專利名稱：一種模切壓力測試方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模切壓力測試方法及其裝置，具體涉及一種測試模切裝置機架在模切時所受模切壓力的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
目前，在全自動平壓平模切機主要用于紙箱、紙盒等印刷品的模切、壓痕工藝，是印后加工設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛的機種之一。它主要由輸紙系統(tǒng)、施壓機構(gòu)、收紙裝置、傳動系統(tǒng)、電控及自動排廢等部分組成，其中施壓機構(gòu)是模切機上最主要的機構(gòu)，其性能的優(yōu)劣直接影響模切速度和精度。模切壓力大小主要取決于以下幾方面
I)模切版上鋼刀、鋼線的總長度。越長，所需模切壓力值越大。2)紙張的厚度及紙張材料。紙板越厚、越硬，所需模切壓力值越大。3)膠條硬度和面積。膠條硬度越高，面積越大，所需模切壓力值越大。目前國內(nèi)相關(guān)機構(gòu)對模切壓力的研究主要集中在以下幾個方面模切壓力的產(chǎn)生、計算以及調(diào)節(jié)等。模切機生產(chǎn)廠家一般是通過生產(chǎn)經(jīng)驗估計模切過程中的最大模切壓力，沒有比較科學(xué)的測試方法確定模切時所施加的壓力以及對模切裝置機架的模切壓力值，更不清楚模切過程中機架所受模切壓力的具體變化情況。在模切過程中不同的模切裝置的機架所承受的模切壓力不同，在模切壓力超過機架所承受的最大壓力的情況下很容易造成機架損壞，影響模切裝置的使用壽命，生產(chǎn)實踐中缺少一種可以測試機架所承受模切壓力的模切裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種模切壓力的測試方法及其裝置，它主要解決現(xiàn)有模切裝置不能測試機架所承受的模切壓力，以及實際工作時施力裝置對機架所施加的力，以提高模切裝置的使用壽命以及模切裝置的模切速度和精度。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種模切壓力測試方法，包括A)通過對模切裝置的三維模型進行有限元分析，得到代表不同模切壓力下所述機架各個區(qū)域應(yīng)力的應(yīng)力表；B)將應(yīng)力傳感器放置到所述機架應(yīng)變變化明顯的區(qū)域；C)所述應(yīng)力傳感器檢測由模切板對模切紙進行模切所產(chǎn)生的應(yīng)力；D)在所述應(yīng)力表中查找所檢測的應(yīng)力所對應(yīng)的機架各個區(qū)域的應(yīng)力。其中，步驟A)還包括，通過對模切裝置的三維模型進行有限元分析，得到與所述機架各個區(qū)域應(yīng)力一一對應(yīng)的機架各個區(qū)域應(yīng)變，并建立代表機架各個區(qū)域應(yīng)變的應(yīng)變表。另外,步驟D)之后,還包括，根據(jù)機架各個區(qū)域的應(yīng)力分析得出對機架所施加的壓力。
其中，步驟A)具體包括對模切裝置的機架作為一個整體建立實體模型；對所述模型進行定義單元類型；對所述模型進行定義材料屬性；對所述模型進行劃分網(wǎng)格；對所述模型在工作時實際受力方向施加模切壓力；計算出代表不同模切壓力下所述機架各個區(qū)域應(yīng)力的應(yīng)力表。另外，步驟B)中包括， 所述應(yīng)力傳感器輸出端連接放大電路，用于將測定的形變信號放大；所述放大電路輸出端連接濾波電路，用于將放大后的形變信號進行濾波處理；所述濾波電路輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換電路，用于將形變信號由模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號;所述A/D轉(zhuǎn)換電路連接測試主機，計算測試結(jié)果；所述測試主機外設(shè)鍵盤和顯示器。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供了一種模切壓力測試裝置，包括模切裝置，還包括有限元分析模塊，通過對模切裝置的三維模型進行有限元分析，得到代表不同模切壓力下所述機架各個區(qū)域應(yīng)力的應(yīng)力表；檢測模塊，包括應(yīng)力傳感器，并將應(yīng)力傳感器放置到所述機架應(yīng)變變化明顯的區(qū)域；應(yīng)力傳感器檢測由模切板對模切紙進行模切所產(chǎn)生的應(yīng)力；查找模塊,在所述應(yīng)力表中查找所檢測的應(yīng)力所對應(yīng)的機架各個區(qū)域的應(yīng)力。其中，有限元分析模塊還通過對模切裝置的三維模型進行有限元分析，得到與所述機架各個區(qū)域應(yīng)力一一對應(yīng)的機架各個區(qū)域應(yīng)變，并建立代表機架各個區(qū)域應(yīng)變的應(yīng)變表;分析模塊還根據(jù)機架各個區(qū)域的應(yīng)力分析得出對機架所施加的壓力。另外，有限元分析模塊包括建立模塊，對模切裝置的機架作為一個整體建立實體模型；定義模塊，對所述模型進行定義單元類型；以及，對所述模型進行定義材料屬性；劃分模塊，對所述模型進行劃分網(wǎng)格；施力模塊，對所述模型工作時實際受力方向施加測試應(yīng)力；計算模塊，計算出代表不同模切壓力下所述機架各個區(qū)域應(yīng)力的應(yīng)力表。其中，檢測模塊還包括，與應(yīng)力傳感器輸出端連接的放大電路，用于將測定的形變信號放大；所述放大電路輸出端連接濾波電路，用于將放大后的形變信號進行濾波處理；所述濾波電路輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換電路，用于將形變信號由模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號;所述A/D轉(zhuǎn)換電路連接測試主機，計算測試結(jié)果；所述測試主機外設(shè)鍵盤和顯示器。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果在于
I、本發(fā)明通過建立模切裝置機架的三維模型，并進行受力分析，得出機架各個區(qū)域應(yīng)力的應(yīng)力表，然后用應(yīng)力傳感器在機架應(yīng)變變化明顯的區(qū)域進行測試，最后根據(jù)模切裝置實際工作時所測定的區(qū)域應(yīng)力查找出機架的各個區(qū)域的應(yīng)力，本發(fā)明能夠準確測定在實際工作中機架各部分所受的模切壓力，以及模切板對機架所施加的壓力，以提高模切裝置的使用壽命以及模切裝置的模切速度和精度。2、本發(fā)明中通過對模切裝置機架的有限元分析，能夠更全面地測定模切裝置中劃分的各部分的形變，能夠有效預(yù)防模切裝置在實際工作中因模切壓力過大而造成機架損壞變形，影響模切裝置使用壽命。3、本發(fā)明中的應(yīng)力傳感器直接安裝在機架上，而且通過放大電路、濾波電路和A/D轉(zhuǎn)換電路連接測試主機，計算測試結(jié)果，并通過顯示器顯示測試區(qū)的應(yīng)力以及與測試應(yīng)力對應(yīng)的機架整體應(yīng)力，達到實時測試機架所受模切壓力的效果，控制更方便，而且根據(jù)機架應(yīng)力分布情況進一步優(yōu)化模切裝置，使模壓應(yīng)力分布趨于均勻，提高模切精度。


圖I是本發(fā)明的方法流程圖；圖2是本發(fā)明測試裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本發(fā)明測試電路原理圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明，應(yīng)當(dāng)理解，以下所說明的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明涉及一種模切壓力測試方法，包括Sll)通過對模切裝置的三維模型進行有限元分析，得到代表不同模切壓力下所述機架各個區(qū)域應(yīng)力的應(yīng)力表；S12)將應(yīng)力傳感器放置到所述機架應(yīng)變變化明顯的區(qū)域；S13)所述應(yīng)力傳感器檢測由模切板對模切紙進行模切所產(chǎn)生的應(yīng)力；S14)在所述應(yīng)力表中查找所檢測的應(yīng)力所對應(yīng)的機架各個區(qū)域的應(yīng)力。其中，Sll)還包括，通過對模切裝置的三維模型進行有限元分析，得到與所述機架各個區(qū)域應(yīng)力一一對應(yīng)的機架各個區(qū)域應(yīng)變，并建立代表機架各個區(qū)域應(yīng)變的應(yīng)變表。另外，步驟S14)之后，還包括，根據(jù)機架各個區(qū)域的應(yīng)力分析得出對機架所施加的壓力。其中，步驟Sll)具體包括對模切裝置的機架作為一個整體建立實體模型；對所述模型進行定義單元類型；對所述模型進行定義材料屬性；對所述模型進行劃分網(wǎng)格；對所述模型在工作時實際受力方向施加模切壓力；建立代表不同模切壓力下所述機架各個區(qū)域應(yīng)力的應(yīng)力表。
另外，步驟S12)中包括，所述應(yīng)力傳感器輸出端連接放大電路，用于將測定的形變信號放大；所述放大電路輸出端連接濾波電路，用于將放大后的形變信號進行濾波處理；所述濾波電路輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換電路，用于將形變信號由模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號;所述A/D轉(zhuǎn)換電路連接測試主機，計算測試結(jié)果；所述測試主機外設(shè)鍵盤和顯示器。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種模切壓力測試裝置，包括模切裝置，還包括
有限元分析模塊，通過對模切裝置的三維模型進行有限元分析，得到代表不同模切壓力下所述機架各個區(qū)域應(yīng)力的應(yīng)力表；檢測模塊，包括應(yīng)力傳感器，并將應(yīng)力傳感器放置到所述機架應(yīng)變變化明顯的區(qū)域；應(yīng)力傳感器檢測由模切板對模切紙進行模切所產(chǎn)生的應(yīng)力；查找模塊,在所述應(yīng)力表中查找所檢測的應(yīng)力所對應(yīng)的機架各個區(qū)域的應(yīng)力。其中，有限元分析模塊還通過對模切裝置的三維模型進行有限元分析，得到與所述機架各個區(qū)域應(yīng)力一一對應(yīng)的機架各個區(qū)域應(yīng)變，并建立代表機架各個區(qū)域應(yīng)變的應(yīng)變表;分析模塊還根據(jù)機架各個區(qū)域的應(yīng)力分析得出對機架所施加的壓力。另外，如圖2所示，有限元分析模塊具體包括建立模塊，對模切裝置的機架作為一個整體建立實體模型；定義模塊，對所述模型進行定義單元類型；以及，對所述模型進行定義材料屬性；劃分模塊，對所述模型進行劃分網(wǎng)格；施力模塊，對所述模型工作時實際受力方向施加測試應(yīng)力；建立模塊，建立代表不同模切壓力下所述機架各個區(qū)域應(yīng)力的應(yīng)力表。其中，檢測模塊內(nèi)的電路原理結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括，設(shè)置在模切裝置上的應(yīng)力傳感器，用于探測機架形變最明顯區(qū)域的應(yīng)力；與應(yīng)力傳感器輸出端連接的放大電路，用于將測定的形變信號放大；所述放大電路輸出端連接濾波電路，用于將放大后的形變信號進行濾波處理；所述濾波電路輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換電路，用于將形變信號由模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號;所述A/D轉(zhuǎn)換電路連接測試主機，計算測試結(jié)果；所述測試主機外設(shè)鍵盤和顯示器。具體測試時，采用擴散硅壓阻傳感器作為應(yīng)力傳感器，利用壓阻效應(yīng)將應(yīng)力轉(zhuǎn)換為電阻，再通過全橋電路轉(zhuǎn)換成電壓輸出；在機械測試中傳感器或測量電路的輸出信號電壓是很微弱的，不能直接用于顯示、記錄或A/D轉(zhuǎn)換，需要通過放大電路進行放大；然后通過濾波電路使信號中需要的頻率成分通過，衰減其他頻率成分，消除干擾噪聲；通過A/D轉(zhuǎn)換電路完成模數(shù)轉(zhuǎn)換；然后送給測試主機，通過測試主機對數(shù)字信號進行各種運算、濾波、分析，最后將結(jié)果輸出至顯示器。同時，在測試主機內(nèi)可以設(shè)定每個區(qū)域的上限值，若實際測量中機架形變超過上限值，則通過報警裝置報警，有利于保護機器免受傷害，提高模切機使用壽命，提高產(chǎn)品技術(shù)等級。 在進行有限元分析過程中，具體步驟為，將上平臺和兩側(cè)墻板建成機架整體模型，由于在模切裝置實際工作時上平臺和模切板貼緊在一起，在模切版模切時承受所有模切壓力。定義單元類型，單元類型選用8節(jié)點6面體三維單元。定義材料屬性，機架材料選用球墨鑄鐵，抗拉強度σ b = 450MPa,屈服強度σ α2 =310MPa，彈性模量 E = I. 73 X IO11Pa,泊松比 μ = O. 3，材料密度為 7. 3X103kg/m3。劃分網(wǎng)格，采用自由劃分方式。施加載荷，墻板和底座靠螺栓等連接，故DOF設(shè)為O。在上平臺下表面施加均勻載荷。得出機架的總應(yīng)變云圖；通過計算分析機架總應(yīng)變云圖，得出機架各個區(qū)域的應(yīng)力表，進而得出機架所受到的模切壓力分布情況，也可以根據(jù)機架所受的模切壓力分布得出模切板對機架所施加的壓力的大小。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種模切壓力測試方法,其特征在于,包括 A)通過對模切裝置的三維模型進行有限元分析，得到代表不同模切壓力下所述機架各個區(qū)域應(yīng)力的應(yīng)力表； B)將應(yīng)力傳感器放置到所述架體應(yīng)變變化明顯的區(qū)域； C)所述應(yīng)力傳感器檢測由模切板對模切紙進行模切所產(chǎn)生的應(yīng)力； D)在所述應(yīng)力表中查找所檢測的應(yīng)力所對應(yīng)的機架各個區(qū)域的應(yīng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟A)還包括， 通過對模切裝置的三維模型進行有限元分析，得到與所述機架各個區(qū)域應(yīng)力一一對應(yīng)的機架各個區(qū)域應(yīng)變，并建立代表機架各個區(qū)域應(yīng)變的應(yīng)變表。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟D)之后，還包括， 根據(jù)機架各個區(qū)域的應(yīng)力分析得出對機架所施加的壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模切壓力測試方法，其特征在于，步驟A)具體包括 對模切裝置的架體作為一個整體建立實體模型； 對所述模型進行定義單元類型； 對所述模型進行定義材料屬性； 對所述模型進行劃分網(wǎng)格； 對所述模型在工作時實際受力方向施加模切壓力； 計算出代表不同模切壓力下所述機架各個區(qū)域應(yīng)力的應(yīng)力表。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模切壓力測試方法，其特征在于，步驟B)中包括， 所述應(yīng)力傳感器輸出端連接放大電路，用于將測定的形變信號放大； 所述放大電路輸出端連接濾波電路，用于將放大后的形變信號進行濾波處理； 所述濾波電路輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換電路，用于將形變信號由模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號; 所述A/D轉(zhuǎn)換電路連接測試主機，計算測試結(jié)果； 所述測試主機外設(shè)鍵盤和顯示器。
6.一種模切壓力測試裝置，包括模切裝置，其特征在于，還包括 有限元分析模塊，通過對模切裝置的三維模型進行有限元分析，得到代表不同模切壓力下所述機架各個區(qū)域應(yīng)力的應(yīng)力表； 檢測模塊，包括應(yīng)力傳感器，并將應(yīng)力傳感器放置到所述架體應(yīng)變變化明顯的區(qū)域；應(yīng)力傳感器檢測由模切板對模切紙進行模切所產(chǎn)生的應(yīng)力； 查找模塊，在所述應(yīng)力表中查找所檢測的應(yīng)力所對應(yīng)的機架各個區(qū)域的應(yīng)力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，有限元分析模塊，還通過對模切裝置的三維模型進行有限元分析，得到與所述機架各個區(qū)域應(yīng)力一一對應(yīng)的機架各個區(qū)域應(yīng)變，并建立代表機架各個區(qū)域應(yīng)變的應(yīng)變表； 分析模塊還根據(jù)機架各個區(qū)域的應(yīng)力分析得出對機架所施加的壓力。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模切壓力測試裝置，其特征在于，所述有限元分析模塊包括 建立模塊，對模切裝置的架體作為一個整體建立實體模型； 定義模塊，對所述模型進行定義單元類型；以及，對所述模型進行定義材料屬性； 劃分模塊，對所述模型進行劃分網(wǎng)格；施力模塊，對所述模型工作時實際受力方向施加測試應(yīng)力； 計算模塊，計算出代表不同模切壓力下所述機架各個區(qū)域應(yīng)力的應(yīng)力表。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模切壓力測試裝置，其特征在于，所述檢測模塊還包括， 與應(yīng)力傳感器輸出端連接的放大電路，用于將測定的形變信號放大； 所述放大電路輸出端連接濾波電路，用于將放大后的形變信號進行濾波處理； 所述濾波電路輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換電路，用于將形變信號由模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號; 所述A/D轉(zhuǎn)換電路連接測試主機，計算測試結(jié)果； 所述測試主機外設(shè)鍵盤和顯示器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模切壓力的測試方法及其裝置，其方法包括通過對模切裝置的三維模型進行有限元分析，得到代表不同模切壓力下所述機架各個區(qū)域應(yīng)力的應(yīng)力表；將應(yīng)力傳感器放置到所述機架應(yīng)變變化明顯的區(qū)域；所述應(yīng)力傳感器檢測由模切板對模切紙進行模切所產(chǎn)生的應(yīng)力；在所述應(yīng)力表中查找所檢測的應(yīng)力所對應(yīng)的機架各個區(qū)域的應(yīng)力，能夠準確測定在實際工作中模切裝置架體所受的模切壓力，以及模切裝置工作時對上平臺的施力大小，以提高模切裝置的使用壽命以及模切裝置的模切速度和精度。
文檔編號G01L5/00GK102778316SQ20111014745
公開日2012年11月14日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者張偉, 王曉華, 耿武帥, 薛超志, 齊元勝 申請人:北京印刷學(xué)院