CN109341484A - 测量壁厚的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量壁厚的装置，通过将待测件放置在转台上，转台转动一圈即完成一次扫描式测量，大幅度提升了测量效率，还可以通过转动旋转底座来调节立杆的高度，操作十分方便。另外，通过设定测量杆仅可在外壳内进行轴向方向上的移动，两者不会发生径向方向上的偏移，将壁厚的变化直接转化为测量杆在其轴向方向上的行进量，然后通过显示元件直接显示测量杆的行进量，确保了测量准确度。并且，在测量杆和外壳之间设置第一弹性件，由于第一弹性件的自动回弹作用，两个触头在测量过程中可以始终紧贴待测件的内外壁面，从而可以实现对待测件的线扫描式测量，可以覆盖全部有壁厚要求的表面，大大提升了测量效率。
Description
技术领域
本发明涉及壁厚检测技术领域，特别地，涉及一种测量壁厚的装置。
背景技术
在航空航天、机械制造等领域，为保证零件的使用强度，对零件壁厚要求严格，常常在薄壁区域有最小壁厚的要求。
目前测量壁厚的手段主要有操作人员使用壁厚卡尺或者超声比测厚仪逐点测量，测量过程中，不同操作人员测量点间距不同，测量点个数位置不同，得到的测量数据就不同，无法覆盖全部有壁厚要求的表面，存在测量盲区，对于壁厚区域较长的零件，这种取点测量的方法，操作效率低下。
发明内容
本发明提供了一种测量壁厚的装置，以解决现有的测量壁厚的手段存在的无法覆盖全部有壁厚要求的表面、操作效率低下的技术问题。
根据本发明的一个，提供一种测量壁厚的装置，
包括立杆、旋转底座、套杆、支架、第一测量脚、第二测量脚、触头、测量杆、外壳、第一弹性件、后盖、显示元件以及转台；
立杆与旋转底座可转动式装配且立杆竖直设置，通过转动旋转底座调节立杆的高度；套杆与立杆连接，支架套设在套杆上，第一测量脚和第二测量脚均与支架固定连接，或者第一测量脚和第二测量脚相对于支架移动后可进行定位；外壳与第二测量脚固定连接，或者外壳相对于第二测量脚移动后可进行定位；
测量杆部分位于外壳内且与外壳轴向滑动配合，后盖与外壳可拆卸式连接，第一弹性件套设在测量杆上，第一弹性件的一端与测量杆抵接，另一端与后盖抵接，显示元件与外壳连接，测量杆远离第一测量脚的一端穿过后盖与显示元件连接，转台用于放置待测件；
第一测量脚和测量杆两者相对的端面上分别设置有用于测量壁厚的触头，测量杆上的触头穿出外壳。
进一步地，还包括与立杆固定连接的分度表，分度表的0°刻线与水平面平行；
套杆上设置有标印且标印的方向与套杆的轴向方向平齐，分度表的0°刻线与套杆上的标印对齐。
进一步地，套杆相对于立杆转动后可进行定位。
进一步地，旋转底座为电动式旋转底座，旋转底座与控制装置连接并由控制装置控制转动。
进一步地，转台为电动式转台，转台与控制装置连接并由控制装置控制转动。
进一步地，显示元件具有设定壁厚尺寸区间的功能及报警功能。
进一步地，触头、测量杆、外壳、第一弹性件、后盖以及显示元件连接组成测量组件；
第一测量脚上沿其延伸方向设置有多个触头，第二测量脚上沿其延伸方向设置有多个测量组件，第二测量脚上的触头与第一测量脚上的触头对应设置。
进一步地，支架相对于套杆可轴向移动；
测量壁厚的装置还包括第二弹性件，第二弹性件套设在套杆上，且第二弹性件的一端与支架连接，另一端与套杆连接，第二弹性件处于压缩状态。
进一步地，触头上下可调地连接在第一测量脚上；外壳上下可调地连接在第二测量脚上。
进一步地，测量杆与外壳之间在径向方向上的间隙小于等于0.02mm。
本发明具有以下有益效果：
本发明的测量壁厚的装置，通过将待测件放置在转台上，转台转动一圈即完成一次扫描式测量，大幅度提升了测量效率，还可以通过转动旋转底座来调节立杆的高度，进而调节两个触头的高度位置以对待测件不同深度位置的壁厚进行测量，操作十分方便。另外，通过设定测量杆仅可在外壳内进行轴向方向上的移动，两者不会发生径向方向上的偏移，将壁厚的变化直接转化为测量杆在其轴向方向上的行进量，然后通过显示元件直接显示测量杆的行进量，确保了测量准确度。并且，在测量杆和外壳之间设置第一弹性件，由于第一弹性件的自动回弹作用，两个触头在测量过程中可以始终紧贴待测件的内外壁面，从而可以实现对待测件的线扫描式测量，可以覆盖全部有壁厚要求的表面，大大提升了测量效率。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的测量壁厚的装置的结构示意图。
图2是本发明优选实施例的图1中A处的放大示意图。
图例说明：
1、支架；2、第一测量脚；3、第二测量脚；4、触头；5、测量杆；6、外壳；7、第一弹性件；8、后盖；9、显示元件；10、旋转底座；11、立杆；12、套杆；13、分度表；14、第二弹性件；15、转台。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1和图2所示，本发明的优选实施例提供一种测量壁厚的装置，其可以对待测件的壁厚尺寸进行自动化扫描式测量，可以覆盖全部有壁厚要求的表面，大幅度提高了操作效率。所述测量壁厚的装置包括立杆11、旋转底座10、套杆12、支架1、第一测量脚2、第二测量脚3、触头4、测量杆5、外壳6、第一弹性件7、后盖8、显示元件9以及转台15，转台15用于放置待测件。立杆11与旋转底座10可转动式装配且立杆11竖直设置，通过转动旋转底座10可以调节立杆11的高度，例如，旋转底座10每转动一圈，立杆11的高度上升1m，或者旋转底座10每转动一圈，立杆11的高度上升0.5m，立杆11具体的高度数值调整方式在此不做限定。套杆12与立杆11连接，可以理解，所述套杆12优选采用水平设置，套杆12与立杆11固定连接或者可转动式连接。支架1套设在套杆12上，具体地，支架1与套杆12间隙配合，支架1相对于套杆12可沿套杆12的轴向方向滑动。第一测量脚2和第二测量脚3均与支架1固定连接，或者第一测量脚2和第二测量脚3相对于支架1移动后均可进行定位。外壳6与第二测量脚3固定连接，或者外壳6相对于第二测量脚3移动后可进行定位。作为优选的，所述外壳6上下可调地连接在第二测量脚3上，从而可以针对不同的测量深度调整位置。测量杆5部分位于外壳6内且仅可在外壳6内沿测量杆5的轴向方向移动，即测量杆5与外壳6轴向滑动配合。具体地，所述测量杆5与外壳6之间在径向方向上的间隙小于等于0.02mm，既确保了测量杆5与外壳6之间便于装拆，又确保了测量杆5与外壳6之间不会在径向方向上发生较大尺寸的偏移而影响测量精度。显示元件9安装在外壳6上，后盖8与外壳6可拆卸式连接，可拆卸式连接方式可以是螺纹连接、卡扣连接或者过盈配合等。后盖8上设置有孔供测量杆5穿过，测量杆5伸出外壳6外且远离第一测量脚2的一端穿过后盖8与显示元件9连接。第一弹性件7位于外壳6内且套设在测量杆5远离第一测量脚2的一端上，所述第一弹性件7一端与测量杆5抵接，另一端与后盖8抵接，第一测量脚2和测量杆5两者相对的端面上分别设置有用于测量壁厚的触头4，其中测量杆5上的触头4穿出外壳6。
可以理解，当所述后盖8与外壳6连接后，所述第一弹性件7在外壳6内处于压缩状态，从而确保测量杆5一开始就是被第一弹性件7和外壳6的内壁夹持住的，测量杆5在不受力的情况下在外壳6内不会发生轴向方向上的移动，从而可以确保测量的准确度。
还可以理解，所述第一测量脚2和第二测量脚3均与支架1固定连接或者可拆卸式紧固连接，其可拆卸式紧固连接方式可以是螺钉连接、螺栓连接、卡扣连接等。为了便于调整两个测量脚之间间距以适用于对不同壁厚尺寸进行测量，本发明优选采用第一测量脚2与支架1固定连接，第二测量脚3与支架1通过螺钉紧固连接。可以理解，所述触头4为球形触头、柱形触头、斧形触头、滚珠式测量触头或者卵形触头，优选为滚珠式测量触头，既可以确保测量精度，又可以减少触头4的磨损，延长了触头4的使用寿命。所述第一弹性件7为弹簧或者橡胶件，优选为弹簧。所述显示元件9为电子显示表或者指针显示表。可以理解，作为优选的，两个触头4的中轴线位于同一水平线上，即第一测量脚2上的触头4的中轴线与测量杆5上的触头4的中轴线位于同一水平线上，从而可以确保每个测量点的准确度。
可以理解，在利用本发明的测量壁厚的装置对待测件进行测量时，先将第一测量脚2上的触头4与测量杆5上的触头4轻轻接触，同时将显示元件9置零。将待测件放置在转台15上，然后按住测量杆5上的触头4，以确保两个触头4之间的距离大于待测件的壁厚，松开测量杆5上的触头4，从而两个触头4即夹住待测量件的壁进行壁厚测量。再转动旋转底座10以调节立杆11的高度，从而将两个触头4的高度位置移动至待测件壁厚的最下端。再转动转台15，放置在转台15上的待测件随之一起转动，在待测件转动的过程中，两个触头4即对待测件进行扫描式测量。转台15转动一周之后，再转动旋转底座10以升高立杆11的高度，从而继续进行新一轮高度位置的扫描式测量。直至将两个触头4的高度位置调节至待测件的最高处扫描测量完之后，即完成了对待测件所有壁面的壁厚尺寸进行测量。可以理解，也可以选择从待测件的最高处往最低处进行测量。还可以理解，所述转台15上设置有用于对待测件进行限位的限位凹槽，或者转台15上设置有用于限位待测件的限位件，防止待测件在转动过程中发生偏移而影响测量准确度。另外，测量杆5仅可在外壳6内沿其轴向方向移动，不会发生径向方向上的偏移，确保了测量准确度，将待测件的壁厚转换为测量杆5沿其轴向方向的行进量，然后通过显示元件9直接读出测量杆5的行进量，进而得到壁厚，从而可以实现对待测量件的连续线扫描式测量。在测量过程中，当后一测点的壁厚大于前一测点的壁厚时，第一弹性件7被进一步压缩；当后一测点的壁厚小于前一测点的壁厚时，由于第一弹性件7的自动回弹作用会推动测量杆5向靠近第一测量脚2的方向移动，从而实现在测量过程中两个触头4始终紧贴待测件的内外壁面。另外，在测量过程中需始终关注显示元件9的读数，在发现壁厚超差的地方进行标记，并记录实测值。
本发明的测量壁厚的装置，通过将待测件放置在转台15上，转台15转动一圈即完成一次扫描式测量，大幅度提升了测量效率，还可以通过转动旋转底座10来调节立杆11的高度，进而调节两个触头4的高度位置以对待测件不同深度位置的壁厚进行测量，操作十分方便。另外，通过设定测量杆5仅可在外壳6内进行轴向方向上的移动，两者不会发生径向方向上的偏移，将壁厚的变化直接转化为测量杆5在其轴向方向上的行进量，然后通过显示元件9直接显示测量杆5的行进量，确保了测量准确度。并且，在测量杆5和外壳6之间设置第一弹性件7，由于第一弹性件7的自动回弹作用，两个触头4在测量过程中可以始终紧贴待测件的内外壁面，从而可以实现对待测件的线扫描式测量，可以覆盖全部有壁厚要求的表面，大大提升了测量效率。
可以理解，作为优选的，所述支架1相对于套杆12可沿套杆12的轴向方向移动，所述测量壁厚的装置还包括第二弹性件14，第二弹性件14套设在套杆12上，且所述第二弹性件14的一端与支架1固定连接，另一端与套杆12固定连接，所述第二弹性件14处于压缩状态。具体地，所述第二弹性件14一端与支架1焊接，另一端与套杆12焊接，所述第二弹性件14为弹簧或者塑胶件。通过设置第二弹性件14，可以使支架1与套杆12平行设置，防止在检测过程中支架1发生竖向方向上的偏移而影响测量准确度。
可以理解，作为优选的，所述触头4相对于第一测量脚2可上下移动并进行定位，且外壳6相对于第二测量脚3也可上下移动并进行定位，从而可以对待测量件上的不同深度位置进行壁厚测量。例如，第一测量脚2和第二测量脚3上均间隔设置有多个卡口，触头4和外壳6的外表面上均设置有凸起，通过凸起与卡口的配合，实现触头4相对于第一测量脚2可上下移动并进行定位以及外壳6相对于第二测量脚3可上下移动并进行定位；或者所述第一测量脚2和第二测量脚3上均设置有滑槽，滑槽内间隔设置有多个凸起，触头4和外壳6的外表面上均设置有凹陷，触头4可在第一测量脚2中的滑槽内滑动并通过凹陷与凸起配合实现定位，外壳6可在第二测量脚3中的滑槽内滑动并通过凹陷与凸起配合实现定位。其中，两个触头4的中轴线需要始终处于同一水平线上，以确保测量准确度。
可以理解，作为一种变形，所述支架1上还设置有便于使用者握持的把手(图未示)。
可以理解，作为优选的，所述测量壁厚的装置还包括与立杆11固定连接的分度表13，具体地，分度表13通过螺钉锁紧在立杆11上，分度表13的0°刻线与水平面平行。所述套杆12上设置有标印，且标印的方向与套杆12的轴向方向平齐，分度表13的0°刻线与标印对齐，此时代表着套杆12处于水平位置，分度表13的设置可以便于确定套杆12的水平度。
还可以理解，作为优选的，所述套杆12与立杆11可转动式连接，且套杆12相对于立杆11转动之后可进行定位，具体地，所述套杆12通过螺钉或螺栓与立杆11紧固连接。在针对待测件的斜壁进行测量时，松开套杆12与立杆11之间的紧固螺钉或螺栓，利用分度表13作为参考，调整套杆12的倾斜角度，使套杆12上的标印与分度表13上对应角度的刻线对齐，然后再锁紧螺钉或螺栓，即可对待测件的斜壁进行测量。例如，待测件的斜壁面与竖直方向成30°角，则调整套杆12使其标印与分度表13上的60°刻线对齐即可。
还可以理解，作为优选的，所述旋转底座10为电动式旋转底座，旋转底座10与控制装置连接并由控制装置控制转动，当转台15转动一圈之后，控制装置控制旋转底座10转动，进而调整立杆11的高度。进一步优选的，所述转台15也为电动式转台，转台15也与控制装置连接并由控制装置控制转动。在测量过程中，控制装置中预先设定有控制程序，控制程序先控制转台15转动一圈，待转台15停止转动后生成反馈信号传输给控制装置，控制装置中的控制程序再控制旋转底座10进行转动以调节立杆11的高度。控制装置反复控制转台15和旋转底座10转动，直至对待测件的最高处的壁厚完成测量。可以理解，转台15的转动状态为低速匀速转动。所述控制装置为外部计算机，或者所述控制装置为本发明的测量壁厚的装置自带的控制器，例如PLC或者MCU。
可以理解，作为优选的，所述显示元件9可设定壁厚尺寸区间及具有报警功能，即可在显示元件9上设定最小壁厚尺寸和最大壁厚尺寸。当显示元件9检测到待测件的壁厚不在设定的壁厚尺寸区间内时发出报警提醒，以提醒测量人员对壁厚超差的位置进行标记。可以理解，所述显示元件9中搭载有检测单元、CPU和报警单元，可通过检测单元设定壁厚尺寸区间，检测单元用于检测测量杆5的行进量，即检测壁厚，CPU用于根据检测单元的检测结果控制报警单元的工作状态。例如，当检测单元检测到壁厚不在设定的壁厚尺寸区间内时生成反馈信号传输至CPU，CPU控制报警单元发出报警。所述报警单元的报警方式包括声音报警、振动报警和发光报警中的一种或多种。作为进一步优选的，所述显示元件9还与控制装置连接，显示元件9可以将检测数据传输至控制装置，控制装置中搭载有3D模拟软件，在进行测量前将待测件的3D模型导入至控制装置中，在显示元件9将检测数据传输至控制装置后，控制装置可以将检测数据对应地导入至待测件的3D模型中，从而可以在3D模型上实时显示检测数据，不需要人工再对壁厚尺寸超差的位置进行标记，可以在完成全部检测之后，利用控制装置快速找寻到壁厚尺寸超差的位置，进一步提升了检测效率。作为进一步优选的，所述第一测量脚2上沿第一测量脚2的延伸方向设置有多个触头4，所述第二测量脚3上沿第二测量脚3的延伸方向设置有多个测量组件，所述触头4、测量杆5、外壳6、第一弹性件7、后盖8以及显示元件9按照上述连接结构组成了所述测量组件，第二测量脚3上的触头4与第一测量脚2上的触头4一一对应设置，从而可以同时对待测件的多个高度位置进行检测，进一步提升了检测效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种测量壁厚的装置，其特征在于，
包括立杆(11)、旋转底座(10)、套杆(12)、支架(1)、第一测量脚(2)、第二测量脚(3)、触头(4)、测量杆(5)、外壳(6)、第一弹性件(7)、后盖(8)、显示元件(9)以及转台(15)；
立杆(11)与旋转底座(10)可转动式装配且立杆(11)竖直设置，通过转动旋转底座(10)调节立杆(11)的高度；套杆(12)与立杆(11)连接，支架(1)套设在套杆(12)上，第一测量脚(2)和第二测量脚(3)均与支架(1)固定连接，或者第一测量脚(2)和第二测量脚(3)相对于支架(1)移动后可进行定位；外壳(6)与第二测量脚(3)固定连接，或者外壳(6)相对于第二测量脚(3)移动后可进行定位；
测量杆(5)部分位于外壳(6)内且与外壳(6)轴向滑动配合，后盖(8)与外壳(6)可拆卸式连接，第一弹性件(7)套设在测量杆(5)上，第一弹性件(7)的一端与测量杆(5)抵接，另一端与后盖(8)抵接，显示元件(9)与外壳(6)连接，测量杆(5)远离第一测量脚(2)的一端穿过后盖(8)与显示元件(9)连接，转台(15)用于放置待测件；
第一测量脚(2)和测量杆(5)两者相对的端面上分别设置有用于测量壁厚的触头(4)，测量杆(5)上的触头(4)穿出外壳(6)。
2.如权利要求1所述的测量壁厚的装置，其特征在于，
还包括与立杆(11)固定连接的分度表(13)，分度表(13)的0°刻线与水平面平行；
套杆(12)上设置有标印且标印的方向与套杆(12)的轴向方向平齐，分度表(13)的0°刻线与套杆(12)上的标印对齐。
3.如权利要求2所述的测量壁厚的装置，其特征在于，
套杆(12)相对于立杆(11)转动后可进行定位。
4.如权利要求1所述的测量壁厚的装置，其特征在于，
旋转底座(10)为电动式旋转底座，旋转底座(10)与控制装置连接并由控制装置控制转动。
5.如权利要求4所述的测量壁厚的装置，其特征在于，
转台(15)为电动式转台，转台(15)与控制装置连接并由控制装置控制转动。
6.如权利要求1所述的测量壁厚的装置，其特征在于，
显示元件(9)具有设定壁厚尺寸区间的功能及报警功能。
7.如权利要求6所述的测量壁厚的装置，其特征在于，
触头(4)、测量杆(5)、外壳(6)、第一弹性件(7)、后盖(8)以及显示元件(9)连接组成测量组件；
第一测量脚(2)上沿其延伸方向设置有多个触头(4)，第二测量脚(3)上沿其延伸方向设置有多个测量组件，第二测量脚(3)上的触头(4)与第一测量脚(2)上的触头(4)对应设置。
8.如权利要求1所述的测量壁厚的装置，其特征在于，
支架(1)相对于套杆(12)可轴向移动；
测量壁厚的装置还包括第二弹性件(14)，第二弹性件(14)套设在套杆(12)上，且第二弹性件(14)的一端与支架(1)连接，另一端与套杆(12)连接，第二弹性件(14)处于压缩状态。
9.如权利要求1所述的测量壁厚的装置，其特征在于，
触头(4)上下可调地连接在第一测量脚(2)上；
外壳(6)上下可调地连接在第二测量脚(3)上。
10.如权利要求1所述的测量壁厚的装置，其特征在于，
测量杆(5)与外壳(6)之间在径向方向上的间隙小于等于0.02mm。
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