Система управления многошпиндельным гайковертом

СОЮЭ СОаКТСКИХ

Ю

РЕСПУБЛИК ае (18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО Даял ИЗОБ КТЯНИй И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

Ы - . " т

% А""

5 (21) 3789515/25-28 (22) 15.09.84 (46} 23.05.86. Вюл. В 19 (71) Специализированное конструкторское бюро по механизации и автоматизации слесарно-сборочных работ (72) В.В.Устинов (53) 621.883(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 921840, кл. В 25 В 21/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

В 1037212, кл. В 25 В 21/00, G 05 В 19/08, 1982. (54} (57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ИНОГОШПИНДЕЛЬНЦИ ГАЙКОВЕРТОМ, содержащая двигатель, шпиндели с рабочими головками, кинематически связанными с валом двигателя, установленные на нем датчики момента и угла поворота, размещенные на каждом шпинделе гайковерта электромагнитные муфты с катушками возбуждения, блок контроля, включающий узел питания, компаратор, мультивибратор, дешяфратор, первый, второй и третий логические элементы

И, первый и второй счетчики импульсов, программный переключатель, логический элемент НЕ и транзисторные ключи, первый счетчик счетным входом подключен к выходу мультнвибратора, выходами — к входам дешифратора, выходы которого связаны с одними иэ

k входов первого элемента И, другие входы последнего подключены к выходу элемента НЕ, вход которого связан с выходом мультивибратора, выход первого элемента И подключен к базе транзисторных ключей, коллекторы которых через катушки возбуждения свядр 4 В 25 В 21/00//В 23 P 21 00 заны 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, четвер гым и пятым счетчиками импульсов, вторым дешифратором, четвертым н пятым логическими элементами И, цифровым компаратором, цифроаналоговым преобразователем, первым и вторым 9-триггерами, логи 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 датчика момента, генератор импульсов выходом связан с другим входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу третьего счетчика импульсов, второй дешифратор входами связан с выходами третьего счетчика импульсов, выходами — e входами нрограммного переключателя, выходы которого связаны с входами третьего элемента И, четвертый счетчик импульсов выходами подключен к одним иэ входов цифрового компаратора, другие входы которого связаны с выходами

1232470 пятого счетчика импульсов, четвертый элемент И одним из входов соединен с выходом цифрового компаратора, выходом — с входом мультивибратора, выход которого подключен к сбросовь м входам второго, четвертого и пятого счетчиков импульсов, первый D-триг гер входом соединен с выходом второго компаратора, выходом — с входом второго D-триггера и одним из входов пятого элемента И, тактирующие входы обоих триггеров связаны с выходом датчика угла поворота, сбросовые входы — с выходом мультивибратора, один из выходов второго триггера подклюИзобретение относится к машиностроению, а именно к системам управления гайковертами, и может быть использовано в многошпиндельных гайковертах для сборки групповых резь- .3 бовых соединений.

Целью изобретения является повышение точности контроля усилия затяжки, Поставленная цель достигается тем,>о что 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 осью обсцисс, на которой откладывается последний.

На чертеже показана функциональная схема системы управления многошпиндельным гайковертом.

Система управления многошпиндельным гайковертом содержит двигатель 1, шпиндели 2 с рабочими головками 3, кинематически связанными с валом 4 двигателя 1. Кинематическая связь шпинделей 2 с валом 4 двигателя 1 осуществляется через центральную шестерню 5, ведомый вал 6 с ведомой З0 шестерней 7 и редуктор 8. На вале 4 двигателя 1 установлены датчики 9 и 10 соотвественно момента и угла поворота. чен к другому входу пятого элемента

И, второй элемент И выходом связан с третьим входом пятого элемента И, выход которого соединен со счетным входом пятого счетчика импульсов, четвертый счетчик импульсов счетным входом связан с выходом третьего элемента И, элемент ИЛИ одним из входов соединен с выходом мультивибратора, дпугим — с выходом третьего элемента И, выходом — со сбросовым входом третьего счетчика импульсов,. а четвертый элемент И другим входом подключен к другому выходу второго триггера.

На каждом из шпинделей 2 размещены электромагнитные муфты 11 с катушками 12 возбуждения. Система управления содержит блок l3 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 D-триггерами, логическим элементом 38 ИЛИ. Второй 1О 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 подключен к счетному входу третьего 20 счетчика 28 импульсов. Второй дешифратор 31 входами связан с выходами третьего счетчика 28 импульсов, выходами — с входами программного переключателя 23, выходы которого связа- 25 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- 30 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 Dтриггер 36 входом соединен с выходом второго компаратора 26, выходом — с входом второго D-триггера 37 и одним иэ входов пятого элемента ЗЗ И, тактирующие входы обеих триггеров 36 и 37 связаны с выходом датчика 10 угла поворота, сбросовые входы — с вы- 4> 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- 50 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, элемент 38 ИЛИ одним из входов соединен с выходом мультивибратора 16, другим . — с выходом третьего элемента 20

70 4

И, 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 (4-5Х 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 логической единицы, 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 ну1232470 левом положении, то на выходе цифроаналогового преобразователя 35 напряжение отсутствует и на выходе датчика 9 момента, а следовательно, на выходе компаратора 15 напряжение логического нуля (условие совпадения для второго элемента 19 И) не выполняется, и выход генератора 27 отключен от счетного входа второго счет- 1О чика 22 импульсов. При затяжке гайки на выходе датчика 9 появляется напряжение, пропорциональное моменту на работающем шпинделе 2, первый компаратор 25 сбрасывает, на его выходе появляется напряжение логической единицы, условие совпадения для второго элемента 19 И начинает выполняться, и генератор 27 подключается к счетному входу второго счетчика 22 импуль- эо сов. Последний начинает заполняться импульсами, следовательно, начинает возрастать напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 35. Как только напряжение на выходе послед- 2S него превысит на величину одной ступени образцового напряжения напряже ние, снимаемое с датчика 9 момента, первый компаратор 25 возвращается в нулевое полоЖение и отключает генератор 27 от счетного входа второго счетчика 22 импульсов. Таким образом, в каждый момент времени в счетчике

22 записано количество импульсов, соответствующее величине крутящего момента на работающем шпинделе 2 гайковерта.

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 Dтриггеров 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 20-30Х требуемого момента за тяжки) срабатывает второй компаратор 26, на его выходе появляется напряжение логической единицы : и по импульсу датчика 10 угла пово рота первый D-триггер 36 устанавлива-55 ется 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 D-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 поступают также 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 последнего о на 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 напряжение

12324

Составитель И.Лихачев.

Техред И.Гайдош Корректор И.Самборская

Редактор П.Коссей

Заказ 2730/ 16

Тираж 1031 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óàãîðîä,ул.Проектная,4 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->0 ществляется сброс D-триггеров 36 и

37, второго 22, третьего 28, четвертого 29 и пятого 30 счетчиков импульсов, чем осуществляется подготовка блока 13 контроля к затяжке следую- 15 щей гайки. Импульсом мультивибратора

70 8

16 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.