大口徑鋼管直徑、橢圓度測量系統(tǒng)的硬件設(shè)計

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)計指標(biāo)的符合情況直接影響了鋼管終質(zhì)量的優(yōu)劣。國內(nèi)大部分鋼管生產(chǎn)廠家主要采用人工手動的測量方法,這種測量方法精度低、效率低、工人勞動強(qiáng)度大、信息反饋慢同時無法充分反映管端情況,如何實(shí)時在線測量鋼管的直徑、橢圓度已成為廠家們關(guān)注的首要問題。目前,國外已經(jīng)研究出了大口徑鋼管在線檢測系統(tǒng),但其價格昂貴。因此,本文提出了一種大口徑鋼管直徑、橢圓度測量系統(tǒng),該系統(tǒng)基于激光測距遍歷原理、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)的帶動下繞鋼管勻速轉(zhuǎn)動,對被測鋼管進(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經(jīng)串口傳送到計算機(jī),通過上位機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件即可得到鋼管端面直徑、橢圓度,并將測量結(jié)果實(shí)時顯示和上傳。首先對鋼管直徑、橢圓度測量原理的研究:對國內(nèi)內(nèi)外現(xiàn)有檢測方法分析后,確定以激光位移傳感器為檢測元件,詳細(xì)介紹激光三角法測距遍歷原理和圓周遍歷直徑、橢圓度測量原理。歷史Apollonius所著的八冊《圓錐截線論》集其大成，可以說是古希臘幾何學(xué)一個登峰造極的精擘之作。其次數(shù)據(jù)采集模塊、運(yùn)動控制模塊和數(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)動控制模塊中尋找零位運(yùn)動控制法不僅解決了伺服電機(jī)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)不同步的問題,同時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)記直徑位置和周長超標(biāo)。數(shù)據(jù)上傳模塊主要由測量數(shù)據(jù)上傳至Microsoft SQL server 2008數(shù)據(jù)庫和FTP上傳鋼管端面輪廓描點(diǎn)圖組成。后工業(yè)現(xiàn)場實(shí)驗結(jié)果表明,本系統(tǒng)的測量精度達(dá)到鋼管直徑、橢圓度測量的技術(shù)指標(biāo)要求。本文所設(shè)計的大口徑鋼管直徑、橢圓度測量系統(tǒng)測量效率和精度高、可實(shí)現(xiàn)“在線,高速,多部位”的實(shí)時準(zhǔn)確測量與數(shù)據(jù)自動存儲及輸出。

橢圓度檢測

針對目前電線、電纜、光纖、光纜、高線、圓鋼、棒材、管材、線材、橡膠、塑料等行業(yè)急需的檢測問題，在外徑在線檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究一種可實(shí)現(xiàn)高速、、非接觸測量的橢圓度在線檢測儀。管體橢圓度的測量儀器一種管體橢圓度的測量儀器，包括剛性半圓球、接觸端和刻度千分尺，所述接觸端和所述刻度千分尺分別設(shè)置在所述剛性半圓球的半圓兩端。光電測徑儀是常用的外徑檢測設(shè)備，通常采用一組測頭就能實(shí)現(xiàn)外徑尺寸的測量，對橢圓度的測量，主要采用多測頭多向測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)測量。

光電測徑儀采用光電檢測技術(shù)與多組光學(xué)系統(tǒng)相結(jié)合，由多組測頭對被測工件徑向某一截面的多個方向同時測量，經(jīng)接收光學(xué)系統(tǒng)、硬件電路系統(tǒng)和微機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，得出被測工件的圓度誤差。

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)量要求也越來越高。因此，對于熱軋的線材、棒材、管材等的外徑、橢圓度的檢測，仍然采用通用量具進(jìn)行接觸式檢測的方法，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。鋼管橢圓度測量儀的設(shè)計方案橢圓度測量儀可自動完成被測大直徑鋼管兩端的橢圓度、外圓周長以及直邊的在線測量，實(shí)現(xiàn)測量結(jié)果顯示、存儲和數(shù)據(jù)上傳，并在橢圓度超標(biāo)鋼管小直徑處自動噴涂標(biāo)記。而橢圓度同樣是圓形軋材的一項重要檢測指標(biāo)，本文藍(lán)鵬測控小編主要介紹了可用于軋材在線檢測的設(shè)備，并能測量得出橢圓度尺寸。

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)品有激光自動跟蹤系統(tǒng)、超聲波探傷系統(tǒng)、鋼管橢圓度等外觀檢測系統(tǒng)、焊縫自動修磨系統(tǒng)等。

北京賽誠工控科技有限責(zé)任公司成立于2003年，是專業(yè)從事制管行業(yè)自動化控制產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)。