自動旋蓋扭矩儀是一種常見的工業檢測設備,用于測試各種產品的開啟或關閉力矩。該設備通過旋轉被測試對象并測量所需的扭矩來確定其力學特性。通常由電機、傳感器、控制系統和顯示屏等組成。在測試過程中,被測試對象被安裝在儀器的夾持裝置上,并受到一定的預載荷,以確保準確地測量所需的扭矩。然后,電機啟動并旋轉被測試對象,直到達到所需的扭矩值為止。在測試完成后,控制系統會將結果顯示在儀器的顯示屏上,以便操作員進行分析和記錄。
自動旋蓋扭矩儀其主要組成部分如下:
1、機架與外殼(Frame&Enclosure)
功能:支撐和保護內部所有組件,提供穩定的工作平臺。
特點:
通常由堅固的金屬材料(如鋁合金或不銹鋼)制成,保證結構剛性。
外殼設計符合安全標準,防止操作人員接觸運動部件。
可能集成觸摸屏或控制面板。
2、樣品進給與定位系統(Sample Feeding&Positioning System)
功能:將待測容器(瓶子、罐子)自動送入測試工位,并精確定位。
常見形式:
轉盤式:樣品放置在旋轉工作臺上,通過分度盤依次移動到測試位置。
傳送帶式:利用傳送帶將樣品輸送到固定測試工位。
機械手/機器人臂:更高級的系統使用機械臂抓取樣品并放置到夾具中。
傳感器:配備光電傳感器或接近開關,檢測樣品是否到位。
3、容器夾持裝置(Container Holding Fixture)
功能:在測試過程中牢固、穩定地固定容器本體,防止其旋轉或移動。
類型:
自適應夾爪:可調節的橡膠或硅膠夾爪,適應不同直徑的圓柱形容器。
定制夾具:針對特定形狀(如方形瓶、異形瓶)設計的專用夾具。
真空吸附:通過真空吸盤固定扁平或特定形狀的容器。
4、旋蓋頭/扭矩頭(Capping/Decapping Head)
功能:這是儀器的“執行端”,直接與瓶蓋接觸,執行旋緊或旋開動作,并實時測量扭矩。
核心組件:
扭矩傳感器(Torque Transducer):
高精度傳感器,實時測量施加或承受的扭矩值。
量程根據應用選擇(如0-20 N·cm,0-50 N·cm,0-200 N·cm等)。
驅動電機(步進電機或伺服電機):
提供精確的旋轉動力,控制旋蓋速度和方向(順時針/逆時針)。
萬向/浮動接頭:
允許旋蓋頭在垂直方向有微小浮動,確保與瓶蓋良好接觸,避免因對中誤差導致測量偏差或損壞瓶蓋。
可更換旋蓋頭:
配備不同尺寸和形狀的旋蓋頭(如磁性頭、橡膠頭、專用蓋頭),以適應各種瓶蓋類型(塑料蓋、金屬蓋、泵頭、噴霧頭等)。
5、控制系統(Control System)
功能:儀器的“大腦”,負責協調所有動作、采集數據、執行邏輯判斷。
組成:
PLC(可編程邏輯控制器)或嵌入式工控機:處理控制邏輯。
主控計算機(部分型號):運行高級軟件。
運動控制卡:精確控制電機的啟停、速度和位置。
6、數據采集與處理系統(Data Acquisition&Processing System)
功能:采集扭矩傳感器信號,計算并記錄測試結果。
組成:
信號放大器:放大扭矩傳感器的微弱模擬信號。
A/D轉換器:將模擬信號轉換為數字信號。
數據處理單元:計算峰值扭矩(最大開啟/鎖緊力)、平均扭矩、過程曲線等。
7、人機交互界面(HMI-Human-Machine Interface)
功能:用戶與儀器交互的窗口。
形式:
觸摸屏:最常見,用于參數設置、啟動/停止測試、實時顯示扭矩曲線和結果。
按鍵與顯示屏:基礎型號使用。
軟件功能:
設置測試模式(開蓋、鎖蓋、開-鎖循環)。
設定旋轉速度、旋轉圈數、觸發條件。
查看實時扭矩-時間/角度曲線。
存儲和導出測試數據(CSV,Excel等)。
生成測試報告。
8、氣動系統(部分型號)
功能:為夾持裝置、升降機構或定位機構提供動力。
組件:
氣泵或連接工廠氣源。
電磁閥:控制氣流方向。
氣缸:執行夾緊、松開、升降等動作。
調壓閥、過濾器:調節和凈化氣源。
9、電源系統(Power Supply)
功能:為整機提供電力。
輸入:通常為交流市電(如220V AC)。
內部:包含開關電源模塊,轉換為各部件所需的直流電壓。
10、通信接口(Communication Interfaces)
功能:實現數據傳輸和遠程控制。
常見接口:
USB:連接U盤導出數據或連接電腦。
RS-232/RS-485:與PLC或上位機通信。
以太網(RJ45):支持網絡連接和數據上傳。
I/O接口:用于連接外部信號(如啟動按鈕、報警燈)。
11、安全保護系統(Safety Protection System)
功能:保障操作人員和設備安全。
措施:
安全門/防護罩:測試時自動鎖定,打開時停止所有運動。
急停按鈕:在緊急情況下立即切斷動力。
過載保護:當扭矩超過設定值時自動停機,保護傳感器和機械結構。