一种可测量智能紧固件预紧力的自动安装工具制造技术

本发明专利技术提供了一种可测量智能紧固件预紧力的自动安装工具，控制装置与动力机构电性连接，用于向动力机构发送控制信号；动力机构通过传动机构为工作头提供动力，所述工作头上具有与智能紧固件相配合的工作位，测量探头与工作位配合设置，用于测量智能紧固件在执行紧固动作时的预紧力；传动机构测量探头与控制装置电性连接，用于向控制装置反馈智能紧固件的预紧力信号。本发明专利技术所述的自动安装工具，控制装置控制动力机构向传动机构发送控制信号，传动机构为工作头提供动力，智能紧固件配合工作头的工作位做拧紧动作，同时测量探头配合工作头对智能紧固件测量预紧力，测量探头将测得结果反馈给控制装置，实现测量探头预紧力的实时测量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种可测量智能紧固件预紧力的自动安装工具


[0001]本专利技术属于紧固件领域，尤其是涉及一种可测量智能紧固件预紧力的自动安装工具。

技术介绍

[0002]在使用紧固件进行连接结构的紧固时，真正表征紧固状态的是连接结构的紧固件承受的预紧力。而目前工程应用中对紧固件的安装普遍使用由安装力矩间接控制智能紧固件(螺栓)预紧力的办法，进行紧固连接安装、检修、安全监测等。该方法的以对连接结构施加的扭矩值为参考标准，然而研究表明，扭矩做功在连接结构中真正转化为预紧力的比例只有10％左右，再加上工程应用中的扭矩扳手、气动工具的固有测量误差，用扭矩法控制时，真正的连接预紧力测量存在很大的误差，加上人工操作误差，很容易导致安装过紧或过松，达不到预期安装效果。此外，对复杂件的紧固状态检修、安全检查等过程中，因为螺栓变形卡死、测量端锈蚀等原因，单纯的扭矩控制法不易识别出已断裂或有裂纹的连接螺栓，存在极大的安全隐患。
[0003]因此，实现紧固件安装预紧力的精确、快速测量，是工程应用中迫切需要解决的问题。近年来，针对智能紧固件的预紧力测量仪可实现连接结构的预紧力测量。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种可测量智能紧固件预紧力的自动安装工具，以解决工程实践中安装预紧力不能有效控制的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种可测量智能紧固件预紧力的自动安装工具，包括：控制装置、动力机构、传动机构、工作头、测量探头；
[0007]控制装置与动力机构电性连接，用于向动力机构发送控制信号；动力机构通过传动机构为工作头提供动力，所述工作头上具有与智能紧固件相配合的工作位，测量探头与工作位配合设置，用于测量智能紧固件在执行紧固动作时的预紧力；
[0008]传动机构测量探头与控制装置电性连接，用于向控制装置反馈智能紧固件的预紧力信号。
[0009]进一步的，工作头包括壳体、抱紧机构，壳体内设有用于安装传动机构的第一安装槽，还设有用于抱紧机构转动的第一安装槽，第一安装槽与第二安装槽通过通孔连接，传送给机构安装在第二安装槽内，抱紧机构转动安装在第二安装槽内，传动机构贯穿通孔后与抱紧机构连接。
[0010]进一步的，抱紧机构包括：偏心凸轮、套筒，偏心凸轮转动安装在第二安装槽内，偏心凸轮端部与传动机构铰接，偏心凸轮上设有柱形安装孔，套筒安装在柱形安装孔内，套筒的两端延伸出柱形安装孔后与壳体转动连接，套筒的外壁设有棘齿，柱形安装孔的直径大于棘齿外圈直径，偏心凸轮上还设有矩形槽，矩形槽与柱形安装孔相通，矩形槽内安装有限
位块，限位块通过压簧安装在矩形槽内，限位块上设有与套筒外壁的棘齿相对应的棘齿，限位块与套筒外壁啮合，套筒的内壁呈六角形，智能紧固件位于套筒的内壁内。
[0011]进一步的，传动机构包括外壳，外壳通过螺栓固定在第一安装槽内，外壳上安装有气堵、浮动杆，外壳内设有充油腔，气堵安装在充油腔端部，浮动杆一端贯穿气堵后延伸至充油腔内，浮动杆另一端与偏心凸轮铰接，充油腔的底部设有第一进气口，充油腔的侧壁设有进气腔，进气腔的侧壁设有第二进气口，第一进气口通过第一充油管与动力机构连接，第二进气口通过第二充油管与动力机构连接，其中进气腔位于浮动杆端部的上方。
[0012]进一步的，套筒内安装有测量组件，测量组件包括固定支座、安装在固定支座上的探头、线缆，壳体上安装有弹簧销，固定支座顶部设有与弹簧销相对应的滑槽，探头安装在固定支座下方，探头底部与智能紧固件顶部贴合，线缆贯穿固定支座顶部后与控制装置连接。
[0013]进一步的，动力机构采用伺服泵，包括伺服泵电控箱、压力传感器、电磁阀、阀座、调压装置、油箱、伺服泵连接口，油箱位于底部，伺服泵电控箱、压力传感器、电磁阀、阀座、调压装置均均通过阀座安装在油箱顶部，压力传感器、电磁阀调压装置均与伺服泵电控箱电性连接。
[0014]进一步的，所述套筒上安装有扭矩和/或转角传感器，扭矩和/或转角传感器与控制装置电性连接。
[0015]进一步的，控制装置包括预紧力测量仪、扭矩测量模块、主控CPU；
[0016]预紧力测量仪与测量探头电性连接，用于接收智能紧固件的预紧力信号；
[0017]预紧力测量仪与主控CPU电性连接，用于将预紧力信号发送给主控CPU处理；
[0018]主控CPU与伺服泵电控箱、扭矩和/或转角传感器电性连接，用于控制伺服泵的运行速率及转角。
[0019]一种可测量智能紧固件预紧力安装工具的安装方法，包括以下步骤：
[0020]S1、控制装置根据控制指令向测量探头、动力机构发送控制命令；
[0021]S2、动力机构根据控制命令向传动机构发送工作信号，传动机构根据工作信号驱动工作头进行工作，同时测量探头获取测量值；
[0022]S3、控制装置获取测量值后与设定的目标值进行对比，根据对比结果控制伺服泵的输出功率；
[0023]S4、测量值接近设定目标值的80％下限时，控制装置根据测量值的反馈对动力机构进行调节；
[0024]S5、控制装置实时存储读取的测量数据，并将其计算转化后实时显示，并进行存储。
[0025]相对于现有技术，本专利技术所述的一种可测量智能紧固件预紧力的自动安装工具具有以下有益效果：
[0026](1)本专利技术所述的一种可测量智能紧固件预紧力的自动安装工具，控制装置控制动力机构向传动机构发送控制信号，传动机构为工作头提供动力，智能紧固件配合工作头的工作位做拧紧动作，同时测量探头配合工作头对智能紧固件测量预紧力，测量探头将测得结果反馈给控制装置，控制装置根据反馈结果实时控制工作头工作，形成闭环控制，实现测量探头预紧力的实时测量。
[0027](2)本专利技术所述的一种可测量智能紧固件预紧力的自动安装工具，在预紧力测量仪的基础上，将预紧力测量探头与套筒集成为一体式，并在套筒上配备扭矩和/或转角传感器，实现智能紧固件在安装时，实现预紧力、扭矩、转角值的实时测量，控制装置由反馈的实测值对伺服泵进行输出控制，从而达到预紧力/扭矩/转角控制的自动安装。
[0028](3)本专利技术所述的一种可测量智能紧固件预紧力的自动安装工具测量系统，在智能螺栓安装使用时，通过预紧力测量仪对智能紧固件施加激励信号，从而在智能紧固件内部产生超声波信号，预紧力测量仪通过测量激励与测量回波信号的声时差，通过专用标定算法得出安装过程的实时预紧力；同时，转角测量/扭矩测量模块配备高精度扭矩和/或转角传感器实时测量加载过程中的扭矩值、转角值；由控制装置将测量信号联动整合，依据加载的预紧力反馈信号，对伺服泵进行实时控制，调整加载速率及转角，从而实现精确安装预紧力控制。
附图说明
[0029]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0030]图1为本专利技术实施例所述的一种可测量智能紧固件预紧力的自动安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可测量智能紧固件预紧力的自动安装工具，其特征在于包括：控制装置、动力机构、传动机构、工作头、测量探头(5)；控制装置与动力机构电性连接，用于向动力机构发送控制信号；动力机构通过传动机构为工作头提供动力，所述工作头上具有与智能紧固件相配合的工作位，测量探头与工作位配合设置，用于测量智能紧固件(4)在执行紧固动作时的预紧力；测量探头(5)与控制装置电性连接，用于向控制装置反馈智能紧固件的预紧力信号。2.根据权利要求1所述的一种可测量智能紧固件预紧力的自动安装工具，其特征在于：工作头包括壳体、抱紧机构，壳体内设有用于安装传动机构的第一安装槽，还设有用于抱紧机构转动的第一安装槽，第一安装槽与第二安装槽通过通孔连接，传送给机构安装在第二安装槽内，抱紧机构转动安装在第二安装槽内，传动机构贯穿通孔后与抱紧机构连接。3.根据权利要求2所述的一种可测量智能紧固件预紧力的自动安装工具，其特征在于：抱紧机构包括：偏心凸轮(34)、套筒(36)，偏心凸轮(34)转动安装在第二安装槽内，偏心凸轮(34)端部与传动机构铰接，偏心凸轮(34)上设有柱形安装孔，套筒(36)安装在柱形安装孔内，套筒(36)的两端延伸出柱形安装孔后与壳体(31)转动连接，套筒(36)的外壁设有棘齿，柱形安装孔的直径大于棘齿外圈直径，偏心凸轮(34)上还设有矩形槽，矩形槽与柱形安装孔相通，矩形槽内安装有限位块(35)，限位块(35)通过压簧(37)安装在矩形槽内，限位块(35)上设有与套筒(36)外壁的棘齿相对应的棘齿，限位块(35)与套筒(36)外壁啮合，套筒(36)的内壁呈六角形，智能紧固件(4)位于套筒(36)的内壁内。4.根据权利要求2所述的一种可测量智能紧固件预紧力的自动安装工具，其特征在于：传动机构包括外壳(30)，外壳(30)通过螺栓固定在第一安装槽内，外壳(30)上安装有气堵(32)、浮动杆(33)，外壳(30)内设有充油腔，气堵(32)安装在充油腔端部，浮动杆(33)一端贯穿气堵(32)后延伸至充油腔内，浮动杆(33)另一端与偏心凸轮(34)铰接，充油腔的底部设有第一进气口，充油腔的侧壁设有进气腔(302)，进气腔(302)的侧壁设有第二进气口，第一进气口通过第一充油管(21)与动力机构连接，第二进气口通过第二充油管(22)与动力机构连接，其中进气腔(302)位于浮...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏斌宏，焦光明，李文生，甘秦福，王川，程全士，梁龙，郑鹏飞，杨保建，李崇源，
申请(专利权)人：航天精工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：