CN111189734A - 一种布氏硬度计标准机 - Google Patents

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孙钦密
陆进宇
王振宇
李建鹏
李海滨
张中杰
牛国栋
冯海盈
付翀
赵伟明
范博
单海娣
杨楠
章剑
王静
张晔
汪卫华
陈希彦
刘威
付江红
李双明
陶泽成
尹雪
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    • G—PHYSICS
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    • G01N3/62—Manufacturing, calibrating, or repairing devices used in investigations covered by the preceding subgroups
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/40—Investigating hardness or rebound hardness

Abstract

本发明涉及一种布氏硬度计标准机，包括机架，机架上设置有由加载机构驱动而能够上下移动的滑轨座，滑轨座上设置有导向方向沿水平方向延伸的导轨，导轨上导向移动装配有压头座，压头座上安装有压头和用于对压痕进行拍照的工业相机，压头座上还安装有竖向布置的激光位移传感器，压头、激光位移传感器和工业相机沿压头座的移动方向直线排布，机架上还设置有检测所述滑轨座竖向位置的滑轨座位移传感器。本发明解决了现有技术中对压痕拍照时，无法准确控制工业相机与压痕之间距离的技术问题。

Description

一种布氏硬度计标准机
技术领域
本发明涉及一种用于对金属材料硬度检测及标准硬度块计量校准的布氏硬度计标准机及压痕检测方法。
背景技术
布氏硬度计主要用于铸铁、钢材、有色金属及软合金等材料的硬度测定，布氏硬度试验是所有硬度试验中压痕最大的一种试验法，它能反映出材料的综合性能，不受试样组织显微偏析成分不均匀的影响，所以它是一种精度较高的硬度试验法。通常布氏硬度计由标准硬度块进行校准，而能够对标准硬度块进行校准的布氏硬度计称为布氏硬度计标准机或者标准布氏硬度计。
现有的布氏硬度计标准机如中国专利CN209727675U公开的“布氏硬度计标准机”，包括机架，机架上设置有由加载机构驱动而能够上下移动的滑轨座，滑轨座上设置有导向方向沿水平方向延伸的直导轨，直导轨上导向移动装配有压头座，滑轨座与压头座之间设置有驱动压头座往复直线移动的压头座驱动机构，压头座上安装有压头和用于对压痕进行拍照的工业相机，压头和工业相机在压头座的移动方向上顺序布置。
使用时，将待试验工件或标准硬度块等待压件放置于压头下侧的工件底座上，滑轨座下行，压头对待压件施压，压出压痕，然后滑轨座上行，压头座移动将工业相机移动至压痕的正上方，通过工业相机对压痕拍照，以获得压痕直径。然而在使用中发现，要想工业相机准确的获得压痕直径，除了工业相机需要处于压痕正上方之外，工业相机与压痕之间的竖直距离得是已知确定的。然而现有技术由于待压件的表面高低不一致等原因，无法准确的获得工业相机与压痕之间的距离，因此无准确的获得压痕直径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以布氏硬度计标准机，以解决现有技术中对压痕拍照时，无法准确控制工业相机与压痕之间距离的技术问题；本发明的目的还在于提供一种使用该布氏硬度计标准机的压痕检测方法。
为解决上述技术问题，本发明中布氏硬度计标准机的技术方案如下：
一种布氏硬度计标准机，包括机架，机架上设置有由加载机构驱动而能够上下移动的滑轨座，滑轨座上设置有导向方向沿水平方向延伸的导轨，导轨上导向移动装配有压头座，压头座上安装有压头和用于对压痕进行拍照的工业相机，压头座上还安装有竖向布置的激光位移传感器，压头、激光位移传感器和工业相机沿压头座的移动方向直线排布，机架上还设置有检测所述滑轨座竖向位置的滑轨座位移传感器。
加载机构包括能够上下平移动作的直线动作输出杆，所述滑轨座设置于所述直线动作输出杆的下端，所述滑轨座位移传感器为设置于机架与直线动作输出杆之间的光栅尺。
压痕检测方法的技术方案为：
该方法包括以下步骤，第一步，在压头对待压件施压前，水平移动压头座，将激光位移传感器移动至待压件上表面的待施压位置的正上方；第二步，竖向移动压头座，根据工业相机的拍照距离H，调整激光位移传感器距离待施压位置的距离，调整到位后，滑轨座位移传感器记录此时压头座的竖向位置；第三步，水平移动压头座，将压头移动至所述待施压位置的正上方，竖向移动压头座，压头对所述待施压位置施压，压出压痕，然后压头上移；第四步，水平移动压头座，将工业相机移动至压痕的正上方，竖向移动压头座，根据第二步中所述滑轨座位移传感器所记录的压头座竖向位置，调整所述压头座高度，然后工业相机对压痕进行拍照。
本发明的有益效果为：本发明中，将激光位移传感器移动至待施压位置的正上方，根据工业相机的拍照距离H，调整压头座的竖向位置，每款工业相机的拍照距离H都是已知的，在压头座竖向位置调整的过程中，当激光位移传感器检测其到待施压件的上表面的待施压位置之间的距离为H后，滑轨座位移传感器记录此时压头座的竖向位置，然后将压头移动至待施压位置的正上方，对待施压位置进行施压，压出压痕后，将工业相机移动至压痕的正上方，根据上述激光位移传感器所记录的压头座的竖向位置，调整工业相机距离压痕上表面之间的距离为拍照距离H，此时工业相机对压痕进行拍照，可准确的获取压痕直径。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的结构示意图；
图2是图1中布氏硬度计标准机的第二步使用原理图；
图3是图1中布氏硬度计标准机的第三步使用原理图；
图4是图1中布氏硬度计标准机的第四步使用原理图。
具体实施方式
一种布氏硬度计标准机的实施例如图1~4所示：包括机架，机架上设置有由加载机构驱动而能够上下移动的滑轨座8，滑轨座上设置有导向反向沿左右方向延伸的导轨，导轨上导向移动装配有压头座7，滑轨座8与压头座7之间设置有驱动压头座沿导轨往复移动的压头座驱动机构。压头座上安装有压头2、竖向设置的激光位移传感器5和竖向设置的工业相机6，
本实施例中机架、加载机构、和压头座驱动机构均属于现有技术，在此仅做简单描述，加载机构包括竖向布置的直线动作输出杆9，滑轨座固定于所述直线动作输出杆的下端，直线动作输出杆为一个丝杆，加载机构包括与丝杆配合的丝母和驱动丝母转动的减速电机11。压头座驱动机构包括压头座驱动电机，压头座驱动电机的电机轴上固定有压头座滚珠丝杠，压头座上固定有与压头座滚珠丝杠配合的压头座丝母。
压头包括沿左右方向间隔顺序布置的第一压头、第二压头和第三压头，各压头的压头直径不同，各压头2、激光位移传感器5和工业相机6沿压头座的移动方向上直线排布。机架上还设置有检测所述滑轨座竖向位置的滑轨座位移传感器，滑轨座位移传感器为设置于机架与直线动作输出杆之间的光栅尺10。
在本实施例中，为方便计算调整，激光位移传感器的底部与工业相机的底部高度一致，这样在左右方向上同一位置，激光位移传感器距离待压件上表面的距离与工业相机距离待压件上表面的距离相同。
本布氏硬度计标准机可以按以下步骤使用，首先，在对压头2对待压件12施压前，水平移动压头座7，将激光位移传感器5移动至待压件上表面的待施压位置13的正上方；然后竖向移动压头座7，根据工业相机的拍照距离H，调整激光位移传感器距离待施压位置的距离，工业相机能进行拍照的拍照距离是一个范围值，本是实施例中的拍照距离H可以是该范围值中的任意一个数值，比如说工业相机的拍照距离在10cm到50cm之间时都可以对物体进行清晰的拍照，那么拍照距离H可以选取到20cm，或者10cm、50cm、10~50cm之间的任意确定值都可以。调整到位后，滑轨座位移传感器记录此时压头座的竖向位置。
然后水平移动压头座，如图3所示，将压头2移动至待施压位置13的正上方，竖向移动压头座7，压头2对待施压位置13施压，压出压痕14，如图4所示。然后压头上移，水平移动压头座7，将工业相机6移动至压痕的正上方，竖向移动压头座7，将压头座7调整至上述拍照距离H时，激光位移传感器所记录的压头座的竖向位置，工业相机对压痕进行拍照，此时工业相机距离压痕之间的距离即为之前所确定的拍照距离H，通过该方案，即使待施压件表面不平整，也可以准确获得工业相机与压痕之间的距离，从而为准确获得压痕直径提供保证，准确的获得布氏硬度。
在本发明的其它实施例中，工业相机的底部与激光位移传感器的底部高度也可以不一致，当工业相机底部与激光位移传感器底部之间具有高度差时，最后调整工业相机时，需要考虑该高度差，比如说当工业相机底部高度高于激光位移传感器底部高度h时，最后调整工业相机高度时，需要在激光位移传感器所记录的压头座的竖向位置基础上向上增加该高度h。
使用上述布氏硬度计标准机的压痕检测方法，该方法包括以下步骤，第一步，在压头对待压件施压前，水平移动压头座，将激光位移传感器移动至待压件上表面的待施压位置的正上方；第二步，如图2所示，竖向移动压头座，根据工业相机的拍照距离H，调整激光位移传感器距离待施压位置的距离为上述拍照距离H，滑轨座位移传感器记录此时压头座的竖向位置；第三步，如图3所示，水平移动压头座，将压头移动至所述待施压位置的正上方，竖向移动压头座，压头对所述待施压位置施压，压出压痕，然后压头上移；第四步，如图4所示，水平移动压头座，将工业相机移动至压痕的正上方，竖向移动压头座，根据第二步中所述滑轨座位移传感器所记录的压头座竖向位置，调整所述滑轨座高度，然后工业相机对压痕进行拍照。第四步中，根据第二步中滑轨座位移传感器所记录的压头座竖向位置，调整压头座高度，有以下三种情况，第一种，激光位移传感器与工业相机的底部高度一致，则第四步中压头座的高度与第二步中滑轨座位移传感器所记录的压头座高度一致；第二种，激光位移传感器的底部高度高于工业相机的底部高度h，则第四步中压头座的高度比第二步中滑轨座位移传感器所记录的压头座高度高h；第三种，激光位移传感器的底部高度低于工业相机的底部高度h，则第四步中压座的高度壁第二步中滑轨最位移传感器所记录的压头座高度低h。

Claims (3)

1.一种布氏硬度计标准机，包括机架，机架上设置有由加载机构驱动而能够上下移动的滑轨座，滑轨座上设置有导向方向沿水平方向延伸的导轨，导轨上导向移动装配有压头座，压头座上安装有压头和用于对压痕进行拍照的工业相机，其特征在于：压头座上还安装有竖向布置的激光位移传感器，压头、激光位移传感器和工业相机沿压头座的移动方向直线排布，机架上还设置有检测所述滑轨座竖向位置的滑轨座位移传感器。
2.根据权利要求1所述的布氏硬度计标准机，其特征在于：加载机构包括能够上下平移动作的直线动作输出杆，所述滑轨座设置于所述直线动作输出杆的下端，所述滑轨座位移传感器为设置于机架与直线动作输出杆之间的光栅尺。
3.一种使用如权利要求1~2所述的布氏硬度计标准机的压痕检测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，第一步，在压头对待压件施压前，水平移动压头座，将激光位移传感器移动至待压件上表面的待施压位置的正上方；第二步，竖向移动压头座，根据工业相机的拍照距离H，调整激光位移传感器距离待施压位置的距离，调整到位后，滑轨座位移传感器记录此时压头座的竖向位置；第三步，水平移动压头座，将压头移动至所述待施压位置的正上方，竖向移动压头座，压头对所述待施压位置施压，压出压痕，然后压头上移；第四步，水平移动压头座，将工业相机移动至压痕的正上方，竖向移动压头座，根据第二步中所述滑轨座位移传感器所记录的压头座竖向位置，调整所述压头座高度，然后工业相机对压痕进行拍照。
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