[发明专利]一种半球谐振子壁厚及壁厚均匀性原位测量系统及方法

权利要求书

1.一种谐振子壁厚及壁厚均匀性原位测量系统，其特征在于：包括半球谐振子、彩色共聚焦传感器、和计算机；所述半球谐振子安装在机床主轴上；所述彩色共聚焦传感器包括一束宽光谱复色光光源、色散镜头、光谱仪和控制器；该彩色共聚焦传感器同轴安装到机床B轴上；所述宽光谱复色光光源与色散镜头相连接，所述控制器控制宽光谱复色光光源射出的宽光谱复色光通过色散镜头发生光谱色散，形成不同波长的单色光；所述色散镜头与光谱仪相连接，光谱仪感测满足共焦条件的单色光；所述光谱仪和控制器相连接，用于将满足共焦条件的单色光光波波长反馈给控制器，控制器通过分析被感测到的光波波长获得被测物体的距离值；所述彩色共焦传感器与半球谐振子相连接，用于测量半球谐振子壁厚；该彩色共焦传感器的控制器及光谱仪与计算机相连接，用于将测量数据输出至计算机进行统计分析；

所述半球谐振子的形状为在极点区域固定在圆柱形支脚上的薄壁半球壳；

应用于谐振子壁厚及壁厚均匀性原位测量系统的测量方法，包括以下步骤：

步骤1、谐振子加工完成后，将彩色共焦测量传感器安装在机床B轴上，通过出射光斑与返回光斑的光斑位置，调整彩色共焦测头位置和角度，使出射光线沿水平方向并经过谐振子球心位置，此时彩色共焦测头的出射光线经过谐振子唇沿并垂直于唇沿；

步骤2、上位机控制参数设置：在上位机控制程序上设置谐振子周向测量速度s、轴向测量点间距h0及轴向测量范围下限H；

步骤3、根据上位机控制参数控制机床和测量设备联动，按照实现对谐振子壁厚参数和壁厚不均匀度的测量；

所述步骤3的具体步骤包括：

(1)读取上位机测量设置谐振子周向测量速度s、轴向测量点间距h0和轴向测量范围下限H；

(2)读取机床控制卡参数，与机床建立通讯；

(3)根据谐振子壁厚测量路径设计原理，生成测量路径；

(4)上位机驱动测头开始测量，并使机床联动；

(5)测量结束后输出厚度测量结果(h_ij、d_ij)，根据公式(1)和公式(2)计算谐振子壁厚D_i和壁厚不均匀度Std_D_i；

其中，d_ij表示第i行第j个测量数据，M为每行测量数据的个数，N＝[H/h0]；

(6)输出测量结果并保存；

(7)结束。