一种基于激光跟踪仪的矫直机中心线标定方法技术

本发明专利技术属于钢管制造技术领域，具体涉及一种基于激光跟踪仪的矫直机中心线标定方法，包括以下步骤：（1）利用OmniCal软件对激光跟踪仪做前后视检查；（2）对支撑三脚架进行水平调节；（3）利用SA软件建立三维坐标系；（4）标定矫直辊的角度，将各矫直辊的角度调为同一角度。本发明专利技术采用激光跟踪仪分别对各矫直辊和两支液压支柱进行高精度测量，通过分析各矫直辊轴线相对于中心线的角度，把各矫直辊角度调为同一角度，以消除钢管表面弯曲和表面缺陷，该方法标定后的矫直机矫直后的无缝钢管质量明显提高。定后的矫直机矫直后的无缝钢管质量明显提高。定后的矫直机矫直后的无缝钢管质量明显提高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光跟踪仪的矫直机中心线标定方法


[0001]本专利技术属于钢管制造
，具体涉及一种基于激光跟踪仪的矫直机中心线标定方法。

技术介绍

[0002]热轧无缝钢管在各个加工工艺过程中易受设备附加外力、管材内部应力、温度变化等各种因素的影响，使得成品管表面产生一系列的缺陷，主要表现在沿轴线方向上的弯曲，横截面上的圆度变化。矫直机是热轧无缝钢管生产线上重要的精整设备，作为无缝钢管加工工序中的一道重要环节，矫直机矫直辊的中心度和各辊角度对于减小管材的弯曲度和椭圆度，提高矫直后钢管平直度起到了关键作用。精度高的矫直机可以减小甚至消除无缝钢管表面弯曲及表面缺陷。而提高矫直机精度也成为提高成品钢管质量，满足市场要求亟待解决的问题。
[0003]钢管矫直作为无缝钢管生产中一道重要的精整工序，决定着成品钢管的质量，矫直机的工作原理是成品钢管在经过交错布置的矫直辊时，在矫直辊的作用下经过反复的弯曲变形，随着压弯程度的逐渐减小，其弹复后的残留弯曲逐渐趋于零，从而达到钢管矫直的目的。
[0004]斜辊式矫直机矫直辊辊身中心点不对正，则会引起管尾矫扁、管头矫椭，导致钢管报废。经矫直机矫直后的无缝钢管，不仅能够提高其平直度，也能起到对其椭圆度进行归整的作用。
[0005]矫直机中心线是一条虚拟的线，由上下两辊的孔型中心点构成，它决定着矫直后钢管的平直度。一般情况下，生产时不仅要保证上下两辊的孔型中心点在同一条直线上，而且要保证上下辊的角度一致。当出现矫直机矫直后的钢管表面弯曲而采用其他方法又不能消除时，此时就需要标定矫直机中心线，以确保孔型中心线对中，矫直辊角度满足工艺要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种效果好，满足工艺要求，确保孔型中心线对中的基于激光跟踪仪的矫直机中心线标定方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案：一种基于激光跟踪仪的矫直机中心线标定方法，包括以下步骤：（1）利用SA（SpatialAnalyzer）软件建立三维坐标系，具体步骤如下：以2
‑2‑
2六辊立式斜辊矫直机的1
#
辊的下辊和3
#
辊的下辊的中心点建立一条直线为中心线和x轴，以1
#
辊的下辊中点为坐标原点，利用激光跟踪仪，采用单点到SA模式取矫直辊的两根液压支柱进行测量，拟合出两个圆柱，利用两个圆柱两条轴线的四个端点建立平面，确定垂直于所述平面的直线，所述直线为Y轴，建立三维坐标系；（2）将各所述矫直辊的反弯量调到矫直机正常工作时的值，靶球放置在专用靶座
上，所述靶座用热熔胶枪固定在所述矫直辊的两端，利用所述激光跟踪仪，在空间扫描模式下，控制矫直辊以一定的转速带动靶球沿所述矫直辊的轴线转动，扫描出所述矫直辊的转动轨迹是连续的点，将所述连续的点拟合成圆周，再利用两个圆周拟合出圆柱，查询所述圆柱的轴线与x轴的角度，即为各所述矫直辊的角度，将各所述矫直辊的角度调为同一角度。
[0008]作为一种改进，步骤（1）中，验证所述坐标原点准确性的方法是：将1
#
辊的下辊和3
#
辊的下辊分别转到最大角度和最小角度，分别取两次矫直辊的中心点，两次矫直辊的中心点一致。
[0009]作为一种改进，步骤（1）中，利用SA软件建立三维坐标系之前，先利用OmniCal软件对所述激光跟踪仪做前后视检查，利用1.QVC功能将检查结果的误差进行补偿。
[0010]作为进一步地改进，对支撑所述激光跟踪仪的支撑三脚架进行水平调节，确保所述支撑三脚架的实际水平与所述激光跟踪仪的内置电子水平仪重合。
[0011]作为一种改进，所述激光跟踪仪连接有高集成度的气象站。
[0012]作为一种改进，步骤（2）中，所述矫直辊的转速为1r/min。
[0013]无缝钢管的矫直过程是以矫直理论为支撑，矫直理论则以弹塑性力学为基础，研究钢管矫直过程中金属的变形规律。钢管表面在2
‑2‑
2型六辊立式斜辊矫直机矫直辊的压力作用下，在3对矫直辊之间形成一定程度的弯曲，并在矫直辊的旋转作用下螺旋前进，此时钢管反复弯曲，当弯曲点应力超过材料的屈服应力时，与钢管原有的弯曲度抵消，使矫直后的钢管达到理想的平直度。
[0014]建立斜辊矫直机矫直精度数学模型：（2
‑
1）（2
‑
2）（2
‑
3）式中：d反—第一环节达到矫直时反弯曲率半径；Zn—负作用系数；1/ Zn—矫直率；N1
…
Nn—矫直辊布置方式（対置、交错）影响系数，対置时为2，交错时为1；b—接触线长度与距离当量比，取0.2～0.4；g—辊形与摩擦系函数；t—调节影响系数，为计算方便，经归纳分析，并取平均值，対置布置取1.8～2.5，交错布置取3～4。
[0015]第一环节的反弯量：（2
‑
4）（2
‑
5）式中：e
s
—材料屈服极限；E—材料弹性模量；T1—第一环节辊距；R
r
—钢管半径；Y—系数；kc—最小塑性深度系数；λ—钢管内外径比；m—弹塑性弯曲系数。
[0016]利用上述矫直机精度数学模型，矫直精度取0.25
‰
，则：（2
‑
6）本矫直机在计算上取四个环节（n=4），上式可写为：
（2
‑
7）式中：，分别为第二，第三，第四环节的反弯量调整系数，根据矫直原则，均大于等于1，d
1Q
，d
2Q
，d
3Q
分别表示第二，第三，第四环节的矫直精度，进行综合分析后，确定其结果，，。
[0017]由于采用上述技术方案，本专利技术的有益效果：本专利技术提供的方法，以φ273机组为平台，利用激光跟踪仪对2
‑2‑
2型六辊立式斜辊矫直机中心线进行标定；建立了无缝钢管矫直过程的矫直模型，利用OmniCal软件对激光跟踪仪进行精度检查之后，在SA软件上以1
#
和3
#
辊的下辊的中心点为基准建立三维坐标系，分别对各个矫直辊辊型进行空间扫描；用靶球接光均匀的扫描出圆周并拟合出圆柱，1
#
矫直机各矫直辊测量角度为32.5
°
～34.69
°
，实际角度为32.38
°
～33.93
°
，差值在
‑
0.76
°
～
‑
0.12
°
；2#矫直机各矫直辊测量角度为32.39
°
～33.85
°
，实际角度为30.05
°
～33.44
°
，差值为
‑
3.8
°
～
‑
0.07
°
，所述实际角度即为位移传感器反馈到操本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光跟踪仪的矫直机中心线标定方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）利用SA软件建立三维坐标系，具体步骤如下：以2
‑2‑
2六辊立式斜辊矫直机的1
#
辊的下辊和3
#
辊的下辊的中心点建立一条直线为中心线和x轴，以1
#
辊的下辊中点为坐标原点，利用激光跟踪仪，采用单点到SA模式取矫直辊的两根液压支柱进行测量，拟合出两个圆柱，利用两个圆柱两条轴线的四个端点建立平面，确定垂直于所述平面的直线，所述直线为Y轴，建立三维坐标系；（2）将各所述矫直辊的反弯量调到矫直机正常工作时的值，靶球放置在专用靶座上，所述靶座用热熔胶枪固定在所述矫直辊的两端，利用所述激光跟踪仪，在空间扫描模式下，控制矫直辊以一定的转速带动靶球沿所述矫直辊的轴线转动，扫描出所述矫直辊的转动轨迹是连续的点，将所述连续的点拟合成圆周，再利用两个圆周拟合出圆柱，查询所述圆柱的轴线与x轴的角度，即为各所述矫直辊的角度，将各所述矫直辊的角度调为同一角度。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：国伟军，薛明亮，傅士刚，侯俊坤，王新刚，李栋，侯晓迪，
申请(专利权)人：山东磐金钢管制造有限公司，
类型：发明
国别省市：