[發(fā)明專利]一種螺紋緊固件力矩施加監(jiān)控系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010949148.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN112097988A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁瑩;葉順堅(jiān);彭恩鴻;徐愛杰;方新宇;沈偉民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海航天精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G01L5/24
• 分類號(hào): G01L5/24
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發(fā)明提供了一種螺紋緊固件力矩施加監(jiān)控方法及系統(tǒng)，包括：在辦公室終端模塊根據(jù)運(yùn)載火箭艙段結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定螺栓編號(hào)規(guī)則，按照螺栓編號(hào)規(guī)則進(jìn)行程序編程，實(shí)現(xiàn)程序與實(shí)物點(diǎn)位的一一對(duì)應(yīng)；將通過程序編程得到的點(diǎn)位程序傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)模塊中；監(jiān)控系統(tǒng)模塊調(diào)用控制器模塊的擰緊策略，將點(diǎn)位程序信息通過無線傳輸至力矩扳手；按照編號(hào)規(guī)則，使用力矩扳手對(duì)螺栓進(jìn)行擰緊力矩施加，擰緊數(shù)據(jù)顯示在監(jiān)控系統(tǒng)模塊中；現(xiàn)場(chǎng)終端模塊抓取包括監(jiān)控系統(tǒng)模塊存儲(chǔ)的力矩大小和位置信息，形成產(chǎn)品擰緊力矩?cái)?shù)據(jù)包，實(shí)現(xiàn)艙段螺栓點(diǎn)位擰緊的力矩集中管理。本發(fā)明能夠進(jìn)行人機(jī)交互式編程設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位的一一對(duì)應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及運(yùn)載火箭艙段裝配技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種螺紋緊固件力矩施加監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

螺紋聯(lián)接是制造業(yè)中常用的聯(lián)接形式之一，優(yōu)點(diǎn)是便于裝拆和標(biāo)準(zhǔn)化量產(chǎn)、聯(lián)接力大，而且成本低、互換性好，而經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量問題主要是由螺紋的裝配不當(dāng)而引起的。目前有很多項(xiàng)與螺紋有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，比如螺紋的表面處理、試驗(yàn)的具體要求等等，然而關(guān)于螺紋鎖緊方面卻還沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)和要求。螺紋聯(lián)接裝配時(shí)，力矩的精準(zhǔn)控制能有效地保障力矩和設(shè)計(jì)要求之間的一致性，加強(qiáng)對(duì)過程管理的準(zhǔn)時(shí)監(jiān)測(cè)，并有利于在后續(xù)的質(zhì)量檢查中對(duì)其追溯和改正，這些在機(jī)械裝配應(yīng)用中尤其重要。

運(yùn)載火箭鉚接艙段主要通過螺栓、螺母，以及及鉚釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)件實(shí)現(xiàn)部件的裝配，其中主要承力結(jié)構(gòu)均采用螺栓、螺母連接，如大梁與接頭、支撐塊，桁條與上、下端框，捆綁結(jié)構(gòu)、機(jī)架接頭與框環(huán)等。目前，螺栓擰緊力矩的施加一般通過力矩扳手實(shí)現(xiàn)，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，扳手出現(xiàn)“打滑”、蜂鳴、亮燈等方式表面力矩的施加的完成，其記錄方式可通過表格手動(dòng)記錄，或讀取力矩扳手里存貯的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。對(duì)于運(yùn)載火箭箭體結(jié)構(gòu)，其空間尺寸大(級(jí)以上)，點(diǎn)位數(shù)量多(單個(gè)部套少則數(shù)千，多則數(shù)萬)，擰緊時(shí)間跨度長(6h～12h)，如何保證數(shù)據(jù)龐大、空間排布復(fù)雜的螺栓點(diǎn)位的一一對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)追溯管理，確保艙段主承力結(jié)構(gòu)的連接強(qiáng)度，保證運(yùn)載火箭整箭的連接性能至關(guān)重要。

目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)的說明或報(bào)道，也尚未收集到國內(nèi)外類似的資料。

專利文獻(xiàn)CN109648504A(申請(qǐng)?zhí)枺?01910039409.7)公開了一種螺栓緊固件的預(yù)緊力矩估測(cè)方法。通過分別建立擰緊過程和服役過程中螺栓緊固件的力矩平衡關(guān)系，得到擰緊過程中擰緊扳手施加的擰緊力矩和服役過程中螺栓緊固件上產(chǎn)生的預(yù)緊力矩之間的函數(shù)關(guān)系；利用兩個(gè)電子扭力扳手，分別對(duì)螺栓頭和螺母進(jìn)行擰緊，得到擰緊力矩值；將擰緊力矩值代入所得函數(shù)關(guān)系，計(jì)算得到服役過程中螺栓緊固件上的預(yù)緊力矩的大小，進(jìn)而達(dá)到估測(cè)預(yù)緊力矩的目的。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種螺紋緊固件力矩施加監(jiān)控方法及系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種螺紋緊固件力矩施加監(jiān)控方法，包括：

步驟M1：在辦公室終端模塊根據(jù)運(yùn)載火箭艙段結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定螺栓編號(hào)規(guī)則，按照螺栓編號(hào)規(guī)則進(jìn)行程序編程，實(shí)現(xiàn)程序與實(shí)物點(diǎn)位的一一對(duì)應(yīng)；

步驟M2：將通過程序編程得到的點(diǎn)位程序傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)模塊中；

步驟M3：監(jiān)控系統(tǒng)模塊調(diào)用控制器模塊的擰緊策略，將點(diǎn)位程序信息通過無線傳輸至力矩扳手；

步驟M4：按照編號(hào)規(guī)則，根據(jù)點(diǎn)位程序信息和擰緊策略，使用力矩扳手對(duì)螺栓進(jìn)行擰緊力矩施加，擰緊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并顯示在監(jiān)控系統(tǒng)模塊中；

步驟M5：現(xiàn)場(chǎng)終端模塊抓取監(jiān)控系統(tǒng)模塊存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，獲取艙段產(chǎn)品螺栓擰緊力矩所有數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理，形成數(shù)據(jù)庫管理平臺(tái)。

優(yōu)選地，所述步驟M1包括：辦公室終端模塊通過圖形化模式進(jìn)行編程，顯示螺栓點(diǎn)位信息；

所述圖形化模式包括三維模型模式、二維圖紙模式和/或?qū)嵨镎掌Ｊ健?/p>