[發(fā)明專利]直縫焊管輥彎成型過程中橫截面輪廓的非接觸式測量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410124378.2
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103878208A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣勁茂;申景山;程鵬;杜麗;鄧旭斌;陳莉娜;周哲明
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: B21C51/00
• 分類號: B21C51/00;G01B11/24
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直縫焊管輥彎成型過程中變形板帶橫截面輪廓的三自由度非接觸式測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高頻直縫電阻焊管（Electric?Resistance?Welding，ERW）是熱軋卷板經(jīng)過成型機(jī)成型后，利用高頻電流的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，使管胚邊緣加熱熔化，在擠壓輥的作用下進(jìn)行壓力焊接來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。由于ERW焊接鋼管具有生產(chǎn)效率高、制造成本低、尺寸精度高、外型美觀等優(yōu)點(diǎn)，得到了迅速的發(fā)展。目前在世界范圍內(nèi)能夠生產(chǎn)ERW焊管的最大管徑為660mm，最大壁厚為24.5mm。在世界焊接鋼管的產(chǎn)量中，ERW焊管產(chǎn)量約占焊管總產(chǎn)量的80%左右。

鋼管截面輪廓形狀尺寸的測量是鋼管生產(chǎn)過程中保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。一般要求截面周長的測量不確定度不大于2mm，截面長短軸的測量不確定度不大于0.5mm。目前對于鋼材截面輪廓形狀的測量方法主要有兩類：

（一）接觸式測量系統(tǒng)，如：寶鋼的板帶鋼材截面輪廓形狀測量儀，該系統(tǒng)由機(jī)械測量結(jié)構(gòu)、機(jī)械傳遞結(jié)構(gòu)、位移測量機(jī)構(gòu)組成，可實(shí)現(xiàn)對板帶鋼材截面輪廓形狀的測量，但存在以下問題：

（a）由于壓力成型、焊接等工藝過程中存在著振動、高溫等問題，使得常規(guī)的機(jī)械法、超聲法等接觸式方法很難完成測量工作；

（b）接觸式測量方式對被測量物體和探頭會造成一定程度的損傷，增加了整個生產(chǎn)過程的成本；

（c）安裝復(fù)雜麻煩，難以實(shí)現(xiàn)在線測量。

(二)非接觸式測量系統(tǒng)，主要代表是專利申請?zhí)枮?00510102652.7的大口徑鋼管截面形狀尺寸測量系統(tǒng)及測量方法，這種測量系統(tǒng)雖然避免了工件和激光位移傳感器探頭的磨損，但也存在其他問題：

（a）需要現(xiàn)場布置圓軌道，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于現(xiàn)場實(shí)時的測量，增大了測量的工作量；

（b）測量不同規(guī)格焊管成型過程中板材的截面輪廓形狀時，需要重新制作圓導(dǎo)軌，通用性差；

（c）對軌道的圓度要求較高，否則測量結(jié)果精度較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，提供一種通用性強(qiáng)、操作簡便且測量結(jié)果準(zhǔn)確的直縫焊管輥彎成型過程中變形板帶橫截面輪廓的三自由度非接觸式測量系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種直縫焊管輥彎成型過程中變形板帶橫截面輪廓的三自由度非接觸式測量系統(tǒng)，包括X方向移動平臺、Y方向伸縮平臺及轉(zhuǎn)動平臺，其中，X方向移動平臺水平放置，作為整個系統(tǒng)的底座；Y方向伸縮平臺連接于X方向移動平臺上，Y方向伸縮平臺一方面可以沿Y方向上下平移，另一方面可以沿XX方向左右平移；所述轉(zhuǎn)動平臺包括舵機(jī)、舵機(jī)安裝支座、舵機(jī)轉(zhuǎn)動支架、激光位移傳感器安裝支座、激光位移傳感器，其中，舵機(jī)通過舵機(jī)安裝支座固定于Y方向伸縮平臺上，激光位移傳感器固定于激光位移傳感器安裝支座上，舵機(jī)轉(zhuǎn)動支架將舵機(jī)與激光位移傳感器安裝支座固定連接從而將舵機(jī)的轉(zhuǎn)動傳遞到激光位移傳感器上，實(shí)現(xiàn)激光位移傳感器在XY平面內(nèi)0～180°范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動。

進(jìn)一步地，所述激光位移傳感器安裝支座安裝激光位移傳感器的一面上設(shè)有激光位移傳感器位置調(diào)節(jié)孔，位置調(diào)節(jié)孔的形狀為長條形通孔。

進(jìn)一步地，所述X方向移動平臺包括底座、1個X軸絲桿、1個絲桿螺母、2個滑塊、兩根X軸導(dǎo)軌、兩個X軸絲桿固定片、兩個軸承、4個固定柱、4個與固定柱配合的角件、步進(jìn)電機(jī)步和進(jìn)電機(jī)安裝座，其中，4個固定柱通過4個角件固定于底座的四角且4個固定柱的連線呈矩形；中間設(shè)有軸承安裝槽的兩個X軸絲桿固定片分別固定連接于相鄰的兩個固定柱之間，兩個軸承安裝于X軸絲桿固定片的軸承安裝槽內(nèi)，X軸絲桿通過軸承安裝于X軸絲桿固定片上；兩根X軸導(dǎo)軌平行地位于X軸絲桿兩側(cè)且每根X軸導(dǎo)軌的兩端分別與固定柱固定相連；所述滑塊與所述X軸導(dǎo)軌配合，同時與與X軸絲桿配合的絲桿螺母固定相連；X軸絲桿與步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸相連，步進(jìn)電機(jī)通過步進(jìn)電機(jī)安裝座固定于底座的一端。