CN102128746B - 显微焊接微拉力测量仪 - Google Patents
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Abstract
一种显微焊接微拉力测量仪，包括底座、安装在底座上的支撑柱、安装在支撑柱顶部的框架、可相对于框架上下移动的工件夹头及安装在底座上并且与所述工件夹头对应的工件台。所述框架内安装有包括拉杆的拉力传导结构；所述拉杆从所述框架的底部伸出并且与所述工件夹头固定；所述工件夹头内部安装有拉力传感器，所述拉力传感器与拉力显示装置电性连接。本发明把拉力传感器的光电新技术和机械技术相结合，使之成为光机电结合的新的测量仪，本发明将拉力传感器安装在工件夹头上，从而避开了带动工件夹头上下移动时的摩擦力和各种阻力，提高了拉力测量精度，实现了对微小工件拉力的测量。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种小量程的拉力测量装置，尤其涉及一种在显微焊接中对微细工件的焊接接点的抗拉强度进行测量的微拉力测量仪。
【技术背景】
在电阻焊显微焊接技术领域中，常常需要对微细工件的焊接牢固程度进行检测。这种检测通常是通过对焊接点的抗拉力进行测量实现的。业界要求对微细工件的焊接抗拉力精度要以克为测量单位，而量程一般达到几百克左右即可。然而长期以来，电阻焊显微焊接技术领域中一直没有如此小测量量程的拉力测量仪。
相反，现有拉力测量仪的测量量程往往在数十公斤甚至数百公斤以上，这种现有的拉力测量仪一般以公斤为测量单位。因此其结构无法实现对微小拉力的显微焊接焊点的抗拉强度进行测量。
在现有技术中，也有电子秤或弹簧秤。但是这种电子秤或弹簧秤的结构同样满足不了显微焊接对焊接焊点精确的抗拉测量要求。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种测量精度较高的显微焊接微拉力测量仪。
为实现该目的，本发明采用如下技术方案：
一种显微焊接微拉力测量仪，包括底座、安装在底座上的支撑柱、安装在支撑柱顶部的框架、可相对于框架上下移动的工件夹头。所述框架内安装有包括拉杆的拉力传导结构；所述拉杆从所述框架的底部伸出并且与所述工件夹头固定；所述工件夹头内部安装有拉力传感器，所述拉力传感器与拉力显示装置电性连接。
与现有技术相比，本发明至少具有下述四方面的技术进步，一是本发明把拉力传感器的光电技术和机械技术相结合，创造了一种新的光机电结合的微拉力测量仪；二是本发明将拉力传感器安装在工件夹头上，从而避开了带动工件夹头上下移动时的摩擦力和各种阻力，提高了拉力测量精度，实现了对微小工件拉力测量的高精度要求；三是由于在工件夹头上安装了灵活可调的调节螺杆，可有效的缩短拉杆、丝杆和框架长度，减小了拉力的工作距离和整个测量仪高度，降低了制造成本，同时便于携带和存放；四是在底座上安装可横向及纵向移动的小工件台，不但简洁小巧，使用方便，造价低廉，也完全可以满足小量程测量对固定工件的使用要求。
【附图说明】
图1为本发明显微焊接微拉力测量仪的结构图；
图2展示了图1中的显微焊接微拉力测量仪的工件台的详细结构；
图3展示了图2中的工件台从另一个角度观察的视图。
【具体实施方式】
本发明的目的主要是：在电阻焊显微焊接中，对微细工件的焊接接点的抗拉强度测量提供一种精确的测量装置，其测量量程一般在2公斤以下，测量精度达±1g。同时本发明也可适用于对各种细小物件的抗拉强度进行测量，比如对粘胶小面积粘结面的粘结力测量，对各种细金属线、小金属带或细漆包线的抗拉强度进行测量。故本发明也可简称为微拉力测量仪。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
参考图1-3，根据本发明的一个实施例，一种显微焊接微拉力测量仪100包括底座10、安装在底座10上的支撑柱20、安装在支撑柱20顶部的框架30、可相对于框架30上下移动的工件夹头40及安装在底座10上并且与所述工件夹头40对应的工件台50。
所述框架30的中央开设安装窗口32，所述窗口32内纵向设置有丝杠34、与所述丝杠34平行并且可以在所述窗口32内纵向运动的拉杆36及将所述丝杠34与拉杆36连接起来的连接块38；所述框架30的顶部设置有与所述丝杠34固定的手轮31；所述框架30的侧部设置有由显示屏332及多个调节按钮334组成的拉力显示装置33。
所述拉杆36、丝杠34、手轮31及连接块38共同构成了拉力传导机构，该机构主要作用为本发明微拉力测量仪提供拉力和拉力行程。应当注意：本发明的拉力传导机构并不限制于上述具体结构，而是也可以为其他结构。比如，拉力传导机构可以是手动、气动或电动拉力传导机构。
同时应当注意，上述拉力显示装置33也并不局限于安装在框架30的侧部，也可以安装在比如框架顶部，也可以安装在底座上。
所述拉杆36的底部从所述框架30的底部伸出，然后与所述工件夹头40固定。所述工件夹头40内部安装有与上述调节显示装置33电连接的拉力传感器42(如图1中的虚线所示)。
所述连接块38的一端通过螺纹方式与所述丝杠34连接，而另一端则与所述拉杆36互相固定。
所述拉力显示装置33进一步包括电路，其电性连接到工件夹头40上的拉力传感器42，把拉力传感器42检测到的电讯号放大和处理，并在显示屏332上显示。
当需要测量微小工件的抗拉强度时，首先将被测量工件的一端固定在工件台50上，而另一端则夹持在所述工件夹头40上；然后旋动手轮31以提供拉力；随着手轮31的旋转，丝杠34将同步转动，这样就导致连接块38纵向向上运动，进而促使与连接块38固定在一起的拉杆36也一起向上运动；与拉杆36连接的工件夹头40也向上移动，从而导致拉力传感器42的形变腔形变产生电势差，拉力传感器及其电路把相关的电讯号进行放大处理，使之变成力的数字并显示。这样操作者就可以通过拉力显示装置33上的显示屏332直观地看到测量结果。此外，操作者可以通过操作调节按钮334而改变测量要求或测量单位，比如用公斤、克等单位显示测量结果，也可用磅、盎司等单位显示测量结果，或用牛顿力的单位显示。
同时所述拉力显示装置33进一步包括记录最大拉力瞬时值的按键，有回零按键或开关按键等。
优选地，所述拉杆36通过滑动轴承35安装在所述框架30的窗口32内，从而大大减小了拉杆36上下运动时产生的摩擦阻力，进而提高了拉力测量的准确性。
进一步优选地，为了缩短测量时拉力和拉杆的行程，可以在工件夹头40前面部分纵向安装灵活可调的调节螺杆44。所述调节螺杆44上部安装有调节螺母48，而在所述调节螺杆44的底部有用于夹持工件的挂钩46，由于电阻焊显微焊接被焊工件往往是一种细长工件，如细漆包线、金属线、金属带等，在测量拉力时，把细长工件的焊接端固定在工件台50上，把细长工件的游离端固定在挂钩46上，通过上下移动调节螺杆44的高度，使细长工件与工件夹头的距离缩短至最小时，用螺母锁紧后，才转动手轮把拉力作用于拉杆和拉力传导结构。这种设计大大地缩短了丝杠34和拉杆36的长度，相应地，大大地减小了框架30的长度，减小了整个测量仪100的高度，从而降低了其制造成本，同时便于携带和存放。
在本发明中，将拉力传感器42安装在所述工件夹头40内。这种结构对于测量微小拉力的结构具有明显的进步。
比如，在现有技术中，由于拉力传感器的形变框和形变应力感测芯片都需要得到良好保护，同时拉力传感器还需要有专用的放大电路、显示电路及各种功能键等辅助装置。所以，习惯上拉力传感器需要和上述的放大电路、显示电路安装在同一个保护结构内，比如把拉力传感器安装在框架拉力传导结构的连接件上。这样虽然结构十分紧凑，但是由于无法避开作拉力运动时摩擦力和其它阻力的干扰，所以这样的结构不能满足显微焊接微拉力测量仪对拉力的高精度要求。
比较而言，在本发明中，把拉力传感器42与其辅助装置分离，把拉力传感器42与工件夹头40做成一体，工件夹头40安装在拉杆36的底部，并与框架30上的调节显示装置33电性连接。由于把拉力传感器42与工件夹头40做成一体，避开了作拉力运动时摩擦力和其它阻力造成的干扰，因此实现了显微焊接微拉力测量仪100对拉力的高精度测量要求。
根据拉力测量仪的工作要求，在要对工件进行拉力测量时，必须要把工件固定于工件台上并使得工件与工件夹头40之间的连线恰好与拉力作用方向重合，所以本发明显微焊接拉力测量仪也需要配备一个小工件台。在显微焊接微拉力测量仪做拉力测量时，通常要求将工件以垂直角度夹紧在工件夹头40下方进行拉力测量，由于工件夹头只做上下运动，因此在工件台固定好工件后，还需要在横向及纵向两个方向进行调节，要实现在横向和纵向两个方向调节，传统的结构需要在横向和纵向做成安装有丝杆和手轮的独立结构，且纵向、横向及与底座之间的平面均要有滑动平台的装置，因此，此传统结构复杂笨重、价格昂贵。
为此，本发明提供了一种可以实现上述功能而结构简捷、成本低廉的小工件台50。参考图2-3，工件台50包括底板52、从底板52的一端垂直延伸形成的侧板54及从侧板54的顶端延伸的顶板56。所述底板52上开设有横向和纵向滑槽522，通过螺钉524穿过滑槽522将所述工件台50固定在所述底座10上。当需要调节时，松开螺钉524，小工件台即可通过在滑槽上的移动调节相对于工件夹头40的角度位置。应当注意：所述滑槽522也可以为弧线滑槽。
所述顶板56上安装有夹块562，夹块562通过安装在顶板上的螺杆564和螺母568使得夹块和顶板之间松紧可调，实现把待测工件加紧在所述顶板56与夹块562之间。
类似地，可以在所述侧板54上安装夹块542，用于将待测工件夹紧在所述侧板54与夹块542之间。
本发明提供了一种精确的显微焊接微拉力测量仪，其测量量程一般在2公斤以下，测量精度达±1g。同时本发明也可适用于对各种细小物件的抗拉强度进行测量，比如对粘胶小面积粘结面的粘结力测量，对各种细金属线、小金属带或细漆包线的抗拉强度进行测量。
Claims (5)
1.一种显微焊接微拉力测量仪，包括底座、安装在底座上的支撑柱、安装在支撑柱顶部的框架、可相对于框架上下移动的工件夹头，其特征在于：
所述框架内安装有包括拉杆的拉力传导结构；
所述拉杆从所述框架的底部伸出并且与所述工件夹头固定；
所述工件夹头内部安装有拉力传感器，所述拉力传感器与拉力显示装置电性连接，在所述底座上安装有微拉力测量仪工件台，所述微拉力测量仪工件台包括底板、从底板的一端垂直延伸形成的侧板和从侧板的顶端延伸的顶板；所述底板上开设有滑槽，通过螺钉穿过所述滑槽将所述工件台固定在所述微拉力测量仪底座上；所述拉力显示装置安装在所述框架侧部。
2.根据权利要求1所述的显微焊接微拉力测量仪，其特征在于：所述工件夹头上安装有调节螺杆，所述调节螺杆上安装有螺母。
3.根据权利要求1所述的显微焊接微拉力测量仪，其特征在于：所述微拉力测量仪底板上的滑槽为横向和纵向延伸的滑槽；或者所述滑槽为弧形滑槽。
4.根据权利要求1所述的显微焊接微拉力测量仪，其特征在于：所述工件台顶板上设有用螺杆安装的顶板夹块，所述顶板夹块通过与安装在所述螺杆上的螺母共同配合，实现顶板夹块与顶板间的固定并能松紧可调。
5.根据权利要求1所述的显微焊接微拉力测量仪，其特征在于：所述微拉力测量仪工件台的顶板和侧板上有用螺杆安装的夹块，所述夹块通过所述螺杆上的螺母共同配合，实现夹块能松紧可调。
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