Система управления гайковертом

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к системам управления гайковертом, и может быть использовано в поточном производстве при затяжке резьбовых соединений.Целью изобретения является повьшение точности контроля затяжки резьбовых соединений, которая достигается введением в систему управления гайковертом узла контроля, позволяющего регистрировать величину крутящего мо00 о 00 со 00 СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„1308985 А 1 (11 4 С 05 В 19/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

* \

Ъ сг

ЯКЬА

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4014827/25-28 (22) 28.01.86 (46) 07.05.87. Бюл, Ф 17 (71) Специализированное конструкторское бюро по механизации и автоматизации слесарно-сборочных работ Научно-производственного объединения

"Мехинструмент" (72) В.В,Устинов (53) 621.883(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 921840, кл. В 25 В 21/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1232468, кл. В ?5 В 21/00, 1984, Т" (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГАЙКОВЕРТОМ (57) Изобретение относится к области машиностроения, а именно к системам управления гайковертом, и может быть использовано в поточном производстве при затяжке резьбовых соединений.Це- лью изобретения является повьппение точности контроля затяжки резьбовых соединений, которая достигается введением в систему управления гайковертом узла контроля, позволяющего регистрировать величину крутящего мо1308985 мента по углу поворота шпинделя чео рез . Система управления гайковертом содержит электродвигатель 1, электромагнитную муфту 2 с катушкой

3 возбуждения, шпиндель 4 с рабочей головкой, связанный с последним посредством редуктора 6, датчики 7 и 8 крутящего момента и угла поворота, размещаемые на шпинделе 4, Узел 9 контроля крутящего момента включает блок 10 питания, генератор 11 импульсов, первый 12, второй 13 и третий

14 компараторы, первый цифроаналоговый преобразователь 15, элемент И 16, первый 17 и второй 18 счетчики импульсов, дешифратор 19, блок 20 питания, триггер 21 и транзисторный ключ 22, Система снабжена формирователями 23, 24 импульсов, дополнительными счетчиками 25 и 26 импульсов, элементами И 27, 28, элементами ИЛИ

29, вторым 30 и третьим 31 цифроаналоговыми преобразователями и масштабным усилителем 32. 1 ил, 1

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к системам управления гайковертом, и может быть использовано в поточном производстве при затяжке резьбовых соединений.

Целью изобретения является повышение точности контроля затяжки реэьбовых соединений за счет введения в систему управления узла контроля усилия затяжки. t0

На чертеже представлена структурная схема системы управления гайковертом.

Система управления гайковертом содержит электродвигатель, электромагнитную муфту 2 с катушкой 3 возбуждения, шпиндель 4 с рабочей головкой 5, связанный с последним посредством редуктора 6, датчики 7 и 8 крутящего момента и угла поворота, размещаемые на шпинделе 4. Узел 9 контроля крутящего момента включает блок 10 питания, генератор 11 импульсов, первый 12, второй 13 и третий

14 компараторы, цифроаналоговой преобразователь 15 элемента И 16, первый и второй счетчики 17 и 18 импульсов, дешифратор 19, блок 20 памяти, триггер 21, транзисторный ключ 22.

Первый компаратор 12 одним иэ входов подключен к выходу датчика 7 момента, другим входом — к выходу цифроаналогового преобразователя 15, а выходом связан через элемент И 16 со счетным входом первого счетчика 17 .им- 35 пульсов, выходы которого подсоединены к входам цифроаналогового преобразователя 15. Генератор импульсов выходом подключен к одному из входов элемента И 16, второй счетчик 18 импульсов выходами связан со входами дешифратора 19. Блок 20 памяти тактирующим входом подключен к выходу второго компаратора 13, а выходами— с одними из его входов.

Третий компаратор 14 выходом связан с D-входом триггера 21, выход которого соединен с базой транзисторного ключа 22, подключенного коллектором через катушку 3 возбуждения к одному из выходов блока 10 питания, а эмиттером — к другому выходу последнего.

Датчик 8 угла поворота выходом связан со счетным входом второго счет чика 18 импульсов.

Система управления гайковертом » снабжена формирователями 23 и 24 импульсов, дополнительными счетчиками

25 и 26 импульсов, подбираемыми соответственно равными числу выходов дешифратора 19, и дополнительными элементами И 27, 28 и элементами

ИЛИ 29, подбираемыми соответственно количеству выходов дополнительных счетчиков 25 и 26 импульсов, вторым и третьим цифроаналоговыми преобразователями 30 и 31 и масштабным усилителем 32. Дополнительные счетчики

25 и 26 импульсов счетными входами соединены с выходом основного элемента И 16, выходами с одними из входов дополнительных элементов И 27 и 28, другие входы которых, объединенные в группы, связаны с соответствующим выходом дешифратора 19, а выходы до1308985 полнительных элементов И 27 и 28 подключены к входам элементов ИЛИ 29, выходы которых соединены со свободными входами второго компаратора 13 и входами второго цифроаналогового преобразователя 30, последний из которых выходом подсоединен через масштабный усилитель 32 к свободному входу третьего компаратора 14. Третий цифроаналоговый преобразователь 10

31 входами подключен к выходам блока

20 памяти, выходом — к свободному входу третьего компаратора 14. Дополнительные счетчики 25 и 26 импульсов установочными входами через формиро- 15 ватель 23 и 24 импульсов соединены с выходами дешифратора 19, элементы

ИЛИ 29 выходами связаны с входами блока 20 памяти, а триггер 2 1 тактирующими входами подключен к входу 20 датчика 8 угла поворота.

Система управления гайковертом работает следующим образом.

Рабочую головку 5 со шпинделем 4 устанавливают на гайку резьбового соединения, включают электродвигатель

1 и узел 9 контроля крутящего момента. После включения последнего триггер 21 находится в исходном (нулевом) состоянии и на его инверсном выходе ЗО появляется напряжение логической единицы, а потому транзисторный ключ 22 открыт, катушка 3 возбуждения подключена к блоку 10 питания, электромагнитная муфта 2 включена и передает 35 вращение электродвигателя 1 на рабочую головку 5, Начинается холостое навинчивание гайки резьбового соединения.

Так как напряжение на входе первого счетчика 17 импульсов отсутствует, то на выходе первого цифроаналогового преобразователя 15 напряжение также отсутствует. Напряжение отсутствует и на выходе датчика 7 крутящего момента, следовательно на выходе первого компаратора 16 появляется напряжение логического нуля, Условие совпадения для элемента И 16 не выполняется, и выход генератора 11 импульсов отключен от счетного входа первого счетчика 17 импульсов. После соприкосновения торца гайки резьбового соединения с опорной поверхностью собираемого узла начинается процесс затяжки гайки. Момент на рабочей головке 5 шпинделя 4 начинает возрастать, следовательно начинает возрастать напряжение, снимаемое с датчика 7 крутящего момента, первый компаратор срабатывает, и на его выходе появляется напряжение логической единицы. Генератор 11 импульсов оказывается подключенным к счетному входу первого счетчика 17 импульсов,который начинает заполняться импульсами генератора 11, начинает возрастать напряжение, снимаемое с выхода первого цифроаналогового преобразователя 15, Как только на выходе последнего напряжение будет больше величины одной ступени образцового напряжения, снимаемого с выхода датчика

7 крутящего момента, первый компаратор 12 возвращается в "нулевое" состояние и отключает генератор 11 импульсов îr счетного входа первого счетчика 17 импульсов. Таким образом, в каждый момент времени количество импульсов на выходе элемента И 16 соответствует величине крутящего момента на шпинделе 4. С выхода датчика 8 угла поворота импульсы, соответствующие повороту шпинделя 4 на

1 поступают на счетный вход второго счетчика 18 импульсов.

Выходы счетчика 18 импульсов через дешифратор 19 управляют работой формирователей 23 и 24 импульсов тал ким образом, что на их выходах последовательно, с частотой импульсов датчика 8 угла поворота при переходе напряжения на выходах дешифратора

19 из "единицы" в "нуль" формируются короткие импульсы. При этом период повторения импульсов на выходе каждого из формирователей 23 и 24 определяется отношением:

И в

Т = — — >

f где Т вЂ” период повторения импульсов формирователей 23 и 24, NI8 — емкость второго счетчика 18 импульсов;

f — частота импульсов на выходе датчика 8 угла поворота.

Эти импульсы поступают на установочные входы соответствующих дополнительных счетчиков 25 и 26 импульсов.

Счетные входы счетчиков 25 и 26 импульсов подключены к выходу первого элемента И 16. Таким образом, при появлении импульса сброса на выходе из формирователей 23 или 24 в соответствующем счетчике 25 или 26

1308985 записывается код приращения момента, возникающего при повороте шпинделя 4 на угол, величина которого определяется емкостью второго счетчика 18 импульсов (при емкости счетчика 18

N„ = 10 угол составил 10 ) °

Так как импульсы сброса на выходах формирователей 23 и 24 появляются поочередно и сдвинуты друг относительно друга на 1, то в каждом из счетчиков 25 или 26 последовательно формируется код величины приращения момента при повороте шпинделя 4 на угол, определяемый емкостью второго счетчика 18 импульсов.

Код с выходов счетчиков 25 и 26 через дополнительные элементы И 27 и элементы ИЛИ 29, последовательно, с частотой следования импульсов датчика 8 угла поворота, поступает на одни из входов второго компаратора

13, на другие входы которого поступает информация с выходов блока 20 памяти. Компаратором 13 осуществляет,ся сравнение кодов на выходах элементов ИЛИ 29 с кодом на выходах блока

20 памяти, Если код на выходах элементов ИЛИ 29 больше кода на выходах блока 20 памяти, то происходит запись кода с выходов элементов ИЛИ 29 в блок 20 памяти. Если код на выходах элементов ИЛИ 29 меньше кода на выходах блока 20 памяти, то содержимое последнего остается без изменения.

Таким образом, в блоке 20 памяти формируется код, соответствующий максимальному значению приращения, при повороте шпинделя на угол, определяемый емкостью счетчика 18 импульсов.

Код с выходов блока 20 памяти поступает на выходы третьего цифроаналогового преобразователя 31, напряжение на выходе которого соответствует значению максимального приращения момента при повороте на угол, определяемый емкостью счетчика 18. На выходе второго цифроаналогового преобразователя 30 формируется напряжение, величина которого определяется текущим значением приращения момента.

Это напряжение через масштабный усилитель 32, коэффициент усиления которого устанавливается в пределах

1,5-2,0, поступает на один из входов третьего компаратора 14, на другой вход которого поступает напряжение с выхода третьего цифроаналогового преобразователя 31, соответствующее

55 максимальному значению прира цения момента.

Если при затяжке в зоне упругих деформаций напряжение с выхода усилите; я 32 больше напряжения, чем с выхода третьего цифроаналогового преобразователя 31, то на выходе компаратора 14 появляется напряжение логического нуля. Поэтому триггер 21 остается в нулевом состоянии. При достижении порога (начала) текучести резьбового соединения приращение мо.мента при повороте шпинделя 4 начинает уменьшаться, его текущее значение становится меньше 0,66-0,5 величины максимального значения приращения момента, которое содержится в блоке

20 памяти, на выходе компаратора 14 появляется напряжение логической единицы, которое поступает на D-вход триггера 21, и задним фронтом импульса, поступающим с датчика угла поворота 8, триггер 21 устанавливается в единичное состояние. Напряжение на инверсном выходе триггера 21 пропа— дает, транзисторный ключ 22 закрывается и отключает катушку 5 возбуждения электромагнитной муфты 2 от блока 10 питания ° Муфта 2 отключается, затяжка резьбового соединения заканчивается, 1

После отключения муфты 2 отключают электродвигатель 1, гайковерт отводят от собранного резьбового соединения, Формула изобретения

Система управления гайковертом, содержащая электродвигатель, электромагнитную муфту с катушкой возбуждения, датчики крутящего момента и угла поворота, размещаемые на шпинделе гайковерта, и узел контроля крутящего момента, включающий блок питания, генератор импульсов, первый, второй и третий компараторы, цифроаналоговый преобразователь, элемент И, первый и второй счетчики импульсов, дешифратор, блок памяти, триггер, транзисторный ключ, первыи компаратор одним из входов подключен к выходу датчика момента, другим входом — к выходу цифроаналогового преобразователя, а выходом связан через элемент И со счетным входом первого счетчика импульсов, выходы которого подсоеди— иены к входам цифроаналогового пре85

Составитель И.Лихачев

Техред A.ÊðàB÷óê

Редактор Н.Егорова

Корректор M. Пожо

Заказ 1797/39

Тираж 864

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная, 4

7 13089 образователя, генератор импульсов выходом подключен к одному из входов элемента И, второй счетчик импульсов выходами связан с входами дешифратора, блок памяти тактирующим входом подключен к выходу второго компаратора, а выходами — к одним из его входов, третий компаратор выходом связан с D-входом триггера, выход которого соединен с базой транзистор- 1О ного ключа, .подключенного коплектором через катушку возбуждения к одному из выходов блока питания, а эмиттером — к другому выходу последнего, датчик угла поворота выходом связан 15 со счетным входом второго счетчика импульсов, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности контроля, она снабжена формирователями импульсов, дополнительными счет- gp чиками импульсов, подбираемыми соответственно равными числу выходов дешифратора, и дополнительными элементами И и элементами ИЛИ, подбираемыми соответственно равными числу 25 выходов дополнительных счетчиков импульсов, вторым и третьим цифроаналоговыми преобразователями и масштабным усилителем, дополнительные счетчики импульсов счетными входами соединены с выходом основного элемента

И, выходами ; с одними из входов дополнительных элементов И, другие входы которых объединены в группы и связаны с соответствующим выходом дешифратора, а выходы дополнительных элементов И подключены к входам элементов ИЛИ, выходы которых соединены со свободными входами второго компаратора и входами второго цифроаналогового преобразователя, последний из которых выходом подсоединен через масштабный усилитель к свободному входу .третьего компаратора, третийцифроаналоговый преобразователь входами подключен к выходам блока памяти, выходом — к свободному входу третьего компаратора, дополнительные счетчики импульсов установочными входами через формирователи импульсов соединены с выходами дешифратора, элементы ИЛИ выходами связаны с входами блока памяти, а: триггер тактирующими входами подключен к входу датчика угла поворота.