[发明专利]一种基于壁厚和外型约束的舱体结构件在机快速找正装置及其找正方法

摘要

本发明公开了一种基于壁厚和外型约束的舱体结构件在机快速找正装置及其找正方法，采用平面标准块对传感器进行位置矢量标定，并采用阶梯块对测厚仪进行声速校准和零位校准。调用测量程序，对测点处外型面及壁厚信息进行采集，并计算其内腔型面信息，将激光位移传感器移动到相应测点，使得四爪夹持处内腔型面以回转中心为轴对称，实现舱体类零件的快速找正。本发明可基于数控车床，实现舱体类零件在机快速找正，并可依据加工余量约束条件进行壁厚均匀化处理，找正效率和精度均较高，在舱体结构件找正及壁厚均匀化研究中有着较好的实用价值和应用前景。

主权项

1.一种基于壁厚和外型约束的舱体结构件在机快速找正方法，其特征是：基于壁厚和外型约束的舱体结构件在机快速找正装置包括夹具(1)、激光位移传感器(2)以及超声测厚仪(3)，所述的激光位移传感器(2)和超声测厚仪(3)分别固定在夹具(1)上，所述的夹具(1)固定在车床刀架上，舱体结构件(5)两端分别通过车床卡盘(6)抓紧固定，所述的激光位移传感器(2)和超声测厚仪(3)的测头对着舱体结构件(5)，所述的车床刀架能带动夹具(1)移动，所述的车床卡盘(6)能翻转舱体结构件(5)；所述的车床卡盘(6)为四爪卡盘，车床卡盘(6)的四个卡爪等弧度地抓在舱体结构件(5)的端部，且两个车床卡盘(6)的卡爪交错45°；基于壁厚和外型约束的舱体结构件在机快速找正方法包括以下步骤：步骤一、将激光位移传感器(2)和超声测厚仪(3)分别装配在夹具(1)上，随后将夹具(1)以槽边定位方式与车床刀架相连，调整好位置后，将夹具(1)通过螺钉与车床刀架拧紧固定；步骤二、利用平面校准块对激光位移传感器(2)的光束偏转误差及高度误差进行标定，并利用阶梯块对超声测厚仪(3)进行声速校准和零位校准以确保激光位移传感器(2)测得的检测舱体结构件(5)外表面与激光位移传感器(2)之间的距离以及超声测厚仪(3)测得的舱体结构件(5)的舱壁厚度数据真实可靠；步骤三、将舱体结构件(5)两端分别装夹在数控车床的车床卡盘(6)上，车床卡盘(6)夹紧舱体结构件(5)且力度适中，在舱体结构件(5)上设置若干个测点，测点分布位置用黑色记号笔标出；步骤四、调用测量程序，先用激光位移传感器对测点距测头距离值进行测量，再用超声测厚仪对同一位置壁厚进行测量，两者数值相加即可得该位置处内腔型面距测头的距离值，步骤五、移动车床刀架，使激光位移传感器正对另外一个测点，重复步骤四；以此类推，测得所有测点处内腔型面距测头的距离值；步骤六、以测点与旋转180°的相对点距测头距离值相等为目标，计算各测点处的理论位移，随后移动激光位移传感器至测点处，以其读数为参考，调整相应卡爪至激光位移传感器示数为理论位移的计算值，从而实现舱体零件的快速找正。