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大口径钢管直径、椭圆度测量系统的硬件设计

随着化工、石油行业的迅猛发展,大口径钢管的需求量不断增加,其端面直径、椭圆度等参数与生产设计指标的符合情况直接影响了钢管终质量的优劣。国内大部分钢管生产厂家主要采用人工手动的测量方法,这种测量方法精度低、效率低、工人劳动强度大、信息反馈慢同时无法充分反映管端情况,如何实时在线测量钢管的直径、椭圆度已成为厂家们关注的首要问题。目前,国外已经研究出了大口径钢管在线检测系统,但其价格昂贵。因此,本文提出了一种大口径钢管直径、椭圆度测量系统,该系统基于激光测距遍历原理、圆周遍历原理和二乘法拟合原理,钢管固定在V型支架上,激光位移传感器在伺服电机的带动下绕钢管匀速转动,对被测钢管进行圆周遍历,激光位移传感器得到的数据为极轴方向的数据,根据编码器的输出脉冲得到角度数据,激光位移传感器输出的信号经串口传送到计算机,通过上位机数据处理软件即可得到钢管端面直径、椭圆度,并将测量结果实时显示和上传。首先对钢管直径、椭圆度测量原理的研究:对国内内外现有检测方法分析后,确定以激光位移传感器为检测元件,详细介绍激光三角法测距遍历原理和圆周遍历直径、椭圆度测量原理。其次数据采集模块、运动控制模块和数据上传模块是本文的核心模块。喷标喷头位置调整示意图每换一批规格的钢管，需重复上述调整测管圆心和传感器位置的工作。数据采集模块实现钢管端面等角度数据采集。运动控制模块中寻找零位运动控制法不仅解决了伺服电机与旋转机构旋转不同步的问题,同时还确保激光位移传感器采集数据的准确性；喷标模块主要用于标记直径位置和周长超标。数据上传模块主要由测量数据上传至Microsoft SQL server 2008数据库和FTP上传钢管端面轮廓描点图组成。后工业现场实验结果表明,本系统的测量精度达到钢管直径、椭圆度测量的技术指标要求。本文所设计的大口径钢管直径、椭圆度测量系统测量效率和精度高、可实现“在线,高速,多部位”的实时准确测量与数据自动存储及输出。

椭圆度检测仪.设备特点

设备特点：采用行业首创并获得***专利的内孔检测机构；旋转测量内孔和外径的A、B截面：单点直径，自动计算锥度；1016mm吗，是在安装现场测，还是在生产现场测，要求的测量精度是多少按你所说，用米尺就可以，如果需要准确的话，把钢管的圆周分成多个等分，对角多测量几次，可以是8次，也可以是16次，或都更多，取大值-小值，就是你要的椭圆度。数据自动识别并屏蔽去除油槽的检测尺寸;旋转时在线保持采样,采样多点,保证测值更准确,重复精度也将更好;精密旋转支撑导轮,旋转直线度和跳动精度高,保证测量的更高准确性;外径平行杆两点测量式，内孔支点定心接触式测量,数值可靠；标准件定量手工定点校准对标，对标值超差自动补偿功能；尺寸公差、椭圆度公差、锥度圆柱度公差和，尺寸范围可设定；10. 检测完成自动显示相关数据及判定检测结果。l

设备功能：人工手工上料到导轮测量位后,点动启动按钮；测头自动送入,导轮自动旋转,测点自动张开或闭合检测自动完成A截面内孔和外径的旋转测量后，测头自动移动至B截面；管体椭圆度的测量仪器一种管体椭圆度的测量仪器，包括刚性半圆球、接触端和刻度千分尺，所述接触端和所述刻度千分尺分别设置在所述刚性半圆球的半圆两端。自动完成B截面内孔和外径的旋转测量后，测头自动移出到原位置;硬质合金测点,调整方便,更换工装简单;配置工业电脑,自动显示测量数据,计算锥度,自动显示产品合格与否；软件可设定各项公差,检测参数，分析统计，OK及NG计数,基本班产量储存等；SPC(统计制程控制)软件,自动显示数据曲线及图表,输出为数据库格式.

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消除椭圆度的方法

首先应该检查珩磨前一道工序，弄清珩磨前零件的准备情况。检查一下前一道工序机床主轴和夹具的不同轴度，夹具和机床主轴的中心连线，在200毫米长度上允许的不同轴度应该不大于0.02毫米。然后测量一下珩磨前的零件孔径，看实际产生的椭圆度有多大。如果珩磨前一道工序产生的椭圆度太大，虽经珩磨仍无法校正时，应该对前一道工序的机床和夹具精度作重新调整，或者改用其他加工方法，以提高珩磨前的零件精度。一般说来，珩磨前的工序产生的几何尺寸偏差，不应该大于0.03~0.05毫米，否则就很难校正过来。然后检查珩磨余量，看留的余量是否适当。椭圆度（或不圆度或失圆度）为了控制椭圆度，有的钢管标准中规定了椭圆度的允许指标，一般规定为不超过外径公差的80%（经供需双方协商后执行）。在珩磨过程中，还应该注意不用过大的横进给量。使用的冷却液要均匀而充分地浇注在零件加工表面。检查一下油石的质量，看它的硬度是否均匀，校正得平不平，调整得是否适当。如果油石硬度不符合使用要求时，就应该换新的。如果调整不当，应重新调整。当珩磨厚薄不均匀的零件时，采用的夹具应特别注意它的夹紧方式，尽可能避免因夹紧不当而产生的变形。下图所示为夹紧气缸套筒用夹具，它是用液性塑料来传递压力到定心套筒上去的，其优点是夹紧快，而且正确可靠。气缸套经过珩磨后，从夹具中取出时形状仍能保持不变

椭圆度检测

椭圆度的测量方法通常有两种，一种是上面所说的多组测头进行外径尺寸的测量，另一种是一组测头进行180°/360°等角度的旋转。

多测头测量法测量的是同一截面的外径，旋转法测量的类似曲线，不是同一截面的外径。

多测头测量法测头固定，无旋转部件，更不易损坏，同时使用寿命更长，维护更简单。

多测头测径仪是根具测量的椭圆度要求高低来设置测头组数的，通常椭圆度要求越高，测头组数越多。光电测径仪的测头已经可达到八个，对同一截面进行全方面检测，对椭圆度进行测量。

光电测径仪现在常用的测头为双测头、三测头、四测头、八测头。均能对外径尺寸进行的检测。

双向测径仪如上图所示，对两个方向上的外径尺寸进行测量，通常应用于环境较好的线缆电缆等行业的外径尺寸测量。四路测径仪可对对椭圆度要求高的线缆电缆等进行外径测量。还可以配备工控机系统，详细显示测量是的数据与椭圆度等尺寸。、