CN101664872B - 扭紧装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扭紧装置，包括动力装置、静态扭矩传感器和扭矩扳手，动力装置与静态扭距传感器相连，静态扭距传感器与扭紧扳手相连。本发明扭紧装置利用静态扭矩传感器，克服了其信号传输线环绕的问题，大大节约了成本，并且具有较高的扭矩精度。本发明还涉及一种上述扭紧装置的控制方法。

Description

扭紧装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种扭紧装置，特别是一种利用扭矩传感器实现扭矩测量和控制的扭矩可控式扭紧装置及其控制方法。

背景技术

紧件机是机构加工中最常用的一种紧固工件用的扭紧装置。一般紧件机的动力装置为电机，电机带动减速机转动，减速机又带动扳手转动，从而达到紧固工件的目的，而其中对于扭矩的控制通常采用动态扭矩传感器。动态扭矩传感器是一种将扭杆上的扭矩转换成电信号的单元。通常的扭矩传感器使用电位器，采用机械接触的方式来触动电位器电位发生变化。具体来讲，当扭杆旋转产生扭矩时，带动下方连接的圆环上下移动，上下移动的圆环再带动电位器旋转。在电位器上加上恒定的电压，就产生了一个随扭矩变化而变化的电压。但是，由于传统的扭矩传感器电位器、圆环与固定壁面不断摩擦，经常转动电位器、圆环都会产生磨损，大大降低了传感器的使用寿命，同时扭矩传感的精度也会受到影响。因此需要频繁更换扭矩传感器，从而增加了设备成本和生产成本。

发明内容

为了解决现有技术扭紧装置成本高、寿命短、精度低的问题，有必要提供一种成本低、寿命长、精度高的扭紧装置。

还有必要提供一种上述扭紧装置的控制方法。

一种扭紧装置，其特征在于：包括动力装置、静态扭矩传感器和扭紧扳手，动力装置与静态扭距传感器相连，静态扭距传感器与扭紧扳手相连。

在本发明扭紧装置中，静态扭距传感器信号传输线的近端随传感器一起转动，远端固定。

在本发明扭紧装置中，静态扭距传感器信号传输线的远端通过引线管连接至外部计算机。

在本发明扭紧装置中，减速机轴端装有丝杆和螺母，由第一位置传感器和第二位置传感器控制扭紧转角极限位置。

在本发明扭紧装置中，动力装置由驱动电机与减速机组成。

在本发明扭紧装置中，该控制器可以通过控制该主动轮的转速从而提高加工精度。

在本发明扭紧装置中，减速机通过齿轮与静态扭距传感器连接。

一种上述扭紧装置的控制方法，包括启动该动力装置；该动力装置带动该静态扭矩传感器和扭紧扳手；该静态扭矩传感器感测该扭紧扳手的扭矩并可将扭矩数据传送给外部计算机。

相较于现有技术，本发明扭紧装置及其控制方法利用该控制器的静态扭矩传感器和引线管，并且利用静态扭矩传感器避免了现有技术中扭矩传感器电位器的磨损，该引线管很好的解决了扭矩传感器旋转过程中引线环绕的问题。

由于静态扭矩传感器成本低，没有电刷，寿命可提高20倍以上；没有变化的接触电阻，提高了检测精度；从而大大降低了本发明扭紧装置的成本，提高了使用寿命，并且提高了检测精度。本发明扭紧装置控制方法利用上述扭紧装置的静态扭矩传感器检测动态扭矩，实现了低成本寿命长的扭紧装置控制。

附图说明

图1是本发明扭紧装置一较佳实施方式的结构示意图。

图2是图1所示控制器的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合图示对本发明扭矩可控式扭紧装置进行具体说明。

请参阅图1，是本发明扭矩可控式扭紧装置一较佳实施方式的结构示意图。该扭紧装置10包括驱动电机101、减速机102、引线管103、、扭紧扳手104、控制器20。该驱动电机101和该减速机102构成该扭紧装置10的动力装置。

请同时参阅图2，是图1所示控制器20的内部结构示意图。该控制器20包括静态扭距传感器201、信号传输线202、被动轮21、主动轮22、***204、第一位置传感器207、第二位置传感器208、第一调节器205和第二调节器206。该扭矩传感器201是静态扭矩传感器。

该驱动电机101连接该减速机102。该减速机102连接该主动轮22。该主动轮22和该减速机102位于同一转轴。减速机102轴端装有丝杆和螺母。该主动轮22与该被动轮21啮合，从而将扭矩传递到该被动轮21，该被动轮21在主动轮22带动下旋转。静态扭矩传感器201和该被动轮21位于同一转轴，从而静态扭矩传感器201和被动轮21同时转动。

静态扭矩传感器201下端与扭紧扳手104相连，扭紧扳手104随静态扭矩传感器201一起转动。

工作时，扳手104的扭矩信号传给静态扭矩传感器201，静态扭矩传感器201把扭矩信号转化为电信号由传输线202输出。该信号传输线202的近端与该扭矩传感器201连接，并随扭矩传感器201转动。传输线202远端通过引线管103连接到计算机，并随扭矩传感器201转动，远端固定。工作时该信号传输线202在引线管103内扭转，在有限扭转圈数内，传输线并不会损坏和出现信号失真。

该***204装有螺纹孔与螺杆209连接，在该主动轮22转动时该***204会上下位移，该第一位置传感器207和该第二位置传感器208连接到计算机，其分别给该***204限定一上下移动范围，即实现主动轮22转角极限控制，间接控制扳手104的转角极限范围。

当该***204从该第一位置传感器207处向下移动时，扳手104也开始扭紧工件，到达设定扭矩时停止转动，扳手脱离被拧工件，电机101反转，***204向上移动并到达传感器207处停止转动。第二位置传感器208用于扭紧安全角度极限控制，当螺纹损坏，***204移动到第二位置传感器208 时，发出控制信号控制该驱动电机101停止转动。

该扭紧装置10可以通过计算机和工件加工要求输入设定的扭矩值，控制器20可以在工件扭紧过程中检测到扭矩变化，控制扭矩的精度。 

相较于现有技术，本发明扭紧装置10包括该控制器20，该控制器包括该静态扭矩传感器201和引线管103，采用静态扭矩传感器201避免了现有技术中扭矩传感器的磨损，并且利用该引线管103很好的解决了扭矩传感器旋转过程中信号传输线环绕的问题，从而大大降低了本发明扭紧装置的成本，延长了使用寿命，并且能够很好的实现精度的控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种扭紧装置，其特征在于：包括动力装置、静态扭矩传感器和扭紧扳手，动力装置与静态扭距传感器相联，静态扭距传感器与扭紧扳手相连，其中，动力装置包括减速机，减速机轴端装有丝杆和螺母，由第一位置传感器和第二位置传感器控制扭紧转角极限位置。

2.如权利要求1所述的扭紧装置，其特征在于：静态扭距传感器信号传输线的近端随传感器一起转动，远端固定。

3.如权利要求2所述的扭紧装置，其特征在于：静态扭距传感器信号传输线的远端通过引线管连接至外部计算机。

4.如权利要求1所述的扭紧装置，其特征在于：动力装置由驱动电机与减速机组成。

5.如权利要求4所述的扭紧装置，其特征在于：减速机通过齿轮与静态扭距传感器连接。

6.一种扭紧装置控制方法，该扭紧装置包括动力装置、静态扭矩传感器和扭紧扳手，动力装置与静态扭距传感器相联，静态扭距传感器与扭紧扳手相连，该动力装置包括减速机，减速机轴端装有丝杆和螺母，由第一位置传感器和第二位置传感器控制扭紧转角极限位置，该方法包括：

启动该动力装置；

该动力装置带动该静态扭矩传感器和扭紧扳手；

该静态扭矩传感器感测该扭紧扳手的扭矩并可将扭矩数据传送给外部计算机。

7.如权利要求6所述的扭紧装置控制方法，其特征在于：该静态扭距传感器的信号传输线的近端随传感器一起转动，远端固定。

8.如权利要求6所述的扭紧装置控制方法，其特征在于：当该***从该第一位置传感器处向下移动到该第二位置传感器的位置时，该第二位置传感器检测到该***的位置并发出控制信号控制该驱动电机停止并反向转动，该***于是向上复位到该第一位置传感器处，此时该第一位置传感器发出控制信号使得该驱动电机停止工作。

Images