本發(fā)明涉及一種在線測(cè)溫、測(cè)力裝置。

背景技術(shù)：

在產(chǎn)品裝配領(lǐng)域，如何實(shí)現(xiàn)工件間又快又好又輕量化的連接十分重要。鋁合金、鎂合金、復(fù)合材料等熱塑性材料是航空航天及高檔汽車方面應(yīng)用廣泛的材料，為了配合這些材料構(gòu)件的設(shè)計(jì)使用，一些通過旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接的新工藝如攪拌摩擦焊接、摩擦拉塞焊以及摩擦鉚均被廣泛研究應(yīng)用。

以摩擦拉塞焊以及摩擦鉚工藝為代表，工程領(lǐng)域亟需成熟化的工藝流程和工藝參數(shù)。特別是這些新工藝在以簡(jiǎn)便化、實(shí)用化為特點(diǎn)的生產(chǎn)線上的推廣應(yīng)用，亟需在線質(zhì)量監(jiān)控和工藝參數(shù)在線調(diào)整的方法和手段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種在線測(cè)溫、測(cè)力裝置，能夠應(yīng)用于通過旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接的裝備的在線測(cè)溫、測(cè)力。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種在線測(cè)溫、測(cè)力裝置，包括：

底座；

安裝于底座上的扭矩消除架, 扭矩消除架上設(shè)置有緊定螺釘；

動(dòng)態(tài)力傳感器，動(dòng)態(tài)力傳感器通過鉸制孔螺栓與底座連接，動(dòng)態(tài)力傳感器用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接的實(shí)際軸向力；

傳感器平臺(tái)座，傳感器平臺(tái)座通過螺紋與動(dòng)態(tài)力傳感器連接；

傳力架，所述傳感器平臺(tái)座和傳力架之間使用內(nèi)螺紋圓柱銷和內(nèi)六角螺釘連接，所述的傳力架，連同壓板和內(nèi)六角螺釘，提供母材連接的支承和下一連接點(diǎn)的移動(dòng)調(diào)整時(shí)接口導(dǎo)向；

探頭支架，探頭支架通過內(nèi)六角螺釘安裝在傳力架上；

8-14um波段紅外測(cè)溫探頭，用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接全過程的接頭上表面溫度；

2.3um波段紅外測(cè)溫探頭，用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接全過程的接頭下表面溫度；

矩形鎖緊螺母，探頭支架與矩形鎖緊螺母配合，為8-14um波段紅外測(cè)溫探頭和2.3um波段紅外測(cè)溫探頭提供安裝位置點(diǎn)，并通過8-14um波段紅外測(cè)溫探頭和2.3um波段紅外測(cè)溫探頭自身螺紋提供測(cè)量位置的微調(diào)整；

設(shè)置于底座上的內(nèi)六角孔螺釘，用于安裝旋轉(zhuǎn)摩擦裝備的工作平臺(tái)。

進(jìn)一步的，在上述裝置中，所述動(dòng)態(tài)力傳感器的量程為0-12.5KN,精度為0.01%全量程。

進(jìn)一步的，在上述裝置中，所述8-14um波段紅外測(cè)溫探頭的測(cè)量范圍為-50～975℃。

進(jìn)一步的，在上述裝置中，所述2.3um波段紅外測(cè)溫探頭16的測(cè)量范圍為100～600℃。

進(jìn)一步的，在上述裝置中，所述裝置還包括：

與所述動(dòng)態(tài)力傳感器連接的工控機(jī)，用于將動(dòng)態(tài)力傳感器輸出的信號(hào)通過Labveiw軟件進(jìn)行變換、放大處理后，得到的旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接的測(cè)量軸向力F并進(jìn)行顯示。

進(jìn)一步的，在上述裝置中，所述工控機(jī)的Labveiw軟件根據(jù)所述8-14um波段紅外測(cè)溫探頭測(cè)得的接頭上表面溫度和2.3um波段紅外測(cè)溫探頭測(cè)得的接頭下表面溫度，得到旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接的工藝溫度并進(jìn)行顯示。

進(jìn)一步的，在上述裝置中，得到旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接的工藝溫度T的測(cè)量公式為：

T= +

其中，為加權(quán)系數(shù)，。

進(jìn)一步的，在上述裝置中，所述內(nèi)螺紋圓柱銷的規(guī)格為10×22-GB/T120.1。

進(jìn)一步的，在上述裝置中，所述鉸制孔螺栓的規(guī)格為螺栓M16×45-GB/T27。

進(jìn)一步的，在上述裝置中，所述緊定螺釘?shù)囊?guī)格為M8×40-GB/T78。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單采用一個(gè)傳感器測(cè)力、兩個(gè)傳感器測(cè)溫，不僅便于使用，而且精度較高，可應(yīng)用于通過旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接的裝備的在線測(cè)溫、測(cè)力，即連接裝配過程中在線測(cè)量連接過程的溫度和軸向壓力，同時(shí)具有良好集成開放性，可方便摩擦鉚、摩擦拉塞焊的鉚釘、塞焊棒等緊固件的在線監(jiān)測(cè)，有力地幫助操作人員對(duì)摩擦鉚、摩擦拉塞焊等進(jìn)行連接質(zhì)量分析和工藝參數(shù)積累，另外，本發(fā)明經(jīng)過調(diào)整也可用于高低溫、真空環(huán)境的空間焊接設(shè)備，并且連同軟件及控制集成可推向商業(yè)化，具有極大的研究與應(yīng)用的工具價(jià)值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的在線測(cè)溫、測(cè)力裝置的主視圖；

圖2為圖1的在線測(cè)溫、測(cè)力裝置的俯視圖；

圖3為沿圖1中的A-A線的線測(cè)溫、測(cè)力裝置的剖視圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明提供一種在線測(cè)溫、測(cè)力裝置，包括：

底座1,鉸制孔螺栓2，動(dòng)態(tài)力傳感器3,傳感器平臺(tái)座4,傳力架5，探頭支架6,壓板7,內(nèi)螺紋圓柱銷8，內(nèi)六角螺釘9、10、12、17、18，緊定螺釘11，扭矩消除架13，矩形鎖緊螺母14以及8-14um波段紅外測(cè)溫探頭15,2.3um波段紅外測(cè)溫探頭16、母材20。

詳細(xì)的，所述在線測(cè)溫、測(cè)力裝置，包括：

底座1；

安裝于底座(1)上的扭矩消除架 (13), 扭矩消除架13)上設(shè)置有緊定螺釘(11)，在此，通過在底座(1)上安裝扭矩消除架(13)，通過扭矩消除架(13)上的緊定螺釘(11)抵消主軸旋轉(zhuǎn)扭矩，從而避免產(chǎn)生的附加軸向力，即=0；

動(dòng)態(tài)力傳感器3，動(dòng)態(tài)力傳感器3通過鉸制孔螺栓2與底座1連接，動(dòng)態(tài)力傳感器3用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接的實(shí)際軸向力P，詳細(xì)的，旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接的實(shí)際軸向力P與旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接的測(cè)量軸向力F的關(guān)系為：

P=F-

為附加軸向力，由于設(shè)置扭矩消除架13，忽略該項(xiàng)誤差，即=0；

傳感器平臺(tái)座4，傳感器平臺(tái)座4通過螺紋與動(dòng)態(tài)力傳感器3連接，其中，可在傳感器平臺(tái)座4上整體加工與動(dòng)態(tài)力傳感器3連接的螺紋，以動(dòng)態(tài)力傳感器3上部的整體性；

傳力架(5)，所述傳感器平臺(tái)座(4)和傳力架(5)之間使用內(nèi)螺紋圓柱銷8和內(nèi)六角螺釘17連接，所述的傳力架(5)，連同壓板(7)和內(nèi)六角螺釘(9)，提供母材20連接的支承和下一連接點(diǎn)的移動(dòng)調(diào)整時(shí)接口導(dǎo)向，在此，可以保證動(dòng)態(tài)力傳感器(3)下部的底座(1)和動(dòng)態(tài)力傳感器(3)上部的傳感器平臺(tái)座(4)以及傳力架(5)三件間的平行度；

探頭支架6，探頭支架6通過內(nèi)六角螺釘10安裝在傳力架5上；

8-14um波段紅外測(cè)溫探頭15，用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接全過程的接頭上表面溫度；

2.3um波段紅外測(cè)溫探頭16，用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接全過程的接頭下表面溫度；

矩形鎖緊螺母14，探頭支架6與矩形鎖緊螺母14配合，為8-14um波段紅外測(cè)溫探頭15和2.3um波段紅外測(cè)溫探頭16提供安裝位置點(diǎn)，并通過紅外測(cè)溫探頭15、16自身螺紋提供測(cè)量位置的微調(diào)整；

設(shè)置于底座1上的內(nèi)六角孔螺釘18，用于安裝旋轉(zhuǎn)摩擦裝備的工作平臺(tái)，保證在線測(cè)溫、測(cè)力裝置固定。本發(fā)明能夠最終保證動(dòng)態(tài)力傳感器3與旋轉(zhuǎn)主軸軸線在測(cè)量過程完全重合，從而保證測(cè)力精度。

本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述動(dòng)態(tài)力傳感器3的量程為0-12.5KN,精度為0.01%全量程。

本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述8-14um波段紅外測(cè)溫探頭15 的測(cè)量范圍為-50～975℃,擅長(zhǎng)測(cè)量非金屬及表面粗糙金屬，如附圖3所示將其放置在裝置的內(nèi)部，測(cè)量接頭的下部溫度。

本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述2.3um波段紅外測(cè)溫探頭16的測(cè)量范圍為100～600℃,擅長(zhǎng)測(cè)量光亮金屬表面，如附圖3所示將其放置在裝置的側(cè)面，測(cè)量接頭的上部溫度。

本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述裝置還包括與動(dòng)態(tài)力傳感器3連接的工控機(jī)，用于將動(dòng)態(tài)力傳感器3輸出的信號(hào)通過Labveiw軟件進(jìn)行變換、放大處理后，得到的旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接的測(cè)量軸向力F并進(jìn)行顯示。

本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述工控機(jī)的Labveiw軟件根據(jù)所述8-14um波段紅外測(cè)溫探頭15測(cè)得的接頭上表面溫度和2.3um波段紅外測(cè)溫探頭16測(cè)得的接頭下表面溫度，得到旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接的工藝溫度T并進(jìn)行顯示，具體測(cè)量公式為：

T=+

其中，為加權(quán)系數(shù)，,可通過標(biāo)定獲得。一般來說光亮材料；非光亮材料。本發(fā)明的工作原理是利用應(yīng)變片式測(cè)力傳感器測(cè)量旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接的測(cè)量軸向力F，經(jīng)過變換、放大等信號(hào)處理直接在工控機(jī)Labveiw軟件中顯示出來。利用物體在各溫度下的發(fā)射紅外線原理測(cè)量旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接的工藝溫度T，該溫度T由8-14um波段紅外測(cè)溫探頭16測(cè)得的下部溫度和2.3um波段紅外測(cè)溫探頭17測(cè)得的上部溫度共同獲得，測(cè)量公式的測(cè)量結(jié)果通過工控機(jī)的Labveiw軟件實(shí)時(shí)運(yùn)算并實(shí)時(shí)顯示處來。

本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述內(nèi)螺紋圓柱銷8的規(guī)格為10×22-GB/T120.1,鉸制孔螺栓2的規(guī)格為螺栓M16×45-GB/T27,內(nèi)六角螺釘9的規(guī)格為M12×55-GB/T70.1，內(nèi)六角螺釘10的規(guī)格為M5×20-GB/T70.1，內(nèi)六角螺釘12的規(guī)格為M8×30-GB/T70.1， 內(nèi)六角螺釘17的規(guī)格為M12×35-GB/T70.1，內(nèi)六角螺釘18的規(guī)格為M12×45-GB/T70.1，緊定螺釘11的規(guī)格為M8×40-GB/T78。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單采用一個(gè)傳感器測(cè)力、兩個(gè)傳感器測(cè)溫，不僅便于使用，而且精度較高，可應(yīng)用于通過旋轉(zhuǎn)摩擦進(jìn)行工件之間連接的裝備的在線測(cè)溫、測(cè)力，即連接裝配過程中在線測(cè)量連接過程的溫度和軸向壓力，同時(shí)具有良好集成開放性，可方便摩擦鉚、摩擦拉塞焊的鉚釘、塞焊棒等緊固件的在線監(jiān)測(cè)，有力地幫助操作人員對(duì)摩擦鉚、摩擦拉塞焊等進(jìn)行連接質(zhì)量分析和工藝參數(shù)積累，另外，本發(fā)明經(jīng)過調(diào)整也可用于高低溫、真空環(huán)境的空間焊接設(shè)備，并且連同軟件及控制集成可推向商業(yè)化，具有極大的研究與應(yīng)用的工具價(jià)值。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。