专利名称：一种数控推拉力测试台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动测试台，尤其涉及一种数控推拉力测试台。
背景技术：
推拉力测试台是一种通用型力值测试平台，通过推拉力测试台上的移动块的移动，带动安装在移动块上的推拉力计的移动，对被测件施加作用力，从而实现力值的测量，广泛应用于生产、实验和质检等部门作推拉负荷、插拔力、破坏试验、疲劳试验等测试。推拉力测试台分为手动测试台和电动测试台两大类，手动推拉力测试台通过手轮进行驱动，电动推拉力测试台通过电机进行驱动。现有的电动推拉力测试台普遍使用AC电机或DC无刷电机。采用AC电机或DC无刷电机的推拉力测试台结构简单，易于使用，但只能进行简单的启动和停止控制，不能对位移进行精确控制，只能用于对测试要求不高的场合。采用AC电机或DC无刷电机的推拉力测试台，通过手调旋钮控制电机转速，进而控制移动块的运行速度，但在测试台上的推拉力计受到不同的作用力时很难自动调整速度，容易出现速度过快导致待测物品或推拉力计损坏。此外，采用AC电机或DC无刷电机的推拉力测试台，一般不能和推拉力计通讯，因此无法读取推拉力计测量到的力值，以实现将力值作为限位条件。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有的推拉力测试台不能实现精确位置控制、速度不能自适应调节、没有力值限位等不足之处进行改进，提供了一种采用步进电机驱动、微控制器控制的数控推拉力测试台，在位置控制、速度控制、限位保护方面有明显提高，并提供多种测试模式，易于操作。为实现上述目的，所述数控推拉力测试台，包括工作平台，控制板，以及均安装于工作平台上的移动装置、驱动装置和具有传动轴的传动装置，在所述控制板上设置有微处理器，所述驱动装置与该微处理器通讯连接；所述驱动装置通过传动装置带动移动装置上下移动，以带动安装于移动装置上的推拉力计同步上下移动；其特点是，所述驱动装置为步进电机；并且，所述数控推拉力测试台还包括位置检测装置，所述位置检测装置包括均与所述微处理器通讯连接的用于检测移动装置是否移动至传动轴的上端的原点检测限位开关和用于检测步进电机是否正常运行的失步检测限位开关。优选的是，所述传动装置包括联轴器、丝杆、丝杆螺母和两根导轨，其中，所述步进电机固装于工作平台上，步进电机的输出轴通过所述联轴器与丝杆连接，丝杆螺母螺纹配合连接于丝杆上，所述移动装置固装于丝杆螺母上，丝杆随着电机的输出轴同步转动，丝杆螺母及固装于其上的移动装置沿丝杆的长度方向上下移动；并且，固装于工作平台上的所述两根导轨分别设置于丝杆的两侧，以辅助所述移动装置稳定地上下移动。优选的是，在所述丝杆的上下两端各设置有一块缓冲垫，当所述移动装置意外移动到丝杆的最上端和最下端时起缓冲作用。优选的是，所述移动装置包括移动块和安装于移动块上的推拉力计安装板，所述移动块固装于丝杆螺母上，且在该移动块上开设有两个直线轴承，所述的两个直线轴承分别配合安装在所述的两根导轨上，以辅助所述移动装置稳定地上下移动。优选的是，所述原点检测限位开关和失步检测限位开关均为电感式接近开关，其中，所述原点检测限位开关的感应端与丝杆的上端在同一水平线上，在所述移动块的侧面设置有金属挡块，当移动块移动至丝杆的上端时，所述金属挡块在原点检测限位开关的感应范围之内，该原点检测限位开关被触发，使微处理器控制步进电机停止运行或反方向运行；在所述丝杆的顶端固装有一转动轴，与所述丝杆同步转动的所述转动轴的一侧面为金属材质，所述失步检测限位开关的感应端与所述转动轴位于同一水平面上，当所述转动轴的金属材质的一侧面朝向所述失步检测限位开关的感应端时，该侧面在失步检测限位开关的感应范围之内，该失步检测限位开关被触发，使微处理器间接获得步进电机的运行状态。优选的是，所述推拉力计安装板通过螺钉安装于所述移动块上，不同规格的推拉力计对应不同的推拉力计安装板。优选的是，在所述推拉力计安装板上还预留有至少一个用于与安装于其上的推拉力计通讯连接的通讯接口，各所述通讯接口通过通讯线缆与所述微处理器通讯连接，以将推拉力计得到的力值传输至微处理器；所述通讯线缆通过线缆夹块固定在所述移动块上。优选的是，所述数控推拉力测试台的底座的前面板上还设置有与所述微处理器通讯连接的显示按键板。优选的是，所述数控推拉力测试台的底座的前面板上还设置有紧急开关，所述数控推拉力测试台的电源经过所述紧急开关所述微处理器通讯连接，在紧急情况下按下所述紧急开关，可切断数控推拉力测试台的电源，停止步进电机的运行。本实用新型的有益效果在于( I)采用步进电机使数控推拉力测试台的速度连续可调、位移精度高步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(即步进角)。三相步进电机步进角一般为1. 2°，每步的误差在3% 5%，每步的误差不会累积，且步进电机旋转的角度和脉冲成正比，因此使用步进电机能达到很高的位移精度。步进电机旋转的速度正比于脉冲频率，可以通过控制脉冲的频率实现速度的控制。因此，本实用新型数控推拉力测试台具有速度连续可调、位移精度高的优点；(2)可设置位移限位，并具有失步检测自动停止功能；在此基础上具有紧急开关，在发生不可预料的情况下，可直接按下紧急开关，切断电源，停止步进电机的运动；( 3 )采用微处理器控制，可以和对应型号的数显推拉力计通过指定的通讯协议进行联机通讯，可设定指定的力值限位，通过采样力值并控制移动块的速度，在达到指定力值限位点过程时逐渐减小移动块的速度，减小待测物和推拉力计受到的冲击力；(4)采用微处理器控制，能够实现手动、循环、编程3种测试模式编程模式下可设置最多6个测试步，每个测试步可设置速度、位移、力值和延时时间；在循环和编程测试模式下能够持续对待测物施加指定大小的恒力；(5)采用IXD显示，能显示位移、速度、运动状态等各类信息，易于操作。
图1示出了本实用新型所述的数控推拉力测试台的结构示意图。图2示出了图1中所示的移动装置的立体爆炸示意图。图3示出了图1中所示的驱动装置和传动装置的立体爆炸示意图。图4示出了图3中所示的驱动装置和传动装置的连接示意图。图5示出了图1中所示的位置检测装置的结构示意图。图6示出了本实用新型所述的数控推拉力测试台的原理方框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步详细的说明图1示出了本实用新型所述的数控推拉力测试台的结构示意图，如图1所示，所述数控推拉力测试台，包括工作平台1，控制板4，以及均安装于工作平台I上的移动装置20、驱动装置10和具有传动轴的传动装置30，在所述控制板4上设置有微处理器，所述驱动装置10与该微处理器通讯连接；所述驱动装置10通过传动装置30带动移动装置20上下移动，以带动安装于移动装置20上的推拉力计同步上下移动。如图3和图4所示，所述驱动装置10为步进电机11，步进电机11通过四只螺钉安装在电机座12上，电机座12使用四只螺钉固定在工作平台I上。所述传动装置30包括联轴器31、丝杆35、丝杆螺母33和两根导轨34，其中，所述步进电机11固装于工作平台I上，步进电机11的输出轴通过所述联轴器31与丝杆35连接，丝杆螺母33螺纹配合连接于丝杆35上，所述移动装置20固装于丝杆螺母33上，丝杆35随着电机的输出轴同步转动，丝杆螺母33及固装于其上的移动装置20沿丝杆35的长度方向上下移动；并且，固装于工作平台I上的所述两根导轨34分别设置于丝杆35的两侧，以辅助所述移动装置20稳定地上下移动。进一步的，在所述丝杆35的上下两端各设置有一块缓冲垫36、32，当所述移动装置20意外移动到丝杆35的最上端和最下端时起缓冲作用，保护移动装置20。图2示出了图1中所示的移动装置20的立体爆炸示意图，如图2所示,所述移动装置20包括移动块23和安装于移动块23上的推拉力计安装板21，所述移动块23固装于丝杆螺母33上，且在该移动块23上开设有两个直线轴承24，所述的两个直线轴承24分别配合安装在所述的两根导轨34上，以辅助所述移动装置20稳定地上下移动。特别地，所述推拉力计安装板21通过螺钉安装于所述移动块23上，不同规格的推拉力计对应不同的推拉力计安装板21。特别地，所述数控推拉力测试台还包括位置检测装置40，所述位置检测装置40包括均与所述微处理器通讯连接的用于检测移动装置20是否移动至传动轴的上端的原点检测限位开关42和用于检测步进电机11是否正常运行的失步检测限位开关44。图5示出了图1中所示的位置检测装置40的结构示意图，如图5所示,所述原点检测限位开关42和失步检测限位开关44均为电感式接近开关，电感式接近开关的型号优选为LJ8A3。其中所述原点检测限位开关42的感应端与丝杆35的上端在同一水平线上，在所述移动块23的侧面设置有金属挡块41，当移动块23移动至丝杆35的上端时，所述金属挡块41与原点检测限位开关42的感应端的距离小于4mm，在该原点检测限位开关42的感应范围之内，该原点检测限位开关42检测到该金属挡块41而被触发，从而意味着移动块23已移动至丝杆35的上端，不能再继续向上移动，被触发的原点检测限位开关42向微处理器发送信号，使微处理器控制步进电机11停止运行或反方向运行。并且，在所述丝杆35的顶端固装有一转动轴43，转动轴与丝杆35同步转动，该转动轴43的一侧面为金属材质，所述失步检测限位开关44的感应端与所述转动轴43位于同一水平面上，当所述转动轴43的金属材质的一侧面朝向所述失步检测限位开关44的感应端时，该侧面与失步检测限位开关44的感应端的距离小于4mm，在该失步检测限位开关44的感应范围之内，该失步检测限位开关44被触发，被触发的失步检测限位开关44向微处理器发送信号，从而，步进电机11的输出轴每转动一周，转动轴43也同步转动一周，该转动轴43的具有金属材质的侧面就被该失步检测限位开关44检测到一次，失步检测限位开关44就向微处理器发送一次信号，通过此种方式，使微处理器间接获得步进电机11的运行状态，从而监控所述步进电机11是否出现失步。所述数控推拉力测试台还具有与安装于其上的推拉力计通讯连接的功能，具体地，在所述推拉力计安装板21上还预留有至少一个用于与安装于其上的推拉力计通讯连接的通讯接口 25，各所述通讯接口 25通过通讯线缆26与所述微处理器通讯连接，以将推拉力计得到的力值传输至微处理器；所述通讯线缆26通过线缆夹块22固定在所述移动块23上。为了增加可操控性和显示功能，所述数控推拉力测试台的底座的前面板上还设置有与所述微处理器通讯连接的显示按键板3，如图6所示，用户可通过显示按键板3设置位移、速度等运动参数。具体地，显示按键板3通过连接线把参数传送给控制板4，控制板4根据设置的参数转换成步进电机11的控制脉冲，发送到步进电机驱动器5，步进电机驱动器5根据控制脉冲驱动步进电机11转动。另外，微处理器可使用指定的协议读取数显推拉力计的力值，进行处理后在显示按键板3上的IXD显示屏上进行显示，所述微处理器还可以控制IXD显示屏显示移动块23的位移。为了增加安全性能，所述数控推拉力测试台的底座的前面板上还设置有紧急开关2，所述数控推拉力测试台的电源6经过所述紧急开关2所述微处理器通讯连接，在紧急情况下按下所述紧急开关2，可切断数控推拉力测试台的电源6，停止步进电机11的运行。值得说明的是，对待测试物件所施加的推力或拉力是通过步进电机11带动所产生的，而待测物件所受力的大小是通过安装在移动块23上的推拉力计检测所获得。驱动装置10和传动装置30推拉待测物件运动的距离、带动待测物件运动的快慢程度、往返时的速度大小、往返测试的循环次数等均可以通过控制系统控制。测试时，使用夹具把待测试物固定在工作平台I上，在移动块23上安装推拉力计，然后在显示按键板3上设定运行参数，例如测试模式、运动的行程、运行的速度、循环次数、位移限位、力值限位等，设置完毕后启动测试。显示按键板3发送控制指令给控制板4，控制板4把运动的行程换算成步进电机11所需的脉冲数来实现。运动过程中，控制板4不断采集位置检测装置40的输出信号和通过预留通讯接口 25采样力值信号，判断是否达到位移或力值限位，在达到设置的限位后，停止运动。综上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本实用新型的技术范畴。
权利要求1.一种数控推拉力测试台，包括工作平台，控制板，以及均安装于工作平台上的移动装置、驱动装置和具有传动轴的传动装置，在所述控制板上设置有微处理器，所述驱动装置与该微处理器通讯连接；所述驱动装置通过传动装置带动移动装置上下移动，以带动安装于移动装置上的推拉力计同步上下移动；其特征在于所述驱动装置为步进电机；并且，所述数控推拉力测试台还包括位置检测装置，所述位置检测装置包括均与所述微处理器通讯连接的用于检测移动装置是否移动至传动轴上端的原点检测限位开关和用于检测步进电机是否正常运行的失步检测限位开关。
2.根据权利要求1所述的数控推拉力测试台，其特征在于所述传动装置包括联轴器、 丝杆、丝杆螺母和两根导轨，其中，所述步进电机固装于工作平台上，步进电机的输出轴通过所述联轴器与丝杆连接，丝杆螺母螺纹配合连接于丝杆上，所述移动装置固装于丝杆螺母上，丝杆随着电机的输出轴同步转动，丝杆螺母及固装于其上的移动装置沿丝杆的长度方向上下移动；并且，固装于工作平台上的所述两根导轨分别设置于丝杆的两侧，以辅助所述移动装置稳定地上下移动。
3.根据权利要求2所述的数控推拉力测试台，其特征在于在所述丝杆的上下两端各设置有一块缓冲垫，当所述移动装置意外移动到丝杆的最上端和最下端时起缓冲作用。
4.根据权利要求2所述的数控推拉力测试台，其特征在于所述移动装置包括移动块和安装于移动块上的推拉力计安装板，所述移动块固装于丝杆螺母上，且在该移动块上开设有两个直线轴承，所述的两个直线轴承分别配合安装在所述的两根导轨上，以辅助所述移动装置稳定地上下移动。
5.根据权利要求4所述的数控推拉力测试台，其特征在于所述原点检测限位开关和失步检测限位开关均为电感式接近开关,其中，所述原点检测限位开关的感应端与丝杆的上端在同一水平线上，在所述移动块的侧面设置有金属挡块，当移动块移动至丝杆的上端时，所述金属挡块在原点检测限位开关的感应范围之内，该原点检测限位开关被触发，使微处理器控制步进电机停止运行或反方向运在所述丝杆的顶端固装有一转动轴，与所述丝杆同步转动的所述转动轴的一侧面为金属材质，所述失步检测限位开关的感应端与所述转动轴位于同一水平面上，当所述转动轴的金属材质的一侧面朝向所述失步检测限位开关的感应端时，该侧面在失步检测限位开关的感应范围之内，该失步检测限位开关被触发，使微处理器间接获得步进电机的运行状态。
6.根据权利要求1至5所述的数控推拉力测试台，其特征在于所述推拉力计安装板通过螺钉安装于所述移动块上，不同规格的推拉力计对应不同的推拉力计安装板。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的数控推拉力测试台，其特征在于在所述推拉力计安装板上还预留有至少一个用于与安装于其上的推拉力计通讯连接的通讯接口，各所述通讯接口通过通讯线缆与所述微处理器通讯连接，以将推拉力计得到的力值传输至微处理器；所述通讯线缆通过线缆夹块固定在所述移动块上。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的数控推拉力测试台，其特征在于所述数控推拉力测试台的底座的前面板上还设置有与所述微处理器通讯连接的显示按键板。
9.根据权利要求1至5中任意一项所述的数控推拉力测试台，其特征在于所述数控推拉力测试台的底座的前面板上还设置有紧急开关，所述数控推拉力测试台的电源经过所述紧急开关所 述微处理器通讯连接，在紧急情况下按下所述紧急开关，可切断数控推拉力测试台的电源，停止步进电机的运行。
专利摘要本实用新型公开了一种数控推拉力测试台，其包括工作平台、控制板、移动装置、驱动装置和传动装置，驱动装置经传动装置带动移动装置上下移动，驱动装置为步进电机；其还包括的位置检测装置包括均与控制板连接的用于检测移动装置是否移动至传动轴的上端的原点检测限位开关和用于检测步进电机是否正常运行的失步检测限位开关。采用步进电机使数控推拉力测试台的速度连续可调、位移精度高；可设置位移限位，并具有失步检测自动停止功能；采用微处理器控制，控制各装置的运行，并可实现手动、循环、编程等测试模式；采用LCD显示，能显示位移、速度、运动状态等各类信息，易于操作。
文档编号G01L5/00GK202869725SQ20122053080
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者陈志雄, 陈礼钢 申请人:广州赛宝计量检测中心服务有限公司