一种空间弯曲管件的数字化检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种空间弯曲管件的数字化检测装置及检测方法，具体涉及管件检测技术领域。空间弯曲管件的数字化检测装置包括：数字化控制系统、检测基台、升降机构和检测单元体，升降机构布置在检测基台上，多个升降机构阵列布置；多个检测单元体与多个升降机构的升降端一一对应连接，空间弯曲管件适于设置在检测单元体上方，检测单元体适于支撑并检测距空间弯曲管件的距离；数字化控制系统适于控制升降机构的升降端升降到设定高度，并获取与升降机构对应的检测单元体距空间弯曲管件的距离。

【技术实现步骤摘要】
一种空间弯曲管件的数字化检测装置及检测方法
本专利技术涉及管件检测
，具体而言，涉及一种空间弯曲管件的数字化检测装置及检测方法。
技术介绍
复杂空间弯曲管件是航空航天领域中极为重要的一类零部件，在航空、航天发动机中素有“血管”之称。单台发动机各类弯曲管件的应用数量极大，可达200多件。因此，这类空间弯曲管件的特点是：数量众多、种类繁杂、规格不一，即典型的多规格、小批量产品；为避免安装干涉，其管型精度要求极高，这使得这一类零件的检测工作极其庞大且繁琐。目前，针对这一类零件的检测工作，生产公司往往都专门设置一个检具部门。该部门主要负责针对每一种管件设计并搭建专用检具对其空间管型进行检测，而这种专用检具主要由一系列功能各异的标准块拼装而成，其原理类似于“搭积木”，主要通过人工的方式调整检测单元构建检具，自动化程度低，检测效率低，增加产品生产周期。
技术实现思路
本专利技术旨在一定程度上解决现有的空间弯曲管件用检测设备主要通过人工的方式调整检测单元构建专用检具，自动化程度低、检测效率低，增加了产品生产周期的问题。为解决上述问题，本专利技术提供了一种空间弯曲管件的数字化检测装置，包括：检测基台；多个升降机构，布置在所述检测基台上，多个所述升降机构阵列布置；多个检测单元体，与多个所述升降机构的升降端一一对应连接，空间弯曲管件适于设置在所述检测单元体上方，所述检测单元体适于支撑并检测距所述空间弯曲管件的距离；以及数字化控制系统，适于控制所述升降机构的升降端升降到设定高度，并获取与所述升降机构对应的所述检测单元体距所述空间弯曲管件的距离。进一步地，所述升降机构包括驱动机构和丝杠传动机构，所述驱动机构与所述数字化控制系统通信连接，所述驱动机构与所述丝杠传动机构驱动连接，所述丝杠传动机构用于使所述升降机构的升降端升降。进一步地，所述驱动机构包括电机，所述丝杠传动机构包括基座、导向柱、丝杠和滑块，所述导向柱固定于所述基座上，所述丝杠与所述驱动机构的输出轴连接，所述滑块分别开设有螺纹孔和导向孔，所述丝杠通过所述螺纹孔与所述滑块连接，所述导向柱通过所述导向孔与所述滑块配合，其中，所述检测单元体与所述滑块连接。进一步地，所述检测单元体包括测量杆、测量头、位移传感器和压电传感器，所述测量头通过所述测量杆与所述升降机构的升降端连接，所述位移传感器设置于所述测量杆的底端处，所述压电传感器设置于所述测量头处。进一步地，所述测量头为球状结构，所述测量杆的直径从其顶端至底端逐渐增大。进一步地，r＜0.05d，0.5d≤a＜d；其中，r为所述测量头的半径，d为所述空间弯曲管件的管径，a为多个所述检测单元体的间距。进一步地，阵列布置的多个所述检测单元体在阵列内任意方向上形成的任一条直线中的所述检测单元体的数量至少为六个，所述检测单元体的数量不少于6*(n+1)，其中，n为所述空间弯曲管件的弯角数量。另外，本专利技术还提供一种空间弯曲管件的数字化检测方法，所述数字化检测方法使用前述的空间弯曲管件的数字化检测装置，包括：通过数字化控制系统生成空间弯曲管件的标准三维设计模型；根据所述标准三维设计模型控制部分升降机构带动检测单元体下降设定高度，从而使下降的所述检测单元体形成与所述标准三维设计模型形状相同的凹陷部；将所述空间弯曲管件置于所述凹陷部中；检测所述空间弯曲管件与形成所述凹陷部的各所述检测单元体之间的间距。进一步地，所述检测所述空间弯曲管件与形成所述凹陷部的各所述检测单元体之间的间距，包括：检测并确定形成所述凹陷部中未与所述空间弯曲管件接触的相应所述检测单元体；通过控制相应的所述升降机构上升，直到所述凹陷部中未与所述空间弯曲管件接触的各所述检测单元体上升并且与所述空间弯曲管件接触；通过所述数字化控制系统获知相应的所述升降机构上升的距离，从而获知之前所述凹陷部中未与所述空间弯曲管件接触的所述检测单元体与所述空间弯曲管件之间的间距。进一步地，所述根据所述标准三维设计模型控制部分升降机构带动检测单元体下降设定高度，从而使下降的所述检测单元体形成与所述标准三维设计模型形状相同的凹陷部之前，还包括：选取与所述升降机构的升降方向垂直的平面作为所述标准三维设计模型的XOY检测基准面，其中，所述标准三维设计模型在所述XOY检测基准面中没有叠影。进一步地，所述根据所述标准三维设计模型控制部分升降机构带动检测单元体下降设定高度，从而使下降的所述检测单元体形成与所述标准三维设计模型形状相同的凹陷部，包括：生成所述标准三维设计模型在所述XOY检测基准面的标准投影轮廓；将全部的所述检测单元体的中心位置投影在所述XOY检测基准面而得到所述检测单元体的投影中心位置；确定位于所述标准投影轮廓内的各所述投影中心位置对应的所述标准三维设计模型底面的高度；控制位于所述标准投影轮廓内的各所述投影中心位置对应的所述检测单元体下降到对应的所述标准三维设计模型底面的高度，从而使多个所述检测单元体形成与所述标准三维设计模型形状相同的所述凹陷部。另外，本专利技术还提供另一种空间弯曲管件的数字化检测方法，所述数字化检测方法使用前述的空间弯曲管件的数字化检测装置，包括：将空间弯曲管件放置在多个检测单元体上；控制与所述空间弯曲管件接触的所述检测单元体下降，直到所述空间弯曲管件的被检测部位完全沉入基准平面，所述基准平面为未下降的多个所述检测单元体顶点所在平面；检测下降的多个所述检测单元体的高度，根据多个所述检测单元体下降的高度而使数字化控制系统生成相应的被检测三维设计模型；将所述被检测三维设计模型与标准三维设计模型比对。进一步地，所述空间弯曲管件的被检测部位完全沉入基准平面，包括：控制与所述空间弯曲管件接触的所述检测单元体下降，直至所述空间弯曲管件上的各点低于或平齐于所述基准平面。与现有技术相比，本专利技术提供的一种空间弯曲管件的数字化检测装置，具有但不局限于以下技术效果：通过将空间弯曲管件的标准三维设计模型导入数字化控制系统中，完成在数字化控制系统中生成空间弯曲管件的标准三维设计模型，之后通过该标准三维设计模型与实际产品的空间弯曲管件之间的数字化关联，控制一部分检测单元体下降到相应的设定高度，进而使多个检测单元体形成与标准三维设计模型形状相同的凹陷部，然后通过将空间弯曲管件放在凹陷部中，进行对空间弯曲管件的检测，得出凹陷部中的各个检测单元体与竖直方向上相应的空间弯曲管件的检测点之间的间距，便于后续的优化改进。自动化程度极高，能够快速的完成对空间弯曲管件的检测，能够大幅提高检测效率，缩短产品的生产周期。解决现有的空间弯曲管件用检测设备主要通过人工的方式调整检测单元构建专用检具，自动化程度低，检测效率低，增加了产品生产周期的问题。附图说明图1为本专利技术的具体实施方式的空间弯曲管件的数字化检测装置的示意性结构图；图2为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间弯曲管件的数字化检测装置，其特征在于，包括：/n检测基台(1)；/n多个升降机构，布置在所述检测基台(1)上，多个所述升降机构阵列布置；/n多个检测单元体(2)，与多个所述升降机构的升降端一一对应连接，空间弯曲管件(5)适于设置在所述检测单元体(2)上方，所述检测单元体(2)适于支撑并检测距所述空间弯曲管件(5)的距离；以及/n数字化控制系统(3)，适于控制所述升降机构的升降端升降到设定高度，并获取与所述升降机构对应的所述检测单元体(2)距所述空间弯曲管件(5)的距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种空间弯曲管件的数字化检测装置，其特征在于，包括：
检测基台(1)；
多个升降机构，布置在所述检测基台(1)上，多个所述升降机构阵列布置；
多个检测单元体(2)，与多个所述升降机构的升降端一一对应连接，空间弯曲管件(5)适于设置在所述检测单元体(2)上方，所述检测单元体(2)适于支撑并检测距所述空间弯曲管件(5)的距离；以及
数字化控制系统(3)，适于控制所述升降机构的升降端升降到设定高度，并获取与所述升降机构对应的所述检测单元体(2)距所述空间弯曲管件(5)的距离。


2.根据权利要求1所述的空间弯曲管件的数字化检测装置，其特征在于，所述升降机构包括驱动机构(7)和丝杠传动机构(6)，所述驱动机构(7)与所述数字化控制系统(3)通信连接，所述驱动机构(7)与所述丝杠传动机构(6)驱动连接，所述丝杠传动机构(6)用于使所述升降机构的升降端升降。


3.根据权利要求2所述的空间弯曲管件的数字化检测装置，其特征在于，所述驱动机构(7)包括电机，所述丝杠传动机构(6)包括基座(61)、导向柱(62)、丝杠(63)和滑块(64)，所述导向柱(62)固定于所述基座(61)上，所述丝杠(63)与所述驱动机构(7)的输出轴连接，所述滑块(64)分别开设有螺纹孔和导向孔，所述丝杠(63)通过所述螺纹孔与所述滑块(64)连接，所述导向柱(62)通过所述导向孔与所述滑块(64)配合，其中，所述检测单元体(2)与所述滑块(64)连接。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的空间弯曲管件的数字化检测装置，其特征在于，所述检测单元体(2)包括测量杆(21)、测量头(22)、位移传感器(23)和压电传感器，所述测量头(22)通过所述测量杆(21)与所述升降机构的升降端连接，所述位移传感器(23)设置于所述测量杆(21)的底端处，所述压电传感器设置于所述测量头(22)处。


5.根据权利要求4所述的空间弯曲管件的数字化检测装置，其特征在于，所述测量头(22)为球状结构，所述测量杆(21)的直径从其顶端至底端逐渐增大。


6.根据权利要求5所述的空间弯曲管件的数字化检测装置，其特征在于，r＜0.05d，0.5d≤a＜d；
其中，r为所述测量头(22)的半径，d为所述空间弯曲管件(5)的管径，a为多个所述检测单元体(2)的间距。


7.根据权利要求5所述的空间弯曲管件的数字化检测装置，其特征在于，阵列布置的多个所述检测单元体(2)在阵列内任意方向上形成的任一条直线中的所述检测单元体(2)的数量至少为六个，所述检测单元体(2)的数量不少于6*(n+1)，其中，n为所述空间弯曲管件(5)的弯角数量。


8.一种空间弯曲管件的数字化检测方法，其特征在于，所述数字化检测方法使用权利要求1至7中任一项所述的空间弯曲管件的数字化检测装置，包括：
通过数字化控制系统(3)生成空间弯曲管件(5)的标准三维设计模型(4)；
根据所述标准三维设计模型(4)控制部分升降机构带动检测单元体(2)下降设定高度，从而使下降的所述检测单元体(2)形成与所述标准三维设计模型(4)形状相同的凹陷部；
将所述空间弯曲管件(5)置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，苑世剑，王睿乾，周华博，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23