一種砂輪表面硬度檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】一種砂輪表面硬度檢測(cè)裝置，其技術(shù)方案是，它包括底座、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、加載機(jī)構(gòu)、調(diào)整機(jī)構(gòu)、光柵位移傳感器，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)由底座支撐，加載機(jī)構(gòu)由加載機(jī)構(gòu)支撐板支撐在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上方，加載機(jī)構(gòu)包括滑座、加載支撐架、力矩電機(jī)、主軸絲杠副、稱重傳感器和金剛石壓頭，力矩電機(jī)經(jīng)力矩電機(jī)座固定在滑座上部，加載支撐架固定在滑座下部，力矩電機(jī)傳動(dòng)連接主軸絲杠副，主軸絲杠副經(jīng)連接板連接稱重傳感器，稱重傳感器下端固接金剛石壓頭；所述光柵位移傳感器固定在加載支撐架上。本實(shí)用新型本實(shí)用新型用于檢測(cè)砂輪硬度的整個(gè)過程可自動(dòng)控制操作，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、高效率檢測(cè)，可避免人為因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，保證檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性和精確度。
【專利說明】一種砂輪表面硬度檢測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種硬度檢測(cè)裝置，尤其是一種用于檢測(cè)砂輪表面硬度的檢測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代機(jī)械加工制造過程中，對(duì)于零件尺寸精度和表面粗糙度的要求越來愈高，而大多數(shù)高精度零件采用磨床進(jìn)行加工，這就要求作為磨削工具的砂輪質(zhì)量要過關(guān)，而衡量砂輪質(zhì)量好壞的一個(gè)重要指標(biāo)就是它的硬度。為此，人們對(duì)于砂輪硬度的檢測(cè)也越來越重視。目前，對(duì)于砂輪硬度的檢測(cè)大致可分為兩類:一類是手工檢測(cè)法，一類是機(jī)械檢測(cè)法。手工檢測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，不受環(huán)境條件限制，所用工具簡(jiǎn)單易于制作，相應(yīng)的成本很低。但是此種方法測(cè)量精度較低，無定量數(shù)據(jù)，測(cè)量結(jié)果受人為因素控制，必須是具有相當(dāng)經(jīng)驗(yàn)的檢測(cè)人員，才能比較精確的測(cè)出砂輪的硬度等級(jí)，而且也不適合批量檢測(cè)，效率較低。相比較手工檢測(cè)，機(jī)械檢測(cè)法應(yīng)用更為廣泛。其中，洛氏硬度法的應(yīng)用越來越受到大家關(guān)注。普通洛氏硬度機(jī)都是手動(dòng)式的，需通過人工操作進(jìn)行檢測(cè)，操作復(fù)雜精度較低，在人工操作檢測(cè)過程中，在讀數(shù)及操作上難免會(huì)有誤差，而且其檢測(cè)效率不適合流水線檢測(cè)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，檢測(cè)效率高的砂輪表面硬度檢測(cè)裝置。
[0004]本實(shí)用新型所述問題是由下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種砂輪表面硬度檢測(cè)裝置，特別之處是:它包括底座、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、加載機(jī)構(gòu)、調(diào)整機(jī)構(gòu)、光柵位移傳感器，所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)由底座支撐，所述加載機(jī)構(gòu)由加載機(jī)構(gòu)支撐板支撐在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上方，所述加載機(jī)構(gòu)包括滑座、加載支撐架、力矩電機(jī)、主軸絲杠副、稱重傳感器和金剛石壓頭，所述力矩電機(jī)經(jīng)力矩電機(jī)座固定在滑座上部，加載支撐架固定在滑座下部，力矩電機(jī)傳動(dòng)連接主軸絲杠副，主軸絲杠副經(jīng)連接板連接稱重傳感器，稱重傳感器下端固接金剛石壓頭；所述光柵位移傳感器固定在加載支撐架上。
[0006]上述砂輪表面硬度檢測(cè)裝置，所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)包括步進(jìn)電機(jī)、齒輪傳動(dòng)副和載物臺(tái)，步進(jìn)電機(jī)經(jīng)齒輪傳動(dòng)副與載物臺(tái)傳動(dòng)連接。
[0007]上述砂輪表面硬度檢測(cè)裝置，所述調(diào)整機(jī)構(gòu)包括支撐箱、加載機(jī)構(gòu)支撐板、豎直調(diào)整組件、水平調(diào)整組件，所述支撐箱固定在底座上，所述豎直調(diào)整組件包括豎直調(diào)整絲杠、豎直調(diào)整絲母和豎直光杠，豎直調(diào)整絲杠兩端分別與支撐箱頂部和底座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，豎直調(diào)整絲杠上端設(shè)有手輪，豎直光杠兩端分別與支撐箱頂部和底座固定連接，豎直調(diào)整絲杠、豎直調(diào)整絲母螺紋連接，所述加載機(jī)構(gòu)支撐板固接豎直調(diào)整絲母并與豎直光杠滑動(dòng)配合。
[0008]上述砂輪表面硬度檢測(cè)裝置，所述水平調(diào)整組件包括電機(jī)、水平絲杠、水平光杠，電機(jī)固定在加載機(jī)構(gòu)支撐板上，電機(jī)與水平絲杠傳動(dòng)連接，水平光杠的一端經(jīng)光杠座與加載機(jī)構(gòu)支撐板固定，所述滑座與水平絲杠螺紋配合、與水平光杠滑動(dòng)配合。
[0009]上述砂輪表面硬度檢測(cè)裝置，所述裝置還設(shè)有控制機(jī)構(gòu)，控制結(jié)構(gòu)設(shè)有單片機(jī)，單片機(jī)與力矩電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和電機(jī)線路連接，單片機(jī)與稱重傳感器、光柵位移傳感器線路連接。
[0010]本實(shí)用新型針對(duì)解決砂輪快速準(zhǔn)確檢測(cè)問題而設(shè)計(jì)了一種砂輪表面硬度檢測(cè)裝置。所述裝置包括底座、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、加載機(jī)構(gòu)、光柵位移傳感器和控制機(jī)構(gòu)。對(duì)砂輪進(jìn)行硬度檢測(cè)時(shí)，被測(cè)砂輪位于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，加載機(jī)構(gòu)的金剛石壓頭對(duì)被測(cè)砂輪加載，由控制機(jī)構(gòu)的單片機(jī)通過稱重傳感器反饋的加載信號(hào)控制加載機(jī)構(gòu)的加載或卸載，同時(shí)通過光柵位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)采集的壓痕深度測(cè)量位移值，從而計(jì)算出砂輪的表面硬度。本實(shí)用新型用于檢測(cè)砂輪硬度的整個(gè)過程可自動(dòng)控制操作，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、高效率檢測(cè)，可避免人為因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，保證檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性和精確度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0012]圖1是本實(shí)用新型的立體圖；
[0013]圖2是圖1的結(jié)構(gòu)示意圖(剖視)；
[0014]圖3是旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4是加載機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中各標(biāo)號(hào)清單為:1、手輪，2、支撐箱,3、電機(jī),4、加載機(jī)構(gòu)支撐板，5、豎直光杠，
6、底座，7、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，7-1、步進(jìn)電機(jī)，7-2、齒輪傳動(dòng)副，7-3、載物臺(tái)，8、光柵位移傳感器，
9、水平絲杠，10、加載支撐架，11、水平光杠，12、滑座，13、力矩電機(jī)座，14、力矩電機(jī)，15、豎直調(diào)整絲母，16、豎直調(diào)整絲杠，17、金剛石壓頭，18、稱重傳感器，19、連接板，20、主軸絲杠副，21、光杠座。

【具體實(shí)施方式】
[0017]參看圖1-3，本實(shí)用新型包括底座6、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)7、加載機(jī)構(gòu)、調(diào)整機(jī)構(gòu)。其中，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)由底座支撐，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)用于放置被檢測(cè)砂輪。砂輪測(cè)量時(shí)，選取砂輪表面上三個(gè)位置不同的點(diǎn)，分別測(cè)量砂輪的這三個(gè)不同的點(diǎn)，取其平均數(shù)作為砂輪的硬度檢測(cè)值，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)7即為了測(cè)量砂輪不同的點(diǎn)而設(shè)計(jì)。旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)7包括步進(jìn)電機(jī)7-1、齒輪傳動(dòng)副7-2和載物臺(tái)7-3，步進(jìn)電機(jī)經(jīng)齒輪傳動(dòng)副與載物臺(tái)傳動(dòng)連接，工作時(shí)步進(jìn)電機(jī)通過齒輪傳動(dòng)副帶動(dòng)載物臺(tái)及砂輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0018]參看圖1、圖2、圖4，加載機(jī)構(gòu)是檢測(cè)砂輪硬度的重要環(huán)節(jié)，加載機(jī)構(gòu)由加載機(jī)構(gòu)支撐板4支撐在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上方。所述加載機(jī)構(gòu)包括滑座12、加載支撐架10、力矩電機(jī)14、主軸絲杠副20、稱重傳感器18和金剛石壓頭17。力矩電機(jī)經(jīng)力矩電機(jī)座13固定在滑座12上部，加載支撐架固定在滑座下部。力矩電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件傳動(dòng)連接主軸絲杠副,主軸絲杠副經(jīng)連接板19連接稱重傳感器，稱重傳感器下端固接金剛石壓頭17，連接板與加載支撐架10滑動(dòng)配合。采用力矩電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，可防止堵轉(zhuǎn)對(duì)設(shè)備造成損傷，主軸絲杠副將力矩電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成升降加載運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)金剛石壓頭將位移轉(zhuǎn)化成為對(duì)檢測(cè)砂輪的加載力。稱重傳感器作為力的反饋元件，所反饋的加載力經(jīng)信號(hào)處理傳送給控制機(jī)構(gòu)的單片機(jī)，由單片機(jī)根據(jù)反饋值控制力矩電機(jī)加載或是卸荷。所述光柵位移傳感器固定在加載支撐架上，光柵位移傳感器采集壓痕深度測(cè)量位移值，從而計(jì)算出砂輪的表面硬度。
[0019]仍參看圖1、圖2、圖4，調(diào)整機(jī)構(gòu)包括支撐箱2、加載機(jī)構(gòu)支撐板4、豎直調(diào)整組件和水平調(diào)整組件，調(diào)整機(jī)構(gòu)用于調(diào)整加載機(jī)構(gòu)相對(duì)載物臺(tái)的高度位置和前后位置。支撐箱2固定在底座6上，豎直調(diào)整組件包括豎直調(diào)整絲杠16、豎直調(diào)整絲母15和豎直光杠5，豎直調(diào)整絲杠兩端分別與支撐箱頂部和底座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，豎直調(diào)整絲杠上端設(shè)有手輪1，豎直光杠兩端分別與支撐箱頂部和底座固定連接，豎直調(diào)整絲杠、豎直調(diào)整絲母螺紋連接，加載機(jī)構(gòu)支撐板固接豎直調(diào)整絲母并與豎直光杠滑動(dòng)配合。旋轉(zhuǎn)手輪I即可經(jīng)豎直調(diào)整絲杠、豎直調(diào)整絲母帶動(dòng)加載機(jī)構(gòu)支撐板4上下移動(dòng)，以適應(yīng)不同厚度砂輪的檢測(cè)。
[0020]仍參看圖1、圖2、圖4，水平調(diào)整組件包括電機(jī)3、水平絲杠9、水平光杠11，電機(jī)3固定在加載機(jī)構(gòu)支撐板上，電機(jī)與水平絲杠傳動(dòng)連接，水平光杠的一端經(jīng)光杠座21與加載機(jī)構(gòu)支撐板4固定，滑座12穿過水平絲杠和水平光杠、與水平絲杠螺紋配合、與水平光杠滑動(dòng)配合。啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)水平絲杠旋轉(zhuǎn)，滑座即可前后移動(dòng)，以適應(yīng)不同直徑砂輪的檢測(cè)。
[0021]本實(shí)用新型還設(shè)有控制機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)設(shè)有MCS-51系列8031單片機(jī)作為主控制件，并進(jìn)行外部擴(kuò)展。單片機(jī)與力矩電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和電機(jī)線路、稱重傳感器、光柵位移傳感器線路連接。
【權(quán)利要求】
1.一種砂輪表面硬度檢測(cè)裝置，其特征在于:它包括底座(6)、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(7)、加載機(jī)構(gòu)、調(diào)整機(jī)構(gòu)、光柵位移傳感器(8)，所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)由底座支撐，所述加載機(jī)構(gòu)由加載機(jī)構(gòu)支撐板(4)支撐在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上方，所述加載機(jī)構(gòu)包括滑座(12)、加載支撐架(10)、力矩電機(jī)(14)、主軸絲杠副(20)、稱重傳感器(18)和金剛石壓頭(17)，所述力矩電機(jī)經(jīng)力矩電機(jī)座(13)固定在滑座上部，加載支撐架固定在滑座下部，力矩電機(jī)傳動(dòng)連接主軸絲杠副，主軸絲杠副經(jīng)連接板(19)連接稱重傳感器，稱重傳感器下端固接金剛石壓頭；所述光柵位移傳感器固定在加載支撐架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂輪表面硬度檢測(cè)裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(7)包括步進(jìn)電機(jī)(7-1)、齒輪傳動(dòng)副(7-2)和載物臺(tái)(7-3)，步進(jìn)電機(jī)經(jīng)齒輪傳動(dòng)副與載物臺(tái)傳動(dòng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的砂輪表面硬度檢測(cè)裝置，其特征在于，所述調(diào)整機(jī)構(gòu)包括支撐箱(2)、加載機(jī)構(gòu)支撐板(4)、豎直調(diào)整組件、水平調(diào)整組件，所述支撐箱固定在底座上，所述豎直調(diào)整組件包括豎直調(diào)整絲杠(16)、豎直調(diào)整絲母(15)和豎直光杠(5)，豎直調(diào)整絲杠兩端分別與支撐箱頂部和底座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，豎直調(diào)整絲杠上端設(shè)有手輪(I )，豎直光杠兩端分別與支撐箱頂部和底座固定連接，豎直調(diào)整絲杠、豎直調(diào)整絲母螺紋連接，所述加載機(jī)構(gòu)支撐板固接豎直調(diào)整絲母并與豎直光杠滑動(dòng)配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的砂輪表面硬度檢測(cè)裝置，其特征在于，所述水平調(diào)整組件包括電機(jī)(3)、水平絲杠(9)、水平光杠(11)，電機(jī)固定在加載機(jī)構(gòu)支撐板上，電機(jī)與水平絲杠傳動(dòng)連接，水平光杠的一端經(jīng)光杠座(21)與加載機(jī)構(gòu)支撐板(4)固定，所述滑座與水平絲杠螺紋配合、與水平光杠滑動(dòng)配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的砂輪表面硬度檢測(cè)裝置，其特征在于，所述裝置還設(shè)有控制機(jī)構(gòu)，控制結(jié)構(gòu)設(shè)有單片機(jī)，單片機(jī)與力矩電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和電機(jī)線路連接，單片機(jī)與稱重傳感器、光柵位移傳感器線路連接。
【文檔編號(hào)】G01N3/42GK203858167SQ201420243768
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】張弛, 魏澤鼎, 曹雅欣 申請(qǐng)人:河北科技大學(xué)