Система управления электрическим гайковертом

19) ( ЫТИЯМ 30 ВТОРСКОМ ЕЛЬ ЕКТРИЧЕС 46) ся к машин Р 2 анное зации(7 ния является оля крутяще- автоматическторсатинс кое б и авто бот Нау нения "М ных ра бьеди чноехинкой поднастройки отключения ля гайковерта. Перед запуск управления путем регулировк ника 22 напряжения устанавл личину момента отключения д 2 гайковерта, равную величи мально допустимого крутящег прои струмССР19 21/ СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКПРИ ГКНТ СССР ОЛИСАНИ 4335443/25-28 30. 11.87 30,05.89. Бюл Специализиров ю,о по механислесарио-сбороч водственного о ент,В.В.Устинов 621,883 (088 Патент СИА У 25 В 21/00, торское свид 1929, кл. В 4 В 25 В 21/00(57) Изобретение относистроению. Целью изобретповышение точности контго момента затяжки путе двигатеом системыисточивают вевигателя не минио момента1482783 20 затяжки, затем устанавливают соответствующий коэффициент преобразования первого 15 и второго 26 цифроаналогового преобразователей, Рабочуюголовку 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 открываетсяи производит подключение катушки 4возбуждения электромагнитной муфты 3к источнику 1 постоянного тока. Начинается процесс затяжки резьбовогосоединения. 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 моментазатяжки путем автоматической подстройки отключения двигателя гайковерта,На чертеже представлена функциональная схема системы. управленияэлектрическим гайковертом,Система управления электрическимгайковертом содержит источник 1 постоянного тока, двигатель 2, электромагнитную муфту 3 с катушкой 4возбуждения, 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 9контроля с кнопкой 10 включения,включающий первый компаратор 11,первым входом подключенный к выходудатчика 8 крутящего момента, выходом - к первому входу элемента 12 И,вторымвходом подсоединенного к выходу генератора 13 импульсов, выходом - к счетному входу первогосчетчика 14 импульсов, выходами подФ 5 1 О 15 25 30 35 с датчика Я крутящего момента, воз"растает и поступает на первые входыкомпараторов 11 и 29, на вторые входы которых поступает напряжение с выходов сумматоров 24 и 25. На выходецифроаналогового преобразователя 26выходное напряжение возрастает илиуменьшается на величину, равную О, 1поля допуска крутящего момента затяжки, которое через сумматор 24 поступает на вход компаратора 29 ипроизводит поднастройку момента отключения двигателя 2 гайковерта сцелью 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 которогочерез катушку 4 возбуждения электромагнитной муфты 3 соединен с положительной шиной источника 1 постоянного тока, змиттер - с общей нулевой шиной. Мультивибратор 19 выходдом подключен к формирователю 20импульсов. Блок 9 контроля крутящего момента также включает второйсчетчик 21 импульсов, регулируемыйисточник 22 опорного напряжения ишину 23 "Напряжение логической единицы", Система управления снабженапервым 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 первогоэлемента 27 ИЛИ, входами подсоединенного к одним (О, 1,2,3) из выходов дешифратора 16, вычитающим входом - к выходу второго элемента28 ИЛИ, входами подключенного кдругим (6,7,8,9) выходам дешифратора 16, счетным входом - к выходумультивибратора 19, входом связанного через кнопку 10 включения сшиной Напряжение логической едини з 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 10 24 связан с вторым входом второго компаратора 29, первый вход которого соединен с выходом датчика 8 крутящего момента, выход - с Я-входом триггера 17. Выход второго суммато ра 25 подключен к второму входу первого компаратора 11. Первый цифроаналоговый преобразователь 15 выходом связан с первым входом второго сумматора, а К-входы триггера 17 и пер вого счетчика 14 импульсов подсоединены к выходу формирователя 20 импульсов.Система управления электрическим гайковертом работает следующим об разом.Предварительно перед запуском системы путем регулировки источника 22 устанавливают величину момента отключения двигателя 2 гайковерта, рав 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 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 включается, начинает передавать вращение двигателя 2 на рабочую головку 7 и начинается процесс затяжки резьбового соединения. Крутящий момент на рабочей головке начинает воэ 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 12 И 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 кои торого пропорциональна - , а на выходе сумматора 24 - напряжение, про" порциональное номинальной величине крутящего момента затяжки, определяемой выражением аМ14827836у- читающий вход счетчика 21 импульсов.Если значение крутящего момента5затяжки 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 вы 10 читающем входах реверсивного счетчика 21 импульсов напряжения логического нуля.При затяжке следующего резьбовогосоединения нажатием кнопки 10 вклю 15 чения осуществляется запуск мультивибратора 19, который генерирует импульсы длительностью 0,05-0, 1 с.Передним фронтом этого импульсасодержимое счетчика 21 увеличивает 20 ся на один импульс, если на суммирующем входе счетчика 21 имеетсянапряжение логической единицы, илиуменьшается на один импульс, если навычитающем входе счетчика 21 - нап 25 ряжения логической единицы.а Если же на суммирующем и вычитающем входах счетчика 21 импульсовнапряжения логического нуля, то сос -гояние счетчика 21 после окончанияо З 0 действия импульса мультивибратора 19остается без изменения.При этом на выходе цифроаналогового преобразователя 26 выходное напряжение соответственно возрастает илиуменьшается на величину, пропорциональную одной ступени образцовогоаз- напряжения, равную 0,1 ЛМ, котороеер- через сумматор 24 поступает на входп- компаратора 29 и производит поднаст 40 ройку момента отключения двигателя 2гайковерта с целью уменьшения отклонения крутящего момента затяжки отт его номинального значения,Если при затяжке следующего резь бового соединения крутящий моменти- затяжки отключается от номинальногоше значения более чем на 0,1 ДМ, тоуп- вновь производится поднастройка момента отключения привода гайковерта,50 Если же крутящий момент затяжки отличается от номинального значения мем" йее й 0,1 ьМ, то состояние счетчикаВ а 21 не изменяется и пбднастройки не6 М, происходит.на6 Формула изобретения где ьМ - величина поля допуска кртящего момента затяжки,"М - номинальное значение крутящего момента затяжки,М - величина минимально допуМИнтимого крутящего моментазатяжки.При достижении крутящим моментомна рабочей головке 7 величины номинально крутящего момента затяжки Мнсрабатывает компаратор 29 и на еговыходе появляется напряжение логической единицы.Напряжением с выхода компаратора29 триггер 17 возвращается в нулевое состояние, на его выходе устанавливается напряжение логическогонуля, транзисторный ключ .18 закрывается и отключает катушку 4 возбуждения электромагнитной муфты 3 сцепления от источника 1 постоянного токаЭлектромагнитная муфта 3 начинает1отключаться, При этом вследствиеинерционности срабатывания электромагнитной муфты 3 крутящий момент нрабочей головке 7 продолжает возрастать, достигая своего максимального значения, величина отклонениякоторого от минимально допустимогкрутящего момента затяжки Фиксируется в счетчике 14 импульсов.Дешифратором 16 осуществляетсяпреобразование двоично-десятичногокода на выходах счетчика 14 в десятичный позиционный код,Так как выходы дешифратора 16 рбиты на три группы: выходы 0-3 - пвая группа, выходы 4-5 - вторая група, выходы 6-9 - третья группа, товеличина отклонения максимально допустимого крутящего момента от минимально допустимого значения можепопасть в какую-либо из групп.При этом, если величина отклонения крутящего момента затяжки от мнимально допустимого значения мень0,4 М, то она попадает в первую грпу и на каком-либо из выходов 0-3дешифратора 16 появляется напряжение логической единицы, которое череэ элемент 27 ИНИ поступает на сумирующий вход счетчика 21 импульсоЕсли величина отклонения больше О,то она попадает в третью группу иодном из выходов 6-9 дешифратора 1устанавливается значение напряжения логической единицы, которое через элемент 28 ИЛИ поступает на выСистема управления электрическимгайковертом, содержащая источник по1482783 Составитель Н,КузнецоваТехред М.Ходанич Корректор А.Обручар Редактор ВКовтун Заказ 2741/13 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 стоянного тока, двигатель, кинематически связанный со шпинделем, электромагнитную муфту с катушкой возбуждения, устанавливаемый на шпинделедатчик крутящего момента, блок контроля с кнопкой включения, включающийпервый компаратор, первым входом подключенный к выходу датчика крутящегомомента, выходом - к первому входуэлемента И, вторым входом подсоединенного к выходу генератора импульсов, выходом - к счетному входу первого счетчика импульсов, выходамиподключенного 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 подключенныйк формирователю импульсов, второйсчетчик, регулируемый источник опорного напряжения и шину 1 Напряжениелогической единицы", о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности, она снабжена первым ивторым сумматорами, вторым цифроаналоговым преобразователем, первыми вторым элементами ИЛИ, вторым компаратором, второй счетчик импульсов -реверсивный и подключен суммирующимвходом к выходу первого элемента ИЛИ,входами подсоединенного к одним извыходов дешифратора, вычитающимвходом - к выходу второго элементаИЛИ, входами подключенного к другимвыходам дешифратора, счетным входом -к выходу мультивибратора, входомсвязанного через кнопку включенияс шиной "Напряжение логической единицы", выходы второго счетчика импульсов соединены с входами второго 15 цифроаналогового преобразователя,выходом подключенного к первомувходу первого сумматора, второйвход которого подсоединен к второмувходу второго сумматора и выходу ре гулируемого источника опорного напряжения, выход первого сумматора свя"зан с вторым входом второго компаратора, первый вход которого соединен с выходом датчика крутящего мо мента, выход - с Я-входом триггера,выход второго сумматора подключен квторому входу первого компаратора,первый цифроаналоговый преобразователь выходом связан с первым входом 30 второго сумматора, а К-входы тригге-.ра и первого счетчика импульсов подсоединены к выходу формирователяимпульсов