>[0035]另外，所述传感器支架3安装在底座11上，所述位移传感器4位置可调整地安装在传感器支架3上，所述位移传感器4用于与V型块22上的待测区域接触以检测待测区域的深度。向下移动位移传感器4，可以使位移传感器4与圆柱形工件5的待测区域
[0036]进一步，位移传感器4的分辨率为0.1 μ m，其与伺服电机13组成闭环反馈控制系统，以用于控制圆柱形工件5的剥层深度。
[0037]优选地，所述传感器支架3用于安装位移传感器4的部位设置有缺口槽31，所述位移传感器4安装在缺口槽31处，有螺栓装置从缺口槽31处穿过传感器支架3后将位移传感器4固定在传感器支架3上，这样拧松和拧紧螺栓装置即可方便地调整位移传感器4的位置。另外，还可以采用设置腰形孔与螺栓装置配合的方式，来调整位移传感器4的位置。
[0038]作为优选，工件限位机构23通过螺栓与连接板21固定在一起，可以根据圆柱形工件5的长度来确定工件限位机构23的数目。图2示出了 2个工件限位机构23。相应地，V型块22也设置了 2个。V型块22通过螺栓与连接板21固定在一起。滚珠丝杠机构14的滚珠螺母与连接板21的下端通过螺栓连接接在一起。连接板21通过滑块121安装在两导轨12上，连接板21通过螺栓与滑块121固定在一起。两个导轨12通过螺栓固定在底座11上。传感器支架3直接与底座11焊接在一起。伺服电机13连接电机座后，直接通过螺栓将电机座与底座11固定在一起。
[0039]上述导轨12、滚珠丝杠机构14配合伺服电机13，主要是让圆柱形工件5能够精确完成初始工位与剥层工位这两个工位的切换，提高其重复定位精度。
[0040]上述工件限位机构23通过拧紧限位架231上的螺栓，给工件提供一个夹持力，防止工件在剥层或者切换工位过程中位置发生变化。
[0041]本发明测量装置的工作过程:
[0042]I)将圆柱形工件5放在V型块上，调整圆柱形工件5的位置，使圆柱形工件5上的待测区域位于位移传感器4的正下方，通过压紧装置232对圆柱形工件5进行限位；
[0043]2)调整位移传感器4的上下位置，使位移传感器4接触圆柱形工件5的待测区域，记录位移传感器4的初始读数h。；
[0044]3)启动剥层工位上的电解抛光机，设置电解抛光机每次剥层深度为h，本发明的剥层深度h可以达到μπι级别，本发明优选每次剥层深度为Iym;
[0045]4)伺服电机13驱动滚珠丝杠机构运动，滚珠丝杠机构带动圆柱形工件5移动到剥层工位，利用X射线衍射仪对表层残余应力进行测量，记录圆柱形工件5表面的残余应力数值S0;
[0046]5)设置圆柱形工件5内部残余应力测量点的数量为η，μ为允许的剥层误差值，0< μ彡h/2，径向深度为jkh的点为残余应力测量点，其中k为正整数，j = 1，2，3……η;譬如，如果η = 3，k = 5，则圆柱形工件5的径向深度为5 μπι，10 μπι和15 μπι的点为残余应力测量点，X射线衍射仪需检测这三个点的残余应力；
[0047]6)设置计时器i = I ;
[0048]7)本步骤包括以下子步骤:
[0049]7.1)使用电解抛光机对圆柱形工件5待测区域进行一次剥层；伺服电机13驱动圆柱形工件5回到初始工位，位移传感器4与待测区域接触，得到读数h1;伺服电机13驱动圆柱形工件5移动到剥层工位；
[0050]7.2)判断IhrhllI ^kh-μ是否成立，若否，则返回步骤7.1)，若是，则进入步骤7.3);
[0051]7.3)测量第i点残余应力数值S1;
[0052]7.4)设置 i = i+l；
[0053]7.5)判断i > η是否成立，若否，则返回步骤7.1)，若是，进入步骤8);
[0054]8)结束残余应力的测量。
[0055]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种残余应力层深分布辅助测量装置，其特征在于:包括底部支撑装置、工件支撑装置、传感器支架及位移传感器，其中， 所述底部支撑装置包括底座、两导轨、伺服电机和滚珠丝杠机构，所述两导轨和伺服电机均安装在底座上，所述滚珠丝杠机构通过伺服电机驱动； 所述工件支撑装置包括连接板、V型块和工件限位机构，所述连接板通过滚珠丝杠机构驱动其移动且其安装在两导轨上，所述V型块安装在连接板上；所述工件限位机构包括安装在连接板上的限位架及安装在限位架上的压紧装置，所述压紧装置位于V型块的上方，其用于与V型块配合对圆柱形工件进行限位； 所述传感器支架安装在底座上，所述位移传感器上下位置可调整地安装在传感器支架上，所述位移传感器用于与V型块上的待测区域接触以检测待测区域的深度。2.根据权利要求1所述的一种残余应力层深分布辅助测量装置，其特征在于:所述压紧装置为螺纹连接在限位架上的螺栓。3.根据权利要求1所述的一种残余应力层深分布辅助测量装置，其特征在于:位移传感器的分辨率为0.1 ym，其与伺服电机组成闭环反馈控制系统，以用于控制圆柱形工件的剥层深度。4.根据权利要求1所述的一种残余应力层深分布辅助测量装置，其特征在于:所述传感器支架用于安装位移传感器的部位设置有缺口槽，所述位移传感器安装在缺口槽处，有螺栓装置从缺口槽处穿过传感器支架后将位移传感器固定在传感器支架上。5.一种利用权利要求1?4中任一权利要求所述的辅助测量装置进行残余应力层深分布的测量方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)将圆柱形工件放在V型块上，调整圆柱形工件的位置，使圆柱形工件上的待测区域位于位移传感器的正下方，通过压紧装置对圆柱形工件进行限位； 2)调整位移传感器的上下位置，使位移传感器接触圆柱形工件的待测区域，记录位移传感器的初始读数h。； 3)启动剥层工位上的电解抛光机，设置电解抛光机每次剥层深度为h; 4)伺服电机驱动滚珠丝杠机构运动，滚珠丝杠机构带动圆柱形工件移动到剥层工位，利用X射线衍射仪对表层残余应力进行测量，记录圆柱形工件表面的残余应力数值S。； 5)设置圆柱形工件内部残余应力测量点的数量为η，μ为允许的剥层误差值，O< μ彡h/2，径向深度为jkh的点为残余应力测量点，其中k为正整数，j = 1，2，3……η; 6)设置计时器i= I ; .7)本步骤包括以下子步骤: . 7.1)使用电解抛光机对圆柱形工件待测区域进行一次剥层；伺服电机驱动圆柱形工件回到初始工位，位移传感器与待测区域接触，得到读数h1;伺服电机驱动圆柱形工件移动到剥层工位； . 7.2)判断Ih1-1lllI ^kh-μ是否成立，若否，则返回步骤7.1)，若是，则进入步骤.7.3); .7.3)测量第i点残余应力数值S1; . 7.4)设置 i = i+Ι ; . 7.5)判断i > η是否成立，若否，则返回步骤7.1)，若是，进入步骤8); . 8)结束残余应力的测量。
【专利摘要】本发明公开了一种残余应力层深分布辅助测量装置，包括底部支撑装置、工件支撑装置、传感器支架及位移传感器，所述底部支撑装置包括底座、两导轨、伺服电机和滚珠丝杠机构，所述工件支撑装置包括连接板、V型块和工件限位机构；所述工件限位机构包括安装在连接板上的限位架及安装在限位架上的压紧装置，所述压紧装置位于V型块的上方；所述传感器支架安装在底座上，所述位移传感器上下位置可调整地安装在传感器支架上，所述位移传感器用于与V型块上的待测区域接触以检测待测区域的深度。本发明进行剥层和测量的整个过程自动控制，可操作性强，节约测试时间，测量精度高。
【IPC分类】G01N23/20
【公开号】CN105044136
【申请号】CN201510216926
【发明人】杨文玉, 何少杰, 陈琪琳, 黄坤
【申请人】华中科技大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年4月29日