角钢塔螺栓的紧固控制技术

针对角钢塔螺栓紧固作业需求,研究了一种轻量化、扭矩可准确控制的电动扳手.为了解决轻量化问题,提出了一种自抗扰控制器与滑模观测器融合算法,实现了无扭矩传感器的电动扳手扭矩参数估计与控制.首先,将自抗扰控制器引进扭矩环、速度环,在对其总扰动量进行估计的同时得到角加速度的估计值,然后将该角加速度值作为二阶滑模观测器的输入进行紧固扭矩值的估计,解决了二阶滑模观测器中变量的导数值难以获得的问题.仿真和实验结果表明,与传统PID控制器、滑模控制器相比,所提方法可实现扭矩的准确估计,具有扭矩调节时间短,超调小的特点.

基于MCGS的刮板链螺栓自动紧固速度控制系统研究

针对刮板链螺栓紧固的局限性,设计了一种刮板链螺栓自动紧固设备,根据刮板链螺栓紧固的工艺流程,采用SolidWorks对刮板链螺栓自动紧固设备进行几何建模。在紧固过程中,由于步进电机转速太快时力矩不足,转速太慢时,紧固时间较长,效率太差。因此设计了一种基于MCGS的刮板链螺栓自动紧固速度控制系统,通过对步进电机矩频特性和螺栓拧紧曲线进行分析,得到了步进电机转速与旋转角度的关系,从而推出步进电机速度当量与紧固时间的关系。通过对螺栓紧固时间内速度当量值进行离散,采用MCGS设计硬件和编写软件脚本,同时对人机交互界面进行组态,将设计的控制系统进行联机调试。结果表明:该速度控制系统在15 s的紧固时间内,将速度当量值从3000离散至1000,达到了螺栓紧固的力矩要求,在简化紧固过程的同时,缩短了紧固时间,实现了刮板链螺栓的自动紧固,保证了设备运行的可靠性与稳定性,提高了工作效率。

温州瓯江北口大桥施工期索夹抗滑移控制

温州瓯江北口大桥为主跨2×800 m的三塔四跨双层钢桁梁悬索桥,主跨钢桁梁采用1000 t缆载吊机大节段吊装,施工期索夹受力大、索夹螺杆紧固力损失大,索夹滑移风险高。为给施工期索夹滑移风险评估和抗滑移控制措施提供依据,在《公路悬索桥设计规范》(JTG/T D65-05—2015)索夹抗滑移系数计算公式的基础上,考虑索夹上临时荷载、主缆轴力增加引起的主缆直径变小和主缆丝股重新排列、螺杆时变效应造成的索夹螺杆紧固力损失,提出适用于大跨悬索桥施工期的索夹抗滑移系数计算方法,分析主要参数对施工期索夹抗滑移系数的影响,并评估该桥施工期索夹抗滑移风险,提出索夹抗滑移控制措施。结果表明:钢桁梁吊装过程中,索夹倾角变化大,应采用当前施工阶段索夹倾角计算施工期索夹抗滑移系数,主缆轴力增加引起主缆直径变小是造成索夹滑移的主要原因之一;该桥除主跨跨中钢桁梁节段对应索夹抗滑移系数满足规范要求外,其余索夹抗滑移系数均不满足规范要求。根据索夹滑移风险评估结果,采取紧固索夹螺杆的抗滑移控制措施,并明确了该桥索夹螺杆紧固次数和时机。该桥采取索夹抗滑移控制措施后,施工过程中索夹均未出现滑移现象。

电动冲击扳手定扭矩控制方法研究

研究了电动冲击扳手定扭矩控制的问题。首先建立了电动冲击扳手碰撞模型和扭矩累积模型,分析了影响扳手扭矩输出的因素,提出了一种基于冲击次数和冲击块转速的定扭矩控制方案,同时设计了冲击次数采集方案和基于模糊PID的双闭环直流无刷电机的转速控制方案。在搭建的电动冲击扳手扭矩测试平台上进行验证,结果表明,在冲击次数为200时,扳手的定扭矩控制精度可达到±4%以内。该定扭矩控制方法具有控制精度高、成本低及操作方便等特点。通过实际应用验证了该方法的可行性。

白车身生产线螺栓连接及检测方法研究现状

螺栓连接是白车身门盖装配过程中最常见的连接工艺,螺栓强度的可靠性是汽车安全的重要保障之一。文章介绍了适用于汽车及其组件的米制ISO螺栓的连接装配方法以及大众集团内采用的安装-拧紧方法,重点介绍了某先进整车制造厂螺栓拧紧的技术要求、常用的拧紧工具,以及各类型螺栓的差异化拧紧方法。阐述了螺栓螺母的拧紧检测技术规范,拧紧数据的存储系统保存方法和数据存储的具体要求,确保拧紧结果的准确性和数据的可靠性,及其后续可能的质量可追溯性。对系统熟悉掌握车身螺栓拧紧控制方案,以及现场质量人员优化拧紧工艺质量具有重要的指导作用。

模糊控制法在电缆机器人视觉定位的应用研究

针对电缆移动机器人螺栓拧紧的操作效率,提出基于模糊逻辑的视觉定位控制方法。根据电缆线路的结构特点,提出了螺栓的自主搜索方法,得出机械手的姿态控制参数,以机械手螺栓螺母的相对姿态和倾斜角度为控制变量,设计了二维模糊机器人视觉定位控制器。通过对控制参数的动态调整,可以得到最优位置运动控制参数,并用于机器人的运动控制。将所提出的模糊控制算法用于螺栓定位控制,并与传统PID控制方法进行了性能比较。仿真结果表明该模糊控制算法大幅提高了实时作业机械手的定位精度和作业效率。

汽车装配生产线电动伺服螺纹拧紧设备发展现状

中国汽车销量已经连续14年居世界第一,螺纹连接为汽车零部件之间的主要连接形式,螺纹拧紧设备市场需求巨大。目前国内汽车生产线上的拧紧设备主要依靠进口,造价高,已经成为卡脖子问题。为此文章针对汽车生产线的电动伺服螺纹拧紧设备的关键技术展开论述:对比了交流永磁伺服同步电机的控制策略;论述了拧紧设备的减速机构方案;对比了不同的扭矩检测方案;最后分析了国内外现有的电动伺服螺纹拧紧设备的特点。通过对电动伺服螺纹拧紧设备关键技术的研究分析,指出了现阶段电动伺服拧紧设备上不同技术方案的优缺点及发展趋势,为国内电动伺服螺纹拧紧设备的研究与开发提供了思路。

安全无线环境下的智能拧紧系统研究

针对智能拧紧系统无线传输难题,本研究成功研发了安全无线拧紧控制系统,攻克了适配器、控制终端和接收模块设计,建立了与上游系统的通信链路,确保任务与数据的安全无线传输。这一成果为制造企业带来新思路和技术支持,提升了生产效率与信息安全水平。

主缆索股施工控制参数研究

基于索股线形与其无应力长度、自重荷载集度的相互关系,提出了主缆索股架设紧缆后内力重分配和紧缆实际线形的模拟算法;提出了非理想平行索股架设紧缆后的质量重分配计算假定并推导了相应的计算公式,建立了计算过程和迭代收敛准则,并运用VC++计算机语言编制了相应的计算程序;分析了各种跨度悬索桥主缆一般索股架设时采用不同间距对成缆线形及内力的影响。结果表明:适当增大一般索股架设调整时的控制间距对成缆线形基本没有影响,对索股间的内力影响有限。

基于模型预估的汽车主动锥齿轮总成锁紧螺母拧紧机

为了实现汽车主动锥齿轮的自动化装配,在锁紧螺母拧紧机的研究中提出了模型预估的设计方法。根据螺栓拧紧特性对预紧力、扭矩、角度进行预估,用嵌入式拧紧控制器对汽车驱动桥主减速器总成装配中的锁紧螺母进行拧紧控制,结合光纤传感检测和机械设计技术进行销孔定位装置及其辅助装置设计。运用智能化的模糊控制算法,完成了对主动锥齿轮中锥形轴承的轴向预紧力、锁紧螺母的扭矩及角度定位多变量目标的模糊智能控制。经实际生产验证,该系统成功地解决了一类带有销孔定位功能的锁紧螺母的拧紧问题,并且系统具有很高的预测准确率,提高了生产效率和产品质量。

输电线路带电作业机器人机械手RBF神经网络控制

针对完全依靠人工带电拧紧高压输电线路耐张跳线引流板螺栓作业效率低、劳动强度大、高空高压危险设计了一种双臂、双机械手的螺栓紧固带电作业机器人.在整个作业过程中着重对螺栓拧紧的关键问题进行了理论分析,建立了螺栓拧紧过程控制的RBF神经网络模型.将机器人的螺栓拧紧过程抽象为神经网络的非线性逼近控制问题,提出了基于RBF神经网络的机器人螺栓拧紧状态监测控制方法.最后带电作业试验结果显示经过该控制方法机器人拧紧的螺栓联接可靠性增强,验证了所提出方法具有较强的工程实用性,同时进一步提高了作业效率、作业安全性及作业可操作性.

基于力封闭的多功能螺母拧紧机系统设计

通过对轴向预紧力与螺母转角、拧紧扭矩、联接件的几何参数及螺纹件的摩擦因素间的关系分析 ,为多家企业委托的汽车后桥及变速箱装配线上开发了基于力封闭的多功能螺母拧紧机。扭矩传感器实时检测扭矩 ,拧紧扭矩实时显示 ,可根据设定的门槛扭矩对加、卸载过程进行高、低速自动切换 ,最终拧紧扭矩可在 80 0N·m范围内任意设定 ,扭矩控制平稳精确 。

基于模块化设计的自动拧紧系统的开发

为了解决目前螺栓(母)自动拧紧装备制造和维修周期过长,不能适应企业高效生产要求的问题,提出一种基于模块化设计的螺栓自动拧紧系统.基于对螺纹联接件装配的预紧力控制原理和拧紧工作过程的分析,将拧紧系统分成不同的功能单元,并从硬件和软件两方面对它们实施模块化设计,构建系列化的机械和电气模块单元,使系统获得快速组合和维修的能力.实际应用表明,该模块化设计的自动拧紧系统提高了装备的制造和维修效率.

汽车车轮螺栓拧紧工具可重构控制系统

车轮拧紧设备是汽车总装生产线的关键设备.在分析螺栓拧紧策略的基础上提出了一种基于PLC(programmable logic controller)和工控机的汽车车轮螺栓拧紧工具可重构控制系统,并对控制系统硬件和软件部分进行了分析,介绍了硬件组成、软件功能模块图、流程图等.该控制系统实现了硬件和软件的模块化,便于根据生产需要灵活组态,对提高汽车车轮螺栓拧紧的效率具有重要意义.

小长径比多轴自动锁螺丝机运动控制系统设计

为解决常规锁螺丝机柔性较差且无法应用于小长径比螺丝的问题,开发了一套适用于小长径比螺丝的多轴自动锁螺丝机。根据锁付工件的功能需求,基于八轴运动控制卡,开发了多轴自动锁螺丝机的运动控制系统。并以50寸液晶电视背板为加工对象进行加工实验,人工数量可减少86%,锁付时间平均减少30%。实验结果表明,该多轴自动锁螺丝机能够实现对螺丝的快速锁付,降低生产成本,提高生产效率。

基于分布式的四轴履带螺栓拧紧机控制系统设计

文章主要针对不同品种不同节距的履带以及人工拧紧履带效率低下和不可靠性的问题,设计一种可以对履带螺栓进行自动批量拧紧的设备。采用了以S7-200为主站,AtlasCopco拧紧控制器和CEU2行程可读气缸控制器为从站的分布控制方案,能适应各种类型的履带螺栓的拧紧,而且能精确控制螺栓的拧紧扭矩,并生成履带每根螺栓的拧紧质量报告记录,可节省40%的生产时间,大大提高履带的生产效率。文章主要阐述所设计的四轴履带螺栓拧紧机系统的结构、配置、分布式控制方案及拧紧机工作流程。

智能型螺母拧紧机的研制

在汽车齿轮箱的装配过程中,一些汽车厂家用气枪来拧紧齿轮箱凸缘螺母,这种操作方式工人劳动强度大,而且不易实现适度的预紧,致使汽车生产效率低下,装配质量得不到保证。文章针对这种情况,介绍了汽车齿轮箱总成柔性装配线中配备的一种新型的智能型螺母拧紧机,该设备采用工控机控制,智能化测量拧紧扭矩,使齿轮箱凸缘螺母与齿轮箱之间达到一定的预紧力,提高了生产效率和产品质量,是汽车齿轮箱总成装配线中的更新换代产品。

缸盖螺栓转角法拧紧工艺的设计

介绍缸盖螺栓的强度校核计算、转角法拧紧工艺计算和轴向力试验,使设计开发的缸盖螺栓满足使用要求。

柴油机高强度螺栓拧紧工艺的试验校正

在一款四缸十六气门非道路柴油机上,以塑形区域转角法作为该机型高强度螺栓的拧紧方法,为获得其缸盖螺栓和主轴承盖螺栓最终拧紧工艺数值,在样机上进行了多轮试验,对初始理论数值进行校正,试验结果最终确定了螺栓的拧紧工艺数值,并对今后初始理论数值的选取和其他重要连接件的高强度螺栓拧紧工艺有重要的指导意义。

螺栓连接的装配质量控制

对确保螺栓连接装配质量的二项基本条件:设备能力验证、扭矩测试采用正确的事后检验方法做了详尽的解释。通过对一个螺栓连接案例的分析,阐述扭矩拧紧控制的实质,以及从采用的装配方法出发,改善螺栓连接质量的工艺途径。