一种应变计自动测阻装置及操作方法与流程

1.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：

2.电阻式应变计(以下简称应变计)是利用“电阻
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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。


技术实现要素：

3.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。
4.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.一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。
6.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。
7.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。
8.进一步的，机架为立方体框架结构，回转盘位于机架的内部。
9.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。
10.进一步的，y轴运动单元和z轴运动单元均为丝杠机构。
11.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。
12.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。
13.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：
14.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；
15.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；
16.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；
17.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。
18.与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
19.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。
20.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。
21.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。
22.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。
23.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。
24.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。
25.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
26.图1是本发明的结构示意图。
27.图2是本发明测阻头的结构示意图。
28.图3是本发明料盘的结构示意图。
29.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
30.以下结合附图对本发明进一步说明：
31.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。
32.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。
33.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。
34.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。
35.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。
36.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。
37.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。
38.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。
39.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。