鋼絲張力測試儀及基于該儀器的多鋼絲彈簧加工系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開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)，其儀器包括一個或多個張力傳感器，多路電子轉(zhuǎn)換開關(guān)單片機(jī)、無線通信模塊、顯示器、報警器以及鍵盤輸入模塊，其系統(tǒng)是將3個鋼絲張力測試儀通過無線通信單元與工控計(jì)算機(jī)連接，工控計(jì)算機(jī)與PLC控制器連接，由PLC控制器控制各個電機(jī)工作。其顯著效果是：電路結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，可以根據(jù)多鋼絲簧的加工需求對每條鋼絲的張力進(jìn)行實(shí)時檢測，一旦某根鋼絲的張力超過預(yù)設(shè)的門限值時，儀器可以自動報警，加工系統(tǒng)也可以根據(jù)每條鋼絲的張力狀況控制相應(yīng)的電機(jī)工作，在提高加工效率的同時還提高了產(chǎn)品的合格率。
【專利說明】鋼絲張力測試儀及基于該儀器的多鋼絲彈簧加工系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型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)】
[0002]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。
[0003]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。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了解決上述問題，本實(shí)用新型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)時檢測，當(dāng)鋼絲的張力超過預(yù)定的門限值時，給出報警信號，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。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的具體技術(shù)方案如下:
[0006]一種鋼絲張力測試儀，其關(guān)鍵在于:包括一個或多個張力傳感器，所述一個或多個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、報警器以及鍵盤輸入模塊。
[0007]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，報警器可以自動發(fā)出報警信號，設(shè)計(jì)時，報警器可以采樣蜂鳴器報警，也可以采樣聲光報警，鍵盤輸入模塊主要用于設(shè)定各個控制參數(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。
[0008]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I個、6個或17個。
[0009]作為進(jìn)一步描述，所述張力傳感器的測力范圍為O?2000N。
[0010]再進(jìn)一步描述，所述無線通信模塊為RF無線通信模塊。
[0011]在上述電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型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。
[0012]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黃。
[0013]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。
[0014]整個系統(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還提聞了廣品的合格率。
[0015]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O?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O?240轉(zhuǎn)/分。
[0016]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個張力傳感器，所述外層鋼絲張力測試儀上設(shè)置有17個張力傳感器，所述中心鋼絲張力測試儀上設(shè)置有I個張力傳感器。
[0017]本實(shí)用新型的顯著效果是:電路結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，可以根據(jù)多鋼絲彈簧的加工需求對每條鋼絲的張力進(jìn)行實(shí)時檢測，一旦某根鋼絲的張力超過預(yù)設(shè)的門限值時，儀器可以自動報警，加工系統(tǒng)也可以根據(jù)每條鋼絲的張力狀況控制相應(yīng)的電機(jī)工作，在提高加工效率的同時還提聞了廣品的合格率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是鋼絲張力測試儀的電路原理框圖；
[0019]圖2是基于鋼絲張力測試儀的多鋼絲彈簧加工系統(tǒng)的電路原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】以及工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021]如圖1所示，一種鋼絲張力測試儀，包括一個或多個張力傳感器1，所述一個或多個張力傳感器I的信號輸出端連接在多路電子轉(zhuǎn)換開關(guān)2上，該多路電子轉(zhuǎn)換開關(guān)2由單片機(jī)5控制，多路電子轉(zhuǎn)換開關(guān)2輸出的信號經(jīng)過采樣保持器3和A/D采樣模塊4送入所述單片機(jī)5，在單片機(jī)5上還連接有無線通信模塊6、顯示器7、報警器8以及鍵盤輸入模塊9。
[0022]在實(shí)施過程中，多路電子轉(zhuǎn)換開關(guān)2上連接的張力傳感器I的數(shù)目為I個、6個或17個，張力傳感器I的測力范圍為O~2000N，多路電子轉(zhuǎn)換開關(guān)2可以采用模擬開關(guān)，也可以采用數(shù)控選路芯片，無線通信模塊6為RF無線通信模塊，通常選用現(xiàn)有成熟的RF通信芯片即可實(shí)現(xiàn)，節(jié)約成本，顯示器7通常選用LED顯示，將每條鋼絲對應(yīng)一條數(shù)據(jù)通道，通過LED可以依次輪流顯示具體每條通道的張力值，也可以采樣IXD顯示屏，一次性顯示多條通道的張力值，報警器8通常為聲光報警器，鍵盤輸入模塊9通常配置為9*9的數(shù)字鍵盤。
[0023]如圖2所示，一種基于鋼絲張力測試儀的多鋼絲彈簧加工系統(tǒng)，設(shè)置3個鋼絲張力測試儀分別作為內(nèi)層鋼絲張力測試儀10、外層鋼絲張力測試儀11以及中心鋼絲張力測試儀12，本例針對24根鋼絲的繞制，內(nèi)層鋼絲張力測試儀10上設(shè)置有6個張力傳感器，外層鋼絲張力測試儀11上設(shè)置有17個張力傳感器，中心鋼絲張力測試儀12上設(shè)置有I個張力傳感器。
[0024]內(nèi)層鋼絲張力測試儀10、外層鋼絲張力測試儀11以及中心鋼絲張力測試儀12分別通過無線通信單元13與工控計(jì)算機(jī)14連接，由于各個鋼絲張力測試儀上均配置有無線通信模塊6，因此可以采用無線通信將各自的檢測數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦た赜?jì)算機(jī)14中。
[0025]工控計(jì)算機(jī)14的控制信號通常采用RS232總線輸出，而數(shù)控車床上的PLC控制器16的控制信號通常又是采用RS485總線傳輸，因此設(shè)置一個RS232/485轉(zhuǎn)換器15，工控計(jì)算機(jī)14通過RS232/485轉(zhuǎn)換器15將相應(yīng)的控制信號傳輸?shù)絇LC控制器16中，所述PLC控制器16分別通過一路驅(qū)動器17驅(qū)動繞簧主電機(jī)18、簧距控制電機(jī)19、外層鋼絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)20以及內(nèi)層鋼絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)21工作，在PLC控制器16上還連接有操控面板22。
[0026]本例中繞簧主電機(jī)18和簧距控制電機(jī)19的力矩為18N.M，調(diào)速范圍為O~240轉(zhuǎn)/分；外層鋼絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)20和內(nèi)層鋼絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)21的力矩為12Ν.Μ，調(diào)速范圍為O~240轉(zhuǎn)/分。
[0027]工控計(jì)算機(jī)14根據(jù)各個張力測試儀上傳的數(shù)據(jù)判定各條鋼絲的張力狀況，可以自動確定相應(yīng)的控制信息到PLC控制器16中，通過PLC控制器16控制各個電機(jī)工作。操作人員也讀取工控計(jì)算機(jī)14上顯示的各條鋼絲的張力值，通過操控面板22手動控制各個電機(jī)工作，最終保證產(chǎn)品的合格率。
[0028]盡管這里參照本實(shí)用新型的實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼絲張力測試儀，其特征在于:包括一個或多個張力傳感器(I )，所述一個或多個張力傳感器(I)的信號輸出端連接在多路電子轉(zhuǎn)換開關(guān)(2)上，該多路電子轉(zhuǎn)換開關(guān)(2)由單片機(jī)(5)控制，多路電子轉(zhuǎn)換開關(guān)(2)輸出的信號經(jīng)過采樣保持器(3)和A/D采樣模塊(4)送入所述單片機(jī)(5)，在單片機(jī)(5)上還連接有無線通信模塊(6)、顯示器(7)、報警器(8)以及鍵盤輸入模塊(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲張力測試儀，其特征在于:所述多路電子轉(zhuǎn)換開關(guān)(2)上連接的張力傳感器(I)的數(shù)目為I個、6個或17個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼絲張力測試儀，其特征在于:所述張力傳感器(I)的測力范圍為O?2000N。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲張力測試儀，其特征在于:所述無線通信模塊(6)為RF無線通信模塊。
5.一種基于鋼絲張力測試儀的多鋼絲彈簧加工系統(tǒng)，其特征在于:設(shè)置權(quán)利要求1所述的3個鋼絲張力測試儀分別作為內(nèi)層鋼絲張力測試儀(10)、外層鋼絲張力測試儀(11)以及中心鋼絲張力測試儀(12)，所述內(nèi)層鋼絲張力測試儀(10)、外層鋼絲張力測試儀(11)以及中心鋼絲張力測試儀(12)分別通過無線通信單元(13)與工控計(jì)算機(jī)(14)連接，該工控計(jì)算機(jī)(14 )通過RS232/485轉(zhuǎn)換器(15 )與PLC控制器(16 )連接，所述PLC控制器(16 )分別通過一路驅(qū)動器(17)驅(qū)動繞簧主電機(jī)(18)、簧距控制電機(jī)(19)、外層鋼絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)(20)以及內(nèi)層鋼絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)(21)工作，在PLC控制器(16)上還連接有操控面板(22)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于鋼絲張力測試儀的多鋼絲彈簧加工系統(tǒng)，其特征在于:所述繞簧主電機(jī)(18)和簧距控制電機(jī)(19)的力矩為18Ν.Μ，調(diào)速范圍為O?240轉(zhuǎn)/分；所述外層鋼絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)(20)和內(nèi)層鋼絲旋轉(zhuǎn)電機(jī)(21)的力矩為12Ν.Μ，調(diào)速范圍為O?240轉(zhuǎn)/分。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于鋼絲張力測試儀的多鋼絲彈簧加工系統(tǒng)，其特征在于:所述內(nèi)層鋼絲張力測試儀(10)上設(shè)置有6個張力傳感器，所述外層鋼絲張力測試儀(11)上設(shè)置有17個張力傳感器，所述中心鋼絲張力測試儀(12)上設(shè)置有I個張力傳感器。
【文檔編號】G01L5/04GK203479444SQ201320529000
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】李健蘋 申請人:重慶工商職業(yè)學(xué)院