SU1608617A1 - Multispindle nut driver - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано при сборке групповых резьбовых соединений. Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  при сборке резьбовых соединений. Многошпиндельный гайковерт содержит двигатель и шпиндели с рабочими головками, кинематически св занные с валом двигател . На валу двигател  установлен датчик угла. Электромагнитные муфты и датчики момента смонтированы на каждом шпинделе. Блок управлени  электромагнитными муфтами включает в себ  генератор импульсов, счетчик импульсов, дешифратор, два программных переключател , формирователь импульсов, два триггера, три элемента И, две группы компараторов по числу шпинделей гайковерта, три группы триггеров, группу элементов И, элементы ИЛИ, транзисторные ключи и индикаторы. Введение в многошпиндельный гайковерт датчиков момента, по числу шпинделей гайковерта, групп триггеров, генератора и формировател  импульсов позвол ет повысить качество сборки резьбовых соединений и вы вл ть дефекты при сборке резьбовых соединений. 2 ил.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the assembly of group threaded connections. The aim of the invention is to improve the accuracy of control when assembling threaded connections. The multi-spindle nut wrench contains a motor and spindles with working heads, kinematically connected with the motor shaft. An angle sensor is installed on the engine shaft. Electromagnetic clutches and torque sensors are mounted on each spindle. The electromagnetic clutch control unit includes a pulse generator, a pulse counter, a decoder, two software switches, a pulse shaper, two triggers, three AND elements, two groups of comparators by the number of wrench spindles, a group of AND elements, OR elements, transistor switches and indicators. Introduction of torque sensors to the multi-spindle torque wrench, by the number of wrench spindles, trigger groups, generator and pulse shaper improves the assembly quality of threaded connections and reveals defects during assembly of threaded connections. 2 Il.

Description

иand

кеke

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к гайковертам, может быть использовано при сбор- групповых резьбовых соединений. Цель изобретени  - повьпиение точ- контрол  при сборке резьбовыхThe invention relates to mechanical engineering, namely to wrenches, which can be used in assembling group-threaded connections. The purpose of the invention is the point-to-point control when assembling the threaded

костиbones

на вер мы,on faith we

HOIHOI

жигburned

соединении.connection.

На фиг. 1 приведена функциональ- схема многоиыиндельного гайкоTai на фиг. 2 - временные диаграм- по сн ющие работу многошпивдепьо гайковерта оFIG. 1 shows a functional diagram of a multi-index Taiko in FIG. 2 - time diagrams for details of the operation of the multi-spindle nut driver

Многошпиндельный гайковерт содердвигатель 1, датчик 2 угла, ус- та овленный на валу двигател , шпиндели 3.1-З.п с рабочими головками 4.1-4.П и датчиками 5.1-5.П момента, ведомые валы 6.1-6.п; электромагнитные муфты 7.1-7.П, ведомые шестерни 8.1-8.П, редукторы 9.1-9.п, центральную шестерню 10 и блок 1 1 управлени  электромагнитными муфгами, содержащий счетчик 12 импульсов, дешифратор 13, первый и второй программные переключатели 1.4 и 15, первый и второй элементы И 16 и 17, первый и втор-ой триггеры 18 и 19, третий элемент И 20, генератор 21 импульсов, формирователь 22 импульссв по числу, шпинделей группы первых и вторых ком05Multispindle nut wrench Soder engine 1, angle sensor 2, mounted on the motor shaft, spindles 3.1-Z.p with working heads 4.1-4.P and sensors 5.1-5.P. torque, driven shafts 6.1-6.p; 7.1-7.P electromagnetic clutches, 8.1-8.P driven gears, 9.1-9.p gearboxes, central gear 10 and electromagnetic clutch control unit 1 1 containing a counter of 12 pulses, a decoder 13, the first and second program switches 1.4 and 15 , the first and second elements And 16 and 17, the first and second triggers 18 and 19, the third element And 20, the generator 21 pulses, shaper 22 pulses by the number of spindles of the group of the first and second com05

ОABOUT

сх аch

араторов 23.1-23.n и 24.1-24.n, руппу первых и вторых триггеров 25.1-25.n и 26.1-26.п, группу элеентов И 27.1-27.п, группу элементов ЛИ 28.1-28.nv группу счетчиков 29.1-29,п. импульсов, третью группу триггеров 30.1-30.п, индикаторы 31.1-31.п и транзисторные ключи 32.1-32.п, обмотки 33.1-33.п возбуж- д деии  электромагнитных муфт.arator 23.1-23.n and 24.1-24.n, a group of first and second triggers 25.1-25.n and 26.1-26.p, a group of elements And 27.1-27.p, a group of elements LI 28.1-28.8.vv a group of counters 29.1 -29, p. pulses, the third group of flip-flops is 30.1-30.p, indicators 31.1-31.p and transistor switches 32.1-32.p, windings 33.1-33.p excitation of electromagnetic couplings.

Многошпиндельный гайковерт рабо- тае.т следующим образом.The multi-spindle nutrunner works as follows.

Рабочими головками 4 гайковерт устанавливают на гайки (не показаны) резьбового соединени  и включают двигатель 1 и блок 11 управлени , предварительно установленный в исходное состо ние. При этом на ин- Версных выходах второй группы 26joThe working heads 4 set the wrench on the nuts (not shown) of the threaded connection and turn on the engine 1 and the control unit 11, previously set to the initial state. At the same time, on the in-out exits of the second group 26jo

триггеров „напр жение лог ической единицы , транзисторные ключи 32 открыты , .обмотки 33 возбуждени  электро- . магнитных муфт 7 подключены к источнику питани , электромагнитные муфты 25 7 включены и передают вращение двигател  на рабочие головки. При этом происходит свободное навинчиваниеflip-flops, the voltage of the logic unit, the transistor switches 32 are open, and the electric excitation windings 33. Magnetic clutches 7 are connected to a power source, electromagnetic clutches 25 7 are switched on and transmit the rotation of the engine to the working heads. When this happens free screwing

гаек всеми шпивдел ми.nuts all shpivdel mi.

,При включении блока 11 управле- ни  на выходе генератора 21 по вл ютс  и1-тульсы, которые поступают на счетные входы счетчиков 12 и 29 импульсов , емкость которых одинакова. При этом на вь1ходах счетчика 12 импульсов формируетс  двоично-дес тичный код, которьй дешифраторомWhen the control unit 11 is turned on, the output of the generator 21 appears and the 1-pulses that arrive at the counting inputs of the counters 12 and 29 of the pulses, the capacity of which is the same. At the same time, at the inputs of the pulse counter 12, a binary-decimal code is formed, which decoder

13преобразуетс  в дес тичный пози- ционньй код , которьй поступает на входы программньк переключателей13 is converted to a decimal positioning code, which is fed to the inputs of program switches.

14и 15.14 and 15.

При совпадении кода на выходах де- . шифратора 13 с кодом максимально допустимого узла зат жки, набраннымIf the code at the outputs of the de-. encoder 13 with the code for the maximum allowed knot knot dialed

программным переключателем 14, наprogram switch 14 on

выходе элемента И 16 по вл етс  на- пр жениз логической единиды, которымthe output of the element And 16 appears voltage logical one, which

.первьй триггер 18 устанавливаетс  вThe first trigger 18 is set to

единичное состо ние. При этом.начи- .нает выполн тьс  условие совпадени single state. In this case, it means that the condition of coincidence

дл  элемента И 20 и на его выходе по вл етс  напр жение логической еди-.for the element And 20 and at its output a voltage of logical one appears.

ницьц которое поступает на D-входыNice which goes to the D-inputs

триггеров 30.triggers 30.

При дальнейшем счете импульсов. With further counting pulses.

генератора 21 счетчиком 12 происхо- дит совпадение кода на выходах дешиф- .ратора 13 с кодом минимально допустимого угла зат жки, набранного прог35the generator 21, the counter 12, coincides the code at the outputs of the descrambler 13 with the code of the minimum allowable tightening angle dialed by

5050

..

5five

раммным переключателем 15. На выходе элемента И 17 по вл етс  напр жение логической единицы, которым триггер 19 уставливаетс  в единичное состо ние . При этом условие совпадени  дл  элемента И 20 перестает выполн тьс  и на его выходе по вл етс  напр жение логического нул .frame switch 15. At the output of the element And 17 there is a voltage of the logical unit, which trigger 19 is set to one state. In this case, the coincidence condition for the element AND 20 ceases to be fulfilled and at its output a voltage of logical zero appears.

При дальнейшем поступлении импульсов содержимое счетчика 12 импульсов уменьшаетс  и он устанавливаетс  в ноль. При поступлении следующего импульса с выхода генератора 21 на выходе старшего разр да счетчика 12 импульсов по вл етс  напр жение логической единицы, по переднему фронту которого формирователем 22 формируетс  короткий импульс, устанавливающий триггеры 18 и 19 в исходное состо ние .Upon further receipt of pulses, the contents of pulse counter 12 are reduced and it is set to zero. Upon receipt of the next pulse from the output of the generator 21, the voltage of the logical unit appears at the output of the higher discharge of the pulse counter 12, and a short pulse is formed on the leading edge of which by the shaper 22, which sets the triggers 18 and 19 to the initial state.

Одновременно с обнулением счетчика 12 происходит переполнение счетчиков 29. Импульс с выхода старшего разр да счетчика 29 поступает на тактирующий вход триггеров 30. При этом так как на D-входе напр жение логи- ческого нул , то триггер 30 по окончании действи  импульса с выхода старшего разр да счетчика 29 остаетс  в нулевом состо нии.Simultaneously with the reset of the counter 12, the counters 29 overflow. The pulse from the high bit output of the counter 29 enters the clock input of the trigger 30. At that, since the D input has a logic zero, the trigger 30 at the end of the pulse output from the high one the discharge of counter 29 remains in the zero state.

Описанньй процесс повтор етс  периодически с периодом, определ емым по формулеThe process described is repeated periodically with a period defined by the formula

Т NC, ,T NC,

где Т - период повторени  импульсов переполнени  на выходе старшего разр да счетчика 12 импуль сов;where T is the repetition period of overflow pulses at the output of the most significant bit of the counter 12 pulses;

Т - период повторени  импульсов генератора;T is the pulse repetition period of the generator;

00

N - емкость счетчика 12 импульсов .N - the capacity of the counter 12 pulses.

При этом интервал допустимьк значений угла зат жки преобразуетс  на выходе элемента И 20 во временной интервал.In this case, the interval of permissible values of the angle of tightening is converted at the output of the element AND 20 into a time interval.

После соприкосновени  торцов гаек с опорной поверхностью собираемого узла начинаетс  процесс зат жки резьбовых соединений, крут щий момент на гайках начинает возрастать, следовательно, начинает возрастать напр жение, снимаемое с выходов датчиков 5 момента.,After the ends of the nuts come into contact with the bearing surface of the assembly, the process of tightening the threaded connections begins, the torque on the nuts begins to increase, therefore, the voltage taken from the outputs of the torque sensors 5 begins to increase.

После достижени  крут щим моментом на каком-либо шпинделе величины.After reaching a torque on any spindle magnitude.

.с которой начинаетс  отсчет угла затлжки (величина крут щего момента вьбираетс  в пределах 20-30% требуе- момента зат жки) срабатывает перкьй компаратор 23, на его выходе по вл етс  напр жение логической еди НИЦ11, которым триггер 25 устанавпи- в единичное состо ние.With which the starting angle is started (the torque value is selected within the range of 20-30% of the required tightening torque) the percussion comparator 23 is triggered, the voltage of the logical unit NIC11 appears at its output, by which the trigger 25 is set to one state the

При этом начинает выполн тьс  ус- совпадени  дл  элемента И 27 и на счетньй вход счетчика импульсов 29 начинают поступать информационные импульсы с выхода датчика угла, прш ем один импульс на выходе датчик 2 утла соответствует повороту шпин- дел$ на определенный угол.At the same time, the matches for the element AND 27 begin to be executed and information pulses from the angle sensor output begin to arrive at the countable input of the pulse counter 29;

Так как импульсы с выхода датчика 3гла поступают только на счетные входы счетчиков импульсов 29, то переполнение счетчиков 29 наступит ран4ше, чем счетчика 12, и импульсSince the pulses from the output of the 3gla sensor arrive only at the counting inputs of the pulse counters 29, the overflow of the counters 29 will come earlier than the counter 12, and the pulse

на выходе старшего  да счетчика 29 будет сдвинут сительно импульса переполнени  ыходе старшего разр да счетчика врем  Т, равноеat the output of the high and the counter 29 will be shifted by the pulse of the overflow output of the high bit of the counter, time T, equal to

переполнени overflow

разгchatter

отнсrelationship

на Ion i

1212

lala

гдеWhere

ТгT .-Nj,.T,,TgT. -Nj, .T ,,

период повторени  импульсов генератора;pulse repetition period of the generator;

N. - количество импульсов дат- ° чика 2 угла, поступивших на счетный вход счетчика .29. импульсов.N. is the number of impulses of the sensor; ° 2 angles received at the counting input of the counter .29. pulses.

По мере возрастани  угла.зат жки, импупьс переполнени  на выходе стар- разр да счетчика 29 все более гаетс  относительно импульса перфопнени  на выходе старшего раз- счетчика 12. При достижении ч зат жки минимально допустимо- начени , импульс переполнени  1ыходе старшего разр да счетчика импульсов совпадает по времениAs the angle of the load increases, the overflow at the output of the high bit of the counter 29 becomes increasingly more pronounced with respect to the perforation pulse at the output of the high level counter 12. When the minimum delay is reached, the pulse of the overflow of the high discharge of the high pulse counter matches in time

на иькоде элемента И 20, ельность которого определ ет интервал допустимых значений углаon the code element And 20, the value of which determines the interval of acceptable values of the angle

При этом на D-входе триггеров 30 присутствует напр жение логической единицы и импульсом с выхода старшего разр да счетчика 29 соответствующий триггер 30 устанавливаетс  в единичное состо ние, на его выходеIn this case, the D-input of the flip-flops 30 contains the voltage of the logical unit and the pulse from the high-order output of the counter 29 corresponds to the trigger 30 in the unit state, at its output

ниць осуп yroj ка.nick poop yroj ka.

Многошпиндельный гайковерт, сод двигатель, шпиндели с рабочи головками, кинематически св занные с валом двигател , на валу которог установлен датчик угла, электромаг нитные муфты, установленные на каждом шпинделе, и блок управлени  электромагнитными муфтами, включаю в себ  счетчик импульсов, выходами подкпгаченньгй к входам дешифратора, выходами соединенного с входами первого и второго программных пере ключателей, выходы которых соединеMulti-spindle wrench, engine soda, spindles with working heads, kinematically connected to the engine shaft, on the shaft of which an angle sensor is installed, electromagnetic clutches installed on each spindle, and an electromagnetic clutch control unit, include a pulse counter, outputs are connected to the inputs decoder, the outputs connected to the inputs of the first and second software switches, the outputs of which are connected

по 1л етс  напр жение логической еди- 5 с входами соответственно первого иeach voltage of the logic one is 5 with the inputs of the first and

индикатор 31 загораетс , чем ествл етс  индикаци  о том, что зат жки находитс  в поле допусвторого элементов И, выходы которы подключены к уста овочным входам первого и второго триггеров, третий элемент И, первым входам подключен0indicator 31 lights up, indicating that the pulling is in the field of the allowed second AND elements, whose outputs are connected to the setup inputs of the first and second triggers,

При достижении крут щим моментом на шпивдейе номинального значени , срабатывает компаратор 24, на его выходе по вл етс  напр жение логической единицы, которым двигатель 26 устанавливаетс  в единичное состо ние , на его инверсном выходе по вл етс  напр жение логического нул , транзисторный ключ 32 закрываетс  и отключ ает обмотку 33 возбуждени  электромагнитной муфты 7 от источника питани . Муфта 7 откшочаетс , зат жка данным шпинделем заканчиваетс .When the torque reaches the nominal value, the comparator 24 is triggered, the voltage of the logical unit appears at its output, by which the motor 26 is set to one state, the voltage of the logical zero appears at its inverse output, the transistor switch 32 closes and disconnects the excitation winding 33 of the electromagnetic clutch 7 from the power source. The clutch 7 is released, the clamping of this spindle is terminated.

После того, как триггер 26 установитс  в единичное состо ние, условие совпадени  дл  элемента И 27 перестает выполн тьс  и выход датчика 2 угла отключаетс  от счетного входа After the trigger 26 is set to one, the coincidence condition for the element And 27 ceases to be fulfilled and the output of the angle sensor 2 is disconnected from the counting input

0 соответствующего счетчика 29 импульсов .0 corresponding counter 29 pulses.

Если при этом угол зат жки превысил максимально допустимый, то импульс на выходе старшего разр даIf the tightening angle exceeds the maximum allowable, then the pulse at the output of the higher bit

5 счетчика 29 не совпадает по времени с импульсом на выходе элемента И 20. На D-входе триггера 30 напр жение логического нул  и соответствующий триггер 30 импульсом переполнени  с выхода старшего разр да соответствующего счетчика 29 возвращаетс  в исходное состо ние, на его выходе по вл етс  напр жение логического нул  и индикатор 31 гаснет, что сви05, the counter 29 does not coincide in time with the pulse at the output of the element 20. At the D input of the trigger 30, the voltage of the logical zero and the corresponding trigger 30 with the overflow pulse from the high bit output of the corresponding counter 29 return to their initial state. the logical zero voltage is on, and the indicator 31 goes out, which is

детельствует о том, что угол зат жки вышел из пол  допуска.It indicates that the tightening angle is out of the floor tolerance.

После окончани  зат жки всеми шпиндел ми, отключают двигатель и гайковерт отвод т от собранного узла.After all the spindles are tightened, the engine is disconnected and the wrench is retracted from the assembled assembly.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Многошпиндельный гайковерт, содер- двигатель, шпиндели с рабочими головками, кинематически св занные с валом двигател , на валу которого установлен датчик угла, электромагнитные муфты, установленные на каждом шпинделе, и блок управлени  электромагнитными муфтами, включающий в себ  счетчик импульсов, выходами подкпгаченньгй к входам дешифратора, выходами соединенного с входами первого и второго программных переключателей , выходы которых соединеныMulti-spindle nut wrench containing engine, spindles with working heads, kinematically connected to the motor shaft, on the shaft of which the angle sensor is mounted, electromagnetic clutches mounted on each spindle, and an electromagnetic clutch control unit, including a pulse counter, outputs are connected to the inputs the decoder, the outputs connected to the inputs of the first and second software switches, the outputs of which are connected с входами соответственно первого иwith the inputs respectively the first and второго элементов И, выходы которых подключены к уста овочным входам первого и второго триггеров, третий элемент И, первым входам подключенный к пр мому выходу первого триггера , а вторьм входом - к инверсному выходу второго триггера, по числу шпиаделей - первую и вторую группу компараторов, первые входы которьк  вл ютс  входами опорного сигнала блока управлени  электромагнитными муфтами, группу элементов И, тран- зисторные ключи, элементы индикации и.группу счетчиков импульсов, первые входы группы элементов И соединены с выходом датчика угла, выходы транзисторных ключей соединены с обмбтками возбуждени  соответствую щих электромагнитных муфт, силовые входы транзисторных ключей подключены -к входу питани  блока управлени  электромагнитными муфтами, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности контрол  при сборке резьбовых соединений, много- шпивдельный.гайковерт снабжен датчик ками момента,установленны л на шпиндел х -гайковерта, генератором импульсов; формирователем импульсов а также по числу шпинделей - элементами ИЛИ, первой, второй и третьей группами триггеров, причем вход инверсного счета счетчика импульсов подключен.к выходу генераторов им- пульсов, выход старшего разр да - к входу формировател  импульсов, выход которого соединен с входами сброса первого и второго триггеров, выходы компараторов первой группы подключены к установочным входам со- ответств5пощих триггеров первой группы , выходы компараторов второй группы подключены к установочным входам соответствующих триггеров второй группы, инверсными выходами подключенных к вторым входам соответствующих элементов И группы, третьи входы которых подключены к пр мым выходам соответствующих триггеров первой группы, управл кщие входы транзисторных ключей соединены с инверсными выходами соответствующих триггеров второй группы, тактирующие входы триггеров третьей группы подключены к выходам старших разр дов соответствующих счетчиков импульсов группы, информационные входы - к выходу третьего элемента И, а выходы к соответствующим индикатор ам, элементы ИЛИ первыми входами подключен к выходу генератора импульсов, вторыми входами - к выходам соответствующих элементов И группы, выходами - к счетным входам соответствующих счетчиков импульсов группы, а выходы датчиков момента соединены с соответствующими вторьми входами копараторов первой и второй групп.the second And elements, the outputs of which are connected to the set inputs of the first and second triggers, the third element I, the first inputs connected to the direct output of the first trigger, and the second input to the inverse output of the second trigger, according to the number of spies, the first and second comparators, the first inputs of which are the inputs of the reference signal of the electromagnetic clutch control unit, the group of elements AND, the transistor switches, the indication elements and the group of pulse counters, the first inputs of the group of elements AND are connected to the output of the sensor angle, the outputs of the transistor switches are connected to the excitation pulses of the corresponding electromagnetic couplings, the power inputs of the transistor switches are connected to the power input of the electromagnetic clutch control unit, characterized in that, in order to improve the accuracy of control when assembling the threaded connections, the multi-wrench is equipped with a sensor Kami moment installed l on the spindle x-wrench pulse generator; pulse generator as well as by the number of spindles - OR elements, first, second and third groups of triggers, with the input of the inverse counting of the pulse counter connected to the output of the pulse generators, the output of the higher bit — to the input of the pulse former, the output of which is connected to the reset inputs the first and second triggers, the outputs of the comparators of the first group are connected to the setup inputs of the corresponding 5 triggering triggers of the first group, the outputs of the second group of comparators are connected to the installation inputs of the corresponding trigger the second group, the inverse outputs connected to the second inputs of the corresponding elements AND groups, the third inputs of which are connected to the direct outputs of the corresponding triggers of the first group, the control inputs of the transistor switches are connected to the inverse outputs of the corresponding triggers of the second group, are connected to the outputs of the senior bits of the corresponding pulse counters of the group, information inputs - to the output of the third element I, and outputs to the corresponding indicator am, elements OR the first inputs are connected to the output of the pulse generator, the second inputs to the outputs of the corresponding elements of the AND group, the outputs to the counting inputs of the corresponding pulse counters of the group, and the outputs of the torque sensors are connected to the corresponding second inputs of the coparators of the first and second groups. 0,.,0,. дГЦDGTs ГR ьs %% й аth a tfifltfifl f/ii-if / ii-i %-f %/% -f% / EL:EL: kk