所述端部件与所述螺母的脱离的所述装置能够：

-将测量扭矩与预定脱离阈值进行比较；

-当测量扭矩超过所述脱离阈值时，停止所述电动机。

本发明还涉及一种计算机程序产品，其包括程序代码指令，用于当在计算机上执行所述程序时，实施根据上述任何一个变型的方法。

本发明还涉及一种计算机可读和非暂时存储介质，其存储根据本发明的计算机程序产品。

附图说明

本发明的其它特征和优点将通过一个优选实施例的以下描述以及通过附图更清楚地显现，所述优选实施例通过一个简单的说明性和非穷举性实例给出，在附图中：

-图1示出了处于非打开位置的拧紧装置的局部顶视图；

-图2示出了处于打开位置的拧紧装置的局部顶视图；

-图3示出了螺丝刀头内部的局部顶视图；

-图4示出了没有一个小齿轮的图3的螺丝刀头，并且图5示出了此小齿轮的底视图；

-图6a示出了根据本发明的螺丝刀的四分之三视图或透视图；

-图6b示出了根据本发明的螺丝刀装置的控制器；

-图7、图8和图14示出了根据本发明的拧紧方法，具有再转位且没有后反向抵靠；

-图9、图10、图11和图15示出了根据本发明的拧紧方法，具有再转位且在拧紧操作开始时具有后反向抵靠；

-图12、图13和图16示出了根据本发明的拧紧方法，具有再转位，随后是后反向抵靠；

-图17示出了根据本发明的装置的一个变型。

具体实施方式

1.螺丝刀装置

1.1.一般结构

图6示出了根据本发明的螺丝刀的一个实例。

此螺丝刀1通常包括容纳电动机17和传动装置18的壳体16，并且在其末端有一个输出轴19，其易于由电动机经由传动装置驱动旋转。

螺丝刀还包括与参考图1到图5描述的螺丝刀头EV相同的螺丝刀头20。因此这里不再详细描述。然而，反向抵靠机构是任选的，使得可能不配置止动件1201、棘轮13、弹簧片14和凹槽15。

输出轴19与第一小齿轮120旋转地连接。为此，第一小齿轮在其中心处包括凹腔1202，在所述凹腔中容纳具有互补形状的输出轴19的末端。

螺丝刀通过有线和/或无线装置连接到控制器21。在一个变型中，控制器可以与螺丝刀集成。

此控制器21可以以本身已知的方式使用，以保证向螺丝刀供应能量并命令其实施预编程的拧紧策略。控制器可以在螺丝刀外部或集成在螺丝刀中。它尤其包括例如配备有微处理器的处理单元210、随机存取存储器211、含有计算机程序的只读存储器212(所述计算机程序包括用于执行包括再转位阶段的根据本发明的拧紧方法的程序代码指令)、有线或无线发送/接收模块213(使其能够与螺丝刀通信，并且如果需要，与其它装置(例如，计算机网络)通信)，此发送/接收模块包含：

-用于接收由集成在螺丝刀中的不同测量(传感器)装置输送的信号的接收器；

-用于向螺丝刀发送命令的发送器。

螺丝刀还包括用于与控制器通信的发送/接收模块214。

控制器还包括输入/输出接口215j、用于控制用于引入命令的装置216(键盘、触摸屏、鼠标等)的用户界面、显示装置217(屏幕、显示单元、发光二极管)以及如果必要的话，用于以可听频率发射声音信号218的装置、用于电力供应的连接器219、至少一个用于为电动机供电的功率逆变器220。

螺丝刀包括用于测量表示紧固扭矩的至少一条信息的装置，所述紧固扭矩与由电动机输送的扭矩成比例。例如，它可以是具有变形元件的扭矩传感器22，所述变形元件承载置于传动装置中的应变仪和/或测量电动机等消耗的电流的传感器23。这些测量装置连接到控制器。

螺丝刀还包括实时测量装置24，用于测量表示端部件10在壳体中的旋转角度的至少一条信息。例如，它可以是角度传感器，其采用置于电动机的转子上或传动装置中的其它地方的编码器的形式等。实际上，可以使用它来基于知晓其相对于角度测量装置的位置的在传动装置中占据的位置来知道传动装置的任何元件的角位置。

此螺丝刀装置通常被实施用于执行多个连续的拧紧操作(也被称为紧固操作)。

1.2.没有反向抵靠系统的再转位装置

参考图7和图8，我们呈现了再转位的第一模式，特别用于不包括反向抵靠机构的拧紧装置。

图7展示了由控制器执行的电动机的控制。

在每次拧紧操作结束时，实施再转位以将端部件置于其打开位置，即其孔缝101与壳体11的孔缝重合的位置。因此，螺丝刀具有能够在再转位步骤期间将端部件置于其打开位置的再转位装置。

这些再转位装置包括控制器和用于测量表示端部件的旋转角度的至少一条信息的装置。

为此，控制器和用于测量表示端部件10的旋转角度的至少一条信息的装置能够确定表示壳体中的端部件在其打开位置的角位置的至少一条信息。控制器能够将此值在其存储器中记录为等于X。值X例如对应于当端部件处于打开位置时由位于转子上的角度传感器测量的电动机的绝对角位置的值。

控制器被编程为在拧紧操作结束时确定表示端部件的最终位置(即在拧紧操作结束时其所处于的位置)的信息。例如，控制器能够经由角度传感器测量绝对角位置或能够计数和/或计算电动机在当端部件在拧紧开始时处于打开位置时电动机的绝对角位置X与在拧紧结束时电动机的绝对角位置Y之间经过角度W的整数次数N。此角度值W可以在控制器中被参数化以对应于电动机将要经过的角度，使得端部件转动而不会在传动装置的元件之间发生任何接触损失。

因此，值W可以被参数化为拧紧装置的函数，并且更具体地是其传动比R(W＝360*R，W以度表示)。

因此，当在拧紧操作结束时，操作者命令控制器执行再转位操作时，控制器能够作用在电动机上以使端部件基本上进入其打开位置。为此，它沿拧紧方向将端部件驱动到其打开位置，需考虑到测量值和/或计算值N和X。

优选地，控制器驱动电动机使其达到绝对角位置A，使得：

A＝X+(N+1)W

为了指定此操作，图8展示了随电动机的角位置变化的端部件的角位置。

控制器能够记录表示当端部件处于打开位置时由角度传感器测量的电动机的角位置X的值。在装置校准期间、在将装置绕管插入之后的拧紧操作开始时、在再转位结束时等等，此值可以无穷尽地登记。

优选地，当开始拧紧操作时记录此值。这使得能够使用用于开始紧固的触发器上的压力作为指示必须记录位置X的输入信息。

为了执行拧紧操作，控制器致动电动机沿拧紧方向驱动端部件并且紧固螺母例如直到达到目标紧固扭矩和/或目标紧固角度。当一条指示紧固终止的信息(达到紧固扭矩，达到紧固角度等)到达控制器时，控制器停止电动机，然后电动机处于位置Y。端部件本身也处于未指定的角位置Q。为了再转位拧紧装置以使其能够从管中移除，控制器控制电动机以将其沿拧紧方向带入位置A，以便将端部件带入其打开位置。

因此，电动机以及因此端部件总是沿拧紧方向被驱动。这样，如果在再转位期间操作者未使装置与螺母脱离，则不存在此螺母松动的风险。

在一个替代实施例中，拧紧装置包括用于在再转位阶段验证工具与螺母的脱离的装置。

在这种情况下，控制器能够在再转位期间验证紧固扭矩不超过预定不脱离阈值扭矩值。这可以例如通过用于测量表示紧固扭矩的信息的测量装置(例如，应力计传感器或电流传感器)来完成。如果它至少在再转位期间检测到表示紧固扭矩的信息超过此不脱离阈值，则它推断出端部件尚未从螺钉或螺母中释放并命令停止发动机。这保证了拧紧装置确实已与螺母脱离，以便在再转位操作期间不会重新紧固它。

此实施例使得可以通过简单的实施保证拧紧装置将返回到打开位置，并且没有任何损害紧固质量的风险，即在再转位操作期间没有任何松动或过度紧固的风险。

1.3.具有反向抵靠系统的再转位装置

参考图9到图13，我们呈现了再转位的第二实施例，特别用于包括反向抵靠系统的拧紧装置。

此实施例试图保证记录位置X真正对应于端部件的打开位置，以使再转位操作在拧紧操作结束时可靠。

在这种情况下，除了控制器和用于测量表示端部件的旋转角度的至少一条信息的装置之外，再转位装置还包括用于测量表示紧固扭矩(也被称为拧紧扭矩)的至少一条信息的装置。

此反向抵靠系统(也被称为返回或后抵靠系统)可以包含上面参考图3到图5所示类型的反向抵靠机构。此系统还包括：

-用于检测表示拧松扭矩的至少一条信息的装置(例如，它可以是用于测量表示紧固扭矩的至少一条信息的装置)，和

-用于通过此条信息检测到超过反向抵靠阈值的装置(所述装置可以是为此目的而编程的控制器)。

在第一变型中，在执行紧固操作之前完成后反向抵靠。它可以在绕管插入装置之前或之后完成。为此，控制器能够以图9所示的方式驱动电动机。

因此，控制器可以沿拧紧方向驱动电动机预定角度K，所述预定角度对应于第一小齿轮120的角度，所述角度使得棘轮13能够在弹簧片14的作用下定位在其延伸到凹槽15外部的位置，使得在使电动机沿拧松方向旋转后，抵靠第一小齿轮120的止动件1201已准备就绪。此角度值K在装置的设计期间确定，并且可以在控制器中进行参数化。然后，控制器沿拧松方向驱动电动机，直到第一小齿轮120的止动件与棘轮13接触并导致控制器检测到的扭矩的增加。然后，当控制器检测到已经达到反向抵靠阈值时，控制器能够将电动机的角位置记录为位置X"。

在紧固操作结束时，为了再转位端部件以将其置于打开位置并且能够释放管，控制器能够驱动电动机以使其达到角位置A，使得A＝X"+J+(N+1)W。值J对应于用于补偿电动机与端部件之间的传动装置中的间隙的电动机经过的角度。

实际上，在拧紧装置的旋转方向的每次改变时，电动机在驱动端部件的旋转之前必须以某一角度旋转，以便补偿传动装置中存在的间隙。此间隙对于传动装置的元件的有效操作是必要的，并且由于传动装置的减速比，此间隙可以表示在电动机侧的相当宽的角度(或甚至几周旋转)。因此，图11示出了电动机与端部件之间的传动装置中的间隙的这种影响。当端部件沿拧松方向被驱动时并且当间隙被补偿时，所述装置处于位置1，这意味着如果电动机停止然后沿拧松方向恢复操作，则仍然驱动端部件。类似地，当端部件沿拧紧方向被驱动时并且当间隙被补偿时，所述装置处于位置2。如果电动机停止并沿拧紧方向恢复，则仍然驱动端部件。相反，如果端部件处于位置1(在沿拧松方向被驱动之后，例如在反向抵靠期间)并且如果电动机改变其方向并且沿拧紧方向操作(例如以执行紧固操作)，电动机必须经过角度J，以便在真正驱动端部件之前补偿间隙。

在后反向抵靠的情况下，沿拧松方向控制电动机直到止动件的事实保证了端部件处于打开位置，而且传动装置处于位置1。因此，在再转位期间控制电动机必须考虑要补偿的值J，以确定电动机必须被带到的位置A。此值J可以在拧紧装置的设计期间确定并且在控制器中进行参数化。

为了指定此实施例的工作，图10展示了在拧紧操作之前的后反向抵靠的情况下，随电动机的角位置变化的端部件的角位置。

因此，在紧固开始之前，例如在将装置绕管插入之前，控制器驱动电动机以获得后反向抵靠。为此，它沿拧紧方向驱动电动机预定角度K，以便为第一小齿轮120(并且因此端部件)获得5到15度的行程以激活止动件系统的棘轮13。然后，沿拧松方向驱动电动机，直到检测到已经达到了反向抵靠阈值。然后，端部件以保证方式定位于打开位置，并且控制器将电动机的角位置的值记录为位置X"。

紧固后，电动机处于位置Y，端部件处于未指定的位置Q。为了再转位端部件，控制器然后将控制电动机以使其达到位置A＝X"+J+(N+1)W。

此解决方案保证了更精确的并且仅取决于J和W的参数化的沿拧紧方向的再转位。

在第二变型中，在使装置与螺母脱离之后，在拧紧结束时执行后反向抵靠。

在图12中展示了此操作模式。如上所述，在拧紧操作结束时，控制器沿拧紧方向驱动电动机，以将端部件再转位到打开位置。为此，它将电动机驱动到位置A＝X'+J+(N+1)W。优选地，在开始拧紧操作时记录此值X'。这使得能够使用用于开始紧固的触发器上的压力作为指示必须记录位置X'的输入信息。为了保证位置A真正对应于端部件的打开位置，控制器然后将控制电动机以执行后反向抵靠。为此，电动机沿拧紧方向被驱动预定角度K，所述预定角度是激活止动件的棘轮所必需的。为了防止在反向抵靠期间的螺母松动，此角度相对较小，即它小于在端部件处对应于螺母的紧固角度的角度。

然后，沿拧松方向驱动电动机，直到达到反向抵靠阈值。

此解决方案保证了即使在装置的参数化中缺乏精确度，在后反向抵靠结束时打开的端部件的位置。

图13指定了此操作模式。

控制器控制电动机以执行拧紧操作。当开始控制时，它记录对应于端部件的打开位置的电动机的位置X'。在紧固操作结束时，电动机然后处于位置Y，而端部件然后处于未指定位置Q。为了将端部件再转位在打开位置，控制器控制电动机以使其达到位置A＝X'+J+(N+1)W。然后，必须注意的是，由于位置X'对应于沿拧松方向旋转之后达到的位置(在前一次拧紧操作的后反向抵靠期间发生)，因此需要考虑J的值以确定位置A。

在再转位阶段中用于验证工具与螺母脱离的装置也可以在具有反向抵靠系统的装置内实施。

无论实施的实施例和/或变型如何，控制器都被编程为执行根据本发明的相应方法的每个步骤。

2.方法

2.1.没有后反向抵靠

现在将描述根据本发明的用于将螺母绕管拧紧的方法的第一实施例的实例。图14中示出的此方法可以应用于没有后抵靠系统的拧紧装置。

所述方法包括第一步骤61，用于绕管设置装置。在此步骤中，当螺丝刀处于打开位置时，操作者可以使管通过壳体11和端部件10的孔缝110、101，以将其插入端部件10的孔100中。

在与螺母啮合的步骤62中，操作者然后可以使端部件与待紧固螺母配合以使装置沿着管滑动。

然后可以实施用于紧固螺母的步骤63。此紧固步骤例如通过操作者在螺丝刀的触发器上施加压力来开始。当开始紧固操作时，控制器记录电动机的绝对角位置X(步骤68)。

然后，通常由控制器21根据控制器中编程的拧紧策略来控制紧固步骤。

在紧固操作期间，实时测量表示紧固扭矩的至少一条信息和表示端部件的拧紧角度的至少一条信息。

拧紧操作通常继续，直到控制器检测到已经达到紧固螺母所需的目标拧紧角度和/或目标拧紧扭矩。

在拧紧操作期间或在其结束时，控制器21计数和/或计算并然后记录(步骤630)电动机在当端部件在拧紧操作开始时处于打开位置时电动机的位置X与再拧紧操作结束时电动机的位置Y之间经过角度W的整数次数N，角度W记录在控制器中并对应于电动机将要经过的角度，使得端部件转动。

然后，操作者可以使端部件与螺母脱离(步骤64)。

在紧固步骤63结束时，螺丝刀通常不处于打开位置。因此，操作者不能从组件中释放螺丝刀，管仍然被困在端部件10的孔100中。

然后，操作者可以命令控制器21启动再转位步骤65，并且因此实施再转位步骤65，以便将螺丝刀基本上置于打开位置，并使操作者能够使螺丝刀与组件脱离。

在此再转位期间，控制器21控制(步骤650)沿拧紧方向的端部件10的驱动，直到端部件10到达打开位置。为此，控制器21考虑记录的绝对角位置X和信息N，以确定待通过应用以下公式控制的电动机的绝对角位置A：

A＝X+(N+1)W

然后，控制器驱动电动机以将其沿拧紧方向带入对应于装置达到其打开位置的位置A。

在一个变型中，在再转位步骤期间，可以实施用于验证螺丝刀与组件脱离的验证(步骤653)。此验证使得可以保证操作者已经使端部件10与螺母脱离，使得沿拧紧方向驱动端部件10不会导致螺母的过度紧固。

在此验证653期间，控制器21检查以查看实时测量的拧紧扭矩是否达到其脱离的预定阈值，以便知道拧紧装置是否与螺母脱离(步骤653)。此值预定对应于过度紧固的检测。只要不达到此阈值，就可以继续沿拧紧方向朝向位置A驱动端部件。如果达到此预定阈值，则操作者未使端部件10与螺母脱离，并且控制器10停止再转位(步骤654)。

在从螺母释放拧紧装置之后，操作者可以开始新的再转位操作以完成不完整的再转位。

一旦完成再转位，就达到了端部件的打开位置，然后操作者可以从管中移除装置(步骤66)。

必须注意的是，在这种情况下，由于端部件总是沿拧紧方向被驱动，因此操作间隙总是沿拧紧方向得到补偿。

2.2.具有后反向抵靠

现在参考图15和图16呈现了根据本发明的拧紧方法的第二实施例的两个实例。此些方法可以应用于包括反向抵靠系统的拧紧装置。

这些方法与根据第一实施例的方法相同，只是它们包含用于后反向抵靠的步骤67、67'，其可以在拧紧操作启动之前或在再转位操作结束时实施。

i.拧紧之前的后反向抵靠

参考图15，在拧紧之前完成后反向抵靠的步骤67。在这种情况下，此步骤可以例如在将装置绕管定位之前实施，或者在端部件与螺母啮合之前再次实施。

在用于后反向抵靠(返回到后抵靠)的步骤67期间，控制器21在第一阶段中控制电动机以使其沿拧紧方向以预定角度K旋转(步骤671)，然后沿拧松方向旋转直到它处于打开位置(步骤672)。

更具体地，端部件10沿拧松方向被旋转地驱动，直到止动件1201靠在棘轮13上，从而阻断了沿拧松方向的传动。

为此，控制器将测量的拧松扭矩与后抵靠中的扭矩的预定阈值进行比较，并在达到此值时停止电动机。然后，端部件10处于打开位置。然后，控制器将电动机的角位置记录(步骤673)为位置X"。

然后，操作者可以启动传统拧紧操作(步骤63)，在所述拧紧操作结束时，将实施步骤64以使螺丝刀与螺钉脱离，然后实施沿拧紧方向的再转位(步骤65)，在此期间，控制器根据公式确定将电动机带回的位置以将端部件置于打开位置(步骤651)：

A＝X"+J+(N+1)W

然后，控制器控制电动机，以将其沿拧紧方向带回到对应于装置达到其打开位置的位置A，然后，所述方法如第一实施例所述继续。

ii.转位之后的后反向抵靠

参见图16，在再转位步骤之后直接执行后反向抵靠67'。

因此，当开始紧固时，控制器记录对应于端部件(68)的打开位置的电动机的位置X'。

然后执行紧固(步骤63)，然后执行再转位步骤65，其中它沿拧紧方向驱动电动机，以使其到达位置A＝X'+J+(N+1)W(步骤652)。

然后，控制器21激活后反向抵靠67'的步骤，其中，在第一阶段，它驱动电动机以使其沿拧紧方向旋转预定角度K(步骤671')，并且然后沿拧松方向旋转直到它处于打开位置(步骤672')。

更具体地，端部件10沿拧松方向被旋转地驱动，直到止动件1201靠在棘轮13上，从而阻断了沿拧松方向的传动。

为此，控制器将测量的拧松扭矩与后抵靠中的扭矩的预定阈值进行比较，并在达到此值时停止电动机。然后，端部件10处于打开位置。

3.装置

如上所述的方法可以通过如图17中示意性示出的拧紧装置来实施。此拧紧装置，例如如上所述的便携式螺丝刀，包括壳体(16)、具有腔体的旋转端部件(10)，所述腔体被配置成能够与螺母啮合，以便旋转地驱动螺母以执行紧固操作。它还具有能够驱动端部件(10)旋转的电动机(17)。传动装置(18)通常置于电动机(17)与端部件(10)之间，以实现电动机(17)的旋转与端部件(10)的旋转之间的减小。

壳体(16)和端部件(10)各自具有侧向孔缝，当它们重合时，使得所述管能够通过。因此，当端部件(10)处于其侧向孔缝与壳体(16)的侧向孔缝重合从而使管通过的角位置时，它处于打开位置。

所述装置还包括能够驱动电动机(17)旋转的驱动装置(21)。它例如是螺丝刀的控制器。这些驱动装置(21)尤其能够驱动电动机(17)以执行一个或多个预定紧固策略。例如，它们能够使电动机(17)旋转以执行紧固操作并且当关于紧固结束时的一条信息达到(达到预定紧固扭矩、达到预定紧固角度等)时将其停止。因此，所述装置可以包括用于测量不同紧固信息的装置，以将这些信息传递到驱动装置(21)。它们可以是例如如上所述的应变仪扭矩传感器和角度传感器。

根据本发明，控制装置(21)还包括再转位装置(42)，其能够在通过沿顺时针方向旋转紧固之后将端部件(10)带入打开位置。这些再转位装置(42)本身可以是控制器，也可以是集成在其中的模块。在将端部件(10)带回到打开位置时，再转位装置(42)使得管能够从装置中抽出。此再转位是沿顺时针方向执行的，以便在未从螺母中移除端部件时拧松螺母。为此，再转位装置(42)能够确定位置A，电动机(17)将要被控制到所述位置A以使端部件(10)返回到打开位置。

更具体地，再转位装置(42)包括记录装置(46)，用于记录当端部件(10)处于打开位置时电动机(17)的位置X。例如，再转位装置(42)能够在端部件(10)处于打开位置的阶段之后(例如，在已执行再转位操作之后，或者在使装置绕管啮合之后)记录由角度传感器测量的电动机(17)的角位置。优选地，再转位装置能够在操作者按下触发器以启动紧固操作的开始时记录角位置X。它们还包括用于测量和/或计算电动机(17)从最后记录的位置X经过角度W的整数次数N的装置(47)，所述角度W被参数化以对应于当端部件(10)旋转一周时电动机(17)经过的角度。这些测量装置(47)可以由以下组成：用于电动机或角度传感器的旋转计数器、能够基于W的参数化和拧紧装置的减速比重新计算次数N的再转位装置(42)。然后，再转位装置(42)能够将电动机(17)控制到位置A＝X+(N+1)W，以完成端部件(10)沿顺时针方向的旋转，并且从而将端部件(10)带到打开位置。

在一个实施例中，所述装置包括反向抵靠系统，其包括用于在此元件处于打开位置时阻断端部件(10)沿逆时针方向旋转的装置(44)。此系统保证了端部件(10)的精确打开位置。为了实施所述系统，所述装置在这种情况下包括用于测量沿逆时针方向传递到端部件的扭矩的装置(43)。它可以是例如具有应变仪的扭矩传感器，尤其是与用于测量紧固扭矩的传感器相同的传感器。然后，控制装置(21)能够沿顺时针方向控制电动机(17)参数化角度K，沿逆时针方向控制电动机(10)并且当由扭矩测量装置(43)测量的扭矩超过阈值时停止电动机(17)的逆时针旋转。这使得可以实施如上所述的方法的抵靠步骤。在这种情况下，再转位装置(42)能够考虑传动装置中的间隙，如上所述，以便将端部件(10)带回到打开位置，以将电动机(17)控制到位置A＝X',X"+(N+1)W+J。

为了防止过度紧固，控制装置(21)能够实施验证阶段，验证当它们沿顺时针方向驱动电动机(17)时端部件与螺母的脱离。此阶段可以在端部件(10)的再转位期间或者在角度K的向前进给期间(在完成紧固之后在后反向抵靠(返回到止动件)的情况下)实施。为此，所述装置包括用于测量沿顺时针方向传递到端部件的扭矩的装置(45)。它可以是例如具有应变仪的扭矩传感器，尤其是用于测量螺母的紧固扭矩的相同扭矩传感器，或者用于测量沿逆时针方向传递到端部件的扭矩的扭矩传感器(在返回抵靠(后反向抵靠)的情况下)。当它们激活此验证阶段时，控制装置(21)然后能够将测量扭矩与阈值进行比较，并且当测量扭矩超过阈值时停止电动机(17)。

Claims (9)

1.一种通过螺丝刀装置拧紧用于将管连接到元件的螺母的方法，所述管延伸通过所述螺母，所述装置包括壳体(16)、能够与所述螺母配合的端部件(10)、电动机(17)和能够驱动所述端部件(10)并具有操作间隙的传动装置，所述壳体(16)和所述端部件(10)各自具有侧向孔缝，当它们重合时，能够使所述管进入所述端部件(10)并因此限定所述端部件(10)的打开位置，

所述方法包括至少一个拧紧循环，其包括至少以下连续步骤：

步骤(61)，用于使所述装置在所述打开位置绕所述管定位，使得所述管进入所述壳体和所述端部件(10)的所述侧向孔缝；

步骤(62)，用于使所述端部件(10)与所述螺母啮合；

步骤(63)，用于紧固所述螺母；

步骤(64)，用于使所述端部件(10)与所述螺母脱离；

步骤(66)，用于从所述管中移除所述装置；

其特征在于，所述装置包括在使所述端部件与所述螺母脱离的所述步骤(64)与用于从所述管中移除所述装置的所述步骤(66)之间的再转位步骤(65)，在所述再转位期间，所述电动机将所述端部件(10)带回到所述打开位置，使得沿拧紧方向旋转地驱动它；

所述装置包括止动件，当所述端部件由所述电动机沿拧松方向驱动后处于打开位置时，所述传动装置反向抵靠所述止动件，所述方法包括对表示拧松扭矩的至少一条信息实时测量的步骤，

所述方法包括在所述再转位步骤(65)之后的后反向抵靠步骤(67')，其顺序地包括：

子步骤(671')，用于沿拧紧方向驱动所述电动机(17)预定角度K；

子步骤(672')，用于沿拧松方向驱动所述电动机(17)，直到表示拧松扭矩值的所述信息超过对应于所述传动装置抵靠所述止动件的预定阈值，所述端部件处于所述打开位置；

所述后反向抵靠步骤(67')在所述紧固步骤(63)的上游或在所述再转位步骤(65)之后。

2.根据权利要求1所述的通过螺丝刀装置拧紧用于将管连接到元件的螺母的方法，当开始所述紧固步骤(63)时，所述方法包括步骤(68)，用于记录对应于所述端部件(10)的打开角位置O的所述电动机(17)的绝对角位置X'，所述操作间隙沿拧松方向得到补偿，所述再转位步骤(65)包括用于将所述电动机沿顺时针方向控制到绝对角位置A的步骤(651)，使得：

A＝X'+(N+1)W+J

W是与当所述端部件(10)旋转一周时所述电动机(17)经过的角度对应的预定角度值；

J是与所述电动机在沿拧松方向补偿所述间隙的位置与沿拧紧方向补偿所述间隙的位置之间经过的角度对应的预定角度值；

N是在所述紧固步骤(63)结束时所述电动机(17)在绝对角位置X'+J与其绝对角位置Y之间经过角度W的整数次数。

3.根据权利要求1所述的通过螺丝刀装置拧紧用于将管连接到元件的螺母的方法，在用于沿拧松方向驱动所述电动机的所述步骤(672)结束时，所述方法包括步骤(673)，用于记录对应于在所述传动装置抵靠所述止动件后获得的所述端部件(10)的打开角位置O的所述电动机(17)的绝对角位置X”，所述操作间隙沿拧松方向得到补偿，所述再转位步骤(65)包括用于将所述电动机沿顺时针方向控制到绝对角位置A的步骤(652)，使得：

A＝X"+(N+1)W+J

W是与当所述端部件(10)旋转一周时所述电动机(17)经过的角度对应的预定角度值；

J是与所述电动机在沿拧松方向补偿所述间隙的位置与沿拧紧方向补偿所述间隙的位置之间经过的角度对应的预定角度值；

N是在所述紧固步骤(63)结束时所述电动机(17)在绝对角位置X"+J与其绝对角位置Y之间经过角度W的整数次数。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的通过螺丝刀装置拧紧用于将管连接到元件的螺母的方法，其中所述再转位步骤(65)包括步骤(653)，用于验证操作者已使所述端部件(10)与所述螺母脱离。

5.根据权利要求4所述的通过螺丝刀装置拧紧用于将管连接到元件的螺母的方法，其中用于验证的所述步骤(653)包括：

对表示施加到所述端部件(10)的拧紧扭矩的至少一条信息实时测量，

将表示测量扭矩的所述至少一条信息与预定脱离阈值进行比较，

当表示测量扭矩的所述至少一条信息变得大于所述阈值时，停止所述再转位步骤(65)。

6.一种拧紧用于将管连接到元件的螺母的装置，所述管延伸通过所述螺母，所述装置包括壳体(16)、能够与所述螺母配合的端部件(10)、电动机(17)和能够驱动所述端部件并具有操作间隙的传动装置，所述壳体(16)和所述端部件(10)各自具有侧向孔缝，当它们重合时，能够使所述管通过并因此限定所述端部件的打开位置，

所述装置能够被实施为执行连续的拧紧循环，并且包括控制装置(21)，其能够控制所述电动机(17)旋转以获得所述螺母的紧固，

其特征在于，所述装置包括再转位装置(42)，其能够通过沿拧紧方向旋转在紧固操作结束时将所述端部件带回到打开位置；

所述装置包括：

测量装置(43)，用于测量表示传递到所述端部件(10)的拧松扭矩的至少一条信息，

止动件，当所述端部件由所述电动机沿拧松方向驱动后处于所述打开位置时，所述传动装置反向抵靠所述止动件，

所述控制装置(21)在拧紧循环期间能够：

沿拧紧方向控制所述电动机(17)预定角度K；

沿拧松方向控制所述电动机(17)，直到表示拧松扭矩的所述信息超过对应于所述传动装置抵靠所述止动件的预定反向抵靠阈值，所述端部件处于所述打开位置。

7.根据权利要求6所述的拧紧用于将管连接到元件的螺母的装置，其特征在于，所述再转位装置(42)包括：

记录装置(46)，用于记录当所述端部件(10)处于打开位置时和在所述操作间隙沿拧松方向得到补偿时所述电动机的绝对角位置X'、X"；

测量和/或计算装置(47)，用于测量和/或计算所述电动机(17)从绝对角位置X'、X"经过预定角度W的整数次数N，所述预定角度对应于当所述端部件(10)旋转一周时所述电动机(17)经过的角度；

所述再转位装置能够将所述电动机(17)控制到绝对角位置A＝X',X"+(N+1)W+J，以将所述端部件(10)带回到打开位置，J是与所述电动机在沿拧松方向补偿所述间隙的位置与沿拧紧方向补偿所述间隙的位置之间经过的角度对应的预定角度值。

8.根据权利要求6或7所述的拧紧用于将管连接到元件的螺母的装置，其特征在于，所述装置包括：

测量装置(45)，用于测量表示沿拧紧方向传递到所述端部件的扭矩的至少一条信息；

验证装置，用于验证当所述控制装置沿拧紧方向控制所述电动机(17)时，所述端部件与所述螺母的脱离，用于验证所述端部件与所述螺母的脱离的所述装置能够：

将测量扭矩与预定脱离阈值进行比较；

当测量扭矩超过所述脱离阈值时，停止所述电动机(17)。

9.一种计算机可读和非暂时存储介质，其存储有程序，用于当在计算机上执行所述程序时，实施根据权利要求1到5中任一项所述的通过螺丝刀装置拧紧用于将管连接到元件的螺母的方法。

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