CN111458461B - 数控可编程多功能划线检测仪 - Google Patents

数控可编程多功能划线检测仪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数控可编程多功能划线检测仪,设有三维移动台,多个夹具转动并能够上下滑动地安装在一夹具支撑架上,多个夹具与夹具驱动电机的输出轴同步传动连接,在夹具的顶端装有夹具负载砝码;夹具支撑架通过用于调节该夹具与Z轴移动台之间的夹角的笔架组件角度调节机构安装在Z轴移动台上;所述的电子控制***的存储器内装有绘制好的图形数据库和控制软件,能够根据需要调用需要绘制的图形和设置夹具的转速和线速度。本发明的优点是:可以实现五维度的数字控制,可编程绘多个国家及国际组织相关标准中的任意划线图形,并可调整划线速度,实现多国标准的检测,在同一台设备上检测多支不同直径的铅笔,降低企业投入成本、提高检测效率。

Description

数控可编程多功能划线检测仪
技术领域
本发明涉及一种数控可编程多功能划线检测仪,用于铅笔笔芯浓度的检测。
背景技术
目前各国的铅笔标准检测浓度方式为先在标准纸上划线,然后在画好的图形上检测浓度,中国的划线仪为手动或机械式,交叉划线法绘制图形后测试浓度;日本标准采用机电一体设备绘制渐开线圆图形后测试浓度;德国标准采用机械式画往复折线图形后测试浓度。各国的划线设备由于结构所限只能绘制一种图形。
现有各国家标准中的划线测试仪,绘制图形根据机构已经固化,不能更改。每次只能划一个图形,效率很低,而且如做三个国家的标准测试需要三台设备,但是日本和德国的设备,各国有行业壁垒限制。目前各国的划线测试仪只能直接检测标准直径的铅笔,不能检测各种不同直径的铅笔芯。
发明内容
本发明的目的就是提供一种数控可编程多功能划线检测仪,以解决现有技术存在的以下问题:
(1)解决中国企业在国际贸易中产品检测标准设备与国外企业采用相同方法对标没有相关检测设备的难题;
(2)解决在一台设备上只能进行一种图形划线检测,功能单一,购置多台设备增加了投资;
(3)在一台设备上只能检测1支铅笔,检测效率低,人工成本高。
为实现上述目的,本发明所采取的技术方案是:
一种数控可编程多功能划线检测仪,包括安装在外壳和盖体内的机械***和电子控制***,该机械***包括工作台、Z轴移动台、X轴移动台、Y轴移动台和夹具,该Y轴移动台滑动安装在Y向轨道上,在该Y轴移动台上装有X向轨道,在该X向轨道上滑安装X轴移动台,在该X轴移动台上装有Z向轨道,在该Z向轨道上滑动安装Z轴移动台;在该Z轴移动台上装有用于安装铅笔芯的夹具;工作台设在该夹具的下方;该电子控制***用于分别控制该Z轴移动台、X轴移动台和Y轴移动台的驱动电机;其中,多个所述的夹具转动并能够上下滑动地安装在一夹具支撑架上,多个该夹具通过同步传动机构与安装在该夹具支撑架上的夹具驱动电机的输出轴传动连接,在该夹具的顶端装有夹具负载砝码;该夹具支撑架通过笔架组件角度调节机构安装在该Z轴移动台上,该笔架组件角度调节机构用于调节该夹具与Z轴移动台之间的夹角;所述的电子控制***的存储器内装有绘制好的图形数据库和控制软件,能够根据需要调用需要绘制的图形和设置夹具的转速和线速度。
作为本发明一种优选的具体实施方式,所述的夹具包括夹具管、弹簧夹头和锁紧螺母,弹簧夹头安装在该夹具管底端的缩口内,并用锁紧螺母连接;所述的夹具与夹具支撑架的安装结构为:该夹具管滑动安装在一夹具套内,该夹具套通过带肩轴承安装在夹具支撑架的纵向通孔内;在该夹具套的内侧上部设有轴向滑槽;在该夹具管的外周设有与该轴向滑槽对应的销钉;所述的夹具负载砝码设在该夹具管的顶部。
作为本发明一种优选的具体实施方式,所述的同步传动机构包括皮带轮和同步带,皮带轮通过紧固螺钉固定在该夹具套的上部,同步带连接在所有皮带轮与所述的夹具驱动电机的输出轴之间。
作为本发明一种优选的具体实施方式,在所述的工作台的上面设有测试纸压紧磁条。
作为本发明一种优选的具体实施方式,所述的电子控制***还包括微处理器、触摸屏、分别用于驱动该Z轴移动台、X轴移动台和Y轴移动台的Z轴驱动电机、X轴驱动电机和Y轴驱动电机的三个电机驱动器,该触摸屏和存储器与该微处理器的对应接口连接,该微处理器的控制输出接口分别通过电机驱动器与所述的Z轴驱动电机、X轴驱动电机和Y轴驱动电机连接;该触摸屏安装在该外壳的面板上。
作为本发明一种优选的具体实施方式,所述的电子控制***还包括数控可编程***。
本发明的优点是:
1、通过电子控制***可以实现五维度的数字控制,可编程绘多个国家及国际组织相关标准中的任意划线图形,并可调整划线速度,实现多国标准的检测,降低企业投入成本、提高检测效率。
2、在同一台设备上检测1~5支铅笔,一次性自动按图形划线检测,完成后自动复位,运行期间不需人工干预,可同时从事其他项目的检测,检测效率提高4~10倍,降低人工成本。
3、通过夹具的可调角度设计,能够模拟书写和绘画的角度,实现日本标准的要求,以及未来中国和其他国家对测试角度的标准要求,对未来的标准的适应性更好。
4、通过砝码分体设计,实现不同品种笔在划线时不同标准的载荷要求;
5、通过更换夹具实现不同直径铅笔芯和不同直径、杆形铅笔的夹装检测,可检测直径范围0.3~8mm,适应范围非常广;
6、由于采用数控可编程***,为进一步整合其他检测项目,提供基础平台。
附图说明
图1是本发明实施例的立体结构示意图;
图2是本发明的电子控制***的构成框图;
图3是本发明的机械***立体结构示意图;
图4是本发明的笔架组件的立体结构示意图;
图5是本发明的夹具套组件的轴向剖视图;
图6是图5中夹具的剖视图;
图7是图5中去掉夹具和夹具负载砝码部分的结构示意图;
图8是本发明的人机界面(主界面)图;
图9是本发明的手动操作界面图;
图10是本发明的自动执行界面图;
图11是本发明的程序管理菜单示意图。
附图标记说明:1、外壳,2、盖体,3、触摸屏,4、电机驱动器,5、工作台,6、测试纸压紧磁条,7、Z轴移动台,8、X轴移动台,9、Y轴移动台,10、笔架组件角度调节机构,101、旋钮,102、扇形板,103、转轴,11、夹具负载砝码,12、同步带,13、夹具驱动电机,14、夹具支撑架,15、测试纸,16、轴向滑槽,17、夹具,171、夹具管,172、弹簧夹头,173、锁紧螺母,174、销钉,18、皮带轮,19、夹具套,20、铅笔芯,21、带肩轴承,22、紧固螺钉;A、机械***,Mz、Z轴驱动电机,Mx、X轴驱动电机,My、Y轴驱动电机。
具体实施方式
参见图1-图7,本发明一种数控可编程多功能划线检测仪,包括安装在外壳1和盖体2内的机械***A和电子控制***,该机械***A包括工作台5、Z轴移动台7、X轴移动台8、Y轴移动台9和夹具17,该Y轴移动台9滑动安装在Y向轨道上,在该Y轴移动台9上装有X向轨道,在该X向轨道上滑安装X轴移动台8,在该X轴移动台8上装有Z向轨道,在该Z向轨道上滑动安装Z轴移动台7;在该Z轴移动台7上装有用于安装铅笔芯20的夹具17;工作台5设在该夹具17的下方;其中,多个所述的夹具17转动并能够上下滑动地安装在一夹具支撑架14上,多个该夹具17通过同步传动机构与安装在该夹具支撑架14上的夹具驱动电机13的输出轴传动连接,在该夹具17的顶端装有夹具负载砝码11;该夹具支撑架14通过笔架组件角度调节机构10安装在该Z轴移动台7上,该笔架组件角度调节机构10用于调节该夹具17与Z轴移动台7之间的夹角。
所述的夹具17包括夹具管171、弹簧夹头172和锁紧螺母173,弹簧夹头172安装在该夹具管171底端的缩口内,并用锁紧螺母173连接;所述的夹具17与夹具支撑架14的安装结构为:该夹具管171滑动安装在一夹具套19内(两者的间隙控制在0.015~0.03mm),该夹具套19通过带肩轴承21安装在夹具支撑架14的纵向通孔内;在该夹具套19的内侧上部设有轴向滑槽16;在该夹具管171的外周设有与该轴向滑槽16对应的销钉174。所述的夹具负载砝码11设在该夹具管171的顶部。该轴向滑槽16和销钉174的作用是,使得夹具17在随同夹具套19旋转的同时,受自身重力和夹具上端加载负载砝码11的重力作用下沿夹具套19可上下自由滑动,通过各夹具17的称量配重和负载砝码的组合,实现在绘制图形的过程中夹具夹持铅笔芯或铅笔重力方向受力一致、自转转速一致。
所述的同步传动机构包括皮带轮18和同步带12,皮带轮18通过紧固螺钉22固定在该夹具套19的上部,同步带12连接在所有皮带轮18与所述的夹具驱动电机13的输出轴之间,夹具驱动电机13通过同步带12带动各夹具同方向同步转动。该同步传动机构也可采用齿轮组。
在所述的工作台5的上面设有两根测试纸压紧磁条6,用于压住测试纸15。
参见图2,本发明的电子控制***用于分别控制分别用于驱动该Z轴移动台7、X轴移动台8和Y轴移动台9的Z轴驱动电机Mz、X轴驱动电机Mx和Y轴驱动电机My。该电子控制***包括微处理器、数控可编程***、存储器、触摸屏3、以及三个电机驱动器4(分别用于驱动该Z轴驱动电机Mz、X轴驱动电机Mx和Y轴驱动电机My的Z轴驱动电机驱动器、X轴驱动电机驱动器和Y轴驱动电机驱动器),该数控可编程***、触摸屏和存储器与该微处理器的对应接口连接,该微处理器的控制输出接口分别通过电机驱动器4与所述的Z轴驱动电机Mz、X轴驱动电机Mx和Y轴驱动电机My连接;该触摸屏3安装在该外壳1的面板上。在所述的存储器内装有绘制好的图形数据库和控制软件,能够根据需要调用需要绘制的图形和设置夹具17的转速和线速度。
数控可编程***与数控机床的数控可编程***相同,在使用时,通过触摸屏3调用绘制好的测试图形,控制测试仪的运行。通过相关参数可以设置图形起点和调节测试速度。划线的(即夹具17的移动速度)基准速度为4米/分,速度可正负调节,测试纸A4幅面,夹持铅笔或铅笔芯直径范围2~8毫米。
本发明的工作过程说明如下:测试前将测试纸15使用测试纸压紧磁条6压紧在工作台5的台面上,通过笔架组件角度调节机构10调整笔架角度,按各国标准进行划线测试,可模拟书写时的角度进行测试,通过触摸屏3上的人机界面从数据库调入绘制好的图形,可设置夹具17的旋转角速度和划线速度,点击开始后测试仪可以进行全自动绘制。
本发明的电子控制***可以采用现有的“TC55运动控制***1-4轴系列”产品,按照其产品使用说明进行操作。
本发明能够实现以下功能:
(1)五维度动作,数控编程X、Y、Z轴运动可以绘制任意图形,笔架组件角度调整可模拟书写、绘画角度测试,并满足日本标准中角度倾斜的要求,夹具自转使测试的划线结果更均匀,并满足日本标准的要求。通过结构和测试工艺的设计可满足各国铅笔标准中的划线要求。
(2)通过数控可编程,绘制中国、日本、德国以及其他国家、国际组织相关标准中的划线图形;
(3)通过数控可编程,可调整划线的速度;
(4)通过可调角度设计,可模拟书写和绘画的角度;
(5)通过分体组件设计,实现可同时测试1~5支铅笔;
(6)通过砝码分体设计,实现不同品种笔在划线时不同标准的载荷要求;
(7)通过更换夹具实现不同直径铅笔芯20和不同直径、杆形铅笔的夹装检测,可检测直径范围0.3~8mm。
(8)设定的划线轨迹图形可预存在电脑中,不需每次不同图形现编程。
本发明的人机界面(主页)说明及操作方法参见图8和下表:
具体的操作方法说明如下:
1、开机:
控制***通电后进入图8所示的主界面。
2、手动操作:
在主界面下点击“手动操作”进入手动操作状态,即进入图9所示的界面。
手动高速:手动高低速切换,正显时以低速运动,反显时以高速运动,主界面-参数-***-速度中可设置。
点动操作:进入点动状态,以设定值为步长,按一次方向键运动一次,主界面-参数-***-控制中可设置回程序零:返回坐标零点,按此按键后,将立即按最高速度返回参考点(0,0)。
回机械零:返回机械零点(注:按此键被反显后,需要再继续按某个轴的某个方向)。
3、自动执行:
在主界面点击“自动执行”进入自动执行界面。
自动界面下,按启动按钮,程序开始运行,运行的文件为最后一次打开的程序文件,暂停按钮有效。
单步模式:正显示为连续加工,反显是为单步运行,按一次启动,执行一行指令。
终止程序:程序运行时按下此按钮,程序运行终止,并跳到程序第一行。
4、程序管理:
主界面下点击“程序管理”进入程序管理菜单。
程序编辑:进入程序输入或修改或者新建文件(长按F键新建文件);
程序读入:读入***中保存的加工程序;
删除程序:通过确认键删除光标所在位置的程序文件;
程序保存:程序编辑完成后,按一次“退出”键,然后选择将当前加工程序保存或另存。
5、参数设置:根据需要设置参数,如夹具的线速度和转速等。

Claims (6)

1.一种数控可编程多功能划线检测仪,包括安装在外壳(1)和盖体(2)内的机械***(A)和电子控制***,该机械***(A)包括工作台(5)、Z轴移动台(7)、X轴移动台(8)、Y轴移动台(9)和夹具(17),该Y轴移动台(9)滑动安装在Y向轨道上,在该Y轴移动台(9)上装有X向轨道,在该X向轨道上滑安装X轴移动台(8),在该X轴移动台(8)上装有Z向轨道,在该Z向轨道上滑动安装Z轴移动台(7);在该Z轴移动台(7)上装有用于安装铅笔芯(20)的夹具(17);工作台(5)设在该夹具(17)的下方;该电子控制***用于分别控制该Z轴移动台(7)、X轴移动台(8)和Y轴移动台(9)的驱动电机;其特征在于,多个所述的夹具(17)转动并能够上下滑动地安装在一夹具支撑架(14)上,多个该夹具(17)通过同步传动机构与安装在该夹具支撑架(14)上的夹具驱动电机(13)的输出轴传动连接,在该夹具(17)的顶端装有夹具负载砝码(11);该夹具支撑架(14)通过笔架组件角度调节机构(10)安装在该Z轴移动台(7)上,该笔架组件角度调节机构(10)用于调节该夹具(17)与Z轴移动台(7)之间的夹角;所述的电子控制***的存储器内装有绘制好的图形数据库和控制软件,能够根据需要调用需要绘制的图形和设置夹具(17)的转速和线速度。
2.根据权利要求1所述的数控可编程多功能划线检测仪,其特征在于,所述的夹具(17)包括夹具管(171)、弹簧夹头(172)和锁紧螺母(173),弹簧夹头(172)安装在该夹具管(171)底端的缩口内,并用锁紧螺母(173)连接;所述的夹具(17)与夹具支撑架(14)的安装结构为:该夹具管(171)滑动安装在一夹具套(19)内,该夹具套(19)通过带肩轴承(21)安装在夹具支撑架(14)的纵向通孔内;在该夹具套(19)的内侧上部设有轴向滑槽(16);在该夹具管(171)的外周设有与该轴向滑槽(16)对应的销钉(174);所述的夹具负载砝码(11)设在该夹具管(171)的顶部。
3.根据权利要求2所述的数控可编程多功能划线检测仪,其特征在于,所述的同步传动机构包括皮带轮(18)和同步带(12),皮带轮(18)通过紧固螺钉(22)固定在该夹具套(19)的上部,同步带(12)连接在所有皮带轮(18)与所述的夹具驱动电机(13)的输出轴之间。
4.根据权利要求1所述的数控可编程多功能划线检测仪,其特征在于,在所述的工作台(5)的上面设有测试纸压紧磁条(6)。
5.根据权利要求1所述的数控可编程多功能划线检测仪,其特征在于,所述的电子控制***还包括微处理器、触摸屏(3)、分别用于驱动该Z轴移动台(7)、X轴移动台(8)和Y轴移动台(9)的Z轴驱动电机(Mz)、X轴驱动电机(Mx)和Y轴驱动电机(My)的三个电机驱动器(4),该触摸屏和存储器与该微处理器的对应接口连接,该微处理器的控制输出接口分别通过电机驱动器(4)与所述的Z轴驱动电机(Mz)、X轴驱动电机(Mx)和Y轴驱动电机(My)连接;该触摸屏(3)安装在该外壳(1)的面板上。
6.根据权利要求5所述的数控可编程多功能划线检测仪,其特征在于,所述的电子控制***还包括数控可编程***。
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