CN201892602U - 智能加载式扭矩标定系统 - Google Patents

Abstract

一种智能加载式扭矩标定系统，包括工控机、与工控机通信连接的单板机、以及与单板机相连接的扭矩传感器和电磁吸盘。该工控机可与多个不同类型的扭矩传感器相连接，包括用于选择所要标定的工具类型、配置校准数据和设置校准要求的装置，根据用户的设置来指定相应的扭矩传感器，并向单板机输出相应的控制指令，该工控机还可用设置校准要求的装置对螺栓连接的软硬程度进行设置，使单板机根据工控机的指令来控制电磁吸盘啮合时间从而模拟螺栓拧紧的软硬情况，该单板机还用于处理传感器采集的信号传输给工控机以供进行分析。通过本实用新型的智能加载式扭矩标定系统，使整个扭矩标定过程在不影响现场操作的情况下轻松完成，节约了时间提高了现场工作效率。

Description

智能加载式扭矩标定系统

技术领域

本实用新型涉及测量校准技术，特别是一种用于对扭矩工具进行校验和标定的智能化标定系统。

背景技术

动力扭矩工具如气动扳手、电动拧紧机等通常在使用一段时期之后需要进行校验和标定，使其恢复必要的标准精度。一般动力扭矩工具的定期校验和标定多数是通过以下两种方法进行的：

第一种是将动态扭矩传感器串联在气动工具和工件螺栓之间，如图1所示，在拧紧时扭矩校准标定仪读出拧紧过程，然后根据读数，调校气动工具。这种应用的优点是：直接校准实际螺栓连接。缺点在于：影响生产节拍，由于是手工操作，扭矩传感器的侧力和弯矩无法消除，造成对精度的影响。

第二种是采用螺栓螺母结构的模拟螺栓连接单元和静态扭矩传感器，如图2所示。气动扭力扳手通过拧紧模拟螺栓，使拧紧的作用力作用在静态扭矩传感器上，再通过扭矩标定仪然后根据读数，调校气动工具。这种应用的优点是：对生产现场的节拍影响较少。缺点在于：模拟螺栓在每一次测试后，都要重新拧松，降低一半的操作效率。模拟螺栓消耗部分扭矩，影响扭矩精度。需要配套多种的模拟螺栓，来模拟不同工件的螺栓连接的软硬程度。

因此，确实需要一种新的扭矩工具标定技术来克服现有技术的不足，提高工作效率。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种智能加载式扭矩标定系统，通过现场的单板机与通信连接的工控机相配合，对扭矩工具进行快速测量和校准，在不影响现场操作的情况下，快速完成扭力工具的标定。

根据本实用新型的智能加载式扭矩标定系统，包括工控机、与该工控机通信连接的单板机、多个与该单板机相连接的扭矩传感器，还包括由该单板机控制的电磁吸盘；所述工控机包括用于配置校准数据和设置校准要求的装置，并根据这些设置来指定相应的扭矩传感器；所述单板机用于根据工控机的指令来控制电磁吸盘，并处理传感器采集的信号传输给工控机以供进行分析。

其优势在于，所述智能加载式扭矩标定系统的工控机可与多个不同类型的扭矩传感器相连接，它还包括用于选择所要标定的工具类型的装置。其中所述工控机可以对扭矩标准值，扭矩公差上下限，和一些高级设置进行配置，例如，测量起始扭矩、测量结束扭矩、结束时间、转角起始扭矩、滑落扭矩、角度标准值、角度公差下限、角度公差上限进行设置；还可以对螺栓连接的软硬程度进行设置，从而令单板机根据工控机的设置来控制电磁吸盘的啮合时间模拟螺栓拧紧的软硬情况。

通过上述的技术方案，由单板机与工控机的处理器相配合，对回转式电磁吸盘的啮合时间进行控制，来模拟正常螺栓拧紧时的螺栓连接的软硬程度，由于整个过程自动完成，从而在不影响现场操作的情况下，完成扭矩工具的标定，节约了时间，提高了现场的工作效率。

附图说明

图1为一种现有技术中利用动态扭矩校准标定气动工具的实例；

图2为另一种现有技术中利用静态扭矩校准标定气动工具的实例；

图3为根据本实用新型智能加载式扭矩标定系统的示意图；

图4为一种安装了根据本实用新型智能加载式扭矩标定系统的标定小车的示意图；

图5为根据本实用新型智能加载式扭矩标定系统的功能原理框图；

图6为根据本实用新型智能加载式扭矩标定系统的具体实例的用户操作的总界面截图；

图7为根据本实用新型智能加载式扭矩标定系统的具体实例的选择工具类型的界面截图；

图8为根据本实用新型智能加载式扭矩标定系统的具体实例的设置工具的界面截图；

图9为根据本实用新型智能加载式扭矩标定系统的具体实例的设置高级选项的界面截图；

图10为实际使用本实用新型智能加载式扭矩标定系统的操作方式示意图；以及

图11为根据本实用新型智能加载式扭矩标定系统的测试结果的界面截图，反映了扭矩工具的扭矩-时间曲线、扭矩平均值、以及CPK值。

具体实施方式

以下结合附图详细描述本实用新型的具体实施方式。

现参考图3所示，根据本实用新型的智能加载式扭矩标定系统包括工控机、通过USB接口与该工控机相连接的单板机、以及与该单板机相连接的传感器和回转式电磁吸盘。

根据本实用新型的较佳实施例，单板机可以同时操作多个不同类型的扭矩传感器连接，并通过工控机上的应用，来选择不同的扭矩传感器。如图4所示，为安装了本实用新型的工控机的4轮小车结构的外观效果图，通过内置的DC24V蓄电池来为系统供电，保证系统可以在无接电的情况下使用4个小时。本实用新型的扭矩标定系统通过配置于工控机上的应用软件来实现系统配置、监控、显示测试结果、记录和分析数据、显示图形曲线等功能。

本实用新型是通过上述的硬件及软件的结合来实现的，一种典型的实施例，即本实用新型的上述较佳实施例是通过一台与通用的计算机功能相同的工控机，具有一种计算机应用程序，即本实用新型的扭矩标定系统，当该系统应用程序被载入并执行时，控制该工控机和连接工控机的单板机和电磁吸盘实现本实用新型。

本实用新型也能嵌入一个计算机程序产品中，其包含所有能够实现本文所述方法的所有特征，当该程序载入到计算机系统中时能实现这些方法。本文中的计算机程序、软件、或者软件应用指任一种语言、代码或者符号的一套指令的任一表达，用于使计算机系统具有信息处理能力以直接或事后或两者兼之地实现以下两种特定功能：a)转换为另一种语言、代码、或者符号；b)以不同的物质形式复制。

图5为根据本实用新型智能加载式扭矩标定系统的功能原理框图，其中，工控机配备有触摸式显示器、输入键盘、CPU处理器、内存、以及存储器等硬件；单板机包括与工控机通信连接的通讯单元、CPU处理器、数模转换器、输入/输出模块等。扭矩传感器的输入信号，经数模转换器转换为数字信号由单板机的处理器进行处理，并且该处理器还根据用户通过工控机的操作系统输入的设置来进行处理，电磁制动吸盘则根据处理器输入的指令来运行。

下面，通过举例来说明如何利用本实用新型的智能加载式扭矩标定系统，来标定一把离合器切断式的气动扭矩工具，基体步骤如下：

首先，先通过系统软件上的主用户界面，如图6所示，选择“新增工具”。进入下一级目录，然后在菜单上选择“离合器工具”，见图7。

接下来，在如图8所示的跳出式对话框中设置工具名称，扭矩标准值，扭矩公差上下限，和一些高级设置，例如，测量起始扭矩、测量结束扭矩、结束时间、转角起始扭矩、滑落扭矩、角度标准值、角度公差下限、角度公差上限等。

参照实际的应用情况，还可以通过本系统的高级选项，设置螺栓连接的软硬程度，例如：“很软(Very Soft)，软(Soft)，标准(Standard)，硬(Hard)，很硬(Very Hard)”，如图9的截图中的设置窗口所示。

系统会根据所设置的扭矩来推荐相应扭矩传感器。然后操作工可以将气动扭矩工具放在指定的扭矩传感器位置上进行和日常工作一样的拧紧操作，见图10。

当气动扭矩扳手开始旋转1秒钟后，单板机发出指令，负载吸盘开始吸合，如果设置螺栓连接为“很硬连接”时，吸盘从开始吸合，到吸合停止的时间最短。如果设置螺栓连接为“很软连接”，则，吸盘从开始吸合，到吸合停止的时间最长。

负载吸盘停止旋转后，气动扭矩扳手的离合器切断，一次拧紧测试完成。同时，显示器上会显示拧紧曲线，并记录扭矩值，扭矩平均值，和当时的CPK值，如图11所示。

经过多次重复测试后，可以得到这把扭矩工具的扭矩平均值，然后通过调节扭矩离合器的调节螺母，来修正扭矩，然后再重复测试，使其达到最佳效果。

尽管上面通过举例说明，已经描述了本实用新型较佳的具体实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述说明，而是由所附的权利要求给出的所有技术特征及其等同技术特征来定义。本领域一般技术人员可以理解的是，在不背离本实用新型所教导的实质和精髓前提下，任何修改和变化可能仍落在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能加载式扭矩标定系统，包括工控机、与该工控机通信连接的单板机，以及多个与该单板机相连接的扭矩传感器，其特征在于还包括与单板机相连接的电磁吸盘；

所述工控机包括用于配置校准数据和设置校准要求的装置，并根据这些设置来指定相应的扭矩传感器，向单板机输出相应的控制指令；

所述单板机用于根据工控机的指令来控制电磁吸盘，并处理传感器采集的信号传输给工控机以供进行分析。

2.根据权利要去1所述的智能加载式扭矩标定系统，其特征在于所述工控机可与多个不同类型的扭矩传感器相连接。

3.根据权利要去1所述的智能加载式扭矩标定系统，其特征在于所述工控机还包括用于选择所要标定的工具类型的装置。

4.根据权利要去1所述的智能加载式扭矩标定系统，其特征在于所述用于配置校准数据的装置可以设置的扭矩标准值包括：扭矩公差上下限、测量起始扭矩、测量结束扭矩、结束时间、转角起始扭矩、滑落扭矩、角度标准值、角度公差下限、角度公差上限。

5.根据权利要去1所述的智能加载式扭矩标定系统，其特征在于所述用于设置校准要求的装置用于对螺栓连接的软硬程度进行设置。 

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