[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

本發明公開了一種薄壁零件側壁厚度在機自動測量裝置及方法，測量裝置包括控制盒，控制盒上設置有連接桿和探頭安裝架，控制盒內安裝有信號處理和傳輸模塊，信號處理和傳輸模塊與數控機床的上位機電連接，探頭安裝架上設置有測量探頭；測量方法包括步驟S1?S5，本發明提供的薄壁零件側壁厚度在機自動測量裝置及方法，解決了手工厚度測量測量誤差大、測量效率低等缺陷，可對數控加工薄壁零件中筋條和椽條等側壁結構進行在機自動厚度測量，測量效率高，避免零件二次裝夾，提高加工精度，縮短生產周期；并為零件加工中的過程控制提供了必要的硬件基礎。

技術領域

本發明涉及數控加工技術領域，具體涉及一種薄壁零件側壁厚度在機自動測量裝置及方法。

背景技術

大量航空結構件如飛機的整體框、整體梁、整體腹板和長緣條等普遍采用由大型整塊毛坯直接“掏空”而加工成復雜槽腔、筋條、凸臺和減輕孔等整體結構件。整體結構件體積大、壁薄、剛度差、易變形、切削加工余量大，加工周期長，加工質量和精度很難控制，對此類航空整體結構件實現高精度、高效率和高可靠性的切削加工一直是航空制造業面臨的一個重要難題和技術瓶頸?，F代的飛機結構件普遍采用三維CAD實體數據模型設計，利用數控機床加工，使用坐標測量機檢測加工精度。但是，在加工過程中需要經常在數控機床和計量測試單位間進行零件周轉，導致零件需要重復地裝夾定位和對刀，容易產生應力和應變，造成超差或報廢，使零件的制造周期變長。為了保證加工質量，防止零件加工報廢，提高產品的合格率，對此類大型薄壁零件進行在機厚度檢測尤為重要。

發明內容

針對現有技術的上述不足，本發明提供了一種拆裝方便、測量精度高的薄壁零件側壁厚度在機自動測量裝置及方法。

為達到上述發明目的，本發明所采用的技術方案為：

提供一種薄壁零件側壁厚度在機自動測量裝置，其包括控制盒，控制盒上設置有連接桿和探頭安裝架，控制盒內安裝有信號處理和傳輸模塊，信號處理和傳輸模塊與數控機床的上位機電連接，探頭安裝架上設置有測量探頭，測量探頭包括兩塊鉸接在探頭安裝架上的旋轉塊，兩塊旋轉塊端部均設置有滾輪，兩塊旋轉塊之間的鉸接點上安裝有絕對角度編碼器，絕對角度編碼器與信號處理和傳輸模塊電連接。

進一步地，兩塊旋轉塊的鉸接點上安裝有回彈機構。

進一步地，兩塊旋轉塊之間安裝有微動開關，微動開關與信號處理和傳輸模塊電連接。

進一步地，控制盒與探頭安裝架之間安裝有旋轉機構。

進一步地，探頭安裝架中間安裝有豎直設置的彈簧。

進一步地，控制盒內安裝有獨立電源，獨立電源與信號處理和傳輸模塊電連接。

一種薄壁零件側壁厚度在機自動測量裝置的測量方法，其包括以下步驟：

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旋轉塊之間；

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

S5：當測量探頭的滾輪離開測量點后，數控機床的主軸停止移動，絕對角度編碼器停止檢測，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通過角度數據計算出壁厚并發送給上位機。

進一步地，信號處理和傳輸模塊計算壁厚的計算方法包括以下步驟：