CN212254914U - 弯曲试验装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种弯曲试验装置，包括机架、冲头、驱动部、图像采集装置和上位机，机架包括相对设置的固定座和安装座，驱动部带动安装座朝向靠近固定座的方向移动，冲头安装在固定座上，安装座上设置有第一固定部和第二固定部，第一固定部和第二固定部之间具有供冲头穿过的间隙，图像采集装置安装在安装座上，用于实时采集待测试板的图像数据，并将图像数据发送至上位机，上位机根据图像数据控制驱动部停机。利用本申请不仅可减少操作人员的主观因素影响，更客观和准确地判断待测试板的开裂时间，提高测试结构的精确性，而且无需操作人员采用肉眼观测待测试板，避免待测试板飞出伤及操作人员，提高作业的安全系数，降低劳动强度。

Description

弯曲试验装置

技术领域

本申请涉及冲压技术领域，具体涉及一种弯曲试验装置。

背景技术

目前，汽车轻量化越来越受到汽车企业的重视，一些轻量化材料例如高强钢、铝板等材料被广泛应用，准确评价各种材料的成形性能已经成为原材料厂和汽车企业共同关注的问题。

弯曲试验作为一种评价金属基材弯曲变形能力及镀层附着力的试验，在金属板材开发试验中及其重要。目前，对于金属基材弯曲性能的试验方法主要为：施加一定的压缩力压缩金属基板，肉眼观察金属板是否开裂，当金属基板发生开裂时，停止试验。技术研发人员在实现本申请的过程中发现，采用肉眼观测金属基板是否开裂，主观因素影响较大，很难准确地判断金属基板的开裂时间，而且金属基板若冲压飞出，容易伤及操作人员，存在很大的安全隐患，同时长时间观测，容易出现疲劳，劳动强度大。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提出一种弯曲试验装置，以解决上述技术问题。

本申请提出一种弯曲试验装置，其包括：机架、冲头、驱动部、图像采集装置和上位机，所述机架包括相对设置的固定座和安装座，所述驱动部带动安装座朝向靠近固定座的方向移动，所述冲头安装在固定座上，所述安装座上设置有用于安放待测试板的第一固定部和第二固定部，第一固定部和第二固定部之间具有供冲头穿过的间隙，所述图像采集装置安装在安装座上，用于实时采集待测试板的图像数据，并将所述图像数据发送至上位机，上位机根据所述图像数据控制驱动部停机，所述图像采集装置与上位机电连接。

可选地，还包括：第一丝杠和第二丝杠，所述安装座上设置有第一螺孔和第二螺孔，所述第一丝杠和第二丝杠均安装在固定座上，第一丝杠与第一螺孔螺接，第二丝杠与第二螺孔螺接，驱动部带动第一丝杠和第二丝杠转动，以使安装座朝向靠近固定座的方向移动。

可选地，所述第一固定部和第二固定部均包括支辊和辊轮，所述辊轮可转动地安装在所述支辊上，所述支辊安装在安装座上。

可选地，所述图像采集装置与冲头共轴，所述第一固定部和第二固定部对称地设置在图像采集装置的两侧。

可选地，还包括电磁铁，所述电磁铁设置在辊轮上，待测试板通过电磁铁固定在辊轮上。

可选地，还包括用于计算待测试板弯曲角度的计算器，所述计算器将计算结果发送至上位机，所述计算器分别与上位机和图像采集装置电连接。

可选地，所述上位机、图像采集装置和计算器上均设置有CAN总线接口，所述计算器与上位机、图像采集装置均通过CAN总线连接。

可选地，所述驱动部为伺服电机，所述伺服电机上也设置有CAN总线接口，所述上位机通过CAN总线与伺服电机连接。

可选地，所述图像采集装置为高速摄像机。

可选地，所述固定座和安装座均为长方体，所述驱动部安装在所述固定座上。

本申请提供的弯曲试验装置通过设置机架、冲头、驱动部、图像采集装置和上位机，图像采集装置实时获取待测试板背面的图像数据，上位机根据图像数据识别出裂隙长度，且当裂隙长度大于预定值时控制驱动部停机，不仅可减少操作人员的主观因素影响，更客观和准确地判断待测试板的开裂时间，提高测试结构的精确性，而且无需操作人员采用肉眼观测待测试板，避免待测试板飞出伤及操作人员，提高作业的安全系数，降低劳动强度，同时结构简单，操作方便。

附图说明

图1是本申请的弯曲试验装置的结构示意图。

图2是本申请的弯曲试验装置的工作示意图。

图3是本申请的待测试板的弯曲角度示意图。

具体实施方式

以下结合附图以及具体实施例，对本申请的技术方案进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

图1示出了本申请的弯曲试验装置的结构示意图。如图1所示，本申请的弯曲试验装置，其包括：机架、冲头5、驱动部、图像采集装置1和上位机3。

所述机架包括相对设置的固定座4和安装座10，所述驱动部带动安装座10朝向靠近固定座4的方向移动。

在一个具体实施例中，安装座10可位于固定座4的下方，与图1中固定座4和安装座10的位置正好相反。

所述冲头5安装在固定座4上，所述安装座10上设置有用于安放待测试板6的第一固定部和第二固定部，第一固定部和第二固定部之间具有供冲头5穿过的间隙。

所述图像采集装置1安装在安装座10上，用于采集待测试板6朝向图像采集装置1的背面的图像数据，并将所述图像数据发送至上位机2，上位机2根据所述图像数据控制驱动部停机，所述图像采集装置1与上位机1电连接。

弯曲试验装置工作时，如图2所示，驱动部带动安装座10朝向固定座1移动，当冲头5与待测试板6接触后，继续以10mm/min的速度移动安装座10，待测试板6弯曲，图像采集装置1实时获取待测试板6背面的图像数据，并将所述图像数据发送至上位机2。

上位机2接收图像数据，并识别待测试板6的裂纹长度，当图像数据中的裂纹的长度大于预定值(例如0.3mm)时，控制驱动部停机。

在一个具体实施例中，可将待测试板6的中间位置沿宽度方向均分为若干份标识区(例如6份)，在标识区内进行喷涂不同颜色，以便更好地进行图像识别。

在图像处理时，可只处理标识区的图像处理，可减小图像处理数据量，提高图像处理速率。

本申请提供的弯曲试验装置通过设置机架、冲头、驱动部、图像采集装置和上位机，图像采集装置实时获取待测试板背面的图像数据，上位机根据图像数据识别出裂隙长度，且当裂隙长度大于预定值时控制驱动部停机，不仅可减少操作人员的主观因素影响，更客观和准确地判断待测试板的开裂时间，提高测试结构的精确性，而且无需操作人员采用肉眼观测待测试板，避免待测试板飞出伤及操作人员，提高作业的安全系数，降低劳动强度，同时结构简单，操作方便。

进一步地，弯曲试验装置还包括：第一丝杠和第二丝杠11，所述安装座10上设置有第一螺孔和第二螺孔，所述第一丝杠和第二丝杠11均安装在固定座4上，第一丝杠与第一螺孔螺接，第二丝杠11与第二螺孔螺接，驱动部带动第一丝杠和第二丝杠11转动，以使安装座10朝向靠近固定座4的方向移动。

通过设置第一丝杠和第二丝杠11，可使安装座10直线移动，保证安装座10的移动轨迹，使得冲头5更好地冲压待测试板6。

在本实施例中，第一丝杠和第二丝杠11均可采用现有的传动丝杠。

优选地，所述第一固定部和第二固定部均包括支辊9和辊轮7，所述辊轮7可转动地安装在所述支辊9的第一端上，所述支辊9的第二端安装在安装座10上。

将第一固定部和第二固定部设置为支辊9和辊轮7，待测试板6与辊轮7之间为滚动摩擦，可减小待测试板6弯曲变形阻力，使得待测试板6更好地变形。

在图1的实施例中，辊轮7通过轴承安装在支辊9上。其中，辊轮7和支辊9均可采用现有设备。

辊轮7的直径约为20mm，材质为45#钢，并在表面进行镀铬处理，提高耐磨性和防腐性能。

较佳地，所述图像采集装置1与冲头5共轴，所述第一固定部和第二固定部对称地设置在图像采集装置1的两侧，可使图像采集装置1正对待测试板6上最易开裂的区域，从而更精准地获取待测试板6的开裂时间。

进一步地，弯曲试验装置还包括电磁铁8，所述电磁铁8设置在辊轮7上，待测试板6通过电磁铁8固定在辊轮7上。

通过设置电磁铁8，可将安装座10设置在固定座4上方，通过控制待测试板6下移实现弯曲，以方便待测试板6背面数据的拍摄。

较佳地，弯曲试验装置还包括用于计算待测试板6弯曲角度的计算器2，所述计算器2将计算结果发送至上位机3，所述计算器2分别与上位机3和图像采集装置1电连接。

图像采集装置1将图像数据发送至计算器2，计算器2内置GOM-3D Metrology(道姆-三维测量软件)将图像数据改换为二维曲线数据，如图3所示。然后再在二维曲线的两端做切线，两个切线相交后的夹角θ即为弯曲角度。

本申请通过图像数据计算弯曲角度，无需将待测试板6拆卸，可避免待测试板6回弹导致的测量结果不准确的问题，提高弯曲角度的计算准确率。

在一个具体实施例中，上位机1可采用现有的计算机，计算器2可采用现有的图像处理系统。

所述上位机3、图像采集装置1和计算器2上均设置有CAN总线接口，所述计算器2与上位机3、图像采集装置1均通过CAN总线连接，以保证数据传输稳定性。

同样地，所述驱动部为伺服电机，所述伺服电机上也设置有CAN总线接口，所述上位机3通过CAN总线与伺服电机连接。

CAN总线的数据传输速度在500M/S以上。上位机3采用现有的逻辑编程实现其控制功能。

在一个具体实施例中，所述图像采集装置1为高速摄像机，以保证图像数据采集的清晰度和采集频率。

其中，高速摄像头是指拍摄速度大于等于500帧/秒的摄像机。该高速摄像机的精度不低于0.02mm/像素。

在图1的实施例中，所述固定座4和安装座10均为长方体，所述驱动部安装在所述固定座4上，以方便加工，降低成本。

以上，结合具体实施例对本申请的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本申请的思想。本领域技术人员在本申请具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本申请保护范围之内。

Claims (10)

1.一种弯曲试验装置，其特征在于，包括：机架、冲头、驱动部、图像采集装置和上位机，所述机架包括相对设置的固定座和安装座，所述驱动部带动安装座朝向靠近固定座的方向移动，所述冲头安装在固定座上，所述安装座上设置有用于安放待测试板的第一固定部和第二固定部，第一固定部和第二固定部之间具有供冲头穿过的间隙，所述图像采集装置安装在安装座上，用于实时采集待测试板的图像数据，并将所述图像数据发送至上位机，上位机根据所述图像数据控制驱动部停机，所述图像采集装置与上位机电连接。

2.如权利要求1所述的弯曲试验装置，其特征在于，还包括：第一丝杠和第二丝杠，所述安装座上设置有第一螺孔和第二螺孔，所述第一丝杠和第二丝杠均安装在固定座上，第一丝杠与第一螺孔螺接，第二丝杠与第二螺孔螺接，驱动部带动第一丝杠和第二丝杠转动，以使安装座朝向靠近固定座的方向移动。

3.如权利要求2所述的弯曲试验装置，其特征在于，所述第一固定部和第二固定部均包括支辊和辊轮，所述辊轮可转动地安装在所述支辊上，所述支辊安装在安装座上。

4.如权利要求3所述的弯曲试验装置，其特征在于，所述图像采集装置与冲头共轴，所述第一固定部和第二固定部对称地设置在图像采集装置的两侧。

5.如权利要求4所述的弯曲试验装置，其特征在于，还包括电磁铁，所述电磁铁设置在辊轮上，待测试板通过电磁铁固定在辊轮上。

6.如权利要求5所述的弯曲试验装置，其特征在于，还包括用于计算待测试板弯曲角度的计算器，所述计算器将计算结果发送至上位机，所述计算器分别与上位机和图像采集装置电连接。

7.如权利要求6所述的弯曲试验装置，其特征在于，所述上位机、图像采集装置和计算器上均设置有CAN总线接口，所述计算器与上位机、图像采集装置均通过CAN总线连接。

8.如权利要求7所述的弯曲试验装置，其特征在于，所述驱动部为伺服电机，所述伺服电机上也设置有CAN总线接口，所述上位机通过CAN总线与伺服电机连接。

9.如权利要求1-8任一所述的弯曲试验装置，其特征在于，所述图像采集装置为高速摄像机。

10.如权利要求1-8任一所述的弯曲试验装置，其特征在于，所述固定座和安装座均为长方体，所述驱动部安装在所述固定座上。

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