Система управления многошпиндельным гайковертом

союэ советских,саюиамющРЕСПУБЛИК В 25 В 21/00//В 21 0 ЕТ СССРИ ОТНРЫтИЙ удАРственнй ном ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВ импульсов, второй д ми связан с выходами ато третьегоми - с вх в мпульсов, выхода ммного переключ го связаны с вх а И, четвертый счетчика и ателя дамиход г одами треть- счетчик имо го элеме пульсо иэ вхо е вх(71) Специализированное конструкторское бюро по механизации и автоматизации слесарно-сборочных работ(56) Авторское свидетельство СССРВф 921840, кл. В 25 В 21/00, 1980.Авторское свидетельство СССРВ 1037212 кл. В 25 В 21/00,6 05 В 19/08, 1982,(54) (57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ИНОГОШПИНДЕЛЬНЫИ ГАЙКОВЕРТОМ, содержащаядвигатель, шпиндели с рабочими головками, кинематически связанными свалом двигателя, установленные на немдатчики момента и угла поворота, раэмещенные на каждом шпинделе гайковерта электромагнитные муфты с катушками возбуждения, блок контроля, включающий узел питания, компаратор,мультивибратор, дешифратор, первый,второй и третий логические элементыИ, первый и второй счетчики импульсов, программный переключатель, логический элемент НЕ и транзисторныеключи, первый счетчик счетным входомподключен к выходу мультнвибратора,выходами - к входам дешифратора, выходы которого связаны с одними иэФвходов первого элемента И, другиевходы последнего подключены к выходуэлемента НЕ, вход которого связан свыходом мультивибратора, выход первого элемента И подключен к базетранзисторных ключей, коллекторы которых через катушки возбуждения связаны с одним из .выводов узла питания, эмиттерами - с другим выводом узла питания, компаратор одним из входов подключен к выходу датчика момента, выходом - с одним из входов второго элемента И, выход которого связан с счетным входом второго счетчика импульсов, программный переключатель выходом подключен к входу третьего элемента И, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности контроля усиления затяжки, она,снабжена электрически связанным с блоком контроля вторым компаратором, генератором импульсов, третьим, четвергым и пятым счетчиками импульсов, вторым дешифратором, четвертым н пятым логическими элементами И, цифровым компаратором, цифроаналоговым преобразователем, первым и вторым Э-триггерами, логи Я ческим элементом ИЛИ, второй счетчик импульсов выходами подключен к входам цифроаналогового преобразователя, выход которого связан с другим входом первого компаратора, второй компаратор входом соединен с выходом дат" чика момента, генератор импульсов выходом связан с другим входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу третьего счетвыходами подключен к однимв цифрового компаратора, друы которого связаны с выходами1232470 пятого счетчика импульсов, четвертыйэлемент И одним из входов соединенс выходом цифрового компаратора, выходом - с входом мультивибратора, выход которого подключен к сбросовьмвходам второго, четвертого и пятогосчетчиков импульсов, первый 0-триггер входом соединен с выходом второго компаратора, выходом - с входомвторого 0-триггера и одним из входовпятого элемента И, тактирующие входыобоих триггеров связаны с выходомдатчика угла поворота, сбросовые входы - с выходом мультивибратора, одиниз выходов второго триггера подклюИзобретение относится к машиностроению, а именно к системам управления гайковертами, и может бытьиспользовано в многошпиндельных гайковертах для сборки групповых резь- .5бовых соединений.Целью изобретения является повышение точности контроля усилия затяжки,Поставленная цель достигается тем,10что за начальную точку отсчета контроля усилия затяжки резьбовых соединений системой управления многошпиндельным гайковертом принимается точка пересечения линейного участка построенного графика зависимости момента затяжки от угла поворота с осьюобсцисс, на которой откладываетсяпоследний.На чертеже показана функциональ- оная схема системы управления многошпиндельным гайковертом.Система управления многошпиндельным гайковертом содержит двигатель 1,шпиндели 2 с рабочими головками 3,кинематически связанными с валом 4двигателя 1. Кинематическая связьшпинделей 2 с валом 4 двигателя 1осуществляется через центральнуюшестерню 5, ведомый вал 6 с ведомой ЗОшестерней 7 и редуктор 8. На вале 4двигателя 1 установлены датчики 9и 10 соотвественно момента и угла поворота. чен к другому входу пятого элемента И, второй элемент И выходом связан стретьим входом пятого элемента И, выход которого соединен со счетнымвходом пятого счетчика импульсов,четвертый счетчик импульсов счетнымвходом связан с выходом третьегоэлемента И, элемент ИЛИ одним из входов соединен с выходом мультивибратора, дпугим - с выходом третьегоэлемента И, выходом - со сбросовымвходом третьего счетчика импульсов,.а четвертый элемент И другим входомподключен к другому выходу второготриггера. На каждом из шпинделей 2 размещены электромагнитные муфты 11 с катушками 12 возбуждения. Система управления содержит блок 13 контроля, включающий узел 14 питания, компаратор 15, мультивибратор 16, дешифратор 17, первый 18, второй 19 и третий 20 логические элементы И, первый и второй счетчики 21 и 22 импульсов, программный переключатель 23, логический элемент НЕ и транзисторные ключи 25. Первый счетчик 21 счетным входом подключен к выходу мультивибратора 16, выходами - к входам дешифратора 17, выходы которого связаны с одним иэ входов первого элемента 18 И, другие входы последнего подключены к выходу элемента 24 НЕ, вход которого связан с выходом мультивибратора 16, выход первого элемента 18 И подключен к базе транзисторных ключей 25, коллекторы которых через катушки возбуждения связаны с одним иэ выходов узла 14 питания, эмиттерами - с другим выводом узла 14 питания, компаратор 15 одним иэ входов подключен к выходу датчика 9 момента, выходом - с одним иэ входов второго элемента 19 И, выход которого связан со счетным входом второго счетчика 22 импульсов, программный переключатель 23 выходом подключен к входу третьего элемента 20 И. Система управления снабжена электрически свя3 12324 занным с блоком 13 контроля вторым компаратором 26, генератором 27 импульсов, третьим 28, четвертым 29 и пятым 30 счетчиками импульсов, вторым дешифратором 31, четвертым 32 и пятым 33 логическими элементами И,цифровым компаратором 34, цифроаналоговым переобразователем 35, первым 36 и вторым 37 Р-триггерами, логическим элементом 38 ИЛИ. Второй 1 О счетчик 22 импульсов выходами подключен к входам цифроаналогового преобразователя 35, выход которого связан с другим входом первого компаратора 15, второй компаратор 26 15 входом соединен с выходом датчика 9 момента, генератор 27 импульсов выходом связан с другим входом второго элемента 19 И, выход которого под" ключен к счетному входу третьего 2 О счетчика 28 импульсов. Второй дешифратор 31 входами связан с выходами третьего счетчика 28 импульсов, выходами - с входами программного пере" ключателя 23, выходы которого связа ны с входами третьего элемента 20 И, четвертый счетчик 29 импульсов выходами подключен к одним из входов цифрового компаратора 34, другие входы которого связаны с выходами пято- ЗО го счетчика 30 импульсов. Четвертый элемент 32 И одним иэ входов соединен с выходом цифрового компаратора 34, выходом - с входом мультивибратора 16, выход которого подключен к сбросовым входам второго 22, четвертого 29 и пятого 30 счетчиков импульсов, первый Р- триггер 36 входом соединен с выходом второго компаратора 26, выходом - с 4 О входом второго Р-триггера 37 и одним иэ входов пятого элемента 33 И, тактирующие входы обеих триггеров 36и 37 связаны с выходом датчика 10 угла поворота, сбросовые входы - с вы ходом мультивибратора 16. Одним из выходов второго триггера 37 подключен к другому входу пятого элемента 33 И, второй элемент И выходом связан с третьим входом пятого элемен О та 33 И, выход которого .соединен со счетным входом пятого счетчика 30 импульсов. Четвертый счетчик 29 импульсов счетным входом связан с выходом третьего элемента 10 И, эле- М 5 мент 38 ИЛИ одним из входов соединенс выходом мультивибратора 16, другим . - с выходом третьего элемента 20 70 4И, выходом - со сбросовым входом третьего счетчика 28 импульсов, а четвертый элемент 32 И другим входом подключен к другому выходу второго триггера 37.Система управления многошпиндельным гайковертом работает следующим образом.Рабочими головками 3 гайковерт устанавливается на гайке резьбовых соединений (не показано), включают двигатель 1 и систему управления гайковерта с блоком 13 контроля, предварительно установленную в исходное положение. После включения двигателя 1 вращение с центральной шестерни 5 передается ведомым шестерням 7 ведомого вала 6 и за счет остаточного момента (4-53 от номинального момента, передаваемого муфтой) в электромагнитных муфтах 11 сцепления вращения передается посредством редукторов 8 на рабочие головки 3. При. этом происходит свободное навинчивание гаек всеми шпинделями 2 гайковерта. После соприкосновения торцов гаек с опорной поверхностью собираемого изделия все шпиндели 3, кроме первого, останавливаются, поскольку счетчик 21 находится в нулевом положении и на первом выходе дешифратора 17 появляется напряжение логической единицы, на выходе мультивибратора 16 напряжение отсутствует, поэтому на выходе элемента 24 НЕ имеется напряжение логическойединицы, следовательно, для первого элемента 18 И выполняется условие совпадения, соответствующий транзисторный ключ 25 открыт, катушка 12 возбуждения соединена с узлом 14 питания, электромагнитная муфта 11 включена и передает вращение на рабочую головку 3, а дляостальных элементов 18 Иусловие совпадения невыполняется,поэтому остальные транзисторные ключи 25 закрыты, катушки 12 возбуждения остальных муфт 11 отключены от узла 14 питания и муфты 11 момент затяжки резьбовых соединений не передают, а работают в режиме проскальзывания. Происходит затяжка первой гайки, при этом момент на гайке начинает возрастать, следовательно, начинает возрастать напряжение, снимаемое с датчика 9 момента. Так как второй четчик 22 импульсов находится в ну 1232470левом положении, то на выходе цифроаналогового преобразователя 35 напряжение отсутствует и на выходе датчика 9 момента, а следовательно, навыходе компаратора 15 напряжение логического нуля (условие совпадениядля второго элемента 19 И) не выполняется, и выход генератора 27 отключен от счетного входа второго счет Очика 22 импульсов. При затяжке гайки на выходе датчика 9 появляетсянапряжение, пропорциональное моментуна работающем шпинделе 2, первый компаратор 25 сбрасывает, на его выходепоявляется напряжение логической единицы, условие совпадения для второгоэлемента 19 И начинает выполняться,и генератор 27 подключается к счетному входу второго счетчика 22 импульсов. Последний начинает заполнятьсяимпульсами, следовательно, начинаетвозрастать напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 35. Кактолько напряжение на выходе послед Бнего превысит на величину одной ступени образцового напряжения напряжение, снимаемое с датчика 9 момента,первый компаратор 25 возвращается внулевое полоЖение и отключает гене- Зоратор 27 от счетного входа второгосчетчика 22 импульсов. Таким образом,в каждый момент времени в счетчике22 записано количество импульсов,соответствующее величине крутящегомомента на работающем шпинделе 2гайковерта. При работе гайковерта на выходе датчика 10 угла поворота появляется импульс при повороте работающего шпинделя 2 на угол 1 . Эти импульсы поступают на тактирующие входы Р- триггеров 36 и 37, которые остаются в нулевом состоянии, так как на выходе второго компаратора 26 - напряжение логического нуля. При достижении наработающем шпинделе 2 первоначального крутящего Момента величина первоначального момента выбирается в пределах 20-307 требуемого момента затяжки) срабатывает второй компаратор 26, на его выходе появляется напряжение логической единицы и по импульсу датчика 10 угла пово рота первый Э-триггер 36 устанавливается в единичное состояние, условие совпадения дляпятого элемента 33 И начинает выполняться и на счетный вход пятого счетчика 30 импульсов начннают поступать импульсы . с выхода второго элемента 19 И. При поступлении следующего импульса с выхода датчика 10 угла поворота на тактирующие входы 0-триггеров 36 и 37 второй П-триггер 37 устанавливается в единичное состояние, условие совпадения для пятого элемента 33 И перестает выполняться и выход второго элемента 19 И отключается от счетного входа пятого счетчика 30 импульсов, и в счетчике 30 импульсов фиксируется количество импульсов, соответствующее приращению момента на работающем шпинделе 2 при повороте последнего на 1. С выхода второго элемента 19 И импульсы генератора 27 поступаюттакже на счетный вход третьего счетчика 28 импульсов, выходами через второй дешифратор 31 подключенный к входам программного переключателя 23, которым устанавливается код заданного угла затяжки. При совпадении кода счетчика с кодом, набранным в программном переключателе 23, на выходе третьего элемента 20 И появляется напряжение логической единицы, которым через элемент 38 ИЛИ осуществляется сброс третьего счетчика 28. Таким образом, осуществляется деление текущего значения крутящего момента на работающем шпинделе .2 на величину требуемого угла затяжки, частное от деления, определяемое количеством импульсов на выходе элемента 20 И, поступает па счетный вход четвертого счетчика 29 импульсов, выходы которого соединены с первыми входами цифрового компаратора 34, на вторые входы которого поступает цифровой код с выходов пятого счетчика 30 импульсов, При поступлении на вход четвертого счетчика 29 количества импульсов, равного количеству импульсов, записанных в пятом счетчике 30, соответствующее приращение момента на работающем шпинделе 2 при повороте последнегоона угол 1 , на выходе цифрового компаратора 34 появляется напряжение логической единицы, которое через,четвертый элемент 32 И, для которого выполняется условие совпадения, поступает на вход мультивибратора 16 и осуществляет его запуск. На выходе элемента 24 НЕ появляется напряжение12324 Составитель И.Лихачеведактор П.Коссей Техред И.Гайдош Корректор И.Самборск Тираж 1031 ВНИИПИ Государстве по делам иэобрет 113035, Москва, Ж, Заказ 2730 16 писноеета СССРытийаб., д.4/5 По ного комии и скак Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород,ул.Проектная,логического нуля, условие совпадения для первых элементов 18 И перестает выполняться, транзисторный ключ 25, через который осуществлялось переключение катушки 12 возбуждения 5 электромагнитной муфты 11 к узлу 14 питания, закрывается, муфта 1 отключается и затяжка данного реэьбового соединения заканчивается .Импульсом мультивибратора 16 осу-О ществляется сброс Р-триггеров 36 и 37, второго 22, третьего 28, четвертого 29 и пятого 30 счетчиков импульсов, чем осуществляется подготовка блока 13 контроля к затяжке следую щей гайки. Импульсом мультивибратора 70 816 первый счетчик 21 импульсов устанавливается в.следующее положение и после окончания действия импульса мультивибратора 16 для следующего первого элемента 18 И начинает выполняться у"ловие совпадения, следующий транзисторный ключ 25 открывается и подключает катушку 12 возбуждения очередной электромагнитной муфты 11 к узлу 14 питания, муфта 11 включается и начинается затяжка очередной гайки резьбового соединения в той же последовательности,После окончания затяжки гаек всеми шпинделями 2 отключают двигатель 1 и гайковерт снимают с затянутых гаек.