CN109164402A - 高精密磁力测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精密磁力测试设备，其包括机架、高速高精密运动平台、磁铁拉力测试装置、治具装置和控制系统，所述高速高精密运动平台安装在所述机架上，所述治具装置安装在所述机架上，所述治具装置上固定有待测试产品；所述高速高精密运动平台驱动所述磁铁拉力测试装置运动，所述磁铁拉力测试装置包括浮动接头、压力传感器、磁铁内膜，所述浮动接头安装在所述高精密运动平台上，所述压力传感器安装在所述浮动接头上，所述磁铁内膜安装在所述压力传感器上。与现有技术相比，本发明具有测试效率高、磁力测试精准、产品合格率高等优点。

Description

高精密磁力测试设备

技术领域

本发明涉及电子产品磁力测试领域，尤其涉及一种高精密磁力测试设备。

背景技术

平板电脑等产品在出厂前，为了确保平板电脑上的磁铁部件的磁力达到标准生产要求，通常会对平板电脑内的磁铁部件进行磁力测试。

现有技术中的测试装置及测试方法，主要是采用人工测试的方式进行磁力测试，这种测试方式测试精度低、偏差大且效率低，同时在测试过程中容易刮伤产品，降低产品的合格率。

发明内容

本发明是鉴于现有技术存在的上述问题提出的，本发明提供一种测试精度高、适用范围广的磁力测试设备。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种高精密磁力测试设备，其包括机架、高速高精密运动平台、磁铁拉力测试装置、治具装置和控制系统，所述高速高精密运动平台安装在所述机架上，所述治具装置安装在所述机架上，所述治具装置上固定有待测试产品；所述高速高精密运动平台驱动所述磁铁拉力测试装置运动，所述磁铁拉力测试装置包括浮动接头、压力传感器、磁铁内膜，所述浮动接头安装在所述高精密运动平台上，所述压力传感器安装在所述浮动接头上，所述磁铁内膜安装在所述压力传感器上。

优选地，所述浮动接头为三轴自由浮动接头，所述三轴自由浮动接头包括X轴浮动单元、Y轴浮动单元和Z轴浮动单元。

进一步地，所述Z轴浮动单元包括固定块、Z轴弹性单元、Y轴连接块，所述Y轴浮动单元包括Y轴弹性单元、X轴连接块，所述X轴浮动单元包括X轴弹性单元、安装块；所述固定块安装在所述高速高精密运动平台上，所述Z轴弹性单元安装在所述固定块上，所述Y轴连接块固定在所述Z轴弹性单元上，所述Y轴弹性单元固定在所述Y轴连接块上，所述X轴连接块固定在所述Y轴弹性单元上，所述X轴弹性单元固定在所述X轴连接块上，所述安装块固定在所述X轴弹性单元上，所述压力传感器固定在所述安装块上。

优选地，所述Z轴弹性单元包括连接轴、第一弹性组件、导向套、第二弹性组件，所述第一弹性组件、导向套、第二弹性组件依次套接在所述连接轴上，所述连接轴固定在所述固定块的开口槽处，所述Y轴连接块的套接端套接在所述导向套处，所述第一弹性组件与所述第二弹性组件位于所述套接端两侧。

进一步地，所述高速高精密运动平台包括X轴驱动单元、Y轴驱动单元，所述X轴运动单元安装在所述Y轴驱动单元的活动端，所述磁铁拉力测试装置安装在所述X轴运动单元的活动端。

优选地，所述Y轴驱动单元包括Y轴电机、Y轴丝杆、X轴安装座，所述Y轴电机通过Y轴丝杆驱动X轴安装座移动；所述X轴驱动单元包括X轴电机、X轴丝杆，所述X轴电机安装在所述X轴安装座上，所述X轴电机通过X轴丝杆驱动所述磁铁拉力测试装置移动。

进一步地，还包括X轴定位单元和Y轴定位单元，所述X轴定位单元包括X轴定位光栅、X轴读数器，所述X轴定位光栅安装在所述X轴安装座上，所述X轴读数器固定在所述磁铁拉力测试装置上；所述Y轴定位单元包括Y轴定位光栅、Y轴读数器，所述Y轴定位光栅固定在驱动底座上，所述Y轴读数器固定在所述X轴安装座上，所述X轴读数器、Y轴读数器分别与所述控制系统信号相连。

优选地，所述治具装置包括底板、产品安装座、产品内膜、气缸压紧机构和安全光栅，所述底板安装在所述机架上，所述产品安装座固定在所述底板上，所述待测试产品放置在所述产品内膜中，所述气缸压紧机构将所述产品内膜固定在所述产品安装座上。

进一步地，还包括光电传感器，所述光电传感器安装在所述产品安装座上，所述光电传感器与所述控制系统相连。

优选地，还包括扫描单元、显示器和操作盒，所述扫描单元安装在所述治具装置上，所述显示器安装在所述机架上，所述操作盒安装在所述机架上。

与现有技术相比，本发明的磁铁拉力测试装置上设有浮动接头，浮动接头可以带动压力传感器和磁铁内膜自动浮动，也就是X、Y、Z方向上自由浮动，可以自适应产品的不一致性，可以测试不同产品(平板电脑)的磁铁部件的磁力，浮动接头的自由浮动有利于提高磁力测试的精准度；高速高精密运动平台采用丝杆和电机的组合，磁铁拉力测试装置的运动速度快，精度高，能够实现快速的磁力测试，有效地提高测试的效率；配合定位光栅，设备的双重定位，有效地提高了磁铁拉力测试装置的位置精确度，进而有效地提高了测试的精准度；设有产品内膜结构，有效地防止产品在测试过程中受损，从而提高产品合格率；设有气缸压紧装置，可以将待测产品推送至预设位置并压紧，有效地提高了测试的精准度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明治具装置和高速高精密运动平台结构示意图；

图3为高速高精密运动平台结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为X轴驱动单元结构示意图；

图6为X轴定位单元爆炸示意图；

图7为浮动接头结构示意图；

图8为浮动接头爆炸示意图；

图9为弹性单元结构示意图；

图10为图9中A-A方向剖视图；

图11为浮动接头的Z轴浮动单元的另一种实施方式；

图12为治具装置结构示意图；

图13为产品内膜处结构示意图；

图14为气缸压紧机构结构示意图。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

一种高精密磁力测试设备，其包括机架3、高速高精密运动平台2、磁铁拉力测试装置、治具装置5和控制系统(图中未示出)，所述高速高精密运动平台2安装在所述机架3上，所述治具装置5安装在所述机架3上，所述治具装置5上固定有待测试产品；所述高速高精密运动平台2驱动所述磁铁拉力测试装置运动，所述磁铁拉力测试装置包括浮动接头6、压力传感器24、磁铁内膜25，所述浮动接头6安装在所述高精密运动平台2上，所述压力传感器24安装在所述浮动接头6上，所述磁铁内膜25安装在所述压力传感器24上，所述控制系统与所述压力传感器24信号相连，控制系统根据预设的压力参数判断磁力测试是否合格，从而完成待测试产品的测试。

浮动接头24可以实现微小距离的移动(如X/Y/Z轴方向移动1mm等)，降低了高速高精密运动平台精度的要求，可以自适应产品的不一致性，提高了测试的精度。需要说明的是，浮动接头24的浮动方向不作特别限定，可以根据治具装置的不一致，设置3轴或2轴方向的自由浮动。

实施例一

本实施例为浮动接头的一种实施方式：所述浮动接头6为三轴自由浮动接头，所述三轴自由浮动接头包括X轴浮动单元、Y轴浮动单元和Z轴浮动单元，所述Z轴浮动单元包括固定块61、Z轴弹性单元65、Y轴连接块62，所述Y轴浮动单元包括Y轴弹性单元、X轴连接块64，所述X轴浮动单元包括X轴弹性单元、安装块63；所述固定块61安装在所述高速高精密运动平台2上，所述Z轴弹性单元安装在所述固定块61上，所述Y轴连接块固定在所述Z轴弹性单元上，所述Y轴弹性单元固定在所述Y轴连接块上，所述X轴连接块固定在所述Y轴弹性单元上，所述X轴弹性单元固定在所述X轴连接块上，所述安装块固定在所述X轴弹性单元上，所述压力传感器24固定在所述安装块上。

所述Z轴弹性单元65包括连接轴651、第一弹性组件652、导向套、第二弹性组件655，所述第一弹性组件652、导向套、第二弹性组件655依次套接在所述连接轴651上，所述连接轴651固定在所述固定块61的开口槽611处，所述开口槽611处设有轴孔612，所述轴孔612用于固定所述连接轴651，所述Y轴连接块62的套接端621套接在所述导向套处，所述第一弹性组件652与所述第二弹性组件655位于所述套接端621两侧。所述开口槽611的Z轴方向上的宽度大于所述套接端621的宽度，所述套接端621可以在所述开口槽处Z轴方向上浮动。其中，为了减小连接轴与所述套接端的阻力，所述导向套设有两个，分为第一导向套653和第二导向套654。设有Z轴弹性单元可以有效地实现磁铁内膜沿Z轴方向上自由浮动。其中，第一、第二弹性组件可以采用弹性系数高的弹簧制成，浮动接头的浮动更加灵敏，可以有效地提高测试精度

为了是浮动单元更加稳定，减小浮动误差，所述Z轴弹性单元65、Y轴弹性单元、X轴弹性单元均设有两组或多组。

需要说明的是，所述Y轴弹性单元、所述X轴弹性单元与Z轴弹性单元的结构是一样的，只是安装的轴向不一致，具体的来说，所述Y轴弹性单元的连接轴与Y轴方向平行，所述X轴弹性单元的连接轴与所述X轴平行。在此，X轴弹性单元与Y轴弹性单元的具体连接关系不作展开阐述。

实施例二

本实施例为浮动接头的另一种实施方式：所述浮动接头6为三轴自由浮动接头，所述三轴自由浮动接头包括X轴浮动单元、Y轴浮动单元和Z轴浮动单元，所述Z轴浮动单元包括固定块61’、Z轴弹性单元、Y轴连接块621’，所述Y轴浮动单元包括Y轴弹性单元、X轴连接块，所述X轴浮动单元包括X轴弹性单元、安装块；所述固定块安装在所述高速高精密运动平台2上，所述Z轴弹性单元安装在所述固定块上，所述Y轴连接块固定在所述Z轴弹性单元上，所述Y轴弹性单元固定在所述Y轴连接块上，所述X轴连接块固定在所述Y轴弹性单元上，所述X轴弹性单元固定在所述X轴连接块上，所述安装块固定在所述X轴弹性单元上，所述压力传感器24固定在所述安装块上。

所述Z轴弹性单元包括等高螺丝651’、弹性组件652’，所述固定块61’上设有通孔612’，所述等高螺丝穿过通孔612’固定在所述Y轴连接块621’上，所述弹性组件652’安装在所述固定块61’与所述Y轴连接块621’之间。

弹性组件的一种固定方式：所述固定块61’上设有弹性组件652’的放置槽，所述弹性组件652’套接在所述等高螺丝651’上。

弹性组件的另一种固定方式：所述固定块61’上设有弹性组件652’的放置槽，所述放置槽内设有微小导向柱，所述弹性组件一端套接在所述微小导向柱上，所述弹性组件的另一端固定在所述Y轴连接块621’上。

所述Y轴弹性单元、所述X轴弹性单元与Z轴弹性单元的结构是一样的，只是安装的轴向不一致，具体的来说，所述Y轴弹性单元的连接轴与Y轴方向平行(在Y轴连接块621’上设有Y轴方向的通孔)，所述X轴弹性单元的连接轴与所述X轴平行(在X轴连接块上设有X轴方向的通孔)。在此，X轴弹性单元与Y轴弹性单元的具体连接关系不作展开阐述。

需要说明的是，本发明中实施例一和实施例二中浮动接头中X、Y、Z轴浮动单元的安装连接顺序是可以调整的，并不局限于本发明中所列举的连接顺序。此外，X、Y、Z轴浮动单元可以采用实施例一、实施例二中相同一样的弹性单元，亦可以实施例一和实施例二中弹性单元相结合，在此不作特别限定，上述两种弹性单元的组合均属于本发明的保护范围。

实施例三

所述高速高精密运动平台包括X轴驱动单元、Y轴驱动单元、驱动底板23，所述驱动底板23安装在所述机架3上，所述Y轴驱动单元安装在所述驱动底板23上，所述X轴运动单元安装在所述Y轴驱动单元的活动端，所述磁铁拉力测试装置安装在所述X轴运动单元的活动端。

所述Y轴驱动单元包括Y轴电机22、Y轴丝杆226、X轴安装座221，所述Y轴电机22通过Y轴丝杆226驱动X轴安装座221移动；所述X轴驱动单元包括X轴电机21、X轴丝杆214，所述X轴电机21安装在所述X轴安装座221上，所述X轴电机21通过X轴丝杆214驱动所述磁铁拉力测试装置移动。所述X轴电机、Y轴电机均采用的是步进电机。

为了使高速高精密运动平台更加平稳的运行，所述Y轴驱动单元还包括Y轴导轨225，所述Y轴导轨225安装在所述驱动底板23上，所述X轴安装座上设有与所述Y轴导轨225相对应的导向槽222；所述X轴驱动单元还包括X轴导轨215，所述固定块61/61’设有与所述X轴导轨215相对应的导向槽。

为了进一步提高磁铁拉力测试装置定位的精确性，本发明还包括X轴定位单元和Y轴定位单元，所述X轴定位单元包括X轴定位光栅212、X轴读数器211，所述X轴定位光栅212安装在所述X轴安装座221上，所述X轴读数器211固定在所述磁铁拉力测试装置上具体来说，所述X轴定位光栅固定在所述X轴导轨215上，所述X轴读数器固定在所述固定块61/61’上，当X轴运动时，X轴读数器211实时反馈位置信息给控制系统(工控机)，控制系统将控制X轴步进电机的运动速度，从而实现位置的精准定位；所述Y轴定位单元包括Y轴定位光栅、Y轴读数器223，所述Y轴定位光栅固定在驱动底座上，所述Y轴读数器固定在所述X轴安装座上，所述Y轴读数器223连接于控制系统，所述控制系统与所述Y轴电机信号相连。

步进电机和丝杆的组合具有快速定位的功能，定位光栅的补充，磁铁拉力测试装置具有双重定位系统，磁铁拉力测试装置定位更加精准，有效地提高了测试的精确度和测试效率。

实施例四

所述治具装置包括底板51、产品安装座52、产品内膜57、气缸压紧机构55/56和安全光栅53，所述底板51安装在所述机架3上，所述产品安装座52固定在所述底板51上，所述待测试产品放置在所述产品内膜57中，所述气缸压紧机构55/56将所述产品内膜57固定在所述产品安装座52上。

其中，所述气缸压紧机构包括X轴气缸55和Y轴气缸56，所述产品安装座的气缸对向处设有挡板，当气缸压紧机构运作时能够牢牢地将产品内膜57固定在所述产品安装座52。所述X/Y轴气缸包括气缸本体551、活动端552、推夹端553，所述活动端与所述推荐端设有折回连接部，可以有效地防止气缸异常对待测试产品损伤。

为了使待测试产品稳定的固定在所述产品内膜上，所述产品内膜处设有夹紧装置(图中未示出)，所述夹紧装置内设有弹性组件，防止产品夹伤。其中，夹紧装置的具体形式不作特别限定。

本实施例还包括光电传感器54，所述光电传感器安装在所述产品安装座52上，所述光电传感器54与所述控制系统相连。当光电传感器54感应到有待测试产品放入时，安全光栅53检测无障碍物时，控制系统控制气缸压紧机构运作，从而将待测试产品牢牢地固定在磁力测试区58。

本发明还包括扫描单元7、显示器1和操作盒4，所述扫描单元安装在所述治具装置上，所述显示器安装在所述机架上，所述操作盒安装在所述机架上。

本发明的操作使用步骤：

(1)磁铁拉力测试装置位置的确定，根据需要测试的产品预先设置好磁铁内膜的位置(采用检验模块8进行位置的初设)，并设置此位置为原始位置(复位位置)；

(2)检查产品内膜处是否有异物；

(3)用扫描单元扫描待测产品的二维码并建立档案，同时将待测试产品放入产品内膜处；

(4)气缸压紧机构将待测产品推入预设位置，磁铁拉力测试设备开始磁力测试；

(5)将压力传感器将相应的磁力参数存入档案中，并判断产品磁力是否合格；

(6)压紧气缸复位并取出产品(取出产品时，产品内膜离开磁铁内膜一定距离后，再取出产品，防止产品或磁铁内膜刮伤受损)。

与现有技术相比，本发明的磁铁拉力测试装置上设有浮动接头，浮动接头可以带动压力传感器和磁铁内膜自动浮动，也就是X、Y、Z方向上自由浮动，可以自适应产品的不一致性，可以测试不同产品(平板电脑)的磁铁部件的磁力，浮动接头的自由浮动有利于提高磁力测试的精准度；高速高精密运动平台采用丝杆和电机的组合，磁铁拉力测试装置的运动速度快，精度高，能够实现快速的磁力测试，有效地提高测试的效率；配合定位光栅，设备的双重定位，有效地提高了磁铁拉力测试装置的位置精确度，进而有效地提高了测试的精准度；设有产品内膜结构，有效地防止产品在测试过程中受损，从而提高产品合格率；设有气缸压紧装置，可以将待测产品推送至预设位置并压紧，有效地提高了测试的精准度。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.高精密磁力测试设备，其特征在于：其包括机架、高速高精密运动平台、磁铁拉力测试装置、治具装置和控制系统，所述高速高精密运动平台安装在所述机架上，所述治具装置安装在所述机架上，所述治具装置上固定有待测试产品；所述高速高精密运动平台驱动所述磁铁拉力测试装置运动，所述磁铁拉力测试装置包括浮动接头、压力传感器、磁铁内膜，所述浮动接头安装在所述高精密运动平台上，所述压力传感器安装在所述浮动接头上，所述磁铁内膜安装在所述压力传感器上。

2.根据权利要求1所述磁力测试设备，其特征在于：所述浮动接头为三轴自由浮动接头，所述三轴自由浮动接头包括X轴浮动单元、Y轴浮动单元和Z轴浮动单元。

3.根据权利要求2所述磁力测试设备，其特征在于：所述Z轴浮动单元包括固定块、Z轴弹性单元、Y轴连接块，所述Y轴浮动单元包括Y轴弹性单元、X轴连接块，所述X轴浮动单元包括X轴弹性单元、安装块；所述固定块安装在所述高速高精密运动平台上，所述Z轴弹性单元安装在所述固定块上，所述Y轴连接块固定在所述Z轴弹性单元上，所述Y轴弹性单元固定在所述Y轴连接块上，所述X轴连接块固定在所述Y轴弹性单元上，所述X轴弹性单元固定在所述X轴连接块上，所述安装块固定在所述X轴弹性单元上，所述压力传感器固定在所述安装块上。

4.根据权利要求3所述磁力测试设备，其特征在于：所述Z轴弹性单元包括连接轴、第一弹性组件、导向套、第二弹性组件，所述第一弹性组件、导向套、第二弹性组件依次套接在所述连接轴上，所述连接轴固定在所述固定块的开口槽处，所述Y轴连接块的套接端套接在所述导向套处，所述第一弹性组件与所述第二弹性组件位于所述套接端两侧。

5.根据权利要求1所述磁力测试设备，其特征在于：所述高速高精密运动平台包括X轴驱动单元、Y轴驱动单元，所述X轴运动单元安装在所述Y轴驱动单元的活动端，所述磁铁拉力测试装置安装在所述X轴运动单元的活动端。

6.根据权利要求5所述磁力测试设备，其特征在于：所述Y轴驱动单元包括Y轴电机、Y轴丝杆、X轴安装座，所述Y轴电机通过Y轴丝杆驱动X轴安装座移动；所述X轴驱动单元包括X轴电机、X轴丝杆，所述X轴电机安装在所述X轴安装座上，所述X轴电机通过X轴丝杆驱动所述磁铁拉力测试装置移动。

7.根据权利要求5或6所述磁力测试设备，其特征在于：还包括X轴定位单元和Y轴定位单元，所述X轴定位单元包括X轴定位光栅、X轴读数器，所述X轴定位光栅安装在所述X轴安装座上，所述X轴读数器固定在所述磁铁拉力测试装置上；所述Y轴定位单元包括Y轴定位光栅、Y轴读数器，所述Y轴定位光栅固定在驱动底板上，所述Y轴读数器固定在所述X轴安装座上，所述X轴读数器、Y轴读数器分别与所述控制系统信号相连。

8.根据权利要求1所述磁力测试设备，其特征在于：所述治具装置包括底板、产品安装座、产品内膜、气缸压紧机构和安全光栅，所述底板安装在所述机架上，所述产品安装座固定在所述底板上，所述待测试产品放置在所述产品内膜中，所述气缸压紧机构将所述产品内膜固定在所述产品安装座上。

9.根据权利要求8所述磁力测试设备，其特征在于：还包括光电传感器，所述光电传感器安装在所述产品安装座上，所述光电传感器与所述控制系统相连。

10.根据权利要求1至9任意一项所述磁力测试设备，其特征在于：还包括扫描单元、显示器和操作盒，所述扫描单元安装在所述治具装置上，所述显示器安装在所述机架上，所述操作盒安装在所述机架上。