CN101451804A - 一种钢料弯制半径测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种钢料弯制半径测量方法及装置。方法：用球栅尺检测钢料热弯加工中的变形量，球栅尺变送器将检测的信号送至计数卡，再经过计算程序求出实际的钢料弯制半径。装置包括：球栅尺固定支架，与钢料的进给方向垂直安装，外设防护板；检测轮，与被测钢料直接接触，安装于导杆上；导杆，其上设有直线轴承，前端设有检测轮，后端经链条一端连接，链条另一端经固定在球栅尺固定支架上的链轮与重锤连接；双导向轴固定在球栅尺固定支架上；球栅尺，通过球栅尺固定支架设于机床床身上；并通过变送器滑块、经连接板与导杆滑动相连；直线轴承，与双导向轴滑动连接；重锤，对导杆施加指向钢料方向的牵引力。本发明具有测量精度高的特点。

Description

一种钢料弯制半径测量方法及装置

技术领域

本发明涉及一种测量钢料弯制半径的技术，特别是涉及一种能够消除钢料反弹的钢料弯制半径测量方法及装置。

背景技术

钢料热弯加工机床目前普遍采用的测量方法是：测量钢料变形的位移传感器安装在液压伺服油缸同侧，并与液压伺服油缸的活塞联动。由于钢料在加热、变形、冷却后会产生一定的反弹，反弹量的大小无法检测出来，从而影响了钢料的加工精度。为了提高钢料的弯制精度，研制一种能够消除钢料反弹影响的测量钢料弯制半径的方法及专用装置，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够消除钢料反弹影响的钢料弯制半径测量方法及装置。

本发明的技术方案是这样实现的：

测量方法：

用球栅尺测量钢料的变形量，球栅尺变送器将测量的信号转换成TTL方波脉冲后送至安装于工控机内具有加减计数功能的计数卡，再通过函数关系计算出钢料的实际弯制半径。

所述计算程序流程为：

首先初始化参数：二分之一弦长L、检测轮半径r₁、球栅尺分辨率u；然后读入球栅尺计数值CH1_CNT(计数卡上第一通道的计数值)；计算球栅尺位移量x，再计算钢料的弯制半径r₂；最后显示钢料弯制半径值，如果继续测量，则返回到读入球栅尺变送器的计数值步骤，否则结束程序。

其中所述球栅尺位移量x＝CH1_CNT*u；所述钢料弯制半径为r₂＝(L²+2*x*r₁+x²)/(2*x)。

其装置包括：

球栅尺固定支架，与钢料的进给方向垂直安装，外设防护板；

检测轮，与被测钢料直接接触，安装于导杆上，用于检测钢料的变形量；

导杆，其上设有直线轴承，前端设有检测轮，后端经链条一端连接，链条另一端经固定在球栅尺固定支架上的链轮与重锤连接；

双导向轴固定在球栅尺固定支架上；

球栅尺，通过球栅尺固定支架设于机床床身上；并通过变送器滑块、经连接板与导杆滑动相连；

直线轴承，与双导向轴滑动连接；

重锤，对导杆施加指向钢料方向的牵引力，保证导杆前端的检测轮与钢料可靠的接触。

本发明具有如下优点：

1.本发明结构简单，测量使用方便，测量精度高(测量误差dr<±1mm)，由于钢料半径检测装置位于钢料成形装置的另一侧，因此能够有效消除钢料加热变形反弹造成的测量误差，弥补了原钢料热弯加工机床测量精度方面的不足，适合弯制各种舰船肋骨或圆弧形钢料时使用。

2.本发明能在工控机上实时显示钢料弯制半径值，配合液压伺服系统完成高精度钢料弯制加工。

附图说明

图1-1为本发明方法的专用装置机械图。

图1-2为图1-1中的直线轴承12平面视图。

图1-3为图1-1的侧视图。

图1-4为图1-1的立体视图。

图2为本发明方法的测量原理图。

图3为本发明方法的计算程序流程图。

具体实施方式

下面结合以下实施例及附图详细说明本发明。

本发明测量方法：用球栅尺检测钢料的变形量，所述球栅尺通过其上的变送器将测量的信号转换成TTL方波脉冲送至工控机内具有加减功能的计数卡，再通过函数关系计算出实际的钢料弯制半径；所述计数卡插在工控机内的ISA扩展槽上并通过DB25接口与球栅尺上的变送器连接；所述钢料弯制半径计算公式为：r₂(L²+x²+2*x*r₁)/(2*x)，其中：L为二分之一弦长，x为球栅尺位移量，r₁为检测轮半径。

如图3所示，所述计算程序流程为：

首先初始化参数：二分之一弦长L＝630(mm)，检测轮半径r₁＝25(mm)，球栅尺分辨率u＝0.001(mm)；读入球栅尺计数值CH1_CNT(计数卡上第一通道的计数值)，计算球栅尺位移量x＝CH1_CNT*u；再计算钢料弯制半径r₂＝(L²+x²+2*x*r₁)/(2*x)；然后显示钢料弯制半径值；如继续测量则返回到读入球栅尺计数值CH1_CNT(计数卡上第一通道的计数值)，否则结束程序。本发明所述钢料弯制半径测量范围可以为1500mm～6000mm。

本发明方法所用装置，如图1-1，1-2，1-3，1-4所示，由球栅尺固定支架1、检测轮2、导杆3、双导向轴4、链轮5、链条6、重锤7、球珊尺8、连接板9、球栅尺变送器滑块10、防护板11、直线轴承12组成，球栅尺固定支架1固定在机床床身上，并与钢料的进给方向垂直，球栅尺8安装在球栅尺固定支架1上，球栅尺变送器滑块10与球栅尺8下部连接，并能够沿着球栅尺8滑动。球栅尺变送器滑块10经连接板9与导杆3相连。导杆3上装有直线轴承12，直线轴承12套装在双导向轴4上，并能够沿双导向轴4自由滑动，双导向轴4固定在球栅尺固定支架1上。导杆3前端装有检测轮2，检测轮2与被测钢料直接接触，用于检测钢料的变形量。导杆3下端与链条6一端铆接，链条6另一端经固定在球栅尺固定支架1上的链轮5与重锤7铆接，重锤7在重力的作用下，对导杆3施加指向钢料方向的牵引力，保证导杆3前端的检测轮2与钢料可靠的接触，球栅尺变送器滑块10经屏蔽电缆接至插在工控机内的计数卡。

其中：推导钢料弯制半径计算公式：

如图2所示，设钢料的弯制半径为r₂，L为二分之一弦长，x为球栅尺位移量，在直角三角形ABO中，由勾股定理，则有(r₂-r₁)²＝L²+(r₂-x-r₁)²，解出r₂，

r₂＝(L²+x²+2*r₁*x)/(2*x)        (1)

公式(1)即为钢料弯制半径计算公式。

由本发明结构看其测量过程：

当钢料发生变形时，由于本发明检测轮2靠紧被测钢料，检测轮2连导杆3一起回缩，回缩量的大小取决于钢料的弯制半径，即钢料弯制半径越小，回缩量越大。重锤7的作用使检测轮2顶紧钢料。回缩量的大小由球栅尺变送器10转换成TTL方波脉冲信号送至工控机内具有加减计数功能的计数卡，换算成球栅尺位移量x值，然后根据钢料弯制半径计算公式计算出钢料弯制半径r₂值。

本发明在工控机ISA扩展槽加装计数卡来检测钢料弯制过程中的变形量，所述计数卡采用PCL-833(台湾研华公司)，它是3通道脉冲输入卡，并可进行加减计数，接口形式为DB25。球栅尺变送器与PCL-833计数卡的DB25口相连，球栅尺变送器接计数卡的第1通道。

球栅尺：SGC-5量程500mm(TTL输出)，长春光机数显有限公司生产。

Claims (5)

1.一种钢料弯制半径测量方法，其特征在于：用与检测轮相连接的球栅尺测量钢料变形量，球栅尺变送器将测量的信号转换成TTL方波脉冲后送至工控机内计数卡，再通过函数关系计算出实际的钢料弯制半径；

其中：所述钢料弯制半径的计算式为r₂＝(L²+x²+2*r₁*x)/(2*x)，其中：L＝二分之一弦长；x为球栅尺位移量；r₁为检测轮半径。

2.按照权利要求1所述钢料弯制半径测量方法，其特征在于：所述计数卡采用具有加减功能的计数卡。

3.按照权利要求1所述钢料弯制半径测量方法，其特征在于：所述计算程序流程为：

首先初始化参数：二分之一弦长L，检测轮半径r₁，球栅尺分辨率u；读入球栅尺计数值CH1_CNT(计数卡上第一通道的计数值)，计算球栅尺位移量x＝CH1_CNT*u；再计算钢料弯制半径r₂＝(L²+x²⁺2*x*r₁)/(2*x)；然后显示钢料弯制半径值；如继续测量则返回到读入球栅尺计数值CH1_CNT(计数卡上第一通道的计数值)，否则结束程序。

4.按照权利要求1所述钢料弯制半径测量方法所用装置，其特征在于包括：

球栅尺固定支架(1)，与钢料的进给方向垂直安装，外设防护板(11)；

检测轮(2)，与被测钢料直接接触，安装于导杆(3)上，用于检测钢料的变形量；

导杆(3)，其上设有直线轴承(12)，前端设有检测轮(2)，后端经链条(6)一端连接，链条(6)另一端经固定在球栅尺固定支架(1)上的链轮(5)与重锤(7)连接；

双导向轴(4)固定在球栅尺固定支架(1)上；

球栅尺(8)，通过球栅尺固定支架(1)设于机床床身上；并通过变送器滑块(10)、经连接板(9)与导杆(3)滑动相连；

直线轴承(12)，与双导向轴(4)滑动连接；

重锤(7)，对导杆(3)施加指向钢料方向的牵引力，保证导杆(3)前端的检测轮(2)与钢料可靠的接触。

5.按照权利要求4所述装置，其特征在于：球栅尺变送器滑块(10)经屏蔽电缆接至插在工控机内的计数卡。

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