一种兼容多标尺的模块化橡胶硬度计及其控制方法技术

本发明专利技术公开一种兼容多标尺的模块化橡胶硬度计及其控制方法，属于计量领域。本发明专利技术的一种兼容多标尺的模块化橡胶硬度计包括：主机、加载模块、测试模块、辅助工装模块以及主控制模块，测试模块包括Shore A标尺测试模块、IRHD N标尺测试模块、IRHD H标尺测试模块、IRHD L标尺测试模块、IRHD M标尺测试模块，测试模块能够拆卸更换，每个加载模块下方能够安装不同的测试模块，实现一台主机搭配Shore A标尺、IRHD N标尺、IRHD H标尺、IRHD L标尺和IRHD M标尺的硬度测量功能，并通过主控制模块实现橡胶硬度全自动测试功能。本发明专利技术实现橡胶O型圈横截面最高点的准确定位及硬度测试功能，定位精度

【技术实现步骤摘要】
一种兼容多标尺的模块化橡胶硬度计及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种兼容多标尺的模块化橡胶硬度计及其控制方法，属于硬度计量领域。

技术介绍

[0002]微型橡胶国际硬度主要用于各种型号的O型圈、以及具有小、薄等特点的橡胶零件的微型橡胶国际硬度测试。
[0003]根据使用工况及硬度领域的公知常识，橡胶O型圈的硬度测试需在其横截面的最高点进行，目前国内依靠人工目测确定橡胶O型圈横截面的最高点，人员带来的误差非常大，且工作效率低。
[0004]目前国内Shore A标尺硬度测试设备多为多为手持式设备在日常测试和计量中难以满足指标要求。而IRHD M和IRHD N硬度测试设备更是无国产设备，皆依赖于进口。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种兼容多标尺的模块化橡胶硬度计及其控制方法，采用模块化方法，通过主控制模块控制加载模块，完成主杆组件的反向测试力的抵消，实现(8.3
±
0.5)mN的初测试力和(153.3
±
1.0)mN的总测试力的加载，通过位移传感器实现橡胶O型圈横截面的最高点的精准确定和全自动硬度测试，并通过一台主机搭配不同测试模块，实现Shore A标尺、IRHD N标尺、IRHD H标尺、IRHD L标尺或IRHD M标尺的硬度测量。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术的一种兼容多标尺的模块化橡胶硬度计，包括：主机、加载模块、测试模块、辅助工装模块及其主控制模块；
[0008]所述主机包括：机箱、立柱及升降工作台系统，用于搭载所述加载模块、所述主控制模块、所述辅助工装模块以及试验样品；
[0009]所述加载模块安装在所述立柱上，用于带动所述测试模块上下运动；
[0010]所述测试模块安装在所述加载模块上，为Shore A标尺测试模块、或IRHD N标尺测试模块、或IRHD H标尺测试模块、或IRHD L标尺测试模块或IRHD M标尺测试模块，分别提供五种橡胶硬度测试方法；
[0011]所述辅助工装模块安装在所述升降工作台系统上，用于橡胶O型圈的自动测量，能够准确定位至橡胶O型圈横截面的最高点并完成硬度测试，若试验样品不是橡胶O型圈，则将所述辅助工装模块拆下，将试验样品直接放在所述升降工作台系统进行测试；
[0012]所述主控制模块安装在所述机箱内，通过在所述主机上显示，实现人机交互，并通过控制所述加载模块、所述测试模块和所述辅助工装模块，执行相关动作并且完成数据采集，实现橡胶硬度测量；
[0013]进一步地，测试模块中的IRHD M标尺测试模块包括：测试模块外壳、位置固定块、主轴锁紧螺杆、拔插件、电机腔体、主体下端、主体、位移传感器、主杆组件、测试控制模块、
电机组件以及杠杆组件；
[0014]所述外壳用于保护内部结构，所述位置固定块用于固定微型橡胶国际硬度测试模块，所述主轴锁紧螺杆用于运输过程中的保护主杆组件，工作过程中需将主轴锁紧螺杆拆下，所述拔插件用于安装定位微型橡胶国际硬度测试模块，所述电机腔体用于安装和保护电机组件，所述主体下端用于安装及保护杠杆组件，所述主体用于安装和保护主杆组件，所述位移传感器用于读取主杆组件的运动位移，所述主杆组件用于产生测试力，并将测试力传递至试验样品，所述控制模块用于控制微型橡胶国际硬度测试模块动作及采集数据，所述电机组件用于控制杠杆组件，抵消部分主杆组件所产生的测试力，完成8.3
±
0.5mN的初试测试力的加载，后控制杠杆组件脱离主杆组件，使主杆组件产生的153.3
±
1.0mN的测试力完全施加至试验样品，完成二次加载；
[0015]所述主杆组件用于产生153.3
±
1.0mN的总测试力，并将测试力垂直施加至试验样品；
[0016]所述电机组件提供上下1mm范围内的垂直运动，用于控制杠杆组件的位置，从而实现初测试力及总测试力的准确加载；
[0017]所述杠杆组件在电机组件的控制下完成与主杆组件的接触与分离，从而完成8.3
±
0.5mN的初测试力的加载，以及153.3
±
1.0mN的总测试力的加载；
[0018]所述杠杆组件与所述主杆组件之间采用滚动轴承连接，用以减小接触产生的摩擦力，实现现8.3
±
0.5mN初测试力的准确产生与加载。
[0019]进一步地，所述辅助工装模块包括：外壳、激光头安装组件、激光头、工作台、直线模组、控制模块、电机、安装组件以及工作台移动组件；
[0020]所述外壳用于安装和保护内部结构，所述激光头安装组件用于将激光头安装在所述外壳上，所述激光头安装在所述激光头安装组件上，用于读取橡胶O型圈的位置信息，进行橡胶O型圈横截面最高点的确定，所述工作台安装在所述工作台移动组件上，用于放置橡胶O型圈，所述直线模组在所述电机的驱动下，带动所述工作台移动组件进行左右移动，从而带动所述工作台上的橡胶O型圈进行左右移动，从而完成测试位置的确定，以及硬度测试，所述控制模块用于控制所述电机的旋转以及所述激光头的数据采集以及处理，所述安装组件用于安装橡胶O型圈硬度测试工装；
[0021]进一步地，主控制模块安装在机箱内，通过加载模块实现Shore A标尺测试模块、或IRHD N标尺测试模块、或IRHD H标尺测试模块、或IRHD L标尺测试模块或IRHD M标尺测试模块的自动识别，在升降工作台系统上完成Shore A标尺、IRHD N标尺、IRHD H标尺、IRHD L标尺和IRHD M标尺的硬度测量，通过辅助工装模块实现试验样品横截面的最高点的精准确定和硬度试验的全自动测量。
[0022]进一步地，本专利技术的一种兼容多标尺的模块化橡胶硬度计，控制方法具体包括以下步骤：
[0023]步骤一：在所述加载模块上安装Shore A标尺测试模块、或IRHD N标尺测试模块、或IRHD H标尺测试模块、或IRHD L标尺测试模块或IRHD M标尺测试模块；
[0024]步骤二：在所述升降工作台系统上放置试验样品；
[0025]步骤三：所述主控制模块识别所述测试模块的类型，通过所述主机，开始测量；
[0026]步骤四：所述主控制模块通过所述电机驱动所述加载模块下压所述测试模块，实
现所述测试模块移动并接触在所述升降工作台系统上的试验样品，按照不同所述测试模块，实现不同控制；
[0027]步骤五：所述测试模块动作结束，所述主控制模块采集所述位移传感器数据，得出试验样品的硬度，显示在所述主机上；
[0028]步骤六：所述主控制模块通过所述电机驱动所述加载模块将所述测试模块回到初始位置；
[0029]步骤七：安装所述辅助工装模块，需要将对应所述测试模块更换为IRHD M标尺测试模块，且放置试验样品；
[0030]步骤八：观察所述辅助工装模块上的所述工作台是否处于初始位置，如不是，需要通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼容多标尺的模块化橡胶硬度计，其特征在于：包括：主机(1)、加载模块(2)、测试模块(3)、辅助工装模块(4)及其主控制模块(8)；主机(1)包括：机箱(5)、立柱(6)及升降工作台系统(7)，用于搭载加载模块(2)、主控制模块(8)、辅助工装模块(4)以及试验样品；加载模块(2)安装在立柱(6)上，用于带动测试模块(3)上下运动；测试模块(3)安装在加载模块(2)上，为Shore A标尺测试模块、或IRHD N标尺测试模块、或IRHD H标尺测试模块、或IRHD L标尺测试模块或IRHD M标尺测试模块，分别提供五种橡胶硬度测试方法；辅助工装模块(4)安装在升降工作台系统(7)上，用于橡胶O型圈的自动测量，能够准确定位至橡胶O型圈横截面的最高点并完成硬度测试，若试验样品不是橡胶O型圈，则将辅助工装模块(4)拆下，将试验样品直接放在升降工作台系统(7)进行测试；主控制模块(8)安装在机箱(5)内，通过在主机(1)上显示，实现人机交互，并通过控制加载模块(2)、测试模块(3)和辅助工装模块(4)，执行相关动作并且完成数据采集，实现橡胶硬度测量；测试模块(3)中的IRHD M标尺测试模块包括：测试模块外壳(3
‑
1)、位置固定块(3
‑
2)、主轴锁紧螺杆(3
‑
3)、拔插件(3
‑
4)、电机腔体(3
‑
5)、主体下端(3
‑
6)、主体(3
‑
7)、位移传感器(3
‑
8)、主轴组件(3
‑
9)、测试控制模块(3
‑
10)、电机组件(3
‑
11)以及杠杆组件(3
‑
12)；测试模块外壳(3
‑
1)用于保护测试模块的内部结构，位置固定块(3
‑
2)用于固定测试模块(3)，主轴锁紧螺杆(3
‑
3)用于运输过程中的保护主轴组件(3
‑
9)，工作过程中需将主轴锁紧螺杆(3
‑
3)拆下，拔插件(3
‑
4)用于安装定位测试模块，电机腔体(3
‑
5)用于安装和保护电机组件(3
‑
11)，主体下端(3
‑
6)用于安装和保护杠杆组件(3
‑
12)、主体(3
‑
7)用于安装和保护主轴组件(3
‑
9)，位移传感器(3
‑
8)用于读取主杆组件(3
‑
9)的运动位移，主轴组件(3
‑
9)用于产生测试力，并将测试力传递至试验样品，测试控制模块(3
‑
10)用于控制测试模块(3)动作及数据采集，以完成硬度测试，电机组件(3
‑
11)用于控制杠杆组件(3
‑
12)，抵消部分主杆组件(3
‑
9)所产生的测试力，完成8.3
±
0.5mN的初试测试力的加载，后控制杠杆组件(3
‑
12)脱离主杆组件(3
‑
9)，使主杆组件(3
‑
9)产生的153.3
±
1.0mN的测试力完全施加至试验样品，完成二次加载；主杆组件(9)用于产生153.3
±
1.0mN的总测试力，并将测试力垂直施加至试验样品；电机组件(11)提供上下1mm范围内的垂直运动，用于控制杠杆组件(12)的位置，从而实现初测试力及总测试力的准确加载；杠杆组件(12)在电机组件(11)的控制下完成与主杆组件(9)的接触与分离，从而完成8.3
±
0.5mN的初测试力的加载，以及153.3
±
1.0mN的总测试力的加载；杠杆组件(12)与主杆组件(9)之间采用滚动轴承连接，用以减小接触产生的摩擦力，实现现8.3
±
0.5mN初测试力的准确产生与加载；辅助工装模块(4)包括：辅助工装外壳(4
‑
1)、激光头安装组件(4
‑
2)、激光头(4
‑
3)、工作台(4
‑
4)、直线模组(4
‑
5)、辅助工装控制模块(4
‑
6)、辅助工装电机(4
‑
7)、安装组件(4
‑
8)以及工作台移动组件(4
‑
9)；辅助工装外壳(4
‑
1)用于安装和保护辅助工装模块(4)的内部结构，激光头安装组件(4
‑
2)用于将激光头(4
‑
3)安装在辅助工装外壳(4
‑
1)上，激光头(4
‑
3)安装在激光头安装组
件(4
‑
2)上，用于读取试验样品的位置信息，进行试验样品横截面最高点的确定，工作台(4
‑
4)安装在工作台移动组件(4
‑
9)上，用于放置试验样品，直线模组(4
‑
5)在辅助工装电机(4
‑
7)的驱动下，带动工作台移动组件(4
‑
9)进行左右移动，从而带动工作台(4
‑
4)上的试验样品进行左右移动，从而完成测试位置的确定，以及硬度测试，辅助工装控制模块(4
‑
6)用于控制辅助工装电机(4
‑
7)的旋转以及激光头(4
‑
3)的数据采集以及处理，安装组件(4
‑
8)用于安装辅助工装模块(4)；主控制模块(8)安装在机箱(5)内，通过加载模块(2)实现Shore A标尺测试模块、或IRHD N标尺测试模块、或IRHD H标尺测试模块、或IRHD L标尺测试模块或IRHD M标尺测试模块的自动识别，在升降工作台系统(7)上完成Shore A标尺、IRHD N标尺、IRHD H标尺、IRHD L标尺和IRHD M标尺的硬度测量，通过辅助工装模块(4)实现试验样品横截面的最高点的精准确定和硬度试验的全自动测量。2.如权利要求1所述的一种兼容多标尺的模块化...

【专利技术属性】
技术研发人员：石伟，李杨，刘涛，殷建龙，陈诗琳，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：