本发明涉及一种链条智能化预拉链长检测方法及其装置。
背景技术：
链条预拉处理是链条尤其是精密链条生产制造过程中的一个重要工艺技术，具有矫正链条装配制作后链条整体的节距误差及扭曲，使链条零件受力均匀化，使链条框架趋于稳定，增强链条的灵活性；减小链条使用时初期磨损阶段伸长量，使链条零件表面有残余应力以较大幅度地提高链条的疲劳强度等优点。链长精度是链条产品的一项重要性能指标，影响链条与链轮啮合的均匀性，每批链条都要进行链长检测，预拉处理使链条发生一定程度的冷硬现象，使链条有一定程度的伸长，对链长精度产生影响。同一链条的预拉力和链长测量力一般相差30倍以上，目前国内的链条预拉和链长测量是在不同的设备上分开进行的，且预拉力和预拉时间是固定的，占用过多的人力和设备，效率低，不利于对链长精度进行有效控制。
技术实现要素：
为了解决上述的技术问题，本发明的第一个目的是提供一种效率高、质量好的链条智能化预拉及链长检测台。本发明的第二个目的是提供一种链条智能化预拉及链长检测方法。
为了实现上述第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种链条智能化预拉及链长检测台，包括机架、工作台面、预拉动力装置、测量动力装置、测长装置和控制台，所述控制台位于机架旁，且控制台接收测长装置的信息对预拉动力装置进行调整控制，所述工作台面固定在机架顶部；所述工作台面上设有两条相互平行的大导轨，且两条大导轨之间还设有第一长条形通孔，所述预拉动力装置包括伺服系统、减速机、皮带、第二丝杆、第二螺母、第一大托板、第一固定块、预拉力传感器、第二固定块、第二大托板和第四固定块，所述第一大托板和第二大托板的底部通过滑块滑动设置在大导轨上，所述第一大托板的一端固定有第一固定块，所述第二大托板靠近第一大托板的一端固定有第二固定块，所述预拉力传感器的一端与第二固定块固定，另一端与第一固定块弹性连接，所述伺服系统、减速机和第二丝杆通过安装板设置在工作台面的底部，减速机通过皮带驱动第二丝杆，且第二丝杆上还设有第二螺母，所述第二螺母贯穿第一长条形通孔后与第一大托板底部相固定，第一大托板能在伺服系统的驱动下沿大导轨直线运动；所述第二大托板上设有两条相互平行的小导轨，且两条小导轨之间还设有第二长条形通孔，所述测量动力装置包括步进电机、第一丝杆、第一螺母、第一小托板、测量力传感器、第三固定块、第二小托板和第四固定块，所述第一小托板和第二小托板的底部滑动设置在小导轨上，所述第一小托板的一端设有向上突起的凸块，所述第二小托板靠近第一小托板的一端固定有第三固定块，另一端固定有夹具，所述测量力传感器的两端分别与凸块、第三固定块固定，所述步进电机和第一丝杆设置在第二大托板的底部，且第一丝杆上还设有第一螺母，所述第一螺母贯穿第二长条形通孔后与第一小托板底部相固定，第一小托板能在步进电机的驱动下沿小导轨直线运动；所述测长装置包括设置在工作台面一侧的光栅尺、直线导轨和自动测量头，所述工作台面上还等距间隔分布多个夹具固定块，夹具固定块固定在机架上，夹具固定块上表面低于工作台面，用盖板盖住保持台面的水平，根据具体的链长可选相应的夹具固定块来固定夹具。
作为优选方案：所述第一固定块的一端设有t形块，所述第一固定块中部设有通孔，所述t形块中部的连接柱贯穿通孔后与预拉力传感器固定，且t形块与第一固定块之间设有压簧。
作为优选方案：所述t形块上连接柱的两侧设有多个容纳压簧的第一凹槽，所述第一固定块上与第一凹槽相对应的位置设有多个第二凹槽，所述压簧的两端分别与第一凹槽和第二凹槽的槽底相抵。
作为优选方案：所述第二大托板远离第一大托板的一端固定有防止第二小托板滑出小导轨的的第四固定块，所述第四固定块上设有供链条穿过的通槽。
作为优选方案：预拉力传感器、测量力传感器与夹具的纵向通槽位于同一条直线。
作为优选方案：所述第二丝杆和伺服系统在安装板上纵向上下设置，且第二丝杆位于伺服系统的上方。
作为优选方案：所述工作台面上两条大导轨的外侧分别设有侧挡板，两个侧挡板之间通过上面板覆盖，且上面板上设有符合第一大托板和第二大托板运动轨迹的缺口，上面板在夹具处也设有缺口。
为了实现上述第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种链条智能化预拉及链长检测方法，采用上述链条智能化预拉及链长检测台，步骤如下：
a)、测量链条初始长度：首先根据链条长度选择合适的夹具固定块安装固定端夹具，将链条的一端连接在第二小托板的夹具上，另一端连接在固定端夹具上，伺服系统启动通过减速机和第二丝杆将第二螺母右移，预拉力达到链条张紧及卸压拉力fa时，伺服系统停止加载并保持；然后步进电机启动驱动第一丝杆将第一螺母右移，测量力达到fc时步进电机停止并保持测量力等于fc；自动测量头启动并且沿直线导轨移动至“光栅尺测量首次清零位”，然后自动测量头移至第二小托板上的夹具测量基准面，测量出链条移动端的坐标，自动测量头移动至工作台面上固定链条的夹具处测量链条固定端坐标，同时自动计算所测链长绝对值，自动测量头返回到零点，完成链长初始测量；
b)、第一次预拉：第一螺母左移卸载测量力，当测量力卸载到卸载拉力fa时停止，伺服系统启动，第二螺母右移，预拉力达到参数表中根据链长偏差选择的f1值时停止并保持预拉力到指定时间，完成第一次预拉；
c)、第一次预拉后测量链长：第二螺母左移卸载预拉力，预拉力达到链条张紧力及卸压拉力fa时，伺服系统停止移动，步进电机启动，第一螺母右移，测量力达到fc时步进电机停止并保持测量力等于fc，自动测量头启动并且沿直线导轨移动至“光栅尺测量首次清零位”，然后自动测量头移至第二小托板上的夹具测量基准面，测量出链条移动端的坐标，自动测量头移动至工作台面上固定链条的夹具处测量链条固定端坐标，同时自动计算所测链长绝对值，自动测量头返回到零点，完成第一次链长测量，根据链长结果判定是否再次进行预拉和测量；
d)、若需要再次进行预拉和测量则重复步骤b)和步骤c)，直至链长符合工艺要求，完成链条的预拉和测量。
本发明创新性的将链条预拉和链长测量集成在一台设备上完成，对链条进行开式预拉及链长测量，根据链长测量数据智能化调整预拉参数使链长在设定的范围内，并判断链长是否符合工艺要求。能完成链条的装夹、智能化预拉、链长自动测量，可自动记录并保存链条规格、预拉力、预拉时间、链长及链长变化量等参数，记录的数据可导出，记录格式按具体要求调整；预拉和链长测量采用两套加载系统，预拉力加载采用伺服系统，配合减速机和精密研磨丝杆加载，测量力加载采用步进马达，配合精密研磨丝杆加载，预拉和测量使用两个拉力传感器，可精确控制链条拉力，预拉力和测量力可在一定范围内根据不同链条规格进行预设置；可通过光栅尺进行链长的自动测量，能根据第一次链长测量数据反馈并进行分析，自动选择预拉参数，预拉后第二次测量链长，可多次根据前一次的链长自动选择预拉参数，实现对预拉和链长精度的智能化控制，并能根据链长数据进行链长分组，并判断链长是否合格，实现智能化。该链条智能化预拉及链长检测台是链条产品制造和检测的创新和跨越式提升。
本发明大大提高了产品生产效率，提高了产品质量，减少不合格品率，减少了加工设备和人工，降低了生产能耗，缩短了产品加工流程，减少了生产加工的场地面积。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明预拉力传感器、测量力传感器，固定块以及大小托板的安装结构示意图。
图3是本发明的测量动力装置、第一大托板、第二大托板的结构示意图。
图4是本发明的伺服系统、第二丝杆、第二螺母以及安装板的结构示意图。
图5是本发明的t形块的结构示意图。
图6是本发明的第一固定块的结构示意图。
图7是本发明的夹具的结构示意图。
图8是本发明的第一小托板的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1至图7所示的一种链条智能化预拉及链长检测台，包括机架1、工作台面2、预拉动力装置、测量动力装置、测长装置和控制台，所述控制台位于机架1旁，且控制台接收测长装置的信息对预拉动力装置进行调整控制，所述工作台面2固定在机架2顶部；所述工作台面2上设有两条相互平行的大导轨，且两条大导轨之间还设有第一长条形通孔，所述预拉动力装置包括伺服系统23、减速机、皮带、第二丝杆24、第二螺母25、第一大托板13、第一固定块7、预拉力传感器8、第二固定块9、第二大托板14和第四固定块12，所述第一大托板13和第二大托板14的底部通过滑块滑动设置在大导轨上，所述第一大托板13的一端固定有第一固定块7，所述第二大托板14靠近第一大托板13的一端固定有第二固定块9，所述预拉力传感器8的一端与第二固定块9固定，另一端与第一固定块7弹性连接，所述伺服系统23、减速机和第二丝杆24通过安装板22设置在工作台面2的底部，减速机通过皮带驱动第二丝杆24，且第二丝杆24上还设有第二螺母25，所述第二螺母25贯穿第一长条形通孔后与第一大托板13底部相固定，第一大托板13能在伺服系统23的驱动下沿大导轨直线运动；所述第二大托板14上设有两条相互平行的小导轨，且两条小导轨之间还设有第二长条形通孔，所述测量动力装置包括步进电机19、第一丝杆21、第一螺母20、第一小托板15、测量力传感器10、第三固定块18、第二小托板16和第四固定块12，所述第一小托板15和第二小托板16的底部滑动设置在小导轨上，所述第一小托板15的一端设有向上突起的凸块161，所述第二小托板16靠近第一小托板15的一端固定有第三固定块18，另一端固定有夹具11，所述测量力传感器10的两端分别与凸块161、第三固定块18固定，所述步进电机19和第一丝杆21设置在第二大托板14的底部，且第一丝杆21上还设有第一螺母20，所述第一螺母20贯穿第二长条形通孔后与第一小托板15底部相固定，第一小托板15能在步进电机19的驱动下沿小导轨直线运动；所述测长装置包括设置在工作台面2一侧的光栅尺、直线导轨和自动测量头，所述工作台面2上还等距间隔分布多个夹具固定块5，夹具固定块5固定在机架1上，夹具固定块5上表面低于工作台面2，用盖板盖住保持台面的水平，根据具体的链长可选相应的夹具固定块5来固定夹具11。
所述第一固定块7的一端设有t形块6，所述第一固定块7中部设有通孔71，所述t形块6中部的连接柱61贯穿通孔71后与预拉力传感器8固定，且t形块6与第一固定块7之间设有压簧17。所述t形块6上连接柱61的两侧设有多个容纳压簧17的第一凹槽62，所述第一固定块7上与第一凹槽62相对应的位置设有多个第二凹槽72，所述压簧17的两端分别与第一凹槽62和第二凹槽72的槽底相抵。弹簧的缓冲作用可以防止丝杆刚性加载时的瞬间过载对链条造成损害。
所述夹具11的上端面设有纵向通槽111，且纵向通槽111的侧壁上设有弧形收拢台阶部113，所述夹具11靠近弧形收拢台阶部113的一个侧面上设有横向通槽112，横向通槽112中部的槽底与纵向通槽111连通。
所述第二大托板14远离第一大托板13的一端固定有防止第二小托板16滑出小导轨的的第四固定块12，所述第四固定块12上设有供链条穿过的通槽。
预拉力传感器8、测量力传感器10与夹具11的纵向通槽111位于同一条直线。所述第二丝杆24和伺服系统23在安装板22上纵向上下设置，且第二丝杆24位于伺服系统23的上方。
所述工作台面2上两条大导轨的外侧分别设有侧挡板3，两个侧挡板3之间通过上面板4覆盖，且上面板4上设有符合第一大托板13和第二大托板14运动轨迹的缺口，上面板4在夹具11处也设有缺口。
一种链条智能化预拉及链长检测方法，采用上述的链条智能化预拉及链长检测台，步骤如下：
a)、测量链条初始长度：首先根据链条长度选择合适的夹具固定块安装固定端夹具，将链条的一端连接在第二小托板的夹具上，另一端连接在固定端夹具上，伺服系统启动通过减速机和第二丝杆将第二螺母右移，预拉力达到链条张紧及卸压拉力fa时，伺服系统停止加载并保持；然后步进电机启动驱动第一丝杆将第一螺母右移，测量力达到fc时步进电机停止并保持测量力等于fc；自动测量头启动并且沿直线导轨移动至“光栅尺测量首次清零位”，然后自动测量头移至第二小托板上的夹具测量基准面，测量出链条移动端的坐标，自动测量头移动至工作台面上固定链条的夹具处测量链条固定端坐标，同时自动计算所测链长绝对值，自动测量头返回到零点，完成链长初始测量；
b)、第一次预拉：第一螺母左移卸载测量力，当测量力卸载到卸载拉力fa时停止，伺服系统启动，第二螺母右移，预拉力达到参数表中根据链长偏差选择的f1值时停止并保持预拉力到指定时间，完成第一次预拉；
c)、第一次预拉后测量链长：第二螺母左移卸载预拉力，预拉力达到链条张紧力及卸压拉力fa时，伺服系统停止移动，步进电机启动，第一螺母右移，测量力达到fc时步进电机停止并保持测量力等于fc，自动测量头启动并且沿直线导轨移动至“光栅尺测量首次清零位”，然后自动测量头移至第二小托板上的夹具测量基准面，测量出链条移动端的坐标，自动测量头移动至工作台面上固定链条的夹具处测量链条固定端坐标，同时自动计算所测链长绝对值，自动测量头返回到零点，完成第一次链长测量，根据链长结果判定是否再次进行预拉和测量；
d)、若需要再次进行预拉和测量则重复步骤b)和步骤c)，直至链长符合工艺要求，完成链条的预拉和测量。
链条的预拉力和测量力都是以链条抗拉强度fu的百分比来计算的，标准滚子链的预拉力为30%~60%fu，而测量链长时的测量力为1%fu，同意规格链条的预拉力是测量力的30倍以上，如果不同规格链条的预拉和测长在一台设备上，大规格链条的预拉力是小规格链条测量力的100倍以上，甚至可达300倍。如果采用一套动力系统，则要求加载和测量系统的精度非常高，精度高时会降低加载和卸载的速度。链条的预拉力和测量力相差很大，预拉和链长测量采用独立运行的丝杆加载系统和独特的2套直线导轨和装在导轨上4个托板的组合结构，并采用两套加载系统，预拉力加载采用伺服系统，配合减速机和精密研磨丝杆加载，测量力加载采用步进马达，配合精密研磨丝杆加载，预拉和测量使用两个拉力传感器，可精确控制链条预拉力和链长测量力，确保链长测量的精度，且预拉力和测量力可通过人工设置，增加了设备的柔性。
本发明可自动记录并保存链条规格、预拉力、预拉时间、链长及链长变化量等参数，记录的数据可导出，记录格式按具体要求调整，本发明整机带有自动恒温系统，可有效避免测量时由于温度差带来的尺寸变化，
应当指出，以上实施例仅是本发明的代表性例子。本发明还可以有许多变形。凡是依据本发明的实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。