衝擊式緊固工具的衝擊次數檢測方法及裝置與流程
2023-09-18 13:31:40 3
本發明涉及一種衝擊式緊固工具的緊固扭矩控制方法，尤其是涉及一種用於衝擊式緊固工具的衝擊次數檢測方法及裝置。
背景技術：
眾所周知的是，螺栓連接是目前最常用的連接方式。衝擊式緊固工具是最常用的緊固諸如螺栓或螺母的緊固工具。衝擊式緊固工具通過將脈動式扭矩施加到主軸來旋轉主軸端的套筒，從而緊固螺栓或螺母。目前的衝擊式緊固工具按動力源分類有機動扳手、氣動扳手和電動扳手。但其緊固螺栓或螺母的工作原理基本一致。其工作原理是：動力機輸出軸經減速後驅動加力軸，通過鋼球及螺旋槽帶動蓄能衝擊體，蓄能衝擊體在旋轉的同時克服衝擊彈簧軸向壓力向上移動，蓄能衝擊體下端的凸塊與丁字軸脫離，迅速轉動並在衝擊彈簧的作用下向下移動復位，衝擊丁字軸及同軸的螺栓套筒頭，螺栓被旋緊一次。衝擊式緊固工具的特點第一是緊固螺栓或螺母時，在一定時間內，輸出扭矩隨著衝擊的次數增加而增加，兩者呈正相關。如果動力機的轉速穩定，扭距與衝擊時長也呈正相關；第二是所需功率主要取決於衝擊彈簧的剛性，因此這類工具的功率、外形尺寸及重量都較小。第三是每一次輸出的脈動扭矩值不大，操作者感受不到反作用力矩，這一特點尤其適合緊固鐵路彈條扣件螺栓或螺母，由於彈條是彈性體，緊固到同樣扭矩所需衝擊次數或衝擊時長比緊固剛性體要大很多，靠控制衝擊次數或衝擊時長精確控制緊固扭矩是一種成本低、結構簡單的實現方式。由於以前衝擊式緊固工具的輸出扭矩較難精確控制，所以其僅適用於一般的螺栓裝配，憑感覺和經驗來控制扭矩。當對扭矩有嚴格要求時，例如高速鐵路鋼軌扣件螺栓的緊固，汽車、橋梁及其它重要設備有扭矩限制的部件的裝配，這種衝擊扳手就不能滿足要求。為此，有必要設計可控制扭矩的衝擊扳手或對普通衝擊扳手進行技術升級，使其輸出扭矩精確可控。申請號為CN201220476413.3的實用新型專利公開了一種可控扭矩的衝擊扳手，申請號為CN201220592078.3的實用新型專利公開了一種帶電磁離合器可控扭矩的內燃衝擊扳手，這二者除了採用的動力不同以及斷開動力的方式不同外，其控制扭矩的原理是相同的，均是在衝擊扳手的蓄能衝擊體的圓柱體外表面的某一部位鑲一環狀磁性體，在外殼表面與磁環相對應部位設置一磁性傳感器，作業時蓄能衝擊體上下移動一次（即衝擊一次），磁性傳感器開閉一次，此信號經電纜線與控制器相連接，通過控制衝擊次數實現自動控制扳手的緊固扭距。其缺點是蓄能衝擊體在工作時的熱脹冷縮和高速跳動易造成環狀磁性體脫落和損壞，另外檢測源周圍的油泥易造成衝擊次數檢測不準，從而影響此類扳手的可靠性和扭矩控制精度。實用新型專利CN201420551480.6公開了一種數字式可控扭矩電動衝擊扳手，其對扭矩控制原理是實時檢測輸入電機的電流變化，動態確定衝擊開始點，靠精確控制衝擊時長來實現輸出扭矩可控。其缺點是當動力機的轉速有變化時，輸出扭矩的控制準確度有所降低。
技術實現要素：
本發明針對現有通用衝擊式緊固工具存在的不足，提出了一種適用於各種動力源衝擊式緊固工具的衝擊次數檢測裝置和檢測方法。採用本發明衝擊式緊固工具的衝擊次數檢測方法和裝置，可實現通用衝擊式緊固工具輸出扭矩的精確控制。本發明所採用的技術方案：一種衝擊式緊固工具的衝擊次數檢測方法，利用加速度傳感器安裝在衝擊式緊固工具機架的振動敏感部位，檢測加速度傳感器感知的工作過程中的振動信號；通過模擬信號調理環節對加速度傳感器感知的含有各種幹擾成分且幅度與衝擊強度正相關的振動波形信號進行濾波、放大處理，通過數位訊號採集處理環節的A/D轉換器將所獲振動波形信號轉換為數字波形信號，並對數字波形信號進行振動波形頻率和連續性實時判別，去掉多餘的幹擾脈衝，形成完整的脈衝波數據，得到實時的脈衝個數，輸出與脈衝個數對應的衝擊次數信號。所述的衝擊式緊固工具的衝擊次數檢測方法，數位訊號採集處理環節對振動波形信號進行實時處理，輸出衝擊次數信號的實現步驟包括：1）存儲步驟—在數據存儲單元內存儲衝擊次數脈衝波的頻率m上限、m下限和脈衝波的幅度特徵參數k，用以在數位訊號採集處理環節中實時濾除幹擾脈衝；2）讀入步驟—從選擇開關讀入衝擊次數信號輸出方式，決定輸出的信號類型和同時輸出的路數，同時設置衝擊次數初始值；3）採集步驟—將振動模擬波形實時轉換為數字波形，並對轉換後的數字波形進行數字濾波；4）運算步驟—首先根據讀入的脈衝波的幅度特徵參數k將振動波形變換為脈衝波，根據讀入的衝擊次數脈衝波的頻率範圍m（m上限和m下限）對衝擊次數脈衝波的頻率和連續性進行實時判斷分析，去掉多餘的幹擾脈衝，形成完整的脈衝波數據，得到實時的脈衝個數（即衝擊次數）；當判別是單個的不連續脈衝時，認為是單個的幹擾脈衝，將其去掉並返回步驟2）重新開始；5）輸出步驟—根據輸入裝置讀入的輸出路數和類型，將衝擊次數信息變換為符合其格式或數據通訊協議的數據串，經光隔離和驅動後輸出到不同的接口電路上。一種實現如前所述衝擊次數檢測方法的衝擊次數檢測裝置，包括金屬或工程塑料外殼（1）以及設在所述外殼（1）內部的衝擊次數檢測處理電路，所述衝擊...