[實用新型]基于圖像的大型機床裝配結(jié)合面法向接觸剛度測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120537606.0
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN202421075U
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許昆平;趙建華;李坤;武記超;李玉芬
• 申請（專利權(quán)）人: 沈機集團昆明機床股份有限公司
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;B25H7/04
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型特別涉及一種機床結(jié)合面法向接觸剛度測量系統(tǒng)，屬大型機床裝配測量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著高精度大型機床機械設(shè)備的高速發(fā)展，一些以往被人忽視的問題開始成為關(guān)鍵。其中，設(shè)備結(jié)構(gòu)中大量存在的接觸面截斷了設(shè)備的整體連續(xù)性，并表現(xiàn)出了很高的非線性，直接影響大型設(shè)備的動力性能。

裝配結(jié)合面的接觸剛度和結(jié)合面的表面質(zhì)量以及接觸應(yīng)力、接觸狀態(tài)有密切的關(guān)系，如果能給出這些影響因素的相關(guān)規(guī)律，將為接觸剛度的測量帶來極大地益處。以往的接觸剛度的測量僅停留在實驗研究階段，給出了一些測量裝置，無法在工程實際中應(yīng)用。即使應(yīng)用于實際中，由于接觸界面的幾何特性和安裝位置的限制，使得這些測量方法無法應(yīng)用于機床裝配面的接觸剛度測量。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種基于圖像的大型機床裝配結(jié)合面法向接觸剛度測量裝置，以解決上述技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：一種基于圖像的大型機床裝配結(jié)合面法向接觸剛度測量裝置，其特征在于由基準劃標機構(gòu)與測量采集裝置組成；

基準劃標機構(gòu)包括磁力底座(10)、精度標尺(20)、游標(40)、劃標頭(50)和彈簧機構(gòu)(30)；精度標尺(20)固定于磁力底座(10)上，游標(40)與標尺(20)滑動配合；劃標頭(50)垂直布置于游標(40)上，游標(40)中安裝有連接劃標頭(50)的三爪彈簧機構(gòu)(30)；

測量采集裝置包括相機(2)、連接線(5)、計算機(6)和三腳架(4)；工業(yè)相機(2)固定于三腳架(4)上，工業(yè)相機(2)通過連接線(5)與計算機(6)連接；

基準劃標機構(gòu)中的三爪劃標頭(50)，分別標記帶塑性變形的接觸層和完全彈性變形的彈性層，測量采集裝置中的相機(2)采集加載前后三爪劃標頭(50)標記點的圖像數(shù)據(jù)，傳送給計算機(6)，計算機(6)結(jié)合圖像技術(shù)獲取標記點的前后相對位移量，得到相應(yīng)彈性層和接觸層的應(yīng)變量或稱標記點位移，進而通過計算機(6)顯示出接觸界面法向接觸剛度。

基準劃標機構(gòu)中的劃標頭(50)為三爪式劃標頭；劃標頭(50)包括中間的第二標頭(52)和位于第二標頭上側(cè)的的第一標頭(51)、下側(cè)的第三標頭(53)。

基準劃標機構(gòu)中的第一標頭(51)和第二標頭(52)之間的距離以及第二標頭(52)和第三標頭(53)之間的距離都是依據(jù)測量范圍預(yù)先設(shè)定的。

測量采集裝置相機(2)上安裝有微距變焦鏡頭(1)。

本實用新型的基本思想利用三爪劃標頭50，分別標記帶塑性變形的接觸層和完全彈性變形的彈性層，利用高分辨率工業(yè)CCD相機2采集加載情況下標記點的圖像數(shù)據(jù)，結(jié)合圖像技術(shù)獲取標記點的相對位移量，以得到相應(yīng)彈性層和接觸層的應(yīng)變量(標記點位移)，進而得到接觸界面法向接觸剛度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：本實用新型通過分別標記界面完全彈性接觸層和包含塑性影響接觸層，加載前后利用圖像處理得到不同接觸層應(yīng)變量，進而計算得到結(jié)合面法向接觸剛度，用于指導(dǎo)機床結(jié)構(gòu)設(shè)計和裝配工藝改進；實際測試表明，本實用新型不僅適用于實驗研究，也完全適用于實際工況的測量檢驗需求。本實用新型基于圖像的機床結(jié)合面法向接觸剛度測量裝置方便快捷，具備可便攜性，適用范圍廣，能真正廣泛應(yīng)用于工程實際的法向接觸剛度測量。

附圖說明

圖1為本實用新型測量系統(tǒng)的基準劃標機構(gòu)的示意圖。

圖2為本實用新型測量采集系統(tǒng)的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細描述。

圖1及圖2所示，本實用新型基于圖像的大型機床裝配結(jié)合面法向接觸剛度測量裝置，包括基準劃標機構(gòu)和測量采集裝置。

一種基于圖像的大型機床裝配結(jié)合面法向接觸剛度測量裝置，包括基準劃標機構(gòu)；所述基準劃標機構(gòu)包括磁力底座、精度標尺、游標、劃標頭和彈簧機構(gòu)；精度標尺固定于磁力底座上，游標與標尺滑動配合；劃標頭垂直布置于游標上，游標中安裝有連接劃標頭的三爪彈簧機構(gòu)；所述基于圖像的大型機床裝配結(jié)合面法向接觸剛度測量裝置還包括測量采集裝置；所述測量采集裝置包括相機、連接線、計算機和三腳架；相機固定于三腳架上，相機通過連接線連接計算機。

劃標頭為三爪式劃標頭；劃標頭包括中間的第二標頭和位于第二標頭兩側(cè)的第一標頭、第三標頭。

第一標頭和第二標頭之間的距離以及第三標頭和第二標頭之間的距離都是根據(jù)測量范圍事先給定的。

相機上安裝有微距變焦鏡頭。