CN105136576A - 一种弹簧载荷测试*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弹簧载荷测试***，包括控制台和载荷安装平台，载荷安装平台包括固定块和活动块，活动块通过一受控制台控制的驱动装置驱动以相对固定块水平位移，活动块上安装有力传感器，控制台接收力传感器的输出信号，控制台通过控制驱动装置控制活动块移动，弹簧载荷随之压缩或拉伸，压缩或拉伸的位移变化值达到预先设定的位移特征点处时，记录力传感器传输来的力测试值。本发明***功能较强，采用了可靠性较高的工控计算机进行控制，实现了检测过程的自动化。自动化程度高，可靠性好，不但排除了原有检测过程中人为因素的影响，使检测结果更加准确，而且大大降低了工人的劳动强度，节约了作业时间，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明属于工业自动化控制技术领域，具体涉及一种弹簧载荷机构的通用测试***。
背景技术
一只弹簧有多个参数需要检测，如负荷、刚度、柔度等，其中负荷是最常见的检测指标，它表明了在指定变形的情况下，该弹簧所产生的负荷值，用以控制自动机械所需要的动力，同时又不至于产生过大的载荷。目前，国内的许多机械制造类厂家对于弹簧的载荷测试还处于初级阶段，主要通过人工测试。这样不仅浪费了人力成本，整个检测的过程也比较复杂，效率比较低下，测试精度不高，尤其是一些高强度的专用弹簧。
当前，国内弹簧产品设计制造工艺生产设备快速发展，弹簧材料性能方面也迅速提高，同样对应用弹簧的性能要求也越来越高。所以，能实现弹簧性能检测的智能化设备的开发，成为弹簧工业发展的需要和必然趋势。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种弹簧载荷测试***，其组成一体化、工作智能化，能够有效节省人力成本，提高弹簧性能检测的高效性和准确性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种弹簧载荷测试***，包括控制台和载荷安装平台，所述载荷安装平台包括水平相对设置的固定块和活动块，固定块位置固定，活动块通过一受控制台控制的驱动装置驱动以相对固定块水平位移，固定块上设有用于与弹簧载荷一端连接的接耳，活动块上安装有力传感器，力传感器上设有用于与弹簧载荷另一端连接的接耳，控制台接收力传感器的输出信号，控制台通过控制驱动装置控制活动块移动，弹簧载荷随之压缩或拉伸，压缩或拉伸的位移变化值达到预先设定的位移特征点处时，记录力传感器传输来的力测试值。
作为优选的实施方式，所述驱动装置包括电机、丝杠、固定框架、驱动杆、丝杠螺母以及导向器，电机的控制端与控制台相连，丝杠水平穿装于固定框架内，电机安装于固定框架的一侧以驱动丝杠转动，驱动杆的一端从固定框架的另一侧穿入并与螺接于丝杠上的丝杠螺母固接，驱动杆的另一端与活动块固定，所述导向器包括固定于固定框架上并套于驱动杆外的导向套以及固定于导向套末端供丝杠穿过的导向板。
作为优选的实施方式，所述电机为步进电机。
作为优选的实施方式，测试开始前，控制台控制驱动装置控制活动块移动，弹簧载荷随之压缩或拉伸，当力传感器所传输来的力测试值为零时，记录此时的位移值为零位，测试开始后，以此零位为基础计算位移变化值。
作为优选的实施方式，测试过程中控制台根据各组位移特征点和力测试值数据绘制力-位移关系曲线。
作为优选的实施方式，所述控制台包括用于打印位移特征点和力测试值数据的打印机。
与现有技术相比，本发明***功能较强，采用了可靠性较高的工控计算机进行控制，实现了检测过程的自动化。自动化程度高，可靠性好，不但排除了原有检测过程中人为因素的影响，使检测结果更加准确，而且大大降低了工人的劳动强度，节约了作业时间，提高了生产效率。其组成简单，控制方便维护、检修工作量少，大大降低了维护检修费用；另外，控制台可以通过配置友好的人机界面，使得整个***更形象直观，易于操作，保证了现场运行的安全可靠性，在弹簧工业发展中具有较高的推广价值。
附图说明
图1为本发明的整体***结构图。
附图说明：1-控制台，2-载荷安装平台，3-固定块，4-活动块，5-力传感器，6-电机，7-丝杠，8-固定框架，9-驱动杆，10-丝杠螺母，11-导向套，12-导向板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似方法及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
参照图1，本发明描述的一种弹簧载荷测试***主要由控制台1和载荷安装平台2组成。载荷安装平台2包括水平相对设置的固定块3和活动块4，固定块3位置固定，活动块4通过一受控制台1控制的驱动装置驱动以相对固定块3水平位移。固定块3上设有用于与弹簧载荷一端连接的接耳，活动块4上安装有力传感器5，力传感器5上设有用于与弹簧载荷另一端连接的接耳。工作时，控制台1接收力传感器5的输出信号，控制台1通过控制驱动装置控制活动块4移动，弹簧载荷随之压缩或拉伸，压缩或拉伸的位移变化值达到预先设定的位移特征点处时，记录力传感器5传输来的力测试值。具体工作过程是：力传感器采集当前弹簧载荷的回弹力，并将其转化成4-20mA的电流型信号，然后将电流转换为0-10V的电压信号导入数据采集卡，PC对数据采集卡所采集的信号进行A/D转换、滤波、整流等处理得到力测试值。
驱动装置包括电机6、丝杠7、固定框架8、驱动杆9、丝杠螺母10以及导向器，电机6一般采用步进电机实现。电机6的控制端与控制台1相连，丝杠7水平穿装于固定框架8内，电机6安装于固定框架8的一侧以驱动丝杠7转动，驱动杆9的一端从固定框架8的另一侧穿入并与螺接于丝杠7上的丝杠螺母10固接，驱动杆9的另一端与活动块4固定。导向器包括固定于固定框架8上并套于驱动杆9外的导向套11以及固定于导向套11末端供丝杠7穿过的导向板12。导向套11和导向板12的配置可以使得丝杠7和驱动杆9的运动更加平稳可靠。工作时，电机6驱动丝杠7转动，由丝杠螺母10将丝杠7的转动运动转换为驱动杆9的直线运动，活动块4在驱动杆9的作用下可以跟随位移，由于弹簧载荷的两端分别固定于活动块4和固定块3上，因此电机6转动时弹簧载荷即可进行拉伸和压缩测试。
采用以上组成结构，控制台可完成对步进电机的正、反转，旋转角度，旋转速度等动作的控制，通过步进电机将动作再次传递给丝杠，完成丝杠与弹簧座的一同上下动作，从而使被测弹簧实现伸缩检测。弹簧的压缩或拉伸量由电机旋转圈数确定。
下面对本发明的测试应用过程进行详细描述。
装载弹簧载荷时，首先将弹簧载荷的一端与力传感器的接耳连接，力传感器连接时，接耳不能拧到底，以免连接接耳碰到力传感器的受感部分，影响到测量精度或出现测量曲线变形。弹簧载荷的另一端与固定块的接耳连接。力传感器上一般设有力显示表，连接完成后可以通过手动操作的方式对活动块的位置进行调节，使得力显示表上的读数初步归零，力显示表的主要作用安装载荷机构时的零位大致确定，不能用于工作过程中的力值读取。
装载弹簧载荷完成后，对控制台进行操作实现配置，可对弹簧型号、力传感器型号、步进电机与上位机通信等进行设置。工作开始且未进行测试时，控制台可以通过自动控制的方式进行寻零，具体地，控制台控制驱动装置控制活动块移动，弹簧载荷随之压缩或拉伸，当力传感器所传输来的力测试值为零时，记录此时的位移值为零位，测试开始后，以此零位为基础计算位移变化值。另外，此过程也可以通过人手操作实现，即操作人员可以通过控制电机转动，使得活动块位置变化，观察力传感器上的数据，当数据为零时即可得到零位位置。
本发明的测试可以通过手动或自动测试的方式进行。手动测试时，可以通过人工输入相应的速度和位移量，使得平台进行相应的动作，从而实现弹簧测试的四个过程：压缩进程→压缩回程→拉伸进程→拉伸回程。自动测试即***自动完成以上四个过程。
在测试过程中，压缩或拉伸的位移变化值达到预先设定的位移特征点处时，***会在对应的位移特征点处保存相应的力测试值，提供给试验人员进行分析。为了使得测试结果更加直观，上述数据会实时向试验人员显示，另外还优选自动绘制力-位移关系曲线进行显示，便于用于观察和发现问题。更进一步的是，控制台还配置有打印机，用于打印位移特征点和力测试值数据。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种弹簧载荷测试***，其特征在于：包括控制台和载荷安装平台，所述载荷安装平台包括水平相对设置的固定块和活动块，固定块位置固定，活动块通过一受控制台控制的驱动装置驱动以相对固定块水平位移，固定块上设有用于与弹簧载荷一端连接的接耳，活动块上安装有力传感器，力传感器上设有用于与弹簧载荷另一端连接的接耳，控制台接收力传感器的输出信号，控制台通过控制驱动装置控制活动块移动，弹簧载荷随之压缩或拉伸，压缩或拉伸的位移变化值达到预先设定的位移特征点处时，记录力传感器传输来的力测试值。
2.根据权利要求1所述的一种弹簧载荷测试***，其特征在于：所述驱动装置包括电机、丝杠、固定框架、驱动杆、丝杠螺母以及导向器，电机的控制端与控制台相连，丝杠水平穿装于固定框架内，电机安装于固定框架的一侧以驱动丝杠转动，驱动杆的一端从固定框架的另一侧穿入并与螺接于丝杠上的丝杠螺母固接，驱动杆的另一端与活动块固定，所述导向器包括固定于固定框架上并套于驱动杆外的导向套以及固定于导向套末端供丝杠穿过的导向板。
3.根据权利要求2所述的一种弹簧载荷测试***，其特征在于：所述电机为步进电机。
4.根据权利要求1所述的一种弹簧载荷测试***，其特征在于：测试开始前，控制台控制驱动装置控制活动块移动，弹簧载荷随之压缩或拉伸，当力传感器所传输来的力测试值为零时，记录此时的位移值为零位，测试开始后，以此零位为基础计算位移变化值。
5.根据权利要求1所述的一种弹簧载荷测试***，其特征在于：测试过程中控制台根据各组位移特征点和力测试值数据绘制力-位移关系曲线。
6.根据权利要求1所述的一种弹簧载荷测试***，其特征在于：所述控制台包括用于打印位移特征点和力测试值数据的打印机。
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