RU2066265C1

RU2066265C1 - Automated system for assembly and tightening of threaded connection

Info

Publication number: RU2066265C1
Authority: RU
Inventors: Б.В. Шандров; В.Н. Бобров; М.М. Стржемечный; В.А. Бутюгин
Original assignee: Московская государственная академия автомобильного и тракторного машиностроения
Priority date: 1991-12-26
Filing date: 1991-12-26
Publication date: 1996-09-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: automated system for assembly and tightening of threaded parts determined intermediate values of joint tightening moment and of turn angle and final ones. For this purpose it is provided with pickups of initial position, moment and turn angle which are interconnected and with unit to draw thread-turning tool up tight. Pickup of initial position is coupled to drive for translation of thread-turning tool, pickups of moment and of turn angle - to drive of its rotation and unit to draw thread-turning tool up tight. EFFECT: enhanced reliability of tightening of treaded parts. 5 cl, 7 dwg

Description

Предлагаемая автоматизированная система для сборки и затяжки резьбового соединения с контролем усилия на изобретение относится к области машиностроения, предназначена для сборки и затяжки резьбовых деталей с контролем усилия, возникающего в резьбовой паре. При замене ключа-насадки ее можно использовать в любой отрасли промышленности, где требуется определение точного и стабильного усилия затяжки при сборке резьбовых соединений. The proposed automated system for assembling and tightening a threaded connection with a force control for the invention relates to the field of engineering, is intended for the assembly and tightening of threaded parts with a control of the force arising in a threaded pair. When replacing a key-wrench, it can be used in any industry where it is necessary to determine the exact and stable tightening force when assembling threaded joints.

Известно устройство для затяжки резьбовых соединений (см. патент США N 4136559, кл. G 01 L 3/10, 1979 г.), содержащее корпус, в котором установлен двигатель, редуктор, клапан, рабочую головку, схему управления. Указанная система резьбозавертывающего устройства позволяет контролировать градиентную характеристику процесса затяжки в режиме реального времени. Данная система контроля позволяет определить момент и усилие затяжки в области пластической деформации. A device for tightening threaded connections (see US patent N 4136559, CL G 01 L 3/10, 1979), comprising a housing in which a motor, gearbox, valve, operating head, control circuit is installed. The specified system of the thread-wrapping device allows you to control the gradient characteristics of the tightening process in real time. This control system allows you to determine the moment and torque in the area of plastic deformation.

Недостатком устройства является то, что в системе используются тензометрические датчики, которые показывают нестабильные результаты измерений величины момента из-за их наклейки. При этом в указанных датчиках возникает текучесть и требуется большой ток для работы, в результате чего появляется температурная текучесть и система производит контроль усилия затяжки, которая будет низкой. The disadvantage of this device is that the system uses strain gauges, which show unstable measurement results of the magnitude of the moment due to their stickers. At the same time, fluidity occurs in these sensors and a large current is required for operation, as a result of which temperature fluidity appears and the system monitors the tightening force, which will be low.

Известно устройство гайковерт (патент США кл.⁴ (73/139) B 25 B 23/14 N 4223555, 1980 г. ), содержащий корпус, размещенные в нем пневмодвигатель с редуктором, шпиндель с рабочей головкой и шестерня с зубьями, которая связана с корпусом, на поверхности шестерен наклеиваются тензометрические датчики, которые связаны с электронной схемой управления. Устройство работает следующим образом. При включении силового привода происходит опускание плиты до тех пор, пока головка инструмента не войдет в контакт с винтом или гайкой, при этом происходит включение электронной системы, связанной с соленоидным клапаном и датчиком, от которого происходит включение первого. Соленоидный клапан подает воздух в пневмодвигатель, приводя его и головку инструмента в движение. Датчики гайковерта определяют крутящий момент, а через него усилие затяжки.A wrench device is known (US patent CL ⁴ (73/139) B 25 B 23/14 N 4223555, 1980), comprising a housing, an air motor with a gearbox, a spindle with a working head, and a gear with teeth connected to it housing, on the surface of the gears are glued strain gauge sensors that are associated with an electronic control circuit. The device operates as follows. When the power drive is turned on, the plate is lowered until the tool head comes into contact with the screw or nut, and the electronic system connected to the solenoid valve and the sensor, from which the first is turned on, turns on. The solenoid valve supplies air to the air motor, driving it and the tool head. The wrench sensors detect the torque, and through it, the tightening force.

Недостатком устройства является то, что в процессе сборки все же не достигается точность и стабильность затяжки в процессе сборки резьбовых соединений из-за нестабильности измеряемой величины момента, возникающей в процессе работы тензометрических датчиков, имеющих температурную текучесть и требующих большую величину тока для работы. The disadvantage of this device is that in the assembly process, accuracy and stability of the tightening are not achieved during the assembly of threaded joints due to the instability of the measured value of the moment that occurs during operation of strain gauge sensors having temperature fluidity and requiring a large amount of current for operation.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для затяжки резьбовых соединений (см а.с. СССР N 1215984, кл. B 25 B 23/14, 1984 г.), содержащее корпус с размещенными в нем приводом, кинематически связанного с ним, вал с резьбозавертывающей головкой, ограничитель крутящего момента, включающий электромагнитную муфту и систему управления, имеющего датчики крутящего момента и угла поворота резьбозавертывающей головки и электрически связанную с приводом. Устройство работает следующим образом: при включении привода начинают вращаться перфорированные диски, установленные на двигателе и шпинделе, осуществляется связь с датчиками момента и угла поворота. При достижении заданных величин момента и угла поворота происходит отключение всей системы. Closest to the proposed technical essence is a device for tightening threaded connections (see AS USSR N 1215984, class B 25 B 23/14, 1984), containing a housing with a drive placed in it, kinematically connected with it, a shaft with a thread-wrapping head, a torque limiter comprising an electromagnetic clutch and a control system having torque and rotation angle sensors of the thread-wrapping head and electrically connected to the drive. The device operates as follows: when the drive is turned on, the perforated discs mounted on the motor and the spindle start to rotate, communication with the torque and angle sensors is carried out. Upon reaching the specified values of the moment and angle of rotation, the entire system is turned off.

Недостатком устройства является недостаточная точность и стабильность усилия затяжки из-за неточности измерения момента и угла поворота: так как датчики момента и угла поворота разнесены на большие расстояния, между которыми установлены элементы устройства, вносящие своими рабочими действиями погрешность в систему управления по измерению усилия затяжки и угла поворота. Кроме того, данным устройством нельзя определить начальный момент, максимальный момент то есть следить за процессом затяжки резьбового соединения. The disadvantage of this device is the lack of accuracy and stability of the tightening force due to inaccuracies in measuring the moment and angle of rotation: since the sensors of the moment and angle of rotation are spaced long distances between which the device elements are installed, introducing an error into the control system for measuring the tightening force by their working actions angle of rotation. In addition, this device cannot determine the initial moment, the maximum moment, that is, to monitor the process of tightening the threaded connection.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности сборки путем повышения точности по определению усилия затяжки и стабильности контроля заданных параметров в резьбовых узлах. The aim of the present invention is to increase the efficiency of the assembly by increasing the accuracy of determining the tightening force and stability control of the specified parameters in the threaded nodes.

Поставленная цель достигается тем, что автоматизированная система для сборки и затяжки резьбового соединения с контролем усилия снабжена механизмом перемещения, механизмами подачи и зажима, датчиком начального положения резьбозавертывающего инструмента, при этом механизм перемещения выполнен в виде цилиндрического корпуса с резьбовым осевым отверстием, закрепленного торцем на основании, ходовым винтом, сопряженного с резьбовым отверстием, гильзой, установленной с возможностью осевого перемещения на цилиндрическом корпусе и связанной с подшипником качения и ходовым винтом, закрепленного на гильзе привода с электромагнитной муфтой, связанной с ходовым винтом, а механизмы подачи и зажима выполнены в виде пневмоцилиндров, жестко связанных с корпусом, при этом механизм зажима снабжен прихватами для фиксации и закрепления резьбового узла, датчик начального положения установлен с возможностью взаимодействия с резьбозавертывающим инструментом. This goal is achieved in that the automated system for assembling and tightening the threaded connection with force control is equipped with a movement mechanism, feed and clamp mechanisms, a sensor for the initial position of the thread-wrapping tool, while the movement mechanism is made in the form of a cylindrical body with a threaded axial hole fixed with an end face on the base , a lead screw mated to a threaded hole, a sleeve mounted axially movable on a cylindrical body and connected with a rolling bearing and a lead screw mounted on a drive sleeve with an electromagnetic coupling connected to the lead screw, and the feeding and clamping mechanisms are made in the form of pneumatic cylinders rigidly connected to the housing, while the clamping mechanism is equipped with clamps for fixing and securing the threaded assembly, a sensor the initial position is installed with the possibility of interaction with a thread-wrapping tool.

Повышение точности сборки резьбовых узлов с определением усилия затяжки и стабильности контроля заданных параметров обеспечивается за счет применения системы, которая ориентирует детали, поступающие на сборку, производя их зажим. Использование датчика начального положения резьбозавертывающего инструмента позволяет вести более точное определение заданных параметров - момента затяжки и угла поворота. Improving the accuracy of assembly of threaded nodes with the determination of the tightening force and stability of control of the specified parameters is ensured by the use of a system that orientates the parts coming to the assembly by clamping them. Using the sensor of the initial position of the thread-wrapping tool allows a more accurate determination of the set parameters - the tightening torque and the angle of rotation.

Таким образом, заявленная "Автоматизированная система для сборки и затяжки резьбового соединения с контролем усилия" соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявленного решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области и техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное решение от прототипа и обеспечивающие положительный эффект указанный в цели изобретения, что позволило сделать вывод о его соответствии критерию "существенные отличия". Thus, the claimed "Automated system for assembling and tightening a threaded connection with force control" meets the criteria of the invention of "novelty." Comparison of the claimed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this field and technology did not allow us to identify signs that distinguish the claimed solution from the prototype and provide a positive effect specified for the purpose of the invention, which allowed us to conclude that it meets the criterion of "substantial differences. "

Автоматизированная система для сборки и затяжки резьбового соединения с контролем усилия представлена на фиг.1, состоящей из основных узлов. An automated system for assembling and tightening a threaded connection with a force control is shown in figure 1, consisting of the main nodes.

Фиг.2 резьбозавертывающий инструмент,
Фиг.3 механизм перемещения, фиг.4 кинематическая схема устройства, фиг.5 электронная система управления, фиг.6 схема управления механизмом подачи и зажима, фиг. 7 схема управления работой двигателей механизма перемещения и резьбозавертывающего инструмента.Figure 2 thread-wrapping tool,
Fig. 3 movement mechanism; Fig. 4 kinematic diagram of the device; Fig. 5 electronic control system; Fig. 6 control circuit of the feeding and clamping mechanism; 7 control diagram of the operation of the engines of the movement mechanism and thread-wrapping tool.

Автоматизированная система для сборки и затяжки резьбового соединения с контролем усилия состоит из основных механизмов, представленных на фиг.1: поворотного стола 1, механизма перемещения 2, резьбозавертывающего инструмента 3, резьбового узла 4. Поворотный стол 1 используется для подачи деталей на сборку и содержит корпус 5, ось 6, на котором размещен диск 7 поворотного стола, предназначенного для установки собираемых деталей. Внутри корпуса 5 на оси 6 установлено храповое колесо 8, диск фиксатора 9, механизм подачи 10 и зажима 11, фиксатор 12, схема управления 13 механизмами подачи 10 и зажима 11 представлена на фиг.6. Механизм подачи 10 осуществляет перемещение храпового колеса 8 вместе с диском поворотного стола 7 на одну позицию. Механизм зажима 11 производит ориентацию и зажима детали поступающей на сборку. Механизм перемещения 2 (фиг.3) устанавливается на корпусе 5 поворотного стола 1 и снабжен электродвигателем 14, редуктором 15, электромагнитной муфтой 16, ходовым винтом 17, гайкой 18, гильзой 19, кронштейном 20, датчиком начального положения 21 и схемой управления работой двигателем (фиг.7), которая связана с системой управления механизмами подачи и зажима фиг.6. Резьбозавертывающий инструмент фиг.2 устанавливается на кронштейн 20 и содержит электродвигатель 23, редуктор 24, электромагнитную муфту 25, фазочувствительный преобразователь 26, выполненный в виде рессорного шпинделя с перфорированными дисками, фотоэлектрические датчики 27 и 28, основанные на принципе срыва колебаний блокинг-генератора, головку ключа 29 и электронную систему управления, которая следит за состоянием резьбовой пары и ведет активный контроль по определению заданных параметров момента затяжки и угла поворота и связана со схемой управления механизмами подачи и зажима 13, представленной на фиг. 6, и схемой управления работой двигателей механизмов перемещения и резьбозавертывающего инструмента фиг.7. An automated system for assembling and tightening a threaded connection with a force control consists of the main mechanisms shown in Fig. 1: a rotary table 1, a moving mechanism 2, a screw-wrapping tool 3, a threaded assembly 4. A rotary table 1 is used to feed parts to the assembly and contains a housing 5, axis 6, on which is placed the disk 7 of the rotary table, designed to install the assembled parts. Inside the housing 5, on the axis 6, a ratchet wheel 8, a lock disk 9, a feed mechanism 10 and a clamp 11, a lock 12, a control circuit 13 of the feed mechanisms 10 and the clamp 11 are shown in Fig.6. The feed mechanism 10 moves the ratchet wheel 8 together with the disk of the turntable 7 by one position. The clamping mechanism 11 produces the orientation and clamping of the part coming to the assembly. The movement mechanism 2 (Fig. 3) is mounted on the housing 5 of the rotary table 1 and is equipped with an electric motor 14, a gearbox 15, an electromagnetic clutch 16, a spindle 17, a nut 18, a sleeve 19, an arm 20, an initial position sensor 21 and an engine operation control circuit ( Fig.7), which is connected with the control system of the feeding and clamping mechanisms of Fig.6. The screw-wrapping tool of Fig. 2 is mounted on the bracket 20 and contains an electric motor 23, a gearbox 24, an electromagnetic coupling 25, a phase-sensitive transducer 26 made in the form of a spring spindle with perforated disks, photoelectric sensors 27 and 28, based on the principle of disruption of the oscillations of the blocking generator, a head key 29 and an electronic control system that monitors the state of the threaded pair and conducts active control to determine the specified parameters of the tightening torque and angle of rotation and is connected with the circuit th control of the feed and clamp mechanisms 13 shown in FIG. 6, and the engine control circuit of the movement mechanisms and the thread-wrapping tool of FIG. 7.

Схема управления 13 механизмами подачи 10 и зажима 11 фиг.6 состоит из полостей 31 и 32, которые имеет механизмы подачи 10, а механизм зажима 11 снабжен полостями 33 и 34. Схема управления 13 механизмами подачи 10 и зажима 11 кроме того включает кран муфтовый натяжной 35, влагоотделитель 36, масленки 37 и 38, воздухораспределители 40,41, электромагниты 42,43, соленоид 44, дросселя с обратными клапанами 45,46,47, ресивер 48, регулятор давления 49, соленоид 50. Схема управления работой двигателями представлена на фиг.7 механизмов перемещения 2 и резьбозавертывающего инструмента 3, которая состоит из кнопки "Пуск" 51, катушек магнитного пускателя 52,53, путевого выключателя 54, контактора 55, тепловых реле 56,57, катушки времени 58, кнопки "Стоп" 59. Электронная система управления фиг.5 следит за состоянием резьбовой пары и ведет активный контроль по определению заданных параметров момента угла затяжки, содержит датчик начального положения 21 и фотоэлектрические датчики 27 и 28. Фотоэлектрические датчики 27 и 28, взаимодействуя с перфорированными дисками рессорного шпинделя 26, вырабатывают сигнал, который поступают в электронную систему управления, состоящую из устройства выделения фазового импульса триггеров 60 и 61, опорного генератора 62, делителя частоты 63, формирователя сброса импульса элементов ячейки ИЛИ 65,66,67, 68, элементов ячейки И 69,70,71,72,73,74,75,76. Элементы 69,70,71,72 управляют резьбозавертывающим инструментом 3, выполненным в виде реле 77, состоящего из ячеек И, транзисторных ключей и герконовых реле. The control circuit 13 of the feed mechanisms 10 and the clamp 11 of Fig.6 consists of cavities 31 and 32, which has feed mechanisms 10, and the clamp mechanism 11 is provided with the cavities 33 and 34. The control circuit 13 of the feed mechanisms 10 and clamp 11 also includes a tension coupling clutch 35, water separator 36, nipples 37 and 38, air distributors 40.41, electromagnets 42.43, solenoid 44, throttles with check valves 45.46.47, receiver 48, pressure regulator 49, solenoid 50. The engine operation control circuit is shown in FIG. .7 movement mechanisms 2 and a thread-tightening tool nta 3, which consists of the "Start" button 51, magnetic starter coils 52.53, trip switch 54, contactor 55, thermal relays 56.57, time coil 58, Stop button 59. The electronic control system of FIG. 5 monitors the state of the threaded pair and conducts active control to determine the specified parameters of the torque angle, contains the initial position sensor 21 and photoelectric sensors 27 and 28. Photoelectric sensors 27 and 28, interacting with the perforated discs of the spring spindle 26, generate a signal that is transmitted electronically a control system consisting of a device for extracting a phase pulse of triggers 60 and 61, a reference oscillator 62, a frequency divider 63, a pulse shaper of the cell elements OR 65,66,67, 68, cell elements AND 69,70,71,72,73, 74.75.76. Elements 69,70,71,72 control the thread-wrapping tool 3, made in the form of a relay 77, consisting of AND cells, transistor switches and reed relays.

Устройство пуска резьбозавертывающего инструмента 3 состоит из триггеров 78 и 79, блоков предустановки 80,81,82, которые соответствуют параметрам крутящего момента усилия затяжки, угла поворота (затяжки), доворота (дозатяжки), состоящие из переключателей, дешифраторов 83,84,85, счетчиков 86,87,88, блоков индикации текущих значений измеряемых величин 89, угла поворота 90, доворота (дозатяжки) 91. Устройство индикации предельного значения 92 для момента и угла поворота состоит из триггеров 93 и 94, которые служат для аварийной остановки и контроля за состоянием резьбового соединения и ячеек И 73,74,75, делителя частоты импульса угла 93 и делителя частоты импульса 94. Устройство автоматизации состоит из триггеров 95,96,97, ячеек ИЛИ 67 и 68, ячейки И 76. Датчик начального рабочего положения 21 резьбозавертывающего инструмента 3 относительно резьбового узла 4 связан с ячейкой И 98 и делителем частоты импульса угла 99. Кроме того, ячейка И 98 имеет связь с триггерами 61 и 79, а триггер 61 в свою очередь связан с делителем 100. The start-up device of the thread-wrapping tool 3 consists of triggers 78 and 79, preset blocks 80.81.82, which correspond to the parameters of the torque of the tightening torque, rotation angle (tightening), turn-in (re-tightening), consisting of switches, decoders 83.84.85, counters 86.87.88, display units for the current values of the measured values 89, a rotation angle of 90, a dovor (additional tension) 91. The device for indicating the limit value 92 for the moment and angle of rotation consists of triggers 93 and 94, which serve for emergency stop and monitoring state the threaded connection and the cells And 73,74,75, the pulse frequency divider angle 93 and the pulse frequency divider 94. The automation device consists of triggers 95,96,97, cells OR 67 and 68, cell And 76. The sensor of the initial working position 21 thread-wrapping tool 3 relative to the threaded assembly 4 is connected to the cell And 98 and the pulse frequency divider of the angle 99. In addition, the cell And 98 is connected to the triggers 61 and 79, and the trigger 61 in turn is connected to the divider 100.

Автоматизированная система для сборки и затяжки резьбовых соединений с контролем усилия работает следующим образом. При нажатии кнопки "Пуск" 51 одновременно происходит включение двух систем: схемы управления механизмов подачи и зажима 13 и схемы управления работой двигателей. При этом первая осуществляет перемещение поворотного диска 7, поворотного стола 1 при помощи механизма подачи 10, перемещается храповое колесо 8, установленное на оси 6 до того момента, пока фиксатор 12 не зафиксирует диск фиксатора 9. Схема управления механизмов подачи и зажима 13 включает электромагнит ЭМ 1 42 и воздух из трубопровода через кран натяжной муфтовой 35, влагоотделитель 36 попадает в одну из ветвей, проходя через масленку 37 и воздухораспределитель 40, дроссель с обратным клапаном 45, который осуществляет регулирование скорости перемещения, попадает в полость 32 (пневмоцилиндра) механизма подачи 10. Перемещаясь, шток механизма подачи 10 перемещает поворотный диск 7 с резьбовым узлом 4 в зону сборки, где фиксируются фиксатором 12. После остановки поворотного диска 7 и его фиксации команда от схемы управления механизмами подачи и зажима 13 через реле времени 41 включает электромагнит ЭМ3 43 и воздух по другой ветви через ресивер 48, регулятор давления 49, масленку 38, воздухораспределитель 41, дроссель с обратным клапаном 47 подается в полость 34 (пневмоцилиндра) механизма зажима 11, осуществляя зажим резьбового узла 4. Одновременно с зажимом резьбового узла 4 команда со схемы управления механизмами подачи и зажима 13 подается на соленоид ЭМ2 44, воздухораспределителя 40 и воздух подается в штоковую полость 31 механизма подачи 10 через дроссель 46, возвращая шток в исходное положение. После зажима резьбового узла 4 по команде от системы управления механизмами подачи и зажима 13 через реле времени 41 включается механизм перемещения 2. При этом электродвигатель 14 включается через замкнутый путевой выключатель 54 и систему контактов катушки магнитного пускателя 52 и контактор 55, приводя в движение через редуктор 15, включенную электромагнитную муфту 16, ходовой винт 17. Вращаясь по гайке 18, ходовой винт 17 перемещает гильзу 19 с установленным на ней кронштейном 20. На кронштейне 20 установлен резьбозавертывающий инструмент 3. Перемещение гильзы 19 осуществляется программным обеспечением, которое установлено в устройстве управления. При достижении датчика конечного положения 21, установленного в корпусе механизма перемещения 2, происходит срабатывание электромагнитной муфты 16 при помощи путевого выключателя ПВ 54, размыкающего цепь катушки 1В 52. При этом происходит выключение электродвигателя 14. Одновременно с этим сигнал от датчика конечного положения 21 производит включение электродвигателя 23 через контактор 1ПВ 55 в цепи катушки магнитного пускателя 2В 53. Вращаясь, электродвигатель 23 через редуктор 24, включенную электромагнитную муфту 25 передает вращение чувствительному преобразователю 26, выполненному в виде рессорного шпинделя с перфорированными дисками и ключу 29. Вращаясь, ключ 29, который находится в поджатом состоянии, захватывает гайку резьбового узла 4, осуществляя ее завинчивание (сборку). Вырабатываемые при этом сигналы с фотоэлектрических датчиков 27 и 28 поступают в электронную систему управления и контроля, в которой один из перфорированных дисков фазочувствительного преобразователя 26 с фотоэлектрическими датчиком 28, который расположен ближе к резьбовой детали, используется для определения угла затяжки резьбового соединения. Другой перфорированный диск с фотоэлектрическим датчиком 27 используется для определения крутящего момента. При этом фотоэлектрические датчики 27 и 28, выполненные на фотодиодах ДФ1, а в качестве света источника используются миниатюрные лампы накаливания (полупроводниковые светодиоды). В процессе работы происходит формирование сигналов от датчика 27 с помощью триггера Шмитта и одновибратора, расположенных в них. После формирования импульса по амплитуде и длительности они поступают в блок выделения фазового импульса, выполненного в виде двух триггеров и двух ячеек И 60. Сформированный фазовый импульс поступает на один из входов ячейки И 61, а на другие два входа этой ячейки 61 поступают импульсы заполнения и команды "Пуск" от триггера 79. Пачка импульсов, пропорциональная моменту с выхода ячейки И 61, поступает через делитель 100 на вход четырехразрядного счетчика 86. Состояние счетчика 86 индицируется на индикаторном табло 89. Одновременно сигналы со счетчика 86 поступают на декадный дешифратор 83 и ячейку ИЛИ 65. Один из выходов ячейки ИЛИ 65 связан с формирователем делителя сброса 64, а другой со счетчиком угла затяжки 87 и триггером 97. Сигнал с дешифратора 83 с предварительной установкой разряда величины момента 80 по одному из каналов поступает через триггер 94, ячейку И 74 и блок индикации предельного значения момента затяжки, а по другому каналу сигнал от дешифратора 83 поступает в ячейку ИЛИ 67. При достижении заданного момента срабатывает триггер 95 и его сигнал поступает на один из входов ячейки И 76. Аналогично работает канал угла затяжки, отличие состоит в том, что импульсы с формирователя датчика 28 поступают на один из входов ячейки 98, на другие два входа поступают сигналы команды "Пуск" от триггера 79 и команда от датчика 21, который указывает положение резьбозавертывающего инструмента относительно резьбового узла 4. Импульсы с выхода ячейки И 98 поступают на вход делителя 99, а от него на четырехразрядный счетчик 87. Состояние счетчика 87 индицируется на индикаторном табло 90. Одновременно сигналы со счетчика 87 поступают на дешифратор 84, а сигнал с дешифратора 84 с предварительной установкой разряда угла затяжки 81 по одному из каналов поступает через триггер 53, ячейку И 73 в блок индикации предельного значения угла затяжки 92, а по другому каналу сигнал с дешифратора 84 поступает через ячейку ИЛИ 68 на вход триггера 96 при достижении заданного угла затяжки. При одновременном срабатывании триггеров 95 и 96 (когда достигнуты заданной момент и угол затяжки) сигналы с выходов этих триггеров 95 и 96 поступают на вход ячейки И 76, одновременно на третий вход этой ячейки И 76 поступают тактовые импульсы доворота (дозатяжки) с делителя частоты 63, который подключен к опорному генератору 62 с одной стороны, а с другой стороны связан с ячейками И 61, с формирователями импульса сброса 64, ячейкой И 76. Формирование количества импульсов доворота происходит следующим образом. Импульсы с выхода ячейки И 76 через ячейку И 70 поступают на вход двухразрядного счетчика 88, состояние которого индицируется индикаторным табло 91 и одновременно счетчик 88 работает на дешифратор 85 с предварительной установкой 82. Предварительная установка 82 позволяет установить определенное количество тактов доворота (дозатяжки). При достижении заданного числа тактов сигнал с дешифратора 85 через ячейку И 72, триггер 97, ячейку И 69 на вход ячейки ИЛИ 66, с которой сигнал поступает через ячейку И 75 в блок индикации предельного значения, указывая окончательную величину момента и угла поворота (затяжки). После достижения заданного числа тактов сигнал с дешифратора 85 через ячейку И 72 устанавливает триггер 97 в нулевое положение и поступление импульсов на вход ячейки ИЛИ 66 прекращается, так как импульсы с ячейки И 76 поступают также на ячейку И 69, то состояние триггера 97 определяет поступление тактовых импульсов доворота на исполнительный элемент 77, выполненного в виде реле, через ячейку ИЛИ 88 и ячейку И 71. При поступлении последнего тактового импульса доворота триггер 94 срабатывает и переводит в исходное состояние триггера 95 и 96, поступление импульсов с выхода ячейки И 76 прекращается и исполнительный элемент 77 прекращает работу резьбозавертывающего инструмента 3, выключая электромагнитную муфту 25, которая размыкает между редуктором 24 и фазочувствительным преобразователем 26. После чего происходит выключение электродвигателя 23 резьбозавертывающего инструмента. При достижении установленных параметров затяжки от схемы управления работой двигателей 22 подается сигнал на блок контакт 1Н, включая двигатель 1Д 14 на подъем резьбозавертывающего инструмента 3 в исходное положение. Подъем резьбозавертывающего инструмента 3 в исходное положение регулируется реле времени 58, после чего цикл сборки повторяется снова. An automated system for assembling and tightening threaded joints with force control works as follows. When the "Start" button 51 is pressed, two systems are turned on simultaneously: the control circuit of the feed and clamp mechanisms 13 and the control circuit of the operation of the engines. The first one moves the rotary disk 7, the rotary table 1 by means of the feeding mechanism 10, the ratchet wheel 8 mounted on the axis 6 moves until the latch 12 fixes the latch of the latch 9. The control circuit of the feeding mechanisms and clamp 13 includes an EM electromagnet 1 42 and air from the pipeline through the coupling tension valve 35, the moisture separator 36 enters one of the branches, passing through the oiler 37 and the air distributor 40, a throttle valve with a check valve 45, which controls the speed of movement niya, enters the cavity 32 (pneumatic cylinder) of the feeding mechanism 10. Moving, the rod of the feeding mechanism 10 moves the rotary disk 7 with the threaded assembly 4 into the assembly area, where they are fixed by the latch 12. After stopping the rotary disk 7 and fixing it, the command from the control circuit of the feeding mechanisms and a clamp 13 through a time relay 41 turns on an EM3 electromagnet 43 and air in another branch through a receiver 48, a pressure regulator 49, an oiler 38, an air distributor 41, a throttle with a non-return valve 47 is fed into the cavity 34 (pneumatic cylinder) of the clamp mechanism 11, creating the clamp of the threaded assembly 4. Simultaneously with the clamping of the threaded assembly 4, the command from the control circuit of the feeding mechanisms and clamp 13 is supplied to the solenoid EM2 44, air distributor 40 and air is supplied to the rod cavity 31 of the feeding mechanism 10 through the throttle 46, returning the rod to its original position. After clamping the threaded assembly 4, on a command from the control system of the feed mechanisms and clamp 13, the movement mechanism 2 is activated via the time relay 41. In this case, the electric motor 14 is turned on via a closed travel switch 54 and the contact system of the magnetic starter coil 52 and the contactor 55, driving through the gearbox 15, the included electromagnetic clutch 16, the lead screw 17. Rotating on the nut 18, the lead screw 17 moves the sleeve 19 with the bracket 20 installed on it. A thread-wrapping tool 3 is mounted on the bracket 20. Moving The sleeve 19 is provided by software that is installed in the control device. Upon reaching the end position sensor 21 installed in the housing of the displacement mechanism 2, the electromagnetic clutch 16 is actuated using the directional switch PV 54, opening the coil circuit 1B 52. In this case, the motor 14 is turned off. At the same time, the signal from the end position sensor 21 turns on the electric motor 23 through the contactor 1PV 55 in the coil circuit of the magnetic starter 2B 53. Rotating, the electric motor 23 through the gear 24, the included electromagnetic clutch 25 transmits the rotation of the sensor converter 26, made in the form of a spring spindle with perforated disks and a wrench 29. Rotating, the wrench 29, which is in a pre-tensioned state, captures the nut of the threaded assembly 4, performing its screwing (assembly). The signals generated from the photoelectric sensors 27 and 28 are then fed into an electronic control and monitoring system in which one of the perforated disks of the phase-sensitive transducer 26 with the photoelectric sensor 28, which is located closer to the threaded part, is used to determine the tightening angle of the threaded connection. Another perforated disk with a photoelectric sensor 27 is used to determine the torque. In this case, the photoelectric sensors 27 and 28 are made on photodiodes DF1, and miniature incandescent lamps (semiconductor LEDs) are used as the source light. In the process, the formation of signals from the sensor 27 using the Schmitt trigger and a single vibrator located in them. After the formation of the pulse in amplitude and duration, they enter the phase pulse separation unit, made in the form of two triggers and two And 60 cells. The generated phase pulse goes to one of the inputs of the And 61 cell, and the filling pulses and the other two inputs of this cell 61 “Start” command from trigger 79. A pulse train proportional to the moment from the output of AND cell 61 is transmitted through a divider 100 to the input of a four-digit counter 86. The status of the counter 86 is indicated on the indicator board 89. At the same time, signals from the counter 86 enter the decade decryptor 83 and the OR cell 65. One of the outputs of the OR cell 65 is connected to the shaper of the reset divider 64, and the other to the counter of the tightening angle 87 and trigger 97. The signal from the decoder 83 with the preset discharge of the moment value 80 according to one of The channel enters through the trigger 94, the And 74 cell and the display unit of the limit value of the tightening torque, and on the other channel the signal from the decoder 83 enters the OR 67 cell. When the set moment is reached, the trigger 95 is triggered and its signal goes to one of the inputs of the And 76 cell The tightening angle channel works similarly, the difference is that the pulses from the sensor shaper 28 are fed to one of the inputs of the cell 98, the Start command signals from the trigger 79 and the command from the sensor 21, which indicates the position of the thread-wrapping tool, to the other two inputs relative to the threaded assembly 4. Pulses from the output of the cell And 98 are fed to the input of the divider 99, and from it to the four-digit counter 87. The status of the counter 87 is displayed on the indicator board 90. At the same time, the signals from the counter 87 are sent to the decoder 84, and the signal from the decoder 84 with the preliminary setting of the discharge of the tightening angle 81 through one of the channels enters through the trigger 53, cell And 73 to the display unit of the limit value of the tightening angle 92, and through the other channel the signal from the decoder 84 enters through the cell OR 68 to the input of the trigger 96 when reaching the set tightening angle. When triggers 95 and 96 are simultaneously triggered (when the specified torque and tightening angle are reached), the signals from the outputs of these triggers 95 and 96 are fed to the input of the And 76 cell, and at the same time the third input of this And 76 cell receives the clock pulses of the door (extra pull) from the frequency divider 63 , which is connected to the reference oscillator 62 on the one hand, and on the other hand connected with cells And 61, with the formers of the reset pulse 64, the cell And 76. The formation of the number of impulses dovora is as follows. The pulses from the output of cell And 76 through cell And 70 go to the input of a two-digit counter 88, the status of which is indicated by the indicator board 91 and at the same time, the counter 88 works on the decoder 85 with the preset 82. Preset 82 allows you to set a certain number of clock cycles (back-up). When the specified number of clocks is reached, the signal from the decoder 85 through the And 72 cell, trigger 97, And 69 cell to the input of the OR 66 cell, from which the signal enters through the And 75 cell to the limit value indication unit, indicating the final value of the moment and rotation angle (tightening) . After reaching the specified number of clock cycles, the signal from the decoder 85 through the AND 72 cell sets the trigger 97 to the zero position and the pulse input to the input of the OR 66 cell stops, since the pulses from the And 76 cell also go to the And 69 cell, the state of the trigger 97 determines the arrival of clock pulses of a turn-in to the actuator 77, made in the form of a relay, through the OR cell 88 and the cell AND 71. When the last clock pulse of the turn-in occurs, the trigger 94 is activated and restores the trigger 95 and 96, receipt mpulsov output from cell 76 and is stopped and the actuator 77 stops rezbozavertyvayuschego tool 3, turning off the electromagnetic clutch 25, which disconnects between the gear unit 24 and a phase-sensitive transducer 26. Then motor 23 is switched off rezbozavertyvayuschego tool. Upon reaching the set tightening parameters from the control circuit of the operation of the engines 22, a signal is sent to the contact block 1H, including the motor 1D 14 to raise the thread-wrapping tool 3 to its original position. The raising of the thread-wrapping tool 3 to its initial position is regulated by the time relay 58, after which the assembly cycle is repeated again.

Claims

1. An automated system for assembling and tightening a threaded connection with a force control, comprising a base, a thread-wrapping tool with a movement mechanism, a feed and clamping mechanism, and a control and measurement system, characterized in that the control and measurement system is equipped with interconnected torque sensors , the angle of rotation and the initial position, as well as the do-it-yourself unit of the thread-wrapping tool, while the sensor of the initial position is connected with the drive of movement of the thread-wrapping a working tool, and a torque and angle sensor with a drive of its rotation and a do-it-yourself block of a thread-wrapping tool.

2. The device according to claim 1, characterized in that the movement mechanism is made in the form of a cylindrical body with a threaded axial hole, fixed with an end face on the base and connected with a lead screw coupled to a sleeve mounted with axial movement.

3. The device according to claim 1, characterized in that the movement mechanism is installed in the housing and is connected with a rolling bearing and a lead screw mounted on the drive sleeve with a coupling.

4. The device according to claim 1, characterized in that the feed mechanism is made in the form of a rotary table and is equipped with a pneumatic cylinder for supply, the casing of which is fixed on the base, and the rod is connected to the ratchet mechanism and the disk of the rotary table.

5. The device according to claim 1, characterized in that the clamping mechanism is made in the form of a pneumatic cylinder, equipped with clamps for fixing and securing the part, and is installed at the base of the rotary table.