CN113899538A - 一种螺栓拧紧监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺栓拧紧监测系统，其包括：拧紧数据采集分析装置和包络线监控模块；其中，所述拧紧数据采集分析装置包括：拧紧控制器、通讯模块、数据采集模块和数据分析模块；其中，所述数据采集模块通过通讯模块从拧紧控制器采集当前拧紧数据和历史拧紧数据，所述数据分析模块基于当前拧紧数据生成拧紧曲线；包络线监控模块，其基于数据采集模块采集的历史拧紧数据生成与拧紧曲线对应的包络线，判断拧紧曲线是否在与其对应的包络线范围内，以判断拧紧结果是否合格。相应地，本发明还公开了一种螺栓拧紧监测方法，本发明上述的螺栓拧紧监测系统可以用于实施该螺栓拧紧监测方法，以以判断拧紧结果是否合格。

Description

一种螺栓拧紧监测方法及系统

技术领域

本发明涉及一种监测方法，尤其涉及一种螺栓拧紧的监测方法。

背景技术

众所周知，螺栓拧紧是一种常用的固定连接手段，这种连接手段已经广泛应用到各行各业之中，并取得了不俗的成绩。

但对工业制造领域而言，如在汽车行业中，对于螺栓拧紧具有相当高的要求，其通常还需要对螺栓拧紧结果进行监控与存储，以避免由拧紧状态异常而引起的失效问题。

目前，在现有技术中，针对拧紧过程的监控是基于起始扭矩限定、终拧紧范围监控的点监控方式，其拧紧窗口的设置是基于历史数据进行设定的，这种监控方式存在以下三个问题：

(1)无法识别拧紧过程中出现的异常，有将异常拧紧过程判定为合格的风险；(2)由于拧紧监控窗口基于历史数据的统计，监控窗口值基于统计结果设为固定值，当零件批次发生切换，存在出现误报警情况；(3)若不及时更新拧紧监控窗口，存在窗口设置不合理，致使不合格件判定为合格件的风险。

由此，为了解决以上现有技术中的问题，本发明期望获得一种螺栓拧紧监测方法及系统，该螺栓拧紧监测方法及系统能够针对螺栓拧紧质量分析需求采集拧紧数据，并基于采集的拧紧数据生成拧紧曲线和自适应拧紧过程的包络线，通过包络线对拧紧曲线进行监控，以判断螺栓拧紧的结果是否“合格”。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种螺栓拧紧监测系统，该螺栓拧紧监测系统能够针对螺栓拧紧质量分析需求采集拧紧数据，并基于采集的拧紧数据生成拧紧曲线和自适应拧紧过程的包络线，通过包络线对拧紧曲线进行监控，以判断螺栓拧紧的结果是否“合格”。

该螺栓拧紧监测系统的可靠性高且使用方便，其可以有效应用于工业制造领域中，具有十分良好的推广前景和应用价值。

为了实现上述目的，本发明提出了一种螺栓拧紧监测系统，包括：

拧紧数据采集分析装置，其包括：拧紧控制器、通讯模块、数据采集模块和数据分析模块；其中所述数据采集模块通过通讯模块从拧紧控制器采集当前拧紧数据和历史拧紧数据，所述数据分析模块基于所述当前拧紧数据生成拧紧曲线；

包络线监控模块，其基于数据采集模块采集的历史拧紧数据生成与拧紧曲线对应的包络线，判断拧紧曲线是否在与其对应的包络线范围内，以判断拧紧结果是否“合格”。

在上述技术方案中，本发明所述的螺栓拧紧监测系统中的数据采集模块可以通过通讯模块从拧紧控制器采集当前拧紧数据和历史拧紧数据；此时，通讯模块可以接收采集的当前拧紧数据和历史拧紧数据，并将接收到的数据传输给数据分析模块，以便于数据分析模块基于当前拧紧数据生成拧紧曲线。

相应地，包络线监控模块可以基于数据采集模块采集的历史拧紧数据生成与拧紧曲线对应的包络线，基于生成的包络线对拧紧曲线进行监控，分析并判断拧紧曲线是否在与其对应的包络线范围内；当拧紧曲线不在与其对应的包络线范围内时，判断拧紧结果为“不合格”；当拧紧曲线在与其对应的包络线范围内时，判断拧紧结果为“合格”。

需要说明的是，为了便于实施，在某些实施方式中，本发明所述的螺栓拧紧监测吸系统中的数据分析模块可以进一步包括有：处理器、存储器及通信器。

进一步地，在本发明所述的螺栓拧紧监测系统中，所述拧紧数据采集分析装置还包括数据库，所述数据库用于存储当前拧紧数据和历史拧紧数据。

进一步地，在本发明所述的螺栓拧紧监测系统中，还包括：斜率判断模块，其基于拧紧曲线计算各当前拧紧数据的斜率差值，以识别拧紧曲线的异常波动。

在本发明上述技术方案中，本发明所述的螺栓拧紧监测系统还可以进一步地设置有斜率判断模块，其可以基于拧紧曲线计算各当前拧紧数据的斜率差值，以识别拧紧曲线的异常波动(较大波峰或波谷)。

在本发明所述的螺栓拧紧监测系统中，基于得到的斜率差值，还可以进一步将拧紧曲线中的异常波动与缺陷情况进行匹配，以进一步提供质量分析参考信息，便于抉择螺栓拧紧的结果是否“合格”，有效避免由拧紧状态异常引起的失效问题。

采用该斜率判断模块可以增加拧紧斜率判断，避免异常波峰或波谷未被识别的情况。

相应地，本发明所述的螺栓拧紧监测系统中，基于斜率判断模块计算得到的斜率差值，还可以进一步增加缺陷扭矩曲线的特征分析，将拧紧曲线中的异常波动与缺陷情况进行匹配，以进一步提供质量分析参考信息，有效避免由拧紧状态异常引起的失效问题。

相应地，本发明的另一目的在于提供一种螺栓拧紧监测方法，该螺栓拧紧监测方法可以基于本发明上述的螺栓拧紧监测系统实施，其可以采集拧紧数据，并基于拧紧数据生成拧紧曲线和与拧紧曲线对应的包络线，并通过判断拧紧曲线是否在与其对应的包络线范围内，确认螺栓拧紧的结果是否“合格”。

为了实现上述目的，本发明提出了一种螺栓拧紧监测方法，其包括步骤：

100：采集拧紧数据，所述拧紧数据包括当前拧紧数据和历史拧紧数据；

200：基于若干当前拧紧数据拟合生成拧紧曲线；

300：基于若干历史拧紧数据生成与拧紧曲线对应的包络线；

400：判断拧紧曲线是否在与其对应的包络线范围内，当拧紧曲线上的数据点不在与其对应的包络线范围内时，输出报警信号；当拧紧曲线上的数据点位于与其对应的包络线范围内时，判断该数据点为“合格”。

进一步地，在本发明所述的螺栓拧紧监测方法中，所述拧紧数据包括：施加拧紧力的设备ID、被拧紧的产品ID，以及与其对应的拧紧力矩和拧紧角度。

进一步地，在本发明所述的螺栓拧紧监测方法中，在步骤300中，先对历史拧紧数据进行清洗，再基于清洗后的历史拧紧数据生成包络线。

进一步地，在本发明所述的螺栓拧紧监测方法中，在步骤300中，对于扭矩控制法，对清洗后的历史拧紧数据进行等比压缩后，获得等比切分点所对应的角度值，然后基于角度值计算并描绘出与拧紧曲线对应的包络线。

进一步地，在本发明所述的螺栓拧紧监测方法中，在步骤300中，针对于转角控制法，基于清洗后的历史拧紧数据，对其目标扭矩之后的数据进行等比压缩，获得等比切分后的角度所对应的扭矩值，然后基于扭矩值计算并描绘出与拧紧曲线对应的包络线。

进一步地，在本发明所述的螺栓拧紧监测方法中，在步骤300和400之间还包括：基于拧紧曲线计算各当前拧紧数据的斜率差值；并且所述步骤400被替换为：

判断拧紧曲线是否在与其对应的包络线范围内，并且判断所述斜率差值是否超过了预设的阈值；

当拧紧曲线上的数据点不在与其对应的包络线范围内，且所述斜率差值超过了预设的阈值时，输出“高风险”报警信号；

当拧紧曲线上的数据点位于与其对应的包络线范围内，但所述斜率差值超过了预设的阈值时，输出“中风险”报警信号；

当拧紧曲线上的数据点不在与其对应的包络线范围内，但所述斜率差值未超过预设的阈值时，输出“低风险”报警信号；

当拧紧曲线上的数据点位于与其对应的包络线范围内时，且所述斜率差值未超过预设的阈值时，判断该数据点为“合格”。

进一步地，在本发明所述的螺栓拧紧监测方法中，还包括步骤：将判断为“合格”的数据点加入历史拧紧数据中进行迭代，以不断更新包络线。

相较于现有技术，本发明所述的螺栓拧紧监测方法及系统具有如下所述的优点和有益效果：

在现有技术中，现有的拧紧过程监控是基于起始扭矩限定、终拧紧范围监控的点监控方式，其拧紧窗口的设置是基于历史数据进行设定的，这种监控方式存在以下三个问题：(1)无法识别拧紧过程中出现的异常，有将异常拧紧过程判定为合格的风险；(2)由于拧紧监控窗口基于历史数据的统计，监控窗口值基于统计结果设为固定值，当零件批次发生切换，存在出现误报警情况；(3)若不及时更新拧紧监控窗口，存在窗口设置不合理，致使不合格件判定为合格件的风险的问题。

不同于上述现有技术中所采用的监控方式，本发明提出了一种新的螺栓拧紧监测方法，该螺栓拧紧监测方法及系统能够针对螺栓拧紧质量分析需求采集拧紧数据，并基于采集的拧紧数据生成拧紧曲线和自适应拧紧过程的包络线，通过包络线对拧紧曲线进行监控，以判断螺栓拧紧的结果是否“合格”。

此外，某些优选的实施方式中，在本发明所述的螺栓拧紧监测方法的步骤300和400之间，还可以进一步设置步骤：基于拧紧曲线计算各当前拧紧数据的斜率差值。此时，基于得到的斜率差值，能够有效识别出拧紧曲线的异常波动(较大波峰或波谷)；本发明可以进一步将拧紧曲线中的异常波动与缺陷情况进行匹配，以进一步提供质量分析参考信息，便于抉择螺栓拧紧的结果是否“合格”，有效避免由拧紧状态异常引起的失效问题。

由此可见，本发明所述的螺栓拧紧监测方法还可以基于拧紧曲线计算各当前拧紧数据的斜率差值，引入斜率差值配合上述包络线对自适应拧紧过程进行监控，以判断螺栓拧紧的结果是否“合格”，避免异常波峰或波谷未被识别的情况，弥补现有技术的缺点。

相应地，本发明所述的螺栓拧紧监测系统能够用于实施本发明上述的螺栓拧紧监测方法，其同样具有上述的优点以及有益效果。

附图说明

图1为本发明所述的螺栓拧紧监测系统在一种实施方式下的结构示意图。

图2为本发明所述的螺栓拧紧监测方法在一种实施方式下的步骤流程图。

图3示意性地显示了本发明所述的螺栓拧紧监测方法基于采集的一种A样本拧紧数据下拟合生成的拧紧曲线的示意图。

图4示意性地显示了本发明所述的螺栓拧紧监测方法基于采集的另一种B样本拧紧数据下拟合生成的拧紧曲线的示意图。

图5示意性地显示了本发明所述的螺栓拧紧监测方法基于采集的又一种C样本拧紧数据下拟合生成的拧紧曲线的示意图。

图6示意性地显示了本发明所述的螺栓拧紧监测方法基于采集的一种A样本拧紧数据下生成的包络线的示意图。

图7示意性地显示了本发明所述的螺栓拧紧监测方法基于采集的又一种C样本拧紧数据下生成的包络线的示意图。

图8为图4所示拧紧曲线去除最大扭矩力后的数据点的曲线图。

图9为图8所示曲线上各数据点的斜率变化趋势图。

图10为图9所示各数据点的相邻两个数据点之间斜率差值的绝对值的变化趋势图。

图11示意性地显示了基于C样本拧紧数据拟合生成的拧紧曲线获得的数据点的斜率变化趋势图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的螺栓拧紧监测方法及系统做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。

图1为本发明所述的螺栓拧紧监测系统在一种实施方式下的结构示意图。

在本发明中，本发明所述的螺栓拧紧监测系统可以包括：拧紧数据采集分析装置、包络线监控模块和斜率判断模块。

如图1所示，在本实施方式中，本发明所述的拧紧数据采集分析装置可以包括：拧紧控制器、通讯模块、数据采集模块、数据分析模块和数据库。其中，数据采集模块能够通过通讯模块从拧紧控制器采集当前拧紧数据和历史拧紧数据，然后传输于数据库进行储存备份，数据库可以用于存储当前拧紧数据和历史拧紧数据。

需要说明的是，在本发明中，通讯模块作为当前拧紧数据和历史拧紧数据传输的转接件，其不仅可以接收上述数据，还可将这些数据传输给其他模块。

在本发明中，通讯模块作为数据传输的转接件，其可以进一步接收采集的当前拧紧数据和历史拧紧数据，并将接收到的数据传输给数据分析模块，以便于数据分析模块基于当前拧紧数据生成拧紧曲线。

为了便于实施，在某些实施方式中，本发明所述的螺栓拧紧监测吸系统中的数据分析模块可以进一步包括有：处理器、存储器及通信器。

相应地，在本发明中，包络线监控模块可以基于数据采集模块采集的历史拧紧数据生成与拧紧曲线对应的包络线，基于生成的包络线对拧紧曲线进行监控，分析并判断拧紧曲线是否在与其对应的包络线范围内；当拧紧曲线不在与其对应的包络线范围内时，判断拧紧结果不“合格”；当拧紧曲线在与其对应的包络线范围内时，判断拧紧结果“合格”。

由此可见，在本发明所述的螺栓拧紧监测系统中，利用上述拧紧数据采集分析装置和包络线监控模块即可实现对于螺栓拧紧数据的监控，判断拧紧结果是否“合格”。

但为了使本发明所述的螺栓拧紧监测系统获得更优的实施效果，在本实施方式中，系统中还进一步地设置有斜率判断模块，该斜率判断模块可以基于数据分析模块生成的拧紧曲线计算各当前拧紧数据的斜率差值，以识别拧紧曲线的异常波动；同时，根据斜率差值还可以进一步将拧紧曲线中的异常与缺陷情况进行匹配。采用该斜率判断模块可以增加拧紧斜率判断，避免异常波峰或波谷未被识别的情况。

由此可见，为了弥补现有技术的缺点，本发明所述的螺栓拧紧监测系统能够针对螺栓拧紧质量分析需求采集拧紧数据，并通过生成自适应拧紧过程的包络线与拧紧斜率，对拧紧曲线进行监控，以判断螺栓拧紧的结果是否“合格”。

相应地，在本发明所述的螺栓拧紧监测系统中，基于斜率判断模块计算得到的斜率差值，还可以进一步将拧紧曲线中的异常与缺陷情况进行匹配，以进一步提供质量分析参考信息，便于抉择螺栓拧紧的结果是否“合格”，有效避免由拧紧状态异常引起的失效问题。

在本发明中，采用本发明上述的螺栓拧紧监测系统可以实施本发明所述的螺栓拧紧监测方法，本发明所述的螺栓拧紧监测方法具体可以包括下述图3所示的流程。

图2为本发明所述的螺栓拧紧监测方法在一种实施方式下的步骤流程图。

如图2所示，在本实施方式中，本发明所述的螺栓拧紧监测方法可以包括以下步骤：

100：采集拧紧数据，所述拧紧数据包括当前拧紧数据和历史拧紧数据。

在上述步骤100中，本发明可以根据螺栓拧紧质量数据分析需求确定拧紧控制器中的采集需求，并基于拧紧数据采集分析装置中的数据采集模块，通过通讯模块从拧紧控制器采集拧紧数据。

需要注意的是，在本发明中，该拧紧数据可以包括：当前拧紧数据和历史拧紧数据。其中，当前拧紧数据和历史拧紧数据均可以包括：施加拧紧力的设备ID、被拧紧的产品ID，以及与其对应的拧紧力矩和拧紧角度。

200：基于若干当前拧紧数据拟合生成拧紧曲线。

在上述步骤200中，本发明可以将采集的拧紧数据提供至数据分析模块，以供拧紧曲线的绘制，数据分析模块根据拧紧数据中的当前拧紧数据，可以将对应的拧紧角度与拧紧力矩(扭矩力)分别作为横坐标与纵坐标，建立多个数据点，依据采集顺序进行排序后进行数据点与数据点之间的线段拟合，以拟合生成拧紧曲线。

需要说明的是，在本实施方式中，基于若干当前拧紧数据拟合生成的拧紧曲线可以参阅图3-图5，图3-5示意性地显示了本发明所述的螺栓拧紧监测方法基于采集的三种不同样本拧紧数据下拟合生成的拧紧曲线的示意图。

图3示意性地显示了本发明所述的螺栓拧紧监测方法基于采集的一种A样本拧紧数据下拟合生成的拧紧曲线的示意图。

图4示意性地显示了本发明所述的螺栓拧紧监测方法基于采集的另一种B样本拧紧数据下拟合生成的拧紧曲线的示意图。

图5示意性地显示了本发明所述的螺栓拧紧监测方法基于采集的又一种C样本拧紧数据下拟合生成的拧紧曲线的示意图。

在图3-5中，拧紧曲线的横坐标为角度值，即当前拧紧数据的拧紧角度；拧紧曲线的横坐标为扭矩力，即当前拧紧数据的拧紧力矩。

300：基于若干历史拧紧数据生成与拧紧曲线对应的包络线。

在上述步骤300中，本发明可以先对历史拧紧数据进行清洗，以去除无异议的扭矩监控范围，而后再利用包络线监控模块基于清洗后的历史拧紧数据生成与拧紧曲线对应的包络线。

需要说明的是，在本发明所述步骤300中，其可以对所有清洗后的历史拧紧数据进行统计学分析，并结合利用扭矩控制法(AD18)或转角控制法(AW11)这两种不同的技术手段，均可以计算并描绘出与拧紧曲线对应的包络线。

当包络线监控模块中采用的是扭矩控制法(AD18)时，其可以对清洗后的历史拧紧数据进行等比压缩，而后获得等比切分点所对应的角度值，然后基于角度值计算并描绘出与拧紧曲线对应的包络线。

当包络线监控模块中采用的是转角控制法(AW11)时，其可以基于清洗后的历史拧紧数据，在扭矩控制法的基础上，对其目标扭矩之后的数据进行等比压缩，获得等比切分后的角度所对应的扭矩值，然后基于扭矩值计算并描绘出与拧紧曲线对应的包络线。

在本发明中，考虑到零件批次性的差异，可以将包络线的值设置为自适应窗口，将判断为“合格”的数据点加入历史拧紧数据的数据集中进行迭代，如此循环，以使得包络线不断的校准，以适应当下批次状态。

需要说明的是，在本实施方式中，基于若干历史拧紧数据生成与拧紧曲线对应的包络线可以参阅图6-图7。

图6示意性地显示了本发明所述的螺栓拧紧监测方法基于采集的一种A样本拧紧数据下生成的包络线的示意图。

图7示意性地显示了本发明所述的螺栓拧紧监测方法基于采集的又一种C样本拧紧数据下生成的包络线的示意图。

在图6-7中，等比压缩均设置为28点，包络线的横坐标为角度值，拧紧曲线的横坐标为扭矩值。

400：基于拧紧曲线计算各当前拧紧数据的斜率差值。

在上述步骤400中，本发明可以采用斜率判断模块，并基于拧紧曲线计算各当前拧紧数据的斜率差值，针对当前拧紧数据的斜率差值的绝对值计算，可以识别拧紧曲线的异常波动(较大波峰或较大波谷)。

在本发明中，可以将拧紧曲线的数据点的斜率差值进行绘图，形成相邻两个数据点斜率差值的绝对值的变化趋势图，作为包络线的判断补充，通过自适应拧紧过程的包络线与斜率，对拧紧曲线进行监控；此外根据斜率差值还可以进一步将拧紧曲线中的异常与缺陷情况进行匹配。

需要说明的是，在本实施方式中，基于拧紧曲线可以计算各当前拧紧数据的斜率差值。以图4所示的B样本拧紧数据下拟合生成的拧紧曲线为例，可以去除最大扭矩力(拧紧力矩)后的数据点，以获得图8。

图8为图4所示拧紧曲线去除最大扭矩力后的数据点的曲线图。

相应地，基于图8所示的曲线，可以获得曲线上所有数据点的斜率，如下述图9所示。图9为图8所示曲线上各数据点的斜率变化趋势图。

由图9可以进一步获得图10所示的相邻两个数据点之间斜率差值的绝对值的变化趋势图。如图10所示，自上到下的三条横线可以分别表示：“斜率差值最大值”、“斜率差值最大值下限”、“斜率差值最大值上限”。

相应地，在本发明中，同样可以基于图5所示的C样本拧紧数据下拟合生成的拧紧曲线，对拧紧曲线去除最大扭矩力(拧紧力矩)后的数据点后，获得曲线上剩余所有数据点的斜率，如图11所示。

图11示意性地显示了基于C样本拧紧数据拟合生成的拧紧曲线获得的数据点的斜率变化趋势图。

基于上述图11中各数据点的斜率，可以进一步获得相邻两个数据点之间斜率差值的绝对值的变化趋势图。

500：判断拧紧曲线是否在与其对应的包络线范围内，并且判断所述斜率差值是否超过了预设的阈值；

当拧紧曲线上的数据点不在与其对应的包络线范围内，且所述斜率差值超过了预设的阈值时，输出“高风险”报警信号；

当拧紧曲线上的数据点位于与其对应的包络线范围内，但所述斜率差值超过了预设的阈值(例如图10中的“斜率差值最大值”、“斜率差值最大值下限”、“斜率差值最大值上限”)时，输出“中风险”报警信号；

当拧紧曲线上的数据点不在与其对应的包络线范围内，但所述斜率差值未超过预设的阈值时，输出“低风险”报警信号；

当拧紧曲线上的数据点位于与其对应的包络线范围内时，且所述斜率差值未超过预设的阈值时，判断该数据点为“合格”。

在上述步骤500中，在判断为“合格”后，可以将判断为“合格”的数据点加入历史拧紧数据中进行迭代，以不断更新包络线。通过这样的设计，可以使得包络线不断的校准，以适应当下零件批次状态，避免产生误报警。

在本发明中，可以选取一定的采集时间段，并作为监控段；在此监控段中，根据采集的当前拧紧数据生成对应的拧紧曲线，根据采集的历史拧紧数据可以生成对应的包络线监控窗口。

将拧紧曲线与包络线监控窗口进行比对，判断拧紧曲线是否在与其对应的包络线范围内，以判定拧紧曲线上的数据点是否“合格”。

需要说明的是，不同图1和图2所示实施方式，在一些其他的实施方式中，本发明所述的螺栓拧紧监测系统可以不含有斜率判断模块，即在上述步骤400中，则无需基于拧紧曲线计算各当前拧紧数据的斜率差值。

此时，本发明可以依据与拧紧曲线对应的包络线，判断拧紧曲线是否在与其对应的包络线范围内，以判断拧紧结果是否“合格”。

在这种实施方式下，本发明上述的步骤500可以被替换为：

500：判断拧紧曲线是否在与其对应的包络线范围内，当拧紧曲线上的数据点不在与其对应的包络线范围内时，输出报警信号；当拧紧曲线上的数据点位于与其对应的包络线范围内时，判断该数据点为“合格”。

由此可见，在这种实施方式下，本发明仅需依据与拧紧曲线对应的包络线，通过分析拧紧曲线上的数据点是否在与其对应的包络线范围内，即可判定拧紧曲线上的数据点是否“合格”。

综上所述，本发明所述的螺栓拧紧监测系统在使用时，首先针对质量分析需求由拧紧数据采集分析装置数据采集模块通过通讯模块从拧紧控制器采集拧紧数据，通讯模块接收拧紧控制器中的拧紧数据，并传输于数据分析模块内；数据分析模块基于拧紧数据中的当前拧紧数据，可以将对应的拧紧角度与拧紧力矩分别作为横坐标和纵坐标，依据采集时间顺序进行排序后进行数据点与数据点之间的线段拟合，以拟合生成拧紧曲线；此外，包络线监控模块可以将拧紧数据中的历史拧紧数据进行清洗，并进行统计学分析，生成与拧紧曲线对应的包络线监控窗口；同时，斜率判断模块基于拧紧曲线计算各当前拧紧数据的斜率差值，以识别拧紧曲线的异常波动，避免异常波峰或波谷未被识别的情况。

基于上述获得的拧紧曲线、包络线以及斜率差值，可以判断拧紧曲线是否在与其对应的包络线范围内，并且判断所述斜率差值是否超过了预设的阈值。由此，可以对螺栓拧紧的质量进行判断，判断拧紧曲线上的数据点是否“合格”进行。

需要说明的是，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种螺栓拧紧监测系统，其特征在于，包括：

拧紧数据采集分析装置，其包括：拧紧控制器、通讯模块、数据采集模块和数据分析模块；其中所述数据采集模块通过通讯模块从拧紧控制器采集当前拧紧数据和历史拧紧数据，所述数据分析模块基于所述当前拧紧数据生成拧紧曲线；

包络线监控模块，其基于数据采集模块采集的历史拧紧数据生成与拧紧曲线对应的包络线，判断拧紧曲线是否在与其对应的包络线范围内，以判断拧紧结果是否合格。

2.如权利要求1所述的螺栓拧紧监测系统，其特征在于，所述拧紧数据采集分析装置还包括数据库，所述数据库用于存储当前拧紧数据和历史拧紧数据。

3.如权利要求1所述的螺栓拧紧监测系统，其特征在于，还包括：斜率判断模块，其基于拧紧曲线计算各当前拧紧数据的斜率差值，以识别拧紧曲线的异常波动。

4.一种螺栓拧紧监测方法，其特征在于，包括步骤：

100：采集拧紧数据，所述拧紧数据包括当前拧紧数据和历史拧紧数据；

200：基于若干当前拧紧数据拟合生成拧紧曲线；

300：基于若干历史拧紧数据生成与拧紧曲线对应的包络线；

400：判断拧紧曲线是否在与其对应的包络线范围内，当拧紧曲线上的数据点不在与其对应的包络线范围内时，输出报警信号；当拧紧曲线上的数据点位于与其对应的包络线范围内时，判断该数据点为“合格”。

5.如权利要求4所述的螺栓拧紧监测方法，其特征在于，所述拧紧数据包括：施加拧紧力的设备ID、被拧紧的产品ID，以及与其对应的拧紧力矩和拧紧角度。

6.如权利要求4所述的螺栓拧紧监测方法，其特征在于，在步骤300中，先对历史拧紧数据进行清洗，再基于清洗后的历史拧紧数据生成包络线。

7.如权利要求6所述的螺栓拧紧监测方法，其特征在于，在步骤300中，对于扭矩控制法，对清洗后的历史拧紧数据进行等比压缩后，获得等比切分点所对应的角度值，然后基于角度值计算并描绘出与拧紧曲线对应的包络线。

8.如权利要求6所述的螺栓拧紧监测方法，其特征在于，在步骤300中，针对于转角控制法，基于清洗后的历史拧紧数据，对其目标扭矩之后的数据进行等比压缩，获得等比切分后的角度所对应的扭矩值，然后基于扭矩值计算并描绘出与拧紧曲线对应的包络线。

9.如权利要求4所述的螺栓拧紧监测方法，其特征在于，在步骤300和400之间还包括：基于拧紧曲线计算各当前拧紧数据的斜率差值；并且所述步骤400被替换为：

判断拧紧曲线是否在与其对应的包络线范围内，并且判断所述斜率差值是否超过了预设的阈值；

当拧紧曲线上的数据点不在与其对应的包络线范围内，且所述斜率差值超过了预设的阈值时，输出“高风险”报警信号；

当拧紧曲线上的数据点位于与其对应的包络线范围内，但所述斜率差值超过了预设的阈值时，输出“中风险”报警信号；

当拧紧曲线上的数据点不在与其对应的包络线范围内，但所述斜率差值未超过预设的阈值时，输出“低风险”报警信号；

当拧紧曲线上的数据点位于与其对应的包络线范围内时，且所述斜率差值未超过预设的阈值时，判断该数据点为“合格”。

10.如权利要求4或9所述的螺栓拧紧监测方法，其特征在于，还包括步骤：将判断为“合格”的数据点加入历史拧紧数据中进行迭代，以不断更新包络线。

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