Система управления гайковертом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 80130898 1 4 С 05 В 19/ СССР КРЫТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН КА ЙКОВЕР-.(21 (22 (46 АВЛЕН системам ожет быт ия, а именноайковертом,в поточномрезьбовых со ское оизв инеи еьппениезьбовыхтся ввея является и яжки оля орая достига аикове тему управления троля, позволяю о ре о мо ом узла ко истрироват личину крутя СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ) 4014827/25-28 ) 28,01.86 ) 07.05.87. Бюл, 9 17 (71) Специализированное конструкторбюро по механизации и автомати зации 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 У 1232468, кл, В 25 В 21/00, 1984,р(57) Изобре машинострое управления использован при затяжке лью изобрет точности ко соединений, дением в си ение относится к области1308985мента по углу поворота шпинделя чеорез. Система управления гайковертом содержит электродвигатель 1,электромагнитную муфту 2 с катушкой3 возбуждения, шпиндель 4 с рабочейголовкой, связанный с последним посредством редуктора 6, датчики 7 и 8крутящего момента и угла поворота,размещаемые на шпинделе 4, Узел 9контроля крутящего момента включаетблок 1 О 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 транзисторныйключ 22, Система снабжена формирователями 23, 24 импульсов, дополнительными счетчиками 25 и 26 импульсов,элементами И 27, 28, элементами ИЛИ29, вторым 30 и третьим 31 цифроаналоговыми преобразователями и масштабным усилителем 32. 1 ил, 1Изобретение 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. ЮНа 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 третий25 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 счет" ным входом первого счетчика 17 .им пульсов, выходы которого подсоединены к входам цифроаналогового преоб" разователя 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 0-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 гайковертомснабжена 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 до 1308985полнительных элементов И 27 и 28подключены к входам элементов ИЛИ 29,выходы которых соединены со свободными входами второго компаратора 13и входами второго цифроаналоговогопреобразователя 30, последний из которых выходом подсоединен через масштабный усилитель 32 к свободномувходу третьего компаратора 14, Третий цифроаналоговый преобразователь 1031 входами подключен квыходам блока20 памяти, выходом - к свободномувходу третьего компаратора 14. Дополнительные счетчики 25 и 26 импульсовустановочными входами через формирователь 23 и 24 импульсов соединеныс выходами дешифратора 19, элементыИЛИ 29 выходами связаны с входамиблока 20 памяти, а триггер 2 1 тактирующими входами подключен к входу 20датчика 8 угла поворота.Система управления гайковертомработает следующим образом.Рабочую головку 5 со шпинделем 4устанавливают на гайку резьбовогосоединения, включают электродвигатель1 и узел 9 контроля крутящего момента, После включения последнего триггер 21 находится в исходном (нулевом)состоянии и на его инверсном выходе ЗОпоявляется напряжение логической единицы, а потому транзисторный ключ 22открыт, катушка 3 возбуждения подключена к блоку 10 питания, электромагнитная муфта 2 включена и передает 35вращение электродвигателя 1 на рабочую головку 5, Начинается холостоенавинчивание гайки резьбового соединения,40Так 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 датчикакрутящего момента, первый компаратор 12 возвращается в "нулевое" состояние и отключает генератор 11 импульсов от счетного входа первого счетчика 17 импульсов. Таким образом, в каждый момент времени количество импульсов навыходе 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 талким 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:ИюТЕгде Т - период повторения импульсовформирователей 23 и 24,М 1 - емкость второго счетчика 18импульсов;Г - частота импульсов на выходедатчика 8 угла поворота.Эти импульсы поступают на установочные входы соответствующих дополнительных счетчиков 25 и 26 импульсов,Счетные входы счетчиков 25 и 26импульсов подключены к выходу первого элемента И 16. Таким образом,при появлении импульса сброса на выходе из формирователей 23 или 24 всоответствующем счетчике 25 или 26записывается код приращения момента,возникающего при повороте шпинделя 4на угол, величина которого определяется емкостью второго счетчика 18импульсов (при емкости счетчика 1811 = 1 О 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 изсчетчиков 25 или 26 последовательноформируется код величины приращениямомента при повороте шпинделя 4 наугол, определяемый емкостью второгосчетчика 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 вблок 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, приповороте 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 приращениямомента при повороте на угол, определяемый емкостью счетчика 18. Навыходе второго цифроаналогового преобразователя 30 формируется напряжение, величина которого определяется текущим значением приращения момента.Это напряжение через масштабныйусилитель 32, коэффициент усилениякоторого устанавливается в пределах1,5-2,0, поступает на один из входовтретьего компаратора 14, на другойвход которого поступает напряжениес выхода третьего цифроаналоговогопреобразователя 31, соответствующее 5 10 15 20 25 ЗО 40 45 50 55 максимальному значению приращениямомента.Если при затяжке в зоне упругихдеформаций напряжение с выхода усилите;я 32 больше напряжения, чем свыхода третьего цифроаналогового преобразователя 31, то на выходе компаратора 14 появляется напряжение логического нуля. Поэтому триггер 21 остается в нулевом состоянии, При достижении порога (начала) текучестирезьбового соединения приращение мо.мента при повороте шпинделя 4 начинает уменьшаться, его текущее значениестановится меньше 0,66-0,5 величинымаксимального значения приращениямомента, которое содержится в блоке20 памяти, на выходе компаратора 14появляется напряжение логической единицы, которое поступает на Р-входтриггера 21, и задним фронтом импульса, поступающим с датчика угла поворота 8, триггер 21 устанавливается вединичное состояние. Напряжение наинверсном выходе триггера 21 пропадает, транзисторный ключ 22 закрывается и отключает катушку 5 возбуждения электромагнитной муфты 2 от блока 10 питания, Муфта 2 отключается,затяжка резьбового соединения заканчивается,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 подсоединены к входам цифроаналогового преСоставитель И,ЛихачевТехред А.Кравчук Редактор Н.Егорова Корректор М. Пожо Заказ 1797/39 Тираж 864 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное 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 Э-входом триггера, выход которого соединен с базой транзистор 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, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности контроля, она снабжена формирователями импульсов, дополнительными счет 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 элементаИ, 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 сосвободными входами второго компаратора и входами второго цифроаналогового преобразователя, последний изкоторых выходом подсоединен черезмасштабный усилитель к свободномувходу .третьего компаратора, третий.цифроаналоговый преобразователь входами подключен к выходам блока памяти, выходом - к свободному входу третьего компаратора, дополнительныесчетчики импульсов установочными вхо.дами через формирователи импульсовсоединены с выходами дешифратора,элементы ИЛИ выходами связаны с входами блока памяти, а:ф триггертактирующими входами подключенк входу датчика угла поворота.