一种全自动的洛氏硬度计的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型公开了一种全自动的洛氏硬度计。
【背景技术】
[0002]目前的洛氏硬度计采用大多采用的是杠杆和砝码结构，在实验时需手动加载初始力值和选择保载力值，这种操作方式不方便且容易引入人工误差。
[0003]在专利【201120303713.7】中公开了一种全自动洛氏硬度计，但是该专利的机械结构安装零件较多且复杂笨重，同时光栅尺对于微小变形的测量效果不如LVDT精确，此主机下压盘移动需要手动操作。
【实用新型内容】
[0004]为了解决现有技术中存在的技术缺陷，本实用新型公开了一种全自动的洛氏硬度
i+o
[0005]本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]一种全自动的洛氏硬度计，包括用于支撑试样的载物台、对试样施加压力的动力传递系统、对压痕深度测量的压痕测量结构、对动力传递系统的负荷进行采集的负荷采集装置和控制系统，所述的载物台在驱动装置的驱动下上下运动，所述的动力传递系统包括一个伺服电机和加力杠杆，所述的伺服电机通过减速机及连接机构带动加力杠杆使压头对试样进行下压，所述的负荷采集装置实时的采集加力杠杆的加力大小，且负荷采集装置与控制系统相连，所述的控制系统根据采集的数据实时的控制加力杠杆的加力大小。
[0007]所述的负荷采集装置为应变片式负荷传感器，其采集加力杠杆前段压头的加力大小，并将采集的信号发送给控制系统，所述的控制系统根据应变片式负荷传感器采集的信号控制伺服电机，进而实现自动加载初始力值和保载力值。
[0008]所述的压痕测量结构为差动变压器(LVDT)，所述的差动变压器采集压头压入深度并通过数据转换及计算得到相应实验硬度值。
[0009]所述的驱动装置，包括一个步进电机，载物台，升降丝杠和同步带轮；所述的步进电机的输出端固定同步齿轮，所述的同步齿轮通过同步带连接同步带轮，所述的同步带轮内侧连接升降丝杠螺母，在丝杠的下端安装有推力球轴承，所述的推力轴承保证同步带传动机构驱动丝杠螺母转动时阻力最小，且在丝杠的底部安装有导向块，所述的导向块保证丝杠螺母回转时丝杠做直线升降运动，在丝杠上方连接载物台带动试样移动。
[0010]所述的动力传递系统，包括一个加力杠杆，负荷传感器，伺服电机、减速机和减速带轮；所述的伺服电机与减速机相连，所述的减速机另一端固定小同步带轮，所述的小同步带轮通过同步带连接大同步带轮，大同步带轮与丝杠螺母连接，在丝杠上端通过连接杆连接负荷传感器，负荷传感器另一侧连接加力杠杆，加力杠杆一端固定，另一端伸出主机，在其头部安装试验压头。
[0011 ] 所述的加力杠杆的固定端安装在洛氏硬度计的主机机身上。
[0012]所述的控制系统的输出端连接有触摸屏和打印机。
[0013]本实用新型的控制方法，如下:
[0014]按下触摸屏的试验按钮，控制器控制步进电机旋转，步进电机带动升降丝杆上升，当压头接触到试样后停止；
[0015]伺服电机启动，伺服电机通过减速机及连接机构带动加力杠杆使压头下压进行试验，控制器实时的采集应变片式负荷传感器的数据，且根据其采集的数据控制伺服电机，伺服电机通过控制丝杠的运动，实现对加力杠杆的加力大小的调整，实现加力杆的自动加载初始力值和保载力值；同时差动变压器采集压头压入深度并通过数据转换及计算得到相应实验硬度值，并在触摸屏上实时的进行显示；
[0016]试验完成后加力杠杆上移复位，步进电机带动升降丝杆下降使试样脱离压头，试验完成。
[0017]本实用新型的有益效果如下:
[0018]本实用新型采用伺服电机与步进电机结合，应变片式传感器的负荷反馈控制模式，自动加载初始力值和保载力值，实验过程无需人工干预，一键操作，自动完成实验并得出实验数据。
【附图说明】
[0019]图1本实用新型的主视图；
[0020]图2本实用新型的俯视图；
[0021]图3本实用新型的侧视图；
[0022]图中:1触摸屏，2差动变压器，3压头，4试样，5载物台，6升降丝杠，7同步带轮，8控制按钮，9步进电机，10上壳，11加力杠杆，12转换板，13轴承，14控制器，15负荷传感器，16伺服电机，17减速机，18打印机，19电源，20同步带，21主机，22地脚螺栓。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型进行详细说明；
[0024]一种全自动的洛氏硬度计，包括用于支撑试样4的载物台5、对试样施加压力的动力传递系统、对压痕深度测量的压痕测量结构、对动力传递系统的负荷进行采集的负荷采集装置和控制系统，所述的载物台5在驱动装置的驱动下上下运动，所述的动力传递系统包括一个伺服电机和加力杠杆，所述的伺服电机通过减速机及连接机构带动加力杠杆使压头3对试样进行下压.
[0025]所述的负荷采集装置为应变片式负荷传感器15，其采集加力杠杆11前段压头的加力大小，并将采集的信号发送给控制器14，控制器14根据应变片式负荷传感器采集的信号控制伺服电机，进而实现自动加载初始力值和保载力值。
[0026]电源19为动力传递系统、驱动装置、控制系统、打印机18以及触摸屏供电，触摸屏I与打印机18与控制系统相连，
[0027]压痕测量结构为差动变压器2 (LVDT)，所述的差动变压器采集压头压入深度并通过数据转换及计算得到相应实验硬度值。
[0028]驱动装置，包括一个步进电机9，升降丝杠6，同步带轮7，该结构的步进电机9的输出端固定同步齿轮，通过同步带连接同步带轮7，同步带轮7内侧连接升降丝杠螺母，丝杠下端的推力球轴承保证同步带传动机构驱动丝杠螺母转动时阻力最小，丝杠底部的导向块保证丝杠螺母回转时丝杠做直线升降运动。
[0029]丝杠上方连接载物台5带动试样4移动。
[0030]动力传递系统，包括一个加力杠杆11，负荷传感器15，伺服电机16，减速机17，减速带轮20 ;该结构伺服电机16直接连接减速机17，减速机17另一端固定小同步带轮，通过同步带20连接大同步带轮，此同步带轮与丝杠螺母连接，丝杠上端通过连接杆连接负荷传感器，传感器另一侧连接加力杠杆11，加力杠杆11的一端固定，另一端伸出主机部分头部安装实验压头。加力杠杆11的固定端通过轴承13安装在洛氏硬度计的主机21机身上。
[0031]在主机的底部安装有地脚螺栓22。
[0032]图中的控制按钮8与控制器14相连，用于手动调整载物台位置以适应不同高度试样的检测需求。
[0033]具体的工作过程如下:
[0034]按下触摸屏的试验按钮，控制器控制步进电机旋转，步进电机带动升降丝杆上升，当压头接触到试样后停止；然后伺服电机启动，伺服电机通过减速机及连接机构带动加力杠杆使压头下压进行试验，控制器实时的采集应变片式负荷传感器的数据，且根据其采集的数据控制伺服电机，所述的伺服电机通过控制丝杠的运动，实现对加力杠杆的加力大小的调整，实现加力杆的自动加载初始力值和保载力值，同时通过LVDT采集压头压入深度并通过转换板12的数据转换及控制系统的计算得到相应实验硬度值，并在触摸屏上实时的进行显示。试验完成后加力杠杆上移复位，步进电机带动升降丝杆下降使试样脱离压头，试验完成。
【主权项】
1.一种全自动的洛氏硬度计，其特征在于:包括用于支撑试样的载物台、对试样施加压力的动力传递系统、对压痕深度测量的压痕测量结构、对动力传递系统的负荷进行采集的负荷采集装置和控制系统，所述的载物台在驱动装置的驱动下上下运动，所述的动力传递系统包括一个伺服电机和加力杠杆，所述的伺服电机通过减速机及连接机构带动加力杠杆使压头对试样进行下压，所述的负荷采集装置实时的采集加力杠杆的加力大小，且负荷采集装置与控制系统相连，所述的控制系统根据采集的数据实时的控制加力杠杆的加力大小。
2.如权利要求1所述的全自动的洛氏硬度计，其特征在于:所述的负荷采集装置为应变片式负荷传感器，其采集加力杠杆前段压头的加力大小，并将采集的信号发送给控制系统，所述的控制系统根据应变片式负荷传感器采集的信号控制伺服电机，进而实现自动加载初始力值和保载力值。
3.如权利要求1所述的全自动的洛氏硬度计，其特征在于:所述的压痕测量结构为差动变压器，所述的差动变压器采集压头压入深度并通过数据转换及计算得到相应实验硬度值。
4.如权利要求1所述的全自动的洛氏硬度计，其特征在于:所述的驱动装置，包括一个步进电机，载物台，升降丝杠和同步带轮；所述的步进电机的输出端固定同步齿轮，所述的同步齿轮通过同步带连接同步带轮，所述的同步带轮内侧连接升降丝杠螺母，在丝杠上方连接载物台带动试样移动。
5.如权利要求4所述的全自动的洛氏硬度计，其特征在于:在丝杠的下端安装有推力球轴承，所述的推力轴承保证同步带传动机构驱动丝杠螺母转动时阻力最小。
6.如权利要求4所述的全自动的洛氏硬度计，其特征在于:在丝杠的底部安装有导向块，所述的导向块保证丝杠螺母回转时丝杠做直线升降运动。
7.如权利要求1所述的全自动的洛氏硬度计，其特征在于:所述的动力传递系统，包括一个加力杠杆，负荷传感器，伺服电机、减速机和减速带轮；所述的伺服电机与减速机相连，所述的减速机另一端固定小同步带轮，所述的小同步带轮通过同步带连接大同步带轮，大同步带轮与丝杠螺母连接，在丝杠上端通过连接杆连接负荷传感器，负荷传感器另一侧连接加力杠杆，加力杠杆一端固定，另一端伸出主机，在其头部安装实验压头。
8.如权利要求7所述的全自动的洛氏硬度计，其特征在于:所述的加力杠杆的固定端安装在洛氏硬度计的主机机身上。
9.如权利要求1所述的全自动的洛氏硬度计，其特征在于:所述的控制系统的输出端连接有触摸屏和打印机。
【专利摘要】本实用新型公开了一种全自动的洛氏硬度计，包括用于支撑试样的载物台、对试样施加压力的动力传递系统、对压痕深度测量的压痕测量结构、对动力传递系统的负荷进行采集的负荷采集装置和控制系统，所述的载物台在驱动装置的驱动下上下运动，所述的动力传递系统包括一个伺服电机和加力杠杆，所述的伺服电机通过减速机及连接机构带动加力杠杆使压头对试样进行下压，所述的负荷采集装置实时的采集加力杠杆的加力大小，且负荷采集装置与控制系统相连，所述的控制系统根据采集的数据实时的控制加力杠杆的加力大小。
【IPC分类】G01N3-44
【公开号】CN204536142
【申请号】CN201520290775
【发明人】梁为超, 丁乃平, 杨庆明, 陈天斌
【申请人】济南时代试金仪器有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月7日