[实用新型]船体外板三维触板测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种船体复杂曲面外板形状测量设备，尤其涉及一种成型加工过程中精确、快速的接触式板形测量设备。

背景技术

复杂不规则曲面在现代汽车、造船、航空航天等飞速发展的工业中得到了越来越多的应用，并且上述行业对不规则曲面外形精度要求也越来越高。对于此类三维曲面零件的自动加工过程控制和成型精度检验都离不开对曲面形状的测量。上述对三维曲面的测量属于CAD模型已知的测量。对于此类测量，其关键问题是如何高效、可靠的获取待测曲面的几何形状信息并对其形状误差做出准确的评定。目前曲面形状测量方法根据测量方式的不同主要分为接触式测量和非接触式测量。

接触式测量通过传感测量头与待测工件的接触而记录工件表面点的坐标值，其测量过程可以是连续的也可以是间断的。接触式测量的典型方法为三坐标测量机，通过触头与工件表面的接触测量触点的空间坐标，它具有较高的测量精度并且不受颜色光照的限制，但测量效率低、测量范围小，测量速度受到机构运动的限制。

非接触式测量方法主要是基于光学、声学、磁学等原理，将物理模拟量通过适当的算法转换为样件表面的坐标点。包括：摄影测量法、电子经纬仪交绘测量、光栅测量法。摄影测量法测量精度较低。电子经纬仪交绘测量虽然可以测量较大的工件但测量速度慢，必须逐点瞄准，工作量大，当被测点较多时，测量难度大。光栅测量法测量精度较低。激光干涉法测量精度相当高，但测量范围小，抗干扰能力弱，不适合测量凹凸变化大的复杂曲面。激光衍射法可靠性好，但不适合表面起伏大的被测曲面。激光三角测量法测量速度快，精度高但对被测表面的粗糙度、凸凹程度、漫反射率和倾角过于敏感，存在“阴影效应”。

在造船过程中，对于有曲度船体外板需根据其型线数据进行弯曲加工，加工过程中，先由三芯辊对板材进行辊弯获得单向曲度，再由水火弯板加工获得双向曲度。目前由于上述加工工艺自动化程度不高，所以检验过程普遍采用样板、样箱对样检验，但在自动化加工过程中，则需要快速高精度的测量方式。由于船体外板不规则曲面多，形状复杂，零件尺寸大，加工环境声、光、热干扰严重，但对测量速度与精度要求又较高，故前述测量方法或因测量效率，或因测量精度，或因测量环境均不适合于船体外板加工中的形状测量。本实用新型——船体外板三维触板测量装置（下面简称“触板装置”）是专门针对船体外板形状测量应用要求设计的。

发明内容

为了解决船厂对船体外板自动加工满足板材形状测量条件和测量时提供一种快速、高效、精确检验装置，本实用新型的目的在于提供一种船体外板三维触板测量装置，应用本实用新型的装置具有快速、高效、精确检验的特点。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是，船体外板三维触板测量装置，其特征在于：包括M点线测量板阵列、移动承载架和微控器，M点线测量板阵列安装在移动承载架上，微控器固定在移动承载架上，微控器的电缆与M点线测量板阵列的电动测量推杆的控制板相连。

M点线测量板阵列由N组M点线测量板组成阵列，N为1-22的自然数；M点线测量板由M个电动测量推杆、上梁、下梁和线槽构成，M为5-22的自然数， M个电动测量推杆的上端安装在上梁上，M个电动测量推杆的下端安装在下梁上，上梁上安装有线槽。

电动测量推杆的上端通过槽板扣装并用螺丝固定在槽型的上梁上，电动测量推杆下端通过下固定块坐装并用螺丝紧固在方空心的下梁上。

来自微控器控制电动测量推杆的供电电缆布置在上梁上的线槽内。

电动测量推杆由行程测控组件、电动推杆、触板头、收线机构组成；电动推杆的上端座紧固在行程测控组件的槽板上，电动推杆的下端通过连接螺帽与触板头的连接螺丝配合连接，电动推杆的推杆筒端盖通过螺丝与下固定块固定在一起；行程测控组件通过螺丝固定安装在电动推杆齿轮箱上，电动推杆齿轮箱固定安装在槽板上。

行程测控组件由微控板、光电开关、码盘与槽板组成；微控板通过绝缘座装在槽板内，码盘通过螺母压装在电动推杆的丝杆输出轴端部，电动推杆的线性位移量由码盘转换为角位移量，再由安装在微控板上三个光电开关将码盘角位移量转换为脉冲量。

触板头由限位开关、封装罩和连接螺丝组成，带轴承的上三面体与下三面体构成限位开关的封装罩；限位开关通过螺丝固定在上三面体内面，上三面体与下三面体通过螺丝合装为六面体限位开关的封装罩，进而构成触板头体，再通过连接螺丝连接在电动推杆下端部的连接螺帽上。