【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢管生产过程测量技术，更具体地说，涉及一种加厚端部钢管的直度自动测量方法及系统。
技术介绍
1、钢管是重要的钢铁产品之一，在工业生产中占有极其重要的位置，作为一种多功能经济截面钢材，在石油、化工、冶金、机械等各个行业有着广泛的应用。直度指钢管外表面的轴向不直程度，是衡量钢管质量的重要指标，是钢管生产中极为重要的控制参数之一，也是钢管生产企业首要控制并给予用户保证的重要指标，有明确的技术标准和要求。随着市场竞争的越发激烈，客户对于钢管直度的要求不断提高。直度问题已经成为客户对于钢管产品的主要质量异议之一。由于生产、加工、自重以及传送过程中的碰撞、温度变化等原因造成钢管的塑性变形而形成不可恢复的弯曲，都会影响钢管的直度，所以钢管直度的准确测量成为了企业控制钢管产品质量的重要手段。
2、由于测量要求和精度很高，加上工业大生产环境和条件的影响，对钢管直度的测量难度很大。目前，在实际生产中，都是采用人工测量的方法来进行钢管直度检测，一般采用人工目测直观判断弯曲程度，同时结合离线抽检的方式进行人工测量获得，常用的方法包括拉线法、三坐标测量法等接触式测量，这样存在效率低、劳动强度大、测量随意性大、也无法覆盖所有钢管，存在直度质量超标隐患。尤其是加厚钢管，为了加强管端连接部位的强度，会把管端一定范围内的外径和壁厚加工的比管体大，在加厚部位和管体之间会有一个形似台阶的过渡区域，从而改变了管体连续的轮廓形态，其管端直度的测量更加困难。目前，对于加厚端部钢管直度的准确在线自动测量还没有成熟的相关手段。
1、针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种加厚端部钢管的直度自动测量方法及系统，替代现有人工测量方式，实现自动测量加厚端部钢管的直度。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一方面，一种加厚端部钢管的直度自动测量方法，包括以下步骤：
4、s1、采集当前待测工位上钢管的规格数据；
5、s2、控制旋转机构驱动所述钢管作绕轴线旋转；
6、s3、测量得到所述钢管当前位置的角度值以及表面激光的光带图像；
7、s4、根据所述光带图像，计算出所述钢管的表面轮廓数据；
8、s5、通过加厚部位识别模型计算出所述钢管的加厚端部的位置及范围大小；
9、s6、通过管体轮廓延伸模型计算出所述钢管的加厚端部的延伸轮廓线，得到修正后所述钢管的连续表面轮廓线数据；
10、s7、根据所述钢管的连续表面轮廓线数据，计算出所述钢管在当前角度位置的直度值；
11、s8、在所述钢管的旋转过程中，按照步骤s3至步骤s7得到360°全周长多个直度值；
12、s9、计算出最大的直度值即为所述钢管的加厚端部的直度值。
13、较佳的，所述步骤s1中，由直度测量控制单元通过信号接口单元检测获得所述钢管的规格数据和检测标准。
14、较佳的，所述步骤s2中，由所述直度测量控制单元通过旋转控制装置控制旋转支撑装置带动所述钢管旋转。
15、较佳的，所述步骤s3中，由激光器发射出的激光投射到所述钢管的表面形成一条与所述钢管的上边缘完全重合的光带；
16、由工业相机实时采集所述光带图像并发送至所述直度测量控制单元；
17、由角度传感器实时测量所述钢管的旋转角度值并发送至所述直度测量控制单元。
18、较佳的，所述步骤s4和步骤s5中，由所述直度测量控制单元对所述光带图像进行处理分析：
19、在所述光带图像中，取距离所述钢管的加厚端部l长度范围内的光带图像，以等间隔取样获得轮廓数据h1、h2、…、hn；
20、依次对轮廓数据h1、h2、…、hn相邻两个数据点计算垂直位移差的绝对值h1＝|h1－h2|，h2＝|h2－h3|，得到h1、h2、…、hn-1个位移差值数据，并找到其中的最大值hm，那么轮廓数据点hm对应的位置即为加厚端部与所述钢管的管体之间相接的突变位置，而h1、…、hm为所述钢管的加厚端部的轮廓数据。
21、较佳的，所述步骤s6中，以加厚端部与所述钢管的管体之间相接的突变位置hm为分界线，在其左侧的加厚端部取若干个连续的轮廓数据点hm-1、…、hm-k，并计算这些数据点的垂直位移平均值；同样，在加厚端部右侧的管体取若干个连续的轮廓数据点hm+1、…、hm+k，并计算这些数据点的垂直位移平均值，两个垂直位移平均值的差值即为加厚部位与管体的位移差h；
22、将加厚端部的所有轮廓数据点h1、h2、…、hm的垂直位移值统一减去h，得到平移后的轮廓数据f1、f2、…、fm，并于管体的轮廓数据连接，形成修正过的所述钢管的连续表面轮廓线数据f1、f2、…、fm、hm+1、…、hn。
23、较佳的，所述步骤s7中，根据所述钢管的连续表面轮廓数据f1、f2、…、fm、hm+1、…、hn，计算出当前所述钢管的角度位置的直度值：
24、在距离所述钢管的两端部l1长度位置，在所述钢管的管体上取间距为l2的两个轮廓点hn、hk作为基准点，连接这两个基准点的直线为基准线，计算端点f1到该基准线之间的距离即为直度值。
25、另一方面，一种加厚端部钢管的直度自动测量系统，包括：
26、旋转支撑装置，用以放置钢管；
27、激光器，设于所述钢管的正上方，用以发射一字型的激光照射于所述钢管上呈现表面轮廓的光带；
28、工业相机，设于所述钢管的一侧，用以采集所述钢管上光带的光带图像；
29、角度测量装置，用以测量所述钢管的旋转角度；
30、旋转控制装置，用以控制所述旋转支撑装置带动所述钢管作绕轴线旋转；
31、信号接口单元，用以接收和采集当前所述钢管的规格数据和加厚钢管是否到达测量工位的到位信号；
32、直度测量控制单元，与所述激光器、所述工业相机、所述角度测量装置、所述旋转控制装置和所述信号接口单元连接，用以控制所述激光器、所述旋转控制装置，并接受所述工业相机、所述角度测量装置、所述信号接口单元传来的相关信号和数据，并实现直度计算；
33、所述加厚端部钢管的直度自动测量系统用以实现所述的加厚端部钢管的直度自动测量方法。
34、本专利技术所提供的一种加厚端部钢管的直度自动测量方法及系统，该方法采用非接触式测量方法，适合在工业生产现场实施应用，能在线实现对加厚钢管端部直度的自动测量，极大提高了直度的测量效率和精度，可及时发现直度超标情况，提升了质量管控能力。
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1.一种加厚端部钢管的直度自动测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的加厚端部钢管的直度自动测量方法，其特征在于：所述步骤S1中，由直度测量控制单元通过信号接口单元检测获得所述钢管的规格数据和检测标准。
3.根据权利要求2所述的加厚端部钢管的直度自动测量方法，其特征在于：所述步骤S2中，由所述直度测量控制单元通过旋转控制装置控制旋转支撑装置带动所述钢管旋转。
4.根据权利要求2所述的加厚端部钢管的直度自动测量方法，其特征在于：所述步骤S3中，由激光器发射出的激光投射到所述钢管的表面形成一条与所述钢管的上边缘完全重合的光带；
5.根据权利要求4所述的加厚端部钢管的直度自动测量方法，其特征在于，所述步骤S4和步骤S5中，由所述直度测量控制单元对所述光带图像进行处理分析：
6.根据权利要求5所述的加厚端部钢管的直度自动测量方法，其特征在于，所述步骤S6中，以加厚端部与所述钢管的管体之间相接的突变位置hm为分界线，在其左侧的加厚端部取若干个连续的轮廓数据点hm-1、…、hm-k，并计算这些数据点的垂直位移平
7.根据权利要求5所述的加厚端部钢管的直度自动测量方法，其特征在于，所述步骤S7中，根据所述钢管的连续表面轮廓数据f1、f2、…、fm、hm+1、…、hn，计算出当前所述钢管的角度位置的直度值：
8.一种加厚端部钢管的直度自动测量系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种加厚端部钢管的直度自动测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的加厚端部钢管的直度自动测量方法，其特征在于：所述步骤s1中，由直度测量控制单元通过信号接口单元检测获得所述钢管的规格数据和检测标准。
3.根据权利要求2所述的加厚端部钢管的直度自动测量方法，其特征在于：所述步骤s2中，由所述直度测量控制单元通过旋转控制装置控制旋转支撑装置带动所述钢管旋转。
4.根据权利要求2所述的加厚端部钢管的直度自动测量方法，其特征在于：所述步骤s3中，由激光器发射出的激光投射到所述钢管的表面形成一条与所述钢管的上边缘完全重合的光带；
5.根据权利要求4所述的加厚端部钢管的直度自动测量方法，其特征在于，所述步骤s4和步骤s5中，由所述直度测量控制单元对所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：申屠理锋，张建伟，奚嘉奇，胡继康，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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