CN207858451U - 一种用于端面法兰加工的测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开用于端面法兰加工的测量系统，用于测量法兰端面的最高点及平面度，其特征在于，包括控制装置、电连接于所述控制装置的横梁旋转装置、铣刀装置和测距传感装置，所述横梁位于法兰端面的上方，所述测距传感装置安装于所述横梁下表面，所述横梁旋转时该测距传感装置始终在端面法兰圆周面的正上方；测量便利，精准自动化，智能精密，有效的保证了加工的产品能够达到平面度的标准及粗糙度的要求，从而实现法兰面的自动智能化铣削加工，可以大大减少人工测量的工作量，保证设备加工的安全，减少加工的返工率，提高加工的效率和质量。
Description
技术领域
本实用新型属于用于端面法兰加工的测量系统技术领域，尤其涉及一种用于端面法兰加工的测量系统。
背景技术
风力发电机是通过叶片将风能转换成机械能再转换成电能的发电设备，叶片是风力发电机的关键部件，需要承受不同方向的风力吹扫，因此承受的交变应力非常大，对叶片自身材料及连接部件的强度及疲劳寿命要求非常高。叶片与发电机轮毂采用法兰进行连接，多个高强度螺栓锁紧，为了保证叶片和轮毂连接可靠，需要使叶片和轮毂的两个连接法兰面接触非常良好，同时保证各紧固螺栓扭矩一致，因此对叶片叶根的法兰面的平面度提出了很高的要求。由于叶根是玻璃钢材质，法兰内部预埋了法兰连接用的高强度螺栓套，该螺栓套端面将和垫片与轮毂法兰进行装配，再通高强度螺杆将两法兰面锁紧，因此需要对该法兰面的预埋螺栓套端面进行精密加工，使其平面度达到 0.2mm以内才能达到工艺要求。
由于叶片尺寸非常大，没有定位基准，不能放置到普通加工机床上进行加工，对加工设备的精度、效率和便携式等方面提出了很高的要求，需要专用的叶根智能端面铣床才能满足工艺要求。以往大型结构件上的法兰面加工一直是个难以解决的问题，由于大型结构件的尺寸过大，无法在常规的铣床上加工法兰面，而采用先单独加工法兰面后在和结构件拼焊，构件的变形不易控制，平面度也难以达到施工要求。
对风电叶片叶根或风电塔筒的端面法兰进行铣削加工时，需要对初始法兰面进行测量，确定进刀的最高点位置和法兰的加工量，同时加工完毕后对加工面需要进行检验，判断工件加工是否合格。由于被测法兰面尺寸非常大，测量面不连续，而测量精度需要达到0.02mm 以内，如采用接触式测量或者打千分表表测量，测量速度慢，测量数据可靠性差，不便于在线记录，检验效率非常低，因此需要采购更精密的测量系统才能满足加工的需要。
综上所述，如何提供一种用于端面法兰加工的测量系统，设计合理，测量便利，精准自动化，智能精密，有效的保证了加工的产品能够达到平面度的标准及粗糙度的要求，从而实现法兰面的自动智能化铣削加工，可以大大减少人工测量的工作量，保证设备加工的安全，减少加工的返工率，提高加工的效率和质量，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构合理的用于端面法兰加工的测量系统，设计合理，测量便利，精准自动化，智能精密，有效的保证了加工的产品能够达到平面度的标准及粗糙度的要求，从而实现法兰面的自动智能化铣削加工，可以大大减少人工测量的工作量，保证设备加工的安全，减少加工的返工率，提高加工的效率和质量，。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于端面法兰加工的测量系统，用于测量法兰端面的最高点及平面度，其特征在于，包括控制装置、电连接于所述控制装置的横梁旋转装置、铣刀装置和测距传感装置，所述横梁位于法兰端面的上方，所述测距传感装置安装于所述横梁下表面，所述横梁旋转时该测距传感装置始终在端面法兰圆周面的正上方对法兰面进行圆周扫描测量。
进一步的，所述铣刀装置包括X/Y方向精密可调的滑台，X轴方向是手动调节的T型丝杆，调节主轴在径向的位置，Y方向由导轨、精密滚柱丝杆、伺服电机组成，所述伺服电机控制主轴在轴向的进给，主轴变频电机控制端面铣刀的旋转。
进一步的，所述主轴内部设计有数列精密轴承，用于消除铣削加工时产生的径向和轴向的加工力，所述主轴采用变频电机驱动，其转速无级可调。
进一步的，所述横梁旋转装置包括直径较大的外圈、固定于所述外圈上直径较小的带齿内圈、R轴电机、直角减速机轴和安装在该直角减速机轴上的小齿轮，所述小齿轮与所述内圈的齿之间形成齿轮传动结构，所述横梁固定在所述内圈上。
进一步的，所述测距传感装置为激光测距传感器。
与现有技术相比，本实用新型取得了以下有益效果：本实用新型提供的用于端面法兰加工的测量系统，整个装置结构精密合理，通过控制系统控制，智能安全，使用便利并且适用范围广泛；
在工件加工前对法兰面进行粗测，通过软件进行分析计算,判断该法兰面的最高点位置及离铣刀盘的距离，铣床自动决定初始加工时铣刀盘的进给量，避免出现撞刀或空铣；同时根据被测法兰的初始平面度如最高最低点测量差值，计算出该法兰面的粗加工余量，在控制装置的工艺编程中自动输入该余量，则可以实现设备自动加工；
当工件精加工完毕后，启动该测量系统，对加工面进行检验，如达到工艺要求后，设备控制系统自动提醒加工已完成，如未达要求，则设备控制系统提醒检查铣刀盘的刀片是否锋利，并提醒操作工继续进行精加工，直至达到要求为止设计合理；
所有的测量数据均进行记录并能生成报表，便于用户进行分析总结，同时可以进行追溯加工过程和工艺参数；
测量便利，精准自动化，智能精密，有效的保证了加工的产品能够达到平面度的标准要求，从而实现法兰面的自动智能化铣削加工，可以大大减少人工测量的工作量，保证设备加工的安全，减少加工的返工率，提高加工的效率和质量。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型使用状态下的结构示意图；
图3是本实用新型使用状态下的局部放大示意图；
图4是本实用新型中滑台的结构示意图。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
以下结合附图对本申请作进一步详细说明，但不作为对本申请的限定。
实施例一：
如图1本实用新型的结构示意图、图2本实用新型使用状态下的结构示意图、图3本实用新型使用状态下的局部放大示意图和图4本实用新型中滑台的结构示意图所示，一种适用于不同厚度端面法兰的测量加工装置，用于测量法兰端面100的最高点及平面度，其特征在于，包括控制装置(图中未示出)、电连接于所述控制装置的横梁2 及旋转装置、铣刀装置34和测距传感装置4，所述横梁2位于法兰端面100的上方，所述测距传感装置4安装于所述横梁2下表面，所述横梁2旋转时该测距传感装置4始终在法兰端面100圆周面的正上方对法兰面进行圆周扫描测量。
所述铣刀装置34包括X/Y方向精密可调的滑台3，X轴方向是手动调节的T型丝杆31，调节主轴35在径向的位置，Y方向由导轨 32、精密滚柱丝杆36、伺服电机37组成，所述伺服电机37控制主轴35在轴向的进给，主轴35变频电机33控制端面铣刀34的旋转。当调节好主轴35的进给量后，通过驱动铣床的回转支承1，带动横梁2进行旋转运动，从而使主轴35进行圆周铣削加工；通过伺服电机37对主轴35位置进行精密调节，其中X方向是调节主轴35到法兰加工的相应位置，Y轴方向是控制主轴35的每次进给深度。
所述主轴35内35部设计有数列精密轴承，用于消除铣削加工时产生的径向和轴向的加工力，所述主轴35采用变频电机33驱动，其转速无级可调。所述主轴35内部设计有数列精密轴承，以消除铣削加工时产生的径向和轴向的加工力，使主轴35的精度和刚性得到良好的保障，主轴35采用变频电机33驱动，其转速可以无级可调，适用不同的加工工艺。
所述旋转装置包括直径较大的外圈11、固定于所述外圈11上直径较小的带齿内圈12、R轴电机13、直角减速机轴14和安装在该直角减速机轴14上的小齿轮15，所述小齿轮15与所述内圈12的齿之间形成齿轮传动结构，所述横梁2固定在所述内圈上，所述R轴电机13驱动小齿轮15自转并通过齿轮传动使所述内圈12旋转，从而带动整个横梁2做旋转运动。
所述测距传感装置4为激光测距传感器。所述测距传感器4随着所述横梁2转动，将整个端面100的形态进行扫描测量，形成3D测量数据，通过软件分析计算，生成端面100轮廓数据。进而可以根据平面度测量结果，操作人员选择合适的加工工艺对法兰进行加工或加工后的检验。
使用时，将端面铣刀34装到主轴35，通过所述控制系统发生指令，所述R轴电机13驱动小齿轮15自转并通过齿轮传动使所述内圈12旋转，从而带动整个横梁2做旋转运动，所述测距传感器4随着所述横梁2转动，将整个端面100的形态进行扫描测量，形成3D 测量数据，通过软件分析计算，生成端面100轮廓数据。然后根据平面度测量结果，设置好合适的主轴35转速，通过控制Y轴的伺服电机，调整好主轴35的进给量，R轴伺服电机13控制铣刀34盘的进刀速度，驱动主轴35进行圆周旋转，每铣一圈，自动调节Y轴的进给量，铣刀34可换，粗铣去除加工余量，精铣达到平面度的标准及粗糙度的要求，从而实现法兰面100的自动铣削加工。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种用于端面法兰加工的测量系统，用于测量法兰端面的最高点及平面度，其特征在于，包括控制装置、电连接于所述控制装置的横梁旋转装置、铣刀装置和测距传感装置，所述横梁位于法兰端面的上方，所述测距传感装置安装于所述横梁下表面，所述横梁旋转时该测距传感装置始终在端面法兰圆周面的正上方对法兰面进行圆周扫描测量。
2.如权利要求1所述的一种用于端面法兰加工的测量系统，其特征在于，所述铣刀装置包括X/Y方向精密可调的滑台，X轴方向是手动调节的T型丝杆，调节主轴在径向的位置，Y方向由导轨、精密滚柱丝杆、伺服电机组成，所述伺服电机控制主轴在轴向的进给，主轴变频电机控制端面铣刀的旋转。
3.如权利要求2所述的一种用于端面法兰加工的测量系统，其特征在于，所述主轴内部设计有数列精密轴承，用于消除铣削加工时产生的径向和轴向的加工力，所述主轴采用变频电机驱动，其转速无级可调。
4.如权利要求3所述的一种用于端面法兰加工的测量系统，其特征在于，所述横梁旋转装置包括直径较大的外圈、固定于所述外圈上直径较小的带齿内圈、R轴电机、直角减速机轴和安装在该直角减速机轴上的小齿轮，所述小齿轮与所述内圈的齿之间形成齿轮传动结构，所述横梁固定在所述内圈上。
5.如权利要求4所述的一种用于端面法兰加工的测量系统，其特征在于，所述测距传感装置为激光测距传感器。
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