[發(fā)明專利]圓形殼體的壁厚測量裝置與測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610258264.6
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN105737746A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 繆建國;唐松;何光武;張春富;何光文
• 申請（專利權(quán)）人: 南京晨光集團有限責任公司
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06;G01B17/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 王培松;朱顯國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種外形為圓柱形或圓錐形殼體的壁厚測量裝置與測量方法。

背景技術(shù)

在航天、機械等制造領(lǐng)域，圓形殼體的加工制造較為廣泛，涉及鑄造、鈑金和精加工等工藝流程。為使殼體具有較強的剛度、較輕的重量及良好的可加工性，需要測量殼體的壁厚值，將其控制在一定的公差范圍內(nèi)。

目前，操作人員主要使用超聲波測厚儀逐點測量殼體壁厚值。在測量過程中，需要不斷蘸涂耦合劑，測量效率低下，而且不同人員測量結(jié)果差異較大；同時由于人工測量點數(shù)較為有限，難以覆蓋殼體的全部表面，容易存在檢測盲區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中超聲波測厚儀測量殼體壁厚值效率低下、存在檢測盲區(qū)的問題，本發(fā)明旨在提出一種壁厚測量裝置與方法，采用非接觸式掃描法實現(xiàn)殼體壁厚的自動化快速測量。

本發(fā)明的上述目的通過獨立權(quán)利要求的技術(shù)特征實現(xiàn)，從屬權(quán)利要求以另選或有利的方式發(fā)展獨立權(quán)利要求的技術(shù)特征。

為達成上述目的，本發(fā)明提出一種圓形殼體的壁厚測量裝置，包括：

基座；

位于基座上的用于承載被測殼體的旋轉(zhuǎn)臺，該旋轉(zhuǎn)臺被設(shè)置成可繞其中軸線旋轉(zhuǎn)；

位于基座上的立柱，該立柱被設(shè)置成在一第一安裝位置可轉(zhuǎn)動地連接到所述基座；

角度調(diào)整機構(gòu)，被設(shè)置用于調(diào)節(jié)立柱相對于基座的角度，該角度調(diào)整機構(gòu)的一端連接在所述立柱上，另一端在一第二安裝位置連接到所述基座；

其中，所述立柱上還設(shè)置有可沿著立柱縱長方向移動的第一測量臂和第二測量臂，第一測量臂與第二測量臂等長，并且在第一測量臂臨近基座的一端設(shè)置第一測距模塊，在第二測量臂臨近基座的一端設(shè)置第二測距模塊。

進一步的實施例中，所述角度調(diào)整機構(gòu)包括鉸接到立柱的第一螺桿、鉸接到基座的第二螺桿、套裝在第一螺桿、第二螺桿上的螺套以及操作手柄，該操作手柄被設(shè)置成供操作驅(qū)動第一螺桿和/或第二螺桿的運動以調(diào)整立柱的傾斜角度。

進一步的實施例中，所述角度調(diào)整機構(gòu)包括鉸接到立柱的第一連桿、鉸接到基座的第二連桿、驅(qū)動第一連桿和/或第一連桿的電機以及用于控制電機運行的控制開關(guān)，所述電機被設(shè)置成受控制開關(guān)的操作控制驅(qū)動第一連桿和/或第一連桿運動以調(diào)整立柱的傾斜角度。

進一步的實施例中，所述回轉(zhuǎn)臺包括圓盤形本體以及在圓盤形本體徑向上設(shè)置的多個支撐架，所述支撐架的外端延伸超出圓盤形本體的外周邊緣。

根據(jù)本發(fā)明的改進，還提出一種基于前述測量裝置的圓形殼體壁厚測量方法，包括以下步驟：

步驟1、在被測殼體放置在回轉(zhuǎn)臺上之后，根據(jù)被測殼體的類型控制角度調(diào)整機構(gòu)來調(diào)整立柱相對基座的角度；

步驟2、使所述第一測量臂和第二測量臂中的一者伸入到被測殼體的內(nèi)部，另一者位于被測殼體的外部相對的位置；

步驟3、控制所述回轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，所述第一測距模塊與第二測距模塊分別測量其到被測殼體表面的距離，并將測量數(shù)據(jù)傳輸至一處理終端；

步驟4、處理終端基于第一測距模塊與第二測距模塊的距離以及第一測距模塊與第二測距模塊傳輸?shù)木嚯x數(shù)據(jù)進行做差處理，得到被測殼體的一橫截面的壁厚。

由以上技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的殼體壁厚測量方法與裝置，基于測距傳感器例如激光測距模塊、超聲測距模塊，使用伺服控制技術(shù)，采用非接觸掃描法實現(xiàn)殼體壁厚值的高精度快速自動化測量。在殼體內(nèi)外，兩個安裝于殼體法線方向上的傳感器同時測量出自身到殼體表面的距離，與兩傳感器距離之差即為該點處殼體的壁厚值；還可分別控制實現(xiàn)測距傳感器在殼體母線方向上的直線運動和殼體沿自身中軸的回轉(zhuǎn)運動，即可實現(xiàn)對殼體壁厚值的自動化測量以及全面評價。

應(yīng)當理解，前述構(gòu)思以及在下面更加詳細地描述的額外構(gòu)思的所有組合只要在這樣的構(gòu)思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的發(fā)明主題的一部分。另外，所要求保護的主題的所有組合都被視為本公開的發(fā)明主題的一部分。

結(jié)合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本發(fā)明教導(dǎo)的前述和其他方面、實施例和特征。本發(fā)明的其他附加方面例如示例性實施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的具體實施方式的實踐中得知。

附圖說明

附圖不意在按比例繪制。在附圖中，在各個圖中示出的每個相同或近似相同的組成部分可以用相同的標號表示。為了清晰起見，在每個圖中，并非每個組成部分均被標記。現(xiàn)在，將通過例子并參考附圖來描述本發(fā)明的各個方面的實施例，其中：