[发明专利]航空大型薄壁零件在线测厚系统及其测厚方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种测厚系统及其测厚方法，特别是涉及一种航空大型薄壁零件在线测厚系统及其测厚方法。

背景技术

在航空大型薄壁零件加过程中，由于刀具的磨损，工件的偏转，工件让刀等多种原因，常常会出现过切或欠切，从而出现废品。目前测量航空大型薄壁零件的方法通常采用手持式测厚仪，测量位置具有极强的不确定性，对后续加工没有指导作用，手动测量一定程度上浪费了人力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种航空大型薄壁零件在线测厚系统及其测厚方法，其自动进行测量，提高精确度，且节约人力成本。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种航空大型薄壁零件在线测厚系统，其特征在于，其包括定位传感器、超声波传感器、超声波测厚数据处理器、刀柄、数控系统、五轴数控机床，定位传感器、超声波传感器、超声波测厚数据处理器、刀柄构成超声波测厚探头，数控系统与五轴数控机床连接，刀柄固定于数控系统的一个主轴上，定位传感器通过第一数据端口与数控系统连接，超声波测厚数据处理器通过第二数据端口与数控系统连接，定位传感器用于超声波测厚探头定位并向数控系统输出控制信号，超声波传感器用于发送并接受超声波信号；超声波测厚数据处理器用于控制超声波传感器、控制厚度测量过程以及进行厚度数据处理；刀柄用于固定定位传感器和超声波传感器。

优选地，所述数控系统包括测量路径规划器、测量路径仿真器、模型重构器、模型误差比较器、模型误差补偿器，测量路径规划器与测量路径仿真器连接，测量路径仿真器与模型重构器连接，模型重构器与模型误差比较器连接，模型误差比较器与模型误差补偿器连接。

本发明还提供一种航空大型薄壁零件在线测厚系统的测厚方法，其特征在于，该测厚方法采用上述的航空大型薄壁零件在线测厚系统，该测厚方法包括以下步骤：

步骤S1，根据五轴数控机床加工完成的航空大型薄壁零件，进行在线厚度测量；

步骤S2，根据在线厚度测量所得到的测量结果，计算实际加工得到的工件与理论模型的加工误差；

步骤S3，根据所得到的加工误差，生成对应的补偿加工刀路，对大型薄壁零件进行变形量补偿加工。

优选地，所述步骤S1包括以下具体步骤：

S11，由工艺人员根据实际情况选取需要精度检测的测量位置，即测量面；

S12，由步骤S11选取的测量面，根据理论模型通过测量路径规划器进行测量路径规划；

S13，利用测量路径仿真器进行测量仿真，若仿真过程中超声波测厚探头与工件或五轴数控机床发生干涉，则需要重新规划测量路径并仿真，直到超声波测厚探头与工件或五轴数控机床无干涉；

S14，步骤S13无误后，在五轴数控机床上直接对加工完成的航空大型薄壁零件进行在线厚度测量，测量完毕，工艺人员从数控系统中导出位置文件，超声波测厚数据处理器导出厚度文件。

优选地，所述步骤S14包括以下具体步骤：

S141，超声波测厚探头快速移动到测量等待点，测量等待点一般为测量点上方5mm~10mm；

S142，超声波测厚探头慢速移动到测量点，即超声波测厚探头慢速移动到测量点位置；

S143，超声波测厚探头接触到工件，定位传感器通过第一数据端口向五轴数控机床发送控制信号；

S144，五轴数控机床接受到步骤S143发送的控制信号，五轴数控机床停止运动，并保存当前五轴数控机床坐标位置到数控系统的内存中，同时通过第二数据端口发送数控指令；

S145，超声波测厚数据处理器接受到由步骤S144发送的数控指令，开始控制超声波传感器测量工件厚度。

优选地，所述步骤S2包括如下具体步骤：

S21，工艺人员将位置文件与厚度文件导入模型重构器中，利用模型重构器得到的数据点进行模型重构得到实际加工模型；

S22，利用模型误差比较器对步骤S21生成的实际加工模型与理论模型比较，得到加工误差。

优选地，所述步骤S3利用模型误差补偿器对加工代码进行修改和补偿。

本发明的积极进步效果在于：本发明自动进行测量，提高精确度，且节约人力成本。本发明还能够对因刀具的磨损、让刀等多种原因引起的过切或欠切经行自动补偿，并且能提高大型薄壁零件的质量、加工效率，并能提高加工产品合格率。

    

附图说明

图1为本发明航空大型薄壁零件在线测厚系统的原理框图。

图2为本发明中数控系统的原理框图。