一种内表面在线检测和修整一体化工具制造技术

本发明专利技术属于制造工具技术领域，提供一种内表面在线检测和修整一体化工具，包括检测修整端、柔性轴、中空的柔性机体；检测修整端通过安装头套接在柔性机体上。检测修整端包括研磨/抛光头、照明设备、成像设备、流道、安装头，研磨/抛光头设置在安装头上，与驱动电机连接，用于修整工件内表面不符合要求的位置；流道位于安装头内部，配合研磨/抛光头的修整工作；照明设备、成像设备设置在安装头端部，成像设备为内视镜用于在线监测；柔性机体通过外部牵引实现摆动，用于检测修整端的定位和位置保持。本发明专利技术提供的工具适用于对难以进入的部件的内表面进行在线精整，同时具备内表面检查和修整功能，携带方便，操作简单，实用。

An integrated tool for on-line inspection and finishing of inner surfaces

The invention belongs to the technical field of manufacturing tools, and provides an integrated tool for on-line detection and dressing of the inner surface, including the testing and dressing end, the flexible shaft and the hollow flexible body, and the detection and dressing end is connected to the flexible body by the installation of the head sleeve. The testing and dressing end includes grinding / polishing head, lighting equipment, imaging equipment, channel, installation head, grinding / polishing head mounted on the installation head, connecting with the drive motor to repair the position of the inner surface that does not meet the requirements; the channel is located inside the head of the installation, with the finishing work of the grinding / polishing head; the lighting equipment, As the device is set at the end of the installation, the imaging device is used for on-line monitoring by the endoscope; the flexible body wobbles through external traction to detect the positioning and position retention of the trimming end. The tool provided by the invention is suitable for on-line finishing on the inner surface of the parts which are difficult to enter, and has the function of internal surface inspection and dressing, convenient to carry, simple operation and practical.

【技术实现步骤摘要】
一种内表面在线检测和修整一体化工具
本专利技术属于制造工具
，涉及一种内表面在线检测和修整一体化工具。
技术介绍
对于航空以及汽车发动机等部件上的复杂管道，制造成型后通常需要对部件的内表面进行检测，尤其针对采用3D打印技术制造的复杂管道，由于3D打印技术还不够成熟导致表面质量不均匀，因此更加必要对内表面进行检测。目前，工程中内表面检测一般采用内视镜系统。然而，在实际中，采用内视镜系统对于已经安装好的部件，只能检测，不能在检测的同时，对有缺陷的地方(如毛刺，粗糙的表面等)进行进一步修整，使其满足实际需要。目前内表面精加工的常用方法有磨料流加工、水射流加工、磁流体射流加工和使用常规工具的手动加工等方法，该类方法只能对进行精加工，不能在加工的同时进行检测。现阶段，光学检测和表面精加工是独立的，不能同步进行，先检测、再加工，再检测，现阶段的处理方式存在一定的局限性，浪费时间，成本较高，对于不可逆的修整后期修补较复杂。对此，本专利技术提出一种内表面在线检测和修整工具，通过将研磨/抛光头与内视镜系统有机结合，完成对内表面的线检测和修整。目前还没有复杂内表面测量加工一体化方法与工具。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种内表面在线检测和修整的工具，该工具将内视镜系统和研磨/抛光头有效结合在一起，能够实现对安装好的部件内表面检测的同时，对不符合要求的地方进行修整。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种内表面在线检测和修整一体化工具，包括检测修整端、柔性轴6、柔性机体7；所述的检测修整端包括研磨/抛光头1、成像设备3、安装头5，检测修整端通过安装头5套接在柔性机体7上。所述的研磨/抛光头1设置在安装头5内部，与驱动电机连接，驱动电机驱动研磨/抛光头1旋转或往复运动，对工件内表面进行修整，研磨/抛光头1也可以在有限的范围内沿其自身轴线方向线性移动，用于工件内表面精加工时进行位置控制；所述的成像设备3设置在安装头5端部，用于在线监测，判断内表面是否符合要求，进而通过控制器控制驱动电机运动。所述的柔性机体7为中空的管状结构，通过外部牵引实现360度摆动，用于检测修整端的定位和位置保持，检测修整端的灵活性和可控性可使其进入内部通道和盲孔。在定位方面，结合具体需求，安装头5的轴线可以与柔性机体7的轴线平行或与其成一定角度。所述的驱动电机为内部电机或外部电机，内部电机为微型电机，安装在检测修整端内部，直接与研磨/抛光头1连接；外部电机通过柔性机体7及安装头5内部的柔性轴6与研磨/抛光头1连接，一般需要产生较大研磨力的时候采用外部电机驱动。所述的检测修整端还可以包括流道4，流道4位于安装头5内部，用于通过研磨剂或抛光剂，配合研磨/抛光头1的修整工作。所述的检测修整端还可以包括设置在安装头5端部的照明设备2，照明设备2配合成像设备3，使成像更准确。所述的安装头5为圆柱体结构，内部有一个与其轴向平行的通孔，用于放置研磨/抛光头1，通孔的位置根据具体需要确定，研磨/抛光头1可以定位在安装头5的任意位置。所述的成像设备3为内视镜，用于在线监测，成像设备3基于成熟的内视镜检测技术获得内表面微观形貌信息并经过与粗糙度样品比对获取表面粗糙度值，判断其是否符合要求；照明设备2配合成像设备3，使成像更准确。本专利技术提供的内表面在线检测和修整的工具的尺寸根据实际需要确定。本专利技术提供的内表面在线检测和修整的工具中，成像设备3提供实时视频信息，用于工件内表面的在线监测，有利于在研磨/抛光过程中同时进行光学检测和监视；研磨/抛光头1用于工件内表面的修整，二者配合，实现内表面修整位置的定位，及定量控制修整的材料。本专利技术采用的成像设备3为现阶段比较成熟的工业内视镜系统，内视镜包括一个可控偏转的柔性管。本专利技术除了光学成像外，工具还可以集成到一个内视镜上，用于远程外科手术。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的工具适用于对难以进入的部件的内表面进行在线精整，同时具备内表面检查和修整功能，携带方便，操作简单，实用，解决了目前航空和汽车部件制造领域内表面只能检测不能实施在线修正的问题。附图说明图1为本专利技术提供的内表面在线检测和修整工具示意图；图2为复杂流道内表面的在线监测和研磨/抛光实例图；图3a为工具截面图；图3b为内表面在线检测和修整工具内部结构图；图中：1研磨/抛光头；2照明设备；3成像设备；4流道；5安装头；6柔性轴；7柔性机体；8工具外壳；9外壳盖；10工具连接头；11研磨/抛光头与柔性轴连接头；12柔性轴与电机连接头；13轴承。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1一种内表面在线检测和修整一体化工具，包括检测修整端、柔性轴6、柔性机体7；所述的检测修整端包括研磨/抛光头1、成像设备3、安装头5，检测修整端通过安装头5套接在柔性机体7上。所述的研磨/抛光头1设置在安装头5内部，与内部驱动电机连接，内部电机为微型电机，安装在检测修整端内部，直接与研磨/抛光头1连接。成像设备3设置在安装头5端部，用于在线监测，判断内表面是否符合要求，进而通过控制器控制驱动电机运动；所述的柔性机体7为中空的管状结构，通过外部牵引实现360度摆动，用于检测修整端的定位和位置保持。实施例2针对航空发动机的复杂流道，本专利技术提供一种内表面在线检测和修整的工具，用于复杂流道内表面的在线监测和研磨抛光。工具的具体结构如下：一种内表面在线检测和修整一体化工具包括检测修整端、柔性轴6、中空的柔性机体7。检测修整端包括研磨/抛光头1、照明设备2、成像设备3、流道4、安装头5，检测修整端通过安装头5套接在柔性机体7上，成像设备3为照明灯。所述的安装头5为圆柱体结构，内部有一个与其轴向平行的通孔，用于放置研磨/抛光头1，研磨/抛光头1可以定位在安装头5的任意位置，既可以定位在中心，也可以定位在偏离中心的位置。所述研磨/抛光头1与驱动电机连接，驱动电机驱动研磨/抛光头1运动，用于修整工件内表面不符合要求的位置，该工具和工件内表面之间的相对速度由电机控制；研磨/抛光头1可以旋转和往复运动，通过旋转和振动对工件内表面进行修整，也可以在有限的范围内沿其自身轴线方向线性移动，用于工件内表面精加工时进行位置控制。所述驱动电机为内部电机，内部电机为微型电机，安装在检测修整端内部，直接与研磨/抛光头1连接。所述的流道4位于安装头5内部，用于通过研磨剂或抛光剂，配合研磨/抛光头1的修整工作。所述照明设备2、成像设备3设置在安装头5端部；成像设备3为内视镜，用于在线监测，进而通过控制器控制驱动电机运动，照明设备2配合成像设备3，使成像更准确。所述柔性机体7为中空的管状结构，通过外部金属丝牵引实现摆动，能够实现360度灵活转动，用于检测修整端的定位和位置保持。图3b为内表面在线检测和修整工具内部结构图，所述工具外壳8与外壳盖9通过螺丝进行连接。所述工具连接头10与研磨/抛光头1采用销固定。所述研磨/抛光头与柔性轴连接头11与柔性轴与电机连接头12采用套管连接并采用销进行固定。柔性轴6为方端。所述轴承13位于工具外壳内部，轴与轴承是过盈配合，轴承与孔是过渡配合。实施例3该实施例中的驱动电机更换为外部电机，外部电机通过柔性机体7及安装头5内部的柔性轴6与研磨/抛光头1连接，其他结构与实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内表面在线检测和修整一体化工具，其特征在于，所述的内表面在线检测和修整一体化工具包括检测修整端、柔性轴(6)、柔性机体(7)；所述的检测修整端包括研磨/抛光头(1)、成像设备(3)、安装头(5)，检测修整端通过安装头(5)套接在柔性机体(7)上；所述的研磨/抛光头(1)设置在安装头(5)内部，与驱动电机连接，驱动电机驱动研磨/抛光头(1)旋转或往复运动，对工件内表面进行修整，研磨/抛光头(1)也可以在有限的范围内沿其自身轴线方向线性移动，用于工件内表面精加工时进行位置控制；所述的成像设备(3)设置在安装头(5)端部，用于在线监测，判断内表面是否符合要求，进而通过控制器控制驱动电机运动；所述的柔性机体(7)为中空的管状结构，通过外部牵引实现360度摆动，用于检测修整端的定位和位置保持。

【技术特征摘要】
1.一种内表面在线检测和修整一体化工具，其特征在于，所述的内表面在线检测和修整一体化工具包括检测修整端、柔性轴(6)、柔性机体(7)；所述的检测修整端包括研磨/抛光头(1)、成像设备(3)、安装头(5)，检测修整端通过安装头(5)套接在柔性机体(7)上；所述的研磨/抛光头(1)设置在安装头(5)内部，与驱动电机连接，驱动电机驱动研磨/抛光头(1)旋转或往复运动，对工件内表面进行修整，研磨/抛光头(1)也可以在有限的范围内沿其自身轴线方向线性移动，用于工件内表面精加工时进行位置控制；所述的成像设备(3)设置在安装头(5)端部，用于在线监测，判断内表面是否符合要求，进而通过控制器控制驱动电机运动；所述的柔性机体(7)为中空的管状结构，通过外部牵引实现360度摆动，用于检测修整端的定位和位置保持。2.根据权利要求1所述的一种内表面在线检测和修整一体化工具，其特征在于，所述驱动电机为内部电机或外部电机，内部电机为微型电机，安装在检测修整端内部，直接与研磨/抛光头(1)连接；外部电机通过柔性机体(7)及安装头(5)内部的柔性...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭江，康仁科，朱祥龙，郭晓光，董志刚，郭东明，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21