用於間斷的動力驅動的控制系統的製作方法
2023-05-28 19:21:41
專利名稱：用於間斷的動力驅動的控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種不需要標準工具的任何額外修改或埠的基於與流體流相關的特性的控制系統和/或錯誤證明系統(即，零額外埠控制系統)，該流體流通過與工具相連的加壓流體供應管道。
背景技術：
上緊帶螺紋的緊固件以獲得預定的轉矩水平是動力學上的措施。在上緊過程中需要考慮許多因素。由於緊固件是易變形的螺紋材料，因此現行的轉矩緊固件需要較長和/或較高的停止轉矩。工業上用術語「硬接合」表示從就位(初始的表面接觸)開始到小於30度的角度旋轉的完全擰緊的緊固過程。通常緊固「接合」需要60到180度的旋轉以完成擰緊過程。軟接合(720度或更高)例如軟管夾可以在緊固件被認為是完全擰緊之前繼續對軟材料進行幾次旋轉。從過去的經驗已經看出，由於在工具關閉或去掉之後不能監視或控制應用力或轉矩，因此隨著時間的過去接合的放鬆能成為緊固件擰緊失效的原因。利用專業緊固件設計以試圖最小化這種鬆弛。所有的這些接合狀態需要不同的停止參數以便於精確控制。
已經將傳感器結合入工具以通過閉環控制電路的嘗試來控制在目標轉矩上的停止。已經證實用儀器裝備的工具能夠非常精確，但是這種用儀器裝備的工具不會注意到接合的鬆弛。可以利用推動和衝擊工具來最小化或排除接合鬆弛的問題，但很難精確地控制最終的輸出轉矩。
美國專利No.5937730公開了一種作為周期計數裝置操作的裝置。裝備限定器是監視氣體工具的壓力的計數裝置。該裝置利用對於預先設置的時間窗口的氣壓中的變化來指示緊固過程是否已斷定為成功。雖然該專利聲稱可證明合適的緊固轉矩，但該專利沒有公開對應用轉矩的任何監視並且沒有採用允許轉矩水平證明的所監視的參數。該裝置增加了計數器以「限定」對於預先編程的數目的預期和/或可接受的周期的整個結果。該裝置可通過在運行周期內利用壓力傳感器監視壓力變化並且通過比較對於「良好」事件特徵的壓力變化來信號指示錯誤狀態作為預先編程的，從而中斷響應於所限定的不可接受的事件的發生的周期。即使該裝置被描述為「限定器」，也不能實際控制工具。它簡單地監視氣壓變化作為對於緊固周期的時間線上的繪圖。該裝置於是將每個緊固周期比作置於壓力對時間的公知的「良好」緊固事件繪圖上的一系列的「窗口」。
美國專利No.5592396利用氣流來繪製緊固事件。但是，該專利不利用氣流特徵來控制，而只是將其作為「觸發」信號來在來自衝擊型動力工具的脈衝的適當點或合適起點(基於達到的足夠振幅)的開始起動計數。該專利指示在衝擊扳手中，在緊固(錘擊)過程中的流動信號的脈衝屬性允許容易地對打擊(衝擊)計數以便於監視或控制。建立該系統的過程太複雜並且需要重要的操作者的輸入和作決定，或者需要大量的對於計算機的數據收集以便合適地發展通過計算的限制。該專利表示可以進行一系列的「普通」擰緊，最好至少25次，並且其結果可以人工記錄或自動傳遞到計算機。通過統計估算計算機中的這些結果，可以因此在計算機中設置有用的限度。然後可以將這些限度用於捕集(識別)從已知的普通狀態的趨勢或偏離。該專利表示對於脈衝衝擊型工具，一旦振幅水平超出預定水平該裝置就開始對脈衝數目計數。該裝置控制所計數的脈衝的數目，然後計算在每個脈衝下的面積以通過算術導出的等價轉矩值來確定所控制數目的脈衝的總能量。通過算術地將由脈衝表示的總面積之和比作預先編程的高和低轉矩限度來完成試圖對事件的限定從而基於轉矩限度確定接受度。
發明內容
在本發明中預期提供一種通過監視與從遠離工具的地方流向工具的流體相關的特性來控制和/或錯誤證明脈衝衝擊工具的系統。預期在本發明中提供一種能夠簡單、快速地建立要被上緊的各種類型的緊固件的系統。預期在本發明中提供一種通過監視與流體流量相關的特性來控制脈衝衝擊工具的系統，該特性是流體驅動旋轉的聲音信號監視和/或通過孔的壓差中的至少一個，任一監視傳感器可定位於遠離受驅動的脈衝衝擊工具的地方。
本發明提供一種可容易地安裝存在的控制裝置以及未來的脈動和衝擊型的工具應用。根據本發明的控制器可被編程具有變量，例如停止速度控制、低轉矩停留速度、高轉矩斜坡上升速度、高轉矩停留速度、以及關斷轉矩。根據本發明的控制器可被編程具有多個參數構造以便可以通過同樣的工具來合適地緊固不同接合類型和/或尺寸的緊固件。對應於基於可接受的流體流量特徵的大量流速基準標記的參數提供了工具循環速度和轉矩控制並能拒絕緊固件周期。流體流速異常檢測過程，並且還可排除不止一次地緊固同樣的緊固件的努力。流體流速的異常檢測過程還可排除表示過量流的周期，這作為一種如果緊固件從驅動座滑出的情況。
對工具的受壓流體供應線可提供用於聲學地將馬達速度數據耦合到控制器的裝置。例如，容納在最受空氣驅動的緊固件上緊工具中的馬達是單或雙腔的旋葉型馬達。隨著葉片封上和打開內部氣室供應埠，通過旋葉的動作來切換通過馬達內的膨脹室的壓縮空氣流。空氣的這種脈動導致了具有正比於馬達的速度以及葉片和室的數目的頻率的音調。可以利用聲學傳感器來收集該數據。儘管該傳感器可以位於工具進氣口或排氣口中、上或附近的任何位置，但根據本發明的優選位置在容納於控制器內的壓縮空氣供應計量系統裡面。聲學傳感器的輸出饋入信號調整頻率-電壓轉換電路，該電路給出與馬達速度成比例的輸出電壓水平。繪出對於時間的速度信號以產生緊固件周期的特徵。該特徵還提供閉環速度控制的裝置。期望提供用於硬接合狀態的閉環速度控制。利用連接到控制器的低成本工具來提供完全儀器裝備的工具的接合質量控制方法。還可容易地控制多個主軸工具來提供漸進的或連續的預轉矩值，然後同步前進到最後的目標轉矩。
通過下面結合附圖的對實現本發明的最佳模式進行的說明，本發明的其他應用對於本領域普通技術人員來說將變得明顯。
下面的說明參照附圖，其中在幾個視圖中相同的附圖標記表示相同的部件，其中附圖1示出根據本發明的典型控制器裝備的示意圖；附圖2示出根據本發明的在設立的第一步驟期間的壓力對時間的圖表，其中控制器獲知連接到控制器的工具的工具屬性；附圖3示出根據本發明的在獲知過程的另一步驟期間在上部的壓力對時間和在下部的流量對時間的雙圖表，其中控制器確定在預定壓力設置下的緊固件上緊過程中要達到目標轉矩值所需的時間作為圖2中所示的第一步驟的結果，其中圖表中的下部示出在可接受的緊固件上緊周期中流量對時間的關係；附圖4示出在獲知過程的另一步驟期間的在上部的壓力對時間和在下部的流量對時間的雙圖表，其中將在壓力設置下以前上緊的緊固件上的重新打擊(rehit)的流量特性告知給控制器以作為圖2中的獲知過程的結果；附圖5示出在獲知過程的另一步驟期間的在上部的壓力對時間和在下部的流量對時間的雙圖表，其中將在壓力設置下的主要轉矩自由流量值告知給控制器以作為圖2中的獲知過程的結果；以及附圖6顯示為在圖2至5的步驟中所示的告知給控制器的根據所獲知的參數屬性的流量對時間的圖表，示出了具有所顯示的各種獲知的或識別的異常。
具體實施例方式
現在參照圖1，根據本發明的典型裝備包括壓縮流體源10，例如壓縮空氣。通過壓縮空氣源10傳遞的壓縮空氣供應優選由可選的水分捕集器/過濾器12來清潔。清潔的空氣還可優選地通過優選的預控制器壓力調節器14。然後清潔、調節過的壓縮空氣流經優選的自動潤滑油噴射系統16。根據本發明，清潔、調節、潤滑過的壓縮空氣然後流經內部控制調節器18和傳感器20，例如聲學傳感器和/或流量傳感器。受控制的流體流通過標準供應軟管24連接到流體動力工具22。來自傳感器20的信號可由中央處理單元26例如微處理器接收，中央處理單元26響應於存儲於存儲器中的程序來控制內部控制調節器18的操作。控制面板28可操作地連接於中央處理單元26以提供操作者對控制程序的輸入，並依據存儲於存儲器中的程序對來自中央處理單元26的輸出提供顯示。圖1中示出了測試接合或實際緊固件接合30。在所示構造中，轉換器32可連接於氣動工具22和緊固件接合30之間從而執行圖2-5中所示的一個或多個獲知步驟。轉換器32可通過纜線34連接到中央處理單元26。需要轉換器32來執行下面將更詳細說明的自動閉環獲知功能和審核功能。可以提供開關36運行相反的遠程周期，該周期電子地旁路用於單個相反周期的所有內部計量裝置，或閉鎖以成批地去掉緊固件。控制器40可位於遠離要控制的氣動工具22的壓縮空氣供應線中，其中在正常操作期間(不包括獲知周期)僅僅在控制器40和氣動工具22之間的連接是標準供應軟管24。控制器40可包括印刷電路板和電源。內部氣壓控制調節器18可包括用於計量氣壓的線性、電壓控制的壓力調節器。傳感器20可包括用於感測在精密口的任一側上的埠之間的大量氣流，或可包括聲學傳感器。
通過並不限定的實例，控制面板可包括顯示器如8字符的兩線顯示器、以及模式選擇開關如「轉換器校準」、「獲知工具」、「獲知應用」和「運行」按鈕。可提供多個可編程的運行按鈕以編程要執行的不同的緊固件接合周期。如果為了編程目的的需要，可提供額外的按鈕。開關36可定位作為控制面板28的一部分，或者如果控制器並不接近於工具操作者則可遠距離定位。該設立程序需要利用轉矩轉換器32。當編程參數進入控制器40中時，可以通過控制面板來控制分路校準和全刻度輸出。控制面板28還可選地包括緊固件計數顯示器以指示對於配置周期的程序以及緊固件的總數目。可選地，可提供輸入和繼電器輸出端子板以遠程控制控制器的所有特徵。
現在參照圖2，每個工具都需要在被編程時依據校準源來運行。這可通過利用固定轉換器和測試接合、或旋轉轉換器和實際接合連接應用來完成。在任一情況中，控制器40必須接收轉換器的全刻度轉矩值作為手動或自動的輸入。可以調節控制器40的增益和零設置來反映轉換器輸出值。這種校準過程可以開始於用於限定轉矩的術語的操作者的選擇。按下「設立」按鈕可導致控制器40在字符顯示器上顯示「單位」，其中可顯示轉矩。操作者通過現有選項如尺磅、牛頓米、英寸磅等可在循環時利用選擇器上箭頭/下箭頭控制來作選擇。再次按下「設立」按鈕允許操作者插入要利用的轉換器的全刻度值。第三次按下「設立」按鈕可提示操作者執行分路校準和調節控制器40的增益和零設置。當完成校準之後，將緊固周期的參數告知控制器。可對控制器40進行編程以具有對於要由所連接的工具處理的不同的緊固接合應用的多個不同的參數指令設置。為了向控制器40教導新的參數設置，操作者按下「獲知」按鈕。控制器40響應於對特定指令設置的文件名的請求。操作者可通過現有名字的菜單來循環從而作選擇。如果需要，再次按下「獲知」按鈕提示操作者修改低轉矩停留時間段。這顯示了在稀有環境下產生默認值的控制器可需要修改，例如在出現主要轉矩時。再次按下「獲知」按鈕允許操作者利用「上/下」箭頭控制輸入對於上緊循環的最後轉矩值。再次按下「獲知」按鈕提示操作者修改控制器產生的默認的最後轉矩停留時間。在默認的最後轉矩停留時間期間，被上緊的緊固件將以最後轉矩值脈動從而確保接合鬆弛問題得到校正。按下「獲知」按鈕將提示操作者輸入具體接合連接應用所需要的緊固周期的數目。操作者可利用「上/下」箭頭控制來對期望值進行編程。根據供應壓力來繪製連接到控制器的工具的能力以確定適當的關閉點。工具的操作者按下「獲知工具和接合」按鈕。這起動了控制器「獲知」周期。控制器通過在控制器顯示器上顯示「運行測試接合」來提示操作者。這時操作者使工具運行一次完整的「獲知」周期。該單個測試緊固件或者可以當通過同軸滑環轉換器32監視應用的轉矩時在具體接合應用上運行，或者可利用臺式頂部儀器測試接合來運行。通過按下和夾持工具22的觸發器，操作者可向控制器發送該到時間運行測試的信號。控制器讀取和存儲由操作者輸入的所有參數信息。確定全刻度轉換器轉矩作為有效的，當其接近於但並不小於所選出的目標轉矩。控制器計算停止轉矩的默認值作為最後停止值的百分數。控制器40計算圖2中所示的長時間壓力斜坡。控制器40起動斜坡。在某些點上，測試下的工具會加速、停止緊固件，並開始脈動或衝擊。空氣斜坡繼續直到轉換器轉矩脈衝的振幅等於操作者賦值的轉矩值。控制器40現在知道了默認的停止壓力以及轉矩目標氣壓。控制器可以通過在顯示器的頂線上顯示「拒絕」來請求關於拒絕跟蹤的信息。操作者可按要求通過按下「上/下」箭頭選擇器開關來選擇「跟蹤」或「忽視」。控制器計算全部的緊固件上緊控制斜坡。可以指示調節器來控制在對應於所需水平的值上的壓力輸出從而獲得目標轉矩值。在圖2中所示的循環期間獲知的選出的、受控制的壓縮氣壓值上進行剩下的獲知周期和接合緊固周期。
現在參照圖3，當控制器40獲知緊固事件的流量特性時，將所獲知的目標壓力應用於工具上。初始的氣流曲線最初由於軟管帶電而跳到相對高的值，並且工具使緊固件向下朝合適點運行。當緊固件達到合適點時，氣流曲線隨著緊固件上緊工作的進行而降到較低的值。當目標轉矩值達到所顯示的正的添加的轉矩均衡脈衝時間段時氣流下降到零。該獲知周期在通過圖2中所示的獲知步驟中設置的預定受控壓縮氣壓值下執行。
現在參照圖4，獲知周期繼續教導控制器40來在具體應用的緊固事件和重新打擊以前緊固的緊固件之間區分。在圖4中，該圖表顯示了在上部上的壓力對時間和在下部上的流量對時間，其中控制器40指示操作者來重新打擊以前緊固的緊固件。控制器40被告知重新打擊周期沒有達到緊固事件以前看到的上部流量水平。在圖2中所示的步驟中所教導的預期轉矩值所必需的預定受控壓力水平下操作重新打擊獲知過程。該獲知周期在通過圖2中所示的獲知步驟中設置的預定受控壓縮氣壓值下執行。
現在參照圖5，不嚙合緊固件時通過操作工具22來指示操作者教導控制器40主要的轉矩自由流量值。這些有時被稱作「空氣栓」。該過程可參見圖5，其中在上部顯示壓力對時間而在下部顯示流量對時間。顯示通過氣動工具22而流向自由流量值的快速斜坡上升直到觸發器被釋放。該獲知周期在通過圖2中所示的獲知步驟中設置的預定受控壓縮氣壓值下執行。
作為圖2至5中所示的獲知步驟的結果，控制器40獲知了圖6中所示的具體緊固件應用的參數屬性。當按下對於圖2至5中所示的獲知周期所述的「獲知」參數設置按鈕時，對於初始設立僅需要轉換器32。一旦通過完成圖2至5中所示的獲知周期而設置完所獲知的參數屬性，對於普通操作就不需要轉換器32了。
圖6以繪出流量對時間的形式顯示了對於具體緊固件連接應用的獲知的參數屬性。應當注意，如果傳感器測量聲學信號而不是流速則會有同樣的曲線。在任一情況下，根據本發明的控制系統包括觸發參考流速，其中當流量與觸發參考水平交叉時起動得到的緊固件事件計時器。將觸發參考水平流速值設置得充分高以忽略通過壓縮空氣傳輸供應軟管24到氣動工具22的任何潛在損耗。在錯誤檢測區2至3中，根據本發明的控制器40可確定操作者是否已經重新打擊了以前上緊的緊固件，這是應該抵制的並且該周期是失敗的。在錯誤檢測區4至5中，根據本發明的控制器40可確定緊固件是否已被去掉，或在緊固周期中插槽是否從緊固件上滑落，這些情況會導致周期失敗並拒絕緊固件接合。此外，在錯誤檢測區4和5中，根據本發明的控制器40可確定操作者是否在完成緊固周期之前釋放了觸發器，這樣周期會失敗並拒絕緊固件接合。如果流量或聲學信號上升到觸發參考流量之上和計算工作值之上，然後下降到區域4中的計算工作值之下但留在區域5中的觸發參考流量之上，則已經成功地完成和接受緊固件周期。
本發明提供了一種控制直接驅動氣動改錐和螺帽操作器的控制系統，包括停止、空氣阻斷和離合器阻斷型工具。當利用離合器型或阻斷工具時，本發明要求機構設置在高於最高預期轉矩的安全水平之上。在任何給定氣壓下的限定系統中，氣流與負載(轉矩)成反比例。隨著工具的轉矩輸出增加，工具的速度和氣流都下降直到達到停止點。在停止點，空氣發動機內的普通齒側隙會洩漏(流出)預定量的空氣。在自動教導模式下，本發明可以同軸配備旋轉轉矩轉換器並連接到控制器。通過並非局限性的實例，控制器可在軟接合上運行工具以停止，軟接合具有在全壓力下的大於720°的旋轉。控制器記錄所獲得的峰值轉矩/壓力和停止狀態氣流量度。假如給出的轉矩輸出與氣壓成比例，微處理器可計算和設置要獲得在工具範圍內(一般50％到90％的容量)的任何特定轉矩所需的壓力水平。在根據本發明的手動教導模式下，可以通過精確轉矩扳手仔細測量剩餘轉矩來進行系統校準。通過並非局限性的實例，在選擇手動教導之後，控制器可在軟接合應用上運行工具，軟接合應用為從就位到最後停止大於720°的旋轉。應該注意通過適當地支持工具來防止任何不希望的轉矩反應。控制器會在全壓力(通過並非局限性的實例87psi或6Bar以停止)下運行工具。操作者會利用轉矩扳手來手動地測量轉矩並手動地將讀數輸入控制器。控制器會記錄所獲得的峰值轉矩/壓力和停止狀態氣流量度(cfm)。假如給出的轉矩輸出與壓力成比例，則微處理器可計算和設置要獲得在工具範圍內(一般50％到90％的容量)的任何特定轉矩所需的壓力水平。當根據本發明在獲知模式下操作時，控制器可在實際緊固件接合應用上運行工具。根據以前的教導模式中的一種，控制器校準和設置合適的壓力水平，計算和調節到預定的過壓以確保工具能夠達到預期轉矩。工具在該固定壓力下(維持在內部氣壓調節器的恆定水平上)運行直到流速慢於內部編程的流速(大約超過停止空氣洩漏速度的10％)。在緊固周期中的該點上，控制器直接將壓力降為0psi並將其維持一段預置量的時間(大約750毫秒)。這給出了在預期目標轉矩水平下的可靠關斷並確保操作者可釋放節流閥和/或定位工具以便進行下一次緊固周期。在緊固周期中，控制器獲知和記錄要用於限定和錯誤證明事件中的氣流特徵。
根據本發明的緊固件工具處理控制器是基於微處理器的裝置，其控制應用的轉矩並給間斷驅動空氣工具例如水力脈衝工具或機械衝擊扳手提供錯誤證明記錄。氣動工具的轉矩輸出與氣壓相關。其他裝置利用壓力/時間(有時壓力下降或壓力水平變化作為「觸發」事件)和時間間隔來努力控制衝擊扳手。脈動工具利用內部流體流量/壓力釋放和關斷機構來控制相對獨立於氣壓水平或脈動的轉矩輸出。努力控制間斷驅動工具的另一普通實踐是監視工具的每個「衝擊流」的振幅(力)直到超過特定振幅水平，然後對隨後的波動計數以作為控制參數。可以利用機械的「撥叉/阻斷閥」機構或遠程阻斷閥在一旦獲得控制參數的情況下切斷工具。已經試過基於「曲線下的區域」(每個衝擊波和計數波的累積的總能量的)計算應用轉矩以分配計算轉矩值，以及通過比較該數學得到的(算出的)轉矩值與編程的極限集來嘗試限定事件已經被證實為不精確的、難追查的(對NIST標準)，因此是不可接受的。本發明既不利用該邏輯叉不嘗試這些方法中的任何一種來控制或限定緊固事件。本發明在限定轉矩水平下利用均衡原則以進行間斷的驅動工具控制。本發明的一個特徵是當設立應用的控制參數時控制器的動態獲知能力，動態壓力控制(與氣流水平無關)和對限定狀態起反應的能力以停止對工具的空氣供應並快速消耗空氣線路以提供轉矩控制、錯誤證明檢測和控制。在本發明中採用的用於轉矩控制和錯誤證明的主要因素是氣流水平監視、動態壓力控制、動態「獲知」計時控制和應用「特徵」。該特徵由動態「獲知」交叉點形成，在該點上氣流值與動態確定的流量水平交叉。這些水平稱作工具水平(在「自由速度」的固定百分比上由微處理器設置)和停止(也由微處理器固定作為在「衝擊」流下的流量百分比)。
當允許工具的內部控制裝置(如果存在)關斷轉矩從工具向緊固件的傳遞時，根據本發明的系統可利用流量監視。但是，如果根據本發明的系統檢測指示被拒緊固周期的任何錯誤狀態時，該系統會越過工具並關斷向工具的空氣供應從而控制工具並且不允許壞的緊固周期。此外，通過控制氣壓(並非簡單地監視壓力)，根據本發明的系統提供各種供應轉矩水平而不調節工具的內部裝置。根據本發明的控制系統基於交叉超過「閾值」水平的流速和監視計時窗口。在起動工具之後，流速會上升並交叉超過稱為「閾值」的預定水平。當工具在自由速度狀態下或在緊固件中運行時，流速超出閾值水平之上。直到流量水平下降到該同樣的閾值水平之下時，時間元素可忽略。這確保了其中工具沒有與緊固件嚙合的「空氣栓」不被計數。在以向下的方向交叉過閾值水平之後，交叉點起動計時監視器，該監視器與以前確定的最小和最大時間參數相比較。當正確上緊緊固件時，通過工具的內部關斷機構來控制轉矩水平並使傳遞到緊固件的能量停止。當這種情況發生時，流速會下降到稱為「停止速度」的特定水平。如果工具正確地關斷，流速會在「停止速度」上，由於空氣洩漏而超過「零」的水平經過重調閥、內部轉子葉片和端面板直到操作者釋放工具的觸發機構。此時，當操作者釋放工具的觸發機構時流速會降到「零」。如果流速在計時窗口「拐彎」，則將事件指示為與工具正確關斷一樣的可接受的緊固過程。但是，如果拐彎出現在窗口的外部或者拐彎出現在窗口內的「零」流速上，則事件確定為被拒的緊固周期。該狀態可描述如下(1)拐彎出現在最小時間線之前表示重新打擊或有缺陷的緊固過程；(2)拐彎出現在最大時間參數之後表示操作者及早地放開觸發器，允許工具從緊固件上鬆開或「解鎖」，或去掉栓，這在任何情況下會導致有缺陷的緊固周期；(3)拐彎出現在計時窗口內但在「零」流速上表示早先的周期失敗或操作者在緊固周期結束之前放開觸發器，這在任何情況下都會導致有缺陷的緊固過程；以及(4)拐彎出現在計時窗口內在最小「停止速度」上表示可接受的緊固過程。在有缺陷的緊固周期事件中，根據本發明的系統切斷對工具的氣流供應預設的一段時間期限或者切斷它直到接收到重設命令。當利用根據本發明的控制系統時，能夠通過在設立階段中預設的氣壓水平的閉環控制而編程精確的和可變的轉矩水平，同時保護工具的內部關斷機構的能力以便操作。
儘管已經結合被認為是最實際和最優選的實施例的實例說明了本發明，但應當理解本發明並不局限於公開的實施例，而且相反本發明意欲覆蓋含在所附的權利要求的精神和範圍之內的各種修改和等價裝置，權利要求的範圍與最寬的解釋一致以便包含在法律許可下的所有的這種修改和等價結構。
權利要求
1.一種在緊固件上緊周期中控制衝擊/脈衝工具的裝置，包括用於接收受壓流體的供應的進氣口；用於維持傳遞到響應於控制信號而受控的工具的可選擇的壓力值的流體壓力調節器；用於檢測對應於到要受控的工具的流體的流量的特性並產生輸出信號的傳感器；以及用於接收來自傳感器的輸出信號並根據存儲於存儲器中的程序響應於來自傳感器的輸出信號而產生要送到壓力調節器的控制信號以控制到要受控的工具的流體的流量的中央處理單元。
2.根據權利要求1的裝置，其中所述程序進一步包括用於要被獲知的每個緊固件上緊周期的設立過程。
3.根據權利要求2的裝置，其中該設立過程還包括可連接於要受控的工具和要上緊的緊固件之間的轉換器，用於在斜坡壓力緊固件上緊周期中產生轉矩信號；以及中央處理單元用於在斜坡壓力緊固件上緊周期中接收來自轉換器的轉矩信號並基於所接收的轉矩信號設置固定壓力值。
4.根據權利要求2的裝置，其中設立過程還包括中央處理單元接收在預置壓力緊固件上緊周期中由操作者利用手動轉矩扳手輸入的轉矩值並基於轉矩值輸入設置固定壓力值。
5.根據權利要求2的裝置，其中設立過程還包括可連接於要受控的工具和要上緊的緊固件之間的轉換器，用於在固定的壓力值上緊固件上緊周期中產生轉矩信號；以及中央處理單元在固定的壓力值上緊固件上緊周期中接收來自轉換器的轉矩信號並基於從傳感器接收到的輸出信號和所接收的轉矩信號設置流體流量特徵。
6.根據權利要求2的裝置，其中設立過程還包括中央處理單元在自由空氣運動過程中接收來自傳感器的輸出信號並基於所接收的輸出信號設置閾值。
7.根據權利要求2的裝置，其中設立過程還包括中央處理單元在上緊緊固件的重新打擊周期中接收來自傳感器的輸出信號並基於所接收的輸出信號設置閾值。
8.根據權利要求2的裝置，其中所述程序還包括用於要執行的每個緊固件上緊周期的控制程序。
9.根據權利要求8的裝置，其中控制程序還包括中央處理單元在緊固件上緊周期中接收來自傳感器的輸出信號，並基於可接受的緊固件上緊周期的以前的流體流量特徵來比較輸出信號和存儲於存儲器中的基準標記以控制到要控制的工具的流體流量。
10.根據權利要求1的裝置，其中所述程序還包括用於要執行的每個緊固件上緊周期的錯誤證明程序。
11.根據權利要求10的裝置，其中錯誤證明程序還包括中央處理單元在緊固件上緊周期中接收來自傳感器的輸出信號，並基於可接受的緊固件上緊周期的以前的流體流量特徵來比較輸出信號和存儲於存儲器中的基準標記以基於所接收的輸出信號產生緊固件上緊周期的錯誤證明信號。
12.根據權利要求1的裝置，還包括用於供應受控流體通過標準流體流供應軟管流向要受控的工具的輸出埠。
13.根據權利要求1的裝置，其中對應於流量的特性是壓差和聲學數據中的至少一種。
14.根據權利要求1的裝置，其中加壓流體為壓縮空氣。
15.根據權利要求1的裝置，還包括可操作地連接於中央處理單元用於通過電子旁路用於反向周期操作的所有內部計量而以反向周期運行遠程模式的開關。
16.根據權利要求1的裝置，還包括可連接於要受控的工具和要上緊的緊固件之間並可操作連接於中央處理單元用於對要被獲知的緊固件上緊周期運行設立過程的轉換器。
17.一種在緊固件上緊周期中控制衝擊/脈衝工具的方法，包括以下步驟通過進氣口接收受壓流體的供應；通過流體壓力調節器維持傳遞到響應於控制信號而受控的工具的可選擇的壓力值；測量對應於到由傳感器控制的工具的流體流量的特性並產生輸出信號；以及通過中央處理單元接收來自傳感器的輸出信號並根據存儲於存儲器中的程序響應於來自傳感器的輸出信號而產生要送到壓力調節器的控制信號以控制到要受控的工具的流體流量。
18.根據權利要求17的方法，其中所述程序進一步包括對於要被獲知的每個緊固件上緊周期運行設立過程的步驟。
19.根據權利要求18的方法，其中該設立過程還包括以下步驟在要受控的工具和要上緊的緊固件之間連接轉換器；在斜坡壓力緊固件上緊周期中產生轉矩信號；在斜坡壓力緊固件上緊周期中通過中央處理單元接收來自轉換器的轉矩信號；以及基於所接收的轉矩信號設置固定壓力值。
20.根據權利要求18的方法，其中該設立過程還包括以下步驟在預置壓力緊固件上緊周期中通過中央處理單元接收由操作者利用手動轉矩扳手輸入的轉矩值；以及基於轉矩值輸入設置固定壓力值。
21.根據權利要求18的方法，其中該設立過程還包括以下步驟在要受控的工具和要上緊的緊固件之間連接轉換器；在固定的壓力值上緊固件上緊周期中產生轉矩信號；以及在固定的壓力值上緊固件上緊周期中通過中央處理單元接收來自轉換器的轉矩信號；以及基於從傳感器接收到的輸出信號和所接收的轉矩信號設置流體流量特徵。
22.根據權利要求18的方法，其中該設立過程還包括以下步驟通過中央處理單元接收在自由空氣運動過程中來自傳感器的輸出信號；以及基於所接收的輸出信號設置閾值。
23.根據權利要求18的方法，其中該設立過程還包括以下步驟通過中央處理單元在上緊緊固件的重新打擊周期中接收來自傳感器的輸出信號；以及基於所接收的輸出信號設置閾值。
24.根據權利要求18的方法，其中所述程序還包括運行用於要執行的每個緊固件上緊周期的控制程序的步驟。
25.根據權利要求24的方法，其中控制程序還包括以下步驟通過中央處理單元接收在緊固件上緊周期中來自傳感器的輸出信號；基於可接受的緊固件上緊周期的以前的流體流量特徵來比較輸出信號和存儲於存儲器中的基準標記；以及基於比較步驟的結果控制到要控制的工具的流體流量。
26.根據權利要求17的方法，其中所述程序還包括對於要執行的每個緊固件上緊周期運行錯誤證明程序的步驟。
27.根據權利要求26的方法，其中錯誤證明程序還包括以下步驟通過中央處理單元接收在緊固件上緊周期中來自傳感器的輸出信號；基於可接受的緊固件上緊周期的以前的流體流量特徵來比較輸出信號和存儲於存儲器中的基準標記；以及基於所接收的輸出信號產生緊固件上緊周期的錯誤證明信號。
28.根據權利要求17的方法，還包括以下步驟通過輸出埠和標準流體流供應軟管供應到要控制的工具的受控流體流量。
29.根據權利要求17的方法，其中對應於流量的特性是壓差和聲學數據中的至少一種。
30.根據權利要求17的方法，其中加壓流體為壓縮空氣。
31.根據權利要求17的方法，還包括以下步驟可操作地將開關連接於中央處理單元，用於通過電子旁路用於反向周期操作的所有內部計量而以反向周期運行遠程模式。
32.根據權利要求17的方法，還包括以下步驟可操作地在要受控的工具和要上緊的緊固件之間連接轉換器；以及可操作地將來自轉換器的轉矩信號連接到中央處理單元以對要獲知的緊固件上緊周期運行設立過程。
全文摘要
本發明涉及用於間斷的動力驅動的控制系統，其中該緊固工具處理控制器提供一種用於對裝配有轉換器和/或非儀器的、氣動脈衝或衝擊工具的半自動操作的審定進行編程、控制和比較以得到可重複的最終停止轉矩值的裝置和方法。向控制器教導供應線壓力以輸出對於根據NIST可追蹤的標準轉矩轉換器而審定時或通過普通轉矩扳鉗進行手動檢查時所利用的具體氣動工具的轉矩比。該方法稱作自動或手動教導過程。該比率給控制器提供獲得預編程轉矩目標值所必需的最終要求線壓力。在獲知周期中，控制器的微處理器監視值，即相應於當將樣品螺栓上緊到先前的設置轉矩目標值的實際應用中時所消耗的大量氣流的壓差或聲學信號。數據然後基於或者壓差或者聲學信號的大量氣流提供主要體積特徵，然後將主要特徵提供給可以對錯誤證明比較的後來的緊固過程。異常檢測處理基於主要特徵抵制任何不加倍各種閾值的緊固件。如果希望，控制器可選擇跟蹤拒絕和執行緊固件計數。
文檔編號B25B23/145GK1688417SQ03823924
公開日2005年10月26日 申請日期2003年9月9日 優先權日2002年9月9日
發明者馬克·W·萊納特, 保羅·波德索彬斯基 申請人:西格瑪西斯有限責任公司