|

玩具燃燒測試儀用于測試長度的方法解讀

2018/11/12

分享到: 

本發明涉及一種用來檢測玩具易燃性相關長度參數的方法,這種方法用于玩具產品進出口的安全檢驗與檢測,用在生產玩具的廠家的產品質量檢驗與測試,屬檢測技術領域。
 
玩具進出口必須經過一系列相應標準的檢驗,而易燃性檢驗是其中重要的環節。各種標準對玩具燃燒性能檢測過程中都要求測試玩具長度、胡須等伸出長度和燒毀部分長度,而且要求測試精度高;各種標準中對點火位置也有要求,在測試過程中通過對火焰噴頭的移動、定位來尋找最佳點火位置;各種標準中對完成整個易燃性測試過程的時間有嚴格的要求。因此,要求在玩具易燃性測試過程中要求測試長度精度高、速度要快,火焰噴頭的定位高度要準確、速度要快。
 
目前,在玩具易燃性測試中對玩具長度、胡須等伸出長度和燒毀部分長度的測試使用的幾乎是全人工的方式,一般是將鋼尺固定在懸掛玩具的機構上,由測試人員確定測試基準點后,用眼睛觀察所要測試的長度值。這種測試方法致使測試精讀低、速度慢、重復性差、效率低、工作量大,準確測量玩具高度及燒毀部分尺寸困難,尤其測試大型玩具(高度大于520mm的軟體玩具)較為困難。所以,研制一種能準確、快速、自動完成測試,造價又便宜的測試方法是非常必要的。
 
本發明所要解決的技術問題是:提供一種在玩具燃燒測試儀上測試長度的方法,用來檢測玩具測試過程諸多與長度相關的參數,這些與長度相關的參數包括玩具的長度、帶胡須等玩具的胡須等物的伸出長度、玩具燒毀部分長度及點火位置高度等參數,這種方法應該具有檢測的長度精度高、測試速度快,火焰噴頭的定位準確、定位速度快的良好效果。
 
為此,本發明公開了一種在玩具燃燒測試儀上測試長度的方法,它包括如下步驟:步驟一,以測試物機構上的觸針的中心點作為定位基準點,以在測試物機構上設置的光電開關為測試物參考點,以在測試機構上設置的光電開關為測試參考點;由控制系統控制,測試物機構上的垂直滑塊裝置移動到測試物參考點,測試機構的垂直滑塊機構移動到測試參考點;步驟二,在測試物機構上掛置待測玩具,控制測試物機構上的垂直滑塊裝置移動,在待測玩具的測試底部與定位基準點對齊時停止機構的運行;步驟三,控制測試機構上的垂直滑塊裝置移動,安裝在測試機構垂直滑塊裝置上的標尺隨之移動,使標尺運動到待測玩具所要測試的上部位置,控制系統記錄測試機構上的垂直滑塊裝置的移動距離。
 
優選地,所述步驟二還包括步驟A:在測試物機構上掛置待測玩具,火焰噴頭在最佳點火位置點火并燃燒,使待測玩具完成測試所需要的燃燒測試,然后控制測試物機構上的垂直滑塊裝置移動。包括本步驟的本發明方法可以用來完成燒毀部分長度的測試。
 
優選地,所述步驟A還包括步驟B:在測試物機構上掛置待測玩具,移動測試物機構上的垂直滑塊裝置,同時配合移動點火裝置,也就是使點火噴頭移動,使待測玩具的最易燃部位處于最佳燃燒位置,即最易燃部位處于噴頭前的有效距離內,點火燃燒,待燃燒完成,控制系統記錄測試物機構上的垂直滑塊裝置的移動距離,然后重復步驟一。包括本步驟的本發明方法可以用來完成火焰噴頭的點火位置高度的測試。
 
本發明相比現有技術的有益效果如下:
本發明為在玩具燃燒測試儀上測試長度的方法,該方法可以用來檢測玩具測試過程諸多與長度相關的參數,這些與長度相關的參數包括玩具的高度、帶胡須的玩具的胡須的伸出長度、玩具燒毀部分長度及點火位置高度等參數,它具有檢測的長度精度高、測試速度快,火焰噴頭的定位準確、定位速度快的特點。
 
為了可以完成玩具燒毀部分長度的測試,步驟二還包括步驟A:在測試物機構上掛置待測玩具,火焰噴頭在最佳點火位置點火并燃燒,使待測玩具完成測試所需要的燃燒測試,然后控制測試物機構上的垂直滑塊裝置移動。包括本步驟的本發明方法可以用來完成燒毀部分長度的測試。此時測試底部選擇為玩具燒毀部位的最底端,測試頂部為玩具燒毀部位的最頂部,這時測出來就是玩具燒毀部分的長度。
 
為了完成包括點火位置高度的測試,步驟A還包括步驟B:在測試物機構上掛置待測玩具,移動測試物機構上的垂直滑塊裝置,同時配合移動點火裝置,也就是使點火噴頭移動,使待測玩具的最易燃部位處于最佳燃燒位置,即最易燃部位處于噴頭前的有效距離內,點火燃燒,待燃燒完成,控制系統記錄測試物機構上的垂直滑塊裝置的移動距離,然后重復步驟一。包括本步驟的本發明方法可以用來完成火焰噴頭的點火位置高度的測試。
 
測試裝置包括標線機構5、噴頭平面定位機構2、噴頭定位機構1、測試物機構3、測試機構4等組成。
 
其中測試機構4包括標尺垂直位移絲杠44、測試機構底座47、下限位開關45,標尺垂直位移絲杠44下端固定在測試機構底座47上,下限位開關45設在標尺垂直位移絲杠44下端,可以在標尺垂直位移絲杠44上滑動的標尺垂直滑塊裝置46設置在標尺垂直位移絲杠44上,測試機構4的標尺垂直位移絲杠44與控制系統連接。測試機構4的有效運行范圍0~580mm(由下限位開關45決定的運行范圍,即測試范圍),測試機構底座47高350mm,下限位開關45安裝在距機械零點15mm的位置,步進電機安裝在機構的頂端。
 
標線機構5包括水平伸出的標尺50,標尺50固定在一個標尺滑塊裝置43上,在標尺50一側平行地設有一根通過燒斷來控制計時開關動作的棉線52,棉線52一端固定在標尺頂端的夾緊元件53上,棉線52另一端用來連接固定在標尺另一個頂端的啟動計時開關動作的重錘51,標尺滑塊裝置43設在兩端設有限位開關的標尺水平絲杠42上,標尺水平位移絲杠42固定在設置在測試機構的垂直位移絲杠上的標尺垂直滑塊裝置46上,標尺水平位移絲杠42與控制系統連接。此機構的標尺50長800mm,安裝在測試機構4上,可在標尺水平位移絲杠上作前后往復運行,運行范圍0~600mm,由前標線限位開關41和后標線限位開關40這兩個限位開關決定的運行范圍,此機構的安裝保持與平臺平面平行,此標準線在測試時既作為被測物長度標尺(在測試機構有效運行范圍0~580mm內上下運行),又是燃燒時間控制的標尺。此機構上的計時開關設計如圖1所示,為重錘式,當棉線52燒斷時重錘51下落,計時開關動作并輸出開關信號。
 
噴頭定位機構1為柱體,其上端設置帶噴嘴10的噴頭11,下部連接噴頭平面定位機構2。
 
噴頭平面定位機構2主體為一水平絲杠裝置,其水平絲杠23上設置可以在其上活動的噴頭定位機構1,水平絲杠23兩端分別設有限位開關,水平絲杠23一端設有一個與其在水平面上可以連軸轉動的圓盤體20,水平絲杠23和圓盤體23分別與控制系統連接。噴頭平面定位機構2設計成可在一定的半徑內旋轉,旋轉范圍0~180°、旋轉半徑600mm,安裝在與平臺平面平行的、可旋轉的Φ800mm的圓盤20上;噴頭定位機構1可在噴頭平面定位機構2上往復運行,運行范圍為0~600mm(由外限位開關21和內限位開關22決定的運行范圍),見圖1;噴頭定位機構1的步進電機安裝在機構的右側頂端,噴頭平面定位機構2的步進電機安裝在旋轉圓盤20的底端。
 
測試物機構3包括測試物機構垂直絲杠30、測試物機構底座32、測試物機構垂直滑塊裝置31、支架36、支架導軌38、測試物機構限位開關39、觸針導軌33和觸針滑塊34;測試物機構垂直絲杠30下端固定在測試物機構底座32上,可以在測試物機構垂直絲杠30上滑動的測試物機構垂直滑塊裝置31設置在測試物機構垂直絲杠30上,支架導軌38水平地置于滑塊裝置31上,支架36固定在支架導軌上,支架導軌38的設置是為了增大被測玩具的固定范圍,支架36可在支架導軌38上任意移動,運行范圍0~400mm,觸針導軌33水平地置于測試物機構底座32上,觸針滑塊34設在觸針導軌33上,觸針滑塊34上固定有觸針35,觸針35朝向噴頭定位機構1;測試物機構垂直絲杠30與控制系統連接;測試物機構限位開關39設在測試物機構垂直絲杠30下端。見圖1。本機構的測試物機構垂直絲杠30的有效運行范圍0~580mm(測試物機構限位開關39決定的運行范圍),測試物機構底座32高350mm,測試物機構限位開關39安裝在距機械零點15mm的位置,步進電機安裝在機構的頂端。測試時,將被測物固定到支架36上,控制測試物機構的運行,并配合觸針滑塊34在觸針導軌33上移動,由測試物機構垂直滑塊裝置31上的觸針35確定基準點O的位置。測試物機構垂直滑塊裝置31與觸針導軌33的設計是為了增大定位范圍,觸針35可在測試物機構垂直滑塊裝置31上水平任意移動,運行范圍為0~350mm。
 
控制系統包括驅動絲杠和圓盤的步進電機驅動系統,和控制電機驅動系統的智能電子控制系統。如由西門子S7-200CPU224XP的PLC控制器和EM253運動控制卡、步進電機、驅動控制裝置和電源構成。
 
本發明的應用及原理如下說明:
由于被測玩具種類不同,測試玩具的有效長度往往不是測試玩具的最大長度,這就需要對每類玩具,甚至每個玩具都要確定一個測試的定位基準點。在測試裝置上,由于不同的機構完成不同的測試功能,每個機構都要有自己的測試參考零點,但這些參考零點對于整個裝置來說很難做到位置高度完全相同,因此存在參考零點的確定影響測試精度的問題。若將一個定位基準點作為所要進行的整個測試過程的所有機構的參考零點,則可使測試準確、精度高。
 
在測試物機構上設置定位基準點O,是觸針的中心點,定位基準點O通過觸針滑塊34可以在水平方向上移動,移動范圍0~350mm;如圖1所示。同時設置參考點A、參考點B、參考點C,參考點A在測試物機構上,在A點安裝光電開關,即測試物機構限位開關39,選用日本神視傳感器公司的GXL-8H光電開關;參考點B在測試機構上,參考點B位置上安裝一個GXL-8H光電開關,即下限位開關45;參考點C在噴頭定位機構的噴嘴10上,為噴嘴的頂端點,如圖1所示。
 
在測試過程中首先根據不同類型的玩具進行基準點O定位,該基準點是測試過程的零位參考點;此基準點也是整個測試儀的定位基準點,包括被測試物定位、測試機構定位、火焰噴頭的定位,測試標準線的定位。
 
自動控制測試過程:第一,每次測試玩具長度時,首先控制測試物機構、測試機構完成查找參考點的功能,通過調用西門子S7-200PLC系統中的運動控制功能塊EM253的查找參考點功能子程序(POSO-RSEEK)完成,當PLC控制系統接收到在參考點A、參考點B的開關信號時,即找到參考點位置,立即停止該機構運行。測試物定位精度<±0.03mm,噴頭定位精度<±0.5mm。
 
第二,在測試物機構上固定好被測玩具,控制測試物機構運行,使被測玩具的有效測試零點與定位基準點O對齊。
 
第三,控制測試機構運行,帶動標線機構,將標線運動到被測玩具的頂端位置。
 
此時:H=b+H1,式中:H為被測玩具有效長度,b為參考點B與定位基準點O之間的高度差值(常數),H1為步進電機帶動測試物機構垂直滑塊裝置31的移動距離;因為:采用PLC控制步進電機,步進電機移動距離與PLC輸出脈沖數、絲杠螺距、驅動器細分數之間存在如下的關系: 所以,在絲杠螺距和驅動器細分數一定的情況下,控制系統中步進電機帶動負載機構的移動距離與PLC的輸出脈沖數的關系是一定的,即:H1=f(n),式中:H1為步進電機帶動測試機構的移動距離,f(n)為PLC的輸出脈沖數與移動距離的函數;所以,玩具有效長度H=b+f(n)同理,控制標線機構運行,當標線位置在玩具的胡須等伸出長度頂端位置或燒毀部分頂端位置時,此時測出的長度H就是伸出長度或燒毀部分長度。長度測試精度達到<±0.11mm。
 
火焰噴頭的點火位置高度:H’=a-c+f’(n),式中:H’為火焰噴頭的點火位置高度,c為參考點C與定位基準點O之間的高度差值(常數),a為參考點A與定位基準點O之間的高度差值(常數),f’(n)為步進電機帶動測試物機構滑塊裝置31的移動距離。
 
本發明方法針對歐洲標準EN71-2:2006、GB6675-2003、ISO8124-2000要求的玩具的易燃性測試要求可滿足對≤520mm軟體填充類玩具、>520mm軟體填充類玩具、≥50mm胡須假發等頭飾類玩具、<50mm胡須、假發等頭飾類玩具、飄拂的覆蓋物化妝服飾和穿戴類玩具共五類玩具的易燃性測試。

 


上一篇:紡織品燃燒性能的影響因素
下一篇:最后一頁


友情鏈接:
標準商城 |
在線客服