[發(fā)明專利]一種鋼絲張力測試儀及基于該儀器的多鋼絲彈簧加工系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310382422.5
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103471758A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李健蘋
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶工商職業(yè)學(xué)院
• 主分類號: G01L5/04
• 分類號: G01L5/04;B21F35/00;B21C51/00
• 代理公司: 重慶為信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50216
• 代理人: 余錦曦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼絲張力檢測以及多鋼絲彈簧加工控制技術(shù)，具體地說，是一種鋼絲張力測試儀及基于該儀器的多鋼絲彈簧加工系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，鋼絲彈簧已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中，采用單股鋼絲扭制成的彈簧張力有限，往往不能滿足重型機(jī)械的需求。為了針對運(yùn)動頻繁且負(fù)荷沉重的重型機(jī)械，國內(nèi)外逐步研制出了多鋼絲彈簧加工技術(shù)，采用多股鋼絲扭制在一起的方式來提高彈簧的張力和壽命。

而現(xiàn)有多鋼絲彈簧加工過程中，其加工機(jī)床往往由普通車床改造而成，不同螺距和不同索距的多股鋼絲采用手動的掛輪進(jìn)行調(diào)節(jié)，鋼絲的張力也是憑人工經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率都比較低。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明首先提出一種鋼絲張力測試儀，希望能夠?qū)Χ喔摻z的張力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，當(dāng)鋼絲的張力超過預(yù)定的門限值時(shí)，給出報(bào)警信號，便于人工調(diào)節(jié)。其次還提出一種基于上述儀器的多鋼絲彈簧加工控制系統(tǒng)，希望將該儀器與多鋼絲彈簧加工控制系統(tǒng)融合，利用該儀器檢測出的每根鋼絲的張力狀況，實(shí)現(xiàn)多鋼絲彈簧加工時(shí)的自動控制，最終提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)產(chǎn)品的合格率。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案如下：

一種鋼絲張力測試儀，其關(guān)鍵在于：包括一個(gè)或多個(gè)張力傳感器，所述一個(gè)或多個(gè)張力傳感器的信號輸出端連接在多路電子轉(zhuǎn)換開關(guān)上，該多路電子轉(zhuǎn)換開關(guān)由單片機(jī)控制，多路電子轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出的信號經(jīng)過采樣保持器和A/D采樣模塊送入所述單片機(jī)，在單片機(jī)上還連接有無線通信模塊、顯示器、報(bào)警器以及鍵盤輸入模塊。

張力傳感器的數(shù)目可以根據(jù)鋼絲簧加工過程中的具體需求設(shè)定，利用單片機(jī)控制多路電子轉(zhuǎn)換開關(guān)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)張力傳感器的檢測數(shù)據(jù)輪流上傳，單片機(jī)可以根據(jù)采樣保持器和A/D采樣模塊實(shí)現(xiàn)精確采樣，通過顯示器可以顯示出某一通道張力傳感器所檢測到的張力大小，如果張力傳感器檢測到鋼絲的張力超過預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，報(bào)警器可以自動發(fā)出報(bào)警信號，設(shè)計(jì)時(shí)，報(bào)警器可以采樣蜂鳴器報(bào)警，也可以采樣聲光報(bào)警，鍵盤輸入模塊主要用于設(shè)定各個(gè)控制參數(shù)，通過無線通信模塊可以實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的上傳。整個(gè)儀器可以獨(dú)立工作，也可以配合工控計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動化控制。

根據(jù)具體應(yīng)用需求，所述多路電子轉(zhuǎn)換開關(guān)上連接的張力傳感器的數(shù)目為1個(gè)、6個(gè)或17個(gè)。

作為進(jìn)一步描述，所述張力傳感器的測力范圍為0～2000N。

再進(jìn)一步描述，所述無線通信模塊為RF無線通信模塊。

在上述電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提出一種基于上述鋼絲張力測試儀的多鋼絲彈簧加工系統(tǒng)，其要點(diǎn)在于：設(shè)置3個(gè)鋼絲張力測試儀分別作為內(nèi)層鋼絲張力測試儀、外層鋼絲張力測試儀以及中心鋼絲張力測試儀，所述內(nèi)層鋼絲張力測試儀、外層鋼絲張力測試儀以及中心鋼絲張力測試儀分別通過無線通信單元與工控計(jì)算機(jī)連接，該工控計(jì)算機(jī)通過RS232/485轉(zhuǎn)換器與PLC控制器連接，所述PLC控制器分別通過一路驅(qū)動器驅(qū)動繞簧主電機(jī)、簧距控制電機(jī)、外層鋼絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)以及內(nèi)層鋼絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)工作，在PLC控制器上還連接有操控面板。

在多鋼絲彈簧加工過程中，結(jié)合機(jī)床結(jié)構(gòu)，多根鋼絲通常分為內(nèi)層鋼絲、外層鋼絲和中心鋼絲，配置相應(yīng)的鋼絲盒組件，通過相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)扭轉(zhuǎn)相應(yīng)的鋼絲，最終成型為多鋼絲彈簧。

本設(shè)計(jì)通過配置內(nèi)層鋼絲張力測試儀、外層鋼絲張力測試儀以及中心鋼絲張力測試儀分別測試各條鋼絲的張力值，采用無線通信的方式將各條鋼絲的張拉狀態(tài)傳送到工控計(jì)算機(jī)中，利用工控計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)的控制程序確定相應(yīng)的控制參數(shù)，最后通過PLC控制器控制相應(yīng)電機(jī)工作。由于多鋼絲彈簧加工機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，空間分布比較大，采用有線方式存在布線的麻煩，稍不注意檢測儀器的連線就會纏繞到鋼絲上，因此選用了無線通信克服上述問題。

整個(gè)系統(tǒng)既可以集中的顯示和修改各自加工參數(shù)，還能實(shí)現(xiàn)手動控制和自動控制的切換，通過實(shí)時(shí)檢測各條鋼絲的張力值來進(jìn)行多鋼絲彈簧加工控制，在提高加工效率的同時(shí)還提高了產(chǎn)品的合格率。

為了適應(yīng)具體的加工需要，所述繞簧主電機(jī)和簧距控制電機(jī)的力矩為18N·M，調(diào)速范圍為0～240轉(zhuǎn)/分；所述外層鋼絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)和內(nèi)層鋼絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)的力矩為12N·M，調(diào)速范圍為0～240轉(zhuǎn)/分。

根據(jù)多鋼絲彈簧鋼絲數(shù)目的需求，所述內(nèi)層鋼絲張力測試儀上設(shè)置有6個(gè)張力傳感器，所述外層鋼絲張力測試儀上設(shè)置有17個(gè)張力傳感器，所述中心鋼絲張力測試儀上設(shè)置有1個(gè)張力傳感器。