CN109855953A - 基于喷码与视觉测量相结合的试件伸长率测量系统和测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于喷码与视觉测量相结合的试件伸长率测量系统，其特征在于，包括喷码装置和测量装置，所述喷码装置设有操作台一、喷码机、托架一和启动按钮；所述操作台上安装有X向滑动模组，X向滑动模组上安装有Y向滑动模组，Y向滑动模组上安装有Z向升降模组；所述托架一设有与X向滑轨平行试件槽一；所述喷码机的喷头安装在Z向升降模组的Z滑台上；所述测量装置设有操作台二、安装在操作台二中部的托架二、测量相机和与测量相机电性连接的计算机视觉测量系统；所述测量相机通过相机安装支架安装在操作台二上，且测量相机位于试件槽二的正上方。本发明实现伸长率标记、测量过程全自动，提高了测量速度和精度。

Description

基于喷码与视觉测量相结合的试件伸长率测量系统和测量 方法

技术领域

本发明属于建筑材料的力学性能检测技术领域，尤其涉及一种基于喷码与视觉测量相结合的试件伸长率测量系统和测量方法。

背景技术

力学性能试验，尤其是抗拉强度试验，需要测定伸长率(最大力伸长率和断裂伸长率)。目前的做法是：首先，使用专用打标机或划线机在试件表面进行等间距标记(采用冲头冲点或刻刀刻划的形式)，用游标卡尺量取标记间距，然后再将试件放入力学试验机进行试验，完成后取下试件，再次用游标卡尺量取标记间距，根据两次标记间距变化计算伸长率。该做法存在以下缺点：1.试件的标记为纯机械式，采用冲头或刻刀的形式在试件表面刻痕，这种标记方式有速度慢，对试件外形尺寸和表面平整度要求比较高，标记不清晰，标记精度差等缺点；2.在用游标卡尺进行测量时，由于标记较浅，无法卡住试件标记，只能通过检测员目力将游标卡尺测爪与标记对齐进行测量，存在精度差、速度慢的缺点。

发明内容

为解决背景技术中现有做法存在的缺陷，本发明提供一种基于喷码与视觉测量相结合的试件伸长率测量系统和测量方法，提高了伸长率测量速度和精度。

为了达到上述技术效果，本发明采用的技术方案是：

一种基于喷码与视觉测量相结合的试件伸长率测量系统，其特征在于，包括喷码装置和测量装置，所述喷码装置设有操作台一、喷码机、托架一和用于启动喷码装置工作的启动按钮；所述操作台上表面安装有X向滑动模组，所述X向滑动模组设有X向滑轨、与X向滑轨滑接的X滑台以及驱动X滑台沿X向滑轨滑动的X驱动装置；所述X滑台上安装有Y向滑动模组，所述Y向滑动模组设有Y向滑轨、与Y向滑轨滑接的Y滑台以及驱动Y滑台沿Y向滑轨滑动的Y驱动装置；所述Y滑台上安装有Z向升降模组，所述Z向升降模组设有Z向滑轨、与Z向滑轨滑接的Z滑台以及驱动Z滑台沿Z向滑轨滑动的Z驱动装置；所述托架一安装在操作台一上表面中部，托架一设有试件槽一，所述试件槽一与X向滑轨平行，其两端不超出X向滑轨的两端；所述喷码机的喷头安装在Z滑台上，喷头初始位置位于X向滑轨的一端，且喷头位于试件槽一对应端的上方；所述测量装置设有操作台二、安装在操作台二上表面中部的托架二、测量相机和与测量相机电性连接的计算机视觉测量系统；所述托架二设有试件槽二；所述测量相机通过相机安装支架安装在操作台二上，且测量相机位于试件槽二的正上方。

进一步地，所述托架一和托架二结构相同，所述试件槽一和试件槽二均为V形槽。

进一步地，所述操作台一和操作台二为同一个操作台，托架一和托架二也为同一个托架。

进一步地，所述X向线性模组位于托架的一侧，相机安装支架位于托架另一侧。

一种基于喷码与视觉测量相结合的试件伸长率测量方法，其特征在于，包括如下测量步骤：

S1.喷码标记：将试件放入到喷码装置上的托架试件槽内，按下启动按钮，喷头从初始位置中移出，根据试件大小利用Z向升降模组和Y向滑动模组自动调节喷头的高度和距离，然后喷头沿试件受力方向喷一条X向线标，同时每隔预设间距喷一条垂直于受力方向的Y向线标，喷码完成后喷头返回同时在试件两端合适位置喷上条形码或者二维码，喷头停入到初始位置；

S2.一次测量：将完成喷码标记的试件放入测量装置的托架试件槽内，启动测量装置，测量相机对样品进行拍照，识别样品照片中条形码或二维码，获取试件信息，然后沿X向线标对Y向线标的间距进行测量，测量完成后将一次测量数据、试件照片、试件编号信息存储在数据库中，并提示一次测量完成，从测量装置的托架上取出试件；

S3.二次测量：将试件放入力学试验机进行试验，试验完成后取下试件；将做完试验的试件放入测量装置的试件槽内，测量相机对样品进行拍照，识别样品照片中条形码或二维码，获取试件信息，调取试验前该试件的测量数据，然后沿X向线标对Y向线标的间距进行第二次测量；系统根据两次测量值的变化计算该试件的伸长率，并将第二次测量数据和测量结果、试验完成后的试件照片存入数据库中，并提示全部测量完成，最后取出试件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

实现伸长率的标记、测量过程全自动，免去断裂试件拼接过程，提高了伸长率测量速度和精度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

附图说明

图1为本发明试件伸长率测量系统的结构示意图。

图2为本发明的喷码装置的结构示意图。

图3为本发明的测量装置的结构示意图。

图4位本发明局部放大视图。

图中各标号和对应的名称为：

10.喷码装置，11.操作台一，12.喷头，13.托架一，131.件槽一，14.启动按钮，15.X滑台，16.Y滑台，17.Z滑台；20.测量装置，21.操作台二，22.测量相机，23.托架二；30.试件，31.X向线标，32.Y向线标，33.二维码。

具体实施方式

如图1-4所示，本发明基于喷码与视觉测量相结合的试件伸长率测量系统包括喷码装置10和测量装置20，所述喷码装置10设有操作台一11、喷码机、托架一13和用于启动喷码装置工作的启动按钮14。所述操作台上表面安装有X向滑动模组，所述X向滑动模组设有X向滑轨、与X向滑轨滑接的X滑台15以及驱动X滑台15沿X向滑轨滑动的X驱动装置；所述X滑台15上安装有Y向滑动模组，所述Y向滑动模组设有Y向滑轨、与Y向滑轨滑接的Y滑台16以及驱动Y滑台16沿Y向滑轨滑动的Y驱动装置。所述Y滑台16上安装有Z向升降模组，所述Z向升降模组设有Z向滑轨、与Z向滑轨滑接的Z滑台17以及驱动Z滑台17沿Z向滑轨滑动的Z驱动装置。所述托架一13安装在操作台一11上表面中部，托架一13设有试件槽一131，所述试件槽一131与X向滑轨平行，其两端不超出X向滑轨的两端。所述喷码机的喷头12安装在Z滑台上，喷头12初始位置位于X向滑轨的一端，且喷头12位于试件槽一131对应端的上方。所述测量装置20设有操作台二21、安装在操作台二21上表面中部的托架二23、测量相机22和与测量相机22电性连接的计算机视觉测量系统(鉴于目前计算机视觉识别与测量技术非常成熟，测量的方法、算法、设备结构大体相同，只是应用应用场景不同，故对与测量相机22电性连接的计算机视觉测量系统不再详细描述)。所述托架二23设有试件槽二；所述测量相机22通过相机安装支架安装在操作台二21上，且测量相机22位于试件槽二的正上方。所述托架一13和托架二23结构相同，所述试件槽一131和试件槽二均为V形槽。

作为本发明优选方案，如图1所示，喷码装置和测量装置20采用二合一，作为一整体装置，即操作台一11和操作台二21为同一个操作台，托架一13和托架二23也采用同一个托架。其中，X向线性模组位于托架的一侧，相机安装支架位于托架另一侧。

本发明基于喷码与视觉测量相结合的试件伸长率测量系统进行的测量方法包括以下测量步骤：首先对待测试件30进行测试前的喷码标记，将试件30放入到喷码装置上的托架试件槽内，按下启动按钮14，喷头12从初始位置中移出，根据试件30大小利用Z向升降模组和Y向滑动模组自动调节喷头12的高度和距离，然后喷头12沿试件30受力方向喷一条X向线标31(受力方向线标)，同时每隔预设间距喷一条垂直于受力方向的Y向线标32，Y向线标32优选为等间距线标，喷码完成后喷头12返回同时在试件30两端合适位置喷上条形码或者二维码33，喷头12停入到初始位置，完成试件30测试前的喷码标记；接着对测试前待测试件30上所记载的信息进行一次测量：将完成喷码标记的试件30放入测量装置20的托架试件槽内，启动测量装置20，测量相机22对样品进行拍照，识别样品照片中条形码或二维码33，获取试件信息，然后沿X向线标31对Y向线标32的间距进行测量，测量完成后将一次测量数据、试件照片、试件编号等信息存储在数据库中，并提示一次测量完成，从测量装置20的托架上取出试件30，完成试件测试前的一次测量；最后进行二次测量：将完成一次测量的试件放入力学试验机进行试验，试验完成后取下试件30；将做完试验的试件30放入到测量装置20的试件槽内，测量相机22对样品进行拍照，识别样品照片中条形码或二维码33，获取试件编号等信息，调取试验前该试件的测量数据，然后沿X向线标对Y向线标的间距进行第二次测量(试件断裂伸长率测量不需要拼接试件，仅测量有受力方向线标的部分即可忽略断口裂隙部分)；系统根据两次测量值的变化计算该试件的伸长率，并将第二次测量数据和测量结果、试验完成后的试件照片存入数据库中，并提示全部测量完成，最后取出试件，完成试件伸长率测量任务。

本发明通过X向滑动模组、Y向滑动模组和Z向滑动模组对喷码机的喷头精确控制，实现伸长率的标记过程全自动，利用测量相机与计算机视觉测量系统结合实现测量过程全自动，节省了人工，缩短了测量时间，免去了断裂试件拼接过程，提高了伸长率测量速度和精度。

本发明不局限于上述具体的实施方式，对于本领域的普通技术人员来说从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于喷码与视觉测量相结合的试件伸长率测量系统，其特征在于，包括喷码装置和测量装置，所述喷码装置设有操作台一、喷码机、托架一和用于启动喷码装置工作的启动按钮；所述操作台上表面安装有X向滑动模组，所述X向滑动模组设有X向滑轨、与X向滑轨滑接的X滑台以及驱动X滑台沿X向滑轨滑动的X驱动装置；所述X滑台上安装有Y向滑动模组，所述Y向滑动模组设有Y向滑轨、与Y向滑轨滑接的Y滑台以及驱动Y滑台沿Y向滑轨滑动的Y驱动装置；所述Y滑台上安装有Z向升降模组，所述Z向升降模组设有Z向滑轨、与Z向滑轨滑接的Z滑台以及驱动Z滑台沿Z向滑轨滑动的Z驱动装置；所述托架一安装在操作台一上表面中部，托架一设有试件槽一，所述试件槽一与X向滑轨平行，其两端不超出X向滑轨的两端；所述喷码机的喷头安装在Z滑台上，喷头初始位置位于X向滑轨的一端，且位于试件槽一对应端的上方；所述测量装置设有操作台二、安装在操作台二上表面中部的托架二、测量相机和与测量相机电性连接的计算机视觉测量系统；所述托架二设有试件槽二；所述测量相机通过相机安装支架安装在操作台二上，且测量相机位于试件槽二的正上方。

2.根据权利要求1所述的基于喷码与视觉测量相结合的试件伸长率测量系统，其特征在于，所述托架一和托架二结构相同，所述试件槽一和试件槽二均为V形槽。

3.根据权利要求2所述的基于喷码与视觉测量相结合的试件伸长率测量系统，其特征在于，所述操作台一和操作台二为同一个操作台，托架一和托架二也为同一个托架。

4.根据权利要求3所述的基于喷码与视觉测量相结合的试件伸长率测量系统，其特征在于，所述X向线性模组位于托架的一侧，相机安装支架位于托架另一侧。

5.一种采用权利要求1所述的基于喷码与视觉测量相结合的试件伸长率测量系统所进行的试件伸长率测量方法，其特征在于，包括如下测量步骤：

S1.喷码标记：将试件放入到喷码装置上的托架试件槽内，按下启动按钮，喷头从初始位置中移出，根据试件大小利用Z向升降模组和Y向滑动模组自动调节喷头的高度和距离，然后喷头沿试件受力方向喷一条X向线标，同时每隔预设间距喷一条垂直于受力方向的Y向线标，喷码完成后喷头返回同时在试件两端合适位置喷上条形码或者二维码，喷头停入到初始位置；

S2.一次测量：将完成喷码标记的试件放入测量装置的托架试件槽内，启动测量装置，测量相机对样品进行拍照，识别样品照片中条形码或二维码，获取试件信息，然后沿X向线标对Y向线标的间距进行测量，测量完成后将一次测量数据、试件照片、试件编号信息存储在数据库中，并提示一次测量完成，从测量装置的托架上取出试件；

S3.二次测量：将试件放入力学试验机进行试验，试验完成后取下试件；将做完试验的试件放入测量装置的试件槽内，测量相机对样品进行拍照，识别样品照片中条形码或二维码，获取试件信息，调取试验前该试件的测量数据，然后沿X向线标对Y向线标的间距进行第二次测量；系统根据两次测量值的变化计算该试件的伸长率，并将第二次测量数据和测量结果、试验完成后的试件照片存入数据库中，并提示全部测量完成，最后取出试件。