Система управления электрическим гайковертом

 

Изобретение относится к машиностроению. Целью изобретения является повышение точности контроля крутящего момента затяжки путем автоматической поднастройки отключения двигателя гайковерта. Перед запуском системы управления путем регулировки источника 22 напряжения устанавливают величину момента отключения двигателя 2 гайковерта, равную величине минимально допустимого крутящего момента затяжки, затем устанавливают соответствующий коэффициент преобразования первого 15 и второго 26 цифроаналогового преобразователей. Рабочую головку 7 шпинделя 6 гайковерта устанавливают на резьбовое соединение, включают двигатель 2 и блок 9 контроля. Триггер 17 устанавливается в единичное состояние, на его выходе появляется напряжение логической единицы, транзисторный ключ 18 открывается и производит подключение катушки 4 возбуждения электромагнитной муфты 3 к источнику 1 постоянного тока. Начинается процесс затяжки резьбового соединения. Напряжение, снимаемое с датчика 8 крутящего момента, возрастает и поступает на первые входы компараторов 11 и 29, на вторые входы которых поступает напряжение с выходов сумматоров 24 и 25. На выходе цифроаналогового преобразователя 26 выходное напряжение возрастает или уменьшается на величину, равную 0,1 поля допуска крутящего момента затяжки, которое через сумматор 24 поступает на вход компаратора 29 и производит поднастройку момента отключения двигателя 2 гайковерта с целью уменьшения отклонения крутящего момента затяжки от его номинального значения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (È1 дц 4 В 25 В 21/00 ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY CBMQETKflbCTBV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOLfHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4335443/25-28 (22) 30. 11.87 (46) 30.05.89. Бюл. К 20 (71) Специализированное конструкторское бю. о по механизации и автоматизации слесарно-сборочных работ Научнопроизводственного объединения "Иехинструмент", (72) В.В.Устинов (53) 621.883 (088.8) (56) Патент СИА 11 3827506, кл. В 25 В 21/00, 1976, Авторское свидетельство СССР

Р 1291929, кл. В 25 В 21/00, 1985. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ

ГАЙКОВЕРТОМ (57) Изобретение относится к машиностроению. Целью изоЛретения является повышение точности контроля крутящего момента затяжки путем автоматической поднастройки отключения двигате.— ля гайковерта. Перед запуском системы управления путем регулировки источника 22 напряжения устанавливают величину момента отключения двигателя

2 гайковерта, равную величине минимально допустимого крутящего момента

1482783

20 затяжки, затем устанавливают соответствующий коэффициент преобразования первого 15 и второго 26 цифроаналогового преобразователей. Рабочую головку 7 шпинделя 6 гайковерта устанавливают на резьбовое соединение, включают двигатель 2 и блок 9 контроля. Триггер 17 устанавливается в единичное состояние, на его выходе появляется напряжение логической единицы, транзисторный ключ 18 открывается и производит подключение катушки 4 возбуждения электромагнитной муфты 3 к источнику 1 постоянного тока. Начинается процесс затяжки резьбового соединения. Напряжение, снимаемое

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам управления гайковертами, и может быть использовано для определения и контроля величины крутящего момента затяжки резьбовых соединений в процессе их сборки.

Цель изобретения — повышение точности контроля крутящего момента затяжки путем автоматической подстройки отключения двигателя гайковерта, На чертеже представлена функциональная схема системы-управления электрическим гайковертом.

Система управления электрическим гайковертом содержит источник 1 постоянного тока, двигатель 2, электромагнитную муфту 3 с катушкой 4 возбуждения, кинематически связывающую посредством редуктора 5 вал двигателя 2 и шпиндель 6 с рабочей головкой 7, на котором установлен датчик 8 крутящего момента затяжки.

Система управления содержит блок 9 контроля с кнопкой 10 включения, включающий первый компаратор 11, первым входом подключенный к выходу датчика 8 крутящего момента, выхоpoM — к первому входу элемента 12 И, вторым: входом подсоединенного к выходу генератора 13 импульсов, выходом — к счетному входу первого счетчика 14 импульсов, выходами под5

35 с датчика Я крутящего момента, воз" растает и поступает на первые входы компараторов 11 и ?9, на вторые входы которых поступает напряжение с выходов сумматоров ?4 и 25. На выходе цифроаналогового преобразователя 26 выходное напряжение возрастает или уменьшается на величину, равную 0,1 поля допуска крутящего момента затяжки, которое через сумматор 24 поступает на вход компаратора 29 и производит поднастройку момента отключения двигателя 2 гайковерта с целью уменьшения отклонения крутящего момента затяжки от его номинального значения. 1 ил. ключенного к входам первого цифроаналогового преобразователя 15 и дешифратора 16. Триггер 17 выходом связан с управляющим входом транзисторного ключа 18, коллектор которого через катушку 4 возбуждения электромагнитной муфты 3 соединен с положительной шиной источника 1 постоянного тока, змиттер — с общей нулевой шиной. Мультивибратор 19 выхо-. дом подключен к формирователю 20 импульсов. Блок 9 контроля крутящего момента также включает второй счетчик 21 импульсов, регулируемый источник 22 опорного напряжения и шину 23 "Напряжение логической единицы". Система управления снабжена первым 24 и вторым 25 сумматорами, вторым цифроаналоговым преобразователем 26, первым 27 и вторым 28 элементами ИЛИ, вторым компаратором 29.

Второй счетчик 21 импульсов вы— полнен реверсивным и подключен суммирующим входом к выходу первого элемента 27 ИЛИ, входами подсоединенного к одним (О, 1,2,3) из выходов дешифратора 16, вычитающим входом — к выходу второго элемента

28 ИЛИ, входами подключенного к другим (6,7,8,9) выходам дешифратора 16, счетным входом — к выходу мультивибратора 19, входом связанного через кнопку 10 включения с шиной Напряжение логической единиз 148278 цы", Выходы второго счетчика 21 импульсов соединены с входами второго цифроаналогового преобразователя 26, выходом подключенного к первому входу первого сумматора 24, второй вход которого подсоединен к второму входу второго сумматора 25 и выходу регулируемого источника 22 опорного напряжения. Выход первого сумматора

24 связан с вторым входом второго компаратора 29, первый вход которого соединен с выходом датчика 8 крутящего момента, выход — с S-входом триггера 17. Выход второго суммато- 15 ра 25 подключен к второму входу первого компаратора 11. Первый цифроаналоговый преобразователь 15 выходом связан с первым входом второго сумматора, а R-входы триггера 17 и пер- 2{) вого счетчика 14 импульсов подсоединены к выходу формирователя 20 импульсов.

Система управления электрическим гайковертом работает следующим об- 25 разом.

Предварительно перед запуском системы путем регулировки источника 22 устанавливают величину момента отключения двигателя 2 гайковерта, рав- 30 ную величине минимально допустимого крутящего момента затяжки, затем устанавливают соответствующий коэффициент преобразования первого 15 и второго 26 цифроаналогового преобразователей, После этого рабочую головку 7 шпинделя 6 гайковерта устанавливают на резьбовое соединение, включают двигатель 2 и блок 9 контроля, в счетчик 21 которого предва- 40 рительно записано пять импульсов.

Нажимают кнопку 10 включения.

При этом триггер 17 устанавливается в единичное состояние, на его выходе появляется напряжение логической единицы, транзисторный .ключ

18 открывается и производит подключение катушки 4 возбуждения электромагнитной муфты 3 сцепления к источнику 1 постоянного тока. Муфта 3 5О включается, начинает передавать вращение двигателя 2 на рабочую головку 7 и начинается процесс затяжки резьбового соединения. Крутящий момент на рабочей головке начинает воэ- 55 растать, следовательно, начинает возрастать напряжение, снимаемое с выхода датчика 8 крутящего момента.

С выхода датчика 8 крутящего момента напряжение поступает на пер:,ые входы компараторов 11 и 29, на вторые входы которых поступает напряжение с выходов сумматоров 25 и 24 °

Так как счетчик 14 находится в нулевом состоянии, то на выходе цифроаналогового преобразователя 15 напряжение отсутствует, поэтому на выходе сумматора 25 напряжение равно напряжению на выходе источника 22 регулируемого опорного напряжения и пропорционально величине минимально допустимого крутящего момента.

Поэтому по достижении крутящим моментом на рабочей головке 7 величины минимально допустимого крутящего момента компаратор 11 срабатывает и на его выходе появляется напряжение логической единицы, условие совпадения для элемента 12И начинает выполняться, выход генератора 13 импульсов оказывается подключенным к счетному входу счетчика 14 импульсов, который начинает заполняться импульсами генератора 13.

При этом, по мере заполнения счетчика 14 возрастает напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 15. Как только напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 15 превысит (на величину одной ступени образцового напряжения) напряжение, снимаемое с выхода датчика

8 крутящего момента, компаратор 11 возвращается в исходное состояние и отключает генератор 13 от счетного входа счетчика 14 импульсов.

Таким образом в каждый момент времени в счетчике 14 зафиксировано количество импульсов, пропорциональное максимальному значению отклонения крутящего момента затяжки от значения минимально допустимого крутящего момента при сборке данного резьбового соединени.

Так как в счетчик 21 предварительно было записано 5 импульсов, то на выходе цифроаналогового преобразователя 26 — напряжение, величина кодИ торого пропорциональна —, а на выходе сумматора 24 — напряжение, про" порциональное номинальной величине крутящего момента затяжки, определяемой выражением

4М

= М + я им

1482783

6 у- читающий вход счетчика 21 импульсов.

Если зпачение крутящего момента

5 затяжки отличается от его номинальс- ного значения менее чем на 10, 1 М, то напряжение логической единицы устанавливается на выходах 4 или 5 дешифратора 16, а на суммирующем и вычитающем входах реверсивного счетчика 21 импульсов напряжения логического нуля.

При затяжке следующего резьбового соединения нажатием кнопки 10 вклю15 чения осуществЛяется запуск мультивибратора 19, который генерирует импульсы длительностью 0,05-0, 1 с.

Передним фронтом этого импульса содержимое счетчика 21 увеличивается на Один импульс, если на суммирующем входе счетчика 21 имеется напряжение логической единицы, или уменьшается на один импульс, если на вычитающем входе счетчика 21 — нап25 ряжения логической единицы. а Если же на суммирующем и вычитающем входах счетчика 21 импульсов напряжения логического нуля, то сос— гояние счетчика 21 после окончания о 30 действия импульса мультивибратора 19 остается без изменения.

При этом на выходе цифроаналогoBo го преобразователя 26 выходное напряжение соответственно возрастает или уменьшается на величину, пропорциональную одной ступени образцового аз- напряжения, равную 0,1 лМ, которое ер- через сумматор 24 поступает на вход и- компаратора 29 и производит поднаст4р ройку момента отключения двигателя 2 гайковерта с целью уменьшения отклонения крутящего момента затяжки от т его номинального значения, Если при затяжке следующего резв 45 бового соединения крутящий момент и- затяжки отключается от номинального ше значения более чем на +0 1ДМ, то уп- вновь производится поднастройка момента отключения привода гайковерта.

5О Если же крутящий момент затяжки отличается от номинального значения мем" йее 0,1ьМ, то состояние счетчика

Be 21 не изменяется и паднастройки не происходит. на

6 Формула изобретения где ьМ вЂ” величина поля допуска кр тящего момента затяжки;

М„ — номинальное значение кру тящего момента затяжки

М„„ — величина минимально допу

МИН тимого крутящего момента затяжки.

При достижении крутящим моментом на рабочей головке 7 величины номинально крутящего момента затяжки Ми срабатывает компаратор 29 и íà его выходе появляется напряжение логической единицы.

Напряжением с выхода компаратора

29 триггер 17 возвращается в нулевое состояние, на его выходе устанавливается напряжение логического нуля, транзисторный ключ .18 закрыва ется и отключает катушку 4 возбужде ния электромагнитной муфты 3 сцепле ния от источника 1 постоянного тока

Электромагнитная муфта 3 начинает

1 отключаться, При этом вследствие инерционности срабатывания электромагнитной муфты 3 крутящий момент н рабочей головке 7 продолжает возрастать, достигая своего максимального значения, величина отклонения которого от минимально допустимог крутящего момента затяжки фиксирует ся в счетчике 14 импульсов.

Дешифратором 16 осуществляется преобразование двоично-десятичного кода на выходах счетчика 14 в десятичный позиционный код, Так как выходы дешифратора 16 р биты на три группы: выходы 0-3 — и вая группа, выходы 4-5 — вторая гру па, вьгходы 6-9 — третья группа, то величина отклонения максимально до пустимого крутящего момента от минимально допустимого значения може попасть в какую-либо из групп.

При этом, если величина отклоне ния крутящего момента затяжки от м нимально допустимого значения мень

0,4 М, то она попадает в первую rp пу и на каком-либо из выходов 0-3 дешифратора 16 появляется напряжение логической единицы, которое че реэ элемент 27 ИНИ поступает на су мирующий вход счетчика 21 импульсо

Если величина отклонения больше О, то она попадает в третью группу и одном из выходов 6-9 дешифратора 1 устанавливается значение напряжения логической единицьt, которое через элемент 28 ИЛИ поступает на выСистема управления электрическим гайковертом, содержащая источник по1482783

Составитель Н,Кузнецова

Техред М.Ходанич

Корректор А.Обручар

Редактор В ° Ковтун

Заказ 2741/13

Тираж 778

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10! стоянного тока, двигатель, кинематически связанный со шпинделем, электромагнитную муфту с катушкой возбуждения, устанавливаемый на шпинделе датчик крутящего момента, блок контроля с кнопкой включения, включающий первый компаратор, первым входом подключенный к выходу датчика крутящего момента, выходом — к первому входу элемента И, вторым входом подсоединенного к выходу генератора импульсов, выходом — к счетному входу первого счетчика импульсов, выходами подключенного к входам первого цифроаналогового преобразователя и дешифратора, триггер, выходом связанный с управляющим входом транзисторного ключа, коллектор которого через катушку возбуждения электромагнитной муфты соединен с положительной шиной источника постоянного тока, эмиттер — с общей нулевой шиной, мультивибратор, выходом подключенный к формирователю импульсов, второй счетчик, регулируемый источник опорного напряжения и шину 1Напряжение логической единицы", о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности, она снабжена первым и вторым сумматорами, вторым цифроаналоговым преобразователем, первым и вторым элементами ИЛИ, вторым компаратором, второй счетчик импульсов— реверсивный и подключен суммирующим входом к выходу первого элемента ИЛИ, входами подсоединенного к одним из выходов дешифратора, вычитающим входом — к выходу второго элемента

ИЛИ, входами подключенного к другим выходам дешифратора, счетным входом— к выходу мультивибратора, входом связанного через кнопку включения с шиной "Напряжение логической единицы", выходы второго счетчика импульсов соединены с входами второго

15 цифроаналогового преобразователя, выходом подключенного к первому входу первого сумматора, второй вход которого подсоединен к второму входу второго сумматора и выходу ре20 гулируемого источника опорного напряжения, выход первого сумматора свя" зан с вторым входом второго компаратора, первый вход которого соединен с выходом датчика крутящего момента, выход — с S-входом триггера, выход второго сумматора подключен к второму входу первого компаратора, первый цифроаналоговый преобразователь выходом связан с первым входом

30 второго сумматора, à R-входы тригге-. ра и первого счетчика импульсов подсоединены к выходу формирователя импульсов °