[发明专利]一种周向多工位螺栓自动装配系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械装配技术领域，具体而言是一种周向多工位螺栓自动装配系统。

背景技术

螺栓连接的装配是机械装配工艺中的一个常见工艺过程，对产品的性能起着非常重要的作用，在风力发电机组的装配过程中，广泛涉及到高强度螺栓组联结，如风机的变桨轴承、偏航轴承安装等，现有的作业方式就是采用液压、电动或气动力矩扳手，逐个螺栓进行紧固，效率很低，生产成本较高。因螺栓联结件装配不当而发生的质量事故屡见不鲜。螺栓联结，其根本目的是要依靠拧紧后的轴向预紧力将被紧固物可靠地联结在一起。在实际的装配过程中，常采用通过“扭矩控制”来间接地控制轴向预紧力。长期以来，“扭矩控制”的概念对人们的影响极深，以至错误地认为只要扭矩得以控制在合理的范围，装配的效果就可以保障。除此之外，近年来有人采用手动回转支架进行多工位作业，如：CN104275667A、CN104275667B《一种紧固件扳拧装置》，效率有所提高，但尚未实现自动化作业，其中周向均布螺栓组的装配占有很大比重，为了保持各螺栓的预紧力均匀一致，工艺标准要求按对称、交叉、逐步拧紧。通常都是用手动力矩扳手或液压、气动、电动力矩扳手等工具逐个拧紧，作业效率低，劳动强度大，生产成本较高。

因此，针对现有技术中存在的问题，有必要提供一种具有新颖性、实用性和创造性的装置。

发明内容

本发明的目的针对现有技术中存在的手动力矩扳手或液压、气动、电动力矩扳手等工具逐个拧紧，作业效率低，劳动强度大，生产成本较高等缺点，提供一种周向多工位螺栓自动装配系统及其控制方法，实现多工位自动化作业，减少了作业工时，提高了装配质量和工作效率。

本发明通过扭矩传感器控制一个二位二通电磁换向阀；本发明通过步进电机和行星减速器实现回转支架的周向分度运动；本发明通过气缸实现回转支架的轴向升降运动；本发明通过U型支架和T形回转驱动臂及两个导向柱和导向套实现行星减速器及其所驱动的回转支架和气缸的同轴安装及二自由度运动；本发明通过两个导向柱和导向套来控制回转支架的轴向运动及其与行星减速器轴的相对位置。

本发明通过以下技术方案来实现 ：一种周向多工位螺栓自动装配系统，包括气动控制系统和电气控制系统，所述气动控制系统包括气缸、气缸进气管路、气动力矩扳手进气管路、气动力矩扳手、消声器、固定支架、定位销、短驱动套筒、轴用弹性挡圈、U型支架、回转支架、长驱动套筒、T形驱动臂、弹性圆柱销Ⅰ、导向套、导向柱和弹性圆柱销Ⅱ；

所述电气控制系统包括步进电机、平键Ⅰ、 行星减速器、平键Ⅱ、控制气缸的二位三通电磁换向阀、控制气动力矩扳手的二位二通电磁换向阀和扭矩传感器；

所述气动力矩扳手的反作用支撑部分固定在回转支架上，所述回转支架的回转中心部位上端设置有气缸，气缸的活塞杆以螺纹的形式连接U型支架；

所述回转支架下面设置有固定支架，固定支架通过3个定位销8定位到工件上

，所示回转支架、U型支架和固定支架为同轴设置，所述固定支架下面沿中心线方向依次设置有行星减速器和步进电机，行星减速器的输出轴上装有T形驱动臂，步进电机与行星减速器及行星减速器与T形驱动臂之间均通过键连接；T形驱动臂的两端各固定有一个导向柱，来自步进电机的动力最终通过导向柱驱动回转支架绕其中心线回转；所述气缸、步进电机和行星减速器共轴，轴用弹性挡圈的下面与气动力矩扳手共轴线处设置有若干个长驱动套筒和一个短驱动套筒，短驱动套筒上端设置有扭矩传感器，短驱动套筒上端的方孔与扭矩传感器下端的方榫配合连接，扭矩传感器上端的方孔和气动力矩扳手下端方榫配合连接。

作为一种优选的技术方案，所述气缸的一端设置有气缸进气管路。

作为一种优选的技术方案，所述气缸的排气孔处设置有消声器，以此来消除气缸排气过程中因震动产生的噪音。

作为一种优选的技术方案，所述气动力矩扳手的一端设置有气动力矩扳手进气管路。

作为一种优选的技术方案，所述气动力矩扳手与回转支架之间通过花键连接，且轴用弹性挡圈卡在气动力矩扳手和回转支架之间。