發(fā)布時間：2024-04-28
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智能擰緊工具是現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于汽車、航空以及重工業(yè)生產(chǎn)線。擰緊曲線作為智能擰緊工具的核心功能之一，能夠有效地監(jiān)控并反饋擰緊過程，保證連接件的可靠性和安全性。通過曲線疊加分析，技術(shù)人員能夠更精確地評估擰緊質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)潛在的問題。
智能擰緊工具及生成曲線的原理
1. 基本構(gòu)成: 智能擰緊工具通常包括電動工具、控制器和傳感器系統(tǒng)。傳感器負(fù)責(zé)捕捉扭矩和角度信息，控制器則根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)調(diào)節(jié)工具的運行。
2. 擰緊過程: 擰緊過程中，工具會按照設(shè)定的扭矩逐漸加力，直至達(dá)到目標(biāo)扭矩值。整個過程中，傳感器實時記錄數(shù)據(jù)，形成擰緊曲線。
丹尼克爾擰緊工具擰緊曲線疊加分析
擰緊曲線采樣頻率
擰緊曲線的采樣頻率，即數(shù)據(jù)采集的頻率，對于確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和分析的準(zhǔn)確性非常關(guān)鍵。采樣頻率的選擇依賴于擰緊過程的速度、螺栓的尺寸、擰緊設(shè)備的能力以及質(zhì)量控制的需求。以下是一些通常考慮的因素：
1. 擰緊速度：如果擰緊速度較快，就需要更高的采樣頻率以準(zhǔn)確捕捉扭矩和角度的變化。對于高速自動化裝配線，采樣頻率可能需要達(dá)到千赫茲（kHz）級別。
2. 精度需求：對于高精度裝配要求，例如航空航天或汽車行業(yè)的關(guān)鍵組件，需要較高的采樣頻率來確保擰緊過程中每一個細(xì)微的扭矩變化都能被記錄。
3. 螺栓尺寸和材料：較大或較長的螺栓因其變形特性，可能需要不同的采樣頻率來正確地記錄擰緊動態(tài)。
4. 設(shè)備能力：擰緊設(shè)備和傳感器的技術(shù)規(guī)格也會限制采樣頻率。現(xiàn)代扭矩傳感器和角度編碼器通常可以支持較高的采樣頻率。
通常，工業(yè)應(yīng)用中的擰緊曲線采樣頻率范圍可以從數(shù)百赫茲到幾千赫茲。例如，常見的采樣頻率可能是500 Hz、1 kHz或更高，具體取決于上述因素。選擇合適的采樣頻率是確保擰緊質(zhì)量和過程可靠性的關(guān)鍵部分。丹尼克爾曲線采樣頻率達(dá)到2ms/次，能更好地反映擰緊國產(chǎn)，數(shù)據(jù)記錄追溯性更高
擰緊曲線疊加分析的重要性
1. 數(shù)據(jù)比較: 曲線疊加分析允許技術(shù)人員將多次擰緊作業(yè)的曲線進(jìn)行對比，便于識別出不符合標(biāo)準(zhǔn)的異常情況。
2. 質(zhì)量控制: 通過對比分析，可以及時調(diào)整設(shè)備參數(shù)，優(yōu)化擰緊過程，提高產(chǎn)品的一致性和可靠性。
3. 故障診斷: 曲線異常往往預(yù)示著設(shè)備的潛在問題，如磨損、電機故障或傳感器偏差，及時分析可以避免更大問題。
部分案例分析
1、 重復(fù)擰緊造成的螺栓斷裂
從下圖擰緊曲線的狀態(tài)記錄顯示來看，B螺栓在極短時間3秒之內(nèi)，被再次擰緊。
而正常螺栓緊固的間隔時間在7秒以上。因此，判定該位置螺栓被重復(fù)擰緊。
2、 螺栓強度不足造成螺栓斷裂
某擰緊工位目標(biāo)擰緊扭矩為(28+3)Nm，螺栓等級為8.8級，擰緊曲線如圖所示。其中，左側(cè)正常螺栓擰緊曲線到達(dá)貼合面之后扭矩陡升顯著，并在到達(dá)目標(biāo)扭矩后立即下降。而異常螺栓在扭矩峰值尚未達(dá)到 28 Nm 情況下，從異常螺栓的曲線軌跡來看，曲線頂部出現(xiàn)較長平緩區(qū)間發(fā)生塑性變形，并最終發(fā)生斷裂。
3、擰緊螺栓未貼合
如下圖，正常螺栓和異常螺栓擰緊扭矩均已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)扭矩，但是異常螺栓螺栓全過程的擰緊角度相比較正常螺栓少了1000°左右。該自攻螺栓的擰緊過程受螺紋孔大小、螺栓規(guī)格大小、下壓力度、擰緊程序設(shè)置是否合理等多種因素影響。
4、螺紋孔偏大導(dǎo)致擰緊不合格
如圖所示，正常產(chǎn)品擰緊時間為6s左右到達(dá)目標(biāo)扭矩 11.5 Nm。而失效螺栓虛線擰緊曲線所示的擰緊扭矩始終在3Nm 以下，遠(yuǎn)未達(dá)到目標(biāo)扭矩 11.5 Nm，且用時超過 10s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常工件擰緊所需時間6s左右，可判斷為螺紋孔偏大。
面臨的挑戰(zhàn)及解決方案
1. 數(shù)據(jù)處理能力: 隨著生產(chǎn)線的自動化程度增高，擰緊工具產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也大幅增加。如何有效處理和分析這些大數(shù)據(jù)成為一大挑戰(zhàn)。
2. 技術(shù)更新: 隨著新材料和新工藝的應(yīng)用，擰緊技術(shù)也需要不斷更新。采用先進(jìn)的算法和更精確的傳感技術(shù)，是提升曲線分析精度的關(guān)鍵。
智能擰緊工具的擰緊曲線疊加分析不僅能夠提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，還有助于提前識別和解決生產(chǎn)過程中的問題，擰緊曲線疊加分析是優(yōu)化生產(chǎn)流程、提升產(chǎn)品質(zhì)量、預(yù)防生產(chǎn)故障的重要工具。通過深入探索該技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，可以進(jìn)一步推動制造業(yè)向智能化、自動化的方向發(fā)展。
