[发明专利]一种大口径钢管管端椭圆度测量装置及方法

说明书

一种大口径钢管管端椭圆度测量装置及方法，所述测量装置包括：基座、机架、行走机构、升降机构、测量机构、喷印头及控制器。本发明可以实现多规格、可调式、高精度、高效连续的大口径钢管管端椭圆度数据测量，可测量钢管规格范围为Φ610mm～Φ1422mm，可测量钢管端部距离范围为0～300mm可调，椭圆度测量精度0.1mm，测量周期小于2min/根。测量装置除测量钢管两端椭圆度外，还能根据设定，对椭圆度超差的钢管进行喷印标记。

技术领域

本发明涉及钢管外表尺寸测量领域，特别涉及一种大口径钢管管端椭圆度测量装置及方法。

背景技术

随着材料科学和冶金技术的进步，管线工业正在朝着高输送压力和大输送流量的方向发展。管线钢管的强度要求越来越高，管壁越来越厚，直径越来越大，成品钢管的制造精度越来越高，这都极大地促进了管线钢管制造技术的发展。作为成品大口径直缝焊接钢管的重要终检数据之一，管端椭圆度数据将会直接影响钢管在管线工程现场铺设施工的质量和效率。各大管线工程对椭圆度的控制标准也愈加严格。

通常陆地管线的椭圆度要求是不大于外径的0.6％。而为提高管线的安全性，海底管线管对管端、管体椭圆度提出了更高的要求，管端和管体均不大于外径的0.5％。随着管线管产品规格的拓展，以及高钢级、大直径/壁厚比产品和海洋管的陆续投产，对管端椭圆度精度的要求也会越来越高。

现有椭圆度测量主要通过内径千分尺和游标卡尺，对管端内径及外径进行测量并计算，以获得相关椭圆度数据。

公式说明(以外内径椭圆度测量为例)：外径长短轴之差除以外径长短轴之和，再乘以2，获得的数据就是外径椭圆度测量数据。该测量值与外径标称值进行比较，在范围内的为合格数据。

由于大口径直缝焊管的最大直径可达1422mm，显然手工测量方式的效率及其低下，并且测量结果受测量选点的影响也非常大。增加选点则意味着测量时间会加倍延长，因此通常人工测量做不到根根测量，只能有选择地进行抽查。

随着高精度激光测量技术的发展，利用高精度激光传感器加定位、旋转机构，可以实现一种全自动高精度激光测量装置，用于描绘管端一定范围内的内径尺寸轮廓，同时测量并计算管端某一截面内的长、短轴，计算内径椭圆度。由于大口径直缝焊管本身是从热轧钢板或厚板卷曲成形而来，其壁厚均匀性相当好，因此结合壁厚数据，理论计算出管端的外径椭圆度数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大口径钢管管端椭圆度测量装置及方法，可以实现多规格、可调式、高精度、高效连续的大口径钢管管端椭圆度数据测量，可测量钢管规格范围为Φ610mm～Φ1422mm，可测量钢管端部距离范围为0～300mm可调，椭圆度测量精度0.1mm，测量周期小于2min/根。测量装置除测量钢管两端椭圆度外，还能根据设定，对椭圆度超差的钢管进行喷印标记。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种大口径钢管管端椭圆度测量装置，其包括：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。