数控车床检测待维修管件中心轴偏移量的方法技术

本发明专利技术为数控车床检测待维修管件中心轴偏移量的方法，卡盘带动管件围绕中心车床主轴旋转；在车床X轴方向上设置测量装置；将距离测量装置移至同心圆测量区上方进行测量；获取同心圆测量区的外圆R；记距离测量装置至Z轴距离为X，距离测量装置到同心圆测量区外表面的距离记为d；卡盘夹持管件绕Z轴旋转360°，获得每旋转一定角度时的X和d；同心圆测量区在某一旋转角度时的半径为r1，r1＝X‑d；加上相对180°测量的r2值为K，K＝r1+r2；记在多个角度测量的多组K值为集合A，所有A集合中最大的K值所对应的角度为管件的中心轴偏移方向，偏移量为这组最大K值包含的r1‑r2的差；卡爪根据偏移量相应调整；能够准确的确定管件的中心轴偏移方向和该方向上的偏移量。

【技术实现步骤摘要】
数控车床检测待维修管件中心轴偏移量的方法
本专利技术涉及数控车床维修非均匀磨损螺纹管检测
，尤其涉及一种数控车床检测待维修管件中心轴偏移量的方法。
技术介绍
钻杆是石油开采，天然气开采，打井的重要生产物质和工具。但是钻杆在多次使用后会出现两个方面的磨损。其一螺纹的磨损，其二钻杆外圆的非均匀磨损。我国现阶段的石油装备生产和维修单位面临钻杆上述两种情况的维修都没有好的解决方案只能采用传统的普通车床进行手动定心的方式维修。受钻杆中心轴偏移量的技术方法的限制，造成维修后的钻杆精度差和原设计标准存在一定差异，并且增加工人的劳动强度。在钻杆的纠偏维修中，最为重要的一个步骤就是找到钻杆的偏移角度和偏移量，因为数控车床加工首先是通过卡盘的固定，然后进行一系列加工进行维修的；其中，待修工件在送入数控车床后通过卡盘夹紧固定工件，此时工件的中心轴必须要和数控车床的设计中心轴重合维修出来的钻杆才能符合设计要求；而卡盘是机械性工具，其工作原理是多个卡爪在夹紧时，同时向中心匀速、等距运动，直到与工件紧密结合夹紧工件；但是能自定心需要待加工工件具有外圆平整，管体轴心直线度高的特点。所以数控车床非常适合加工新工件或者是毛呸件。但是管件的维修工作往往不是加工新件和毛呸件，维修的意义是在旧的工件外表面重新加工出和新工件几何尺寸和螺纹轨迹完全一样的管件。比如石油开采工程中需要的重要设备石油钻杆的维修。所以，如何让数控车床的卡盘能够对中心轴有偏移的钻杆进行修正，找到其中心轴偏移量，是解决数控车床维修中心轴偏移管件的关键问题。专利
技术实现思路
针对上述技术中存在的如：在现有的数控车床维修中心轴有偏移的管件中，还未有一种能确定管件偏移角度和偏移量的方法。具体为一种数控车床检测待维修管件中心轴偏移量的方法，数控车床卡盘的中心轴定义为主轴，管件被所述卡盘夹紧并围绕主轴旋转；垂直于Z轴的方向上设置有距离测量装置；包括以下步骤：S1、所述管件螺纹管，所述螺纹管具有未被磨损的同心圆测量区，将所述距离测量装置移动至所述同心圆测量区上方进行测量；并获取未损坏管件的同心圆测量区的外圆距离数据R；S2、记所述距离测量装置至Z轴距离为X，所述距离测量装置到所述同心圆测量区的外表面的距离记为d；S3、所述卡盘夹持所述管件绕Z轴旋转360°，获得每旋转一定角度时的X和d；S4、所述同心圆测量区在某一旋转角度时的数据为r1，r1＝X-d，r1加上相对180°时测量的r2值记为K，K＝r1+r2,多个角度测量的多个K值的集合为A，所有A集合中最大的K值所对应的角度方向则为所述管件的中心轴偏移角度，偏移量为这组最大K值包含的r1-r2的差；所述卡盘的卡爪根据所述偏移量相应调整。作为优选，在步骤S3中，所述旋转角度为n°时进行测量，则再取旋转角度为n+180°时进行测量；在n°所测量的d记为d1，所测量的X为X1，所计算的r为r1；在n+180°所测量的d记为d2，所测量的X为X2，所计算的r为r2。作为优选，当n取0时，将r1+r2和2R进行比较，若r1+r2＝2R，则所述距离测量装置的安装位置准确；若r1+r2≠2R，则需调整所述距离测量装置的安装位置。作为优选，在步骤S4中，将多组n°和n+180°数据进行整合，得到以(n°，r1+r2，r1，r2)为单元数据的数据集A，比较所有得出r1+r2的最大单元数据，则对应的n°为所述管件的中心轴偏移角度，偏移大小为r1-r2。作为优选，若r1-r2小于0，则偏移方向为n+180°，偏移大小为r2-r1；若r1-r2大于0，则偏移大小为n°，距离为r1-r2。作为优选，旋转角度n°取至少180组对角数据计算。作为优选，所述偏移量P＝(r1-r2)/2，若P为负数，则所述管件的中心轴向n°方向偏移-P；向n+180°方向偏移P；所述卡盘的n°卡爪需调整-P距离；n+180°方向卡爪需调整P距离。作为优选，所述距离测量装置安装在垂直于Z轴的刀架上。作为优选，若检测所述管件的内径，则将所述距离测量装置伸入到管件内，获得所述距离测量装置与所述管件内表面的距离，以及所述距离测量装置与Z轴的距离。本专利技术为数控车床检测待维修管件中心轴偏移量的方法，卡盘带动管件围绕中心车床主轴旋转；在车床X轴方向上设置测量装置；将距离测量装置移至同心圆测量区上方进行测量；获取同心圆测量区的外圆R；记距离测量装置至Z轴距离为X，距离测量装置到同心圆测量区外表面的距离记为d；卡盘夹持管件绕Z轴旋转360°，获得每旋转一定角度时的X和d；同心圆测量区在某一旋转角度时的半径为r1，r1＝X-d；加上相对180°测量的r2值为K，K＝r1+r2；记在多个角度测量的多组K值为集合A，所有A集合中最大的K值所对应的角度为管件的中心轴偏移方向，偏移量为这组最大K值包含的r1-r2的差；卡爪根据偏移量相应调整；能够准确的确定管件的中心轴偏移方向和该方向上的偏移量。附图说明图1为本专利技术的方法流程图；图2为本专利技术的原理结构示意图；图3为本专利技术实施例的视图说明；图4为本专利技术同心圆测量区的结构示意图；图5位本专利技术坐标系示意图。主要元件符号说明如下：1、距离测量装置；2、管件；21、公扣根部；22、母扣台阶。具体实施方式为了更清楚地表述本专利技术，下面结合附图对本专利技术作进一步地描述。钻杆外圆偏磨造成的主要原因：钻杆在工作时是旋转向下运动，工作环境是自然地貌其主要物质有土壤、砂石和岩层。在这种自然环境下钻杆工作就会与上述材料产生摩擦，有摩擦就一定会有磨损，有磨损就一定会产生非均匀磨损。在上述情况下原钻杆外圆的正圆表面变成椭圆表面或其他非正圆表面。综上所述当传统的自定心卡盘夹持外圆被磨损的钻杆时钻杆的原轴心位置和数控车床轴心位置一定会发生偏移。用石油钻杆举例，一旦钻杆外圆被磨损，数控车床卡盘夹紧钻杆时工件的中心轴和数控车床的中心轴一定会发生偏移。请参阅图4，通过外圆很难找到旧钻杆上的轴心位置，但是钻杆外圆末端到锥度螺纹连接处有一小段环形平面端和原工件外圆形成同心圆；如钻杆的公扣根部21，及母扣台阶22处均有同心圆；这个圆面端不会在钻杆工作时受到了磨损，其圆心就是原钻杆的轴心。本专利技术针对数控车床维修外圆偏磨的钻杆找正的测量方法主要是对这个位置做精确侧量并精确地计算轴心偏差值，我们把这个区域称为同心圆检测区。管螺纹数控车床在加工工件时是需要使用三个数控车床坐标系统，请参阅图5，其一工件轴心方向的轴为Z轴，这个轴的表示方式为距离值。其二垂直于Z轴的为X轴也是距离值表示(图)，其三数控车床主轴(数控车床主轴是带动工件转动的旋转轴，表现单位是角度值)。数控车床的刀架可以在Z轴和X轴两个方向自由运动。当刀架上安装测量工具垂直于Z轴方向侧量同心圆检测区的外圆距离就可以算出，待修管件同心圆外圆到该点的距离，我们将这个距离称为同心圆外圆单侧测量值。当我们转动数控车床的主轴，当主轴旋转满360°就检测出钻杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数控车床检测待维修管件中心轴偏移量的方法，其特征在于，数控车床卡盘的中心轴为主轴，管件被所述卡盘夹紧并围绕主轴旋转；垂直于Z轴的方向上设置有距离测量装置；包括以下步骤：/nS1、所述管件螺纹管，所述螺纹管具有未被磨损的同心圆测量区，将所述距离测量装置移动至所述同心圆测量区上方进行测量；并获取未损坏管件的同心圆测量区的外圆距离数据R；/nS2、记所述距离测量装置至Z轴距离为X，所述距离测量装置到所述同心圆测量区的外表面的距离记为d；/nS3、所述卡盘夹持所述管件绕Z轴旋转360°，获得每旋转一定角度时的X和d；/nS4、所述同心圆测量区在某一旋转角度时的数据为r1，r1＝X-d，r1加上相对180°时测量的r2值记为K，K＝r1+r2,多个角度测量的多个K值的集合为A，所有A集合中最大的K值所对应的角度方向则为所述管件的中心轴偏移角度，偏移量为这组最大K值包含的r1-r2的差；所述卡盘的卡爪根据所述偏移量相应调整。/n

【技术特征摘要】
1.一种数控车床检测待维修管件中心轴偏移量的方法，其特征在于，数控车床卡盘的中心轴为主轴，管件被所述卡盘夹紧并围绕主轴旋转；垂直于Z轴的方向上设置有距离测量装置；包括以下步骤：
S1、所述管件螺纹管，所述螺纹管具有未被磨损的同心圆测量区，将所述距离测量装置移动至所述同心圆测量区上方进行测量；并获取未损坏管件的同心圆测量区的外圆距离数据R；
S2、记所述距离测量装置至Z轴距离为X，所述距离测量装置到所述同心圆测量区的外表面的距离记为d；
S3、所述卡盘夹持所述管件绕Z轴旋转360°，获得每旋转一定角度时的X和d；
S4、所述同心圆测量区在某一旋转角度时的数据为r1，r1＝X-d，r1加上相对180°时测量的r2值记为K，K＝r1+r2,多个角度测量的多个K值的集合为A，所有A集合中最大的K值所对应的角度方向则为所述管件的中心轴偏移角度，偏移量为这组最大K值包含的r1-r2的差；所述卡盘的卡爪根据所述偏移量相应调整。


2.根据权利要求1所述的数控车床检测待维修管件中心轴偏移量的方法，其特征在于，在步骤S3中，所述旋转角度为n°时进行测量，则再取旋转角度为n+180°时进行测量；
在n°所测量的d记为d1，所测量的X为X1，所计算的r为r1；在n+180°所测量的d记为d2，所测量的X为X2，所计算的r为r2。


3.根据权利要求2所述的数控车床检测待维修管件中心轴偏移量的方法，其特征在于，当n取0时，将r1+r2和2R进行比较，若r1+r2＝2R，则所述距离测量装置的安装位置准确；若r1+r2≠...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈柏兵，陈瑞鹏，舒建军，周政，傅玉春，杨翊，杨许烈，秦万万，王爱军，
申请(专利权)人：芽米科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51