臺灣博碩士論文加值系統

本研究是針對套筒衝擊疲勞之扭力性能測試，設計製作一台動態扭力試驗機，以取代以往人力手持氣動工具所進行之測試。本研究是以低成本自動化之觀念，整合機械設計與機電控制技術，開發出此扭力試驗機。此試驗機是以可程式邏輯控制器PLC作為系統控制器，透過觸控人機介面器與PLC雙向通訊，進行套筒衝擊性能測試之控制與測試數據之收集。通過企業使用證明，此動態扭力試驗機性能穩定，操作簡單，大大提升測試效率。此外，此動態扭力試驗機亦適合提供手持式動力扳手之衝擊扭力性能測試。

The purpose of this study is to design an impact torque testing machine for sockets. We can use it to substitute the human operators to conduct an impact test on sockets. Based on the concept of low-cost automation, the study is to develop a dynamic torque testing system integrated mechanical design and mechatronics technology. The system is controlled by a PLC controller with two-way communication between the touch screen and PLC. It can automatically test a socket for impact fatigue performance and test data collection. After enterprise trials, the tester performance is verified to be stable, easy to operate, and greatly improved test efficiency. It is also found that the tester can be developed to a feasible solution for the impact lifecycle test for the hand-held power torque wrench.

目錄
中文摘要……………………………………………………………………i
英文摘要……………………………………………………………………ii
誌謝…………………………………………………………………………iii
目錄…………………………………………………………………………iv
圖目錄………………………………………………………………………vi
表目錄………………………………………………………………………ix
第一章 緒論…………………………………………………………………1
1-1 前言……………………………………………………………………1
1-2 研究動機………………………………………………………………2
1-3 研究步驟………………………………………………………………4
1-4 論文架構………………………………………………………………5
第二章 文獻探討……………………………………………………………7
2-1市售的扭力試驗機商品…………………………………………………7
2-2扭力測試機相關研究..…………………………………………………13
第三章 硬體、軟體架構設計與實驗測法…………………………………16
3-1動態扭力試驗機設計構想………………………………………………16
3-2動態扭力試驗機底座之設計與組裝……………………………………18
3-3氣動板手…………………………………………………………………20
3-4氣壓起動裝置……………………………………………………………22
3-5扭力感測裝置……………………………………………………………24
3-6 PLC與AD模組器………………………………………………………27
3-7 PLC與控制箱設計配線…………………………………………………29
3-8 PLC與觸控式人機介面…………………………………………………31
第四章 結論……………………………………………………………………35
4-1製作結果……………………………………………………………………36
4-2測試結果與分析……………………………………………………………38
第五章 結論與建議……………………………………………………………41
參考文獻………………………………………………………………………42

圖目錄
圖1-1氣動套筒扳手裝配圖…………………………………………………………………2
圖1-2傳統手持氣動板手測試及手動歸零動作……………………………………………4
圖1-3衝擊扭力測試手寫報表………………………………………………………………4
圖2-1真多貿易公司代理之M200型扭力試驗機……………………………………………7
圖2-2陽屹科技公司之QT-500B1扭力試驗機………………………………………………8
圖2-3臥式萬能扭力試驗機……………………………………………………………………9
圗2-4品保科技公司之PB-6010型全功能扭力試驗機………………………………………10
圗2-5PB-6010型全功能扭力試驗機實際測試情況…………………………………………12
圖2-6扭力試驗機之裝置改良…………………………………………………………………14
圖2-7手持式動力扳手壽命測試機……………………………………………………………15
圗3-1人工以3/4"套筒測試規範測試情況……………………………………………………17
圗3-2動態扭力試驗機軟硬體設計之構想……………………………………………………17
圗3-3動態扭力測試機之平面圖………………………………………………………………20
圗3-4安裝固定氣動板手之壓板組……………………………………………………………20
圖3-5 3/4"dr.衝撃式氣動板手及其規格……………………………………………………22
圖3-6氣動板手壓力作用圖……………………………………………………………………22
圖3-7氣壓迴路………………………………………………………………………………23
圖3-8裝置完成之氣壓起動裝置………………………………………………………………23
圖3-9 DBSL-10t 荷重計……………………………………………………………………24
圖3-10 DBSL-10t荷重計接線圖……………………………………………………………25
圖3-11扭力感測裝置之構想圖………………………………………………………………26
圖3-12感測裝置之設計………………………………………………………………………26
圖3-13台達DVP-10SX PLC內建類比信號輸入模組………………………………………27
圖3-14類比輸出外部接線圖……………………………………………………………28
圖3-15 A/D特性轉換曲線圖……………………………………………………………29
圖3-16可程式控制器輸入/輸出點位圖………………………………………………………30
圖3-17電控箱實際配線圖……………………………………………………………30
圖3-18觸控式人機介面實品圖……………………………………………………………31
圖3-19觸控式人機應用架構圖……………………………………………………………32
圖3-20 A/D模組與觸控人機介面器雙向通訊運算扭力數據之方法………………………………33
圖3-21觸控人機介面器之輸入按鈕與輸出顯示功能規劃…………………………………………34
圖4-1研發之動態扭力試驗機…………………………………………………………………………35
圖4-2研發之動態扭力試驗機………………………………………………………………………………36
圖4-3動態扭力試驗機測試前安裝…………………………………………………………………………37
圖4-4動態扭力試驗機測試情況……………………………………………………………………………37
圖4-5機台震動量量測……………………………………………………………………………37
圖4-6氣壓5kg/c㎡之動態扭力測試暫態反應圖……………………………………………………………39
圖4-7氣壓6kg/c㎡之動態扭力測試暫態反應圖……………………………………………………………39

表目錄
表3-1氣動板手規格表……………………………………………………………21
表3-2 DBSL-10t 荷重計規格表………………………………………………25
表4-1氣動板手之輸出扭力…………………………………………………………40

[1] 真多貿易有限公司扭力試驗機，網址
http://www.jenduo.com/product/download/d_001/Dinfo_001.pdf 。
[2] 陽屹科技股份有限公司，網址
http://www.yy-tech.com.tw/products/metal-QT-500B1.htm。
[3] 品保科技試驗儀器有限公司，網址
http://www.pinbaotw.com/pro.asp?id=4。
[4] 蔡丁燦 扭力試驗機之裝置改良 M270355 2005/07/11。
[5] W. M. Shen, “Implementation of Hand-Held Power Torque Wrench Lifecycle Test Apparatus”, Proceedings of the 24th National Conference of Mechanical Engineering, CSME, Chung Li, B18-0018, Nov. 23~24, 2007. 。
[6] 筌誠機械股份有限公司-氣動工具-，網址
http://www.tranmax.com/index.asp?lang=2。
[7] 台灣氣立股份有限公司之氣缸產品資訊，網址
http://www.chelic.com/products/AC/TSB.php。
[8] 廣州南創電子科技有限公司_Transcell DBSL-10T傳感器，網址
http://www.nchtech.com/chuanganqi/DBSL-10T.html。
[9] 台達電子工業股份有限公司-PLC，網址
http://www.deltaww.com/Products/CategoryListT1.aspx?CID=060301&PID=61&hl=zh-TW&Name=DVP-SX%E7%B3%BB%E5%88%97。
[10] 台達電子工業股份有限公司-人機介面，網址
http://www.delta.com.tw/ch/product/em/control/touch_hmi/control_touch_hmi_product.asp?pid=3&cid=2&itid=6。