一种大阵列电阻式应变片自动修形装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电阻式应变片生产技术领域，具体涉及一种大阵列电阻式应变片自动修形装置及方法。
【背景技术】
[0002]电阻式应变片是实验应力分析、测试计量技术、自动检测与控制技术以及称重或测力传感器的关键元件，具有尺寸小、蠕变小、很好的抗疲劳性能及很好的稳定性等特点，广泛应用于各种机械和工程结构强度及寿命的诊断与评估，也用于多种物理量的检测和计量，实现生产过程和科学实验过程的测量与控制。电阻式应变片主要粘贴在弹性体的表面，弹性体在受载荷后表面产生的微小变形(伸长或缩短)，使粘贴在它表面的应变片也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化(增大或减小)，然后经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流)输出，测出电阻的变化，即可按公式算出弹性体表面的应变，以及相应的应力。
[0003]如图7所示，电阻式应变片主要由敏感栅41、基底42、覆盖层43和引线44组成，敏感栅41用粘结剂45粘在基底42和覆盖层43之间。在应变片生产过程中，首先将箔材牢固粘附在基底42上，基底42材料通常为胶膜(改性酚醛树脂，聚酰亚胺树脂，环氧树脂等)，厚度约为0.02mm?0.04mm;敏感栅41材料为厚度约为0.0025mm?0.005mm的金属合金箔，箔材通常为康铜箔材、卡玛箔材、退火康铜箔材等;敏感栅41的成型是将箔材按照一定的电路要求进行光刻、腐蚀，最后剩余在基底42上的电阻丝即为敏感栅41。为了进一步提高敏感栅41在使用过程中的工作稳定性和使用寿命，还需要在敏感栅41上增加覆盖层43，一般覆盖层43的材料和基底材料相同，厚度约为0.0lmm?0.02mm，电阻式应变片的总厚度约为0.035mm?0.05mmo
[0004]电阻式应变片是在一张102mmX115mm的金属箔板上按照一定的排列规则图形蚀刻而成，一张金属箔板上通常会有多个产品的图形。在应变片产品生产后期需要将单个应变片产品从整版中分离出来，目前现有的做法是，人工使用剪刀沿着产品的外边框将单个产品修剪下来，这种方法不仅生产效率低，工人劳动强度大，而且修剪尺寸精度低，同一批次产品的外形尺寸存在较大波动，不利于对产品质量的稳定控制。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、设计新颖合理、实现成本低、工作可靠性高、实用性强、能够提高生产效率、降低工人劳动强度及产品生产成本的大阵列电阻式应变片自动修形装置。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种大阵列电阻式应变片自动修形装置，其特征在于:包括机架、定位固定机构、修形机构和计算机，所述计算机上接有数据采集板卡，所述数据采集板卡的信号输出端接有输出放大板；
[0007]所述机架包括上下间隔设置的上顶板和下底板，以及支撑在上顶板和下底板之间的支柱；
[0008]所述定位固定机构包括安装在下底板顶部的二维移动平台、安装在二维移动平台顶部的真空吸附台和用于对真空吸附台抽真空的真空吸附回路，所述二维移动平台包括X轴移动电机、Y轴移动电机、X轴移动光栅尺和Y轴移动光栅尺，所述真空吸附台包括相互扣合且固定连接的吸附台下盖和吸附台上盖，所述吸附台下盖和吸附台上盖扣合形成的空间为真空腔，所述吸附台上盖的上表面上设置有多个排列设置的吸附孔;所述真空吸附回路包括通过真空管依次连接的真空栗、真空过滤器、真空度调节阀和真空电磁阀，所述真空管与所述真空腔相连通，所述真空度调节阀上连接有真空表;所述X轴移动光栅尺和Y轴移动光栅尺均与数据采集板卡的信号输入端连接，所述X轴移动电机、Y轴移动电机和真空电磁阀均与输出放大板的输出端连接；
[0009]所述修形机构包括竖直设置在上顶板上的直线摆动组合气缸和连接在直线摆动组合气缸的活塞杆上的刀架，以及气动回路;所述刀架位于上顶板的下方，所述刀架上安装有水平设置的无杆气缸滑台，所述无杆气缸滑台的滑台上固定连接有直流电机支架，所述直流电机支架上安装有直流电机，所述直流电机的输出轴上固定连接有圆刀片，所述刀架的底部通过橡胶柱固定连接有压板，所述压板的底部粘贴有胶皮，所述压板上和胶皮上均设置有供圆刀片穿过并对圆刀片进行导向的导向槽;所述气动回路包括通过气管依次连接的气栗、空气过滤器、减压阀和压力表，以及与位于压力表后端的气管并联连接的第一两位五通电磁换向阀、第二两位五通电磁换向阀和第三两位五通电磁换向阀，所述直线摆动组合气缸的顺时针摆动进气口和逆时针摆动进气口分别与第一两位五通电磁换向阀的两个出气口连接，所述直线摆动组合气缸的伸出运动进气口和缩回运动进气口分别与第二两位五通电磁换向阀的两个出气口连接，所述无杆气缸滑台的正向移动进气口和反向移动进气口分别与第三两位五通电磁换向阀的两个出气口连接;所述直流电机、第一两位五通电磁换向阀、第二两位五通电磁换向阀和第三两位五通电磁换向阀均与输出放大板的输出端连接。
[0010]上述的一种大阵列电阻式应变片自动修形装置，其特征在于:所述支柱由多根连接成框架结构的铝型材制成，所述铝型材与铝型材通过三角形连接架固定连接，所述铝型材与上顶板通过螺栓和螺母固定连接，所述铝型材与下底板通过螺栓、螺母和三角形连接架固定连接。
[0011]上述的一种大阵列电阻式应变片自动修形装置，其特征在于:所述吸附台下盖与吸附台上盖之间设置有密封垫，所述吸附台下盖、密封垫和吸附台上盖通过吸附台连接螺栓固定连接，所述吸附台下盖的侧面设置有螺纹孔，所述真空管通过气动接头与螺纹孔连接。
[0012]上述的一种大阵列电阻式应变片自动修形装置，其特征在于:所述吸附台上盖的上表面上设置有多条水平向凹槽和多条竖直向凹槽，多条所述水平向凹槽和多条所述竖直向凹槽相互交叉形成了多个凸块，多个所述吸附孔分布在多个凸块上;所述吸附台上盖上表面的形状为矩形，所述吸附台上盖上表面的四个脚上均刻有参考定位线。
[0013]上述的一种大阵列电阻式应变片自动修形装置，其特征在于:所述直线摆动组合气缸通过法兰安装件和螺栓固定连接在上顶板顶部。
[0014]上述的一种大阵列电阻式应变片自动修形装置，其特征在于:所述刀架通过法兰螺母和螺栓固定连接在直线摆动组合气缸的活塞杆上。
[0015]上述的一种大阵列电阻式应变片自动修形装置，其特征在于:所述刀架上设置有无杆气缸滑台连接板，所述无杆气缸滑台通过与无杆气缸滑台连接板固定连接的方式安装在刀架上。
[0016]上述的一种大阵列电阻式应变片自动修形装置，其特征在于:所述圆刀片为超薄钨钢圆刀片，所述圆刀片通过刀片连接头固定连接在直流电机的输出轴上。
[0017]上述的一种大阵列电阻式应变片自动修形装置，其特征在于:所述数据采集板卡的型号为NI PCI6509，所述输出放大板的型号为HSF16M。
[0018]本发明还公开了一种方法步骤简单、实现方便、修形效率高的大阵列电阻式应变片自动修形方法，其特征在于该方法包括以下步骤:
[0019]步骤一、操作工人手动将大阵列电阻式应变片膜片放置在真空吸附台上后，在计算机上输入吸附固定指令，并启动真空栗，数据采集板卡通过输出放大板输出信号驱动真空电磁阀打开，真空栗抽真空使所述真空腔内产生负压，将大阵列电阻式应变片膜片吸附固定在吸附台上盖的上表面上；
[0020]步骤二、在计算机上输入开始修形指令，对大阵列电阻式应变片膜片进行修形，具体过程为:
[0021 ]步骤201、Y轴方向的修形，具体过程为:
[0022]步骤2011、数据采集板卡通过输出放大板输出信号驱动第二两位五通电磁换向阀接通，直线摆动组合气缸的伸出运动进气口接通，直线摆动组合气缸的活塞杆带动刀架向下运动，使压板压紧大阵列电阻式应变片膜片；
[0023]步骤2012、数据采集板卡通过输出放大板输出信号驱动直流电机启动，直流电机带动圆刀片转动；
[0024]步骤2013、数据采集板卡通过输出放大板输出信号驱动第三两位五通电磁换向阀接通，无杆气缸滑台的正向移动进气口接通，无杆气缸滑台的滑台带动直流电机和圆刀片的整体正向移动，转动的圆刀片切割大阵列电阻式应变片膜片；
[0025]步骤2014、数据采集板卡通过输出放大板输出信号驱动第二两位五通电磁换向阀换向，直线摆动组合气缸的缩回运动进气口接通，直线摆动组合气缸的活塞杆带动刀架向上运动，使压板离开大阵列电阻式应变片膜片并返回初始位置；
[0026]步骤2015、数据采集板卡通过输出放大板输出信号驱动第三两位五通电磁换向阀换向，无杆气缸滑台的反向移动进气口接通，无杆气缸滑台的滑台带动直流电机和圆刀片的整体反向移动，使直流电机和圆刀片返回初始位置；
[0027]步骤2016、数据采集板卡通过输出放大板输出信号驱动Y轴移动电机，Y轴移动电机带动真空吸附台移动，Y轴移动光栅尺将移动距离通过数据采集板卡反馈给计算机，直至真空吸附台移动距离a后停止;其中，a为电阻式应变片在Y轴方向上的宽度；
[0028]重复步骤2011?2016，直至完成大阵列电阻式应变片膜片Y轴方向所有的切割为止；
[0029]步骤202、真空吸附台复位:数据采集板卡通过输出放大板输出信号驱动Y轴移动电机，Y轴移动电机带动真空吸附台移动，Y轴移动光栅尺将移动距离通过数据采集板卡反馈给计算机，直至真空吸附台返回初始位置；
[0030]步骤203、X轴方向的修形，具体过程为:
[0031]步骤2031、数据采集板卡通过输出放大板输出信号驱动第一两位五通电磁换向阀接通，直线摆动组合气缸的顺时针摆动进气口接通，直线摆动组合气缸的活塞杆带动刀架顺时针旋转90°，刀架带动直流电机和圆刀片的整体顺时针旋转90° ;
[0032]步骤2032、数据采集板卡通过输出放大板输出信号驱动第二两位五通电磁换向阀接通，直线摆动组合气缸的伸出运动进气口接通，直线摆动组合气缸的活塞杆带动刀