一种两头带收口发动机衬层测厚装置的制作方法

1.本发明涉及一种两头带收口发动机衬层测厚装置，属于含能材料制造技术领域。


背景技术：

2.固体火箭发动机具备简单、可靠、即打即用、免维护等优点，在便携式战术导弹武器领域具有不可替代的作用。固体火箭发动机的固体推进剂需要通过衬层粘结在壳体上，衬层的涂刷均匀性真接影响粘接质量，涂覆不均匀会导致固体推进剂与复合壳体脱开，导致固体发动机工作失效。目前常规涂层检测手段无法对发动机内表面衬层厚度进行非接触式无损检测。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种两头带收口发动机衬层测厚装置，包括一个床身，所述床身上部左侧为可左右滑动的定位挡块与壳体支承架，右侧为可左右移动的数控测厚杆，测厚杆端部侧上方为数控升降的内埋式白光光谱仪衬层测厚探头，端部前方为碰撞传感器。内埋式白光光谱仪衬层测厚探头由白光光谱仪衬层测厚传感器和激光测距传感器并排安装在伺服电机驱动的剪式升降台上，探头可降至测厚杆内部。
4.本发明目的通过以下技术方案予以实现：
5.一种两头带收口发动机衬层测厚装置，包括：床身、定位挡块、壳体支承架、碰撞传感器、内埋式白光光谱仪衬层测厚探头、测厚杆；
6.定位挡块可滑动的安装在床身上，壳体支承架用于支撑定位挡块；定位挡块和壳体支承架位于床身上的一侧，测厚杆可滑动的安装在床身上的另一侧；内埋式白光光谱仪衬层测厚探头安装在测厚杆上，碰撞传感器位于测厚杆的端部；
7.内埋式白光光谱仪衬层测厚探头包括白光光谱仪衬层测厚传感器、剪式升降平台、激光测距传感器、伺服电机；伺服电机用于驱动剪式升降平台；白光光谱仪衬层测厚传感器和激光测距传感器均安装在剪式升降平台上，激光测距传感器用于测量内埋式白光光谱仪衬层测厚探头与被测壳体表面的距离，当内埋式白光光谱仪衬层测厚探头与被测壳体表面的距离为规定距离时，白光光谱仪衬层测厚传感器用于测量衬层厚度。
8.更进一步的，还包括数控装置，用于控制测厚杆移动，进行衬层自动测厚。
9.更进一步的，测厚装置的衬层厚度测量范围为0.2～2mm，衬层厚度测试偏差不超过0.01mm。
10.更进一步的，剪式升降平台用于微调内埋式白光光谱仪衬层测厚探头与衬层的距离，使衬层处于测厚测量范围内。
11.更进一步的，还包括可升降结构，用于支撑测厚杆，并用于调整测厚杆的高度。
12.更进一步的，还包括接近开关传感器，安装在测厚杆端部，当接近开关传感器经过壳体端部机口位置时产生位置信号，用于确定衬层测厚位置的起始点。
13.更进一步的，还包括支撑滚轮，用于支撑床身，并用于使床身与被测壳体之间进行轴向运动。
14.一种两头带收口发动机衬层测厚方法，采用上述的测厚装置，包括如下步骤：
15.根据发动机壳体长度，调整定位挡块的定位值和壳体支承架位置；
16.根据发动机壳体衬层测厚的要求，设定测厚点位置；
17.将发动机壳体放在支承架上，大开口朝向测厚杆，小开口端靠在定位挡块，测厚杆端头沿轴心移入壳体内部测量初始面，如果测厚杆碰到壳体内表面，碰撞传感器发出信号，测厚杆停止移动；内埋式白光光谱仪衬层测厚传感器上的激光测距传感器测量内埋式白光光谱仪衬层测厚探头到发动机壳体内表面距离，内埋式白光光谱仪衬层测厚探头伸出测厚杆，距发动机壳体内衬层规定距离探头停止移动，剪式升降平台微调光谱测厚仪与衬层的距离，使衬层处于测厚仪测量范围内，白光光谱仪传感器利用光谱共焦原理进行衬层厚度测量，采集测量数据后，探头降下，测厚杆后退到下一测量点，继续重复测量过程，直至结束。
18.更进一步的，采用光谱共焦法，对弹径200～400mm的两头带收口固体发动机壳体进行非接触式衬层厚度测量。
19.更进一步的，利用激光测距传感器确定白光光谱仪衬层测厚传感器和衬层之间的距离，再通过剪式升降平台进行调整距离，使衬层接近于测厚仪测量范围内，缩短测厚探头距离的调整时间。
20.本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
21.(1)本发明的一种两头带收口发动机衬层测厚装置测厚杆末端集成内埋式白光光谱仪衬层测厚探头，通过紧凑化设计缩减了探头整体体积，采用光谱共焦法，可有效实现弹径200～400mm的两头带收口固体发动机壳体的非接触式衬层厚度自动化测量；
22.(2)本发明中所涉及的白光光谱仪衬层测厚探头可通过剪式升降平台调整光谱测厚仪与衬层的距离，使衬层处于测厚仪测量范围内；
23.(3)本发明中所涉及的激光测距传感器可确定白光光谱仪衬层测厚传感器和衬层之间的距离，再通过剪式升降平台进行调整距离，使衬层接近于测厚仪测量范围内，有效缩短测厚探头距离的调整时间；
24.(4)本发明中所涉及的碰撞传感器实现了测厚杆与壳体碰撞检测，避免测厚杆与壳体相撞损伤壳体而发生质量事故；
25.(5)本发明通过数控形式控制测厚杆移动，根据不同型号壳体测厚要求，实现衬层多点自动测厚；
26.(6)本发明测量衬层厚度范围0.2～2mm，衬层厚度测试偏差控制在0.01mm范围内，满足衬层厚度测量要求；
27.(7)本发明提供一种两头带收口发动机衬层测厚装置，当进行发动机衬层测厚时，发动机大开口朝右放到支承架上，用定位挡块对壳体定位，测厚杆端头沿轴心移入壳体内部测量初始面，如果测厚杆碰到壳体内表面，碰撞传感器发出信号，测厚杆停止移动。移动到位后，探头上的激光测距传感器测量探头到壳体内表面距离，探头伸出测厚杆，距壳体内衬层规定距离探头停止移动，剪式升降平台微调光谱测厚仪与衬层的距离，使衬层处于测厚仪测量范围内，白光光谱仪传感器利用光谱共焦原理进行衬层厚度测量，采集测量数据
后，探头降下，测厚杆后退到下一测量停，继续重复测量过程，依次对所有要求截面的点测试涂覆衬层厚度。
附图说明
28.图1是本发明实施提供的一种两头带收口发动机衬层测厚装置的侧视图。
29.图2是本发明实施提供的一种探头的示意图。
具体实施方式
30.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。
31.如图1和图2所示，一种两头带收口发动机衬层测厚装置，包括一个床身1，所述床身上部的左侧为定位挡块2与支承架3，右侧为可左右移动测厚杆6，所述测厚杆端部由碰撞传感器4与内埋式白光光谱仪衬层测厚探头5组成，所述衬层测厚探头由白光光谱仪衬层测厚传感器51、激光测距传感器52、剪式升降平台53、伺服电机54组成。
32.本发明提供的一种两头带收口发动机衬层测厚装置，当进行发动机衬层测厚时，根据发动机壳体长度，调整定位挡块的定位值，壳体支承架位置，根据壳体衬层测厚的要求，设定测厚点位置，将壳体大开口朝右放在支承架上，左端靠在定位挡块，测厚杆端头沿轴心移入壳体内部测量初始面，如果测厚杆碰到壳体内表面，碰撞传感器发出信号，测厚杆停止移动。移动到位后，内埋式白光光谱仪衬层测厚传感器上的激光测距传感器测量探头到壳体内表面距离，探头伸出测厚杆，距壳体内衬层规定距离探头停止移动，白光光谱仪传感器利用光谱共焦原理进行衬层厚度测量，采集测量数据后，探头降下，测厚杆后退到下一测量停，继续重复测量过程，依次对所有要求截面的点测试涂覆衬层厚度。
33.作为所述内埋式白光光谱仪衬层测厚探头一种具体结构，如图2所示，所述探头白光光谱仪衬层测厚传感器51、激光测距传感器52、剪式升降平台53、伺服电机54，这样的结构合理，在未测厚时，探头内埋在测厚杆内，可使测厚杆的包络外径最小，避免壳体收口两端碰撞，在测量位置，又可使探头到达白光光谱仪衬层测厚传感器的有限测量区间内。
34.综上所述，本发明提供的一种两头带收口发动机衬层测厚装置可以进行两端带收口发动机衬层厚度的测量。
35.更进一步的，在具体实施过程中，由于测厚杆末端设置有内埋式白光光谱仪衬层测厚探头，若测厚杆伸出较长会产生一定程度的形变，直接影响测厚探头的测厚距离，因此可以对测厚杆两端支撑结构进行优化，将原有固定式结构优化为通过电机驱动螺杆的形式的可升降结构，一方面补偿测厚杆形变，另一方面可以适应更大直径范围的发动机壳体衬层测厚。更进一步的，在具体实施过程中，为了更好确定壳体衬层测厚起始点，可在测厚杆端部设置一个方向向下的接近开关传感器，当接近开关传感器经过壳体端部机口位置时产生位置信号，用于更精确确定衬层测厚位置的起始点。
36.更进一步的，在具体实施过程中，本发明的一种两头带收口发动机衬层测厚装置仅能对壳体的轴向一条直线进行多点测厚，为了实现周向多点测厚，床身上可增加伺服电机驱动的支撑滚轮，可驱动支撑的壳体旋转一定角度后进行衬层厚度测量，定位挡块可优化为定位挡轮，对壳体进行限位。
37.本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
38.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。