CN111089713A - 一种双头插孔用插拔力检测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双头插孔用插拔力检测装置及其方法，涉及插拔力检测领域，该装置中，被测件通过送料装置夹持投送到直线移动单元，被测件被直线移动单元夹持定位，直线移动单元将被测件带到上插拔力检测装置对被测件的上插孔插拔力进行检测，检测完后，再由直线移动单元将被测件带到下插拔力检测装置对被测件的下插孔插拔力检测；该方法是通过沿直线移动单元的移动方向设置检测上端插孔插拔力的上插拔力检测装置和设置检测下端插孔插拔力的下插拔力检测装置，实现了一次装夹检测两头插孔插拔力，且插拔力测试针为独立可更换，定位装置高度可调节，使本发明可以适应两头尺寸相同、两头尺寸不同及长短不同的被测件，极大地扩展了本发明的应用场景。

Description

一种双头插孔用插拔力检测装置及其方法

技术领域

本发明涉及插拔力检测技术领域，尤其涉及到一种双头插孔用插拔力检测装置及其方法。

背景技术

电连接器通常由内导体、外导体和绝缘介质组成。连接器根据内导体的结构分为公头和母头，内导体连接处为插针的称为公头，内导体连接处为开槽插孔的称为母头。插孔的顶部开有若干槽，沿周向均布，开槽形成的瓣状内收，热处理后就具有弹性，插针插入拔出都需要一定的力，这样就能使插针和插孔能很好的接触。为了实现将两个公头连接器在一起，衍生出了很多两头都是母头的转接器，即内导体的两头都是插孔，这种内导体就是双头插孔内导体，其中转接同型号连接器的转接器，内导体插孔两端的尺寸一样；转接不同型号连接器的转接器，内导体插孔两端的尺寸则不一样，因此就有两种类型的双头插孔。连接器标准中对插孔的插拔力有一定的要求，以保证插针插入插孔后能有良好的接触，故连接器装配前，都需插孔进行插拔力检测。

目前，插孔的插拔力测试大多由人工完成，效率较低，批量生产时就会导致交货周期延长，且人工测试由于靠手工对齐，容易损伤插孔，导致零件报废，因此急需一种能自动检测双头插孔插拔力并能根据检测是否合格进行分类的装置。

市场上也有插拔力测试的自动化设备，但都有一定的不足。如将送料机构、插力测试机构、拔力测试机构、收料机构设置在间歇转动机构的四周，通过控制器实现送料、测试、收料一整个过程。缺点:插入力和拔出力没有同时测试；被测零件尾部直接顶在传感器上，容易损伤零件；无法完成对双头插孔内导体的测试。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种双头插孔用插拔力检测装置。通过在直线移动单元的移动方向设置检测上端插孔插拔力的上插拔力检测装置和设置检测下端插孔插拔力的下插拔力检测装置，实现了一次装夹可检测两头插孔插拔力，且插拔力测试针为独立可更换。

本发明是通过如下技术方案得以实现的：

一种双头插孔用插拔力检测装置，被测件通过送料装置夹持投送到直线移动单元，被测件被直线移动单元夹持定位，直线移动单元将被测件带到上插拔力检测装置对被测件的上插孔插拔力进行检测，检测完后，再由直线移动单元将被测件带到下插拔力检测装置对被测件的下插孔插拔力检测。

进一步的，所述直线移动单元包括装夹工作台、直线导轨和丝杠；所述装夹工作台为阶梯形结构，装夹工作台可在丝杠的带动下沿直线导轨往复移动；所述装夹工作台上方设置有气缸，气缸输出轴上设置有顶头座，顶头座末端设置有橡胶顶头的一端，橡胶顶头另一端为V形结构，橡胶顶头与装夹工作台上安装的V型块配合，被测件经送料装置投料到直线系统单元上的橡胶顶头与V型块之间，然后气缸带动橡胶顶头将被测件压紧于V型块的V型槽内。

进一步的，所述上插拔力检测装置包括第三支架、第一滑台气缸、第一传感器安装座、第一插拔力传感器和第一插拔力测试针；所述第一插拔力测试针旋接于第一插拔力传感器底部，并可进行更换，所述第一插拔力传感器的顶部固定在第一传感器安装座的底面，所述第一感器安装座、第一插拔力传感器、第一插拔力测试针由第一滑台气缸驱动进行上下移动。

进一步的，所述下插拔力检测装置包括第四支架、第二滑台气缸、第二传感器安装座、第二插拔力传感器、第二插拔力测试针，所述第二插拔力测试针旋接与第二插拔力传感器顶部，并可进行更换，所述第二插拔力传感器的底部固定在第二传感器安装座的内表面，所述第二感器安装座、第二插拔力传感器、第二插拔力测试针由第二滑台气缸驱动进行上下移动。

进一步的，还包括定位装置，在投料过程中，定位装置设置在直线移动单元正下方，用来支撑被测件；被测件经送料装置投料到直线系统单元上的橡胶顶头与V型块之间时，被测件的一端延伸出装夹工作台，延伸出的一端与定位装置接触，从而对被测件支撑。

进一步的，所述送料装置包括第二支架、料斗和固定夹；所述料斗通过固定夹设置在垂直的第二支架上，料斗出口方向与直线移动单元中的橡胶顶头垂直。

进一步的，所述定位装置为液压机构，液压机构为液压缸及液压缸输出端连接的工作台。

进一步的，所述被测件为棒状结构，两端中心位置均开设有收口开槽插孔结构，所述被测件为弹性材料。

双头插孔用插拔力检测装置的检测方法，包括如下步骤：

步骤一：装夹被测件：装夹工作台先移动到工位一，即定位装置的上方，送料装置释放被测件，送料装置的料斗与定位装置同轴，二者一上一下，装夹工作台运动到二者之间，被测件掉入V型块与橡胶顶头的中间，定位装置阻止被测件进一步掉落，并限制其相对V型块的突出的长度，以保证第一插拔力测试针与第二插拔力测试针能插入足够的深度，气缸启动将被测件夹持在V型块与橡胶顶头之间，在装夹工作台移动到上插拔力检测装置的下方之前，定位装置下行，防止被测件底部擦伤；

步骤二：检测上插孔插拔力：装夹工作台将被测件夹紧后移动到工位二，即上插拔力检测装置的正下方；第一滑台气缸启动，带动第一插拔力测试针向下移动，从而插入上插孔，第一插拔力传感器检测到插入力；之后，第一滑台气缸带动第一插拔力测试针向上移动，从而离开上插孔，第一插拔力传感器检测到拔出力；

步骤三：检测下插孔插拔力：上插孔插拔力检测完成后，装夹工作台移动到工位三，即下插拔力检测装置的正上方；第二滑台气缸启动，带动第二插拔力测试针向上移动，从而插入下插孔，第二插拔力传感器检测到插入力；之后，第二滑台气缸带动第二插拔力测试针向下移动，从而离开下插孔，第二插拔力传感器检测到拔出力。

进一步的，还包括成品及废品回收步骤：上插孔插拔力及下插孔插拔力检测完成后，如果上、下插孔的插拔力都合格，则装夹工作台移动到工位四，即成品回收盒的正上方，然后释放被测件，被测件落入成品回收盒，之后，装夹工作台返回工位一继续执行上述步骤；如果上、下插孔的插拔力有一个不合格，则装夹工作台移动到工位五，即废品回收盒的正上方，之后释放被测件，被测件落入废品回收盒，之后，装夹工作台返回工位一继续执行上述步骤。

本发明的有益效果：

1.直线移动单元的移动方向设置检测上端插孔插拔力的上插拔力检测装置和设置检测下端插孔插拔力的下插拔力检测装置，实现了一次装夹检测两头插孔插拔力，且插拔力测试针为独立可更换，定位装置高度可调节，使本发明可以适应两头尺寸相同、两头尺寸不同及长短不同的被测件，极大地扩展了本发明的应用场景。

2.被测件为弹性件，两端开设有盲孔，盲孔的顶部开有若干槽，沿周向均布，开槽形成的瓣状通过某种工艺方式向内收紧，热处理后就具有良好的弹性，插针插入拔出都需要一定的力，这样就能使插针和插孔能很好的接触，使连接更加可靠。

3.设置定位装置，使得被测件落入直线移动单元时，在橡胶顶头和V型块之间下落到一定位置时由定位装置支撑，定位装置起到了定位支撑的作用，当橡胶顶头和V型块夹紧被测件后，定位装置下行，避免了在直线移动单元向上插拔力检测装置位置移动时，定位装置碰到被测件，从而对被测件下端面擦伤。

4.装夹工作台做成台阶状，方便检测的进行。

附图说明

图1为本发明的轴侧图；

图2为直线移动单元的轴侧图；

图3为图2中直线移动单元中的装夹工作台的轴侧图；

图4为定位装置的爆炸图；

图5为定位装置的轴侧图；

图6为送料装置的轴侧图；

图7为上插拔力检测装置的轴侧图；

图8为下插拔力检测装置的轴侧图；

图9为装夹被测件示意图；

图10为上插孔插拔力检测示意图；

图11为下插孔插拔力检测示意图；

图12为被测件结构示意图；

图13为图12中被测件局部剖视图。

附图标记如下：

1-机柜；2-直线移动单元；3-定位装置；4-送料装置；5-上插拔力检测装置；6-下插拔力检测装置；7-成品回收盒；8-废品回收盒；21-装夹工作台；211-气缸；212-气缸支架；213-顶头座；214-橡胶顶头；215-V型块；216-安装座；31-第一支架；32-螺杆；33-螺母；34-弹簧；35-电磁铁；41-第二支架；42-料斗；43-固定夹；51-第三支架；52-第一滑台气缸；53-第一传感器安装座；54-第一插拔力传感器；55-第一插拔力测试针；61-第四支架61；62-第二滑台气缸；63-第二传感器安装座；64-第二插拔力传感器；65-第二插拔力测试针；9-被测件；91-收口开槽插孔结构。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的结合附图1及图2所示，一种双头插孔用插拔力检测装置，包括机柜1，机柜1的上部设有夹持被测件往复移动的直线移动单元2、用于对被测件进行定位的定位装置3、用于将被测件投送到直线移动工作台上的送料装置4、用于检测被测件上插孔插拔力的上插拔力检测装置5、用于检测被测件下插孔插拔力的下插拔力检测装置6、用于收纳检测合格的被测件的成品回收盒7、用于收纳检测不合格的被测件的废品回收盒8，其中，直线移动单元2包括装夹工作台21、直线导轨22、丝杠滑台23，装夹工作台21在丝杠滑台23的驱动下往复移动，定位装置3、送料装置4、上插拔力检测装置5、下插拔力检测装置6、成品回收盒7、废品回收盒8沿直线移动单元2的运动方向布置，使直线移动单元2能运动到对应工位实现特定的工序。

如图2及图3所示，装夹工作台21包括气缸211、气缸支架212、顶头座213、橡胶顶头214、V型块215、安装座216，橡胶顶头214通过顶头座213与气缸211连接，气缸211通过气缸支架212固定在安装座216上，且气缸211轴线与装夹工作台21运动方向垂直，V型块215固定在上安装座216，橡胶顶头214在气缸211的驱动下往复移动，从而与V型块215配合夹持被测件9。

其中，被测件9先是车削成型，再两端钻孔，之后铣槽，槽的数量由零件尺寸决定，小的铣2～3个，大的4-6个，铣槽之后盲孔的外壁就被槽分割成了若干瓣状或者指状，再之后用车床或者套筒工装将瓣状向内收紧到一定程度，再进行热处理，然后再电镀，通常是镀金，业内常用的材料是青铜。

如图4及图5所示，定位装置3包括第一支架31、螺杆32、螺母33、弹簧34、电磁铁35，螺杆22的一侧为盘状另一侧为D字型柱状且直径小于螺纹底径，D字型柱状与支架31上的D字型孔配合，限制螺杆32转动，弹簧34一侧固定于支架31上另一侧带有若干周向均布的凸柱，螺母33外侧周向均布有若干凹槽，所述电磁铁35安装在螺杆的下方，被测件释放后，螺杆32限制其相对V型块215的高度，待气缸211将被测件夹紧后，电磁铁35触发，将螺杆32吸下，之后直线移动单元2运动到下一工位，再之后电磁铁35断电，螺杆32在弹簧34的作用下复位。

结合附图6所示，送料装置4包括第二支架41、料斗42、固定夹43，直线移动单元2运动到料斗42的下方后，料斗释放被测件。

结合附图7所示，上插拔力检测装置5包括第三支架51、第一滑台气缸52、第一传感器安装座53、第一插拔力传感器54、第一插拔力测试针55，第一插拔力测试针55旋接与第一插拔力传感器54底部，并可进行更换，以适应不同尺寸的插孔，第一插拔力传感器54的顶部固定在第一传感器安装座53的底面，第一感器安装座53、第一插拔力传感器54、第一插拔力测试针55由第一滑台气缸52驱动进行上下移动，实现对被测件的上端插孔的插拔力检测。

结合附图7所示，下插拔力检测装置6包括第四支架61、第二滑台气缸62、第二传感器安装座63、第二插拔力传感器64、第二插拔力测试针65，第二插拔力测试针65旋接与第二插拔力传感器64顶部，并可进行更换，以适应不同尺寸的插孔，第二插拔力传感器64的底部固定在第二传感器安装座63的内表面，第二感器安装座63、第二插拔力传感器64、第二插拔力测试针65由第二滑台气缸62驱动进行上下移动，实现对被测件的下端插孔的插拔力检测。

结合附图12和13，所述被测件9为棒状结构，两端中心位置均开设有盲孔，且开设盲孔的外侧壁上均开设有数个收口开槽插孔结构91；所述被测件9为弹性材料。

结合附图9-11，本发明检测方法包括如下步骤：

步骤一：装夹被测件。如图9所示，装夹工作台21先移动到工位一，即定位装置3的上方，送料装置4释放被测件(送料装置的料斗与定位装置3同轴，二者一上一下，装夹工作台21运动到二者之间)，被测件掉入V型块215与橡胶顶头214的中间，定位装置阻止被测件进一步掉落，并限制其相对V型块215的突出的长度，以保证第一插拔力测试针55与第二插拔力测试针65能插入足够的深度，气缸启动将被测件夹持在V型块215与橡胶顶头214之间，在装夹工作台21移动到上插拔力检测装置5的下方之前，定位装置3中的电磁铁35启动，拉下螺杆32，防止被测件底部擦伤。

步骤二：检测上插孔插拔力。如图10所示，装夹工作台21将被测件夹紧后移动到工位二，即上插拔力检测装置5的正下方。第一滑台气缸52启动，带动插拔力测试针55向下移动，从而插入上插孔，第一插拔力传感器54检测到插入力；之后，第一滑台气缸52带动第一插拔力测试针55向上移动，从而离开上插孔，第一插拔力传感器54检测到拔出力。

步骤三：检测下插孔插拔力：如图11所示，上插孔插拔力检测完成后，装夹工作台21移动到工位三，即下插拔力检测装置6的正上方；第二滑台气缸62启动，带动第二插拔力测试针65向上移动，从而插入下插孔，第二插拔力传感器64检测到插入力；之后，第二滑台气缸62带动第二插拔力测试针65向下移动，从而离开下插孔，第二插拔力传感器64检测到拔出力。

步骤四：成品及废品回收：上插孔插拔力及下插孔插拔力检测完成后，如果上、下插孔的插拔力都合格，则装夹工作台21移动到工位四，即成品回收盒7的正上方，然后释放被测件，被测件落入成品回收盒7，之后，装夹工作台21返回工位一继续执行上述步骤。如果上、下插孔的插拔力有一个不合格，则装夹工作台21移动到工位五，即废品回收盒8的正上方，之后释放被测件，被测件落入废品回收盒8，之后，装夹工作台21返回工位一继续执行上述步骤。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种双头插孔用插拔力检测装置，其特征在于，被测件(9)通过送料装置(4)夹持投送到直线移动单元(2)，被测件(9)被直线移动单元(2)夹持定位，直线移动单元(2)将被测件(9)带到上插拔力检测装置(5)对被测件(9)的上插孔插拔力进行检测，检测完后，再由直线移动单元(2)将被测件(9)带到下插拔力检测装置(6)对被测件(9)的下插孔插拔力检测。

2.根据权利要求1所述的双头插孔用插拔力检测装置，其特征在于，所述直线移动单元(2)包括装夹工作台(21)、直线导轨(22)和丝杠(23)；所述装夹工作台(21)为阶梯形结构，装夹工作台(21)可在丝杠(23)的带动下沿直线导轨(22)往复移动；所述装夹工作台(21)上方设置有气缸(211)，气缸(211)输出轴上设置有顶头座(213)，顶头座(213)末端设置有橡胶顶头(214)的一端，橡胶顶头(214)另一端为V形结构，橡胶顶头(214)与装夹工作台(21)上安装的V型块(215)配合，被测件(9)经送料装置(4)投料到直线系统单元(2)上的橡胶顶头(214)与V型块(215)之间，然后气缸(211)带动橡胶顶头(214)将被测件(9)压紧于V型块(215)的V型槽内。

3.根据权利要求1所述的双头插孔用插拔力检测装置，其特征在于，所述上插拔力检测装置(5)包括第三支架(51)、第一滑台气缸(52)、第一传感器安装座(53)、第一插拔力传感器(54)和第一插拔力测试针(55)；所述第一插拔力测试针(55)旋接于第一插拔力传感器(54)底部，并可进行更换，所述第一插拔力传感器(54)的顶部固定在第一传感器安装座(53)的底面，所述第一感器安装座(53)、第一插拔力传感器(54)、第一插拔力测试针(55)由第一滑台气缸(52)驱动进行上下移动。

4.根据权利要求1所述的双头插孔用插拔力检测装置，其特征在于，所述下插拔力检测装置(6)包括第四支架(61)、第二滑台气缸(62)、第二传感器安装座(63)、第二插拔力传感器(64)、第二插拔力测试针(65)，所述第二插拔力测试针(65)旋接与第二插拔力传感器(64)顶部，并可进行更换，所述第二插拔力传感器(64)的底部固定在第二传感器安装座(63)的内表面，所述第二感器安装座(63)、第二插拔力传感器(64)、第二插拔力测试针(65)由第二滑台气缸(62)驱动进行上下移动。

5.根据权利要求2所述的双头插孔用插拔力检测装置，其特征在于，还包括定位装置(3)，在投料过程中，定位装置(3)设置在直线移动单元(2)正下方，用来支撑被测件(9)；被测件(9)经送料装置(4)投料到直线系统单元(2)上的橡胶顶头(214)与V型块(215)之间时，被测件(9)的一端延伸出装夹工作台(21)，延伸出的一端与定位装置(3)接触，从而对被测件(9)支撑。

6.根据权利要求1所述的双头插孔用插拔力检测装置，其特征在于，所述送料装置(4)包括第二支架(41)、料斗(42)和固定夹(43)；所述料斗(42)通过固定夹(43)设置在垂直的第二支架(41)上，料斗(42)出口方向与直线移动单元(2)中的橡胶顶头(214)垂直。

7.根据权利要求5所述的双头插孔用插拔力检测装置，其特征在于，所述定位装置(3)为液压机构，液压机构为液压缸及液压缸输出端连接的工作台。

8.根据权利要求1至8任一项所述的双头插孔用插拔力检测装置，其特征在于，所述被测件(9)为棒状结构，两端中心位置均开设有收口开槽插孔结构(91)；所述被测件(9)为弹性材料。

9.根据权利要求8所述的双头插孔用插拔力检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：装夹被测件：装夹工作台(21)先移动到工位一，即定位装置(3)的上方，送料装置(4)释放被测件(9)，送料装置(4)的料斗与定位装置(3)同轴，二者一上一下，装夹工作台(21)运动到二者之间，被测件(9)掉入V型块(215)与橡胶顶头(214)的中间，定位装置(3)阻止被测件(9)进一步掉落，并限制其相对V型块(215)的突出的长度，以保证第一插拔力测试针(55)与第二插拔力测试针(65)能插入足够的深度，气缸启动将被测件夹持在V型块(215)与橡胶顶头(214)之间，在装夹工作台(21)移动到上插拔力检测装置(5)的下方之前，定位装置(3)下行，防止被测件(9)底部擦伤；

步骤二：检测上插孔插拔力：装夹工作台(21)将被测件夹紧后移动到工位二，即上插拔力检测装置(5)的正下方；第一滑台气缸(52)启动，带动第一插拔力测试针(55)向下移动，从而插入上插孔，第一插拔力传感器(54)检测到插入力；之后，第一滑台气缸(52)带动第一插拔力测试针(55)向上移动，从而离开上插孔，第一插拔力传感器(54)检测到拔出力；

步骤三：检测下插孔插拔力：上插孔插拔力检测完成后，装夹工作台(21)移动到工位三，即下插拔力检测装置(6)的正上方；第二滑台气缸(62)启动，带动第二插拔力测试针(65)向上移动，从而插入下插孔，第二插拔力传感器(64)检测到插入力；之后，第二滑台气缸(62)带动第二插拔力测试针(65)向下移动，从而离开下插孔，第二插拔力传感器(64)检测到拔出力。

10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，还包括成品及废品回收步骤：上插孔插拔力及下插孔插拔力检测完成后，如果上、下插孔的插拔力都合格，则装夹工作台(21)移动到工位四，即成品回收盒(7)的正上方，然后释放被测件(9)，被测件落入成品回收盒(7)，之后，装夹工作台(21)返回工位一继续执行上述步骤；如果上、下插孔的插拔力有一个不合格，则装夹工作台(21)移动到工位五，即废品回收盒(8)的正上方，之后释放被测件，被测件(9)落入废品回收盒(8)，之后，装夹工作台(21)返回工位一继续执行上述步骤。

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