專利名稱：機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種測量及記錄裝置，更具體地說，本發明涉及一種機械手拉刀力及插刀力的測量及測量數據的記錄裝置。
背景技術：
隨著科學技術的不斷發展，對機械產品的要求也越來越高。機械產品需要滿足社會的需要，就應該具有高精度、高效率、通用性和靈活性等性能，加上機械產品不斷加快的更新換代速度，因此對機床設備也相應地提出了精度高、效率高、通用性好和靈活性強的要求。加工中心作為數控機床家族中的高端產品，在現代機械行業領域內被越來越多的采用， 其具有自動換刀能力，能在工件一次裝夾后自動完成多工序加工，具有高精度、高效率、高通用性的特點。自動換刀裝置(Automatic Tool Changer)，是加工中心的重要功能部件之一，加工中心的功能決定了它必須要借助于自動換刀裝置才能實現高效、自動化的特點。因此，自動換刀裝置的可靠性水平是衡量加工中心整機可靠性水平的一個重要指標。自動換刀裝置包括有兩個主要部分刀庫和換刀機械手。刀庫的主要功能是為加工中心儲存加工過程中所能用到的刀具，并可以根據所設定的程序，對當前工序所用刀具進行選擇和定位，以便換刀機械手進行刀具的交換。根據其結構形式，刀庫可分為以下幾種類型斗笠式刀庫這種刀庫具有結構緊湊、安裝方便等特點，缺點是容量較小，一般為 16 M把。這種刀庫在換刀過程中，刀庫整體向主軸移動，當主軸上要被替換下來的刀具進入刀庫的卡槽內時，主軸脫離刀具，向上移動，隨后刀庫轉動將要換到主軸上刀具轉到主軸的正下方，此時主軸下移，刀具進入主軸內的錐孔中，將刀具夾緊，然后刀庫退回到原來的位置，換刀過程結束。圓盤式刀庫圓盤式刀庫，俗稱“盤式刀庫”，一般在小型綜合立式加工中心上應用。刀庫的容量較之斗笠式刀庫略有增加，一般為15 40把，需配備機械手進行刀具的交換。目前，此種刀庫在國內應用最為廣泛。鏈條式刀庫這種刀庫的優點是裝刀數量多，一般都在32把以上，最多的可以到 120把以上；一般采用電動機加凸輪對機械手的換刀動作進行控制，傳動平穩，定位精度較高。缺點是價格相對昂貴且通常需要定制。除了以上所述的三種形式的刀庫，刀庫的形式還有箱體式、直線式等等，但是并不堂ffl幣川。換刀機械手是自動換刀裝置中的一個重要的組成部分，其作用是將刀庫中的刀具在刀庫和主軸之間進行傳遞。絕大部分加工中心的自動換刀機構都需配備換刀機械手，機械手的換刀動作由加工中心配備的數控系統發出的指令進行控制。根據加工中心主軸和刀庫相對位置的不同以及刀庫形式的不同，換刀機械手大致可分為單臂機械手、雙臂機械手和帶送刀臂、擺刀站和換刀臂的機械手，其中最常用的是雙臂機械手，典型的雙臂機械手結
3構見圖1。根據國際或國內標準，在具有加工中心或者是具有自動換刀裝置的金屬切削機床上，切削刀具的刀柄一般采用拉刀器沿軸向拉緊到主軸錐孔上，拉釘是刀柄與拉刀器進行連接的媒介，是標準件。拉刀器安裝于主軸內，是主軸的一個組成部件，其施加到刀柄上的軸向拉力稱之為主軸拉刀力，該拉刀力的大小直接影響刀柄定位的可靠性，如果拉刀力小于規定值，輕則影響加工質量，重則造成機床事故，甚至造成人身傷害事故。因此，測量和預測機械手的拉刀力是十分必要的。目前，主軸拉刀力測量裝置主要有以下兩種進口拉刀力測量裝置與專用工裝。這兩種拉刀力測量裝置，均使用絕對值測量的方式，無論拉刀力為多少，均可直接顯示拉刀力的實際值，測量結果直觀。但是，根據實際使用情況，也存在如下缺點1、進口測量裝置價格較高，一般金屬切削機床主軸生產廠家采購成本太大；2、國內的專用工裝結構復雜，需要使用液壓裝置，而且需預估拉刀力值，調整液壓，不適合一般操作人員操作且便攜性差；3、維護與檢定較困難。測量方法分為直接測量方法和間接測量方法，二者互有利弊。直接測量法的好處是可以讀出拉刀力的數值，缺點是裝置復雜且價格偏高；間接測量裝置簡單，價格低，但是缺少直觀數據，只能判斷拉刀力是否合格，不能為分析自動換刀裝置的可靠性提供依據。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服了現有自動換刀裝置機械手拉刀力測量裝置存在的讀取結構復雜、價格高和讀取數據不便的問題以及為分析自動換刀裝置的可靠性提供重要數據，提供了一種機械手拉刀力及插刀力的測量及測量數據記錄裝置。為解決上述技術問題，本發明是采用如下技術方案實現的所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置由改裝刀柄部分、測力裝置和數據轉換及存儲模塊組成。所述的數據轉換及存儲模塊采用型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊。所述的改裝刀柄部分包括拉釘、上部改裝刀柄、中部改裝刀柄與下部改裝刀柄。所述的測力裝置包括拉壓力傳感器和單片機電路板。拉釘的左端與上部改裝刀柄的右端螺紋連接，上部改裝刀柄的左端與中部改裝刀柄的右端為間隙配合。拉壓力傳感器的左端與中部改裝刀柄右端螺紋連接，拉壓力傳感器的右端與上部改裝刀柄的左端螺紋連接，下部改裝刀柄的右端和中部改裝刀柄的左端螺紋連接。單片機電路板置于下部改裝刀柄中的安裝卡槽內，單片機電路板與拉壓力傳感器的輸出線電線連接。型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊置于單片機電路板左側的下部改裝刀柄中的安裝卡槽內，型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊與單片機電路板為電線連接。技術方案中所述的上部改裝刀柄的左端面上設置一個圓形的放置拉壓力傳感器的傳感器凹坑，傳感器凹坑的坑底的中心處設置一個安裝拉壓力傳感器的傳感器螺紋盲孔，上部改裝刀柄的右端面上設置一個安裝拉釘的拉釘螺紋盲孔，拉釘螺紋盲孔、傳感器螺紋盲孔、傳感器凹坑與上部改裝刀柄的回轉軸線共線；所述的中部改裝刀柄的左端面上設置一個圓形的放置下部改裝刀柄右端的下部凹坑，下部凹坑的內圓柱面上設置有和下部改
4裝刀柄右端連接的內螺紋。中部改裝刀柄的右端面上設置一個圓形的放置上部改裝刀柄左端的刀柄凹坑。中部改裝刀柄的刀柄凹坑的坑底的中心處設置一個安裝拉壓力傳感器的螺紋通孔，螺紋通孔、刀柄凹坑、下部凹坑、中部改裝刀柄與上部改裝刀柄的回轉軸線共線。中部改裝刀柄中螺紋通孔的上方設置一個用于容納信號線的過線孔，螺紋通孔與過線孔的回轉軸線平行；所述的下部改裝刀柄由下部改裝刀柄體和端蓋組成。所述的下部改裝刀柄體為圓柱形空心結構件，沿下部改裝刀柄體軸向設置有正方形通孔，下部改裝刀柄體的回轉軸線與正方形通孔的縱向對稱軸線共線，在正方形通孔的相對的孔壁上設置有結構相同的相互對稱的安裝單片機電路板與型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊的安裝卡槽， 兩條安裝卡槽的縱向對稱面與正方形通孔的縱向對稱軸線共面。下部改裝刀柄體的左端面上均布有固定端蓋的螺紋盲孔，下部改裝刀柄體右端的外圓柱面上設置有和中部改裝刀柄左端連接的外螺紋，采用螺釘將端蓋固定在下部改裝刀柄體的左端面上。
與現有技術相比本發明的有益效果是本發明所提出的自動換刀裝置機械手拉刀力和插刀力的測量及記錄裝置，不同于以往通過相對位移或者油壓等間接測量機械手拉刀力的方法，提出了一種結構簡單且使用方便可靠的測量記錄裝置。機械結構和測量電路的簡單性，保證了本發明裝置的可靠性。另外，本裝置采用直接測量的方法，能夠及時收集到實驗數據，為自動換刀裝置的可靠性分析提供了非常重要的數據來源，進而為提高自動換刀裝置的可靠性提供了條件。1.本發明所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置的外形結構完全是按照加工中心所采用的標準刀柄進行外形結構設計，在使用上與普通刀柄無任何不同之處；2.本發明所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置中機械結構加工簡單， 內部電路板制作方便且所采用的拉壓力傳感器價格便宜，外部無連線，結構簡單可靠；3.本發明所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置的內部配備的串口存儲U盤式存儲卡模塊可以將測量裝置所得到的信號轉換成FAT32文件并存儲于模塊上的存儲卡中，可將存儲卡卸下直接由讀卡器讀出文件，方便可靠，這也是本裝置的創新之一。4.相比于進口測量設備和國內的測量工裝，本裝置具有如下優勢1)本發明所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置相比于國外測量設備， 結構簡單，且能達到與國外測量設備同樣的測量效果；2)本發明所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置相比于國內現有的測量工裝，結構簡單，且能直接讀出測量數據即拉力值；3)本發明所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置體積小，重量輕，因此便于攜帶，外部尺寸的標準化也使其通用性極好；4)本發明所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置相比于專用測量設備來說，采用了便攜式存儲卡進行數據存儲，在任意一臺個人電腦上都可以進行數據處理，其數據通用性好；5)就本發明所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置的機械結構來說，機械結構容易實現標準化，適合大量生產使用。


下面結合附圖對本發明作進一步的說明
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圖Ι-a為現有技術中典型雙臂機械手結構組成的主視圖；圖Ι-b為圖Ι-a中A-A位置的剖視圖；圖2為本發明所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置的分解式軸測投影圖；圖3_a為本發明所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置主視圖上的全剖視圖；圖3_b為本發明所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置裝配之后外觀結構的主視圖；圖4_a為本發明所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置中所采用的拉壓力傳感器外觀結構的主視圖；圖4_b為本發明所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置中所采用的拉壓力傳感器外觀結構的俯視5為本發明所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置中所采用的下部改裝刀柄結構形狀的軸測投影圖；圖6為本發明所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置中所采用的型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊的引腳結構示意圖；圖7為本發明所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置所采用的型號為 STC12C5616AD的單片機引腳結構示意圖；圖8為本發明所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置中的測量電路原理圖；圖中1. 1號彈簧，2.鎖緊銷，3. 2號彈簧，4.活動爪，5.手爪，6.拉釘，7.上部改裝刀柄，8.拉壓力傳感器，9.中部改裝刀柄，10.單片機電路板，11.串口存儲U盤式存儲卡模塊，12.下部改裝刀柄，13.端蓋，14.螺釘。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作詳細的描述本發明所述的自動換刀裝置中的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置由改裝刀柄部分、測力裝置和數據轉換及存儲模塊或者無線數據傳輸模塊組成。1.改裝刀柄部分參閱圖2、圖3-a與圖3_b，所述改裝刀柄部分包括拉釘6、上部改裝刀柄7、中部改裝刀柄9、下部改裝刀柄12、端蓋13和螺釘14。其中拉釘6和螺釘14為標準件，無需加工制造，其余結構件為非標準件，需要單獨加工制作。本發明中在不改變現有加工中心刀柄外形結構尺寸和功能的條件下，對加工中心所采用的標準刀柄在現有的基礎上進行了內部結構的改變，內部開辟出一定的空間即做成中空結構，將拉壓力傳感器8以及制作好的單片機電路板10與串口存儲U盤式存儲卡模塊 11安裝在改進后的上部改裝刀柄7、中部改裝刀柄9與下部改裝刀柄12內，從而組成了一套完整的數據測量和記錄裝置。所述的圓臺形結構的上部改裝刀柄7的左端面上設置一個圓形的放置拉壓力傳感器8的傳感器凹坑，傳感器凹坑的坑底(或者說傳感器凹坑的右端面)的中心處設置一
6個安裝拉壓力傳感器8的傳感器螺紋盲孔。圓臺形結構的上部改裝刀柄7的右端面上設置一個安裝拉釘6的拉釘螺紋盲孔。拉釘螺紋盲孔、傳感器螺紋盲孔、傳感器凹坑與上部改裝刀柄7的回轉軸線共線。安裝時將拉釘6的左端即帶有螺紋端旋入上部改裝刀柄7右端的拉釘螺紋盲孔中并用扳手旋緊。所述的中部改裝刀柄9的左端面上設置一個圓形的放置下部改裝刀柄12的下部凹坑，下部凹坑的內圓柱面上設置有和下部改裝刀柄12右端連接的內螺紋；中部改裝刀柄 9的右端面上設置一個圓形的放置上部改裝刀柄7的刀柄凹坑，中部改裝刀柄9的刀柄凹坑的坑底(或者說刀柄凹坑的左端面)的中心處設置一個安裝拉壓力傳感器8的螺紋通孔， 螺紋通孔、刀柄凹坑、下部凹坑、中部改裝刀柄9與上部改裝刀柄7的回轉軸線共線，中部改裝刀柄9中螺紋通孔的上方設置一個用于容納信號線的過線孔，螺紋通孔與過線孔的回轉軸線平行。所述的下部改裝刀柄12由下部改裝刀柄體和端蓋13組成，下部改裝刀柄體為圓柱形空心結構件，沿下部改裝刀柄體軸向設置有正方形通孔，下部改裝刀柄體的回轉軸線與正方形通孔的縱向對稱軸線共線。在正方形通孔的相對的孔壁上設置有結構相同的相互對稱的安裝單片機電路板10與型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11的安裝卡槽， 兩條安裝卡槽的縱相對稱面與正方形通孔的縱向對稱軸線共面。下部改裝刀柄體的左端面上均布有固定端蓋13的螺紋盲孔，下部改裝刀柄體右端的外圓柱面上設置有和中部改裝刀柄9左端連接的外螺紋。單片機電路板10與型號為UC 310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11由右至左地安裝在下部改裝刀柄體中正方形通孔上的安裝卡槽里后，采用螺釘將端蓋13固定在下部改裝刀柄體的左端面上。上部改裝刀柄7的左端與中部改裝刀柄9的右端配裝在一起為間隙配合，因此，自動換刀裝置的機械手插刀或拔刀時這兩個部分因不接觸相互之間不產生作用力。兩部分配合處(之間)的內部空間安裝有拉壓力傳感器8，拉壓力傳感器8的右端與上部改裝刀柄7 左端的傳感器凹坑中的螺紋盲孔螺紋連接，拉壓力傳感器8的左端與中部改裝刀柄9右端的刀柄凹坑中的螺紋通孔螺紋連接。因此，在機械手進行換刀動作時，拉壓力傳感器8便可以測量出拉刀和插刀時刻的力。下部改裝刀柄12的右端與中部改裝刀柄9的左端為螺紋連接。2.測力裝置參閱圖4-a與圖4-b，所述的測力裝置包括拉壓力傳感器8和單片機電路板10。本發明所采用的拉壓力傳感器8的外觀結構如圖中所示。實施例中采用了深圳鵬力達科技有限公司生產的型號為PLD204KM的拉壓力傳感器，當然還可采用尺寸相當的柱式拉壓力傳感器或者S型拉壓力傳感器。本發明所采用的拉壓力傳感器8又叫電阻應變式傳感器，隸屬于稱重傳感器系列，是一種將物理信號轉變為可測量的電信號輸出的裝置。拉壓力傳感器8是以彈性體為中介，拉壓力通過彈性體作用于帖在彈性體兩邊的電阻應片上使電阻應片的阻值發生變化，再經過相應的電路轉換為電的信號，電的信號通過單片機電路板10的處理傳入串口存儲U盤式存儲卡模塊11中并記錄下來。它的優點是精度高，測量范圍廣， 壽命長，結構簡單，頻響特性好。單片機電路板10采用以宏晶科技有限公司生產的型號為STC12C5616AD的單片機為核心的模擬電路，單片機電路板10的作用是將拉壓力傳感器8發出的信號(通常為電壓
7信號)經過放大、濾波、整形之后通過LVTTL電平模式傳送到串口存儲U盤式存儲卡模塊11 中或者通過無線數據傳輸模塊直接傳送給專用的接收器中。本發明只針對串口存儲U盤式存儲卡模塊11進行說明。為拉壓力傳感器8、型號為STC12C5616AD的單片機及串口存儲U 盤式存儲卡模塊11或者是無線數據傳輸模塊供電的電源集成在單片機電路板10之上，采用額定電壓為5V的鋰電池或者是蓄電池皆可。安裝時將拉壓力傳感器8的左端旋入中部改裝刀柄9中間位置的螺紋通孔中，旋緊后將拉壓力傳感器8的輸出線穿過中部改裝刀柄9螺紋孔上方的過線孔與單片機電路板 10電線連接，再將拉壓力傳感器8的右端旋入上部改裝刀柄7左端的傳感器螺紋盲孔中，此時中部改裝刀柄9與上部改裝刀柄7的位置關系如圖3-a所示，S卩如前面所述上部改裝刀柄7的左端與中部改裝刀柄9的右端配裝在一起為間隙配合。所述的測力裝置中，拉壓力傳感器8在市面上有銷售，單片機電路板10根據發明的需要應單獨制作。3.數據轉換及存儲模塊參閱圖6，所述的數據轉換及存儲模塊本發明中采用了北京美廉科技有限公司生產的型號為UC310的嵌入式的串口存儲U盤式存儲卡模塊11，型號為UC310的串口存儲U 盤式存儲卡模塊11的接口簡單，便于連接多種信號采集設備，特別適合需要長期保存海量數據及需要數據交換的應用中。圖中列出串口存儲U盤式存儲卡模塊11的相關引腳，現說明如下Vcc 電源輸入腳，電壓為DC 3. 3V。由此引腳供電時，USB端口不需要供電。當使用USB或應用設備上的VCC端口供電時，此引腳可懸空；Gnd:電源地。Txd =LVTTL電平輸出，定時輸出一個遞增的字節，字節內容為0_255，每秒鐘左右發送一個，檢查此字節可檢查模塊的工作狀態，不用時可懸空。Rxd =LVTTL電平輸入。跳線選擇LVTTL模式時，此信號線上的數據將保存成文件， 跳線選擇RS232模式時，該信號線無效，不用時可懸空。nRST 復位引腳，低電平有效，不用時可懸空。nCTRL 控制輸入引腳，低電平有效。配置設為自動模式下，該信號每次有效，相應的文件名自動增加，用于分割生成的文件，不用時可懸空。JMPl 跳線1，當短路連接跳線2時，選擇RS232模式進行數據交換；否則選擇 LVTTL模式進行數據交換，在LVTTL模式下，相應的Rxd引腳和Txd引腳有效。JMP2 跳線2，當短路連接跳線1時，選擇RS232模式進行數據交換；否則選擇 LVTTL模式進行數據交換，在LVTTL模式下，相應的Rxd引腳和Txd引腳有效。所述的數據轉換及存儲模塊系采用串口存儲U盤式存儲卡模塊11，采用不通過無線連接協議糾錯的透明傳輸的方式，將串口送來的數據以文件(FAT32文件系統)形式存儲于串口存儲U盤式存儲卡模塊11上的存儲卡中。連接USB端口，該串口存儲U盤式存儲卡模塊11仿真成U盤，無需任何額外驅動程序，上位機可直接讀取文件，也可將存儲卡卸下直接由讀卡器讀出文件。所述的型號為UC 310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11的固定方式同單片機電路板10相同。安裝時，將型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11的電路板同單片機
8電路板10 —樣對準下部改裝刀柄12上的安裝卡槽的槽口插入下部改裝刀柄12的內孔中， 即型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11置于單片機電路板10左側的下部改裝刀柄12的安裝卡槽內，型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11與單片機電路板10之間為電線連接，型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11的電路板需要靠近端蓋13， 便于隨時將型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11取出。最后，將端蓋13用螺栓14安裝在改裝刀柄下部12的左端面上，機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置即組裝完成，完成后的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置的形狀結構如圖3-b所示。當測量結束需要取出存儲卡時，不必將整個刀柄從刀庫的刀座內卸下，只需將端蓋13拆下，取出存儲卡即可，十分方便。參閱圖8，由于拉壓力傳感器8的輸出電壓信號為DC20mv，而本發明所采用的型號為STC12C5616AD的單片機的采樣電壓需為DC3. 3 5V，因此需在輸入信號之后增加放大電路，通過計算可以很容易的得出兩級放大電路的總放大倍數為2. 5(第一級)X 100(第二級)=250，這樣可以保證型號為STC12C5616AD的單片機的采樣電壓為DC5V左右。型號為STC12C5616AD的單片機和UC310模塊采用DC5V鋰電池供電。為防止干擾對型號為 STC12C5616AD的單片機采樣造成影響，在型號為STC12C5616AD的單片機的VCC引腳前段加上兩個電容量分別為0. 1 μ F和10 μ F的電容器進行濾波。為檢測型號為STC12C5616AD的單片機是否上電，在VCC前段加裝一個發光二極管作為指示器。由于單片機電路板10上只有型號為STC12C5616AD的單片機與DC5V的鋰電池和型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11進行連接，故型號為STC12C5616AD的單片機的引腳RxD、TxD、P0.0、P0. 1、GND和型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11的引腳！bed、Rxd, nRST、nCTRL、Gnd用導線依次連接及DC5V的鋰電池的正極和型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11的Vcc引腳之間的導線連接即為單片機電路板10與型號為 UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11之間的電線連接。由于型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11采用LVTTL電平模式進行輸入和輸出，故型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11的JMPl和JMP2引腳懸空。單片機電路板10上的DC5V的鋰電池正極與型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11 的Vcc引腳導線連接，從而為型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11供電。型號為 STC12C5616AD的單片機通過I/O端口的引腳P0. 0和引腳P0. 1依次與型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11的引腳nRST和引腳nCTRL電線連接，從而對型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11的輸入和復位進行控制。型號為STC12C5616AD的單片機的引腳1Txd和Rxd依次與型號為UC310的串口存儲 U盤式存儲卡模塊11的引腳Rxd和Txd電線連接，這樣型號為STC12C5616AD的單片機可以向型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11發送數據，同時也能接收型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊11發出的數據，這樣就建立了雙向數據發送和數據接收通道。機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置的工作原理當機械手進行換刀動作時，由機械手將機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置從刀庫中的刀座或主軸中拔出或向刀庫中的刀座或主軸中插入，拔出或插入的瞬間，作用在機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置的拉釘6上的力通過上部改裝刀柄7作用在拉壓力傳感器8上。拉壓力傳感器
98受到拉力或壓力后將產生DC20my的電平信號，此DC20my的電平信號經過放大和整形后變成型號為STC12C5616AD的單片機所能采樣的電壓信號，從而能夠被型號為STC12C5616AD 的單片機所采樣。經過型號為STC12C5616AD的單片機對輸入其中的電平信號進行內部處理后，型號為STC12C5616AD的單片機將采用LVTTL模式將處理后的信號傳送給串口存儲U 盤式存儲卡模塊11，串口存儲U盤式存儲卡模塊11將從型號為STC12C5616AD的單片機處接收到的電平信號進行內部處理和裝換，然后將轉換后的電平信號以FAT32文件形式存儲于安裝在串口存儲U盤式存儲卡模塊11上的存儲卡中供計算機讀取。通過以上過程，即可實現機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄。
權利要求
1.一種機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置，由改裝刀柄部分、測力裝置和數據轉換及存儲模塊組成，所述的數據轉換及存儲模塊采用型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊(11)；其特征在于，所述的改裝刀柄部分包括拉釘(6)、上部改裝刀柄(7)、中部改裝刀柄(9)與下部改裝刀柄(1 ；所述的測力裝置包括拉壓力傳感器(8)和單片機電路板 (10)；拉釘(6)的左端與上部改裝刀柄(7)的右端螺紋連接，上部改裝刀柄(7)的左端與中部改裝刀柄(9)的右端為間隙配合，拉壓力傳感器(8)的左端與中部改裝刀柄(9)的右端螺紋連接，拉壓力傳感器(8)的右端與上部改裝刀柄(7)的左端螺紋連接，下部改裝刀柄 (12)的右端和中部改裝刀柄(9)的左端螺紋連接，單片機電路板(10)置于下部改裝刀柄 (12)中的安裝卡槽內，單片機電路板(10)與拉壓力傳感器(8)的輸出線電線連接，型號為 UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊(11)置于單片機電路板(10)左側的下部改裝刀柄 (12)中的安裝卡槽內，型號為UC310的串口存儲U盤式存儲卡模塊(11)與單片機電路板 (10)為電線連接。
2.按照權利要求1所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置，其特征在于，所述的上部改裝刀柄(7)的左端面上設置一個圓形的放置拉壓力傳感器(8)的傳感器凹坑， 傳感器凹坑的坑底的中心處設置一個安裝拉壓力傳感器(8)的傳感器螺紋盲孔，上部改裝刀柄(7)的右端面上設置一個安裝拉釘(6)的拉釘螺紋盲孔，拉釘螺紋盲孔、傳感器螺紋盲孔、傳感器凹坑與上部改裝刀柄(7)的回轉軸線共線。
3.按照權利要求1所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置，其特征在于，所述的中部改裝刀柄(9)的左端面上設置一個圓形的放置下部改裝刀柄(1 右端的下部凹坑，下部凹坑的內圓柱面上設置有和下部改裝刀柄(1 右端連接的內螺紋，中部改裝刀柄(9)的右端面上設置一個圓形的放置上部改裝刀柄(7)左端的刀柄凹坑，中部改裝刀柄 (9)的刀柄凹坑的坑底的中心處設置一個安裝拉壓力傳感器(8)的螺紋通孔，螺紋通孔、刀柄凹坑、下部凹坑、中部改裝刀柄(9)與上部改裝刀柄(7)的回轉軸線共線，中部改裝刀柄 (9)中螺紋通孔的上方設置一個用于容納信號線的過線孔，螺紋通孔與過線孔的回轉軸線平行。
4.按照權利要求1所述的機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置，其特征在于，所述的下部改裝刀柄(12)由下部改裝刀柄體和端蓋組成；所述的下部改裝刀柄體為圓柱形空心結構件，沿下部改裝刀柄體軸向設置有正方形通孔，下部改裝刀柄體的回轉軸線與正方形通孔的縱向對稱軸線共線，在正方形通孔的相對的孔壁上設置有結構相同的相互對稱的安裝單片機電路板(10)與型號為UC 310的串口存儲U盤式存儲卡模塊(11)的安裝卡槽，兩條安裝卡槽的縱向對稱面與正方形通孔的縱向對稱軸線共面，下部改裝刀柄體的左端面上均布有固定端蓋(1 的螺紋盲孔，下部改裝刀柄體右端的外圓柱面上設置有和中部改裝刀柄(9)左端連接的外螺紋，采用螺釘將端蓋(13) 固定在下部改裝刀柄體的左端面上。
全文摘要
本發明公開了機械手拉刀力及插刀力的測量及記錄裝置，由改裝刀柄部分、測力裝置和串口存儲U盤式存儲卡模塊組成。改裝刀柄部分包括上部改裝刀柄、中部改裝刀柄與下部改裝刀柄。測力裝置包括拉壓力傳感器和單片機電路板。拉釘與上部改裝刀柄螺紋連接，上部改裝刀柄的左端與中部改裝刀柄的右端為間隙配合。拉壓力傳感器的左端與中部改裝刀柄的右端螺紋連接，拉壓力傳感器右端與上部改裝刀柄螺紋連接，下部改裝刀柄和中部改裝刀柄左端螺紋連接。單片機電路板置于下部改裝刀柄的安裝卡槽內，單片機電路板與拉壓力傳感器電線連接，串口存儲U盤式存儲卡模塊置于單片機電路板左側的安裝卡槽內，串口存儲U盤式存儲卡模塊與單片機電路板之間為電線連接。
文檔編號B23Q17/00GK102430960SQ20111034694
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月7日 優先權日2011年11月7日
發明者呼燁, 方杰, 李國發, 楊兆軍, 樓俏, 王陽, 陳菲, 馬宇鵬 申請人:吉林大學