CN102183419A - 轮扳手测试机 - Google Patents

Abstract

一种轮扳手测试机，其特征在于：包括：一机架；一模拟螺钉头，朝上设置，供被测轮扳手的六角套筒卡套；一扭矩传感器，设于模拟螺钉头的底部，其一端固定连接模拟螺钉头，另一端相对机架固定；一伺服电机，固定于机架上且位于模拟螺钉头的上方，其输出轴朝下与模拟螺钉头同轴线设置；并且，该伺服电机上设有用于测量输出轴的角位移的旋转编码器；一摆杆，沿横向设置，其一端与伺服电机的输出轴连接，而另一端延伸；一轮扳手手柄夹持机构，由摆杆杆身上向下伸出，用于将被测轮扳手的手柄夹持固定住；一工控机控制系统。本发明可自动得出被测轮扳手是否合格的测试结果，既免除了人工测量和判断的麻烦，又保证了测试结果的准确性。

Description

轮扳手测试机

技术领域

本发明涉及一种汽车轮扳手专用测试机，它按测试要求对轮扳手施加扭矩，并最后能自动判断抡扳手手柄沿中心线变形量是否超过设定值，给出测试结果。

背景技术

轮扳手，作为汽车的专用工具，其在出厂前需要经过疲劳测试和持续测试。疲劳测试：即是用一个固定的扭矩 (约220Nm到340Nm) 松紧一个紧固的螺母，完成设定次数的松紧循环过程。持续测试：是用做完疲劳测试的轮扳手在距离六角套筒中心440到600mm的手柄上施加固定的扭矩 (600到1000N)，最后，查看扳手手柄沿中心线的变形量是否超过设定值，若超过即为不合格产品。

现有技术中，仅有液压式轮扳手测试机，它是以一液压缸按测试要求对轮扳手施加扭矩，最后在将轮扳手从测试机上取下后，以人工测量的方式测出扳手手柄沿沿中线的变形量，并与设定值比较，得出是否合格的结论。此液压式轮扳手测试机存在以下不足：

1、不能自动判断经测试的轮扳手手柄的变形量是否超过设定值，给出测试结果，需要人工测量和判断，耗时又耗人工；

2、采用液压缸，需配备液压系统，能量消耗较大，又易出现漏油污染。

发明内容

本发明目的是提供一轮扳手测试机，以解决现有技术不能自动判断经测试的轮扳手手柄变形量是否超过设定值，给出测试结果的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种轮扳手测试机，包括：

一机架；

一模拟螺钉头，朝上设置，供被测轮扳手的六角套筒卡套；

一扭矩传感器，设于模拟螺钉头的底部，其一端固定连接模拟螺钉头，另一端相对机架固定；

一伺服电机，固定于机架上且位于模拟螺钉头的上方，其输出轴朝下与模拟螺钉头同轴线设置；并且，该伺服电机上带有用于测量输出轴的角位移的旋转编码器；

一摆杆，沿横向设置，其一端与伺服电机的输出轴连接，而另一端延伸；

一轮扳手手柄夹持机构，由摆杆杆身上向下伸出，用于将被测轮扳手的手柄夹持固定住；

一工控机控制系统，与上述扭矩传感器、伺服电机以及旋转编码器连接。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述工控机控制系统是指以工控机为主的自动控制系统，一般包括工控机、I/O控制卡、运动控制卡以及数据采集卡。工控机，即工业计算机，它包括机箱、无源底板、工业电源、CPU、内存、显卡、硬盘以及显示器等。

该工控机控制系统用于完成以下控制：以扭矩传感器获得的信号与设定的扭矩比较，当达到设定扭矩时控制伺服电机停转，并抓取旋转编码器输出的脉冲量，计算出伺服电机的旋转角度，与设定的允许值比较，得出被测轮扳手是否合格的测试结果，并由显示器上显示。

2、上述方案中，所述旋转编码器可以是伺服电机上自带的伺服电机编码器，也可以是加装于伺服电机上的用于检测伺服电机输出轴的角位移的编码器。

3、上述方案中，所述机架上设有一升降台，该升降台由两导杆、升降板以及作用升降板上的高度调节机构组成，所述两导杆竖向设置，升降板穿套在两导杆上滑动连接，升降板底部与机架间设置高度调节机构，所述扭矩传感器固定于升降板的上表面上，从而在装卸被测轮扳手的过程中，可通过升降台升降模拟螺钉头的位置。

4、上述方案中，所述机架上对应被测轮扳手的竖向段设有轮扳手竖向段夹持机构，用于将被测轮扳手的竖向段夹持固定住。

本发明设计原理是：一方面，本发明因采用扭矩传感器、伺服电机以及工控机控制系统，可自动地以扭矩传感器实时测得的模拟螺钉头所受的扭矩数据来控制伺服电机的运转，从而可按测试要求对被测轮扳手手柄施加精确的扭矩。另一方面，在结构上是将伺服电机的输出轴与模拟螺钉头同轴线设置，被测轮扳手的六角套筒套于模拟螺钉头上后，伺服电机经摆杆及轮扳手手柄夹持机构向被测轮扳手的手柄旋加扭矩，伺服电机输出轴的角位移变化可直接代表轮扳手的手柄所发生的变形量，故而将其与设定值比较，即可自动得出被测轮扳手是否合格的结果，免除了人工测量和判断的麻烦。

由于上述技术方案的应用，本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明可按测试要求对被测轮扳手手柄施加精确的扭矩，并且可自动得出被测轮扳手是否合格的测试结果，既免除了人工测量和判断的麻烦，又保证了测试结果的准确性。

2、本发明还可对被测抡扳手所受的扭矩进行实时曲线监测，对所测的数据同步保存，测试完成自动取得测试报告，测试报告包含各项数据，供打印和保存。本发明自动化程度高，又无漏油污染的弊端。

附图说明

附图1为本发明实施例结构主视示意图；

附图2为附图1的左视示意图；

附图3为本发明实施例工控机控制系统的框图；

附图4为本发明实施例工控机控制系统的控制流程图。

以上附图中：1、机架；2、模拟螺钉头；3、扭矩传感器；4、伺服电机；5、摆杆；6、轮扳手手柄夹持机构；7、被测轮扳手；8、旋转编码器；9、减速器；10、轮扳手竖向段夹持机构；11、升降台；12、导杆；13、升降板；14、蜗轮蜗杆机构；15、手柄。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：参见附图1～3所示：

一种轮扳手测试机，包括机架1、模拟螺钉头2、扭矩传感器3、伺服电机4、摆杆5以及轮扳手手柄夹持机构6；所述模拟螺钉头2朝上设置，供被测轮扳手7的六角套筒卡套；所述扭矩传感器3设于模拟螺钉头2的底部，其一端固定连接模拟螺钉头2，另一端相对机架1固定。

所述伺服电机4固定于机架1上且位于模拟螺钉头2的上方，其输出轴朝下与模拟螺钉头2同轴线设置，并且，该伺服电机4上带有用于测量输出轴的角位移的旋转编码器8。所述摆杆5沿横向设置，其一端与伺服电机4的输出轴连接，而另一端延伸。具体，为了增加输出扭矩，可在伺服电机4的输出上加装减速器9，即伺服电机4的输出轴经减速器9与摆杆5端部传动连接，但一定要保证摆杆5的转动中心仍与伺服电机4的输出轴同轴线。所述轮扳手手柄夹持机构6，由摆杆5杆身上向下伸出，用于将被测轮扳手7的手柄夹持固定住。另，还可在机架1上对应被测轮扳手7的竖向段还设有轮扳手竖向段夹持机构10，用于将被测轮扳手7的竖向段夹持固定住。轮扳手手柄夹持机构6和轮扳手竖向段夹持机构10均可以由两左右两个夹块以及对夹螺钉等组成。

所述机架1上设有一升降台11，该升降台11由两导杆12、升降板13以及作用升降板13上的高度调节机构组成，所述两导杆12竖向设置，升降板13穿套在两导杆上滑动连接，升降板13底部与机架1间设置高度调节机构，该高度调节机构可以是各式手摇或电动调节机构，如图举例为蜗轮蜗杆机构14，该蜗轮蜗杆机构14的输入轴上连接手柄15。所述扭矩传感器3固定于升降板13的上表面上。在装卸被测轮扳手7的过程中，可通过手摇手柄15使升降台11升降，进而使模拟螺钉头2也升降，便于被测轮扳手7的装夹。

具体，所述工控机控制系统包括工控机、I/O控制卡、运动控制卡以及数据采集卡，并且工控机控制系统与扭矩传感器、伺服电机以及旋转编码器连接。本测试机还可包括限位开关、紧急停止按钮和声光报警器等。具体如图3所示， 工控机的无源底板上加装连接I/O控制卡、运动控制卡以及数据采集卡，限位开关、紧急停止按钮和声光报警器连接于I/O控制卡上，而扭矩传感器3和旋转编码器8接于数据采集卡上，而伺服电机4接于运动控制卡上。

本实施例具体工作过程如下，流程图见附图4：

当进行疲劳测试时，伺服电机4动作，经摆杆5和轮扳手手柄夹持机构6向被测轮扳手7施加扭矩，此时工控机高速检测扭距传感器3反馈的即时扭距，当扭距传感器3反馈的即时扭距等于设定的扭距时，控制伺服电机4立刻停止。伺服电机4停止后以当前的扭距保持设定的时间，当时间到达后工控机即时获取旋转编码器8的输出脉冲量，根据脉冲量计算出伺服电机4旋转的角度（即角位移），工控机再把伺服电机4旋转的角度（即角位移）与设定的角度进行比较，从而判断被测试的轮扳手7是否合格。

举例：

假如旋转编码器的1000个脉冲=1度，设定给轮扳手施加的扭距=400NM，设定达到扭距的轮扳手变形量小于 8度为合格扳手；

当测试启动后，若工控机检测到扭距=400NM时，旋转编码器8的脉冲量=8800个，则伺服电机4旋转的角度为8.8度，大于所设定的8度，判定该轮扳手不合格；

若工控机检测到扭距=400NM时，旋转编码器8的脉冲量=5300个，则伺服电机4的旋转角度为5.3度，小于所设定的8度，判定该轮扳手合格。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种轮扳手测试机，其特征在于：包括：

一机架；

一模拟螺钉头，朝上设置，供被测轮扳手的六角套筒卡套；

一扭矩传感器，设于模拟螺钉头的底部，其一端固定连接模拟螺钉头，另一端相对机架固定；

一伺服电机，固定于机架上且位于模拟螺钉头的上方，其输出轴朝下与模拟螺钉头同轴线设置；并且，该伺服电机上带有用于测量输出轴的角位移的旋转编码器；

一摆杆，沿横向设置，其一端与伺服电机的输出轴连接，而另一端延伸；

一轮扳手手柄夹持机构，由摆杆杆身上向下伸出，用于将被测轮扳手的手柄夹持固定住；

一工控机控制系统，与上述扭矩传感器、伺服电机以及旋转编码器连接。

2.根据权利要求1所述轮扳手测试机，其特征在：所述机架上设有一升降台，该升降台由两导杆、升降板以及作用升降板上的高度调节机构组成，所述两导杆竖向设置，升降板穿套在两导杆上滑动连接，升降板底部与机架间设置高度调节机构，所述扭矩传感器固定于升降板的上表面上，从而在装卸被测轮扳手的过程中，可通过升降台升降模拟螺钉头的位置。

3.根据权利要求1所述轮扳手测试机，其特征在：所述机架上对应被测轮扳手的竖向段设有轮扳手竖向段夹持机构，用于将被测轮扳手的竖向段夹持固定住。

4.根据权利要求1所述轮扳手测试机，其特征在：所述工控机控制系统包括工控机、I/O控制卡、运动控制卡以及数据采集卡。

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