TWI504874B - 直線運動模組的測試設備 - Google Patents

Description

直線運動模組的測試設備

本發明係關於一種測試設備，特別是關於一種直線運動模組的測試設備。

線性滑軌乃為一種高精密性的傳動元件，藉由滾珠在滑座與滑軌之間做無限滾動循環接觸，使得滑座能沿著滑軌輕易地以高精度作線性運動。線性滑軌已廣泛運用於精密機械、自動化、各種動力傳輸、半導體、醫療和航太等產業上，具有極為關鍵的地位。

正因線性滑軌為需要高機械效率的高精密性傳動元件，故機械效率的好壞一向為線性滑軌的品質指標。而目前線性滑軌的測試乃使用一般的彈簧測試器，藉由彈簧測試器量中之彈簧結構1(請參考圖1)因拉動線性滑軌所產生之形變量，換算出線性滑軌初始移動所需之力，再將量測結果與以往之經驗值比較後，便可得知此線性滑軌之機械效率。然而，由於手動操作彈簧測試器會有施力不穩定，且拉動方向與滑座移動方向夾有一個角度的問題，使得以彈簧測試器量測機械效率之精準度相當不可靠。又，此種量測方式僅能測得線性滑軌於初始移動及短距離運動的順暢度，無法測得完整的機械效率。

因此，如何提供一種線性滑軌的測試設備，能提高包括機械效率的測試精準度，又更適於能測得線性滑軌於一 完整的直線運動過程中之機械效率，已成為重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種測試設備，其係用於測試直線運動模組，且適於評估直線運動模組於一完整的直線運動過程中之機械效率，以克服習知使用彈簧測試器僅能用於量測初始移動及短距離運動之缺點，並且提升量測之精準度。

本發明之另一目的為克服使用彈簧測試器，每次提供拉力之角度不穩定，因而造成測試結果的不準確性及誤差值大。

為達上述目的，依據本發明之一種測試設備，係用於測試一直線運動模組，其中直線運動模組具有一線性軌道及一滑座。測試設備包括一驅動裝置、一運動裝置、一荷重感測裝置以及一固定裝置。運動裝置連結驅動裝置，且具有一桿體以及一運動本體，運動本體滑設於桿體。荷重感測裝置，連結於運動裝置。固定裝置容置荷重感測裝置之至少一部份，且固定裝置固定直線運動模組之滑座。當驅動裝置驅動運動本體相對於桿體移動時，運動裝置透過荷重感測裝置帶動固定裝置及直線運動模組移動，且由荷重感測裝置輸出一測試結果。較佳地，直線運動模組係為線性滑軌。

在本發明一實施例中，荷重感測裝置係為電阻式、電 容式或應變式力量感測器。

在本發明一實施例中，荷重感測裝置包括一受力反應元件，藉由受力反應元件反應荷重感測裝置帶動固定裝置及直線運動模組移動時，荷重感測裝置之於固定裝置之力，以輸出測試結果。較佳地，當荷重感測裝置帶動固定裝置前進時，因荷重感測裝置對固定裝置施有作用力，而固定裝置同時對荷重感測裝置提供反作用力，受力反應元件即感受該反作用力的不同，而產生形變，並輸出對應形變結果的數值，亦即測試結果。

在本發明一實施例中，其中荷重感測裝置包括一量測元件以及一資料處理元件，量測元件耦接資料處理元件，量測元件量測受力反應元件之反應而產生之測試結果，例如受力反應元件所產生之形變量，且資料處理元件將測試結果進行輸出。

在本發明一實施例中，測試設備更包括一顯示裝置，耦接荷重感測裝置並顯示測試結果。

在本發明一實施例中，測試設備更包括一操作裝置，耦接驅動裝置。

在本發明一實施例中，運動裝置包括至少一測試軌道模組，實質上平行桿體設置。

在本發明一實施例中，運動裝置包括一支撐元件，設置於運動本體，且荷重感測裝置固定且連結於支撐元件。支撐元件包括至少一固定部，固定部固定荷重感測裝置於支撐元件。

在本發明一實施例中，固定裝置包括二凸出部，定義出一容置空間，荷重感測裝置之部份容置於容置空間。固定裝置包括二擋止部，分別設置於固定裝置之二端，擋止部抵接並固定直線運動模組之二端。

在本發明一實施例中，測試設備更包括至少二固定座，固定直線運動模組。

在本發明一實施例中，測試設備更包括至少二墊塊，對應直線運動模組設置，以支撐線性軌道之二端。

在本發明一實施例中，測試設備更包括一本體，驅動裝置、運動裝置、荷重感測裝置以及固定裝置設置於本體。

承上所述，依據本發明之一種測試設備，可藉由荷重感測裝置感測固定裝置及直線運動模組移動時，荷重感測裝置之於固定裝置之力，並藉由輸出之測試結果，進而判斷例如直線運動模組之機械效率等有關直線運動模組生產良率的數據。因此，本發明確實可作為一種直線運動模組的測試設備。

另外，由於本發明之測試設備適於帶動直線運動模組往復運動並測試結果，乃完整的測試直線運動模組之運動情形。由於測試的動力源乃係運動本體於桿體上的滑動，故施力方向固定，較不會有人為誤差。

與習知技術相較，本發明提供一種測試設備，可多方面地改善習知彈簧測試器所無法解決的問題。詳細而言，依據本發明之測試設備因其荷重感測裝置容置於固定裝置之容置空間，故荷重感測元件之於固定裝置之力，乃平 行於直線運動模組之力，相較於習知彈簧測試器，需額外提供一拉力，而每次拉動的角度皆有可能不同，造成精準度下降且誤差範圍大，本發明具有高精確度，且易於數位化的優勢，更適合作為判斷生產良率的標準。另外，相較於習知技術，本發明可完整的測試直線運動模組之運動情形，而非僅僅是短距離的移動。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種直線運動模組的測試設備，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

圖2為依據本發明之一種直線運動模組之測試設備的示意圖，圖3為圖2所示之測試設備及直線運動模組的示意圖，圖4為圖2所示之測試設備的分解示意圖。以下先配合圖2至圖4說明測試設備的結構與元件，再進一步利用具體說明相關細節。

請同時參考圖2及圖3所示，依據本發明之測試設備2，係用於測試一直線運動模組3。待測試的直線運動模組3可為任何的線性滑軌或直線導軌，且具有一線性軌道31及一滑座32。測試設備2包括一驅動裝置21、一運動裝置22、一荷重感測裝置23以及一固定裝置24。運動裝置22連結驅動裝置21，且具有一桿體221以及一運動本體222，運動本體222滑設於桿體221。

在本實施例中，運動裝置22係以導軌引動器或導軌 致動器為基礎，且透過桿體221的一端連結驅動裝置21。因此，當驅動裝置21驅動桿體221旋轉時，運動本體222可以在桿體221上相對於桿體221滑動。然而，運動裝置22亦可為其他能達成相同效果的機械裝置，本發明於此不限。

荷重感測裝置23連結於運動裝置22。圖5為圖2所示之運動裝置的放大示意圖，請參考圖5所示，在本實施例中，運動裝置22更包括一測試軌道模組223及一支撐元件224，其中支撐元件224係以環繞運動本體222的方式，設置於運動本體222上，且支撐元件224更朝向與桿體221實質上垂直的方向延伸出去，使得運動裝置22具有較大的平台空間。

另外，支撐元件224包括至少一固定部225及一支撐平台226，固定部225設置於支撐平台226上，且透過例如螺鎖等方式將荷重感測裝置23固定於支撐元件224，使荷重感測裝置23穩定地連結於運動裝置22。

固定裝置24容置荷重感測裝置23之至少一部份。如圖所示，在本實施例中，固定裝置24包括二凸出部241，並藉由二凸出部241間隔設置而定義出一容置空間242，荷重感測裝置23之一端便可容置於容置空間242。需說明的是，容置空間242的寬度可大於荷重感測裝置23的寬度，使得荷重感測裝置23容置於其中時，並未完全貼合於凸出部241，而仍具有餘裕，有利於裝設，且使荷重感測裝置23不論朝哪一方向移動，都有緩衝空間，避免因 靜止狀態下所得的初始測量值偏差較大的問題。

固定裝置24固定直線運動模組3之滑座32。在本實施例中，固定裝置24更包括二擋止部243，分別設置於固定裝置24之二端，使得固定裝置24形成類似直線運動模組3的上蓋結構，罩設於直線運動模組3之上，且具有符合直線運動模組3外型及尺寸。

基於上述結構，當驅動裝置21驅動運動裝置22之桿體221轉動，使得運動裝置22移動時，因荷重感測裝置23藉由支撐元件224固定且連結於運動裝置22，故荷重感測裝置23便同時隨運動裝置22直線運動，進而帶動固定裝置24及待測試的直線運動模組3移動，且由荷重感測裝置23輸出一測試結果。

與習知技術彈簧測試器相較，由荷重感測裝置23所施予擋止部243之作用力，為一平行於線性軌道31之力，不同於習知由使用者手動所提供之一拉力，有難以控制施力之大小與角度，進而造成誤差的問題。

依據本發明之測試設備2，其荷重感測裝置23可為電阻式、電容式或應變式力量感測器，然本發明並不限定感測器之類型，僅須選用可量測承受力量大小的裝置即可。舉例來說，荷重感測裝置23可包括一受力反應元件231，其設置於例如荷重感測裝置23面對凸出部241的一側。由於荷重感測裝置23推動固定裝置24及待測試的直線運動模組3移動時，會受到該兩者的反作用力。因受力反應元件231本身為有彈性且具導電性質的緣故，當受到該反 作用力後會發生形變，從而導致電阻大小產生變化，之後由荷重感測裝置23內其他元件量測該電阻的變化，作為輸出的測試結果。

概括言之，受力反應元件231乃位於荷重感測裝置23之中，故當待測試的直線運動模組3良率不佳，例如滾珠迴流通道壁面有斷差，或滑軌槽面加工不良時，滑座32於線性軌道31上的移動就會不順暢，從而要維持定速移動，就必須由驅動裝置21加強輸出，造成荷重感測裝置23對固定裝置24施加更多的力，來移動待測試的直線運動模組3。於此同時，由於當荷重感測裝置23感受固定裝置24的反作用力也增加，故受力反應元件231便會產生更大形變，即測試結果為電阻值變化更大，代表產品良率不佳。

為進一步說明上述量測細節，請參考圖6，圖6為依據本發明較佳實施例之荷重感測裝置的系統方塊圖。荷重感測裝置23更包括一量測元件232以及一資料處理元件233，量測元件232耦接資料處理元件233，並量測受力反應元件231之反應(例如上述的形變導致電阻值改變)而產生之測試結果，且資料處理元件將該測試結果轉化為數為訊號或資料進行輸出。

詳言之，依據所使用之荷重感測裝置23為電阻式、電容式、應變式或其他類型的不同，受力反應元件231可能因為受力產生之形變、位移或其他物理變化，從而使電阻值、電容值或其他可量測之數值發生變化，而量測元件 232便是藉由量測該些變化，且將量測結果傳至資料處理元件233，而由資料處理元件233可輸出一具體數值。又，測試設備2更包括顯示裝置25，其例如為電腦螢幕。該顯示裝置25可有線(如圖2或圖3中所示的電線251)或無線連接荷重感測裝置23，以將測試結果顯示供使用者參考。

另外，運動裝置22可包括至少一測試軌道模組223，較佳地，請參照圖2及圖3所示，運動裝置22包括二測試軌道模組223，其實質上平行於桿體221設置，以供運動本體222直線運動時能保持平衡，且與待測試的直線運動模組3具有類似的運動模式。然而，本發明不限定測試軌道模組223之數量，但以對稱設置以達平衡為佳，但須注意的是，測試設備2亦可不設置測試軌道模組223，非為本發明所限制性者。

請參照圖3及圖4所示，在本實施例中，測試設備2更包括至少二固定座26，用以固定待測之直線運動模組3的線性軌道31。詳細來說，請參照圖7所示，固定座26可為快速開關，透過設置在座體261上的手扳開關262，控制抵觸頭263的開闔，來達到緊抵或釋放直線運動模組3的線性軌道31。另外，本實施例中的測試設備2除固定座26外，更包括至少二墊塊27，其對應直線運動模組3的設置位置而設置，以支撐線性軌道31之二端。墊塊27之設計乃為了與固定座26配合，主要應用於較小型之直線運動模組，避免因尺寸過小，無法被固定座26固定， 擴充測試設備2之應用範圍。

請參照圖2所示，測試設備2更包括一本體28，而驅動裝置21、運動裝置22、荷重感測裝置23以及固定裝置24設置於本體28，具有使測試這被能平穩運作且易於架設的功能。

又，本體28上可以設置有一操作裝置29，耦接驅動裝置21，藉由操作裝置的設定，可以設定或改變驅動裝置21的速度，以符合測試作業的需求。

總的來說，使用者可於待測之直線運動模組3設置於本體28後，便藉由操作裝置29啟動並設定驅動裝置21的速度。而當驅動裝置21驅動運動裝置22時，連結於運動裝置22之荷重感測裝置23便會施予直線運動模組3一作用力，以帶動直線運動模組3移動，此時，固定直線運動模組3之固定裝置24亦會給予荷重感測裝置23一反作用力。惟需特別註明的是，本發明所述之反作用力乃廣泛的定義為固定裝置24施予荷重感測裝置23之力，故反作用力實為已加成其它力(如摩擦力)的總和力。荷重感測裝置23則可例如以受力反應元件231藉由感受力量而發生形變，從而造成電阻值或電容值發生變化，最後輸出該測試結果，以作為產品良率的判斷標準。

承上所述，依據本發明之一種直線運動模組效率測試設備，可藉由荷重感測裝置感測固定裝置及直線運動模組移動時，荷重感測裝置之於固定裝置之力，並藉由輸出之測試結果進而判斷直線運動模組之機械效率。因此，本發 明乃完整的測試直線運動模組之運動情形。

與習知技術相較，本發明提供一種直線運動模組效率測試設備，可多方面地改善習知彈簧測試器所無法解決的問題。詳細而言，依據本發明之直線運動模組的測試設備因其荷重感測裝置容置於固定裝置之容置空間，故荷重感測元件之於固定裝置之力，乃平行於直線運動模組之力，相較於習知彈簧測試器，需額外提供一拉力，而每次提供拉離的角度皆有所不同，造成精準度下降且誤差範圍大。另外，相較於習知技術，本發明可完整的測試直線運動模組之運動情形，而非僅僅是短距離的移動。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧彈簧結構

2‧‧‧測試設備

21‧‧‧驅動裝置

22‧‧‧運動裝置

221‧‧‧桿體

222‧‧‧運動本體

223‧‧‧測試軌道模組

224‧‧‧支撐元件

225‧‧‧固定部

226‧‧‧支撐平台

23‧‧‧荷重感測裝置

231‧‧‧受力反應元件

232‧‧‧量測元件

233‧‧‧資料處理元件

24‧‧‧固定裝置

241‧‧‧凸出部

242‧‧‧容置空間

243‧‧‧擋止部

25‧‧‧顯示裝置

251‧‧‧電線

26‧‧‧固定座

261‧‧‧座體

262‧‧‧手扳開關

263‧‧‧抵觸頭

27‧‧‧墊塊

28‧‧‧本體

29‧‧‧操作裝置

3‧‧‧直線運動模組

31‧‧‧線性軌道

32‧‧‧滑座

圖1為習知量測直線運動模組之彈簧測試器示意圖；圖2為依據本發明較佳實施例之一種直線運動模組之測試設備的示意圖；圖3為圖2所示之測試設備及直線運動模組的示意圖；圖4為圖2所示之測試設備的分解圖；圖5為圖2所示之運動裝置放大的示意圖；圖6為依據本發明較佳實施例之荷重感測裝置的系統方塊圖；以及 圖7為依據本發明較佳實施例之墊塊使用的示意圖。

2‧‧‧測試設備

21‧‧‧驅動裝置

22‧‧‧運動裝置

221‧‧‧桿體

222‧‧‧運動本體

223‧‧‧測試軌道模組

224‧‧‧支撐元件

23‧‧‧荷重感測裝置

24‧‧‧固定裝置

241‧‧‧凸出部

242‧‧‧容置空間

243‧‧‧擋止部

251‧‧‧電線

26‧‧‧固定座

28‧‧‧本體

29‧‧‧操作裝置

3‧‧‧直線運動模組

31‧‧‧線性軌道

32‧‧‧滑座

Claims (14)

1. 一種測試設備，係用於測試一直線運動模組，該直線運動模組具有一線性軌道及一滑座，該測試設備包括：一驅動裝置；一運動裝置，連結該驅動裝置，且具有一桿體以及一運動本體，該運動本體滑設於該桿體；一荷重感測裝置，連結於該運動裝置；以及一固定裝置，容置該荷重感測裝置之至少一部份，且該固定裝置固定該直線運動模組之該滑座，其中當該驅動裝置驅動該運動本體相對於該桿體移動時，該運動裝置透過該荷重感測裝置帶動該固定裝置及該直線運動模組移動，且由該荷重感測裝置輸出一測試結果。
2. 如申請專利範圍第1項所述之測試設備，其中該荷重感測裝置係為電阻式、電容式或應變式力量感測器。
3. 如申請專利範圍第1項所述之測試設備，其中該荷重感測裝置包括一受力反應元件，藉由該受力反應元件反應該荷重感測裝置帶動該固定裝置及該直線運動模組移動時，該荷重感測裝置之於該固定裝置之力，以輸出該測試結果。
4. 如申請專利範圍第3項所述之測試設備，其中該荷重感測裝置包括一量測元件以及一資料處理元件，該量測元件耦接該資料處理元件，該量測元件量測該受力反應元件之反應而產生該測試結果，且該資料處理元 件將該測試結果輸出。
5. 如申請專利範圍第1項所述之測試設備，更包括：一顯示裝置，耦接該荷重感測裝置並顯示該測試結果。
6. 如申請專利範圍第1項所述之測試設備，更包括：一操作裝置，耦接該驅動裝置。
7. 如申請專利範圍第1項所述之測試設備，其中該運動裝置包括至少一測試軌道模組，實質上平行該桿體設置。
8. 如申請專利範圍第1項所述之測試設備，其中該運動裝置包括一支撐元件，設置於該運動本體，且該荷重感測裝置固定且連結於該支撐元件。
9. 如申請專利範圍第8項所述之測試設備，其中該支撐元件包括至少一固定部，該固定部固定該荷重感測裝置於該支撐元件。
10. 如申請專利範圍第1項所述之測試設備，其中該固定裝置包括二凸出部，定義出一容置空間，該荷重感測裝置之該部份容置於該容置空間。
11. 如申請專利範圍第1項所述之測試設備，其中該固定裝置包括二擋止部，分別設置於該固定裝置之二端，該些擋止部抵接並固定該直線運動模組之二端。
12. 如申請專利範圍第1項所述之測試設備，更包括：至少二固定座，固定該直線運動模組。
13. 如申請專利範圍第1項所述之測試設備，更包括：至少二墊塊，對應該直線運動模組設置，以支撐該線 性軌道之二端。
14. 如申請專利範圍第1項所述之測試設備，更包括：一本體，該驅動裝置、該運動裝置、該荷重感測裝置以及該固定裝置設置於該本體。