CN102628679A - 一种卷板机滚弯成形曲率半径测量装置 - Google Patents

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一种卷板机滚弯成形曲率半径测量装置，包括尺架和智能控制盒，尺架上有数据线接口并通过该接口由数据线连接智能控制盒，其特征在于：尺架为十字形状的空心管，在尺架左右水平空心管中插接有伸缩管，伸缩管外端安装有滚轮，伸缩管由锁紧螺钉固定；在伸缩管内固定有光栅位移传感器，光栅位移传感器的活动杆抵紧在尺架的垂直空心管壁上；在尺架的垂直空心管内也固定有光栅位移传感器，该处的光栅位移传感器的活动杆端头设置有滚轮。本发明采用智能控制集成技术使测量程序简化，测量数值直观清晰，测量精度高；测量装置的弦长可调整，扩大了测量范围，使用方便，工作效率高；节约原材料，降低制造成本，便于量具管理。

Description

一种卷板机滚弯成形曲率半径测量装置
技术领域
本发明涉及一种卷板机滚弯成形曲率半径测量装置，特别是一种利用智能控制电子集成技术测量卷板机滚弯成形曲率半径的测量装置。
背景技术
目前在卷板机滚弯工艺中普遍使用人工测量的方法，即采用标准样板靠尺子测量的方法来测量板材滚弯成形曲率半径，由于标准样板的在使用上的局限性，每滚弯一种形状的曲率半径，就必须配一种相应的标准样板才能测量。因此，这种测量方法的缺点首先是量具无法通用，管理不方便，标准样板由金属制作，存放占用空间，加大了加工和管理成本，不能回收利用，极大的浪费资源；再者测量全凭操作人员的经验，测量结果精确度不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种卷板机滚弯成形曲率半径测量装置，使测量数值精确、智能控制集成化自动显示，无论是单件生产还是批量生产都可以通用，操作方便，成本低，经济性好。
本发明的目的是这样实现的：一种卷板机滚弯成形曲率半径测量装置，包括尺架和智能控制盒，尺架上有数据线接口并通过该接口由数据线连接智能控制盒，其特征在于：尺架为十字形状的空心管，在尺架左右水平空心管中插接有伸缩管，伸缩管外端安装有滚轮，伸缩管由锁紧螺钉固定；在伸缩管内固定有光栅位移传感器，光栅位移传感器的活动杆抵紧在尺架的垂直空心管壁上；在尺架的垂直空心管内也固定有光栅位移传感器，该处的光栅位移传感器的活动杆端头向下。
本发明的目的还可以这样实现：尺架左右水平空心管、垂直空心管和伸缩管均为空心方形管。
安装在伸缩管内的光栅位移传感器的活动杆端头为球形触头，安装在尺架垂直空心管内的光栅位移传感器的活动杆端头为滚轮。
智能控制盒结构为：包括电源、电路板、触摸键盘、十字触摸键和单片机MCS-51，所述电源为内置式四节SR44AG13钮扣电池，用于向系统中的各功能块提供±5V的电压；所述的电路板包括：信号采集模块、信号数据处理模块、数据显示模块；信号数据处理模块由MSP430组成，该模块是系统的核心控制部分，系统的一切动作都须经过此模块分析和处理；LCD液晶显示4轴显示窗，每行8个字符显示；LCD液晶显示采用的是STN-LCD型号；I/0端口模块包括三个输入控制端口、两个输出控制端口和一个RS232接口；
测量信号传递关系和控制处理过程：位于尺架左右水平空心管中的两个伸缩管内的光栅位移传感器和尺架垂直空心管内的光栅位移传感器分别将测得的弦长和弦高的脉冲信号输入到单片机I/0端口，通过数据处理后转化为测量数据，再由LCD显示屏将被测工件的半径、直径、弦长数值直接显示出来。
本发明的优点和积极效果是：采用智能控制集成技术使测量程序简化，测量数值直观清晰，测量精度高；测量装置的弦长可调整，扩大了测量范围，使用方便，工作效率高；节约原材料，降低制造成本，便于量具管理。
附图说明
图1是本发明的理论计算几何图；
图2是本发明电气控制图；
图3是本发明工作状态示意图；
图4是本发明主视图；
图5是图4的俯视图；
图6是尺架主视图；
图7是图6的左视图；
图8是伸缩杆主视图；
图9是图8的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。图中标记：尺架1；数据线接口2；数据线3；智能控制盒4；锁紧螺钉5；伸缩管6；滚轮7；光栅位移传感器8；活动杆8.1；压缩弹簧8.2；球形触头8.3。
本发明的理论依据是“三点成圆”的原理，参见附图1：圆的半径为R，内接圆半径r，在直角三角形OEO2中，OE=R-H，EO2=L，OO2=R-r，根据勾股定理：
(R-r)2=(R-H)2+L2
推导出：R=(H2+L2-r2)/2(H-r)
也就是在圆或圆弧中，已知弦长、通过测量弦高H，可计算出测量半径R和直径ø。
根据以上理论设计测量滚弯成形曲率半径的技术思路为，采用电子集成技术，通过光栅位移传感器进行信号采集，然后通过单片机进行信号数据处理，最后通过LCD液晶显示器将被测工件的半径、直径、弦长等数值直接显示出来。其中光栅测量系统的分辨率要求为0.005mm，允许误差为±0.01mm/150mm。
参见图2—9所示，本发明包括尺架1和智能控制盒4，尺架1上有数据线接口2并通过该接口由数据线3连接智能控制盒4；尺架1为十字形状的空心管，在尺架1左右水平空心管中插接有伸缩管6，伸缩管6外端安装有滚轮7，伸缩管6由锁紧螺钉5固定；在伸缩管6内固定有光栅位移传感器8，光栅位移传感器8的活动杆8.1抵紧在尺架1的垂直空心管壁上；在尺架1的垂直空心管内也固定有光栅位移传感器8，该处的光栅位移传感器8的活动杆8.1端头向下。
具体来讲，尺架1左右水平空心管、垂直空心管和伸缩管6可设计为为空心方形管。安装在伸缩管6内的光栅位移传感器8的活动杆8.1端头为球形触头8.3，安装在尺架1垂直空心管内的光栅位移传感器8的活动杆8.1端头为滚轮。
智能控制盒4结构为：包括电源、电路板、触摸键盘、十字触摸键和单片机MCS-51，所述电源为内置式四节SR44AG13钮扣电池，用于向系统中的各功能块提供±5V的电压；所述的电路板包括：信号采集模块、信号数据处理模块、数据显示模块；信号数据处理模块由MSP430组成，该模块是系统的核心控制部分，系统的一切动作都须经过此模块分析和处理；LCD液晶显示4轴显示窗，每行8个字符显示；LCD液晶显示采用的是STN-LCD型号；I/0端口模块包括三个输入控制端口、两个输出控制端口和一个RS232接口；
测量信号传递关系和控制处理过程：位于尺架1左右水平空心管中的两个伸缩管6内的光栅位移传感器8和尺架1垂直空心管内的光栅位移传感器8，分别将测得的弦长和弦高的脉冲信号输入到单片机I/0端口，通过数据处理后转化为测量数据，再由LCD显示屏将被测工件的半径、直径、弦长数值直接显示出来。
本发明信号采集部分主要有尺架、可伸缩的弦长测量部分、弦高测量部分；信号处理部分主要有智能控制盒。信号采集部分通过数据线接口、数据线与信号处理部分的智能控制盒相连接。
尺架为互相垂直的十字形状，十字的垂直方向截面为方形，弦高测量部分设置在它的垂直方向；尺架十字的水平方向左右臂对称，截面为方形，内部形成一个滑槽，用于设置弦长调整部分。
可伸缩的弦长测量部分为对称两组：每组有伸缩管。伸缩管安装在尺架左右臂内，可相对滑动用以调整测量不同弦长的滚弯半径工件；伸缩管与尺架由锁紧螺钉固定；锁紧螺钉可手动调节防止伸缩管松动；伸缩管端部有圆孔，圆孔内安装有销轴和滚轮，滚轮和被测量工件圆弧接触。伸缩管内安装有光栅位移传感器。该处的光栅位移传感器由固定部分和活动杆、压缩弹簧和球形触头组成。固定部分由螺钉固定在伸缩管内。在活动杆上装有压缩弹簧，端部有一球形触头，与尺架的垂直管壁侧面抵触。该处的光栅位移传感器靠压缩弹簧推动活动杆，使球形触头抵紧在尺架的垂直管壁侧面，使光栅位移传感器推动伸缩管的滚轮与被测工件的圆弧面始终保持接触。
弦高测量部分设置在尺架的垂直部分，在尺架的垂直方管内安装有光栅位移传感器。该处的光栅位移传感器由固定部分和活动杆、压缩弹簧和端头的销轴、滚轮组成。固定部分安装在尺架内部垂直方管内，用螺钉固定，活动杆装有压缩弹簧，端头有圆孔安装有销轴和滚轮，该处的光栅位移传感器靠压缩弹簧使滚轮与被测工件的圆弧面始终保持接触。
智能控制盒的功能是数据的处理和显示，电源为四节SR44AG13钮扣电池,光栅位移传感器将脉冲信号输入到单片机I/O口，通过数据处理后转化为测量数值；LCD显示屏显示半径、直径、弦长数值。可实现：电源开关、RS232数据输出、数据保持, 原点设置、调零, 低电压、计算错误报警。
工作过程：启动电源，调整伸缩管适应工件的圆弧面弦长，锁紧伸缩管，将尺架水平方向的伸缩管两端的滚轮放置在被测工件圆弧面使之紧密接触，尺架的垂直方向的弦高测量光栅位移传感器下端的滚轮自动与被测工件圆弧面接触。此时位于尺架1左右水平空心管中的两个伸缩管内的光栅位移传感器和尺架垂直空心管内的光栅位移传感器分别将测得的弦长和弦高的脉冲信号输入到智能控制盒内的单片机I/0端口，通过数据处理后转化为测量数据， LCD显示屏显示出测量半径、直径、弦长的数值。

Claims (5)

1.一种卷板机滚弯成形曲率半径测量装置，包括尺架（1）和智能控制盒（4），尺架（1）上有数据线接口（2）并通过该接口由数据线（3）连接智能控制盒（4），其特征在于：尺架（1）为十字形状的空心管，在尺架（1）左右水平空心管中插接有伸缩管（6），伸缩管（6）外端安装有滚轮（7），伸缩管（6）由锁紧螺钉（5）固定；在伸缩管（6）内固定有光栅位移传感器（8），光栅位移传感器（8）的活动杆（8.1）抵紧在尺架（1）的垂直空心管壁上；在尺架（1）的垂直空心管内也固定有光栅位移传感器（8），该处的光栅位移传感器（8）的活动杆（8.1）端头向下。
2.根据权利要求1所述的卷板机滚弯成形曲率半径测量装置，其特征在于：尺架（1）左右水平空心管、垂直空心管和伸缩管（6）均为空心方形管。
3.根据权利要求1或2所述的卷板机滚弯成形曲率半径测量装置，其特征在于：安装在伸缩管（6）内的光栅位移传感器（8）的活动杆（8.1）端头为球形触头（8.3），安装在尺架（1）垂直空心管内的光栅位移传感器（8）的活动杆（8.1）端头为滚轮。
4.根据权利要求1或2所述的卷板机滚弯成形曲率半径测量装置，其特征在于：智能控制盒（4）结构为：包括电源、电路板、触摸键盘、十字触摸键和单片机MCS-51，所述电源为内置式四节SR44AG13钮扣电池，用于向系统中的各功能块提供±5V的电压；所述的电路板包括：信号采集模块、信号数据处理模块、数据显示模块；信号数据处理模块由MSP430组成，该模块是系统的核心控制部分，系统的一切动作都须经过此模块分析和处理；LCD液晶显示4轴显示窗，每行8个字符显示；LCD液晶显示采用的是STN-LCD型号；I/0端口模块包括三个输入控制端口、两个输出控制端口和一个RS232接口；
测量信号传递关系和控制处理过程：位于尺架（1）左右水平空心管中的两个伸缩管（6）内的光栅位移传感器（8）和尺架（1）垂直空心管内的光栅位移传感器（8）分别将测得的弦长和弦高的脉冲信号输入到单片机I/0端口，通过数据处理后转化为测量数据，再由LCD显示屏将被测工件的半径、直径、弦长数值直接显示出来。
5.根据权利要求3所述的卷板机滚弯成形曲率半径测量装置，其特征在于：智能控制盒（4）结构为：包括电源、电路板、触摸键盘、十字触摸键和单片机MCS-51，所述电源为内置式四节SR44AG13钮扣电池，用于向系统中的各功能块提供±5V的电压；所述的电路板包括：信号采集模块、信号数据处理模块、数据显示模块；信号数据处理模块由MSP430组成，该模块是系统的核心控制部分，系统的一切动作都须经过此模块分析和处理；LCD液晶显示4轴显示窗，每行8个字符显示；LCD液晶显示采用的是STN-LCD型号；I/0端口模块包括三个输入控制端口、两个输出控制端口和一个RS232接口；
测量信号传递关系和控制处理过程：位于尺架（1）左右水平空心管中的两个伸缩管（6）内的光栅位移传感器（8）和尺架（1）垂直空心管内的光栅位移传感器（8）分别将测得的弦长和弦高的脉冲信号输入到单片机I/0端口，通过数据处理后转化为测量数据，再由LCD显示屏将被测工件的半径、直径、弦长数值直接显示出来。
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