一种智能扳手的扭矩值自动生成方法与流程

文档序号:31467838发布日期:2022-09-09 22:08阅读:199来源:国知局

1.本发明涉及电动扳手智能化控制技术领域,尤其涉及一种智能扳手的扭矩值自动生成方法。


背景技术:

2.设备螺栓紧固过程中,通过螺栓进行紧固,对于螺栓的紧固,电动扳手因其操作方便、省时省力使得其在钢结构安装行业中得以广泛应用,从而保证了设备质量的可靠性。然而,螺栓型号较多、紧固扭矩值大,如果施工工人由于疏忽大意没有按照操作规范对螺栓进行紧固,导致螺栓松动,这将直接影响设备的稳定性能,有可能引发事故,严重威胁电网的安全稳定运行。
3.工人完全依靠自身责任心来实施作业,螺栓紧固力矩不到位、漏紧、过紧的现象经常发生,对于工期安排较为紧凑的工程,上述问题直接影响下道工序的有序进行,设备螺栓量较大,紧固螺栓的人员达4-6人,对于精准定责存在一定的偏差,所以这个问题急需得到解决,才能使得此项工作良性循环,确保工程质量、安全、工期可控。
4.目前市场现有的电动扳手大多功能单一,仅仅能实现对螺栓的紧固,不能实现对螺栓设定扭矩值的实时监测,使得管理者无法第一时间了解施工状况,常常发生漏紧、过紧及预紧扭矩不足的现象,影响设备的稳定性,并带来不必要的事故和损失。
5.因此,针对现有电动扳手的不足,需研制出一款让管理者实时掌握螺栓施工动态并能及时给予指导的电动扭矩扳手,能够实时管控施工现场螺栓紧固,使其能够达到预定扭矩值,并可以让施工领导实时掌握设备螺栓的施工动态并对施工及时进行指导。


技术实现要素:

6.本发明的目的在于提供一种智能扳手的扭矩值自动生成方法,以解决上述技术问题。
7.本发明为解决上述技术问题,采用以下技术方案来实现:
8.一种智能扳手的扭矩值自动生成方法,其特征在于,步骤为:在电动扭矩扳手上设定螺栓的不同强度等级,然后安装电动扭矩扳手的套筒,套筒与相应的螺栓配套;接着通过视觉导引技术自动识别出该套筒的形状、外径尺寸及标记,进而根据套筒外径尺寸的不同进行螺栓规格大小的识别;最后利用螺栓的强度等级和规格大小,自动设定并显示出其所需扭矩值的大小。
9.在设定螺栓的不同强度等级前,首先对电动扭矩扳手进行现场定位和身份识别,直至现场定位和身份识别通过。
10.该电动扭矩扳手包括扳手本体、套筒、视觉导引模块、控制模块、无线通讯模块、云服务器、参数输入和显示模块,其中:
11.扳手本体,每个出厂的扳手本体都具有一个终生编号;
12.套筒,活动安装在扳手本体上,与螺栓大小对应,可以适应不同规格的螺栓;
13.视觉导引模块,用于识别套筒的大小、形状、尺寸、标记,供控制模块分析;
14.控制模块,对视觉导引模块识别出的套筒的大小、形状、尺寸、标记,选择合适的螺栓,同时结合螺栓的强度等级设置适当的扭矩值,供操作人员现场操作,避免误操作;
15.无线通讯模块,用于将控制模块采集的测量数据实时发送到云服务器,并能够实时接收云服务器发来的指令和数据,实现云服务器与扳手本体的通信;
16.云服务器,能够实时检测各个扳手本体的工作实况,分析扳手本体是否正常工作,并将实时信息录入云服务器的数据库中,形成质量可追溯的实施记录;同时与云服务器数据库中的预存信息进行甄别,发现问题及时报警,让问题扳手本体停止工作;
17.参数输入和显示模块:与控制模块连接,用于预置拧紧参数、塔位坐标、段位坐标、显示时间。地点、拧紧结果、提示作业信息。
18.还包括定位模块和身份识别模块,其中:
19.定位模块,用于提前在扳手本体中预设设备坐标,然后测定扳手本体在工作时的实际位置坐标,通过云服务器的现场点位比对核实作业人员的作业部位是否为指定位置,若云服务器发现实际位置坐标不同,则通过无线通讯模块将扳手本体停止工作,并在云服务器中存储记录;
20.身份识别模块,用于识别当前操作人员与施工计划内容,通过识别操作人员的身份信息卡信息,如果与扳手本体的终生编号相匹配,则开启扳手本体正常工作功能,否则扳手本体无法正常工作,确保责任到人,质量可追溯。
21.还包括存储模块、监测报警模块,其中:
22.存储模块,用于存储扳手本体自身信息的终生编号,以及控制模块采集的扳手本体工作过程的数据,定时与云服务器进行数据比对,从而满足恶劣网络环境情况下的数据上传与数据纠偏功能,确保扳手工作具有可靠性和连续性;
23.监测报警模块:对控制模块和云服务器发现的异常信息进行报警。
24.本发明的有益效果是:
25.本发明可以让管理者实时掌握螺栓施工动态并能及时给予指导,可以降低输电塔施工过程中的事故发生,在电网建设行业将具有极大的推广应用价值。
具体实施方式
26.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明,但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例,并非全部。基于实施方式中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例,都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
27.实施例1
28.智能扳手的扭矩值自动生成方法,在电动扭矩扳手上设定螺栓的不同强度等级,然后安装电动扭矩扳手的套筒,套筒与相应的螺栓配套;接着通过视觉导引技术自动识别出该套筒的形状、外径尺寸及标记,进而根据套筒外径尺寸的不同进行螺栓规格大小的识别;最后利用螺栓的强度等级和规格大小,自动设定并显示出其所需扭矩值的大小。
29.电动扭矩扳手的具体使用过程包括如下步骤:
30.s1、通过身份识别模块和定位模块,识别当前操作人员与施工计划内容是否对应;
31.s2、身份识别和定位通过后,根据套筒外径尺寸的不同进行螺栓规格的识别,然后控制模块计算出特定规格大小、特定强度等级的螺栓紧固所需扭矩值大小;
32.s3、控制模块驱动电机旋转,电机驱动减速器及套筒开始拧紧螺栓,当扭矩值达到设定值时,控制模块控制电机停止转动,控制模块继续采集扭矩值,一直到扭矩开始衰减后停止,控制模块保留扭矩最大值;
33.s4、控制模块通过派发各个段位处的螺栓的规格及数量与实际紧固情况进行对比,对漏紧或数量不匹配的段位按紧固率达标与否进行评价,对不满足条件的要求重新进行复紧,生成报告,同时将螺栓施拧过程的所有数据进行采集,发送到存储模块进行存储;
34.s5、控制模块集成施工过程采集到的所有信息,通过无线通讯模块发送至云服务器内,云服务器内的上位机通过无线通讯模块实时监测每个电动扳手的工况,最终做到每个螺栓都可历史追溯,并形成包括数据报告,数据报告内显示出何时、何地、何人、多大扭矩值拧紧的数据。
35.s1中,在每个出厂的扳手本体上设置一个终生编号,在云服务器的上位机中建立用于保存终生编号的数据库。
36.s2中,根据套筒外径尺寸的不同进行识别的过程为:
37.a、根据螺栓强度等级的不同,在扳手本体上对应设定不同的等级参数,操作工人在拧紧作业时,人眼观看待操作的螺栓的强度等级,然后手动在扳手本体上切换对应的等级参数;
38.b、在选定合适的等级参数后,利用扳手本体上的视觉导引模块来识别套筒外径的大小,由于套筒与螺栓的大小对应,以此可自动识别不同规格大小的螺栓;
39.c、在等级参数和规格大小识别完成后,控制模块自动处理并设定好该规格大小、该强度等级参数下螺栓紧固所需的扭矩值大小,并在参数输入和显示模块进行显示,供操作人员现场操作。
40.视觉导引模块为摄像头;身份识别单元为二维码扫描模块;定位模块为gps定位模块、定位精度小于5米;参数输入和显示模块包括相配合的液晶显示模块和电容式触摸按键,无线通信模块为4g/5g/蓝牙通信模块。
41.扳手本体工作过程的数据包括使用塔位坐标、段位坐标、时间、螺栓、使用者、输出扭矩数值。
42.本发明基于电动扭矩扳手,可通过远程数据传输及远程定位系统,让管理者掌握现场螺栓施工动态状况,并能及时给予施工指导。该扳手不仅能够实现对每个螺栓设定扭矩值进行实时监测,且能根据施工方需要,远程传输施工者的工号、使用时间、使用地点等信息,并对相关数据给予保存,同时能联机打印数据,由此可以避免超扭矩及不足扭矩和漏紧的现象,实现螺栓紧固质量安全可追溯,可大幅提高设备螺栓施工的安全质量。此扳手配置了摄像头,能够自动识别套筒的形状、尺寸及套筒标记,开发了扳手自动设定扭矩系统,无需施工人员手动设定扭矩,避免施工人员的误操作,也方便了施工人员的施工,也进一步提高了设备螺栓紧固的安全可靠性,
43.本发明解决了螺栓的漏紧问题。通过派发各段位的螺栓规格及数量与实际紧固情况进行对比,生成报告,对漏紧或数量不匹配的段位按紧固率达标与否进行评价,对不满足
条件的要求重新进行复紧。此研究的难点在于对各段位的螺栓规格的扭矩在工业误差允许范围内进行完整数据库的建立,同时要求对要求扳手内部控制器对此有快速的响应,才能够与实时紧固扭矩值进行对比,实现对螺栓漏紧的识别。
44.数控紧固工具方向发展,还未往智能化和网络化方向发展。因此基于物联网的数控定扭矩扳手的研制显得意义重大,增加了现有电动扳手所没有的数据监测、云端数据比对和传输功能,填补了输变电工程中螺栓紧固与数据实时监测、传送自动化的空白,在电网建设行业将具有极大的推广应用价值。定扭矩扳手自动识别出不同型号螺栓,并且显示出其所需扭矩大小,无需施工人员手动设置扭矩大小,实现傻瓜式操作。
45.本发明的基于物联网的电动扭矩扳手的出现,能够让管理者实时掌握螺栓施工现场动态,方便管理者及时对施工进行指导管理,将大幅度提高设备螺栓施工的安全可靠性,大幅降低因螺栓拧紧问题导致的设备安全事故,其采集储存的数据可对质量事故的追溯提供依据,具有重大的经济效益和社会效益。
46.本发明具有自动识别螺栓大小,从而自动生成输出扭矩值的功能;具有无线通讯功能:可以将电动扳手工作实况实时上报上位机并能够接受上位机的命令和数据;具有gps位置定位功能;根据公司需求生成工作记录,含每处作业时间、坐标位置、操作人、螺栓要求扭矩及螺栓实际扭矩等。本发明将定位及自动识别与设定扭矩值相结合的数控电动扭矩电动扳手在国内外市场仍属空白,具有较大的市场潜力和用户需求,市场阻碍较小,具有较大的研究价值。
47.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例,并不用来限制本发明,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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