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智能型螺母拧紧机的研制(二)
3 工作原理
智能型螺母拧紧机以电动机作为主要动力来源，以压缩空气作为辅助的动力来源 。
电机的动力通过三角带传到齿轮减速箱，再通过电磁离合器传到蜗轮蜗杆变速箱，
然后带动主轴，主轴再带动扭矩加载头拧紧齿轮箱凸缘螺母。
压缩空气供给薄型汽缸，汽缸带动主轴和扭矩加载头作上下运动。
主轴与汽缸轴之间用汽缸接头连接，这样，主轴在转动的时候 ，汽缸轴并不转动。
工控机内部存有拧紧的终扭矩数值，该数值可以根据装配工艺的需要随时调整。
工控机按这一预先设定的扭矩值对拧紧过程进行控制。
拧紧机的工作过程是装有齿轮箱的流水线小车推到凸缘螺母拧紧位 以后，
齿轮箱总成的凸缘含在拧紧机的凸缘卡板内。
装在主轴下端的扭矩加载头，由薄型汽缸送进到拧紧位置，对凸缘螺母进行紧操作。
拧紧过程中，工控机将根据螺母的拧紧程度自动切换主轴转速，在凸缘螺母处于松动状态时，
主轴处于高速状态，这时主轴的转速为46．44r／min，以便在短时间内将螺母的拧紧力矩加到门槛扭矩。
当凸缘螺母的拧紧力矩达到门槛扭矩后，主轴自动切换成低速状态，转速为3．84r／min，
直到将凸缘螺母的拧紧力矩拧到预定的数值。为了保证凸缘螺母的装配质量，工控机根据设定扭矩值决定是否终止拧紧工作 ，
工控机通过扭矩传感器实时检测凸缘螺母的扭矩数值并与设定值比较，当达到设定值时，拧紧循环过程正常终止。
凸缘螺母的拧松过程也在工控机控制下进行，操作人员可根据屏幕实时显示的扭矩值判断是否已拧松，若已松可实时中断卸载过程。
如果认为拧松程度不够，可以进行第二次拧松操作。
无论是在加载工作状态下，还是在卸载工作状态下，都可以按动机床面板上的停止键，人为终止加卸载过程。
4 计算机控制及人机界面
系统中计算机采用研发公司生产的高性能工控机，
系统中计算机采用研发公司生产的高性能工控机，
其基本配置为：CPU／7OOMHz、硬盘120G、内存164M，显存 ／16M，以及14英寸彩显和性能优良的轻触薄膜面板。
工控机内置1块DAC一7112DG 型多功能A／D、D／A 及I／O 卡，此卡具备16路TTL输入和16路TTL输 出I／O 口，
16路单极性 或8路差分 (双极性 )信号输入的12位A／D模块以及2路单极性输出的12位的D／A 模块口 。
外部对象通过此卡与工控机连接，工控机完成外围各数据或开关信号的获取、放大、模数转换及信息处理，
然后输出各种控制指令，即通过工控机对拧紧机的全部工作进行自动控制。
系统软件以WIN98为操作系统，由NationalInstrument公司开发的LabW indow软件编制。
LabWindow 的编辑器由用户图形界面和代码窗口构成，是为自动控制而编写的软件，除了基本的大型语言软件所应有的功能外，
在数据采集和输出、数据处理等方面有着非常优异的性能。而且能消除曲线显示时的抖动和为大多采集卡编出一个非常友好的操作界面 。
软件系统结构如图 4所示，有3个主要工作状态：加卸载、参数修改和手动调试，即图 4中的3大功能模块。
由于计算 机和 新的开发软件的使用，使得该系统具有较高的控制灵活性和直观的人机界面。
系统通电开机后，工控机进行系统初始化和参数设置，其中包括薄型汽缸上背压。
初始化完成后，工控机显示初始状态界面，操作人员可按动工控机面板上的功能按键而选择相应的功能 。
4.1 加、卸藏工作状态
进入加 、卸载功能模块后，在加、卸载选择状态界面操作人员可通过按钮对所要装配的实际产品型号进行设定，
也可对拧紧次数 (一次或二次拧紧)进行设定。然后按加载工作按钮，系统进入凸缘螺母的拧紧 (加载 )工作状态I按卸载工作按忸，
系统进入凸缘螺母的拧松 (卸 载 )工作状态。
4.2 参数修改
参数修改状态用于对系统内存放的产品参数进行修改，以满足产品更换和生产实际的要求。
系统进入参数修改模块后，操作者正确输入密码后，系统允许对内部所存的数据进行修改及存盘。
可供修改的参数中。预定拧紧力矩为装配工艺所要求的两种产品凸缘螺母的拧紧力矩。
扭矩传感器系数是指反应在加载头上的实际扭矩与采集卡采样得到的电压问的比值，该值经设计人员调好设定后，一般情况下不得改变。
4.3 手动调试
在手动调试状态下，可对系统各个运动环节进行单步控制、检查及传感器的安装和调整，用于设备的安装调试和维修、维护。
在此界面下可分别进行主轴的上升、下降 、切换高速 、切换低速 、正转和反转等动作 ，以检查各个部件运动是否正常。在调试状态下，工控机可显示实时采样电压及扭矩数值。
5 结束语
本系统的应用，解决了影响汽车齿轮箱装配的一个重要环节，高度自动化大大提高了生产效率和产品合格率，降低了返工率。
配合装配线上的其它设备，使齿轮箱的装配质量得到进一步保证。系统的人机界面友好、操作简单。
本设备研制成功后，在齿轮箱装配流水线上投入运行以来，效果良好。
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