钢管椭圆度测量仪设计及应用
为了提高钢管椭圆度的测量精度和自动化程度,基于激光测距传感器和小二乘法的圆心算法,结合工厂MES系统中钢管管号信息共享、测量数据的保存和分析等功能,设计开发了一款全自动直缝钢管椭圆度测量仪。大口径钢管直径、椭圆度测量系统的硬件设计随着化工、石油行业的迅猛发展,大口径钢管的需求量不断增加,其端面直径、椭圆度等参数与生产设计指标的符合情况直接影响了钢管***终质量的优劣。该测量仪安装在改造后的称重测长设备上,既兼顾保留原有系统称重测长的功能,又增加椭圆度、周长、直边的测量功能,功能设计合理,构造更加简化,达到运行稳定可靠、便于维护的目的,并且换道方式快捷方便,可以更好地满足实际生产中的测量需要。
大口径钢管直径、椭圆度测量系统的硬件设计
随着化工、石油行业的迅猛发展,大口径钢管的需求量不断增加,其端面直径、椭圆度等参数与生产设计指标的符合情况直接影响了钢管终质量的优劣。公司的产品已经在多家企业中得到应用，产品现场适用性好，使用稳定可靠。国内大部分钢管生产厂家主要采用人工手动的测量方法,这种测量方法精度低、效率低、工人劳动强度大、信息反馈慢同时无法充分反映管端情况,如何实时在线测量钢管的直径、椭圆度已成为厂家们关注的首要问题。目前,国外已经研究出了大口径钢管在线检测系统,但其价格昂贵。因此,本文提出了一种大口径钢管直径、椭圆度测量系统,该系统基于激光测距遍历原理、圆周遍历原理和二乘法拟合原理,钢管固定在V型支架上,激光位移传感器在伺服电机的带动下绕钢管匀速转动,对被测钢管进行圆周遍历,激光位移传感器得到的数据为极轴方向的数据,根据编码器的输出脉冲得到角度数据,激光位移传感器输出的信号经串口传送到计算机,通过上位机数据处理软件即可得到钢管端面直径、椭圆度,并将测量结果实时显示和上传。首先对钢管直径、椭圆度测量原理的研究:对国内内外现有检测方法分析后,确定以激光位移传感器为检测元件,详细介绍激光三角法测距遍历原理和圆周遍历直径、椭圆度测量原理。其次数据采集模块、运动控制模块和数据上传模块是本文的核心模块。数据采集模块实现钢管端面等角度数据采集。运动控制模块中寻找零位运动控制法不仅解决了伺服电机与旋转机构旋转不同步的问题,同时还确保激光位移传感器采集数据的准确性；喷标模块主要用于标记直径位置和周长超标。数据上传模块主要由测量数据上传至Microsoft SQL server 2008数据库和FTP上传钢管端面轮廓描点图组成。后工业现场实验结果表明,本系统的测量精度达到钢管直径、椭圆度测量的技术指标要求。本文所设计的大口径钢管直径、椭圆度测量系统测量效率和精度高、可实现“在线,高速,多部位”的实时准确测量与数据自动存储及输出。
造成椭圆度的原因
编辑珩磨后的零件，有时会出现椭圆度。造成椭圆度的原因很多：
（1）珩磨前一道工序加工时产生的椭圆度太大，以至珩磨后仍无法校正过来。
（2）珩磨留的余量太大，而珩磨时横进给量又太大，产生很高的切削温度，再加上冷却条件差，零件表面的热量散不出去，产生了局部变形，造成椭圆度。
（3）油石硬度不均匀，磨损情况不一样，结果使零件表面高低不平，或由于油石调整不当，造成椭圆度。
（4）夹具设计不当，或夹紧力太大，尤其是薄壁零件，珩磨后零件产生变形，造成椭圆度。
北京赛诚工控科技有限责任公司成立于2003年，是***从事制管行业自动化控制产品设计和开发的高新技术企业。
公司***致力于制管行业非标准成套设备的研发。目前公司主要产品有激光自动跟踪系统、超声波探伤系统、钢管椭圆度等外观检测系统、焊缝自动修磨系统等。公司的产品已经在多家企业中得到应用，产品现场适用性好，使用稳定可靠。
椭圆度光学性质
椭圆有一些光学性质：椭圆的面镜（以椭圆的长轴为轴，把椭圆转动180度形成的立体图形，其外表面全部做成反射面，中空）可以将某个焦点发出的光线全部反射到另一个焦点处；如L=4a*sqrt(1-e^sin^t)的(0-pi/2)积分,其中a为椭圆长轴,e为离心率公司***致力于制管行业非标准成套设备的研发。椭圆的透镜（某些截面为椭圆）有汇聚光线的作用（也叫凸透镜），老花眼镜、放大镜和眼镜都是这种镜片（这些光学性质可以通过反证法证明）
