CN103454156A - 拉拔力测试机构及拉拔力测试方法 - Google Patents

拉拔力测试机构及拉拔力测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种拉拔力测试机构及其测试方法。该拉拔力测试机构包括包括外壳、控制系统、驱动与传动装置、荷重装置和物料夹紧装置，该外壳包括一测试平台，该驱动与传动装置用于带动荷重装置在垂直测试平台的方向上往复移动，该控制系统用来供测试人员输入控制信号，并控制驱动与传动装置与荷重装置运作，该物料夹紧装置设置在测试平台上，该物料夹紧装置包括定位装置和夹具，该定位装置调整夹具的位置，待测产品的两部分分别定位在荷重装置和物料夹紧装置的夹具上，在荷重装置在垂直测试平台的方向上往复移动时，该待测产品的两部分在垂直测试平台的方向上产生待测的拉拔力，该荷重装置测量该拉拔力并将该测量结果反馈至控制系统显示出来。

Description

拉拔力测试机构及拉拔力测试方法
技术领域
本发明涉及一种拉拔力测试机构及拉拔力测试方法。
背景技术
随着技术的发展，排线与排线、主板与排线的链接不再局限于采用连接器接头链接，现有大量排线与排线、主板与排线的链接采用热熔焊接、ACF焊接、超声波焊接等焊接方法来链接成一体。而上述采用焊接方法的链接需要有一个可靠的机构去验证其链接为一体后的可靠性，即拉拔力测试机构。目前市场上有简易的指针式拉力测试计，待测物的一端挂在指针式拉力测试计上，测试者手动拉拔待测物的另一端对其施加拉力，如此施力方向及施力速度由测试者控制，导致测试结果存在偏差，测试过程不易控制，测试结果重复性差。市场上也有很好的拉拔力测试设备，然而其通过复杂的机械结构设计来满足，这导致了拉拔力测试机构零件繁多，使得设备成本上升。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种结构简单且能满足拉拔力可靠性测试需求的拉拔力测试机构。
本发明还提供一种操作简便的拉拔力测试方法。
一种拉拔力测试机构，其包括外壳、控制系统、驱动与传动装置、荷重装置和物料夹紧装置，该外壳包括一测试平台，该驱动与传动装置用于带动荷重装置在垂直测试平台的方向上往复移动，该控制系统用来供测试人员输入控制信号，并控制驱动与传动装置与荷重装置运作，该物料夹紧装置设置在测试平台上，该物料夹紧装置包括定位装置和夹具，该定位装置调整夹具的位置使得夹具正对荷重装置，待测产品的两部分分别定位在荷重装置和物料夹紧装置的夹具上，在荷重装置在垂直测试平台的方向上往复移动时，该待测产品的两部分在垂直测试平台的方向上产生待测的拉拔力，该荷重装置测量该拉拔力并将该测量结果反馈至控制系统显示出来。
一种拉拔力测试方法，其包括以下步骤：提供一拉拔力测试机构，其包括外壳、控制系统、驱动与传动装置、荷重装置和物料夹紧装置，该外壳包括一测试平台，该物料夹紧装置设置在测试平台上，该物料夹紧装置包括定位装置和夹具，该定位装置调整夹具的位置，该驱动与传动装置用于带动荷重装置在垂直测试平台的方向上往复移动，该控制系统用来供测试人员输入控制信号，并控制驱动与传动装置与荷重装置运作；提供待测产品，将待测产品的一部分定位在物料夹紧装置，将待测产品的另一部分定位在荷重装置，调整定位装置以使得定位在夹具的待测产品正对荷重装置；藉由控制系统输入控制信号并控制驱动与传动装置带动荷重装置沿垂直测试平台的方向往复移动产生待测的拉拔力；该荷重装置测量该拉拔力并将该测量结果反馈至控制系统显示出来。
由于本案的拉拔力测试机构藉由物料夹紧装置的定位装置调整待测产品在测试平台的位置，从而可保证待测产品的拉力方向，即拉力方向在垂直测试平台的方向上，本案通过驱动与传动装置来驱动荷重装置往复移动，因此施力速度可控，从而保证测试结果的准确性。且本案通过上述简单的结构，来控制拉拔力的施力方向和施力速度，从而实现拉拔力的测试，简化了拉拔力测试机构，从而控制设备成本。
附图说明
图1是本发明的拉拔力测试机构的一较佳实施例的立体示意图。
图2是图1所示的拉拔力测试机构的内部结构的立体示意图。
图3是图1所示的荷重装置由一视角观看的立体示意图。
图4是图3所示的荷重装置从另一视角观看的立体示意图。
图5是图1所示的物料夹紧装置的立体分解示意图。
图6是图5中组装后的物料夹紧装置的夹具处于未夹紧状态的第一使用状态示意图。
图7是图5中组装后的物料夹紧装置将待测产品夹紧在夹具内的第二使用状态示意图。
主要元件符号说明
拉拔力测试机构 1
外壳 10
立架 102
控制台 105
突板 103
轨道 104
测试平台 106
连接板 108
缺口 109
控制系统 11
控制按钮 110
显示面板 116
可编程逻辑控制器 118
排线未焊接至主板部分 123
驱动与传动装置 13
伺服电机 131
扭力控制器 132
联轴器 133
丝杆 134
滑块 136
转接臂 138
荷重装置 15
荷重感应器 151
应变片 152
感应器 153
拉拔夹紧装置 156
夹嘴 158
物料夹紧装置 18
定位装置 181
第一定位板 182
第一滑轨 183
第二定位板 184
第二滑轨 185
夹具平台 186
夹具 188
本体 1880
杠杆 1881
弹性件 1882
压板 1883
螺母 1884
夹板 1885
定位孔 1886
压块 1887
固定板 1888
收容孔 1889
轴孔 189
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1与图2，图1是本发明的拉拔力测试机构的一较佳实施例的立体示意图。图2是图1所示的拉拔力测试机构的内部结构的立体示意图。该拉拔力测试机构1用以验证采用焊接方法链接为一体的待测产品的可靠性，例如，采用焊接方法链接为一体的排线与排线、主板与排线之间的可靠性。本实施方式以排线与主板的焊接为例进行说明，其中，该待测排线采用焊接方法将其一端焊接至待测主板上。
该拉拔力测试机构1包括外壳10、控制系统11、驱动与传动装置13、荷重装置15和物料夹紧装置18。
该外壳10包括立架102及抵靠在立架102前方的控制台105，该控制台105与该立架102相互垂直大致呈L形。该控制台105包括一水平设置的测试平台106以及一与该测试平台106相连且远离该立架102一侧设置的连接板108。该测试平台106邻近该立架102一侧界定一缺口109。该立架102顶端对应缺口109处水平延伸出一平行测试平台106的突板103，且该立架102表面对应缺口109处还设置有垂直测试平台106沿第一方向(Z轴)延伸的轨道104。
该控制系统11包括控制按钮110、显示面板116以及可编程逻辑控制器118。该控制系统11收容在该控制台105内，且该控制系统11的控制按钮110和显示面板116通过控制台105的连接板108上设置的窗口显露在外以方便测试者对控制按钮110的操作和显示面板116数据的读取。测试者通过对控制按钮110的操作输入控制信号，可编程逻辑控制器118接受控制信号后控制该驱动与传动装置13运作。
该驱动与传动装置13包括用于提供动力的伺服电机131、设置于伺服电机131输出轴的扭力控制器132、联轴器133、丝杆134、套设在丝杆上的滑块136以及与滑块136相连且垂直丝杆134设置的转接臂138。该丝杆134与滑块136以螺纹配合。该伺服电机131、扭力控制器132以及联轴器133收容在控制台105内。该丝杆134平行Z轴设置，其一端位于控制台105的测试平台106的缺口109内并藉由联轴器133与扭力控制器132同轴相连，另一端可转动的固定于立架102的突板103的轴孔内。该控制系统11可控制伺服电机131正转或反转，伺服电机131的正转或反转驱动丝杆134的正转或反转，从而推动滑块136沿丝杆134作往复移动。该套设在丝杆134外表面的滑块136在邻近立架一侧设置有与立架102的轨道104匹配的结构，在滑块136沿丝杆134往复移动的同时，该滑块136沿轨道104往复移动。该转接臂138固定在该滑块136上并随该滑块136往复移动。该转接臂138沿与第一方向垂直的第二方向(Y轴)延伸至控制台105的测试平台106上方。
请一并参阅图3至图4，图3是图1所示的荷重装置15由一视角观看的立体示意图，图4是图3所示的荷重装置15从另一视角观看的立体示意图。该荷重装置15固定在该转接臂138末端，并随该转接臂138沿Z轴方向往复移动。该荷重装置15包括用于测量待测产品所承受的拉拔力的荷重感应器151以及可拆卸的安装在荷重感应器151上的拉拔夹紧装置156。该拉拔夹紧装置156包括用来夹紧待测产品的夹嘴158。该荷重感应器151包括应变片152及感应器153。在拉拔力作用下应变片152会发生形变导致其电阻变化，感应器153根据电阻的变化产生相应的电流波动，并将此线性波动输出至可编程逻辑控制器118，且该线性波动通过转换模拟信号为数字信号，并由显示面板116显示出来。该拉拔夹紧装置156吊挂在荷重感应器151的应变片152上。
请一并参阅图5至图7，图5是图1所示的物料夹紧装置18的立体分解示意图，图6是组装后的物料夹紧装置18的第一使用状态示意图，图7是组装后的物料夹紧装置18的第二使用状态示意图。该物料夹紧装置18固定在控制台105的测试平台106上，用以定位待测产品，使得待测产品正对拉拔夹紧装置156的夹嘴158。本实施方式中，该物料夹紧装置18包括定位装置181和设置在定位装置181上的夹具188。该定位装置181用于调整夹具188在测试平台106上的位置，该夹具188用以固定待测产品。该定位装置181包括平行测试平台106设置的第一定位板182、第二定位板184以及夹具平台186。该第一定位板182固定在控制台105的测试平台106上，该第一定位板182上设置有一沿第三方向(X轴)延伸的第一滑轨183。该第二定位板184设置在第一定位板182上且可沿该第一滑轨183往复移动，且该第二定位板184上设置有一沿Y轴延伸的第二滑轨185，该夹具平台186设置在该第二定位板184上且可沿该第二滑轨185往复移动。
该夹具188包括本体1880、杠杆1881、弹性件1882、压板1883及螺母1884。
该本体1880包括固定板1888及二垂直固定板1888延伸的夹板1885。每一夹板1885上设置一轴孔189以使得杠杆1881穿过并可转动的固定在二夹板1885之间。该固定板1888在杠杆1881的两侧分别设置有定位孔1886和收容孔1889。
该压板1883的一端设置定位孔1886，该定位孔1886沿Z轴方向延伸，其另一端底部延伸出二相对的压块1887作为压嘴，且压板1883的侧壁设置轴孔189以使得杠杆1881穿过。
该杠杆1881贯穿二夹板1885及压板1883侧壁的轴孔189将压板1883限位在二夹板1885之间，使得该压板1883可绕该杠杆1881旋转，该压板1883的定位孔1886和压嘴分别位于该杠杆1881两侧。
该弹性件1882一端收容于该收容孔1889内并抵接该固定板1888，另一端抵接该压板1883。
该螺母1884穿过压板1883的定位孔1886后螺入并固定在该固定板1888的定位孔1886内，以固定压板1883。该螺母1884与压板1883、固定板1888的定位孔1886以螺纹配合，转动螺母1884使得位于螺母1884一侧的压板1883的一端沿Z轴往复移动，当位于螺母1884一侧的压板1883的一端沿Z轴往复移动时，压板1883绕杠杆1881旋转，因而压板1883位于杠杆1881另一端的压嘴也沿Z轴往复移动，该压嘴远离固定板1888移动或靠近固定板1888移动，该压嘴与固定板1888配合使得夹具188而处于闭合状态或张开状态，从而将待测产品夹置在夹具188内。
采用该拉拔力测试机构1测试待测产品排线与主板焊接的可靠性时，旋转该物料夹紧装置18的夹具188的螺母1884使得螺母1884一侧的压板1883沿Z轴向靠近固定板1888的方向移动，而压板1883的压嘴在杠杆1881的作用下向远离固定板1888的方向移动，从而使得夹具188处于图6所示的张开状态，此时将待测产品焊接为一体的主板与排线放置在夹具188的压板1883与固定板1888之间，且主板与排线的焊接部位对应位于压嘴的二压块1887之间的空隙处，排线未焊接至主板的部分123由二压块1887之间的空隙伸出。通过反向旋转螺母1884使得螺母1884一侧的压板1883沿Z轴向远离固定板1888的方向移动，而压板1883的压嘴在杠杆的作用下向靠近固定板1888的方向移动，从而使得夹具188处于闭合状态，将待测产品的主板固定在夹具188上。再通过物料夹紧装置18的定位装置181来调整夹具188在测试平台106的位置，使得固定在夹具188的待测产品正对拉拔夹紧装置156。即移动定位装置181的第一定位板182和第二定位板184来调整夹具188在Ｘ轴及Ｙ轴的位置，使得夹具188位于拉拔夹紧装置156的下方。再将待测产品的未焊接至主板的排线部分123由夹具188的二压块1887之间的空隙处拉出夹置在拉拔夹紧装置156的夹嘴158内夹紧。
待测产品的主板和排线分别被固定于物料夹紧装置18和拉拔夹紧装置156后，可通过控制台105的控制按钮110输入控制信号，来控制伺服电机131的旋转，并藉由丝杆134和滑块136的配合将回转运动转化为沿Z轴的直线运动，且滑块136带动荷重装置15沿Z轴往复移动，从而使得拉拔夹紧装置156沿Z轴上下升降，在待测产品的主板和排线之间产生测试的拉力。
若需测试将排线拉至脱离主板时的拉力时，可通过控制台105的控制按钮110来控制荷重装置15的拉拔夹紧装置156上升，此时，待测产品的主板和排线之间的拉力逐渐增加，当拉力增加至一数值时，可使得排线脱离主板，此时可记录将排线拉至脱离主板时的拉力值。若需测试待测产品焊接的可靠性是否符合标准时，可通过控制台105的控制按钮110来控制荷重装置15的拉拔夹紧装置156上升，在待测产品的拉力增加至测试标准时，待测产品的焊接仍未有被拉脱的现象，则待测产品的焊接可靠。
在拉拔力测试过程中，若拉拔夹紧装置156上升至导致测试的拉力达到荷重感应器151的荷重上限时，此时，扭力控制器132自转，扭力控制器132停止带动丝杆134转动，拉拔夹紧装置156停止上升，拉力不再增加。若要解除扭力控制器132的自转状态，可以卸载拉拔夹紧装置156，释放荷重感应器151的负载或者通过控制台105的控制按钮110控制拉拔夹紧装置156下降，将测试的拉力降至荷重感应器151的荷重范围以内。本案的拉拔力测试机构1可根据测试的需要，更换具有不同测试范围的荷重感应器151。
本案的拉拔力测试机构1藉由物料夹紧装置18的定位装置181调整待测产品在测试平台106的位置，从而可保证待测产品的拉力方向，即拉力方向在垂直测试平台106的方向上。且本案通过驱动与传动装置13可控制拉拔力的施力速度，从而保证测试结果的准确性。且本案通过上述简单的结构，来控制拉拔力的施力方向和施力速度，从而实现拉拔力的测试，简化了拉拔力测试机构，从而控制设备成本。
当然，本发明并不局限于上述公开的较佳实施例，例如，本案的定位装置181仅包括一个定位板和一个夹具平台，定位装置181的第一滑轨直接设置在测试平台106上，该定位板可沿该第一滑轨往复移动，该第二滑轨设置在该定位板上，该夹具平台可沿该第二滑轨移动。该立架上也可以不设置轨道，该滑块仅沿该丝杆往复移动即可。该驱动与传动装置也可以不设置转接臂，仅改变该滑块的形状即可，该滑块将该荷重装置延伸至测试平台106的上方即可。

Claims (10)

1.一种拉拔力测试机构，其特征在于：该拉拔力测试机构包括外壳、控制系统、驱动与传动装置、荷重装置和物料夹紧装置，该外壳包括一测试平台，该驱动与传动装置用于带动荷重装置在垂直测试平台的方向上往复移动，该控制系统用来供测试人员输入控制信号，并控制驱动与传动装置与荷重装置运作，该物料夹紧装置设置在测试平台上，该物料夹紧装置包括定位装置和夹具，该定位装置调整夹具的位置使得夹具正对荷重装置，待测产品的两部分分别定位在荷重装置和物料夹紧装置的夹具上，荷重装置在垂直测试平台的方向上往复移动时，该待测产品的两部分在垂直测试平台的方向上产生待测的拉拔力，该荷重装置测量该拉拔力并将该测量结果反馈至控制系统显示出来。
2.根据权利要求1所述的拉拔力测试机构，其特征在于：该荷重装置包括荷重感应器和拉拔夹紧装置，该荷重感应器用于测量待测的拉拔力，该拉拔夹紧装置用于定位待测产品，该荷重感应器包括应变片和感应器，在拉拔力作用下应变片会发生形变导致其电阻变化，该感应器根据电阻变化产生相应的电流波动，并将此线性波动输出至控制系统，控制系统对应显示拉拔力的具体数值。
3.根据权利要求2所述的拉拔力测试机构，其特征在于：该控制系统包括控制按钮、显示面板以及可编程逻辑控制器，测试人员通过对控制按钮输入控制信号，可编程逻辑控制器接收控制信号后控制该驱动与传动装置运作。
4.根据权利要求3所述的拉拔力测试机构，其特征在于：该驱动与传动装置包括伺服电机、丝杆和滑块，该丝杆沿垂直测试台的方向延伸，该伺服电机驱动丝杆转动，该丝杆和滑块以螺纹配合，在伺服电机驱动丝杆转动时，滑块可沿该丝杆往复移动，该荷重装置随该滑块在垂直测试平台的方向上往复移动。
5.根据权利要求4所述的拉拔力测试机构，其特征在于：该驱动与传动装置还包括一固定在滑块上且垂直丝杆方向延伸的转接臂和一平行丝杆设置的滑轨，该荷重装置固定在该转接臂上并藉由转接臂位于测试平台上方。
6.根据权利要求4或5所述的拉拔力测试机构，其特征在于：该驱动与传动装置还包括一设置在伺服电机及丝杆之间的扭力控制器，该伺服电机驱动扭力控制器带动丝杆转动，当测试的拉力增加至荷重感应器的测量上限时，该扭力控制器自传，停止带动丝杆转动，该丝杆与滑块停止运动。
7.根据权利要求1所述的拉拔力测试机构，其特征在于：该待测产品包括第一元件和第二元件，该第一元件固定在物料夹紧装置的夹具内，该第二元件的一端焊接至第一元件，该第二元件另一端固定在该拉拔夹紧装置上。
8.根据权利要求7所述的拉拔力测试机构，其特征在于：该定位装置包括相互平行设置的第一定位板、第二定位板以及夹具平台，该第一定位板固定在测试平台上，该夹具固定在该夹具平台上，该第一定位板上设置有一沿第一方向延伸的第一滑轨，该第二定位板设置在第一定位板上且可沿该第一滑轨往复移动，且该第二定位板上设置有一沿第二方向延伸的第二滑轨，该第二方向垂直第一方向，该夹具平台设置在该第二定位板上且可沿该第二滑轨往复移动。
9.根据权利要求8所述的拉拔力测试机构，其特征在于：该夹具包括本体、杠杆、弹性件、压板及螺母，压板侧壁设有轴孔，该本体包括固定板及二垂直固定板延伸的夹板，每一夹板设置一轴孔，该杠杆贯穿二夹板及压板侧壁的轴孔将压板可转动地限位在二夹板之间，该压板的一端通过螺母定位于固定板，该压板另一端延伸出二相对设置的压块作为压嘴，该弹性件一端抵接该固定板，一端抵接该压板，正反转动螺母使得压板的压嘴在垂直固定板的方向上往复移动，该压嘴与固定板配合使得夹具处于闭合状态或张开状态，从而将待测产品固定在夹具内。
10.一种拉拔力测试方法，其包括以下步骤：提供一拉拔力测试机构，其包括外壳、控制系统、驱动与传动装置、荷重装置和物料夹紧装置，该外壳包括一测试平台，该物料夹紧装置设置在测试平台上，该物料夹紧装置包括定位装置和夹具，该定位装置调整夹具的位置，该驱动与传动装置用于带动荷重装置在垂直测试平台的方向上往复移动，该控制系统用来供测试人员输入控制信号，并控制驱动与传动装置与荷重装置运作；提供待测产品，将待测产品的一部分定位在物料夹紧装置，将待测产品的另一部分定位在荷重装置，调整定位装置以使得定位在夹具的待测产品正对荷重装置；藉由控制系统输入控制信号并控制驱动与传动装置带动荷重装置沿垂直测试平台的方向往复移动产生待测的拉拔力；该荷重装置测量该拉拔力并将该测量结果反馈至控制系统显示出来来。
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