专利名称：一种散斑的自动制取装置的制作方法
技术领域：
本发明属于力学测量技术领域，具体涉及一种散斑的自动制取装置。
背景技术：
在位移和应变场的测量中，数字图像相关方法(digital image correlation,DIC)作为一种无损非接触的测量方法得到了广泛的应用。在DIC试验中，为取得较高的测量精度，需要在试件表面制作一定大小和形状的散斑。对于传统方法而言，散斑大都米用人工喷漆制作的方法，即在试件表面进行人工喷洒油漆制作而得，但由于随机因素比较多，制作的散斑形状和尺寸往往不能达到实际需要的最佳尺寸。所以，在这种复杂因素影响的情况下，实际得到的散斑点形状和尺寸与所需要的散斑形状和尺寸往往有比较大的差距。然而，试件表面的散斑是试件变形信息的载体，其大小和形状对DIC的测量精度有很重要的 影响，故而传统人工喷漆方法所制得的散斑往往严重影响力学测量中位移和应变测量的精度。综上可知，为提高力学测量精度，满足试验要求，制作一种自动喷漆散斑制取装置，获得所需固定大小和形状的散斑具有非常重要的意义。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种散斑的自动制取装置，用于制作试件表面的所需要的固定大小和形状的散斑。本发明所提供的一种散斑的自动制取装置包括供料器I、泵2、蓄能器3、组合阀4、Z向导轨5、第一伺服电机6、滚珠丝杠7a,滚珠丝杠7b、滚珠丝杠7c、丝杠螺母8a、丝杠螺母Sb、丝杠螺母Sc、立柱9、第二伺服电机10、X向导轨11、工件12、工作台13、第三伺服电机14、喷嘴15、控制系统16以及计算机17 ;所述供料器I通过导管与泵2、蓄能器3以及组合阀4依次相连；所述组合阀4通过具有伸缩性的软管与喷嘴15相连，保证供料器I、泵2、蓄能器3、组合阀4所组成的液压系统不随喷嘴15 —同运动；所述Z向导轨5采用H型对称布置，保证Z方向运动平稳；所述立柱9与Z向导轨的横梁相连；所述丝杠螺母8a与立柱9固连，所述滚珠丝杠7a通过轴承座支撑在立柱9上，滚珠丝杠7a的一端与第一伺服电机6相连；所述X向导轨11放置在Z向导轨5上；所述丝杠螺母8b与X向导轨11固连，所述滚珠丝杠7b通过轴承座支撑在X向导轨11上，所述滚珠丝杠7b的一端与第二伺服电机10相连；所述喷嘴15放置在X向导轨11上，喷嘴15能够在X向导轨上沿X方向运动；所述工件12放置在工作台13上；所述丝杠螺母8c与工作台13固连；所述滚珠丝杠7c通过轴承座支撑在工作台13上，滚珠丝杠7c的一端与第三伺服电机14相连；所述第一伺服电机6、第二伺服电机10、第三伺服电机14分别通过控制线与控制系统16相连，控制系统16与计算机17相连。供料器I为整个系统提供原料漆，原料漆由供料器传输至泵2中，经过泵2的增压作用以后，由泵2流出的原料漆具有一定的压力，再被传输到蓄能器3中，蓄能器3能使流入其内的原料漆保持压力稳定，原料漆再经过组合阀4流入喷嘴15中，通过组合阀4的作用，调节流入喷嘴15的原料漆的压力以及流量的大小。为保证能在工作所需要的位置进行喷漆，喷嘴可实现X，Z方向的运动，工作台可实现Y方向的运动。第一伺服电机可实现喷嘴在Z方向做直线运动，第二伺服电机可实现喷嘴在X方向做直线运动，第三伺服电机可实现工作台在Y方向做直线运动。该自动散斑制取装置通过控制系统发出信号，液压系统调节流入喷嘴15流量的大小，从而控制喷嘴15喷射速度的大小；通过伺服电机和滚珠丝杠及滚珠丝杠螺母来控制喷嘴到工件的距离，即喷射的距离的大小。喷射速度和喷射距离确定以后，即可完成实验所需散斑图的制作。
本发明装置制作的散斑图像，可作为数字图像相关方法中的位移、应力及应变测量的重要信息载体。散斑图像的大小以及形状对数字图像相关方法的测量精度有很大的影响，该装置采用滚珠丝杠及步进电机等精确保证所制取的散斑图的大小和形状。数字图像相关方法作为一种非接触力学测量方法，在现实生活中有着广泛的应用，如力学测量，三维形貌检测，材料性能测试，流场测量，工程无损检测等方面，而本装置制取的散斑图像对于提闻上述测量的测量精度均有很大的提闻。
图I :为本发明装置结构示意图。图2 :为图I中A向部分结构示意图。图中1_供料器；2-泵；3-蓄能器；4-组合阀；5_Z向导轨；6-第一伺服电机；7a-滚珠丝杠；7b_滚珠丝杠；7c_滚珠丝杠；8a_丝杠螺母；8b_丝杠螺母；8c_丝杠螺母；9-立柱；10-第二伺服电机；11-X向导轨；12_工件；13-工作台；14-第三伺服电机；15_喷嘴；16-控制系统；17-计算机。
具体实施例方式本发明所提供的一种散斑的自动制取装置包括供料器I、泵2、蓄能器3、组合阀4、Z向导轨5、第一伺服电机6、滚珠丝杠7a,滚珠丝杠7b、滚珠丝杠7c、丝杠螺母8a、丝杠螺母Sb、丝杠螺母Sc、立柱9、第二伺服电机10、X向导轨11、工件12、工作台13、第三伺服电机14、喷嘴15、控制系统16以及计算机17。本发明装置工作过程具体如下
(I)将工件放置在工作台上，同时在供料器3中加入制取散斑所需的原材料漆。(2)硬件初始化，使X，Y，Z方向分别回到设备初始点，以便于确定X，Y，Z运动之间的相对位置关系。(3)供料器2中的原料漆在液压系统的作用下，经过泵2，蓄能器3以后，具有一定的压力，通过控制系统调节阀4，改变进入喷嘴的原料的压力的大小以及流量的大小。(4)调节喷嘴与工件之间的距离。为满足试验所需要固定大小和形状的散斑，还需确定喷嘴与工件之间的距离。在此装置中，设置有滚珠丝杠7a和第一伺服电机6，通过滚珠丝杠7a和第一伺服电机共同作用调节喷嘴距离工作台的高度。(5)喷射速度和喷射距离都确定好以后，第二伺服电机10和滚珠丝杠7b控制X方向运动，第三伺服电机14和滚珠丝杠7c控制Y方向运动，在X，Y运动的共同作用下，即可根据计算机中模拟散斑图的形状，制作出工 件表面的实际散斑图。
权利要求
1.一种散斑的自动制取装置，其特征在于该装置包括供料器(I)、泵(2)、蓄能器(3)、组合阀(4)、Z向导轨(5)、第一伺服电机(6)、滚珠丝杠(7a),滚珠丝杠(7b)、滚珠丝杠(7c)、丝杠螺母(8a)、丝杠螺母(8b)、丝杠螺母(8c)、立柱(9)、第二伺服电机(10)、X向导轨(11)、工件(12)、工作台(13)、第三伺服电机(14)、喷嘴(15)、控制系统(16)以及计算机(17);所述供料器(I)通过导管与泵(2)、蓄能器(3)以及组合阀(4)依次相连；所述组合阀(4)通过具有伸缩性的软管与喷嘴(15)相连；所述Z向导轨(5)采用H型对称布置；所述立柱(9)与Z向导轨(5)的横梁相连；所述丝杠螺母(8a)与立柱(9)固连，所述滚珠丝杠(7a)通过轴承座支撑在立柱(9)上，滚珠丝杠(7a)的一端与第一伺服电机(6)相连；所述X向导轨(11)放置在Z向导轨(5)上；所述丝杠螺母(Sb)与X向导轨(11)固连，所述滚珠丝杠(7b)通过轴承座支撑在X向导轨(11)上，所述滚珠丝杠(7b)的一端与第二伺服电机(10)相连；所述喷嘴(15)放置在X向导轨(11)上，喷嘴(15)能够在X向导轨上沿X方向运动；所述工件(12)放置在工作台(13)上；所述丝杠螺母(Sc)与工作台(13)固连；所述滚珠丝杠(7c)通过轴承座支撑在工作台(13)上，所述滚珠丝杠(7c)的一端与第三伺服电机(14)相连；所述第一伺服电机(6)、第二伺服电机(10)、第三伺服电机(14)分别通过控制线与控制系统(16)相连，所述控制系统(16)与计算机(17)相连。
全文摘要
本发明提供一种散斑的自动制取装置，属于力学测量技术领域。本装置包括供料器、泵、蓄能器、组合阀、Z向导轨、伺服电机、滚珠丝杠、丝杠螺母、立柱、X向导轨、工件、工作台、喷嘴、控制系统以及计算机；供料器为整个系统提供原料漆，原料漆由供料器传输至泵中，经过泵的增压作用以后，由泵流出的原料漆具有一定的压力，再被传输到蓄能器中，通过伺服电机和滚珠丝杠及滚珠丝杠螺母来控制喷嘴到工件的距离，即喷射的距离的大小，喷射速度和喷射距离确定以后，即可完成散斑图的制作。本发明装置制作的散斑图像，可作为数字图像相关方法中的位移、应力及应变测量的重要信息载体，本装置制取的散斑图像对于提高测量测量精度有很大的提高。
文档编号G01N1/31GK102768140SQ20121024053
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者汪敏, 潘慧 申请人:安徽工业大学