專利名稱：一種卷板機滾彎成形曲率半徑測量裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種卷板機滾彎成形曲率半徑測量裝置，特別是一種利用智能控制電子集成技術測量卷板機滾彎成形曲率半徑的測量裝置。
背景技術：
目前在卷板機滾彎工藝中普遍使用人工測量的方法，即采用標準樣板靠尺子測量的方法來測量板材滾彎成形曲率半徑，由于標準樣板的在使用上的局限性，每滾彎一種形狀的曲率半徑，就必須配一種相應的標準樣板才能測量。因此，這種測量方法的缺點首先是量具無法通用，管理不方便，標準樣板由金屬制作，存放占用空間，加大了加工和管理成本，不能回收利用，極大的浪費資源；再者測量全憑操作人員的經驗，測量結果精確度不高。

發明內容
本發明的目的是提供一種卷板機滾彎成形曲率半徑測量裝置，使測量數值精確、智能控制集成化自動顯示，無論是單件生產還是批量生產都可以通用，操作方便，成本低，經濟性好。本發明的目的是這樣實現的一種卷板機滾彎成形曲率半徑測量裝置，包括尺架和智能控制盒，尺架上有數據線接口并通過該接口由數據線連接智能控制盒，其特征在于尺架為十字形狀的空心管，在尺架左右水平空心管中插接有伸縮管，伸縮管外端安裝有滾輪，伸縮管由鎖緊螺釘固定；在伸縮管內固定有光柵位移傳感器，光柵位移傳感器的活動桿抵緊在尺架的垂直空心管壁上；在尺架的垂直空心管內也固定有光柵位移傳感器，該處的光柵位移傳感器的活動桿端頭向下。本發明的目的還可以這樣實現尺架左右水平空心管、垂直空心管和伸縮管均為
空心方形管。安裝在伸縮管內的光柵位移傳感器的活動桿端頭為球形觸頭，安裝在尺架垂直空心管內的光柵位移傳感器的活動桿端頭為滾輪。智能控制盒結構為包括電源、電路板、觸摸鍵盤、十字觸摸鍵和單片機MCS-51，所述電源為內置式四節SR44AG13鈕扣電池，用于向系統中的各功能塊提供±5V的電壓；所述的電路板包括信號采集模塊、信號數據處理模塊、數據顯示模塊；信號數據處理模塊由MSP430組成，該模塊是系統的核心控制部分，系統的一切動作都須經過此模塊分析和處理；IXD液晶顯示4軸顯示窗,每行8個字符顯示；IXD液晶顯示采用的是STN-IXD型號；1/0端口模塊包括三個輸入控制端口、兩個輸出控制端口和一個RS232接口 ；
測量信號傳遞關系和控制處理過程位于尺架左右水平空心管中的兩個伸縮管內的光柵位移傳感器和尺架垂直空心管內的光柵位移傳感器分別將測得的弦長和弦高的脈沖信號輸入到單片機I/O端口，通過數據處理后轉化為測量數據，再由IXD顯示屏將被測工件的半徑、直徑、弦長數值直接顯示出來。本發明的優點和積極效果是采用智能控制集成技術使測量程序簡化，測量數值直觀清晰，測量精度高；測量裝置的弦長可調整，擴大了測量范圍，使用方便，工作效率高；節約原材料，降低制造成本，便于量具管理。



圖I是本發明的理論計算幾何 圖2是本發明電氣控制 圖3是本發明工作狀態示意 圖4是本發明主視 圖5是圖4的俯視 圖6是尺架主視 圖7是圖6的左視 圖8是伸縮桿主視 圖9是圖8的俯視圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。圖中標記尺架I ;數據線接口 2 ；數據線3 ;智能控制盒4 ;鎖緊螺釘5 ;伸縮管6 ;滾輪7 ;光柵位移傳感器8 ;活動桿8. I ;壓縮彈簧8.2 ;球形觸頭8. 3。本發明的理論依據是“三點成圓”的原理，參見附圖I :圓的半徑為R，內接圓半徑r，在直角三角形OEO2中，OE=R-H, EO2=L, 002=R_r，根據勾股定理
(R-r)2= (R-H) 2+L2 推導出R= (H2+L2-r2) /2 (H-r)
也就是在圓或圓弧中，已知弦長、通過測量弦高H，可計算出測量半徑R和直徑0。根據以上理論設計測量滾彎成形曲率半徑的技術思路為，采用電子集成技術，通過光柵位移傳感器進行信號采集，然后通過單片機進行信號數據處理，最后通過LCD液晶顯示器將被測工件的半徑、直徑、弦長等數值直接顯示出來。其中光柵測量系統的分辨率要求為 0. 005mm,允許誤差為 ±0. 01mm/150mm。參見圖2—9所示，本發明包括尺架I和智能控制盒4，尺架I上有數據線接口 2并通過該接口由數據線3連接智能控制盒4 ;尺架I為十字形狀的空心管，在尺架I左右水平空心管中插接有伸縮管6，伸縮管6外端安裝有滾輪7，伸縮管6由鎖緊螺釘5固定；在伸縮管6內固定有光柵位移傳感器8,光柵位移傳感器8的活動桿8. I抵緊在尺架I的垂直空心管壁上；在尺架I的垂直空心管內也固定有光柵位移傳感器8,該處的光柵位移傳感器8的活動桿8. I端頭向下。具體來講，尺架I左右水平空心管、垂直空心管和伸縮管6可設計為為空心方形管。安裝在伸縮管6內的光柵位移傳感器8的活動桿8. I端頭為球形觸頭8. 3，安裝在尺架I垂直空心管內的光柵位移傳感器8的活動桿8. I端頭為滾輪。智能控制盒4結構為包括電源、電路板、觸摸鍵盤、十字觸摸鍵和單片機MCS-51，所述電源為內置式四節SR44AG13鈕扣電池，用于向系統中的各功能塊提供±5V的電壓；所述的電路板包括信號采集模塊、信號數據處理模塊、數據顯示模塊；信號數據處理模塊由MSP430組成，該模塊是系統的核心控制部分，系統的一切動作都須經過此模塊分析和處理；IXD液晶顯示4軸顯示窗,每行8個字符顯示；IXD液晶顯示采用的是STN-IXD型號；1/0端口模塊包括三個輸入控制端口、兩個輸出控制端口和一個RS232接口 ；
測量信號傳遞關系和控制處理過程位于尺架I左右水平空心管中的兩個伸縮管6內的光柵位移傳感器8和尺架I垂直空心管內的光柵位移傳感器8，分別將測得的弦長和弦高的脈沖信號輸入到單片機I/O端口，通過數據處理后轉化為測量數據，再由IXD顯示屏將被測工件的半徑、直徑、弦長數值直接顯示出來。 本發明信號采集部分主要有尺架、可伸縮的弦長測量部分、弦高測量部分；信號處理部分主要有智能控制盒。信號采集部分通過數據線接口、數據線與信號處理部分的智能控制盒相連接。尺架為互相垂直的十字形狀，十字的垂直方向截面為方形，弦高測量部分設置在它的垂直方向；尺架十字的水平方向左右臂對稱，截面為方形，內部形成一個滑槽，用于設置弦長調整部分。可伸縮的弦長測量部分為對稱兩組每組有伸縮管。伸縮管安裝在尺架左右臂內，可相對滑動用以調整測量不同弦長的滾彎半徑工件；伸縮管與尺架由鎖緊螺釘固定；鎖緊螺釘可手動調節防止伸縮管松動；伸縮管端部有圓孔，圓孔內安裝有銷軸和滾輪，滾輪和被測量工件圓弧接觸。伸縮管內安裝有光柵位移傳感器。該處的光柵位移傳感器由固定部分和活動桿、壓縮彈簧和球形觸頭組成。固定部分由螺釘固定在伸縮管內。在活動桿上裝有壓縮彈簧，端部有一球形觸頭，與尺架的垂直管壁側面抵觸。該處的光柵位移傳感器靠壓縮彈簧推動活動桿，使球形觸頭抵緊在尺架的垂直管壁側面，使光柵位移傳感器推動伸縮管的滾輪與被測工件的圓弧面始終保持接觸。弦高測量部分設置在尺架的垂直部分，在尺架的垂直方管內安裝有光柵位移傳感器。該處的光柵位移傳感器由固定部分和活動桿、壓縮彈簧和端頭的銷軸、滾輪組成。固定部分安裝在尺架內部垂直方管內，用螺釘固定，活動桿裝有壓縮彈簧，端頭有圓孔安裝有銷軸和滾輪，該處的光柵位移傳感器靠壓縮彈簧使滾輪與被測工件的圓弧面始終保持接觸。智能控制盒的功能是數據的處理和顯示，電源為四節SR44AG13鈕扣電池，光柵位移傳感器將脈沖信號輸入到單片機I/O 口，通過數據處理后轉化為測量數值；IXD顯示屏顯示半徑、直徑、弦長數值。可實現電源開關、RS232數據輸出、數據保持，原點設置、調零，低電壓、計算錯誤報警。工作過程啟動電源，調整伸縮管適應工件的圓弧面弦長，鎖緊伸縮管，將尺架水平方向的伸縮管兩端的滾輪放置在被測工件圓弧面使之緊密接觸，尺架的垂直方向的弦高測量光柵位移傳感器下端的滾輪自動與被測工件圓弧面接觸。此時位于尺架I左右水平空心管中的兩個伸縮管內的光柵位移傳感器和尺架垂直空心管內的光柵位移傳感器分別將測得的弦長和弦高的脈沖信號輸入到智能控制盒內的單片機I/O端口，通過數據處理后轉化為測量數據，LCD顯示屏顯示出測量半徑、直徑、弦長的數值。
權利要求
1.一種卷板機滾彎成形曲率半徑測量裝置，包括尺架(I)和智能控制盒(4)，尺架(I)上有數據線接口(2)并通過該接口由數據線(3)連接智能控制盒(4)，其特征在于尺架(I)為十字形狀的空心管，在尺架(I)左右水平空心管中插接有伸縮管(6)，伸縮管(6)外端安裝有滾輪(7)，伸縮管(6)由鎖緊螺釘(5)固定；在伸縮管(6)內固定有光柵位移傳感器(8),光柵位移傳感器(8)的活動桿(8. I)抵緊在尺架(I)的垂直空心管壁上；在尺架(I)的垂直空心管內也固定有光柵位移傳感器(8)，該處的光柵位移傳感器(8)的活動桿(8. I)端頭向下。
2.根據權利要求I所述的卷板機滾彎成形曲率半徑測量裝置，其特征在于尺架(I)左右水平空心管、垂直空心管和伸縮管(6)均為空心方形管。
3.根據權利要求I或2所述的卷板機滾彎成形曲率半徑測量裝置，其特征在于 安裝在伸縮管(6)內的光柵位移傳感器(8)的活動桿(8. I)端頭為球形觸頭(8. 3)，安裝在尺架(I)垂直空心管內的光柵位移傳感器(8)的活動桿(8. I)端頭為滾輪。
4.根據權利要求I或2所述的卷板機滾彎成形曲率半徑測量裝置，其特征在于智能控制盒(4)結構為包括電源、電路板、觸摸鍵盤、十字觸摸鍵和單片機MCS-51，所述電源為內置式四節SR44AG13鈕扣電池，用于向系統中的各功能塊提供±5V的電壓；所述的電路板包括信號采集模塊、信號數據處理模塊、數據顯示模塊；信號數據處理模塊由MSP430組成，該模塊是系統的核心控制部分，系統的一切動作都須經過此模塊分析和處理；LCD液晶顯示4軸顯示窗,每行8個字符顯示；IXD液晶顯示采用的是STN-IXD型號；I/O端口模塊包括三個輸入控制端口、兩個輸出控制端口和一個RS232接口 ； 測量信號傳遞關系和控制處理過程位于尺架(I)左右水平空心管中的兩個伸縮管(6)內的光柵位移傳感器(8)和尺架(I)垂直空心管內的光柵位移傳感器(8)分別將測得的弦長和弦高的脈沖信號輸入到單片機I/O端口，通過數據處理后轉化為測量數據，再由LCD顯示屏將被測工件的半徑、直徑、弦長數值直接顯示出來。
5.根據權利要求3所述的卷板機滾彎成形曲率半徑測量裝置，其特征在于智能控制盒(4)結構為包括電源、電路板、觸摸鍵盤、十字觸摸鍵和單片機MCS-51，所述電源為內置式四節SR44AG13鈕扣電池，用于向系統中的各功能塊提供±5V的電壓；所述的電路板包括信號采集模塊、信號數據處理模塊、數據顯示模塊；信號數據處理模塊由MSP430組成，該模塊是系統的核心控制部分，系統的一切動作都須經過此模塊分析和處理；LCD液晶顯示4軸顯示窗,每行8個字符顯示；IXD液晶顯示采用的是STN-IXD型號；I/O端口模塊包括三個輸入控制端口、兩個輸出控制端口和一個RS232接口 ； 測量信號傳遞關系和控制處理過程位于尺架(I)左右水平空心管中的兩個伸縮管(6)內的光柵位移傳感器(8)和尺架(I)垂直空心管內的光柵位移傳感器(8)分別將測得的弦長和弦高的脈沖信號輸入到單片機I/O端口，通過數據處理后轉化為測量數據，再由LCD顯示屏將被測工件的半徑、直徑、弦長數值直接顯示出來。
全文摘要
一種卷板機滾彎成形曲率半徑測量裝置，包括尺架和智能控制盒，尺架上有數據線接口并通過該接口由數據線連接智能控制盒，其特征在于尺架為十字形狀的空心管，在尺架左右水平空心管中插接有伸縮管，伸縮管外端安裝有滾輪，伸縮管由鎖緊螺釘固定；在伸縮管內固定有光柵位移傳感器，光柵位移傳感器的活動桿抵緊在尺架的垂直空心管壁上；在尺架的垂直空心管內也固定有光柵位移傳感器，該處的光柵位移傳感器的活動桿端頭設置有滾輪。本發明采用智能控制集成技術使測量程序簡化，測量數值直觀清晰，測量精度高；測量裝置的弦長可調整，擴大了測量范圍，使用方便，工作效率高；節約原材料，降低制造成本，便于量具管理。
文檔編號G01B11/255GK102628679SQ20121014048
公開日2012年8月8日 申請日期2012年5月9日 優先權日2012年5月9日
發明者劉景碩, 張美蘭, 朱宗強, 楊樹田, 范殿明, 錢建新 申請人:泰安華魯鍛壓機床有限公司