[发明专利]一种大阵列电阻式应变片自动检测、修形方法

摘要

本发明公开了一种大阵列电阻式应变片自动检测、修形方法，该方法采用的装置包括自动检测装置、自动修形装置和计算机，自动检测装置包括检测机架、检测定位固定机构和检测机构，自动修形装置包括修形机架、修形定位固定机构和修形机构；该方法包括以下步骤：步骤一、大阵列电阻式应变片自动检测；步骤二、大阵列电阻式应变片自动修形。本发明方法步骤简单，工作可靠性高，能够提高生产效率，降低工人劳动强度及产品生产成本，推广应用价值高。

主权项

1.一种大阵列电阻式应变片自动检测、修形方法，所采用的大阵列电阻式应变片自动检测、修形装置包括自动检测装置(1)、自动修形装置(2)和计算机(4)，所述自动检测装置(1)包括检测机架、检测定位固定机构和检测机构，所述自动修形装置(2)包括修形机架、修形定位固定机构和修形机构，所述计算机(4)上接有数据采集板卡(10)和台式数字万用表(37)，所述数据采集板卡(10)的信号输出端接有输出放大板(11)；所述检测机架包括上下间隔设置的第一上顶板(1‑1)和第一下底板(1‑17)，以及支撑在第一上顶板(1‑1)和第一下底板(1‑17)之间的第一支柱；所述检测定位固定机构包括安装在第一下底板(1‑17)顶部的第一二维移动平台(1‑11)、安装在第一二维移动平台(1‑11)顶部的第一真空吸附台(1‑13)和用于对第一真空吸附台(1‑13)抽真空的第一真空吸附回路，所述第一二维移动平台(1‑11)包括第一X轴移动电机(1‑16)、第一Y轴移动电机(1‑15)、第一X轴移动光栅尺(1‑12)和第一Y轴移动光栅尺(1‑10)，所述第一真空吸附台(1‑13)包括相互扣合且固定连接的第一吸附台下盖(1‑13‑1)和第一吸附台上盖(1‑13‑2)，所述第一吸附台下盖(1‑13‑1)和第一吸附台上盖(1‑13‑2)扣合形成的空间为第一真空腔，所述第一吸附台上盖(1‑13‑2)的上表面上设置有第一吸附孔(1‑13‑3)；所述第一真空吸附回路包括通过第一真空管(1‑31)依次连接的第一真空泵(1‑30)、第一真空过滤器(1‑29)、第一真空度调节阀(1‑28)和第一真空电磁阀(1‑25)，所述第一真空管(1‑31)与所述第一真空腔相连通，所述第一真空度调节阀(1‑28)上连接有第一真空表(1‑27)；所述第一X轴移动光栅尺(1‑12)和第一Y轴移动光栅尺(1‑10)均与数据采集板卡(10)的信号输入端连接，所述第一X轴移动电机(1‑16)、第一Y轴移动电机(1‑15)和第一真空电磁阀(1‑25)均与输出放大板(11)的输出端连接；所述检测机构包括水平设置在第一上顶板(1‑1)顶部的第一气缸滑台(1‑2)、与第一气缸滑台(1‑2)的滑台连接的气缸滑台安装板(1‑3)和与气缸滑台安装板(1‑3)连接的第二气缸滑台(1‑4)，以及第一气动回路；所述第二气缸滑台(1‑4)的滑台上通过探针盒连接板(1‑5)连接有探针盒(1‑6)，所述探针盒(1‑6)内部设置有检测电路板(1‑8)，所述检测电路板(1‑8)上设置有多路应变片电阻电压检测电路(1‑40)和与多路应变片电阻电压检测电路(1‑40)的信号采集端连接且向下穿出探针盒(1‑6)的弹簧探针阵列(1‑9)；所述第一气动回路包括通过第一气管(1‑24)依次连接的第一气泵(1‑20)、第一空气过滤器(1‑21)、第一减压阀(1‑22)和第一压力表(1‑23)，所述第一气缸滑台(1‑2)通过第一气动电磁阀(1‑26)与第一气管(1‑24)连接，所述第二气缸滑台(1‑4)通过第二气动电磁阀(1‑32)与第一气管(1‑24)连接；所述第一气动电磁阀(1‑26)和第二气动电磁阀(1‑32)均与输出放大板(11)的输出端连接，多路应变片电阻电压检测电路(1‑40)的控制信号输入端均与数据采集板卡(10)的信号输出端连接，多路应变片电阻电压检测电路(1‑40)的信号输出端均通过信号输出接口(1‑39)与台式数字万用表(37)相接；所述修形机架包括上下间隔设置的第二上顶板(2‑7)和第二下底板(2‑21)，以及支撑在第二上顶板(2‑7)和第二下底板(2‑21)之间的第二支柱；所述修形定位固定机构包括安装在第二下底板(2‑21)顶部的第二二维移动平台(2‑29)、安装在第二二维移动平台(2‑29)顶部的第二真空吸附台(2‑33)和用于对第二真空吸附台(2‑33)抽真空的第二真空吸附回路，所述第二二维移动平台(2‑29)包括第二X轴移动电机(2‑36)、第二Y轴移动电机(2‑37)、第二X轴移动光栅尺(2‑35)和第二Y轴移动光栅尺(2‑28)，所述第二真空吸附台(2‑33)包括相互扣合且固定连接的第二吸附台下盖(2‑33‑1)和第二吸附台上盖(2‑33‑2)，所述第二吸附台下盖(2‑33‑1)和第二吸附台上盖(2‑33‑2)扣合形成的空间为第二真空腔，所述第二吸附台上盖(2‑33‑2)的上表面上设置有多个排列设置的第二吸附孔(2‑33‑3)；所述第二真空吸附回路包括通过第二真空管(2‑12)依次连接的第二真空泵(2‑13)、第二真空过滤器(2‑27)、第二真空度调节阀(2‑30)和第二真空电磁阀(2‑18)，所述第二真空管(2‑12)与所述第二真空腔相连通，所述第二真空度调节阀(2‑30)上连接有第二真空表(2‑31)；所述第二X轴移动光栅尺(2‑35)和第二Y轴移动光栅尺(2‑28)均与数据采集板卡(10)的信号输入端连接，所述第二X轴移动电机(2‑36)、第二Y轴移动电机(2‑37)和第二真空电磁阀(2‑18)均与输出放大板(11)的输出端连接；所述修形机构包括竖直设置在第二上顶板(2‑7)上的直线摆动组合气缸(2‑9)和连接在直线摆动组合气缸(2‑9)的活塞杆上的刀架(2‑5)，以及第二气动回路；所述刀架(2‑5)位于第二上顶板(2‑7)的下方，所述刀架(2‑5)上安装有水平设置的第三气缸滑台(2‑3)，所述第三气缸滑台(2‑3)的滑台上固定连接有直流电机支架(2‑26)，所述直流电机支架(2‑26)上安装有直流电机(2‑23)，所述直流电机(2‑23)的输出轴上固定连接有圆刀片(2‑24)，所述刀架(2‑5)的底部通过橡胶柱(2‑22)固定连接有压板(2‑2)，所述压板(2‑2)的底部粘贴有胶皮(2‑1)，所述压板(2‑2)上和胶皮(2‑1)上均设置有供圆刀片(2‑24)穿过并对圆刀片(2‑24)进行导向的导向槽；所述第二气动回路包括通过第二气管(2‑32)依次连接的第二气泵(2‑34)、第二空气过滤器(2‑38)、第二减压阀(2‑39)和第二压力表(2‑40)，以及与位于第二压力表(2‑40)后端的第二气管(2‑32)并联连接的第一两位五通电磁换向阀(2‑15)、第二两位五通电磁换向阀(2‑16)和第三两位五通电磁换向阀(2‑17)，所述直线摆动组合气缸(2‑9)的顺时针摆动进气口(2‑9‑1)和逆时针摆动进气口(2‑9‑2)分别与第一两位五通电磁换向阀(2‑15)的两个出气口连接，所述直线摆动组合气缸(2‑9)的伸出运动进气口(2‑9‑3)和缩回运动进气口(2‑9‑4)分别与第二两位五通电磁换向阀(2‑16)的两个出气口连接，所述第三气缸滑台(2‑3)的正向移动进气口(2‑3‑1)和反向移动进气口(2‑3‑2)分别与第三两位五通电磁换向阀(2‑17)的两个出气口连接；所述直流电机(2‑23)、第一两位五通电磁换向阀(2‑15)、第二两位五通电磁换向阀(2‑16)和第三两位五通电磁换向阀(2‑17)均与输出放大板(11)的输出端连接；其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、大阵列电阻式应变片自动检测，具体过程为：步骤101、操作工人手动将大阵列电阻式应变片膜片(14)放置在第一真空吸附台(1‑13)上后，在计算机(4)上输入吸附固定指令，并启动第一真空泵(1‑30)，数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第一真空电磁阀(1‑25)打开，第一真空泵(1‑30)抽真空使所述第一真空腔内产生负压，将大阵列电阻式应变片膜片(14)吸附固定在第一吸附台上盖(1‑13‑2)的上表面上；步骤102、在计算机(4)上输入开始检测指令，首先，数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第一气动电磁阀(1‑26)打开，第一气缸滑台(1‑2)通过气缸滑台安装板(1‑3)带动第二气缸滑台(1‑4)和弹簧探针阵列(1‑9)水平运动；然后，数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第二气动电磁阀(1‑32)打开，第二气缸滑台(1‑4)通过探针盒连接板(1‑5)带动弹簧探针阵列(1‑9)向下运动，使弹簧探针阵列(1‑9)到达要检测的第一组电阻应变片单元处；步骤103、操作计算机(4)，计算机(4)通过台式数字万用表(37)和应变片电阻电压检测电路(1‑40)，对第一组电阻应变片单元中各个电阻应变片的电阻和电压进行测量，台式数字万用表(37)将测量结果输出给计算机(4)，计算机(4)将测量结果与检测标准进行比较，并记录比较结果；步骤104、比较结果记录完成后，首先，数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第二气动电磁阀(1‑32)换向，第二气缸滑台(1‑4)通过探针盒连接板(1‑5)带动弹簧探针阵列(1‑9)向上运动，使弹簧探针阵列(1‑9)离开要检测的第一组电阻应变片单元；然后，数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第一Y轴移动电机(1‑15)，第一Y轴移动电机(1‑15)带动第一真空吸附台(1‑13)移动，第一Y轴移动光栅尺(1‑10)将移动距离通过数据采集板卡(10)反馈给计算机(4)，直至移动了一组电阻应变片单元的宽度距离后停止；步骤105、数据采集板卡(10)再次通过输出放大板(11)输出信号驱动第二气动电磁阀(1‑32)换向，第二气缸滑台(1‑4)通过探针盒连接板(1‑5)带动弹簧探针阵列(1‑9)向下运动，使弹簧探针阵列(1‑9)到达要检测的下一组电阻应变片单元处；重复步骤103至步骤105，直至所有的电阻应变片单元检测完成；步骤二、大阵列电阻式应变片自动修形，具体过程为：步骤201、操作工人手动将大阵列电阻式应变片膜片(14)放置在第二真空吸附台(2‑33)上后，在计算机(4)上输入吸附固定指令，并启动第二真空泵(2‑13)，数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第二真空电磁阀(2‑18)打开，第二真空泵(2‑13)抽真空使所述第二真空腔内产生负压，将大阵列电阻式应变片膜片(14)吸附固定在第二吸附台上盖(2‑33‑2)的上表面上；步骤202、在计算机(4)上输入开始修形指令，对大阵列电阻式应变片膜片(14)进行修形，具体过程为：步骤2021、Y轴方向的修形，具体过程为：步骤20211、数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第二两位五通电磁换向阀(2‑16)接通，直线摆动组合气缸(2‑9)的伸出运动进气口(2‑9‑3)接通，直线摆动组合气缸(2‑9)的活塞杆带动刀架(2‑5)向下运动，使压板(2‑2)压紧大阵列电阻式应变片膜片(14)；步骤20212、数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动直流电机(2‑23)启动，直流电机(2‑23)带动圆刀片(2‑24)转动；步骤20213、数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第三两位五通电磁换向阀(2‑17)接通，第三气缸滑台(2‑3)的正向移动进气口(2‑3‑1)接通，第三气缸滑台(2‑3)的滑台带动直流电机(2‑23)和圆刀片(2‑24)的整体正向移动，转动的圆刀片(2‑24)切割大阵列电阻式应变片膜片(14)；步骤20214、数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第二两位五通电磁换向阀(2‑16)换向，直线摆动组合气缸(2‑9)的缩回运动进气口(2‑9‑4)接通，直线摆动组合气缸(2‑9)的活塞杆带动刀架(2‑5)向上运动，使压板(2‑2)离开大阵列电阻式应变片膜片(14)并返回初始位置；步骤20215、数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第三两位五通电磁换向阀(2‑17)换向，第三气缸滑台(2‑3)的反向移动进气口(2‑3‑2)接通，第三气缸滑台(2‑3)的滑台带动直流电机(2‑23)和圆刀片(2‑24)的整体反向移动，使直流电机(2‑23)和圆刀片(2‑24)返回初始位置；步骤20216、数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第二Y轴移动电机(2‑37)，第二Y轴移动电机(2‑37)带动第二真空吸附台(2‑33)移动，第二Y轴移动光栅尺(2‑28)将移动距离通过数据采集板卡(10)反馈给计算机(4)，直至第二真空吸附台(2‑33)移动距离a后停止；其中，a为电阻式应变片在Y轴方向上的宽度；重复步骤20211～20216，直至完成大阵列电阻式应变片膜片(14)Y轴方向所有的切割为止；步骤2022、第二真空吸附台(2‑33)复位：数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第二Y轴移动电机(2‑37)，第二Y轴移动电机(2‑37)带动第二真空吸附台(2‑33)移动，第二Y轴移动光栅尺(2‑28)将移动距离通过数据采集板卡(10)反馈给计算机(4)，直至第二真空吸附台(2‑33)返回初始位置；步骤2023、X轴方向的修形，具体过程为：步骤20231、数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第一两位五通电磁换向阀(2‑15)接通，直线摆动组合气缸(2‑9)的顺时针摆动进气口(2‑9‑1)接通，直线摆动组合气缸(2‑9)的活塞杆带动刀架(2‑5)顺时针旋转90°，刀架(2‑5)带动直流电机(2‑23)和圆刀片(2‑24)的整体顺时针旋转90°；步骤20232、数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第二两位五通电磁换向阀(2‑16)接通，直线摆动组合气缸(2‑9)的伸出运动进气口(2‑9‑3)接通，直线摆动组合气缸(2‑9)的活塞杆带动刀架(2‑5)向下运动，使压板(2‑2)压紧大阵列电阻式应变片膜片(14)；步骤20233、数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第三两位五通电磁换向阀(2‑17)接通，第三气缸滑台(2‑3)的正向移动进气口(2‑3‑1)接通，第三气缸滑台(2‑3)的滑台带动直流电机(2‑23)和圆刀片(2‑24)的整体正向移动，转动的圆刀片(2‑24)切割大阵列电阻式应变片膜片(14)；步骤20234、数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第二两位五通电磁换向阀(2‑16)换向，直线摆动组合气缸(2‑9)的缩回运动进气口(2‑9‑4)接通，直线摆动组合气缸(2‑9)的活塞杆带动刀架(2‑5)向上运动，使压板(2‑2)离开大阵列电阻式应变片膜片(14)并返回初始位置；步骤20235、数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第三两位五通电磁换向阀(2‑17)换向，第三气缸滑台(2‑3)的反向移动进气口(2‑3‑2)接通，第三气缸滑台(2‑3)的滑台带动直流电机(2‑23)和圆刀片(2‑24)的整体反向移动，使直流电机(2‑23)和圆刀片(2‑24)返回初始位置；步骤20236、数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第二X轴移动电机(2‑36)，第二X轴移动电机(2‑36)带动第二真空吸附台(2‑33)移动，第二X轴移动光栅尺(2‑35)将移动距离通过数据采集板卡(10)反馈给计算机(4)，直至第二真空吸附台(2‑33)移动距离b后停止；其中，b为电阻式应变片在X轴方向上的宽度；重复步骤20232～20236，直至完成大阵列电阻式应变片膜片(14)X轴方向所有的切割为止；步骤203、回零复位，具体过程为：步骤20301、数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动直流电机(2‑23)停止转动，圆刀片(2‑24)停止转动；步骤20302、数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第一两位五通电磁换向阀(2‑15)接通，直线摆动组合气缸(2‑9)的逆时针摆动进气口(2‑9‑2)接通，直线摆动组合气缸(2‑9)的活塞杆带动刀架(2‑5)逆时针旋转90°，刀架(2‑5)带动直流电机(2‑23)和圆刀片(2‑24)的整体逆时针旋转90°，回到初始位置；步骤20303、数据采集板卡(10)通过输出放大板(11)输出信号驱动第二X轴移动电机(2‑36)，第二X轴移动电机(2‑36)带动第二真空吸附台(2‑33)移动，第二X轴移动光栅尺(2‑35)将移动距离通过数据采集板卡(10)反馈给计算机(4)，直至第二真空吸附台(2‑33)返回初始位置；所述弹簧探针阵列(1‑9)由多组弹簧探针组构成，每组弹簧探针组均由用于在测量时与一个电阻应变片的四个测量点对应接触的四根弹簧探针组成；每路应变片电阻电压检测电路(1‑40)均包括型号均为ADG84的芯片S1、芯片S2和芯片S3，所述信号输出接口(1‑39)为具有四个引脚的接线端口P1；所述芯片S1的第1引脚与供电电源的输出端VCC相接，且通过电容C1接地，所述芯片S1的第4引脚和第8引脚连接且为应变片电阻电压检测电路(1‑40)的第一控制信号输入端IN1，所述芯片S1的第5引脚与所述电阻应变片的第一个测量点连接，所述芯片S1的第6引脚接地，所述芯片S1的第7引脚与所述电阻应变片的第二个测量点连接；所述芯片S2的第1引脚与供电电源的输出端VCC相接，且通过电容C2接地，所述芯片S2的第4引脚和第8引脚连接且为应变片电阻电压检测电路(1‑40)的第二控制信号输入端IN2，所述芯片S2的第5引脚与所述电阻应变片的第三个测量点连接，所述芯片S2的第6引脚接地，所述芯片S2的第7引脚与所述电阻应变片的第四个测量点连接；所述芯片S3的第1引脚与供电电源的输出端VCC相接，且通过电容C3接地，所述芯片S3的第4引脚和第8引脚连接且为应变片电阻电压检测电路(1‑40)的第三控制信号输入端IN3，所述芯片S3的第5引脚与所述电阻应变片的第一个测量点连接，所述芯片S3的第6引脚接地，所述芯片S3的第7引脚与所述电阻应变片的第二个测量点连接；所述应变片电阻电压检测电路(1‑40)的第一控制信号输入端IN1、第二控制信号输入端IN2和第三控制信号输入端IN3均与数据采集板卡(10)的信号输出端连接，所述芯片S1的第3引脚为应变片电阻电压检测电路(1‑40)的第一信号输出端D1，所述芯片S1的第9引脚为应变片电阻电压检测电路(1‑40)的第二信号输出端D2，所述芯片S2的第3引脚和所述芯片S3的第3引脚相接且为应变片电阻电压检测电路(1‑40)的第三信号输出端D3，所述芯片S2的第9引脚和所述芯片S3的第9引脚相接且为应变片电阻电压检测电路(1‑40)的第四信号输出端D4，每路应变片电阻电压检测电路(1‑40)的第一信号输出端D1均与所述接线端口P1的第1引脚连接，每路应变片电阻电压检测电路(1‑40)的第二信号输出端D2均与所述接线端口P1的第2引脚连接，每路应变片电阻电压检测电路(1‑40)的第三信号输出端D3均与所述接线端口P1的第3引脚连接，每路应变片电阻电压检测电路(1‑40)的第四信号输出端D4均与所述接线端口P1的第4引脚连接。