CN113587858A - 一种管棒材在线检测直线度计算方法 - Google Patents

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孟智娟
马立东
杜宇康
梁苏苏
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Haian Taiyuan University Of Science And Technology Research And Development Center For High End Equipment And Rail Transit Technology
Taiyuan University of Science and Technology
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Haian Taiyuan University Of Science And Technology Research And Development Center For High End Equipment And Rail Transit Technology
Taiyuan University of Science and Technology
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C51/00—Measuring, gauging, indicating, counting, or marking devices specially adapted for use in the production or manipulation of material in accordance with subclasses B21B - B21F

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Abstract

本发明提供了一种管棒材在线检测直线度计算方法，该方法依次等距布置三套激光机，依靠激光对管棒材进行轮廓扫描后，采用三角形几何算法计算轮廓中点，采集三个中点坐标，计算其连线挠度，得到最终的直线度精度。本发明提供的管棒材直线度计算方法，可以有效避免在线检测因棒材传输过程中因震动带来的计算误差，避免棒材截面成型不规范的影响，同时简化了计算方法。

Description

一种管棒材在线检测直线度计算方法
技术领域
本发明涉及管棒材轧制技术领域，特别涉及一种管棒材在线检测直线度计算方法。
背景技术
管棒材作为轧制行业的重要产品之一，其生产质量直接反应了一个国家的经济发展水平。在面对逐渐提高的要求品质和轧制工艺日益完善的技术背景之下，国内外企业纷纷注意到精整线生产工艺的发展和革新。其中，矫直机作为精整作业线的重要设备，其矫直精度直接决定了管棒材的成品质量，虽然矫直机设备的发展日渐完善，但对矫后管棒材直线度的测量还完全依赖人工，造成劳作繁琐且误差较大。
因此为了解决现有精整作业线生产工艺流程中的问题，需要一种管棒材在线检测直线度计算方法，减少劳作工序，并可在线检测，提高检测效率及精度。
发明内容
为了解决现有精整作业线生产工艺流程中直线度测量完全依赖人工并且测量误差较大的问题，提供一种管棒材在线检测直线度计算方法。
具体地本发明的一种管棒材在线检测直线度计算方法，所述调整方法包括如下方法步骤：
在等距范围内布置三组激光器，记为A，B，C位置。每组采用三条激光线扫描管棒材圆周轮廓后将其等分成3n个节点，以任意一点为参考，每隔OAOBOC的节点选取一个节点，圆周范围内可选取三个坐标点，并形成三角形，采用此方法共可形成3n-1个三角形，读取每个三角形的顶点坐标，并计算其中点坐标，此时将形成3n-1个中点坐标，记为O1,O2,…,On-1,再以任意中点坐标为参考，每隔3n-2-1个坐标选取一点形成三角形，计算其中点坐标；循环上述过程，直至中心点个数为1，并认为该点坐标即为非标准圆截面的中点OA。B、C位置计算方法相同，最后计算弧线OAOBOC的挠度，即为管棒材该范围内的直线度。
在一个优选的实施例中，采用n=3进行计算。
已知的三个顶点坐标分别为
Figure 523281DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 521980DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 177083DEST_PATH_IMAGE003
，通过几何算法得到△A1的重心坐标OA1为：
Figure 244396DEST_PATH_IMAGE004
同理的到△A2及△A2的重心坐标△A2、OA3分别为：
Figure 934135DEST_PATH_IMAGE005
再分别以OA1、OA2、OA3为顶点形成新的三角形，计算其重心坐标OA为
Figure 832296DEST_PATH_IMAGE006
，该点即为A截面的重心坐标，计算方法同上。
同理采用上述方法计算得到B、C截面位置的重心坐标OB、OC分别为
Figure 771433DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 48962DEST_PATH_IMAGE008
。
以A-C为直线，求解点B到直线A-C的距离，即为该段直线的挠度：
Figure 389945DEST_PATH_IMAGE010
本发明一种管棒材在线检测直线度计算方法，通过在线直线度检测，解决人工劳作繁琐且误差较大的问题。
应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。
附图说明
参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中。
图1 管棒材直线度计算方法。
具体实施方式
通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
在一个具体计算中，采用n=3进行了计算。
已知的三个顶点坐标分别为
Figure 476586DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 903019DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 515397DEST_PATH_IMAGE003
，通过几何算法得到△A1的重心坐标OA1为：
Figure 583322DEST_PATH_IMAGE004
同理的到△A2及△A2的重心坐标△A2、OA3分别为：
Figure 357375DEST_PATH_IMAGE005
再分别以OA1、OA2、OA3为顶点形成新的三角形，计算其重心坐标OA为
Figure 474366DEST_PATH_IMAGE011
，该点即为A截面的重心坐标，计算方法同上。
同理采用上述方法计算得到B、C截面位置的重心坐标OB、OC分别为
Figure 890435DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 412202DEST_PATH_IMAGE013
。
以A-C为直线，求解点B到直线A-C的距离，即为该段直线的挠度：
Figure 622735DEST_PATH_IMAGE010
在一个具体的测量方法中取L=0.5m,具体坐标数据如下表所示：
Figure 227022DEST_PATH_IMAGE015
最终计算结果为0.144mm/m。
本发明一种管棒材在线检测直线度计算方法，通过在线直线度检测，解决人工劳作繁琐且误差较大的问题。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (1)

1.一种管棒材在线检测直线度计算方法，其特征在于包括如下方法步骤：
在等距范围内布置三组激光器，记为A，B，C位置；
每组采用三条激光线扫描管棒材圆周轮廓后将其等分成3n个节点，以任意一点为参考，每隔OAOBOC的节点选取一个节点，圆周范围内可选取三个坐标点，并形成三角形，采用此方法共可形成3n-1个三角形，读取每个三角形的顶点坐标，并计算其中点坐标，此时将形成3n-1个中点坐标，记为 O1,O2,…，On-1，再以任意中点坐标为参考，每隔3n-2-1个坐标选取一点形成三角形，计算其中点坐标；循环上述过程，直至中心点个数为1，并认为该点坐标即为非标准圆截面的中点OA；
B、C位置计算方法相同，最后计算弧线OAOBOC的挠度，即为管棒材该范围内的直线度。
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