為了讓螺絲君更加系統地掌握：開發、制造、裝配、失效的内在邏輯，樹立體系化思維，後續螺絲君的文章，将更多的以【專欄】呈現給大家。
今天我們要和大家分享的【專欄】是：汽車擰緊裝配和工藝保證，第 6 期--擰緊設備校驗：拿什麼相信你？我的扳手！
上一期，我們和大家分享了：擰緊設備如何選型？那麼，拿到手的擰緊設備怎麼才能證明它具有我所期望的能力呢？
以下内容，是我們在實際工作中總結的一些小經驗，在這裡分享給各位螺絲君，希望能對大家提供一點啟發。
01
用什麼依據？
面對衆多的國際标準、行業标準、檢定規程、校準規範，我們該選用什麼作為我們校驗擰緊設備的依據呢？
我使用的是校驗這個詞，為什麼不用标定？不用檢定？不用校準？因為這些詞之間還是有很大區别的，讓我們先從這些詞的含義入手。
檢定的含義是依據國家計量檢定規程，通過實驗确定計量器具示值誤差是否符合要求的活動。
檢定範圍是我國計量法明确規定的強制檢定的計量器具。是由法制計量部門或法定授權組織按照檢定規程，通過實驗，提供證明來确定測量器具的示值誤差滿足規定要求的活動。
檢定的主要依據是《國家計量檢定規程》(JJG)，這是計量設備檢定必須遵守的法定技術文件。其中，通常對計量檢測設備的檢定周期、計量特性、檢定項目、檢定條件、檢定方法及檢定結果等作出規定。
計量檢定規程，可以分為：國家計量檢定規程、部門計量檢定規程和地方計量檢定規程三種。這些規程屬于計量法規性文件，組織無權制定，必須由經批準的授權計量部門制定。
檢定的結論具有法律效力，可作為計量器具或測量裝置檢定的法定依據《檢定合格證書》屬于具有法律效力的技術文件。說白了就是要負法律責任的！
與擰緊相關的JJG文件主要有：
（圖片來源：中國計量科學研究院網站）
标定的含義是通過測量标準器的偏差來補償儀器系統誤差，從而改善儀器或系統準确度（精度）的操作，标定一般用于較高精度的儀器。
這句話是百度來的，其實标定和下面要說的校準是一個含義，來源于單詞calibration，這個詞即可翻譯成校準，也可翻譯為标定。
但是，在《中華人民共和國計量法(2018修正)》版中并沒有标定這個詞，參考《JJF 1001-2011 通用計量術語及定義技術規範》4.10 校準條目，這裡明确的将校準與單詞calibration進行了綁定，所以相比标定而言校準更準确一些。
校準的含義是依據相關校準規範，通過實驗确定計量器具示值的活動。通常采用與精度較高的标準器比對測量得到被計量器具相對标準器的誤差，從而得到被計量器具示值的修正值。
校準，主要用于非強制檢定的計量器具。
校準不具有強制性，屬于組織自願的溯源行為。這是一種技術活動，可根據組織的實際需要，評定計量器具的示值誤差，為計量器具或标準物質定值的過程。組織可以根據實際需要規定校準規範或校準方法。
校準的結論隻是評定測量裝置的量值誤差，确保量值準确，不要求給出合格或不合格的判定。
校準的主要依據是組織根據實際需要自行制定的《校準規範》或按照《國家計量技術規範》(JJF)的要求。常見的與擰緊相關的JJF文件主要有JJF 1610-2017 電動、氣動扭矩扳子校準規範。在《校準規範》中，組織自行規定校準程序、方法、校準周期、校準記錄及标識等方面的要求。
校準的結論，不具備法律效力，給出的《校準證書》隻是标明量值誤差，屬于一種技術文件。
校準，也不是随随便便就能做的，需要通過中國合格評定國家認可委員會認證，即CNAS認證。
（圖片來源：中國計量科學研究院網站）
業内大家比較熟悉的阿特拉斯，也是具有校準資質的。
最後就是校驗了，校驗的含義是在沒有相關檢定規程或校準規範時，按照組織自行編制的方法實施量值傳遞溯源的一種方式。主要用于專用計量器具、或準确度相對較低的計量器具。
顯然校驗的要求是最低的，不用取得國家認可的資質，依據企業内部自行編寫的作業文件即可。
也就是說對于大部分主機廠而言，日常對擰緊設備進行的周期性精度檢查隻能算是校驗。隻有少部分主機廠由具有獲得校準資質的實驗室來進行擰緊設備校準工作。
校驗依據主要參考下面兩個标準，一個是比較古早的當數《ISO 5393-2017 用于螺紋緊固件的回轉式氣動裝配工具 性能試驗方法》，看不懂也沒關系，可以去看《GB/T 26547-2011 螺紋緊固件用回轉式工具性能試驗方法》，不能說很像，因為根本一模一樣……
另一個更有參考價值的标準，就是《VDI_VDE_2645_BLATT_2 擰緊設備能力調查-設備能力調查-MFU》，校驗依據可以參考上面提到的标準結合企業情況自行定制。
(圖片來源：阿特拉斯網站)
02
用什麼指标？
評價指标，當然是業内廣泛使用的Cm、Cmk這對好兄弟。
先說結論，±15%公差校驗50次，CM≥2 CMK ≥1.67
Cm和Cmk即機械能力指數，指的是隻考核機器設備本身的偏差而得出的值。
上面這些圖，很生動的解釋了Cm和Cmk分别是什麼，Cm考量是否集中，Cmk考量是否命中目标。可以看出來Cmk的評價是在Cm集中的前提下，如果數據特别分散，那麼評價Cmk就沒有意義了。
Cm和Cmk一般應用在新采購的設備、對設備調試結束後、設備維修保養後進行測試。
評價的時候需要一定的限定條件，如公差等級和測試次數。在沒有特殊要求下一般公差等級給±15%，測試次數為20次至50次。
下表為按照VDI 2645-2标準，不同測試次數下的Cm和Cmk值要求。
注意事項
公差等級的選取，可以在15%、10%、5%之間選取，取決于擰緊工藝設計公差和選取的工具公差。比如設計工藝公差15%，選取的工具公差7%，那麼可以選用10%。
軟硬連接的選取。設備在出廠時會分别測試軟硬連接下的表現，但是對于主機廠而言軟硬度選擇最好參考實際擰緊點的軟硬情況。
比如：
在實際工作中，大部分的裝配工位擰緊點一般都是單一軟硬度，如果在一個裝配工位出現不同的軟硬度，建議重新規劃調整一下工位的裝配内容。
校驗次數的選取。分為以下幾種情況：
有的設備廠家在出廠時會使用設備最大扭矩100%來進行校驗，但是對于工廠來說并不推薦這麼做，設備選型時要避免擰緊設備長期工作在最大負荷的位置，所以校驗這個點意義不大。
通過以上校驗得出的數據，結合标準給出的Cm、Cmk值，就可以判斷工具是否合格。
接下來要補充一點容易被忽略的角度校驗，大部分的帶控制系統的動力擰緊工具都是具有扭矩和角度雙傳感器的，角度傳感器也需要進行一定的檢查工作。
通常用于校驗設備的傳感器都是帶有角度檢測功能的，可以給設備設定一個目标角度，進而對比實際角度偏差是否過大，根據經驗來說以360°為目标不超±5°都是OK的。
如果沒有能夠測量角度的傳感器，可以使用下圖中的轉角儀粗略評估一下，如果什麼條件都沒有也可用記号筆在設備旋轉部位和殼體上畫一條線，看看360°後能不能回到最初的位置。
當然，這隻是應急的土辦法，粗略看看總比不看強是吧！
03
用什麼設備？
常用的校驗設備，大體上可以分為兩種：一種是扭矩檢測儀搭配扭矩傳感器，另一種是一體化的扭矩檢測車。
先介紹第一種，扭矩檢測儀和扭矩傳感器。
左邊那個大盒子就是扭矩檢測儀，型号是ACTA3000，當然這是非常老的型号了，現在使用的是右邊的ACTA6000，更加小巧輕便功能強大。（那個ACTA3000的盒子用了15年了，和諾基亞有一拼了！）
中間的兩個小方塊就是扭矩傳感器，型号為IRTT，劃分為不同的量程範圍。傳感器通過數據電纜和檢測儀進行連接，擰緊設備的驅動方插入傳感器凹槽内，另一側的傳感器驅動方用于連接模拟螺栓。
組合起來就是下面這個樣子。
模拟螺栓，是下面這個樣子，我這裡的三個都是軟連接，别看外觀不咋地，用起來還是棒棒哒，當然用的久了還是要更換掉螺紋付的部分。
這個是軟連接的擰緊測試曲線，
有了這一套設備就可以完成對擰緊設備的一些基本測試了。這套設備的優點是整體投入低，應用場景靈活，結實耐用。
接下來介紹扭矩檢測車，檢測車将電腦、軟件、傳感器、連接模拟器以及一些附屬設施組合到一起。
其中傳感器和連接模拟器一般是集成的，模拟器采用液壓制動的方式，能夠精細模拟各種軟硬連接。
上圖中的扭矩檢測車品牌是茲韋克，除了在小車内部集成了多個傳感器以外，外部還安裝了一個機械臂，上面有外置傳感器，用于在工位上直接對擰緊軸進行校驗。
軟件部分也非常強大，可以通過數據庫對所有擰緊設備進行管理，可以設置多種校驗策略，自動生成校驗報告等等。
缺點也是顯而易見的，一個字，貴。
上面這兩種就是常用的校驗設備了，優缺點都有。
這裡隻是以這兩個廠家的設備為例，實際上不論進口傳感器還是國産傳感器可供選擇的品牌種類非常多，同樣需要企業結合自身的實際情況來進行評估選擇。
04
用什麼流程？
校驗流程按照目标工位擰緊工藝，分為：扭矩控制法校驗流程和轉角控制法校驗流程。
1、扭矩控制法擰緊設備校驗流程：
2、角度控制法擰緊設備校驗流程：
好啦，以上就是螺絲君想要和大家分享的内容了，這裡提到的僅僅是擰緊設備校驗技術的一點皮毛，如果想了解更多,請關注螺絲君推出的年度課程，那裡有更為詳實的培訓内容！
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