[發明專利]雙頭螺柱擰緊裝置及控制方法

在審

• 申請號: 202211259520.5
• 申請日: 2022-10-14
• 公開（公告）號: CN115383454A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 馬定;黃躍進;黃永謙
• 申請（專利權）人: 大連德新機電技術工程有限公司
• 主分類號: B23P19/06
• 分類號: B23P19/06
• 代理公司: 大連創達專利代理事務所(普通合伙) 21237
• 代理人: 綦宗書

本發明涉及高精密工業自動化裝配技術領域，具體為一種雙頭螺柱擰緊裝置及控制方法，其包括擰緊驅動裝置、高度測量裝置以及擰緊控制器，高度測量裝置安裝于所述擰緊驅動裝置，所述高度測量裝置用于檢測位移壓縮量數值，所述位移壓縮量數值用于計算雙頭螺柱的露出高度H；擰緊控制器包括擰緊控制模塊及PLC控制模塊，所述擰緊控制模塊電連接至所述擰緊驅動裝置，所述擰緊控制模塊用于采集所述擰緊驅動裝置的當前擰緊扭矩T及閾值角度A，所述PLC控制模塊電連接至所述高度測量裝置，所述PLC控制模塊用于采集所述位移壓縮量數值，并計算當前露出高度H。本發明能夠提高裝配精度、降低返修風險的目的，進而大大提高了裝配效率和質量。

技術領域

本發明涉及高精密工業自動化裝配技術領域，具體為一種雙頭螺柱擰緊裝置及控制方法。

背景技術

隨著高精密制造行業的不斷發展，機械裝配過程中連接方式也在不斷更新。其中，雙頭螺栓的連接形式被廣泛應用，特別是將其應用于一些本體材質不允許反復被擰緊的工件連接場合。例如，在航天航空、汽車等行業和領域，雙頭螺柱擰緊作為一種常用緊固件技術，其正確、規范、有效的安裝對于保障結合面達到工藝要求的預緊力至關重要，并且對于主機性能和結構安全也起到了非常關鍵的作用。即使采用性能優良的緊固件，若安裝不當或者擰緊不合格，例如：扭矩超差、假扭矩、露出高度超差等，同樣會出現擰緊失效并造成系統癱瘓，甚至威脅設備和人身安全。

目前在使用雙頭螺栓連接時，需要先將螺柱的一端擰緊至一側的被連接主體的螺孔內，如同給主體“種”了一顆螺柱，而位于另一側的被連接副體則一般設有通孔，“種”在主體內的螺柱貫穿被連接副體后伸出的長度稱為露出高度，調整好露出高度后可使用螺母擰緊的方式讓主副體緊密貼合。

為了保證連接的可靠性，擰緊時既要控制擰緊力矩，又要控制螺栓露出工件表面的高度。目前的常規做法是采用全人工操作，要保證擰緊扭矩和露出高度的精度，工人只能是擰緊一下再檢測一下，反復重復這些動作，效率非常低；加上主體上的螺紋孔與雙頭螺柱屬于過盈配合，擰緊時力矩比較大，所以人工操作很是費力，勞動強度很高。同時，由于露出高度的控制精度要求很嚴格，一般要求誤差不大于±0.2mm，擰緊結束后經常會出現控制不好導致擰緊過深的現象。但裝配工藝要求：如果出現擰緊過量，不允許直接松開復緊，必須重新選配雙頭螺柱才能進行二次擰緊，因此裝配難度非常大，同時人工裝配非常依賴于操作者的熟練程度以及精心程度，盡管如此，還是出現大量的返工擰緊，嚴重制約了生產效率。

發明內容

鑒于現有技術的缺陷，本發明提供了一種雙頭螺柱擰緊裝置及控制方法，其通過設置高度測量裝置、擰緊控制器等硬件，在高速擰緊雙頭螺柱的過程中同時對擰緊力矩、閾值角度、螺柱旋入長度循環采樣，根據實時采集到的數據結合工藝設定來進行控制，以達到提高裝配精度、降低返修風險的目的，進而大大提高了裝配效率和質量。

為了達到上述目的，本發明提供的技術方案為一種雙頭螺柱擰緊裝置，包括擰緊驅動裝置、高度測量裝置以及擰緊控制器，其中擰緊驅動裝置包括外殼、固定于所述外殼的驅動裝置、與所述外殼活動連接的芯軸、以及連接于所述芯軸的擰緊套筒，所述驅動裝置傳動連接至所述芯軸，以使所述芯軸相對于所述外殼旋轉；高度測量裝置安裝于所述擰緊驅動裝置，所述高度測量裝置用于檢測位移壓縮量數值，所述位移壓縮量數值用于計算雙頭螺柱的露出高度H；擰緊控制器包括擰緊控制模塊及PLC控制模塊，所述擰緊控制模塊電連接至所述擰緊驅動裝置，所述擰緊控制模塊用于采集所述擰緊驅動裝置的當前擰緊扭矩T及閾值角度A，所述PLC控制模塊電連接至所述高度測量裝置，所述PLC控制模塊用于采集所述位移壓縮量數值，并計算當前露出高度H；所述擰緊控制器用于根據當前擰緊扭矩T、閾值角度A及當前露出高度H控制所述擰緊驅動裝置的擰緊速度與停止、并判定擰緊是否合格。

進一步的，所述驅動裝置的輸出端連接有主動齒輪，所述主動齒輪與芯軸外側套裝的被動齒輪嚙合。