CN1702478A - 弹簧片自动检测仪 - Google Patents
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Abstract
弹簧片自动检测仪，至少包括：弹簧片测试工作台，用于放置弹簧片；电磁砝码加力机构，用于将载荷力加载到弹簧片上方；CCD位移测量单元，用于测量弹簧片加载后的位移变形量；弹簧片上料机构和弹簧片下料机构，用于将弹簧片送进和送出；驱动和控制系统，用于驱动和控制电磁砝码加力机构加力、弹簧片上料机构和弹簧片下料机构，同时对CCD位移测量单元的输出信号进行自动控制，并显示测量结果。本发明实现了自动测量，减轻了劳动强度，提高了生产效率，满足了企业生产的高质量要求。
Description
所属技术领域
本发明涉及物探仪器地震检波器所用弹簧片自动检测仪。
技术背景
目前各种文献或资料中公开介绍物探仪器地震检波器中所使用的弹簧片检测设备很少，在二十世纪80年代中期国内研制了一种手动的弹簧片测试仪，它工作时人工将簧片放在测座上，然后再将测头放在弹簧片上，可数字显示弹性力，并根据数字分类。这种手动弹簧片测试仪测得数值不准，且重复性差；只能测14KHz左右以下簧片，对平形弹簧片测量更加不准；测量效率低，每天只能完成3000-4000片左右。据了解国外赛尔Sercel公司使用的弹簧片测试仪是加一固定的测量力，然后通过电感测微仪进行弹簧片变形位移的测量。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种能自动测量地震检波器用弹簧片弹性系数，且测量准确的弹簧片自动检测仪。
本发明的技术方案：弹簧片自动检测仪，至少包括：
弹簧片测试工作台，用于放置弹簧片；
电磁砝码加力机构，用于将载荷力加载到弹簧片上方；
CCD位移测量单元，用于测量弹簧片加载后的位移变形量；
弹簧片上料机构和弹簧片下料机构，用于将弹簧片送进和送出；
驱动和控制系统，用于驱动和控制电磁砝码加力机构加力、弹簧片上料机构和弹簧片下料机构，同时对CCD位移测量单元的输出信号进行自动控制，并显示测量结果。
所述的电磁砝码加力机构包括送荷重杆、导向槽、电磁铁、荷重钢球、传动机构，荷重杆是电磁砝码加力机构的主体部件，其上装有齿轮齿条传动机构，带动荷重杆的上下移动；荷重杆两侧分别设有导向槽，内部装有电磁铁吸附装置，以保证准确及时地将荷重钢球置于被测簧片之上；荷重钢球位于荷重杆的下端。测量时，送荷重杆沿着导向槽将荷重钢球通过电磁铁吸合到送荷重杆端头，通过传动机构将荷重钢球送到弹簧片上方，刚好接触到弹簧片后，放开磁力开关，去掉磁力，送荷重杆退出，将荷重钢球留在弹簧片上面，处于静止状态，等待测量弹簧片的变形量。
所述的CCD位移测量单元由传像光纤、与传像光纤相连接的光学放大系统和与光学放大系统相接的CCD摄像机组成，传像光纤成像将弹簧片端面的像成在弹簧片座外，再经光学系统放大后，由CCD摄像机采样，即将弹簧片端面的像，从光纤后端面转移到光纤前端面，通过CCD接口电路送到控制系统。
所述的驱动和控制系统由电磁砝码加力机构驱动电路、弹簧片上料机构驱动电路、弹簧片下料机构驱动电路、CCD接口电路、工业控制微型机和显示打印部分组成，其中工业控制微型机分别与电磁砝码加力机构驱动电路、弹簧片进料机构驱动电路、弹簧片下料机构驱动电路及CCD接口电路、显示打印部分相连接，用于输出驱动和控制信号。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)减轻劳动强度，提高生产效率。目前的手动弹簧片测量仪存在问题：由于是人工手动放入弹簧片，手动测量、对准，测量效率低，每天只能完成3000-4000片左右。采用本测试仪后，可实现自动放入，自动测量和显示结果。减轻了劳动强度，提高了生产效率，每天能完成10000片。
(2)提高了测量的准确性，增加了测量范围：现用的手动测试仪测得数值不准，且重复性差；而且只能测14KHz以下簧片，对平形弹簧片测量更加不准。使用该测试仪后，采用非接触自动测量，可提高测量的准确性，不受弹簧片频率的限制，适合任何形状的弹簧片测量。
(3)国外使用的弹簧片测试仪是对弹簧片加一固定的测量力，然后通过电感测微仪进行弹簧片变形位移的测量；而本发明则采用CCD图像传感器进行位移量的测量，非接触测量，自动化程度高。
附图说明
图1为本发明的整体组成原理框图；
图2为本发明的电磁砝码加力机构的结构示意图；
图3为本发明的CCD位移测量单元原理框图；
图4为本发明的弹簧片上料机构结构示意图；
图5为本发明的弹簧片下料机构结构示意图；
图6为本发明的弹簧片上料机构驱动电路、弹簧片下料机构驱动电路和电磁砝码加力机构驱动电路的原理框图；
图7为本发明的CCD接口电路原理框图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明包括电磁砝码加力机构1、CCD位移测量单元2、驱动和控制系统3、弹簧片测量台4、弹簧片上料机构5和弹簧片下料机构6，弹簧片上料机构5将弹簧片41送至弹簧片测量台4上，电磁砝码加力机构1将载荷力送到位于弹簧片测量台4上的弹簧片41上方，以加合适的测量力，CCD位移测量单元通过CCD摄像系统和光学放大系统，测量弹簧片41加载后的位移变形量，送至驱动和控制系统3中，对CCD位移测量单元2的输出信号进行自动控制，并显示测量结果，然后弹簧片下料机构6将测量后的弹簧片41送出，进行下一个弹簧片的测量。
如图2所示，电磁砝码加力机构1包括送荷重杆11、导向槽12、电磁铁13、荷重钢球14、传动机构15，荷重杆11是电磁砝码加力机构的主体部件，其上装有齿轮齿条传动机构15，带动荷重杆11上下移动；荷重杆11两侧分别设有导向槽12，内部装有电磁铁13吸附装置，以保证准确及时地将荷重钢球14置于被测簧片41之上；荷重钢球14位于荷重杆11的下端。测量时，送荷重杆11沿着导向槽12将荷重钢球14通过电磁铁13吸合到送荷重杆11端头，通过传动机构15将荷重钢球14送到弹簧片41的上方，刚好接触到弹簧片41为宜，之后放开磁力开关，去掉磁力，使送荷重杆11退出，将荷重钢球14留在弹簧片41上面，处于静止状态，等待测量弹簧片41的变形量。
如图3所示，CCD位移测量单元2由传像光纤21、光学放大系统22和CCD摄像机23组成，传像光纤21成像将弹簧片41端面的像成在弹簧片座外，再经光学系统22放大后，由CCD摄像机23采样，即将弹簧片端面的像，从光纤后端面转移到光纤前端面，通过CCD接口电路进33行光电转换，变为电信号送到测量电路中进行处理，以数字信号形式送入计算机测控系统。光学放大系统22实际上就是一显微物镜组，将传像光纤21端面的像进行光学放大，使弹簧片41尺寸放大后，以适应CCD摄像机23的需要。
如图1所示，驱动和控制系统3由工业控制微型机31、弹簧片上料机构驱动电路32、CCD接口电路33、弹簧片下料机构34、电磁砝码加力机构驱动电路35和显示器打印机36组成，工业控制微型机31分别与弹簧片上料机构驱动电路32、CCD接口电路32、弹簧片下料机构驱动电路34、电磁砝码加力机构驱动电路35和显示器打印机36相连接。
如图4所示，弹簧片上料机构5由料仓、推杆、驱动器和台面组成。弹簧片放在料仓中，自由落下于台面上，在驱动器的作用下，推杆将弹簧片推到测量平台的上方，同时推杆设有定位装置。
如图5所示，弹簧片下料机构6由推杆、驱动器、台面和成品仓组成，在驱动器的作用下，推杆将测量完毕的弹簧片从测量平台推进成品仓。
如图6所示，弹簧片上料机构驱动电路32、弹簧片下料机构驱动电路34、电磁砝码加力机构驱动电路35的工作原理和组成均相似，均是由计算机发出控制脉冲，经功率驱动电路启动步进电机运动，带动驱动器运转，使推杆移动进行上下料或带动传动机构15移动电磁砝码加力机构。
本发明整个动态测量过程如下：测量前，电磁铁加电，将荷重钢球吸住，在传动机构带动下，将传动荷重杆抬起(上移)，使钢球脱离开弹簧片。
测量时，将弹簧片通过送料器送到台面中心，再将传送荷重杆下移，使定位块接触导向槽，钢球自然位于弹簧片上方(仍距一小段距离)，电磁铁断电，钢球掉入弹簧片中心，稳定后由CCD位移测量单元测量弹簧片的位移。CCD位移测量单元将弹簧片的图像信号转变为电信号，送到测量电路中进行处理，以数字信号形式送入计算机。计算机经数字算法处理后，将弹簧片的实际位移量，转换为弹簧片的弹性系数，然后输出显示。
Claims (4)
1、弹簧片自动检测仪，其特征在于至少包括：
弹簧片测试工作台，用于放置弹簧片；
电磁砝码加力机构，用于将载荷力加载到弹簧片上方；
CCD位移测量单元，用于测量弹簧片加载后的位移变形量；
弹簧片上料机构和弹簧片下料机构，用于将弹簧片送进和送出；
驱动和控制系统，用于驱动和控制电磁砝码加力机构加力、弹簧片上料机构和弹簧片下料机构，同时对CCD位移测量单元的输出信号进行自动控制，并显示测量结果。
2、弹簧片自动检测仪，其特征在于：所述的电磁砝码加力机构包括送荷重杆、导向槽、电磁铁、荷重钢球、传动机构，荷重杆是电磁砝码加力机构的主体部件，其上装有传动机构，带动荷重杆的上下移动；荷重杆两侧分别设有导向槽，内部装有电磁铁吸附装置，以保证准确及时地将荷重钢球置于被测簧片之上；荷重钢球位于荷重杆的下端。
3、弹簧片自动检测仪，其特征在于：所述的CCD位移测量单元由传像光纤、与传像光纤相连接的光学放大系统和与光学放大系统相接的CCD摄像机组成，传像光纤成像将弹簧片端面的像成在弹簧片座外，再经光学系统放大后，由CCD摄像机采样，通过CCD接口电路送到控制系统。
4、弹簧片自动检测仪，其特征在于：所述的驱动和控制系统由电磁砝码加力机构驱动电路、弹簧片上料机构驱动电路、弹簧片下料机构驱动电路、CCD接口电路、工业控制微型机和显示打印部分组成，其中工业控制微型机分别与电磁砝码加力机构驱动电路、弹簧片上料机构驱动电路、弹簧片下料机构驱动电路及CCD接口电路、显示打印部分相连接，用于输出驱动和控制信号。
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