一種自動調(diào)整旋轉(zhuǎn)半徑的鋼管管端內(nèi)外徑測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼管參數(shù)測量領(lǐng)域，具體涉及一種自動調(diào)整旋轉(zhuǎn)半徑的鋼管管端內(nèi)外徑測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大口徑鋼管管端的內(nèi)徑、外徑、壁厚和不圓度是鋼管性能重要的的參數(shù)指標，在保證管道施工進度和質(zhì)量方面具有重要意義。在生產(chǎn)過程中，對這些參數(shù)進行在線測量變的非常重要，可以及時篩選出不合格的鋼管，重修加工處理，保證產(chǎn)品質(zhì)量。也可以對管端不圓度進行分類，分成偏差小的高檔鋼管和偏差大的低端產(chǎn)品，滿足不同用戶的需求。
[0003]目前鋼管行業(yè)中各個軋管廠在測量管端內(nèi)外徑、厚度和不圓度時，主要依靠卡尺和千分尺等手工量具進行檢測，受生產(chǎn)環(huán)境、量具精確度和操作人員的主觀因素影響較大，同時測量速度和數(shù)據(jù)量均不可能達到較高的水平。
[0004]有的企業(yè)已經(jīng)開始采用非接觸的管端測量裝置，來提高檢測速度和自動化水平。目前采用的管端參數(shù)測量裝置多是利用一個旋轉(zhuǎn)平臺帶動激光測距探頭在管端旋轉(zhuǎn)，一邊旋轉(zhuǎn)一邊測量激光測距探頭距離鋼管內(nèi)外壁的距離?；谛D(zhuǎn)平臺帶動激光測距探頭圍繞管端旋轉(zhuǎn)的管端內(nèi)外徑測量裝置的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0005]在圖1中，I是旋轉(zhuǎn)臺，2是旋轉(zhuǎn)臺面，3和4分別是內(nèi)徑測距探頭和外徑測距抬頭，5和6是分別用來固定這兩個探頭用的內(nèi)徑探頭固定臂和外徑探頭固定臂，7是待測鋼管，8是旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線。3和4這兩個激光測距探頭垂直管壁方向放置，探頭距離鋼管內(nèi)外壁的距離測得分別是A和B。激光測距探頭(3和4)距離旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線(8)的距離分別是是C和D。內(nèi)外徑探頭固定臂(5和6)可以帶動激光測距探頭(3和4)分別沿垂直于旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線(8)的方向移動，來實現(xiàn)距離C和D的大小調(diào)節(jié)，滿足不同尺寸鋼管的測量需求。使用這種測量裝置測量管端尺寸時，需要針對不同尺寸的管徑調(diào)整探頭(3和4)距離旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線(8)的距離C和D，使管壁處于激光測距探頭的工作范圍以內(nèi)，然后保持不變，圍繞管端旋轉(zhuǎn)一周。旋轉(zhuǎn)臺同軸連接編碼器，當旋轉(zhuǎn)至一定角度時，利用編碼器的輸出脈沖觸發(fā)采集內(nèi)外徑的數(shù)據(jù)，可以計算出該角度處鋼管的內(nèi)徑為C+A，外徑為D-B。旋轉(zhuǎn)一周以后，就可以得到鋼管整個圓周的內(nèi)外徑尺寸，進而可以分析出鋼管的壁厚和不圓度。
[0006]所用的激光測距探頭基于激光三角法測距原理，測量精度很高，但是測量范圍有限，分辨率為Ium時測量范圍一般只有10mm。當探頭圍繞管端旋轉(zhuǎn)時，為保證在整個過程中鋼管均在探頭的測量范圍以內(nèi)，需保證鋼管中軸線與旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線有較高的對齊精度，一般需小于±5mm?？紤]到待測鋼管的不圓度，這個數(shù)值要求其實更低。否則管壁將出現(xiàn)在激光測距探頭的測量范圍以外，出現(xiàn)無效數(shù)據(jù)，無法完成整個圓周的測量。這對對齊裝置的加工精度要求很大，實現(xiàn)起來成本很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]由于激光三角法測距探頭的測量范圍較小，一般只有10mm。針對圖1所示的基于旋轉(zhuǎn)平臺帶動激光測距探頭圍繞管端旋轉(zhuǎn)的管端內(nèi)外徑測量裝置，當探頭圍繞管端旋轉(zhuǎn)時，為保證在整個過程中鋼管管壁均在探頭的測量范圍以內(nèi)，需保證鋼管中軸線與旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線有較高的對齊精度，一般需小于±5mm?？紤]到待測鋼管的不圓度，這個數(shù)值要求其實更低。否則管壁將出現(xiàn)在激光測距探頭的測量范圍以外，出現(xiàn)無效數(shù)據(jù)，無法完成整個圓周的測量。這對對齊裝置的加工精度要求很大，實現(xiàn)起來成本很高。
[0008]對于本發(fā)明針對的管端參數(shù)測量裝置，為了降低鋼管中軸線與旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線的對齊精度要求，本發(fā)明提出一種自動調(diào)整旋轉(zhuǎn)半徑的測量方法。
[0009]本發(fā)明提供的測量方法步驟是:
[0010]一、測量前，內(nèi)徑探頭固定臂(5)將內(nèi)徑測距探頭⑶置于旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線(8)附近，外徑探頭固定臂(6)將外徑測距探頭(4)置于遠離旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線(8)處。
[0011]二、測量開始時，內(nèi)徑探頭固定臂(5)帶動內(nèi)徑測距探頭(3)沿垂直于旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線(8)方向向外側(cè)移動，外徑探頭固定臂(6)帶動外徑測距探頭(4)沿垂直于旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線(8)方向向內(nèi)側(cè)移動，直至待測的內(nèi)外管壁均位于兩個探頭測量范圍的中心位置處時停止，記錄此時內(nèi)徑測距探頭(3)與旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線(8)距離為C，外徑測距探頭(4)與旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線(8)距離為D。
[0012]三、旋轉(zhuǎn)臺(I)帶動內(nèi)外徑探頭固定臂(5和6)和兩個測距探頭(3和4)進行旋轉(zhuǎn)測量，每旋轉(zhuǎn)至一定角度時采集一次數(shù)據(jù)，探頭距離鋼管內(nèi)外壁的距離測得分別是A和B，可以計算出該角度處鋼管的內(nèi)徑為C+A，外徑為D-B。當內(nèi)徑測距探頭(3)或外徑測距探頭(4)讀數(shù)將要超出測量范圍時，馬上停止旋轉(zhuǎn)，重新調(diào)整探頭固定臂(5和6)，使待測的內(nèi)外管壁再次位于兩個測距探頭(3和4)測量范圍的中心位置處，重新記錄此時內(nèi)徑測距探頭(3)與旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線(8)距離為C，重新記錄外徑測距探頭(4)與旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線
(8)距離為D，然后繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
[0013]四、旋轉(zhuǎn)一周以后，內(nèi)徑探頭固定臂(5)帶動內(nèi)徑測距探頭(3)沿垂直于旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線(8)方向向內(nèi)側(cè)移動，外徑探頭固定臂(6)帶動外徑測距探頭(4)沿垂直于旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線(8)方向向外側(cè)移動，使內(nèi)徑測距探頭(3)置于旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線(8)附近，外徑測距探頭(4)置于遠離旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線(8)處。
[0014]本發(fā)明提供的方法，通過自動調(diào)整旋轉(zhuǎn)半徑的方式，可以極大的降低旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中軸線和鋼管中軸線之間的對齊精度需求，彌補激光三角法測距探頭測量范圍有限的不足。雖然會適量增加測量時間，但有利于降低輔機的設(shè)備成本，對設(shè)備故障、對齊誤差等異常情況的兼容性更好，設(shè)備魯棒性更強，更有利于管端參數(shù)測量裝置在生產(chǎn)線上的安裝使用。同時還擴大了可測量管徑變化的動態(tài)范圍，對于橢圓度變化較大的低端鋼管產(chǎn)品，也可以實現(xiàn)在線檢測。同時操作時針對不同尺寸的鋼管，不需要預先調(diào)整探頭固定臂的位置，減少了操作步驟，降低了維護成本。
【附圖說明】
[0015]圖1是管端內(nèi)外徑測量裝置結(jié)構(gòu)圖。