电动冲击式扭力工具的扭力控制系统及其扭力控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动冲击式扭力工具的扭力控制系统及其扭力控制方法。在作业前，先建立该工具当时可正常操作的高低工作电压与所能输出的相对应高低扭矩间的关系曲线。再在该关系曲线上的最大与最小扭矩值范围内，输入任一目标扭矩值，得到对应于该目标扭矩值的工作电压，以进行锁固作业；过程中，扭力控制装置的微处理器借由扭力感测装置及时持续回传的感测信号与电压电流感测组件与温度感测组件持续侦测电压、电流与马达温度等的变化，通过电压控制模块，将工作电压稳定控制在默认的允许变化范围内，以达到控制锁紧扭力的目的。

Torsion Control System and Torsion Control Method of Electric Impact Torsion Tool

The invention discloses a torsion control system of an electric impact torsion tool and a torsion control method thereof. Before operation, the relationship curve between the high and low operating voltage of the tool and the corresponding high and low torque of all output is established. Then, in the range of maximum and minimum torques on the curve, input any target torques to obtain the working voltage corresponding to the target torques for locking operation; in the process, the microprocessor of the torque control device continuously detects the voltage, current and temperature by means of the sensing signal and the voltage and current sensing module continuously transmitted by the torsion sensing device in time. Through the voltage control module, the working voltage stability is controlled in the default allowable range to achieve the purpose of controlling the locking torque.

【技术实现步骤摘要】
电动冲击式扭力工具的扭力控制系统及其扭力控制方法
本专利技术涉及一种电动冲击式扭力工具的扭力控制系统及其扭力控制方法，尤指一种使用交/直流电源通过扭力控制装置至有刷或无刷马达，以驱动电动冲击式扭力扳手与其出力端的扭力感测装置，以控制螺栓扭紧力矩的控制系统及其控制方法的电动冲击式扭力工具的扭力控制系统及扭力控制方法。
技术介绍
有关电动冲击式扭力工具的扭力控制装置与方法，不胜枚举。对各种交/直流马达而言，一般常见的控制需求，往往是扭力、位置、速度或加速度，为了达到这些控制目标，需要借传感器回授的信号，搭配控制器来进行调整。马达是借机电整合将电能输入转换为动能输出的机构，因此，主要是控制电能，但在电能的控制上，真正能调整的也只有电压大小、电流方向及频率三种要素，而三要素中，电流方向控制正反转较为单纯，频率主要是对应到感应马达的控制，然而，针对真正的控制目标，如：扭力、位置、速度或加速度，其实都是借由电压大小所控制的，故电压大小才是借由控制器所需调整的主要参数。请参阅图1，其为传统以交/直流马达驱动之电动冲击式扳手以及内建扭力感测装置的应用示意图。图1的(1-1)为充电式冲击扳手2d，由设置于壳体内控制电路板21d、直流马达22d、与冲击机构23d组成并与充电电池1电性连接。图1的(1-2)为内建扭力感测装置的充电式冲击扳手2d′，在图1的(1-1)的充电式冲击扳手2d壳体内的冲击机构23d′与出力端25之间内建扭力感测装置24d，再经由控制电路板21d′驱动直流马达22d与冲击机构23d′通过出力端25′施力于螺栓套筒及尺寸与型式相对应的螺栓以锁紧结合件。图1的(1-3)为交流电冲击扳手2a，由设置于壳体内控制电路板21a、交流马达22a、与冲击机构23a组成，并与交流电源1′电性连接。图1的(1-4)为内建扭力感测装置的交流电冲击扳手2a′，在图1的(1-3)的交流电冲击扳手2a壳体内的冲击机构23a′与出力端25′之间内建扭力感测装置24a，驱动螺栓套筒及尺寸与型式相对应的螺栓锁紧结合件。其中，2d与2a主要是借由电压大小控制扭力以及控制电流做正逆转向切换的开回路控制，对冲击机构输出端的扭力大小几乎无控制可言。而充电式冲击扳手2d′与交流电冲击扳手2a′则是在锁紧过程中，借由内建的扭力感测装置24d与24a，以有线方式传输将扭力或角度信号传至控制电路板21d′与21a′，进行闭回路的控制，对冲击机构输出端的扭力控制有着较明显的改善。上述传统电动冲击式扭力工具，在使用上，借着装置在马达输出端的冲击机构来敲击工具的出力轴，驱动套筒以锁紧螺栓。通常仅以调节马达输出的电压或弹簧顶住离合器的张力来控制锁紧的扭力。也有在工具的出力轴前端装设扭力感测装置，以侦测扭力与扭紧角度的变化。然而，虽然以相同的输出电压设定，并借着扭转出力轴的过程，监控螺栓贴面后所产生的形变、旋转角度，甚至加上锁固时间的长短等参数来控制扭力，但遇到工具本身动力输出能力在使用过程中必然逐渐衰减，以及冲击式工具的冲击机构较易磨耗，或油压脉冲式工具连续操作一段时间后，油压缸的油温上升导致原设定扭力的衰减，抑或是以同一设定的扭力，去锁紧软硬不同的待锁固件，甚至是作业人员因长时间握持工具操作，必然疲累以致无法保持固定的操作姿势等等因素，都会导致无法达到稳定的锁紧扭力。也只能将判定的结果提出警示，对上述问题仍然无法做有效的扭力控制。因此，如何专利技术出一种电动冲击式扭力工具的扭力控制系统及其扭力控制方法，可在操作过程中持续将感测的信号回传至工具内建或外挂的扭力控制装置，由微处理器依电压/电流感测组件及时持续侦测电压电流的变化，再通过电压控制模块，将工作电压稳定控制在默认的允许变化范围内，以达到控制锁紧扭力的目的，将是本专利技术所欲积极公开的地方。
技术实现思路
为达到上述目的及其他目的，本专利技术提供一种电动冲击式扭力工具的扭力控制方法，以应用于电动冲击式或油压脉冲式扭力工具的锁紧作业，其包含下列步骤：自电源供应模块连接至内建或外挂于电动冲击式扭力工具输入端的扭力控制装置，输出稳定的工作电压以驱动所述电动冲击式扭力工具以及内建或外挂于其出力端的扭力感测装置；依据所述电动冲击式扭力工具当时可正常操作的最高工作电压与最低工作电压分别驱动所述电动冲击式扭力工具与扭力感测装置，在锁固作业前，先进行锁紧扭力的校验作业；并依据分别校验所得的最高工作电压与所述最低工作电压与对应的所述最大扭矩值及最小扭矩值，建立电压与扭矩的对应关系曲线；依据所述电压与扭矩的对应关系曲线，输入介于所述最大扭矩值与所述最小扭矩值之间的目标扭矩值，以得到对应的工作电压，并以所述工作电压驱动所述电动冲击式扭力工具与内建或外挂于其出力端的扭力感测装置，进行锁固作业；在锁紧过程中，借扭力感测装置及时持续回传至扭力控制装置的感测信号，经扭力控制装置内的微处理器放大运算后，比对记忆单元内预先储存的电压与扭矩的关系曲线，得到对应的工作电压，进行闭回路的扭力控制，微处理器则依电压/电流感测组件与温度感测组件及时持续侦测电压、电流与温度的变化，再通过电压控制模块，将工作电压稳定控制在默认的允许变化范围内，以达到控制锁紧扭力的目的，且在达到目标扭矩值的范围内时，切断动力源并提出警示。上述的电动冲击式扭力工具的扭力控制方法中，锁紧扭力的校验作业，还包含下列步骤：以电动冲击式扭力工具驱动扭力感测装置，通过扭力控制装置在校验作业的锁固过程中，同时撷取电压/电流感测组件感测的电压信号与扭力感测装置感测的扭矩信号，一并储存至扭力控制装置的记忆单元，做高低两点电压间多点与多组的扭力校验与取样平均值，以供建立电动冲击式扭力工具在可正常操作下的电压与扭矩的对应关系曲线。上述的电动冲击式扭力工具的扭力控制方法中，还包含下列步骤：以电动冲击式扭力工具直接对结合件进行锁固后，再利用扭力校验工具以获得锁紧或松脱的扭矩值，并将扭矩值通过键盘输入至扭力控制装置；连同锁固作业的起讫过程中，通过扭力控制装置内电压/电流感测组件所撷取的电压与电流变动值，一并储存至扭力控制装置的记忆单元，做高低两点电压间多点与多组的扭力校验与取样平均值，以供建立电动冲击式扭力工具在可正常操作下的电压与扭矩的对应关系曲线。上述的电动冲击式扭力工具的扭力控制方法中，还进一步包含下列步骤：可依默认程序自动重复进行高低两点电压间或多点与多次的锁紧扭力校验作业，以获得多组的最高工作电压与最低工作电压下，所分别对应的最大扭矩值与最小扭矩值；累计并平均多组的最大扭矩值、最小扭矩值、最高工作电压与最低工作电压，依据平均后的最大扭矩值、最小扭矩值、最高工作电压与最低工作电压，建立电压与扭矩的对应关系曲线。上述的电动冲击式扭力工具的扭力控制方法中，还进一步包含下列步骤：实际扭矩值与目标扭矩值差异过大时，可利用扭矩修订键；微处理器依据修订扭矩值，自动调整电压与扭矩的对应关系曲线，同时显示调整后的可控制的扭矩范围；在重新输入目标扭矩值时，依调整后的扭矩与工作电压的关系曲线，获得调整后对应于目标扭矩值的工作电压，以工作电压驱动电动冲击式扭力工具进行锁固，即可达到目标范围内。上述的电动冲击式扭力工具的扭力控制方法中，还进一步包含下列步骤：输入扭力校验值替代显示的扭矩值；以替代扭矩值取代电压与扭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动冲击式扭力工具的扭力控制方法，其特征在于，应用于电动冲击式或油压脉冲式扭力工具的锁紧作业，其包含有下列步骤：自电源供应模块连接至内建或外挂于电动冲击式扭力工具输入端的扭力控制装置，以输出稳定的工作电压驱动所述电动冲击式扭力工具以及内建或外挂于其出力端的扭力感测装置，依据所述电动冲击式扭力工具当时可正常操作的最高工作电压与最低工作电压分别驱动所述电动冲击式扭力工具与扭力感测装置，在锁固作业前先进行锁紧扭力的校验作业；依据分别校验所得的最高工作电压与所述最低工作电压与对应的所述最大扭矩值及最小扭矩值，建立电压与扭矩的对应关系曲线；依据所述电压与扭矩的对应关系曲线，输入介于所述最大扭矩值与所述最小扭矩值之间的目标扭矩值，以得到对应的工作电压，并以所述工作电压驱动所述电动冲击式扭力工具与内建或外挂于其出力端的扭力感测装置，进行锁固作业；以及在锁紧过程中，借扭力感测装置及时持续回传至扭力控制装置的感测信号，经扭力控制装置内的微处理器放大运算后，比对记忆单元内预先储存的动力关系曲线，得到对应的工作电压，进行闭回路的扭力控制，并以微处理器则依电压/电流感测组件与温度感测组件及时持续侦测电压、电流与温度的变化，再通过电压控制模块，将工作电压稳定控制在默认的允许变化范围内，以控制锁紧扭力，且在达到目标扭矩值的范围内时，切断动力源并提出警示。...

【技术特征摘要】
1.一种电动冲击式扭力工具的扭力控制方法，其特征在于，应用于电动冲击式或油压脉冲式扭力工具的锁紧作业，其包含有下列步骤：自电源供应模块连接至内建或外挂于电动冲击式扭力工具输入端的扭力控制装置，以输出稳定的工作电压驱动所述电动冲击式扭力工具以及内建或外挂于其出力端的扭力感测装置，依据所述电动冲击式扭力工具当时可正常操作的最高工作电压与最低工作电压分别驱动所述电动冲击式扭力工具与扭力感测装置，在锁固作业前先进行锁紧扭力的校验作业；依据分别校验所得的最高工作电压与所述最低工作电压与对应的所述最大扭矩值及最小扭矩值，建立电压与扭矩的对应关系曲线；依据所述电压与扭矩的对应关系曲线，输入介于所述最大扭矩值与所述最小扭矩值之间的目标扭矩值，以得到对应的工作电压，并以所述工作电压驱动所述电动冲击式扭力工具与内建或外挂于其出力端的扭力感测装置，进行锁固作业；以及在锁紧过程中，借扭力感测装置及时持续回传至扭力控制装置的感测信号，经扭力控制装置内的微处理器放大运算后，比对记忆单元内预先储存的动力关系曲线，得到对应的工作电压，进行闭回路的扭力控制，并以微处理器则依电压/电流感测组件与温度感测组件及时持续侦测电压、电流与温度的变化，再通过电压控制模块，将工作电压稳定控制在默认的允许变化范围内，以控制锁紧扭力，且在达到目标扭矩值的范围内时，切断动力源并提出警示。2.如权利要求1所述的电动冲击式扭力工具的扭力控制方法，其特征在于，所述锁紧扭力的校验作业，还包含下列步骤：以所述电动冲击式扭力工具驱动扭力感测装置，通过所述扭力控制装置在校验作业的锁固过程中，同时撷取电压/电流感测组件感测的电压信号与所述扭力感测装置感测的扭矩信号，一并储存至所述扭力控制装置的记忆单元，做高低两点电压间多点与多组的校验与取样平均值，以供建立所述电动冲击式扭力工具在可正常操作下的所述电压与扭矩的对应关系曲线。3.如权利要求1所述的电动冲击式扭力工具的扭力控制方法，其特征在于，其中还包含下列步骤：以所述电动冲击式扭力工具直接对结合件进行锁固后，再利用扭力校验工具以获得锁紧或松脱的扭矩值，并将扭矩值通过键盘输入至所述扭力控制装置；连同锁固作业的起讫过程中，通过所述扭力控制装置内电压/电流感测组件所撷取的电压，一并储存至所述扭力控制装置的记忆单元，做高低两点电压间多点与多组的校验与取样平均值，以供建立所述电动冲击式扭力工具在可正常操作下的所述电压与扭矩的对应关系曲线。4.如权利要求2或3所述的电动冲击式扭力工具的扭力控制方法，其特征在于，其中还进一步包含下列步骤：可依默认程序自动重复进行高低两点电压间或多点与多次的锁紧扭力校验作业，以获得多组的所述最高工作电压与所述最低工作电压下，所分别对应的所述最大扭矩值与所述最小扭矩值；累计并平均所述多组的所述最大扭矩值、所述最小扭矩值、所述最高工作电压与所述最低工作电压，以依据平均计得的所述最大扭矩值、所述最小扭矩值、所述最高工作电压与所述最低工作电压，建立所述电压与扭矩的对应关系曲线。5.如权利要求1所述的电动冲击式扭力工具的扭力控制方法，其特征在于，其中还进一步包含下列步骤：实际扭矩值与目标扭矩值差异过大时，可利用扭矩修订键；微处理器依据所述修订扭矩值，自动调整所述电压与扭矩的对应关系曲线，同时显示调整后的可控制的扭矩范围；在重新输入所述目标扭矩值时，依调整后的所述扭矩与工作电压的关系曲线，获得调整后对应于所述目标扭矩值的所述工作电压，以所述工作电压驱动所述电动冲击式扭力工具进行锁固，即可达到目标范围内。6.如权利要求1所述的电动冲击式扭力工具的扭力控制方法，其特征在于，其中还进一步包含下列步骤：输入扭力校验值替代显示的扭矩值；以所述替代扭矩值取代电压与扭矩对应关系曲线中的原显示扭力值，原显示扭力值对应的工作电压维持不变，在重新输入所述目标扭矩值时，依调整后的所述扭矩与工作电压的关系曲线，即可以所述工作电压驱动所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱育纬，姜岱昀，
申请(专利权)人：中国气动工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71