具有测试功能的压装机的制作方法

本实用新型涉及测试技术领域，特别涉及一种具有测试功能的压装机。

背景技术：

在工业自动化制造行业，产品的稳定性越来越受到关注，这种关注也在逐渐渗透到汽车制造、电器电子、医疗器械等每一个涉及机械精加工的行业中。产品制造完成后的某些特定测试是保证产品质量的一个关键因素。

当前用于测试弹簧力、插拔力、形变、寿命、强度、破坏力、按键等的测试设备，其动力源普遍采用液压、气压及气液增压等方式，但采用上述动力源测试时，测试的压力与位移都无法精确控制，并且自动化程度较低，测试数据的记录与通讯比较困难，无法实现可追溯。另外，液压需要液压站提供动力，行进速度慢，能耗较高，且易产生油污污染；气压需要压缩空气提供动力，可产生的压力小。

至于采用伺服电缸的测试设备，其伺服电缸通常采用PLC(可编程逻辑控制器)来进行监测和控制，但难以实现精准控制。受限于PLC的采样频率，能监测到的有效数据点极少，无法真实反映测试关键点的情况，不但测试效率低，更无法保证产品质量。

另外，即使采用高频的采样板卡，现有的基于PLC监测控制的设备若要实现对测试曲线的评估，则需要复杂的、专业的编程与调试，给使用带来极大的不便。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中无法精确监控测试过程的缺陷，提供一种具有测试功能的压装机。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种具有测试功能的压装机，其特点在于，所述压装机包括机架和控制器，以及与所述控制器电连接的位移传感器、压力传感器和触摸屏，所述位移传感器设于所述机架上，并且所述机架上还设有与所述位移传感器机械连接的测试头，所述压力传感器设于所述测试头上，所述机架的下方还设有与所述测试头相对的压板，所述压板用于承载待测工件；

所述位移传感器用于在测试过程中生成位移信号，并将所述位移信号发送至所述控制器；

所述压力传感器用于在测试过程中生成压力信号，并将所述压力信号发送至所述控制器；

所述控制器用于将所述位移信号以及所述压力信号发送至所述触摸屏；

所述触摸屏用于显示所述位移信号以及所述压力信号。

较佳地，所述控制器用于根据所述位移信号以及所述压力信号生成测试过程曲线，并将所述测试过程曲线发送至所述触摸屏，所述测试过程曲线包括压力-时间曲线、位移-时间曲线、压力-位移曲线中的至少一个；

所述触摸屏用于显示所述测试过程曲线。

较佳地，所述压装机还包括伺服电机和伺服电缸，所述伺服电机与所述控制器电连接，所述伺服电机和所述伺服电缸设于所述机架上，所述伺服电缸的一端连接至所述伺服电机并且另一端连接至所述测试头；

所述触摸屏用于接收设置测试过程参数的第一指令，并将所述第一指令发送至所述控制器，所述测试过程参数包括测试位移和测试速度；

所述控制器用于将所述第一指令发送至所述伺服电机。

较佳地，所述触摸屏还用于接收设置评估过程参数的第二指令，并将所述第二指令发送至所述控制器；

所述评估过程参数包括压力上限、压力下限、压力均值、压力斜率阈值、压力最值、位移上限、位移下限、位移均值、位移斜率阈值、位移最值、拐点值、迟滞参数中的至少一个。

较佳地，所述触摸屏还用于接收选择待评估点的第三指令，并将所述第三指令发送至所述控制器。

较佳地，所述触摸屏还用于接收设置待评估区域的第四指令，并将所述第四指令发送至所述控制器，所述待评估区域包括所述待评估点。

较佳地，所述伺服电机、伺服电缸以及所述位移传感器设于同一筒状结构内，所述筒状结构轴向设于所述机架上。

较佳地，所述压装机还包括防护罩，所述防护罩与所述机架可拆卸连接，所述筒状结构位于所述机架和所述防护罩形成的空间内。

较佳地，所述压装机还包括电气柜，所述电气柜设于所述机架内部并与所述控制器电连接；

所述电气柜用于向所述控制器供电。

较佳地，所述压板上设有T型槽和标准螺纹孔；

和/或，所述机架为台式弓形。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型基于位移传感器和压力传感器，对测试过程中生成的位移信号和压力信号进行了实时显示，实现了对测试过程的精确监控。

附图说明

图1为根据本实用新型较佳实施例的具有测试功能的压装机的结构示意图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

本实施例提供一种具有测试功能的压装机，图1示出了本实施例的压装机的结构示意图。参照图1，本实施例的压装机包括：触摸屏1、测试头2、控制器(图中未示出)、位移传感器3、压力传感器(图中未示出)、机架4、压板5。

具体地，控制器分别与位移传感器3、压力传感器以及触摸屏1电连接，位移传感器设于机架4上，并且机架4上还设有与位移传感器机械连接的测试头2，压力传感器设于测试头2上，其中，压力传感器可以根据实际需要设于测试头2的外部或者内部，机架4的下方还设有与测试头2相对的压板5，压板5用于承载待测工件。

在测试过程中，测试头2向下运动，位移传感器3实时检测测试头2的运动位移并生成位移信号，压力传感器则实时检测测试头2上的压力并生成压力信号。位移传感器3和压力传感器还分别将其生成的位移信号和压力信号发送至控制器，触摸屏1则显示控制器发送至其的位移信号和压力信号。

在本实施例中，位移传感器3和压力传感器的采集频率可以高达500kHz，从而可以精确检测测试头2的运动位移及其上的压力。控制器可以根据位移信号以及压力信号生成测试过程曲线，测试过程曲线可以包括但不限于表征测试头2上的压力与时间之间对应关系的压力-时间曲线、表征测试头2的运动位移与时间之间对应关系的位移-时间曲线、表征测试头2上的压力与测试头2的运动位移之间对应关系的压力-位移曲线。触摸屏1则可以用于显示上述测试过程曲线，从而本实施例实现了在测试过程中的对压力以及位移的实时监测，进而可以根据实时监测到的压力和位移控制测试过程。

参照图1，本实施例的压装机还包括筒状结构(图中未示出)，筒状结构轴向设于机架4上，并且其中设有位移传感器3、伺服电机(图中未示出)以及伺服电缸6。具体地，伺服电机与控制器电连接，伺服电缸6的一端连接至伺服电机并且另一端连接至测试头2。为节约空间，可以将伺服电机集成在伺服电缸6内。触摸屏1可以接收若干设置测试过程参数的第一指令，并将第一指令发送至控制器以创建测试控制程序，测试过程参数可以包括但不限于测试位移和测试速度，其中，包括若干第一指令的测试控制程序根据实际需要，可以实现单步、连续或者循环运行(循环次数可以根据实际需要自定义设置)。控制器将第一指令发送至伺服电机，进而可以根据设置的测试过程参数设置伺服电机，通过伺服电机的运转带动伺服电缸6的运转，进而控制测试头2进行测试。

在本实施例中，测试控制程序可以包括若干第一指令，每一第一指令均可以设置独立的测试位移和测试速度，不同第一指令的组合，可以分段地实现压装机的测试功能。例如，在空行程或回程时，可以设置较快的测试速度(如50mm/s)，以缩短测试节拍，提高生产效率；而在与工件接触后，则可以设置较慢的测试速度(如10mm/s)，以保证测试质量。又例如，通过对测试位移的设置，可以当测试头2的位移到达某一位置时，使得测试头2在保压一定时间后，再返回进行下一次测试。从而，本实施例的压装机，可以根据实际需要，实现基于测试位移、测试速度等的多种不同的控制模式。

在本实施例中，触摸屏1还可以接收设置评估过程参数的第二指令，评估过程参数可以包括但不限于压力上限、压力下限、压力均值、压力斜率阈值、压力最值、位移上限、位移下限、位移均值、位移斜率阈值、位移最值、拐点值、迟滞参数。触摸屏1将第二指令发送至控制器后，控制器可以根据设置的评估过程参数以及生成的实时测试过程曲线评估工件是否满足预设的评估目标，并将评估结果显示在触摸屏1上，其中，评估结果可以是对测试过程曲线的数据分析结果，也可以是测试过程(也即被测试工件)是否合格的结果。

例如，弹簧被压缩至某个长度时产生的弹力需要精确一致，在进行弹簧力测试时，则可以将评估过程参数设置为包括弹簧的压缩量，以及该压缩量对应的弹力值，进而可以利用测试头2将弹簧精确压缩至具体的压缩量，并且获取该具体的压缩量所对应的压力值，从而可以根据设置的评估过程参数，以及生成的测试过程曲线(位移-压力曲线)来评估该弹簧是否满足预设的评估目标。

在本实施例中，触摸屏1还可以接收选择待评估点的第三指令，触摸屏1将第三指令发送至控制器后，控制器可以根据上述评估过程参数评估待评估点，并将评估结果显示在触摸屏1上。此外，触摸屏1还可以接收设置包括待评估点的待评估区域的第四指令，将该第四指令发送至控制器后，控制器可以根据上述评估过程参数评估位于待评估区域中的测试过程曲线来评估该待评估点。

例如，当工件完成组装后，对该工件进行插拔力测试时，可以选择测试过程曲线中的拐点作为待测试点，对其插拔力进行评估。

在本实施例中，可以基于设置的评估过程参数以及实时生成的测试过程曲线(包括待评估点)来评估被测试工件是否满足预设的评估目标，一旦监测到评估结果为不满足，则可以立即输出测试不合格的结果至触摸屏1。

在本实施例中，压装机还可以包括存储器(图中未示出)，用于存储生成的测试过程曲线、以及结合该测试过程曲线对具体被测试工件的各评估结果，实现每一被测试工件的测试数据可追溯。其中，经由USB(通用串行总线)接口和TCP/IP通讯，可以导出和上传该存储器中的数据。

参照图1，本实施例的压装机还包括防护罩7，防护罩7与机架4可拆卸连接，筒状结构可以位于机架4和防护罩7形成的空间内。防护罩7可以采用但不限于透明亚克力板。

本实施例的压装机还包括电气柜8，电气柜8可以设于机架4内部并与控制器电连接，以用于向控制器供电。

在本实施例中，压板5上还设有T型槽和标准螺纹孔，以方便操作人员更换用于承载待测工件的工装。

在本实施例中，机架4为台式弓形，摆放灵活，可以采用但不限于铝或钢制成。

在本实施例中，位移传感器3包括但不限于编码器、电阻尺、光栅尺、磁栅尺，压力传感器包括但不限于应变片式的拉力、压力及拉压力传感器、压电晶体传感器。

伺服电机的制造商可以采用但不限于松下、三菱、安川、西门子、力士乐，控制器既可以经由Profinet(新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准)、CC-Link(Control&Communication Link，控制与通信链路系统)等与伺服电机进行通信，也可以通过向伺服电机发射脉冲的方式来设置伺服电机。

伺服电缸6可以采用滚珠丝杠和滚柱丝杠，与伺服电机可采用直连式或折返式的连接方式。伺服电缸6的安装可以采用前法兰、侧面固定等方式。伺服电缸6可以带有常闭型的限位开关，对伺服电缸6的行程进行硬限位，当伺服电缸6的推杆运行到限位开关的位置时，限位开关输出的信号能够立即让伺服电机停止运行，以确保设备安全。限位开关以及上述位移上限、位移下限的设置，实现了对测试过程的双重保障，有利于提高测试过程以及压装机的安全性。

应当理解，本实施例中的压装机不仅可以进行弹簧力测试和插拔力测试，还可进行形变测试、寿命测试、强度测试、破坏力测试、按键测试等。此外，在小型的压装场合，压装机的测试头还可以用作对工件进行压装的压装头，能够实现对压装过程的精确监控。

在本实施例中，可以基于位移传感器和压力传感器，对测试过程中生成的位移信号和压力信号进行了实时显示，实现了对测试过程的精确监控。进而可以基于监测到的位移和压力精确控制测试过程，还可以基于生成的测试过程曲线对被测试工件进行评估，实现了评估过程的自动化以及测试历史数据的可追溯，能够高效、高质地完成测试。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。