CN208773161U - 一种薄壁零件腹板厚度自动测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种薄壁零件腹板厚度自动测量装置，其包括控制盒，控制盒上设置有连接杆，控制盒内安装有相互电连接的超声波信号处理模块和数据传输模块，数据传输模块与数控机床上的上位机电连接；控制盒上设置有探头安装架，探头安装架的端部设置有超声波探头，超声波探头与超声波信号处理模块电连接。本实用新型提供的薄壁零件腹板厚度自动测量装置具有检测精度高、检测效率高的优点，有效避免零件二次装夹损伤，提高生产精度，缩短生产周期，提高零件加工过程中的质量。

Description

一种薄壁零件腹板厚度自动测量装置

技术领域

本实用新型涉及数控加工技术领域，具体涉及一种薄壁零件腹板厚度自动测量装置。

背景技术

大量航空结构件如飞机的整体框、整体梁、整体腹板和长缘条等普遍采用由大型整块毛坯直接“掏空”而加工成复杂槽腔、筋条、凸台和减轻孔等整体结构件。整体结构件体积大、壁薄、刚度差、易变形、切削加工余量大，加工周期长，加工质量和精度很难控制，对此类航空整体结构件实现高精度、高效率和高可靠性的切削加工一直是航空制造业面临的一个重要难题和技术瓶颈。现代的飞机结构件普遍采用三维CAD实体数据模型设计，利用数控机床加工，使用坐标测量机检测加工精度。但是，在加工过程中需要经常在数控机床和计量测试单位间进行零件周转，导致零件需要重复地装夹定位和对刀，容易产生应力和应变，造成超差或报废，使零件的制造周期变长。为了保证加工质量，防止零件加工报废，提高产品的合格率，对此类大型薄壁零件进行在机厚度检测尤为重要。

实用新型内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型提供了一种检测方便、检测精度高的薄壁零件腹板厚度自动测量装置。

为达到上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案为：

提供一种薄壁零件腹板厚度自动测量装置，其包括控制盒，控制盒上设置有连接杆，控制盒内安装有相互电连接的超声波信号处理模块和数据传输模块，数据传输模块与数控机床上的上位机电连接；控制盒上设置有探头安装架，探头安装架的端部设置有超声波探头，超声波探头与超声波信号处理模块电连接。

进一步地，探头安装架为中空管，探头安装架的端部开设有安装孔，超声波探头安装在安装孔内。

进一步地，超声波探头与安装孔之间设置有弹簧。

进一步地，弹簧与安装孔之间设置有压力传感器，压力传感器与超声波信号处理模块电连接。

进一步地，控制盒内安装有独立电源，独立电源均与超声波信号处理模块和数据传输模块电连接。

本实用新型的有益效果为：本方案用于在数控加工中对薄壁零件腹板进行在机自动检测，检测装置通过连接杆安装在刀柄上，并整体安装在数控机床的主轴上，通过在机床设定检测轨迹，无需人工操作，即可对零件厚度进行自动检测；超声波探头发送和接收超声波，并且发送给超声波信号处理模块对厚度进行计算，测量的厚度再发送给上位机；超声波探头与探头安装架之间设置有弹簧，保证超声波探头与零件接触时具有一定的缓冲作用，减小对零件的损伤。

弹簧上端接压力传感器，当达到设定压力值时，超声波信号处理模块和超声波探头才开始工作，进行厚度测量，这样既能够确保在测量过程中探头与零件紧密接触，同时可以极大地降低系统功耗；此外，当压力值大于设定的阈值时，上位机发出报警信号，通知操作人员停止操作，防止装置损坏。控制盒内放置独立电源，为整个测量装置提供电源，提高通用性。

本实用新型提供的薄壁零件腹板厚度自动测量装置具有检测精度高、检测效率高的优点，有效避免零件二次装夹损伤，提高生产精度，缩短生产周期，提高零件加工过程中的质量。同时，可以根据超声波信号在不同材料中的声速不同，设定不同的超声波声速，并对超声波信号处理模块进行参数设置。

附图说明

图1为薄壁零件腹板厚度自动测量装置的结构示意图。

其中，1、连接杆，2、数据传输模块，3、超声波信号处理模块，4、控制盒，5、安装架，6、弹簧，7、压力传感器，8、超声波探头。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。

如图1所示，薄壁零件腹板厚度自动测量装置包括控制盒4，控制盒4上端设置有连接杆1，控制盒4内安装有相互电连接的超声波信号处理模块3和数据传输模块2，数据传输模块2与数控机床上的上位机电连接；控制盒4上设置有探头安装架5，探头安装架5的端部设置有超声波探头8，超声波探头8与超声波信号处理模块3电连接。超声波信号处理模块3和信号传输模块2可采用UM-T5型的超声波测厚仪。

探头安装架5采用中空管，探头安装架5的端部开设有安装孔，超声波探头8安装在安装孔内，安装孔下端设置成漏斗状的开口；超声波探头8上端与安装孔上端之间设置有弹簧6；弹簧6与安装孔之间设置有压力传感器7，压力传感器7与超声波信号处理模块3电连接；控制盒4内安装有独立电源，独立电源均与超声波信号处理模块3和数据传输模块2电连接。

本方案用于在数控加工中对薄壁零件腹板进行在机自动检测，检测装置通过连接杆1安装在刀柄上，并整体安装在数控机床的主轴上，通过在机床上设定检测轨迹，无需人工操作，即可对零件厚度进行自动检测；超声波探头8发送和接收超声波，并且发送给超声波信号处理模块3对厚度进行计算，测量的厚度再发送给上位机；超声波探头8与探头安装架5之间设置有弹簧6，保证超声波探头8与零件接触时具有一定的缓冲作用，减小对零件的损伤。

弹簧6上端接压力传感器7，当达到设定压力值时，超声波信号处理模块3和超声波探头8才开始工作，进行厚度测量，这样既能够确保在测量过程中探头与零件紧密接触，同时可以极大地降低系统功耗；此外，当压力值大于设定的阈值时，上位机发出报警信号，通知操作人员停止操作。控制盒4内放置独立电源，为整个测量装置提供电源，提高通用性。

超声波探头在测量之前需要涂抹耦合剂，可以将耦合剂放置在机床上固定位置，在每组测量之前控制机床主轴移动到耦合剂放置处，进行耦合剂的涂抹；也可以通过机床自带的冷却装置对零件进行喷涂；或者在测量前事先对零件腹板进行喷涂。

本实用新型提供的薄壁零件腹板厚度自动测量装置具有检测精度高、检测效率高的优点，有效避免零件二次装夹损伤，提高生产精度，缩短生产周期，提高零件加工过程中的质量。同时，可以根据超声波信号在不同材料中的声速不同，设定不同的超声波声速，并对超声波信号处理模块3进行参数设置。

Claims (5)

1.一种薄壁零件腹板厚度自动测量装置，其特征在于，包括控制盒(4)，所述控制盒(4)上设置有连接杆(1)，所述控制盒(4)内安装有相互电连接的超声波信号处理模块(3)和数据传输模块(2)，所述数据传输模块(2)与数控机床上的上位机电连接；所述控制盒(4)上设置有探头安装架(5)，所述探头安装架(5)的端部设置有超声波探头(8)，所述超声波探头(8)与超声波信号处理模块(3)电连接。

2.根据权利要求1所述的薄壁零件腹板厚度自动测量装置，其特征在于，所述探头安装架(5)为中空管，所述探头安装架(5)的端部开设有安装孔，所述超声波探头(8)安装在安装孔内。

3.根据权利要求2所述的薄壁零件腹板厚度自动测量装置，其特征在于，所述超声波探头(8)与安装孔之间设置有弹簧(6)。

4.根据权利要求3所述的薄壁零件腹板厚度自动测量装置，其特征在于，所述弹簧(6)与安装孔之间设置有压力传感器(7)，所述压力传感器(7)与超声波信号处理模块(3)电连接。

5.根据权利要求1所述的薄壁零件腹板厚度自动测量装置，其特征在于，所述控制盒(4)内安装有独立电源，所述独立电源均与超声波信号处理模块(3)和数据传输模块(2)电连接。