CN104308658A - 基于管形测量机的导管类零件加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高效快捷，加工精度高的基于管形测量机的导管类零件加工方法，其包括如下步骤，1)建立标准管形数据库；2)检测导管类零件的夹具；3)对完成弯曲的导管类零件定位去端。通过管形测量机对标准管形实现数字化的转换，形成标准管形的数据库，利用标定直管对夹具精度的转换，使其的定位精度能够转换为标定直管的坐标数据，从而与标准管形的数据库实现对比模拟，从而能够精确的计算出夹具公差，实现对夹具的检验；并且能够直接在生产现场进行夹具检测，高效便捷，为后期导管类零件的管形加工和验收提供准确的依据；同时利用管形测量机实现对去除导管长度的精确计算，在不增加制造成本的基础上，使此类零件的去端加工更加精确和高效。

Description

基于管形测量机的导管类零件加工方法

技术领域

本发明涉及导管类零件的加工，具体为基于管形测量机的导管类零件加工方法。

背景技术

导管类零件的加工过程中，对导管的定位和去端是必不可少的；同时，通过分析现有导管类零件的加工流程，导管类管型夹具检测及导管去端是造成生产周期波动、产品质量不稳定的主要因素之一。

由于导管类零件形状多变且不规则，使用管形夹具辅助进行导管焊前装配、导管去端、焊接定位、焊后校形及最终管形检验，管形夹具在导管零件加工流程中起着重要的作用。因此，夹具是否合格决定了所加工的导管类零组件最终状态的正确性。由于该类夹具的结构是根据管形空间走向，利用支架和定位块在导管任意直线段部位进行空间限位，支架和定位块使用螺栓连接，经常使用，易出现定位块位置偏移问题，因此在开工前必须使用三坐标检测夹具正确性，送检频率高，检测周期长，最短也需要一天，并且在整个过程中存在大量的中转和等待，费时费力。

在导管去端方面，也由于导管类零件形状多变且不规则，与接头类零件装配焊接前的去端加工无法通过机械加工设备实现。现有的去端方法是在其管型夹具上根据与对应接头的装配关系进行对比划线，再根据划线位置对导管进行去端。此方法对操作者的技能有一定的要求，且重复性、再现性很差，去端质量直接取决于人为因素，不但质量不稳定且无法得到精确的加工数据用于检验，检验员也只能通过经验在夹具上目视检验加工质量，去端质量无法定量监控。导管的去端质量对后期的焊接及焊后管形质量的保证均存在直接的影响，而原始加工方法状态不稳定，对导管类零件后期的加工埋下了隐患。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种简单方便，高效快捷，加工精度高的基于管形测量机的导管类零件加工方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

基于管形测量机的导管类零件加工方法，包括如下步骤，

1)建立标准管形数据库；

通过管形测量机得到标准件的标准管形坐标数据，建立标准管形数据库；

2)检测导管类零件的夹具；

在被测夹具的定位块上放置与标准件相同直径的标定直管，使用管形测量机对放置好的标定直管进行逐一取点测量管形标定坐标，将得到的测量数据与标准管形数据库中的数据通过计算机模拟仿真进行对比，两组仿真后的数据偏差在导管管形夹具公差范围内，则夹具合格；否则夹具不合格，返修调整后再次检测，直至合格后进行导管类零件的加工；

3)对完成弯曲的导管类零件定位去端；

通过管形测量机检测未去端导管的管形坐标，将得到的管形坐标与标准管形坐标数据进行对比，对比去端部位管端坐标和距管端第一个折点坐标之间的距离D，根据公式D_去端-D_标准＝L得到需去除导管的长度L；其中，D_去端为去端导管管形数据中管端坐标和距管端第一个折点坐标之间的距离；D_标准为标准数据中管端坐标和距管端第一个折点坐标之间的距离；从去端部去除长度为L的导管后，完成导管类零件的加工。

优选的，步骤1)中，将待加工导管类零件的标准件固定在检测支架上，通过管形测量机检测管形，得到管形坐标数据；或者通过标准件的UG图形，经UG软件生成管形坐标数据，输入到管形测量机中，得到管形坐标数据。

优选的，步骤2)中，标定直管的长度为长为80mm～100mm，直线度、圆度、端面与轴线垂直度均不大于0.1，管端无毛刺。

进一步，标定直管和夹具定位表面用丙酮或酒精进行擦拭，并用清洁的压缩空气吹干。

优选的，将标定直管按从左到右或从右到左的方向逐一放置在定位块上，每放置在一个定位块上，用管形测量机在标定直管表面取2～4点的管形标定坐标数据。

优选的，步骤3)中，在定位去端之前先确定去端基准，使用导管去端机对完成弯曲的导管类零件进行粗去端，粗去端去除的长度为1～2mm，粗去端后的管端与导管中轴线垂直度不大于0.08mm。

进一步，步骤3)中，在定位去端时，根据得到的导管去除长度L，利用深度尺在距管端面L位置处划线，根据划线位置去端。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过管形测量机对标准管形实现数字化的转换，形成标准管形的数据库，利用标定直管对夹具精度的转换，使其的定位精度能够转换为标定直管的坐标数据，从而与标准管形的数据库实现对比模拟，从而能够精确的计算出夹具公差，实现对夹具的检验；并且能够直接在生产现场进行夹具检测，高效便捷，为后期导管类零件的管形加工和验收提供准确的依据；同时利用管形测量机实现对去除导管长度的精确计算，在不增加制造成本的基础上，使此类零件的去端加工更加精确和高效；在整个管形零件加工的这两个过程中无需专用工装和三坐标检测机，仅利用管形测量机，就能完成对管形夹具的精准检测和导管类零件的精准去端，省时、省工且操作简便，为后续的配套加工做好准备，从而提高了整个导管类零件的加工效率。

进一步的，通过对无UG图形的标准件，进行实地测量得到管形坐标数据，对有UG图形的则直接能够生成坐标数据，适应范围广，并且能够更快的建立标准管形数据库。

进一步的，对标定直管的固有参数进行限定和约束，配合在标定直管上的取点坐标测试，保证测量的同时，能够对数据本身实现自校正，从而能够在满足测试要求的前提下，更好的提高标定精度和仿真模拟的准确性。

进一步的，在定位去端前，对去端面先进行去端基准的加工，从而保证了其在去端时得到精确的去除导管长度，避免了端面粗糙对去端精度的影响，也为后续的去端操作提供了精确的操作基准。

附图说明

图1是管形测量机检测导管类零件夹具的示意图。

图2是管形测量机检测导管类零件管形的示意图。

图中：1为支架，2为定位块，3为标定直管，4为管形测量机，5为测量支架，6为未去端导管。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明基于管形测量机的导管类零件加工方法，包括如下步骤，

1)建立标准管形数据库；通过管形测量机得到标准件的标准管形坐标数据，将待加工导管类零件的标准件固定在检测支架上，通过管形测量机检测管形，得到管形坐标数据；或者通过标准件的UG图形，经UG软件生成管形坐标数据，输入到管形测量机中，得到管形坐标数据，建立标准管形数据库。

2)检测导管类零件的夹具；操作时如图1所示，在被测夹具的定位块2上放置与标准件相同直径的标定直管3，使用管形测量机对放置好的标定直管3进行逐一取点测量管形标定坐标，将得到的测量数据与标准管形数据库中的数据通过计算机模拟仿真进行对比，两组仿真后的数据偏差在导管管形夹具公差范围内，则夹具合格；否则夹具不合格，返修调整后再次检测，直至合格后进行导管类零件的加工；其中，标定直管的长度为长为80mm～100mm，直线度、圆度、端面与轴线垂直度均不大于0.1，管端无毛刺，夹具定位表面及导管用丙酮或酒精进行擦拭，并用清洁的压缩空气吹干，保证表面无杂质。将标定直管按从左到右或从右到左的方向逐一放置在定位块上，每放置在一个定位块上，用管形测量机在标定直管表面取2～4点的管形标定坐标数据。

3)对完成弯曲的导管类零件定位去端；操作如图2所示，通过管形测量机4检测未去端导管6的管形坐标，将得到的管形坐标与标准管形坐标数据进行对比，对比去端部位管端坐标和距管端第一个折点坐标之间的距离D，根据公式D_去端-D_标准＝L得到需去除导管的长度L；其中，D_去端为去端导管管形数据中管端坐标和距管端第一个折点坐标之间的距离；D_标准为标准数据中管端坐标和距管端第一个折点坐标之间的距离；从去端部去除长度为L的导管后，完成导管类零件的加工。其中，在定位去端之前先确定去端基准，使用导管去端机对完成弯曲的导管类零件进行粗去端，粗去端去除的长度为1～2mm，粗去端后的管端与导管中轴线垂直度不大于0.08mm；在定位去端时，根据得到的导管去除长度L，利用深度尺在距管端面L位置处划线，根据划线位置去端。

具体的，本发明对导管尺寸为外径Ф10mm，壁厚1mm，有标准件，无UG三维模型的导管类零件进行加工，步骤如下。

1)建立标准管形数据库；

将标准件装于检测支架上，用管形测量机4的探头检测管形，得到管形坐标数据，建立标准管形数据库；得到管端坐标为(X:80mm，Y:222.6mm，Z:0mm)和距管端第一个折点坐标为(X:92.6mm，Y:160.6mm，Z:0mm)，导管与水平方向的夹角为11°29′5″。两点间距离D_标准为63.3mm。

2)检测导管类零件的夹具；

2.1、选取一根长为80mm，直径为Ф10的直管，直线度、圆度、端面与轴线垂直度均不大于0.1，管端无毛刺。

2.2、检查管形夹具定位块及选取的直管表面时，发现存在少量油污，因此对夹具定位表面及导管用丙酮或酒精进行擦拭，并用清洁的压缩空气吹干。

2.3、将检查合格的夹具通过支架1平稳放置到检测台上，将标定直管3按从左到右或从右到左的方向逐一放置在定位块2上，每放置在一个定位块2上，再用管形测量机4在直管表面取3点坐标数据。

2.4、将标准数据与检测夹具所得标定数据通过计算机模拟仿真进行对比，仿真后的数据偏差对比如表一所示，两组仿真数据符合夹具公差，在±0.20mm之内，证明夹具合格。

表一：

如果标准数值与检测数据的差值大于0.20，则“是否在偏差范围内”的对应位置则出现“×”，这说明夹具在该点的定位块出现移位，需要进行返修；直至合格后进行导管类零件的加工。

3)对完成弯曲的导管类零件定位去端；

3.1、确定去端基准：使用导管去端机对完成弯曲的导管零件进行去端，去除长度为1mm。其目的是保证待去端部位的管端与导管中轴线垂直度为0.1mm。

3.2、将未去端导管6固定在测量支架5上，用管形测量机4的检测头检测管形，得到管形数据。得到管端坐标为(X:92.9mm，Y:250.3mm，Z:0mm)和距管端第一个折点坐标为(X:109.2mm，Y:170.5mm，Z:0mm)，导管与水平方向的夹角为11°29′5″。两点间距离D_去端为81.5mm。

3.3、数据对比：将获取的标准数据和去端导管管形数据进行对比，对比去端部位管端坐标和距管端第一个折点坐标之间的距离D，即可得到需去除导管长度L。

根据下面方程式计算：L＝D_去端-D_标准＝81.5mm-63.3mm＝18.2mm

3.4、实施去端：根据得到的L值。利用深度尺在距管端面18.2mm位置处划线，最后，根据划线位置去端，完成导管类零件的加工。

本发明通过管形测量机实现在导管类零件加工中的校正和测量定位，实现在线检测，整个过程均能够在加工现场完成，避免了大量夹具因送检而增加的搬运及周转的工作量，缩短了生产准备的时间，降低了加工成本；同时，能够灵活的安排夹具检测周期，避免了因夹具缺陷造成的误判，保证了产品质量及产品交付。在导管类零件加工时实现导管的精确去端，取代原始的加工方法，在不增加制造成本的基础上，使此类零件的去端加工更加准确、高效，节约了生产成本；本发明所述方法能够适用于各种规格、各种管型的导管类零件，使用范围广，操作简单，精度高。

Claims (7)

1.基于管形测量机的导管类零件加工方法，其特征在于，包括如下步骤，

1)建立标准管形数据库；

通过管形测量机得到标准件的标准管形坐标数据，建立标准管形数据库；

2)检测导管类零件的夹具；

在被测夹具的定位块上放置与标准件相同直径的标定直管，使用管形测量机对放置好的标定直管进行逐一取点测量管形标定坐标，将得到的测量数据与标准管形数据库中的数据通过计算机模拟仿真进行对比，两组仿真后的数据偏差在导管管形夹具公差范围内，则夹具合格；否则夹具不合格，返修调整后再次检测，直至合格后进行导管类零件的加工；

3)对完成弯曲的导管类零件定位去端；

通过管形测量机检测未去端导管的管形坐标，将得到的管形坐标与标准管形坐标数据进行对比，对比去端部位管端坐标和距管端第一个折点坐标之间的距离D，根据公式D_去端-D_标准＝L得到需去除导管的长度L；其中，D_去端为去端导管管形数据中管端坐标和距管端第一个折点坐标之间的距离；D_标准为标准数据中管端坐标和距管端第一个折点坐标之间的距离；从去端部去除长度为L的导管后，完成导管类零件的加工。

2.根据权利要求1所述的基于管形测量机的导管类零件加工方法，其特征在于，步骤1)中，将待加工导管类零件的标准件固定在检测支架上，通过管形测量机检测管形，得到管形坐标数据；或者通过标准件的UG图形，经UG软件生成管形坐标数据，输入到管形测量机中，得到管形坐标数据。

3.根据权利要求1所述的基于管形测量机的导管类零件加工方法，其特征在于，步骤2)中，标定直管的长度为长为80mm～100mm，直线度、圆度、端面与轴线垂直度均不大于0.1，管端无毛刺。

4.根据权利要求3所述的基于管形测量机的导管类零件加工方法，其特征在于，标定直管和夹具定位表面用丙酮或酒精进行擦拭，并用清洁的压缩空气吹干。

5.根据权利要求1或3或4所述的基于管形测量机的导管类零件加工方法，其特征在于，将标定直管按从左到右或从右到左的方向逐一放置在定位块上，每放置在一个定位块上，用管形测量机在标定直管表面取2～4点的管形标定坐标数据。

6.根据权利要求1所述的基于管形测量机的导管类零件加工方法，其特征在于，步骤3)中，在定位去端之前先确定去端基准，使用导管去端机对完成弯曲的导管类零件进行粗去端，粗去端去除的长度为1～2mm，粗去端后的管端与导管中轴线垂直度不大于0.08mm。

7.根据权利要求5所述的基于管形测量机的导管类零件加工方法，其特征在于，步骤3)中，在定位去端时，根据得到的导管去除长度L，利用深度尺在距管端面L位置处划线，根据划线位置去端。