基于传感器的管件内螺纹检测方法、管件筛选方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于传感器的管件内螺纹检测方法、管件筛选方法及系统，其检测方法首先调整水平测距传感器与待测管件之间的位置，使水平测距传感器的光轴线能到达待测管件内螺纹的止口处；然后待测管件绕其外壁轴线自转一周，根据公式(1)获得待测管件外圆的轴线与内圆的轴线之间的距离，根据距离以及待测管件的外壁轴线位置，获得待测管件内圆的轴线位置；将水平测距传感器从待测管件的一端沿待测管件内壁轴线方向移动至待测管件的另一端，获得待测管件的测量螺纹牙型。本发明专利技术的检测方法解决了由于加工误差等因素导致工件的内外壁不同轴时传统检测方法无法确定工件内壁轴线，使测出来的螺纹中径值不准，影响检测精度的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于传感器的管件内螺纹检测方法、管件筛选方法及系统
本专利技术属于内螺纹
，涉及一种基于传感器的管件内螺纹检测方法、管件筛选方法及系统。
技术介绍
螺纹因其螺纹副连接紧密，密封性好，螺纹管壁较厚传递扭矩能力与耐压性较强，在高压气体、液体传输管道、高强度钻探工具中得到广泛应用。螺纹加工过程中，螺纹检测是保证螺纹加工质量的重要环节。外螺纹因其螺纹部分易于观测，无论采用接触式或非接触式方法都具有成熟的检测技术。内螺纹因其螺纹在内侧，内部空间较小且逐渐变化。目前常采用接触式检测方式有螺纹规、针式检测仪等。使用螺纹规检测时，需要反复将螺纹规旋入旋出，检测效率低且量具易磨损，难以满足大批量、高精度、快速检测的需求。非接触式内螺纹检测方法有视觉成像方式和基于激光位移检测技术。对于视觉成像方式，由于内螺纹内部空间有限，采用视觉成像检测时，对成像镜头要求较高，常规镜头无法深入工件内侧。此外，采用视觉成像方法时，由于镜头离螺纹较近且在光线照射下，鱼眼畸变现象严重，图像容易失真，测量准确性较差；而激光位移检测技术，以激光传感器作为探测头，通过空间的移动来实现内螺纹的非接触式测量，但现有的激光位移检测技术适用于大尺寸标准螺纹(如M200以上的螺纹)的测量，而且无法准确的测量管螺纹工件或内外壁不同轴的工件的螺纹牙型。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种基于传感器的管件内螺纹检测方法、管件筛选方法及系统，解决现有的内螺纹检测方法针对小尺寸螺纹和螺纹深度检测精度低的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：本专利技术公开了基于传感器的管件内螺纹检测方法，包括以下步骤：步骤1，确定待测管件外壁轴线位置；步骤2，在待测管件上方设置水平测距传感器，其中，水平测距传感器的光轴方向与待测管件外圆的轴线垂直，调整水平测距传感器与待测管件之间的位置，使水平测距传感器的光轴线能到达待测管件内螺纹的止口处；步骤3，待测管件绕其外壁轴线自转一周，获得该旋转过程中水平测距传感器距内圆螺纹圆周面的最远距离a、水平测距传感器距内圆螺纹圆周面的最近距离b以及最远距离时的待测管件相对于起始位置的旋转角度α；根据式(1)获得在垂直待测管件外壁轴线的平面上，待测管件外壁轴线与内壁轴线之间沿x轴方向的距离Δx以及沿y轴方向的距离Δy：式中，0°≤α<360°，n＝1,2,3,4，当0°≤α<90°，n＝1，当90°≤α<180°，n＝2；当180°≤α<270°，n＝3；270°≤α<360°，n＝4；根据待测管件的外壁轴线位置以及Δx、Δy，获得待测管件内圆的轴线位置；步骤4，将水平测距传感器从待测管件的一端沿待测管件内圆的轴线方向移动至待测管件的另一端，获得待测管件的测量螺纹牙型。可选的，所述步骤1包括：设置夹持待测管件的夹持机构，以夹持机构的夹持中心为圆心构建空间坐标系，夹持机构夹紧待测试工件后，待测试工件的外壁轴线过坐标原点，确定了待测管件外壁轴线位置。可选的，所述步骤3包括：首先，将水平测距传感器从待测管件的上端面处向下移动至下端面处，水平测距传感器扫描得到过待测管件内壁轴线的某个截面的一侧螺纹牙型；然后，绕待测管件外圆的轴线旋转待测管件180°，水平测距传感器从待测管件的下端面处向上移动至上端面处，扫描得到过该截面的另一侧的螺纹牙型。本专利技术还公开了基于传感器的管件筛选方法，包括以下步骤：步骤1，确定待测管件的规格类型，所述规格类型包括待测管件的外径、内径、壁厚和高度；步骤2，根据待测管件的规格类型，确定待测管件对应的标准螺纹牙型；步骤3，根据权利要求1或2的内螺纹检测方法获得待测管件的测量螺纹牙型；步骤4，将步骤3的测量螺纹牙型与步骤2的标准螺纹牙型对比，若测量螺纹牙型与标准螺纹牙型匹配，则待测管件合格，否则，待测管件不合格。可选的，所述步骤1确定待测管件的规格类型具体包括：设置垂直测距传感器，带动垂直测距传感器从待测管件外壁外部的一点处，沿与待测管件外壁轴线相交的水平方向移动至待测管件外壁外部的另一点处，根据垂直测距传感器的信号变化获得待测管件的规格类型。本专利技术还公开了基于传感器的管件筛选系统，包括用于采集待测管件规格类型和内螺纹数据的数据采集模块、带动采集模块移动的第一运动组件、带动待测管件移动的第二运动组件、带动待测管件旋转的旋转组件、用于夹持待测管件的夹持机构、控制器和显示器；所述数据采集模块包括水平测距传感器和垂直测距传感器；所述控制器内设置有移动控制模块、待测管件规格类型计算模块、标准螺纹牙型匹配模块、待测管件轴线确定模块、待测管件螺纹牙型计算模块、待测管件螺纹牙型判断模块；所述移动控制模块用于控制第一运动组件、第二运动组件、旋转组件、夹持机构移动；所述待测管件规格类型计算模块用于确定待测管件的规格类型，规格类型包括待测管件的外径、内径、壁厚和高度；所述标准螺纹牙型匹配模块用于根据待测管件的规格类型，调入数据库中存储的待测管件所对应的标准螺纹牙型；所述待测管件轴线确定模块用于计算待测管件内壁轴线的位置；所述待测管件螺纹牙型计算模块用于根据水平测距传感器扫描的内螺纹数据来计算螺纹牙型；所述待测管件螺纹牙型判断模块用于对比待测管件螺纹牙型计算模块获得的螺纹牙型与标准螺纹牙型匹配模块获得的标准螺纹牙型，若测量螺纹牙型与标准螺纹牙型匹配，待测管件合格，否则，待测管件不合格；所述显示器用于显示待测管件螺纹牙型判断模块输出的匹配结果。可选的，所述水平测距传感器、垂直测距传感器均与第一运动组件连接，所述第一运动组件能够带动水平测距传感器、垂直测距传感器沿垂直方向上下移动；所述旋转组件连接在第二运动组件上方，所述夹持机构连接在旋转组件上方，且旋转组件带动夹持机构自转；所述第二运动组件能够沿平面上相互垂直的两个方向移动，且第二运动组件的移动平面与第一运动组件的移动方向垂直。可选的，所述第一运动组件包括立柱和连接在立柱上的第一传动机构，所述第一传动机构为滚珠丝杠传动机构或齿轮齿条传动机构；所述水平测距传感器和垂直测距传感器连接在第一传动机构上。可选的，所述第二运动组件由两个相互垂直连接的X向第二传动机构和Y向第二传动机构组成，所述X向第二传动机构和Y向第二传动机构均为滚珠丝杠传动机构或齿轮齿条传动机构。可选的，所述夹持机构为分度盘；所述旋转组件为自定心三爪气动卡盘；述水平测距传感器为激光位移传感器或光谱共焦传感器；所述垂直测距传感器为激光测距传感器或红外线测距传感器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的基于传感器的管件内螺纹检测方法给出一种内外壁不同轴工件的定内圆轴心方法，解决了由于加工误差等因素导致工件的内外壁不同轴时传统检测方法无法确定工件内壁轴线，使测出来的螺纹中径值不准，影响检测精度的问题。而且该检测方法兼容性较强，可实现不同规格的内螺纹产品混线检测。(2)本专利技术还提出了筛选出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于传感器的管件内螺纹检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，确定待测管件外壁轴线位置；/n步骤2，在待测管件上方设置水平测距传感器，其中，水平测距传感器的光轴方向与待测管件外圆的轴线垂直，调整水平测距传感器与待测管件之间的位置，使水平测距传感器的光轴线能到达待测管件内螺纹的止口处；/n步骤3，待测管件绕其外壁轴线自转一周，获得该旋转过程中水平测距传感器距内圆螺纹圆周面的最远距离a、水平测距传感器距内圆螺纹圆周面的最近距离b以及最远距离时的待测管件相对于起始位置的旋转角度α；根据式(1)获得在垂直待测管件外壁轴线的平面上，待测管件外壁轴线与内壁轴线之间沿x轴方向的距离Δx以及沿y轴方向的距离Δy：/n

【技术特征摘要】
1.基于传感器的管件内螺纹检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，确定待测管件外壁轴线位置；
步骤2，在待测管件上方设置水平测距传感器，其中，水平测距传感器的光轴方向与待测管件外圆的轴线垂直，调整水平测距传感器与待测管件之间的位置，使水平测距传感器的光轴线能到达待测管件内螺纹的止口处；
步骤3，待测管件绕其外壁轴线自转一周，获得该旋转过程中水平测距传感器距内圆螺纹圆周面的最远距离a、水平测距传感器距内圆螺纹圆周面的最近距离b以及最远距离时的待测管件相对于起始位置的旋转角度α；根据式(1)获得在垂直待测管件外壁轴线的平面上，待测管件外壁轴线与内壁轴线之间沿x轴方向的距离Δx以及沿y轴方向的距离Δy：



式中，0°≤α<360°，n＝1,2,3,4，当0°≤α<90°，n＝1，当90°≤α<180°，n＝2；当180°≤α<270°，n＝3；270°≤α<360°，n＝4；
根据待测管件的外壁轴线位置以及Δx、Δy，获得待测管件内圆的轴线位置；
步骤4，将水平测距传感器从待测管件的一端沿待测管件内圆的轴线方向移动至待测管件的另一端，获得待测管件的测量螺纹牙型。


2.如权利要求1所述的基于传感器的管件内螺纹检测方法，其特征在于，所述步骤1包括：设置夹持待测管件的夹持机构，以夹持机构的夹持中心为圆心构建空间坐标系，夹持机构夹紧待测试工件后，待测试工件的外壁轴线过坐标原点，确定了待测管件外壁轴线位置。


3.如权利要求1所述的基于传感器的管件内螺纹检测方法，其特征在于，所述步骤3包括：首先，将水平测距传感器从待测管件的上端面处向下移动至下端面处，水平测距传感器扫描得到过待测管件内壁轴线的某个截面的一侧螺纹牙型；然后，绕待测管件外圆的轴线旋转待测管件180°，水平测距传感器从待测管件的下端面处向上移动至上端面处，扫描得到过该截面的另一侧的螺纹牙型。


4.基于传感器的管件筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，确定待测管件的规格类型，所述规格类型包括待测管件的外径、内径、壁厚和高度；
步骤2，根据待测管件的规格类型，确定待测管件对应的标准螺纹牙型；
步骤3，根据权利要求1或2的内螺纹检测方法获得待测管件的测量螺纹牙型；
步骤4，将步骤3的测量螺纹牙型与步骤2的标准螺纹牙型对比，若测量螺纹牙型与标准螺纹牙型匹配，则待测管件合格，否则，待测管件不合格。


5.如权利要求4所述的基于传感器的管件筛选方法，其特征在于，所述步骤1确定待测管件的规格类型具体包括：设置垂直测距传感器，带动垂直测距传感器从待测管件外壁外部的一点处，沿与待测管件外壁轴线相交的水平方向移动至待测管件外壁外部的另一点处，根据垂直测距传感器的信号变化获得待测管件的规格类型。


6.基于传感器的管件筛选系统，其特征在于，包括用于采集待测管件规格类型和内...

【专利技术属性】
技术研发人员：田东庄，董萌萌，陈彦宇，周春，田宏杰，王亚波，米陇峰，荣明达，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61