[发明专利]一种摆锤冲击试验机低温自动上料中的定位装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种摆锤冲击试验机低温自动上料过程中的定位装置及方法。也可应用于落锤冲击试验机低温自动上料过程中的转盘定位。

背景技术

传统的摆锤冲击试验机做低温试验时，大多已采用自动上料装置。即在试验过程中，由低温箱内转盘定位并提供试样至舱口处，再由机械手抓取试样送至冲击砧座上，然后摆锤进行冲击试样。而转盘定位在零下20℃-零下80度盛有酒精的低温箱中，其定位参考点信号通常采用光纤开关，少数采用接近开关。

缺点是，用接近开关做参考点，其在低温下被冻破，导线短路可能导致箱内酒精爆炸；用光纤开关做参考点，在不同的低温下，光纤信号衰减程度不同，导致光纤放大器采集不到参考点信号，或酒精液面波动反射光信号，导致光纤放大器采集到错误信号，造成定位的不准确，从而使得机械手无法抓到试样或卡在转盘上，导致冲击试验故障。

创新内容

为了克服现有上述缺点，本发明提出了一种新的摆锤冲击试验机低温自动上料中的定位装置及方法，来提高低温箱的安全性、定位装置的精准性、试验过程的可靠性。试样转盘的精确定位，保证了准确无误地提供试样给机械手，是摆锤冲击试验机低温自动上料的重要前提条件。

本发明的具体技术方案如下：

其中定位装置包含伺服电机系统，行星减速机、试样转盘、齿轮盘、增量编码器、PLC控制系统、酒精低温箱；

图1为一种摆锤冲击试验机低温自动上料中的定位装置示意图；

图2为一种摆锤冲击试验机低温自动上料中的定位装置控制模型图；

图3为一种摆锤冲击试验机低温自动上料中的定位方法流程图；

所述的PLC控制系统控制伺服驱动器，伺服电机轴连接行星减速机，行星减速机经传动轴穿透低温箱连接齿轮盘中心，齿轮盘啮合转盘；

所述的低温箱内试样转盘中心安装一塑料轴穿透低温箱连接至箱外的编码器轴上，转盘转动一圈，增量编码器Z相输出一个脉冲信号给PLC作为定位零点参考信号；

所述的编码器供电电源与PLC输入侧电源为同一个DC24V电源，编码器Z相信号线接入PLC输入点；

所述的试样转盘圆轮缘上有轮齿；

所述的齿轮盘与试样转盘减速比为18∶1；

所述的行星减速机减速比200∶1；

所述的伺服电机系统包括伺服驱动器和伺服电机；

所述的伺服驱动器电子齿轮比1∶1；

所述的PLC控制系统向伺服驱动器发送10000个脉冲，伺服电机旋转1圈，PLC输出1个脉冲，对应试样转盘角位移0.00001°；

所述的试样转盘每间隔6°有一个试样槽，总共有60个试样槽；

一种摆锤冲击试验机低温自动上料中的定位方法如下：

所述的PLC控制系统，得到定位零点命令，向伺服驱动器发送脉冲信号，伺服驱动器驱动伺服电机正向旋转，伺服电机经行星减速机、齿轮盘传动试样转盘正向旋转，增量编码器经同心轴传动随试样转盘转动。

PLC控制系统采集到增量编码器Z相脉冲信号作为零点参考信号，并继续输出一定补偿量脉冲，使得试样转盘在第0号试样槽旋转到位(被机械手抓取的位置)后停止转动，并以此位置作为试样转盘的0°位置，其他试样位置均以此0°位置作为参考坐标。定位方式采用绝对坐标定位，如当前位置是0号试样槽位置，定位第1号试样槽位置，即PLC正向输出脉冲600000个脉冲，试样转盘逆时针旋转6°；如当前位置是3号试样槽位置，定位第1号试样槽位置，即PLC反向输出脉冲1200000个脉冲，试样转盘顺时针旋转12°。