一種螺母擰緊機控制系統技術方案

一種螺母擰緊機控制系統，由工控機和4個單片機軸控單元組成；工控機作為監控操作站，可以實現工藝參數設定及工藝參數的顯示功能。軸控單元以單片機為核心控制器。該控制系統采用扭矩閉環控制及智能控制算法，實現了扭矩的高精度控制，提高了生產效率和裝配精度。

A control system for nut tightening machine

A nut tightening machine control system is composed of industrial control computer and 4 single chip microcomputer shaft control units. As the monitoring operation station, IPC can realize the setting of process parameters and display of process parameters. The axis control unit takes the single chip computer as the core controller. The control system adopts torque closed-loop control and intelligent control algorithm, which realizes high precision control of torque and improves production efficiency and assembly precision.

【技術實現步驟摘要】
一種螺母擰緊機控制系統所屬
本專利技術涉及一種螺母擰緊機控制系統，適用于機械領域。
技術介紹
螺紋聯接由于簡單可靠、拆卸方便，在各種產品中得到了廣泛的應用。尤其是在汽車行業中的發動機等重要工位，對擰緊力的大小和精度有很高的要求。由于進口擰緊機性價比高、使用工位單一等原因，國內一些汽車廠家仍然使用氣動或液動扳手，難以保證精度，且存在勞動強度大、生產效率低、產品質量不穩定等缺點。
技術實現思路
本專利技術提出了一種螺母擰緊機控制系統，采用扭矩閉環控制及智能控制算法，實現了扭矩的高精度控制，提高了生產效率和裝配精度。本專利技術所采用的技術方案是。所述控制系統由工控機和4個單片機軸控單元組成；工控機作為監控操作站，可以實現工藝參數設定及工藝參數的顯示功能。軸控單元以單片機為核心控制器。所述監控單元采用工控機為硬件平臺，通過工控機的監控軟件來實現預定扭矩值的設定、擰緊過程的動態數據、扭矩曲線的實時顯示及信息的存儲、打印等功能。所述工控機的監控軟件采用VisualC編寫，人機界面友好，具有網絡通訊功能，可實現與上層系統網絡的互聯；完善的數據庫管理功能；工藝參數實時顯示功能。所述軸控單元軟件采用G51語言編程，系統上電后進行初始化，然后執行硬件自檢。如果硬件自檢不正常，則顯示故障狀態。主程序讀取外部開關量的狀態，判斷調用相應的子程序，完成各項擰緊動作。實時接收上位機的各種工藝參數及控制信號。扭矩及轉角的信號采集采用中斷定時完成，并實時傳送給上位機。本專利技術的有益效果是：該控制系統在裝配生產線上穩定運行，對振動、沖擊、塵埃、溫濕度及電磁干擾等工作環境適應性強，無故障工作時間長，系統可靠性高，取得了良好的使用效果。附圖說明圖1是本專利技術的擰緊機系統結構圖。圖2是本專利技術的主程序流程圖。圖3是本專利技術的控制算法流程圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。如圖1，擰緊機由控制系統和驅動執行機構兩大部分組成，控制系統由工控機和4個單片機軸控單元組成；工控機作為監控操作站，可以實現工藝參數設定及工藝參數的顯示功能。軸控單元以單片機為核心控制器。執行機構由交流伺服電機、角度傳感器、扭矩傳感器、減速器及動力輸出軸組成。其中每個軸控單元獨立控制一套執行機構。4套執行機構安裝在主軸箱內，通過操作主軸箱來完成自動擰緊過程。如圖2，監控單元采用工控機為硬件平臺，通過工控機的監控軟件來實現預定扭矩值的設定、擰緊過程的動態數據、扭矩曲線的實時顯示及信息的存儲、打印等功能。軸控單元采用模塊化結構，以8051系列的單片機為控制器，各模塊功能如下：(1)AD轉換模塊。采集扭矩傳感器的扭矩信號，由于扭矩信號是整個控制系統的關鍵參數，所以采用轉換速度快、分辨率高的12位逐次比較型A/D轉換器AD574。(2)控制量輸出模塊。輸出數字控制量信號到伺服驅動器，從而控制交流伺服電機。(3)開關量輸入單元用來接收各種開關量信號，如正轉、反轉、停止等信號，開關量輸出各種狀態信息用于指示等。(4)轉角采集。增量型旋轉編碼器脈沖信號通過光電禍合器輸人給單片機計數器，計算獲得轉角值。(5)每個軸控單元都有一個RS232通訊模塊，與上位機實時通訊。工控機的監控軟件采用VisualC編寫，人機界面友好，具有網絡通訊功能，可實現與上層系統網絡的互聯；完善的數據庫管理功能；工藝參數實時顯示功能。系統采用模塊化設計：(1)參數設置模塊?？蛇M行各種控制參數的設置，如目標扭矩值、快慢速切換門檻扭矩值、扭矩傳感器系數、點動反轉時間等。(2)診斷調試模塊。主要完成外圍電氣元件調試，可進行單軸單步控制，用于設備的安裝和維護工作。(3)數據管理模塊。對最終扭矩值、完成時間及控制精度等工藝數據進行統計和分析，并能對這些數據進行查詢、打印等。(4)執行模塊。通過串口與軸控單元通訊，實時采集扭矩值、轉角等，顯示運行狀態及各軸的實時扭矩值等參數。并調用控制算法子程序，輸出控制量到軸控單元，實現四軸協調動作。軸控單元軟件采用G51語言編程，系統上電后進行初始化，然后執行硬件自檢。如果硬件自檢不正常，則顯示故障狀態。主程序讀取外部開關量的狀態，判斷調用相應的子程序，完成各項擰緊動作。實時接收上位機的各種工藝參數及控制信號。扭矩及轉角的信號采集采用中斷定時完成，并實時傳送給上位機。如圖3，在控制算法中，當反饋扭矩值小于門檻扭矩值時，采用快速擰緊速度。當進入低速擰緊過程后，采用模糊PID控制算法。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種螺母擰緊機控制系統，其特征是：所述控制系統由工控機和4個單片機軸控單元組成；工控機作為監控操作站，可以實現工藝參數設定及工藝參數的顯示功能，軸控單元以單片機為核心控制器。

【技術特征摘要】
1.一種螺母擰緊機控制系統，其特征是：所述控制系統由工控機和4個單片機軸控單元組成；工控機作為監控操作站，可以實現工藝參數設定及工藝參數的顯示功能，軸控單元以單片機為核心控制器。2.根據權利要求1所述的一種螺母擰緊機控制系統，其特征是：所述監控單元采用工控機為硬件平臺，通過工控機的監控軟件來實現預定扭矩值的設定、擰緊過程的動態數據、扭矩曲線的實時顯示及信息的存儲、打印等功能...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許亞夫，
申請(專利權)人：許亞夫，
類型：發明
國別省市：遼寧,21