[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

权利要求书

1.一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，其特征在于：

所述气动控制系统包括气缸（15）、气缸进气管路（2）、气动力矩扳手进气管路（1）气动力矩扳手（12）、消声器（14）、固定支架（7）、定位销（8）、短驱动套筒(9)、轴用弹性挡圈(11)、U型支架（13）、回转支架（16）、长驱动套筒（17）、T形驱动臂（18）、弹性圆柱销Ⅰ（19）、导向套（20）、导向柱（21）和弹性圆柱销Ⅱ（22）；

所述电气控制系统包括步进电机（3）、平键Ⅰ（4）、 行星减速器（5）、平键Ⅱ（6） 、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（10）；

所述气动力矩扳手（12）的反作用支撑部分固定在回转支架（16）上，所述回转支架（16）的回转中心部位上端固定有气缸（15），气缸（15）的活塞杆以螺纹的形式连接U型支架（13）；

所述回转支架（16）下面设置有固定支架（7），固定支架（7）通过3个定位销（8）定位在工件上，所示回转支架(16)、U型支架(13)和固定支架（7）为同轴设置，所述固定支架(7)下面沿中心线方向向下依次设置有行星减速器（5）、步进电机（3），行星减速器（5）的输出轴上装有T形驱动臂（18），步进电机（3）与行星减速器（5）及行星减速器（5）与T形驱动臂（18）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（21），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；T形驱动臂（18）转起后，T形驱动臂（18）上的导向柱（21）带动回转支架（16）转动，导向套（20）设置在回转支架（16）上，所述气缸（15）、步进电机（3）和行星减速器（5）共轴，轴用弹性挡圈（11）的下面与气动力矩扳手（12）共轴线处设置有若干个长驱动套筒（17）和一个短驱动套筒（9），短驱动套筒（9）上端设置有扭矩传感器（10），短驱动套筒（9）上端的方孔与扭矩传感器（10）下端的方榫配合连接，扭矩传感器（10）上端的方孔和气动力矩扳手（12）下端的方榫配合连接。

2.根据权利要求1所述的一种周向多工位螺栓自动装配系统，其特征在于：所述气缸（15）的一端设置有气缸进气管路。

3.根据权利要求1所述的一种周向多工位螺栓自动装配系统，其特征在于：所述气缸（15）的出气孔处放置有消声器，以此来消除气缸排气过程中所产生的噪音。

4.根据权利要求1所述的一种周向多工位螺栓自动装配系统，其特征在于：所述气动

力矩扳手的一端设置有气动力矩扳手进气管路（1）。

5.根据权利要求1所述的一种周向多工位螺栓自动装配系统，其特征在于：所述气动力矩扳手（12）与回转支架（16）之间通过花键连接，且轴用弹性挡圈（11）卡在气动力矩扳手（12）和回转支架（16）之间。

6.根据权利要求1所述的一种周向多工位螺栓自动装配系统的控制方法，其特征在于：通过扭矩传感器在设定扭矩T时的输出信号来控制气动力矩扳手进气管路上二位二通电磁换向阀的开关；二位三通电磁换向阀通电，气缸进气管路开启，气缸与回转支架一起通过活塞杆推动U形支架而升起，手动旋转回转支架至任意螺栓头并将其设定为回转起始点，二位三通电磁换向阀断电，气缸进气管路关闭，气缸与回转支架一起在重力作用下降落，各驱动套筒与相应的螺栓头接合；然后，控制气动力矩扳手进气管路的二位二通电磁换向阀通电开启，各气动力矩扳手启动，当力矩达到扭矩传感器设定力矩值时，在PLC的控制下，二位二通电磁换向阀断电关闭，气动力矩扳手卸压；最后，二位三通电磁换向阀通电，气缸进气管路开启，气缸与回转支架一起通过活塞杆推动U形支架而升起，步进电机通电后通过行星减速机和T形回转驱动臂和导向柱驱动回转支架转至下一个螺栓位置，二位三通电磁换向阀断电，气缸进气管路关闭，气缸与回转支架一起在重力作用下降落，各驱动套筒与相应的螺栓头接合，下一个循环开始，如此循环多次，直到所有整个螺栓组全部紧固完毕为止。