[发明专利]一种壁厚在机自动检测系统及其运行方法

说明书

本发明公开了一种壁厚在机自动检测系统及其运行方法，包括壁厚测量装置、耦合剂喷射及高压气清洁控制模块、数控机床和工作站。机床主轴带动测量装置至零件壁厚待测点上方，机床PLC控制电箱对继电器供电，使蠕动泵运行并向待测点表面喷射耦合剂，主轴驱动超声探头与零件充分接触耦合，测厚仪实时通过蓝牙将壁厚数据发送至工作站。测量结束后主轴带动超声探头远离待测点，同时PLC控制电箱对常闭电磁阀供电，使高压气去除超声探头表面的耦合剂。工作站计算得到待测点的准确壁厚值。本系统实现零件壁厚在机的全流程自动测量及数据处理，提高壁厚测量效率。

技术领域

本发明属于壁厚无损检测领域，特别涉及一种壁厚在机自动检测系统及其运行方法，属于一种提高壁厚超声在机测量自动化和精度的系统。

背景技术

薄壁零件具有质量轻、耗材少的优点，被广泛应用于航空航天领域结构件的制造中。零件壁厚的加工精度是零件质量控制的重要参数。薄壁零件的厚度决定了整个工件的材料分布，进一步决定了工件的转动惯量、抗弯、抗扭等特征。为了提高制造效率和降低成本，航空航天领域薄壁结构件常采用近净成形工艺，留有少量加工余量，保证壁厚加工精度的前提是能够快速准确地检测壁厚。实际生产中常为人工手持超声测厚仪对零件厚度进行测量并记录，该方式不仅耗时费力，还降低了机床利用率，采用在机测量的方式可解决上述问题。在测量过程中，超声探头刚接触和离开零件表面，分别由于和零件接触耦合不充分和探头表面附有耦合剂，会使测厚仪生成或持续生成不合理的壁厚数据，影响壁厚数据的计算精度。因此，亟需开发一种壁厚在机自动检测系统及其运行方法，其采用耦合剂自动间断定点喷射及超声探头表面耦合剂清洁装置，设计壁厚冗余、异常数据剔除算法，结合机床和工作站实现零件壁厚在机的全流程自动测量和数据处理。

发明内容

本发明针对现有技术方法的不足，提供一种壁厚在机自动检测系统及其运行方法，大大缩短了壁厚测量时间，提高了零件生产效率，减短了零件生产周期，减小了工人劳动强度。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种壁厚在机自动检测系统，该系统由壁厚测量装置、耦合剂喷射及高压气清洁控制模块、数控机床和工作站组成。壁厚测量装置包括超声测厚仪和超声传感器，超声传感器2经信号线与超声测厚仪1连接，超声测厚仪设置在装载箱内；超声传感器接触零件表面后将超声信号发送给超声测厚仪，超声测厚仪将数据传递给工作站，通过分析计算得到壁厚值。

所述的耦合剂喷射及高压气清洁控制模块由PLC、机床供电箱、继电器、蠕动泵、常闭电磁阀以及气液自动清洁结构组成。

所述的工作站与超声测厚仪之间建立蓝牙传输关系，测厚仪将壁厚数据发送给工作站，工作站对所得数据进行分析处理，得到准确壁厚数值。

机床主轴带动壁厚测量装置至零件壁厚待测点上方，PLC内置于数控机床中，根据机床指令控制机床供电箱对继电器供电，使蠕动泵运行并向待测点表面喷射耦合剂，机床主轴驱动超声探头与零件充分接触耦合，测厚仪实时通过蓝牙将壁厚数据发送至工作站。测量结束后主轴带动超声探头远离待测点，同时PLC控制电箱对常闭电磁阀供电，使高压气去除超声探头表面的耦合剂。工作站计算得到待测点的准确壁厚值。本系统实现零件壁厚在机的全流程自动测量及数据处理，提高壁厚测量效率。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：