一种用于高强度环槽铆钉的铆接控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于高强度环槽铆钉的铆接控制方法。铆接采用的铆接工具包括设置于铆接工具壳体中的枪头组件、驱动机构、传动机构、动力源和控制模块；铆接控制采用PI调节算法，对电机速度、线电流实行双闭环控制方式，在铆接受力过程中，通过检测线电流与设定值的关系进行铆接控制。本发明专利技术驱动及其传动结构采用行星滚柱丝杆作为旋转运动转换为直线运动的部件，采用电流控制方案实现铆接力的调节；本发明专利技术铆接控制方法输出拉力可以达到70kN，能够有效完成包括12mm直径规格的环槽铆钉的铆接安装，可针对不同规格型号的铆钉进行铆接安装模式选择，可以通过调节电机的输入电流进而控制电机扭矩的大小，最终实现对工具输出拉力的调节。调节。调节。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高强度环槽铆钉的铆接控制方法


[0001]本专利技术属于铆接紧固
，尤其属于手持式无绳电动工具设计与生产
，特别涉及一种用于高强度环槽铆钉的铆接控制方法。

技术介绍

[0002]环槽铆钉在新能源、桥梁、钢结构建筑等领域大量应用，若使用液压工具或者气动工具，受现场作业条件限制，如高空、高压电源等。这些工具往往较难满足使用条件，若能使用无绳充电式电动铆接工具进行安装，能够较好的解决这些问题，目前国内外的电动铆接工具的输出拉力都在30kN以下，无法满足大直径规格环槽铆钉的安装要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术根据现有技术的不足公开了一种用于高强度环槽铆钉的铆接控制方法。本专利技术提供一种能够克服现有铆接工具在完成高强度环槽铆钉铆接时存在的缺陷，采用可移动电驱动、铆接拉力最大可以达到70kN、并可对不同铆接方式进行控制的铆接工具及其铆接控制方法。
[0004]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0005]一种用于高强度环槽铆钉的铆接控制方法，其特征在于：
[0006]铆接采用的铆接工具包括设置于铆接工具壳体中的枪头组件、驱动机构、传动机构、动力源和控制模块；
[0007]枪头组件包括用于环槽铆钉挤压铆接的卡爪和铁砧；动力源是可拆卸充电的蓄电池；驱动机构包括直流电机、电机驱动的减速箱和驱动轴；传动机构为行星滚柱丝杆传动机构，星滚柱丝杆传动机构的行星滚柱丝杆轴与枪头组件的卡爪同轴驱动联接，行星滚柱丝杆轴与驱动机构的驱动轴通过各自安装的齿轮驱动联接；控制模块包括：STM32主控制器电路，电流采样电路，无刷直流电机驱动电路，霍尔行程保护电路，过流保护电路，霍尔限位电路，堵停保护电路；
[0008]铆接控制采用PI调节算法，对电机速度、线电流实行双闭环控制方式，在铆接受力过程中，通过检测线电流与设定值的关系进行铆接控制。
[0009]铆接控制针对短尾型环槽铆钉包括：设置电机反转电流Ia和时间t；当铁砧抵住套环时，电机受力突然增加，电流采样电路所采集的电流产生激增，当电流大于设定的电流Ia时，主控制器判断铁砧已抵住套环，主控制器开始计时，继续行进t时间后，主控制器控制驱动电路驱动电机刹车并反转，直到到达前霍尔限位，各项参数复位，完成铆接。
[0010]铆接控制针对拉断型环槽铆钉包括：将铆接过程设置按时间顺序分为：铆接结合段，套环起鼓变形段，套环起鼓变形后段，铁砧挤压套环段，挤压套环变形后段，拉断预紧段，拉断后段；获取套环起鼓变形后段电流一阶差分最小值K1，获取挤压套环变形后段电流一阶差分最小值K2，设置拉断后段电流一阶差分值为K3，令K3小于或等于K1或K2；环槽铆钉拉断后，电流急剧下降，主控制器电路将采集得到的电流值进行一阶差分运算，得到的电流一
阶差分大于K3值时，则主控制器判断铆接完成，驱动电机刹车并反转，直到到达前霍尔限位，各项参数复位，完成铆接。
[0011]本专利技术所述行星滚柱丝杆轴与驱动轴平行驱动布置。
[0012]进一步所述传动机构还包括与行星滚柱丝杆轴驱动配合的滚柱行星丝杆螺母，滚柱行星丝杆螺母外周套装大齿轮；所述驱动机构的驱动轴套装的小齿轮直径小于大齿轮直径，驱动轴套装的小齿轮与行星丝杆螺母套装的大齿轮驱动联接。
[0013]进一步所述滚柱行星丝杆螺母前端面设置平面推力滚柱轴承、后端面设置推力滚针轴承、外周设置前后各一组滚针轴承。
[0014]进一步所述驱动轴外周设置前后各一组滚针轴承。
[0015]本专利技术铆接控制方法采用的铆接工具其输出拉力可以达到70kN，能够有效完成包括12mm直径规格的环槽铆钉的铆接安装；本专利技术具备人机交互界面，可以针对不同规格型号的铆钉进行铆接安装模式的选择；可以通过调节电机的输入电流进而控制电机扭矩的大小，最终实现对工具输出拉力的调节。
[0016]本专利技术驱动及其传动结构采用行星滚柱丝杆作为旋转运动转换为直线运动的部件，将行星滚丝杆应用于手持式锂电铆接工具的设计中，采用电流控制方案实现铆接力的调节。相比于常规电动工具采用的滚珠丝杆，行星滚柱丝杆轴与丝杆螺母为线接触，而滚珠丝杆轴与丝杆螺母为点接触，线接触较点接触具备更好的受力，相同直径规格的两种丝杆，理论上行星滚柱丝杆可达普通滚珠丝杆的三倍负载能力以及六倍的使用寿命。所以在大拉力的电动铆接工具设计中采用较小直径规格的行星滚柱丝杆即可满足设计要求，可有效地降低整机的重量。
附图说明
[0017]图1是本专利技术铆接工具剖视结构示意图；
[0018]图2是图1局部放大示意图；
[0019]图3是本专利技术短尾型铆钉铆接控制框图；
[0020]图4是本专利技术拉断型铆钉铆接控制框图；
[0021]图5至图8是短尾型环槽铆钉铆接过程示意图；
[0022]图9是本专利技术铆接工具短尾型环槽铆钉铆接过程电流变化曲线图；
[0023]图10至图13是拉断型环槽铆钉铆接过程示意图；
[0024]图14是本专利技术铆接工具拉断型环槽铆钉铆接过程电流变化曲线图。
[0025]图中，1是卡爪，2是铁砧，3是外套筒，4是连接轴，5是左端盖，6是底座，7是钢环，8是滚针轴承，9是大齿轮，10是滚针轴承，11是右端盖，12是推力滚针轴承，13是电机驱动电路板，14是散热风扇，15是钢环，16是液晶屏，17是按键，18是电机，19是控制电路板，20是锂电池，21是开关，22是减速箱，23是纽扣电池，24是小齿轮，25是LED灯，26是滚针轴承，27是滚柱行星丝杆螺母，28是平面推力滚柱轴承，29是行星滚柱丝杆轴，T是套环，G是铆接工件，M是铆钉，F是拉力，t、t1至t6是各铆接段时间，I是电流。
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施方式对本专利技术进一步说明，具体实施方式是对本专利技术原理的进
一步说明，不以任何方式限制本专利技术，与本专利技术相同或类似技术均没有超出本专利技术保护的范围。
[0027]结合附图。
[0028]本专利技术用于高强度环槽铆钉铆接工具采用自带蓄电池驱动，包括枪头组件、驱动机构、传动机构、动力源等组成。
[0029]枪头组件包括卡爪1和铁砧2，铁砧2与枪体外套筒3固定设置，卡爪1通过螺纹与传动机构联传动接连。
[0030]动力源采用可充电式锂电池20提供。驱动机构为可充电式锂电池20驱动的减速电机18。
[0031]传动机构为行星滚柱丝杆传动机构。减速电机18通过齿轮传动带动行星滚柱丝杆螺母27作旋转运动，从而使得行星滚柱丝杆轴29作轴向的直线运动产生拉力或者推力。
[0032]本专利技术采用了行星滚柱丝杆作为旋转运动转换为直线运动的部件，将行星滚丝杆应用于手持式锂电铆接工具的设计中，采用电流控制方案实现铆接力的调节。
[0033]相对于电动工具采用的滚珠丝杆传动，滚珠丝杆与丝杆螺母为点接触结构；本专利技术铆接工具结构中行星滚柱丝杆轴29与行星滚柱丝杆螺母27为线接触，线接触较点接触具备更好的受力；相同直径规格的两种丝杆，理论本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高强度环槽铆钉的铆接控制方法，其特征在于：铆接采用的铆接工具包括设置于铆接工具壳体中的枪头组件、驱动机构、传动机构、动力源和控制模块；枪头组件包括用于环槽铆钉挤压铆接的卡爪和铁砧；动力源是可拆卸充电的蓄电池；驱动机构包括直流电机、电机驱动的减速箱和驱动轴；传动机构为行星滚柱丝杆传动机构，星滚柱丝杆传动机构的行星滚柱丝杆轴与枪头组件的卡爪同轴驱动联接，行星滚柱丝杆轴与驱动机构的驱动轴通过各自安装的齿轮驱动联接；控制模块包括：STM32主控制器电路，电流采样电路，无刷直流电机驱动电路，霍尔行程保护电路，过流保护电路，霍尔限位电路，堵停保护电路；铆接控制采用PI调节算法，对电机速度、线电流实行双闭环控制方式，在铆接受力过程中，通过检测线电流与设定值的关系进行铆接控制。2.根据权利要求1所述的用于高强度环槽铆钉的铆接控制方法，其特征在于：铆接控制针对短尾型环槽铆钉包括：设置电机反转电流Ia和时间t；当铁砧抵住套环时，电机受力突然增加，电流采样电路所采集的电流产生激增，当电流大于设定的电流Ia时，主控制器判断铁砧已抵住套环，主控制器开始计时，继续行进t时间后，主控制器控制驱动电路驱动电机刹车并反转，直到到达前霍尔限位，各项参数复位，完成铆接。3.根据权利要求1所述的用于高强度环槽铆钉的铆接控制方法，其特征在于：铆接控制针对拉断型环槽铆钉包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗明洋，李伟，贾云龙，张帅，毛俊，杨林，郭龙，郭少卿，廖雪辉，张小连，
申请(专利权)人：眉山中车紧固件科技有限公司，
类型：发明
国别省市：