CN202853987U - 线材弯曲试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种线材弯曲试验机。所述线材弯曲试验机包括机体及若干线材夹具；所述线材夹具通过转轴与所述机体中部相连接，所述线材弯曲试验机设有同步可调恒压恒流控制模组、远程控制装置及可以对线材夹具进行角度定位和速度控制的线材夹具旋转控制系统；所述线材夹具旋转控制系统包括控制电路系统、伺服电机及原点检测装置；所述伺服电机设于所述机体内部，其一端与所述转轴相连接。

Description

线材弯曲试验机

【技术领域】

本实用新型涉及一种线材弯曲试验机。 

【背景技术】

现代工业中为了保证使用的线材能够应对各种不同的生产生活环境，需要对线材的弯曲疲劳及老化的情况进行测试得出对应数据，线材弯曲试验机即是为了这一目的而存在的。随着各种现代化的数码(如iphone，ipad等)产品如燎原之火燃遍全球市场，生产商及相关试验设备提供商也在进行如火如荼的研发，以保证所开发的测试设备能为现代化的产品的安全和质量保驾护航。国内现有的弯曲试验机模式，已无法满足当代测试工程师针对其使用的电源线或连接器线提出的更高标准测试要求，其主要有以下缺陷： 

第一，现有的弯曲试验机多数不自带负载测试，即使有自带负载测试，也无法实现恒压恒流可调；第二，现有的弯曲机夹具位置只能通过多个固定孔分段调节或单方向使用微调螺杆无级调节，无法实现水平垂直两个方向的高精度无级调节；第三，现有的弯曲试验机在无法实现远程监控，无法满足产品测试的保密性要求；第四，现有的弯曲试验机采用普通电机连接曲柄连杆机构实现弯曲角度，无法满足高精度弯曲试验角度要求。 

由于没有一种能同时测试电源线材带恒压恒流、测试角度速度可调及远程控制的专用设备，且相关测试时，只能借用在几台设备之间大概模拟测试。 

这种测试方式存在的不足之处如下：第一、测试时需操作员现场跟进测试，由于分几次测试，大大增加了测试时间。第二、由于不是专用测试仪器，其测试项目很难达到标准要求。第三、由于是分步模拟测试，其测试不是实际模拟值，测试结果不准确。第四、客户需要远程控制测试时，由于是分步测试，故无法达到远程控制目的。 

第三，如图6所示，现有的弯曲机的线材夹具位置只能通过多个固定孔分段调节或单方向使用螺杆调节，夹具横梁固定在两端的安装座之间，无法实现水平垂直两个方向的同时的高精度无级调节，导致线材弯曲角度和弯曲中心无法精确定位； 

第四，现有的弯曲机的线材夹具无法进行大角度的弯曲试验，如图1中所 示的夹具旋转角度超过180度时，线材将会与夹具的横梁相互干扰。 

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于克服现有技术中线材弯曲试验机在生产实践中的上述缺陷提出的一种新型线材弯曲试验机。 

本实用新型是通过以下技术方案来实现的： 

所述线材弯曲试验机包括机体及若干线材夹具；所述线材夹具通过转轴与所述机体中部相连接，所述线材弯曲试验机设有同步可调恒压恒流控制模组、远程控制装置及可以对线材夹具进行角度定位和速度控制的线材夹具旋转控制系统；所述线材夹具旋转控制系统包括控制电路系统、伺服电机及原点检测装置；所述伺服电机设于所述机体内部，其一端与所述转轴相连接。 

进一步地，所述控制电路系统包括显示模块，控制设定模块、数据运算模块、控制输出模块、信号放大模块、定位采集模块及一设置于伺服电机上的运行编码器；所述数据运算模块可以将所述控制设定模块输出的数据信号转化为脉冲信号送入所述控制输出模块，经处理转换后所述脉冲信号可被转换为用于控制所述伺服电机运转的频率及电压固定的交变电压输出；所述运行编码器可以将伺服电机运行产生的脉冲信号送入定位采集模块，经处理转换成数字信号后再送入控制输出模块与输出信号进行比对；所述信号放大模块可以接收所述原点检测装置发出的停止信号并送入控制设定模块以停止伺服电机运转。所述原点检测装置为一光电检测器。 

进一步地，所述远程控制装置包括RS485通讯模块、数据监控装置及无线路由装置。 

进一步地，所述电机为伺服电机。 

进一步地，所述线材夹具包括横梁及设置于横梁上的若干夹块、第一安装座、第二安装座、第一转轴及第二转轴；所述横梁两端分别与所述第一安装座内侧及所述第二安装座内侧相连接，所述横梁两端可以分别沿所述第一安装座及所述第二安装座上下滑动；所述第一转轴设置于所述第一安装座外侧，所述第二转轴设置于所述第二安装座外侧；所述第一转轴插入所述机体左半部分，所述第二转轴插入所述机体右半部分；所述第一安装座及所述第二安装座可以沿所述第一转轴及所述第二转轴前后滑动；所述第一安装座上设有第一固定装置及第二固定装置，所述第二安装座上设有第三固定装置及第四固定装置；所述第一固定装置锁定时可以将所述横梁与所述第一安装座相对位置固定；所述 第二固定装置锁定时可以将所述横梁与所述第二安装座的相对位置固定；所述第三固定装置锁定时可以将所述第一安装座与所述第一转轴相对位置固定；所述第四固定装置锁定时可以将所述第二安装座与所述第二转轴的相对位置固定。 

进一步地，所述第一安装座呈T型，即包括第一水平架杆及固定于所述第一水平架杆中部的第一垂直架杆；所述第一垂直架杆中部设有一垂直于所述第一水平架杆的第一垂直螺杆，所述横梁一端套置于所述第一竖直架杆上且所述横梁可以随所述第一竖直架杆在所述第一垂直螺杆上上下滑动；所述第二安装座呈T型，即包括第二水平架杆及固定于所述第二水平架杆中部的第二垂直架杆；所述第二垂直架杆中部设有一垂直于所述第二水平架杆的第二垂直螺杆，所述横梁一端套置于所述第二垂直架杆上且所述横梁可以随所述第二垂直架杆在第二垂直螺杆上上下滑动。 

进一步地，所述第一固定装置、第二固定装置、第三固定装置及第四固定装置均为一组固定螺丝，所述固定螺丝旋紧时固定装置呈锁定状态。 

进一步地，所述线材夹具还包括一线材固定装置，所述线材固定装置包括：第一调节板、第二调节板、第一挡杆、第二挡杆、第三挡杆及第四挡杆；所述第一调节板及第二调节板分别竖直设置于所述所述第一安装座及所述第二安装座下方，所述第一挡杆及所述第二挡杆的两端分别连接于所述第一调节板上部及所述第二调节板上部，所述第三挡杆及所述第四挡杆的两端分别连接于所述第一调节板上部及所述第二调节板下部；所述第一挡杆与所述第二挡杆平行设置于同一高度，所述第三挡杆与所述第四挡杆平行设置于同一高度；所述第一挡杆与所述第二挡杆上均设有若干挡杆套；所述第三挡杆与所述第四挡杆位置可以上下滑动。 

本实用新型的有益效果在于：第一，本实用新型可以进行不同线径、头部、尾部形状的电线弯曲测试；第二，夹具横梁可进行前后及左右调节，方便对准弯曲中心；第三，能够通过程序控制对线材进行360度无死角旋转测试，适用于不同测试标准；第四，使用本实用新型所得产品在生产实践中可以做到全部测试过程一次性完成，无需分步测试，节约了测试时间，并且可严格按照标准要求模拟测试，使得测试数据准确度高，同时在测试时操作员可以进行远程监控，解决不同测试需求，另外，弯折测试过程可以进一步施加恒流、恒压进行带载试验。 

【附图说明】

图1为本实用新型优选角度定位、速度控制设计原理框图； 

图2为本实用新型优选角度、位置、计数等程序设计原理框图； 

图3为本实用新型优选角度、位置、计数等程序控制过程图； 

图4为本实用新型同步可调恒压恒流控制模组优选结构示意图； 

图5为本实用新型远程控制优选运作原理框图； 

图6为现有线材弯曲机的线材夹具结构示意图。 

图7为本实用新型结构示意图。 

附图标记：1、线材；2、线材夹具； 

201、横梁；202、夹块；203、第一安装座；204、第二安装座；205、第一转轴；206、第二转轴；207、第一固定装置；208、第二固定装置；209、第三固定装置；210、第四固定装置；211、第一调节板；212、第二调节板；213、第一挡杆；214、第二挡杆；215、第三挡杆；216、第四挡杆；217、挡杆套； 

2031、第一水平架杆；2032、第一垂直架杆；2033、第一垂直螺杆； 

2041、第二水平架杆；2042、第二垂直架杆；2043、第二垂直螺杆。 

【具体实施方式】

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型做进一步描述： 

所述线材弯曲试验机包括机体及若干线材夹具；所述线材夹具通过转轴与所述机体中部相连接，所述线材弯曲试验机设有同步可调恒压恒流控制模组、远程控制装置及可以对线材夹具进行角度定位和速度控制的线材夹具旋转控制系统；所述线材夹具旋转控制系统包括控制电路系统、伺服电机及原点检测装置；所述伺服电机设于所述机体内部，其一端与所述转轴相连接。 

优选地，所述控制电路系统包括显示模块，控制设定模块、数据运算模块、控制输出模块、信号放大模块、定位采集模块及一设置于伺服电机上的运行编码器；所述数据运算模块可以将所述控制设定模块输出的数据信号转化为脉冲信号送入所述控制输出模块，经处理转换后所述脉冲信号可被转换为用于控制所述伺服电机运转的频率及电压固定的交变电压输出；所述运行编码器可以将伺服电机运行产生的脉冲信号送入定位采集模块，经处理转换成数字信号后再送入控制输出模块与输出信号进行比对；所述信号放大模块可以接收所述原点检测装置发出的停止信号并送入控制设定模块以停止伺服电机运转。所述原点检测装置为一光电检测器。 

优选地，所述远程控制装置包括RS485通讯模块、数据监控装置及无线路由装置。 

优选地，所述电机为伺服电机。 

以下对本实施例角度定位及速度控制的实现原理进行说明： 

如图1所示，首先设定需要运行的角度(范围：±5度至±180度)和运行速度(范围：5至60次/每分)，设定完成将设定数据送入数据运算模块进行运算处理。然后将经过数据运算模块运算处理后的复合数据转换成脉冲量(主要是角度定位脉冲和运行速度脉冲)送入控制输出模块进行处理，经处理转换成频率及电压固定的交变电压输出，驱动电机运行实现运行速度可调的目的，产品可以满足误差在±0.1％之内。另外，电机在运行的过程中会带动运行编码器产生脉冲信号，将编码器产生的脉冲信号送入定位采集模块，再经过处理转换成数字信号送入控制输出模块进行比较，即可确定当前运行位置并进行相应控制以实现角度定位的控制目的，产品误差可以控制在±0.1％以内。 

在角度定位及速度控制的设备选择中，如果选用交流、直流调速进行定位，只能通过控制输出电压的高低来改变电机的速度，很难保证电机的转矩能满足要求，并且定位控制只能通过位置检测装置进行检测或者通过凸轮等机械结构才能满足要求，在实际的运用过程中很难实现任意位置的设置，而且误差也比较大。另外，步进电机调速定位虽然可以满足速度和位置的无级可调，但是在实际的运用过程中极易超转矩运行(特别是在高速的时候)，造成定位不准误差较大等现象，而且同样不能实时监测运行位置，极易造成累计误差。因而本实用新型选用伺服电机控制系统，该系统能够实现速度、位置无级调节并且能够通过位置检测装置实时监测运行位置状态，速度控制是根据控制信号生成电压可调、频率可调的驱动电压源驱动伺服电机，即使在低速和高速的极端情况下也能保证输出转矩不变，完全满足电机频繁做正反转运行的状况。 

本实施例原点检测的工作过程如下：用光电检测元件进行检测原点信号，将接收到的信号送入信号放大模块，然后将经信号放大模块放大后的信号送入数据运算模块进行运算后产生停止信号，将该信号送入控制输出模块即可控制电机停止运行，整个过程执行时间不大于10微秒，可以确保原点精确。 

本实用新型一优选速度控制的程序设计过程如下： 

如图2及图3所示，用户通过控制设定模块设定参数并发送指令到，利用其中的程序控制器驱动运算指令和动作指令对用户设定参数和内部参数进行运算(例如：角度、速度、周期)等参数附加程序预设参数(例如加速时间、减速时间、换向停顿时间等)运算后生成综合如图3所示的梯形图，根据用户的设置参数可生成多项速度图形，保证速度的准确可靠。把生成的梯形图通过控制输出模块生成控制输出指令，并将其转换成速度脉冲和位置脉冲控制一伺服控制器来驱动伺服电机按照预设的速度和位置进行动作，伺服电机动作的同时带动运行编码器反馈移动量到伺服驱动器进行比较以保证位置的准确可靠。程序控制器在驱动伺服电机运行的同时，按照速度图形的输出量进行计数，每个运行周期输出完毕计数一次，计数到达预设值后停止输出，并指令伺服电机停机。控制精度在±1次之内。 

本实用新型一优选同步可调恒压恒流控制模组设计如下： 

如图4所示，恒压控制部分由可调恒压控制模块、恒压输出模块、电压信号采集模块及电压信号放大运算处理模块组成；其控制原理如下，首先由可调恒压控制模块设定输出电压以控制恒压输出模块输出所需的电压，同时电压信号采集模块采集输出电压信号送入电压信号放大运算处理模块，进行信号放大数据运算处理，并且生成控制信号送入可调恒压控制模块，形成闭环控制以达到恒压输出的目的。 

如图4所示，恒流控制部分由恒流控制负载模块、可调恒流控制模块、电流信号采集模块及电流信号放大运算处理模块组成；其控制原理如下，由恒压输出模块输出的恒定电压经过被测试样品(如电源线、连接器等)输入到恒流控制负载模块产生负载电流，同时电流信号采集模块采集电流信号送入电流信号放大运算处理模块进行运算处理，经处理过的电流信号生成电流控制信号送入可调恒流控制模块进行信号处理，最终产生可调恒流控制信号对恒流控制负载模块进行控制，达到恒流输出的目的。 

当前行业背景下特别是在电线、插头线、USB连接线行业中要进行所生产产品的带载实验，并且要求在电压恒定电流恒定的条件下进行试验，当前现有恒压源无法实现恒流的目的，会依据负载的大小引起电流的变化，只能起到最大输出电流的控制状态，当超过最大输出电流限制后会降低输出电压已达到输出电流的限制；当前恒流源只能单方面满足输出电流恒定的目的，以调整输出电压为控制对象以达到输出电流恒定的控制，介于以上两项控制器件无法实现在 输出恒压的同时进行恒流控制的目的，为了满足现有测试要求，真正实现恒压、恒流测试控制，本设计方案涉及一种真正实现恒压又恒流的一种控制电路，输入为有波动的交流电源，输出为可设定的直流恒压、恒流电源。可调恒压、恒流电路的输出特性为一个较为理想的矩形曲线。本可调恒压、恒流电路采用半导体器件、震荡变压器与阻容元件构成，具有结构简单、成本低廉、性能稳定、精度高、响应速度快、可靠性高、易于集成化等特点，可以广泛应用于电线、电缆、连接器测试等行业。 

本实用新型一优选远程控制装置设计如下： 

如图5所示，仪器现场设置参数、工作状况通过“RS485通讯模块”和“现场监视、控制平台”进行数据交换，同时“现场监视、控制平台”得到的数据和“Prosoft Technology的集成无线架构组”进行数据共享，共享后的数据通过无线网络接入和“PC远程监视、控制平台”进行数据共享实现远程无线监控的目的。 

目前市面上所有的弯曲测试仪器均没有远程监控功能，由于目前各行业先端技术保密措施的实施，特别是各大中型企业都建设有保密性实验室，非保密人员不得出入实验室，由于特别需要又不得不向终端客户开放参观试验情况，来说明自己企业的竞争力有多强，就面临着两难的困境，本试验机采用Prosoft Technology的集成无线架构组成远程无线监控系统，实现远程监控实验室机器工作现场情况，既满足了客户验厂的需求，又满足了保密的需要，本测试机有最先进的远程无线监控网络，可以实现有线无线监控，通过设置用户协议及密保口令实现远程监控的目的，通过可视系统即可以对现场仪器周围工作现状进行实时监控。 

如图7所示，所述线材弯曲试验机的线材夹具包括横梁及设置于横梁201上的若干夹块202、第一安装座203、第二安装座204、第一转轴205及第二转轴206；所述横梁201两端分别与所述第一安装座203内侧及所述第二安装座204内侧相连接，所述横梁201两端可以分别沿所述第一安装座203及所述第二安装座204上下滑动；所述第一转轴205设置于所述第一安装座203外侧，所述第二转轴206设置于所述第二安装座204外侧；所述第一转轴205插入所述机体左半部分，所述第二转轴206插入所述机体右半部分；所述第一安装座203及所述第二安装座204可以沿所述第一转轴205及所述第二转轴206前后滑动； 所述第一安装座203上设有第一固定装置207及第三固定装置209，所述第二安装座204上设有第二固定装置208及第四固定装置210；所述第一固定装置207锁定时可以将所述横梁201与所述第一安装座203相对位置固定；所述第二固定装置208锁定时可以将所述横梁201与所述第二安装座204相对位置固定；所述第三固定装置209锁定时可以将所述第一安装座203与所述第一转轴205相对位置固定；所述第四固定装置210锁定时可以将所述第二安装座204与所述第二转轴的相对位置206固定。 

优选地，所述第一安装座203呈T型，即包括第一水平架杆2031及固定于所述第一水平架杆2031中部的第一垂直架杆2032；所述第一垂直架杆2032中部设有一垂直于所述第一水平架杆2031的第一垂直螺杆2033，所述横梁201一端套置于所述第一垂直螺杆2032上且所述横梁201可以随所述第一垂直螺杆2033上下滑动；所述第二安装座204呈T型，即包括第二水平架杆2041及固定于所述第二水平架杆2041中部的第二垂直架杆2042；所述第二垂直架杆2042中部设有一垂直于所述第二水平架杆2041的第二垂直螺杆2043，所述横梁201一端套置于所述第二垂直螺杆2043上且所述横梁201可以随所述第二垂直螺杆2043上下滑动。 

优选地，所述第一固定装置207、第二固定装置208、第三固定装置209及第四固定装置210均为一组固定螺丝，所述固定螺丝旋紧时固定装置呈锁定状态。 

优选地，所述线材夹具还包括一线材固定装置，所述线材固定装置包括：第一调节板211、第二调节板212、第一挡杆213、第二挡杆214、第三挡杆215及第四挡杆216；所述第一调节板211及第二调节板212分别竖直设置于所述所述第一安装座203及所述第二安装座204下方，所述第一挡杆213及所述第二挡杆214的两端分别连接于所述第一调节板211上部及所述第二调节板212上部，所述第三挡杆215及所述第四挡杆216的两端分别连接于所述第一调节板211下部及所述第二调节板212下部；所述第一挡杆213与所述第二挡杆214平行设置于同一高度，所述第三挡杆215与所述第四挡杆216平行设置于同一高度；所述第一挡杆213与所述第二挡杆214上均设有若干挡杆套217；所述第三挡杆215与所述第四挡杆216位置可以上下滑动。 

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示 和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。 

Claims (8)

1.一种线材弯曲试验机，所述线材弯曲试验机包括机体及若干线材夹具；所述线材夹具通过转轴与所述机体中部相连接，其特征在于：所述线材弯曲试验机设有同步可调恒压恒流控制模组、远程控制装置及可以对线材夹具进行角度定位和速度控制的线材夹具旋转控制系统；所述线材夹具旋转控制系统包括控制电路系统、伺服电机及原点检测装置；所述伺服电机设于所述机体内部，其一端与所述转轴相连接。

2.根据权利要求1所述的线材弯曲试验机，其特征在于：所述控制电路系统包括显示模块，控制设定模块、数据运算模块、控制输出模块、信号放大模块、定位采集模块及一设置于伺服电机上的运行编码器；

所述数据运算模块可以将所述控制设定模块输出的数据信号转化为脉冲信号送入所述控制输出模块，经处理转换后所述脉冲信号可被转换为用于控制所述伺服电机运转的频率及电压固定的交变电压输出；所述运行编码器可以将伺服电机运行产生的脉冲信号送入定位采集模块，经处理转换成数字信号后再送入控制输出模块与输出信号进行比对；所述信号放大模块可以接收所述原点检测装置发出的停止信号并送入控制设定模块以停止伺服电机运转；

所述原点检测装置为一光电检测器。

3.根据权利要求1所述的线材弯曲试验机，其特征在于：所述远程控制装置包括RS485通讯模块、数据监控装置及无线路由装置。

4.根据权利要求1所述的线材弯曲试验机，其特征在于：所述电机为伺服电机。

5.根据权利要求1所述的线材弯曲试验机，其特征在于：所述线材夹具包括横梁及设置于横梁上的若干夹块、第一安装座、第二安装座、第一转轴及第二转轴；

所述横梁两端分别与所述第一安装座内侧及所述第二安装座内侧相连接，所述横梁两端可以分别沿所述第一安装座及所述第二安装座上下滑动；

所述第一转轴设置于所述第一安装座外侧，所述第二转轴设置于所述第二安装座外侧；所述第一转轴插入所述机体左半部分，所述第二转轴插入所述机 体右半部分；所述第一安装座及所述第二安装座可以沿所述第一转轴及所述第二转轴前后滑动；

所述第一安装座上设有第一固定装置及第二固定装置，所述第二安装座上设有第三固定装置及第四固定装置；所述第一固定装置锁定时可以将所述横梁与所述第一安装座相对位置固定；所述第二固定装置锁定时可以将所述横梁与所述第二安装座的相对位置固定；所述第三固定装置锁定时可以将所述第一安装座与所述第一转轴相对位置固定；所述第四固定装置锁定时可以将所述第二安装座与所述第二转轴的相对位置固定。

6.根据权利要求5所述的线材弯曲试验机，其特征在于：所述第一安装座呈T型，即包括第一水平架杆及固定于所述第一水平架杆中部的第一垂直架杆；所述第一垂直架杆中部设有一垂直于所述第一水平架杆的第一垂直螺杆，所述横梁一端套置于所述第一竖直架杆上且所述横梁可以随所述第一竖直架杆在所述第一垂直螺杆上上下滑动；

所述第二安装座呈T型，即包括第二水平架杆及固定于所述第二水平架杆中部的第二垂直架杆；所述第二垂直架杆中部设有一垂直于所述第二水平架杆的第二垂直螺杆，所述横梁一端套置于所述第二垂直架杆上且所述横梁可以随所述第二垂直架杆在第二垂直螺杆上上下滑动。

7.根据权利要求5所述的线材弯曲试验机，其特征在于：所述第一固定装置、第二固定装置、第三固定装置及第四固定装置均为一组固定螺丝，所述固定螺丝旋紧时固定装置呈锁定状态。

8.根据权利要求5所述的线材弯曲试验机，其特征在于：所述线材夹具还包括一线材固定装置，所述线材固定装置包括：第一调节板、第二调节板、第一挡杆、第二挡杆、第三挡杆及第四挡杆；

所述第一调节板及第二调节板分别竖直设置于所述所述第一安装座及所述第二安装座下方，所述第一挡杆及所述第二挡杆的两端分别连接于所述第一调节板上部及所述第二调节板上部，所述第三挡杆及所述第四挡杆的两端分别连接于所述第一调节板上部及所述第二调节板下部；

所述第一挡杆与所述第二挡杆平行设置于同一高度，所述第三挡杆与所述第四挡杆平行设置于同一高度； 

所述第一挡杆与所述第二挡杆上均设有若干挡杆套；

所述第三挡杆与所述第四挡杆位置可以上下滑动。 

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