一种分布式阀门拧紧机构监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种分布式阀门拧紧机构监测装置，包括：上位机控制单元和多个轴控制单元，每个轴控制单元的输出端与伺服检测单元相连接，所述伺服检测单元的输出端与拧紧结构相连接；所述伺服检测单元包括交流伺服电动机、减速器、扭矩传感器、转角传感器，所述减速器、扭矩传感器和转角传感器与交流伺服电动机相连接；所述扭矩传感器用于检测拧紧结构在工作状态下对机械部件的拧转过程的扭矩值，所述转角传感器用于检测拧紧结构在工作状态下对机械部件的旋转角度值；所述拧紧结构至少包括驱动杆，所述驱动杆用于接收伺服检测单元传送的扭矩值和旋转角度值、对机械部件执行扭转操作。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式阀门拧紧机构监测装置
本技术涉及阀门拧紧监测领域，尤其涉及一种分布式阀门拧紧机构监测装置。
技术介绍
阀门自动拧紧机是一种集机械的传动、电气的传动、气动技术、电子技术、自动检测于一体的机电一体化设备。拧紧机一般由伺服电机、减速器、扭矩传感器组成。伺服电机作为动力源，输出动力，减速器用于增大力矩/扭矩，扭矩传感器用来检测扭矩、力矩角度和伺服电机形成闭环控制。在制造业快速发展的今天，拧紧机已经被广泛应用于轨道交通、船舶海工、石油化工等各个领域。阀门是用来开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质的参数(温度、压力和流量)的管路附件，在工业领域中扮演重要的角色。随着现代工业的不断发展，生产的规模越来越大，质量管理体系逐渐健全，工厂安全要求越来越高，为了杜绝安全事故频发，给人民的生命财产安全造成重大损失的现象，阀门拧紧机将成为现代工业领域不可或缺的安全设备。目前阀门基本采用电动方式，一旦出现断电等紧急状况，只有采用人工拧紧的方式，而工厂的阀门拧紧需要几千甚至几万的转数，在遇到火灾爆炸等重大事故情况下，人工拧紧费时费力，给工作人员带来极大的危险。而且自动拧紧机响应速度慢导致拧紧精度往往达不到生产要求，或性能不稳定无法满足阀门拧紧的精度要求，给工作带来极大的不便。
技术实现思路
根据现有技术存在的问题，本技术公开了一种分布式阀门拧紧机构监测装置，具体包括：上位机控制单元和多个轴控制单元，每个轴控制单元的输出端与伺服检测单元相连接，所述伺服检测单元的输出端与拧紧结构相连接；所述伺服检测单元包括交流伺服电动机、减速器、扭矩传感器、转角传感器，所述减速器、扭矩传感器和转角传感器与交流伺服电动机相连接；所述扭矩传感器用于检测拧紧结构在工作状态下对机械部件的拧转过程的扭矩值，所述转角传感器用于检测拧紧结构在工作状态下对机械部件的旋转角度值；所述拧紧结构至少包括驱动杆，所述驱动杆用于接收伺服检测单元传送的扭矩值和旋转角度值、对机械部件执行扭转操作。所述轴控制单元包括单片机、存储器和LED显示器，所述存储器和LED显示器与单片机相连接，所述单片机与上位机控制单元进行串行通信。所述单片机的型号为89C51系列单片机。由于采用了上述技术方案，本技术提供的一种分布式阀门拧紧机构监测装置，采用单片机接收上位机控制单元传送的拧紧角度值和扭矩值即控制命令，然后单片机再控制拧紧结构对机械部件进行扭转处理，同时采用伺服检测单元对拧紧过程进行扭矩和旋转角度的监测，拧紧结构在工作过程中，扭矩由小变大，当扭矩与角度达到目标时，拧紧轴自动停止转动，最终达到目标扭矩，采用串行通信与上位机控制单元通信，以达到保证拧紧精度、实时监控、数据管理等功能。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术监测装置的原理图；图2为本技术中轴控制单元的原理图图3为本技术中伺服检测单元的原理图；图4为本技术中拧紧结构的原理图；图5为本技术中上位机控制单元与轴控制单元的电路连接图；图6为本技术中单片机的电路图。具体实施方式为使本技术的技术方案和优点更加清楚，下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：如图1、图2和图3所示的一种分布式阀门拧紧机构监测装置，包括上位机控制单元、多个轴控制单元、伺服检测单元和拧紧结构。所述上位机控制单元与多个轴控制单元相连接，其中每个轴控制单元的输出端与伺服检测单元相连接，所述伺服检测单元的输出端与拧紧结构相连接。进一步的，伺服检测单元包括交流伺服电动机、减速器、扭矩传感器和转角传感器。所述减速器、扭矩传感器和转角传感器与交流伺服电动机相连接；所述扭矩传感器用于检测拧紧结构在工作状态下对机械部件的拧转过程的扭矩值，所述转角传感器用于检测拧紧结构在工作状态下对机械部件的旋转角度值。进一步的，拧紧结构至少包括驱动杆，所述驱动杆用于接收伺服检测单元传送的扭矩值和旋转角度值、对机械部件执行扭转操作。进一步的，整个拧紧过程有上位机控制单元全程监测控制，系统监控原件为扭矩传感器及转角传感器，拧紧轴输出的扭矩为传感器承受的扭矩，采用1:1的最直接的扭矩传递，所以扭矩传感器在拧紧轴上的位置靠输出端，来避免减速器效率的影响，扭矩传感器、转角传感器输出的信号经过放大、整流、滤波等处理后传给轴控制单元对数据进行高速运算、分析、比较来控制交流伺服电动机的转速和何时停止，同时上位机控制单元接收各伺服检测单元采集的数据来协调各轴之间同步关系和存储各轴的拧紧曲线及数据，用户可以在上位机控制单元上轻易设置各种控制工艺参数。实施例：如图4、图5和图6所示，一种分布式阀门拧紧机构监测装置的工作过程为：在上位机控制单元内设置工艺参数，同时接收伺服检测单元传送的自动拧紧信号和多轴拧紧信号输入值、监控显示操作状态等信息。该设备通过上位机控制单元设定的工艺参数，通过总线向多个轴控制单元发出拧紧指令；上位机控制单元循环扫描各轴控制单元的状态，当轴控制单元的状态发生变化时，通过串行口向显示此轴的状态，自动拧紧过程结束时，显示本次拧紧是否成功；自动拧紧过程中监视各轴的状态，全部达到转角扭矩时发出同步转角拧紧指令；根据参数设定，在自动拧紧过程中定时读取指定轴的拧紧动态扭矩和角度值，通过串行口传送给上位机控制单元。作为优选的方式，轴控制单元采用单片机，所述单片机与上位机控制单元进行串行通信。其中轴控制单元内设置一片型号为8155的多功能可编程扩展器即存储器，上位机控制单元可通过总线进行读写8155的RAM，轴控制单元带有LED灯及数码管即LED显示器，两排数码分别显示当前扭矩和角度，拧紧结束时显示本次拧紧结果，LED显示器用于显示电源、正转、反转及拧紧结果的扭矩高、成功、扭矩低；轴控制单元的数字输入用于接收单轴的正反转拧紧信号，模拟量输入用于接收单轴的检测单元处理的扭矩输入，光耦输入可接收伺服单元分频处理的角度脉冲信号用于计算转角，数字输出及模拟量输出用于输出信号给伺服监测单元来控制伺服电动机，以完成拧紧过程。优选地，上位机控制单元的功能是:1)输入、保存拧紧过程所需的各种参数，并提供用户修改参数的界面。2)输入、保存拧紧过程所需的各种参数，并提供用户修改参数的界面。3)输入、保存拧紧过程所需的各种参数，并提供用户修改参数的界面。4)输入、保存拧紧过程所需的各种参数，并提供用户修改参数的界面。优选地，伺服检测单元的的功能是监测机械部件在被拧紧过程中的扭矩值和旋转角度值。本装置的布式结构的核心是伺服检测单元的工作过程，由于多个轴控制单元与上位机控制单元之间的通信特点是控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式阀门拧紧机构监测装置，其特征在于包括：上位机控制单元和多个轴控制单元，每个轴控制单元的输出端与伺服检测单元相连接，所述伺服检测单元的输出端与拧紧结构相连接；/n所述伺服检测单元包括交流伺服电动机、减速器、扭矩传感器、转角传感器，所述减速器、扭矩传感器和转角传感器与交流伺服电动机相连接；所述扭矩传感器用于检测拧紧结构在工作状态下对机械部件的拧转过程的扭矩值，所述转角传感器用于检测拧紧结构在工作状态下对机械部件的旋转角度值；/n所述拧紧结构至少包括驱动杆，所述驱动杆用于接收伺服检测单元传送的扭矩值和旋转角度值、对机械部件执行扭转操作。/n

【技术特征摘要】
1.一种分布式阀门拧紧机构监测装置，其特征在于包括：上位机控制单元和多个轴控制单元，每个轴控制单元的输出端与伺服检测单元相连接，所述伺服检测单元的输出端与拧紧结构相连接；
所述伺服检测单元包括交流伺服电动机、减速器、扭矩传感器、转角传感器，所述减速器、扭矩传感器和转角传感器与交流伺服电动机相连接；所述扭矩传感器用于检测拧紧结构在工作状态下对机械部件的拧转过程的扭矩值，所述转角传感器用于检测拧紧结构在工作状态下对机械部件的旋转角度值；
所述拧...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟譞，矫德余，张强，
申请(专利权)人：中车大连电力牵引研发中心有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21