[发明专利]一种大口径钢管管端椭圆度测量装置及方法

权利要求书

1.一种大口径钢管管端椭圆度测量装置，其特征在于，包括：

基座，其顶面两侧沿长度方向分别设置一导轨及其上滑块；

机架，竖直设置于一底板的中央，底板两侧设置于所述基座顶面两侧导轨上的滑块上；

行走机构，包括：

行走齿条，平行设置于所述导轨内侧；

行走伺服电机及减速机，安装于所述底板的一侧，其输出轴端部穿过所述底板，该端部设与所述行走齿条啮合的行走齿轮；升降机构，包括：

滚珠丝杆，其两端通过轴承座设置于所述机架一侧面的上下端；

安装座，其中央设一通孔，通孔内设与所述滚珠丝杆配合的传动螺母；

升降伺服电机及减速机，设置于所述机架顶部，其输出轴端部联接所述滚珠丝杆端部；测量机构，包括：

固定套，固定于一转盘；所述安装座为一壳体，其顶面中央设一与所述转盘匹配的通孔，所述转盘设置于该通孔处；

旋转电机及减速机，减速机设置于所述安装座内，其输出轴端部连接所述转盘；

测量杆，其下部穿设于所述固定套内，并由锁定螺丝锁定；

测距传感器，设置于所述测量杆上端部；

喷印头，设置于所述测量杆上端部一侧，并连接于喷印管道，喷印管道上设控制阀；

控制器，所述行走伺服电机、升降伺服电机、旋转电机、测距传感器及控制阀电性连接该控制器。

2.如权利要求1所述的大口径钢管管端椭圆度测量装置，其特征在于，还包括伸缩防尘罩，沿所述基座长度方向设置。

3.如权利要求1或2所述的大口径钢管管端椭圆度测量装置的测量方法，其特征是，包括如下步骤：

1)测量杆的旋转中心的垂直位置进行标定，测量杆的角度位置进行标定，确保水平位置为0度角度，垂直位置为90度角度；测量杆的长度标定，以标定测距传感器到测量杆旋转中心的半径值；

机架即工作前必须位于导轨上的原始位置即零位；

2)钢管通过横移小车放置到测量工位鞍座上，钢管进入测量工位后，根据钢管外径和测量杆的旋转中心的垂直位置标定值，上下移动测量杆，使得测量杆的旋转中心尽量靠近钢管圆心位置；

3)机架离开原始位置沿基座导轨向钢管方向移动，测量杆进入钢管；当管端识别传感器检测到管端后开始慢速移动，并计算移动距离，按要求深入钢管内100～300mm后停止；

4)测量杆旋转，带动测量杆上测距传感器在钢管内旋转，获取测距传感器在钢管内壁运动轨迹的数据，并按照“旋转角度值-测距传感器到管壁的距离值”进行数据的成对记录；

5)对记录的“旋转角度值-测距传感器到管壁的距离值”进行处理，绘制钢管内壁轮廓线；

6)绘制钢管内壁轮廓线后，利用数据拟合的方法，计算出钢管内壁轮廓线上的长轴和短轴，同时还计算出钢管平均直径即内径、最大内切圆和最小内切圆、周长数据，用于后续的椭圆度算法中；

7)钢管椭圆度计算，当钢管椭圆度计算值超过设定的钢管椭圆度标准时，启动喷印装置，对该根钢管进行标记，表示为椭圆度不合格钢管。

4.如权利要求3所述的测量方法，其特征是，步骤6)中，所述的数据拟合方法包括最小二乘拟合法。

5.如权利要求3所述的测量方法，其特征是，如果用户需要二次测量，重复步骤3)～步骤7)。