[发明专利]一种薄壁零件腹板厚度自动测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种薄壁零件腹板厚度自动测量装置，其包括控制盒，控制盒上设置有连接杆，控制盒内安装有相互电连接的超声波信号处理模块和数据传输模块，数据传输模块与数控机床上的上位机电连接；控制盒上设置有探头安装架，探头安装架的端部设置有超声波探头，超声波探头与超声波信号处理模块电连接。薄壁零件腹板厚度自动测量装置的检测方法包括步骤S1‑S6，本发明提供的薄壁零件腹板厚度自动测量装置及方法具有检测精度高、检测效率高的优点，有效避免零件二次装夹损伤，提高生产精度，缩短生产周期，提高零件加工过程中的质量。

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域，具体涉及一种薄壁零件腹板厚度自动测量装置及方法。

背景技术

大量航空结构件如飞机的整体框、整体梁、整体腹板和长缘条等普遍采用由大型整块毛坯直接“掏空”而加工成复杂槽腔、筋条、凸台和减轻孔等整体结构件。整体结构件体积大、壁薄、刚度差、易变形、切削加工余量大，加工周期长，加工质量和精度很难控制，对此类航空整体结构件实现高精度、高效率和高可靠性的切削加工一直是航空制造业面临的一个重要难题和技术瓶颈。现代的飞机结构件普遍采用三维CAD实体数据模型设计，利用数控机床加工，使用坐标测量机检测加工精度。但是，在加工过程中需要经常在数控机床和计量测试单位间进行零件周转，导致零件需要重复地装夹定位和对刀，容易产生应力和应变，造成超差或报废，使零件的制造周期变长。为了保证加工质量，防止零件加工报废，提高产品的合格率，对此类大型薄壁零件进行在机厚度检测尤为重要。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种检测方便、检测精度高的薄壁零件腹板厚度自动测量装置及方法。

为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

提供一种薄壁零件腹板厚度自动测量装置，其包括控制盒，控制盒上设置有连接杆，控制盒内安装有相互电连接的超声波信号处理模块和数据传输模块，数据传输模块与数控机床上的上位机电连接；控制盒上设置有探头安装架，探头安装架的端部设置有超声波探头，超声波探头与超声波信号处理模块电连接。

进一步地，探头安装架为中空管，探头安装架的端部开设有安装孔，超声波探头安装在安装孔内。

进一步地，超声波探头与安装孔之间设置有弹簧。

进一步地，弹簧与安装孔之间设置有压力传感器，压力传感器与超声波信号处理模块电连接。

进一步地，控制盒内安装有独立电源，独立电源均与超声波信号处理模块和数据传输模块电连接。

一种薄壁零件腹板厚度自动测量装置的检测方法，其包括以下步骤：

S1：在待检测腹板上选取一个检测点，以检测点所在腹板面外法线方向作为数控机床的主轴轴向，并通过数控机床生成超声波探头运动至检测点的运动路径；

S2：采用连接杆将测量装置固定在数控机床主轴的刀柄上；

S3：根据待检测腹板的材料设定超声波声速，并将设定的超声波声速通过数据传输模块发送给超声波信号处理模块；

S4：当超声波探头根据运动路径运动至检测点处时，数控机床的主轴带动超声波探头下降；

S5：当压力传感器检测的压力数值达到设定值后，超声波信号处理模块控制超声波探头向待检测腹板发出超声波并接收回波；

S6：超声波信号处理模块通过发送超声波和接收超声波回波的时间差及设定的超声波声速计算出腹板的厚度值，并将测出的厚度值发送给上位机。

进一步地，还包括步骤S7：当压力传感器检测的数值大于预设阈值后，上位机发出报警信号，操作人员停止操作。