一种板材的光学测量装置以及工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种板材的光学测量装置，包括试验台，固定于试验台的台面上的框架，固定于框架内的冲压部，对板材进行冲压，以使板材的表面发生形变，转动设置于框架上的图像采集单元，图像采集单元用以采集冲压部冲压板材的图像信息，与图像采集单元电连接的处理单元，处理采集后的图像信息，得到板材的厚度变化数据；其中，图像信息为板材的表面变形图。该光学测量装置能够测量板材表面的厚度变化情况，也减轻了人工的计算强度，提高计算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种板材的光学测量装置以及工作方法
本专利技术属于机械加工领域，尤其涉及一种板材的光学测量装置以及工作方法。
技术介绍
在板材冲压成形过程中，板材的力学性能、冲压方式、模具特征等因素往往相互耦合表现出高度的非线性，导致工件产生各种变形缺陷。当板材的镀层厚度占钢板厚度比值达到一定程度时，材料的脆性增大其冲压成形性能明显减低，使得以镀层钢板为材料的冲压件容易产生冲压过度减薄等。因此，有必要对薄板的应变及减薄进行研究。板材成形应变分析主要有两种方法：第一种采用超声波测量，这种测量方式主要用在板材厚度的测量，通过超声波作用于板材表面及内部，然后采用分析系统对反射信号进行分析处理，从而得到板材的厚度数据，但超声波测量不适用板材表面的厚度变化的测量；另一种是网格法测量，在板材变形前在板材表面印刷网格，当板材成形完成后再对表面网格进行测量，获得主应变与次应变等数据，同时运用体积恒定的原理计算板材的厚度缩减，最后达到应变测量分析的目的，但需要人工刻画规则型的网格，网格常画的较大且数量较少，后期也有很大的计算量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种板材的光学测量装置以及工作方法，该光学测量装置以及工作方法能够测量板材表面的厚度变化情况，也减轻了人工的计算强度，提高计算效率。为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：一种板材的光学测量装置，包括：试验台；框架，固定于所述试验台的台面上；冲压部，固定于所述框架内，对所述板材进行冲压，以使所述板材的表面发生形变；图像采集单元，转动设置于所述框架上，所述图像采集单元用以采集所述冲压部冲压所述板材的图像信息；处理单元，与所述图像采集单元电连接，处理采集后的图像信息，得到所述板材的厚度变化数据；其中，所述图像信息为所述板材的表面变形图。根据本专利技术提供的实施例，所述冲压部包括冲头液压缸、压边圈以及半球形冲头；所述压边圈外套于所述半球形冲头，所述半球形冲头可在所述压边圈内上下移动；所述冲头液压缸中设有推杆，所述推杆的一端与所述半球形冲头切面固定相连，推动所述半球形冲头在所述压边圈内上下移动，冲压所述板材。根据本专利技术提供的实施例，所述冲压部还包括空心凹模，所述空心凹模与所述半球形冲头相对，所述图像采集单元通过所述空心凹模的中心通孔采集所述图像信息；根据本专利技术提供的实施例，所述试验台设有控制面板，所述控制面板与所述冲头液压缸电连接，所述控制面板与所述图像采集单元电连接，所述控制面板与所述空心凹模电连接。在所述光学测量装置工作的状态下，所述空心凹模向下移动，所述空心凹模的外边缘与所述压边圈贴合，压紧所述板材。根据本专利技术提供的实施例，该光学测量装置还包括LED光源，固定于所述框架上，所述LED光源为所述图像采集单元采集所述图像信息提供光照。根据本专利技术提供的实施例，所述图像采集单元为双目视觉相机。一种板材的光学测量装置的工作方法，包括如下步骤：S1：调整图像采集单元的位置，与所述图像采集单元的水平方向成45°的前后左右方向依次放置标定板，与所述图像采集单元的水平方向成90°的前后左右方向依次放置所述标定板，所述图像采集单元依次拍摄45°方向的所述标定板以及90°方向的所述标定板，通过所述标定板上的基准点调整所述图像采集单元的位置；S2：按测试要求的尺寸对所述板材进行切割，获得符合尺寸要求的板材后，用酒精对符合尺寸要求的板材的表面做清洁处理，使用黑色喷漆在符合尺寸要求的板材的表面喷涂均匀散斑；S3：对切割后的板材进行冲压实验，所述图像采集单元对所述板材的变形过程进行图像采集，所述板材发生破裂后所述图像采集单元停止拍摄；S4：所述处理单元选择发生明显形变的散斑区域作为计算区域，对比计算所述板材形变前与破裂前散斑的空间位置变化；S5：创建变形截面，根据所述散斑建立板材表面的曲面三维模型，并在所述曲面三维模型上绘制基准面，所述基准面穿过所述曲面三维模型，其中，所述基准面为所述变形截面；S6：所述处理单元通过所述变形截面以及所述曲面三维模型，计算得到所述板材的变形数据曲线图。本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：1)本专利技术一实施例中的冲压部固定于框架内，并对板材进行冲压以使板材变形，图像采集单元转动设置于框架上，图像采集单元用以采集冲压部冲压板材的图像信息，处理单元与图像采集单元电连接，处理采集后的图像信息，得到板材的厚度变化数据，其中，图像信息为板材的表面变形图。该板材的光学测量装置能够通过板材的表面变形图得到板材的厚度变化，能够测量板材表面的厚度变化情况，也减轻了人工的计算强度，提高计算效率。2)本专利技术一实施例中的LED光源固定在框架上，能为图像采集单元采集图像信息提供光照。在对板材进行冲压时，冲压部会对外部光照造成遮挡，所以在图像采集单元旁放置LED光源用于提供光照，保证拍摄清晰。3)本专利技术一实施例中的空心凹模与半球形冲头相对，在光学测量装置工作时，空心凹模向下移动，空心凹模的外边缘与压边圈贴合，压紧板材，图像采集单元能够通过空心凹模的中心通孔采集图像信息。既能够将板材压紧又能通过中心孔采集板材形变的图像信息。附图说明图1为本专利技术的一种板材的光学测量装置的结构示意图；图2为本专利技术一实施例的冲压部的结构示意图；图3为本专利技术一实施例的板材的光学测量装置的工作流程图。附图标记说明：1：试验台；2：框架；3：图像采集单元；4：处理单元；5：冲头液压缸：6：压边圈；7：半球形冲头；8：推杆；9：空心凹模；10：LED光源。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种板材的光学测量装置以及工作方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。实施例1参看图1与图2，一种板材的光学测量装置，包括：试验台1；框架2，固定于试验台1的台面上；冲压部，固定于框架2内，对板材进行冲压，以使板材的表面发生形变；图像采集单元3，转动设置于框架2上，图像采集单元3用以采集冲压部冲压板材的图像信息；处理单元4，与图像采集单元3电连接，处理采集后的图像信息，得到板材的厚度变化数据；其中，图像信息为板材的表面变形图。优选地，图像采集单元3选用双目视觉相机，当然，在其他实施例中，图像采集单元3选用其他能采集板材的表面的冲压过程的采集单元都在本专利技术的保护范围内。可以理解，本实施例中的冲压部固定于框架2内，并对板材进行冲压以使板材变形，图像采集单元3转动设置于框架2上，图像采集单元3用以采集冲压部冲压板材的图像信息，处理单元4与图像采集单元3电连接，处理采集后的图像信息，得到板材的厚度变化数据，其中，图像信息为板材的表面变形图。该板材的光学测量装置能够通过板材的表面变形图得到板材的厚度变化，能够测量板材表面的厚度变化情况，也减轻了人工的计算强度，提高计算效率。进一步地，冲压部包括冲头液压缸5、压边圈6以及半球形冲头7，压边圈6外套于半球形冲头7，半球形冲头7可在压边圈6内上下移动，冲头液压缸5中设有推杆8，推杆8的一端与半球形冲头7切面固定相连，推动半球形冲头7在压边圈6内上下移动，冲压板材。冲压部还包括空心凹模9，空心凹模9与半球形冲头7相对，图像采集单元3通过空心凹模9的中心通孔采集图像信息，在光学测量装置工作的状态下，空心凹模9向下移动，空心凹模9的外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种板材的光学测量装置，其特征在于，包括：试验台；框架，固定于所述试验台的台面上；冲压部，固定于所述框架内，对所述板材进行冲压，以使所述板材的表面发生形变；图像采集单元，转动设置于所述框架上，所述图像采集单元用以采集所述冲压部冲压所述板材的图像信息；处理单元，与所述图像采集单元电连接，处理采集后的图像信息，得到所述板材的厚度变化数据；其中，所述图像信息为所述板材的表面变形图。

【技术特征摘要】
1.一种板材的光学测量装置，其特征在于，包括：试验台；框架，固定于所述试验台的台面上；冲压部，固定于所述框架内，对所述板材进行冲压，以使所述板材的表面发生形变；图像采集单元，转动设置于所述框架上，所述图像采集单元用以采集所述冲压部冲压所述板材的图像信息；处理单元，与所述图像采集单元电连接，处理采集后的图像信息，得到所述板材的厚度变化数据；其中，所述图像信息为所述板材的表面变形图。2.如权利要求1所述的板材的光学测量装置，其特征在于，所述冲压部包括冲头液压缸、压边圈以及半球形冲头；所述压边圈外套于所述半球形冲头，所述半球形冲头可在所述压边圈内上下移动；所述冲头液压缸中设有推杆，所述推杆的一端与所述半球形冲头切面固定相连，推动所述半球形冲头在所述压边圈内上下移动，冲压所述板材。3.如权利要求2所述的板材的光学测量装置，其特征在于，所述冲压部还包括空心凹模，所述空心凹模与所述半球形冲头相对，所述图像采集单元通过所述空心凹模的中心通孔采集所述图像信息；在所述光学测量装置工作的状态下，所述空心凹模向下移动，所述空心凹模的外边缘与所述压边圈贴合，压紧所述板材。4.如权利要求2所述的板材的光学测量装置，其特征在于，所述试验台设有控制面板，所述控制面板与所述冲头液压缸电连接，所述控制面板与所述图像采集单元电连接，所述控制面板与所述空心凹模电连接。5.如权利要求1所述的板材的光学测量装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：付泽民，熊伟杰，赵志繁，张祥，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31