一种智能化扭矩操作监管系统及其控制方法与流程

本发明涉及螺栓紧固技术领域，特别是涉及一种智能化扭矩操作监管系统及其控制方法。

背景技术：

目前，在铁路行业的螺栓紧固过程中，普遍采用手动定扭咔嗒扳手进行紧固作业，作业过程中无法对扭矩值进行采集记录，因而对紧固过程无法进行有效控制，扭矩值偏大时有可能对螺栓造成破坏。部分紧固作业过程采用电动伺服扳手进行螺栓紧固作业，可以对紧固作业扭矩值进行采集记录，如授权公告号为cn205750466u的中国专利公开了一种智能扭矩监控及校验平台，授权公告号为cn203380833u的中国专利公开了一种智能扭矩扳手，但两者均只对扭矩值进行记录，无法对紧固作业过程进行有效控制，因此还是存在安全隐患。

技术实现要素：

本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种智能化扭矩操作监管系统，能够有效控制螺栓紧固过程，提高紧固作业的质量，尽可能消除安全隐患。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种智能化扭矩操作监管系统，包括智能电动扭矩扳手、控制系统、语音提示系统、防错系统和报警系统，控制系统包括移动小车、计算机、显示器键盘和控制单元，计算机、显示器键盘、控制单元固定在移动小车上，智能电动扭矩扳手放置于移动小车顶部，控制单元与计算机通过电缆连接，计算机包括紧固作业软件，控制单元设有控制程序并通过无线控制智能电动扭矩扳手作业，语音提示系统通过语音提示作业内容，防错系统用于避免螺栓规格出错，报警系统用于消除安全隐患。

技术效果：本发明提供的智能扭矩操作监管系统，采用智能电动扭矩扳手进行紧固作业，相对于手动作业，一方面提高了紧固扭矩的精度，并能对作业扭矩值进行记录上传保存，另一方面还可以减轻作业人员的劳动强度。同时，控制系统、语音提示系统、防错系统和报警系统对实际操作过程中作业顺序和扭矩值进行监测、记录、统计和报警监控，从而对拧紧作业过程进行有效控制，避免了人为因素对拧紧过程的干扰，增强了紧固作业的可靠性，确保拧紧作业质量，消除螺栓紧固不合格而造成的安全隐患。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，语音提示系统包括功率放大器和扬声器，功率放大器与计算机通过电缆连接，功率放大器与扬声器通过电缆连接。

前所述的一种智能化扭矩操作监管系统，防错系统包括套筒选择器，套筒选择器与控制单元通过电缆连接。

前所述的一种智能化扭矩操作监管系统，报警系统包括蜂鸣器和led灯。

本发明的另一目的在于提供一种智能化扭矩操作监管系统的控制方法，包括以下步骤：

s1、启动智能化扭矩操作监管系统，启动计算机上的紧固作业软件，预先设置好控制单元内待安装工件的各项安装参数以及安装顺序；

s2、将套筒放在套筒选择器内，并在控制单元内预设待安装工件的套筒规格；

s3、将移动小车电动移动至安装工位，在计算机的紧固作业软件上选择将要作业的工件对象，根据语音提示系统的语音提示预装工件和螺栓；

s4、选取与安装螺栓相对应的套筒，且控制单元的控制程序通过套筒选择器识别套筒，自动调用对应的控制程序进行防错；

s5、将套筒安装在智能电动扭矩扳手的输出轴端，使拧紧头与要拧紧的螺栓保持在一直线上，并将套筒套住预拧紧螺栓；若套筒规格与要拧紧的螺栓不匹配，则重新选取；

s6、启动智能电动扭矩扳手，按照紧固作业软件的工艺顺序进行紧固作业，采集拧紧扭矩及角度；

s7、紧固作业软件界面显示拧紧步骤及状态图，拧紧作业过程中目视拧紧状态图与工艺要求相符则判定为合格，正常结束，输出拧紧结束信号并上传输出拧紧数据；若判定为不合格拧紧作业，需要重新开始。

前所述的一种智能化扭矩操作监管系统，步骤s1中预设好控制单元所需拧紧的螺栓个数、步骤，以及拧紧扭矩等参数。

本发明的有益效果是：

（1）本发明相对于现有的电动扭矩扳手，在拧紧作业过程中增加了套筒选择器、语音提示，还通过紧固作业软件控制程序及图像，进一步确保了紧固作业的精确性及质量；

（2）本发明在紧固作业进行时，在显示器上通过颜色显示并区分紧固状态，在紧固作业进行前扬声器发出紧固作业提示音，提醒操作者下一步操作内容，提高了规范性和安全性；

（3）本发明的套筒选择器与控制单元的控制程序预设好的扭矩值相对应，一种螺栓规格匹配特定的套筒，并与控制程序对应，只有套筒与紧固螺栓对应时，控制单元才会调用相应的控制程序控制智能电动扭矩扳手进行紧固作业，若套筒与螺栓规格不匹配，则控制程序会将智能电动扭矩扳手锁死而无法进行下一步作业；

（4）本发明在拧紧作业前现将需要拧紧的螺栓个数及步骤设置在控制单元的控制程序中，由此在拧紧作业时就可以据此在控制程序中判断拧紧过程中是否存在漏拧的情况；

（5）本发明在控制单元的控制程序中预设好拧紧角度，由此在拧紧作业时就可以据此判断拧紧过程中是否存在重拧情况，可以对拧紧过程进行有效控制，提高拧紧作业质量，消除认为因素对拧紧过程造成的不利影响。

附图说明

图1为实施例1的扭矩操作监管系统结构背面示意图；

图2为实施例1的扭矩操作监管系统结构正面示意图；

图3为实施例1的拧紧作业流程图；

图4为实施例2的列车轴端盖安装时的爆炸图；

其中：1、智能电动扭矩扳手；2、移动小车；3、计算机；4、显示器键盘；5、控制单元；6、功率放大器；7、扬声器；8、套筒选择器；9、套筒；10、蜂鸣器；11、led灯；12、轴端盖；13、轴端螺栓；14、列车轴端。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种智能化扭矩操作监管系统，结构如图1-2所示.

该系统包括智能电动扭矩扳手1、控制系统、语音提示系统、防错系统和报警系统。

控制系统包括移动小车2、计算机3、显示器键盘4和控制单元5。计算机3、显示器键盘4、控制单元5固定在移动小车2上；智能电动扭矩扳手1放置于移动小车2顶部；控制单元5与计算机3通过电缆连接，计算机3包括紧固作业软件；控制单元5设有控制程序并通过无线控制智能电动扭矩扳手1作业。

语音提示系统通过语音提示作业内容，包括功率放大器6和扬声器7，功率放大器6与计算机3通过电缆连接，功率放大器6与扬声器7通过电缆连接。

防错系统用于避免螺栓13规格出错，包括套筒选择器8，套筒选择器8与控制单元5通过电缆连接。

报警系统用于消除安全隐患，包括蜂鸣器10和led灯11。

结合图3，上述系统的控制过程如下：

s1、启动智能化扭矩操作监管系统，启动计算机3上的紧固作业软件，预先设置好控制单元5内待安装工件的各项安装参数，包括所需拧紧的螺栓个数、步骤、拧紧扭矩以及安装顺序等；

s2、将套筒9放在套筒选择器8内，并在控制单元5内预设待安装工件的各套筒9规格对应控制参数；

s3、控制单元5将移动小车2电动移动至安装工位，在计算机3上的紧固作业软件选择将要作业的工件对象，根据语音提示系统的语音提示预装工件和螺栓；

s4、选取与安装螺栓相对应的套筒9，且控制单元5的控制程序通过套筒选择器8识别套筒9，自动调用对应控制程序进行防错；

s5、将套筒9安装在智能电动扭矩扳手1的输出轴端，使拧紧头与要拧紧的螺栓保持在一直线上，并将套筒9套住预拧紧螺栓；若套筒9规格与要拧紧的螺栓不匹配，则重新选取；

s6、启动智能电动扭矩扳手1，按照紧固作业软件的工艺顺序进行紧固作业，采集拧紧扭矩及角度；

s7、紧固作业软件界面显示拧紧步骤及状态图，拧紧作业过程中目视拧紧状态图与工艺要求相符则判定为合格，正常结束，输出拧紧结束信号并上传输出拧紧数据；若判定为不合格拧紧作业，需要重新开始。

实施例2

本实施例利用实施例1进行列车轴端盖的安装，如图4所示，具体过程如下：

预先设置轴端盖12安装时紧固的扭矩等参数，并将螺栓安装步骤、部件及顺序预设在控制单元5内；

将套筒选择器8与控制单元5连接，并将轴端盖12安装的待安装工件的各套筒9规格对应控制参数预设在控制单元5内，套筒9放置于套筒选择器8内；移动小车2电动移动至列车轴端14；

启动扭矩操作监管系统，在控制程序中选择将要作业轴端，根据控制程序语音提示预装列车轴端盖12及轴端螺栓13；

选取与轴端螺栓13规格相对应的套筒9，控制程序通过套筒选择器8识别套筒9，自动调用对应控制程序；将套筒9安装在智能电动扭矩扳手1的输出轴端，拧紧头与要拧紧的轴端螺栓13保持在一条直线上并将套筒9套住预拧紧轴端螺栓13；

启动智能电动扭矩扳手1按照紧固工艺顺序进行紧固作业，紧固作业软件界面显示拧紧步骤及状态图；

拧紧作业过程中目视拧紧状态图与工艺要求不符则判断为不合格拧紧作业，需要重新开始；相符则判定为合格，输出拧紧结束信号并上传输出拧紧数据。

拧紧前根据拧紧工艺将需要拧紧的轴端螺栓13个数及步骤设置在控制单元5的控制程序中，可以据此在控制程序中判断拧紧过程中是否存在漏拧情况；同时通过智能电动扭矩扳手1内置角度传感器可以在控制单元5内设置拧紧角度，据此可以判断拧紧过程中是否存在重拧情况。对拧紧过程进行有效控制，提高拧紧作业质量，消除人为因素对拧紧过程造成的不利影响。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。