Система управления электрическим гайковертом Советский патент 1989 года по МПК B25B21/00 

затяжки, затем устанавливают соответствующий коэффициент преобразования первого 15 и второго 26 цифро- аналогового 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, транзисторньй 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.

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.

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам управления гайковертами, и может быть ис- пол ьзовано 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, выходом - к первому входу элемента 12 И, вторым входом подсоединенного к выходу генератора 13 импульсов, выходом - к счетному входу первого счетчика 14 импульсов, выходами подключенного к входам первого цифро- аналогового 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, эмиттер - с общей нулевой шиной. Мультивибратор 19 выходом 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 выполнен реверсивным и подключен суммирующим входом к выходу первого элемента 27 ИЛИ, входами подсоединенного к одним (0,1,2,3) 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 едини

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 сумматора 25 подключен к второму входу первого компаратора 11. Первый цифро- аналоговый преобразователь 15 выходо связан с первым входом второго сумматора, а R-входы триггера 17 и первого счетчика 14 импульсов подсоединены к выходу формирователя 20 импульсов.

Система управления электрическим гайковертом работает следующим образом.

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 уста- навливают на резьбовое соединение, включают двигатель 2 и блок 9 контроля, в счетчик 21 которого предварительно 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 мо

10

15

20

25

30

35

40

5

0

мента 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, кото-рый 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 коЛМ

торого пропорциональна -- , а на выходе сумматора 24 - напряжение, пропорциональное номинальной величине крутящего момента затяжки, определяемой выражением

М„ М„„

ДМ + -2

где fiM

И.

М

мин

величина поля допуска крутящего момента затяжки; номинальное значение крутящего момента затяжки величина минимально допустимого крутящего момента затяжки.

При достижении крутящим моментом на рабочей головке 7 величины номинально крутящего момента затяжки М срабатывает компаратор 29 и на его выходе появляется напряжение логи- ческой единицы.

Напряжением с выхода компаратора 29 триггер 17 возвращается в нулевое состояние, на его выходе устанавливается напряжение логического нуля, транзисторный ключ 18 закрывается и отключает катушку 4 возбуждения электромагнитной муфты 3 сцепления от источника 1 постоянного тока. Электромагнитная муфта 3 начинает отключаться. При этом вследствие инерционности срабатывания электромагнитной муфты 3 крутящий момент на рабочей головке 7 продолжает возрастать, достигая своего максимального значения, величина отклонения которого от минимально допустимого крутящего момента затяжки фиксируется в счетчике 14 импульсов.

Дешифратором 16 осуществляется преобразование двоично-десятичного кода на выходах счетчика 14 в десятичный позиционньй код.

Так как выходы дешифратора 16 разбиты на три группы: выходы 0-3 - первая группа, выходы 4-5 - вторая группа, выходы 6-9 - третья группа, то величина отклонения максимально допустимого крутящего момента от минимально допустимого значения может попасть в какую-либо из групп.

При этом, если величина отклонения крутящего момента затяжки от минимально допустимого значения меньше 0,4 М, то она попадает в первую группу и на каком-либо из выходов 0-3 дешифратора 16 появляется напряжение логической единицы, которое через элемент 27 ИЛИ поступает на суммирующий вход счетчика 21 импульсов. Если величина отклонения больше 0,6М, то она попадает в третью группу и на одном из выходов 6-9 дешифратора 16 устанавливается значение напряжения логической единицы, которое через элемент 28 ИЛИ поступает на вычитающий вход счетчика 21 импульсов.

Если значение крутящего момента затяжки отличается от его номинального значения менее чем на fO,1 М, то напряжение логической единицы устанавливается на выходах 4 или 5 дешифратора 16, а на суммирующем и вы

читающем входах реверсивного счетчика 21 импульсов напряжения логического нуля.

При затяжке следующего резьбового соединения нажатием кнопки 10 вклю5 чения осуществляется запуск мультивибратора 19, который генерирует импульсы длительностью 0,05-0,1 с. Передним фронтом этого импульса содержимое счетчика 21 увеличиваето ся на один импульс, если на суммирующем входе счетчика 21 имеется напряжение логической единицы, или уменьшается на один импульс, если на вычитающем входе счетчика 21 - нап5 ряжения логической единицы.

Если же на суммирующем и вычитающем входах счетчика 21 импульсов - напряжения логического нуля, то состояние счетчика 21 после окончания

0 действия импульса мультивибратора 19 остается без изменения.

При этом на выходе цифроаналогово- го преобразователя 26 выходное напряжение соответственно возрастает или

5 Уменьшается на величину, пропорциональную одной ступени, образцового напряжения, равную 0,1 ДМ, которое через сумматор 24 поступает на вход компаратора 29 и производит поднаст0 ройку момента отключения двигателя 2 гайковерта с целью уменьшения отклонения крутящего момента затяжки от его номинального значения.

Если при затяжке следующего резв5 бового соединения крутящий момент затяжки отключается от номинального значения более чем на 0,1ЛМ, то вновь производится поднастройка момента отключения привода гайковерта.

0 Если же крутящий момент затяжки отличается от номинального значения менее 0,1ьМ, то состояние счетчика / 21 не изменяется и поднастройки не

происходит.

Формула изобретения

Система управления электрическим гайковертом, содержащая источник постоянного тока, двигатель, кинематически связанный со шпинделем, электромагнитную муфту с катушкой возбуж дения, 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 циф- роаналогового преобразователя и дешифратора, триггер, выходом связанный с управляющим входом транзисторного ключа, коллектор которого через катушку возбуждения электромагнитной муфты соединен с положительной шиной источника постоянного то- ка, эмиттер - с общей нулевой шиной, мультивибратор, выходом подключенный к Лормирователю импульсов, второй счетчик, регулируемый источник опорного напряжения и шину Напряжение логической единицы, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, она снабжена первым и вторым сумматорами, вторым цифро- аналоговым преобразователем, первым и вторым элементами ИЛИ, вторым комс шиной 1

ницы,

паратором, 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

Напряжение логической еди- выходы второго счетчика импульсов соединены с входами второго

цифроаналогового преобразователя, выходом подключенного к первому входу первого сумматора, второй вход которого подсоединен к второму входу второго сумматора и выходу ре0 гулируемого источника опорного напряжения, выход первого сумматора связан с вторым входом второго компаратора, первый вход которого соединен с выходом датчика крутящего мо5 мента, выход - с S-входом триггера, выход второго сумматора подключен к второму входу первого компаратора, первый цифроаналоговый преобразователь выходом связан с первым входом

0 второго сумматора, а R-входы тригге- ра и первого счетчика импульсов подсоединены к выходу формирователя импульсов.