CN104091688A - 丝绕式应变计绕丝方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种丝绕式应变计绕丝方法及装置，包括工作平台，该工作平台上固定有直线运动系统，该直线运动系统上设置有机械臂，该机械臂在所述直线运动系统上做往复运动，所述机械臂上连接有盛胶出丝装置，该盛胶出丝装置的端部出丝口设置在紧靠旋转平台上，该旋转平台上粘贴有基底薄膜，待绕制的丝线自盛胶出丝装置伸出且丝线的端头粘贴于基底薄膜上。绕制时，待绕制的丝线通过盛胶出丝装置伸出后，胶液将丝线端头粘贴于旋转平台的基底薄膜上，在机械臂的直线运动和旋转平台的旋转运动的配合下实现丝线的螺旋线绕制。

Description

丝绕式应变计绕丝方法及装置

技术领域

本发明涉及一种制造电阻式应变计的技术，特别是一种丝绕式应变计绕丝的方法及装置。

背景技术

随着传感器制造技术的发展，传感器对大量程、大阻值甚至超大阻值应变计的需求越来越多。目前国内应变式传感器普遍采用光刻腐蚀技术制成的箔式应变计，传统箔式应变计因受材料和制造工艺的限制，在制作大量程、大阻值应变计时，合格率较低，材料利用率低，导致成本居高不下。同时箔式应变计电阻值是有一定限制的，当所需阻值超过箔材极限时则无法生产。

目前国内基本没有丝绕式应变计，国外有部分行业巨头有少量产品。对于丝绕式应变计，当丝材阻值确定的电阻丝，只要无限延长丝材的长度，就能制造出所需电阻值的应变计，在制作大量程、大阻值应变计时材料利用率高，合格率高，能大大降低制作成本。随着技术的不断进步，直径更小，阻值更大的电阻丝也在不断出现，这就为绕制超大阻值的丝绕式应变计提供了可能。由于丝绕式应变计采用的丝材直径及绕丝面积都很小，丝线绕制形状及间距精度要求高，所以制作丝绕式应变计必须采用专用的绕制方法及设备。

发明内容

本发明的目的是为了生产出合格的丝绕式应变计而提供的一种通过丝线的螺旋轨迹运动，将丝线绕制在基底薄膜上形成所需的丝绕式应变计的绕线方法及系统。

一种丝绕式应变计绕丝装置，包括工作平台，该工作平台上固定有直线运动系统，该直线运动系统上设置有机械臂，该机械臂在所述直线运动系统上做往复运动，所述机械臂上连接有盛胶出丝装置，该盛胶出丝装置的端部出丝口设置在紧靠旋转平台上，该旋转平台上粘贴有基材薄膜，待绕制的丝线自盛胶出丝装置伸出且丝线的端头粘贴于基材薄膜上。

所述旋转平台上设置有小孔，当基底薄膜粘贴在旋转平台上时，所述小孔内被密封成真空空间。

所述旋转平台被驱动装置驱动，所述驱动装置包括一套电机和减速器，所述电机和减速器连接至旋转平台的主轴用以驱动旋转平台的旋转运动。

所述机械臂主要由涡轮和蜗杆机构组成，且机械臂设置有支撑盛胶出丝装置的托盘，以调节盛胶出丝装置的位置。

所述直线运动系统上固定有移动托盘，所述机械臂安装在该移动托盘上。

所述直线运动系统包括由电机驱动的滚珠丝杠，由直线导轨限位，按直线进行往复移动，并通过机械臂最终带动盛胶出丝装置的直线往复移动。

所述丝绕式应变计绕丝装置进一步包括有送丝机构，提供绕制应变片时丝线往前运动力量。

本发明还提供了一种对丝绕式应变计进行绕丝的方法，将基底薄膜吸附于旋转平台上，待绕制的丝线通过盛胶出丝装置伸出后，胶液将丝线端头粘贴于旋转平台的基底薄膜上，在机械臂的直线运动和旋转平台的旋转运动的配合下实现丝线的螺旋线绕制。

所述基底薄膜通过真空吸附的方式吸附在旋转平台上并与旋转平台一起运转。

待绕制的丝线被送至盛胶出丝装置的方法为：送丝机构利用一对滚轮的夹紧摩擦力将线卷上的丝线抽出送至盛胶出丝装置内。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明包括工作平台，该工作平台上固定有直线运动系统，该直线运动系统上设置有机械臂，该机械臂在所述直线运动系统上做往复运动，所述机械臂上连接有盛胶出丝装置，该盛胶出丝装置的端部出丝口设置在紧靠旋转平台上，该旋转平台上粘贴有基底薄膜，待绕制的丝线自盛胶出丝装置伸出且丝线的端头粘贴于基底薄膜上。绕制时，待绕制的丝线通过盛胶出丝装置伸出后，胶液将丝线端头粘贴于旋转平台的基底薄膜上，在机械臂的直线运动和旋转平台的旋转运动的配合下实现丝线的螺旋线绕制。

附图说明

图1是丝绕式应变计绕制装置的立体结构示意图。

图2是图1的简化图。

图3是工控机的方框图.

图4是应变计基底吸附装置的方框图。

图中：送丝机构101；直线运动的导轨装置102；机械臂103；盛胶出丝装置104；绕丝平台旋转装置及应变计基底吸附装置105；工控机106；基底吸附装置气路控制107；气源118；工作平台109；工控机主机110；控制柜111；送丝机构电机112；直线运动的导轨装置电机113；绕丝平台旋转装置电机114；应变计基底吸附装置上的真空仓115；真空发生器116；气阀117；排气装置119。

具体实施方式：

下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

本发明提供了一种丝绕式应变计绕丝装置及方法，应变计基底薄膜吸附于应变计基底吸附装置105上，待绕制的丝线通过工控机106控制送丝机构101以将丝线送入盛胶出丝装置104中并粘上胶液，再伸出后粘在应变计基底薄膜上，采用工控机106控制直线运动系统102以带动机械臂103及盛胶出丝装置104做直线运动，同时控制应变计基底吸附装置105做旋转运动，这样，丝线和基底薄膜两者运动轨迹合成为螺旋线，最终形成所需的丝绕式应变计。

所述应变计基底吸附装置，包括一个由带小孔的旋转平台组成的真空仓和一个抽真空系统，当应变计基底薄膜放置于旋转平台上时，所述基底薄膜堵住了小孔形成一个真空仓，抽真空使得基底被紧紧吸附在旋转平台上。在整个绕丝过程中，一直处于抽真空的状态，让基底紧贴旋转平台并随之旋转而转动。所述抽真空系统包括与真空仓115连接的真空发生器116，所述真空发生器116进一步通过阀门117连接有排气装置119以及气源118。所述应变计基底吸附装置进一步连接有基底吸附装置气路控制107。

旋转平台驱动装置，包括一套电机和减速器，该电机和减速器连接至旋转平台的旋转主轴，由电机带动主轴旋转，与主轴连接的旋转平台也相应的旋转，旋转速度由控制设备控制电机改变。

能调整的机械臂，机械臂本身是由涡轮蜗杆机构组成，它托着盛胶出丝的装置，可以随时调整盛胶出丝装置的位置，包括水平位移和高度调整，同时机械臂位于直线运动系统的移动托盘上，并被带着移动。

直线运动系统，就是一套由两根直线导轨限位的托盘，由电机带动滚珠丝杠提供动力，按直线进行往复移动，并通过机械臂最终带动盛胶出丝装置的直线往复移动。

送丝机构，提供绕制应变片时丝线往前运动力量的机构，丝线原本绕在线卷上，需要送丝机构以一定的力量和速度将丝线往前送入盛胶出丝装置，送丝机构由一对滚轮及动力机构组成，利用这对滚轮的旋转摩擦力将线卷上的丝线抽出送至盛胶出丝装置内。同时此装置接受控制机构控制能按阻值要求精确控制绕丝时的送丝长度。因为绕制的是螺旋线，每一圈直径都不同，它的送丝速度随着随制的线圈的直径变化而变化。

盛胶出丝装置，当丝线通过该盛胶的装置时，胶液随着丝线的移动吸附在丝线上，丝线从出丝口出来，通过胶液粘附在基底薄膜上。

旋转平台和应变计基底吸附装置两个装置功能不同但做到了一个圆平台上，是电机加减速器、主轴带动平台旋转，应变计基底吸附装置是将平台做成真空仓由一套气动系统(见图3)控制基底薄膜的吸附。

工控机也可由个人计算机PC或者机床数控系统替代，工控机、个人计算机PC或者机床数控系统可以独立安放，也可以放置于控制柜111中。

本发明还提供了一种丝绕式应变计绕丝方法，它包括采用工控机控制设备对丝线在基底薄膜上的自动绕制，其特征是将基底薄膜吸附于受控制设备控制旋转平台上，丝线通过盛胶出丝装置最终由出丝装置出来，胶液将丝线端头粘贴于吸附在旋转平台表面的基底薄膜上，控制设备控制机械臂带动出丝装置直线移动，在平台旋转和直线导轨运动的相互配合下形成一定的螺旋线。

工作时，工控机根据编好的程序自动计算各机构的运动量，运动速度和时间，控制各装置同时动作完成整个绕丝动作。

其操作过程为：

一、操作人员将装有丝线的线卷装于送丝机构上，将丝线通过送丝机构穿出，穿过盛胶出丝装置，最后从出丝口出来；

二、将胶液装入盛胶出丝装置的盛胶容器内；

三、将基底薄膜吸附于旋转平台上，将沾有胶液的丝线线头粘在基底薄膜的预订位置；

四、在工控机上选择所要绕制的应变计的预订程序，如有需要可做更改；

五、按下启动按钮，设备各机构按预设程序同时工作，丝线自动在基底薄膜上绕制成所需螺旋线，绕制成功后自动停止；

六、剪断丝线，将应变计从平台上取下，按下启动按钮，机械臂回归至初始状态，完成一次应变计绕制。

本发明得到了较好的应变计绕制精度、一致性和可靠性，由于采用了高精度的电机、减速器、主轴、工控机，能够绕制丝线直径大于0.01mm，螺旋线间距大于0.01mm的多种丝绕式应变计，填补了大阻值丝绕式应变计的国内空白。

Claims (10)

1.一种丝绕式应变计绕丝装置，其特征在于：包括工作平台(109)，该工作平台上固定有直线运动系统(102)，该直线运动系统(102)上设置有机械臂(103)，该机械臂在所述直线运动系统上做往复运动，所述机械臂上连接有盛胶出丝装置(104)，该盛胶出丝装置(104)的端部设置在旋转平台(105)上，该旋转平台(105)上粘贴有基底薄膜，待绕制的丝线自盛胶出丝装置(104)伸出且丝线的端头粘贴于基底薄膜上。

2.根据权利要求1所述的一种丝绕式应变计绕丝装置，其特征在于：所述旋转平台上设置有小孔，当基底薄膜粘贴在旋转平台上时，所述小孔内被密封成真空空间。

3.根据权利要求1或2所述的一种丝绕式应变计绕丝装置，其特征在于：所述旋转平台被驱动装置驱动，所述驱动装置包括一套电机和减速器，所述电机和减速器连接至旋转平台的主轴用以驱动旋转平台的旋转运动。

4.根据权利要求1所述的一种丝绕式应变计绕丝装置，其特征在于：所述机械臂主要由涡轮和蜗杆机构组成，且机械臂设置有支撑盛胶出丝装置(104)的托盘，以调节盛胶出丝装置(104)的位置。

5.根据权利要求1或4所述的一种丝绕式应变计绕丝装置，其特征在于：所述直线运动系统固定有移动托盘，所述机械臂安装在该移动托盘上。

6.根据权利要求1所述的一种丝绕式应变计绕丝装置，其特征在于：所述直线运动系统包括由电机驱动的滚珠丝杠，由直线导轨限位，按直线进行往复移动，并通过机械臂最终带动盛胶出丝装置的直线往复移动。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种丝绕式应变计绕丝装置，其特征在于：所述丝绕式应变计绕丝装置进一步包括有送丝机构(101)，提供绕制应变片时丝线往前运动力量，送丝机构由一对滚轮及动力机构组成，利用这对滚轮的旋转摩擦力将线卷上的丝线抽出送至盛胶出丝装置内。

8.一种根据权利要求1所述的装置对丝绕式应变计进行绕丝的方法，其特征在于：将基底薄膜吸附于旋转平台上，待绕制的丝线通过盛胶出丝装置伸出后，胶液将丝线端头粘贴于旋转平台的基底薄膜上，在机械臂的直线运动和旋转平台的旋转运动的配合下实现丝线的螺旋线绕制。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述基底薄膜通过真空吸附的方式吸附在旋转平台上并与旋转平台一起运转。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：待绕制的丝线被送至盛胶出丝装置的方法为：送丝机构利用一对滚轮的旋转摩擦力将线卷上的丝线抽出送至盛胶出丝装置内。