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
机器人钢管椭圆度检测费用
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。该仪器也可用于导线、棒材、管材等生产线上对直径的在线检测与控制。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。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。
椭圆度测量仪机械结构设计
椭圆度测量仪结构设计。主要由移动小车、圆心升降调节机构、圆心水平调节机构、回转测量机构、测杆装置、限位装置和喷标装置等组成，回转测量机构如图4所示，限位装置如图5所示。图3 结构设计总体示意图图4 回转测量机构示意图图5 限位装置示意图移动小车利用原测长小车伺服电机驱动系统，在原导轨上做前进或后退运动；圆心升降调节机构安装在移动小车上，其升降范围可满足焊管直径从508 mm到1 422 mm变化要求，采用电动丝杠调整结构；圆心水平调整机构采用丝杠调节，可使回转测量圆心在水平方向进行调整；回转测量机构在伺服电机的驱动下，带动旋转圆盘上的测杆装置作圆周运动；喷标装置是当被测钢管椭圆度测量结果出现超标时，回转测量机构在反转过程中自动启动气、液电磁阀，依据虹吸原理，高速气流带动微量液体喷射到管壁形成白色圆点，达到椭圆度直径较小位置进行喷涂标记。（2）激光传感器采集点能达到720个/圈，根据实际需要可调整采集点数量。
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椭圆度测量仪的测量过程设计
1 测长过程将原测长小车上减速和测长红外传感器改装在钢管椭圆度测量仪的测杆装置上，移动小车向被测钢管运动，当测长减速传感器检测到被测钢管后，移动小车减速，停止运行，完成测长工作。
2 椭圆度、周长及直边测量过程椭圆度、周长及直边测量过程如图6所示。椭圆度测量仪需从零位开始，在自动测量开始前，先采用手动操作使测杆回到零位。（2）基础臂长标定操作步骤：①将作为标定的钢管（应为换道后的根钢管）或660mm（在计量验证时才用）环规放置在称重工位。当移动小车停止运动一定时间后（设定），回转测量机构带动测杆做逆时针（相对钢管管端）回转运动，激光测距传感器进行数据采集，当回转机构完成360°旋转并停止即完成一周的数据采集；系统经过运算得到椭圆度、周长、直边的测量结果，回转测量机构顺时针反转回到零位，在反转过程中如果测量结果出现椭圆度超标，喷标系统将在相应位置进行喷涂标记。
北京赛诚工控科技有限责任公司成立于2003年，是从事制管行业自动化控制产品设计和开发的高新技术企业。
公司重点致力于制管行业非标准成套设备的研发。目前公司主要产品有激光自动跟踪系统、超声波探伤系统、钢管椭圆度等外观检测系统、焊缝自动修磨系统等。公司的产品已经在多家企业中得到应用，产品现场适用性好，使用稳定可靠。
（作者
