TWI465705B

TWI465705B - 自動校驗方法及其裝置

Info

Publication number: TWI465705B
Application number: TW100100092A
Authority: TW
Inventors: Yung Hsiang Lin
Original assignee: First Tools Ind Co Ltd
Priority date: 2011-01-03
Filing date: 2011-01-03
Publication date: 2014-12-21
Also published as: TW201229477A

Description

自動校驗方法及其裝置

一種自動校驗方法及其裝置，特別有關於一種數位式的扭力工具的自動校驗方法及其裝置。

扳手工具是利用槓桿原理對螺固工件進行扳動，達到扭緊或旋鬆的效果，而得藉由螺固件裝配、組合各類產業的零組件，一般工業成品因結構差異而需要使用各式螺固件，施以強弱不同的扭力組裝固定。例如重工業的航空、造船與轎車，其零組件得施以相當強度的扭力組裝才能成就堅實結構，承受氣壓、動力的衝擊，而精密工業如電子機械，其零組件就不能以過大的扭力組裝，才能確保其能精確運作使用；無論何種工業成品，在以螺固件組合時不足一分扭力或超過一分扭力，都極可能造成結構與螺固件失去效用或損壞，而扳手工具正是扮演控制扭力的關鍵，扳手工具是否能正確又精準的反應出扭力值的大小，一直為業界開發的重點。特別是對陸、海、航空運輸器而言，螺固件的鬆脫有極大可能造成其運作故障或零件損壞、鬆脫等問題，而釀成巨大的財物損失或嚴重的意外。

為能確保板手工具在扭緊螺固件的過程中均是相同的施力，因此在板手工具上更設置了扭力偵測元件。使用者可以在扭緊螺固件時，可以從板手工具的顯示單元中得知每次扭緊螺固件的施力大小。

但為能確保扭力工具的偵測正確性，所以在扭力工具出場時均會進行校驗的動作。請參考「第1A圖」與「第1B圖」所示，其係分別為習知技術之數位式扭力板手之校驗示意圖。在測試時，首先將數位式扭力工具110擺放置測試機台120，並固定數位式扭力工具110的棘輪頭與握持部。接著，使用者通過測試機台120上的轉輪的轉動來移動握持部，並以棘輪頭為軸心進行板手的扭緊動作。使用者可以再由轉輪所輸出的施力與扭力工具所顯示的扭力相比對。當兩數值誤差過大時，再由人工修改扭力工具的扭力參數。但是這樣的校驗方式，不僅浪費時間而且也難以達到測.量標準一致化的目的。

而且數位式扭力工具110中的各項元件也會隨著時間與使用次數而改變。但數位式扭力工具110的輸出顯示卻不會跟著調整。這樣一來，原本數位式扭力工具110在出廠時是可以正確顯示的扭力輸出值。在經過一段時間後，由於數位式扭力工具110的彈性疲乏，所以可能僅會輸出更低的扭力，但數位式扭力工具110上卻無法正確的顯示其數值。

鑒於以上的問題，本發明在於提供一種自動校驗方法，對數位式扭力工具所輸出扭力之檢驗與相關參數的校正處理。

本發明所揭露之自動校驗方法包括以下步驟：將數位式扭力工具安裝至測試機台之中；在校驗計算機中運行校驗程序：校驗計算機根據預設扭力值令測試機台驅動數位式扭力工具，藉以產生扭力輸出值；校驗計算機接收來自於數位式扭力工具的扭力輸出值，並判斷扭力輸出值與預設扭力值是否符合門檻值；若預設扭力值與扭力輸出值不符合門檻值時，則校驗計算機向數位式扭力工具發出調校訊號，用以調整數位式扭力工具的扭力參數值。

其中，當校驗計算機在完成上述調整後，校驗計算機會重複驅動轉動該數位式扭力工具並取得修改後的扭力輸出值之步驟，直至扭力輸出值符合門檻值為止。

本發明另提出自動校驗裝置包括：數位式扭力工具、測試機台與校驗計算機。測試機台用以安裝數位式扭力工具，並由測試機台驅動數位式扭力工具，藉以產生扭力輸出值；校驗計算機電性連接於測試機台；校驗計算機根據預設扭力值令測試機台驅動數位式扭力工具；校驗計算機接收來自於數位式扭力工具的扭力輸出值；若預設扭力值與扭力輸出值不符合門檻值時，則校驗計算機向數位式扭力工具發出調校訊號，用以調整數位式扭力工具的扭力參數值。

本發明提供一種自動校驗方法及其裝置，用以對數位式扭力工具所輸出扭力之檢驗與相關參數的自動校正處理，可以降低人工操作所造成的誤差並提高整體的測試效率。

有關本發明的特徵與實作，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

請參考「第2A圖」所示，其係為本發明之自動校驗裝置之方塊圖。在本發明的自動校驗裝置至少包括：測試機台210與校驗計算機220。測試機台210提供數位式扭力工具230進行模擬扭轉螺固件的環境(其詳細結構請參考後文)。校驗計算機220電性連接於測試機台210，並驅動測試機台210對數位式扭力工具230進行扭轉測試。在本發明中的數位式扭力工具230的種類可以是但不限定為扭力板手或扭力起子。

在本發明的數位式扭力工具230中除了扭力工具的本體外更包括扭力偵測單元231、訊號存取端口232與顯示單元233。扭力偵測單元231分別連接於訊號存取端口232與顯示單元233。當數位式扭力工具230被操作時，扭力偵測單元231會偵測數位式扭力工具230當前的扭力值，並於顯示單元233上播放扭力值或是透過訊號存取端口232發送該扭力值至其他裝置。而訊號存取端口232之種類係為RS-232傳輸介面、萬用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)、乙太網路(Ethernet)、光纖傳輸介面、紅外線傳輸介面(infrared)、藍芽無線傳輸介面(Bluetooth)或超寬頻傳輸介面(Ultra wideband，UWB)之任一。

測試機台210用以安裝數位式扭力工具230，並由測試機台210驅動數位式扭力工具230，藉以產生扭力輸出值。測試機台210可以根據不同的數位式扭力工具230提供不同的安裝方式。校驗計算機220可以由伺服器、個人電腦(PC)、筆記型電腦或是內嵌式系統(embedded system)所實現。在本發明中測試機台210與校驗計算機220除了可以是各自獨立的裝置外，也可以將校驗計算機220整合至測試機台210中，如「第2B圖」與「第2C圖」所示，其係為本發明的另一種測試機台的實施態樣方塊示意圖與平面圖。

以下實施態樣係以各自獨立的測試機台210與校驗計算機220作為說明。在校驗計算機220中用以運行自動校驗程序221、驅動測試機台210進行不同的施力測試與對數位式扭力工具230的扭力參數值進行校驗。校驗計算機220根據預設扭力值令測試機台210驅動數位式扭力工具230。校驗計算機220接收來自於數位式扭力工具230的扭力輸出值，並判斷扭力輸出值是否符合所設定的門檻值。請參考「第3圖」所示，其係為本發明之自動校驗程序的運作流程示意圖。

步驟S310：安裝數位式扭力工具至測試機台；步驟S320：於校驗計算機上運行校驗程序，使校驗計算機連接於數位式扭力工具；步驟S330：校驗計算機根據預設扭力值令測試機台驅動數位式扭力工具，藉以產生扭力輸出值；步驟S340：校驗計算機接收來自於數位式扭力工具的扭力輸出值，並判斷扭力輸出值與預設扭力值是否符合門檻值；步驟S350：若預設扭力值與扭力輸出值符合門檻值時，則由校驗計算機輸出測試數據檔；步驟S360：若預設扭力值與扭力輸出值不符合門檻值時，則校驗計算機向數位式扭力工具發出調校訊號，用以調整數位式扭力工具的扭力參數值，並判斷數位式扭力工具之驅動次數是否超過校驗計算機所設定的測試回合數；以及步驟S370：若數位式扭力工具的測試次數超過測試回合數，則停止校驗數位式扭力工具，並由校驗計算機輸出測試數據檔，否則繼續進行扭力參數值的調整與校驗。

為能清楚說明本發明之整體運作方式，在本實施例中將數位式扭力工具230以數位式扭力板手240為例進行說明。並請參考「第4A圖」所示，其係為本發明之自動校驗裝置之平面圖。數位式扭力板手240的兩端分別為棘輪頭241與握持部242。在數位式扭力板手240在模擬扭緊螺固件的過程中，扭力偵測單元231可以偵測每次扭動時所產生的扭力大小。

測試機台210中更包括伺服驅動裝置211、扭力計213與固定部214。當伺服驅動裝置211運轉時，可以帶動扭力計213進行旋轉的動作。伺服驅動裝置211可精確的控制輸出扭力與釋放扭力動作。

將數位式扭力板手240的握持部242固接於固定部214，而棘輪頭241卡制於扭力計213。當伺服驅動裝置211運行時，則以棘輪頭241為軸心，而握持部242為力臂。所以棘輪頭241在進行轉動，將隨即產生一扭力輸出值(對應步驟S310)。

在完成數位式扭力板手240的安裝後，即可在校驗計算機220上開始運行校驗程序(對應步驟S320)。在自動校驗程序221中可以由校驗計算機220設定對數位式扭力板手240所施加的扭力值、疲勞測試次數、測試機台參數、門檻值、測量單位與操作語系。或者，操作者可以透過校驗計算機220自行設定數位式扭力板手240的扭力值及上、下限值。一般而言，在自動校驗程序221可以呈現多種的狀態顯示。例如：在自動校驗程序221的顯示畫面上可以顯示數位式扭力板手240的輸出扭力值係為“低”、“合格”與“高”的各種警示視窗。此外，在自動校驗程序221中對於預設扭力值的上/下限功能可以根據ISO6789所規範的校驗方式，自動計算數位式扭力板手240的校驗比例(例如：預設扭力值的100%、60%或20%)及容許誤差。

首先，校驗計算機220透過數位式扭力板手240的訊號存取端口232進行連線的動作。在校驗計算機220完成與數位式扭力板手240的連線，校驗計算機220根據預設扭力值，並以扭力計213為軸心連帶轉動棘輪頭241，藉以取得轉動時的輸出扭力值(對應步驟S330)。

數位式扭力板手240於此同時會透過訊號存取端口232將輸出扭力值傳送到校驗計算機220。校驗計算機220在接收來自於數位式扭力板手240的扭力輸出值後會判斷扭力輸出值與預設扭力值是否符合門檻值(對應步驟S340)。請參考「第4B圖」所示，其係為校驗計算機顯示預設扭力值與輸出扭力值之示意圖。

若預設扭力值與扭力輸出值符合門檻值時，則由校驗計算機220輸出測試數據檔(對應步驟S350)。在測數據檔中記錄了數位式扭力板手240的扭力參數值的修改歷程。若預設扭力值與扭力輸出值不符合門檻值時，則校驗計算機220向數位式扭力板手240發出調校訊號，用以調整數位式扭力板手240的扭力參數值，並達到校驗計算機220與數位式扭力板手240的雙向溝通的機制(對應步驟S360)。特別值得注意的是，本發明調整數位式扭力板手240的方式除了可以在每次測試後即刻調整，也可以是完成所有回合的測試後才進行調整。

在此假設校驗計算機220的預設扭力值為300(N.m)，而校驗計算機220所接收到的扭力輸出值為200(N.m)。校驗計算機220向數位式扭力板手240發出調校訊號。請參考「第4C圖」所示，其係為校驗計算機校正完輸出扭力值後之示意圖。對於調整扭力參數值的方式可以根據各測試回合所接收到的扭力輸出值，校驗計算機220會依據每次測試回合的預設扭力值與扭力輸出值間的差異量產生新的對應關係式。校驗計算機220在利用新的對應關係式來修正數位式扭力板手240的輸出扭力值。其中，對應關係式可以是線性關係或非線性關係式。

當數位式扭力板手240在完成新的扭力參數值的設定後，數位式扭力板手240會回傳一完成訊號至校驗計算機220。校驗計算機220會再驅動測試機台210，再對數位式扭力板手240進行上述的施力測試。

若數位式扭力板手240的測試次數超過測試回合數，則停止校驗數位式扭力板手240(對應步驟S370)。以避免數位式扭力板手240本身存在嚴重缺陷，使得整體測試無法順利結束。因此，在本發明的自動校驗程序221中會設定終止測試的條件。

使用者可以透過校驗計算機220輸入所欲進行的測試回合次數(至少一次)。舉例來說，使用者若是設定測試回合數為十次時，校驗計算機220會重複設定扭力參數值十次後則停止自動校驗的動作。同理，若是使用者設定測試回合數為兩次，校驗計算機220會重複設定扭力參數值兩次後則停止自動校驗的動作。在停止校驗後，會由校驗計算機220輸出測試數據檔。若數位式扭力板手240的測試次數未超過測試回合數，則繼續進行上述步驟的扭力參數值的調整與校驗。

除了每一次調整的實施態樣外，本發明也可以對數位式扭力板手240在完成所有測試回合後，校驗計算機220才根據歷次所接收的扭力輸出值進行一次性的調整。假設測試回合數為十次，校驗計算機220會重複十次的驅動測試機台210對數位式扭力工具240進行扭轉的測試。在每一次扭轉測試，數位式扭力板手240會回傳扭力輸出值給校驗計算機220。在完成所有的測試回合後，校驗計算機220會根據扭力輸出值的歷程資料發送一調校訊號，用以調校數位式扭力板手240的扭力參數值。

誠如上述所言，在進行數位式扭力板手240的扭力輸出值可以是線性或非線性的對應關係。在此係以線性關係的調教作為舉例，但不僅侷限於此。假設測試回合數為三次，而三次預設扭力值分別為100(N.m)、110(N.m)與120(N.m)。如果數位式扭力板手240三次所測得的扭力輸出值為99(N.m)、108(N.m)與119(N.m)，並輸出給校驗計算機220。校驗計算機220會逐一比對兩者的差異量，並選擇透過線性關係(或非線性關係)計算差異量的比例。在此一例子中，可以明顯的看出扭力輸出值的誤差是為線性關係。因此校驗計算機220會發出調校訊號給數位式扭力板手240，藉以將數位式扭力板手240的輸出顯示調整為原來的1.01%(其係為舉例說明的概略計算方式為(100+(100-99)/100))。所以數位式扭力板手240在經過調整後，原本應該為100(N.m)但輸出為99(N.m)，就會被修正成99(N.m)*1.01%≒100(N.m)。

本發明提供一種自動校驗方法及其裝置，用以對數位式扭力工具230所輸出扭力之檢驗與相關參數的自動校正處理。本發明的校驗計算機與數位式扭力工具可以進行雙向的溝通，所以可以達到測試與校驗的自動化處理，藉以降低人工操作所造成的誤差並提高整體的測試效率。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

110．．．數位式扭力工具

120．．．測試機台

210．．．測試機台

211．．．伺服驅動裝置

213．．．扭力計

214．．．固定部

220．．．校驗計算機

221．．．自動校驗程序

230．．．數位式扭力工具

231．．．扭力偵測單元

232‧‧‧訊號存取端口

233‧‧‧顯示單元

240‧‧‧數位式扭力板手

241‧‧‧棘輪頭

242‧‧‧握持部

第1A圖係為習知技術之數位式扭力板手之校驗示意圖。

第1B圖係為習知技術之數位式扭力板手之校驗示意圖。

第2A圖係為本發明之自動校驗裝置之方塊圖。

第2B圖係為本發明之另一種實施態樣的自動校驗裝置之方塊圖。

第2C圖係為本發明的另一種實施態樣的自動校驗裝置之平面圖。

第3圖係為本發明之自動校驗程序的運作流程示意圖。

第4A圖係為本發明之自動校驗裝置之平面圖。

第4B圖係為校驗計算機顯示預設扭力值與輸出扭力值之示意圖。

第4C圖係為校驗計算機校正完輸出扭力值後之示意圖。

Claims

一種自動校驗方法，時對一數位式扭力工具所輸出扭力之檢驗與相關參數的校正處理，該自動校驗方法包括以下步驟：安裝該數位式扭力工具至一測試機台；於一校驗計算機上運行一校驗程序，該校驗計算機根據一預設扭力值令該測試機台驅動該數位式扭力工具，藉以產生一扭力輸出值；該校驗計算機接收來自於該數位式扭力工具的該扭力輸出值，並判斷該扭力輸出值與該預設扭力值是否符合一門檻值；以及若該預設扭力值與該扭力輸出值不符合該門檻值時，則該校驗計算機向該數位式扭力工具發出一調校訊號，用以調整該數位式扭力工具的一扭力參數值。
如請求項1所述之自動校驗方法，其中在運行該校驗程序之步驟前更包括：將該校驗計算機連接於該數位式扭力工具。
如請求項1所述之自動校驗方法，其中在調整完該數位式扭力工具的該扭力參數值之步驟後，該校驗計算機重複驅動該數位式扭力工具，直至該扭力輸出值符合該門檻值為止。
如請求項3所述之自動校驗方法，其中該校驗計算機更設置一測試回合數，用以判斷該數位式扭力工具的該扭力參數值之修改次數是否超過該測試回合數，若超過該測試回合數，則停止校驗該數位式扭力工具。
如請求項3所述之自動校驗方法，其中完成該數位式扭力工具的校驗後，由該校驗計算機輸出具有該扭力參數值的一測試數據檔。
一種自動校驗裝置，時對一數位式扭力工具所輸出扭力之檢驗與相關參數的校正處理，該自動校驗裝置包括：一測試機台，用以安裝該數位式扭力工具，並由該測試機台驅動該數位式扭力工具，藉以產生一扭力輸出值；以及一校驗計算機，電性連接於該測試機台，該校驗計算機根據一預設扭力值令該測試機台驅動該數位式扭力工具，該校驗計算機接收來自於該數位式扭力工具的該扭力輸出值，若該預設扭力值與該扭力輸出值不符合一門檻值時，則該校驗計算機向該數位式扭力工具發出一調校訊號，用以調整該數位式扭力工具的一扭力參數值。
如請求項6所述之自動校驗裝置，其中該數位式扭力工具的種類係為扭力板手或扭力起子。
如請求項6所述之自動校驗裝置，其中該數位式扭力工具更包括一訊號存取端口，該訊號存取端口之種類係為RS-232傳輸介面、萬用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)、乙太網路(Ethernet)、光纖傳輸介面、紅外線傳輸介面(infrared)、藍芽無線傳輸介面(Bluetooth)或超寬頻(Ultra wideband，UWB)。