一种用于胶粘剂拉伸剪切强度测定的自动制样装置的制作方法

1.本发明涉及一种材料力学性能测试技术领域，尤其涉及一种用于胶粘剂拉伸剪切强度测定的自动制样装置。


背景技术：

2.近年来，我国胶粘剂行业发展迅速，胶粘剂产品广泛应用于汽车、建筑、电子、风电和航空航天等行业，对胶粘剂的质量和功能要求越来越高，使用质量好的胶粘剂可以保证所加工产品的性能更优越，而胶粘剂的拉伸剪切强度是其重要的性能指标。gb/t 7124-2008《胶粘剂拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料)》规定了相关制样方法，目前国内绝大部相关样品都是通过治具和燕尾夹等来人工制成，效率低，一致性和准确性方面也有所欠缺。本自动制样装置实现了通过机械手装置自动放试片并定位和固定，自动清洗粘接面，自动挤胶，自动打标等工作，大幅提高了相关制样的效率和质量。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种用于胶粘剂拉伸剪切强度测定的自动制样装置，以解决人工制样效率低、一致性和准确性难保证的问题，采用自动化相关技术，实现了试片自动定位并固定和全自动制样等功能。
4.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现的：一种用于胶粘剂拉伸剪切强度测定的自动制样装置，其结构包括电气控制系统、试片分离装置、等离子清洗器、试片自动定位板、平台、多功能工装、机械手、托盘架和废胶收集桶，其特征在于：多功能工装与机械手相连，试片分离装置和等离子清洗器固定在平台上，有两个托盘架，电气控制系统分别与试片分离装置、等离子清洗器、试片自动定位板、平台、多功能工装、机械手和托盘架相连。
5.进一步地，所述试片自动定位板包括试片底板、弹簧片试样长边定位块、自动定位板搬运孔板、底脚、球柄、试样粘接废胶收纳盒和盒侧板，试片底板上表面有弹簧片、试样长边定位块、自动定位板搬运孔板、球柄，自动定位板搬运孔板有1个或者多个，其上有圆形、三角形、方形或者多边形孔，下表面有底脚、试样粘接废胶收纳盒、盒侧板，试片底板上有弹簧片安装孔、试片短边弹簧片限位槽、试片长边弹簧片限位槽、落胶孔、取试样用槽、试片上工位和试片下工位，试片底板为方形板。
6.进一步地，所述弹簧片在试片长边和短边侧均布有一个或多个，固定在试片底板上表面，弹簧片用的材料为弹簧钢或不锈钢等弹性材料，所述弹簧片与试片接触的面为平面，该平面下末端深入试片短边弹簧片限位槽和试片长边弹簧片限位槽内，该平面和弹片底座间有圆弧面或者斜面，通过一个或多个螺栓固定在试片底板上表面。
7.进一步地，所述平台包括平台台面、试片自动定位板定位装置和试片自动定位板锁位气缸。
8.进一步地，所述试片分离装置包括分片爪座、光电开关、分片爪、导杆、试片上料装
置座、试片顶升板和试片升降装置，分片爪座内部装有分片爪及弹簧柱塞，试片上料装置座装于平台台面。
9.进一步地，所述多功能工装包括挤胶器下降用气缸、挤胶器、多功能工装框架、等离子清洗器下降用气缸、等离子清洗器、打标装置、试片自动定位板抓取器、取试片装置和取试片装置下降用气缸，多功能工装框架上面装有挤胶器、等离子清洗器、打标装置、挤胶器下降用气缸、等离子清洗器下降用气缸，其固定在机械手上，取试片装置由一个或多个真空吸盘组成，可吸附在试片表面上。
10.进一步地，所述试片自动定位板抓取器包括气缸杆端板、导杆、气缸连接板、扣销板、气缸和抓取器插销，通过气缸连接板与多功能工装螺栓连接，气缸固定在气缸连接板上，导杆穿过气缸连接板，气缸杆端板和扣销板与导杆相连，抓取器插销截面可为圆形、三角形、方形或者多边形。
11.进一步地，所述托盘架包括托盘架框架、档杆、托盘架搁板、托盘挡板和接近传感器，托盘架上可放置多个试片自动定位板，接近传感器可装自动定位板侧方或者下方，档杆可贴近托盘架搁板并固定，也可以翻转到侧边以便装卸试片自动定位板。
12.本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
14.二、本发明中利用了机械手等自动化技术，具有自动放试片，自动等离子清洗，自动挤胶，自动打标等功能，还可以将试样批量存放在托盘架上的自动定位板上，可以大批量制样，整体结构设计合理，操作方便，制样准确且效率高。
15.三、本发明实现了自动制样，避免了人与等离子清洗器、挤胶器、胶和打标装置等直接接触，提高了安全性和制样舒适性。
附图说明
16.图1为本发明胶粘剂自动制样装置的结构示意图；
17.图2为本发明中试片分离装置的结构示意图；
18.图3为本发明中试片自动定位板的结构示意图；
19.图4为本发明中试片自动定位板的侧视图；
20.图5为图4中ii处的放大图；
21.图6为本发明中平台的结构示意图；
22.图7为本发明中多功能工装的结构示意图；
23.图8为本发明中图7中试片自动定位板抓取器的结构示意图；
24.图9为本发明中托盘架的结构示意图；
25.附图中各部分标记如下：电气控制系统(1)、试片分离装置(2)、分片爪座(2.1)、光电开关(2.2)、分片爪(2.3)、导杆(2.4)、试片上料装置座(2.5)、试片顶升板(2.6)、试片升降装置(2.7)、等离子清洗器(3)、试片自动定位板(4)、试片底板(4.1)、弹簧片安装孔(4.1.1)、试片短边弹簧片限位槽(4.1.2)、试片长边弹簧片限位槽(4.1.3)、落胶孔(4.1.4)、取试样用槽(4.1.5)、试片上工位(4.1.6)、试片下工位(4.1.7)、弹簧片(4.2)、试样长边定位块(4.3)、自动定位板搬运孔板(4.4)、底脚(4.5)、球柄(4.6)、试样粘接废胶收纳盒(4.7)、盒侧板(4.8)、平台(5)、平台台面(5.1)、试片自动定位板定位装置(5.2)、试片自动定位板锁位气缸(5.3)、多功能工装(6)、挤胶器下降用气缸(6.1)、挤胶器(6.2)、多功
能工装框架(6.3)、等离子清洗器下降用气缸(6.4)、等离子清洗器(6.5)、打标装置(6.6)、试片自动定位板抓取器(6.7)、气缸杆端板(6.7.1)、导杆(6.7.2)、气缸连接板(6.7.3)、扣销板(6.7.4)、气缸(6.7.5)、取试片装置(6.8)、取试片装置下降用气缸(6.9)、机械手(7)、托盘架(8)、托盘架框架(8.1)、档杆(8.2)、托盘架搁板(8.3)、托盘挡板(8.4)和接近传感器(8.5)、废胶收集桶(9)。
具体实施方式
26.下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
27.请参阅图1，本发明提供一种用于胶粘剂拉伸剪切强度测定的自动制样装置，其结构包括电气控制系统(1)、试片分离装置(2)、等离子清洗器(3)、试片自动定位板(4)、平台(5)、多功能工装(6)、机械手(7)、托盘架(8)和废胶收集桶(9)，其特征在于：把试片放到试片分离装置(2)上，将两个及以上的试片自动定位板(4)放到托盘架(8)上，将需要测试的胶筒安放在多功能工装(6)的挤胶器(6.2)上合适位置，通过控制系统设置好相关程序，机械手(7)带动多功能工装(6)移动到托盘架(8)上方，通过多功能工装(6)上的试片自动定位板抓取器(6.7)抓住试片自动定位板(4)并将其移送至平台(5)上，试片自动定位板锁位气缸(5.3)推动试片自动定位板(1)实现试片自动定位板(1)上两个垂直的面定位，机械手(7)带动多功能工装(6)整体移动到试片分离装置(2)上的试片上方，通过多功能工装(6)上的取试片装置(6.8)将试片放到平台(5)上的试片自动定位板(4)上的试片下工位(4.1.7)，移动机械手(7)将等离子清洗器(6.5)对着试片待粘接位置并对试片表面进行清洗，移动机械手(7)将挤胶器(6.2)移动到试片待粘接位置上方挤胶，机械手(7)带动多功能工装(6)移动到试片分离装置(2)上的试片上方，通过多功能工装(6)上的取试片装置(6.8)将试片移动到等离子清洗器(3)上方，等离子清洗器(3)清洗试片下方待粘接区域，移动机械手(7)将试片分离装置(2)上的试片放到平台(5)上的试片自动定位板(4)上的试片上工位(4.1.6)，移动机械手(7)将多功能工装(6)上的打标装置(6.6)对准试样非粘接和非试验夹持位置，给试样打上二维码、条形码、文字、字母或者数字等标识，重复这种单片制样过程至所需要的数量或装满试片自动定位板(4)，通过多功能工装(6)上的试片自动定位板抓取器(6.7)抓取试片自动定位板(4)上的自动定位板搬运孔板(4.4)位置并将其移送至空的托盘架(8)上，也可以先将试片放满自动定位板(4)上的试片下工位(4.1.7)，等离子清洗后再挤胶。
28.所述试片自动定位板(4)包括试片底板(4.1)、弹簧片(4.2)、试样长边定位块(4.3)、自动定位板搬运孔板(4.4)、底脚(4.5)、球柄(4.6)、试样粘接废胶收纳盒(4.7)和盒侧板(4.8)、试片底板(4.1)上表面有弹簧片(4.2)、试样长边定位块(4.3)、自动定位板搬运孔板(4.4)、球柄(4.6)，自动定位板搬运孔板(4.4)有1个或者多个，其上有圆形、三角形、方形或者多边形孔，下表面有底脚(4.5)、试样粘接废胶收纳盒(4.7)和盒侧板(4.8)，试片底板(4.1)上有弹簧片安装孔(4.1.1)、试片短边弹簧片限位槽(4.1.2)、试片长边弹簧片限位槽(4.1.3)、落胶孔(4.1.4)、取试样用槽(4.1.5)、试片上工位(4.1.6)和试片下工位(4.1.7)，试片底板(4.1)为方形板，落胶孔(4.1.4)为大于试样粘接区域面积的方向孔或者圆形孔，两个试样长边定位块(4.3)接触试片的一面共面，其挨着试片的上方的一个角有倒角或者圆弧角，长边定位块(4.3)可通过螺栓固定在自动定位板(4)上，上下两个试片短边弹簧片限位槽(4.1.2)的距离等于试样长度，一般为187.5mm，试片长边弹簧片限位槽
(4.1.3)离试样长边定位块(4.3)的距离小于试样宽度，试样宽度一般为25mm，试片上工位(4.1.6)和试片下工位(4.1.7)的平面差减去试片下工位(4.1.7)上的试片的厚度即为需要测试的粘接厚度，弹簧片(4.2)可通过1个或多个螺栓连接固定在试片底板(4.1)上，弹簧片(4.2)可沿试样长边和短边均布一个或者多个，当用取试片装置(6.8)将试片放到试片上工位(4.1.6)或者试片下工位(4.1.7)后，弹簧片(4.2)受到了弹力，长边弹簧片限位槽(4.1.3)上方的弹簧片(4.2)将试片推向试样长边定位块(4.3)，此时弹簧片(4.2)一直处于弹力状态，可以对试片进行自动定位和固定，试片短边弹簧片限位槽(4.1.2)上的弹簧片(4.2)会推动试片沿着弹力方向移动，由于试片短边弹簧片限位槽(4.1.2)会挡住弹簧片(4.2)并使其弹力面不超过试片短边弹簧片限位槽(4.1.2)，可以对试片进行长度方向自动定位，溢出的废胶会通过落胶孔(4.1.4)掉落到粘接废胶收纳盒(4.7)里面，粘接废胶收纳盒(4.7)横截面为圆弧形或者方形，其可以在盒侧板(4.8)沿着长度方向滑动，可在其滑动末端通过螺栓或者插销固定，取试样用槽(4.1.5)有两个斜面，可以从其槽下方撬取试样。
29.所述废胶收集桶(9)主要用来收集挤胶器(6.2)挤出的胶，如超过一定的时间挤胶器(6.2)出口会堵住，需要按照时间设定自动排胶。
30.所述弹簧片(4.2)用的材料为弹簧钢、不锈钢等弹性材料，弹簧片(4.2)与试片接触的面为平面，该平面下末端深入试片短边弹簧片限位槽(4.1.2)和试片长边弹簧片限位槽(4.1.3)内，该平面和弹片底座间有圆弧面或者斜面，通过一个或多个螺栓固定在试片底板(4.1)上表面。
31.所述平台(5)包括平台台面(5.1)、试片自动定位板定位装置(5.2)和试片自动定位板锁位气缸(5.3)，平台台面(5.1)上放有试片自动定位板定位装置(5.2)，试片自动定位板定位装置(5.2)主要为相互垂直的两个柱面，试片自动定位板(4)放好后，垂直方向和水平方向的自动定位板锁位气缸(5.3)会将试片自动定位板(4)推向试片自动定位板定位装置(5.2)相互垂直的两柱面上以实现试片自动定位板(4)在平台台面(5.1)上的定位。
32.所述试片分离装置(2)包括分片爪座(2.1)、光电开关(2.2)、分片爪(2.3)、导杆(2.4)、试片上料装置座(2.5)、试片顶升板(2.6)和试片升降装置(2.7)，分片爪座(2.1)内部装有分片爪(2.2)及弹簧柱塞，试片上料装置座(2.5)装于平台台面(5.1)。光电开关(2.2)可以检测试片分离装置(2)上端面试片的位置，每次装好试片后，系统会控制试片升降装置(2.7)上升以使试片分离装置(2)上的试片到达取试片位置，光电开关(2.2)还可以检测试片是否用完，分片爪(2.3)可以对试片分离装置(2)上的最上面试片下面的试片提供一定的夹持力，可以避免两片或者多片试片相互粘住被一起取出的情况，试片升降装置(2.7)为伺服电缸、单轴驱动器或气缸等可直线运动的部件。
33.所述多功能工装(6)包括挤胶器下降用气缸(6.1)、挤胶器(6.2)、多功能工装框架(6.3)、等离子清洗器下降用气缸(6.4)、等离子清洗器(6.5)、打标装置(6.6)、试片自动定位板抓取器(6.7)、取试片装置(6.8)和取试片装置下降用气缸(6.9)，多功能工装框架(6.3)上面装有挤胶器(6.2)、等离子清洗器(6.5)、打标装置(6.6)、挤胶器下降用气缸(6.1)和等离子清洗器下降用气缸(6.4)，多功能工装(6)固定在机械手(7)上。自动挤胶器下降用气缸(6.1)与挤胶器(6.2)相连，其可调整挤胶器(6.2)的垂直高度，等离子清洗器下降用气缸(6.4)与等离子清洗器(6.5)相连，其可调整等离子清洗器(6.5)的垂直高度，取试片装置下降用气缸(6.9)和取试片装置(6.8)相连，其可调整取试片装置(6.8)的垂直高度，
取试片装置(6.8)由一个或多个真空吸盘组成，可吸附在试片表面上，打标装置(6.6)为喷码机或打标机等的执行部件。
34.所述试片自动定位板抓取器(6.7)包括气缸杆端板(6.7.1)、导杆(6.7.2)、气缸连接板(6.7.3)、扣销板(6.7.4)、气缸(6.7.5)和抓取器插销(6.7.6)，通过气缸连接板(6.7.3)与多功能工装(6)螺栓连接，气缸(6.7.5)固定在气缸连接板(6.7.3)上，导杆(6.7.2)穿过气缸连接板(6.7.3)，气缸杆端板(6.7.1)和扣销板(6.7.4)与导杆(6.7.2)相连，气缸(6.7.5)可带动抓取器插销(6.7.6)沿导杆(6.7.2)导向方向移动，抓取器插销(6.7.6)截面可为圆形、三角形、方形或者多边形，抓取器插销(6.7.6)可以插入对应自动定位板搬运孔板(4.4)孔中。
35.所述托盘架(8)包括托盘架框架(8.1)、档杆(8.2)、托盘架搁板(8.3)、托盘挡板(8.4)和接近传感器(8.5)。托盘架(8)上可放置多个试片自动定位板(4)，接近传感器(8.5)可装自动定位板(4)侧方或者下方，接近传感器(8.5)可检测其所在层是否放有试片自动定位板(4)，托盘挡板(8.4)上端面与托盘架搁板(8.3)的距离大于试片自动定位板(4)的高度尺寸，通过试片自动定位板抓取器(6.7)抬高自动定位板(4)，使其下端面高于托盘挡板(8.4)上端面，然后向外平移可以取出试片自动定位板(4)，通过试片自动定位板抓取器(6.7)移动自动定位板(4)，使其下端面高于托盘挡板(8.4)上端面，向托盘架框架(8.1)内平移，然后向下放置试片自动定位板(4)，可实现存放自动定位板(4)。档杆(8.2)可贴近托盘架搁板(8.3)并固定，也可以翻转到侧边以便装卸试片自动定位板(4)，整个用于胶粘剂拉伸剪切强度测定的自动制样装置含有两个托盘架(8)，1个用来放置空的试片自动定位板(4)，另1个用来放置做好试样的试片自动定位板(4)。
36.本发明的工作原理与工作过程如下：
37.将试片放到试片分离装置上，将空的试片自动定位板放到托盘架上，放置好挤胶器，在电气控制系统上设置好相关程序，机械手带动多功能工装移动，通过多功能工装上的试片自动定位板抓取器将试片自动定位板从托盘架上取出并移送至平台台面上，自动定位板锁位气缸推动试片自动定位板并将其定位，移动机械手,用多功能工装上的取试片装置去试片分离装置吸取试片并放到试片自动定位板试片下工位，试片自动定位板自动定位并固定试片，控制多功能工装上的等离子清洗器清洗试片待粘接区域，控制多功能工装上挤胶器挤胶，用多功能工装上的取试片装置去试片分离装置吸取试片并将试片待粘接区域对着到平台上的等离子清洗器，待等离子清洗试待粘接区后将试片放到试片自动定位板上工位，试片自动定位板自动定位并固定试片，重复以上取放试片步骤至放满程序所设定的工位数，通过多功能工装上的试片自动定位板抓取器将试片自动定位板从平台台面上移送至托盘架上。
38.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。