一种伺服驱动式丝线全自动拉力检测装置的制作方法

本发明属于材料力学性能测试，具体为一种伺服驱动式丝线全自动拉力检测装置。

背景技术：

1、在电线电缆、金属丝材、碳纤维丝束等柔性线材的生产制造过程中，对丝线进行拉断力既抗拉强度测试是质量控制的关键环节，目前行业内大量中小型线缆加工企业仍采用人工拉断方式进行抽检：操作人员手持丝线两端，通过手动施力将丝线拉断，并借助简易拉力计读取断裂瞬间的最大力值。

2、然而这种人工测试方式存在以下固有缺陷：其一拉伸速度无法标准化，\u00a0不同操作人员的施力速度差异显著，同一人员在不同批次的测试中也难以保持速度恒定，而丝线材料多为粘弹性体，其断裂强力对拉伸速度具有明显的敏感性，速度过快可能导致实测值偏高，速度过慢则可能偏低，这使得不同批次间的测试数据缺乏可比性；

3、其二施力角度无法保证一致性，人工拉拽时丝线受力方向随操作人员的手部姿态而变化，难以保证每次拉伸均沿丝线的轴向方向，当施力方向与丝线轴向存在夹角时，丝线除承受轴向拉力外，还会受到侧向弯矩和剪切应力的干扰，这不仅会导致测试值偏离真实抗拉强度，还容易在夹持部位造成非正常的应力集中，使丝线在夹口处提前断裂，产生无效测试数据。

4、针对上述问题部分高端实验室已采用进口万能材料试验机进行替代，但该类设备结构复杂、成本高昂，不适宜在生产现场大规模配置，近年来也有部分厂商尝试开发基于气缸或普通电机驱动的简易拉力测试装置，但这类方案仍存在诸多不足：气缸驱动的速度和行程难以精确控制，普通电机驱动缺乏准确的位移反馈，无法同步获取丝线的伸长量信息，更重要的是现有自动化拉力测试装置大多沿袭了传统试验机的刚性连接结构，在丝线拉断瞬间产生的冲击载荷会直接传递至拉力传感器和传动机构，长期使用易导致传感器零点漂移和机械部件疲劳损伤，此外刚性连接结构对零部件的加工精度和装配同轴度要求极为苛刻，任何安装偏差都会在拉伸过程中产生附加弯矩，影响测试精度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种伺服驱动式丝线全自动拉力检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种伺服驱动式丝线全自动拉力检测装置，包括一体成型的连接台坐一与连接台坐二，所述连接台坐一上设置有伺服驱动机构，所述连接台坐二顶端安装有拉力器，所述伺服驱动机构包括滑动设置在所述连接台坐一上的滑台组件与驱动所述滑台组件的伺服电机，所述滑台组件与所述拉力器之间分别设置有爪夹组件，两个所述爪夹组件分别与所述滑台组件及所述拉力器转动连接，两个所述爪夹组件成水平交错布置，所述滑台组件与其上部的爪夹组件呈上下滑动设置，并且所述滑台组件与其上部的所述爪夹组件之间设置有感应器，所述连接台坐二上相对应一端安装有plc控制器。

3、优选地，所述滑台组件包括丝杆与若干个导轨槽，若干个所述导轨槽对称开设在所述连接台坐一顶端，所述丝杆安装在所述连接台坐一内侧，若干个所述导轨槽之间共同滑动安装有滑座，所述滑座底端固定安装有固定臂，所述固定臂内侧安装有与所述丝杆螺纹连接的丝母套。

4、优选地，所述滑座上侧滑动设置有连接架，所述感应器包括传感器一与传感器二，所述传感器一与所述传感器二上下对称安装在所述滑座与所述连接架的相对面上。

5、优选地，所述滑座上侧贯穿滑动安装有若干个滑杆，若干个所述滑杆均固定在所述连接架的底端。

6、优选地，若干个所述滑杆底端均安装有止位板，若干个所述滑杆外表面均套设有复簧，若干个所述复簧的首尾两端均抵持在所述滑座与所述止位板的相对面之间。

7、优选地，所述爪夹组件包括夹座，所述夹座呈l形，所述夹座竖直方向一端贯穿螺纹安装有手柄螺丝，所述夹座水平方向顶端安装有定夹块，所述手柄螺丝上靠近所述定夹块的一端上转动安装有动夹块。

8、优选地，所述夹座水平方向一侧转动安装有铰接框，所述夹座通过所述铰接框与所述拉力器或所述连接架铰接相连。

9、优选地，所述定夹块上远离所述动夹块的一侧开设有抵槽。

10、优选地，所述动夹块与所述定夹块相对面之间共同设有咬合槽。

11、本发明的有益效果如下：

12、1、本发明通过在两个爪夹组件与对应的安装基座既拉力器及滑台组件之间均设置铰接连接结构，使得爪夹组件在夹持丝线后能够自适应地绕铰接点发生微小偏摆，直至两个夹持点之间的连线自动调整至与滑台组件的滑动方向完全平行。，这一自动对中机制带来了多重有益效果：首先极大地降低了对零部件加工精度和装配同轴度的要求，无需昂贵的精密校准工序即可实现高精度拉伸，其次即使设备经长期使用后导轨发生轻微磨损或机架产生微量形变，铰接结构依然能够补偿角度偏差，延长了设备的使用寿命和维护周期，更为重要的是，由于铰接结构仅传递轴向拉力而无法传递弯矩，彻底消除了因安装偏差或丝线自身弯曲产生的附加侧向力，确保拉力器所采集到的数据精确反映丝线的真实抗拉强度，从根本上解决了人工测试中施力角度不一致的核心痛点。

13、2、本发明通过将承载爪夹组件的连接架与滑座之间设置为上下滑动配合，并在二者之间安装由两个传感器组成的感应器组，配合滑杆与复簧构成的浮动缓冲结构，实现了对丝线断裂瞬间冲击能量的有效吸收与断裂位置的精准锁定，当丝线在拉伸过程中被拉断时，外部轴向负载瞬间归零，此时连接架在复簧的弹性恢复力作用下相对滑座产生微量的上下位移，该位移被传感器一与传感器二组成的感应器组即时捕获并反馈至plc控制器，一方面利用浮动缓冲吸收了断裂冲击动能，避免了刚性传递对拉力器内部应变片及丝杆轴承造成疲劳损伤；另一方面由于断裂瞬间连接架的位移变化被精确记录，plc控制器可同步读取伺服电机编码器在该时刻的脉冲数值，从而反推出丝线被拉断时的精确伸长量，实现了断裂伸长率的无附加传感器式自动测量。

14、3、本发明采用伺服电机配合丝杆-丝母传动副驱动滑台组件进行直线拉伸，利用丝杆与丝母副固有的摩擦阻尼特性与伺服电机系统的电磁阻尼特性相耦合，在丝线断裂、外部负载消失的瞬间形成动态阻力平衡，使滑台组件恰好克服惯性冲击而静止于断裂发生的位置。，这一特性带来了双重益处：一方面无需额外增设液压缓冲器或机械防撞块即可实现对滑台行程极限位置的有效保护，简化了设备结构、降低了制造成本，另一方面滑台组件在断裂瞬间无反向回弹或前冲过位，确保了伺服电机编码器所记录的位移数据即为丝线在真实断裂时刻的最大伸长位置，消除了传统方案中因滑台惯性滑动导致的位移读数虚位问题，提升了伸长率测量数据的可信度。

15、4、本发明通过在爪夹组件的定夹块与动夹块相对面上设置咬合槽，并在定夹块远离动夹块的一侧开设抵槽，提升了夹持的可靠性，咬合槽增大了夹持面与丝线之间的摩擦力，有效防止丝线在拉伸过程中打滑，抵槽则对丝线的夹持位置起到限位作用，确保每次测试时丝线的夹持长度一致，进一步保证了测试结果的可重复性，同时手柄螺丝驱动动夹块进给的方式结构简单操作直观，便于操作人员快速完成丝线的装夹与拆卸。

1.一种伺服驱动式丝线全自动拉力检测装置，包括一体成型的连接台坐一（1）与连接台坐二（2），其特征在于：所述连接台坐一（1）上设置有伺服驱动机构（5），所述连接台坐二（2）顶端安装有拉力器（3），所述伺服驱动机构（5）包括滑动设置在所述连接台坐一（1）上的滑台组件（52）与驱动所述滑台组件（52）的伺服电机（51），所述滑台组件（52）与所述拉力器（3）之间分别设置有爪夹组件（6）；两个所述爪夹组件（6）分别与所述滑台组件（52）与所述拉力器（3）转动连接设置；两个所述爪夹组件（6）成水平交错布置；所述滑台组件（52）与其上部的爪夹组件（6）呈上下滑动设置，并且所述滑台组件（52）与其上部的所述爪夹组件（6）直接设置有感应器（58）；所述连接台坐二（2）上相对应一端安装有plc控制器（4）。

2.根据权利要求1所述的一种伺服驱动式丝线全自动拉力检测装置，其特征在于：所述滑台组件（52）包括丝杆（53）与若干个导轨槽（54），若干个所述导轨槽（54）对称开设在所述连接台坐一（1）顶端，所述丝杆（53）安装在所述连接台坐一（1）内侧，若干个所述导轨槽（54）之间共同滑动安装有滑座（55），所述滑座（55）底端固定安装有固定臂（56），所述固定臂（56）内侧安装有与所述丝杆（53）螺纹连接的丝母套（561）。

3.根据权利要求2所述的一种伺服驱动式丝线全自动拉力检测装置，其特征在于：所述滑座（55）上侧滑动设置有连接架（57），所述感应器（58）包括传感器一（581）与传感器二（582），所述传感器一（581）与所述传感器二（582）上下对称安装在所述滑座（55）与所述连接架（57）的相对面上。

4.根据权利要求3所述的一种伺服驱动式丝线全自动拉力检测装置，其特征在于：所述滑座（55）上侧贯穿滑动安装有若干个滑杆（572），若干个所述滑杆（572）均固定在所述连接架（57）的底端。

5.根据权利要求4所述的一种伺服驱动式丝线全自动拉力检测装置，其特征在于：若干个所述滑杆（572）底端均安装有止位板（5721），若干个所述滑杆（572）外表面均套设有复簧（5722），若干个所述复簧（5722）的首尾两端均抵持在所述滑座（55）与所述止位板（5721）的相对面之间。

6.根据权利要求1所述的一种伺服驱动式丝线全自动拉力检测装置，其特征在于：所述爪夹组件（6）包括夹座（62），所述夹座（62）呈l形，所述夹座（62）竖直方向一端贯穿螺纹安装有手柄螺丝（63），所述夹座（62）水平方向顶端安装有定夹块（621），所述手柄螺丝（63）上靠近所述定夹块（621）的一端上转动安装有动夹块（631）。

7.根据权利要求6所述的一种伺服驱动式丝线全自动拉力检测装置，其特征在于：所述夹座（62）水平方向一侧转动安装有铰接框（61），所述夹座（62）通过所述铰接框（61）与所述拉力器（3）或所述连接架（57）铰接相连。

8.根据权利要求6所述的一种伺服驱动式丝线全自动拉力检测装置，其特征在于：所述定夹块（621）上远离所述动夹块（631）的一侧开设有抵槽（6211）。

9.根据权利要求1所述的一种伺服驱动式丝线全自动拉力检测装置，其特征在于：所述动夹块（631）与所述定夹块（621）相对面之间共同设有咬合槽（64）。