[发明专利]钢管管端直度的测量方法和装置

说明书

本发明公开了一种钢管管端直度的测量方法和装置，该装置包括激光器（3）、工业相机（4）、角度传感器（5）、旋转控制器（6）和直度计算单元（8）；激光器装在钢管正上方并向钢管表面投射带状激光，形成光带曲线，测量的同时通过旋转控制器控制钢管全周转动。该方法包括通过工业相机采集光带曲线的轮廓图像并发送至直度计算单元，角度传感器采集钢管当前角度并发送至直度计算单元，直度计算单元计算单次直度值，所有单次直度值的最大值为管端的直度值；本发明通过激光照射于钢管表面形成的光带曲线提取曲线参数用于计算钢管管端的直度，并通过设置360°全周转动实现更精确的测量，提高管端直度的测量效率和精度，有利于钢管质量监控。

技术领域

本发明涉及一种钢管质量检测装置和方法，尤其涉及一种非接触式的钢管管端直度的测量方法和装置。

背景技术

钢管是钢铁企业的重要产品之一，在化工、冶金、机械等各个工业领域中都有着广泛的应用。对于钢管产品来说，直度是衡量钢管质量的重要指标。生产、加工、自重以及传送过程中的碰撞、温度变化等原因都会造成钢管塑性变形，导致钢管直度要求无法满足，从而无法满足对于钢管产品精密度不断提高的要求。通常管端是钢管加工、连接的常用部位，也是直度误差最大的部分，根据美国石油学会（API）对套管和油管标准，要求在每端1.5m（5.0ft）长度范围内的偏离距离应不超过3.18mm（1/8in）。

在实际生产中，钢管直度大多采用人工测量的方法，利用人工目测直观判断弯曲程度，同时结合离线抽检的方式进行人工拉线法、三坐标测量法等接触式测量。人工测量存在很多问题：比如随意性和误差大、测量时间长等。因此，一些钢铁企业开始采用机械式的钢管直度检测装置，如中国实用新型专利ZL 201920847975.6公开了一种钢管直度检测装置，通过启动驱动电机，这样带动钢管进行旋转，当钢管某个位置弯曲时，就会敲到在相对应的检测杆上，使得检测杆侧壁上的颜料抹在钢管上，从而得出准确的位置，和得知钢管是否存在弯曲的现象。但该检测装置只能定位钢管的大致弯曲部位，无法精确检测钢管的直度数据，同时，钢管与检测杆的间距为0.1-0.2mm，无法检测小于0.1mm的微小的弯曲，检测精度较低。

由于受到测量手段及工具的限制，现有的钢管直度测量方法是将管端端部最外处作为最大偏差的位置，简单地将管端作为单向弯曲处理，测量时取距离管端1.8米和1.5米处的两个位置的连线作为基准线，并将基准线与管端0米处的位置偏差作为直度误差。该测量放方法存在两个问题：一是将距离管端1.5米即钢管中间区域作为完全平直的，而生产实际中该区域也会存在一定弯曲度，从而导致测量结果与真实情况有所偏差；二是将管端最外处作为最大偏差的位置。在实际测量中钢管端部可能存在非单向弯曲的情况，如C型、S型弯曲等，因此管端0米处并不是最大弯曲位置，因此，现有技术的钢管端部直度的测量方法不能体现钢管真实直度，也无法满足现代钢管生产的需要。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种钢管管端直度的测量方法，基于带状激光投射于钢管上形成的光带曲线计算钢管的直度，从而准确的测量出钢管管端的真实直度。

本发明的目的之二在于提供一种钢管管端直度的测量装置，能以一定角速度转动钢管并采集激光投射于钢管上的光带曲线，能有效提高钢管管端直度的测量精度。

本发明是这样实现的：

一种钢管管端直度的测量方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤1：钢管输送到支撑旋转装置上，直度计算单元检测钢管是否到达测量工位，若是，则执行步骤2，若否，则继续检测；

步骤2：直度计算单元通过钢管参数采集单元获得钢管的参数，并计算钢管的旋转速度；

步骤3：直度计算单元通过旋转控制器控制支撑旋转装置带动钢管旋转；角度传感器采集钢管的当前角度值并发送至直度计算单元；

步骤4：激光器向钢管投射激光并形成与钢管表面轮廓完全相同的光带曲线，工业相机采集光带曲线的轮廓图像并发送至直度计算单元；