[發明專利]一種周向多工位螺栓自動裝配系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201711191486.1
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107855762A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 潘愛華;王安正;于長生;張鴻俊;耿喜春
• 申請（專利權）人: 南京風電科技有限公司
• 主分類號: B23P19/06
• 分類號: B23P19/06
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙)11265
• 代理人: 倪鉅芳

1.一種周向多工位螺栓自動裝配系統，包括氣動控制系統和電氣控制系統，其特征在于：

所述氣動控制系統包括氣缸（15）、氣缸進氣管路（2）、氣動力矩扳手進氣管路（1）氣動力矩扳手（12）、消聲器（14）、固定支架（7）、定位銷（8）、短驅動套筒(9)、軸用彈性擋圈(11)、U型支架（13）、回轉支架（16）、長驅動套筒（17）、T形驅動臂（18）、彈性圓柱銷Ⅰ（19）、導向套（20）、導向柱（21）和彈性圓柱銷Ⅱ（22）；

所述電氣控制系統包括步進電機（3）、平鍵Ⅰ（4）、 行星減速器（5）、平鍵Ⅱ（6） 、控制氣缸的二位三通電磁換向閥、控制氣動力矩扳手的二位二通電磁換向閥和扭矩傳感器（10）；

所述氣動力矩扳手（12）的反作用支撐部分固定在回轉支架（16）上，所述回轉支架（16）的回轉中心部位上端固定有氣缸（15），氣缸（15）的活塞桿以螺紋的形式連接U型支架（13）；

所述回轉支架（16）下面設置有固定支架（7），固定支架（7）通過3個定位銷（8）定位在工件上，所示回轉支架(16)、U型支架(13)和固定支架（7）為同軸設置，所述固定支架(7)下面沿中心線方向向下依次設置有行星減速器（5）、步進電機（3），行星減速器（5）的輸出軸上裝有T形驅動臂（18），步進電機（3）與行星減速器（5）及行星減速器（5）與T形驅動臂（18）之間均通過鍵連接；T形驅動臂的兩端各固定有一個導向柱（21），來自步進電機的動力最終通過導向柱驅動回轉支架繞其中心線回轉；T形驅動臂（18）轉起后，T形驅動臂（18）上的導向柱（21）帶動回轉支架（16）轉動，導向套（20）設置在回轉支架（16）上，所述氣缸（15）、步進電機（3）和行星減速器（5）共軸，軸用彈性擋圈（11）的下面與氣動力矩扳手（12）共軸線處設置有若干個長驅動套筒（17）和一個短驅動套筒（9），短驅動套筒（9）上端設置有扭矩傳感器（10），短驅動套筒（9）上端的方孔與扭矩傳感器（10）下端的方榫配合連接，扭矩傳感器（10）上端的方孔和氣動力矩扳手（12）下端的方榫配合連接。

2.根據權利要求1所述的一種周向多工位螺栓自動裝配系統，其特征在于：所述氣缸（15）的一端設置有氣缸進氣管路。

3.根據權利要求1所述的一種周向多工位螺栓自動裝配系統，其特征在于：所述氣缸（15）的出氣孔處放置有消聲器，以此來消除氣缸排氣過程中所產生的噪音。

4.根據權利要求1所述的一種周向多工位螺栓自動裝配系統，其特征在于：所述氣動

力矩扳手的一端設置有氣動力矩扳手進氣管路（1）。

5.根據權利要求1所述的一種周向多工位螺栓自動裝配系統，其特征在于：所述氣動力矩扳手（12）與回轉支架（16）之間通過花鍵連接，且軸用彈性擋圈（11）卡在氣動力矩扳手（12）和回轉支架（16）之間。

6.根據權利要求1所述的一種周向多工位螺栓自動裝配系統的控制方法，其特征在于：通過扭矩傳感器在設定扭矩T時的輸出信號來控制氣動力矩扳手進氣管路上二位二通電磁換向閥的開關；二位三通電磁換向閥通電，氣缸進氣管路開啟，氣缸與回轉支架一起通過活塞桿推動U形支架而升起，手動旋轉回轉支架至任意螺栓頭并將其設定為回轉起始點，二位三通電磁換向閥斷電，氣缸進氣管路關閉，氣缸與回轉支架一起在重力作用下降落，各驅動套筒與相應的螺栓頭接合；然后，控制氣動力矩扳手進氣管路的二位二通電磁換向閥通電開啟，各氣動力矩扳手啟動，當力矩達到扭矩傳感器設定力矩值時，在PLC的控制下，二位二通電磁換向閥斷電關閉，氣動力矩扳手卸壓；最后，二位三通電磁換向閥通電，氣缸進氣管路開啟，氣缸與回轉支架一起通過活塞桿推動U形支架而升起，步進電機通電后通過行星減速機和T形回轉驅動臂和導向柱驅動回轉支架轉至下一個螺栓位置，二位三通電磁換向閥斷電，氣缸進氣管路關閉，氣缸與回轉支架一起在重力作用下降落，各驅動套筒與相應的螺栓頭接合，下一個循環開始，如此循環多次，直到所有整個螺栓組全部緊固完畢為止。