油管接箍内螺纹计算机辅助测量系统

实 验 目 的2检 测 传 感 器3机 械 传 动 系 统3数 据 采 集 系统和噪声对测量系统精度的影响!
实 验 方 法2将 油 管 接 箍 放 在 测 量 系 统 的 装 卡 位 置 上并卡好#然后进行连续重复测量 456次!
实 验 结 论 2由 实 验 数 据 可 以 看 出 #一 次 装 卡 测 量 值
控制面板模块提供了自动与手动操作的基本界 面 !结 果 显 示 模 块 是 系 统 的 主 界 面 #它 可 以 实 时 地 跟 踪 显 示 每 一 个 零 件 的 检 测 结 果#包 括 齿 形 的 扫 描 曲 线 图 形和主要测量结果参数!
/ 测量装置试验结果
根 据 用 户 的 要 求 #在 现 场 进 行 以 下 试 验 #以 检 验 整 个系统工作可靠性及测量精度! /01 一次装卡实验
第 ’期增刊
油管接箍内螺纹计算机辅助测量系统
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!"#体 积 小 $结 构 精 巧 $重 量 轻 $多 用 途 % !&#在 线 测 量 $记 录 油 管 接 箍 内 螺 纹 的 各 项 参 数 % !’#数 据 处 理 快 速 $准 确 $精 度 高 % !(#传 感 器 精 度 指 标 满 足 实 际 测 量 要 求 %
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*引 言
油管接箍#如图 !所示’是油田设备中重要的零配
箍 内 螺 纹 的 专 用 设 备*其 主 要 用 于 在 线 或 离 线 #实 验 室 ’测 试 各 种 符 合 ,)$#美 国 石 油 学 会 ,xstGvHI )swtDysEx $IqwGwEws’标 准 的 油 管 接 箍 内 螺 纹*具 体 技 术要求如下表)
5 盛骤#谢式千#潘承毅A概率论与数理统计A北京2高等教育 出 版 社 #4;6;A5=4D 56=A
油管接箍内螺纹计算机辅助测量系统
作者： 作者单位：
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
周强， 张慧慧， 宗光华 周强,宗光华(机器人研究所,北京航空航天大学,北京,100083)， 张慧慧(机电学院,北京工业 大学,北京,100022)
第 "&卷第 &期增刊
仪器仪表学报
"$$"年 3月
油管接箍内螺纹计算机辅助测量系统
周 强! 张慧慧" 宗光华!
!#机器人研究所 北京航空航天大学 北京 !$$$%&’ "#机电学院 北京工业大学 北京 !$$$""’
摘要 详细介绍了油管接箍内螺纹计算机辅助测量系统的机械(软硬件结构与原理)给出了数据处理方法与实验结果)通过现 场 实 验 证 明 整 个 系 统 工 作 正 常 *测 量 结 果 满 足 精 度 要 求 *是 一 种 在 线 测 量 油 管 接 箍 内 螺 纹 参 数 的 有 效 方 法 ) 关键词 油管接箍 内螺纹 +,- 螺距
测试对象主要是 "-.%/0 规格油管接箍内螺纹
表 * 油管接箍内螺纹技术规格
xx
规格型号
外径
内径
长度
记 录 仪 检 测 *人 工 进 行 数 据 处 理 (填 表 存 档 ) 以 上 两 种 方 法 都 存 在 工 人 劳 动 强 度 大*测 量 结 果 受 人 为 因 素 影 响大等缺点)针对以上存在的问题研制出一套油管接 箍 内 螺 纹 计 算 机 辅 助 测 量 系 统*该 系 统 是 测 量 油 管 接
整个系统全部采用 456电源供电*以保证意外停 电时系统不会发生故障+
7 测量装置软件结构
测 量 系 统 软 件 建 立 在 89:;<=>?@操 作 系 统 平 台
;<
仪器仪表学报
上!整个程序共分为 "个模块#用 $个 %&&’((数 据 库 记 录 检 测 结 果 和 标 准 参 数 等 重 要 数 据#整 个 测 量 系 统的程序结构框图如图 $所示!
) 测量系统工作基本原理
油管接箍内螺纹计算机辅助测量系统的原理是以 内 螺 纹 的 某 一 轴 截 面 齿 型 为 主 要 研 究 对 象*获 取 这 一 截 面 齿 型 的 数 据 +采 用 接 触 式 测 量 策 略 *计 算 机 控 制 步 进电机带动测针沿油管接箍轴向运动并记录这一运动 轨迹 ,*同时测针带动位移传感器在内螺纹齿面滑动* 通 过 对 位 移 传 感 器 的 采 样 来 记 录 这 一 位 移 变 化 量 -+ 测 量 完 一 定 长 度 内 的 螺 纹 齿 型 后 测 针 缩 回*步 进 电 机 带动测针回位+由数据 ,$-不难合成内螺纹某一截面 齿 型 *然 后 对 数 据 进 行 数 据 处 理 计 算 出 基 本 参 数 $导 出 参 数 *最 后 进 行 误 差 补 偿 并 把 测 量 数 据 存 入 数 据 库 *至 此一个测量周期结束+
./0123456 789:8;<4=<459<>?0@95>A
BCDEFGHIJ! BCHIJKEGCEG" BDIJLEHIJCEH!
M#NOPOQRSTUVTQRQWQX*YXRZRV[\VR]X^TRQ_O‘aX^OVbWQRSTbVcaTQ^OVbWQRST*YXRZRV[ Mdddef*ghRVb’ i#jShOOkO‘lXShbVRSbkbVcaWQOmbQROV*YXRZRV[nOk_QXShVRS\VR]X^TRQ_*YXRZRV[ Mdddii*ghRVb’
仪器仪表学报 CHINESE JOURNAL OF SCIENTIFIC INSTRUMENT 2002，23(z1) 2次
平均值 标准差
极差
5$0964 406:; :0::5 :0::4 :0:49 :0::9
49< :0::5 :0:45
:0$:" :0::5 :0::;
40<44 :0::< :0:94
6:0=$4 :0::4 :0::$
/0> 与检规测量结果对比实验 实 验 目 的2将 测 量 结 果 与 检 测 量 规 测 量 结 果 相 比
@结 论
通 过 现 场 实 验 与 数 据 比 较 分 析 可 以 证 明2油 管 接 箍 内 螺 纹 计 算 机 辅 助 测 量 系 统 机 械3硬 件 与 软 件 各 部 分 设 计 合 理3工 作 正 常#满 足 在 线 测 量 的 要 求-测 量 精 度达到用户指标!
参考文献
4 石 油 工 业 部 物 资 供 应 管 理 局 组 织 翻 译A%BC专 用 管 材 手 册 A北 京 2石 油 工 业 出 版 社 #4;6:A44D ==A
较 #以 确 定 测 量 系 统 的 精 度 3稳 定 性 ! 实 验 方 法2在 油 管 接 箍 的 特 定 位 置 分 别 用 检 测 量
规 和 计 算 机 辅 助 测 量 系 统 进 行 测 量 #比 较 检 测 结 果 ! 实 验 结 论2螺 距 和 齿 高 的 离 散 性 基 本 能 达 到 检 测
油 管 接 箍 测 量 系 统 采 用 机 械 接 触 式 测 量 结 构 !如 图 ’所示#*测头的基本原理相当于一个微型轮廓仪+
测 头 进 行 测 量 时*首 先 使 测 针 伸 出 并 紧 靠 在 油 管 接 箍 的 内 壁 上 %接 着 *扫 描 头 部 分 由 步 进 电 机 通 过 滚 珠 丝 杠 推 动 *沿 油 管 接 箍 的 轴 向 运 动 + 这 样 *当 扫 描 头 运
第 59卷
的 标 准 差 很 小 #证 明 了 测 试 系 统 的 重 复 精 度 很 高 #可 以 忽 略 传 感 器 3机 械 传 动 系 统 3数 据 采 集 系 统 和 噪 声 对 计 算机辅助测量系统精度的影响!
表 7 一次装卡主要实验数据
88
项目
螺距
实际 齿高
接箍 长度
齿根 截距
锥度 .孔直径
动 的 同 时*内 螺 纹 轴 向 截 面齿型的轮廊推动测针做
径 向 移 动*带 动 感 应 板*再 由 电 感 式 传 感 器 !"号 传 感 器 #测 出 径 向 的 位 移 量*经 过数据采集卡进行 123转 换送入到工控计算机中+随 着扫描头部分轴向的进给
运 动*连 续 的 采 集 径 向 的
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"-.%/0
1&2"
-32&1-
5主要测量项目及精度指标
表 6 主要测量项目及精度指标
测量项目
螺距
齿高
顶圆直径
!&&24
xx
总长
精度指标 7$2$!.GIvC 7$2$!
7 $2$"
7 $28
图 ! 油管接箍简图
9测量速度 油管接箍是在由 ):+和数控系统控制下的 );+ < !$$-+= 多 工 位 车 丝 机 上 进 行 加 工 的)在 线 测 量 系 统 不 能 影 响 正 常 加 工 周 期 )所 以 *测 量 装 置 每 测 一 个 油 管接箍最大不能超过 !8秒) 该系统设备主要有以下几个特点>