一種接近開關操作頻率智能檢測用機械系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種接近開關操作頻率智能檢測用機械系統，包括支架以及設在支架上的裝夾機構、定位機構和操作執行機構，裝夾機構夾緊被測接近開關，定位機構調整被測接近開關的位置，操作執行機構帶動被測接近開關運動；所述的裝夾機構包括夾緊組件、具有位置反饋功能的位置傳感器和實現自適應調整的伺服電動執行器及導軌，所述的伺服電動執行器在導軌上運動，并與夾緊組件連接，所述的位置傳感器與伺服電動執行器連接；所述的操作執行機構包括標靶轉盤、伺服電機、轉速及頻率測定裝置和基準傳感器，標靶轉盤分別連接伺服電機、轉速及頻率測定裝置和基準傳感器。與現有技術相比，本發明具有機構可靠性高、節約資源、外形美觀、穩定性好等優點。
【專利說明】一種接近開關操作頻率智能檢測用機械系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種接近開關智能檢測系統，尤其是涉及一種接近開關操作頻率智能檢測用機械系統。

【背景技術】
[0002]低壓電器是電器工業的重要組成部分，在生產制造過程中主要起開關、控制、保護、檢測、指示和報警等作用，它直接體現著一個國家的先進制造業和裝備自動化水平。2006-2010年我國每年均增加發電量660-770億kW.h，每年平均新增裝機容量為21GW左右，按每增加I萬KW發電設備，約需4萬件左右的各類低壓電器元件與之配套計算，每年需增加8400萬件低壓電器。從中可看出:未來幾年是低壓電器隨著電能需求的增加而迅猛發展的時機，也是企業間和國家間優勝劣汰重新洗牌的大好時機。近年來幾乎所有制造低壓電器的國際大公司均推出新一代系列產品，同時電力安全與節能降耗已成為新一代低壓電器開發的熱點，因此，我國低壓電器的發展將面臨著眾多新的機遇，未來的5-10年將步入一個嶄新的融入智能化、機電一體化、節能、安全環保等高新技術的低壓電器快速發展時期。對低壓電器進行權威、公正的檢測，不僅對低壓電器生產起著評價、把關、預防和信息反饋等作用，也是國際貿易中低壓電器交換不可或缺的依據。因此，即使在現代質量管理中，對低壓電器進行質量檢驗也是不可或缺的重要因素和環節。
[0003]接近開關除可以完成行程控制和限位保護外，還是一種非接觸型的檢測裝置，用作檢測零件尺寸和測速等，也可用于變頻計數器、變頻脈沖發生器、液面控制和加工程序的自動銜接等。特點有工作可靠、壽命長、功耗低、復定位精度高、操作頻率高以及適應惡劣的工作環境等。接近開關作為一種低壓電器元件，能根據外界的信號和要求，自動地接通、斷開電路，實現對電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測、變換和調節。
[0004]目前，低壓電器的檢測系統普遍采用手動操作，種類單一，檢測結果難以控制。這在電壓電器種類和數量不多情況下的確是不錯的選擇，但隨著低壓電器種類的不斷增加和對檢測要求的日益嚴格，傳統的手動檢測方法顯然不能滿足要求，因此開發智能化的檢測控制系統不僅可以節約人力物力財力，而且也為我國乃至世界的低壓電器檢測和工業控制行業的創新發展做出了一定的貢獻。


【發明內容】

[0005]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種機構可靠性高、節約資源、外形美觀、穩定性好的接近開關操作頻率智能檢測用機械系統。
[0006]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0007]—種接近開關操作頻率智能檢測用機械系統，包括支架以及設在支架上的裝夾機構、定位機構和操作執行機構，裝夾機構夾緊被測接近開關，定位機構調整被測接近開關的位置，操作執行機構帶動被測接近開關運動；
[0008]所述的裝夾機構包括夾緊組件、具有位置反饋功能的位置傳感器和實現自適應調整的伺服電動執行器及導軌，所述的伺服電動執行器在導軌上運動，并與夾緊組件連接，所述的位置傳感器與伺服電動執行器連接；
[0009]所述的操作執行機構包括標靶轉盤、伺服電機、轉速及頻率測定裝置和基準傳感器，所述的標靶轉盤分別連接伺服電機、轉速及頻率測定裝置和基準傳感器。
[0010]所述的裝夾機構為柔性夾緊機構，伺服電動執行器根據位置傳感器的反饋自適應調整行程，驅動夾緊組件夾緊被測接近開關。
[0011]所述的夾緊組件包括方式夾緊組件或圓式夾緊組件。
[0012]所述的方式夾緊組件包括分別對應限制被測接近開關X方向、Y方向和Z方向的限位塊、托板和控制板。
[0013]所述的圓式夾緊組件包括兩個對稱設置的V型塊，限定被測接近開關的三個移動自由度和三個轉動自由度。
[0014]所述的定位機構包括伺服電機和電擺缸，所述的伺服電機和電擺缸均與位置傳感器連接，伺服電機根據位置傳感器反饋的位置信息實現被測接近開關移動單軸位置的調整，電擺缸根據位置傳感器反饋的位置信息實現被測接近開關轉動單軸位置的調整。
[0015]所述的移動單軸位置的調整精度為0.05mm?0.3mm ；
[0016]所述的轉動單軸位置的調整精度為0.05?0.15°。
[0017]所述的標靶轉盤設有兩個。
[0018]所述的標靶轉盤上沿內徑方向設置多個緯度區，每個緯度區上沿圓周線分布設置有6?10個標靶；
[0019]所述的標靶轉盤的最大轉速大于或等于4000r/min，且標靶轉盤上的標靶能測到的頻率> 5000Hz。
[0020]所述的標靶轉盤旋轉時，標靶的緯度的軸向晃動位移小于被測接近開關額定動作距離的1/3。
[0021 ] 與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0022]1、本發明擴大單臺設備的檢測品種和規格，節約了資源。
[0023]2、本發明各機構具有較高的可靠性、穩定性，并首次實現4000Hz以上操作頻率檢測。
[0024]3、設備外形美觀、設計應考慮人機工程學，設備應有儲物空間以便放置常用工具，且能移動；
[0025]4、本發明的標靶轉盤具有較高的可靠性、穩定性，其轉動機構具有高度的動平衡，旋轉時，標靶的緯度的軸向晃動位移一定小于被測接近開關額定動作距離1/3 ；
[0026]5、本發明裝夾機構對不同形狀的接近開關，采用不同的夾緊組件，針對性強，夾緊牢靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發明裝夾機構的結構示意圖；
[0028]圖2為本發明裝夾圓形接近開關時的夾緊組件示意圖；
[0029]圖3為本發明操作執行機構示意圖。

【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0031]實施例1
[0032]一種接近開關操作頻率智能檢測用機械系統，包括支架以及設在支架上的裝夾機構、定位機構和操作執行機構，裝夾機構夾緊被測接近開關，定位機構調整被測接近開關的位置，操作執行機構帶動被測接近開關運動。所述的支架為底部設有滾輪的可移動支架。
[0033]所述的裝夾機構包括夾緊組件、具有位置反饋功能的位置傳感器和實現自適應調整的伺服電動執行器及導軌，所述的伺服電動執行器在導軌上運動，并與夾緊組件連接，所述的位置傳感器與伺服電動執行器連接。裝夾機構為柔性夾緊機構，伺服電動執行器根據位置傳感器的反饋自適應調整行程，驅動夾緊組件夾緊被測接近開關。如圖1所示，本實施例中夾緊組件為方式夾緊組件，包括分別對應限制被測接近開關X方向、Y方向和Z方向的限位塊1、托板2和控制板3，控制板與伺服電動執行器5連接。被測接近開關4首先采用人工的方式安放在托板2上，并靠緊控制板和限位塊I ;此后伺服電動執行器根據產品位置自動地調整行程并運動到相應的位置點以夾緊被測接近開關(輔助支撐定位)，其推力為140N。
[0034]定位機構包括伺服電機和電擺缸，所述的伺服電機和電擺缸均與位置傳感器連接，伺服電機根據位置傳感器反饋的位置信息實現被測接近開關移動單軸位置的調整，調整精度為0.05mm?0.3mm (考慮到裝配等影響,實際單軸位置精度為0.25mm);電擺缸根據位置傳感器反饋的位置信息實現被測接近開關轉動單軸位置的調整，調整精度為0.05?
0.15° (考慮到裝配等影響，實際單軸位置精度為0.1° )，以便操作執行機構進行精確操作。
[0035]對于按鈕式低壓電器，根據國家標準關于試品安裝的要求，可以在設計時將被測試品的位置標準化，這意味著執行機構的位置也隨之確定下來，因此只需進行兩軸定位即Y、Z軸；同樣對于圓形被測試品，雖然國家沒有對其做相應的規范，但設計時采用了 V型塊安裝，這意味著不論被測試品的直徑大小如何，其中心的位置始終保持不變，亦即V型塊的中心，因此執行構件的位置也隨之確定下來而只需對其進行兩軸定位；對于方形被測試品，由于試品在三個坐標的尺寸均可能有差異，這意味著必須對其進行三軸即X、Y、Z軸定位。對于各軸移動的距離，提供四種方式:參數方式，這種方式需要需要知道各軸移動的具體數值，按鈕方式，這種方式由操作者根據現場實際情況給出；選型方式，如果檢測數據庫已經有檢測的試品，可以采用這種方式；智能方式，這種方式根據現場傳感器的信息以及知識決策庫定位。
[0036]如圖3所示，操作執行機構設在支架內，包括標靶轉盤6、伺服電機7、轉速及頻率測定裝置和基準傳感器，所述的標靶轉盤分別連接伺服電機、轉速及頻率測定裝置和基準傳感器。
[0037]標靶轉盤6上沿內徑方向設置多個緯度區，每個緯度區上沿圓周線分布設置有6?10個標靶；所述的標靶轉盤的最大轉速大于或等于4000r/min，且標靶轉盤上的標靶能測到的頻率> 5000Hz。標靶轉盤旋轉時，標靶的緯度的軸向晃動位移小于被測接近開關額定動作距離的1/3，標靶轉盤具有高度的動穩定，且結構可靠，穩定和牢固。
[0038]考慮到光電式接近開關反射式和對射式對標靶的不同需求，宜將標靶轉盤做成兩套；為保證高速下良好的動平衡，標靶或轉盤不易更換，且在不更換標靶或轉盤的前提下，能覆蓋75%的產品檢測。
[0039]操作執行機構覆蓋了電感式、電容式、非機械磁性式和超聲波式乃至光電式所有形式的接近開關的操作頻率的要求。不同形式的接近開關檢測功能通過標靶轉盤的變化來實現，試驗是通過旋轉標靶轉盤，使接近開關不斷動作響應，實測出接近開關輸出信號的響應頻率或者換算出其輸出信號與基準傳感器輸出信號間的延時得出的頻率。
[0040]實施例2
[0041]一種接近開關操作頻率智能檢測用機械系統，包括支架以及設在支架上的裝夾機構、定位機構和操作執行機構，裝夾機構夾緊被測接近開關，定位機構調整被測接近開關的位置，操作執行機構帶動被測接近開關運動。所述的裝夾機構包括夾緊組件、具有位置反饋功能的位置傳感器和實現自適應調整的伺服電動執行器及導軌。本實施例中，夾緊組件為圓式夾緊組件。如圖2所示，圓式夾緊組件包括兩個對稱設置的V型塊8，限定被測接近開關的三個移動自由度和三個轉動自由度。對于圓形接近開關，通過兩個V型塊限定其三個移動和三個轉動自由度的方式對其固定。被測接近開關首先采用人工的方式安放V型塊中；此后伺服電動執行器根據產品的位置自動的調整行程然后運動到相應的位置點以夾緊被測接近開關。其夾緊力為100N。其余同實施例1。
【權利要求】
1.一種接近開關操作頻率智能檢測用機械系統，其特征在于，包括支架以及設在支架上的裝夾機構、定位機構和操作執行機構，裝夾機構夾緊被測接近開關，定位機構調整被測接近開關的位置，操作執行機構帶動被測接近開關運動； 所述的裝夾機構包括夾緊組件、具有位置反饋功能的位置傳感器和實現自適應調整的伺服電動執行器及導軌，所述的伺服電動執行器在導軌上運動，并與夾緊組件連接，所述的位置傳感器與伺服電動執行器連接； 所述的操作執行機構包括標靶轉盤、伺服電機、轉速及頻率測定裝置和基準傳感器，所述的標靶轉盤分別連接伺服電機、轉速及頻率測定裝置和基準傳感器。
2.根據權利要求1所述的一種接近開關操作頻率智能檢測用機械系統，其特征在于，所述的裝夾機構為柔性夾緊機構，伺服電動執行器根據位置傳感器的反饋自適應調整行程，驅動夾緊組件夾緊被測接近開關。
3.根據權利要求2所述的一種接近開關操作頻率智能檢測用機械系統，其特征在于，所述的夾緊組件包括方式夾緊組件或圓式夾緊組件。
4.根據權利要求3所述的一種接近開關操作頻率智能檢測用機械系統，其特征在于，所述的方式夾緊組件包括分別對應限制被測接近開關X方向、Y方向和Z方向的限位塊、托板和控制板。
5.根據權利要求3所述的一種接近開關操作頻率智能檢測用機械系統，其特征在于，所述的圓式夾緊組件包括兩個對稱設置的V型塊，限定被測接近開關的三個移動自由度和二個轉動自由度。
6.根據權利要求1所述的一種接近開關操作頻率智能檢測用機械系統，其特征在于，所述的定位機構包括伺服電機和電擺缸，所述的伺服電機和電擺缸均與位置傳感器連接，伺服電機根據位置傳感器反饋的位置信息實現被測接近開關移動單軸位置的調整，電擺缸根據位置傳感器反饋的位置信息實現被測接近開關轉動單軸位置的調整。
7.根據權利要求6所述的一種接近開關操作頻率智能檢測用機械系統，其特征在于，所述的移動單軸位置的調整精度為0.05mm?0.3mm ; 所述的轉動單軸位置的調整精度為0.05?0.15°。
8.根據權利要求1所述的一種接近開關操作頻率智能檢測用機械系統，其特征在于，所述的標靶轉盤設有兩個。
9.根據權利要求1所述的一種接近開關操作頻率智能檢測用機械系統，其特征在于，所述的標靶轉盤上沿內徑方向設置多個緯度區，每個緯度區上沿圓周線分布設置有6?10個標靶； 所述的標靶轉盤的最大轉速大于或等于4000r/min，且標靶轉盤上的標靶能測到的頻率> 5000Hz。
10.根據權利要求9所述的一種接近開關操作頻率智能檢測用機械系統，其特征在于，所述的標靶轉盤旋轉時，標靶的緯度的軸向晃動位移小于被測接近開關額定動作距離的1/3。
【文檔編號】G01R31/327GK104237775SQ201310248689
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月21日 優先權日:2013年6月21日
【發明者】何濤, 孔凡亮, 任曉慶, 蘇濤 申請人:上海工程技術大學