[发明专利]螺栓拧紧装置及其控制器、控制方法以及螺栓拧紧系统

说明书

技术领域

本发明涉及工件装配领域，具体地，涉及一种螺栓拧紧装置，包括该螺栓拧紧装置的螺栓拧紧系统，以及用于该螺栓拧紧装置的控制器和控制方法。

背景技术

在车辆的装配过程中，通常使用高精度的电动拧紧系统进行关键螺栓的拧紧装配工作。如图1为现有的螺栓拧紧系统的结构示意图。其中拧紧主机2和拧紧轴5构成螺栓拧紧装置，控制器1中储存有螺栓拧紧的工作程序，并向拧紧主机2发送控制信号，拧紧主机2接收该控制信号并执行与拧紧轴5该拧紧主机2通过悬挂机构3悬挂在工件4的上方，拧紧机箱2接收到控制信号后根据该信号对拧紧轴5进行控制，拧紧轴5带动套筒6旋转，以对工件4的螺栓7实施拧紧。

该悬挂机构3可以手动地调整，所以在使用该螺栓拧紧系统时，首先需要手动地将拧紧主机2移动到工件4上方的适当的位置，已将套筒6与螺栓7相连接。在拧紧机箱2控制拧紧轴5带动套筒6来拧紧螺栓7的过程中，首先需要进行预紧，此时拧紧机箱2接收到预紧指令之后，驱动拧紧轴5带动套筒6旋转，并捕获螺栓7以将其旋转并拧紧；当拧紧主机2通过内部传感器检测到拧紧轴5的扭矩达到预紧扭矩设定值时，拧紧机箱2接收到停顿指令，停止旋转拧紧轴5并短暂停顿；之后，拧紧机箱2接收到拧紧指令，再次驱动拧紧轴5带动套筒6以旋转螺栓7，直至拧紧轴5的扭矩达到最终扭矩设定值时停止；最后，拧紧机箱2接收到卸荷指令，驱动拧紧轴5反向旋转预设的卸荷角，此时拧紧轴5带动套筒6反转以撤销对螺栓施加的力，此时拧紧工作结束，实现了紧固螺栓的目的。在将螺栓拧紧之后，利用悬挂装置3将拧紧主机2向上移动，从而使得套筒6与螺栓7分离。

但是，工件上的螺栓通常并不是沿竖直方向设置的，当上述机构用于拧紧如图1所示的与竖直方向夹角为α的螺栓时，由于拧紧轴5末端的套筒6与螺栓之间会产生相互挤压，从而导致在完成拧紧工作之后难以分离，从而限制了该拧紧系统的应用，并且这种相对于竖直方向倾斜的螺栓只能采用精度较低或自动性较差的方式来拧紧。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺栓拧紧装置，该螺栓拧紧装置能够便于套筒与螺栓的脱离。

为了实现上述目的，本发明提供一种一种螺栓拧紧装置，该螺栓拧紧装置包括拧紧主机，安装在该拧紧主机上的拧紧轴，以及连接在该拧紧轴末端的套筒，该套筒用于连接螺栓，其中，所述螺栓拧紧装置还包括回退装置，该回退装置能够驱动所述套筒相对于所述拧紧轴沿所述拧紧轴的长度方向运动。

优选地，所述拧紧轴相对于竖直方向倾斜地安装在所述拧紧主机上。

优选地，所述回退装置包括设置在拧紧主机上的回退驱动元件、与该回退驱动元件连接的杆和与该杆垂直连接的连接板，该杆与所述拧紧轴相互平行，所述杆和所述套筒通过所述连接板相连，该回退驱动元件驱动该杆沿所述杆的长度方向运动，以带动所述套筒沿所述拧紧轴的长度方向运动。

优选地，所述回退驱动元件为气缸、液压缸或电动机。

优选地，所述连接板上形成有杆连接孔和套筒卡槽，所述杆穿过该杆连接孔并固定，所述套筒的外壁上形成有与该套筒卡槽向配合的凸台。

优选地，所述杆形成有螺纹，所述杆在所述连接板的两侧通过螺母固定在所述杆连接孔中。

本发明还提供一种用于上述螺栓拧紧装置的控制器，该控制器包括依次电连接的输入模块、处理模块和输出模块，该输出模块与所述拧紧主机电连接，其中，

所述输入模块用于接收所述拧紧轴的启动信号、所述拧紧轴的扭矩信号和所述拧紧轴的转角信号，并将该启动信号、扭矩信号和转角信号传送到所述处理模块；

所述处理模块用于接收所述启动信号、扭矩信号和转角信号，并储存预紧扭矩设定值、最终扭矩设定值、暂停时长值和卸荷角度值，

当所述处理模块接收到所述启动信号时，所述处理模块向所述输出模块传送所述启动信号，

当所述处理模块接收到所述扭矩信号时，将所述扭矩信号与所述预紧扭矩设定值和最终扭矩设定值进行比较，

当所述扭矩信号等于所述预紧扭矩设定值时，所述处理模块向所述输出模块传送所述拧紧轴的停止信号，并进行计时，当该计时值与所述暂停时长相等时，所述处理模块向所述输出模块传送启动信号，

当所述扭矩信号等于所述最终扭矩设定值时，所述处理模块依次向所述输出模块传送所述拧紧轴停止信号和所述拧紧轴反转信号，当所述转角信号等于所述卸荷角度值时，所述处理模块依次所述输出模块传送所述拧紧轴的停止信号和套筒回退信号，

其他情况下，所述处理模块无输出；