买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

摘要：本发明公开了一种铸件舱段的壁厚自动测量装置及测量方法，装置包括大理石底座、机架、上下料机构、角度调整机构、壁厚测量机构、智能控制机构和检测机构，其中，壁厚测量机构上设置有激光传感器一和激光传感器二，角度调整机构能带动壁厚测量机构移动，使激光传感器一和激光传感器二分别位于被测铸件舱段舱壁内外两侧，同时激光传感器一和激光传感器二均与被测铸件舱段舱壁壁面垂直。本发明提高了铸件舱段壁厚测量的一致性、准确性、稳定性和完整性，大大降低了检验人员的工作强度，避免了测量装置和被测工件的接触，实现了铸件舱段厚度分布状态的准确描述，满足了高质、高效的测量需求。

主权项：1.一种铸件舱段的壁厚自动测量方法，应用铸件舱段的壁厚自动测量装置，其特征在于：铸件舱段的壁厚自动测量装置包括大理石底座1、机架、上下料机构、角度调整机构、壁厚测量机构、智能控制机构和检测机构，其中，所述的机架固定安装在大理石底座1上，所述的机架用于安装角度调整机构，所述的上下料机构用于将被测铸件舱段放置到大理石底座1上定位或将被测铸件舱段从大理石底座1上取下，所述的角度调整机构上安装有壁厚测量机构，所述的角度调整机构用于调整壁厚测量机构的位置与朝向，壁厚测量机构上设置有激光传感器一30和激光传感器二31，所述的角度调整机构能带动壁厚测量机构移动，使激光传感器一30和激光传感器二31分别位于被测铸件舱段舱壁内外两侧，同时激光传感器一30和激光传感器二31均与被测铸件舱段舱壁壁面垂直，所述的激光传感器一30和激光传感器二31均与检测机构连接，激光传感器一30和激光传感器二31能将测量数据传至检测机构，所述的智能控制机构分别与上下料机构和角度调整机构连接，所述的智能控制机构能根据内置的被测铸件舱段形状数据控制上下料机构和角度调整机构的运作；所述的机架包括立柱一2、立柱二6、立柱三20、立柱四22、横梁一7和横梁二18，立柱一2和立柱三20通过角铝连接，且角铝通过螺纹连接固定于大理石底座1，立柱二6和立柱四22通过角铝连接，且角铝通过螺纹连接固定于大理石底座1，横梁一7连接在立柱一2和立柱二6顶部，横梁二18连接在立柱三20和立柱四22顶部，立柱一2、立柱二6和横梁一7做成固定面一，立柱三20、立柱四22和横梁二18组成固定面二，固定面一和固定面二相互平行且均垂直于大理石底座1表面；所述的上下料机构包括直线模组一3、DD马达4、转盘5和伺服电机三21，所述的直线模组一3通过螺栓固定连接于大理石底座1，所述的DD马达4连接于直线模组一3上的丝杆，所述的转盘5通过螺栓连接于DD马达4上，所述的转盘5在DD马达4的驱动下可做圆周旋转运动，直线模组一3的伺服电机三21与丝杆传动连接，所述的转盘5和DD马达4在伺服电机三21的驱动下可沿着直线模组一3的丝杆做直线往复运动；所述的角度调整机构包括电缸16、支撑梁14、支撑架8、轴承座一10、轴承座二11和支撑杆9，所述的电缸16通过螺栓固定于横梁二18上，所述的支撑架8通过螺栓固定于横梁一7上，所述的轴承座一10、轴承座二11通过螺栓固定于支撑架8上，所述的支撑杆9与轴承座一10、轴承座二11过盈配合，所述的支撑梁14的一端通过轴承与支撑杆9连接，所述的支撑梁14的另一端通过法兰与电缸16的伸缩杆连接；所述的壁厚测量机构包括直线模组二15、滑块23、凸型臂19、激光传感器一30和激光传感器二31，所述的直线模组二15通过背板和螺栓固定连接于支撑梁14上，所述的滑块23连接于直线模组二15的丝杆，所述的凸型臂19通过螺栓连接于滑块23上，所述的电缸16的伸缩杆沿着竖直方向做伸缩运动，带动支撑梁14绕着支撑杆9做圆弧摆动，从而实现与支撑梁14连接的直线模组二15的倾斜角度的调整，凸型臂19包括首尾依次连接的竖臂二27、横臂二26、竖臂一25、横臂一24、竖臂四36、横臂三35和竖臂三34，竖臂一25、竖臂二27、竖臂三34和竖臂四36均为空心结构，激光传感器一30和激光传感器二31从竖臂一25、竖臂二27、竖臂三34和竖臂四36的内部走线，所述的竖臂二27下端通过堵块一28封堵，竖臂三34下端通过堵块二33封堵，所述的激光传感器一30和激光传感器二31通过支架一29和支架二32分别连接于竖臂二27下端和竖臂三34下端；所述的转盘5设置有六个盘轨，盘轨以转盘5中心为中心点等间距发散式布设，盘轨间通过3个加强筋38连接，每个盘轨上均设置有定位滑块37，所述的定位滑块37能在盘轨上滑动或通过紧固螺栓固定，定位滑块相互配合，夹持定位被测铸件舱段，盘轨上设置有刻度；被测铸件舱段形状数据包括被测铸件舱段的型号、壁厚的合格范围、舱段上的网格信息、测量总圈数、所有的测量高度、舱段上异常区域的位置信息、工作位置、被测铸件舱段锥度以及扫描速度；所述的壁厚的合格范围是指被测铸件舱段待测量区域的壁厚的合格范围，包括合格上限和合格下限两个值；所述的被测铸件舱段内壁为筋条交错组成的均匀网格结构，网格结构的信息包括网格角度b、间隙角度c、起始角度e和每个网格的测量圈数k，网格角度b为一个网格圆周方向的角度范围，间隙角度c是两个相邻网格之间的筋条在周向上的角度，起始角度e是周向测量的第一个网格偏离周向原点的角度，每个网格的测量圈数k是每个网格轴向上应该测量的圈数；测量总圈数m是被测铸件舱段轴向从起始点到测量终点所测量的总截面数，轴向起始点是被测铸件舱段上端面所在的位置，轴向测量终点是被测铸件舱段下端面所在的位置；所有的测量高度是被测铸件舱段轴向从起始点到测量终点所测量全部截面的高度位置信息，所测量全部截面的高度基于被测铸件舱段的上端面进行测量，所测量全部截面的高度数量与测量总圈数m保持一致，且为每个网格测量圈数k的整数倍；舱段上的异常区域包括无需测量的区域，异常区域包括被测铸件舱段的通孔和凸台，异常区域的位置信息包括高度一、高度二、角度一和角度二，所述的高度一和高度二是异常区域在轴向上的开始高度和结束高度，所述的角度一和角度二是异常区域在周向上的开始角度和结束角度；工作位置是进行被测铸件舱段的壁厚测量时，DD马达4在直线模组一3上的位置信息，当DD马达4处于工作位置时，被测铸件舱段的待测壁处于所述的激光传感器一30和激光传感器二31之间；被测铸件舱段锥度是被测铸件舱段的母线与轴线或母线与公垂线之间的夹角；扫描速度是对被测铸件舱段进行壁厚测量时转盘5跟随DD马达4的旋转速度，铸件舱段的壁厚自动测量方法具体包括以下步骤：S01：测量前的准备：使用数显水平尺对被测铸件舱段的锥度或母线与轴线或母线与公垂线之间的夹角进行测量，设置倾斜角度为θ，如果θ为0°，同步测量被测铸件舱段的外径，如果θ不为0°，同步测量被测铸件舱段小端的外径，设置测得的外径为d；S02：被测铸件舱段的装夹定位：松开转盘5六个盘轨上定位滑块37的紧固螺栓，挪动定位滑块37分别沿着各自所在的盘轨进行运动，参照刻度，调整定位滑块37的位置于刻度处并锁紧定位滑块37，将被测铸件舱段吊装到转盘5上，确保被测铸件舱段的外表面与定位滑块37贴紧，保证被测铸件舱段在转盘5上的居中放置；S03：导入被测舱段的配置文件：将提前编制好的被测铸件舱段的配置文件导入智能控制机构，智能控制机构读取被测铸件舱段配置文件中的所有信息；S04：测量臂的角度调整：智能控制机构基于配置文件中的被测铸件舱段锥度信息控制电缸16的伸缩运动，带动支撑梁14绕着支撑杆9做圆弧摆动，从而调整与支撑梁14连接的直线模组二15与竖直方向的夹角为θ，电缸16的伸缩杆的伸缩运动距离f＝j*tanθ，其中，j为横梁一7和横梁二18之间的距离；S05：上料：智能控制机构基于配置文件中的被测铸件舱段的工作位置控制DD马达4带动转盘5和转盘5上的被测铸件舱段沿着直线模组一3进行运动，使被测铸件舱段到达配置文件中写入的工作位置；S06：传感器标定：将标准块放置于激光传感器一30和激光传感器二31中间，且保证标准块的外表面与激光传感器一30和激光传感器二31之间的连线处于垂直状态，将标准块的厚度输入智能控制机构，当智能控制机构测量区的壁厚测量值稳定在输入的标准块厚度值时，即完成传感器的标定；S07：被测舱段圆周方向的原点找正：通过智能控制机构控制凸型臂19沿着直线模组二15的丝杆运动，直至激光传感器一30和激光传感器二31的激光点分别打在被测铸件舱段的内外表面，然后通过智能控制机构控制DD马达4带动转盘5上的被测铸件舱段旋转，当激光点与被测铸件舱段上指定的周向起始点所在的母线重合时，DD马达4停止旋转，智能控制机构记录此时被测铸件舱段圆周方向的位置信息为圆周方向的原点；S08：被测舱段轴向的原点找正：通过智能控制机构控制凸型臂19沿着直线模组二15的丝杆运动，当激光传感器一30和激光传感器二31的激光点打到被测铸件舱段的上表面时，凸型臂19停止运动，智能控制机构记录此时凸型臂19在直线模组二15上的位置为测量时轴向的原点；S09：进行被测铸件舱段的壁厚测量：智能控制机构基于配置文件中的被测铸件舱段的所有测量高度信息控制凸型臂19沿着直线模组二15的丝杆运动，当与凸型臂19连接的激光传感器一30和激光传感器二31到达配置文件中的第一个测量高度时，凸型臂19停止运动，智能控制机构控制DD马达4驱动转盘5带动转盘5上的被测铸件舱段做360°匀速圆周运动，使得被测铸件舱段在测量高度的被测截面依次通过激光传感器一30和激光传感器二31之间，从而测得被测铸件舱段在测量高度的被测截面的所有壁厚；然后智能控制机构控制与凸型臂19连接的激光传感器一30和激光传感器二31依次到达配置文件中设定好的测量高度，并控制DD马达4驱动转盘5带动转盘5上的被测铸件舱段做360°匀速圆周运动，使得被测铸件舱段在测量高度的被测截面依次通过激光传感器一30和激光传感器二31之间，从而测得配置文件中设定好的被测铸件舱段所有测量高度对应截面的所有壁厚；S10：生成pdf报告：测量完被测铸件舱段所有高度对应截面的壁厚后，智能控制机构根据配置文件中的壁厚合格范围、舱段上的网格信息、测量总圈数、所有的测量高度和舱段上异常区域的位置信息，计算每个网格内的最大值max、最小值min和平均值avg，并以网格为单位生成pdf报告；S11：测量装置复位：智能控制机构控制凸型臂19沿着直线模组二15的丝杆向上运动，直至激光传感器一30和激光传感器二31到达安全位置，然后智能控制机构控制电缸16的伸缩运动，带动支撑梁14绕着支撑杆9做圆弧摆动，调整与支撑梁14连接的直线模组二15与竖直方向的夹角为0°；S12：下料：智能控制机构控制DD马达4带动转盘5和转盘5上的被测铸件舱段沿着直线模组一3进行运动，使被测铸件舱段到达直线模组一3上的安全位置，松开转盘5六个盘轨上定位滑块37的紧固螺栓，挪动定位滑块远离被测铸件舱段，使用桁车完成下料；步骤S06中传感器的标定原理为：将厚度为h1的标准块放置于激光传感器一30和激光传感器二31中间，且保证标准块的外表面与激光传感器一30和激光传感器二31之间的连线处于垂直状态，激光传感器一30测得自身和标准块外表面之间的距离l1，激光传感器二31测得自身和标准块内表面之间的距离l2，将标准块的厚度h1手动输入到智能控制机构，智能控制机构根据h1、l1、l2，求得激光传感器一30和激光传感器二31之间的固定距离l＝l1+l2+h1，在后续的壁厚测量过程中，激光传感器一30和激光传感器二31分别测得自身和被测铸件舱段内外表面之间的距离为l3和l4，智能控制机构实时计算得到被测铸件舱段的壁厚测量结果h＝l-l3-l4；步骤S09中测量被测铸件舱段每个高度对应截面的壁厚时，智能控制机构会实时计算基于激光传感器一30和激光传感器二31测量的壁厚值并每间隔20′写入excel文件一个测量值，生成被测铸件舱段的壁厚原始数据表，每个高度所在截面的壁厚共包含1080个测量值；所述的智能控制机构生成的被测铸件舱段的壁厚原始数据表的首行为0°—360°、间隔为20′的依次递增的等差数列，首列为智能控制机构从配置文件读取的所有的测量高度，测量过程中智能控制机构实时计算测量值后写入表格中的对应位置；步骤S10中的生成pdf报告包括以下步骤：步骤S101、异常区域测量值替换：智能控制机构根据配置文件中的异常区域的位置信息，在测量的原始数据表中用“a”代替异常区域的壁厚值，在后续的计算过程中，壁厚值为“a”时，不参与计算；步骤S102、划分网格：智能控制机构根据配置文件中网格角度b、间隙角度c、起始角度e、每个网格的测量圈数k以及测量总圈数m对被测铸件舱段进行网格划分，其中，轴向划分的网格数量为圆周方向划分的网格数量为步骤S103、统计测量结果：针对划分好的网格，根据配置文件中的网格角度b、间隙角度c、起始角度e，得到圆周方向参与计算的网格角度范围为：e+c～e+c+b、e+2c+b～e+2c+2b、e+3c+2b～e+3c+3b……e+nc+n-1b～e+nc+nb，n为正整数，nc+nb的最大值为360°；智能控制机构基于步骤S101中替换后的原始数据表计算网格角度范围内的最大值max、最小值min和平均值avg，智能控制机构首先判断网格角度范围内的测量值是否为数值，当网格范围内的测量值全部为数值时，智能控制机构计算网格范围内所有测量值的最大值max、最小值min和平均值avg；当网格范围内的测量值包含部分“a”时，智能控制机构剔除网格范围内的“a”，只计算测量值为数值的测量值的最大值max、最小值min和平均值avg；当网格范围内的测量值全部为“a”时，则该网格全部为异常区域，不参与测量结果的计算，对应网格的测量结果显示为空；步骤S104、测量结果分析：智能控制机构以网格为单元，分别将网格内的最大值max、最小值min、平均值avg与配置文件中的合格上限、合格下限进行比较，得到测量结果；步骤S105、生成pdf报告：基于步骤S103和步骤S104中测量结果统计和分析，按照圆周方向0°-90°、90°-180°、180°-270°、270°-360°对测量结果进行分页，依次生成4页pdf报告；所述的生成的pdf报告的首行为1、2、3、4、5、……、n，第二行为0°—360°、间隔为b+c的依次递增的等差数列，首列从第三行开始为1、2、3、4、5、……、所述的步骤S11中激光传感器一30和激光传感器二31的安全位置为直线模组二15下端面上方20mm处，此时滑块23所在的位置为直线模组二15的零位，所述的直线模组二15的零位在开发智能控制机构时已输入控制系统；所述的步骤S12中直线模组一3的安全位置为直线模组一3的零位，当DD马达4带动被测铸件舱段处于直线模组一3的零位时，DD马达4的圆心处于距离电机端500mm处，此时转盘5和转盘5上的被测铸件舱段不会和测量装置发生干涉，所述的直线模组一3的零位在开发智能控制机构时已输入控制系统。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京航空航天大学 南京晨光集团有限责任公司 一种铸件舱段的壁厚自动测量装置及测量方法