CN109458930B - 一种铸管承口轴线标定及圆度检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管道内圆圆度值非接触式检测领域，具体是一种铸管承口轴线标定及圆度检测方法S1：获取两个位置的坐标；S2：获取数据；S3：生成圆度值；S4：判断各台阶圆度值；设置在六轴机器人的末端上的激光测距传感器，沿着铸管承口并由程序软件处理生成一个近似于圆的多边形，进行处理得到的圆度值精准度高；按照本发明的步骤，使得六轴机器人携带激光测距传感器运动至其它台阶所选定的点，重复检测动作，依次判断各台阶的圆度值，减少人工参与计算测量，提高精度。

Description

一种铸管承口轴线标定及圆度检测方法
技术领域
本发明涉及管道内圆圆度值检测领域，具体是一种铸管承口轴线标定及圆度检测方法。
背景技术
管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。通常，流体经鼓风机、压缩机、泵和锅炉等增压后，从管道的高压处流向低压处，也可利用流体自身的压力或重力输送。管道的用途很广泛，主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中。
当流体的流量已知时，管径的大小取决于允许的流速或允许的摩擦阻力，流速大时管径小，但压力降值增大。因此，流速大时可以节省管道基建投资，但泵和压缩机等动力设备的运行能耗费用增大。此外，如果流速过大，还有可能带来一些其他不利的因素。因此管径应根据建设投资、运行费用和其他技术因素综合考虑决定。
如中国专利公开号为CN201510523228.3的一种非接触式金属基砂轮圆度误差及磨损量在线检测方法及实现该方法的装置，涉及磨削加工领域中的金属基砂轮圆度误差和砂轮磨损量在线检测技术，利用固定电涡流传感器的位置，采用电涡流传感器在线检测该电涡流传感器测头与金属基砂轮表面距离，计算得到砂轮不同位置半径变化情况，从而得到金属基砂轮旋转一周的圆度误差曲线。通过比较一段磨削时间后砂轮对应位置半径的变化，计算得到金属基砂轮表面不同位置的磨损量，以非接触方式在磨削过程实时检测金属基砂轮磨损量及砂轮圆度误差，检测精度高，适用范围广，但是该发明是神对金属砂轮圆度值进行计算，非是管道领域，同时利用固定电涡流传感器进行测量并对比磨损量并得到误差曲线，并非本专利需要针对圆度值的计算及方法。
如中国专利公开号为CN201310556600.1传感器直接测量的城轨车辆车轮不圆度检测方法中，包括中央处理单元和多个激光传感器，所述激光传感器均与中央处理单元连接；检测区段的钢轨向外偏移，且该检测区段的钢轨内侧设置护轨；激光传感器设置于钢轨偏移所空出的区域与护轨之间，激光传感器的探头沿钢轨方向排列且均位于车轮下方，所有激光传感器与进行不圆度测量的车轮圆周共面。该方法使用多个激光传感器，将其按照一定几何关系安装在车轮下方，选取车轮经过每个传感器测量范围内的探测点，通过最小二乘拟合得到每个传感器对应测量的直径，而后用最大值减去最小值得到车轮不圆度，在线非接触式测量具有速度快、精度高、测量直径范围大的优点，但是需要用到复杂的公式进行计算，不适用于铸管承口圆度的检测。
在中国专利公开号为CN201710266187.3的基于列阵激光的有轨电车车轮不圆度在线检测装置及方法，利用激光位移传感器探测车轮得到的测量点，先进行数据时空融合，然后用最小二乘拟合法得到各个传感器的多组拟合圆的直径，用最大值减去最小值得到车轮不圆度，对车轮不圆度进行在线非接触式测量，但是公式多计算过程复杂，对于铸管承口的圆度值检测不具有同等适用性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种铸管承口轴线标定及圆度检测方法。
一种铸管承口轴线标定及圆度检测方法,其具体步骤如下：
S1：获取两个位置的坐标：a：六轴机器人携带三组激光测距传感器伸入铸管内部；
b：六轴机器人在铸管内部获取两个不同位置的各三组数据，经上位机处理获得该两位置的所在铸管实际中心轴线上的坐标A和坐标B；
c：通过坐标A和坐标B确定铸管实际中心轴线101；
S2：获取数据；六轴机器人复位后，六轴机器人携带三组激光测距传感器沿着实际中心轴线运行至承口段最外侧台阶范围，并在此位置绕着实际中心轴线旋转120°，获取激光测距传感器检测的数据；
S3：生成圆度值：激光测距传感器检测的数据由上位机处理生成一个近似于圆的多边形，通过上位机处理得到铸管承口该台阶处的的圆度值；
S4：判断各台阶圆度值：在六轴机器人携带激光测距传感器运动至其它台阶所选定的点，重复检测动作，依次判断各台阶的圆度值。
所述的步骤S1前需要将铸管放置于V型定位工装，同时需保证承口段端面与设定基准平面贴合。
所述的步骤S1三组激光测距传感器排布方式为圆周方向等分排列，即三组激光光束所在直线经过六轴机器人的第六轴圆心位置、在同一平面且互成120°角。
所述的步骤S1需要将三个激光测距传感器采集的两组三个距离数据分别由上位机处理为圆一和圆二并确认坐标A和坐标B。
本发明的有益效果是：设置在六轴机器人的末端上的激光测距传感器，沿着铸管承口实际中心轴线的方向由外向内的所有台阶处各选取一个点，调整六轴机器人的第六轴，使激光测距传感器检测方向绕铸管承口实际中心轴线上所选取的点旋转120°，激光测距传感器检测的数据由程序软件处理生成一个近似于圆的多边形，再由程序软件对该多边形进行处理，计算出最大圆和最小圆，由此得到铸管承口该台阶处的的圆度值，得到的圆度值精准度高；按照本发明的步骤，使得六自由度机器人携带激光测距传感器运动至其它台阶所选定的点，重复检测动作，依次判断各台阶的圆度值，工序清晰，减少人工参与计算测量，提高精度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明铸管承口示意图；
图2是本发明经软件处理后铸管承口某横截端面的最大圆与最小圆。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
如图1和图2所示，一种铸管承口轴线标定及圆度检测方法,其具体步骤如下：
S1：获取两个位置的坐标：a：六轴机器人携带三组激光测距传感器伸入铸管内部；
b：六轴机器人在铸管内部获取两个不同位置的各三组数据，经上位机处理获得该两位置的所在铸管实际中心轴线上的坐标A和坐标B；
c：通过坐标A和坐标B确定铸管实际中心轴线101；
S2：获取数据；六轴机器人复位后，六轴机器人携带三组激光测距传感器沿着实际中心轴线101运行至承口段最外侧台阶范围，并在此位置绕着实际中心轴线101旋转120°，获取激光测距传感器检测的数据；
S3：生成圆度值：激光测距传感器检测的数据由上位机处理生成一个近似于圆的多边形，通过上位机处理得到铸管承口该台阶处的的圆度值；
S4：判断各台阶圆度值：在六轴机器人携带激光测距传感器运动至其它台阶所选定的点，重复检测动作，依次判断各台阶的圆度值。
所述的步骤S1前需要将铸管放置于V型定位工装，同时需保证承口段端面与设定基准平面贴合。
所述的步骤S1三组激光测距传感器排布方式为圆周方向等分排列，即三组激光光束所在直线经过六轴机器人的第六轴圆心位置、在同一平面且互成120°角。
所述的步骤S1需要将三个激光测距传感器采集的两组三个距离数据分别由上位机处理为圆一100和圆二102并确认坐标A和坐标B。
由上位机进行处理，将经过A点和B点两点的直线作为该铸管承口的实际中心轴线101。
按照本发明的步骤，使得六自由度机器人携带激光测距传感器运动至其它台阶所选定的点，重复检测动作，工序清晰。
利用六轴机器人依次判断各台阶的圆度值，减少人工参与计算测量，提高精度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种铸管承口轴线标定及圆度检测方法,其特征在于：其具体步骤如下：
S1：获取两个位置的坐标：a：六轴机器人携带三组激光测距传感器伸入铸管内部；
b：六轴机器人在铸管内部获取两个不同位置的各三组数据，经上位机处理获得该两位置的所在铸管实际中心轴线上的坐标A和坐标B；
c：通过坐标A和坐标B确定铸管实际中心轴线(101)；
S2：获取数据；六轴机器人复位后，六轴机器人携带三组激光测距传感器沿着实际中心轴线(101)运行至承口段最外侧台阶范围，并在此位置绕着实际中心轴线(101)旋转120°，获取激光测距传感器检测的数据；
S3：生成圆度值：激光测距传感器检测的数据由上位机处理生成一个近似于圆的多边形，通过上位机处理得到铸管承口该台阶处的的圆度值；
S4：判断各台阶圆度值：在六轴机器人携带激光测距传感器运动至其它台阶所选定的点，重复检测动作，依次判断各台阶的圆度值。
2.根据权利要求1所述的一种铸管承口轴线标定及圆度检测方法,其特征在于：所述的步骤S1前需要将铸管放置于V型定位工装，同时需保证承口段端面与设定基准平面贴合。
3.根据权利要求1所述的一种铸管承口轴线标定及圆度检测方法,其特征在于：所述的步骤S1三组激光测距传感器排布方式为圆周方向等分排列，即三组激光光束所在直线经过六轴机器人的第六轴圆心位置、在同一平面且互成120°角。
4.根据权利要求1所述的一种铸管承口轴线标定及圆度检测方法,其特征在于：所述的步骤S1需要将三个激光测距传感器采集的两组三个距离数据分别由上位机处理为圆一(100)和圆二(102)并确认坐标A和坐标B。
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