[發明專利]非接觸式試件表面測試系統

無效

• 申請號: 201210089887.7
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102628674A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 胡敬禮;李中山;陳龍;楊守建;趙磊
• 申請（專利權）人: 蘇州筑邦測控科技有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本實發明涉及一種非接觸式測試系統，特別是一種可對鋼結構試件表面幾何變形進行測試然后進行三維建模的系統。

背景技術

在材料試驗或結構試驗中，都是先設計制造相應的試件，然后對試件進行相應的試驗，由試驗數據可以得到材料或結構的各項指標和參數。然而設計的試件都是理想狀態的，可在實際的加工過程中，試件不可能被加工成理想的狀態，其表面總會存在不同形式的初始缺陷，這些缺陷會嚴重影響到試驗的結果。試件在進行完相應的試驗后，表面的變形也是非常重要的數據，但是由于測試條件的限制，往往無法得到這部分數據。因此，試件表面的三維測量及建模就顯得非常重要，但是，市面上還沒有比較針對性的檢測裝置。

目前，市面上現有的類似產品，通過接觸式測量方式，可以完成對平面的測量以及數據采集，但無法對試件表面進行三維測量，無法直觀地觀察到被測試件表面的三維模型。

發明內容

本發明的目的在于提供一種自動、快速和精確的試件表面測試系統，該系統采用非接觸式測量方法，可以在保證對試件表面不產生任何損傷的前提下，檢測到試件表面的幾何形狀，建立試件表面的三維模式，同時能夠將試件表面的形狀和位置等數據生成相應的數據表格，供分析使用。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種非接觸式試件表面測試系統，包括計算機、第一步進電機、第二步進電機、試件固定端安裝板、激光位移傳感器、第一滑塊、試件移動端安裝板、第二滑塊、鎖緊裝置、兩條直線導軌、滾珠絲杠和基準平臺；兩條直線導軌平行固定于基準平臺上，第一滑塊、第二滑塊依次安裝在直線導軌上，試件固定安裝板固定在基準平臺上，試件移動安裝板固定在第二滑塊上，試件一端固定在試件固定安裝板上，另一端固定在試件移動端安裝板上；鎖緊裝置將第二滑塊鎖緊在直線導軌上；滾珠絲杠與兩條直線導軌平行，滾珠絲杠兩端通過絲杠軸承座安裝固定在基準平臺上，滾珠絲杠上的絲杠螺母與第一滑塊采用螺栓連接；計算機通過數據線連接控制第一步進電機、第二步進電機的運轉，激光位移傳感器的信號接入計算機，第一步進電機、第二步進電機分別控制滾珠絲杠和試件作勻速圓周運動，滾珠絲杠轉動帶動滑塊在直線導軌上作勻速直線運動，激光位移傳感器安裝在第一滑塊上，隨著第一滑塊做勻速直線運動。試件上被測點的極角、極徑、橫向位置分別由試件的旋轉角度、激光位移傳感器的測量數據、激光位移傳感器的移動距離來確定，計算機根據這些數據進行試件實際外形三維建模

本發明與現有技術相比，其顯著優點：本發明測試系統采用激光位移傳感器，非接觸測量試件的三維坐標；試件安裝板有一端是移動可調的，可以對不同長度的試件進行測量，而且移動端在確定位置后可以鎖緊；整個測試過程由計算機進行控制，可以測得試件表面的幾何形狀，完成試件外形的三維實體建模，該裝置拆裝方便，不損傷試件表面，不影響試件原有特性。?

附圖說明

圖1是本發明非接觸式試件表面測試系統的主視圖。

圖2是本發明非接觸式試件表面測試系統的俯視圖。

具體實施方式

本發明非接觸式試件表面測試系統，包括電機控制系統、數據采集系統、兩條平行直線導軌、滾珠絲杠、兩臺步進電機、激光位移傳感器。激光位移傳感器安裝在直線導軌上，由一步進電機控制可作直線運動，另一步進電機控制被測試件，使其作旋轉運動。試件的旋轉運動和激光位移傳感器的直線運動相結合，試件的旋轉角度確定被測點的極角，激光位移傳感器的測量數據確定被測點的極徑，激光位移傳感器的移動距離確定被測點的橫向位置，從而可以精確測得測點的空間坐標。

非接觸式試件表面測試系統以一平面度較高的平面作為基準面，被測試件以懸梁形式固定安裝于基準面正上方，由步進電機控制使其作勻速旋轉運動。兩條平行導軌水平安裝于基準面上，激光位移傳感器固定安裝在滑塊上，步進電機控制滾珠絲杠的旋轉速度，使激光位移傳感器在滑軌上作直線運動，該直線運動方向與試件旋轉的中心軸保持精確平行。

測量系統可以通過被測試件的材料性質和實際尺寸設置合適的測量速度以及測量網格，由計算機控制進行精確控制和測量，從而得到被測點的空間三維坐標數據，根據這些數據完成對被測試件的三維建模。

綜上所述，本發明方案采用一個步進電機控制激光位移傳感器在直線滑軌上作直線運動，另一個步進電機控制試件做勻速圓周運動，采集試件的三維空間坐標，導入計算機進行三維建模。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。