CN207058443U - 一种用于螺栓安装的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于螺栓安装的系统，包括动力扳手组件，身份标签，识别装置和控制器。其中所述身份标签，包括用于标识安装工位的工位身份标签和标识动力扳手组件的工具身份标签；所述识别装置，用于对身份标签进行识别；所述控制器可操作的连接至所述动力扳手组件，其中所述控制器配置成根据识别装置对身份标签的识别结果来控制动力扳手组件对螺栓的安装操作。通过在进行螺栓安装工作前识别相应身份标签来获得工位螺栓安装参数和工具信息，简化了操作人员的安装参数输入过程和工作流程，保障了各螺栓的安装质量。

Description

一种用于螺栓安装的系统

技术领域

本实用新型涉及螺栓安装领域，尤其涉及一种用于螺栓安装的系统。

背景技术

目前，大型机械(例如风力发电机组)在现场安装中，各大部件的安装是通过大量不同规格的高强度螺栓连接而成。厂家提供现场安装技术指导、高强度螺栓施工工艺和技术要求，由安装单位操作人员按照高强度螺栓施工工艺和技术要求使用动力液压等动力扳手紧固高强度螺栓。

但现有的液压扳手系统基本是在液压泵上安装有机械指针式压力表，用于检测油管内的压力值，从而间接检测液压扳手头的力矩值。液压泵通过油管驱动液压扳手头紧固螺栓。在施工过程中，安装单位由于设备原因或操作人员素质问题往往未按照厂家规定的工艺和技术要求紧固螺栓，这种人为的控制液压扳手往往存在以下问题：1、机械指针式压力表，分辨率低、响应速度慢、精度低；2、无法对工位上每个螺栓的拧紧过程进行记录，使得后期维护时无法对螺栓进行监控预警；3、操作人员未严格按照厂家规定的工艺要求对螺栓分多次进行紧固，而是少于工艺要求的次数对螺栓进行紧固；4、操作人员未严格按照厂家要求的力矩值紧固螺栓，存在欠拧或超拧的问题。在螺栓紧固和检修时，一般通过过程抽检和最终验收方式检测螺栓紧固是否合格，而上述问题尤其是螺栓超拧和螺栓紧固次数问题在过程抽检和最终验收时，无法检测或不方便检测出来。上述问题导致在现有技术中，为保证螺栓紧固的施工质量，通常需要配备质检人员全程监督螺栓的紧固过程，增加了人力成本和管理成本。

在一现有技术“螺栓紧固系统的实现方法”(专利公开号CN103495861A)中公开了一种通过工控机控制动力扳手对螺栓进行自动紧固的系统，其中该紧固系统通过按照用户在工控机上输入的紧固参数来判断并完成螺栓的紧固操作，减少了操作人员对螺栓紧固过程的人为干预。但是该现有技术在进行工位的转换时需先在工控机上精确输入工位对应的紧固参数和方法，要求一线操作工人掌握一定的计算机技术，极大增加了一线操作工的培训成本和螺栓紧固工作的复杂度。

发明内容

本实用新型针对现有技术中的螺栓拧紧操作需要一线操作人员频繁介入控制螺栓拧紧装置，使得螺栓拧紧操作过于依赖操作人员能力的问题，提供了一种用于螺栓安装的系统，具体包括：

动力扳手组件，用于区分工位和安装设备的身份标签，用于对身份标签进行识别的识别装置，以及可操作的连接至所述动力扳手组件的控制器，其中所述控制器配置成根据识别装置对身份标签的识别结果来控制动力扳手组件对螺栓的安装操作。

优选的，所述身份标签包括用于标识安装工位的工位身份标签和标识动力扳手组件的工具身份标签。

优选的，所述动力扳手组件包括液压扳手和为液压扳手提供动力的液压泵，所述液压扳手和液压泵分别设置有对应的工具身份标签。

优选的，所述液压泵上设置有用于监测输出压力的压力传感器一，所述液压扳手上设置有用于确定相对于所述操作头压力的压力传感器二；所述控制器被配置成响应于所述压力传感器一和压力传感器二的差值大于阈值时输出报警信号。

优选的，所述液压扳手上设置有用于感应操作头旋转角度的角度传感器。

优选的，用于螺栓安装的系统还包括操作手柄，所述操作手柄上用于将接收到的启动或停止动作转换成电信号后发送给控制器。

优选的，所述动力扳手组件为电动扳手或气动扳手。

优选的，所述身份标签为二维码标签。

优选的，所述识别装置为扫码枪。

本实用新型取得如下的有益效果：通过给各工位和工具设置身份标签的形式，通过在进行螺栓安装工作前识别相应身份标签来获得工位螺栓安装参数和工具信息，使得工人对每个工位进行螺栓安装操作前无需再手动向控制器中输入该工位所需的各类螺栓安装参数，提升了螺栓安装效率，同时避免了现有技术在进行工位的转换时需先在工控机上精确输入工位对应的紧固参数和方法而导致的对一线操作工人所需掌握计算机技术要求高，极大增加了一线操作工的培训成本和螺栓紧固工作复杂度的问题。同时所有安装参数和工艺都可通过身份标签识别而载入至控制器中，螺栓拧紧操作可简化为一键式完成。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1为本实用新型一实施例的用于螺栓安装的系统的结构示意图。

图2为本实用新型另一实施例的用于螺栓安装的系统的结构示意图。

图3为本实用新型另一实施例的用于螺栓安装的系统的压力报警模块示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

附图1为本实用新型的一实施例，公开了一种用于螺栓安装的系统，包括：动力扳手组件1，身份标签2，识别装置3和控制器4。其中所述身份标签，包括用于标识安装工位的工位身份标签21和标识动力扳手组件的工具身份标签22；所述识别装置3，用于对身份标签进行识别；所述控制器4可操作的连接至所述动力扳手组件，其中所述控制器4配置成根据识别装置3对身份标签的识别结果来控制动力扳手组件对螺栓的安装操作。

在本实施例中，所述的身份标签选用二维码标签，相应的识别装置3也可选用扫码枪等二维码扫描设备，扫码枪通过对二维码进行扫描用于获取二维码中负载的信息并传输至控制器4。在另一些实施例中，所述身份标签也可选用其它任何能负载相关数据信息的载体，例如条码标签或RFID电子标签等，只要能使得相应识别装置能识别其所负载的数据信息，进而将所述信息传输至控制器4来控制动力扳手组件对螺栓的安装操作，删减了在螺栓安装过程中需人工在控制器4中繁琐的输入相关数据的过程，有效降低了因相关参数输入错误导致的生产事故，同时提高了工作效率。

在本实施例中所述动力扳手组件组件采用了液压扳手组件，用于对大型机械(例如风力发电机组)中各大部件高强度螺栓进行安装拧紧，其中所述液压扳手组件包括液压扳手11和为液压扳手11提供动力的液压泵12。优选的，所述的液压扳手11和液压泵12上分别设置有对应的工具二维码标签，使得控制器4可通过识别液压扳手11和液压泵12上的二维码标签获取所述液压扳手和液压泵的使用寿命、剩余使用寿命、型号规格、性能或其它工作过程中需了解的预设信息。其中，所述液压扳手11上还设置有用于采集液压扳手操作头转角度数据的角度传感器；所述液压泵12上还设置有用于监测液压泵压力的压力传感器一。

在本实施例中，所述控制器4采用便携式工控机。在对相关工位上进行螺栓安装操作前，所述控制器4可先通过扫码枪对所要采用的安装工具如动力扳手、液压泵等安装工具的二维码标签进行扫描识别，获取相应安装工具的型号、物料号、零部件组成、理论寿命和现有寿命等工具信息中的一个或多个，所述的工具二维码标签中可以是直接载有上述工具信息，使得控制器4能直接获取载入所述工具信息；工具二维码标签也可只是载有工具身份信息，所述控制器4通过以获取工具身份信息在其内部预设的工具信息数据库搜索以获取其对应的工具信息。

在本实施例中，工位身份标签21被分别对应安装于工作对象的每一个工位上，其中在本实施例中所述工位身份标签21采用了二维码标签，安装工人在工作现场可使用扫码枪对当前工位的二维码标签进行扫描识别，使得与扫码枪连接的控制器4能获取与所述工位对应的螺栓安装参数，包括工位螺栓个数、螺栓安装序列、以及螺栓拧紧控制参数等中的一个或多个。所述的工位二维码标签中可以是直接载有上述螺栓安装参数，使得控制器4能直接获取载入所述螺栓安装参数；工位二维码标签也可只是载有工位身份信息，所述控制器4通过以获取工位身份信息在其内部预设的工位信息数据库搜索以获取其对应的螺栓安装参数并载入。在施工时，操作人员进入工位后，使用扫码枪对所在工位上的工位二维码标签进行识别，使得所述控制器4载入所述工位的螺栓安装参数，包括工位螺栓个数、螺栓安装序列、以及螺栓拧紧控制参数等。其中所述螺栓拧紧控制参数可以包括螺栓个数、扭距值、压力值、扭距预警值、旋转角度报警值中的一个或多个。使得工人对每个工位进行螺栓安装操作前无需再手动向控制器4中输入该工位所需的各类螺栓安装参数，提升了螺栓安装效率，同时避免了现有技术在进行工位的转换时需先在工控机上精确输入工位对应的紧固参数和方法而导致的对一线操作工人所需掌握计算机技术要求高，极大增加了一线操作工的培训成本和螺栓紧固工作复杂度的问题。

在一些实施例中，所述用于螺栓安装的系统还包括了一个与所述控制器4相连接的操作手柄5，所述操作手柄5上设置有启动和停止按钮，通过将工人的启动和停止动作转换成电信号后发送给控制器4来控制液压扳手组件的运行。所述控制器4，即本实施例中的便携式工控机，响应与操作手柄5发送的启动信号，根据载入的螺栓安装参数来实现对液压扳手控制。所述控制器4通过设置在液压扳手11上的用于采集液压扳手操作头转角度数据的角度传感器，所述角度传感器可选用磁环编码器或磁栅角度位移传感器，以及设置在液压泵12上的用于监测输出压力的压力传感器一，以及设置在液压扳手上的用于确定相对于所述液压扳手操作头压力的压力传感器二。通过对工位身份标签21的识别以载入所述工位相关的螺栓安装参数，控制器4可根据螺栓安装参数依次完成对工位上各部分螺栓的精确拧紧，工作人员只需向控制器4输入启动信号即可使得动力扳手组件按照载入的预设螺栓安装参数依次对各螺栓完成安装工作，极大的简化了操作人员的安装流程。

在一些实施例中，所述液压扳手上还设置有用于采集液压扳手操作头转角度数据的角度传感器；所述控制器4被配置成响应于所述压力传感器一和压力传感器二的差值大于阈值时输出报警信号。具体的，所述液压扳手组件可包括与液压扳手操作头相连接的智能套筒，所述智能套筒可以手动选择扳手的1-100％的标注力矩；实时显示压力，当打完螺栓后，显示该螺栓显示的压力，力矩和角度，智能套筒力矩可通过蓝牙传输至控制器4。当根据压力计算的压力值和智能套筒显示值差超过设定参数百分比，进行报警，并显示红色。通过对实际液压扳手压力和液压泵压力的监测，提高系统在工作中的安装精度。

附图2为本实用新型的另一实施例，公开了一种用于螺栓安装的系统，包括：动力扳手组件，身份标签，识别装置3和控制器4。其中所述身份标签，包括用于标识安装工位的工位身份标签21和标识动力扳手组件的工具身份标签22；所述识别装置3，用于对身份标签进行识别；所述控制器4可操作的连接至所述动力扳手组件，其中所述控制器4配置成根据识别装置3对身份标签的识别结果来控制动力扳手组件对螺栓的安装操作。在本实施例中，所述的动力扳手组件为以电源或电池为动力的电动扳手，所述电动扳手可用于工位上的小扭矩螺栓进行快速精确的安装拧紧，当然另外也可采用气动扳手等其他各种动力扳手形式，本实施中其它组成部分和工作原理与前述各实施例中的类似，可相互引用，再次就不再重复论述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种用于螺栓安装的系统，其特征在于，包括：动力扳手组件，用于区分工位和安装设备的身份标签，用于对身份标签进行识别的识别装置，以及可操作的连接至所述动力扳手组件的控制器，其中所述控制器配置成根据识别装置对身份标签的识别结果来控制动力扳手组件对螺栓的安装操作。

2.根据权利要求1所述的用于螺栓安装的系统，其特征在于：所述身份标签，包括用于标识安装工位的工位身份标签和标识动力扳手组件的工具身份标签。

3.根据权利要求2所述的用于螺栓安装的系统，其特征在于：所述动力扳手组件包括液压扳手和为液压扳手提供动力的液压泵，所述液压扳手和液压泵分别设置有对应的工具身份标签。

4.根据权利要求3所述的用于螺栓安装的系统，其特征在于：

所述液压泵上设置有用于监测输出压力的压力传感器一，所述液压扳手上设置有用于确定相对于所述操作头压力的压力传感器二；所述控制器被配置成响应于所述压力传感器一和压力传感器二的差值大于阈值时输出报警信号。

5.根据权利要求3所述的用于螺栓安装的系统，其特征在于：所述液压扳手上设置有用于感应操作头旋转角度的角度传感器。

6.根据权利要求3所述的用于螺栓安装的系统，其特征在于：还包括操作手柄，所述操作手柄上用于将接收到的启动或停止动作转换成电信号后发送给控制器。

7.根据权利要求2所述的用于螺栓安装的系统，其特征在于：所述动力扳手组件为电动扳手或气动扳手。

8.根据权利要求1-7任一所述的用于螺栓安装的系统，其特征在于：所述身份标签为二维码标签。

9.根据权利要求8所述的用于螺栓安装的系统，其特征在于：所述识别装置为扫码枪。