大口徑鋼管直徑、橢圓度測(cè)量系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

隨著化工、石油行業(yè)的迅猛發(fā)展,大口徑鋼管的需求量不斷增加,其端面直徑、橢圓度等參數(shù)與生產(chǎn)設(shè)計(jì)指標(biāo)的符合情況直接影響了鋼管終質(zhì)量的優(yōu)劣。國(guó)內(nèi)大部分鋼管生產(chǎn)廠家主要采用人工手動(dòng)的測(cè)量方法,這種測(cè)量方法精度低、效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、信息反饋慢同時(shí)無(wú)法充分反映管端情況,如何實(shí)時(shí)在線測(cè)量鋼管的直徑、橢圓度已成為廠家們關(guān)注的首要問(wèn)題。目前,國(guó)外已經(jīng)研究出了大口徑鋼管在線檢測(cè)系統(tǒng),但其價(jià)格昂貴。因此,本文提出了一種大口徑鋼管直徑、橢圓度測(cè)量系統(tǒng),該系統(tǒng)基于激光測(cè)距遍歷原理、圓周遍歷原理和二乘法擬合原理,鋼管固定在V型支架上,激光位移傳感器在伺服電機(jī)的帶動(dòng)下繞鋼管勻速轉(zhuǎn)動(dòng),對(duì)被測(cè)鋼管進(jìn)行圓周遍歷,激光位移傳感器得到的數(shù)據(jù)為極軸方向的數(shù)據(jù),根據(jù)編碼器的輸出脈沖得到角度數(shù)據(jù),激光位移傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)串口傳送到計(jì)算機(jī),通過(guò)上位機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件即可得到鋼管端面直徑、橢圓度,并將測(cè)量結(jié)果實(shí)時(shí)顯示和上傳。首先對(duì)鋼管直徑、橢圓度測(cè)量原理的研究:對(duì)國(guó)內(nèi)內(nèi)外現(xiàn)有檢測(cè)方法分析后,確定以激光位移傳感器為檢測(cè)元件,詳細(xì)介紹激光三角法測(cè)距遍歷原理和圓周遍歷直徑、橢圓度測(cè)量原理。其次數(shù)據(jù)采集模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊和數(shù)據(jù)上傳模塊是本文的核心模塊。數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)鋼管端面等角度數(shù)據(jù)采集。運(yùn)動(dòng)控制模塊中尋找零位運(yùn)動(dòng)控制法不僅解決了伺服電機(jī)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)不同步的問(wèn)題,同時(shí)還確保激光位移傳感器采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；噴標(biāo)模塊主要用于標(biāo)記直徑位置和周長(zhǎng)超標(biāo)。數(shù)據(jù)上傳模塊主要由測(cè)量數(shù)據(jù)上傳至Microsoft SQL server 2008數(shù)據(jù)庫(kù)和FTP上傳鋼管端面輪廓描點(diǎn)圖組成。后工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本系統(tǒng)的測(cè)量精度達(dá)到鋼管直徑、橢圓度測(cè)量的技術(shù)指標(biāo)要求。所述剛性半圓球的直徑等于，所述接觸端到所述剛性半圓球之間的距離、所述刻度千分尺的測(cè)量觸點(diǎn)到所述剛性半圓球之間的距離和所述被測(cè)管體的直徑，三者之和。本文所設(shè)計(jì)的大口徑鋼管直徑、橢圓度測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量效率和精度高、可實(shí)現(xiàn)“在線,高速,多部位”的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量與數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)及輸出。

橢圓度檢測(cè)儀.設(shè)備特點(diǎn)

設(shè)備特點(diǎn)：采用行業(yè)首創(chuàng)并獲得國(guó)家的內(nèi)孔檢測(cè)機(jī)構(gòu)；旋轉(zhuǎn)測(cè)量?jī)?nèi)孔和外徑的A、B截面：?jiǎn)吸c(diǎn)直徑，自動(dòng)計(jì)算錐度；數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別并屏蔽去除油槽的檢測(cè)尺寸;旋轉(zhuǎn)時(shí)在線保持采樣,采樣多點(diǎn),保證測(cè)值更準(zhǔn)確,重復(fù)精度也將更好;精密旋轉(zhuǎn)支撐導(dǎo)輪,旋轉(zhuǎn)直線度和跳動(dòng)精度高,保證測(cè)量的更高準(zhǔn)確性;外徑平行桿兩點(diǎn)測(cè)量式，內(nèi)孔支點(diǎn)定心接觸式測(cè)量,數(shù)值可靠；標(biāo)準(zhǔn)件定量手工定點(diǎn)校準(zhǔn)對(duì)標(biāo)，對(duì)標(biāo)值超差自動(dòng)補(bǔ)償功能；而Prismateknik的電子拐擋表DI-5系列，使得作業(yè)更加簡(jiǎn)化，測(cè)量更加精準(zhǔn)。尺寸公差、橢圓度公差、錐度圓柱度公差和，尺寸范圍可設(shè)定；10. 檢測(cè)完成自動(dòng)顯示相關(guān)數(shù)據(jù)及判定檢測(cè)結(jié)果。l

設(shè)備功能：人工手工上料到導(dǎo)輪測(cè)量位后,點(diǎn)動(dòng)啟動(dòng)按鈕；測(cè)頭自動(dòng)送入,導(dǎo)輪自動(dòng)旋轉(zhuǎn),測(cè)點(diǎn)自動(dòng)張開(kāi)或閉合檢測(cè)自動(dòng)完成A截面內(nèi)孔和外徑的旋轉(zhuǎn)測(cè)量后，測(cè)頭自動(dòng)移動(dòng)至B截面；自動(dòng)完成B截面內(nèi)孔和外徑的旋轉(zhuǎn)測(cè)量后，測(cè)頭自動(dòng)移出到原位置;硬質(zhì)合金測(cè)點(diǎn),調(diào)整方便,更換工裝簡(jiǎn)單;配置工業(yè)電腦,自動(dòng)顯示測(cè)量數(shù)據(jù),計(jì)算錐度,自動(dòng)顯示產(chǎn)品合格與否；軟件可設(shè)定各項(xiàng)公差,檢測(cè)參數(shù)，分析統(tǒng)計(jì)，OK及NG計(jì)數(shù),基本班產(chǎn)量?jī)?chǔ)存等；該測(cè)量?jī)x安裝在改造后的稱重測(cè)長(zhǎng)設(shè)備上,既兼顧保留原有系統(tǒng)稱重測(cè)長(zhǎng)的功能,又增加橢圓度、周長(zhǎng)、直邊的測(cè)量功能,功能設(shè)計(jì)合理,構(gòu)造更加簡(jiǎn)化,達(dá)到運(yùn)行穩(wěn)定可靠、便于維護(hù)的目的,并且換道方式快捷方便,可以更好地滿足實(shí)際生產(chǎn)中的測(cè)量需要。SPC(統(tǒng)計(jì)制程控制)軟件,自動(dòng)顯示數(shù)據(jù)曲線及圖表,輸出為數(shù)據(jù)庫(kù)格式.

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橢圓度檢測(cè)

橢圓度的測(cè)量方法通常有兩種，一種是上面所說(shuō)的多組測(cè)頭進(jìn)行外徑尺寸的測(cè)量，另一種是一組測(cè)頭進(jìn)行180°/360°等角度的旋轉(zhuǎn)。

多測(cè)頭測(cè)量法測(cè)量的是同一截面的外徑，旋轉(zhuǎn)法測(cè)量的類(lèi)似曲線，不是同一截面的外徑。

多測(cè)頭測(cè)量法測(cè)頭固定，無(wú)旋轉(zhuǎn)部件，更不易損壞，同時(shí)使用壽命更長(zhǎng)，維護(hù)更簡(jiǎn)單。

多測(cè)頭測(cè)徑儀是根具測(cè)量的橢圓度要求高低來(lái)設(shè)置測(cè)頭組數(shù)的，通常橢圓度要求越高，測(cè)頭組數(shù)越多。光電測(cè)徑儀的測(cè)頭已經(jīng)可達(dá)到八個(gè)，對(duì)同一截面進(jìn)行全方面檢測(cè)，對(duì)橢圓度進(jìn)行測(cè)量。

光電測(cè)徑儀現(xiàn)在常用的測(cè)頭為雙測(cè)頭、三測(cè)頭、四測(cè)頭、八測(cè)頭。均能對(duì)外徑尺寸進(jìn)行的檢測(cè)。

雙向測(cè)徑儀如上圖所示，對(duì)兩個(gè)方向上的外徑尺寸進(jìn)行測(cè)量，通常應(yīng)用于環(huán)境較好的線纜電纜等行業(yè)的外徑尺寸測(cè)量。四路測(cè)徑儀可對(duì)對(duì)橢圓度要求高的線纜電纜等進(jìn)行外徑測(cè)量。還可以配備工控機(jī)系統(tǒng)，詳細(xì)顯示測(cè)量是的數(shù)據(jù)與橢圓度等尺寸。、

什么叫橢圓度

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，由于其產(chǎn)量大，生產(chǎn)，質(zhì)量要求也越來(lái)越高。因此，對(duì)于熱軋的線材、棒材、管材等的外徑、橢圓度的檢測(cè)，仍然采用通用量具進(jìn)行接觸式檢測(cè)的方法，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。而橢圓度同樣是圓形軋材的一項(xiàng)重要檢測(cè)指標(biāo)，本文藍(lán)鵬測(cè)控小編主要介紹了可用于軋材在線檢測(cè)的設(shè)備，并能測(cè)量得出橢圓度尺寸。橢圓測(cè)量?jī)x鋼管橢圓度測(cè)量?jī)x經(jīng)近3年的調(diào)研、設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試和2年的現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行，驗(yàn)收后其測(cè)量精度達(dá)到了技術(shù)指標(biāo)的要求，設(shè)備功能齊全，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，滿足工廠使用精度要求，并且易于維護(hù)保養(yǎng)。

在圓形鋼管的橫截面上存在著外徑不等的現(xiàn)象，即存在著不一定互相垂直的大外徑和小外徑，則大外徑與小外徑之差即為橢圓度。為了控制橢圓度，有的鋼管標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了橢圓度的允許指標(biāo)，一般規(guī)定為不超過(guò)外徑公差的80%（經(jīng)供需雙方協(xié)商后執(zhí)行）。

公司重點(diǎn)致力于制管行業(yè)非標(biāo)準(zhǔn)成套設(shè)備的研發(fā)。目前公司主要產(chǎn)品有激光自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)、超聲波探傷系統(tǒng)、鋼管橢圓度等外觀檢測(cè)系統(tǒng)、焊縫自動(dòng)修磨系統(tǒng)等。

北京賽誠(chéng)工控科技有限責(zé)任公司成立于2003年，是專(zhuān)業(yè)從事制管行業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)。