一种无缝钢管端部几何量在线检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种无缝钢管端部几何量的在线检测装置。包括测量主机、1#三爪定芯机构、2#三爪定芯机构、两个结构相同的升降V形输送辊、轴向限位装置、部件升降平台和升降调节机构；在部件升降平台上面依次安装有轴向限位装置、第一升降V形输送辊、1#三爪定芯机构、第二升降V形输送辊、2#三爪定芯机构、测量主机，在部件升降平台下面安装有升降调节机构，升降调节机构中的多个螺杆升降机与部件升降平台下面连接，1#三爪定芯机构、2#三爪定芯机构、测量主机的测量头同轴安装。本装置可实时在线检测钢管端部任意横截面内的直径和椭圆度，可有效监测钢管端部的几何精度，及时剔除精度不达标的钢管。可应用于冶金、军工和化工等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种无缝钢管端部几何量在线检测装置
本技术涉及一种几何量在线检测装置，具体是涉及一种无缝钢管端部几何量在线检测装置。
技术介绍
无缝钢管在油气开采、化工、军工武器、核工业等领域都得到了广泛使用。然而，在某些场合单根钢管需要对钢管的端部进行机加工以满足特殊场合的使用，比如在钢管端部车丝，从而可以将两根钢管进行对接。为了确保钢管的衔接具有良好的同心度和密封性，必须首先确保管端机加工前内外径、椭圆度和壁厚都满足规定指标，否则难以保证机加工和对接的精度要求。
技术实现思路
针对背景
中存在的迫切需求，本技术的目的在于提供一种无缝钢管端部几何量在线检测装置，用于在线无缝钢管管端内外径、椭圆度和壁厚的检测。本技术采用的技术方案是:本技术包括测量主机、1#三爪定芯机构、2#三爪定芯机构、两个结构相同的升降V形输送辊、轴向限位装置、部件升降平台和升降调节机构；在部件升降平台上面依次安装有轴向限位装置、第一升降V形输送辊、1#三爪定芯机构、第二升降V形输送辊、2#三爪定芯机构、测量主机，在部件升降平台下面安装有升降调节机构，升降调节机构中的多个螺杆升降机与部件升降平台下面连接，1#三爪定芯机构、2#三爪定芯机构、测量主机的测量头同轴安装。所述测量主机:包括测量头、隔振圈、导向杆轴承盖、三个气缸、固定支撑板、角接触关节轴承、测量头尾端轴承盖、无线网络交换机和底座；所述的测量头，包括:三个激光感测头、弓形架、两个防撞安全开关、测量限位传感器、四个冷却风嘴、锥形导向头、两个导向轮、圆锥滚子轴承、径向跟随钳、径向跟随弹簧、两块固定板、测量头主轴、三个铰接座、轴向导引杆；径向跟随钳由上半钳和下半钳与测量头主轴铰接而成，位于径向跟随钳上半钳中间部分安装第一激光感测头，下半钳正对激光感测头的有通光孔，径向跟随钳开口两端分别安装一个导向轮，导向轮中安装一对圆锥滚子轴承，径向跟随钳内侧靠近导向轮右侧的装有径向跟随弹簧，通过径向跟随钳上的弹簧导向杆固定，径向跟随钳开口两端的导向滑块分别伸入锥形导向头的限位孔中，而锥形导向头通过两侧的固定板固定在测量头主轴上，测量头主轴安装在测量头底盘上，在测量头底盘上下分别安装弓形架横梁，每根弓形架横梁内侧靠近端面对称装有第二、第三激光感测头，紧挨着第二、第三激光感测头的靠近端面的分别装有防撞安全开关，位于测量头主轴和弓形架横梁中间分别装有两个冷却风嘴，其中位于测量头主轴上端的两个冷却风嘴中间装有测量限位传感器，在测量头底盘外侧面上均布三个铰接座，位于三个铰接座的中央有轴向导引杆安装在测量头底盘外侧上，无线网络交换机安装在主机的尾端；三个激光感测头安装后确保发出的激光束位于同一条直线上，并且该直线与被测钢管轴线垂直，由三个激光感测头产生的测量数据连接数据采集分析系统。测量头轴向导引杆的法兰盘外侧套着一个隔振圈，三个气缸的活塞穿过底座的箱体与分别与测量头尾端的铰接座联接，在轴向导引杆的轴肩处安装双列调心滚子轴承，双列调心滚子轴承的外圈固定在底座的箱体上，该轴承外侧端面通过导向杆轴承盖，三个气缸通过法兰盘安装在固定支撑板上，轴向导引杆与固定支撑板通过角接触关节轴承联接，角接触关节轴承外侧端面由测量头尾端轴承盖轴向固定，测量头尾端轴承盖安装在固定支撑板上。所述1#三爪定芯机构:包括定芯驱动减速机、编码器、三相异步电机、三角带、前置式三爪气动卡盘、三爪定芯机构壳体、四个高度调整装置；三相异步电机的输出轴与定芯驱动减速机的输入轴通过弹性联轴器联接，安装在三爪定芯机构壳体的上方，前置式三爪气动卡盘同轴安装在三爪定芯机构壳体的正中心，由压缩空气控制卡爪径向伸缩，实现被测钢管的自动装夹，定芯驱动减速机输出轴上安装一个小皮带轮和一个编码器，前置式三爪气动卡盘的皮带轮与小皮带轮通过三角带驱动前置式三爪气动卡盘周向旋转，在三爪定芯机构壳体底部沿轴线方向两侧对称安装四个高度调整装置，用于根据被测钢管规格调整前置式三爪气动卡盘的中心高度。所述两个结构相同的升降V形输送辊:均包括V形轮减速电机、V形滚轮、轴承座、V形轮底座、升降导轨、升降挡块、液压缸、V形轮升降台'N形滚轮通过轴承座安装在V形轮升降台上，V形轮减速电机集电机和减速机于一体，减速机的输出轴与V形滚轮的转轴联接，V形轮升降台安装在V形轮底座竖直安装的升降导轨上，V形轮底座的中央安装一个液压缸，液压缸的活塞伸出端与V形轮升降台通过铰链联接，液压缸的上下伸缩带动V形轮升降台上下升降，实现V形滚轮中心高度的调节。所述轴向限位装置:包括轴向阻挡头和阻挡头升降气缸；阻挡头升降气缸的活塞伸出端与轴向阻挡头之间通过铰链联接，轴向阻挡头的尾部和阻挡头升降气缸采用铰接方式固定，阻挡头升降气缸的伸缩带动轴向阻挡头摆动，当被测钢管位于升降V形输送辊上时，通过轴向阻挡头限制被测钢管的轴向测量位置。所述升降调节机构:包括升降驱动电机、弹性联轴器、蜗轮蜗杆减速机、八个螺杆升降机、两个刚性联轴器、两个十字转向器、六根连杆、平台支撑底座、十个调整脚；升降驱动电机的输出轴与蜗轮蜗杆减速机的输入轴通过弹性联轴器联接，蜗轮蜗杆减速机输出轴两端分别与十字转向器通过刚性联轴器联接，八个螺杆升降机沿升降驱动电机输出轴方向对称安装，并且十字转向器与螺杆升降机之间以及两个螺杆升降机之间都采用连杆和刚性联轴器联接，部件安装平台的下底面由八个螺杆升降机支撑，螺杆升降机与部件安装平台之间采用螺钉固定，八个螺杆升降机的底座通过螺钉固定在平台支撑底座上，整个部件升降平台的底部对称安装用于调整水平度的十个调整脚。所述位移伺服控制系统:包括两个伺服驱动底盘、丝杆、两条直线导轨、测量主机安装台、行程开关、伺服电机和伺服控制器；两条直线导轨安装在两个伺服驱动底盘之间，其中间是丝杆，测量主机安装台安装在直线导轨上，丝杆与测量主机安装台通过丝杆螺母连接，丝杆驱动测量主机安装台沿导轨直线移动，在两条直线导轨两端各安装一个行程开关，丝杆与伺服电机通过弹性联轴器联接，伺服电机与伺服控制器连接。所述数据采集分析系统:包括工控机、显示器、鼠标、键盘、打印机；工控机上装有数据采集分析软件OrionMeter，键盘、鼠标和打印机通过USB接口与工控机相连，数据采集分析系统实时的测量数据由三个激光感测头产生，测量数据经由无线网络交换机到达工控机。本技术具有的有益效果是:本技术将被测钢管通过两个三爪定心机构固定后，位于钢管端部的测量主机使装有激光感测头的测量头伸入钢管内部，三爪定心机构驱动钢管原地旋转，数据采集分析系统实时采集数据并计算出直径，钢管旋转一周计算出椭圆度后，测量主机带动测量头沿钢管轴向行进一定步进量进入下一横截面检测，当轴向步进量累计达到预定检测长度，单向钢管端部直径和椭圆度并检测结束。该检测方法可实时在线检测钢管端部任意横截面内的直径和椭圆度，可有效监测钢管端部的几何精度，及时剔除精度不达标的钢管。结构符合生产线特点，易于实施。本技术可应用于冶金、军工和化工等领域。【附图说明】图1是检测设备本体。图2是测量头主视图。图3是测量头左视图。图4是测量头尾部端面图。图5 Ca)是锥形导向头的头部端面视图。图5 (b)是锥形导向头的尾部端面视图图6是测量头主轴左端面视图。图7是位移伺服控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无缝钢管端部几何量在线检测装置，其特征在于：包括测量主机（18）、1#三爪定芯机构（3）、2#三爪定芯机构（6）、两个结构相同的升降V形输送辊、轴向限位装置、部件升降平台（38）和升降调节机构；在部件升降平台（38）上面依次安装有轴向限位装置、第一升降V形输送辊、1#三爪定芯机构（3）、第二升降V形输送辊、2#三爪定芯机构（6）、测量主机（18），在部件升降平台（38）下面安装有升降调节机构，升降调节机构中的多个螺杆升降机（35）与部件升降平台（38）下面连接，1#三爪定芯机构（3）、2#三爪定芯机构（6）、测量主机（18）的测量头同轴安装。

【技术特征摘要】
1.一种无缝钢管端部几何量在线检测装置，其特征在于:包括测量主机(18)、1#三爪定芯机构(3)、2#三爪定芯机构(6)、两个结构相同的升降V形输送辊、轴向限位装置、部件升降平台(38)和升降调节机构；在部件升降平台(38)上面依次安装有轴向限位装置、第一升降V形输送辊、1#三爪定芯机构(3)、第二升降V形输送辊、2#三爪定芯机构(6)、测量主机(18)，在部件升降平台(38)下面安装有升降调节机构，升降调节机构中的多个螺杆升降机(35)与部件升降平台(38)下面连接，1#三爪定芯机构(3)、2#三爪定芯机构(6)、测量主机(18)的测量头同轴安装。2.根据权利要求1所述的一种无缝钢管端部几何量在线检测装置，其特征在于:所述测量主机(18)，包括测量头、隔振圈(28)、导向杆轴承盖(68)、三个气缸、固定支撑板(16)、角接触关节轴承(17)、测量头尾端轴承盖(69)、无线网络交换机(19)和底座(20)，测量主机(18)通过位移伺服控制系统的伺服驱动底盘(23)安装在部件升降平台(38)上； 所述的测量头，包括:三个激光感测头、弓形架(29)、两个防撞安全开关、测量限位传感器(13)、四个冷却风嘴、锥形导向头(7)、两个导向轮、圆锥滚子轴承(64)、径向跟随钳(61)、径向跟随弹簧(9)、两块固定板、测量头主轴(66)、三个铰接座、轴向导引杆(15);径向跟随钳(61)由上半钳和下半钳与测量头主轴(66)铰接而成，位于径向跟随钳(61)上半钳中间部分安装第一激光感测头，下半钳正对激光感测头(11)的有通光孔(30)，径向跟随钳(61)开口两端分别安装一个导向轮(33)，导向轮(33)中安装一对圆锥滚子轴承(64)，径向跟随钳(61)内侧靠近导向轮(33)右侧的装有径向跟随弹簧(9)，通过径向跟随钳(61)上的弹簧导向杆(8)固定，径向跟随钳(61)开口两端的导向滑块(79)分别伸入锥形导向头(7)的限位孔(71)中，而锥形导向头(7)通过两侧的固定板(63)固定在测量头主轴(66)上，测量头主轴(66)安装在测量头底盘(65)上，在测量头底盘(65)上下分别安装弓形架横梁(62)，每根弓形架横梁(62)内侧靠近端面对称装有第二、第三激光感测头，紧挨着第二、第三激光感测头的靠 近端面的分别装有防撞安全开关，位于测量头主轴(66)和弓形架横梁(62)中间分别装有两个冷却风嘴(12)，其中位于测量头主轴(66)上端的两个冷却风嘴(12)中间装有测量限位传感器(13)，在测量头底盘(65)外侧面上均布三个铰接座，位于三个铰接座的中央有轴向导引杆(15 )安装在测量头底盘(65 )外侧上，无线网络交换机(19 )安装在主机的尾端；三个激光感测头安装后确保发出的激光束位于同一条直线上，并且该直线与被测钢管轴线垂直，由三个激光感测头产生的测量数据接数据采集分析系统； 测量头轴向导引杆(15)的法兰盘外侧套着一个隔振圈(28)，三个气缸(14)的活塞穿过底座(20)的箱体与分别与测量头尾端的铰接座联接，在轴向导引杆(15)的轴肩处安装双列调心滚子轴承(27)，双列调心滚子轴承(27)的外圈固定在底座(20)的箱体上，该轴承外侧端面通过导向杆轴承盖(68 )，三个气缸通过法兰盘安装在固定支撑板(16 )上，轴向导引杆(15)与固定支撑板(16)通过角接触关节轴承(17)联接，角接触关节轴承(17)外侧端面由测量头尾端轴承盖(69)轴向固定，测量头尾端轴承盖(69)安装在固定支撑板(16)上。3.根据权利要求1所述的一种无缝钢管端部几何量在线检测装置，其特征在于:所述1#三爪定芯机构(3)，包括定芯驱动减速机(41)、编码器(84)、三相异步电机(4)、三角带(46)、前置式三爪气动卡盘(42)、三爪定芯机构壳体(43)、四个高度调整装置(44);三相异步电机(4)的输出轴与定芯驱动减速机(41)的输入轴通过弹性联轴器联接，安装在三爪定芯机构壳体(43)的上方，前置式三爪气动卡盘(42)同轴安装在三爪定芯机...

【专利技术属性】
技术研发人员：方文平，刘日明，
申请(专利权)人：杭州浙达精益机电技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33