專利名稱：顯微焊接微拉力測量儀的制作方法
顯微焊接微拉力測量儀
技術領域：
本發明涉及一種小量程的拉力測量裝置，尤其涉及一種在顯微焊接中對微細工件 的焊接接點的抗拉強度進行測量的微拉力測量儀。
技術背景在電阻焊顯微焊接技術領域中，常常需要對微細工件的焊接牢固程度進行檢測。 這種檢測通常是通過對焊接點的抗拉力進行測量實現的。業界要求對微細工件的焊接抗拉 力精度要以克為測量單位，而量程一般達到幾百克左右即可。然而長期以來，電阻焊顯微焊 接技術領域中一直沒有如此小測量量程的拉力測量儀。相反，現有拉力測量儀的測量量程往往在數十公斤甚至數百公斤以上，這種現有 的拉力測量儀一般以公斤為測量單位。因此其結構無法實現對微小拉力的顯微焊接焊點的 抗拉強度進行測量。在現有技術中，也有電子秤或彈簧秤。但是這種電子秤或彈簧秤的結構同樣滿足 不了顯微焊接對焊接焊點精確的抗拉測量要求。
發明內容本發明的目的在于提供一種測量精度較高的顯微焊接微拉力測量儀。為實現該目的，本發明采用如下技術方案—種顯微焊接微拉力測量儀，包括底座、安裝在底座上的支撐柱、安裝在支撐柱頂 部的框架、可相對于框架上下移動的工件夾頭。所述框架內安裝有包括拉桿的拉力傳導結 構；所述拉桿從所述框架的底部伸出并且與所述工件夾頭固定；所述工件夾頭內部安裝有 拉力傳感器，所述拉力傳感器與拉力顯示裝置電性連接。與現有技術相比，本發明至少具有下述四方面的技術進步，一是本發明把拉力傳 感器的光電技術和機械技術相結合，創造了一種新的光機電結合的微拉力測量儀；二是本 發明將拉力傳感器安裝在工件夾頭上，從而避開了帶動工件夾頭上下移動時的摩擦力和各 種阻力，提高了拉力測量精度，實現了對微小工件拉力測量的高精度要求；三是由于在工件 夾頭上安裝了靈活可調的調節螺桿，可有效的縮短拉桿、絲桿和框架長度，減小了拉力的工 作距離和整個測量儀高度，降低了制造成本，同時便于攜帶和存放；四是在底座上安裝可橫 向及縱向移動的小工件臺，不但簡潔小巧，使用方便，造價低廉，也完全可以滿足小量程測 量對固定工件的使用要求。
圖1為本發明顯微焊接微拉力測量儀的結構圖；圖2展示了圖1中的顯微焊接微拉力測量儀的工件臺的詳細結構；圖3展示了圖2中的工件臺從另一個角度觀察的視圖。
具體實施方式本發明的目的主要是在電阻焊顯微焊接中，對微細工件的焊接接點的抗拉強度 測量提供一種精確的測量裝置，其測量量程一般在2公斤以下，測量精度達士 lg。同時本發 明也可適用于對各種細小物件的抗拉強度進行測量，比如對粘膠小面積粘結面的粘結力測 量，對各種細金屬線、小金屬帶或細漆包線的抗拉強度進行測量。故本發明也可簡稱為微拉 力測量儀。下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。參考圖1-3，根據本發明的一個實施例，一種顯微焊接微拉力測量儀100包括底座 10、安裝在底座10上的支撐柱20、安裝在支撐柱20頂部的框架30、可相對于框架30上下 移動的工件夾頭40及安裝在底座10上并且與所述工件夾頭40對應的工件臺50。所述框架30的中央開設安裝窗口 32，所述窗口 32內縱向設置有絲杠34、與所述 絲杠；34平行并且可以在所述窗口 32內縱向運動的拉桿36及將所述絲杠34與拉桿36連 接起來的連接塊38 ；所述框架30的頂部設置有與所述絲杠34固定的手輪31 ；所述框架30 的側部設置有由顯示屏332及多個調節按鈕334組成的拉力顯示裝置33。所述拉桿36、絲杠34、手輪31及連接塊38共同構成了拉力傳導機構，該機構主要 作用為本發明微拉力測量儀提供拉力和拉力行程。應當注意本發明的拉力傳導機構并不 限制于上述具體結構，而是也可以為其他結構。比如，拉力傳導機構可以是手動、氣動或電 動拉力傳導機構。同時應當注意，上述拉力顯示裝置33也并不局限于安裝在框架30的側部，也可以 安裝在比如框架頂部，也可以安裝在底座上。所述拉桿36的底部從所述框架30的底部伸出，然后與所述工件夾頭40固定。所 述工件夾頭40內部安裝有與上述調節顯示裝置33電連接的拉力傳感器42 (如圖1中的虛 線所示)。所述連接塊38的一端通過螺紋方式與所述絲杠34連接，而另一端則與所述拉桿 36互相固定。所述拉力顯示裝置33進一步包括電路，其電性連接到工件夾頭40上的拉力傳感 器42，把拉力傳感器42檢測到的電訊號放大和處理，并在顯示屏332上顯示。當需要測量微小工件的抗拉強度時，首先將被測量工件的一端固定在工件臺50 上，而另一端則夾持在所述工件夾頭40上；然后旋動手輪31以提供拉力；隨著手輪31的旋 轉，絲杠34將同步轉動，這樣就導致連接塊38縱向向上運動，進而促使與連接塊38固定在 一起的拉桿36也一起向上運動；與拉桿36連接的工件夾頭40也向上移動，從而導致拉力 傳感器42的形變腔形變產生電勢差，拉力傳感器及其電路把相關的電訊號進行放大處理， 使之變成力的數字并顯示。這樣操作者就可以通過拉力顯示裝置33上的顯示屏332直觀 地看到測量結果。此外，操作者可以通過操作調節按鈕334而改變測量要求或測量單位，比 如用公斤、克等單位顯示測量結果，也可用磅、盎司等單位顯示測量結果，或用牛頓力的單 位顯示。同時所述拉力顯示裝置33進一步包括記錄最大拉力瞬時值的按鍵，有回零按鍵 或開關按鍵等。優選地，所述拉桿36通過滑動軸承35安裝在所述框架30的窗口 32內，從而大大減小了拉桿36上下運動時產生的摩擦阻力，進而提高了拉力測量的準確性。進一步優選地，為了縮短測量時拉力和拉桿的行程，可以在工件夾頭40前面部分 縱向安裝靈活可調的調節螺桿44。所述調節螺桿44上部安裝有調節螺母48，而在所述調 節螺桿44的底部有用于夾持工件的掛鉤46，由于電阻焊顯微焊接被焊工件往往是一種細 長工件，如細漆包線、金屬線、金屬帶等，在測量拉力時，把細長工件的焊接端固定在工件臺 50上，把細長工件的游離端固定在掛鉤46上，通過上下移動調節螺桿44的高度，使細長工 件與工件夾頭的距離縮短至最小時，用螺母鎖緊后，才轉動手輪把拉力作用于拉桿和拉力 傳導結構。這種設計大大地縮短了絲杠34和拉桿36的長度，相應地，大大地減小了框架30 的長度，減小了整個測量儀100的高度，從而降低了其制造成本，同時便于攜帶和存放。在本發明中，將拉力傳感器42安裝在所述工件夾頭40內。這種結構對于測量微 小拉力的結構具有明顯的進步。比如，在現有技術中，由于拉力傳感器的形變框和形變應力感測芯片都需要得到 良好保護，同時拉力傳感器還需要有專用的放大電路、顯示電路及各種功能鍵等輔助裝置。 所以，習慣上拉力傳感器需要和上述的放大電路、顯示電路安裝在同一個保護結構內，比如 把拉力傳感器安裝在框架拉力傳導結構的連接件上。這樣雖然結構十分緊湊，但是由于無 法避開作拉力運動時摩擦力和其它阻力的干擾，所以這樣的結構不能滿足顯微焊接微拉力 測量儀對拉力的高精度要求。比較而言，在本發明中，把拉力傳感器42與其輔助裝置分離，把拉力傳感器42與 工件夾頭40做成一體，工件夾頭40安裝在拉桿36的底部，并與框架30上的調節顯示裝 置33電性連接。由于把拉力傳感器42與工件夾頭40做成一體，避開了作拉力運動時摩擦 力和其它阻力造成的干擾，因此實現了顯微焊接微拉力測量儀100對拉力的高精度測量要 求。根據拉力測量儀的工作要求，在要對工件進行拉力測量時，必須要把工件固定于 工件臺上并使得工件與工件夾頭40之間的連線恰好與拉力作用方向重合，所以本發明顯 微焊接拉力測量儀也需要配備一個小工件臺。在顯微焊接微拉力測量儀做拉力測量時，通 常要求將工件以垂直角度夾緊在工件夾頭40下方進行拉力測量，由于工件夾頭只做上下 運動，因此在工件臺固定好工件后，還需要在橫向及縱向兩個方向進行調節，要實現在橫向 和縱向兩個方向調節，傳統的結構需要在橫向和縱向做成安裝有絲桿和手輪的獨立結構， 且縱向、橫向及與底座之間的平面均要有滑動平臺的裝置，因此，此傳統結構復雜笨重、價 格昂貴。為此，本發明提供了一種可以實現上述功能而結構簡捷、成本低廉的小工件臺50。 參考圖2-3，工件臺50包括底板52、從底板52的一端垂直延伸形成的側板M及從側板M 的頂端延伸的頂板56。所述底板52上開設有橫向和縱向滑槽522，通過螺釘5M穿過滑槽 522將所述工件臺50固定在所述底座10上。當需要調節時，松開螺釘524，小工件臺即可 通過在滑槽上的移動調節相對于工件夾頭40的角度位置。應當注意所述滑槽522也可以 為弧線滑槽。所述頂板56上安裝有夾塊562，夾塊562通過安裝在頂板上的螺桿564和螺母568 使得夾塊和頂板之間松緊可調，實現把待測工件加緊在所述頂板56與夾塊562之間。類似地，可以在所述側板M上安裝夾塊M2，用于將待測工件夾緊在所述側板M與夾塊542之間。 本發明提供了一種精確的顯微焊接微拉力測量儀，其測量量程一般在2公斤以 下，測量精度達士 lg。同時本發明也可適用于對各種細小物件的抗拉強度進行測量，比如對 粘膠小面積粘結面的粘結力測量，對各種細金屬線、小金屬帶或細漆包線的抗拉強度進行測量。
權利要求
1.一種顯微焊接微拉力測量儀，包括底座、安裝在底座上的支撐柱、安裝在支撐柱頂部 的框架、可相對于框架上下移動的工件夾頭，其特征在于所述框架內安裝有包括拉桿的拉力傳導結構；所述拉桿從所述框架的底部伸出并且與所述工件夾頭固定；所述工件夾頭內部安裝有拉力傳感器，所述拉力傳感器與拉力顯示裝置電性連接。
2.根據權利要求1所述的顯微焊接微拉力測量儀，其特征在于所述拉力顯示裝置安 裝在所述框架側部。
3.根據權利要求1所述的顯微焊接微拉力測量儀，其特征在于所述工件夾頭上安裝 有調節螺桿，所述調節螺桿上安裝有螺母。
4.根據權利要求1所述的顯微焊接微拉力測量儀，其特征在于在微拉力測量儀的底 座上安裝有微拉力測量儀工件臺，所述微拉力測量儀工件臺包括底板、從底板的一端垂直 延伸形成的側板和從側板的頂端延伸的頂板；所述底板上開設有滑槽，通過螺釘穿過所述 滑槽將所述工件臺固定在所述微拉力測量儀底座上。
5.根據權利要求4所述的顯微焊接微拉力測量儀，其特征在于所述微拉力測量儀底 座上的滑槽為橫向和縱向延伸的滑槽；或者所述滑槽為弧形滑槽。
6.根據權利要求4所述的顯微焊接微拉力測量儀，其特征在于所述工件臺頂板上設 有用螺桿安裝的頂板夾塊，所述頂板夾塊通過與安裝在所述螺桿上的螺母共同配合，實現 頂板夾塊與頂板間的固定并能松緊可調。
7.根據權利要求4所述的顯微焊接微拉力測量儀，其特征在于所述微拉力測量儀工 件臺的頂板和側板上有用螺桿安裝的夾塊，所述夾塊通過所述螺桿上的螺母共同配合，實 現夾塊能松緊可調。
全文摘要
一種顯微焊接微拉力測量儀，包括底座、安裝在底座上的支撐柱、安裝在支撐柱頂部的框架、可相對于框架上下移動的工件夾頭及安裝在底座上并且與所述工件夾頭對應的工件臺。所述框架內安裝有包括拉桿的拉力傳導結構；所述拉桿從所述框架的底部伸出并且與所述工件夾頭固定；所述工件夾頭內部安裝有拉力傳感器，所述拉力傳感器與拉力顯示裝置電性連接。本發明把拉力傳感器的光電新技術和機械技術相結合，使之成為光機電結合的新的測量儀，本發明將拉力傳感器安裝在工件夾頭上，從而避開了帶動工件夾頭上下移動時的摩擦力和各種阻力，提高了拉力測量精度，實現了對微小工件拉力的測量。
文檔編號G01N3/04GK102128746SQ20101060167
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月22日 優先權日2010年12月22日
發明者楊仕桐 申請人:廣州微點焊設備有限公司