专利名称：一种曲率半径测量方法及专用装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种曲率半径测量技术，特别是涉及一种曲率半径测量方法及专用装置。
背景技术：
新型潜艇肋骨弯淬机(由中科院沈阳自动化研究所研制)是目前国内最先进的机、电、液一体化数控加工机床。由于它采用光栅尺作为曲率检测元件，并采用动态单点测量算法进行曲率计算，可以实时检测曲率半径的变化，并能构成曲率闭环进行控制，因此具有很高的加工精度。但是由于潜艇肋骨型号多达十几种，每种型号的钢料必须采用与之相配的感应加热线圈。动态单点测量算法参数值与感应线圈的型号有关，另外在钢料加热、弯曲、淬火过程中都会出现一定的反弹现象，所谓反弹是指实际加工出的钢料曲率半径大于计算机设定的曲率半径。反弹系数大小与钢料材质、加热温度、淬火水压有关，是一个无法测量的量，从而影响了曲率加工精度。由于受热变形区域的一段圆弧被成形轮压紧无法反弹，动态单点测量法无法完全消除反弹特性的影响。因此必须用精确的曲率测量仪器进行修正，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测量高精度的曲率半径测量方法及专用装置，用于潜艇肋骨弯淬机曲率测量。
本发明的技术方案是这样实现的测量方法用与球栅尺导杆顶端检测轮同轴的旋转编码器检测沿钢料运动的曲线位移量(被测点，X轴)，用变送器通过球栅尺上的导杆检测钢料运动的直线位移量(弦高，Y轴)，所述旋转编码器、变送器分别将检测的信号(转换成TTL方波脉冲)送至计算机内(具有加减功能的)计数卡，再经过计算程序通过函数关系计算出实际的曲率半径；所述的计数卡插在计算机内的扩展槽上，通过DB25接口与计算机连接；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、旋转编码器每圈脉冲数m，然后设定曲率半径给定值R给定，读球栅尺上变送器计数值CH1-CNT(计数卡上第一通道的计数值)，计算弦高H；再计算曲率半径R测，读旋转编码器计数值CH2-CNT(计数卡上第二通道的计数值)；将旋转编码器计数值CH2-CNT转换成测量点位移量S；以测量点位移量S为X轴，R测为Y轴画曲率半径测量曲线；计算曲率误差RW＝R测-R给定，最后显示输出误差(用于肋骨弯淬机曲率校正)，此时如继续测量则返回设定曲率半径给定值R给定，否则结束程序。
所述曲率半径给定值R给定在1000～6000mm范围内；所述弦高H为CH1-CNT*u；所述曲率半径R测为(L2+H2)/(2H)，其中L＝(弦长|AB|)/2，H为弦高，即为球栅尺检测值(Y轴直线位移量)；所述测量点位移量S为CH2-CNT*2π*r1/m；所述曲率误差RW为R测-R给定；其专用装置为在三角形检测支架上加装球栅尺结构，其中所述球栅尺由导杆和装有变送器的滑块构成，导杆安装在三角形检测支架上，与其底边垂直；滑块安装在三角形检测支架、与底边相对的顶点上，与导杆滑动连接；在导杆上套装一压缩弹簧，于三角形检测支架底边和底边相对的顶点之间，使导杆可顶紧钢料，在导杆前端、与钢料接触处安装一个检测轮，和检测轮同轴位置设一旋转编码器，旋转编码器、滑块上的变送器分别接至计算机中计数卡。
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)，能够精确修正单点曲率测量的误差，弥补了原肋骨加工机床曲率检测设备的不足，适合各种舰船弯制肋骨或圆弧形钢料时使用。
2.本发明能在电脑上显示曲率半径值及曲线形状，曲线上各点的误差、自动计算修正值，配合肋骨弯淬机完成高精度肋骨曲率加工。
图1为本发明方法的专用装置结构示意图。
图2为本发明方法的原理图。
图3为本发明方法的计算程序流程图。
具体实施例方式
下面结合以下实施例及附图详细说明本发明。
其方法用与球栅尺导杆顶端检测轮同轴的旋转编码器检测沿钢料运动的曲线位移量(被测点，X轴)，用变送器通过球栅尺上的导杆检测钢料运动的直线位移量(弦高，Y轴)，所述旋转编码器、变送器分别将检测的信号转换成TTL方波脉冲送至计算机内具有加减功能的计数卡，再经过计算程序通过函数关系计算出实际的曲率半径；所述计数卡插在计算机内的扩展槽上，通过DB25接口与计算机连接；所述曲率半径计算公式为R＝(L2+H2)/(2H)，其中L＝(弦长|AB|)/2，H为弦高，即为球栅尺检测值(Y轴直线位移量)。
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＝500(mm)，检测轮半径r1＝20(mm)，球栅尺分辨率u＝0.005(mm)，旋转编码器每圈脉冲数m＝1000；然后设定曲率半径给定值R给定＝(1000～6000)mm，本实施例为3000mm；读球栅尺计数值CH1-CNT(计数卡上第一通道的计数值)，计算弦高H＝CH1-CNT*u；再计算曲率半径R测＝(L2+H2)/(2H)，其中L＝(弦长|AB|)/2，H为弦高，即为球栅尺检测值(Y轴直线位移量)，读旋转编码器计数值CH2-CNT(计数卡上第二通道的计数值)；将旋转编码器计数值CH2-CNT转换成测量点位移量S＝CH2-CNT*2π*r1/m；以测量点位移量S为X轴，R测为Y轴画曲率半径测量曲线；计算曲率误差RW＝R测-R给定；显示输出误差(此误差可用于肋骨弯淬机曲率校正，在肋骨弯淬机控制程序中的曲率修正输入框内输入此误差值即可。误差修正公式为R’测＝R’测+Rw其中R’测为肋骨弯淬机控制程序中的曲率测量值，Rw为曲率误差值。此时，如继续测量则返回设定曲率半径给定值R给定，否则结束程序。
本发明方法的专用装置，如图1所示，为在三角形检测支架1上加装球栅尺结构，其中所述球栅尺由导杆3和装有变送器的滑块2构成，导杆3安装在三角形检测支架1上，与其底边垂直；滑块2安装在三角形检测支架1、与底边相对的顶点上，与导杆3滑动连接；在导杆3上套装一压缩弹簧4，于三角形检测支架1底边和底边相对的顶点之间，使导杆3可顶紧钢料6，在导杆3前端、与钢料6接触处安装一个检测轮5，和检测轮5同轴位置设一旋转编码器，旋转编码器、滑块上的变送器分别接至计算机中计数卡；三角形检测支架1应有一定的强度，防止受力变形影响测量精度。旋转编码器用于检测钢料6沿圆弧方向的位移，送出的脉冲信号同样由计算机的计数卡转换成数字量，作为画钢料6形状曲线的X轴参数。
其中推导曲率半径计算公式如图2所示，设钢料的曲率半径为R，弦长|AB|＝2L，弦高为H(H即为球栅尺检测值)，在直角三角形ABO中，由勾股定理，则有R2＝L2+(R-H)2，解出R，R＝(L2+H2)/2H(1)公式(1)即为曲率半径计算公式。
根据误差允许值确定L长度钢料的最大半径为RMAX＝4200mm，球栅尺的分辩率为dH＝0.005mm，测量误差dR＝-1mm。
公式(1)对H求导，dR/dH＝(H2-L2)/2H2(2)由公式(1)、(2)联立解得L＝420mm由此得出结论，只要L＞420mm，测量误差就能够满足要求。
由本发明结构看其测量过程将本发明检测轮5靠紧被测钢料6时，检测轮5连导杆3一起回缩，回缩量的大小取决于钢料6的曲率半径，即曲率半径越大，回缩量越大。弹簧4的作用使检测轮5顶紧钢料6。回缩量的大小由变送器转换成脉冲信号送至计算机，换算成H值，根据曲率半径计算公式计算出曲率半径R值。将检测轮5沿钢料6移动，与检测轮5联动的旋转编码器将检测出的位移转变成脉冲信号送至计算机，作为画钢料6形状曲线的X轴坐标值，以计算出的曲率半径R值作为Y轴坐标，便可方便直观地看出钢料6上各点的曲率半径大小及误差。
本发明在计算机扩展槽加装计数卡来检测脉冲数，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。旋转编码器、球栅尺变速器分别与PCL-833卡的DB25口相连，其中球栅尺变速器接第1通道，旋转编码器接第2通道。
旋转编码器LEC-200-BM-G05D，长春第一光学仪器厂。球栅尺测量长度600mm(TTL输出)，英国NEWALL公司。
权利要求
1.一种曲率半径检测方法，其特征在于用与球栅尺导杆顶端检测轮同轴的旋转编码器检测沿钢料运动的曲线位移量，用变送器通过球栅尺上的导杆检测钢料运动的直线位移量，所述旋转编码器、变送器分别将检测的信号送至计算机内计数卡，再经过计算程序通过函数关系计算出实际的曲率半径。
2.按照权利要求1所述曲率半径检测方法，其特征在于所述的计数卡插在计算机内的扩展槽上，通过DB25接口与计算机连接。
3.按照权利要求1所述曲率半径检测方法，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、旋转编码器每圈脉冲数m，然后设定曲率半径给定值R给定，读球栅尺上变送器计数值CH1-CNT，计算弦高H；再计算曲率半径R测，读旋转编码器计数值CH2-CNT；将旋转编码器计数值CH2-CNT转换成测量点位移量S；以测量点位移量S为X轴，R测为Y轴画曲率半径测量曲线；计算曲率误差RW＝R测-R给定，最后显示输出误差，如继续测量则返回设定曲率半径给定值R给定，否则结束程序。
4.按照权利要求3所述曲率半径检测方法，其特征在于所述曲率半径给定值R给定在1000～6000mm范围内。
5.按照权利要求3所述曲率半径检测方法，其特征在于所述弦高H为CH1-CNT*u。
6.按照权利要求3所述曲率半径检测方法，其特征在于所述曲率半径R测为(L2+H2)/(2H)，其中L＝(弦长|AB|)/2，H为弦高，即为球栅尺检测值。
7.按照权利要求3所述曲率半径检测方法，其特征在于所述测量点位移量S为CH2-CNT*2π*r1/m。
8.按照权利要求3所述曲率半径检测方法，其特征在于所述曲率误差RW为R测-R给定。
9.一种曲率半径检测方法的专用装置，其特征在于为在三角形检测支架(1)上加装球栅尺结构，其中所述球栅尺由导杆(3)和装有变送器的滑块(2)构成，导杆(3)安装在三角形检测支架(1)上，与其底边垂直；滑块(2)安装在三角形检测支架(1)、与底边相对的顶点上，与导杆(3)滑动连接；在导杆(3)上套装一压缩弹簧(4)，于三角形检测支架(1)底边和底边相对的顶点之间，使导杆(3)可顶紧钢料(6)，在导杆(3)前端、与钢料(6)接触处安装一个检测轮(5)，和检测轮(5)同轴位置设一旋转编码器，旋转编码器、滑块上的变送器分别接至计算机中计数卡。
全文摘要
本发明涉及一种曲率半径测量技术，特别是涉及一种曲率半径测量方法及专用装置。方法为用与球栅尺导杆顶端检测轮同轴的旋转编码器检测沿钢料运动的曲线位移量，用变送器通过球栅尺上的导杆检测钢料运动的直线位移量，所述旋转编码器、变送器分别将检测的信号送至计算机内计数卡，再经过计算程序通过函数关系计算出实际的曲率半径；装置为在三角形检测支架上加装球栅尺结构，其中所述球栅尺由导杆和装有变送器的滑块构成，在导杆上套装一压缩弹簧，在导杆前端安装一检测轮，检测轮同轴位置设一旋转编码器，旋转编码器、滑块上的变送器分别接至计算机中计数卡。本发明测量精度高，用于潜艇肋骨弯淬机曲率测量。
文档编号G01B5/213GK1464282SQ02132468
公开日2003年12月31日 申请日期2002年6月25日 优先权日2002年6月25日
发明者吴景辉, 朱军, 李令奇 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所