利用光反射原理的薄壁变形测量装置的制作方法

本实用新型涉及一种利用光反射原理的薄壁变形测量装置，属于薄壁变形测量领域。

背景技术：

薄壁加工过程中由于薄壁结构特点，容易受力变形，薄壁变形量作为衡量薄壁加工质量的主要研究指标之一。针对薄壁加工过程中薄壁变形的研究很多，薄壁变形处于一种定性描述的层面，即使通过光学电镜进行扫描，所定义的薄壁变形也是经不起推敲的。针对薄壁加工后的变形量进行准确的测量，并进行定量表示，对于推动薄壁加工质量的改善具有举足轻重的意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种操作简单、应用灵活的利用光反射原理的薄壁变形测量装置。其技术方案为：

一种利用光反射原理的薄壁变形测量装置，包括底座、支撑板、丝杠支撑端、丝杠、螺母座、托板、反射光接收器、丝杠固定端、联轴器、电机、光源发射器支撑下端、光源发射器支撑中端、光源发射器支撑上端、光源发射器、薄壁支撑台、薄壁，其特征在于：支撑板上设有电机安装板和螺母座导轨，电机固定安装在电机安装板上，丝杠支撑在丝杠支撑端和丝杠固定端上，电机与丝杠通过联轴器进行连接，螺母座装配在丝杠上并通过螺母座导轨与支撑板连接；底座上设有导轨，薄壁固定放置在薄壁支撑台上，薄壁支撑台通过导轨与底座连接；支撑板固定安装在底座上，光源发射器支撑下端固定安装在支撑板上；光源发射器支撑下端与光源发射器支撑中端上均设有连接孔，光源发射器支撑上端上设有安装孔，光源发射器支撑上端通过安装孔与光源发射器支撑中端连接，光源发射器支撑中端通过在连接孔中插入圆柱销与光源发射器支撑下端连接；光源发射器固定安装在光源发射器支撑上端上；反射光接收器固定安装在托板上，托板固定安装在螺母座上。

所述的利用光反射原理的薄壁变形测量装置，其特征在于：电机安装板是单独的结构，通过螺钉固定安装在支撑板上。

所述的利用光反射原理的薄壁变形测量装置，其特征在于：螺母座导轨是单独的结构，通过螺钉固定安装在支撑板上。

所述的利用光反射原理的薄壁变形测量装置，其特征在于：导轨是单独的结构，通过螺钉固定安装在底座上。

所述的利用光反射原理的薄壁变形测量装置，其特征在于：光源发射器支撑下端、光源发射器支撑中端与光源发射器支撑上端通过焊接固定成一体，光源发射器通过球面与其固定连接。

所述的利用光反射原理的薄壁变形测量装置，其特征在于：电机是伺服电机，或者是步进电机。

所述的利用光反射原理的薄壁变形测量装置，其特征在于：丝杠是滚动丝杠，或者是滑动丝杠。

本实用新型与现有技术相比，其优点是：

1、利用光反射，原理简单；

2、装置操作简便，应用灵活；

3、通过调节装置光源发射角度或者薄壁位置，进行多次测量，测量精度高。

附图说明

图1为利用光反射原理的薄壁变形测量装置的示意图。

图2为图1的局部放大图。

图3为图1所示的测量装置的测量原理示意图。

图中：1、底座2、支撑板3、丝杠支撑端4、丝杠5、螺母座6、托板7、反射光接收器8、丝杠固定端9、联轴器10、电机11、光源发射器支撑下端12、光源发射器支撑中端13、光源发射器支撑上端14、光源发射器15、薄壁支撑台16、薄壁17、螺母座导轨18、电机安装板19、导轨20、安装孔21、连接孔

具体实施方式

在图1、图2所示的实施例中：包括底座、支撑板、丝杠支撑端、丝杠、螺母座、托板、反射光接收器、丝杠固定端、联轴器、电机、光源发射器支撑下端、光源发射器支撑中端、光源发射器支撑上端、光源发射器、薄壁支撑台、薄壁，其特征在于：支撑板上设有电机安装板和螺母座导轨，电机固定安装在电机安装板上，丝杠支撑在丝杠支撑端和丝杠固定端上，电机与丝杠通过联轴器进行连接，螺母座装配在丝杠上并通过螺母座导轨与支撑板连接；底座上设有导轨，薄壁固定放置在薄壁支撑台上，薄壁支撑台通过导轨与底座连接；支撑板固定安装在底座上，光源发射器支撑下端固定安装在支撑板上；光源发射器支撑下端与光源发射器支撑中端上均设有连接孔，光源发射器支撑上端上设有安装孔，光源发射器支撑上端通过安装孔与光源发射器支撑中端连接，光源发射器支撑中端通过在连接孔中插入圆柱销与光源发射器支撑下端连接；光源发射器固定安装在光源发射器支撑上端上；反射光接收器固定安装在托板上，托板固定安装在螺母座上。

如图3所示的具体的实施例原理，光源所形成的入射线角度为β，测量装置底部与光源之间的垂直距离l0，薄壁根部与反射光接收器最外沿的水平距离l1。如果薄壁垂直无变形，入射角与反射角为γ1，入射光线经薄壁反射落在反射光接收器上。而实际中，薄壁变形倾斜角度为α，这时，入射光线经薄壁反射的实际反射角为γ，实际反射线在反射光接收器上的落点为o。该落点o与测量装置的距离为l2，与理想反射线落点位置的距离为l。定性的分析，随着薄壁倾斜角度α改变，实际反射线落点o的位置会改变，随之，距离l和l2也会改变。可以通过建立倾斜角度α与距离l2之间的关系，求得薄壁变形倾斜角度α。当然薄壁变形倾斜量也可以通过距离l或l2间接的表示，薄壁实际变形倾斜越大，l2越小，l越大。

薄壁变形量用距离间接表示时，l2可直接测得。根据光反射原理和三角形定理，通过已知的角度β、距离l0、l2与l1，可求得l，即l＝l0-l2-2l1cotβ。同时，也可表示出其他角度、距离，并建立薄壁变形量α与距离l2之间的关系。如图3所示的具体实施例原理中，实际反射线与竖直面之间形成的夹角为a，a＝β-2α。理想入射角γ1＝90°-β，实际入射角γ＝γ1+α＝90°-β+α。根据三角形正弦定理，记入射光线长度为x，可得：即利用x可建立起距离与倾斜角度α之间的关系，即：实质上，倾斜角α与距离l之间的关系可以表示为：α＝kl，可通过数值分析的方法，确定k的具体式。实际应用中，可以用距离l来反映变形倾斜量的大小，简单方便。

本实例利用光反射原理对薄壁的变形进行测量，测量的原理简单，操作步骤简便。通过调节光源发射角度、反射光接收器的位置以及薄壁的位置，可以针对同一薄壁进行多次测量，提高测量精度高，同时也可以适用不同的情况，应用灵活。