[发明专利]一种电动冲击扳手输出扭矩控制方法

权利要求书

1.一种电动冲击扳手输出扭矩控制方法，其特征在于：

1）基于以无刷电机为动力的电动冲击扳手，针对待施扭螺纹副规格和类型以及工件特征，采用冲击扭矩校准装置通过试验建立转速-扭矩、转速-冲击次数-扭矩、螺纹副规格-电流和螺纹副类型-电流关系数据表，并存储于电动冲击扳手控制器的微处理器中；

2）微处理器根据预设扭矩并利用转速-冲击次数-扭矩关系数据表和用户选择的计算依据，计算与预设扭矩对应的电机转速和冲击次数，所述计算依据包括控扭准确度优先或作业效率优先；当选择控扭准确度优先时，将从多种有效组合中优先选择低转速和高冲击次数，否则优先选择高转速和低冲击次数；并且，当选择转速和冲击次数为控扭主要参数时，还根据预设的转速和冲击次数，利用转速-冲击次数-扭矩关系数据表查表计算对应的输出扭矩值；

3）微处理器根据预设的螺纹副规格-电流和螺纹副类型-电流关系数据表查表并计算确定与用户所选螺纹副对应的在旋紧空程时的电流阈值或电流变化率阈值；

4）微处理器根据控制开关信号控制无刷电机以预设的转速恒速运转，通过实时检测电机电流或电流变化率，智能判断冲击动作开始时刻并对预设冲击次数减计数，计数减为零时关闭无刷电机，使电动冲击扳手输出扭矩准确可控。

2.根据权利要求1所述的电动冲击扳手输出扭矩控制方法，其特征在于：微处理器与无刷电机及其驱动器，霍尔位置传感器，霍尔电流传感器构成双闭环控制系统；当负载或/和电源电压变化引起电机转速变化时，微处理器根据当前转速与设定转速间的差值，采用PID算法实时计算并动态调整输出到无刷电机驱动器的控制信号的PWM占空比，实现无刷电机维持恒速运转，使扳手套筒以恒定的角速率冲击螺纹副，向螺纹副输出可重复的扭矩水平。

3.根据权利要求1或2所述的电动冲击扳手输出扭矩控制方法，其特征在于：用户根据工件特征和待施扭螺纹副规格和类型，通过外部装置的图形界面配置电动冲击扳手的控扭模式，形成配置文件并发送到控制器，控制器接收该配置文件并将其存储在微处理器中；所述控扭模式为一组特征组合以及与每个特征相关联的参数，包括组合模式和/或程序模式，所述特征包括：输出扭矩，电机转速，冲击次数，螺纹副规格，螺纹副类型，螺纹副个数，紧固次数，旋紧，旋松，旋松圈数。

4.根据权利要求3所述的电动冲击扳手输出扭矩控制方法，其特征在于，所述组合模式是将相关特征及其参数进行有效组合，控制电动冲击扳手输出特定扭矩值，组合模式包括：

1）将无刷电机转速和旋紧两个特征组合为一种控扭模式，控制器根据转速-扭矩关系数据表查表计算并显示此转速下的扭矩，为螺纹副接受冲击到不再转动时的最大输出正扭矩；

2）将旋松和旋松圈数两个特征组合为一种控扭模式，用于旋松过程中避免螺栓或螺母互相脱离，以提高作业效率；工作时首先控制无刷电机维持最大反向转速恒速运转，输出最大反向扭矩旋松螺纹副，同时检测无刷电机的电流变化，当电流变化率大于等于设定阈值时，判断为螺纹副已经旋松，这时将无刷电机转速降低到原转速的1/2或1/3，同时检测霍尔位置传感器输出的转子位置信号，根据特定扳手速比计算设定旋松圈数对应的电机转子运转圈数，达到时控制无刷电机制动停止；

3）将无刷电机转速，冲击次数，螺纹副规格，螺纹副类型和旋紧五个特征组合为一种控扭模式，根据转速-冲击次数-扭矩关系数据表查表计算并显示此模式的输出扭矩，根据螺纹副规格-电流和螺纹副类型-电流关系数据表查表得所选螺纹副空程时的电流阈值，工作时将转速控制在设定转速施扭，同时检测无刷电机的电流，当电流大于等于空程时的电流阈值时，判断螺纹副旋紧空程结束且已就位，同时对设定的冲击次数进行减计数，等于零时关闭无刷电机，此时的输出扭矩为电动冲击扳手旋紧设定螺纹副时在设定转速和冲击次数下的输出扭矩；

4）将输出扭矩，螺纹副规格，螺纹副类型和旋紧四个特征组合为一种控扭模式，控制器根据转速-冲击次数-扭矩关系数据表和用户选择的计算依据，查表计算并显示此扭矩下的转速和冲击次数推荐值，根据螺纹副规格-电流和螺纹副类型-电流关系数据表查表得所选特殊螺纹副在旋紧空程时的电流阈值，工作时将转速控制在推荐转速并施扭，同时检测无刷电机的电流，当电流大于等于电流阈值时，判断螺纹副就位，同时按推荐的冲击次数进行减计数，等于零时关闭电机，此时的扭矩等于设定的输出扭矩。