智能装配是实现智能制造的重要一环,螺纹连接广泛应用于机械装配中。为保证螺纹连接的可靠性,扭矩扳手为螺纹连接件提供预紧力。目前市场上的扭矩扳手在数据传输和扭矩测量误差补偿方面仍有许多不足,扭矩扳手传输数据仍以有线为主,传输实时性较差,集成化程度较低且无法与MES进行集成。针对以上问题,本文对扭矩误差补偿和数据传输中的关键技术展开研究。开发具有扭矩测量、液晶显示、过扭矩预警、蓝牙传输和误差补偿功能的扭矩扳手下位机系统,开发与MES集成的数据传输系统。具体进行了以下研究:首先,对扭矩扳手结构中应力集中和力臂杆质量较大问题进行了ANSYS有限元仿真和优化设计,通过减小力臂杆的开槽宽度降低了槽型区域的应力集中现象,选择应力和变形分布与45号钢相当但材料密度更小的碳纤维作为力臂杆材料,使扭矩扳手质量更轻。其次,将数据传输系统分为三层进行研究。底层为扭矩扳手下位机系统,基于STM8L152C6微处理器实现数据采集、EEPROM存储、过扭矩预警、扭矩显示、蓝牙传输、误差补偿和测量参数标定等功能。中间层为手持终端APP,采用Android标准API驱动CCD、WIFI和蓝牙模块,实现条形码识别和无线传输功能。顶层包括数据库和上位机软件,基于MySQL实现数据库管理与数据实时传输功能,基于Eclipse实现数据查询和误差分析功能,并留有与MES集成的接口。最后,使用软件去零法对零点漂移误差进行补偿,分别使用分段插值法和最小二乘法对扭矩扳手进行标定。基于包络图插值补偿思想,提出分段插值补偿机械滞后误差。通过实验验证,软件去零法和分段插值法对零点误差和机械滞后误差补偿效果较为明显,最小二乘法标定的扭矩扳手测量精度更高,误差波动较小。通过扭矩扳手检定实验,验证了本文设计的扭矩扳手下位机系统在功能和精度指标上达到设计要求。数据传输系统设计合理,上位机软件功能满足设计要求,人机交互良好。对扭矩扳手未来向着更加集成化和智能化发展提供了一定的借鉴。