[发明专利]圆形壳体壁厚在位检测方法

说明书

本发明公开了一种圆形壳体壁厚在位检测方法，该方法将两个非接触式位移传感器反向安装在刀柄上，进而安装在机床主轴上，分两次扫描检测壳体内外侧，并根据机床x轴的位移量计算出壳体壁厚值的方法。本发明相对于现有的超声波测厚仪，使得圆形壳体的壁厚检测实现机械自动化，具有更高的检测准确度和超高的检测效率，有效减少检测盲区；壁厚检测结果不合格时，可直接进行补偿加工，有效提高壳体加工效率。

技术领域

本发明涉及壁厚检测方法，特别是一种圆形壳体壁厚在位检测方法。

背景技术

在航天、机械等制造领域，圆形壳体的加工制造较为广泛，涉及铸造、钣金和精加工等工艺流程。为使壳体具有较强的刚度、较轻的重量及良好的可加工性，需要检测壳体的壁厚值，将其控制在一定的公差范围内。

目前壳体壁厚检测方法主要包括以下几种：

(1)超声波测厚仪逐点检测法，是目前最主要的方法。检测过程中需要不断蘸涂耦合剂，检测效率极低，人员劳动强度较大；由于人工检测点数较为有限，难以完全覆盖壳体表面，容易存在检测盲区。

(2)超声波探头在位检测法。测量原理与方法(1)相同，主要区别是使用机械装置代替检测人员，可以有效降低人员劳动强度。

(3)基于激光位移传感器的壁厚离线检测法。把壳体安装在专用测量装置上，使用两个激光位移传感器同时测量壳体内外，并使用伺服控制技术使两个传感器完成对壳体表面的全扫描，进而实现对壳体壁厚的检测。该方法可有效提高检测效率，不足之处是必须对壳体进行二次装夹，在修正时带入装夹误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆形壳体壁厚在位检测方法，解决目前圆形壳体检测效率低下、需要二次装夹的问题。

实现本发明目的的技术方案为：一种圆形壳体壁厚在位检测方法，检测方法基于检测装置实现，检测装置由测量刀柄和测控系统组成，测量刀柄前端设置有两个反向安装的非接触式位移传感器，其中内侧传感器用于检测内侧传感器与圆形壳体内侧的距离，外侧传感器用于检测外侧传感器与圆形壳体外侧的距离；所述检测方法包括以下步骤：

步骤1，测量初始状态：控制回转台复位，并控制机床主轴在壳体内侧沿z轴运动，建立以壳体0度端面为原点、母线方向纵坐标、周向角度为横坐标的产品坐标系；

步骤2，机床主轴运动到待测截面并保持稳定后，转台旋转一周；内侧传感器完成壳体内侧待测截面的扫描测量；重复此过程直到完成壳体内侧所有待测截面的扫描；

步骤3，机床主轴运动到与内侧待测截面对应的外侧待测截面，转台旋转一周；外侧传感器完成壳体外侧待测截面的扫描测量；重复此过程直到完成壳体外侧所有待测截面的扫描；壳体内、外侧两组测量数据中，角度值、z轴坐标值相同的2个测量值对应于同一测量点，计算该测量点的壁厚值。

与现有技术相比，本发明的显著优点为：

(1)相对于现有的超声波测厚仪，本发明的检测方法使圆形壳体的壁厚检测实现机械自动化，具有更高的检测准确度和超高的检测效率，且可以有效减少检测盲区；(2)相对于激光壁厚测量装置离线检测方法，本发明的检测方法可省去壳体拆卸、转运、吊装等流程；(3)壁厚检测结果不合格时，可直接进行补偿加工，有效提高壳体加工效率。

附图说明

图1为圆锥形壳体壁厚在位检测原理图。

图2为圆柱形壳体壁厚在位检测原理图。

图3为本发明的传感器标定示意图。

图4为本发明壁厚测量原理图。

具体实施方式