[实用新型]大型回转类工件内壁尺寸的测量装置及系统

说明书

技术领域

本实用新型属于先进测量技术领域，旨在提供一种大型回转类工件内壁尺寸的现场测量装置及系统。 

背景技术

随着现代制造加工技术的不断发展，大型回转类工件的应用越来越广泛，而且随着机床加工精度的不断提高，对大型回转类工件的测量也提出了更高的要求。 

对于大型复杂曲面类工件，往往尺寸巨大，而且表面工况复杂，无法用传统的测量机测量，而且对于含有内腔的大型旋转类工件，传统的接触式测量机更是无法深入到内腔内进行测量。例如发电设备、压力容器等大型回转体类工件，其重量通常达到几顿或者十几吨，直径可达十米，对于大型回转类工件，需要检测这类工件在制造和使用过程中产生的结构缺陷的情况，从而及时发现故障，分析缺陷和故障的成因和规律，改进制造工艺，提高产品质量，以保证设备安全、高效、可靠的运行。 

目前，对于回转体工件的测量往往是在工件加工完成之后，以离线定点手工方式进行检测，这种检测方式操作者主观性大，容易产生漏检，而且离线测量方式还导致整个工件的生产工序长，生产效率低，生产成本高等问题。 

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种大型回转类工件内壁尺寸的现场测量装置及系统，实现对大型回转类工件内壁尺寸的精确测量。 

一种大型回转类工件内壁尺寸的测量装置，其特征在于，包括 

底座，用于支撑装置其它部件； 

安装架，用于将装置安装于待测工件上； 

回转机构，安装于底座与安装架之间，用于带动激光位移传感器在水平面上回转； 

纵向移动机构，安装于回转机构上，用于在竖直方向上调整激光位移传感器相对工件测点的位置； 

横向移动机构，安装于纵向移动机构上，用于在水平方向上调整激光位移传感器相对工件测点的位置，以使得激光位移传感器到工件内壁的距离在合适的量程范围内； 

调平机构，安装于横向移动机构上，用于调节激光位移传感器的姿态使其发出的激光束水平入射工件测点； 

激光位移传感器，安装于调平机构上，用于测量工件测点到传感器的距离。 

进一步地，所述回转机构包括主轴箱、主轴、用于驱动主轴回转的第一伺服电机以及用于测量回转角度的第一光栅尺；主轴的底端连接底座，主轴的顶端安装第一光栅尺后连接主轴箱，主轴箱安装于支撑架上。 

进一步地，所述纵向移动机构包括滚珠丝杠、用于驱动滚珠丝杠旋转的第二伺服电机以及用于测量激光传感器通过滚珠丝杠旋转带动产生的纵向移动距离的第二光栅尺，滚珠丝杠安装于主轴内,第二伺服电机安装于主轴箱内，第二光栅尺安装于主轴上。 

进一步地，所述横向移动机构包括横臂、齿轮齿条传动机构、用于驱动横臂横向伸缩的第三伺服电机以及用于测量横向伸缩距离的第三光栅尺，横臂通过齿轮齿条传动机构连接第二伺服电机，横臂通过安装块连接滚珠丝杠，齿轮齿条传动机构和第三伺服电机安装于安装块内，第三光栅尺安装于横臂上。 

进一步地，所述调平机构包括调平台和调整螺母，调平台的上表面安装有激光位移传感器，调平台的下表面安装有调整螺母。 

进一步地，所述激光位移传感器为点光源激光位移传感器。 

一种大型回转类工件内壁尺寸的测量系统，包括 

底座，用于支撑装置其它部件； 

安装架，用于将装置安装于工件上； 

回转机构，安装于底座与安装架之间，用于带动激光位移传感器在水平面上回转； 

纵向移动机构，安装于回转机构上，用于调整激光位移传感器在竖直方向的位置； 

横向移动机构，安装于纵向移动机构上，用于在水平方向上调整激光位移传感器相对工件测点的距离； 

调平机构，安装于横向移动机构上，用于调节激光位移传感器的姿态使其发出的激光束水平入射工件测点；以及 

激光位移传感器，安装于调平机构上，用于测量工件测点到传感器的距离。 

控制中心，分别连接回转机构、纵向移动机构、横向移动机构和激光位移传感器，用于控制回转机构、纵向移动机构、横向移动机构的运动以移动激光位移传感器至目标位置，接收回转机构、纵向移动机构、横向移动机构反馈的激光位移传感器的位置信息，接收激光位移传感器采集的工件测点与传感器间的距离信息，结合激光位移传感器的位置信息和工件测点与传感器间的距离信息计算得到测点的空间坐标。