一种螺旋桨叶片的快速准确定位自动检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种螺旋桨叶片的快速准确定位自动检测装置，本发明专利技术的检测机构在螺旋桨的叶面叶背上下布局，可以同时测量叶面叶背两个面，减少螺旋桨的翻面次数，降低总体检测时间，采用快速定心夹紧机构，更好的使螺旋桨与回转平台同心，减少螺旋桨的安装时间，减少定位误差，保证了检测精度，提高检测质量，在检测过程中，回转平台转一个角度后，根据三角公式和回转平台内部的编码器，控制系统获得数据计算，控制系统对各个运动机构发出信号，各个机构在各自的位置都会做出相应的移动，以补偿回转平台的定位误差，采用检测标记延伸机构可以检测到小直径螺旋桨的最小范围也可以检测到大直径螺旋桨的最大范围，极大地提高了检测范围，更具通用性。

A fast and accurate automatic detection device and method for propeller blade positioning

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋桨叶片的快速准确定位自动检测装置及检测方法
本专利技术涉及一种大型曲面检测装置，属于机械检测设备领域，特别是适用于大型船用螺旋桨叶片的检测。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，使得我国的造船业逐渐朝着船舶大型化和高速化发展，对螺旋桨叶片的质量要求越来越高，因此，对螺旋桨叶片检测提出了新的要求。目前国内测量螺旋桨叶片的主要方法是人工使用螺距规测量桨叶片曲面和卡钳测量螺旋桨叶片的厚度，这两种检测方法都离不开人工的操作。螺距规测量螺旋桨需要螺距规吊装到螺旋桨端面调整夹紧，确定螺旋桨基准，人工拉动螺距规的沿各个方向的按照事先规划的轨迹运动，每测量一个点就需要人工移动测头到指定位置，再人工测量、记录和标记。检测完一面后需拆卸螺距规将螺旋桨翻面，再把螺距规安装上去测量，才能完成螺旋桨叶片曲面的全部测量。使用螺距规检测螺旋桨叶片存在的问题是：1)测量螺旋桨叶片的螺距规的运动、检测、记录和标记靠人工操作，耗时长效率低，检测精度低；2)测量完螺旋桨的一面需要拆卸螺距规和翻身，过程繁琐且大型螺旋桨重量达百吨的翻身困难；3)螺距规的测量杆接触桨叶片表面检测，会对桨叶片的表面造成划伤等伤害；4)螺距规的检测范围有限，不具备通用性。因此，提出了一种螺旋桨叶片的自动检测装置，以提高检测效率、保证螺旋桨检测质量、减少螺旋桨定位夹紧时间、减轻工人劳动强度，是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，达到工作的目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种螺旋桨叶片的快速准确定位自动检测装置，其包括作业基础，其特征在于，所述作业基础的一侧固定安装回转平台，所述作业基础的另一侧固定安装有竖直的固定结构塔；所述回转平台与所述固定结构塔之间设置有下悬臂梁模块，所述固定结构塔上可拆卸连接设置有位于所述回转平台上方的上悬臂梁模块；所述回转平台上设置有定位底座，所述定位底座能够与安装固定在螺旋桨的转动轴线底部的定位机构配合夹紧，以便使得螺旋桨可转动定位夹紧在所述回转平台上；所述上悬臂梁模块上设置有转动定位机构，所述转动定位机构与所述螺旋桨的转动轴线顶部可转动定位配合夹紧；所述上悬臂梁模块上设置有激光检测机构和自动喷墨机构，所述激光检测机构的激光传感器用于测量所述螺旋桨的桨叶曲面，所述自动喷墨机构的上喷墨机能够对螺旋桨的桨叶曲面上的检测不合格的点进行标记；所述下悬臂梁模块上设置有检测标记延伸机构，所述检测标记延伸机构上安装有激光传感器和喷墨机，以便对所述螺旋桨的下表面进行测量和标记；其中，所述检测标记延伸机构至少能够补偿因回转平台绕竖直轴线转动的定位误差。进一步，作为优选，所述定位机构包括卡盘、对心芯轴、弹簧、对心块、和限位螺母，其中，卡盘上布置三个卡爪，卡爪接触面为与螺旋桨的中孔内表面相互配合的圆锥曲面，卡盘上表面设有六个扇形凹槽，所述扇形凹槽中设有用于与定心底座螺丝连接固定的通槽，所述定心底座提前安装在回转平台上，卡盘下表面设置有三个与螺旋桨下端面工艺孔连接固定的沉头槽，卡爪内撑在螺旋桨的中孔表面以便使得卡盘与螺旋桨同心，卡盘与螺旋桨端面连接，卡盘中孔安装焊接对心芯轴，对心芯轴上配合连接对心块，所述对心块与卡盘之间设置有套在对心芯轴上的弹簧，对心块下方设置有限位螺母。进一步，作为优选，所述上悬臂梁模块包括回转支承连接块、配重块、平面回转轴承、三爪卡盘、支承梁A、支承梁B、滑轨A、滑轨B、直线电机A、直线电机B、配重梁和梁连接块，其中所述三爪卡盘定心连接在螺旋桨的中孔上，所述三爪卡盘上固定连接平面回转轴承，所述平面回转轴承用于上悬臂梁模块不跟随螺旋桨转动，所述平面回转轴承上固定连接有回转支承连接块，所述回转支承连接块一端连接配重梁，另一端连接支承梁A和支承梁B，所述配重梁上设置有用于平衡上悬臂梁模块的受力的配重块，所述支承梁A和所述支承梁B之间采用梁连接块固定连接，所述支承梁A和所述支承梁B上固定安装有滑轨A、滑轨B、直线电机A和直线电机B，所述直线电机A和所述直线电机B上连接所述自动喷墨机构和激光检测机构。进一步，作为优选，所述激光检测机构包括滚珠丝杠螺母机构、丝杠滑台、移动杆、传感器安装座、激光传感器、丝杠底座、底座、直线电机C、滑台，其中，所述直线电机B上安装有所述底座，所述底座上布置直线电机C，所述直线电机C用于使得所述激光检测机构沿Y方向做往复直线移动补偿C方向的角度误差；所述直线电机C上安装丝杠底座，所述丝杠底座上通过伺服电机与滚珠丝杠螺母机构可滑动的安装有所述丝杠滑台，所述丝杠滑台上安装移动杆，所述移动杆在Z方向做直线往复运动，所述移动杆上通过传感器安装座安装有激光传感器，所述激光传感器用于对螺旋桨桨叶上表面进行测量；其中，定义沿螺旋桨径向运动的方向为X方向，与X方向水平垂直的方向为Y方向，与X方向和Y方向组成的平面垂直的方向为Z方向，螺旋桨绕自身中心旋转的方向为C方向。进一步，作为优选，自动喷墨机构包括喷墨滚珠丝杠机构、喷墨丝杠滑台、喷墨移动杆、喷墨机安装座、喷墨机、喷墨丝杠底座、喷墨底座、直线电机C、喷墨滑台，所述自动喷墨机构安装在直线电机(A)上，所述直线电机(A)上安装有喷墨底座，所述喷墨底座上布置直线电机C，所述直线电机C用于自动喷墨机构沿Y方向做往复直线移动补偿C方向的角度误差，所述直线电机C上安装喷墨丝杠底座，所述喷墨丝杠底座上通过所述滚珠丝杠机构连接有喷墨丝杠滑台，所述喷墨丝杠滑台上安装喷墨移动杆，所述喷墨移动杆在Z方向做直线往复运动，所述喷墨移动杆上放置喷墨机安装座，所述喷墨机安装座安装喷墨机，所述喷墨机用于对不合格点进行标记。进一步，作为优选，所述下悬臂梁模块包括下支撑梁A、下支撑梁B、下滑轨A、下滑轨B、直线电机D、直线电机D、侧连接块、梁连接块、下底座一、下底座二，其中所述下底座一和所述下底座二固定安装在作业基础上，所述下底座一和所述下底座二用侧连接块连接安装下支撑梁A和下支撑梁B，所述下支撑梁A和所述下支撑梁B上安装下滑轨A和下滑轨B与直线电机D和直线电机D，所述直线电机D和所述直线电机D上布置所述检测标记延伸机构。进一步，作为优选，所述检测标记延伸机构包括延伸支架机构底座、旋转底座、型材、传感器安装座、激光传感器、旋转电机、喷墨机安装座、喷墨机、连接块、移动杆、安装底座、直线电机C、丝杠底座、丝杠滑台，其中，所述直线电机D和所述直线电机D上连接安装底座，所述安装底座上布置直线电机C，所述直线电机C用于驱动检测标记延伸机构沿Y方向做往复直线移动补偿C方向的角度误差，所述直线电机C上安装丝杠底座，所述丝杠底座上通过滚珠丝杠螺母机构安装有丝杠滑台，所述丝杠滑台上安装移动杆，所述移动杆在Z方向做直线往复运动，所述移动杆通过连接块与延伸支架机构底座连接，所述延伸支架机构底座上安装旋转电机，所述旋转电机用于做±180°定位旋转，所述旋转电机输出轴安装旋转底座，所述旋转底座两端安装型材，所述型材一端连接传感器安装座用于安装激光传感器，另一端连接喷墨机安装座用于安装喷墨机。进一步，作为优选，所述对心块为锥度：圆锥形状，所述定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺旋桨叶片的快速准确定位自动检测装置，其包括作业基础(1)，其特征在于，所述作业基础(1)的一侧固定安装回转平台(2)，所述作业基础(1)的另一侧固定安装有竖直的固定结构塔(7)；/n所述回转平台(2)与所述固定结构塔(7)之间设置有下悬臂梁模块(8)，所述固定结构塔(7)上可拆卸连接设置有位于所述回转平台(2)上方的上悬臂梁模块(6)；/n所述回转平台(2)上设置有定位底座(3)，所述定位底座(3)能够与安装固定在螺旋桨的转动轴线底部的定位机构(4)配合夹紧，以便使得螺旋桨(5)可转动定位夹紧在所述回转平台(2)上；/n所述上悬臂梁模块(6)上设置有转动定位机构，所述转动定位机构与所述螺旋桨(5)的转动轴线顶部可转动定位配合夹紧；/n所述上悬臂梁模块(6)上设置有激光检测机构(11)和自动喷墨机构(10)，所述激光检测机构(11)的激光传感器(11-10)用于测量所述螺旋桨(5)的桨叶曲面，所述自动喷墨机构(10)的上喷墨机(10-10)能够对螺旋桨的桨叶曲面上的检测不合格的点进行标记；/n所述下悬臂梁模块(8)上设置有检测标记延伸机构(9)，所述检测标记延伸机构(9)上安装有激光传感器(11-10)和喷墨机(9-8)，以便对所述螺旋桨(5)的下表面进行测量和标记；其中，所述检测标记延伸机构(9)至少能够补偿因回转平台(2)绕竖直轴线转动的定位误差。/n...

【技术特征摘要】
1.一种螺旋桨叶片的快速准确定位自动检测装置，其包括作业基础(1)，其特征在于，所述作业基础(1)的一侧固定安装回转平台(2)，所述作业基础(1)的另一侧固定安装有竖直的固定结构塔(7)；
所述回转平台(2)与所述固定结构塔(7)之间设置有下悬臂梁模块(8)，所述固定结构塔(7)上可拆卸连接设置有位于所述回转平台(2)上方的上悬臂梁模块(6)；
所述回转平台(2)上设置有定位底座(3)，所述定位底座(3)能够与安装固定在螺旋桨的转动轴线底部的定位机构(4)配合夹紧，以便使得螺旋桨(5)可转动定位夹紧在所述回转平台(2)上；
所述上悬臂梁模块(6)上设置有转动定位机构，所述转动定位机构与所述螺旋桨(5)的转动轴线顶部可转动定位配合夹紧；
所述上悬臂梁模块(6)上设置有激光检测机构(11)和自动喷墨机构(10)，所述激光检测机构(11)的激光传感器(11-10)用于测量所述螺旋桨(5)的桨叶曲面，所述自动喷墨机构(10)的上喷墨机(10-10)能够对螺旋桨的桨叶曲面上的检测不合格的点进行标记；
所述下悬臂梁模块(8)上设置有检测标记延伸机构(9)，所述检测标记延伸机构(9)上安装有激光传感器(11-10)和喷墨机(9-8)，以便对所述螺旋桨(5)的下表面进行测量和标记；其中，所述检测标记延伸机构(9)至少能够补偿因回转平台(2)绕竖直轴线转动的定位误差。


2.根据权利要求1所述的一种螺旋桨叶片的快速准确定位自动检测装置，其特征在于：所述定位机构(4)包括卡盘(4-2)、对心芯轴(4-7)、弹簧(4-4)、对心块(4-5)、和限位螺母(4-6)，其中，卡盘(4-2)上布置三个卡爪(4-1)，卡爪(4-1)接触面为与螺旋桨的中孔内表面相互配合的圆锥曲面，卡盘(4-2)上表面设有六个扇形凹槽(4-8)，所述扇形凹槽(4-8)中设有用于与定心底座螺丝连接固定的通槽，所述定心底座提前安装在回转平台上，卡盘(4-2)下表面设置有三个与螺旋桨下端面工艺孔连接固定的沉头槽(4-9)，卡爪(4-1)内撑在螺旋桨(5)的中孔表面以便使得卡盘(4-2)与螺旋桨(5)同心，卡盘(4-2)与螺旋桨(5)端面连接，卡盘(4-2)中孔安装焊接对心芯轴(4-7)，对心芯轴(4-7)上配合连接对心块(4-5)，所述对心块(4-5)与卡盘(4-2)之间设置有套在对心芯轴(4-7)上的弹簧(4-4)，对心块(4-5)下方设置有限位螺母(4-6)。


3.根据权利要求1所述的一种螺旋桨叶片的快速准确定位自动检测装置，其特征在于：所述所述上悬臂梁模块(6)包括回转支承连接块(6-1)、配重块(6-2)、平面回转轴承(6-3)、三爪卡盘(6-4)、支承梁A(6-5-1)、支承梁B(6-5-2)、滑轨A(6-6-1)、滑轨B(6-6-2)、直线电机A(6-7-1)、直线电机B(6-7-2)、配重梁(6-8)和梁连接块(6-9)，其中所述三爪卡盘(6-4)定心连接在螺旋桨(5)的中孔上，所述三爪卡盘(6-4)上固定连接平面回转轴承(6-3)，所述平面回转轴承(6-3)用于上悬臂梁模块(6)不跟随螺旋桨(5)转动，所述平面回转轴承(6-3)上固定连接有回转支承连接块(6-1)，所述回转支承连接块(6-1)一端连接配重梁(6-8)，另一端连接支承梁A(6-5-1)和支承梁B(6-5-2)，所述配重梁(6-8)上设置有用于平衡上悬臂梁模块(6)的受力的配重块(6-2)，所述支承梁A(6-5-1)和所述支承梁B(6-5-2)之间采用梁连接块(6-9)固定连接，所述支承梁A(6-5-1)和所述支承梁B(6-5-2)上固定安装有滑轨A(6-6-1)、滑轨B(6-6-2)、直线电机A(6-7-1)和直线电机B(6-7-2)，所述直线电机A(6-7-1)和所述直线电机B(6-7-2)上连接所述自动喷墨机构(10)和激光检测机构(11)。


4.根据权利要求3所述的一种螺旋桨叶片的快速准确定位自动检测装置，其特征在于：所述激光检测机构(11)包括滚珠丝杠螺母机构、丝杠滑台(11-7)、移动杆(11-8)、传感器安装座(11-9)、激光传感器(11-10)、丝杠底座(11-11)、底座(11-12)、直线电机C(11-13)、滑台(11-14)，其中，所述直线电机(B6-7-2)上安装有所述底座(11-12)，所述底座(11-12)上布置直线电机C(11-13)，所述直线电机C(11-13)用于使得所述激光检测机构(11)沿Y方向做往复直线移动补偿C方向的角度误差；所述直线电机C(11-13)上安装丝杠底座(11-11)，所述丝杠底座(11-11)上通过伺服电机与滚珠丝杠螺母机构可滑动的安装有所述丝杠滑台(11-7)，所述丝杠滑台(11-7)上安装移动杆(11-8)，所述移动杆(11-8)在Z方向做直线往复运动，所述移动杆(11-8)上通过传感器安装座(11-9)安装有激光传感器(11-10)，所述激光传感器(11-10)用于对螺旋桨(5)桨叶上表面进行测量；其中，
定义沿螺旋桨径向运动的方向为X方向，与X方向水平垂直的方向为Y方向，与X方向和Y方向组成的平面垂直的方向为Z方向，螺旋桨绕自身中心旋转的方向为C方向。


5.根据权利要求4所述的一种螺旋桨叶片的快速准确定位自动检测装置，其特征在于：自动喷墨机构(10)包括喷墨滚珠丝杠机构、喷墨丝杠滑台(10-7)、喷墨移动杆(10-8)、喷墨机安装座(10-9)、喷墨机(10-10)、喷墨丝杠底座(10-11)、喷墨底座(10-12)、直线电机C(10-13)、喷墨滑台(10-14)，所述自动喷墨机构(10)安装在直线电机(A6-7-1)上，所述直线电机(A6-7-1)上安装有喷墨底座(10-12)，所述喷墨底座(10-12)上布置直线电机C(10-13)，所述直线电机C(10-13)用于自动喷墨机构沿Y方向做往复直线移动补偿C方向的角度误差，所述直线电机C(10-13)上安装喷墨丝杠底座(10-11)，所述喷墨丝杠底座(10-11)上通过所述滚珠丝杠机构连接有喷墨丝杠滑台(10-7)，所述喷墨丝杠滑台(10-7)上安装喷墨移动杆(10-8)，所述喷墨移动杆(10-8)在Z方向做直线往复运动，所述喷墨移动杆(10-8)上放置喷墨机安装座(10-9)，所述喷墨机安装座(10-9)安装喷墨机(10-10)，所述喷墨机(10-1)用于对不合格点进行标记。


6.根据权利要求1所述的一种螺旋桨叶片的快速准确定位自动检测装置，其特征在于：所述所述下悬臂梁模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春燕，高兆楼，张胜文，张辉，方喜峰，程德俊，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32