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一种螺栓智能拧紧机构的制作方法
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近来,随着智能化的兴起,传统的工业机构装置工作难以满足越来越高的智能化、信息化和精细化的要求。就螺栓的拧紧问题而言,一些大型企业已经广泛采用高智能化、高自动化的智能拧紧机构,如今的工业装配对于螺栓扭矩的精度要求越来越高,对于不同的装配件,需要精确的控制其扭矩的大小,来完成安装;而不是仅仅满足于传统观念中的拧紧;现有技术中的大型智能拧紧机构成本高、维修保养费用贵、操作难度大,无法广泛普及,小型拧紧机构对扭矩控制精度不够,人工操作存在安全隐患。
技术目的:针对现有技术中,螺栓智能拧紧机构成本高、控制精度不够以及存在安全隐患的不足,本实用新型公开了一种结构简单,维护方便、安全性高,可以准确控制螺栓扭矩并设置有紧急停止装置的螺栓智能拧紧机构。
一种螺栓智能拧紧机构,包括支撑臂、伺服滑动机构、伺服转动机构;所述支撑臂侧面和伺服滑动机构固定连接,伺服转动机构安装在伺服滑动机构上;所述伺服滑动机构包括滑动机构、第一伺服电机、支撑架、安装板、支撑台和第一传动轴;第一伺服电机固定于支撑架上,第一传动轴和滑动机构连接;支撑台和支撑架下端面固定连接,侧面和安装板固定连接,伺服转动机构固定在安装板侧面;所述伺服转动机构包括第二伺服电机、拧紧头、压力传感器、扭矩传感器、弹性元件和第二传动轴,弹性元件一端和第二传动轴连接,另一端和拧紧头连接,扭矩传感器固定在弾性元件上,弹性元件底端设置压力传感器。
优选地,所述滑动机构包括丝杆、联轴器、导轨座和导轨;其中,导轨座和支撑臂的侧面连接,导轨固定在导轨座侧端面,竖直向下,丝杆顶部穿过支撑台,和第一传动轴连接,导轨内部设置螺纹和丝杆配合连接,使用丝杆传动机构进行传动,传动精确,可控性高,可以严格控制进给量,保证螺栓拧紧的精度,不损伤设备。
优选地,所述第二伺服电机的机壳顶部设置有散热片,侧面安装有紧急停止装置;散热片防止机器因持续运转产生过热;紧急停止装置,在第二伺服电机失控时进行紧急操作,保证安全。
优选地,所述支撑臂底部使用螺栓固定,便于机构的拆卸和安装,侧面和导轨座焊接,连接处设置加强板,增强结构强度。
本实用新型所提供的螺栓智能拧紧机构使用时,将设备的待拧紧螺栓置于拧紧头的正下方,启动第一伺服电机,通过丝杆传动装置,伺服传动机构整体向下运动,带动伺服转动机构一同向下运动,启动第二伺服电机,第二传动轴带动拧紧头缓慢转动,拧紧头和待拧紧螺栓接触时,扭矩传感器检测到扭矩,传递信号至第二伺服电机,第二伺服电机转速增加,加速拧紧;弹性元件端部的压力传感器与拧紧头一同进入待拧紧螺栓端部,随着第一伺服电机持续传动,压力传感器与待拧紧螺栓接触,将压力信号传递至第一伺服电机,第一伺服电机转速降低,以此来控制竖直方向的进给量,当检测到扭矩值接近设定值时,控制第二伺服电机转速下降,直至达到扭矩值,转速降为零。压力传感器监测的压力值达到设定值时,第一伺服电机停止,完成拧紧操作。
有益效果:本实用新型通过在拧紧机构安装压力传感器和扭矩传感器,通过压力传感器控制第一伺服电机,扭矩传感器控制第二伺服电机,信号传递迅速,扭矩控制精确;同时使用弹性元件,缓解第二伺服电机受到的冲击力和扭矩,提高使用寿命;设有紧急停止装置,提高操作的安全性。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。
201-导轨座、202-导轨、203-第一伺服电机、204-支撑架、205-安装板、206-联轴器、207-丝杆、208-支撑台、209-第一传动轴、210-挡板、211-支撑板;
301-第二伺服电机、302-拧紧头、303-压力传感器、304扭矩传感器、305-弹性元件、306-第二传动轴、307-散热片、308-紧急停止装置。
下面通过一较佳实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型,但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
如图1所示为本实用新型提供的一种螺栓智能拧紧机构,包括支撑臂1、伺服滑动机构2、伺服转动机构3;伺服滑动机构2包括滑动机构、第一伺服电机203、支撑架204、安装板205、支撑台208和第一传动轴209,其中滑动机构包括丝杆207、联轴器206、导轨座201和导轨202;第一伺服电机203固定在支撑架204上,支撑台206固定在支撑架204的下端面。
如图2所示,丝杆207穿过支撑台206和支撑架204,与第一传动轴209通过联轴器206连接;导轨座201和支撑臂1侧面固定连接,连接面设置加强板6导轨202竖直安装在导轨座侧面的,设置有螺纹孔,用于与丝杆207配合连接。
如图3所示,安装板205底部的侧面设置挡板210,挡板210沿安装板205的两个侧边
垂直安装,安装板205底部设置支撑板211,支撑板211和安装板205侧面垂直,设置有中心孔,用于支撑伺服转动机构;伺服转动机构3安装在安装板205侧面,位于支撑板211的上方。
伺服转动机构3包括第二伺服电机301、拧紧头302、压力传感器303、扭矩传感器304、弹性元件305和第二传动轴306;其中,第二伺服电机301上部设置散热片307,防止设备运行过热而损坏,侧面安装有紧急停止装置308,在设备失控状况下,紧急停止,保证操作安全。
如图4、图5所示,第二传动轴306穿过支撑板211的中心孔和弹性元件305连接,用于缓冲第二传动轴受到的冲击力;扭矩传感器304固定套接在弹性元件305上,便于实时监测扭矩,传递信号;弹性元件305另一端和拧紧头302连接,底部安装压力传感器303,压力传感器303用于向第一伺服电机传递信号,控制进给量。
本实用新型所提供的螺栓智能拧紧机构,在使用时,将待拧紧螺栓置于拧紧头302的正下方,启动第一伺服电机203,控制伺服滑动机构2下降,带动伺服转动机构3下降,拧紧头302和待拧紧螺栓的端面距离缩短,启动第二伺服电机301,带动拧紧头302慢速转动,拧紧头302和待拧紧螺栓端面接触后,扭矩传感器304监测到扭矩,传递信号,控制第二伺服电机301转速逐渐增加,加速拧紧。
如图5所示,弹性元件305底部设置压力传感器303,当第一伺服电机203转速过快,伺服滑动机构2带动伺服转动机构3下降的距离大于待拧紧螺栓被拧紧时的下降的距离,压力传感器303和待拧紧螺栓的端面接触,受到压力,传递信号,控制第一伺服电机203转速下降,进而控制伺服转动机构3的下降距离,减小第二传动轴306的的轴向压力。
当扭矩传感器304监测到的扭矩值接近设计的扭矩值时,传递信号,控制第二伺服电机301转速下降,直到扭矩值和设计的扭矩值相同时,第二伺服电机301停止转动,此时第一伺服电机203仍在运转,压力传感器303与待拧紧螺栓端面接触,压力值增大,压力值达到设定值时,第一伺服电机203停止转动,完成拧紧操作。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
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