[發明專利]一種螺帽擰緊機控制系統及其方法

在審

• 申請號: 201710550740.6
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107329452A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 楊六順
• 申請（專利權）人: 泰州職業技術學院
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;B23P19/06
• 代理公司: 南京常青藤知識產權代理有限公司32286
• 代理人: 黃胡生

技術領域

本發明屬于擰緊機技術領域，具體涉及一種螺帽擰緊機控制系統及其方法。

背景技術

目前國內汽車廠用到的汽車電機裝配流水線皮帶輪并緊螺帽擰緊機有很多種類，控制方式也是多種多樣，但是其擰緊扭矩和角度的精度往往達不到生產要求，而且性能不是很穩定，故障率居高不下。其實產生這些問題的主要原因是擰緊機控制系統的結構過于復雜，控制方式繁瑣，響應速度慢，擰緊扭矩不穩定，擰緊角度不準確，設備體積龐大，并且維修維護復雜，沒有上位機不能工作，相應的價格也十分昂貴。

專利一種基于CAN總線多功能擰緊機控制系統(公開號：CN205427536U)公開了一種包括一個主控制器和多個軸控制器，所述主控制器包括第一控制單元和與所述第一控制單元連接的第一CAN總線通訊電路，每個所述軸控制器均包括第二控制單元和與所述第二控制單元連接的第二CAN總線通訊電路，所述第一CAN總線通訊電路和所述第二CAN總線通訊電路通訊連接。此專利采用多個控制器對擰緊機進行控制，控制過程復雜難以操作，且設備體積龐大，維修復雜，沒有上位機不能工作，成本較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種僅對扭矩和扭轉角度進行檢測和分析，以此控制整個加工過程、進行殘次品判斷和報警處理的螺帽擰緊機控制系統及其方法。

本發明提供了如下的技術方案：

一種螺帽擰緊機控制系統，包括電源以及與所述電源分別連接的觸摸屏、PLC和伺服系統，所述PLC分別與所述觸摸屏和所述伺服系統連接，所述觸摸屏內設有相互連接的參數設置模塊、存儲模塊和控制操作模塊，所述PLC上設有故障處理模塊和人機交互模塊，所述PLC控制連接有工作臺升降機構、皮帶輪加緊機構、套筒機構，所述伺服系統連接有擰緊裝置，所述PLC與所述伺服系統之間連接有扭矩傳感器。

優選的，所述參數設置模塊包括擰緊扭矩設定、擰緊扭矩的上下限值、擰緊角度設定、擰緊角度的上下限值、快進行程、快進行程的上下限值、工進行程、工進行程的上下限值、預設產品生產件數和伺服加速時間，所述參數設置模塊通過所述觸摸屏對所述PLC進行參數設定，進行相應工作。

優選的，所述PLC還設有報警模塊，所述報警模塊通過所述故障處理模塊連接所述伺服系統，通過PLC檢測夾緊是否到位，如在規定的時間內沒有夾緊則報警。

優選的，所述人機交互模塊設有急停按鈕，所述急停按鈕通過所述PLC控制所述工作臺升降機構、所述皮帶輪加緊機構、所述套筒機構和所述擰緊裝置，任意時刻按下急停按鈕系統將立即停止運行。

優選的，所述觸摸屏上設有USB接口，所述USB接口外接USB設備，進行數據輸出。

優選的，所述一種螺帽擰緊機控制系統的控制方法，包括以下步驟：

S1：所述電源啟動，在進入工作狀態后載入所述參數設定，根據所述設定的參數，所述PLC控制所述工作臺升降機構進行工作臺下降；

S2：所述工作臺下降到位后所述皮帶輪夾緊機構將皮帶輪夾緊，螺帽落入所述套筒機構的套筒扳手進行套合；

S3：所述伺服系統電機驅動所述擰緊裝置開始擰緊操作，先以工進速度快速前進，至接近擰緊點后自動轉入工進階段，以較低的速度擰緊螺帽；

S4：擰緊至預設的扭矩值后，所述伺服系統停止工作，此時所述PLC控制所述皮帶輪夾緊機構松開，所述工作臺升降機構將工作臺連同電機再次上升，套筒和螺帽脫離，加工結束。

本發明的有益效果是：系統采用PLC為控制核心，具有較高精度的擰緊扭矩和擰緊轉角的檢測控制精度；PLC設有故障處理模塊和報警模塊，具有一定的自檢功能，對I/O連接、伺服信號、人機交互連接、傳感器連接等進行檢測，以方便操作前判斷和用戶進行設備維修維護；觸摸屏具有存儲模塊，實時輸出扭矩曲線并存儲歷史數據，以方便操作人員及時直觀觀察設備工作情況并及時做出正確判斷；采用急停按鈕操作和人機交互操作并存的操作方式，強化了操作的方便性和人機交互的人性化。

附圖說明

附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是本發明系統結構示意圖；

圖2是擰緊扭矩和擰緊角度結構示意圖；

圖3是擰緊扭矩和擰緊角度關系示意圖；

圖4是擰緊動作流程圖；

圖中標記為：1.螺紋付間摩擦；2.端面摩擦。

具體實施方式