[發明專利]一種薄壁零件側壁厚度在機自動測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201811197195.8
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN109176150B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 顧菘;李秀鑫;郝煒;王建;杜英杰;張偉瑞;何龍
• 申請（專利權）人: 成都航空職業技術學院
• 主分類號: B23Q17/20
• 分類號: B23Q17/20
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡

1.一種薄壁零件側壁厚度在機自動測量裝置的測量方法，所述薄壁零件側壁厚度在機自動測量裝置包括控制盒(1)，所述控制盒(1)上設置有連接桿(2)和探頭安裝架(6)，所述控制盒(1)內安裝有信號處理和傳輸模塊(3)，所述信號處理和傳輸模塊(3)與數控機床的上位機電連接，所述探頭安裝架(6)上設置有測量探頭，所述測量探頭包括兩塊鉸接在探頭安裝架(6)上的旋轉塊(7)，兩塊所述旋轉塊(7)端部均設置有滾輪(11)，兩塊所述旋轉塊(7)之間的鉸接點上安裝有絕對角度編碼器(8)，所述絕對角度編碼器(8)與信號處理和傳輸模塊(3)電連接；

兩塊所述旋轉塊(7)之間安裝有微動開關(10)，所述微動開關(10)與信號處理和傳輸模塊(3)電連接；所述探頭安裝架(6)中間安裝有豎直設置的彈簧(5)；

所述旋轉塊(7)的鉸接點上安裝有回彈機構(9)，所述控制盒(1)與探頭安裝架(6)之間安裝有旋轉機構(4)，所述控制盒(1)內安裝有獨立電源，所述獨立電源與信號處理和傳輸模塊(3)電連接；

其特征在于，測量方法包括以下步驟：

S1：選取待測量薄壁零件側壁上的一個測量點，并以測量點所在的側壁面切線方向作為數控機床的主軸軸向，在數控機床上設定測量探頭的測量路徑；

S2：將測量裝置通過連接桿(2)安裝在數控機床的刀柄上，刀柄再安裝在數控機床的主軸上；

S3：啟動數控機床，數控機床的主軸帶動測量探頭移動到測量點上方并緩慢向下移動，零件的側壁置于兩塊所述旋轉塊(7)之間；

S4：當測量探頭的滾輪(11)到達測量點時絕對角度編碼器(8)開始檢測，并且每隔一段設定時間，絕對角度編碼器(8)測量一次兩塊所述旋轉塊(7)的相對旋轉角度，并發送給信號處理和傳輸模塊(3)；

S5：當測量探頭的滾輪(11)離開測量點后，數控機床的主軸停止移動，絕對角度編碼器(8)停止檢測，數控機床的主軸向上移動離開零件，回到原點位置等待下一次測量；同時信號處理和傳輸模塊(3)通過角度數據計算出壁厚并發送給上位機。

2.根據權利要求1所述的薄壁零件側壁厚度在機自動測量裝置的測量方法，其特征在于，所述信號處理和傳輸模塊(3)計算壁厚的計算方法包括以下步驟：

S1：統計測量點區域內絕對角度編碼器(8)每一次檢測的角度數據集｜α_i-m,…,α_i…,α_i-m|，并計算方差σ_i和均值μ_i，其中α_i為某一i時刻絕對角度編碼器(8)檢測的的角度值，m為設定時間間隔；

S2：根據公式對均值μ_i和方差σ_i進行濾波處理，濾波后的數據α即為兩塊所述旋轉塊(7)真實的旋轉角度值；

S3：利用余弦定理公式計算出側壁厚度，其中α₀為絕對編碼器的初始角度，r為測量點與兩塊所述旋轉塊(7)的鉸接點的距離值。