[發(fā)明專利]一種特殊鋼管端部圓度自動(dòng)檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210103542.2
• 申請(qǐng)日: 2012-04-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102636145A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡德金;孫開(kāi)明;裴景玉;吳考倫;許黎明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B21/20
• 分類號(hào): G01B21/20
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 祖志翔

1.一種特殊鋼管端部圓度自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于：所述自動(dòng)檢測(cè)裝置包括檢測(cè)裝置立柱、定位擋塊、鋼管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪、第一懸掛輪、懸掛板、第二懸掛輪、鋼絲繩、平衡重塊、檢測(cè)裝置上下移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、鋼管角位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)和鋼管端部圓度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其中，懸掛板固定在檢測(cè)裝置立柱的頂部，鋼絲繩繞掛于懸掛板兩端的第一懸掛輪和第二懸掛輪上，一端連接平衡重塊且另一端連接檢測(cè)裝置上下移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，鋼管端部圓度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和鋼管角位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)連接于檢測(cè)裝置上下移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，并且通過(guò)鋼絲繩和平衡重塊進(jìn)行重力平衡，檢測(cè)裝置上下移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在檢測(cè)裝置立柱的頂部且驅(qū)動(dòng)鋼管端部圓度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和鋼管角位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)，定位擋塊和鋼管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪設(shè)置于鋼管端部圓度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和鋼管角位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)下方的檢測(cè)裝置立柱上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特殊鋼管端部圓度自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于：所述的檢測(cè)裝置上下移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：伺服電機(jī)、第一同步帶輪、第一同步帶、第二同步帶輪、滾珠絲桿副、直線導(dǎo)軌副和支撐板，其中，伺服電機(jī)固定安裝在檢測(cè)裝置立柱的頂部，并且通過(guò)第一同步帶輪、第一同步帶和第二同步帶輪驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副旋轉(zhuǎn)，支撐板懸掛連接于所述鋼絲繩的一端，并且同時(shí)與滾珠絲桿副和直線導(dǎo)軌副連接，從而受伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)沿直線導(dǎo)軌副上下移動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的特殊鋼管端部圓度自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于：所述的鋼管角位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括：第一位移傳感器、V形定位支撐塊、第一壓力彈簧、編碼器、編碼器連接軸、摩擦滾輪和支撐滾輪，其中，V形定位支撐塊用兩根螺栓活動(dòng)懸掛安裝在所述支撐板上且隨支撐板作上下移動(dòng)，第一位移傳感器固定安裝在支撐板上，并且位于V形定位支撐塊上方以檢測(cè)V形定位支撐塊的位移，編碼器連接軸連同安裝在其左右兩端的編碼器和摩擦滾輪活動(dòng)安裝在V形定位支撐塊中且能夠上下移動(dòng)，第一壓力彈簧壓抵于編碼器連接軸的上部使之始終處在V形定位支撐塊的下端，支撐滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在V形定位支撐塊的下部。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的特殊鋼管端部圓度自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于：所述的鋼管端部圓度檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括：圓度檢測(cè)機(jī)構(gòu)框架、步進(jìn)電機(jī)、第三同步帶輪、第二同步帶、第四同步帶輪、滑動(dòng)軸套、花鍵套、左右旋滾珠絲桿、右測(cè)量臂、左測(cè)量臂、滑動(dòng)軸、位移傳感器安裝架、第二位移傳感器和第二壓力彈簧，其中，圓度檢測(cè)機(jī)構(gòu)框架固定安裝在所述支撐板上且能夠隨支撐板作上下移動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)固定安裝在圓度檢測(cè)機(jī)構(gòu)框架上，并且通過(guò)第三同步帶輪、第二同步帶、第四同步帶輪和花鍵套驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)地穿置于滑動(dòng)軸套中的左右旋滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)連接在左右旋滾珠絲桿上的右測(cè)量臂和左測(cè)量臂同時(shí)向內(nèi)或向外移動(dòng)，滑動(dòng)軸滑動(dòng)地穿置于右測(cè)量臂下部的孔中，位移傳感器安裝架固定安裝在右測(cè)量臂的右外側(cè)，第二壓力彈簧夾置于位移傳感器安裝架與滑動(dòng)軸之間，并且推抵滑動(dòng)軸向內(nèi)，第二位移傳感器固定安裝在位移傳感器安裝架上且檢測(cè)滑動(dòng)軸的位移。

5.一種采用權(quán)利要求4所述的特殊鋼管端部圓度自動(dòng)檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其特征在于：所述檢測(cè)方法包括以下步驟：

第一步，被測(cè)鋼管置于鋼管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪上且軸向抵靠于定位擋塊上定位，伺服電機(jī)通過(guò)第一同步帶輪、第一同步帶和第二同步帶輪驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)支撐板向下移動(dòng)；

第二步，支撐板向下移動(dòng)的同時(shí)V形定位支撐塊向下移動(dòng)，摩擦滾輪首先與被測(cè)鋼管接觸，并在第一壓力彈簧的作用下緊壓在被測(cè)鋼管頂部的圓弧面上，V形定位支撐塊隨支撐板繼續(xù)下移，直至支撐滾輪接觸到被測(cè)鋼管上被撐住不再下移，支撐板繼續(xù)向下移動(dòng)，直至第一位移傳感器觸及并檢測(cè)到V形定位支撐塊上端面時(shí)停止移動(dòng)，此時(shí)鋼管角位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)到達(dá)檢測(cè)位置；

第三步，當(dāng)鋼管角位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)到達(dá)檢測(cè)位置時(shí)，被測(cè)鋼管被夾持在鋼管端部圓度檢測(cè)機(jī)構(gòu)的右測(cè)量臂與左測(cè)量臂的中間，在第二壓力彈簧的作用下滑動(dòng)軸壓抵在被測(cè)鋼管上，此時(shí)鋼管端部圓度檢測(cè)機(jī)構(gòu)到達(dá)檢測(cè)位置；

第四步，鋼管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)被測(cè)鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)，檢測(cè)開(kāi)始，鋼管角位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)中的摩擦滾輪隨被測(cè)鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)，編碼器通過(guò)編碼器連接軸隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，從而檢測(cè)出被測(cè)鋼管轉(zhuǎn)過(guò)的角度；與此同時(shí)，鋼管端部圓度檢測(cè)機(jī)構(gòu)中的滑動(dòng)軸隨被測(cè)鋼管的轉(zhuǎn)動(dòng)而左右移動(dòng)，第二位移傳感器測(cè)得滑動(dòng)軸左右移動(dòng)的最大值和最小值，該兩值之差即為被測(cè)鋼管的最大直徑和最小直徑的差值，該差值的一半即為被測(cè)鋼管的被檢測(cè)截面的圓度誤差，至此完成了鋼管端部的圓度檢測(cè)；結(jié)合鋼管角位移檢測(cè)機(jī)構(gòu)的角位移檢測(cè)結(jié)果，能夠得出被測(cè)鋼管直徑變化與角位移變化之間的關(guān)系。