CN108081189B - 一种适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构及方法，所述机构包括外筒、拧紧动力机构、拧紧传动机构和连杆机构。本发明采用圆筒形结构外筒，具有结构刚度高的特点，满足拧紧稳定性要求；本发明采用数控系统控制连杆机构运动，实现杆状齿轮箱自动化转位至拧紧工位，避免人工误操作，提高作业效率；本发明采用数控系统控制拧紧动力机构作为拧紧动力输入方式，实现具有拧紧转角和扭矩精确测控功能的数控拧紧，提高拧紧精度与一致性；本发明采用在外筒内部安装拧紧动力系统的方式，减少拧紧传动距离，提高传动效率与精度；本发明采用在拧紧套筒尾端与输出齿轮花键槽盲孔之间安装弹簧结构，实现拧紧套筒对螺纹连接件的弹性压紧。

Description

一种适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构及方法
技术领域
本发明属于自动化装配技术领域，特别涉及一种适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构及方法。
背景技术
在对某些工件内腔结构中螺纹连接件实施拧紧作业过程中，需要拧紧机构从工件进口进给至内腔，通过整体位移或局部机构相对运动，使拧紧套筒移至待拧紧螺纹连接件的拧紧工位处，对相应螺纹连接件进行拧紧。由于空间限制，存在拧紧机构可达性问题，对于进口直径小、螺栓进深远和分布直径大的工件结构，以及拧紧行程方向与进口方向相反的“反拧”结构，传统刚性拧紧机构难以到达至拧紧位置。对于航空发动机转子组件等具有高拧紧质量要求的内腔拧紧结构，对拧紧机构的精度、稳定性和自动化程度具有更高的要求。
目前行业内对于内腔结构拧紧作业，主要应用L形或C形的细长杆状拧紧器具，通过人工操作装置进行套筒至位和拧紧驱动，过程中大量依靠手动操作，没有通过利用自动化的拧紧机构来进行工作，主要存在以下不足：(1)装置刚度低：现应用装置多为细长杆状结构，刚度低、稳定性差，拧紧过程中易受载变形。(2)自动化程度低：现主要通过人工利用经验操作方式进行拧紧套筒运动至拧紧工位，存在人为因素导致的螺纹连接组件拧紧相对偏移和倾斜等缺陷，同时存在工人技能要求高、劳动强度大和效率低下的问题。(3)拧紧精度低：现应用装置主要采用人力扭距器具作为拧紧动力输入，难以保证拧紧一致性，远端的长距离传动导致传动效率低下，螺纹连接件所受扭矩与转角无法精确测控，无法保证拧紧精度。
中国专利CN201410539517.8公开了《一种孔内螺母限力拧紧转接器》，包括扳手扭头、连杆、柔性悬拉钢索组件、扭臂后段、弹簧、销、扭臂前段、扳手头和D字头螺栓；扭臂后段与扭臂前段用销连接，并安装弹簧；扭臂后段与连杆焊接在一起，扭臂前段与扳手头焊接在一起，连杆与扳手扭头焊接在一起，柔性悬拉钢索组件穿过连杆侧面，两端分别连接连杆和扭臂前段。该发明的优点：基于同轴转化，扭头臂径向尺寸可变，水平弹性限位展直，柔性悬拉钢索操控技术的孔内螺母限力拧紧转接器，解决了零件设计后的装配瓶颈问题。替代了研制自动化机械手的昂贵费用与风险。确保了后续动平衡和传动装配工作及其它系列零部件研制工作的顺利进行。
中国专利CN201220684935.2公开了一种《内腔曲路螺母拧紧用辅助工装》，用于将被拧紧的螺母；其由下述结构构成：拧紧头、转接器、工装操作端；其中：拧紧头和工装操作端固定布置在转接器的两端；转接器为“L”字型结构；拧紧头处设置有用于和被拧紧的螺母配合的横截面为正六边形的孔。该工装可以结合内腔曲路螺母拧紧装置、孔探仪、微型摄像头等使用，一边在内腔曲路螺母拧紧的最后阶段进行螺母拧紧力的校准，确保技术效果。该工装结构简单，保证了螺母拧紧装置拧紧螺母的操作之后的后处理过程的技术效果。
上述两项专利适用在内腔结构中对螺纹连接件实施拧紧，但均具有结构为细长状、未采用具备数控功能的自动化拧紧动力系统的特点，存在装置刚度较低、使用过程大量依赖人工操作、操作复杂且效率较低等问题。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种刚度高、自动化程度高、操作简单且效率高的适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构及方法。
本发明的技术方案是：一种适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构，包括外筒、拧紧动力机构、拧紧传动机构和连杆机构。
所述的拧紧动力机构安装于外筒内腔，由伺服电机、减速机、扭矩传感器、拧紧动力轴和伞齿轮组成；伺服电机用于提供拧紧的转动动力，伺服电机受数控系统控制实现伺服电机输出轴的定值扭矩或定值转角输出，将伺服电机输出轴的转角信号反馈至数控系统；减速机输入端与伺服电机输出轴连接；拧紧动力轴与减速机输出轴之间通过扭矩传感器连接，扭矩传感器实现对拧紧动力轴所受扭矩的测量，并将扭矩信号反馈至数控系统；拧紧动力轴的头部固定安装伞齿轮。
所述的拧紧传动机构位于外筒端部，由杆状齿轮箱、铰座、输入齿轮、输出齿轮、齿形带、弹簧、输出齿轮端盖和拧紧套筒组成；杆状齿轮箱为长方体箱形结构，底端通过铰座与外筒端部相铰接，实现杆状齿轮箱整体相对外筒轴线水平位置到垂直位置的0-90°转动；输入齿轮安装于杆状齿轮箱底端内部，输入齿轮的端部具有与拧紧动力机构中伞齿轮相匹配的内伞齿结构，当杆状齿轮箱整体转至垂直位置时，输入齿轮上的内伞齿结构扣入到拧紧动力机构的伞齿轮上，实现输入齿轮与拧紧动力轴的连接；输出齿轮安装于杆状齿轮箱顶端内部，齿形带两端分别与输入齿轮和输出齿轮配合连接，杆状齿轮箱实现输入齿轮对输出齿轮的驱动；输出齿轮的端部具有花键槽盲孔结构，拧紧套筒通过尾端的花键结构安装到输出齿轮的花键槽盲孔内，输出齿轮端盖固定安装在输出齿轮花键槽的端面处，实现对拧紧套筒尾端结构的限位，防止拧紧套筒相对输出齿轮发生脱落，拧紧套筒尾端端面与花键槽盲孔之间安装有弹簧，弹簧的可压缩长度大于待拧紧螺栓的拧紧行程，实现拧紧套筒对待拧紧螺纹连接件的弹性压紧，拧紧套筒的头端具有与待拧紧螺纹连接件相适配的套筒结构，使套筒结构的内缘与待拧紧螺纹连接件的拧紧端外缘间隙配合，实现对待拧紧螺纹连接件的套装拧紧。
所述的连杆机构安装于外筒内腔，由电动伸缩缸和连杆组成；电动伸缩缸受数控系统控制，实现电动伸缩缸的伸出杆沿外筒轴线平行方向的直线运动；连杆的两端具有铰接结构，连杆的一端与电动伸缩缸的伸出杆铰接，另一端与杆状齿轮箱铰接，连杆实现使电动伸缩缸的伸出杆的直线运动转化为杆状齿轮箱整体以铰座为轴心的转动，电动伸缩缸的伸出杆伸出实现杆状齿轮箱整体向相对外筒轴线水平位置转动，电动伸缩缸的退回实现杆状齿轮箱整体向相对外筒轴线垂直位置转动。
所述的连杆机构尺寸设计满足公式：l3>l2+l4，l4>l1；其中，长度l1为铰接点o1与o2在杆状齿轮箱长度方向的映射距离，长度l2为铰接点o1与o2在杆状齿轮箱长度方向的垂直方向的映射距离，长度l3为铰接点o1与o3的相对距离，长度l4为铰接点o2与o3在外筒轴线垂直平面上的映射距离；o1为连杆与杆状齿轮箱的铰接点，o2为杆状齿轮箱尾端铰座与外筒的铰接点，o3为连杆与电动伸缩缸的伸出杆的铰接点。
进一步地，所述的外筒为无端盖的圆筒形结构，外筒的外径尺寸小于待拧紧工件内腔进口的内径尺寸。
进一步地，所述的外筒可直接安装或通过其他机械进给机构间接安装到待拧紧工件内腔中。
一种适用在内腔结构中拧紧的拧紧方法，包括以下步骤：
A、机构安装：保持连杆机构中的电动伸缩缸的伸出杆为伸出状态，拧紧传动机构中的杆状齿轮箱处于相对外筒轴线平行位置；外筒直接安装或通过其他机械进给机构间接安装到待拧紧工件内腔，使外筒端口达到待拧紧螺纹连接件的进深位置；沿外筒轴线转动外筒，调整角相与待拧紧螺纹连接件的角相对应。
B、拧紧套筒套装：数控系统控制电动伸缩缸的伸出杆退回，连杆机构中的连杆带动杆状齿轮箱转位至相对外筒轴线垂直位置，位于杆状齿轮箱底端的输入齿轮通过内伞齿结构扣入到拧紧动力机构的伞齿轮上，拧紧传动机构中的拧紧套筒处于与待拧紧螺纹连接件同轴线位置；拉动外筒使整体机构沿外筒轴向位移，使拧紧套筒套装到待拧紧螺纹连接件上，拧紧套筒尾端端面与输出齿轮花键槽盲孔之间的弹簧处于弹性压缩状态。
C、数控拧紧：数控系统控制拧紧动力机构中的伺服电机进行定值扭矩或定值转角输出，伺服电机将转角信号反馈至数控系统；伺服电机输出动力经减速机减速，通过扭矩传感器传递至拧紧动力轴，扭矩传感器实现对拧紧动力轴所受扭矩的测量，并将扭矩信号反馈至数控系统；所述的转角信号和扭矩信号均经预先标定处理，经数控系统转换为螺纹连接件实际所受转角和扭矩，转换后用于数据显示以及数控系统对伺服电机的反馈控制；拧紧动力轴带动拧紧传动机构中的输入齿轮转动，输入齿轮驱动杆状齿轮箱顶端的输出齿轮转动，输出齿轮花键连接的拧紧套筒实现对螺纹连接件的拧紧，在螺纹连接件旋入过程中，弹簧使拧紧套筒始终对螺纹连接件保持弹性压力，防止拧紧套筒相对螺纹连接件发生松脱。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明采用圆筒形结构外筒，相对传统细长杆状结构，具有结构刚度高的特点，满足拧紧过程高稳定性要求。
2、本发明采用数控系统控制连杆机构运动，实现拧紧传动机构中的杆状齿轮箱转位至拧紧工位，具有自动化程度高和运动精度高的特点，避免了人工误操作，减少了工人技能要求和劳动强度，提高作业效率。
3、本发明采用数控系统控制拧紧动力机构作为拧紧动力输入方式，实现具有拧紧转角和扭矩精确测控功能的数控拧紧，相对人力操作扭矩器具的方式，显著提高拧紧精度与一致性；本发明采用在外筒内部安装拧紧动力系统的方式，减少拧紧传动距离，提高传动效率与精度。
4、本发明采用在拧紧套筒尾端与输出齿轮花键槽盲孔之间安装弹簧结构，实现拧紧套筒对螺纹连接件在拧紧行程范围内的弹性压紧，在拧紧套筒拧紧转动过程中，无需通过人力或机械方式对拧紧套筒进行拧紧行程方向的位移，方便拧紧作业的实施。
5、本发明通过更换不同规格组件，包括改变外筒尺寸、杆状齿轮箱长度和拧紧套筒型号等结构形式，适应对不同内腔尺寸、螺纹连接件位置和型号等多种工件拧紧要求。本发明通过将拧紧套筒更换为钻头、铣刀和磨头等加工单元，实现对内腔结构的制孔、铣削和磨削等工艺，机构具备较高扩展性。
附图说明
图1是适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构的剖切结构示意图。
图2图1的A处放大图。
图3是拧紧传动机构中输出齿轮的剖切结构示意图。
图4是连杆机构的主要尺寸要求示意图。
图5是连杆带动杆状齿轮箱进行转位的工作示意图。
图中：1、外筒，2、拧紧动力机构，3、拧紧传动机构，4、连杆机构，5、伺服电机，6、减速机，7、扭矩传感器，8、拧紧动力轴，9、伞齿轮，10、杆状齿轮箱，11、铰座，12、输入齿轮，13、输出齿轮，14、齿形带，15、弹簧，16、输出齿轮端盖，17、拧紧套筒，18、电动伸缩缸，19、连杆。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
如图1-5所示，一种适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构，包括外筒1、拧紧动力机构2、拧紧传动机构3和连杆机构4。
所述的拧紧动力机构2安装于外筒1内腔，由伺服电机5、减速机6、扭矩传感器7、拧紧动力轴8和伞齿轮9组成；伺服电机5用于提供拧紧的转动动力，伺服电机5受数控系统控制实现伺服电机5输出轴的定值扭矩或定值转角输出，将伺服电机5输出轴的转角信号反馈至数控系统；减速机6输入端与伺服电机5输出轴连接；拧紧动力轴8与减速机6输出轴之间通过扭矩传感器7连接，扭矩传感器7实现对拧紧动力轴8所受扭矩的测量，并将扭矩信号反馈至数控系统；拧紧动力轴8的头部固定安装伞齿轮9。
所述的拧紧传动机构3位于外筒1端部，由杆状齿轮箱10、铰座11、输入齿轮12、输出齿轮13、齿形带14、弹簧15、输出齿轮端盖16和拧紧套筒17组成；杆状齿轮箱10为长方体箱形结构，底端通过铰座11与外筒1端部相铰接，实现杆状齿轮箱10整体相对外筒1轴线水平位置到垂直位置的0-90°转动；输入齿轮12安装于杆状齿轮箱10底端内部，输入齿轮12的端部具有与拧紧动力机构2中伞齿轮9相匹配的内伞齿结构，当杆状齿轮箱10整体转至垂直位置时，输入齿轮12上的内伞齿结构扣入到拧紧动力机构2的伞齿轮9上，实现输入齿轮12与拧紧动力轴8的连接；输出齿轮13安装于杆状齿轮箱10顶端内部，齿形带14两端分别与输入齿轮12和输出齿轮13配合连接，杆状齿轮箱10实现输入齿轮12对输出齿轮13的驱动；输出齿轮13的端部具有花键槽盲孔结构，拧紧套筒17通过尾端的花键结构安装到输出齿轮13的花键槽盲孔内，输出齿轮端盖16固定安装在输出齿轮13花键槽的端面处，实现对拧紧套筒17尾端结构的限位，防止拧紧套筒17相对输出齿轮13发生脱落，拧紧套筒17尾端端面与花键槽盲孔之间安装有弹簧15，弹簧15的可压缩长度大于待拧紧螺栓的拧紧行程，实现拧紧套筒17对待拧紧螺纹连接件的弹性压紧，拧紧套筒17的头端具有与待拧紧螺纹连接件相适配的套筒结构，使套筒结构的内缘与待拧紧螺纹连接件的拧紧端外缘间隙配合，实现对待拧紧螺纹连接件的套装拧紧。
所述的连杆机构4安装于外筒1内腔，由电动伸缩缸18和连杆19组成；电动伸缩缸18受数控系统控制，实现电动伸缩缸18的伸出杆沿外筒1轴线平行方向的直线运动；连杆19的两端具有铰接结构，连杆19的一端与电动伸缩缸18的伸出杆铰接，另一端与杆状齿轮箱10铰接，连杆19实现使电动伸缩缸18的伸出杆的直线运动转化为杆状齿轮箱10整体以铰座11为轴心的转动，电动伸缩缸18的伸出杆伸出实现杆状齿轮箱10整体向相对外筒1轴线水平位置转动，电动伸缩缸18的退回实现杆状齿轮箱10整体向相对外筒1轴线垂直位置转动。
所述的连杆机构4尺寸设计满足公式：l3>l2+l4，l4>l1；其中，长度l1为铰接点o1与o2在杆状齿轮箱10长度方向的映射距离，长度l2为铰接点o1与o2在杆状齿轮箱10长度方向的垂直方向的映射距离，长度l3为铰接点o1与o3的相对距离，长度l4为铰接点o2与o3在外筒1轴线垂直平面上的映射距离；o1为连杆19与杆状齿轮箱10的铰接点，o2为杆状齿轮箱10尾端铰座11与外筒1的铰接点，o3为连杆19与电动伸缩缸18的伸出杆的铰接点。
进一步地，所述的外筒1为无端盖的圆筒形结构，外筒1的外径尺寸小于待拧紧工件内腔进口的内径尺寸。
进一步地，所述的外筒1可直接安装或通过其他机械进给机构间接安装到待拧紧工件内腔中。
一种适用在内腔结构中拧紧的拧紧方法，包括以下步骤：
A、机构安装：保持连杆机构4中的电动伸缩缸18的伸出杆为伸出状态，拧紧传动机构3中的杆状齿轮箱10处于相对外筒1轴线平行位置；外筒1直接安装或通过其他机械进给机构间接安装到待拧紧工件内腔，使外筒1端口达到待拧紧螺纹连接件的进深位置；沿外筒1轴线转动外筒1，调整角相与待拧紧螺纹连接件的角相对应。
B、拧紧套筒17套装：数控系统控制电动伸缩缸18的伸出杆退回，连杆机构4中的连杆19带动杆状齿轮箱10转位至相对外筒1轴线垂直位置，位于杆状齿轮箱10底端的输入齿轮12通过内伞齿结构扣入到拧紧动力机构2的伞齿轮9上，拧紧传动机构3中的拧紧套筒17处于与待拧紧螺纹连接件同轴线位置；拉动外筒1使整体机构沿外筒1轴向位移，使拧紧套筒17套装到待拧紧螺纹连接件上，拧紧套筒17尾端端面与输出齿轮13花键槽盲孔之间的弹簧15处于弹性压缩状态。
C、数控拧紧：数控系统控制拧紧动力机构2中的伺服电机5进行定值扭矩或定值转角输出，伺服电机5将转角信号反馈至数控系统；伺服电机5输出动力经减速机6减速，通过扭矩传感器7传递至拧紧动力轴8，扭矩传感器7实现对拧紧动力轴8所受扭矩的测量，并将扭矩信号反馈至数控系统；所述的转角信号和扭矩信号均经预先标定处理，经数控系统转换为螺纹连接件实际所受转角和扭矩，转换后用于数据显示以及数控系统对伺服电机5的反馈控制；拧紧动力轴8带动拧紧传动机构3中的输入齿轮12转动，输入齿轮12驱动杆状齿轮箱10顶端的输出齿轮13转动，输出齿轮13花键连接的拧紧套筒17实现对螺纹连接件的拧紧，在螺纹连接件旋入过程中，弹簧15使拧紧套筒17始终对螺纹连接件保持弹性压力，防止拧紧套筒17相对螺纹连接件发生松脱。
本发明不局限于本实施例，任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构，其特征在于：包括外筒(1)、拧紧动力机构(2)、拧紧传动机构(3)和连杆机构(4)；所述的拧紧动力机构(2)安装于外筒(1)内腔，拧紧动力机构(2)通过连杆机构(4)与拧紧传动机构(3)连接；
所述的拧紧动力机构(2)中的伺服电机(5)受数控系统控制实现伺服电机(5)输出轴的定值扭矩或定值转角输出，将伺服电机(5)输出轴的转角信号反馈至数控系统；
所述的拧紧传动机构(3)位于外筒(1)的端部之外，拧紧传动机构(3)包括杆状齿轮箱(10)、输入齿轮(12)、输出齿轮(13)和拧紧套筒(17)；输入齿轮(12)安装于杆状齿轮箱(10)底端内部，输入齿轮(12)的端部具有与拧紧动力机构(2)中伞齿轮(9)相匹配的内伞齿结构，当杆状齿轮箱(10)整体转至垂直位置时，输入齿轮(12)上的内伞齿结构扣入到拧紧动力机构(2)的伞齿轮(9)上；输出齿轮(13)安装于杆状齿轮箱(10)顶端内部，杆状齿轮箱(10)实现输入齿轮(12)对输出齿轮(13)的驱动。
2.根据权利要求1所述的一种适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构，其特征在于：所述的杆状齿轮箱(10)为长方体箱形结构，底端通过铰座(11)与外筒(1)端部相铰接；输出齿轮(13)的端部具有花键槽盲孔结构，拧紧套筒(17)通过尾端的花键结构安装到输出齿轮(13)的花键槽盲孔内，拧紧套筒(17)尾端端面与花键槽盲孔之间安装有弹簧(15)，拧紧套筒(17)的头端具有与待拧紧螺纹连接件相适配的套筒结构，套筒结构的内缘与待拧紧螺纹连接件的拧紧端外缘间隙配合。
3.根据权利要求1所述的一种适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构，其特征在于：所述的拧紧动力机构(2)由伺服电机(5)、减速机(6)、扭矩传感器(7)、拧紧动力轴(8)和伞齿轮(9)组成；减速机(6)输入端与伺服电机(5)输出轴连接；拧紧动力轴(8)与减速机(6)输出轴之间通过扭矩传感器(7)连接，扭矩传感器(7)实现对拧紧动力轴(8)所受扭矩的测量，并将扭矩信号反馈至数控系统；拧紧动力轴(8)的头部固定安装伞齿轮(9)。
4.根据权利要求1所述的一种适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构，其特征在于：所述的连杆机构(4)由电动伸缩缸(18)和连杆(19)组成；电动伸缩缸(18)受数控系统控制，实现电动伸缩缸(18)的伸出杆沿外筒(1)轴线平行方向的直线运动；连杆(19)的两端具有铰接结构，连杆(19)的一端与电动伸缩缸(18)的伸出杆铰接，另一端与杆状齿轮箱(10)铰接，电动伸缩缸(18)的伸出杆伸出实现杆状齿轮箱(10)整体向相对外筒(1)轴线水平位置转动，电动伸缩缸(18)的退回实现杆状齿轮箱(10)整体向相对外筒(1)轴线垂直位置转动；
所述的连杆机构(4)尺寸设计满足公式：l3>l2+l4，l4>l1；其中，长度l1为铰接点o1与o2在杆状齿轮箱(10)长度方向的映射距离，长度l2为铰接点o1与o2在杆状齿轮箱(10)长度方向的垂直方向的映射距离，长度l3为铰接点o1与o3的相对距离，长度l4为铰接点o2与o3在外筒(1)轴线垂直平面上的映射距离；o1为连杆(19)与杆状齿轮箱(10)的铰接点，o2为杆状齿轮箱(10)尾端铰座(11)与外筒(1)的铰接点，o3为连杆(19)与电动伸缩缸(18)的伸出杆的铰接点。
5.根据权利要求1所述的一种适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构，其特征在于：所述的外筒(1)为无端盖的圆筒形结构，外筒(1)的外径尺寸小于待拧紧工件内腔进口的内径尺寸。
6.根据权利要求1所述的一种适用在内腔结构中拧紧的连杆式拧紧机构，其特征在于：所述的外筒(1)直接安装或通过其他机械进给机构间接安装到待拧紧工件内腔中。
7.一种适用在内腔结构中拧紧的拧紧方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、机构安装：保持连杆机构(4)中的电动伸缩缸(18)的伸出杆为伸出状态，拧紧传动机构(3)中的杆状齿轮箱(10)处于相对外筒(1)轴线平行位置；外筒(1)直接安装或通过其他机械进给机构间接安装到待拧紧工件内腔，使外筒(1)端口达到待拧紧螺纹连接件的进深位置；沿外筒(1)轴线转动外筒(1)，调整角相与待拧紧螺纹连接件的角相对应；
B、拧紧套筒(17)套装：数控系统控制电动伸缩缸(18)的伸出杆退回，连杆机构(4)中的连杆(19)带动杆状齿轮箱(10)转位至相对外筒(1)轴线垂直位置，位于杆状齿轮箱(10)底端的输入齿轮(12)通过内伞齿结构扣入到拧紧动力机构(2)的伞齿轮(9)上，拧紧传动机构(3)中的拧紧套筒(17) 处于与待拧紧螺纹连接件同轴线位置；拉动外筒(1)使整体机构沿外筒(1)轴向位移，使拧紧套筒(17) 套装到待拧紧螺纹连接件上，拧紧套筒(17)尾端端面与输出齿轮(13)花键槽盲孔之间的弹簧(15)处于弹性压缩状态；
C、数控拧紧：数控系统控制拧紧动力机构(2)中的伺服电机(5)进行定值扭矩或定值转角输出，伺服电机(5)将转角信号反馈至数控系统；伺服电机(5)输出动力经减速机(6)减速，通过扭矩传感器(7)传递至拧紧动力轴(8)，扭矩传感器(7)实现对拧紧动力轴(8)所受扭矩的测量，并将扭矩信号反馈至数控系统；拧紧动力轴(8)带动拧紧传动机构(3)中的输入齿轮(12)转动，输入齿轮(12)驱动杆状齿轮箱(10)顶端的输出齿轮(13)转动，输出齿轮(13)花键连接的拧紧套筒(17)实现对螺纹连接件的拧紧，在螺纹连接件旋入过程中，弹簧(15)使拧紧套筒(17)始终对螺纹连接件保持弹性压力，防止拧紧套筒(17)相对螺纹连接件发生松脱。
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