本发明涉及磨料磨具检测设备技术领域，尤其涉及一种医用砂轮片磨划性能检测方法和检测装置。
背景技术：
砂轮片是磨削加工中最主要的一类磨具，是通过在磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和焙烧而制成的多孔体。由于磨料、结合剂及制造工艺不同，砂轮片的特性差别很大。目前，在医药等许多领域，安瓿瓶是广泛使用的一种特殊包装方法，具有隔绝空气、密封性好等优点，常用于存放治疗针剂药物等高纯度化学试剂，而安瓿瓶的开启主要依赖于砂轮片，开启时，先用砂轮片在安瓿瓶瓶颈处磨划一周，进而再在瓶颈划痕处折断安瓿瓶的顶部即可，由于安瓿瓶的广泛使用，在临床治疗及护理工作中，医护人员每天需要使用大量砂轮片来打开安瓿瓶针剂。
但是，由于砂轮片主要由磨料、结合剂和填料等材料组成，在其使用过程中不可避免会出现磨损和脱砂等现象，因此，在使用砂轮片开启安瓿瓶的过程中存在针剂被砂轮片粉尘污染的可能，且砂轮片的锋利性及磨损速度更与其产生的危险隐患成正比。
砂轮片的磨划力和磨划比等参数是判断砂轮片性能的重要指标，直接影响砂轮片的锋利和磨损、脱砂程度，进而影响安瓿瓶内化学试剂的使用安全，但是，目前国内外尚未有一套快速、可靠的医用砂轮片磨划性能的检测方法和装置。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种检测方法和检测装置，能够模拟人工磨划安瓿瓶的加工方式对砂轮片进行快速、便捷的磨划性能测试，不仅填补医用砂轮片磨划性能测试的空白，且测试结果精确可靠，对砂轮片的性能评价和安全使用提供了可靠的数据支持，间接降低了因砂轮片磨划性能差造成的针剂被污染的安全隐患。
本发明采用的技术方案为：
一种医用砂轮片磨划性能检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、分别量取待测砂轮片和玻璃试件的检测初始值，检测初始值表示检测前的初始重量或初始体积；
B、安装和调试：包括以下步骤：
b1：将测力仪安装在数控机床的水平移动台上，并将玻璃试件安装在测力仪上；
b2：将弹性钢板的两端分别连接待测砂轮片和数控机床的升降移动台，使弹性钢板与竖直方向呈30°～60°夹角；
b3：调整水平移动台，使玻璃试件位于待测砂轮片下方；
b4：调试待测砂轮片与玻璃试件之间位置，使待测砂轮片与玻璃试件处于预定压力状态，并记录测力仪所测的压力值P：
C、磨划试验；具体包括以下步骤：
c1：设置数控机床中检测水平移动台的磨划参数，磨划参数包括磨划次数N、磨划方向、单次磨划距离和磨划间距；
c2：水平移动台按照磨划参数移动，使待测砂轮片按照磨划方向和单次磨划距离在移动的玻璃试件上磨划，此为一次磨划；
c3：在待测砂轮片与玻璃试件进行磨划的同时，测力仪将检测的实时压力数据传送至数据处理模块；
c4：重复步骤c2至c3，直至完成预设的N 次磨划；
D、分别量取磨划试验后待测砂轮片和玻璃试件的检测终值，检测终值表示检测后的最终重量或最终体积，检测终值与检测初始值单位一致；
E、根据步骤A、C和D所得数据计算待测砂轮片的磨划性能参数，磨划性能参数包括磨划比和磨划力特征值；
磨划比的计算过程为：
磨划比=玻璃试件磨损量/待测砂轮片磨损量 （1）
公式（1）中，
玻璃试件磨损量=玻璃试件检测初始值-玻璃试件检测终值 （2）
待测砂轮片磨损量=待测砂轮片检测初始值-待测砂轮片检测终值 （3）
将步骤A和步骤D的量取结果代入公式（2）和（3）中求解玻璃试件磨损量和待测砂轮片磨损量，然后，将玻璃试件磨损量和待测砂轮片磨损量代入公式（1）中即可求解待测砂轮片的磨划比；
所述的磨划力特征值包括平均磨划力、最大磨划力、磨划力衰减系数、磨划力方差和最终磨划力，磨划力特征值根据N次磨划过程中测力仪所传输的压力值求解所得。
所述的步骤E中磨划性能参数还包括磨划试验后玻璃试件上表面产生的磨划痕迹的磨痕特征值，磨痕特征值包括磨痕最大深度、磨痕最大宽度、磨痕最终深度和磨痕平均深度.
所述的磨痕特征值采用超景深显微镜量取。
所述的步骤b4中调试待测砂轮片与玻璃试件之间位置调整的具体过程为：
（1）：升降移动台下降，带动待测砂轮片下降；
（2）：以待测砂轮片下端面接触玻璃试件上表面时待测砂轮片下端面所在平面为基准面，将升降移动台降至待测砂轮片下端面位于基准面下方1mm～20mm处，使待测砂轮片与玻璃试件处于预定压力状态；
（3）：记录此时测力仪所测的压力值P。
一种用于权利要求1所述的医用砂轮片磨划性能检测方法的检测装置，包括数控机床、检测机构和支撑机构，检测机构设置在数控机床上，支撑机构连接数控机床；所述数控机床包括机床本体、水平移动台和升降移动台，机床本体包括水平部和垂直于水平部的竖直部，水平移动台设置在水平部上并在水平部上表面前后、左右移动，升降移动台设置在竖直部上并在竖直部的侧面上下移动；所述支撑机构包括弹性钢板和连接块，弹性钢板的一端固定连接升降移动台且与竖直方向呈30°至60°夹角，弹性钢板的另一端通过连接块固定连接待测砂轮片；所述检测机构包括测力仪、玻璃试件和数据处理模块，测力仪设置在水平移动台上，玻璃试件设置在测力仪上并位于待测砂轮的下方，测力仪的信号输出端连接数据处理模块的检测信号输入端。
所述的弹性钢板与竖直方向之间的夹角为45°。
所述的测力仪为精密测力仪。
本发明具有以下有益效果：
（1）通过利用数控机床的移动功能，实现砂轮片与玻璃时间之间的自动磨划试验，并通过量取砂轮片磨损量和玻璃试件磨损量、测力仪实时检测磨划力的方式，求解得出能够准确反映医用砂轮片磨划性能的磨划比数值和辅助评价的检测磨划力特征值，实现了砂轮片磨划性能的自动测试，不仅结果准确可靠，且方法简单，操作方便，间接保证了砂轮片的品质可靠和使用安全；
（2）利用弹性钢板连接待测砂轮片和升降移动台，在待测砂轮片与玻璃试件的摩划过程中，既能利用弹性钢板的刚性对待测砂轮片施力，又能够利用弹性钢板的弹性减缓砂轮片与玻璃试件之间的直接撞击，更接近人工施力的特征，提高了磨划试验的可靠性和试验结果的准确性。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为图2的局部放大示意图。
附图标记说明：
1、水平部；2、竖直部；3、水平移动台；4、测力仪；5、玻璃试件；6、待测砂轮片；7、弹性钢板；8、升降移动台；9、连接块。
具体实施方式
如图2所示，本发明公开了一种医用砂轮片磨划性能检测装置，包括数控机床、检测机构和支撑机构，检测机构设置在数控机床上，支撑机构连接数控机床；所述数控机床包括机床本体、水平移动台3和升降移动台8，机床本体包括水平部1和垂直于水平部1的竖直部2，水平移动台3设置在水平部1上并可在水平部1上表面前后、左右移动，升降移动台8设置在竖直部2上并在竖直部2的侧面上下移动；支撑机构包括弹性钢板7和连接块9，弹性钢板7的一端固定连接升降移动台8且与z轴方向呈30°至60°夹角，弹性钢板7的另一端固定连接待测砂轮片6；检测机构包括测力仪4、玻璃试件5和数据处理模块，测力仪4设置在水平移动台3上，玻璃试件5设置在测力仪4上并位于待测砂轮的下方，测力仪4的信号输出端连接数据处理模块的检测信号输入端。
为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。
本发明公开了一种医用砂轮片磨划性能检测装置，包括数控机床、检测机构和支撑机构，检测机构设置在数控机床上，支撑机构连接数控机床。
数控机床包括机床本体、水平移动台3和升降移动台8，机床本体包括水平部1和垂直于水平部1的竖直部2，水平移动台3设置在水平部1上并可在水平部1上表面前后、左右移动，升降移动台8设置在竖直部2上并在竖直部2的侧面上下移动，设水平部1上表面的左右运动方向为x轴方向，设水平部1上表面的前后运动方向为y轴方向，设竖直部2侧面的上下运动方向为z轴方向，则在数控机床内部程序控制下，水平移动台3能够沿x轴方向和y轴方向水平移动，升降移动台8能够沿z轴方向移动，需要指出，数控机床利用程序控制其移动平台的过程属于现有成熟技术，在此不再赘述。
支撑机构包括弹性钢板7和连接块9，弹性钢板7的一端固定连接升降移动台8且与z轴方向呈45°夹角，弹性钢板7的另一端通过连接块9固定连接待测砂轮片6。如图3所示，连接块9优选采用砂轮夹具，砂轮夹具的两个夹板分别设置在待测砂轮片6的前后两侧，且两个夹板通过螺纹连接杆相连，通过调整螺纹连接杆上螺母的位置即可调整两个夹具之间的距离，从而将待测砂轮片6夹紧。
使用弹性钢板7连接待测砂轮片6和升降移动台8，在待测砂轮片6与玻璃试件5的摩划过程中，既能利用弹性钢板7的刚性对待测砂轮片6施力，又能够利用弹性钢板7的弹性减缓砂轮片与玻璃试件5之间的直接撞击，更接近人工施力的特征，更为准确地模拟人工施力方式，提高了磨划试验的可靠性和试验结果的准确性。
检测机构包括测力仪4、玻璃试件5和数据处理模块，测力仪4设置在水平移动台3上，玻璃试件5设置在测力仪4上并位于待测砂轮的下方，测力仪4的信号输出端连接数据处理模块的检测信号输入端，当待测砂轮片6在玻璃试件5上磨划时，测力仪4实时检测待测砂轮片6与玻璃试件5之间的作用力，即磨划力。
如图1所示，本发明公开了一种医用砂轮片磨划性能检测方法，包括以下步骤：
A、分别量取待测砂轮片6和玻璃试件5的检测初始值，检测初始值表示检测前的初始重量或初始体积，本实施例中，待测砂轮片6检测初始值和玻璃试件5检测初始值分别为待测砂轮片6的原始重量和玻璃试件5的原始重量；
B、安装和调试：具体包括以下步骤：
b1：将测力仪4安装在数控机床的水平移动台3上，并将玻璃试件5安装在测力仪4上方；
b2：将弹性钢板7的两端分别连接待测砂轮片6和数控机床的升降移动台8，使弹性钢板7与z轴方向呈45°夹角；
b3：调整水平移动台3，使玻璃试件5位于待测砂轮片6下方；
b4：调试待测砂轮片6与玻璃试件5之间位置，使待测砂轮片6与玻璃试件5接触并与玻璃试件5处于5N恒压力状态，记录测力仪4所测的恒定压力值P；其中，调试待测砂轮片6与玻璃试件5之间位置的具体过程为：
（1）：升降移动台8下降，带动待测砂轮片6下降；
（2）：以待测砂轮片6下端面接触玻璃试件5上表面时待测砂轮片6下端面所在平面为基准面，将升降移动台8降至待测砂轮片6下端面位于基准面下方4mm～5mm的位置，使待测砂轮片6与玻璃试件5处于5N恒压力状态；
（3）：记录此时测力仪4所测的恒定压力值P=5N；
C、磨划试验；具体包括以下步骤：
c1：设置数控机床中检测水平移动台3的磨划参数，磨划参数包括磨划次数N、磨划方向、单次磨划距离和磨划间距；本实施例中，磨划次数设置为100次，磨划方向设置为沿x轴单向磨划，磨划距离为50mm，两次磨划之间的间隔距离磨划间隔为1.0mm；
c2：水平移动台3按照磨划参数移动，使待测砂轮片6按照磨划方向和单次磨划距离在移动的玻璃试件5上磨划，此为一次磨划；
c3：在待测砂轮片6与玻璃试件5进行磨划的同时，测力仪4将检测的实时压力数据传送至数据处理模块；数据处理模块采用计算机等上位机，用于将测力仪4传输的数据进行存储和计算；
c4：重复步骤c2至c3，直至完成预设的100次磨划；
D、分别量取磨划试验后待测砂轮片6和玻璃试件5的检测终值，待测砂轮片6检测终值和玻璃试件5检测终值分别为待测砂轮片6的最终重量和玻璃试件5的最终重量；
E、根据步骤A、C和D所得数据计算待测砂轮片6的磨划性能参数，磨划性能参数包括磨划比和磨划力特征值；
磨划比的计算过程为：
磨划比=玻璃试件磨损量/待测砂轮片磨损量 （1）
公式（1）中，
玻璃试件磨损量=玻璃试件检测初始值-玻璃试件检测终值 （2）
待测砂轮片磨损量=待测砂轮片检测初始值-待测砂轮片检测终值 （3）
将步骤A和步骤D量取的重量结果代入公式（2）和（3）中，求解出玻璃试件磨损量和待测砂轮片磨损量，然后，将玻璃试件磨损量和待测砂轮片磨损量的数值代入公式（1）中，即可求解待测砂轮片6的磨划比为510.34；
磨划力特征值包括平均磨划力、最大磨划力、磨划力衰减系数、磨划力方差和最终磨划力，磨划力特征值根据N次磨划过程中测力仪4所传输的压力值求解所得；在磨划的过程中，由于待测砂轮片6和玻璃试件5的磨损，磨划力会越来越小，本实施例中，在经过100次的磨划后，将测力仪4实时检测的压力数据进行平均求解，计算得出平均磨划力的大小为4.436N。
为了提供更为全面的性能评价数据，磨划力特征值还包括磨划试验后玻璃试件5上表面产生的磨划痕迹的磨痕特征值，磨痕特征值包括磨痕最大深度、磨痕最大宽度、磨痕最终深度和磨痕平均深度，磨痕特征值采用超景深显微镜进行量取，其中，磨痕最大深度为0.456mm，磨痕最大宽度为0.543mm。
本发明能够简单、快捷并准确地计算得出砂轮片磨划比。磨划比越大，代表砂轮片的耐磨性能越好，反之，磨划比越小，则代表砂轮片的耐磨性能越差，根据磨划比的数值，即能快速对砂轮片的磨划性能做出准确评价，且操作简单，工艺稳定；同时，为了使评价数据更为全面和完整，本发明还加入了磨划力特征值的检测，在以磨划比为主要参考参数的前提下，平均磨划力、磨痕最大深度等磨划力特征值能够提供更为细化的参考数据，进一步保障了磨划性能检测的准确性和全面性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。