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螺栓自动拧紧机拧紧控制方法的探讨
螺栓自动拧紧机拧紧控制方法的探讨
摘要：螺栓拧紧是工业生产中常见的操作，传统的手工拧紧工作量大、效率低。为了提高生产效率和产品质量，越来越多的企业采用螺栓自动拧紧机来完成拧紧工作。本文对螺栓自动拧紧机的拧紧控制方法进行了探讨，主要从传统的扭力控制方法、角度控制方法以及新兴的力矩角度控制方法等方面进行了介绍和比较。
关键词：螺栓自动拧紧机；拧紧控制；扭力控制；角度控制；力矩角度控制
一、引言
螺栓自动拧紧机是一种能够自动完成螺栓拧紧任务的装置，广泛应用于汽车制造、机械制造、航空航天等行业。在传统的生产方式中，螺栓拧紧通常是靠工人手工完成的，工作量大、效率低且易出错。而螺栓自动拧紧机的出现，可以有效提高生产效率和产品质量。
螺栓自动拧紧机的拧紧控制方法是关键，它直接影响到螺栓拧紧的精度和可靠性。传统的拧紧控制方法主要包括扭力控制和角度控制两种，而近年来，力矩角度控制方法逐渐兴起并得到越来越多企业的应用。本文将围绕这三种拧紧控制方法展开探讨。
二、传统的拧紧控制方法
1.扭力控制方法
扭力控制方法是最早也是最常见的一种拧紧控制方法。它通过在螺栓拧紧机上设置扭力传感器，实时监测拧紧过程中的扭矩变化，并根据事先设定的扭矩阈值来判断是否达到拧紧要求。这种方法简单直观，容易实施，但存在一定的局限性。
首先，扭力控制方法无法准确控制螺栓的拧紧角度，只能通过判断扭矩值来判断是否拧紧到位。这就可能导致拧紧角度不一致，影响产品质量。
其次，扭力控制方法对于材料性质的变化比较敏感。螺栓和螺母的材料性质可能因为多种因素而变化，如温度、紧固力、油脂等，这就导致了扭力值的不稳定性，从而影响了拧紧的准确性。
2.角度控制方法
角度控制方法是一种通过控制螺栓拧紧机的转角来实现拧紧控制的方法。通过在螺栓拧紧机上设置角度传感器，实时监测转角变化，并根据设定的角度阈值来判断是否拧紧到位。相比扭力控制方法，角度控制方法具有以下优势：
首先，角度控制方法可以准确控制螺栓的拧紧角度，提供了更高的拧紧精度和稳定性。
其次，角度控制方法对材料性质的变化不敏感。与扭力控制方法不同，角度控制方法通过控制转角来实现拧紧控制，而转角与扭矩的关系是固定的，不会受到材料性质的变化而影响。
然而，角度控制方法也存在一些缺点。首先，不同螺栓的拧紧角度范围可能不同，因此需要在不同螺栓拧紧任务之间进行参数调整。其次，对于较长的螺栓，角度控制方法可能受到机械干涉的影响，导致拧紧精度下降。
三、力矩角度控制方法
力矩角度控制方法是一种结合了扭力控制和角度控制的方法。它通过在螺栓拧紧机上设置扭力传感器和角度传感器，实时监测扭矩和转角的变化，并根据事先设定的阈值来判断是否达到拧紧要求。这种方法能够综合考虑螺栓拧紧的力矩和角度两个因素，提供了更高的拧紧精度和稳定性。
力矩角度控制方法的优点主要有以下几点：
首先，力矩角度控制方法可以准确控制螺栓的拧紧力矩和拧紧角度，提供了更高的拧紧精度和稳定性。
其次，力矩角度控制方法对材料性质的变化不敏感。与扭力控制方法不同，力矩角度控制方法可以通过扭力和角度两个因素来判断拧紧是否到位，从而克服了材料性质变化的影响。
再次，力矩角度控制方法能够适应不同螺栓的拧紧角度范围，并且对于较长的螺栓也不会受到机械干涉的影响。
然而，力矩角度控制方法也存在一些挑战。首先，需要对螺栓的力矩和角度进行准确的测量和分析，这对传感器的选型和算法的设计提出了一定的要求。其次，力矩角度的判据需要根据具体的应用场景进行合理设定，这就需要进行大量的实验和数据分析。
四、结论
随着工业生产的不断发展，螺栓自动拧紧机在提高生产效率和产品质量方面发挥着重要的作用。拧紧控制方法是螺栓自动拧紧机的核心技术之一，对整个拧紧过程的精度和可靠性有着直接的影响。传统的扭力控制方法和角度控制方法各有优势和不足，而力矩角度控制方法则是一种综合考虑力矩和角度两个因素的方法，具有更高的精度和稳定性。然而，力矩角度控制方法在传感器选型和算法设计等方面面临一些挑战，需要进一步的研究和探索。
参考文献：
[1]朱川，刘岩.螺栓自动拧紧机的设计与研究[J].机械传动,2017(12):68-71.
[2]刘晓宇.螺栓拧紧机器人拧紧控制系统的研究[D].北京工业大学,2018.
[3]徐志强，张明亮.基于PLC的螺栓拧紧机控制系统设计[J].科技信息,2019(29):37-38.