专利名称：一种弹簧分选机的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种弹簧分选机，属螺旋压缩弹簧检测设备。适用于弹簧制造厂和汽车、拖拉机等大量使用弹簧的厂矿以及弹簧研究所等有关部门。
目前，国内已有中国弹簧厂自行研制的机械式加力负荷分选机；杭洲弹簧厂研制的液压负荷分选机。其优点能在设定高度下对弹簧进行负荷检测和分选。缺点不能对弹簧的刚度检测和分选；不能在设定负荷下的高度检测和分选；设定高度的调整不便，且精度低。
本实用新型的目的提供一种自动的、功能较全的弹簧分选机，它与目前负荷分选机比较具有更多的优点，能克服上述不足之处，它不仅能在设定高度下对弹簧进行负荷检测和分选；更重要的是能对弹簧刚度进行检测和分选；还能在设定负荷下对高度进行检测和分选；整个检测、分选过程全自动化，这是目前国内没有的，且测量准，精度高。
本实用新型是由微机控制系统及机械部分组成。其主要结构是由三个步进电机，两组齿轮，滚珠丝杆副，加力杆，承力杆，负荷传感器，感应同步器滑一定尺，检测部位，送件盘，导管，分选转斗组成。
本实用新型的特征是采用步进电机——滚珠丝杆副的加力方式，既能利用步进电机自锁，又可防止爬行。加力杆安装在滚珠丝杆的螺母上，随螺母上下运行，加力杆上固定一个连接杆带动感应同步器的滑一定尺，通过精度为±0.005毫米的感应同步器数显表。随时精确的显示出任何高度位置的数值。步进电机在微机控制下，可在任何设定的高度下启动和停止，满足刚度、负荷、高度的检测和分选；采用步进电机－－齿轮传动驱动送件盘的送件方式，在微机控制下有节拍的给加力杆下的检测部位送入被测弹簧；采用步进电机－－分选转斗的分选方式，将上述送件及加力后测得的值，经微机运算、比较，分选后的弹簧经导管落入相应等级容器中。
整机硬件电路的设计，采用了同步感应式位移传感器及高分辨率高精度的A／D转换电路，对非电量的检测、放大及数字化处理。
以下结合附图对本实用新型作进一步描述
图1是一种弹簧分选机结构示意图。
图2是一种弹簧分选机原理框图。
图3是一种弹簧分选机流程图。
图4是本实用新型主控接口图。
图5是本实用新型感应同步器接口电路图。
图6是本实用新型负荷传感器接口原理图。
图7是本实用新型自动测量程序流程图。
本实用新型的构成如附图1由加力步进电机(1)，二级齿轮减速传动(2)，滚珠丝杆副(3)，加力杆(4)，检测部位(5)，送件盘(6)，送件步进电机(7)，送件齿轮传动(8)，导管(9)，分选转斗(10)，分选步进电机(11)，负荷传感器(12)，承力杆(13)以及感应同步器的滑－－定尺(14)组成。
为了便于实施结合附图对工作原理及过程作简要说明。
本机主要结构如附图1。加力步进电机(1)通过二级齿轮减速传动(2)带动滚珠丝杆副(3)中的滚珠丝杆转动，滚珠丝杆在轴向上是固定的，螺母在圆周方向上是固定的，所以，滚珠丝杆的转动使螺母轴向移动，固定在螺母上的加力杆(4)便上升和下降，实现给检测弹簧加力和卸载，由滑－－定尺(14)测量加力杆高度位置。送件步进电机(7)通过送件齿轮传动(8)驱动送件盘(6)，按节拍向加力杆下方送入被测弹簧。被测弹簧在受力之后，通过承力杆(13)将压力传至负荷传感器(12)，根据测试及微机运算数据大小的比较，微机系统指挥分选步进电机(11)转至相应等级的位置，使被测弹簧经导管(9)及分选转斗(10)落到相应等级的接料容器之中。
本实用新型的一个循环节拍简述如下(以刚度分选为例)。
置数→送件→加力杆降至第一点→试验力读数→
电器部分的微机控制系统如附图2，具体控制接口见附图4。微机控制部分采用TP－801单板机(市售产品)作为整机的控制器，控制12位A／D转换板，数码显示驱动板，电机驱动板，计数器驱动板，同步感应器接口板。直流稳压电源板。通过上述部分实现对传感器信号的放大，模拟量的采样、保持及A／D转换，在完成数字化处理后，计算出刚度与给定量进行比较从而完成自动分选、计数等功能。
控制电路采用有源滤波光电隔离及数字滤波防干扰措施提高了整机可靠性；此外，在电路上的规一化处理扩大了电控系统的应用范围；在软件方面对采样数据采用排序冒泡法处理，提高测量的精度和示值的稳定性，另外，通过软件的防过载处理保证整机安全可靠工作。
位移测量元件如附图5。采用感应同步器(市售产品)其精度比目前国内的位移传感器要高且性能稳定。但由于输出BCD码的逻辑高电平为12V(CMS电路)，故我们经过电平转换器件，把其逻辑高电平转换为5V与本系统匹配使用。为了进一步提高位移读数精度。软件上还采用了复合滤波方法即去掉一组数的最大值、最小值取出中间进行算术平均才为真值。
压力测量如附图6，由负荷传感器输出，经过前置放大滤波、采样、保持、模／数转换到锁存器。把物理量变换成供计算机控制的数字量。本系统采用12位的AD1210器件比一般采用的8位AD器件其精度和分辨率均要高得多。软件在取数时除采用算术滤波外，还采用限幅滤波等方法。
分选机具备手动和自动测量两种功能。其流程如附图3。
自动部分采用模块结构实现置数、启动和停止三种功能。置数部分完成接受面板数据，进行差值运算及代码转换等工作。启动部分是整个自动循环分选的核心，它由若干个子程序构成，如附图7。主要完成主电机的驱动、位移、压力物理量的处理，发出送料落料的信号，电磁计数器的计数信号。停止部分是一个循环结束时，由程序判别控制面板“自动”键释放否，若释放则停止电机走步，停止计数进入等待状态。
手动部分由程序判别控制面板上的按键“向上”或“向下”，“向上”则加力部件的主电机向上走一步，“向下”则向下走一步。主电机不需点动走步时，就测压力传感器的数据，并处理后进行显示。从而能方便的完成力传感器的标定的工作。也为加力部件的上、下调试提供方便的手段。
步进电机的驱动、显示驱动及电源电路等均采用一般通用电路，有关书籍有详细介绍，这里不再赘述。
下面介绍发明者试制成功的一种弹簧分选机主要技术参数负荷范围0～1000N被分选弹簧参数自由高度机动＜40mm手动＜80mm直径机动φ9～φ16mm三种手动＜φ50mm加力杆的最大往复行程一般＜15mm可调特殊情况可达50mm位移最小读数0.01mm负荷最小读数0.1N分选速度及组数＞15个／分；分四组。
显示力、位移、刚度5位数显。
本实用新型设计合理，结构紧凑，制造简单，使用方便可靠，该机功能全。使用微机控制系统代替人工检测提高了检测和分选的精度及效率，增加了弹簧的一等品、优等品率。尤为突出的是它能对弹簧进行刚度检测和分选，利于进行整机全检，且准确可靠，大大减轻劳动强度，随着生产的不断发展，该机有广阔的发展前途。
权利要求1.由加力步进电机(1)，二级齿轮减速传动(2)，滚珠丝杆副(3)，加力杆(4)，检测部位(5)，送件盘(6)，送件步进电机(7)，送件齿轮传动(8)，导管(9)，分选转斗(10)，分选步进电机(11)，负荷传感器(12)，承力杆(13)，感应同步器滑一定尺(14)组成的一种弹簧分选机，其特征在于采用加力步进电机(1)一滚珠丝杆副(3)的加力方式，加力杆(4)安装在滚珠丝杆的螺母上，加力杆上的连杆带动感应同步器的滑尺(精度为±0.005毫米)，随时显示任一高度位置的数值，步进电机在微机控制下，可在任何设定的高度下启动和停止。
2.根据权利要求1所述的一种弹簧分选机，其特征在于采用送件步进电机(7)——送件齿轮传动(8)驱动送件盘(6)的送件方式，在微机系统控制下，送件盘有节拍的给加力杆下的检测部位(5)送入被测弹簧。
3.根据权利要求2所述的一种弹簧分选机，其特征在于采用分选步进电机(11)——分选转斗(10)的分选方式，将加力后测得的值，经微机运算比较，分选后的弹簧经导管(9)落入相应等级容器中。
4.根据权利要求3所述的一种弹簧分选机，其特征在于整机硬件电路的设计，采用了同步感应式位移传感器及高分辨率高精度的A／D转换电路，对非电量的检测、放大及数字化处理。
专利摘要弹簧分选机是属螺旋压缩弹簧检测设备，适用于弹簧制造厂及汽车、拖拉机等大量使用弹簧的部门。该机由微机控制系统及机械结构两部分组成。其特征是采用三个步进电机分别与两个齿轮组、滚珠丝杆副、送件盘及分选转斗配合完成加力、送件、分选，通过微机控制、运算、比较达到对弹簧的刚度、设定高度下的负荷、设定负荷下的高度实现全自动检测和分选。该机设计合理，制造简单，功能齐全，准确可靠，可大大提高弹簧检测和分选效率。
文档编号G01N3/08GK2035474SQ88200849
公开日1989年4月5日 申请日期1988年1月26日 优先权日1988年1月26日
发明者徐昭智, 乐自立, 高述权, 邹安阳, 田江 申请人:国家机械委武汉计算机外部设备研究所