专利名称：角向磨光机磨片爆破转速测定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电动工具的测量领域，尤其涉及一种角向磨光机磨片爆破转速测定装置。
背景技术：
在我们日常生活中经常会使用到电动工具、健身器具等产品，由于该类机械运动的产品在使用过程中由于机械防护的无效或不合理的原因，可能会对人身产生危害。为了将此类危害降低至最小，相应的国内外安全标准中都对产品的运动部件制动时间、运动速度、材料变形量都会提出相应的防护要求，由于我们经常会涉及短时运行时间、非接触高速运速度及微小位移变化量的测试，由于该类运动变化量极其微小，并且无法接触测量，如果采用传统的检测方法将无法满足要求。在标准GB 3883. 3/IEC60745-2-3/EN60745-2-3《手持式电动工具的安全第二部分砂轮机、抛光机和盘式砂光机的专用要求》标准的要求，有一种“角向磨光机砂轮破碎时最大转速测试”的检测项目。所有制造商推荐的护罩应有足够的机械强度，以防止一旦砂轮爆裂时砂轮碎片飞向操作者。通过提交3个推荐护罩的试样进行20. 101. 1到20. 101. 4试验来检验。按制造商意见，试验可用3个护罩进行，但可以少于3个砂轮机。试验后，工具应满足20. 101. 5的符合性要求。20. 101. 1护罩按说明书要求牢固地安装到砂轮机上。如果护罩是可调节的，则它应尽可能位于过砂轮中心线或对称线，逆砂轮旋转方向转过30° (士 10° )的位置上遮住砂轮，或当调节范围小于30°时达到最大设定位置。应按照说明书要求，将直径等于砂轮机额定能力的、由制造商推荐的最大厚度砂轮，安装到主轴上。砂轮机应以额定电压空载运行至少5min。测量和纪录砂轮速度。20. 101. 2 20. 101. 1规定的砂轮应切成四等分的槽口。对27、28、和41型砂轮， 切槽是由外缘朝中心径向进行的。对6、和11型砂轮，切割始于作业面朝向安装端。每个槽口宽度不大于2. 5mm。槽口的加深应要求砂轮在速度等于或大于20. 101. 1建立的速度或砂轮机额定转速的90%(取其大者)时产生的离心力下解体。按照说明书要求将开槽的砂轮安装到主轴上。20. 101.3应在砂轮机每个侧手柄的中点配上0.5kg质量的重物，在手柄开关中点配上Ikg质量的重物。图1显示了角向磨光机手柄的中点，A表示握持区域的中点，B为砂轮四等分。图2说明如何将配重固定到直向砂轮机上。使用柔性尼龙辫绳，通过每侧的侧手柄握持区域中点及开关手柄的中点将砂轮机悬吊起来。对额定能力不大于IOOmm并且没有侧手柄的砂轮机，提供牢固的悬吊方法和配重。在工具左侧和右侧的悬吊点和配重应位于离等同于砂轮直径的主轴中心线一定距离并与工具机身中心线成90°。三根悬绳系在一点上且将工具置于一试验箱内(见图3)。试验箱，内径近似Im的六边形、八边形或圆形并深度近似lm，其外壳11具有能挡住解体的砂轮碎片，内墙衬有25mm到35 mm厚的模压粘土 13，在模压粘土 13和外壳11之间衬有25到35 mm厚软木层12 (见图3和图4)。模压粘土 13和软木12的功能是吸收和保留砂轮碎片或冲击碎片的压痕。模压粘土 13和软木12可以用其它具有同等功能的材料替代。试验前，模压粘土墙上应没有任何砂轮碎片压痕。在图3中，砂轮旋转方向13为顺时钟方向，而由手柄中点定义的碎片区域14位于砂轮旋转方向13的四周。安装了护罩的砂轮机和开了槽的砂轮以水平方向面朝下放置，离箱底大约300mm。 为了让砂轮机能沿箱体长度定位，以及在砂轮加速期间防止砂轮机扭动，两侧手柄用IN到 2N的力固定在箱体上，例如使用永久磁铁能达到该力。20. 101.4当用转速表监测开槽砂轮转速的同时，工具电压迅速增加直到达到 20. 101. 2规定的转速。如果砂轮没有爆裂，停下砂轮机，增加预割长度并重复上述试验直到砂轮爆裂。留在护罩上的灰尘、小碎片和小块可以忽略不计。四大块碎片将被吸附在粘土墙上，如果有大碎片从粘土上反弹出来，必须鉴别碎片压痕。而后，粘土墙上砂轮碎片被清除。从上可知，角向磨光机磨片爆破转速测定时存在以下的缺陷首先，现有的试验箱没有顶盖，在做角向磨光机磨片爆破转速测试时对操作者存在安全隐患。接着，现有技术是通过以下方式来进行角向磨光机磨片爆破转速测定的用转速表监测开槽砂轮转速，同时工具电压迅速增加至地20. 101. 2规定的转速， 如果砂轮没有爆裂，停下砂轮机，增加预割长度并重复上述试验直到砂轮爆裂。这种测试自动化程度低、集成度较低。在整个测试过程中，转速表不能快速、有效地将试样品电气、机械动作信号以最小误差时间内传递给控制中心进行数据处理，由此导致测量精度不高。并且，在整个测试过程中，需要操作者不停的调整预割长度，即需要人工参予，这种需要人进入危险地段进行参予，存在着安全隐患。

实用新型内容本实用新型提供一种角向磨光机磨片爆破转速测定装置，以解决现有技术存在安全隐患，自动化程度低、精度不高的技术问题。一种角向磨光机磨片爆破转速测定装置包括护罩强度试验箱和控制平台，其中所述护罩强度试验箱进一步包括试验箱本体、箱盖、样品夹持装置、照明灯具、对射式激光传感器，辅助手柄分别安装于砂轮机头部两侧，砂轮护罩、切成四等分槽口的砂轮分别装配于砂轮机上，并且所述砂轮机通过样品夹持装置夹持，同时通过绳吊起悬空于试验箱本体内，所述箱盖位于试验箱本体的上方，所述照明灯具设置在试验箱本体内，所述对射式激光传感器包括对射式激光传感器包括发射装置和接收装置，所述对射式激光传感器发射装置通过磁性底座利用可调节伸缩杆按设在试验箱本体的防护门上，所述对射式激光传感器的发射装置和接收装置处于用以能够探测砂轮上槽口的同一垂直面；所述控制平台包括中央处理单元，所述激光传感器电性连接至对射式激光传感器，通过对射式激光传感器采集砂轮上槽口信息，在额定电压下的转速应等于磨光机加磨片的转速(负载转速)的条件下，动态监控磨光机磨片的转速，直接获得磨光机磨片爆破当前的最大转速。较佳地，角向磨光机磨片爆破转速测定装置还包括摄像监视装置，摄像监视装置设置在箱盖上，并在箱盖上开设至少一使得摄像监视装置能监测试验箱本体内情况的通孔。较佳地，所述试验箱本体为六角形木结构型式，板与板之间采用可拆卸铰链连接， 每块板外表面为硬实木，中间层为软木，内表面为白色泡沫塑料，软木与白色泡沫塑料之间采用双面胶固定方式，每块板上设置需要方便搬运的坚固拉手。较佳地，砂轮机通过以下结构悬空于试验箱本体内若干配重块对称固定辅助手柄两侧，并且若干配重块固定于开关中心位置，至少三根细绳分别系设住配重块的吊环，并在使砂轮机处于平衡状态下形成一个结，至少一根细绳连接该结。较佳地，所述控制平台包括上位机和下位机，下位机采用嵌入式可编程序控制器 PLC, PLC连接激光传感器，上位机包括触摸式平板电脑，所述PLC连接触摸式平板电脑。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点首先，本实用新型的护罩强度试验箱是有上盖的，在试验过程中消除了对操作者的安全隐患。接着，本实用新型采用非接触式的对射式激光传感器来采集砂轮上槽口信息，并将采集到的信号统一发送至PLC进行处理计算，提高了整个测定过程的精度，以及也提高了安全性。

图1为护罩强度试验中砂轮机准备部分示意图。图2为护罩强度试验中部分型号砂轮准备部分示意图。图3为护罩强度试验中角向磨光机用试验箱部分示意图。图4为护罩强度试验中直向砂轮机用试验箱部分示意图。图5为一种角向磨光机磨片爆破转速测定装置的原理结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本实用新型。请参阅图5，其为一种角向磨光机磨片爆破转速测定装置的原理结构示意图。它包括护罩强度试验箱21和控制平台22，护罩强度试验箱21包括对射式激光传感器23，控制平台22中包括上位机M和下位机PLC25 (或称中央处理单元)，对射式激光传感器23电性连接至下位机PLC25，通过对射式激光传感器23采集砂轮片上槽口信息，在额定电压下的转速应等于磨光机加磨片的转速(负载转速)的条件下，动态监控磨光机磨片的转速，直接获得磨光机磨片爆破当前的最大转速。预处理(包括对磨片进行四等分等)，随着磨片质量减少，转速增加，通过对射式激光传感器23监控转速，获得磨光机磨片转速。若未爆破，则对磨片进行锯处理，磨片质量又减少，再进行磨片转速测定，直到磨片爆破为止，检测爆破当前的最大转速。通过上述方式，可以动态监控转速。需要说明的是，需要在额定电压下的转速应等于磨光机加磨片的转速 (负载转速)的条件下进行测定。根据传感器工作原理类别来分，分为反射式和对射式。与常规手持式测速计相比， 本装置保持了检测速度范围大、准确度高的有点，更重要的是可用于人无法进入的危险场合。将传感器置于封闭测试设备(护罩强度试验箱21)中，试验人员可以在安全场合轻松读取测试结果。反射式传感器主要用于检测目标产品本身位置固定，有平稳的反射面；对射式激光传感器23主要用于目标产品有开口，可允许激光穿越，同时允许在检测过程中样品位置有一定的摆动。用对射式激光传感器测量角向磨光机砂轮破碎试验时的最大转速(供电电压可显示，工作方式、操作次数可通过上位机M上的触摸屏设定)。一、以下具体介绍各个部件。上位机选用触摸式平板电脑。上位机完成人机界面、数据通信和数据处理功能。 下位机选用嵌入式系统(PLC (KV1000)系统+ I/O板卡)。下位机完成系统监控和数据采集、运算功能。输入单元由于运动信号及位移的采集要求速度快、精度高，因此选用激光传感器作为本项目数据输入器件。输出单元选用固态继电器，完成系统数据控制功能。上位机和下位机通过RS232进行通信。所述护罩强度试验箱进一步包括试验箱本体、箱盖、样品夹持装置、照明灯具、对射式激光传感器。辅助手柄分别安装于砂轮机头部两侧，砂轮护罩、切成四等分槽口的砂轮分别装配于砂轮机上，并且所述砂轮机通过样品夹持装置夹持，同时通过绳吊起悬空于试验箱本体内，所述箱盖位于试验箱本体的上方，所述照明灯具设置在试验箱本体内，所述对射式激光传感器包括对射式激光传感器包括发射装置和接收装置，所述对射式激光传感器发射装置通过磁性底座利用可调节伸缩杆按设在试验箱本体的防护门上，所述对射式激光传感器的发射装置和接收装置处于用以能够探测砂轮上槽口的同一垂直面。所述护罩强度试验箱还包括摄像监视装置，摄像监视装置设置在箱盖上，并在箱盖上开设至少一使得摄像监视装置能监测试验箱本体内情况的通孔。其中1)试验箱体(1).箱体为六角形木结构型式，对角线长度1400mm，高度IOOOmm ；(2).板与板之间采用可拆卸铰链连接，每快板外表面为硬实木(厚度55mm)，外表采用清漆处理冲间层为软木(厚度30mm)；内表面为白色泡沫塑料(厚度30mm)；软木与白色泡沫塑料之间采用双面胶固定方式；每快板需有方便搬运的坚固拉手；(3).被试样品的平衡，采用滑轮悬挂砝码的方式实现。箱体内外的通孔采用两端为喇叭状铜管(高度距底面400mm)，方便棉线的通过及减少与金属管的摩擦。外部采用方便插入的可拆卸滑轮装置(不锈钢或电镀处理)，滑轮上部罩防止砝码弹射出来的不锈钢板防护罩(可拆卸式)；同时提供可调整质量的砝码及挂钩。2)箱盖及夹持装置(1).箱盖上部具有照明控制及摄像观察功能，箱盖采用钢板制造，表面喷塑。可方便搬运；内部安装4只可调节照射角度的MR16(12V，20W)灯具，表面安装可分别控制灯具的电源；盖体上开可方便摄像头固定与移动的观察槽；电源采用耦合器输入方式；箱盖中间留有悬挂被试样品的通孔；(2).箱盖下部箱盖采用2mm喷塑钢板制造，可与木质箱体方便固定；(3).被试样品夹持装置按标准要求的方式制造，同时充分考虑被试样品的不同规格与型式，要求考虑角磨的大小功率及砂轮机；(4).被试样品的悬挂装置悬挂装置采用不锈钢或钢制电镀处理方式，可方便与木质箱体的固定与拆卸。二、其角向磨光机砂轮破碎时最大转速测试的测试过程为1)试验设备的选择该试验需选用如下试验设备符合标准要求的六边形试验箱，1个、0. 5kg配重块， 2件、Ikg配重块，1件、IN平衡配重块，2件、对射式激光传感器，1套、传感器专用底座，1个、 高速摄像机，1台、细绳若干2)试验样机的数量及其准备 、数量整机，1把、辅助手柄(同规格为宜)，2件、砂轮护罩，3个、直径等于砂轮机额定能力，由制造商推荐的最大厚度且按标准规定切割有深槽的砂轮3块②、装夹前准备a、将辅助手柄分别安装于砂轮机头部两侧，同时，按标准要求将砂轮护罩、砂轮装配于砂轮机上b、将0. 5kg配重块对称固定于辅助手柄两侧，Ikg配重块固定于开关中心位置3)试验样机的装夹Φ、用三根细绳分别系住配重块的吊环并在使砂轮机处于平衡状态下并成一个结 、然后用一根细绳缚住三根细绳的结，将砂轮机吊起悬空于试验箱内③、为了使砂轮能在试验时处于平衡状态，将两块IN平衡配重块分别穿过试验箱两别的孔，以细绳系住两块配重块的吊环(为了尽量达到平衡，应尽可能的使其处于相同的高度)φ、调整吊杆高度，使得砂轮机离地面30mm高，锁紧吊杆调高装置⑤、关上试验箱顶部的试验箱盖⑥、将摄像监视装置安装于试验箱盖，并调整其位置以便使其能通过箱盖的槽监视试验箱内的状况4)对射式激光传感器的调整Φ、将装有对射式激光传感器发射装置的磁性底座安装于防护门上，并使传感器发射装置通过防护门上的槽深入试验箱内部②、移动磁性底座，以使传感器发射装置能探测砂轮片上的槽；同时调整发射装置的高度，使其离砂轮片约5mm。将磁性底座上的开关由“off”拨至“on”位置，将其牢固固定③、移动传感器吸收装置，使其能与发射装置处于同一垂直面5)工具电压迅速增加至地20. 101. 2规定的转速，对射式激光传感器采集砂轮上槽口信息，并将该信息传送至PLC。每采集到四个槽口信息，表明砂轮转一圈，由此计算并保存出砂轮的转速，直到磨光机磨片爆破，即可获得角向磨光机爆破的最大转速。即，试验在护罩强度试验箱内部举行。角向磨光机按标准要求进行制备级安装。将对射式传感器在砂轮片处进行定位，调整摄像装置进行监视；开启电源快速调整至额定的转速，测量砂轮片爆裂瞬间的速度(由对射式传感器采集数据)。综上所述，在速度测量系统的控制及数据采集方面，通过长距离数字激光传感器实现各种电动类产品旋转速度的测量。与常规手持式测速计相比，本装置保持了检测速度范围大、准确度高的有点，更重要的是可用于人无法进入的危险场合。将传感器置于封闭测试设备中，试验人员可以在安全场合轻松读取测试结果。对射式传感器主要用于目标产品有开口，可允许激光穿越，同时允许在检测过程中样品位置有一定的摆动。护罩强度试验箱由试验箱体、保护箱盖及夹持装置三部分组成。上部箱盖具有照明及摄像监控的功能；试验时样品的平衡装置，采用了滑轮悬挂砝码的方式，使用简便可靠；悬挂装置具有上下调节功能，方便简单。以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
权利要求1.一种角向磨光机磨片爆破转速测定装置，其特征在于，包括护罩强度试验箱和控制平台，其中所述护罩强度试验箱进一步包括试验箱本体、箱盖、样品夹持装置、照明灯具、对射式激光传感器，辅助手柄分别安装于砂轮机头部两侧，砂轮护罩、切成四等分槽口的砂轮分别装配于砂轮机上，并且所述砂轮机通过样品夹持装置夹持，同时通过绳吊起悬空于试验箱本体内， 所述箱盖位于试验箱本体的上方，所述照明灯具设置在试验箱本体内，所述对射式激光传感器包括对射式激光传感器包括发射装置和接收装置，所述对射式激光传感器发射装置通过磁性底座利用可调节伸缩杆按设在试验箱本体的防护门上，所述对射式激光传感器的发射装置和接收装置处于用以能够探测砂轮上槽口的同一垂直面；所述控制平台包括中央处理单元，所述激光传感器电性连接至对射式激光传感器，通过对射式激光传感器采集砂轮上槽口信息，在额定电压下的转速应等于磨光机加磨片的转速的条件下，动态监控磨光机磨片的转速，直接获得磨光机磨片爆破当前的最大转速。
2.如权利要求1所述的角向磨光机磨片爆破转速测定装置，其特征在于，还包括摄像监视装置，摄像监视装置设置在箱盖上，并在箱盖上开设至少一使得摄像监视装置能监测试验箱本体内情况的通孔。
3.如权利要求1或2所述的角向磨光机磨片爆破转速测定装置，其特征在于，所述试验箱本体为六角形木结构型式，板与板之间采用可拆卸铰链连接，每块板外表面为硬实木，中间层为软木，内表面为白色泡沫塑料，软木与白色泡沫塑料之间采用双面胶固定方式，每块板上设置需要方便搬运的坚固拉手。
4.如权利要求1或2所述的角向磨光机磨片爆破转速测定装置，其特征在于，砂轮机通过以下结构悬空于试验箱本体内若干配重块对称固定辅助手柄两侧，并且若干配重块固定于开关中心位置，至少三根细绳分别系设住配重块的吊环，并在使砂轮机处于平衡状态下形成一个结，至少一根细绳连接该结。
5.如权利要求1或2所述的角向磨光机磨片爆破转速测定装置，其特征在于，所述控制平台包括上位机和下位机，下位机采用嵌入式可编程序控制器PLC，PLC连接激光传感器，上位机包括触摸式平板电脑，所述PLC连接触摸式平板电脑。
专利摘要本实用新型一种角向磨光机磨片爆破转速测定装置。它包括护罩强度试验箱和控制平台，护罩强度试验箱包括对射式激光传感器，控制平台中包括上位机和下位机PLC，对射式激光传感器电性连接至下位机PLC，通过对射式激光传感器采集砂轮上槽口信息，即，在额定电压下的转速应等于磨光机加磨片的转速(负载转速)的条件下，动态监控磨光机磨片的转速，直接获得磨光机磨片爆破当前的最大转速。通过长距离数字激光传感器实现各种电动类产品旋转速度的测量。本实用新型的护罩强度试验箱是有上盖的，在试验过程中消除了对操作者的安全隐患。接着，本实用新型采用非接触式的对射式激光传感器来采集砂轮上槽口信息，并将采集到的信号统一发送至PLC进行处理计算，提高了整个测定过程的精度，以及也提高了安全性。
文档编号G01P3/36GK202102004SQ201120199560
公开日2012年1月4日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者王金耀, 邓谨, 韩康玮 申请人:上海出入境检验检疫局机电产品检测技术中心