[發明專利]非接觸式筒形工件形位尺寸自動檢測方法及裝置

無效

• 申請號: 200710072390.3
• 申請日: 2007-06-22
• 公開（公告）號: CN101078617A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 剛鐵;盛朝陽;林俊杰;袁媛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01B17/00
• 分類號: G01B17/00;G01B17/02;G01B17/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 王吉東

技術領域

本發明涉及到一種筒形工件的檢測及加工調整參數的獲得方法。

背景技術

筒形工件及其類似產品大多需經過鑄造及機械加工才能達到最終的尺寸要求，期間還要經過熱處理及穩定化等工序，在這么多道工序的加工處理過程中不可避免地帶來形變，在加工過程中，能夠準確的檢測到加工工件的形位尺寸是保證加工產品的成品率的一個重要的因素。在現有的筒形工件的加工過程中，對工件的形位尺寸控制多由加工技術工人采用手動測量多點壁厚值，然后根據測量數據憑經驗確定加工調整方法及加工余量計算，雖然這種方法可以基本滿足生產中的需要，但是由于受人為因素影響比較大，并且測試的數據點有限，特別是在筒形件內部結構比較復雜時，就難以保證加工產品的質量。

發明內容

為了解決現有筒形工件的加工過程中，操作人員依據手動測量的有限數據憑經驗確定加工調整方法及加工余量，致使加工過程受人為因素影響比較大，難以保證加工產品的質量的問題，本發明提供了一種獲得筒形工件形位尺寸及加工調整參數的方法。

獲得筒形工件形位尺寸及加工調整參數的方法，具體步驟為：

步驟一：確定測量的基準點，在被測工件的外表面上標注多個待測截面位置z₁至z_n，然后執行步驟二；

步驟二：控制被測工件勻速旋轉，同時使編碼器與被測工件同步旋轉，然后執行步驟三；

步驟三：將超聲波耦合劑持續、均勻的噴射到被測工件表面，實現超聲波耦合；然后執行步驟四；

步驟四：調整超聲波探頭位置，使超聲波探頭的中心軸線的延長線與被測工件的中心軸線相交，保證超聲波探頭發射的超聲波垂直于被測工件的外表面入射，然后執行步驟五；

步驟五：調整超聲波探頭的位置，使超聲波探頭發出的超聲波發射到第i個待測截面z_i上，記錄所述待測截面z_i的位置信息，后執行步驟六；

步驟六：當編碼器轉過標定起始位置后，開始連續測量、記錄編碼器信息、超聲波返回時間，直到編碼器再次轉回到標定起始位置時停止測量，根據記錄的信息，計算獲得每一個角度及其對應的待測截面z_i的外表面信息和壁厚信息，執行步驟七；

步驟七：判斷i是否等于n，如果判斷結果為是，表示所有待測截面z_i均測試完畢，執行步驟八；如果判斷結果為否，表示還有待測截面z_i沒有測量，i＝i+1，返回執行步驟五；

步驟八：統計分析步驟五和步驟六獲得的n組信息，獲得被測工件所有待測截面z_i的多點外表面信息和壁厚信息，測試完成；

各步驟中所述i為整數，且1≤i≤n，

設定被測工件的軸向方向為Z軸、超聲波探頭指向方向為X軸，則Y軸為垂直于所述X軸和Z軸的方向，具體調整數據的分析計算過程為：

設定轉軸中心為坐標圓點，超聲波探頭指向的方向為X軸正方向，垂直于超聲波探頭與被測工件旋轉軸線的連線的下方向為Y軸正方向；在每個測量截面z_i的信息中選取三點A、B、C的數據信息，所述三點A、B、C的坐標分別為A(x₁，y₁)、B(x₂，y₂)、C(x₃，y₃)，其中三點與截面中心連線之間的夾角α、β、γ均為(120±15)°，則圓心坐標(X，Y)及內半徑R的計算公式為：