[发明专利]一种壁厚在机自动检测系统及其运行方法

权利要求书

1.一种壁厚在机自动检测系统，其特征是，包括：壁厚测量装置、耦合剂及高压气清洁控制模块、数控机床、工作站；

所述的壁厚测量装置安装在数控机床主轴上，可由主轴带动运行，其包括超声测厚仪（1）和超声传感器（2），两者经信号线连接，超声传感器（2）接触零件表面后将超声信号发送给超声测厚仪（1），超声测厚仪（1）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、气液自动清洁结构组成；PLC内置于数控机床中，PLC根据机床指令控制机床供电箱工作；机床供电箱引出线分别与继电器和电磁阀相连，继电器与蠕动泵的电源线相连，所述的常闭电磁阀与高压气的气管相连；继电器作为控制中介，受PLC控制进而驱动蠕动泵工作；所述的蠕动泵喷射耦合剂，保证零件待测点耦合剂供应充分；所述的常闭电磁阀受PLC控制，喷射压缩空气，去除超声传感器（2）与待测零件耦合后超声传感器（2）上残余的耦合剂；

气液自动清洁结构包括套筒（16）和气动接头（17），气动接头通过螺纹安装在套筒上，耦合剂输送管和高压气气管固定在气动接头上，套筒安装在机床主轴的尾端；

所述的工作站与超声测厚仪之间建立蓝牙传输关系。

2.根据权利要求1所述的壁厚在机自动检测系统，其特征是，所述的超声测厚仪设置在装载箱（9）内，借助第一预紧螺母和第二预紧螺母上下夹持在夹持轴（19）上并固定，装载箱的顶部设置箱盖板（6），底部设有底板，机床主轴穿过装载箱的箱盖板和底板，并伸出装载箱底板之外。

3.根据权利要求1所述的壁厚在机自动检测系统，其特征是，超声传感器（2）安装在套筒（16）尾端，在壁厚测量装置测量过程中，该超声传感器（2）接近并触及测量点进行测量；柔性缓冲结构安装在夹持轴（19）和套筒（16）配合后形成的空腔内，在测量过程中受到套筒（16）的挤压而压缩，起到缓冲的作用，所述的柔性缓冲结构为缓冲弹簧（15）。

4.根据权利要求3所述的壁厚在机自动检测系统，其特征是，在夹持轴（19）和套筒（16）配合后对应的位置设有限位腰槽，限位螺钉（18）穿过限位腰槽（20）与套筒（16）连接；在测量过程中，套筒（16）受到挤压带动限位螺钉（18）上下运动，限位腰槽（20）限制限位螺钉（18）的上下运动极限进而限制套筒（16）的缓冲行程。

5.根据权利要求1所述的壁厚在机自动检测系统，其特征是：所述的气动接头（17）和套筒的轴向存在夹角，确保高压气气管输送的气体、耦合剂输送管输送的液体准确喷射至待测点位置。

6.根据权利要求5所述的壁厚在机自动检测系统，其特征是：所述的夹角为15°。

7.根据权利要求1所述的壁厚在机自动检测系统的运行方法，其特征是，

当数控机床主轴带动壁厚测量装置运行至零件壁厚待测点上方时，机床运行M14指令，PLC控制供电箱对继电器供电，蠕动泵工作并向薄壁零件表面喷射耦合剂，数控机床主轴带动壁厚测量装置贴近测量点进行测量，在该点测量完成后，壁厚测量装置抬起，同时机床触发M15指令和M24指令：

机床运行M15指令，PLC控制电箱停止对继电器供电，蠕动泵停止喷射耦合剂；

机床运行M24指令，PLC控制电箱对常闭电磁阀供电，电磁阀工作输送压缩空气至零件表面清除残留耦合剂；

机床运行M25指令，PLC控制电箱停止对电磁阀供电，电磁阀停止输送高压空气，同时移向下一个待测点表面，重复同样的检测行为，测量结束后，壁厚测量装置运行至机床安全位置。

8.根据权利要求7所述的壁厚在机自动检测系统的运行方法，其特征是：所述的工作站与超声测厚仪（1）之间建立蓝牙通讯，通过蓝牙发送超声测厚仪（1）测得的壁厚数据，对每一个测点的众多壁厚值数据，以壁厚值的个数和大小这两个条件作为约束，对冗余和不合理的壁厚值进行去除，并提取出一个正确的壁厚值。