用于小内径大长度筒类结构壁厚测量装置及其测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于小内径大长度筒类结构壁厚测量装置及其测量方法，包括控制器

【技术实现步骤摘要】
用于小内径大长度筒类结构壁厚测量装置及其测量方法


[0001]本专利技术涉及筒类结构壁厚测量领域，尤其涉及一种用于小内径大长度筒类结构壁厚测量装置及其测量方法
。

技术介绍

[0002]在污水处理领域中，以金属圆筒为代表的薄壁类壳体件是污水过滤装备上的关键件
。
如果壁厚达不到指标要求，会造成严重的后果
。
但由于该类零件结构种类多
、
整体面形复杂
、
待测点多，直径小但长度大，难装夹，因此实现厚度的高效
、
精密测量极其困难
。
[0003]目前激光厚度检测因为其原理简单，测量精度高逐渐成为金属筒类工件壁厚测量的首选
。
大多数工件生产厂家对该类工件的厚度检测均采用手工千分表测厚，工件的测量点位选取
、
测量时力度的控制
、
测量角度的调整
、
测量效果的判断等均由检测工人凭经验判断
。
测量效率低，测量存在较大的人为误差
。
自动化激光测厚也在不断发展，但大多是针对简单工件如管材，板材的测厚
。
[0004]因此，亟待解决上述问题
。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种测量精度高且准确的用于小内径大长度筒类结构壁厚测量装置
。
[0006]本专利技术的第二目的是提供一种用于小内径大长度筒类结构壁厚测量装置的测量方法
。
[0007]技术方案：为实现以上目的，本专利技术公开了一种用于小内径大长度筒类结构壁厚测量装置，包括控制器
、
支撑平台
、
位于支撑平台上的传输带
、
位于传输带上且用于带动待测圆筒水平移动和绕周向转动的支撑架组件
、
位于支撑平台上的固定支架
、
水平向设置于固定支架上的第一单线轨滑台
、
竖直向设置于支撑平台上的竖直升降滑台
、
竖直向设置且与第一单线轨滑台的滑块相连的第二单线轨滑台
、
与第二单线轨滑台的滑块相连接的且对准待测圆筒的激光位移传感器
、
与待测圆筒同轴设置且右端伸入待测筒体内
、
左端与竖直升降滑台的滑块相连的基准杆
、
位于基准杆右端且用于与激光位移传感器相配合检测待测圆筒壁厚的运动方向转换组件
。
[0008]其中，运动方向转换组件包括与基准杆相连的第一法兰
、
与第一法兰相连的安装框架
、
与基准杆同轴线设置于安装框架上且用于测量轴向位移的接触式位移传感器
、
设置在安装框架上的竖直导轨
、
穿设在竖直导轨上的支撑板
、
位于支撑板上方且与待测圆筒内壁相接触的触头
、
位于支撑板下方的弹簧
、
与弹簧下端相连且与接触式位移传感器相接触的相切压块以及保护壳；与触头相连的弹簧在待测圆筒内壁的压力下压缩变形，使得与弹簧相连的相切压块往下运动，相切压块的斜面在下移过程中带动接触式位移传感器的触头向里收缩，从而间接测得待测圆筒内壁与基准间的距离
。
[0009]优选的，支撑架组件包括口字型框架
、
沿着口字型框架纵向设置的纵向支撑杆
、
位
于口字型框架右端且横向设置的第一横向支撑杆以及位于口字型框架左端且横向设置的第二横向支撑杆，所述纵向支撑杆上设置有用于夹紧待测圆筒且带动待测圆筒转动的夹紧驱动组件，第一横向支撑杆和第二横向支撑杆上架设有用于导向待测圆筒转动的夹紧滚轮组件，所述口字型框架上设置有用于停止待测圆筒转动的止停组件
。
[0010]再者，夹紧驱动组件包括位于纵向支撑杆上的卡盘底座
、
位于卡盘底座上用于夹紧待测圆筒的气动三爪卡盘
、
位于卡盘底座上的驱动电机以及与驱动电机的输出轴相连用于带动气动三爪卡盘转动的同步带
。
[0011]进一步，夹紧滚轮组件包括对称设置在第一横向支撑杆上的一对右轴承座
、
对称设置在第二横向支撑杆上的一对左轴承座
、
穿设在右轴承座和左轴承座上的辅助支撑杆以及穿设在辅助支撑杆上的转动摩擦轮
。
[0012]优选的，止停组件包括对称设置在待测圆筒两侧的夹紧气缸以及位于夹紧气缸的输出轴上且相对设置的夹紧滚轮
。
[0013]再者，第一单线轨滑台的滑块上连接有用于确定基准零点的电子式千分表
。
[0014]进一步，固定支架上设置有与第一单线轨滑台平行的第一光栅尺，该第一光栅尺的读数头与第一单线轨滑台的滑块相连
。
[0015]优选的，竖直升降滑台旁侧并排设置有竖直光栅尺，竖直光栅尺的读数头与竖直升降滑台的滑块相连；所述支撑架组件旁侧并排设置有水平光栅尺，水平光栅尺的读数头与支撑架组件相连
。
[0016]本专利技术一种用于小内径大长度筒类结构壁厚测量装置的测量方法，包括如下步骤：
[0017]装配完成后，于激光位移传感器发光点与运动方向转换组件的触头之间选择合适位置，放置厚度为
m
的标准测量块；该合适位置须满足以下条件：放置后的标准块水平朝上且角度偏差不超过3°
、
放置后标准块的上下表面须在激光位移传感器与接触式位移传感器的测量范围之内；
[0018]对激光位移传感器发光点与标准块上表面之间的距离进行测量，测量数据记为
X1；对运动方向转换组件的触头与标准块下表面的距离进行测量，测量数据记为
X2；则激光位移传感器发光点与运动方向转换组件的触头的距离初始数值
X0＝
X1+X2+m
；
[0019]在待测圆筒的被测区间内任选一点为标记点，记录标记点处待测圆筒处壁厚准确数值，数值记录为
Y
；
[0020]将待测圆筒进行装夹后，支撑架组件带动待测圆筒沿着传输带运动，直至激光位移传感器发射光点位于所做标记点上方，记录此时激光位移传感器与筒外壁距离数值，记录接触式位移传感器在筒内的形变量，分别记为
x1和
x2，则此时测得壁厚数值
Y0＝
X0‑
(x1+x2)
；
[0021]计算系统误差数值，即系统误差数值
δ
＝
Y0‑
Y
；
[0022]调整
PLC
内距离计算公式，去除系统误差的影响，则待测圆筒实际壁厚数值
ε
＝
X0‑
δ
‑
(
μ1+
μ2)
，此时
μ1和
μ2分别代表激光位移传感器与筒外壁距离和接触式位移传感器在筒内的形变量...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于小内径大长度筒类结构壁厚测量装置，其特征在于：包括控制器
(1)、
支撑平台
、
位于支撑平台上的传输带
(6)、
位于传输带上且用于带动待测圆筒
(3)
水平移动和绕周向转动的支撑架组件
(5)、
位于支撑平台上的固定支架
(2)、
水平向设置于固定支架上的第一单线轨滑台
(15)、
竖直向设置于支撑平台上的竖直升降滑台
(9)、
竖直向设置且与第一单线轨滑台的滑块相连的第二单线轨滑台
(16)、
与第二单线轨滑台的滑块相连接的且对准待测圆筒的激光位移传感器
(20)、
与待测圆筒同轴设置且右端伸入待测筒体内
、
左端与竖直升降滑台的滑块相连的基准杆
(40)、
位于基准杆右端且用于与激光位移传感器
(20)
相配合检测待测圆筒壁厚的运动方向转换组件
(39)。2.
根据权利要求1所述的用于小内径大长度筒类结构壁厚测量装置，其特征在于：所述运动方向转换组件
(39)
包括与基准杆
(40)
相连的第一法兰
(30)、
与第一法兰相连的安装框架
(36)、
与基准杆同轴线设置于安装框架上且用于测量轴向位移的接触式位移传感器
(38)、
设置在安装框架上的竖直导轨
(34)、
穿设在竖直导轨上的支撑板
(35)、
位于支撑板上方且与待测圆筒内壁相接触的触头
(32)、
位于支撑板下方的弹簧
(33)、
与弹簧下端相连且与接触式位移传感器相接触的相切压块
(37)
以及保护壳
(31)
；与触头相连的弹簧在待测圆筒内壁的压力下压缩变形，使得与弹簧相连的相切压块往下运动，相切压块的斜面在下移过程中带动接触式位移传感器的触头向里收缩，从而间接测得待测圆筒内壁与基准间的距离
。3.
根据权利要求1所述的用于小内径大长度筒类结构壁厚测量装置，其特征在于：所述支撑架组件
(5)
包括口字型框架
(44)、
沿着口字型框架纵向设置的纵向支撑杆
(45)、
位于口字型框架右端且横向设置的第一横向支撑杆
(46)
以及位于口字型框架左端且横向设置的第二横向支撑杆
(47)
，所述纵向支撑杆
(45)
上设置有用于夹紧待测圆筒且带动待测圆筒转动的夹紧驱动组件，第一横向支撑杆
(46)
和第二横向支撑杆
(47)
上架设有用于导向待测圆筒转动的夹紧滚轮组件，所述口字型框架
(44)
上设置有用于停止待测圆筒转动的止停组件
。4.
根据权利要求3所述的用于小内径大长度筒类结构壁厚测量装置，其特征在于：所述夹紧驱动组件包括位于纵向支撑杆
(45)
上的卡盘底座
(48)、
位于卡盘底座上用于夹紧待测圆筒的气动三爪卡盘
(26)、
位于卡盘底座上的驱动电机
(24)
以及与驱动电机的输出轴相连用于带动气动三爪卡盘转动的同步带
(25)。5.
根据权利要求3所述的用于小内径大长度筒类结构壁厚测量装置，其特征在于：所述夹紧滚轮组件包括对称设置在第一横向支撑杆上的一对右轴承座...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志强，李胤杞，郝益，杨威，季浩，谢艺璇，宗岳岳，王后连，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：