CN111189715A - 无重力爆珠强度检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无重力爆珠强度检测方法，其包括：通过负压将待测爆珠吸附在夹具上，并将爆珠置于压头和测头之间；控制横梁及滑动结构运动，以使待测爆珠分别与测头和压头接触；取消对待测爆珠的吸附；将夹具从压头和测头之间移出；控制滑动结构带动压头挤压待测爆珠；通过测头中的第一压力传感器获得待测爆珠所承受的压力信息，并向控制器发出压力信号；通过光栅尺获得待测爆珠变形时，滑动结构所产生的位移信息，并向控制器发出位移信号；控制器根据压力信号和位移信号绘制压力‑位移曲线。本发明提供的无重力爆珠强度检测方法，消除了爆珠重力对爆珠强度检测的影响，并通过绘制压力‑位移曲线实现了对爆珠强度的精确检测。

Description

无重力爆珠强度检测方法
技术领域
本发明涉及烟用爆珠物理参数检测领域，尤其涉及一种无重力爆珠强度检测方法。
背景技术
烟用香料爆珠化已成为中式卷烟的一个发展方向，爆珠直径一般为(2.5-3.8)mm范围内，将爆珠作为卷烟加香的载体，广泛应用于卷烟产品开发。爆珠强度是爆珠卷烟产品的重要物理指标，由于爆珠生产材料与制作工艺的不同，爆珠强度存在差异，爆珠强度的大小直接影响着消费者的体验感受，强度过大则捏破困难，强度过小则在加工包装时易于破损。
现有的爆珠强度检测装置，通常采用立式结构，上下有两块平行的压板，用于在垂直方向上施加压力，这种方式结构简单、操作方便。然而，需要高精准测量爆珠强度时，立式结构没有把爆珠本身的重力影响包括在内，由于爆珠本身的重力，对于下压板的力是相加的，对于上压板的力是相减的，从而影响了爆珠强度检测数据的准确性和真实性。
发明内容
本发明的目的是提供一种无重力爆珠强度检测方法，以解决上述现有技术中的问题，消除爆珠重力对爆珠强度检测的影响，提升爆珠强度的检测精度。
本发明提供了一种无重力爆珠强度检测方法，其中，包括如下步骤：
将待测爆珠放置到夹具上；
启动负压气源，以提供负压将待测爆珠吸附在夹具上；
控制升降滑块在竖直方向运动，以使待测爆珠对齐在压头和测头之间；
控制横梁在水平方向运动，以使待测爆珠与测头接触；
控制滑动结构带动压头向待测爆珠所在方向运动，以使压头与待测爆珠接触；
切断负压气源，以取消对待测爆珠的吸附；
控制夹具与待测爆珠分离，并将夹具从压头和测头之间移出；
控制滑动结构带动压头挤压待测爆珠；
通过测头中的第一压力传感器获得待测爆珠所承受的压力信息，并向控制器发出压力信号；
通过光栅尺获得待测爆珠变形时，滑动结构所产生的位移信息，并向控制器发出位移信号；
控制器根据所述压力信号和所述位移信号绘制压力-位移曲线。
如上所述的无重力爆珠强度检测方法，其中，优选的是，所述控制横梁在水平方向运动，以使待测爆珠与测头接触，具体包括：
通过所述第一压力传感器检测压力变化是否小于第一压力阈值；
如果是，控制所述横梁停止运行。
如上所述的无重力爆珠强度检测方法，其中，优选的是，所述第一压力阈值为0.1N。
如上所述的无重力爆珠强度检测方法，其中，优选的是，所述控制滑动结构带动压头向待测爆珠所在方向运动，以使压头与待测爆珠接触，具体包括：
检测所述压头与所述测头之间的距离是否小于或等于设定距离阈值，所述设定距离阈值大于待测爆珠的直径；
如果是，控制所述滑动结构以第一速度滑动；
如果否，控制所述滑动结构以第二速度滑动，所述第二速度大于所述第一速度。
如上所述的无重力爆珠强度检测方法，其中，优选的是，所述第一速度为10mm/min，所述第二速度为50mm/min。
如上所述的无重力爆珠强度检测方法，其中，优选的是，所述控制滑动结构带动压头向待测爆珠所在方向运动，以使压头与待测爆珠接触，具体还包括：
通过所述压头中的第二压力传感器检测压力变化是否小于或等于第二压力阈值；
如果是，控制所述滑动结构停止运行。
如上所述的无重力爆珠强度检测方法，其中，优选的是，所述第二压力阈值为0.1N。
本发明提供的无重力爆珠强度检测方法，消除了爆珠重力对爆珠强度检测的影响，并通过绘制压力-位移曲线实现了对爆珠强度的精确检测。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的无重力爆珠强度检测方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的无重力爆珠强度检测装置的结构示意图。
附图标记说明：
1-底座 2-固定座 3-测头
4-立柱 5-升降滑块 6-横梁
7-夹具 8-水平导向结构 9-滑动结构
10-光栅尺 11-支撑板 12-压头
13-支架 14-爆珠
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种无重力爆珠强度检测方法，该方法是基于一种无重力爆珠强度检测装置来实现，该无重力爆珠强度检测装置包括底座1、固定座2、测头3、水平导向结构8、滑动结构9、光栅尺10、压头12、立柱4、升降滑块5、横梁6、夹具7和负压气源；其中，固定座2设置在底座1上；测头3固定设置在固定座2上，测头3中嵌设有第一压力传感器；水平导向结构8设置在底座1上；滑动结构9与水平导向结构8滑动连接；光栅尺10设置在滑动结构9上；压头12设置在滑动结构9上，压头12与测头3位置对齐，压头12中嵌设有第二压力传感器；立柱4设置在底座1上；升降滑块5与立柱4在竖直方向上滑动连接；横梁6与升降滑块5在水平方向上滑动连接；夹具7的一端与横梁6相连，夹具7的另一端用于固定爆珠14，夹具7中设置有通孔；负压气源与夹具7上的通孔连通。
其中，该检测装置还包括支撑板11，支撑板11固定设置在滑动结构9上，压头12设置在支撑板11上。
此外，该检测装置还包括支架13，该支架13的一端与横梁6相连，支架13的另一端与夹具7相连。其中，支架13和横梁6所在的平面与支架13和夹具7所在的平面垂直，由此可以通过支架13将夹具7送入至测头3和压头12之间的位置，同时可以对滑动结构9的运动路径进行避让。
本实施例提供的检测方法在实际执行过程中，具体包括如下步骤：
步骤S1、将待测爆珠放置到夹具7上。
其中，夹具7的端部可以设置有弧形面，弧形面向夹具7的中心凹陷。该弧形面可以与爆珠的表面贴合，当负压气源提供负压时，爆珠14可以紧密地被吸附到该弧形面上，使爆珠和弧形面之间不产生间隙，保证了对爆珠吸附固定的可靠性。
步骤S2、启动负压气源，以提供负压将待测爆珠吸附在夹具7上。该负压气源可以通过夹具7上的通孔对待测爆珠提供吸附力。
步骤S3、控制升降滑块5在竖直方向运动，以使待测爆珠对齐在压头12和测头3之间。
步骤S4、控制横梁6在水平方向运动，以使待测爆珠与测头3接触。
具体地，可以通过第一压力传感器检测压力变化是否小于第一压力阈值；如果是，控制横梁6停止运行。
其中，当爆珠与测头3接触时，测头3中嵌设的第一压力传感器可以检测到压力而产生压力数值的变化，此时可控制横梁6停止运动。本实施例中，为了保证爆珠与测头3为轻微接触的状态，而不会对爆珠产生过度挤压，当第一压力传感器检测到压力变化小于第一压力阈值时，即可发出停机信号，步进电机可根据该停机信号控制横梁6停止运动。
该第一压力阈值可以为0.1N，即在刚出现压力变化的瞬间，便控制横梁6停止运动，以实现爆珠与测头3之间达到轻微接触的状态。
步骤S5、控制滑动结构9带动压头12向待测爆珠所在方向运动，以使压头12与待测爆珠接触。
其中，该步骤具体包括：
步骤S51、检测压头12与测头3之间的距离是否小于或等于设定距离阈值，设定距离阈值大于待测爆珠的直径；如果是，进入步骤S52；如果否，进入步骤S53。
步骤S52、控制滑动结构9以第一速度滑动。其中，该第一速度可以为10mm/min。
步骤S53、控制滑动结构9以第二速度滑动，第二速度大于第一速度。其中，该第二速度可以为50mm/min。
爆珠的直径一般为2.5mm～3.8mm，上述设定距离阈值可以为6mm～10mm。本实施例中，该设定距离值优选为7mm。而压头12与测头3之间的距离可以通过现有的距离传感器来实现测量，对此本实施例不作限定。
在压头12与测头3之间的距离大于设定距离阈值时，滑动结构9可以以较快的速度向测头3靠近，而压头12与测头3之间的距离小于设定距离阈值时，为了能够精确控制压头12与爆珠的接触状态，可以控制滑动结构9以较低的速度逐渐靠近测头3，从而提升对爆珠挤压夹持的精度。
进一步，该步骤S5具体还包括：
步骤S501、通过压头12中的第二压力传感器检测压力变化是否小于或等于第二压力阈值；如果是，进入步骤S502。
其中，第二压力阈值可以为0.1N。
步骤S502、控制滑动结构9停止运行。
当压头12与爆珠接触时，嵌设于压头12中的第二压力传感器会产生数值的变化，当第二压力传感器显示的压力数值小于或等于0.1N时，第二压力传感器可以发出停机信号，直线电机根据该停机信号停止滑动结构9运动，从而实现压头12与爆珠的轻微接触。
需要说明的是，爆珠与测头3及压头12之间的轻微挤压所受的力及产生的变形均在误差范围内，并不影响最终检测的结果。测头3和压头12对爆珠的轻微挤压可以将爆珠定位在测头3和压头12之间，而不会使爆珠自由落体。从而可以使夹具7从测头3和压头12之间移出。
步骤S6、切断负压气源，以取消对待测爆珠的吸附。
步骤S7、控制升降滑块5与待测爆珠分离，并将夹具7从压头12和测头3之间移出。
其中，可以理解的是，为了在爆珠被测头3和压头12挤压固定后，夹具7能够顺利地从测头3和压头12之间移出，夹具7的直径可以小于爆珠的直径。
步骤S8、控制滑动结构9带动压头12挤压待测爆珠。
步骤S9、通过测头3中的第一压力传感器获得待测爆珠所承受的压力信息，并向控制器发出压力信号。
步骤S10、通过光栅尺10获得待测爆珠变形时，滑动结构9所产生的位移信息，并向控制器发出位移信号。
由于爆珠被挤压到一定程度后会发生破裂，而在破裂时，滑动结构9停止运行。
步骤S11、控制器根据压力信号和位移信号绘制压力-位移曲线。
该压力-位移曲线可以体现出爆珠在被持续挤压直至破裂的过程中，爆珠在受力方向上产生的变形量，以及在破裂前所能承受的挤压力，由此可以从压力-位移曲线分析出爆珠的强度，即爆珠能够承受的挤压力及变形量越大，其强度越大，反之则越小。
本发明实施例提供的无重力爆珠强度检测方法，消除了爆珠重力对爆珠强度检测的影响，并通过绘制压力-位移曲线实现了对爆珠强度的精确检测。
至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种无重力爆珠强度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
将待测爆珠放置到夹具上；
启动负压气源，以提供负压将待测爆珠吸附在夹具上；
控制升降滑块在竖直方向运动，以使待测爆珠对齐在压头和测头之间；
控制横梁在水平方向运动，以使待测爆珠与测头接触；
控制滑动结构带动压头向待测爆珠所在方向运动，以使压头与待测爆珠接触；
切断负压气源，以取消对待测爆珠的吸附；
控制夹具与待测爆珠分离，并将夹具从压头和测头之间移出；
控制滑动结构带动压头挤压待测爆珠；
通过测头中的第一压力传感器获得待测爆珠所承受的压力信息，并向控制器发出压力信号；
通过光栅尺获得待测爆珠变形时，滑动结构所产生的位移信息，并向控制器发出位移信号；
控制器根据所述压力信号和所述位移信号绘制压力-位移曲线。
2.根据权利要求1所述的无重力爆珠强度检测方法，其特征在于，所述控制横梁在水平方向运动，以使待测爆珠与测头接触，具体包括：
通过所述第一压力传感器检测压力变化是否小于第一压力阈值；
如果是，控制所述横梁停止运行。
3.根据权利要求2所述的无重力爆珠强度检测方法，其特征在于，所述第一压力阈值为0.1N。
4.根据权利要求1所述的无重力爆珠强度检测方法，其特征在于，所述控制滑动结构带动压头向待测爆珠所在方向运动，以使压头与待测爆珠接触，具体包括：
检测所述压头与所述测头之间的距离是否小于或等于设定距离阈值，所述设定距离阈值大于待测爆珠的直径；
如果是，控制所述滑动结构以第一速度滑动；
如果否，控制所述滑动结构以第二速度滑动，所述第二速度大于所述第一速度。
5.根据权利要求4所述的无重力爆珠强度检测方法，其特征在于，所述第一速度为10mm/min，所述第二速度为50mm/min。
6.根据权利要求4所述的无重力爆珠强度检测方法，其特征在于，所述控制滑动结构带动压头向待测爆珠所在方向运动，以使压头与待测爆珠接触，具体还包括：
通过所述压头中的第二压力传感器检测压力变化是否小于或等于第二压力阈值；
如果是，控制所述滑动结构停止运行。
7.根据权利要求6所述的无重力爆珠强度检测方法，其特征在于，所述第二压力阈值为0.1N。
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