自动旋盖扭矩仪是一种常见的工业检测设备,用于测试各种产品的开启或关闭力矩。该设备通过旋转被测试对象并测量所需的扭矩来确定其力学特性。通常由电机、传感器、控制系统和显示屏等组成。在测试过程中,被测试对象被安装在仪器的夹持装置上,并受到一定的预载荷,以确保准确地测量所需的扭矩。然后,电机启动并旋转被测试对象,直到达到所需的扭矩值为止。在测试完成后,控制系统会将结果显示在仪器的显示屏上,以便操作员进行分析和记录。
自动旋盖扭矩仪其主要组成部分如下:
1、机架与外壳(Frame&Enclosure)
功能:支撑和保护内部所有组件,提供稳定的工作平台。
特点:
通常由坚固的金属材料(如铝合金或不锈钢)制成,保证结构刚性。
外壳设计符合安全标准,防止操作人员接触运动部件。
可能集成触摸屏或控制面板。
2、样品进给与定位系统(Sample Feeding&Positioning System)
功能:将待测容器(瓶子、罐子)自动送入测试工位,并精确定位。
常见形式:
转盘式:样品放置在旋转工作台上,通过分度盘依次移动到测试位置。
传送带式:利用传送带将样品输送到固定测试工位。
机械手/机器人臂:更高级的系统使用机械臂抓取样品并放置到夹具中。
传感器:配备光电传感器或接近开关,检测样品是否到位。
3、容器夹持装置(Container Holding Fixture)
功能:在测试过程中牢固、稳定地固定容器本体,防止其旋转或移动。
类型:
自适应夹爪:可调节的橡胶或硅胶夹爪,适应不同直径的圆柱形容器。
定制夹具:针对特定形状(如方形瓶、异形瓶)设计的专用夹具。
真空吸附:通过真空吸盘固定扁平或特定形状的容器。
4、旋盖头/扭矩头(Capping/Decapping Head)
功能:这是仪器的“执行端”,直接与瓶盖接触,执行旋紧或旋开动作,并实时测量扭矩。
核心组件:
扭矩传感器(Torque Transducer):
高精度传感器,实时测量施加或承受的扭矩值。
量程根据应用选择(如0-20 N·cm,0-50 N·cm,0-200 N·cm等)。
驱动电机(步进电机或伺服电机):
提供精确的旋转动力,控制旋盖速度和方向(顺时针/逆时针)。
万向/浮动接头:
允许旋盖头在垂直方向有微小浮动,确保与瓶盖良好接触,避免因对中误差导致测量偏差或损坏瓶盖。
可更换旋盖头:
配备不同尺寸和形状的旋盖头(如磁性头、橡胶头、专用盖头),以适应各种瓶盖类型(塑料盖、金属盖、泵头、喷雾头等)。
5、控制系统(Control System)
功能:仪器的“大脑”,负责协调所有动作、采集数据、执行逻辑判断。
组成:
PLC(可编程逻辑控制器)或嵌入式工控机:处理控制逻辑。
主控计算机(部分型号):运行高级软件。
运动控制卡:精确控制电机的启停、速度和位置。
6、数据采集与处理系统(Data Acquisition&Processing System)
功能:采集扭矩传感器信号,计算并记录测试结果。
组成:
信号放大器:放大扭矩传感器的微弱模拟信号。
A/D转换器:将模拟信号转换为数字信号。
数据处理单元:计算峰值扭矩(最大开启/锁紧力)、平均扭矩、过程曲线等。
7、人机交互界面(HMI-Human-Machine Interface)
功能:用户与仪器交互的窗口。
形式:
触摸屏:最常见,用于参数设置、启动/停止测试、实时显示扭矩曲线和结果。
按键与显示屏:基础型号使用。
软件功能:
设置测试模式(开盖、锁盖、开-锁循环)。
设定旋转速度、旋转圈数、触发条件。
查看实时扭矩-时间/角度曲线。
存储和导出测试数据(CSV,Excel等)。
生成测试报告。
8、气动系统(部分型号)
功能:为夹持装置、升降机构或定位机构提供动力。
组件:
气泵或连接工厂气源。
电磁阀:控制气流方向。
气缸:执行夹紧、松开、升降等动作。
调压阀、过滤器:调节和净化气源。
9、电源系统(Power Supply)
功能:为整机提供电力。
输入:通常为交流市电(如220V AC)。
内部:包含开关电源模块,转换为各部件所需的直流电压。
10、通信接口(Communication Interfaces)
功能:实现数据传输和远程控制。
常见接口:
USB:连接U盘导出数据或连接电脑。
RS-232/RS-485:与PLC或上位机通信。
以太网(RJ45):支持网络连接和数据上传。
I/O接口:用于连接外部信号(如启动按钮、报警灯)。
11、安全保护系统(Safety Protection System)
功能:保障操作人员和设备安全。
措施:
安全门/防护罩:测试时自动锁定,打开时停止所有运动。
急停按钮:在紧急情况下立即切断动力。
过载保护:当扭矩超过设定值时自动停机,保护传感器和机械结构。