專利名稱：鋼帶應(yīng)力測控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有關(guān)一種鋼帶應(yīng)力的測控裝置，尤其是有關(guān)一種在運動狀態(tài)下的鋼帶的應(yīng)力測控裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，機械零件和構(gòu)件的應(yīng)力對其品質(zhì)具有重要的影響，尤其是鋼材的應(yīng)力對其品質(zhì)的影響影響更甚。應(yīng)力指的是機械零件和構(gòu)件材料內(nèi)部的任一點處由外力、不均勻加熱或永久變形產(chǎn)生的單位截面積上的內(nèi)力。應(yīng)力以內(nèi)力與截面積的比值表示。為了了解機械零件的應(yīng)力，需要進行應(yīng)力的測量，分析及控制。應(yīng)力分析主要用于確定與機械零件和構(gòu)件失效的危險點的應(yīng)力集中、應(yīng)變集中部位的峰值應(yīng)力和應(yīng)變。進行應(yīng)力分析就必須測定鋼帶所內(nèi)的應(yīng)力值，因此應(yīng)力的測定就變得極為重要。另外，當測定出的應(yīng)力值超出一定的范圍需要進行有效的應(yīng)力消除及控制。
現(xiàn)有技術(shù)中測定鋼帶應(yīng)力值的測定方法通常為在靜止且受一拉力狀態(tài)下的鋼帶上設(shè)置傳感器，這樣即可以測試出鋼帶所受的應(yīng)力大小。然而，這種方式僅可以測定普通環(huán)境下靜止的鋼帶應(yīng)力，如果處在高溫條件下或者高速運動狀態(tài)下的鋼帶則這種方式由于受于高溫或高速運動的影響而使傳感器的檢測精度降低，不能有效對高溫環(huán)境下的高速運動中的鋼帶應(yīng)力進行檢測，而高溫環(huán)境下的高速運動中的鋼帶應(yīng)力在很多情況下必須進行測試，所以如何進行相關(guān)測試并有效控制應(yīng)力誤差的范圍成為急需解決技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鋼帶應(yīng)力測控裝置，其能夠方便地測控運動中的鋼帶的應(yīng)力，并能控制應(yīng)力值的誤差在一定的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種鋼帶應(yīng)力測控裝置，可以測試運動鋼帶的應(yīng)力，其特征在于包括鋼帶、伺服電機、通過伺服電機驅(qū)動產(chǎn)生水平運動的拉桿、設(shè)置于拉桿上的拉力傳感器、通過拉桿拉動的被動移動軸、軸向方向與上述被動移動軸平行且沿拉桿方向相對于被動移動軸軸對稱的二個固定軸，伺服電機通過微處理器控制，上述微處理器上連接有A/D接口卡、D/A接口卡及I/O接口卡，上述D/A接口卡及I/O接口卡與伺服控制器相連以控制伺服電機的運動，上述A/D接口卡與拉力傳感器相連，以將拉力傳感器的信號轉(zhuǎn)換后傳遞至微處理器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是由于采用上述設(shè)置，不僅可以測試運動中的鋼帶的應(yīng)力值，而且通過伺服電機運動速度及運轉(zhuǎn)方向的調(diào)整，使得鋼帶中的應(yīng)力值的誤差控制在一定的范圍內(nèi)。


圖1為本發(fā)明鋼帶應(yīng)力測控裝置的機械結(jié)構(gòu)圖。、圖2為本發(fā)明鋼帶應(yīng)力測控裝置的應(yīng)力測控原理圖。
圖3為本發(fā)明鋼帶應(yīng)力測控裝置中鋼帶的受力分析圖。
圖4為本發(fā)明鋼帶應(yīng)力測控裝置的電氣原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
請參閱圖1所示，本發(fā)明鋼帶應(yīng)力測控裝置具有機械部分及電氣部分，其中機械部分包括直流電壓值為0-5伏的伺服電機1，伺服電機1通過主動齒輪Z1與被動齒輪Z2進行減速處理，并且通過主動鏈輪Z3、鏈及被動鏈輪Z4進行進一步減速處理。被動鏈輪Z4與螺母一絲杠裝置進行傳動，絲杠2通過導軌3引導進行水平方向的移動。絲杠2上具有拉力傳感器4，絲杠3的另一端連接有被動移動軸5，該被動移動軸5可以絲杠3的拉力作用下水平移動，鋼帶8設(shè)置一被動移動軸5的外圍。請參閱圖3所示，機械部分還包括主動固定軸6及被動固定軸7，該兩固定軸6、7與被動移動軸5的軸向方向平行，且其位置相對于絲杠2軸對稱。主動固定軸6旋轉(zhuǎn)從而帶動鋼帶8圍繞被動移動軸5、主動固定軸6及被動固定軸7所圍成的區(qū)域旋轉(zhuǎn)。
請參閱圖2及圖4所示，本發(fā)明鋼帶應(yīng)力測控裝置的電氣部分包括微處理器21，其上連接有A/D接口卡22、I/O接口卡23及D/A接口卡24，I/O接口卡23及D/A接口卡24進一步與伺服控制器25相連，以控制伺服電機1的運動，伺服電機1與鋼帶的張緊機構(gòu)相連接，該張緊機構(gòu)指的是圖1中所示的機械部分，拉力傳感器4設(shè)置于張緊機構(gòu)上，并與電壓放大器26相連以將拉力傳感器4的電信號，傳到A/D接口卡，從而A/D接口卡22將信號傳至微處理器21。鋼帶的張緊機構(gòu)需要扭矩控制，所以本實施例中采用的是轉(zhuǎn)矩控制的伺服系統(tǒng)。
在工作中，首先微處理器1通過I/O接口卡23的位輸出接口，使伺服電機1啟動或停止、順時針或逆時針轉(zhuǎn)；并通過D/A接口卡24輸出與某一轉(zhuǎn)矩所對應(yīng)的電壓模擬量控制伺服電機1的轉(zhuǎn)矩大小。請參閱圖3所示，伺服控制器25控制伺服電機1運轉(zhuǎn)，從而通過主動齒輪Z1、被動齒輪Z2、主、被動鏈輪Z3、Z4驅(qū)動螺母一絲杠2進行水平移動，則此時拉力傳感器4測知拉力F1，因為主動固定輪6及被動固定輪7相對于被動移動軸5對稱，所以金屬鋼帶的張緊力F2+F3＝F1/COSα(其中α為夾角)。微處理器21通過檢測鋼帶應(yīng)力值，通過電壓放大器26傳遞至A/D接器卡22，從而傳輸至微處理器21，與應(yīng)力設(shè)置值的大小進行比較，從而來確定伺服電機1輸出的轉(zhuǎn)矩是否合適。如其誤差超過允許值，則修正D/A輸出的電壓，使誤差減小。
綜上所述，本發(fā)明完成了發(fā)明人的目的，不僅可以測試運動中的鋼帶的應(yīng)力值，而且通過伺服電機運動速度及運轉(zhuǎn)方向的調(diào)整，使得鋼帶中的應(yīng)力值的誤差控制在一定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鋼帶應(yīng)力測控裝置，可以測試運動鋼帶的應(yīng)力，其特征在于包括鋼帶、伺服電機、通過伺服電機驅(qū)動產(chǎn)生水平運動的拉桿、設(shè)置于拉桿上的拉力傳感器、通過拉桿拉動的被動移動軸、軸向方向與上述被動移動軸平行且沿拉桿方向相對于被動移動軸軸對稱的二個固定軸，伺服電機通過微處理器控制，上述微處理器上連接有A/D接口卡、D/A接口卡及I/O接口卡，上述D/A接口卡及I/O接口卡與伺服控制器相連以控制伺服電機的運動，上述A/D接口卡與拉力傳感器相連，以將拉力傳感器的信號轉(zhuǎn)換后傳遞至微處理器。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼帶應(yīng)力測控裝置，其特征在于拉力傳感器與A/D接口卡間還連接有一電壓放大器。
3.如權(quán)利要求1所述的鋼帶應(yīng)力測控裝置，其特征在于伺服電機的電壓為直流電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的鋼帶應(yīng)力測控裝置，其特征在于直流電壓值為0-5伏。
5.如權(quán)利要求1所述的鋼帶應(yīng)力測控裝置，其特征在于伺服電機與拉桿之間設(shè)置有減速裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的鋼帶應(yīng)力測控裝置，其特征在于減速裝置包括螺母-絲杠機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)一種鋼帶應(yīng)力測控裝置，可以測試運動鋼帶的應(yīng)力，其特征在于包括鋼帶、伺服電機、通過伺服電機驅(qū)動產(chǎn)生水平運動的拉桿、設(shè)置于拉桿上的拉力傳感器、通過拉桿拉動的被動移動軸、軸向方向與上述被動移動軸平行且沿拉桿方向相對于被動移動軸軸對稱的二個固定軸，伺服電機通過微處理器控制，上述微處理器上連接有A/D接口卡、D/A接口卡及I/O接口卡，上述D/A接口卡及I/O接口卡與伺服控制器相連以控制伺服電機的運動，上述A/D接口卡與拉力傳感器相連，以將拉力傳感器的信號轉(zhuǎn)換后傳遞至微處理器。通過上述設(shè)置可以方便的測控高速運動中的鋼帶的應(yīng)力，并能高速鋼帶的應(yīng)力，以使其應(yīng)力值的誤差控制在一定范圍內(nèi)。
文檔編號G01L5/00GK1779425SQ20041008470
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月26日
發(fā)明者施海鋒, 周濱海 申請人:上海工程技術(shù)大學