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大口徑鋼管直徑、橢圓度測量系統的硬件設計

隨著化工、石油行業的迅猛發展,大口徑鋼管的需求量不斷增加,其端面直徑、橢圓度等參數與生產設計指標的符合情況直接影響了鋼管終質量的優劣。國內大部分鋼管生產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、工人勞動強度大、信息反饋慢同時無法充分反映管端情況,如何實時在線測量鋼管的直徑、橢圓度已成為廠家們關注的首要問題。目前,國外已經研究出了大口徑鋼管在線檢測系統,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,該系統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的帶動下繞鋼管勻速轉動,對被測鋼管進行圓周遍歷,激光位移傳感器得到的數據為極軸方向的數據,根據編碼器的輸出脈沖得到角度數據,激光位移傳感器輸出的信號經串口傳送到計算機,通過上位機數據處理軟件即可得到鋼管端面直徑、橢圓度,并將測量結果實時顯示和上傳。曲軸測量通過按DI-5C面板上的按鈕來選擇、改變和接受顯示器上的數值例如溫度，發動機編號，氣缸數，測量方位等等。首先對鋼管直徑、橢圓度測量原理的研究:對國內內外現有檢測方法分析后,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。其次數據采集模塊、運動控制模塊和數據上傳模塊是本文的核心模塊。數據采集模塊實現鋼管端面等角度數據采集。運動控制模塊中尋找零位運動控制法不僅解決了伺服電機與旋轉機構旋轉不同步的問題,同時還確保激光位移傳感器采集數據的準確性；噴標模塊主要用于標記直徑位置和周長超標。數據上傳模塊主要由測量數據上傳至Microsoft SQL server 2008數據庫和FTP上傳鋼管端面輪廓描點圖組成。后工業現場實驗結果表明,本系統的測量精度達到鋼管直徑、橢圓度測量的技術指標要求。本文所設計的大口徑鋼管直徑、橢圓度測量系統測量效率和精度高、可實現“在線,高速,多部位”的實時準確測量與數據自動存儲及輸出。

標準方程

高中課本在平面直角坐標系中，用方程描述了橢圓，橢圓的標準方程為：x^2/a^2 y^2/b^2=1

其中a>0，b>0。公司擁有長期從事制管生產線自動化控制系統設計與開發的專業技術人員，具備豐富的專業知識及行業經驗。a、b中較大者為橢圓長半軸長，較短者為短半軸長（橢圓有兩條對稱軸，對稱軸被橢圓所截，有兩條線段，它們分別叫橢圓的長半軸和短半軸）當a>b時，焦點在x軸上，焦距為2*(a^2-b^2)^0.5，準線方程是x=a^2/c和x=-a^2/c

橢圓的面積是πab。橢圓可以看作圓在某方向上的拉伸，它的參數方程是：x=acosθ ， y=bsinθ

北京賽誠工控科技有限責任公司成立于2003年，是專業從事制管行業自動化控制產品設計和開發的高新技術企業。

公司重點致力于制管行業非標準成套設備的研發。目前公司主要產品有激光自動跟蹤系統、超聲波探傷系統、鋼管橢圓度等外觀檢測系統、焊縫自動修磨系統等。公司的產品已經在多家企業中得到應用，產品現場適用性好，使用穩定可靠。

橢圓度的測量

橢圓度的測量，根據其定義，即為圓柱面的橫剖面上大與小直徑之差。因此，基本上是屬于直徑法，任何測量直徑的方法都可以用來測量橢圓度，即分別測出其大和小直徑后，求出其差，即為橢圓度之值。本研究利用二乘法原理設計該旋轉極坐標鋼管橢圓度自動測量設備，可以保證橢圓度和周長自動測量精度。在具體測量時，顯然也可以測其波動量的方法，即在測微儀觸頭下，工件在平工作臺旋轉一周時，以其大與小的示值差作為其橢圓度之值。也可以用氣動差動法進行測量，其旋轉角度可小于90°。

珩磨后的零件，有時會出現橢圓度。造成橢圓度的原因很多：（1）珩磨前一道工序加工時產生的橢圓度太大，以至珩磨后仍無法校正過來。USB接口連接電腦工作環境購買prismateknik的拐檔表給您的員工，給他們提供一個安全、高效的工具來測量和記錄您的發動機的狀態，未雨綢繆。（2）珩磨留的余量太大，而珩磨時橫進給量又太大，產生很高的切削溫度，再加上冷卻條件差，零件表面的熱量散不出去，產生了局部變形，造成橢圓度。（3）油石硬度不均勻，磨損情況不一樣，結果使零件表面高低不平，或由于油石調整不當，造成橢圓度。（4）夾具設計不當，或夾緊力太大，尤其是薄壁零件，珩磨后零件產生變形，造成橢圓度。