CN105136102B - 金属材料变形量试验箱及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属材料变形量试验箱及其检测方法，它包括箱体(1)、用于容置并定位多个金属U形件(3)的托盘(4)、用于检测金属U形件(3)变形量的传感器组件(2)、对箱体(1)内的温度进行升温操作和降温操作的温度调节设备(6)和中央处理器。这样，它不仅可以用来在升温时测量产品的热变形量，也可以用来使用在低温环境下，因此，该装置对金属U形件的材料变形量测试更加精准。

Description

金属材料变形量试验箱及其检测方法

技术领域

本发明涉及测量设备技术领域，具体讲是一种用于测量金属在温度变化的情况下产生的形变的金属材料变形量试验箱及其检测方法。

背景技术

金属材料制成的产品，在高温或者低温的环境下均会发生形变，如运用在燃气表内的金属U形件，因为金属U形件本身的两个自由端在制成时具有弹性，当金属U形件在高温环境下或者低温环境下发生的变形量超出预先设定的值时，则会对燃气表内的其他相关零部件发生影响，而燃气表是一种各种零部件运行非常精准的产品，一旦燃气表内的任何一个零件发生偏差，则会造成燃气表读数不准的现象，从而造成燃气表工作不稳定、甚至报废。因此，通常在金属U形件出厂时均要经过其变形量检测后才能使用。

现有技术中这种金属材料变形量的检测方法，通常在将产品放置在高温环境下或者低温环境下一段时间后，再通过测量工具对产品的形状尺寸进行测量，并将测量数据与设定值进行对比，如果在公差范围之内则合格，如果超出公差范围则为不合格。而测量过程中使用的测量工具通常是游标卡尺、直尺等，这些测量工具的精确度低，而且存在人为误差。如国家知识产权局网站上公开的公开号为CN202018262U的热变形温度测定仪位移测量装置，其百分表通过锁紧手柄固定在支架上，测量杆通过螺纹与触头连接，等臂杠杆通过杠杆销轴与支架连接，等臂杠杆一端的触头及另一端的平面与杠杆销轴的中心在同一水平面上，支架通过锁紧手柄与支杆连接，支杆通过螺纹与试样架连接，压头通过螺纹与负载杆连接，负载杆通过螺纹与砝码托盘连接。但是，这种测量装置存在的问题是：

1)由于该装置仅仅是用于在升温时测量产品的热变形量，而燃气表的使用环境是多变的，有可能使用在高温环境下，也有可能使用在低温环境下，如四季的变化，如使用地域的不同等等，因此，该装置没有给出在低温环境下的技术启示；

2)金属材料的变形其实是微小的，而该装置使用的负载杆、压头、砝码等零件对产品进行测量，产品受力的敏感度差，很可能出现百分表的指针没有变化的现象，因此，其测量的精确度差；

3)燃气表内的金属U形件尺寸较小，如果一次测量的数量只有少数几个的话，其测量的效率低下；

4)另外，金属U形件的装夹也是一个问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种检测效率高、检测精准度高的金属材料变形量试验箱。

为解决上述技术问题，本发明提供的金属材料变形量试验箱，它包括箱体、用于容置并定位多个金属U形件的托盘、用于检测金属U形件变形量的传感器组件、对箱体内的温度进行升温操作和降温操作的温度调节设备和中央处理器，所述的托盘位于箱体内，托盘上方的箱体顶部为透光板，传感器组件安装在箱体外的顶部并与中央处理器电连接，多个金属U形件位于传感器组件探头的感应区内。

它还包括支撑架组件，支撑架组件安装在箱体内侧壁上，所述的托盘滑动连接在支撑架组件上。

所述的支撑架组件包括两组不同结构的单元，分别位于箱体的两侧，其中一组为第一支撑架组件，另外一组为第二支撑架组件。

所述的第一支撑架组件包括第一支架板、第一垫板、第一连接块和V形导轨；所述的第一支架板为侧翻的U形板，且开口端具有翻边，第一支架板通过翻边与箱体连接；所述的第一垫板位于第一支架板内，第一连接块为两块，分别位于第一支架板长度方向上的两端的外侧，并且第一连接块与第一支架板内侧的第一垫板固定连接；所述的V形导轨的V形开口朝上，并且其中一个侧边与两块第一连接块上的斜面焊接；所述的托盘底面连接有与V形导轨配合的第一滑条，第一滑条的上端面为与托盘连接的平面，下端面为与V形导轨滑动连接的V形面。

所述的第二支撑架组件包括第二支架板、第二垫板和第二导轨；所述的第二支架板为侧翻的U形板，且开口端具有翻边，第二支架板通过翻边与箱体连接；所述的第二垫板位于第二支架板内，第二导轨呈L形且位于第二支架板外侧，其中一个折边与第二支架板内侧的第二垫板固定连接，第二导轨的另一个折边呈水平状；所述的托盘底面连接有与第二导轨的水平状折边配合的第二滑条，第二滑条的上端面为与托盘连接的平面，下端面为第二导轨的水平状折边滑动连接的平面。

所述的托盘包括底板、有机玻璃隔板和磁铁，有机玻璃隔板固定连接在底板上，并且底板和有机玻璃隔板上具有等距排列的多条长条形通孔，每条长条形通孔其中一条长边边缘处均布一排磁铁，磁铁与底板固定连接，有机玻璃隔板在磁铁的位置处设有缺口，金属U形件的其中一个自由端吸附在磁铁上。

所述的有机玻璃隔板上每个缺口处按顺序依次刻有编码号。

所述的传感器组件中采用基恩士传感器，其探头的运行轨迹为S形路径；所述的传感器组件还包括分别驱动基恩士传感器在两个呈垂直相交的方向上行走的两个电机以及两条垂直相交的长导轨，分别为第一长导轨和第二长导轨，所述的第一长导轨安装在箱体顶部，第二长导轨通过连接座与第一长导轨滑动连接，基恩士传感器滑动连接在第二长导轨上。

所述的箱体上还设有触摸屏，触摸屏的操作界面分为主界面、坐标轴设置界面和DTC设置界面，其中第一个界面是操作人员使用的界面，后两个界面是用于技术人员的调试使用的界面。

采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下的优点：

1)由于该装置中包括了可以对箱体内的温度进行升温操作和降温操作的温度调节设备，它不仅可以用来在升温时测量产品的热变形量，也可以用来使用在低温环境下，非常符合燃气表的使用环境，因此，该装置对金属U形件的材料变形量测试更加精准；

2)利用传感器来测量金属材料的变形量，即使细微的变形也能通过传感器反馈到中央处理器上，并进行数据分析，因此，其测量的精确度更佳；

3)一个托盘可以放置多个金属U形件，也就是说，一次检测可以同时检测多个金属U形件，其测量的效率大大提高；

4)金属U形件是通过磁铁吸附在托盘上，因此，装夹更加方便，使金属U形件完全处于自由无束缚状态，尽量还原金属材料的变形，使测量数据更加准确；

5)在托盘的底部一侧设置了V形导轨，另一侧设置了平面导轨，使托盘放入箱体后的定位更加稳固，为后续的传感器探头的扫描奠定了基础。

本发明解决的另一个技术问题是，提供一种能精确检测金属材料变形量并且检测效率高的金属材料变形量试验箱的检测方法。

为解决上述另一个技术问题，本发明提供的金属材料变形量试验箱的检测方法，它包括以下步骤：

1)按照顺序将多个金属U形件放在托盘上，并把托盘放入箱体中，同时放置金属U形件时必须按依次放置，中间不能留空，如果零件个数不够的情况下，可以在最后空余；

2)开启试验箱；

3)打开计算机，打开计算机桌面上的文件“温度补偿片”；

4)点击工具栏上的运行按钮，启动测试软件；

5)点击“参数设置”，设置相应参数并保存；这些参数包括“工作模式”、“零件类型”、“工装类型”等等；

6)点击“手动检测”，如果操作界面正常，则继续下面的步骤7)；如果操作界面异常，则设置com端口【查找端口名称】，进行的操作是依次点击“计算机”-“管理”-“设备管理器”-“端口”，然后在OPC里右击“产品一代”-点击“Properties”设置相应的参数；

7)点击“检测起点”，此时“起点到位”指示灯亮后，点击“检测开始”，此时可以查看零件波形；

8)等传感器停止运动后，再点击“回原点”；

9)在等待“坐标原点”指示灯亮起后，分别点击“风机和压缩机”，并等待“运行标志”指示灯亮起；

10)当“运行标志”指示灯不亮时，点击Lab view界面的“停止”按钮，再点击“连续”按钮；当“运行标志”指示灯亮起时，点击“开始”按钮，进行自动检测。

采用上述检测方法后，本发明与现有技术相比，它具有的优点是：操作人员只需将金属U形件全部放在托盘上并放入试验箱内，通过计算机来控制整个检测过程，可以实现自动化操作，并且检测的数据更加精准，批量检测使检测效率大大提高。

附图说明

图1是本发明金属材料变形量试验箱的正视结构示意图。

图2是本发明金属材料变形量试验箱的侧视结构示意图。

图3是本发明中箱体内部的结构示意图。

图4是本发明中托盘的结构示意图。

图5是图4的A-A方向结构示意图。

图6是图5的俯视结构示意图。

图7是本发明中箱体顶部的俯视结构示意图。

图8是本发明中传感器的行走路径示意图。

图9是本发明中金属材料变形量试验箱的检测方法的流程图。

其中：1、箱体；2、传感器组件；3、金属U形件；4、托盘；5、触摸屏；6、温度调节设备；7、有机玻璃隔板；8、底板；9、第一滑条；10、第一支架板；11、第一垫板；12、第一连接块；13、V形导轨；14、第二滑条；15、第二导轨；16、第二垫板；17、第二支架板；18、把手；19、编码号；20、磁铁；21、缺口；22、长条形通孔；23、电机；24、连接座；25、基恩士传感器；26、第一长导轨；27、第二长导轨。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

由图1～图8所示的本发明金属材料变形量试验箱的结构示意图可知，它包括箱体1、用于容置并定位多个金属U形件3的托盘4、用于检测金属U形件3变形量的传感器组件2、对箱体1内的温度进行升温操作和降温操作的温度调节设备6和中央处理器，所述的托盘4位于箱体1内，托盘4上方的箱体1顶部为透光板，传感器组件2安装在箱体1外的顶部并与中央处理器电连接，多个金属U形件3位于传感器组件2探头的感应区内。在本实施例中，温度调节设备6的最佳方案是空调器，但也不排除电加热和其他制冷设备的组合。

它还包括支撑架组件，支撑架组件安装在箱体1内侧壁上，所述的托盘4滑动连接在支撑架组件上。

所述的支撑架组件包括两组，分别位于箱体1的两侧，其中一组为第一支撑架组件，另外一组为第二支撑架组件。

所述的第一支撑架组件包括第一支架板10、第一垫板11、第一连接块12和V形导轨13；所述的第一支架板10为侧翻的U形板，且开口端具有翻边，第一支架板10通过翻边与箱体1连接。所述的第一垫板11位于第一支架板10内，第一连接块12为两块，分别位于第一支架板10长度方向上的两端的外侧，并且第一连接块12与第一支架板10内侧的第一垫板11固定连接；所述的V形导轨13的V形开口朝上，并且其中一个侧边与两块第一连接块12上的斜面焊接。所述的托盘4底面连接有与V形导轨13配合的第一滑条9，第一滑条9的上端面为与托盘4连接的平面，下端面为与V形导轨13滑动连接的V形面。

所述的第二支撑架组件包括第二支架板17、第二垫板16和第二导轨15。所述的第二支架板17为侧翻的U形板，且开口端具有翻边，第二支架板17通过翻边与箱体1连接；所述的第二垫板16位于第二支架板17内，第二导轨15呈L形且位于第二支架板17外侧，其中一个折边与第二支架板17内侧的第二垫板16固定连接，第二导轨15的另一个折边呈水平状。所述的托盘4底面连接有与第二导轨15的水平状折边配合的第二滑条14，第二滑条14的上端面为与托盘4连接的平面，下端面为第二导轨15的水平状折边滑动连接的平面。

所述的托盘4包括底板8、有机玻璃隔板7和磁铁20，有机玻璃隔板7固定连接在底板8上，并且底板8和有机玻璃隔板7上具有等距排列的多条长条形通孔22，每条长条形通孔22其中一条长边边缘处均布一排磁铁20，磁铁20与底板8固定连接，有机玻璃隔板7在磁铁20的位置处设有缺口21，金属U形件3的其中一个自由端吸附在磁铁20上。

所述的有机玻璃隔板7上每个缺口21处按顺序依次刻有编码号19。

所述的底板8上端面的两侧靠近边缘处各连接有把手18，这样，可以使托盘更加方便搬运。

所述的传感器组件2中采用基恩士传感器25，其探头的运行轨迹为S形路径；所述的传感器组件2还包括分别驱动基恩士传感器25在两个呈垂直相交的方向上行走的两个电机23以及两条垂直相交的长导轨，分别为第一长导轨26和第二长导轨27，所述的第一长导轨26安装在箱体1顶部，第二长导轨27通过连接座24与第一长导轨26滑动连接，基恩士传感器25滑动连接在第二长导轨27上。

所述的箱体1上还设有触摸屏5，触摸屏5的操作界面分为主界面、坐标轴设置界面和DTC设置界面，其中第一个界面是操作人员使用的界面，后两个界面是用于技术人员的调试使用的界面。

由图9所示的本发明金属材料变形量试验箱的检测方法的流程图可知，它包括以下步骤：

1)按照顺序将多个金属U形件3放在托盘4上，并把托盘4放入箱体1中，同时放置金属U形件3时必须按依次放置，中间不能留空，如果零件个数不够的情况下，可以在最后空余；

2)开启试验箱；

3)打开计算机，打开计算机桌面上的文件“温度补偿片”；

4)点击工具栏上的运行按钮，启动测试软件；

5)点击“参数设置”，设置相应参数并保存；这些参数包括“工作模式”、“零件类型”、“工装类型”等等；

6)点击“手动检测”，如果操作界面正常，则继续下面的步骤7)；如果操作界面异常，则设置com端口【查找端口名称】，进行的操作是依次点击“计算机”-“管理”-“设备管理器”-“端口”，然后在OPC里右击“产品一代”-点击“Properties”设置相应的参数；

7)点击“检测起点”，此时“起点到位”指示灯亮后，点击“检测开始”，此时可以查看零件波形；

8)等传感器停止运动后，再点击“回原点”；

9)在等待“坐标原点”指示灯亮起后，分别点击“风机和压缩机”，并等待“运行标志”指示灯亮起；

10)当“运行标志”指示灯不亮时，点击Lab view界面的“停止”按钮，再点击“连续”按钮；当“运行标志”指示灯亮起时，点击“开始”按钮，进行自动检测。

Claims (6)

1.一种金属材料变形量试验箱，其特征在于：它包括箱体(1)、用于容置并定位多个金属U形件(3)的托盘(4)、用于检测金属U形件(3)变形量的传感器组件(2)、对箱体(1)内的温度进行升温操作和降温操作的温度调节设备(6)和中央处理器，所述的托盘(4)位于箱体(1)内，托盘(4)上方的箱体(1)顶部为透光板，传感器组件(2)安装在箱体(1)外的顶部并与中央处理器电连接，多个金属U形件(3)位于传感器组件(2)探头的感应区内；金属材料变形量试验箱还包括支撑架组件，支撑架组件安装在箱体(1)内侧壁上，所述的托盘(4)滑动连接在支撑架组件上；所述的支撑架组件包括两组不同结构的单元，分别位于箱体(1)的两侧，其中一组为第一支撑架组件，另外一组为第二支撑架组件；所述的第一支撑架组件包括第一支架板(10)、第一垫板(11)、第一连接块(12)和V形导轨(13)；所述的第一支架板(10)为侧翻的U形板，且开口端具有翻边，第一支架板(10)通过翻边与箱体(1)连接；所述的第一垫板(11)位于第一支架板(10)内，第一连接块(12)为两块，分别位于第一支架板(10)长度方向上的两端的外侧，并且第一连接块(12)与第一支架板(10)内侧的第一垫板(11)固定连接；所述的V形导轨(13)的V形开口朝上，并且其中一个侧边与两块第一连接块(12)上的斜面焊接；所述的托盘(4)底面连接有与V形导轨(13)配合的第一滑条(9)，第一滑条(9)的上端面为与托盘(4)连接的平面，下端面为与V形导轨(13)滑动连接的V形面。

2.根据权利要求1所述的金属材料变形量试验箱，其特征在于：所述的第二支撑架组件包括第二支架板(17)、第二垫板(16)和第二导轨(15)；所述的第二支架板(17)为侧翻的U形板，且开口端具有翻边，第二支架板(17)通过翻边与箱体(1)连接；所述的第二垫板(16)位于第二支架板(17)内，第二导轨(15)呈L形且位于第二支架板(17)外侧，其中一个折边与第二支架板(17)内侧的第二垫板(16)固定连接，第二导轨(15)的另一个折边呈水平状；所述的托盘(4)底面连接有与第二导轨(15)的水平状折边配合的第二滑条(14)，第二滑条(14)的上端面为与托盘(4)连接的平面，下端面为第二导轨(15)的水平状折边滑动连接的平面。

3.根据权利要求1所述的金属材料变形量试验箱，其特征在于：所述的托盘(4)包括底板(8)、有机玻璃隔板(7)和磁铁(20)，有机玻璃隔板(7)固定连接在底板(8)上，并且底板(8)和有机玻璃隔板(7)上具有等距排列的多条长条形通孔(22)，每条长条形通孔(22)其中一条长边边缘处均布一排磁铁(20)，磁铁(20)与底板(8)固定连接，有机玻璃隔板(7)在磁铁(20)的位置处设有缺口(21)，金属U形件(3)的其中一个自由端吸附在磁铁(20)上。

4.根据权利要求3所述的金属材料变形量试验箱，其特征在于：所述的有机玻璃隔板(7)上每个缺口(21)处按顺序依次刻有编码号(19)。

5.根据权利要求1所述的金属材料变形量试验箱，其特征在于：所述的传感器组件(2)中采用基恩士传感器(25)，其探头的运行轨迹为S形路径；所述的传感器组件(2)还包括分别驱动基恩士传感器(25)在两个呈垂直相交的方向上行走的两个电机(23)以及两条垂直相交的长导轨，分别为第一长导轨(26)和第二长导轨(27)，所述的第一长导轨(26)安装在箱体(1)顶部，第二长导轨(27)通过连接座(24)与第一长导轨(26)滑动连接，基恩士传感器(25)滑动连接在第二长导轨(27)上。

6.根据权利要求1所述的金属材料变形量试验箱，其特征在于：所述的箱体(1)上还设有触摸屏(5)，触摸屏(5)的操作界面分为主界面、坐标轴设置界面和DTC设置界面，其中第一个界面是操作人员使用的界面，后两个界面是用于技术人员的调试使用的界面。