CN115420415B - 一种厚板残余应力测试一体机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种厚板残余应力测试一体机，包括：底座；装夹部，设置在底座上，包括固定装夹块和活动装夹块，固定装夹块用于支撑厚板底面的一端，活动装夹块可升降地设置，以放松或压紧厚板顶面的一端；支撑部，设置在底座的腔体内，包括相互连接的驱动组件和用于支撑厚板底面的支撑台，在活动装夹块压紧厚板的状态下，支撑台和厚板的底面间隔，在活动装夹块和厚板间隔的状态下，支撑台和固定装夹块共同支撑厚板的底面；切割部，设置在底座上，部分可移动地设置，以对装夹部装夹的厚板进行切割；检测部，设置在装夹部上并可升降地设置，以监测厚板切割前后的形变。采用该方案，解决了现有技术中缺少一种厚板残余应力快速定量测试设备的问题。
Description
技术领域
本发明涉及厚板残余应力表征技术领域，具体而言，涉及一种厚板残余应力测试一体机。
背景技术
航空航天用大型关键构件(飞机肋板、壁板等)多采用铝合金厚板整体机加工而成。航空航天用大型关键构件规格尺寸大且结构复杂，残余应力会导致大型构件机加工过程产生变形，进而构件的尺寸精度难以满足。目前残余应力检测技术主要围绕在材料表面残余应力的检测，如X射线法、盲孔法、超声法等。而对于航空铝合金厚板等厚板，残余应力在厚度上的分布对结构加工翘曲变形的影响更为显著，因此厚板内部残余应力分布非常重要。可实现材料内部残余应力测试的方法目前有中子衍射法、剥层法、增量钻孔法、裂纹柔度法等。中子衍射法可无损测试材料内部残余应力，然而需要借助大型测试装备，难以应用于企业现场残余应力的测试。剥层法通过逐层铣削材料表面，采集完应变后将板材面铣平，操作复杂难以实现自动化。增量钻孔法测量工件内部残余应力时，误差较大，该方法仅适用于测量近表层残余应力。裂纹柔度法中裂纹柔度函数的获取需要通过不同阶数的勒让德多项式进行模拟计算分析，应力分布受到裂纹柔度函数阶次选取及函数模拟计算的影响，操作繁琐且误差大，难以在企业推广应用。综上，现有技术中缺少一种适用于工业生产条件下厚板从表面到心部残余应力快速定量测试的一体化装备。
发明内容
本发明提供了一种厚板残余应力测试一体机，以解决现有技术中缺少一种厚板残余应力快速定量测试设备的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种厚板残余应力测试一体机，包括：底座；装夹部，装夹部设置在底座上，装夹部包括固定装夹块和活动装夹块，活动装夹块和固定装夹块相对设置，固定装夹块固定设置，固定装夹块用于支撑厚板底面的一端，活动装夹块可升降地设置，以放松或压紧厚板顶面的一端；支撑部，支撑部设置在底座的腔体内，支撑部包括驱动组件和用于支撑厚板底面的支撑台，驱动组件和支撑台驱动连接，以驱动支撑台升降，在活动装夹块压紧厚板的状态下，支撑台和厚板的底面间隔，在活动装夹块和厚板间隔的状态下，支撑台和厚板的底面抵接，支撑台和固定装夹块共同支撑厚板的底面，支撑台和固定装夹块在水平方向上间隔；切割部，切割部设置在底座上，切割部部分可移动地设置，以对装夹部装夹的厚板进行切割；检测部，检测部设置在装夹部上，检测部可升降地设置，以监测厚板切割前后的形变。
进一步地，驱动组件包括驱动件、传动组件和丝杆，底座具有避让支撑台升降的升降口，丝杆的两端分别和支撑台、传动组件连接，驱动件和传动组件驱动连接，以带动丝杆和支撑台升降，其中，在活动装夹块压紧厚板的状态下，支撑台位于升降口和/或底座的腔体内，在活动装夹块和厚板间隔的状态下，支撑台凸出升降口并和厚板的底面抵接。
进一步地，传动组件包括环形同步带、主动轮和从动轮，主动轮和从动轮均设置在环形同步带围绕的区域内，主动轮的外齿圈、从动轮的外齿圈均和环形同步带的内齿圈啮合，丝杆穿设在从动轮内并和从动轮的内圈螺纹连接，驱动件和主动轮驱动连接，以驱动从动轮转动并带动丝杆和支撑台升降。
进一步地，支撑部还包括连接座、丝杆支撑座和多个导向杆，连接座、丝杆支撑座均设置在底座的腔体内并和底座的内壁固定连接，驱动件设置在连接座上，丝杆穿过丝杆支撑座设置，导向杆穿过丝杆支撑座设置，导向杆的上端和支撑台固定连接，多个导向杆沿丝杆的周向分布。
进一步地，底座包括座体、操作台和设置在座体内的循环清洗部，操作台设置在座体上以封堵座体的开口，升降口和固定装夹块均设置在操作台上，循环清洗部位于升降口的下方并与座体和/或操作台固定连接，循环清洗部用于对厚板的切割位置进行清洗，连接座设置在座体的腔体内并与座体的内壁和/或操作台固定连接，丝杆支撑座设置在循环清洗部的腔体内并与循环清洗部的内壁和/或操作台固定连接，连接座和循环清洗部间隔。
进一步地，循环清洗部包括回收筒、蓄水池、水泵和喷水管路，蓄水池设置在座体的底部，回收筒为筒状结构，回收筒的上开口与座体和/或操作台固定连接且对应升降口设置，回收筒的下开口朝向蓄水池设置，水泵设置在蓄水池内并和喷水管路连通，喷水管路用于对切割后的厚板进行清洗，回收筒用于将清洗流体收集并引回蓄水池内。
进一步地，装夹部包括推杆组件、压力传感器和装夹连接块，推杆组件设置在底座上，压力传感器和活动装夹块的上侧连接，压力传感器用于检测活动装夹块对厚板的压紧力，装夹连接块和压力传感器的上侧连接并和推杆组件的一端固定连接，推杆组件可伸缩地设置，以带动装夹连接块、压力传感器和活动装夹块升降。
进一步地，推杆组件为电动液压推杆，电动液压推杆包括竖直设置的支撑套筒和推杆本体，支撑套筒的一部分穿设在底座的腔体内，推杆本体的一部分穿设在支撑套筒，装夹连接块和推杆本体凸出支撑套筒腔体的一端固定连接，推杆本体可移动地设置，以带动装夹连接块、压力传感器和活动装夹块升降。
进一步地，检测部包括位移传感器、连杆机构、和连接头，连杆机构的两端分别和装夹部、连接头固定连接，位移传感器和连接头固定连接，位移传感器的底端和活动装夹块的装夹面在同一水平面，在活动装夹块和厚板顶面的一端抵接的情况下，位移传感器的底端和厚板顶面的另一端抵接。
进一步地，切割部包括水平直线模组、竖直直线模组和切割组件，水平直线模组设置在底座上，竖直直线模组可移动地设置在水平直线模组上，切割组件可移动地设置在竖直直线模组上，切割组件用于切割厚板，其中，在切割组件切割厚板的情况下，固定装夹块和活动装夹块压紧厚板，支撑台和厚板间隔。
应用本发明的技术方案，提供了一种厚板残余应力测试一体机，包括：底座；装夹部，装夹部设置在底座上，装夹部包括固定装夹块和活动装夹块，活动装夹块和固定装夹块相对设置，固定装夹块固定设置，固定装夹块用于支撑厚板底面的一端，活动装夹块可升降地设置，以放松或压紧厚板顶面的一端；支撑部，支撑部设置在底座的腔体内，支撑部包括驱动组件和用于支撑厚板底面的支撑台，驱动组件和支撑台驱动连接，以驱动支撑台升降，在活动装夹块压紧厚板的状态下，支撑台和厚板的底面间隔，在活动装夹块和厚板间隔的状态下，支撑台和厚板的底面抵接，支撑台和固定装夹块共同支撑厚板的底面，支撑台和固定装夹块在水平方向上间隔；切割部，切割部设置在底座上，切割部部分可移动地设置，以对装夹部装夹的厚板进行切割；检测部，检测部设置在装夹部上，检测部可升降地设置，以监测厚板切割前后的形变。采用该方案，在切割开始前，支撑台升至与固定装夹块的装夹面齐平的位置，将厚板放置在支撑台和固定装夹块上，实现对厚板底面的支撑，接着通过调节活动装夹块的位置，使得活动装夹块下降至压紧厚板的顶面的一端，实现对厚板的预安装，之后调节检测部，使得检测部下降至厚板顶面并和厚板顶面抵接，驱动组件驱动支撑台下降，使得支撑台和厚板间隔，厚板在该状态下被固定装夹块和活动装夹块夹紧，调节切割部，实现对厚板的切割，在切割完成后，通过检测部实现对厚板切割前后弯曲数据的采集，并根据采集的数据分析厚板残余应力分布。这样设置，通过固定活动块和活动固定块对厚板的夹紧，避免了厚板在切割过程中窜动导致切割偏移的情况，保证对厚板切割和测量的可靠性。通过可升降的支撑台实现了对厚板的安装定位，避免在厚板的预安装过程中，仅通过固定支撑块对其底面一端进行支撑时厚板易发生细微倾斜，进而导致活动支撑块和固定支撑块夹紧后的厚板倾斜的情况，保证了对厚板安装的可靠性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的实施例提供的厚板残余应力测试一体机的结构示意图；
图2示出了图1的厚板残余应力测试一体机的局部剖视图；
图3示出了图1的厚板残余应力测试一体机在第一状态下的剖视图；
图4示出了图3的部分放大图；
图5示出了图1的厚板残余应力测试一体机在第二状态下的剖视图；
图6示出了图1的厚板残余应力测试一体机在第三状态下的剖视图；
图7示出了图1的厚板残余应力测试一体机在第四状态下的剖视图；
图8示出了图1的厚板残余应力测试一体机在第五状态下的剖视图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、底座；11、升降口；12、座体；13、操作台；14、循环清洗部；141、回收筒；142、蓄水池；143、水泵；144、喷水管路；
20、装夹部；21、固定装夹块；22、活动装夹块；23、推杆组件；231、支撑套筒；232、推杆本体；24、压力传感器；25、装夹连接块；
30、支撑部；31、驱动组件；311、驱动件；312、传动组件；3121、环形同步带；3122、主动轮；3123、从动轮；313、丝杆；32、支撑台；33、连接座；34、丝杆支撑座；35、导向杆；
41、水平直线模组；42、竖直直线模组；43、切割组件；
51、位移传感器；52、连杆机构；521、第一连杆；522、第二连杆；53、连接头；
60、厚板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图8所示，本发明的实施例提供了一种厚板残余应力测试一体机，包括：底座10；装夹部20，装夹部20设置在底座10上，装夹部20包括固定装夹块21和活动装夹块22，活动装夹块22和固定装夹块21相对设置，固定装夹块21固定设置，固定装夹块21用于支撑厚板底面的一端，活动装夹块22可升降地设置，以放松或压紧厚板顶面的一端；支撑部30，支撑部30设置在底座10的腔体内，支撑部30包括驱动组件31和用于支撑厚板底面的支撑台32，驱动组件31和支撑台32驱动连接，以驱动支撑台32升降，在活动装夹块22压紧厚板的状态下，支撑台32和厚板的底面间隔，在活动装夹块22和厚板间隔的状态下，支撑台32和厚板的底面抵接，支撑台32和固定装夹块21共同支撑厚板的底面，支撑台32和固定装夹块21在水平方向上间隔；切割部，切割部设置在底座10上，切割部部分可移动地设置，以对装夹部20装夹的厚板进行切割；检测部，检测部设置在装夹部20上，检测部可升降地设置，以监测厚板切割前后的形变。
在本实施例中，在切割开始前，支撑台32升至与固定装夹块21的装夹面齐平的位置，将厚板放置在支撑台32和固定装夹块21上，实现对厚板底面的支撑，接着通过调节活动装夹块22的位置，使得活动装夹块22下降至压紧厚板的顶面的一端，实现对厚板的预安装，之后调节检测部，使得检测部下降至厚板顶面并和厚板顶面抵接，驱动组件31驱动支撑台32下降，使得支撑台32和厚板间隔，厚板在该状态下被固定装夹块21和活动装夹块22夹紧，调节切割部，实现对厚板的切割，在切割完成后，通过检测部实现对厚板切割前后弯曲数据的采集，并根据采集的数据分析厚板残余应力分布。这样设置，通过固定活动块和活动固定块对厚板的夹紧，避免了厚板在切割过程中窜动导致切割偏移的情况，保证对厚板切割和测量的可靠性。通过可升降的支撑台32实现了对厚板的安装定位，避免在厚板的预安装过程中，仅通过固定支撑块对其底面一端进行支撑时厚板易发生细微倾斜，进而导致活动支撑块和固定支撑块夹紧后的厚板倾斜的情况，保证了对厚板安装的可靠性。
具体地，固定装夹块21和活动装夹块22夹紧厚板在水平方向上的同一侧，厚板60在水平方向的另一侧为活动端，检测部和活动端的顶面抵接，以观察切割后的厚板60活动端的弯曲情况，固定装夹块21和活动装夹块22结构相同，固定装夹块21包括装夹横板和围绕本体设置的三个依次连接的限位竖板，固定装夹块21的装夹横板和厚板60的底面抵接，固定装夹块21的三个限位竖板分别和厚板60的三个竖直面止挡抵接，活动装夹块22同理，这样设置，避免了厚板60在夹紧后发生转动的情况，保证厚板60安装的可靠性。
其中，本实施例中的厚板残余应力测试一体机具有第一状态、第二状态、第三状态、第四状态和第五状态，各个状态如下：
如图3所示，当支撑台32和固定装夹块21共同支撑厚板60的底面，且活动装夹块22、检测部、切割部均和厚板60在高度方向上有间隔的情况下，厚板残余应力测试一体机处于第一状态；
如图5所示，在第一状态的基础上，活动装夹块22下降到与厚板60顶面的一端压接，检测部下降到与厚板60的顶面抵接，此时厚板残余应力测试一体机处于第二状态；
如图6所示，在第二状态的基础上，驱动组件31驱动支撑台32下降，使得支撑台32和厚板60间隔，此时厚板残余应力测试一体机处于第三状态；
如图7所示，在三状态的基础上，切割部下降使得切割部上的切割件与厚板60在水平方向上有部分重合，此时厚板残余应力测试一体机处于第四状态；
如图8所示，在第四状态的基础上，切割部沿水平方向运动并贯穿切割厚板60，此时厚板残余应力测试一体机处于第五状态，也为切割完成状态；
如图1至图4所示，驱动组件31包括驱动件311、传动组件312和丝杆313，底座10具有避让支撑台32升降的升降口11，丝杆313的两端分别和支撑台32、传动组件312连接，驱动件311和传动组件312驱动连接，以带动丝杆313和支撑台32升降，其中，在活动装夹块22压紧厚板的状态下，支撑台32位于升降口11和/或底座10的腔体内，在活动装夹块22和厚板间隔的状态下，支撑台32凸出升降口11并和厚板的底面抵接。
在本实施例中，在厚板残余应力测试一体机从第二状态转换至第三状态的过程中，驱动件311驱动传动组件312运动，传动组件312进而带动丝杆313和与支撑台32升降，使得凸出升降口11的支撑台32降至升降口11内或底座10的腔体内，实现支撑台32与厚板60在高度方向上的间隔，采用丝杆313和传动组件312对支撑台32的升降传动，传动精度高，运动平稳。具体地，升降口11为矩形口，支撑台32为矩形台，支撑台32包括台体和设置在台体两侧的止挡板，台体的顶面用于支撑厚板60的底面，两个止挡板的延伸方向和固定装夹块21相对的两个限位竖板的延伸方向相同，进一步避免了厚板60在安装后发生转动的情况，进一步保证了厚板60安装的可靠性。其中，在保证支撑台32和厚板60完全间隔的情况下，支撑台32下降位置不做具体限定，可以下降至升降口11内，可以下降到部分位于升降口11、另一部分位于底座10的腔体内，也可以下降至全部位于底座10的腔体内。
具体地，本实施例中的驱动件311为驱动电机，驱动电机的驱动轴和传动组件312驱动连接。在其他实施例中，驱动件311不限于驱动电机。
进一步地，传动组件312包括环形同步带3121、主动轮3122和从动轮3123，主动轮3122和从动轮3123均设置在环形同步带3121围绕的区域内，主动轮3122的外齿圈、从动轮3123的外齿圈均和环形同步带3121的内齿圈啮合，丝杆313穿设在从动轮3123内并和从动轮3123的内圈螺纹连接，驱动件311和主动轮3122驱动连接，以驱动从动轮3123转动并带动丝杆313和支撑台32升降。
在本实施例中，驱动件311驱动主动轮3122转动，主动轮3122带动环形同步带3121转动，环形同步带3121带动从动轮3123转动，从动轮3123的内圈具有和丝杆313啮合的内螺纹，丝杆313可移动但不可转动地设置，通过从动轮3123轮和丝杆313的转动啮合实现了对丝杆313升降的控制。这样设置，通过环形同步带3121、主动轮3122和从动轮3123实现对丝杆313升降的传动，传动结构简单，传动平稳。具体地，传动组件312水平放置，驱动件311竖直放置，即驱动件311的驱动轴竖直放置并和传动组件312内水平放置的主动轮3122驱动连接，丝杆313竖直设置并和支撑台32固定连接，这样设置，便于运动的传动，避免传动因放置角度等原因不易实现对支撑台32升降的控制情况，保证传动的可靠性。
可选地，丝杆313和支撑台32之间通过环形限位件固定连接在一起，环形限位件上具有沿竖直方向延伸的限位凸起或限位槽，丝杆313的外周面上具有沿竖直方向延伸的限位槽或限位凸起，限位凸起设置在限位槽内且可相对滑动地设置，以在保证丝杆313升降的同时限制丝杆313在周向上的转动。其中，对丝杆313的转动限位包括但不限于上述实施例。
如图1和图4所示，支撑部30还包括连接座33、丝杆支撑座34和多个导向杆35，连接座33、丝杆支撑座34均设置在底座10的腔体内并和底座10的内壁固定连接，驱动件311设置在连接座33上，丝杆313穿过丝杆支撑座34设置，导向杆35穿过丝杆支撑座34设置，导向杆35的上端和支撑台32固定连接，多个导向杆35沿丝杆313的周向分布。这样设置，通过连接座33实现对驱动件311的支撑，通过丝杆支撑座34和多个导向杆35实现对丝杆313的支撑和导向，保证丝杆313移动的可靠性。
具体地，底座10包括座体12、操作台13和设置在座体12内的循环清洗部14，操作台13设置在座体12上以封堵座体12的开口，升降口11和固定装夹块21均设置在操作台13上，循环清洗部14位于升降口11的下方并与座体12和/或操作台13固定连接，循环清洗部14用于对厚板的切割位置进行清洗，连接座33设置在座体12的腔体内并与座体12的内壁和/或操作台13固定连接，丝杆支撑座34设置在循环清洗部14的腔体内并与循环清洗部14的内壁和/或操作台13固定连接，连接座33和循环清洗部14间隔。这样设置，通过将底座10拆分为座体12、操作台13和循环清洗部14，便于对底座10的装配以及底座10和其余部件的装配。
可选地，本实施例中的循环清洗部14和操作台13的底面通过螺栓固定连接，本实施例中的连接座33和操作台13的底面通过螺栓固定连接，本实施例中的丝杆支撑座34和操作台13通过螺栓固定连接。其中，连接方式包括但不限于上述实施例。
进一步地，循环清洗部14包括回收筒141、蓄水池142、水泵143和喷水管路144，蓄水池142设置在座体12的底部，回收筒141为筒状结构，回收筒141的上开口与座体12和/或操作台13固定连接且对应升降口11设置，回收筒141的下开口朝向蓄水池142设置，水泵143设置在蓄水池142内并和喷水管路144连通，喷水管路144用于对切割后的厚板进行清洗，回收筒141用于将清洗流体收集并引回蓄水池142内。
在本实施例中，在完成对厚板60的切割后，水泵143将蓄水池142内的水流抽入喷水管路144中，喷水管路144的上端凸出升降口11并朝向厚板60的切割位置，实现对厚板60切割位置的清洗，清洗完成后，流体会在自重的作用下流经升降口11并进入回收筒141内，最终通过回收筒141的下开口回收至蓄水池142内，这样设置，实现了对清洗流体的循环利用，避免水资源的浪费。
可选地，回收筒141为矩形筒，回收筒141包括依次连通的第一筒段、第二筒段和第三筒段，第一筒段和升降口11连通，丝杆支撑座34和第一筒段的侧壁连接，第三筒段的开口朝向蓄水池142，第一筒段的尺寸大于第三筒段的尺寸，第二筒段的尺寸在第一筒段朝向第三筒段的方向上逐渐减小，第一筒段的内圈尺寸和升降口11的尺寸相同，防止流经升降口11的流体四散，便于对流体的回收导流。其中，上述尺寸的限定仅为本方案适用的一种实施例，在保证回收筒141的效果的其他实施例中，尺寸关系不限于上述设定。
如图3所示，装夹部20包括推杆组件23、压力传感器24和装夹连接块25，推杆组件23设置在底座10上，压力传感器24和活动装夹块22的上侧连接，压力传感器24用于检测活动装夹块22对厚板的压紧力，装夹连接块25和压力传感器24的上侧连接并和推杆组件23的一端固定连接，推杆组件23可伸缩地设置，以带动装夹连接块25、压力传感器24和活动装夹块22升降。
在本实施例中，通过推杆组件23的伸缩实现对装夹连接块25、压力传感器24和活动装夹块22的升降的控制，控制方式简单可靠。其中，通过装夹连接块25实现活动装夹块22和推杆组件23在水平方向上的间隔，以便于在保证厚板残余应力测试一体机小型化的同时增大推杆组件23的伸缩行程。
具体地，推杆组件23为电动液压推杆，电动液压推杆包括竖直设置的支撑套筒231和推杆本体232，支撑套筒231的一部分穿设在底座10的腔体内，推杆本体232的一部分穿设在支撑套筒231，装夹连接块25和推杆本体232凸出支撑套筒231腔体的一端固定连接，推杆本体232可移动地设置，以带动装夹连接块25、压力传感器24和活动装夹块22升降。
在本实施例中，推杆组件23采用电动液压推杆，其结构紧凑、占地面积小、安装方便。具体地，电动液压推杆简称电液推杆，是一种机、电、液一体化的新型柔性传动机构，以执行机构(油缸)、控制机构(液压控制阀组)和动力源(油泵电机等)组成。根据现场安装空间及用户使用情况的不同，电液推杆对应有多种结构形式。电机通过正反转驱动双向液压泵正反输出压力油，经液压控制阀送至油缸，也实现了活塞杆(即推杆本体232)在支撑套筒231内的往复运动。
进一步地，检测部包括位移传感器51、连杆机构52、和连接头53，连杆机构52的两端分别和装夹部20、连接头53固定连接，位移传感器51和连接头53固定连接，位移传感器51的底端和活动装夹块22的装夹面在同一水平面，在活动装夹块22和厚板顶面的一端抵接的情况下，位移传感器51的底端和厚板顶面的另一端抵接。
在本实施例中，通过连杆机构52实现位移传感器51和活动装夹块22在水平方向上的间隔，保证位移传感器51的检测位置位于厚板60的活动端的顶面，保证位移传感器51检测的可靠性。
如图1至图4所示，切割部包括水平直线模组41、竖直直线模组42和切割组件43，水平直线模组41设置在底座10上，竖直直线模组42可移动地设置在水平直线模组41上，切割组件43可移动地设置在竖直直线模组42上，切割组件43用于切割厚板，其中，在切割组件43切割厚板的情况下，固定装夹块21和活动装夹块22压紧厚板，支撑台32和厚板间隔。
在本实施例中，采用直线模组实现对切割组件43水平方向和竖直方向上移动的控制，提高了对切割组件43移动的自动化控制。具体地，直线模组主要由直线导轨、滚珠丝杠、模组电机和光电开关组成，其中，直线导轨用于支撑以及引导设置在其上的部件进行往复直线运动，滚珠丝杠的主要作用即为让滚珠和丝杠之间进行完美契合从而更大程度上减小摩擦力，从而实现直线运动与旋转运动之间的高效转换，模组电机主要用于为整体的运动提供动力，光电开关主要用于实现对运动的高精度控制的定位，以保证运动的可靠性和半自动化。本实施例中主要应用直线模组的往复直线运动。
可选地，连杆机构52包括相互连接的第一连杆521和第二连杆522，第一连杆521和装夹部20连接并和活动装夹块22在水平方向上间隔，第二连杆522的一端和第一连杆521背离竖直直线模组42的一端连接，第二连杆522和第一连杆521的轴线位于同一水平面上且第一连杆521和第二连杆522相互垂直，连接头53设置在第二连杆522的另一端并和位移传感器51连接。如图1所示，第一连杆521沿y方向延伸，第二连杆522沿x方向延伸，第一连杆521和活动装夹块22在x方向上间隔，通过设置第一连杆521，实现对位移传感器51的监测位置在x方向上的延伸，通过设置第二连杆522，实现对位移传感器51和厚板60活动端上端之间距离的补正，保证位移传感器51的底端和厚板抵接的可靠性。
可选地，装夹部20还包括支撑组件，支撑组件包括架体和滑动板，架体内具有沿竖直方向(z向)延伸的滑轨，滑动板可移动地设置在滑轨内，水平直线模组41设置在滑动板上，装夹连接块25和滑动板固定连接，第一连杆521通过螺栓连接件固定设置在滑动板上，装夹连接块25和第一连杆521在x方向上间隔，通过电液推杆对装夹连接块25升降的控制，带动滑动板在滑轨上的运动，进而带动设置在滑轨上的连杆机构52的升降运动，实现检测部和活动装夹块22的同步升降。
可选地，切割组件43包括切割电机和铣刀。在厚板残余应力测试一体机从第四状态转换至第五状态的过程中，铣刀对刀及位移传感器初始清零，竖直直线模组42带动切割电机和铣刀向下平移，当铣刀下表面与厚板60接触时竖直直线模组42停止，便于后续厚板60上下两个方向的翘曲量采集，清零位移传感器51初始读数，准备厚板60应力释放过程翘曲量的采集，启动切割电机，带动铣刀旋转，竖直直线模组42向下移动一定深度增量，水平直线模组41负责铣刀的水平进给，实现深度部位的深度增量的切槽，读取此时的翘曲量，根据获得的参数获得残余应力。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种厚板残余应力测试一体机，其特征在于，包括：
底座(10)；
装夹部(20)，所述装夹部(20)设置在所述底座(10)上，所述装夹部(20)包括固定装夹块(21)和活动装夹块(22)，所述活动装夹块(22)和所述固定装夹块(21)相对设置，所述固定装夹块(21)固定设置，所述固定装夹块(21)用于支撑厚板底面的一端，所述活动装夹块(22)可升降地设置，以放松或压紧厚板顶面的一端；
支撑部(30)，所述支撑部(30)设置在所述底座(10)的腔体内，所述支撑部(30)包括驱动组件(31)和用于支撑厚板底面的支撑台(32)，所述驱动组件(31)和所述支撑台(32)驱动连接，以驱动所述支撑台(32)升降，在所述活动装夹块(22)压紧厚板的状态下，所述支撑台(32)和厚板的底面间隔，在所述活动装夹块(22)和厚板间隔的状态下，所述支撑台(32)和厚板的底面抵接，所述支撑台(32)和所述固定装夹块(21)共同支撑厚板的底面，所述支撑台(32)和所述固定装夹块(21)在水平方向上间隔；
切割部，所述切割部设置在所述底座(10)上，所述切割部部分可移动地设置，以对所述装夹部(20)装夹的厚板进行切割；
检测部，所述检测部设置在所述装夹部(20)上，所述检测部可升降地设置，以监测厚板切割前后的形变。
2.根据权利要求1所述的厚板残余应力测试一体机，其特征在于，所述驱动组件(31)包括驱动件(311)、传动组件(312)和丝杆(313)，所述底座(10)具有避让所述支撑台(32)升降的升降口(11)，所述丝杆(313)的两端分别和所述支撑台(32)、所述传动组件(312)连接，所述驱动件(311)和所述传动组件(312)驱动连接，以带动所述丝杆(313)和所述支撑台(32)升降，其中，在所述活动装夹块(22)压紧厚板的状态下，所述支撑台(32)位于所述升降口(11)和/或所述底座(10)的腔体内，在所述活动装夹块(22)和厚板间隔的状态下，所述支撑台(32)凸出所述升降口(11)并和厚板的底面抵接。
3.根据权利要求2所述的厚板残余应力测试一体机，其特征在于，所述传动组件(312)包括环形同步带(3121)、主动轮(3122)和从动轮(3123)，所述主动轮(3122)和所述从动轮(3123)均设置在所述环形同步带(3121)围绕的区域内，所述主动轮(3122)的外齿圈、所述从动轮(3123)的外齿圈均和所述环形同步带(3121)的内齿圈啮合，所述丝杆(313)穿设在所述从动轮(3123)内并和所述从动轮(3123)的内圈螺纹连接，所述驱动件(311)和所述主动轮(3122)驱动连接，以驱动所述从动轮(3123)转动并带动所述丝杆(313)和所述支撑台(32)升降。
4.根据权利要求2所述的厚板残余应力测试一体机，其特征在于，所述支撑部(30)还包括连接座(33)、丝杆支撑座(34)和多个导向杆(35)，所述连接座(33)、所述丝杆支撑座(34)均设置在所述底座(10)的腔体内并和所述底座(10)的内壁固定连接，所述驱动件(311)设置在所述连接座(33)上，所述丝杆(313)穿过所述丝杆支撑座(34)设置，所述导向杆(35)穿过所述丝杆支撑座(34)设置，所述导向杆(35)的上端和所述支撑台(32)固定连接，多个所述导向杆(35)沿所述丝杆(313)的周向分布。
5.根据权利要求4所述的厚板残余应力测试一体机，其特征在于，所述底座(10)包括座体(12)、操作台(13)和设置在所述座体(12)内的循环清洗部(14)，所述操作台(13)设置在所述座体(12)上以封堵所述座体(12)的开口，所述升降口(11)和所述固定装夹块(21)均设置在所述操作台(13)上，所述循环清洗部(14)位于所述升降口(11)的下方并与所述座体(12)和/或所述操作台(13)固定连接，所述循环清洗部(14)用于对厚板的切割位置进行清洗，所述连接座(33)设置在所述座体(12)的腔体内并与所述座体(12)的内壁和/或所述操作台(13)固定连接，所述丝杆支撑座(34)设置在所述循环清洗部(14)的腔体内并与所述循环清洗部(14)的内壁和/或所述操作台(13)固定连接，所述连接座(33)和所述循环清洗部(14)间隔。
6.根据权利要求5所述的厚板残余应力测试一体机，其特征在于，所述循环清洗部(14)包括回收筒(141)、蓄水池(142)、水泵(143)和喷水管路(144)，所述蓄水池(142)设置在所述座体(12)的底部，所述回收筒(141)为筒状结构，所述回收筒(141)的上开口与所述座体(12)和/或所述操作台(13)固定连接且对应所述升降口(11)设置，所述回收筒(141)的下开口朝向所述蓄水池(142)设置，所述水泵(143)设置在所述蓄水池(142)内并和所述喷水管路(144)连通，所述喷水管路(144)用于对切割后的厚板进行清洗，所述回收筒(141)用于将清洗流体收集并引回所述蓄水池(142)内。
7.根据权利要求1所述的厚板残余应力测试一体机，其特征在于，所述装夹部(20)包括推杆组件(23)、压力传感器(24)和装夹连接块(25)，所述推杆组件(23)设置在所述底座(10)上，所述压力传感器(24)和所述活动装夹块(22)的上侧连接，所述压力传感器(24)用于检测所述活动装夹块(22)对厚板的压紧力，所述装夹连接块(25)和所述压力传感器(24)的上侧连接并和所述推杆组件(23)的一端固定连接，所述推杆组件(23)可伸缩地设置，以带动所述装夹连接块(25)、所述压力传感器(24)和所述活动装夹块(22)升降。
8.根据权利要求7所述的厚板残余应力测试一体机，其特征在于，所述推杆组件(23)为电动液压推杆，所述电动液压推杆包括竖直设置的支撑套筒(231)和推杆本体(232)，所述支撑套筒(231)的一部分穿设在所述底座(10)的腔体内，所述推杆本体(232)的一部分穿设在所述支撑套筒(231)，所述装夹连接块(25)和所述推杆本体(232)凸出所述支撑套筒(231)腔体的一端固定连接，所述推杆本体(232)可移动地设置，以带动所述装夹连接块(25)、所述压力传感器(24)和所述活动装夹块(22)升降。
9.根据权利要求7所述的厚板残余应力测试一体机，其特征在于，所述检测部包括位移传感器(51)、连杆机构(52)、和连接头(53)，所述连杆机构(52)的两端分别和所述装夹部(20)、所述连接头(53)固定连接，所述位移传感器(51)和所述连接头(53)固定连接，所述位移传感器(51)的底端和所述活动装夹块(22)的装夹面在同一水平面，在所述活动装夹块(22)和厚板顶面的一端抵接的情况下，所述位移传感器(51)的底端和厚板顶面的另一端抵接。
10.根据权利要求1所述的厚板残余应力测试一体机，其特征在于，所述切割部包括水平直线模组(41)、竖直直线模组(42)和切割组件(43)，所述水平直线模组(41)设置在所述底座(10)上，所述竖直直线模组(42)可移动地设置在所述水平直线模组(41)上，所述切割组件(43)可移动地设置在所述竖直直线模组(42)上，所述切割组件(43)用于切割厚板，其中，在所述切割组件(43)切割厚板的情况下，所述固定装夹块(21)和所述活动装夹块(22)压紧厚板，所述支撑台(32)和厚板间隔。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |