CN105783749A - 测量管模内径和锥度的装置 - Google Patents

Abstract

本发明测量管模内径和锥度的装置包括：第一激光器、第二激光器、测量支架、标准垫块、小车、推拉杆和工控机，第一激光器和第二激光器内分别装有探头和接收器，第二激光器固定在小车上，第一激光器固定在测量支架上，标准垫块可拆卸地装在小车上，测量支架装在标准垫块上，第一激光器内的探头垂直向上，第二激光器内的探头1垂直向下，它们被装在同一直线上，第一激光器和第二激光器分别与工控机相连，本装置可有效提高测量精度和测量效率；整个测量过程属于非接触测量，不会因为磨损而损失精度，尤其适用于在运动中进行多点测量和对长管的全程测量；整个测量过程实现了自动化，大大降低了工人的劳动强度。

Description

测量管模内径和锥度的装置

技术领域

本发明涉及机械设备领域的测量技术，特别适用于测量生产球墨铸铁管使用管模的内径和锥度。

背景技术

在离心球墨铸铁管的生产过程中，管模的尺寸和质量直接决定了球铁管的尺寸和质量，因此在生产过程中不但要及时对管模进行保养和维护，而且还要对维护过的管模进行尺寸和锥度测量，确保管模尺寸、锥度符合生产要求。

目前内径测量方法主要有内径量表法、超声波探测法、气动测微法。超声波测量法对管模表面粗糙度要求较高，气动测微法属于接触测量，容易因磨损而影响精度。上述两种方法操作繁琐，且对管模质量和工人技术水平要求较高，因此在实际生产中使用最多的是内径量表法。

内径量表法主要分为两大类：一是工人进入管模使用内径千分尺测量，这种方法主要适用于大口径管模，人能进入管模测量各位置的内径数值，然后可根据测量结果计算锥度；二是使用小内径千分尺和百分表测量，这种方法主要适用于小口径管模，人无法进入测量，因此只能使用小内径千分尺来测量管模两端的内径数值，然后使用百分表来测量管模锥度，通过锥度来计算中间位置内径数值。内径量表法的弊端在于以下三个方面：一是测量精度和测量效率较低，无法满足生产要求；二是小口径管模无法直接进入测量管模中间位置内径数值，造成误差较大；三是无法有效对管模尺寸进行跟踪记录，无法实现管模尺寸质量可追溯。

发明内容

本申请的发明目的是克服现有技术中的不足而提供一种操作简便、测量精度较高、工作效率较高的一种测量管模内径和锥度的装置，使用所述装置可以提高球墨铸铁管生产质量和生产效率，并可实现管模尺寸质量可追溯。

为了完成本发明的发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种测量管模内径和锥度的装置，它包括：第一激光器、第二激光器、测量支架、标准垫块、小车、推拉杆和工控机，其中：第一激光器和第二激光器内分别装有探头和接收器，第二激光器固定在小车上，第一激光器固定在测量支架上，标准垫块可拆卸地装在小车上，测量支架装在标准垫块上，第一激光器内的探头垂直向上，第二激光器内的探头垂直向下，它们被装在同一直线上，第一激光器和第二激光器分别与工控机相连，在小车的侧面装有推拉杆；

本发明的一种测量管模内径和锥度的装置，其中：所述接收器是C‐MOS芯片，该C‐MOS芯片分别与工控机相连；

本发明的一种测量管模内径和锥度的装置，其中：所述标准垫块的高度是可调节的；

本发明的一种测量管模内径和锥度的装置，其中：所述小车装有4个车轮，4个车轮分别装在小车左右对称的位置上。

本发明的有益效果在于以下四个方面：一是使用工控机控制整个系统，可实现实时内径显示、内径曲线绘制、历史数据储存，实现了管模尺寸质量可追溯；二是采用激光测距的测量方法，实现了全数字显示，可有效提高测量精度和测量效率；三是整个测量过程属于非接触测量，不会因为磨损而损失精度，尤其适用于在运动中进行多点测量和对长管的全程测量；四是整个测量过程实现了自动化，大大降低了工人的劳动强度。

附图说明

图1为本发明的测量管模内径和锥度的装置，在测量管模状态下的剖面示意图；

图2为图1A‐A处剖面的右向剖面示意图；

图3为激光器测量原理示意图。

在图1至图3中，标号1为探头；标号2为接收器；标号3为第一激光器；标号4为第二激光器；标号5为管模；标号6为测量支架；标号7为标准垫块；标号8为小车；标号9为车轮；标号10为推拉杆；标号11为工控机。

具体实施方式

该装置采用了激光测距的加法原理，制作时设置两个在一条直线上反向测量的第一激光器3和第二激光器4，测量数据可传输至工控机11。其基本测量原理如图3所示。图中第一激光器3和第二激光器4以固定间距B3背向布置，且从第一激光器3和第二激光器4探头1发射出来的激光处于管模5的直径线上。工作时，第二激光器4的探头1发射出来的一束激光照射在管模下方的内壁，管模内壁的漫反射光再返回到第二激光器4的接收器2的C‐MOS芯片上，通过对C‐MOS芯片上光斑的位置分析和计算，可以得到第二激光器4到管模5下方内壁的实际距离B1；同理可以得到第一激光器3到对称上方内壁的距离B2。第一激光器3和第二激光器4的间距B3加上两个探头1到被测物上下表面的距离B1、B2即可得到管模的内径尺寸D。

两个C-MOS芯片可以把数据传输至工控机11上，工控机11计算得出管模5内径尺寸和锥度，并可根据计算结果绘制内径曲线，所有的数据最后可存储在工控机11硬盘上，便于后续质量追溯。

如图1和图2所示，本发明的测量管模内径和锥度的装置包括：第一激光器3、第二激光器4、测量支架6、标准垫块7、小车8、推拉杆10和工控机11，第一激光器3和第二激光器4内分别装有探头1和接收器2，第二激光器4固定在小车8上，第一激光器3固定在测量支架6上，标准垫块7可拆卸地装在小车8上，根据管模5直径的大小，标准垫块7的高度是可调节，在最极端的情况下，可以取消标准垫块7，将第一激光器3叠放置在小车8上。测量支架6装在标准垫块7上，第一激光器3内的探头1垂直向上，第二激光器4内的探头1垂直向下，它们被装在同一直线上，接收器2是C-MOS芯片，该C-MOS芯片分别与工控机11相连，在小车8的侧面装有推拉杆11。小车8装有4个车轮9，4个车轮9分别装在小车8左右对称的位置上，以保证探头1处于管模5的直径位置处。

测量时，首先要根据实际情况调整两个激光器3和4的探头1之间的距离，并将该值输入工控机11内；然后可通过推拉杆10把测量装置从管模5承口端缓慢推入，在起始端和结束端设置限位，可在探头1到位后及时停车；当所述测量装置位于某一位置时，第一激光器3的探头1向上发射激光，激光在管模5上壁经过漫反射后返回至第一激光器3的C‐MOS芯片的接收器2上，所述C‐MOS芯片可对光斑的位置进行分析，可以得出所述激光探头到管模5内壁上方的距离，并将计算结果传输至工控机11；同理下方测量第二激光器4中的C‐MOS芯片可将该测量探头1到管模5内壁下方的距离传输至工控机11；随着推拉杆10的缓慢推入，可测量整个管模5长度的内径数值；工控机11可对这些数值进行记录，得到所有位置的内径数值，并绘制内径曲线和锥度曲线，同时将所有数据保存在硬盘上用于后期尺寸质量追溯；

在测量小口径管模5时，可以将两个激光器重叠放置，由于两个激光器没有在同一条直径线上，工控机11可将测得的两组数据进行错位相加，以减小误差；在测量中口径和大口径管模时，只要在测量支架与测量小车间加装相应的标准垫块即可。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (4)

1.一种测量管模内径和锥度的装置，它包括：第一激光器(3)、第二激光器(4)、测量支架(6)、标准垫块(7)、小车(8)、推拉杆(10)和工控机(11)，其特征在于：第一激光器(3)和第二激光器(4)内分别装有探头(1)和接收器(2)，第二激光器(4)固定在小车(8)上，第一激光器(3)固定在测量支架(6)上，标准垫块(7)可拆卸地装在小车(8)上，测量支架(6)装在标准垫块(7)上，第一激光器(3)内的探头(1)垂直向上，第二激光器(4)内的探头(1)垂直向下，它们被装在同一直线上，第一激光器(3)和第二激光器(4)分别与工控机(11)相连，在小车(8)的侧面装有推拉杆(11)。

2.如权利要求1所述的测量管模内径和锥度的装置，其特征在于：所述接收器(2)是C‐MOS芯片，该C‐MOS芯片分别与工控机(11)相连。

3.如权利要求2所述的测量管模内径和锥度的装置，其特征在于：所述标准垫块(7)的高度是可调节的。

4.如权利要求3所述的测量管模内径和锥度的装置，其特征在于：所述小车(8)装有4个车轮(9)，4个车轮(9)分别装在小车(8)左右对称的位置上。