CN109969774B - 一种测试矿物岩棉制品纤维脱落自动收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及产品检测辅助设备技术领域，具体涉及一种测试矿物岩棉制品纤维脱落自动收集装置，本发明通过试样运送装置、试样翻转装置、收集筒调节装置和PLC控制器实现了试样的测试自动化，解决了人工操作产生的缺陷，提高了测试自动化，使测试质量和效率得到保障。

Description

一种测试矿物岩棉制品纤维脱落自动收集装置

技术领域

本发明涉及产品检测辅助设备技术领域，具体涉及一种测试矿物岩棉制品纤维脱落自动收集装置。

背景技术

在对矿物岩棉制品纤维脱落测定时，首先要收集矿物岩棉制品表面的纤维和其他物质，矿物岩棉制品试样的尺寸为：长600mm×宽350mm×原厚，数量为三块。当试样在规定环境放置一段时间后，人工手持内径为102mm的收集筒，收集筒的轴向筒壁上开有宽9mm、长305mm的槽孔，收集筒的一端封闭，另一端装有滤纸和风机，槽孔朝矿物岩棉制品试样正上方水平通过试样表面，利用风机的抽吸力将纤维和其他物质吸附在收集筒内的滤纸上，然后取出滤纸称量计算出单位面积纤维脱落量。在手持收集筒或矿物岩棉制品试样水平通过槽孔时，矿物岩棉制品试样表面必须接触到槽孔但二者之间不允许产生压力，每块试样测试4次，上下面各两次，具体操作是：以试样长度方向一次通过收集筒上的槽孔，其槽孔轴向端部距试样长边100mm，试样长边与槽孔端部之间窜动量不超过1mm，通过时间为2至4秒，要确保试样长度方向上每个位置都通过了槽孔，然后翻转试样180°，重复如上操作，三块试样都是如此。

目前，人工手持收集筒或矿物岩棉制品试样操作存在很多影响测试质量和效率的问题，例如：人工手持收集筒或矿物岩棉制品试样操作前需手工调节收集筒上的风机使抽气压力达到规定值，人工调节抽气压力费时且不稳定误差大。人工手持操作中时常保证不了矿物岩棉制品试样长边与槽孔之端部间窜动量不超过1mm，也不能确保试样表面必须与槽孔接触又不产生压力，通过时间仅根据操作者的感觉误差大，常超出规定的2至4秒，矿物岩棉制品试样每个面通过槽孔两次后不能确保试样长度方向上每个位置都通过了槽孔，人工操作常有遗漏或不在规定面积内，人工翻转试样180°时手接触矿物岩棉制品试样表面对试样表面局部产生作用力，这些都会影响到测试质量。另外，操作人员长期近距离接触矿物岩棉制品纤维脱落粉尘对身体也构成损害。目前还没有一种能改善操作人员工作环境，消除人员操作缺陷，使检测质量和效率高的自动收集装置。

发明内容

本发明为解决现有技术的不足，提供一种测试矿物岩棉制品纤维脱落自动收集装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种测试矿物岩棉制品纤维脱落自动收集装置，包括收集筒，所述收集筒上设有电控调压器和风压传感器，还包括试样输送装置、试样翻转装置和收集筒调节装置。其中，

试样输送装置：包括固定在地面上的两根平行的道轨，道轨上设有成对的槽型主动辊轮和被动辊轮，主动辊轮上装有主动轴，被动辊轮上装有被动轴，主动轴与主动辊轮之间键连接，被动轴与被动辊轮之间滑动配合；一伺服电机Ⅰ安装在主动轴上；在主动轴和被动轴上固定一底板，底板向上固定一电动伸缩杆A，电动伸缩杆A顶端固定有电动四爪卡盘，在电动四爪卡盘的上端焊接有四根支杆，在支杆上固定安装一试样水平托板，试样水平托板的尺寸与试样一致，在电动四爪卡盘的四个丝杠外端部各连接一个直角爪，四个直角爪位于试样水平托板的四个角。

试样翻转装置：包括对称设置在道轨两边的立槽钢，立槽钢上焊接一固定板，固定板上安装一空心轴伺服电机，空心轴伺服电机的空心轴端部固定一空心轴法兰，空心轴法兰上固定一伸缩轴电机A，伸缩轴电机A的伸缩轴A一端插入空心轴内，另一端固定一窄条板，窄条板上固定有两排细纲针，细纲针针尖指向与试样长度方向垂直。

收集筒调节装置：包括收集筒，在收集筒的风机外固定一抱箍，抱箍靠近试样的一端固定一支撑杆，在支撑杆上安装有两个微型激光测距仪，两个激光测距仪的水平连线与收集筒的槽孔平行且低于槽孔；抱箍远离试样的一端与一水平轴伺服电机的水平轴轴端固定连接，水平轴伺服电机固定在一法兰上，法兰固定在伸缩轴电机B的伸缩轴B上，伸缩轴电机B固定在另一伸缩轴电机C的伸缩轴C的端部，伸缩轴B和伸缩轴C相互垂直，伸缩轴电机C固定在电动伸缩杆B的顶端，电动伸缩杆B与地面垂直并固定在地面上。

上述伺服电机Ⅰ、电动伸缩杆A、电动四爪卡盘、空心轴伺服电机、伸缩轴电机A、激光测距仪、水平轴伺服电机、伸缩轴电机B、伸缩轴电机C、电动伸缩杆B、电控调压器和风压传感器均与PLC控制器连接。

所述伸缩轴电机C的顶部还安装有360°监控摄像头，360°监控摄像头连接PLC控制器。

本发明装置解决了人工操作产生的缺陷，提高了测试自动化，使测试质量和效率得到保障。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为图1的俯视图。

图3本发明未工作前状态俯视图。

图中，3立槽钢，5固定板，6空心轴伺服电机，7试样，8窄条板，9空心轴，10伸缩轴A，11收集筒，12风压传感器，13电控调压器，15360°监控摄像头，16伸缩轴C，17伸缩轴电机C，18伸缩轴B，21伺服电机Ⅳ，23电动伸缩杆B，25法兰，26水平轴伺服电机，27水平轴，28抱箍，29风机，32支撑杆，33激光测距仪，34空心轴法兰，36伸缩轴电机A，38伸缩轴电机B，40细纲针，41槽孔，46被动辊轮，47被动轴，48道轨，49主动轴，50主动辊轮，51底板，52伺服电机Ⅱ，53电动伸缩杆A，56直角爪，57试样水平托板，58支杆，59丝杠，60电动四爪卡盘，61伺服电机Ⅲ，64伺服电机Ⅰ。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

本发明包括现有的收集装置收集筒11和试样7，还包括了试样运送装置、试样翻转装置和收集筒调节装置，三大部分实现了试样7的测试自动化，下面分别对三部分进行详细介绍。

试样输送装置包括通过地脚螺栓和道轨压板固定在地面上的两根平行的道轨48，在道轨48上设有成对的槽型主动辊轮50和被动辊轮46，主动辊轮50上装有主动轴49，被动辊轮46上装有被动轴47，主动轴49与主动辊轮50之间通过键连接且二者同步转动，被动轴47与被动辊轮46之间为滑动配合。其中，伺服电机Ⅰ64安装在主动轴49上。在主动轴49和被动轴47上固定一底板51，底板51的中部通过螺栓固定一电动伸缩杆A53，在电动伸缩杆A53上配有伺服电机Ⅱ52，电动伸缩杆A53顶端通过螺栓固定有电动四爪卡盘60，在电动四爪卡盘60的下端配有伺服电机Ⅲ61。在电动四爪卡盘60的上端焊接有四根支杆58，在支杆58上固定安装一试样水平托板57，试样水平托板57用于放置试样7，试样水平托板57的尺寸与试样7一致。在电动四爪卡盘60的四个丝杠59外端部各连接一直角爪56，四个直角爪56位于试样水平托板57的四个角，通过直角爪56的向里或向外移动来实现对试样7的限位或松开，可限制试样7在运送过程中水平移动以及纠正试样7的位置。当伺服电机Ⅲ61逆向工作时四个直角爪56向试样水平托板57的中心方向移动，移动至贴实试样水平托板57的角部，这样可以调整试样7的位置还可以限定试样7的水平移动。试样7输送装置中的道轨48用于试样7的输送，电动伸缩杆A53用于调节试样7的上下位置，电动四爪卡盘60用于固定、放置、调整试样7。其中的伺服电机Ⅰ64、电动伸缩杆A53、电动四爪卡盘60均通过电控导线与PLC控制器连接，由PLC控制器控制运动。

试样翻转装置包括对称设置在道轨48两边的立槽钢3，立槽钢3通过地脚螺栓固定在地面上，立槽钢3上焊接一固定板5，固定板5上通过螺栓固定安装一空心轴伺服电机6，空心轴伺服电机6的空心轴9端部固定一空心轴法兰34，空心轴法兰34上通过螺栓固定一伸缩轴电机A36，伸缩轴电机A36的伸缩轴A10一端插入空心轴9内，另一端通过轴端套固定一窄条板8，窄条板8上固定有两排细纲针40，细纲针40针尖指向与试样7长度方向垂直，细纲针40用于扎取试样7。当试样7被运送至试样翻转装置处时，道轨48两边的伸缩轴电机A36正向工作推动窄条板8靠近试样7直至细纲针40插入到试样7内，即达到代替人工握持试样7的目的。当试样7需要翻转进行另一面测试时，空心轴伺服电机6工作使空心轴9转动180°，这时试样7跟随细纲针40同步转动180°，即代替人工翻转试样7。试样7翻转装置实现了自动握持试样7和翻转试样7进行测试，其中的空心轴伺服电机6、伸缩轴电机A36同样通过电控导线与PLC控制器连接，由PLC控制器控制其运动。

收集筒调节装置包括收集筒11，收集筒11上安装有电控调压器13和风压传感器12，用于测试和调节风机29风压，这些为现有收集筒11上的固有设置，这里不再赘述。在收集筒11的风机29外通过螺栓固定一抱箍28，抱箍28靠近试样7的一端通过螺栓固定一支撑杆32，在支撑杆32上安装有两个微型激光测距仪33，两个微型激光测距仪33的水平连线与收集筒11的槽孔41平行且低于槽孔41，即两个微型激光测距仪33高度低于槽孔41的高度，激光测距仪33的测距方向均垂直向上。抱箍28远离试样7的一端通过螺栓与一水平轴伺服电机26的水平轴27轴端固定连接，水平轴伺服电机26通过螺栓固定在一法兰25上，法兰25固定在伸缩轴电机B38的伸缩轴B18上，伸缩轴电机B38固定在另一伸缩轴电机C17的伸缩轴C16的端部，伸缩轴B18和伸缩轴C16相互垂直。伸缩轴电机C17固定在电动伸缩杆B23的顶端，电动伸缩杆B23与地面垂直，电动伸缩杆B23通过地脚螺栓固定在地面上。电动伸缩杆B23上配有伺服电机Ⅳ21。另外，伸缩轴电机C17的顶部还安装有360°监控摄像头15用于影像备查。如此，通过电动伸缩杆B23控制收集筒11上下位置的移动，通过伸缩轴电机C17控制收集筒11沿试样7宽度方向的移动，通过伸缩轴电机B38控制收集筒11沿试样7长度方向的移动，通过水平轴伺服电机26和激光测距仪33来调节收集筒11槽孔41与试样7的接触，当试样7厚度不均匀时，通过激光测距仪33测出试样7两边的高度差异，然后水平轴伺服电机26微量转动调节收集筒11相对试样7表面的倾斜度。上述的电控调压器13、风压传感器12、激光测距仪33、水平轴伺服电机26、伸缩轴电机B38、伸缩轴电机C17、电动伸缩杆B23、360°监控摄像头15均与PLC控制器连接，由PLC控制器接收信号或控制其运动。

本发明装置的工作过程大致介绍如下：将三块中的其中一块试样7放置在试样水平托板57上，按动PLC控制器开关控制各电控部件进入工作状态，电动四爪卡盘60上的伺服电机Ⅲ61逆向转动使试样水平托板57四个角处的直角爪56同时向试样水平托板57的中心方向轻微移动至贴住试样水平托板57的四角，使得试样7处于正确位置并限制试样7水平移动。伺服电机Ⅰ64工作使试样7向右移动至规定位置停止，电动伸缩杆A53工作使试样7达到规定高度位置，这时两边的两个伸缩轴电机A36工作使窄条板8上的细钢针扎入试样7内，然后电动四爪卡盘60顺向转动使四个直角爪56同时向远离试样水平托板57中心方向移动，电动伸缩杆A53工作使试样水平托板57向下移动，伺服电机Ⅰ64工作使试样水平托板57向左移动至规定位置停止。当风压传感器12测试到的风压值达到规定值后，PLC控制器控制电动伸缩杆B23、伸缩轴电机C17和伸缩轴电机B38运动调节收集筒11的上下和水平位置，接收微型激光测距仪33传输的数据，使得测试过程在测试规范范围内，测试规范包括：收集筒11上的槽孔41距试样7长边100mm；槽孔41接触到试样7的下表面但不对试样7表面产生压力；收集筒11沿试样7长度方向一次通过时间在2至4秒内；收集筒11与试样7长度方向窜动量不超1mm；试样7长度方向上的每个位置都通过槽孔41。同时，通过水平轴伺服电机26的微量转动在整个测试过程中微调试样7的倾斜度，进一步弥补因样品左右厚度不均造成的测试误差。当测试完一边后，再控制伸缩轴电机C17工作使收集筒11沿着试样7宽度方向移动一段距离并确保槽孔41距试样7另一长边100mm，重复测试。这面测试完成后电动伸缩杆B23工作使收集筒11下降一段距离，伸缩轴电机B38工作使收集筒11向右移动一段距离，这时空心轴伺服电机6工作使空心轴9转动180°，试样7也同步翻转180°，然后重复第一面的测试步骤进行翻转面的测试。全部测试完毕，控制收集筒11向下、向右移动一段距离，使收集筒11离开试样7，收集筒11风机29停止工作。这时伺服电机Ⅰ64再次工作将试样水平托板57移动至试样7下方，电动伸缩杆A53升至规定高度停止，试样7刚好位于试样水平托板57上，伺服电机Ⅲ61逆向转动使直角爪56向试样水平托板57中心方向移动握持住试样7的四个角部后停止，两边伸缩轴电机A36工作使窄条板8远离试样7运动，从而将细钢针从试样7内拔出，然后伺服电机Ⅰ64工作将试样水平托板57向左转动至规定位置停止。然后操作人员由收集筒11中取出滤纸并称量滤纸上的附着纤维质量，再将新滤纸放置在收集筒11内，重复上述测试继续测试第二块试样7、第三块试样7。该装置解决了人工操作产生的缺陷，提高了检测自动化，使测试质量和效率得到保障。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种测试矿物岩棉制品纤维脱落自动收集装置，包括收集筒（11），所述收集筒（11）上设有电控调压器（13）和风压传感器（12），其特征在于：还包括试样输送装置、试样翻转装置和收集筒调节装置；

试样输送装置：包括固定在地面上的两根平行的道轨（48），道轨（48）上设有成对的槽型主动辊轮（50）和被动辊轮（46），主动辊轮（50）上装有主动轴（49），被动辊轮（46）上装有被动轴（47），主动轴（49）与主动辊轮（50）之间键连接，被动轴（47）与被动辊轮（46）之间滑动配合；一伺服电机Ⅰ（64）安装在主动轴（49）上；在主动轴（49）和被动轴（47）上固定一底板（51），底板（51）的中部通过螺栓向上固定一电动伸缩杆A（53），在电动伸缩杆A（53）上配有伺服电机Ⅱ（52），电动伸缩杆A（53）顶端固定有电动四爪卡盘（60），在电动四爪卡盘（60）的上端焊接有四根支杆（58），在支杆（58）上固定安装一试样水平托板（57），试样水平托板（57）的尺寸与试样（7）一致，在电动四爪卡盘（60）的四个丝杠（59）上连接四个直角爪（56），四个直角爪（56）位于试样水平托板（57）的四个角；

试样翻转装置：包括对称设置在道轨（48）两边的立槽钢（3），立槽钢（3）通过地脚螺栓固定在地面上，立槽钢（3）上焊接一固定板（5），固定板（5）上安装一空心轴伺服电机（6），空心轴伺服电机（6）的空心轴（9）端部固定一空心轴法兰（34），空心轴法兰（34）上固定一伸缩轴电机A（36），伸缩轴电机A（36）的伸缩轴A（10）一端插入空心轴（9）内，另一端固定一窄条板（8），窄条板（8）上固定有两排细纲针（40），细纲针（40）针尖指向与试样（7）长度方向垂直；

收集筒调节装置：包括收集筒（11），在收集筒（11）的风机（29）外固定一抱箍（28），抱箍（28）靠近试样（7）的一端固定一支撑杆（32），在支撑杆（32）上安装有两个微型激光测距仪（33），两个激光测距仪（33）的水平连线与收集筒（11）的槽孔（41）平行且低于槽孔（41）；抱箍（28）远离试样（7）的一端与一水平轴伺服电机（26）的水平轴（27）轴端固定连接，水平轴伺服电机（26）固定在一法兰（25）上，法兰（25）固定在伸缩轴电机B（38）的伸缩轴B（18）上，伸缩轴电机B（38）固定在另一伸缩轴电机C（17）的伸缩轴C（16）的端部，伸缩轴B（18）和伸缩轴C（16）相互垂直，伸缩轴电机C（17）固定在电动伸缩杆B（23）的顶端，电动伸缩杆B（23）与地面垂直并固定在地面上；

上述伺服电机Ⅰ（64）、电动伸缩杆A（53）、电动四爪卡盘（60）、空心轴伺服电机（6）、伸缩轴电机A（36）、激光测距仪（33）、水平轴伺服电机（26）、伸缩轴电机B（38）、伸缩轴电机C（17）、电动伸缩杆B（23）、电控调压器（13）和风压传感器（12）均与PLC控制器控线连接。

2.根据权利要求1所述的测试矿物岩棉制品纤维脱落自动收集装置，其特征在于：所述伸缩轴电机C（17）的顶部还安装有360°监控摄像头（15），360°监控摄像头（15）连接PLC控制器。