CN112815822A - 一种应变计自动测阻装置及操作方法 - Google Patents

一种应变计自动测阻装置及操作方法 Download PDF

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赵鹏
邵健峰
李厚新
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Abstract

一种应变计自动测阻装置及操作方法,包括机架、回转盘、料盘、Y轴运动单元、Z轴运动单元和测阻头;回转盘设置在机架上,回转盘上设置有若干料盘;Y轴运动单元设置在机架,Z轴运动单元设置在Y轴运动单元上,测阻头设置在Z轴运动单元上,回转盘旋转后,料盘位于测阻头的下方。本发明通过控制探针下压的深度、转盘旋转角度及负压吸附力等参数,控制了测阻过程的稳定性,实现了自动化测阻功能,在实现批量化、自动化作业方面具有很大的优势。同时高精度校准板,大大提高了测量的准确性。

Description

一种应变计自动测阻装置及操作方法
技术领域
本发明属于电阻式应变计生产领域,特别涉及一种应变计自动测阻装置及操作方法。
背景技术
电阻式应变计(以下简称应变计)是利用“电阻-应变”原理的敏感元件,是力传感器中的核心元件。应变计被粘贴在弹性体表面,弹性体在受到外力作用时,会产生微小的形变,进而使得应变计敏感栅发生形变,敏感栅产生形变后电阻会随之变化,通过测量应变计电阻的变化,便可测算出外力的大小。在应变计生产过程中,通过电阻值判断应变计是否合格。因此,应变计测阻工艺至关重要,直接决定着应变计的整体合格率。目前,应变计电阻值主要通过人工测量来实现,这种方式生产效率低下、劳动者工作强度大,而且不利于实现生产线的全面自动化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应变计自动测阻装置及操作方法,以解决现有人工测阻效率低下、劳动者工作强度大以及不利于实现生产线的全面自动化的问题。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种应变计自动测阻装置,包括机架、回转盘、料盘、Y轴运动单元、Z轴运动单元和测阻头;回转盘设置在机架上,回转盘上设置有若干料盘;Y轴运动单元设置在机架,Z轴运动单元设置在Y轴运动单元上,测阻头设置在Z轴运动单元上,回转盘旋转后,料盘位于测阻头的下方。
进一步的,回转盘的底部通过螺钉与机架连接,回转盘连接有伺服电机;回转盘上表面等弧度分布有四个测阻工位,每个工位上均设置有料盘。
进一步的,回转盘的中心处设置有电气滑环;每个工位的下方均设置有通讯阀岛,通讯阀岛用于控制对应料盘负压的通断。
进一步的,机架为立方体框架结构,回转盘位于机架的内部。
进一步的,机架上表面通过螺钉固定连接有Y轴运动单元,Y轴运动单元连接Y轴驱动电机;Z轴运动单元通过连接板与Y轴运动单元相连,Y轴运动单元连接Z轴驱动电机。
进一步的,Y轴运动单元和Z轴运动单元均为丝杠机构。
进一步的,测阻头包括X轴切换气缸、测阻针和气缸限位缓冲器和测阻针连接件;测阻针通过测阻针连接件与X轴切换气缸连接,X轴切换气缸连接有气缸限位缓冲器。
进一步的,校准板通过转接板固定于自动测阻机机架上,用于对测阻针进行校准。
进一步的,一种应变计自动测阻装置的操作方法,包括以下步骤:
步骤1,将裁切后的应变计放置于料盘上,回转盘转动90度,再放置一版应变计后,回转盘再旋转90度,第一版应变计正好位于测阻工序,通过再放置应变计,回转盘再旋转90度,第一版应变计就被旋转至分选工位对应的料盘上;
步骤2,当载有应变计的料盘运转至测阻工序时,Y轴伺服电机驱动Y轴运动单元使得测阻针运行至该版应变计的第一行正上方,接着调整X轴切换气缸,使得测阻针位于该版应变计的第一行X轴方向的左半边正上方,紧接着Z轴驱动电机驱动Z轴运动单元使得测阻针与应变计直接接触;
步骤3,测阻针接触到应变计完成第一行阻值测量后,Z轴运动单元抬起一定高度,Y轴运动单元在Y轴伺服电机驱动下,运动到第二行应变计正上方,Z轴运动单元下压,使测阻针接触到应变计,对第二行应变计的阻值进行采集,依次类推,采集完整版应变计的阻值后,测阻针在各个运动单元的作用下,回到初始位置,完成该版应变计的测阻;
步骤4,此回转盘开始旋转90度,将下一版应变计料盒旋转至测阻工序下,开始下一版应变计测阻。
与现有技术相比,本发明有以下技术效果:
本发明通过控制探针下压的深度、转盘旋转角度及负压吸附力等参数,控制了测阻过程的稳定性,实现了自动化测阻功能,在实现批量化、自动化作业方面具有很大的优势。同时高精度校准板,大大提高了测量的准确性。
进一步的,应变计自动测阻机采用四工位旋转交替测阻的动作方式,使得测阻过程与其它工序有效结合,同时进行,不仅提高了应变计测阻的生产效率,而且为后续实现应变计产线自动化提供了坚实的基础。
进一步的,应变计自动测阻机料盘采用回转圆盘分布式设计,通过使用电气滑环,有效解决了转盘始终朝同一方向回转,转盘负压及电信号传输的问题,同时解决了应变计顺序流转的问题。
进一步的,应变计自动测阻机采用定期校准机制,通过对测阻数据进行分析,若判断测阻异常,则执行校准程序,对测量系统进行校准,以确保测量准确性及稳定性。
进一步的,应变计自动测阻机采用通讯式阀岛结构,利用转盘上四个工位之前相互通信,减少了通信数据线,降低了负压控制复杂程度,提高了设备的可靠性。
进一步的,应变计自动测阻机采用精密高度运动装置,确保探针每次下压深度相同,进而确保探针接触稳定,有效提高测阻的准确性及稳定性。
进一步的,应变计自动测阻机采用亚克力板加负压吸附的方式,对裁切后的应变计进行定位,有效实现了应变计的精确、稳固定位,同时亚克力板的表面硬度,有效保证了测阻的准确性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明测阻头的结构示意图。
图3是本发明料盘的结构示意图。
图中,1.机架,2.测阻头,3.Z轴运动单元,4.Z轴运动拖链,5.Z轴驱动电机,6.Y轴运动单元,7.Y轴驱动电机,8.料盘,9.回转盘,10.通讯阀岛,11.校准板,12.X轴切换气缸,13.气缸限位缓冲器,14.测阻针连接件,15.测阻针。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明:
请参阅图1至图3,本发明是一种电阻式应变计自动测阻机,如图1和图2所示,其中包括自动测阻机机架1,回转盘9的底座部分通过螺钉与自动测阻机机架1连接,回转盘9通过伺服电机驱动可实现自由旋转。回转盘9均布四个测阻工位,每个工位上方对应有料盘8,工位下方分布有通讯阀岛10。通过控制通讯阀岛10可以控制对应料盘8负压的通断,以吸附或释放应变计,电气滑环位于回转盘9的中心位置,可实现回转盘9朝同一方向旋转时,气路和电路始终保持畅通。自动测阻机机架1上方通过螺钉与Y轴运动单元6连接,通过控制Y轴驱动电机7,实现测阻头2沿Y轴的运动。Z轴运动单元3通过连接板与Y轴运动单元6相连,在Z轴驱动电机5的作用下,可实现测阻头2沿Z轴实现上下运动。测阻头2内部包含一个X轴切换气缸12,在X轴切换气缸12作用下,使得测阻针15实现沿X轴的左右切换运动。测阻针15沿X轴左右切换时,气缸限位缓冲器13起到精确定位及缓冲的作用,通过调试气缸限位缓冲器13,使得测阻针15与产品的位置精确对准。测阻针15通过测阻针连接件14与X轴切换气缸12连接。校准板11通过转接板固定于自动测阻机机架1上。当系统判断测阻异常时,执行校准程序,可实现对测阻系统的精确校准,大大提高了测阻的准确性。
本发明通过控制回转盘9的旋转角度,并采用光电传感器辅助精确定位,以保证料盘准确停止于转运、测阻及分选工位,实现三工位同时工作。当三个工位完成对应的工序动作后,回转盘9转动90度,将上料工位旋转于测阻工序,将已经测阻完成的工位旋转于分选工序,将已经完成分选的工位旋转于转运工位。如此四工位旋转交替动作,使得测阻过程与其它工序同时进行,不仅提高了应变计测阻的生产效率,而且为后续实现应变计产线自动化提供了坚实的基础。
本发明中应变计自动测阻机料盘采用回转圆盘分布式设计,考虑到应变计的顺序动作流转关系,回转盘9需始终朝同一方向旋转,通过采用电气滑环结构,保证了回转盘上所需的负压气路及控制电路,始终保持通畅可靠。从而有效解决了转盘始终朝同一方向回转,转盘负压及电信号传输的问题,解决了应变计顺序流转的问题,多工位同时动作,也提高了整线的工作效率。
本发明中应变计自动测阻机采用通讯式阀岛结构,使得四个工位的通讯阀岛10,相互之间可以通过网口进行通信,最终由一个通讯阀岛10将四个工位的阀岛信号传输至控制单元,减少了转盘到控制单元的通信数据线,降低了负压控制的复杂程度,提高了设备的可靠性。
本发明中应变计自动测阻机采用精密高度运动装置,通过控制Z轴驱动电机5的旋转角度,精确控制Z轴运动单元3的上下运动距离,进而保证测阻头的上下位置,确保测阻针15每次下压深度相同,进而确保测阻针15接触稳定,有效提高测阻的准确性及稳定性。
本发明中应变计自动测阻机采用亚克力板加负压吸附的方式,对裁切后的应变计进行定位。系统通过负压吸附作用,将裁切后的应变计固定于料盘8上。在对应变计阻值进行测量时,要求承载应变计的料盘有一定硬度,保证测阻时应变计在测阻针压力作用下,不因发生形变而影响测量结果。同时也要求应变计位置必须准确,否则将造成测阻失败。采用亚克力板加负压吸附的方式,有效解决了应变计的精确、稳固定位问题,提高了测阻的准确性。
结合具体实施例,如图1和图2所示,人工或转运装置将裁切后的应变计放置于料盘8上,通过控制回转盘电机将回转盘9转动90度,此时测阻工序及分选工序对应的料盘8为空料盘。当人工或转运装置再放置一版应变计后,回转盘9再旋转90度,第一版应变计正好位于测阻工序,此时分选工序对应的料盘8依然没有应变计。通过再放置应变计,回转盘9再旋转90度,第一版应变计就被旋转至分选工位对应的料盘8上。当载有应变计的料盘8运转至测阻工序时,系统通过空Y轴伺服电机7,驱动Y轴运动单元6使得测阻针15运行至该版应变计的第一行正上方。接着系统判断测阻针15在X轴上的左右位置,调整X轴切换气缸12,使得测阻针15位于该版应变计的第一行X轴方向的左半边正上方。紧接着通过控制Z轴驱动电机5,驱动Z轴运动单元3使得测阻针15与应变计直接接触。测阻针15接触到应变计后,系统开始采集数据,完成第一行阻值测量后,Z轴运动单元3抬起一定高度,Y轴运动单元6在Y轴伺服电机驱动下,运动到第二行应变计正上方。紧接着,Z轴运动单元3下压,使测阻针15接触到应变计,系统对第二行应变计的阻值进行采集,依次类推,采集完整版应变计的阻值后,测阻针在各个运动单元的作用下,回到初始位置,完成该版应变计的测阻。此时回转盘9开始旋转90度,将下一版应变计料盒8旋转至测阻工序下,开始下一版应变计测阻。由于采用伺服驱动及通讯式控制方式,因此本发明可实现与其他设备数据相互交互,互通互联,为实现应变计生产的全线自动化和智能工厂提供了良好的基础。
如图1所示,应变计自动测阻机料盘采用回转圆盘分布式设计,通过使用电气滑环,有效解决了转盘始终朝同一方向回转,转盘负压及电信号传输的问题,同时解决了应变计顺序流转的问题,大幅减小了人工的劳动强度。
如图1所示,应变计自动测阻机采用定期校准机制,通过对测阻数据进行分析,系统判断测阻异常时,则执行校准程序,对测量系统进行校准,以确保测量准确性及稳定性。

Claims (9)

1.一种应变计自动测阻装置,其特征在于,包括机架(1)、回转盘(9)、料盘(8)、Y轴运动单元(6)、Z轴运动单元(3)和测阻头(2);回转盘(9)设置在机架(1)上,回转盘(9)上设置有若干料盘(8);Y轴运动单元(6)设置在机架(1),Z轴运动单元(3)设置在Y轴运动单元(6)上,测阻头(2)设置在Z轴运动单元(3)上,回转盘(9)旋转后,料盘(8)位于测阻头(2)的下方。
2.根据权利要求1所述的一种应变计自动测阻装置,其特征在于,回转盘(9)的底部通过螺钉与机架(1)连接,回转盘(9)连接有伺服电机;回转盘(9)上表面等弧度分布有四个测阻工位,每个工位上均设置有料盘(8)。
3.根据权利要求2所述的一种应变计自动测阻装置,其特征在于,回转盘(9)的中心处设置有电气滑环;每个工位的下方均设置有通讯阀岛(10),通讯阀岛(10)用于控制对应料盘(8)负压的通断。
4.根据权利要求1所述的一种应变计自动测阻装置,其特征在于,机架(1)为立方体框架结构,回转盘(9)位于机架(1)的内部。
5.根据权利要求1所述的一种应变计自动测阻装置,其特征在于,机架(1)上表面通过螺钉固定连接有Y轴运动单元(6),Y轴运动单元(6)连接Y轴驱动电机(7);Z轴运动单元(3)通过连接板与Y轴运动单元(6)相连,Y轴运动单元(6)连接Z轴驱动电机(5)。
6.根据权利要求5所述的一种应变计自动测阻装置,其特征在于,Y轴运动单元(6)和Z轴运动单元(3)均为丝杠机构。
7.根据权利要求1所述的一种应变计自动测阻装置,其特征在于,测阻头(2)包括X轴切换气缸(12)、测阻针(15)和气缸限位缓冲器(13)和测阻针连接件(14);测阻针(15)通过测阻针连接件(14)与X轴切换气缸(12)连接,X轴切换气缸(12)连接有气缸限位缓冲器(13)。
8.根据权利要求7所述的一种应变计自动测阻装置,其特征在于,校准板(11)通过转接板固定于自动测阻机机架(1)上,用于对测阻针(15)进行校准。
9.一种应变计自动测阻装置的操作方法,其特征在于,基于权利要求1至8任意一项所述的一种应变计自动测阻装置,包括以下步骤:
步骤1,将裁切后的应变计放置于料盘(8)上,回转盘(9)转动90度,再放置一版应变计后,回转盘(9)再旋转90度,第一版应变计正好位于测阻工序,通过再放置应变计,回转盘(9)再旋转90度,第一版应变计就被旋转至分选工位对应的料盘(8)上;
步骤2,当载有应变计的料盘(8)运转至测阻工序时,Y轴伺服电机(7)驱动Y轴运动单元(6)使得测阻针(15)运行至该版应变计的第一行正上方,接着调整X轴切换气缸(12),使得测阻针(15)位于该版应变计的第一行X轴方向的左半边正上方,紧接着Z轴驱动电机(5)驱动Z轴运动单元(3)使得测阻针(15)与应变计直接接触;
步骤3,测阻针(15)接触到应变计完成第一行阻值测量后,Z轴运动单元(3)抬起一定高度,Y轴运动单元(6)在Y轴伺服电机驱动下,运动到第二行应变计正上方,Z轴运动单元(3)下压,使测阻针(15)接触到应变计,对第二行应变计的阻值进行采集,依次类推,采集完整版应变计的阻值后,测阻针在各个运动单元的作用下,回到初始位置,完成该版应变计的测阻;
步骤4,此回转盘(9)开始旋转90度,将下一版应变计料盒(8)旋转至测阻工序下,开始下一版应变计测阻。
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