基于的汽车装配拧紧测控系统设计

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汽车装配常用拧紧控制策略分析

例关系，而螺栓转角和预紧力有如下关系：因
Ｑ＝ｏ：Ｅ・・３０Ｆ＋△ＦＦＰ仅／６（２）
由扭矩的分配比例，必须认识到，螺纹联接中摩擦力的任何变化都会对夹紧力产生很大影响。实际生产中，摩擦力主要的变化来自于工件支承面的摩擦系数。由以上分析可知，纹尺寸及形状确定后，纹螺螺拧紧过程中的夹紧力不仅与拧紧扭矩有关，还与螺
装配拧紧的实质是通过螺栓的轴向夹紧力将两个工件可靠地联接在一起。因此，对轴向夹紧力的准确控制是保证装配质量的基础。
螺纹萱的摩蠢力ｌ
１夹紧力和扭矩转角的关系
在螺纹联接中我们实际要控制的力是夹紧力。
然而在大规模生产中，还没有实际可行的方法可以直接控制夹紧力，因此我们转而控制影响夹紧力的其他参数。目前最常用的方法是控制紧固件的拧紧
的。（转角控制２）
ｄ — 螺栓公称直径 — Ｑ —— 螺栓轴向夹紧力Ｋ —— 螺栓因子ｆ围从ｏ０范．３到ｏ３）．５在典型的螺纹联接中，由于螺纹副之间的摩擦力和螺栓头部和工件支承面之间的摩擦力，仅有约
摩擦系数没有直接联系，可以有效避免联接件的摩
擦系数散差对预紧力的影响。
表面接触点很少或因被联接件与周围构件间的摩
２拧紧过程描述
典型的拧紧过程可以分为：帽、合拧紧、寻贴最终拧紧三个阶段。如图２所示。

基于模块化设计的自动拧紧系统的开发

基于模块化设计的螺栓自动拧紧系统．基于对螺纹联接件装配的预紧力控制原理和拧紧工作过程的分析，拧紧将
系统分成不同的功能单元，并从硬件和软件两方面对它们实施模块化设计，构建系列化的机械和电气模块单元，使系统获得快速组合和维修的能力．实际应用表明，该模块化设计的自动拧紧系统提高了装备的制造和维修效率．
陈鼎宁，江吉彬，马振飞，林巨广
（．福建工程学院机电系，１福建福州３０１；．合肥工业大学机械工程学院，５０４２安徽合肥２００）３０９摘要：为了解决目前螺栓（）母自动拧紧装备制造和维修周期过长，不能适应企业高效生产要求的问题，出一种提
ｔｅ．ｕｒ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｔｕｏｍａｉｉｅｎｃｎｅ；ｐｒ — ｉｔｎｉｇｆｃｔｃｔｇｈｔｎｉｇｍａｈｉｅｔｇｈｅｎｏｒｅ；ｔｒｕｏｒｌｏｑｅｃｎｔｏ；ｍｏｌｒｚｔｏｄｕａｉａｉｎｄｓｇｎｅｉ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｏｓｏｔｎｔｅｐｒｏｆｍａｕａｔｒｎｎｅａｒｎｆａｔｍａｉｔｇｔｎｎａｈｎｈｒｅｈｅｉｄｏｎｆｃｕｉｇａｄｒｐｉｉｇｏｕｏｔｃｉｈｅｉｇｍｃｉｅｆｒｓｒｗｎｅｔｔｅｈｇ — ｆｉｉｎｙｒｑｉｍｅｔｆｎｅｐｉｅ，ａｕｏｔｃｔｇｔｎｎｙｔｍｏｃｅａｄｍｅｈｉｈｅｆｅｃｅｕｒｃｅｎｔｒｒｓｓｎａｔｍａｉｉｈｅｉｇｓｓｅｏｅｆｒｓｒｗａｅｎｍｏｕａｅｉｎｉｐｏｏｅ．Ｏｎｔｅｂｓｓｏｎｌｓｓｏｏｔｏｒｎｉｌｆｏｃｅｂｓｄｏｄｌｒｄｓｇｓｒｐｓｄｈａｉｆａａｙｉｎｃｎｒｌｐｉｃｐｅｏｐｅｔｇｔｎｎｏｃｎｉｈｅｉｇｐｏｅｓｈｓｓｓｅｉｄｖｄｄｉｔａｉｕｕｃｉｎｌｕｉｒ — ｉｈｅｉｇｆｒｅａｄｔｇｔｎｎｒｃｓ，ｔｉｙｔｍｓｉｉｅｎｏｖｒｏｓｆｎｔａｎｔｏｓ

汽车装配自动拧紧机

学位论文作者签名：黄健源自指导教师签名：颜德田日期：
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日期：
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上海交通大学硕士学位论文
汽车装配自动拧紧机
摘要
本文针对汽车装配使用的全自动拧紧机进行了研究。文中介绍了自动拧紧机的工作原理和设计思路。首先给出了扭矩的定义，对拧紧过程中扭矩的产生进行计算，并分析影响轴向夹紧力的因素。然后介绍了拧紧过程，和常用的拧紧控制方法。使读者对扭矩控制的重要性和拧紧过程有清晰的认识。然后着重对单轴拧紧机的设计进行了介绍。结构上以模块化设计为特点，拧紧轴分为电缆接头模块，马达模块，减速模块，传感器模块，信号预处理模块，输出轴模块。由应变片电桥构成扭矩传感器，采用双应变片结构，并有零位调节和温度补偿功能。拧紧轴选用直流无刷电机，免维护，控制精确。采用反电动势法检测转子位置，进行角度测量，无需采用额外位置传感器。控制系统方面，着重介绍了轴控模块和操作软件，及自检和安全防护功能。接着在单轴拧紧机的基础上介绍了多轴拧紧机。主要是多轴系统的 RS-485 总线网络；主控模块和轴控模块之间如何协调工作；多个轴控模块之间的同步；拧紧系统的控制面板和外围接口；多轴拧紧机的设计要点和工作方式；以及如何对拧紧机进行评价等。
学位论文作者签名：黄健
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上海交通大学硕士学位论文
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螺母拧紧机实时检测系统设计

０
前言
随着我国工业生产自动化进程加快，低工人劳降
合格？这都无从得知。在实际装配过程中有很多相似
的问题存在，如图１中，动器主动齿轮总成的拧紧例分就存在这样的问题。
动强度，力提高劳动生产率已成为工业生产发展趋大势。我国目前的工业生产装配过程都离不开螺母或螺
栓的拧紧与拆卸，动和电动扳手大量装备到生产现风
摘要：过对汽车分动器主动齿轮总成的力封闭性、流性和尺寸链封闭性分析和研究，出了调整垫通分得片的厚度对主动齿轮总成性能影响的实质。此实时检测系统是在原有的螺母拧紧机系统基础上设计、
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＴｈｓｐｐｒａａｙｅｄｒｓａｃｅｈｒｅｇａｓｅｌｆＡｕｏ’ ｘｌｒａｓｓｉｎｉｉａｅｎｌｚｓａｅｅｒｈｓｔｅｄｉｅａｓｍｂｙｏｔＳＡｕｉａｙＴｒｍｉｓｏｎｎｖｒｉｎｆｃｔｏｅｃｒｕａｉｎａｄｂａｃｆｏｒｔｅｃｃｌｔｎｏｉｎｉｎｃａ，ｄａｈｅｅｈｒｔｈｔｔｅａｅｆｔｉｌｔｒｎｈｏｗｅ，ｈｉｕａｉｆｍｅｓｏｈｉａｃｉｖｓｔｅｔｕｈｔａｈｈｃｏｎｐｒｏｄｎｎｗａｈｒａｆｃｓｔｅｄｉｅａｓｍｂｉｇＴｈｅｌｉｅｅａｉａｉｎｓｓｅｉｄｓｇｅｄｄｖｌｐｎｔｅｓｅｆｅｔｈｒｒｇｒａｅｌ．ｅｒａ－ｍｘｍｎｔｙｔｍｅｉｎｄａｅｅｏｅｏｈｖｅｓｎｔｏｓｎｄｂｉｏｅｏｄｆｈｏｕ－ｔｎｇｍａｈｅＤｕｉｇｆｓｅｉｇｔＣｈｗｗｏｋｄｆｒａ。ｉｅｔｒｕ：ｈｓｔａｓｆｈｌ－ａｉｎｎｔｆｅｉｃｉ．ｒｔｎ．ｉａｓｏｔｉｓｏｌｍｑｅｔｅｓｓａｎｎｎａｎｎｎｅｔｏ

浅谈汽车装配中螺栓的拧紧

浅谈汽车装配中螺栓的拧紧发表时间：2019-11-08T10:43:15.973Z 来源：《电力设备》2019年第13期作者：许涛[导读] 摘要：在汽车装配中，大多数的连接方式都是采用螺栓连接，包括车桥与车架连接、发动机与变速箱连接、驾驶室与车架连接等，设计合理的螺栓拧紧连接方式、正确采用螺栓拧紧工具、有效的螺栓拧紧检验方法是保证产品中螺栓可靠性的重要因素。

(徐州海伦哲专用车辆股份有限公司江苏徐州 221003)摘要：在汽车装配中，大多数的连接方式都是采用螺栓连接，包括车桥与车架连接、发动机与变速箱连接、驾驶室与车架连接等，设计合理的螺栓拧紧连接方式、正确采用螺栓拧紧工具、有效的螺栓拧紧检验方法是保证产品中螺栓可靠性的重要因素。

关键词：螺栓连接；扭矩控制；引言：在汽车装配中，螺栓拧紧的可靠性非常重要，螺栓或螺母的松动、连接失效，将直接影响整车行驶安全，严重情况下甚至影响用户的安全。

本文对汽车螺栓的连接进行阐述。

1、螺栓连接类型及分类常见的汽车结构连接方式有焊接、粘接、铆接、螺栓连接等，螺栓连接具有简单便捷、可以多次拆卸重新装配、标准化程度高、成本较低等优势。

螺栓拧紧连接通常分为：硬连接、软连接和联合连接。

硬连接是指连接件硬度比较大，刚性的接合面贴合好的连接，一般不存在扭矩衰减，可能还有扭矩反冲，螺纹副贴合后旋转角度小于30°即可达到目标扭矩。

软连接是指连接件本身比较软或者是连接件中间存在橡胶件等弹性元件，存在扭矩衰减，螺纹副贴合后需要旋转2圈即720°以上才能达到目标扭矩。

联合连接是介于软连接和硬连接之间的连接方式，一般不存在扭矩衰减或扭矩反冲。

汽车装配中常见的硬连接有汽车底盘车桥、发动机缸体等部件之间的连接。

常见的软连接有塑料与金属之间或塑料与塑料之间的连接，比如塑料控制箱与结构件之间的连接。

2、螺栓连接的控制方法及优缺点螺栓连接的控制方法有：扭矩控制；旋转角度控制；屈服点控制。

基于PLC的汽车装配拧紧测控系统设计

靠性，有效地提高了汽车装配系统的安全性和效率，也大大提高了汽车生产装配的自动化水平，具有重要的现实
意义。
关键词：测控系统；实时监控；ＰＬＣ；汽车拧紧
中图分类号：ＴＮ０２
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７４ — ６２３６（２０１４１０５ — ０１５０ — ０４
孙冰，谢利理，樊京路
（西北工业大学自动化学院，陕西西安７１０１２９）摘要：在汽车装配中，许多汽车制造厂用气枪等工具拧紧汽车的某些部件，需要大量的人力，并且操作性差，汽车扭矩不易控制，针对这些问题设计了一套适合汽车装配拧紧系统的计算机测控系统，该测控系统是基于西门子ｓ７ — ３００ＰＬＣ系统实现对拧紧设备信号采集与实时控制，并将采集信号通过ＯＰＣ协议传送到汽车装配线总控台人机交互系统，实现对拧紧系统的精确控制、信息监视与共享以及存储等功能，所设计系统具有较高的实时性和可
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎａｕｔｏ — ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ，ａｉｒ－ｇｕｎａｎｄｏｔｈｅｒｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓａｒｅｕｓｅｄｔｏｔｉｇｈｔｅｎｓｏｍｅｐａｒｔｓｏｆｔｈｅａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｉｎｍａｎｙａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｆａｃｔｏｒｉｅｓ，ｗｈｉｃｈｎｅｅｄａｌｏｔｏｆｍａｎｐｏｗｅｒａｎｄｔｈｅｙａｒｅｌａｃｋｉｎｇｉｎｍａｎｅｕｖｅｒａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄｔｈｅａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ

螺纹拧紧技术研究及拧紧机控制系统设计

螺纹拧紧技术研究及拧紧机控制系统设计
摘要
螺纹拧紧技术是工业生产中非常重要的工艺之一，其技术水平直接影响到产品的质量和使用性能。本次演示对螺纹拧紧技术的研究进行了深入探讨，并设计了有效的拧紧机控制系统。首先，本次演示介绍了螺纹拧紧技术在国内外的研究现状及其在工业生产中的重要性；接着，阐述了研究方法，包括文献调研、实验设计、数据分析和模型建立等；最后，对螺纹拧紧技术的计算和分析进行了详细探讨，同时提出了拧紧机控制系统的设计方案。
注意事项方面，首先需要确保螺栓的清洁度，避免脏物和锈迹影响拧紧效果；其次，需要定期检查和更换拧紧工具，以避免工具磨损对拧紧效果的影响；最后，需要严格把控拧紧工艺的操作顺序和时间，以防止出现缸盖变形、螺栓断裂等问题。
实践：
结合实际试验，介绍螺栓拧紧工艺和试验的具体过程、结果和评估方法。
在具体试验过程中，首先需要选取合适的螺栓拧紧工艺参数，并进行相应的操作方法培训。然后，按照规定的操作方法进行螺栓拧紧，并使用专业的检测设备对拧紧效果进行检测。例如，可以采用声发射技术对拧紧过程中螺栓的受力情况进行实时监测，以判断是否达到预定拧紧效果。
对于螺纹拧紧质量的评估，通常需要考虑多个因素，包括拧紧力、扭矩、角度等。本次演示通过对这些因素进行分析和讨论，提出了一种有效的螺纹拧紧质量评估方法。该方法不仅可以评估螺纹拧紧的质量，还可以指导生产过程中的质量控制，提高产品的可靠性和稳定性。
3.3拧紧机控制系统设计的思路与实现
拧紧机控制系统是实现高质量螺纹拧紧的关键。本次演示提出了拧紧机控制系统的设计思路和实现方法。首先，需要通过对拧紧过程进行精确控制，确保每个拧紧参数的准确性和稳定性；其次，需要通过数据分析和模型建立，实现对拧紧过程的实时监控和优化；最后，需要设计一种有效的反馈机制，通过对拧紧结果的检测和分析，指导后续生产过程的质量控制。

汽车底盘拧紧力矩的设计方法及应用

汽车底盘拧紧力矩的设计方法及应用摘要：在我国快速发展过程中，汽车在我国逐渐增多，螺纹连接是目前汽车底盘中应用最为广泛的可拆式连接方式之一，为确保螺纹连接体的可靠，并使其能正常实现使用功能，必须保证螺纹连接达到初始的预紧力，而预紧力的大小则是直接由拧紧力矩或回转角度来决定。

目前汽车底盘中常用的力矩拧紧方法有扭矩法和转角法，转角法是将螺栓与螺母的相对回转角度作为指标进行初始预紧力的控制方法，多半是塑性区的紧固，因塑性区回转角度误差对预紧力的离散度影响较小，所以此方法能实现较高精度预紧力的紧固，但由于螺纹及螺栓杆部发生了塑性变形，所以紧固件的重复使用次数一般限定在3次以内，且装配中需要使用成本较高的转角力矩设备。

所以目前普遍应用的力矩拧紧方法还是扭矩法，故本文主要讨论按扭矩法正向设计拧紧力矩的方法及实际应用，同时此方法也适用于超弹性装配及塑性区的扭矩设计。

关键词：螺纹；拧紧力矩；力矩衰减引言汽车底盘系统各零部件均通过螺栓或螺母连接，副车架、前摆臂及扭力梁安装点等底盘系统关键点力矩常发生衰退问题，引起底盘异响，甚至零件脱落，对正常行车安全造成严重威胁。

新车型开发过程中，常实车采集底盘系统各连接点应力，并将采集的道路谱应力代入有限元仿真分析软件中计算分析，得到连接点的夹紧力值，进而选定标准件型号和设计力矩。

为避免出现售后的螺栓力矩衰退问题，在车辆试制期间对汽车底盘系统关键连接点力矩的测试分析具有重要意义。

1螺栓连接原理汽车底盘产品装配过程中，运用力矩控制法将螺栓拧紧至设计力矩，为螺栓提供一定的预紧轴力，实现夹紧功能。

螺栓的预紧轴力Q可分为两部分，一部分作用于轴套内管两端面，提供夹紧力N；一部分为支架变形抗力F，克服支架变形。

在车辆行驶过程中，由于轴套内管端面存在夹紧力N，使接触面产生摩擦力f及摩擦力矩Mf。

螺栓预紧力与轴套内管端面夹紧力和支架变形抗力的关系如下：Q=F+NQ为螺栓预紧力；F为支架变形抗力；N为轴套内管端面夹紧力。

多功能螺纹自动拧紧系统的设计与应用

Engineering Frontiers | 工程前沿 |·9·多功能螺纹自动拧紧系统的设计与应用李群（江苏联宏智慧能源股份有限公司，江苏南京 210000）摘要：我国汽车制造中自动化程度普遍比较低，螺纹联接的拆装工作量在汽车行业占有绝对大比重，人工参与拧紧成本高、效率低、易出错，随着汽车需求量呈现持续增长的走势，人们对低成本、标准化、批量化生产程度要求越来越高，如何提高零件装配的高效性，降低生产消耗，成为国内车企的最大难题。

文章根据生产经验，开发了多组合化灵活功能的自动拧紧系统。

该系统在某德资汽车零件制造公司实际生产中已经有效应用，在保证拧紧力矩合格标准化的同时非常显著提升了生产效率，极大降低了人工成本和工作强度，以及保证了大批量生产供应的及时性，希望可以给设备自动化方面提供一定的参考思路。

关键词：自动拧紧系统；螺栓三轴向定位；生产节拍；多功能设定中图分类号：TH131.3 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2020）18-0009-03作者简介：李群，男，本科，研究方向：工业电气自动化控制，物联网研发。

我国汽车行业是劳动密集型行业，汽车拆装作业中，螺纹联接件的拆装工作量占总拆装作业工作量的50%～60%，大量关键部位如涡轮、发电机、减震器都需要拧紧工艺的支撑，拧紧技术对汽车使用的安全性、可靠性有着相当关键的作用。

自动化生产线可减少人员消耗，减少因工作人员操作手法的不同造成拧紧力矩误差，提高汽车零件装配的稳定性与可靠性，有效加快装配速率。

国外对自动化拧紧技术研究比较早，许多公司都已有成熟的自动拧紧方案。

在我国，提高生产设备自动化、标准化、可灵活化多功能组合性，快速降低成本，在竞争中提高优势，是一个当前企业普遍比较迫切的需求。

1 拧紧常用方法1.1 扭矩控制法扭矩控制法是一种最原始且最简便的拧紧方式，技术含量低。

但此法受拧紧工具、操作手法等外界因素影响较大，拧紧效果不一致、偏差较大，只适合一些不太重要零件之间的联接操作。

自动螺纹拧紧机的控制系统设计研究

自动螺纹拧紧机的控制系统设计研究摘要：为了便于机器的制造、安装、运输、维修以及提高劳动生产率等，人们广泛地使用螺纹联接.螺栓虽然是一种极普通的机械零件，但是在重要设备中，一旦螺栓联接出现损坏，将造成严重后果.因此，人们对螺纹联接的拧紧精度越来越重视.同时，在大规模生产企业，尤其在以成本为核心竞争力的汽车制造行业中，快速准确地装配大量螺栓能极大地减少产品生产时间和工人劳动强度.因此，在大、中型企业广泛使用高效高精度拧紧工具——自动控制的电动拧紧机.这种拧紧工具首先是在国外产生，并被广泛应用于各汽车制造企业中.随着对国外先进拧紧技术和拧紧工具技术的消化，国内现在也有一些科研院所和企业自行设计和开发具有自主知识产权的拧紧机。

但距离国外水平，在各方面，尤其控制系统的功能上有很大差距.因此，研究设计自动控制的电动拧紧机控制系统，对提高我国生产装备的自主创新水平有很大意义。

关键词：拧紧机；控制系统；PLC1自动控制的电动拧紧机及其控制系统原理简介自动控制的电动拧紧机是电子技术与机械技术相结合的产物，主要是由两大部分组成的，一部分是完成拧紧动作的执行机构，即拧紧轴单元.另一部分是控制和监视拧紧过程的控制系统.这种拧紧工具既可以对拧紧过程施行自动控制，又可对于拧紧结果进行统计分析，并具有精度高、噪音低、劳动强度低、劳动生产率高等许多优点.目前欧美、日本等国的汽车业普遍采用这种拧紧设备，在国内近年来也越来越受到众多汽车业厂家的青睐。

如图1所示，电动拧紧机系统由四大部分组成：支承部件、动力及传动系统（即拧紧轴单元）、升降系统、控制系统.电动多轴拧紧机系统主要由动力及传动系统和控制系统两大部分组成.控制系统是拧紧机的核心.按控制系统的核心部件的不同，拧紧机分为基于工业控制计算机（IPC）的电动拧紧机、基于可编程序控制器（PLC）的电动拧紧机和基于以单片机为核心开发的专用控制器的电动拧紧机.三种控制器方案各有各自的优点和缺点，适用于不同的工作场合。

基于PLC的发动机主轴承盖螺栓拧紧机的设计

基于PLC的发动机主轴承盖螺栓拧紧机的设计摘要：拧紧机是汽车发动机装配生产中一个十分重要的环节，它的自动化程度影响到发动机的生产质量和生产效率。

本文中系统采用Profibus—DP现场总线通讯方式，实现了控制系统和CPU以及远程I/O站点ET200S、ET200eco之间的通讯。

实现对拧紧系统的精确控制、信息监视与共享以及存储等功能，具有较高的实时性和可靠性。

关键字：拧紧机；现场总线；远程I/O站点1 拧紧机系统构成该工位采用的拧紧机为四轴拧紧机，整个系统包含三个部分：西门子PLC控制器、拧紧驱动器、伺服控制器。

该设备主要针对汽车发动机缸盖的主轴承盖螺栓拧紧，主轴承的主要作用是支撑发动机的曲轴。

基于客户生产加工时间的需求考虑，厂家采用四轴联动拧紧机进行拧紧。

同时采用西门子S120伺服电机和MM420变频器作为拧紧机的驱动设备，使拧紧工艺更加快速而且准确。

2 机床拧紧机拧紧程序的控制流程拧紧设备分为悬挂式和机床结构式，可根据用户螺母(栓)装配数量及工件来确定电动拧紧轴的数量和拧紧机是否采用立式、卧式、倾斜式、悬挂式的拧紧方法。

在本设计中，采用的是悬挂式、4轴联动的COOPER拧紧机。

该拧紧机一次可同时拧紧4个螺栓，只需4次即可完成整个主轴承盖的拧紧。

主轴承盖的螺栓一共有16个，将16个螺栓分为4组，2、6、10、14号螺栓为第一组，3、7、11、15号螺栓为第二组，4、8、12、16号螺栓为第三组，1、5、9、13号螺栓为第四组，四轴电动拧紧机将按组别依次完成拧紧。

当系统开始运行后，系统首先判断有无工件在位并将其夹紧，当工件夹紧后，拧紧枪开始动作，按组别依次将螺栓都拧紧好，当所有螺栓都拧紧完成后，拧紧枪上升并移回原点位置，夹手松开解脱工件，让已经完成拧紧工作的工件离开并等待下一工件的到来。

拧紧枪具体动作如下：当确定工件夹紧后，然后判断拧紧枪是否在原点位置（原点位置即为1号拧紧位置），若不在原点位置，要先将拧紧枪移到原点位置，再将其下降到拧紧位置，拧紧枪得到PLC的指令后开始拧紧。

博世力士乐汽车装配拧紧解决方案

2019年第 6 期 / 微信号 auto195026特别策划 | Special Plan博世力士乐汽车装配拧紧解决方案□博世力士乐供稿要生产出高品质的乘用车，现代化的汽车总装工厂不仅需要高标准的制造流程、先进的生产工艺以及严格的品质管控，而且需要高品质要求的装配设备。

博世力士乐拧紧系统为这一环节提供了可靠的品质保障。

高精度的拧紧系统可以保证螺栓拧紧的可靠性，所有的拧紧数据会被记录，并能被追溯。

Ergospin 手持拧紧系统：汽车总装配解决方案ErgoSpin 的角度法拧紧是基于拧紧枪位置为基准，如果拧紧过程枪体有位置移动，就会造成角度误差。

而博世陀螺仪能克服ErgoSpin 的角度法在拧紧过程中产生的角度误差，进行实时补偿。

在汽车装配中，越来越多使用拧紧角度控制法，这种控制方法能有效抑制摩擦因素对夹紧力的影响。

在涉及到手动拧紧的应用中，工人对角度值引入了一定的误差，从而影响以角度作为目标函数的拧紧角度值。

而ErgoSpin 手持工具可以精确地测量工具偏移角度，补偿工具运动对角度结果的影响。

Ergospin 手持拧紧系统完整解决方案适用于汽车总装的手持拧紧工位，具有以下优点：（1）提供 Ergospin 紧凑型和防护型弯头选择。

（2）控制器显示屏可提供拧紧结果、故障信息等丰富的内容。

（3）高柔电缆线轻松满足不同工位应用的需求。

（4）操作面板和塔灯实现更多的人机对话。

（5）操作指导帮助操作者应对高柔性生产的需求。

（6）可以配置套筒选择器、特殊头来应对不同的应用。

基于视觉的发动机丝堵螺栓自动拧紧设备设计开发

AUTO TIME151MANUFACTURING AND PROCESS | 制造与工艺时代汽车基于视觉的发动机丝堵螺栓自动拧紧设备设计开发竭尽超　梁忠耀上汽通用五菱汽车股份有限公司广西柳州市 545000摘要：在发动机缸盖加工过程中，需要通过丝堵对缸盖水道进行密封装配，以保证发动机冷却系统的正常运行。

在丝堵的装配工艺中，行业内多采用人工预装或通过排序机排序后再自动装配的方式，人工预装存在自动化率低的问题，而通过排序机排序则有导致丝堵碰伤、附着的螺纹胶损伤等质量风险。

本文介绍的缸盖丝堵自动拧紧设备通过视觉系统定位，配合真空吸附柔性抓取机构，再通过中转装置进行丝堵方向转化，最终使用薄壁弹性夹爪夹紧丝堵拧紧的方案，从根本上提升丝堵装配工艺的自动化率并降低质量风险。

关键词：丝堵螺栓　自动拧紧　视觉系统　真空吸附1　引言缸盖是发动机的重要组成部分，其安装在缸体上并与缸体密封形成燃烧室。

燃烧室作为化学能转变的地点，承受极大的热负荷，所以需要在缸盖内部铸造有冷却水套，通过水循环将做功后的余热带走，而水套密封多采用丝堵或闷盖来。

本文是对丝堵自动装配的工艺设备研究与应用。

本文自动装配的丝堵如图1所示，M22的螺纹表面附着有密封胶，并且在丝堵螺帽底部设计有软性密封带，作用是对水道进行密封，保证发动机冷却系统的运行。

在丝堵装配工艺中，行业内多采用通过排序机排序或人工预装后再自动装配的方式，通过排序机排序有导致丝堵碰伤、附着的螺纹胶损伤等质量风险，而人工预装除存在自动化率低的问题外。

基于以上原因，设计开发无质量风险的发动机丝堵螺栓自动拧紧设备。

2　设计规划2.1　工艺流程经过多角度方案评估，设计工艺流程如图2所示。

2.2　节拍分解设备运行分为输送辊道的动作及机器人拧紧动作两部分，两部分同时进行，详细步骤如表1，节拍59秒。

3　设备机构设计该设备由丝堵平台、机器人抓手两部分机构组成。

3.1　丝堵平台部分如图3所示，丝堵平台由丝堵存放平台和中转区组成。

机车组装螺栓智能拧紧系统的搭建与应用

机车组装螺栓智能拧紧系统的搭建与应用摘要：本文重点分析了某机车企业总装车间搭建的螺栓智能拧紧网络系统搭建与应用过程，通过传统螺栓拧紧过程中的操作过程、操作后质量检查、拧紧数据统计管理的三个环节分别进行的对比分析，详细的阐述了螺栓智能拧紧系统在机车组装中的作用和原理及能实现的大数据分析。

关键词：智能扳手机车组装螺栓拧紧网络系统数据分析前言在机车组装过程中，制造单位的工艺和质量管控部门需要严格管控螺栓拧紧过程中的操作环节、检查环节、数据记录等三个环节，本文将通过对这三个环节的主要构成因素分析展开，分析传统力矩扳手从拧紧过程、拧紧后的检查、数据记录等方面分析不足点，然后阐述智能拧紧系统的组成和应用过程及如何克服原有拧紧过程中的不足及其他的性能优势。

一传统螺栓拧紧过程1.操作过程过程描述：在螺栓拧紧过程中，操作人员按照技术文件中的力矩要求，选取适合量程的力矩扳手，将其调整到需要的力矩值，确认安装位置、零件无误后，按照要求进行力矩紧固操作，完成螺栓紧固，画防松标识。

分析：在拧紧过程中，操作位置、螺栓的种类、数量、力矩值、均依靠操作者进行识别，对操作人员的经验依赖度较高，适合于单一品种产品、人员与工序相对固定的情况，当面临多品种产品切换，环境嘈杂.一人多岗、高强度的工作情况下，很容易发生失误。

2.操作后质量检查过程描述：完成螺栓紧固操作后，操作人员需要在螺栓头部或螺母上画防松标识，检查人员首先检查标识线是否完整，再用检查锤向螺栓紧固方向轻敲螺栓头部，检查连续的标识线是否断开，作为判断螺栓是否松动的依据。

确认合格后签字确认。

分析：这种检查方法对螺栓的最后拧紧状态进行确认，但对拧紧的过程（如拧紧角度要求）和精度（如超力矩）无法进行监控，也就不能完整地反应螺栓拧紧全过程的情况。

3.拧紧数据统计管理过程描述：现阶段的记录媒介为纸质检查记录，当操作者在完成工作后，操作者将力矩值的填写到检查记录中，为确保准确性，需要由互检者记和专职检查人员填写互检和专检记录，并要求记录进行存档3年。

汽车零部件装配过程拧紧工艺的应用

汽车零部件装配过程拧紧工艺的应用摘要：随着新能源的不断发展与创新，新能源汽车零部件的装配至关重要，其中拧紧装配是核心工艺之一。

本文基于拧紧工艺的基础原理（关键要素、控制方法、拧紧过程等等）、了解不同螺栓的性能指标与选择要求、在不断发展创新的自动电批及其控制器软件的工控条件下，结合生产线的制造设备与制程控制等现场管理，最终做到不断改善汽车零部件组装生产中的拧紧质量和生产力，不断满足甚至超越客户的需求，从而让企业在新能源行业坚持生存并保持竞争力。

关键词：拧紧、工艺、螺栓、电批、控制器绪论不同的行业对拧紧工艺过程的要求也不一样，在汽车电子行业，汽车零部件的组装过程绝大多数都应用了拧紧锁固装配过程，因汽车行业，安全永远排第一位，从而，在汽车零部件装配过程，拧紧工艺的要求非常严格，无论是技术研发、还是生产过程，只有充分掌握了这些知识和经验，才能在不断发展的未来始终保持竞争力，特别是新能源行业的崛起之际，拧紧工艺贯穿于零部件的精密装配和整机的正规组装。

1.拧紧基础原理1.影响夹紧力的因素1.摩擦力，例如粗糙表面、低质量螺纹、材料不合适。

2.不可靠的装配技术，低精度或不合适的工具、低质量的螺纹、工件精度不够。

3.材料与装配，设计缺陷、不合适的材料组合、不合适的装配方法4.温度，不同的膨胀系数、不正确的螺栓尺寸联接5.错误的拧紧系统，夹紧力过高或过低1.摩擦力对夹紧力的影响扭矩法拧紧时大约90%用于克服摩擦力，其中螺帽与连接件表面摩擦力占大约40%，螺纹摩擦力占大约50%，所以最终连接件之间的夹紧力在10%左右。

1.常用拧紧方法1.扭矩控制–辅助角度监控，优点是容易测量、可发现连续缺陷、螺栓可重复使用，缺点是受原材料影响较大，容易出现浮钉（无或较低夹紧力）。

通常应用于轮子螺栓装配、机油盘螺栓装配。

2.屈服点控制–辅助扭矩/角度监控，优点是摩擦影响低、夹紧力变化小，缺点是螺栓无法重复使用、控制要求高。

通常应用于ABS-装配、轮毂螺栓装配、飞轮盘装配。

基于模块化设计的自动拧紧系统的开发

第13卷第2期2006年4月工程设计学报Journal of Engineering DesignVol.13No.2Apr.2006收稿日期:2005-01-12.项目资助:福建省青年科技人才创新项目资助(2005J 049);福建工程学院科技项目资助(14700116).作者简介:陈鼎宁(1963-),男,福建福州人,副教授,从事先进制造技术、机电一体化装备等研究,E-mail:JibinJ@.基于模块化设计的自动拧紧系统的开发陈鼎宁1,江吉彬1,马振飞2,林巨广2(1.福建工程学院机电系,福建福州350014; 2.合肥工业大学机械工程学院,安徽合肥230009)摘　要:为了解决目前螺栓(母)自动拧紧装备制造和维修周期过长,不能适应企业高效生产要求的问题,提出一种基于模块化设计的螺栓自动拧紧系统.基于对螺纹联接件装配的预紧力控制原理和拧紧工作过程的分析,将拧紧系统分成不同的功能单元,并从硬件和软件两方面对它们实施模块化设计,构建系列化的机械和电气模块单元,使系统获得快速组合和维修的能力.实际应用表明,该模块化设计的自动拧紧系统提高了装备的制造和维修效率.关键词:拧紧机;预紧力;扭矩控制;模块化设计中图分类号:T P273 文献标识码:A 文章编号:1006-754X(2006)02-0087-04Development of automatic tightening systembased on modular designCHEN Ding-ning 1,JIA NG Ji-bin 1,M A Zhen-fei 2,LIN Ju-g uang2(1.Depar tment of M echanic-Electr onic Engineer ing ,F ujian U niv ersit y o f T echno lo gy ,F uzho u 350014,China ;2.Schoo l o f M echanical Eng ineering ,Hefei U niver sity of T echnolog y ,Hefei 230009,China )Abstract :To shorten the period of m anufacturing and r epair ing of autom atic tightening machine fo r screw and meet the high -efficiency requirem ent of enter prises ,an automatic tightening sy stem fo r screw based o n mo dular desig n is proposed .On the basis of analysis on co ntrol principle of pr e-tightening force and tightening process,this sy stem is divided into various functional units and applies modular design from software and hardw are.Further more,a series o f m echanical and electric units are established to m ake this sy stem be able to be assembled and repaired rapidly .Practical application indicates that this sy stem can enhance the efficiency o f repair and manufac-ture.Key words :auto matic tightening machine;pre-tig htening for ce;torque co ntrol;modular ization desig n 螺栓(母)的装配拧紧可使联接在承受工作载荷之前预先受到力的作用,即预紧力,其目的在于增强联接的可靠性和紧密性,以防止受载后出现缝隙或相对滑移.适当的预紧力可提高联接可靠性和联接件自身疲劳强度;但预紧力过大,则在拧紧或工作时稍有过载即产生断裂.因此,对于重要的螺纹件联接,在装配拧紧时需对预紧力实施精确控制.可控加载的自动拧紧系统就是应用于该场合的自动化装备.20世纪80年代末,国外的机电产品制造业已开始采用自动拧紧系统,近年来,日本丰田、韩国现代等公司的汽车企业已普遍应用自动拧紧设备.同国外相比,我国可控加载螺栓自动拧紧装备的应用相对滞后,但为满足汽车等现代机电产品高性能、高可靠、高安全性能的要求和自动化生产的需要,越来越多的制造企业已开始在其装配线上引入该装备.本文将讨论一种基于模块化设计的自动拧紧系统的开发,该系统具有加载平稳、控制精确、生产效率高等特点,特别是模块化设计技术应用,可实现快速维修和重组,适应了现代装配线快节奏和高柔性的需要.1　预紧力控制原理分析力学分析表明,在弹性变形范围内,预紧力与螺栓的受力面积、伸长量及力学强度有关,但在螺栓的强度级别和尺寸确定以后,预紧力仅与伸长量有关[1].在实际拧紧装配时,要准确测量螺栓的伸长量,并用于控制其拧紧过程,技术实现上非常困难,因此工程上主要采用扭矩控制、扭矩-转角控制等方法,其中扭矩控制法是目前最常用的预紧力控制方法.由机械设计理论可知,预紧力同加载扭矩和摩擦系数以及螺纹联接件形状尺寸之间有确定的函数关系[2,3].但由于该关系过于复杂,该数学模型应用于实际控制是不可行的,因此工程上采用“扭矩系数”的概念,将模型进行了简化,建立了经验的扭矩—预紧力关系模型,即:T =K d ・F (1)式(1)中,F 是螺栓轴向预紧力,N ;T 是拧紧力矩,Nm;d 是螺纹的公称直径,m m.实验表明,扭矩系数K 与螺纹尺寸、形状及摩擦系数有关,摩擦系数越大,K 也越大[4].但对于同一装配对象,若螺纹件摩擦因素散差得到严格控制,则K 为常数,而d 为定值,这样F 同T 呈线性关系变化,因此通过拧紧加载扭矩值的控制,便能间接地实现联接件预紧力控制,且控制方法简单、直观.2　系统机械结构设计分析2.1　自动拧紧机的工作过程图1所示为本文所介绍的悬挂式拧紧机结构示意图.系统由进给单元、加载单元和控制单元三部分组成.其中加载单元以伺服电机经减速后作为动力源,用于拧紧加载;进给单元通过气动和人工,利用其水平移动、垂直升降装置带动加载单元上下或左右运动;加载过程中的拧紧扭矩由传感器检测反馈给控制单元,另外结合对气缸、按钮等开关量控制,控制单元实现了对拧紧工作过程的实时控制.拧紧系统的具体工作过程如下:当装配小车推到拧紧工位、按下控制面板上的“加载”钮后,系统自动进入螺栓(母)拧紧工作状态.进给单元的垂直升降装置将带动加载单元向下运动,到达下加工限位,进给系统停止;拧紧轴开始加载运转,此时控制器将根据扭矩传感器的检测信号,自动切换主轴转速,完成认帽、快速拧入、慢速拧紧等工作循环,当被拧对象的扭矩达到设定值后,拧紧轴加载停止;垂直升降装置的进给气动再次启动,带动加载单元向上运动,当到达上限位时,拧紧循环正常结束.2.2　机械结构设计由工作过程分析可知,拧紧系统的水平移动装1.水平进给导轨;2.垂直进给气缸;3.导向机构;4.主机箱;5.拧紧轴;6.轴距调整机构;7.加载头图1　拧紧机(悬挂式)结构示意图Fig .1　Co nfigur atio n diagr am o f auto matic tighteningm achine (hang ing type)置、垂直升降装置用于拧紧单元工作定位,其中水平移动装置由X ,Y 两方向直线移动导轨组成,通常选用8形铝合金成型轨道组件,重量轻、强度好、滑动平稳,由人工完成拧紧单元的水平进给;垂直升降装置由气缸和连接块构成,连接块一端固定在拧紧箱上,另一端与气缸的活塞杆联接,气缸上下运动,带动拧紧单元自动完成垂直进给.为保证垂直运动的平稳性,升降装置还设计有导向机构.加载单元由主机箱和一套拧紧轴组成,为系统机械设计关键,具体结构分析如下.2.2.1　主机箱用于支承拧紧轴单元.箱体除起支承作用外,还有两个重要作用:¹拧紧力矩封闭.由拧紧过程力学分析可知,拧紧轴在加载过程中,给螺栓施加有加载力矩,根据作用和反作用定律,螺栓对其有一反力矩,这一对力矩必须平衡才能实现稳定的加载拧紧.机械上,主机箱底板设计两个固定压条,通过拧紧轴的加载头凸台,将轴限制在压条和箱体底板之间,这样一方面固定了拧紧轴,另一方面螺栓反力矩通过加载头,经凸台向压条传递,最后由箱体来平衡,实现加载过程中的拧紧力矩闭合.º轴中心距调整.通常装配对象不同,螺栓(母)分布圆直径也不同,对于多轴拧紧系统,为适用多品种生产的需要,其轴中心距需要能随拧紧对象变化而快速调整,因此主机箱设计有调整机构,如图1部件6所示.拧紧轴被连在一个长螺栓上,螺栓与箱体之间是螺纹连接,当调整・88・工　程　设　计　学　报第13卷中心距时,可直接转动螺栓,带动拧紧轴移动,当调整到位后,压上防松垫块、锁紧螺栓,便可使拧紧轴调整到新的分布圆位置上.2.2.2　拧紧轴拧紧轴负责螺栓或螺母的拧紧加载,同时还完成拧紧扭矩测量,是拧紧装备的核心.本文的拧紧轴采用了模块化设计技术,每个轴为一独立模块,负责一个螺栓(母)对象装配.加载单元所使用的拧紧轴数量,通常根据实际装配工艺,采用单轴或多轴配制.拧紧轴模块结构如图2所示,由动力源、减速机构、传感器和加载头四个子模块组成.动力源采用直流或交流伺服电机驱动,一方面考虑伺服电机具有高控制精度,且速度调整方便;另一方面,因为拧紧轴需要大扭矩输出,为此应采用大速比减速机构,这就要求动力源有极高的转速,经大减速后,仍有较高转速输出,以满足螺栓拧紧空行程的快速进给需求.减速机构主要用于拧紧系统的减速增力,当采用交流伺服作为动力源时,在常用功率0.75～2.0kW 范围内,电机额定输出扭矩通常在10Nm 以下,以汽车传动系螺纹联接件拧紧要求为例,通常为200～1000Nm,因此,减速机构通常取大于100的减速比.在扭矩控制的拧紧系统中,传感器采用扭矩传感器,它通过端面法兰或外圆螺纹与减速机构和加载头的连接,直接测量加载头的扭矩变化,并反馈给控制单元用于拧紧控制.图2　拧紧轴模块结构和控制图F ig.2　Fr ame and co nt ro l diag r am of t ightem ing ax ismodule本文所介绍的系统中,拧紧轴应用模块化设计技术进行了系列化开发.动力源选择上,有普通电机、伺服电机和液压马达三种动力方案;在传感器选择上,根据经济性有国产、进口配制,根据功能有单变量检测、多变量检测配制;对于减速机构和加载头,设计有标准装配接口,可根据生产实际,实施动力源和传感器的快速组合,形成不同的拧紧轴集成方案.生产实际应用表明,这种模块化设计的拧紧轴对设备维修具有重大意义,可将因机械故障引起的生产线停产损失降到最低;同时当装配对象变化时,拧紧轴可进行快速重组,从而也大大提高了装配线的柔性.3　电气控制设计分析电气控制单元的硬件主要由工控机、控制卡和外围电气元器件等部分组成,其结构如图3所示.工控机为系统控制中枢;外围元器件包括传感器、气动系统、按钮和行程开关等,为系统控制对象;控制卡包括运动控制、数据采集和数字I /O ,接受工控机命令信号,执行对外围元器件控制.加载过程控制是系统控制核心,该过程控制以扭矩为目标量,采用闭环控制模式,如图2和图3所示.工控机发出拧紧加载指令,经运动控制卡驱动动力源运行,由减速机构将扭矩放大后,通过加载头转动螺栓(母),完成拧紧操作;同时传感器检测加载头的扭矩变化,经数据采集卡处理后,反馈给控制器,使工控机获得拧紧扭矩值;当达到预紧力设定值时,控制器发出停止加载指令,加载头停止动作,结束自动拧紧工作循环.图3　电气控制系统硬件结构示意图Fig.3　Har dw ar e fram e diagr am o f electr ic co nt ro l sy s-tem电气控制单元采用了工控机硬件平台,因此控制软件可采用可视化应用技术开发,简单、直观的可视化用户界面为典型的车间级应用系统.控制软件主要由系统管理模块、调试模块、参数设置模块、加/卸载模块和数据管理模块组成.(1)系统管理模块.负责各功能模块数据的初始化,并实施各模块运行进程控制.初始化主要包括用户界面和各种状态显示,以及I/O 卡、采集卡和运动控制卡等.(2)调试模块.负责外围电气元件的独立调试,包括电机、传感器、电磁阀、按钮、指示灯等,主要应用于拧紧机的初始装配和后期维修.(3)参数设置模块.负责自动加/卸载循环的参数设定.主要有:1)扭矩参数,包括扭矩传感器系数、快慢速切换门槛扭矩、目标扭矩;2)时间参数,包括认帽超时时间、加/卸载超时时间、加载结束点动反转时间、普通点动时间;3)速度参数,包括空行程快・89・　第2期陈鼎宁,等:基于模块化设计的自动拧紧系统的开发转速度、加载慢转速度、点动速度.由于所设定的参数直接控制加/卸载循环流程,稍有错误可能引起巨大损失,因此设置模块对这些参数进行了权限定义,并通过权限密码,分别授权给车间操作员、维修人员和系统开发员,以保证数据的安全性.(4)加/卸载模块.根据参数设置模块所设定参数,控制系统自动完成加/卸载循环,实现螺栓(母)的自动拧紧或拧松.该模块流程分为三阶段(以加载循环为例):1)准备阶段.当用户按下加载按钮,加载模块读出自动循环参数,主要为扭矩参数和循环时间参数;垂直进给气缸动作,带动加载单元进入工作位置,完成加载准备.2)加载阶段.加载头低速正转,进行认帽工作;当拔手套筒进入六角头后,加载头转为快速正转,使螺栓快速走完空行程,直到加载头扭矩达到门槛扭矩值;电机变为慢速正转,实施平稳拧紧,当扭矩达到设定值时加载头停.3)退出阶段.加载头点动反转,松开拔手套筒;气缸向上运动,加载单元上升,完成一次自动加载循环.(5)数据管理模块.负责拧紧过程中扭矩、时间等工艺数据统计和分析,以及这些数据的维护、查找、打印等功能,是企业PDM系统操作员级数据处理单元.4　结束语本文介绍的螺栓(母)自动拧紧系统,借助于模块化设计技术,实现了系统的快速维修和重组,满足了制造企业对装配线高节奏、高柔性的需求.该系统现已成功地运行于多条驱动桥和变速箱装配线上.实际应用表明,在提高产品装配精度和生产率、稳定产品质量、降低工人劳动强度的同时,也极大地增强了装配线对多品种、小批量现代生产的适应能力,使企业生产成本得以降低.参考文献:[1]卜　炎.螺纹联接设计与计算[M].北京:高等教育出版社,1995.P U Y an.T he Desig n and Ca lculat ion o f Scr ew T hread Joining[M].Beijing:Hig her Educat ion P ress,1995. [2]李柱国.机械设计与理论[M].北京:科学出版社,2003.L I Zhu-g uo.M echanical Desig n and T heor y[M].Bei-jing:Science Pr ess,2003.[3]季祥云,罗仁全,杨勇红,等.螺栓螺母的防松及预紧力的控制[J].石油矿场机械,2002,31(5):72-73.JI X iang-yun,L U O Ren-quan,YA N G Y ong-hong, et al.T he contr ol o f pr event lo osening and pre-tig hten-ing fo r bolt and nut[J].Oil Field Equipment,2002,31(5):72-73.[4]贾贤安,李　昊,袁皖安.高强度螺栓扭矩系数影响因素的实验研究[J].机　械,2004,31(增刊):8-9.JA Xia n-an,LI Hao,Y U A N W an-an.Ex per imental study on t he inter ference facto rs of t or que co efficient for hig h str eng th bo lt s[J].M echanical,2004,31(sup-plement):8-9.[5]侯　亮,唐任仲,徐燕申.产品模块化设计理论、技术与应用研究进展[J].机械工程学报,2004,40(1):62-66.HO U Liang,T A N G Ren-Zho ng,XU Y an-shen.D e-sign fo r rev iew o f theo ry,key technolog ies and it s ap-plicatio n o f mo dular pro duct desig n[J].Chinese Jour nal of M echanical Eng ineer ing,2004,40(1):62-66.[6]汪春华,朱林剑,孙守林,等.基于工控机的多工位电动螺栓拧紧机控制系统的研制[J].组合机床与自动化加工技术,2003,(2):58-59.WA N G Chun-hua,ZHU Lin-jian,SU N Sho u-lin, et al.Resear ch and m anufactur e o f var io us electr ic bolt scr ew ing contr olling system based industr ial P C[J].M odular M achine T oo l&Auto matic M anufacturing T echnique,2003,(2):58-59.・90・工　程　设　计　学　报第13卷。

汽车装配过程中控制和监测

汽车组装过程中力矩拧紧的方法及装配中的优缺点在汽车组配过程中，使用了大量的螺纹副将各汽车零部件连接在一起，为了科学生产，确保整车装配的安全，各个汽车厂家都陆续采用了科学有效的拧紧工艺方法。

常用的螺栓拧紧装配方法有螺栓拧紧方法（弹性范围内），扭矩控制法包括扭矩-角度控制法，屈服点控制法，其他方法还有超声波测定伸长法、机械测试伸长法、液压拉伸法。

扭矩法（常规法）被广泛应用。

定义：扭矩法就是在拧紧时，当达到规定扭矩时拧紧过程即停止。

优点：拧紧工具价格便宜，操作方便。

缺点：拧紧质量（轴向预紧力）受螺纹件摩擦因数的影响大，螺栓摩擦因数很低时，螺栓将拧至其塑性变形区甚至将其拧断。

为安全起见，扭矩法设计的预紧力只在螺栓屈服强度的50%～70%，因此螺栓利用率不高。

（1）扭矩-转角控制法（汽车工业标准拧紧工艺之一）适合关键零部件的紧固。

定义：扭矩-转角法就是在拧紧时达到规定的贴合扭矩后，再转动螺纹件达到规定角度。

在弹性变形区内，若螺栓弹性模量恒定，预紧力仅与螺栓伸长有关，而伸长量与转角度成正比。

如果螺纹件拧紧转动360°，螺栓受力部分伸长一个螺距。

优点：1拧紧质量稳定，螺纹件摩擦因数对拧紧质量的影响小。

2螺栓可拧至塑性变形区而不致拧断，设计预紧力可取螺栓屈服强度的80%。

3扭矩转角法对起点和终点进行控制和监测，对过程中的干扰因素不敏感，所以非常可靠实用。

缺点：拧紧工具价格昂贵（是扭矩拧紧工具的10倍），操作不方便。

（2）屈服点控制法定义：屈服点法也称为斜率控制法，它是利用拧紧过程中扭矩和转角的变化关系，把螺栓拉伸到接近屈服极限，来获得工件需要的压紧力。

优点：屈服点控制法的优点是将螺栓拧至其屈服点，最大限度地发挥了螺纹件强度的潜力。

缺点：屈服点法对拧紧全过程进行控制和监测。

它对于干扰因素比较敏感，同时对螺栓的性能及结构设计要求极高，控制难度较大。

因此拧紧工具价格十分昂贵。

电动拧紧技术在汽车底盘装配中的应用

电动拧紧技术在汽车底盘装配中的应用摘要：随着经济的增长和汽车技术的不断发展，人们对汽车也有越来越多的要求，除了要求有好的操控性外，还希望汽车有好的舒适性以及高的安全性，这就对汽车底盘结构件设计提出了更高的要求。

传感器在汽车领域有着广泛的应用，它能够将接收到的汽车物理量进行处理转化后成为我们需要的输出信号，供汽车系统分析处理，及时发现汽车存在的安全隐患。

汽车底盘综合控制系统是提高汽车性能的一个重要组成部分，它们是决定汽车能否安全行驶的重要因素之一，因此对汽车底盘综合控制系统中传感器的研究有着重要的现实意义。

关键词：电动拧紧技术；汽车底盘；装配；应用引言近年来，伴随着我国社会经济水平的不断提高，汽车行业也获得一定的发展机会，人们在大量购买及使用汽车的同时，也对汽车的底盘装配提出了更高的要求。

所以，提高装配线工艺水平，已成为了当前汽车制造行业的重要生产目标。

装配线的应用，能显著提升汽车的装配水平与生产效率，同时也能提高汽车市场竞争力，获得显著社会效益及经济效益。

螺栓连接是汽车零件装配重要工艺方式之一，主机厂针对底盘类重点零件装配广泛采用电动拧紧技术，从而实现高精度、可追溯；本文通过对拧紧原理、电动拧紧方法、拧紧机选型进行阐述，对拧紧机标定及实际问题给出主要解决方案。

1装配线具体设计分析1.1装配线线体设计作为装配线线体的几个重要组成部分，驱动装置、液压升降台、导向装置、装配台车、牵引链条、基础钢构件等均承担着提高汽车整体配置的作用。

驱动装置的重要部件包括电机(功率为22kW)、驱动轮、减速机(型号为XWED128-391-22)三个装置，双排套筒滚子链是电机与减速机得以传动的主要支撑。

导向装置内主要囊括导向轮、方向调整、链条张紧等装置，其中张紧装置的支架均为焊接构件，主要采用丝杆滑块式张紧。

装配台车支架则为轻钢结构，为了顺应车架前后翻转支撑的需求，装配台车还需要在车架支撑点设立专门机构。

该部位在轨道上运行主要借助牵引链条拖动，轨道顶面通常与地面齐平。