[发明专利]适用于数控车床的非接触式超声波测厚系统及测厚方法

说明书

本发明提供了一种适用于数控车床的非接触式超声波测厚系统及测厚方法，包括法向调整装置、耦合剂喷口装置以及数据采集和处理装置，所述耦合剂喷口装置安装在法向调整装置上，所述数据采集和处理装置分别与法向调整装置、耦合剂喷口装置通讯连接，数据采集和处理装置能够控制法向调整装置驱使耦合剂喷口装置运动，本发明使用非接触式超声波探头，采用耦合剂喷口流道的结构，使水浸式探头完全浸没在耦合剂中，解决了非接触、无摩擦、高速的厚度测量，并具备法向控制功能，能够实现高精度的原位厚度测量，也能够实现外表面复杂曲面的厚度测量，能够实现连续快速测量，寿命长，应用范围广泛。

技术领域

本发明涉及厚度测量技术领域，具体地，涉及一种适用于数控车床的非接触式超声波测厚系统及测厚方法。

背景技术

当前形势下，现代制造业不断向高精度，高效率，智能化的方向发展，尤其是在航空航天，交通运输等领域，这不仅需要加工制造方法的进步，同时也对检测手段提出了越来越高的要求。对于在航空航天领域常见的大型薄壁件的高效、高精度厚度检测成为当前的技术难点。超声波测厚可用于厚度测量，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。

专利文献CN209069230U公开了一种超声波测厚仪，包括：主机，其外壳的侧壁固定有第一板体，所述第一板体由顶面向下延伸形成第一插槽；超声波探头；耦合剂装置，其包括固定头和耦合剂容器，所述固定头朝向第一插槽的面固定有L形的第一卡板，所述第一卡板可插入所述第一插槽以对固定头固定，所述耦合剂容器可拆卸的固定于固定头上；砂纸组件，其可拆卸的固定于固定头朝外的一侧。但该设计不能满足对于数控车床需要法向调整以适应被加工工件复杂曲面测厚的需求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于数控车床的非接触式超声波测厚系统及测厚方法。

根据本发明提供的一种适用于数控车床的非接触式超声波测厚系统，包括法向调整装置、耦合剂喷口装置以及数据采集和处理装置；

所述耦合剂喷口装置安装在法向调整装置上；

所述数据采集和处理装置分别与法向调整装置、耦合剂喷口装置通讯连接；

数据采集和处理装置能够控制法向调整装置驱使耦合剂喷口装置运动。

优选地，所述法向调整装置包括电机外壳10、盖板11以及伺服电机12；

所述伺服电机12安装在电机外壳10的内部；

所述盖板11匹配安装在电机外壳10上。

优选地，所述法向调整装置还包括防水接线口13以及两个探头支架安装孔14；

所述防水接线口13设置在盖板11上；

所述两个探头支架安装孔14对称设置在电机外壳10的两侧。

优选地，耦合剂喷口装置包括喷口流道20、超声波探头21、入口流道22、探头密封圈23以及探头支架24；

所述入口流道22安装在喷口流道20和探头支架24之间；

所述喷口流道20上设置有喷口流道通孔201；

所述入口流道22轴向方向上设置有入口流道通孔221，所述入口流道22径向方向上设置有与入口流道通孔221相连通的流道孔222；

所述超声波探头21的一端安装在探头支架24的内部，所述超声波探头21的另一端延伸至入口流道通孔221中；

所述探头密封圈23设置在超声波探头21和探头支架24之间；

所述超声波探头21、喷口流道通孔201、入口流道通孔221轴向方向的中心线重合；