本發(fā)明主要涉及一種食品加工設(shè)備試驗裝置，尤其是一種用于蓮仁滾動定心的試驗臺。

背景技術(shù)：

在蓮仁去心加工中，有一道非常重要的工藝是對蓮仁進行定心擺正，使得蓮心軸線與加工工具軸線同軸，從而保證蓮心完全去除，但在實際生產(chǎn)加工中，很難保證蓮心軸線與鉆花軸線同軸，導(dǎo)致加工工具偏移，達不到去心的目的。滾動定心方法是蓮子去心加工機械中常用的定心方法，定心效果的好壞直接影響蓮仁的去心質(zhì)量。

專利號為201310034388.2的發(fā)明專利中提供了一種可自適應(yīng)蓮子大小的蓮子去芯機，包含凸輪運動機構(gòu)，進料機構(gòu)，去芯機構(gòu)，出料機構(gòu)以及傳動機構(gòu)，對于不同尺寸大小蓮子可以自動適應(yīng)，并對其高效、準確地去芯，基本上無鉆偏現(xiàn)象，提高了蓮子鉆芯效率與蓮子品質(zhì)。該可自適應(yīng)蓮子大小的蓮子去芯機通過由主動滾輪、從動滾輪組成的定心滾輪對蓮子進行滾動定心。自適應(yīng)曲柄滑塊機構(gòu)上的滑塊能在重力的作用下與各種尺寸大小的蓮子相接觸。鉆芯電機安裝板伸長端與自適應(yīng)曲柄滑塊機構(gòu)上連桿銷軸相接觸，并能在連桿銷軸上滑動，從而能根據(jù)滑塊不同的高度位置，自動的調(diào)整鉆芯電機的高度，使得鉆頭中心始終與設(shè)定的鉆芯加工區(qū)域中心重合，保證了鉆芯位置的準確性。進給滑架的進給，推料機構(gòu)的進給以及滑塊的運動均由驅(qū)動軸上各凸輪控制，從而使各動作協(xié)調(diào)、準確。

該可自適應(yīng)蓮子大小的蓮子去芯機中，定心滾輪軸線中心距不可調(diào)，使得定心滾輪直徑無法做出太大改變而研究定心滾輪直徑對定心效果的影響。蓮仁滾動定心實際定心速率不能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測，鉆心時實際軸向進給力不能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測，實際定心精度不能夠測量。

在實驗室條件下，研究定心滾輪不同轉(zhuǎn)速、不同直徑、不同中心距、不同材料，壓滾輪不同壓力、不同下壓速度，加工時軸向不同進給力、不同進給速度對定心速率及定心精度的影響規(guī)律，對于提高蓮仁去心加工效率及加工質(zhì)量具有重要意義。因此，需要研發(fā)一種能夠模擬蓮仁滾動定心實際過程、調(diào)節(jié)定心工藝參數(shù)、測量定心速率和定心精度的試驗設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種蓮仁滾動定心試驗臺，該試驗臺能夠準確的模擬蓮仁滾動定心的實際過程，準確實現(xiàn)定心工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)蓮仁滾動定心速率的在線檢測與蓮仁實際定心精度的測量。

為達到上述目的，本發(fā)明是通過如下途徑實現(xiàn)的：

一種蓮仁滾動定心試驗臺，包括機架、送料機構(gòu)、滾動定心模塊、去心模塊，送料機構(gòu)將蓮仁送到滾動定心模塊，滾動定心模塊包括分別安裝在主動滾輪軸和從動滾輪軸前端的定心滾輪以及位于兩個定心滾輪之間中心位置上方的壓滾輪和壓桿，壓滾輪安裝在壓桿下端并與兩個定心滾輪呈品字形分布，去心模塊安裝于定心滾輪正前方，包括調(diào)速電機、平行四邊形機構(gòu)、滑臺安裝板、滑臺機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)，調(diào)速電機通過電機安裝架固定在平行四邊形機構(gòu)上端，調(diào)速電機上安裝有鉆花，平行四邊形機構(gòu)下端通過滑臺安裝板上固定在滑臺機構(gòu)上，曲柄滑塊機構(gòu)包括固定在機架上的連接座、與連接座連接的下連桿、通過銷釘與下連桿連接的上連桿，上連桿另一端固定在壓桿上，電機安裝架的前端設(shè)有頂板，所述頂板搭在銷釘上，其特征在于：還包括定心工藝參數(shù)調(diào)節(jié)模塊、定心速率在線檢測模塊、鉆削軸向進給力檢測模塊、以及PLC控制系統(tǒng)。

所述定心工藝參數(shù)調(diào)節(jié)模塊包括滾輪步進電機、中心距調(diào)節(jié)機構(gòu)、第一螺旋傳動機構(gòu)；所述中心距調(diào)節(jié)機構(gòu)包括兩個調(diào)節(jié)座、調(diào)節(jié)座安裝板，調(diào)節(jié)座安裝板上設(shè)有U形槽，兩個調(diào)節(jié)座通過導(dǎo)向銷軸安裝在調(diào)節(jié)座安裝板上的U形槽內(nèi)，兩個調(diào)節(jié)座可在U形槽內(nèi)滑動從而改變兩者之間的距離，兩個調(diào)節(jié)座中心孔內(nèi)分別安裝主動滾輪軸和從動滾輪軸，所述主動滾輪軸和從動滾輪軸通過同步帶傳動，主動滾輪軸后端與滾輪步進電機相連；所述第一螺旋傳動機構(gòu)包括固定在機架中部上方的壓桿步進電機、與壓桿步進電機連接的壓桿滾珠絲杠，壓桿滾珠絲杠安裝在壓桿滾珠絲杠安裝板上，壓桿滾珠絲杠上的壓桿滾珠絲杠螺母通過壓桿滾珠絲杠螺母安裝座與壓桿連接板連接，壓桿連接板通過掛卡與壓桿連接，掛卡在壓桿連接板上的安裝孔中可上下浮動。

所述定心速率在線檢測模塊包括激光位移傳感器、安裝在壓桿下端正面的卸料板，所述激光位移傳感器對準卸料板頂面，通過測量卸料板頂面的跳動，實現(xiàn)蓮仁定心速率的在線檢測。

所述鉆削軸向進給力檢測模塊包括第二螺旋傳動機構(gòu)、拉壓力傳感器，第二螺旋傳動機構(gòu)包括滑臺步進電機、與滑臺步進電機連接的滑臺滾珠絲杠、安裝于滑臺滾珠絲杠上的滑臺滾珠絲杠螺母、與滑臺滾珠絲杠螺母相連接的滑臺滾珠絲杠螺母安裝座，所述拉壓力傳感器的一端通過絲杠連接板與滑臺滾珠絲杠螺母安裝座連接，另一端通過滑臺連接板與滑臺安裝板連接。

所述PLC控制系統(tǒng)控制滾輪步進電機、壓桿步進電機以及滑臺步進電機的運轉(zhuǎn)。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述定心速率在線檢測模塊還包括獨立放置于機架一側(cè)的立式支架，立式支架橫梁上固定安裝激光位移傳感器。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述壓桿滾珠絲杠的兩側(cè)對稱設(shè)有導(dǎo)向機構(gòu)，所述導(dǎo)向機構(gòu)包括壓桿閉口直線滑塊軸承、壓桿導(dǎo)向柱、壓桿導(dǎo)向柱支撐座，所述壓桿閉口直線滑塊軸承與壓桿導(dǎo)向柱相連接，所述壓桿導(dǎo)向柱通過壓桿導(dǎo)向柱支撐座固定在壓桿滾珠絲杠安裝板上，所述壓桿閉口直線滑塊軸承與壓桿滾珠絲杠螺母安裝座一同連接于壓桿連接板上。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，滑臺滾珠絲杠一側(cè)的導(dǎo)向機構(gòu)，所述導(dǎo)向機構(gòu)包括滑臺導(dǎo)向桿、滑臺導(dǎo)向桿支撐座、滑臺閉口直線滑塊軸承，滑臺導(dǎo)向桿通過滑臺導(dǎo)向桿支撐座安裝的滑臺滾珠絲杠一側(cè)，滑臺閉口直線滑塊軸承安裝在滑臺導(dǎo)向桿上，滑臺閉口直線滑塊軸承與滑臺滾珠絲杠螺母安裝座一同固定在絲杠連接板上連接于滑臺連接板。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，送料機構(gòu)包括送料槽、送料槽安裝板、電磁鐵、擋料板，所述送料槽安轉(zhuǎn)板裝于機架中部上方，所述送料槽以一定傾斜角度安裝于送料槽安轉(zhuǎn)板正面，所述送料槽安裝板背面裝有電磁鐵，所述電磁鐵上方裝有擋料板。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述的主動滾輪軸與從動滾輪軸同步帶傳動端下方設(shè)有張緊輪。

本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是：

（一）采用步進電機作為定心滾輪的驅(qū)動部件，使得試驗臺能夠精確測試定心滾輪不同轉(zhuǎn)速下對蓮仁定心速率和定心精度的影響規(guī)律；

（二）定心滾輪軸線中心距可精確調(diào)節(jié)，可方便研究定心滾輪直徑以及定心滾輪中心距對定心效果的影響；

（三）采用激光位移傳感器作為定心速率的檢測元件，可對蓮仁滾動定心實際定心速率實現(xiàn)高精度在線檢測；

（四）采用拉壓力傳感器作為鉆心時軸向進給力檢測元件，可實現(xiàn)鉆心時實際軸向進給力的在線檢測；

（五）采用激光位移傳感器作為蓮仁實際定心精度檢測元件，可實現(xiàn)蓮仁實際定心精度的非接觸式高精度測量；

（六）試驗臺控制系統(tǒng)采用PLC編程控制實現(xiàn)，整個試驗臺實現(xiàn)了較高程度的機電一體化，為開發(fā)優(yōu)質(zhì)高效的機電一體化蓮仁去心設(shè)備提供了參考。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)軸測圖；

圖2為本發(fā)明定心工藝參數(shù)調(diào)節(jié)模塊第一軸測圖；

圖3為本發(fā)明定心工藝參數(shù)調(diào)節(jié)模塊第二軸測圖；

圖4為中心距調(diào)節(jié)機構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明定心速率在線檢測模塊軸測圖；

圖6為本發(fā)明去心模塊及鉆削軸向進給力檢測模塊軸測圖；

圖7為本發(fā)明定心精度檢測模塊左視圖。

圖中，機架1，壓桿連接板2，掛卡3，壓桿導(dǎo)向塊4，送料槽5，送料槽安裝板6，點動開關(guān)7，滾輪步進電機8，調(diào)節(jié)座安裝板9，定心滾輪10，上連桿11，銷釘12，連接座13，下連桿14，下料斗15，橡膠萬向調(diào)節(jié)座16，圓柱直線導(dǎo)軌17，開口直線軸承18，滑臺安裝板19，滑臺滾珠絲杠安裝板20，滑臺步進電機21，滑臺滾珠絲杠22，絲杠連接板23，拉壓力傳感器24，滑臺導(dǎo)向桿25，滑臺連接板26，頂板27，調(diào)速電機28，鉆花29，卸料板30，壓桿31，立式支架32，激光位移傳感器33，壓桿滾珠絲杠安裝板34，壓桿步進電機35，壓滾輪36，從動滾輪軸37，主動滾輪軸38，蓮仁39，調(diào)節(jié)座40， U形槽41， 導(dǎo)向銷軸42，電磁鐵43，擋料板44，壓桿滾珠絲杠45，壓桿步進電機安裝板46，張緊輪47，壓桿導(dǎo)向柱48，壓桿滾珠絲杠螺母49，壓桿滾珠絲杠螺母安裝座50，滑臺連接板26，壓桿閉口直線滑塊軸承51，壓桿導(dǎo)向柱支撐座52，滑臺滾珠絲杠螺母53，滑臺滾珠絲杠螺母安裝座54，滑臺導(dǎo)向桿支撐座55，滑臺閉口直線滑塊軸承56。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

如圖1—圖7，本發(fā)明的蓮仁滾動定心試驗臺，包括機架1、送料機構(gòu)、滾動定心模塊、去心模塊、定心工藝參數(shù)調(diào)節(jié)模塊、定心速率在線檢測模塊、鉆削軸向進給力檢測模塊、定心精度檢測模塊以及PLC控制系統(tǒng)。

送料機構(gòu)用于將蓮仁送到滾動定心模塊，包括送料槽5、送料槽安裝板6、電磁鐵43、擋料板44，所述送料槽安轉(zhuǎn)板裝于機架1中部上方，送料槽5以一定傾斜角度安裝于送料槽安裝板6正面，于中心距調(diào)節(jié)機構(gòu)一側(cè)，送料槽安裝板6背面裝有電磁鐵43，電磁鐵43上方裝有擋料板44，電磁鐵43由點動開關(guān)7控制，按下點動開關(guān)7，電磁鐵帶動擋料板44向上抬起，擋料板44的作用是阻擋滾落下來的蓮仁39。

滾動定心模塊包括分別安裝在主動滾輪軸38和從動滾輪軸37前端的定心滾輪10以及位于兩個定心滾輪10之間中心位置上方的壓滾輪36和壓桿31，壓滾輪36安裝在壓桿31下端并與兩個定心滾輪10呈品字形分布。

定心工藝參數(shù)調(diào)節(jié)模塊包括滾輪步進電機8、中心距調(diào)節(jié)機構(gòu)、第一螺旋傳動機構(gòu)。所述中心距調(diào)節(jié)機構(gòu)包括兩個調(diào)節(jié)座40、調(diào)節(jié)座安裝板9，調(diào)節(jié)座安裝板9上設(shè)有U形槽41，兩個調(diào)節(jié)座40通過導(dǎo)向銷軸42安裝在調(diào)節(jié)座安裝板9上的U形槽41內(nèi)，兩個調(diào)節(jié)座40可在U形槽41內(nèi)滑動，調(diào)節(jié)兩個定心滾輪10的中心距。兩個調(diào)節(jié)座中心孔內(nèi)分別安裝主動滾輪軸38和從動滾輪軸37，所述主動滾輪軸38和從動滾輪軸37通過同步帶傳動，同步帶傳動端下方設(shè)有張緊輪47，使得調(diào)節(jié)座40不同位置時同步帶保持張緊狀態(tài)。主動滾輪軸38后端與滾輪步進電機8相連，滾輪步進電機8安裝于調(diào)節(jié)座安裝板9上，而調(diào)節(jié)座安裝板9固定在機架1后端上方。兩個定心滾輪10大小是可換的，定心滾輪10的中心距是可調(diào)節(jié)的。

第一螺旋傳動機構(gòu)包括固定在機架1中部上方的壓桿步進電機35、與壓桿步進電機35連接的壓桿滾珠絲杠45，壓桿滾珠絲杠45安裝在壓桿滾珠絲杠安裝板34上，壓桿滾珠絲杠45上的壓桿滾珠絲杠螺母49通過壓桿滾珠絲杠螺母安裝座50與壓桿連接板2連接，壓桿連接板2通過掛卡與壓桿31連接，壓桿步進電機35通過壓桿滾珠絲杠45帶動壓桿連接板2以及壓桿31上下運動，壓桿導(dǎo)向塊4對壓桿31進行限位導(dǎo)向，壓桿導(dǎo)向塊4固定在壓桿滾珠絲杠安裝板34上，壓桿滾珠絲杠安裝板34固定在機架1中部上方。壓桿31向下運動時，壓滾輪36隨壓桿31向下與蓮仁39接觸，輔助定心滾輪10將蓮仁39蓮心定位好。掛卡3在壓桿連接板2上的安裝孔中可上下浮動。壓桿滾珠絲杠45的兩側(cè)對稱設(shè)有導(dǎo)向機構(gòu)，導(dǎo)向機構(gòu)包括壓桿閉口直線滑塊軸承51、壓桿導(dǎo)向柱48、壓桿導(dǎo)向柱支撐座52，壓桿閉口直線滑塊軸承51與壓桿導(dǎo)向柱48相連接，壓桿導(dǎo)向柱48通過壓桿導(dǎo)向柱支撐座52固定在壓桿滾珠絲杠安裝板34上，壓桿閉口直線滑塊軸承51與壓桿滾珠絲杠螺母安裝座50一同連接于壓桿連接板2上。導(dǎo)向機構(gòu)保證壓桿連接板2做上下直線運動。

定心速率在線檢測模塊，其立式支架32獨立放置于機架1一側(cè)，立式支架32橫梁上固定安裝激光位移傳感器33，激光位移傳感器33對準安裝于壓桿31底端的卸料板30頂面，卸料板30隨壓桿31上下浮動，測量卸料板30頂面的跳動，實現(xiàn)蓮仁39定心速率的在線檢測。立式支架32底部裝有橡膠萬向調(diào)節(jié)座16，可方便試驗臺調(diào)水平，減小振動，保證測量的精確度。

去心模塊安裝于定心滾輪10正前方，包括調(diào)速電機、平行四邊形機構(gòu)、滑臺安裝板19、滑臺機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu) ，調(diào)速電機28通過電機安裝架固定在平行四邊形機構(gòu)上端，調(diào)速電機28上安裝有鉆花，平行四邊形機構(gòu)下端通過滑臺安裝板19上固定在滑臺機構(gòu)上，滑臺機構(gòu)上有滑臺安裝板19、開口直線軸承18，開口直線軸承18安裝于滑臺安裝板19下方，置于滑臺圓柱直線導(dǎo)軌17上。曲柄滑塊機構(gòu)安裝于定心滾輪10與滑臺機構(gòu)中間，包括固定在機架上的連接座13、與連接座13連接的下連桿14、通過銷釘12與下連桿14連接的上連桿11，上連桿11另一端固定在壓桿31上，電機安裝架的前端設(shè)有頂板27，所述頂板27搭在銷釘12上，頂板27相對曲柄滑塊機構(gòu)中銷釘12作水平移動。

鉆削軸向進給力檢測模塊安裝于機架1前端上方，包括第二螺旋傳動機構(gòu)、拉壓力傳感器24，第二螺旋傳動機構(gòu)包括滑臺步進電機21、與滑臺步進電機21連接的滑臺滾珠絲杠22、安裝于滑臺滾珠絲杠22上的滑臺滾珠絲杠螺母53、與滑臺滾珠絲杠螺母53相連接的滑臺滾珠絲杠螺母安裝座54，滑臺滾珠絲杠螺母安裝座54的另一端通過絲杠連接板23與拉壓力傳感器24連接，拉壓力傳感器24另一端則通過滑臺連接板26與滑臺安裝板19連接?；_步進電機21啟動后，滑臺步進電機21帶動滑臺滾珠絲杠22經(jīng)絲杠連接板23驅(qū)動滑臺安裝板19向前運動，這時，調(diào)速電機20高速旋轉(zhuǎn)，鉆花29向前進給完成去心動作，拉壓力傳感器24實時檢測蓮仁39去心時鉆花29軸向進給力的大小。完成去心動作后鉆花29退回。為保證作業(yè)精準度，在滑臺滾珠絲杠22一側(cè)設(shè)計有導(dǎo)向機構(gòu)。導(dǎo)向機構(gòu)包括滑臺導(dǎo)向桿25、滑臺導(dǎo)向桿支撐座55、滑臺閉口直線滑塊軸承56，滑臺導(dǎo)向桿25通過滑臺導(dǎo)向桿支撐座55安裝的滑臺滾珠絲杠22一側(cè)，滑臺閉口直線滑塊軸承56安裝在滑臺導(dǎo)向桿25上，滑臺閉口直線滑塊軸承56與滑臺滾珠絲杠螺母安裝座54一同固定在絲杠連接板23上連接于滑臺連接板26上。

定心精度檢測模塊由定心速率在線檢測模塊中的部分元器件和去心模塊中的部分元器件改變相對位置組合而成，蓮仁39在完成去心以后，將滑臺步進電機28向后方抬起，將已去心的蓮仁39套入鉆花29底端，立式支架32獨立放置于機架1一側(cè)，用橫梁上激光位移傳感器33對準蓮仁39，測得的蓮仁39最大橫截面圓跳動，用圓跳動數(shù)據(jù)來評判蓮仁39實際定心精度。

本發(fā)明蓮仁滾動定心試驗臺的工作過程如下：蓮仁39放入送料槽5中，在重力作用下，蓮仁39沿送料槽5往下落，直到與擋料板44接觸，按下點動開關(guān)7，電磁鐵43動作，擋料板44在電磁鐵43的帶動下向上抬起，蓮仁從送料槽5中落入兩個定心滾輪10形成的楔形區(qū)域內(nèi)，此時定心滾輪10在滾輪步進電機8的帶動下同向旋轉(zhuǎn)，通過更換不同直徑的滾輪，可研究定心滾輪8不同直徑對定心速率及定心精度的影響規(guī)律，通過改變PLC輸出脈沖頻率，從而改變滾輪步進電機8的轉(zhuǎn)速，可研究定心滾輪10不同轉(zhuǎn)速對定心速率及定心精度的影響規(guī)律，通過改變調(diào)節(jié)座40之間的距離，從而調(diào)節(jié)兩個定心滾輪10的中心距，可研究定心滾輪10不同中心距對定心速率及定心精度的影響規(guī)律，蓮仁39在旋轉(zhuǎn)的過程中不斷調(diào)整姿態(tài)，此時壓桿步進電機35帶動第一螺旋傳動機構(gòu)中的壓桿滾珠絲杠45，經(jīng)壓桿連接板2帶動位于壓桿31上的壓滾輪36向下運動，通過改變PLC輸出脈沖頻率，從而改變壓桿步進電機35的轉(zhuǎn)速，可研究壓滾輪36不同下壓速度對定心速率及定心精度的影響規(guī)律，壓滾輪36與蓮仁39接觸。壓桿31可沿壓桿導(dǎo)向塊4上下浮動，安裝于壓桿31底端正面的卸料板30隨壓桿31一同上下浮動，激光位移傳感器33實時檢測卸料板30上下跳動的信號，實現(xiàn)蓮仁定心速率在線檢測。壓滾輪36向下運動的同時，滑臺步進電機21驅(qū)動滑臺安裝板19向前運動，調(diào)速電機28高速旋轉(zhuǎn)，鉆花29向前進給完成去心動作。通過調(diào)節(jié)調(diào)速電機28轉(zhuǎn)速，可測試不同鉆削轉(zhuǎn)速對去心質(zhì)量的影響。通過改變PLC輸出脈沖頻率，從而改變滑臺步進電機21轉(zhuǎn)速，可研究鉆花29不同進給速度對去心質(zhì)量的影響，位于絲杠連接板23與滑臺連接板26的拉壓力傳感器24實時檢測蓮仁39去心時鉆花29軸向進給力的大小，可研究不同鉆花29軸向進給力對去心質(zhì)量的影響。壓桿步進電機35帶動第一螺旋傳動機構(gòu)中的壓桿滾珠絲杠45，驅(qū)動壓桿31上抬，此時滑臺步進電機21驅(qū)動滑臺安轉(zhuǎn)板20后退，完成去心的蓮仁39接觸到卸料板30，蓮仁39掉入到下料斗15，至此完成整個去心過程。將平行四邊形機構(gòu)向滑臺步進電機21后方抬起，將已去心的蓮仁39套于鉆花29底端，用激光位移傳感器33對準蓮仁39最大橫截面，用激光位移傳感器33測得的蓮仁39最大橫截面圓跳動，用圓跳動數(shù)據(jù)來評判蓮仁39實際定心精度。

以上結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明進行了詳細描述，但本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式，本發(fā)明實施例的某些細節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明的限定，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明設(shè)計構(gòu)思和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進，均應(yīng)落入到本發(fā)明的保護范圍。