SU1308985A1

SU1308985A1 - Система управлени гайковертом

Info

Publication number: SU1308985A1
Application number: SU864014827A
Authority: SU
Inventors: Виталий Валентинович Устинов
Priority date: 1986-01-28
Filing date: 1986-01-28
Publication date: 1987-05-07

Abstract

Изобретение относитс к области машиностроени , а именно к системам управлени гайковертом, и может быть использовано в поточном производстве при зат жке резьбовых соединений.Целью изобретени вл етс повьшение точности контрол зат жки резьбовых соединений, котора достигаетс введением в систему управлени гайковертом узла контрол , позвол ющего регистрировать величину крут щего мо00 о 00 со 00 СП

Description

мента по углу поворота шпиндел через 1 . Система управлени гайковертом содержит электродвигатель 1, электрома гнитную муфту 2 с катушкой 3 возбуждени , шпиндель 4 с рабочей головкой, св занный с последним посредством редуктора 6, датчики 7 и 8 крут щего момента и угла поворота, размещаемые на шпинделе 4, Узел 9 контрол крут щего момента включает блок 10 питани , генератор 11 импульсов , первый 12, второй 13 и третий

1

Изобретение относитс к области машиностроени , а именно к системам управлени гайковертом, и может быть использовано в поточном производстве при зат жке резьбовых соединений.

Целью изобретени вл етс повышение точности контрол зат жки резьбовых соединений за счет введени в систему управлени узла контрол усили зат жки.

На чертеже представлена структурна схема системы управлени гайковертом .

Система управлени гайковертом содержит электродвигатель, электро магнитную муфту 2 с катушкой 3 возбуждени , шпиндель 4 с рабочей головкой 5, св занный, с последним посредством редуктора 6, датчики 7 и В крут щего момента и угла поворота, размещаемые на шпинделе 4. Узел 9 контрол крут щего момента включает блок 10 питани , генератор 11 импульсов , первый 12, второй 13 и третий 14 компараторы, цифроаналоговой преобразователь 15 элемента И 16, первый и второй счетчики 17 и 18 импульсов , дешифратор 19, блок 20 пам ти, триггер 21, транзисторный ключ 22.

.-

Первый компаратор 12 одним из входов

подключен к выходу датчика 7 момента, другим входом - к выходу цифроана- логового преобразовател 15, а выходом св зан через элемент И 16 со счетным входом первого счетчика 17 им- пульсов, выходы которого подсоединены к входам цифроаналогового преобразовател 154 Генератор импульсов

14 компараторы, первый цифроаналого- вый преобразователь 15, элемент И 16, первый 17 и второй 18 счетчики импульсов , дешифратор 19, блок 20 питани , триггер 21 и транзисторный ключ 22. Система снабжена формировател ми 23, 24 импульсов, дополнительными счетчиками 25 и 26 импульсов, элементами И 27, 28, элементами ИЛИ 29, вторым 30 и третьим 31 цифроана- логовыми преобразовател ми и масштабным усилителем 32. 1 ил.

5

0

5

выходом подключен к одному из входов элемента И 16, второй счетчик 18 импульсов выходами св зан со входами дешифратора 19. Блок 20 пам ти тактирующим входом подключен к выходу второго компаратора 13, а выходами- с одними из его входов.

Третий компаратор 14 выходом св зан с D-входом триггера 21, выход которого соединен с базой транзисторного ключа 22, подключенного коллектором через катушку 3 возбуждени к одному из выходов блока 10 питани , а эмиттером - к другому выходу последнего .

Датчик 8 угла поворота выходом св зан со счетным входом второго счетчика 18 импульсов.

Система управлени гайковертом снабжена формировател ми 23 и 24 импульсов , дополнительными счетчиками 25 и 26 импульсов, подбираемыми соответственно равными числу выходов дешифратора 19, и дополнительными элементами И 27, 28 и элементами ИЛИ 29, подбираемыми соответственно количеству выходов дополнительных счетчиков 25 и 26 импульсов, вторым и третьим цифроаналоговыми преобразовател ми 30 и 31 и масштабным усилителем 32. Дополнительные счетчики 25 и 26 импульсов счетными входами соединены с выходом основного элемента И 16, выходами с одними из входов дополнительных элементов И 27 и 28, другие входы которых, объединенные в группы, св заны с соответствующим выходом дешифратора 19, а выходы до

313

полнительиых элементов И 27 и 28 подключены к входам элементов ИЛИ 29, выходы которых соединены со свободными входами второго компаратора 13 и входами второго цифроаналогового преобразовател 30, посдедний из которых выходом подсоединен через масштабный усилитель 32 к свободному входу третьего компаратора 14. Третий цифроаналоговый преобразователь 31 входами подключен к выходам блока 20 пам ти, выходом - к свободному входу третьего компаратора 14. Дополнительные счетчики 25 и 26 импульсов установочными входами через формирователь 23 и 24 импульсов соединены с выходами дешифратора 19, элементы ИЛИ 29 выходами св заны с входами блока 20 пам ти, а триггер 21 тактирующими входами подключен к входу датчика 8 угла поворота.

Система управлени гайковертом работает следующим образом.

Рабочую головку 5 со шпинделем 4 устанавливают на гайку резьбового соединени , включают электродвигател 1 и узел 9 контрол крут щего момента . После включени последнего триггер 21 находитс в исходном (нулевом состо нии и на его инверсном выходе по вл етс напр жение логической единицы , а потому транзисторный ключ 22 открыт, катушка 3 возбуждени подключена к блоку 10 питани , электромагнитна муфта 2 включена и передает вращение электродвигател 1 на рабочую головку 5. Начинаетс холостое навинчивание гайки резьбового соединени .

.Так как напр жение на входе первого счетчика 17 импульсов отсутствует , то на выходе первого цифроаналогового преобразовател 15 напр жение также отсутствует. Напр жение отсут- ствует и на выходе датчика 7 крут щего момента, следовательно на выходе первого компаратора 16 по вл етс напр жение логического нул . Условие совпадени дл элемента И 16 не выполн етс ,, и выход генератора 11 импульсов отключен от счетного входа первого счетчика 17 импульсов. После соприкосновени торца гайки резьбового соединени с опорной поверхностью собираемого узла начинаетс процесс зат жки гайки. Момент на рабочей головке 5 шпиндел 4 начинает возрастать, следовательно начинает

O

5

0

5

возрастать напр жение, снимаемое с датчика 7 крут щего момента, первый компаратор срабатывает, и на его выходе по вл етс напр жение логической единицы. Генератор 11 импульсов оказываетс подключенным к счетному входу первого счетчика 17 импульсов,который начинает заполн тьс импульсами генератора 11 начинает возрастать .напр жение, снимаемое с выхода первого цифроаналогового преобразовател 15. Как только на выходе последнего напр жение будет больше величины одной ступени образцового напр жени , снимаемого с выхода датчика 7 крут щего момента, первый компаратор 12 возвращаетс в нулевое состо ние и отключает генератор 11 импульсов оТ счетного входа первого счетчика 17 импульсов. Таким образом, в каждый момент времени количество импульсов на выходе элемента И 16 соответствует величине крут щего момента на шпинделе 4. С выхода датчика 8 угла поворота импульсы, соответствующие повороту шпиндел 4 на 1 ° поступают на счетный вход второго счетчика 18 импульсов.

Выходы счетчика 18 импульсов через дешифратор 19 управл ют работой формирователей 23 и 24 импульсов таким образом, что на их выходах последовательно , с частотой импульсов

датчика 8 угла поворота при переходе напр жени на выходах дешифратора 19 из единицы в нуль формируютс короткие импульсы. При этом период повторени импульсов на выходе каждого из формирователей 23 и 24 определ етс отношением:

т Т --

0

5

где Т период повторени импульсов формирователей 23 и 24, емкость второго счетчика 18 импульсов;

частота импульсов на выходе датчика 8 угла поворота. Эти импульсы поступают на установочные входы соответствующих дополнительных счетчиков 25 и 26 импульсов .

Счетные входы счетчиков 25 и 26 импульсов подключены к выходу первого элемента И 16, Таким образом, при по влении импульса сброса на выходе из формирователей 23 или 24 в соответствующем счетчике 25 или 26

5

записываетс код приращени момента, возникающего при повороте шпиндел 4 на угол, величина которого определ етс емкостью второго счетчика 18 импульсов (при емкости счетчика 18 Ы„ 10 угол составил 10°),

Так как импульсы сброса на выходах формирователей 23 и 24 по вл ютс поочередно и сдвинуты друг относительно друга на 1 °, то в каждом из счетчиков 25 или 26 последовательно формируетс код величины приращени момента при повороте шпиндел 4 на угол, определ емый емкостью второго счетчика 18 импульсов.

13

Если при зат жке в зоне упругих деформаций напр жение с выхода уси- 5 лител 32 больше напр жени , чем с выхода третьего цифроаналогового преобразовател 31, то на выходе компаратора 14 по вл етс напр жение логического нул . Поэтому триггер 21 ос- Ш таетс в нулевом состо нии. При достижении порога (начала) текучести резьбового соединени приращение мо- мента при повороте шпиндел 4 начинает уменьшатьс , его текущее значение 15 становитс меньще ,5 величины максимального значени приращени момента, которое содержитс в блоке 20 пам ти, на выходе компаратора 14 по вл етс напр жение логической единицы , которое поступает на D-вход триггера 21, и задним фронтом импульса , поступающим с датчика угла поворота 8, триггер 21 устанавливаетс в единичное состо ние. Напр жение на

20

чиваетс .

I

Код с выходов счетчиков 25 и 26 через дополнительные злементы И 27 и элементы РШИ 29, последовательно, с частотой следовани импульсов датчика 8 угла поворота, поступает на одни из вх одов второго компаратора 13, на другие входы которого поступает информаци .с выходов блока 20

пам ти. Компаратором 13 осуществл ет- 25 инверсном выходе триггера 21 пропас сравнение кодов на выходах элемен- дает, транзисторный ключ 22 закрыва- тов ИЛИ 29 с кодом на выходах блока етс и отключает катущку 5 возбужде- 20 пам ти. Если код на выходах эле- ни электромагнитной муфты 2 от бло- ментов ИЛИ 29 больше кода на выходах ка 10 питани . Муфта 2 отключаетс , блока 20 пам ти, то происходит запись ЗО зат жка резьбового соединени закан- кода с выходов элементов ИЛИ 29 в блок 20 пам ти. Если код на выходах элементов ИЛИ 29 меньше кода на выхо- После отключени муфты 2 отключа- дах блока 20 пам ти, то содержимое ют электродвигатель 1, гайковерт от- последнего остаетс без изменени , э вод т от собранного резьбового сое- Таким образом, в блоке 20 пам ти фор- динени . мируетс код, соответствующий максимальному значению приращени , при повороте шпиндел на угол, определ емый емкостью счетчика 18 импульсов, 0

Код с выходов блока 20 пам ти поступает на выходы третьего цифроаналогового преобразовател 31, напр жение на выходе которого соответству- ла поворота, размещаемые на шпинделе ет значению максимального приращени 5 гайковерта, и узел контрол крут щего момента при повороте на угол, опре- момента, включающий блок питани ,

генератор импульсов, первый, второй и третий компараторы, цифроаналоговый преобразователь, элемент И, первый 50 и второй счетчики импульсов, дешифратор , блок пам ти, триггер, транзисторный ключ, первьш компаратор одним из входов подключен к выходу датчика момента, другим входом - к выходу

Claims

Формула изобретени

Система управлени гайковертом, содержаща электродвигатель, электромагнитную муфту с катушкой возбуждени , датчики крут щего момента и угдел емый емкостью счетчика 18, На выходе второго цифроаналогового преобразовател 30 формируетс напр жение , величина которого определ етс текущим значением приращени момента

Это напр жение через масштабный усилитель 32, коэффициент усилени которого устанавливаетс в пределах

1,5-2,0, поступает на один из входов 55 цифроаналогового преобразовател .

третьего компаратора 14, на другой вход которого поступает напр жение с выхода третьего цифроаналогового преобразовател 31, соответствующее

89856

максимальному значению прирап ени момента.

Если при зат жке в зоне упругих деформаций напр жение с выхода уси- 5 лител 32 больше напр жени , чем с выхода третьего цифроаналогового преобразовател 31, то на выходе компаратора 14 по вл етс напр жение логического нул . Поэтому триггер 21 ос- Ш таетс в нулевом состо нии. При достижении порога (начала) текучести резьбового соединени приращение мо- мента при повороте шпиндел 4 начинает уменьшатьс , его текущее значение 15 становитс меньще ,5 величины максимального значени приращени момента, которое содержитс в блоке 20 пам ти, на выходе компаратора 14 по вл етс напр жение логической единицы , которое поступает на D-вход триггера 21, и задним фронтом импульса , поступающим с датчика угла поворота 8, триггер 21 устанавливаетс в единичное состо ние. Напр жение на

20

25 инверсном выходе триггера 21 пропадает , транзисторный ключ 22 закрыва- етс и отключает катущку 5 возбужде- ни электромагнитной муфты 2 от бло- ка 10 питани . Муфта 2 отключаетс , ЗО зат жка резьбового соединени закан- После отключени муфты 2 отключа- ют электродвигатель 1, гайковерт от- э вод т от собранного резьбового сое- динени . 0

чиваетс .

I

инверсном дает, тран етс и отк ни электр ка 10 пита зат жка ре После о ют электро вод т от с динени .

инверсном выходе триггера 21 пропадает , транзисторный ключ 22 закрыва- етс и отключает катущку 5 возбужде- ни электромагнитной муфты 2 от бло- ка 10 питани . Муфта 2 отключаетс , зат жка резьбового соединени закан- После отключени муфты 2 отключа- ют электродвигатель 1, гайковерт от- вод т от собранного резьбового сое- динени .

ла поворота, размещаемые на шпинделе гайковерта, и узел контрол крут щег момента, включающий блок питани ,

Формула изобретени

Система управлени гайковертом, содержаща электродвигатель, электромагнитную муфту с катушкой возбуждени , датчики крут щего момента и уга выходом св зан через элемент И со счетным входом первого счетчика импульсов , выходы которого подсоединены к входам цифроаналогового преобразовател , генератор импульсов выходом подключен к одному из входов элемента И, второй счетчик импульсов выходами св зан с входами дешифратора , блок пам ти тактирующим входом подключен к выходу второго компаратора , а выходами - к одним из его входов, третий компаратор выходом св зан с D-входом триггера, выход которого соединен с базой транзистор- ного ключа, подключенного коллекторо через катушку возбуждени к одному из выходов блока питани , а эмиттером - к другому выходу последнего, датчик угла поворота выходом св зан со счетным входом второго счетчика импульсов, отличающа с тем, что, с целью повышени точности контрол , она снабжена формировател ми импульсов, дополнительными счетчиками импульсов, подбираемыми соответственно равными числу выходов дешифратора , и дополнительными элементами И и элементами ИЛИ, подбираемыми соответственно равными числу выходов дополнительных счетчиков импульсов , вторым и третьим цифроана- логовыми преобразовател ми и масштаб

ор Н.Егорова 1797/39

Составитель И.Лихачев Техред А.Кравчук

Кор Под

Тираж 864 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

5

0

5

ным усилителем, дополнительные счетчики импульсов счетными входами соединены с выходом основного элемента И, выходами г с одними из входов дополнительных элементов И, другие входы которых объединены в группы и св заны с соответствующим выходом дешифратора , а выходы дополнительных элементов И подключены к входам элементов ИЛИ, выходы которых соединены со свободными входами второго комдара- тора и входами второго цифроаналого- вого преобразовател , последний из которых выходом подсоединен через масштабный усилитель к свободному входу .третьего компаратора, третий- цифроаналоговый преобразователь входами подключен к выходам блока пам ти , выходом - к свободному входу третьего компаратора, дополнительные счетчики импульсов установочными входами через формирователи импульсов соединены с выходами дешифратора, элементы ИЛИ выходами св заны с входами блока пам ти, а- триггер тактирующими входами подключен к входу датчика угла поворота .

Корректор М. Пожо Подписное