CN115164717A - 一种用于圆管和夹具的中心对齐装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于圆管和夹具的中心对齐装置与方法，利用中心夹具将间隔120度的三个激光测距传感器安装在中心旋转台上，分别测出三个激光测距传感器与圆管内壁的距离，并计算出圆管内壁距离夹具中心的距离，显示在显示模块上，检测人员可以通过显示模块得出圆管和夹具中心的偏差距离，进一步调整圆管与夹具中心的位置。与现有技术相比，本发明具有方便操作人员可以清楚的判断管、环偏向哪一方向，同时本发明可以将数据传输给控制装置，方便控制装置进行自动对齐夹具和管、环的中心，提高探伤检测结果的准确性等优点。
Description
技术领域
本发明涉及大型管件检测技术领域，尤其是涉及一种用于圆管和夹具的中心对齐装置与方法。
背景技术
在对一些大型管、环金属件等进行检测时，由于工件直径较大，不方便利用转台上配置的夹具进行夹紧以对齐夹具和管或环的中心，在进行人工或机械调节时，仅靠目视或钢卷尺等工具较难准确对准圆心；圆管和转台的中心对不齐时，在进行探伤检测时，则会导致探伤探头与圆管表面的距离形成远近偏差，从而影响检测结果的准确性。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的圆管和转台的中心无法准确对齐的缺陷而提供一种用于圆管和夹具的中心对齐装置与方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于圆管和夹具的中心对齐装置，包括旋转模块、按键模块、显示模块、激光测距模块、中心支撑模块和底座对齐模块，所述旋转模块用于控制可旋转中心柱的旋转方向和旋转步进，所述激光测距模块包括等距间隔设置在中心支撑模块上的多个激光测距传感器，所述显示模块用于实时显示测试的中心转台与圆管内壁之间的距离参数。
所述激光测距传感器获取旋转模块与圆管内壁之间的距离。
进一步地，所述显示模块上显示多个激光测距传感器测出并通过控制器计算出的圆管内壁和夹具中心的距离。
所述旋转模块包括无线模块、角度测量模块和电子水平仪。
进一步地，所述无线模块无线传送实时测量的数据，所述角度测量模块根据角度步进指令控制旋转模块的角度步进参量，所述电子水平仪测量对中装置的水平性能。
所述按键模块用于在未对齐时输入需调整的间距和角度。
所述中心支撑模块用来承载可旋转中心柱，提供中心基准。
所述底座对齐模块用来装载可旋转中心柱，为可旋转中心柱提供支撑。
一种使用所述用于圆管和夹具的中心对齐装置的方法，具体包括以下步骤：
S1、将底座对齐模块与夹具中心对齐；
S2、利用激光测距传感器测出目标圆管的内壁和传感器之间的距离，并由显示模块进行显示；
S3、旋转一定角度测出整个圆管和夹具中心的位置偏移情况，根据位置偏移情况调节圆管的位置，最终使得目标圆管与夹具中心对齐。
所述步骤S2中还包括检测多个激光测距传感器测出的距离是否不一致，若不一致则调节圆管的位置，使得最大的距离值减小，再获取传感器测出的距离，并更新显示。
所述步骤S3还包括记录每个激光测距传感器在每个角度测出的距离，完成一个固定角度测量后可以选择回到原点或者定位到最大距离。
所述激光测距模块的原点距夹具中心距离加上激光测距传感器测出的距离为圆管内壁距离夹具中心距离。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过利用激光测距仪，旋转角度传感器等标定管或环的中心是否与转盘夹具中心对齐，操作人员可以清楚的判断管、环偏向哪一方向，同时本发明可以将数据传输给控制装置，方便控制装置进行自动对齐夹具和管、环的中心，避免在进行探伤检测时，探伤探头与圆管表面的距离形成远近偏差，有效提高了检测结果的准确性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的流程示意图；
图3为本发明圆管与夹具中心对齐方法的逻辑流程图；
图4为本发明实施例中圆管与夹具中心对齐方法数据记录表；
图5为本发明实施例中圆管与夹具中心对齐与不对齐的示意图，其中图5a为对齐的示意图，图5a’为不对齐的示意图。
附图标记：
a100-旋转模块；a101-按键模块；a102-显示模块；a103-激光测距模块；a104-中心支撑模块；a105-底座对齐模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示，一种用于圆管和夹具的中心对齐装置，包括旋转模块a100、按键模块a101、显示模块a102、激光测距模块a103、中心支撑模块a104和底座对齐模块a105，旋转模块a100用于控制可旋转中心柱的旋转方向和旋转步进，激光测距模块a103包括等距间隔设置在中心支撑模块a104上的多个激光测距传感器，显示模块a102用于实时显示测试的中心转台与圆管内壁之间的距离参数。
底座对齐模块a105固定在转台的卡盘上，并对准转台中心。
激光测距传感器获取旋转模块a100与圆管内壁之间的距离。
本实施例中，激光测距模块a103具体为可旋转中心柱上间隔120度设置的三个激光测距传感器。
显示模块a102上显示多个激光测距传感器测出并通过控制器计算出的圆管内壁和夹具中心的距离。
旋转模块a100包括无线模块、角度测量模块和电子水平仪。
无线模块无线传送实时测量的数据，角度测量模块根据角度步进指令控制旋转模块a100的角度步进参量，电子水平仪测量对中装置的水平性能。
按键模块a101用于在未对齐时输入需调整的间距和角度。
中心支撑模块a104用来承载可旋转中心柱，提供中心基准。
底座对齐模块a105用来装载可旋转中心柱，为可旋转中心柱提供支撑。
一种使用用于圆管和夹具的中心对齐装置的方法，具体包括以下步骤：
S1、将底座对齐模块a105与夹具中心对齐；
S2、利用激光测距传感器测出目标圆管的内壁和传感器之间的距离，并由显示模块a102进行显示；
S3、旋转一定角度测出整个圆管和夹具中心的位置偏移情况，根据位置偏移情况调节圆管的位置，最终使得目标圆管与夹具中心对齐。
步骤S2中还包括检测多个激光测距传感器测出的距离是否不一致，若不一致则调节圆管的位置，使得最大的距离值减小，再获取传感器测出的距离，并更新显示。
步骤S3还包括记录每个激光测距传感器在每个角度测出的距离，完成一个固定角度测量后可以选择回到原点或者定位到最大距离。
激光测距模块a103的原点距夹具中心距离加上激光测距传感器测出的距离为圆管内壁距离夹具中心距离。
具体实施时，如图2所示为本实施例中圆管与夹具中心对齐方法示意图，具体实施过程为：
通过a1，利用激光测距传感器测出圆管内壁和传感器之间的距离；
通过a2，将通过a1测得的距离显示在中心转台上的显示器上,当圆管和夹具中心对齐时，三个激光传感器测出的距离应该一致，当不一致时，会存在一个以上的更大的值，此时调节圆管的位置，使得最大的距离值减小；减小距离后，继续利用三个激光传感器测距，并更新显示；
通过a6角度测量模块测量旋转的角度参量，记录每个激光测距传感器在每个角度测出的距离，完成一个固定角度测量后可以通过输入模块a4选择回到原点或者定位到最大距离；
通过a3控制器控制旋转模块a8转动一定角度测出整个圆管和夹具中心的位置偏移情况；
通过a5以无线方式将三个激光测距传感器获取的数据发送；
通过a7实时监控对中装置的水平状况。
如图3所示为本实施例中圆管与夹具中心对齐方法的逻辑流程图，其中：
在步骤s101中，可以进行模式选择；
在步骤s102中，是直接测量模式；
在步骤s103中，用三个激光测距传感器测量与圆管内壁的距离，并显示在显示模块上；
在步骤s104中，将测量结果以无线方式实时传输给控制器；如果三个测量结果相同，说明已对中没有偏差，则测量结束；
在步骤s105中，是旋转测量模式；
在s106中，设置一圈分割成n份；
在s107中，旋转设定的角度步进参量，进行循环测距，并将结果实时无线传送给控制器；
在步骤s108中，记录角度序号和距离；
在步骤s109中，计算最远距离，标记对应角度序号；
在步骤s110中，根据测量和计算的距离结果，判断是否回到原点；如果测量得到的n个数据都相等，说明已对中，无需调整，测量结束；如果n个数据不相等，则进入下一步进行位置调整；
在步骤s111中，定位到测得的n个数据中的最大距离位置后，结束。
如图4所示为本实施例中圆管与夹具中心对齐方法数据记录表，在旋转测量模式中，将一圈设置成n份，然后将三个传感器在不同分度位置测得的数据记录在图4所示的表格中。
如图5所示为本实施例中圆管与夹具中心对齐与不对其的示意图。其中如果三个传感器测得的距离数据相同，说明圆管位置已对中，如图5a所示；如果三个传感器测得的距离数据不相同，说明圆管位置有偏离，需要根据位置偏移量进行调整，直至对中，如图5a’所示。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，所取名称可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例说明。凡依据本发明构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方法，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于圆管和夹具的中心对齐装置，其特征在于，包括旋转模块(a100)、按键模块(a101)、显示模块(a102)、激光测距模块(a103)、中心支撑模块(a104)和底座对齐模块(a105)，所述旋转模块(a100)用于控制可旋转中心柱的旋转方向和旋转步进，所述激光测距模块(a103)包括等距间隔设置在中心支撑模块(a104)上的多个激光测距传感器，所述显示模块(a102)用于实时显示测试的中心转台与圆管内壁之间的距离参数。
2.根据权利要求1所述的一种用于圆管和夹具的中心对齐装置，其特征在于，所述激光测距传感器获取旋转模块(a100)与圆管内壁之间的距离。
3.根据权利要求2所述的一种用于圆管和夹具的中心对齐装置，其特征在于，所述显示模块(a102)上显示多个激光测距传感器测出并通过控制器计算出的圆管内壁和夹具中心的距离。
4.根据权利要求1所述的一种用于圆管和夹具的中心对齐装置，其特征在于，所述旋转模块(a100)包括无线模块、角度测量模块和电子水平仪。
5.根据权利要求4所述的一种用于圆管和夹具的中心对齐装置，其特征在于，所述无线模块无线传送实时测量的数据，所述角度测量模块根据角度步进指令控制旋转模块(a100)的角度步进参量，所述电子水平仪测量对中装置的水平性能。
6.根据权利要求1所述的一种用于圆管和夹具的中心对齐装置，其特征在于，所述按键模块(a101)用于在未对齐时输入需调整的间距和角度。
7.一种使用权利要求1～6任一所述的用于圆管和夹具的中心对齐装置的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、将底座对齐模块(a105)与夹具中心对齐；
S2、利用激光测距传感器测出目标圆管的内壁和传感器之间的距离，并由显示模块(a102)进行显示；
S3、旋转一定角度测出整个圆管和夹具中心的位置偏移情况，根据位置偏移情况调节圆管的位置，最终使得目标圆管与夹具中心对齐。
8.根据权利要求7所述的一种方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括检测多个激光测距传感器测出的距离是否不一致，若不一致则调节圆管的位置，使得最大的距离值减小，再获取传感器测出的距离，并更新显示。
9.根据权利要求7所述的一种方法，其特征在于，所述步骤S3还包括记录每个激光测距传感器在每个角度测出的距离，完成一个固定角度测量后可以选择回到原点或者定位到最大距离。
10.根据权利要求7所述的一种方法，其特征在于，所述激光测距模块(a103)的原点距夹具中心距离加上激光测距传感器测出的距离为圆管内壁距离夹具中心距离。
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