[发明专利]大型壁板超声在机非接触扫描测厚装备与测厚方法

摘要

本发明大型壁板超声在机非接触扫描测厚装备与测厚方法属于检测技术领域，涉及一种大型壁板超声在机扫描测厚装备与方法。该装备采用龙门式数控机床作为测量机主体，在其上装夹被测大型壁板，并进行扫描测量运动；非接触式超声测量装置安装在机床的主轴上，用于实现超声信号的发射与采集；并搭建了具有多层过滤及流量监测、调节功能的耦合剂循环系统，在被测大型壁板表面采用喷流液浸耦合方式，用微乳化切削液作为超声在机测厚的兼容性耦合剂；并对耦合剂进行回收，净化及循环稳定供应。测厚装备结构简单，功能集成度高，性能可靠。操作简便、自动化程度高，有效实现了对大型壁板壁厚进行无损、精密、高效的在机测量。

主权项

1.一种大型壁板超声在机非接触扫描测厚装备，其特征是，该装备由龙门式数控机床(1)、非接触式超声测厚装置(2)和耦合剂循环系统(3)构成；采用大行程、高精度轻型龙门式数控机床(1)作为测量机主体，在其上装夹被测大型壁板(4)，并进行扫描测量运动；非接触式超声测量装置(2)安装在龙门式数控机床(1)的主轴(1.8)上，用于实现超声信号的发射与采集；并搭建了具有多层过滤及流量监测、调节功能的耦合剂循环系统，在被测大型壁板(4)表面采用喷流液浸耦合方式，用微乳化切削液作为超声在机测厚的兼容性耦合剂；并对耦合剂进行回收，净化及循环稳定供应；在龙门式数控机床(1)的床身(1.1)上安装有工作台(1.2)，第一X轴导轨(1.5)和第二X轴导轨(1.6)分别安装在工作台(1.2)上；龙门架(1.3)由第一立柱(1.3a)、第二立柱(1.3b)和横梁(1.3c)组成，第一立柱(1.3a)和第二立柱(1.3b)分别安装在第一X轴导轨(1.5)和第二X轴导轨(1.6)上，横梁(1.3c)固定安装在第一立柱(1.3a)和第二立柱(1.3b)之间，横梁1.3c上装有Y轴导轨(1.7)；主轴箱(1.4)装在Y轴导轨(1.7)上；主轴箱(1.4)中装有主轴(1.8)及供主轴(1.8)滑动的Z轴导轨(1.9)；工作台(1.2)上装有找正工件的第一限位块(1.10)和第二限位块(1.11)，多个用于压紧工件边缘的压板组件(1.12)；第一立柱(1.3a)和第二立柱(1.3b)上分别装有第一驱动装置和第二驱动装置，共同用于带动主轴(1.8)沿X轴移动；横梁(1.3c)上装有第三驱动装置，用于带动主轴(1.8)沿Y轴移动；主轴箱(1.4)中装有第四驱动装置，用于带动主轴(1.8)沿Z轴移动；非接触式超声测厚装置(2)中，超声传感器(2.3)安装于下法兰(2.2)中心，超声传感器(2.3)轴线与下法兰(2.2)轴线重合，超声传感器(2.3)通过信号线与超声信号卡相连；喷液器(2.4)套装于超声传感器(2.3)，喷液器(2.4)轴线与超声传感器(2.3)轴线重合并与下法兰(2.2)通过螺纹连接；喷液器2.4径向对称设有第一耦合剂注入口(2.4a)和第二耦合剂注入口(2.4b)，第一耦合剂注入口(2.4a)和第二耦合剂注入口(2.4b)通过Y型导管接入耦合剂循环系统(3)；喷液器(2.4)底面中心设有耦合剂喷流口(2.4c)；下法兰(2.2)与上法兰(2.1)通过三个周向均布的螺杆(2.5)连接，下法兰(2.2)轴线上法兰(2.1)轴线重合；上法兰(2.1)上方沿轴线设有夹持柱(2.1a)，与机床主轴(1.8)通过刀柄连接；耦合剂循环系统(3)使用微乳化切削液作为喷流液浸超声测厚耦合剂；集液槽(3.1)在龙门式数控机床(1)的工作台(1.2)下方，其出口处设有初步阻隔大颗粒杂质的过滤网(3.1a)，并与沉淀箱(3.2)入口(3.2a)通过管道(3.7)连通；沉淀箱(3.2)内装有均布过滤孔以进一步阻隔杂质的过滤板(3.2b)，沉淀箱入口(3.2a)和沉淀箱出口(3.2c)分别位于过滤板(3.2b)两侧，沉淀箱出口(3.2c)与液压泵(3.3)通过管道(3.7)连通；液压泵(3.3)与喷液器(2.4)连通的管道(3.7)上依次设有用于进一步净化耦合剂的过滤器(3.4)、用于调节耦合剂流量的液压阀(3.5)以及用于观测耦合剂流量的流量计(3.6)。