一种压力开关调压设备及调压控制方法与流程

1.本发明涉及调试设备技术领域，具体涉及一种压力开关调压设备及调压控制方法。


背景技术：

2.压力开关主要是检测控制对象的压力值，压力值符合达到设定值时给予反馈信号。在实际生产过程中需要对动作压力值实施设定然后进行全检。一种多用途压力开关，其工作原理可以参考公开号为cn204696035u的中国专利文件，当感应到压力增大到压力值，弹性膜片凸起与顶推杆相抵，顶推杆使得动、静触头贴合；当感应到压力降低到恢复值以下时，弹性膜片可自动复位，动、静触头分离，从而实现压力作用下开关电信号的输出。这类压力开关广泛使用于汽车，空调，净水机等多个领域。
3.一般的这类开关压力设定的生产工艺是将膜片组件连接在一个压力源上面，膜片组件包括焊接固定在一起的带孔压板和膜片，通过缓慢升压观察产品是否动作，动作时的压力值是否在要求动作的压力值内。如不在范围内，人工用敲击产品的不同方向来改变产品内部的弹性膜片和限位板的形状，使产品的压力值发生改变，从而达到想要的压力值。这种调压工艺的缺陷是调试效率低，容易造成产品报废；且人工操作容易疲劳、生产噪音大。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
5.一种压力开关调压设备，包括控制器、机架、调压夹具、按压探测组件、侧面挤压组件、按压转换组件和供压组件，所述调压夹具设置在所述机架底部，所述按压探测组件设置在所述机架上且位于所述调压夹具的上方，所述侧面挤压组件设置在所述调压夹具的外侧，所述按压转换组件设置在所述调压夹具的一侧，所述供压组件与所述调压夹具之间连接有供压气路，所述控制器分别与所述按压探测组件、所述侧面挤压组件、所述按压转换组件和所述供压组件电连接。
6.本发明进一步设置为所述按压探测组件包括固定在机架上的第一伺服电缸，所述第一伺服电缸的输出杆上设置有开关探针、重力传感器和垂直按压块，所述重力传感器位于所述第一伺服电缸的输出杆和所述垂直按压块之间，所述开关探针设置在所述调压夹具的上方且靠近所述调压夹具设置。
7.本发明进一步设置为所述第一伺服电缸的输出杆的端部连接有重力传感器连接块，所述重力传感器连接在所述重力传感器连接块和所述垂直按压块之间，所述开关探针连接在所述垂直按压块上。
8.本发明进一步设置为所述按压转换组件包括伺服电机，所述伺服电机上连接有旋转盘，所述旋转盘上设置有第一敲杆和第二敲杆，所述第一敲杆和所述第二敲杆随所述伺服电机分别转动至所述调压夹具上方。
9.本发明进一步设置为所述第一敲杆靠近所述垂直按压块的一端设有第一按压台
面，所述第一按压台面上开设有与所述开关探针相适配的第一探针槽，所述第一敲杆远离所述垂直按压块的一端设有外边按压套筒，所述第二敲杆靠近所述垂直按压块的一端设有第二按压台面，所述第二按压台面上开设有与所述开关探针相适配的第二探针槽，所述第二敲杆远离所述垂直按压块的一端设有中边按压套筒，所述外边按压套筒的直径大于所述中边按压套筒的直径。
10.本发明进一步设置为所述侧面挤压组件包括第二伺服电缸和第三伺服电缸，所述第二伺服电缸的输出杆的端部和所述第三伺服电缸的输出杆的端部均连接有测力传感器，所述测力传感器均上连接有侧面挤压块，所述侧面挤压块分别设置在所述调压夹具的两侧，所述侧面挤压块靠近所述调压夹具的一侧设有挤压弧面。
11.本发明进一步设置为所述机架上设置有导轨，所述侧面挤压块活动连接在所述导轨上。
12.本发明进一步设置为所述供压组件包括气源、比例阀和压力传感器，所述气源与所述调压夹具之间连接有气路管道，所述比例阀连接在所述气路管道上，所述比例阀包括与所述气源连接的进气口、与所述调压夹具连接的出气口和与外部相通的排气口，所述压力传感器设置在所述调压夹具与所述进气口之间的气路管道上。
13.本发明进一步设置为还包括操作台，所述操作台上设置有触摸屏、电源开关、启动开关和急停开关，所述触摸屏、所述启动开关和所述急停开关分别与所述控制器电连接。
14.一种压力开关调压设备的调压控制方法，采用权利要求上述的压力开关调压设备，包括以下步骤：
15.设备上电，设定好膜片组件的动作上压压力调节区间、动作下压压力调节区间、合格上压压力区间和合格下压压力区间，将膜片组件放置在调压夹具上，启动调压；
16.控制第一伺服电缸带动开关探针下降，当开关探针与膜片组件的膜片接触时产生第一接触信号，第一伺服电缸停止开关探针的下降，再控制第一伺服电缸带动开关探针上升探测高度d处；
17.控制气源工作向调压夹具供气使膜片上弹，当膜片再次接触到开关探针时产生第二接触信号，记录第二接触信号产生时压力传感器的第一压力值，并关闭比例阀停止向调压夹具供气，第一压力值为膜片的动作上压；
18.控制比例阀打开向外部缓慢排气使膜片回弹，当膜片从开关探针上分离时产生第一分离信号，记录第一分离信号产生时压力传感器的第二压力值，第二压力值为膜片的动作下压；
19.根据第一压力值和第二压力值对膜片组件进行调压操作，若第一压力值在合格上压压力区间，则不用对膜片组件进行上压调压动作；若第一压力值高于合格上压压力区间，找到第一压力值所在的动作上压压力调节区间，控制伺服电机带动旋转盘旋转使第一敲杆位于调压夹具的上方，再控制第一伺服电缸带动垂直按压块下降，重力传感器根据第一压力值所在动作上压压力调节区间对应的按压力度，驱使第一敲杆向膜片组件进行外边按压动作；若第一压力值低于合格上压压力区间，找到第一压力值所在的动作上压压力调节区间，控制第二伺服电缸和第三伺服电缸分别带动侧面挤压块向膜片组件移动，测力传感器根据第一压力值所在动作上压压力调节区间对应的挤压力度，驱使侧面挤压块向膜片组件进行侧面挤压动作；若第二压力值在合格下压压力区间，则不用对膜片组件进行下压调压
动作；若第二压力值高于合格下压压力区间，找到第二压力值所在的动作下压压力调节区间，控制第二伺服电缸和第三伺服电缸分别带动侧面挤压块向膜片组件移动，测力传感器根据第二压力值所在动作下压压力调节区间对应的挤压力度，驱使侧面挤压块向膜片组件进行侧面挤压动作；若第二压力值低于合格下压压力区间，找到第二压力值所在的动作下压压力调节区间，控制伺服电机带动旋转盘旋转使第二敲杆位于调压夹具的上方，再控制第一伺服电缸带动垂直按压块下降，重力传感器根据第二压力值所在动作下压压力调节区间对应的按压力度，驱使第二敲杆向膜片组件进行中边按压动作；
20.完成对膜片组件调压操作后，再次对膜片的动作上压和动作下压进行检测，若第一压力值和/或第二压力值仍不在合格上压压力区间和/或合格下压压力区间，则重复对膜片组件进行调压操作。
21.采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
22.1.本技术方案是采用压力开关调压设备对压力开关的膜片组件进行自动化调节，按压转换组件实现第一敲杆和第二敲杆在调压工位上的位置自动切换，方便按压探测组件对膜片组件的外边或中边进行按压；按压探测组件不仅可以对第一敲杆和第二敲杆进行按压，而且设置有开关探针，用来检测膜片的动作上压和动作下压，按压探测组件兼备探测和按压的作用，精简了设备的结构；侧面挤压组件实现侧面挤压块对膜片组件的自动侧面挤压；供压组件向待测膜片组件进行供压，得到膜片在动作上压和动作下压时受到的压力大小。
23.2.本技术方案基于调压设备采用压力开关自动调压方法，根据实测的第一压力值是否在动作上压压力调节区间和/或第二压力值是否在动作下压压力调节区间，对膜片组件进行自动化调压动作，并且根据动作上压压力调节区间和/或动作下压压力调节区间的不同区间，采用不同的按压力度或挤压力度进行调压校正，能更有效、精准地对需要校正膜片组件进行调压校正，提高了压力开关调压效率，降低了产品报废率，同时也降低了工人的劳动负担，减少车间噪音，有效缩减生产成本。
附图说明
24.图1为本发明实施例主视图。
25.图2为本发明实施例局部立体图。
26.图3为本发明实施例按压探测组件主视图。
27.图4为本发明实施例侧面挤压组件及调压夹具主视图。
28.图5为本发明实施例第一敲杆立体图。
29.图6为本发明实施例第二敲杆立体图。
30.图7为本发明实施例电气控制连接方框图。
31.图8为本发明实施例供压组件示意图。
32.图9为本发明实施例膜片组件剖视图。
33.图10为本发明实施例膜片组件调压受力和供气示意图。
具体实施方式
34.为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
36.实施例1
37.结合附图9和10，是本发明压力开关调压设备所要调压的膜片组件，包括膜片、压板和将膜片、压板固定在一起的焊接外壳，焊接外壳的下方有进气管口；其中下述的外边按压动作是在焊接外壳的边缘施加f1方向的作用力，中边按压动作是在压板的中边施加f2方向的作用力，侧面挤压动作是在焊接外壳的外周施加f3方向的作用力；下述的供压组件是向进气管口提供x方向的供气。
38.结合附图1至附图8，本发明技术方案是一种压力开关调压设备，包括控制器1、机架2、调压夹具3、按压探测组件4、侧面挤压组件5、按压转换组件6和供压组件7，所述调压夹具3设置在所述机架2底部，所述按压探测组件4设置在所述机架2上且位于所述调压夹具3的上方，所述侧面挤压组件5设置在所述调压夹具3的外侧，所述按压转换组件6设置在所述调压夹具3的一侧，所述供压组件7与所述调压夹具3之间连接有供压气路，所述控制器1分别与所述按压探测组件4、所述侧面挤压组件5、所述按压转换组件6和所述供压组件7电连接。
39.在本实施例中，所述按压探测组件4包括固定在机架2上的第一伺服电缸41，所述第一伺服电缸41的输出杆上设置有开关探针42、重力传感器43和垂直按压块44，所述第一伺服电缸41的输出杆的端部连接有重力传感器连接块45，所述重力传感器43连接在所述重力传感器连接块45和所述垂直按压块44之间，所述开关探针42连接在所述垂直按压块44上，所述开关探针42设置在所述调压夹具3的上方且靠近所述调压夹具3设置。按压探测组件不仅可以对第一敲杆和第二敲杆进行按压，而且设置有开关探针，用来检测膜片的动作上压和动作下压，重力传感器检测对膜片组件外边或中边按压的力度。按压探测组件兼备探测和按压的作用，精简了设备的结构。
40.在本实施例中，所述按压转换组件6包括伺服电机61，所述伺服电机61上连接有旋转盘62，所述旋转盘62上设置有第一敲杆63和第二敲杆64，所述第一敲杆63和所述第二敲杆64随所述伺服电机61分别转动至所述调压夹具3上方。旋转盘上设置第一敲杆和第二敲杆，通过伺服电机旋转不同的角度，可以将第一敲杆或第二敲杆旋转至调压夹具上方，方便按压探测组件对第一敲杆或第二敲杆进行施压从而对膜片组件进行按压操作。
41.在本实施例中，所述第一敲杆63靠近所述垂直按压块44的一端设有第一按压台面631，所述第一按压台面631上开设有与所述开关探针42相适配的第一探针槽632，所述第一敲杆63远离所述垂直按压块44的一端设有外边按压套筒633，所述第二敲杆64靠近所述垂直按压块44的一端设有第二按压台面641，所述第二按压台面641上开设有与所述开关探针42相适配的第二探针槽642，所述第二敲杆64远离所述垂直按压块44的一端设有中边按压套筒643，所述外边按压套筒633的直径大于所述中边按压套筒643的直径。外边按压套筒用于膜片组件的外边按压动作；中边按压套筒用于膜片组件的中边按压动作；旋转盘上设置有用于外边按压套筒和中边按压套筒的复位弹簧，使得按压探测组件按压完成后，外边按
压套筒和中边按压套筒会进行自复位；探针槽用于垂直按压块对按压台面进行施加作用力时对开关探针进行保护，防止开关探针受力变形。
42.在本实施例中，所述侧面挤压组件5包括第二伺服电缸51和第三伺服电缸52，所述第二伺服电缸51的输出杆的端部和所述第三伺服电缸52的输出杆的端部均连接有测力传感器53，所述测力传感器53均上连接有侧面挤压块54，所述侧面挤压块54分别设置在所述调压夹具3的两侧，所述侧面挤压块54靠近所述调压夹具3的一侧设有挤压弧面55，所述机架2上设置有导轨56，所述侧面挤压块54活动连接在所述导轨56上。挤压弧面能使侧面挤压块从两侧全面地对膜片组件进行侧面挤压动作，导轨保证侧面挤压块动作方向的准确性。
43.在本实施例中，所述供压组件7包括气源71、比例阀72和压力传感器73，所述气源71与所述调压夹具3之间连接有气路管道，所述比例阀72连接在所述气路管道上，所述比例阀72包括与所述气源71连接的进气口、与所述调压夹具3连接的出气口和与外部相通的排气口，所述压力传感器73设置在所述调压夹具3与所述进气口之间的气路管道上。比例阀用于打开或关闭气源向待测膜片组件进气口的进气，同时也用于向外进行排气。
44.在本实施例中，还包括操作台8，所述操作台8上设置有触摸屏81、电源开关82、启动开关83和急停开关84，所述触摸屏81、所述启动开关83和所述急停开关84分别与所述控制器1电连接。
45.在本实施例中，所述开关探针42的输出端、所述重力传感器43的输出端、所述测力传感器53的输出端和所述压力传感器73的输出端分别连接到所述控制器1的输入端；所述控制器1的输出端分别连接所述第一伺服电缸41的输入端、所述第二伺服电缸51的输入端、所述第三伺服电缸52的输入端、所述伺服电机61的输入端、所述气源1的输入端和所述比例阀72的输入端。在本实施例中，所述控制器1为三菱fx3u系列的plc。
46.实施例2
47.结合附图2，本发明技术方案是一种压力开关调压设备的调压控制方法，采用实施例1所述的压力开关调压设备，包括以下步骤：
48.设备上电，设定好膜片组件的动作上压压力调节区间、动作下压压力调节区间、合格上压压力区间和合格下压压力区间，将膜片组件放置在调压夹具上，启动调压；
49.控制第一伺服电缸带动开关探针下降，当开关探针与膜片组件的膜片接触时产生第一接触信号，第一伺服电缸停止开关探针的下降，再控制第一伺服电缸带动开关探针上升探测高度d处；
50.控制气源工作向调压夹具供气使膜片上弹，当膜片再次接触到开关探针时产生第二接触信号，记录第二接触信号产生时压力传感器的第一压力值，并关闭比例阀停止向调压夹具供气，第一压力值为膜片的动作上压；
51.控制比例阀打开向外部缓慢排气使膜片回弹，当膜片从开关探针上分离时产生第一分离信号，记录第一分离信号产生时压力传感器的第二压力值，第二压力值为膜片的动作下压；
52.根据第一压力值和第二压力值对膜片组件进行调压操作，若第一压力值在合格上压压力区间，则不用对膜片组件进行上压调压动作；若第一压力值高于合格上压压力区间，找到第一压力值所在的动作上压压力调节区间，控制伺服电机带动旋转盘旋转使第一敲杆位于调压夹具的上方，再控制第一伺服电缸带动垂直按压块下降，重力传感器根据第一压
力值所在动作上压压力调节区间对应的按压力度，驱使第一敲杆向膜片组件进行外边按压动作；若第一压力值低于合格上压压力区间，找到第一压力值所在的动作上压压力调节区间，控制第二伺服电缸和第三伺服电缸分别带动侧面挤压块向膜片组件移动，测力传感器根据第一压力值所在动作上压压力调节区间对应的挤压力度，驱使侧面挤压块向膜片组件进行侧面挤压动作；若第二压力值在合格下压压力区间，则不用对膜片组件进行下压调压动作；若第二压力值高于合格下压压力区间，找到第二压力值所在的动作下压压力调节区间，控制第二伺服电缸和第三伺服电缸分别带动侧面挤压块向膜片组件移动，测力传感器根据第二压力值所在动作下压压力调节区间对应的挤压力度，驱使侧面挤压块向膜片组件进行侧面挤压动作；若第二压力值低于合格下压压力区间，找到第二压力值所在的动作下压压力调节区间，控制伺服电机带动旋转盘旋转使第二敲杆位于调压夹具的上方，再控制第一伺服电缸带动垂直按压块下降，重力传感器根据第二压力值所在动作下压压力调节区间对应的按压力度，驱使第二敲杆向膜片组件进行中边按压动作；
53.完成对膜片组件调压操作后，再次对膜片的动作上压和动作下压进行检测，若第一压力值和/或第二压力值仍不在合格上压压力区间和/或合格下压压力区间，则重复对膜片组件进行调压操作。
54.针对实测第一压力值和第二压力值来确定膜片组件的上压和下压，针对上压高或低、下压高或低的矫正进行说明：
55.上压高是压板跟膜片外边靠太远，敲外边使压板跟膜片距离变小；
56.上压低是压板跟膜片外边靠太近，敲侧边使压板跟膜片距离变大；
57.下压高是压板跟膜片的距离靠的近，敲侧边使压板跟膜片距离变大；
58.下压低是压板跟膜片的距离远，敲中边使压板高度变低。
59.结合一个具体调压操作进行说明：通过操作台向设备输入膜片组件的合格上压压力区间：0.3
±
0.015mpa、合格下压压力区间：0.1
±
0.015mpa，并且输入动作上压压力调节区间及其所对应的调压力度、动作下压压力调节区间及其所对应的调压力度，如下表1和表2：
60.表1上压压力调节区间及其所对应的调压力度
61.序号上压低序号上压高10.284-0.274(压力可调f1)90.316-0.326(压力可调f9)20.273-0.263(压力可调f2)100.327-0.337(压力可调f10)30.262-0.252(压力可调f3)110.338-0.348(压力可调f11)40.251-0.241(压力可调f4)120.349-0.359(压力可调f12)50.240-0.230(压力可调f5)130.360-0.370(压力可调f13)60.229-0.219(压力可调f6)140.371-0.381(压力可调f14)70.218-0.208(压力可调f7)150.382-0.392(压力可调f15)80.207-0.197(压力可调f8)160.392以上(压力可调f16)
62.表2上压压力调节区间及其所对应的调压力度
63.序号下压低序号下压高170.084-0.074(压力可调f17)250.116-0.126(压力可调f25)180.073-0.063(压力可调f18)260.127-0.137(压力可调f26)
190.062-0.052(压力可调f19)270.138-0.148(压力可调f27)200.051-0.041(压力可调f20)280.149-0.159(压力可调f28)210.040-0.030(压力可调f21)290.160-0.170(压力可调f29)220.029-0.019(压力可调f22)300.171-0.181(压力可调f30)230.018-0.008(压力可调f23)310.182-0.192(压力可调f31)240.007-0(压力可调f24)320.193-0.203(压力可调f32)
64.首先将膜片组件放入密封的调压夹具中，按下启动按钮，第一伺服电缸带动开关探针下降，当开关探针与膜片组件的膜片接触时产生第一接触信号，第一伺服电缸停止开关探针的下降，再控制第一伺服电缸带动开关探针上升探测高度0.3mm处；
65.控制气源工作向调压夹具供气使膜片上弹，当膜片再次接触到开关探针时产生第二接触信号，记录第二接触信号产生时压力传感器的第一压力值，并关闭比例阀停止向调压夹具供气，第一压力值为膜片的动作上压；
66.控制比例阀打开向外部缓慢排气使膜片回弹，当膜片从开关探针上分离时产生第一分离信号，记录第一分离信号产生时压力传感器的第二压力值，第二压力值为膜片的动作下压；
67.如测得膜片的动作上压为0.35mpa，动作下压为0.05mpa；
68.根据动作上压找到所在的动作上压压力调节区间及其所对应的调压力度，可调压力为f12，伺服电机带动旋转盘旋转使第一敲杆位于调压夹具的上方，再控制第一伺服电缸带动垂直按压块下降，重力传感器根据动作上压所在动作上压压力调节区间对应的按压力度f12，驱使第一敲杆向膜片组件进行外边按压动作进行调压；
69.根据动作下压找到所在的动作下压压力调节区间及其所对应的调压力度，可调压力为f20，伺服电机带动旋转盘旋转使第二敲杆位于调压夹具的上方，再控制第一伺服电缸带动垂直按压块下降，重力传感器根据动作下压所在动作下压压力调节区间对应的按压力度f20，驱使第二敲杆向膜片组件进行中边按压动作进行调压。
70.完成对膜片组件调压操作后，再次对膜片的动作上压和动作下压进行检测，若第一压力值和/或第二压力值仍不在合格上压压力区间和/或合格下压压力区间，则重复对膜片组件进行调压操作。
71.倘若完成对膜片组件调压操作后，再次测得的动作上压和动作下压仍在第一次检测时的动作上/下压力调节区间，那么就采用下一个动作上/下压力调节区间所对应的作用力进行按压或挤压调节动作。
72.以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。