CN111272119A - 一种弯管测量装置和测量方法 - Google Patents

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Abstract

一种弯管测量装置和测量方法，所述测量装置包括测量平台和相互垂直设置测量平台上的横向基准板、纵向基准板，另有抵于弯管内侧的辅助块。将待测量的弯管放置于测量平台上，其中两块辅助块抵于弯管的直、弯曲分界线，另两块辅助块抵于弯管的两直管段并测出这两块辅助块与两直管段末端的距离，同时建立直角坐标系并测出四块辅助块中心的坐标值，通过上述数据即可计算得出如弯管两直管段的长度、两个管点长度、弯曲段的弯曲角度、理论止弯点为与标记止弯点为的距离等弯管数据。该弯管测量装置的结构极为简单，但通过其测量方法的使用即可以方便、快捷并准确地得到所需的弯管数据，其造价低廉且准确性高，能够有效地进行普及。

Description

一种弯管测量装置和测量方法
技术领域
本发明涉及测量装置，特别是涉及一种用于弯管回弹和延伸修正的弯管测量装置，以及使用该测量装置进行测量的方法。
背景技术
造船管子加工的传统制造模式是先弯后焊，生产效率低。高效的生产模式是先焊后弯，即在直管上焊接端部附件，再弯曲加工最终成型，弯管过程中会产生回弹和延伸，这就必须解决弯管程序和下料长度的修正补偿。由于管子弯曲过程中的变形受多种因素影响，不可能简单地通过数学模型计算获得，而只能通过现场试弯而获取各种规格、材质、弯曲角度的补偿量，进而形成修正参数数据库，但这需要大量且复杂的测量计算工作。
目前的弯管测量主要通过手工进行，其使用简易角度尺，并常以游标角度尺等工具进行配合测量，但无论是测量精度和效率都较为低下，且管子的管点长、轴线长等数据也无法直接测知。现在也有一些先进的测量装置和方法，如三维激光扫描/摄影技术，其可以全自动地完成管子的三维扫描建模，一般适用于航空、汽车等领域，但这些测量装置极为昂贵，且很多时候必须针对需求而特别定制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、操作简便且精度高的弯管测量装置，以及使用该测量装置进行测量的方法，以方便快捷地准确测量和得出弯管参数。
本发明所述的弯管测量装置，包括用于放置待测量管子的测量平台，测量平台上设置有相互垂直的横向基准板和纵向基准板；另有四块放置于测量平台上并与管子外侧面相抵的辅助块。
本发明所述的弯管测量方法，包括以下步骤：
A、将待测量的弯管放置于测量平台上，且弯管的弯曲段朝向横向基准板和纵向基准板的相交处，弯管的其中一段直管段与横向基准板或纵向基准板相贴；
B、将四块辅助块放置于测量平台上，且四块辅助块两两地分别与弯管的两个直管段相抵，且中间的两块辅助块上背向所在直管段端部的一侧与弯管弯曲段及直管段分界点相对齐；
C、以横向基准板和纵向基准板的相交处为圆心O，横向基准板和纵向基准板所在方向为X轴、Y轴，建立直角坐标系；
D、测量四块辅助块中心的坐标值；
E、测量直管段末端及与之相邻的辅助块朝向直管段末端一侧之间的距离S1、S2；
F、通过上述数据计算所需的弯管数据，包括弯管两直管段的长度、两个管点长度——两直管段轴线交点分别到两直管段末端的距离、弯曲段的弯曲角度、理论止弯点与标记止弯点之间的距离等。
本发明所述的弯管测量装置和测量方法，将待测量的弯管放置于测量平台上，弯管的中部弯曲而两端为直管段，其在加工过程中于直、弯过渡处标记有分界点；然后放入辅助块与弯管的各位置段相抵，从而可以简单、快捷地测量得到各辅助块的坐标值和两块辅助块与两直管段末端的距离，然后通过这些数据即可计算出弯管的数据；鉴于计算方法较为简单，可以通过人工计算即可得出，而为了提高计算的准确性和计算速度，也可以通过在软件上建立计算公式，或者利用特定的软件程序，将测量后的数值输入软件程序，即可得出所需的数据。该弯管测量装置的结构极为简单，但通过其测量方法的使用即可以方便、快捷并准确地得到所需的弯管数据，其造价低廉且准确性高，能够有效地进行普及。
附图说明
图1是弯管测量装置的结构示意图。
图2是辅助块的结构示意图。
图3是弯管测量装置的使用状态示意图。
图4是弯管测量方法的测量示意图。
图5是不同长度弯管状态下的辅助块放置位置示意图。
图6是弯管测量方法的位置标记和计算方法示意图。
具体实施方式
如图1-3所示，一种弯管测量装置，包括用于放置待测量管子的测量平台1，测量平台上设置有相互垂直的横向基准板2和纵向基准板3；另有四块放置于测量平台上并与管子外侧面相抵的辅助块4。
所述的弯管测量装置，横向基准板2、纵向基准板3和辅助块4的高度一致，另外，辅助块4是横截面为正方形的方体，且辅助块的顶面中心标有辅助标记5。该种结构的弯管测量装置使用更加方便，测量也更加快捷、准确。
一种弯管测量方法，包括以下步骤：
A、将待测量的弯管放置于测量平台上，且弯管的弯曲段朝向横向基准板和纵向基准板的相交处，弯管的其中一段直管段与横向基准板或纵向基准板 相贴；
B、将四块辅助块放置于测量平台上，且四块辅助块两两地分别与弯管的两个直管段相抵，且中间的两块辅助块上背向所在直管段端部的一侧与弯管弯曲段及直管段分界点相对齐；
C、以横向基准板和纵向基准板的相交处为圆心O，横向基准板和纵向基准板所在方向为X轴、Y轴，建立直角坐标系；
D、测量四块辅助块中心的坐标值；
E、测量直管段末端及与之相邻的辅助块朝向直管段末端一侧之间的距离 S1、S2；
F、通过上述数据计算所需的弯管数据，包括弯管两直管段的长度、两个管点长度——两直管段轴线交点分别到两直管段末端的距离、弯曲段的弯曲角度、理论止弯点与标记止弯点之间的距离等。
所述的弯管测量方法，而在步骤B中，将四块辅助块放置于测量平台上时，辅助块放置于弯管背向横向基准板和纵向基准板一侧，且中间两块辅助块的朝向弯曲部位的一侧与弯管弯曲段、直管段相交处的直径所在平面相重合。通过这些方法的设置，可以更方便地测量相关数据。
如图3、4所示，以横向基准板和纵向基准板的相交处为圆心O，横向基准板作为X轴、纵向基准板作为Y轴，建立直角坐标系；然后将弯管放置于测量平台上，辅助块41、42抵于左边的直管段11的右侧，辅助块43、44抵于右边的直管段13的上侧，并使辅助块42、43相邻的一侧边分别与弯管的直、弯段分界线P、Q相对齐；接着测量四块辅助块的坐标值（X1，Y1）、（X2，Y2）、（X3，Y3）、（X4，Y4），以及辅助块41、44与两直管段末端的距离S1、S2；然后就可以计算出所需的弯管数据，如两直管段的长度Z1、Z2，两个管点长度L1、L2，弯曲段的弯曲角度α等等。
如图6所示，设辅助块的边长为F，管子直径为D，并设坐标：管子其中一直管段的端点为C1、起弯点为C2，另一直管段的理论止弯点为C4、标记止弯点为B、端点为C5，两直管段的轴线交点为C3；那么弯曲角度为：
α= atan((Y1-Y2)/(X2-X1))
辅助块41、42的中心线与对应直管段的轴线之间的交点坐标值为：
A1（AX1= X1-SIN(α)(F/2+D/2)，AY1=Y1-COS(α)(F/2+D/2)）
A2（AX2=X2-SIN(α)(F/2+D/2) ，AY2=Y2-COS(α)(F/2+D/2)）
C1、C2、C3的坐标值为：
C1（XC1=AX1-COS(α)(F/2+S1)，YC1=YX+SIN(α)(F/2+S1)）
C2（XC2=AX2+COS(α)F/2，YC2=AY2-SIN(α)F/2）
C3（XC3=AX2+(AY2-YC3)/TAN(α)，YC3=Y3-(F/2+D/2)）
两个管点长度L1、L2为：
L1=((XC1-XC3)^2+(YC1-YC3)^2)^0.5
L2=X4-XC3+F/2+S2
理论止弯点为C4与标记止弯点为B的距离为
AB =((XC2-XC3)^2+(YC2-YC3)^2)^0.5-(X3-XC3-F/2)
所述的弯管测量方法，在步骤B中，若弯管直管段的末端位于测量平台范围内，将对应位置的辅助块的侧边与直管段的末端对齐，如图5的辅助块41；若弯管直管段的末端超出测量平台的范围，将对应位置的辅助块放置于尽量邻近测量平台的边缘处，如图5的辅助块44。这可以减小辅助块44与直段端部之间的距离，获得更长的测量基线，可提高测量精度。

Claims (10)

1.一种弯管测量装置，其特征在于：包括用于放置待测量管子的测量平台（1），测量平台上设置有相互垂直的横向基准板（2）和纵向基准板（3）；另有四块放置于测量平台上并与管子外侧面相抵的辅助块（4）。
2.根据权利要求1所述的弯管测量装置，其特征在于：横向基准板（2）、纵向基准板（3）和辅助块（4）的高度一致。
3.根据权利要求1或2所述的弯管测量装置，其特征在于：辅助块（4）是横截面为正方形的方体，且辅助块的顶面中心标有辅助标记（5）。
4.一种弯管测量方法，其特征在于包括以下步骤：
A、将待测量的弯管放置于测量平台上，且弯管的弯曲段朝向横向基准板和纵向基准板的相交处，弯管的其中一段直管段与横向基准板或纵向基准板 相贴；
B、将四块辅助块放置于测量平台上，且四块辅助块两两地分别与弯管的两个直管段相抵，且中间的两块辅助块上背向所在直管段端部的一侧与弯管弯曲段及直管段分界点相对齐；
C、以横向基准板和纵向基准板的相交处为圆心O，横向基准板和纵向基准板所在方向为X轴、Y轴，建立直角坐标系；
D、测量四块辅助块中心的坐标值；
E、测量直管段末端及与之相邻的辅助块朝向直管段末端一侧之间的距离 S1、S2；
F、通过上述数据计算所需的弯管数据，包括弯管两直管段的长度、两个管点长度——两直管段轴线交点分别到两直管段末端的距离、弯曲段的弯曲角度、理论止弯点与标记止弯点之间的距离等。
5.根据权利要求4所述的弯管测量方法，其特征在于：在步骤A中，使弯管弯曲段的外侧朝向横向基准板和纵向基准板的相交处。
6.根据权利要求5所述的弯管测量方法，其特征在于：使其中一段直管段与横向基准板和纵向基准板的内侧相抵。
7.根据权利要求4所述的弯管测量方法，其特征在于：在步骤B中，将四块辅助块放置于测量平台上时，辅助块放置于弯管背向横向基准板和纵向基准板一侧。
8.根据权利要求7所述的弯管测量方法，其特征在于：中间两块辅助块的侧边与弯管弯曲段、直管段相交处的直径所在平面相重合。
9.根据权利要求4所述的弯管测量方法，其特征在于：在步骤B中，若弯管直管段的末端位于测量平台范围内，将对应位置辅助块朝向直管段末端的一侧与直管段的末端对齐；若弯管直管段的末端超出测量平台的范围，将对应位置的辅助块放置于与测量平台边缘相邻处。
10.根据权利要求4所述的弯管测量方法，其特征在于：计算的弯管数据包括弯管两直管段的长度、两个管点长度——两直管段轴线交点分别到两直管段末端的距离、弯曲段的弯曲角度、理论止弯点与标记止弯点的距离。
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