Система управления многошпиндельным гайковертом Советский патент 1986 года по МПК B25B21/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам управления многошпиндельных гайковертов, и может быть использовано при сборке групповых резьбовых соединений. Цель изобретения - повышение точности контроля усилия затяжки резьбовых соединений, путем контроля усилия затяжки по крутящему моменту и угловой скорости рабочей головки. На чертеже изображена функциональная схема системы управления многошпиндельным гайковертом. Предлагаемая система содержит источник 1 переменного тока, электродвигатель 2, вал 3 которого предназначен для кинематической связи со шпинделями 4, имеюшими рабочие головки 5, связанный с электродвигателем 2 магнитный пускатель 6 с катушкой 7 возбуждения. Кинематическая связь вала 3 со шпинделями 4 выполнена в виде редукторов 8, ведомых валов 9, шестерен 10 и центральной шестерни 11. На валу 3 устанавливается датчик 12 крутяшегО момента, а на каждом шпинделе 4 гайковерта размеш,аются электромагнитные муфты 13 с катушкам,и 14 возбуждения. Систег/ia. управления многошпиндельным гайковертом также содержит узел 15 контроля усилия затяжки, вк.пючаюший блок 16 питания, компаратор 17, мультивибратор 18, счетчик 19 импульсов, дешифратор 20, первый 21 и второй 22 логические элементы И, первый 23 и второй 24 S-триггеры и транзисторные ключи 25. Компаратор 17 одним из входов подключен к выходу датчика 12 крутящего момента, другим - к установочной шине узла 15 контроля. Счетчик 19 импульсов выходами связан с входами дешифратора 20, выходы которого подключены к одним из входов первого элемента И 21, выход которого связан с базой транзисторных ключей 25, эмиттеры которых подключены к первому выводу 25 блока 16 питания, коллекторы - к второму из его выводов 27. Узел 15 управления снабжен установленными на валу 3 электродвигателя 2 маховиком 28 и датчиком 29 угловой скорости, электрически связанными с узлом 15 контроля затяжки вторым компаратором 30, первым 31 и вторым 32 формирователями импульсов, логическими элементами НЕ 33 и ИЛИ 34 и кнопкой 35 управления. Второй компаратор 30 одним из входов подключен к выходу датчика 29 угловой скорости, другим - к установочной шине узла 15 контроля, а выходом - к входу первого формирователя 31 импульсов, выход которого соединен с счетным входом счетчика 19 импульсов, входом мультивибратора 18 и одним из входов логического элемента ИЛИ 34, выход которого подключен к сбросовому входу первого триггера 23. Первый компаратор 17 выходом связан с установочным входом первого триггера 23, а инверсные выходы обоих триггеров 23 и 24 соединены с входами второго элемента И 22, выход которого посредством катушки 7 возбуждения магнитного пускателя 6 связан с первым выводом 26 блока 16 питания. Дешифратор 20 одним из выходов подключен к входу второго формирователя 32 импульсов, выход которого соединен с установочным выходом второго триггера 24. Мультивибратор 18 выходом связан с входом элемента НЕ 33, выход которого подключен к другому входу первого элемента И 21, а сбросовые входы счетчика 19 импульсов и второго триггера 24 и один из входов элемента ИЛИ 34 соединены через кнопку 35 управления с вторым выводом 27 блока 16 питания. Система управления .многошпиндельным гайковертом работает следующим образом. Рабочими головками 5 гайковерт устанавливают на гайки (не показаны) резьбового соединения и нажимают на кнопку 35 управления. При этом триггеры 23 и 24 устанавливаются, в нулевое состояние, на их инверсных выходах появляется напряжение логической «1, условие совпадения для логического элемента И 34 начинает выполняться; на его выходе появляется напряжение логической «1 и через катушку 7 возбуждения магнитного пускателя 6 начинает протекать ток. Магнитный пускатель 6 срабатывает и подключает электродвигатель 2 к источнику 1 переменного тока. После включения электродвигателя 2 вращение с центральной шестерни 11 передается ведомым шестерням 10 и за счет остаточного момента (4-5% от номинального момента, передаваемого муфтой) в электромагнитных муфтах 13 сцепления вращение передается через редуктор 8 на рабочие го.товки 5. При этом происходит свободное навинчивание гаек всеми шпинделями 4. После соприкосновения торцов гаек с опорной поверхностью собираемого узла все шпиндели 4, кроме первого, останавливаются, так как счетчик 19 импульсов при нажатии кнопки 35 управления устанавливается в нулевое состояние и первом выходе дешифратора 20 появляется напряжение логической «1. На выходе мультивибратора 18 напряжение отсутствует, поэтому на выходе элемента НЕ 33 - напряжение логической «1, для первого элемента И 2 выполняется условие совпадения, соответствующий транзисторный ключ 25 открыт, катушка 14 возбуждения соединена с блоком 16 питания, электромагнитная муфта 13 сцепления включена и передает вращение на рабочую головку 5. Для остальных логических элементов И 21 условие совпадения не выполняется, поэтому остальные транзисторные ключи 25 закрыты, катушки 14 возбуждения остальных электромагнитных муфт 13 отключены от блока 16 питания и электромагнитные муфты 13 момент не передают, а работают в режиме проскальзывания. Начинается затяжка первой гайки. При этом на выходе датчика 12 крутящего момента появляется возрастающее напряжение, пропорциональное крутящему моменту на рабочей головке 5, которое поступает на один из входов первого компаратора 17. При достижении крутящим моментом величины первоначальной затяжки, которая устанавливается в пределах 15-20% от требуемой регулировкой опорного напряжения, подаваемого на другой из входов компаратора 17, на выходе компаратора 17 появляется напряжение логической «1, которым триггер 23 устаналивается в единичное состояние. Условие совпадения для элемента И 22 перестает выполняться, на его выходе пропадает напряжение логической «1, катущка 7 возбуждения магнитного пускателя 6 обесточивается и магнитный пускатель 6 отключает электродвигатель 2 от источника 1 переменного тока. Угловая скорость электродвигателя 2, а вместе с ним и маховика 28, начинает уменьшаться. Следовательно, напряжение на выходе датчика 29 угловой скорости также начинает уменьшаться. Как только, уменьшаясь, угловая скорость достигнет установленной величины, которая определяется величиной опорного напряжения, подаваемого на один из входов первого компаратора 17, на его выходе пропадает напряжение логической «1. Из заднего фронта напряжения на выходе компаратора 17 первым формирователем 31 формируется короткий импульс, которым счетчик 19 импульсов переключается в следующее соетояние и запускается мультивибратор 18. При этом на выходе мультивибратора 18 появляется импульс, длительность которого устанавливается в пределах 1-2 с в зависимости от момента инерции маховика 28 и мощности электродвигателя 2. На выходе логического элемента НЕ 33 напряжение логической «1 пропадает, условие совпадения для первых логических элементов И 21 перестает выполняться, транзисторный ., лг-U J ключ 25, через который осуществлялось подключение катущки 14 возбуждения первой электромагнитной муфты 13 к блоку 16 питания, закрывается, электромагнитная муфта 13 отключается и затяжка первой гайки заканчивается. Так как установивщаяся величина угловой скорости электродвигателя 2 и момент инерции маховика 28 величины постоянные, то установкой величины угловой скорости, при которой происходит отключение электромагнитной муфты работающего шпинделя 4 после отключения э.1ектродвигателя 2, можно устанавливать величину дозы энергии, передаваемой в резьбовое соединение после достижения крутящим моментом на рабочей головке 5 величины первоначальной затяжки. Импульсом на выходе первого формирователя 31 импульсов первый триггер 23 возвращается в нулевое состояние, условие совпадения для логических элементов И 22 начинает вновь выполняться и электродвигатель 2 вновь подключается к источнику 1 переменного тока. После окончания действия импульса мультивибратора 18, длительность которого устанавливается исходя из того, чтобы за время действия импульса мультивибратора 18 величина угловой скорости электродвигателя 2 достигла установившегося значения, после чего начинает выполняться условие совпадения для следующего логического элемента И 21, происходит подключение электромагнитной муфты 13 очередного шпинделя 4 и осуществляется затяжка очередной гайки в той же последовательности. После окончательной затяжки последней гайки на последнем выходе дешифратора 20 пропадает напряжение логической «1, из заднего фронта которого вторым формирователе.м 32 импульсов формируется короткий импульс, которым второй триггер 24 устанавливается в единичное состояние. Условие совпадения для второго логического элемента И 22 перестает выполняться, электродвигатель 2 отк тючается от источника 1 переменного тока, затяжка заканчивается и гайковерт отводят от собранного узла. Введение в многощпиндельный гайковерт датчиков крутящего момента и угловой скорости повыщает точность контроля усилия затяжки путем первоначальной затяжки с контролем крутя1щего момента и окончательной затяжки путем передачи резьбовому соединению определенной дозы энергии маховика.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МНОГОШПИНДЕЛЬНЫМ ГАЙКОВЕРТОМ, содержащая источник переменного тока, электродвигатель, вал которого предназначен для кинематической связи со шпинделями, связанный с электродвигателем магнитный пускатель с катушкой возбуждения, устанавливаемый на валу датчик, крутящего момента, размещаемые на каждом шпинделе гайковерта электромагнитные муфты с катушками возбуждения и узел контроля усилия затяжки, включающий блок питания, компаратор, мультивибратор, счетчик импульсов, дешифратор, первый и второй логические элементы И, первый и второй S-триггеры и транзисторные ключи, компаратор, одним из входов подключен к выходу датчика крутящего момента, другим - к установочной шине узла контроля, счетчик импульсов выходами связан с входами дешифратора, выходы которого подключены к одним из входов первого элемента И, выход которого связан с базой транзисторных ключей, эмиттеры которых подключены к первому выводу блока питания, коллекторы через катушки возбуждения электромагнитных муфт - к второму из его выводов, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности контроля усилия затяжки резьбовых соединений, она снабжена установленными на валу электродвигателя маховиком и датчико.м угловой скорости, электрически связанными с узло.м контроля затяжки , вторым компаратором, первым и вторым формирователями импульсов, логическими элементами НЕ и ИЛИ и кнопкой управления, второй компаратор одним из входов подключен к выходу датчика угловой скорости, другим - к установочной шине блока контроля, а выходом - к входу первого формирователя импульсов, выход которого соеди нен со счетным входом счетчика импульсов, входом мультивибратора и одним из входов логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к сбросовому входу первого триггера, первый компаратор выходом связан с установочным входом последнего, а инверсные выходы обоих триггеров соединены с входами второго элемента И, выход которого посредством катушки возбуждения ND магнитного пускателя связан с первым выо: водом блока питания, дешифратор одним из сд выходов подключен к входу второго формио со ю рователя импульсов, выход которого соединен с установочным входом второго триггера, мультивибратор выходом связан с входом элемента НЕ, выход которого подключен к другому входу первого эле.мента И, а сбросовые входы счетчика импульсов и второго триггера и один из входов элемента ИЛИ соединены через кнопку управления с вторы.м выводом блока питания.