基于激光传感器的辊筒锥度检测方法研究

发布时间：2020-10-24 10:06

　　 皮带机辊筒筒体的锥度与皮带跑偏自校正效率及辊筒运行可靠性紧密相关。因辊筒的安装结构问题,人工多点检测综合分析较难评估辊筒锥度。本文在以辊筒外柱面为基准的基础上,重新定义了锥度的相关指标,提出了一种基于位移传感器与光栅尺的自动检测锥度方法;并结合实际检测工装条件设计了相关检测实现方案,建立了数据误差处理模型;通过标准辊筒的检测,验证了检测方法设计的可行性。
【部分图文】：

俞晟，杨其华，刘宇朗：基于激光传感器的辊筒锥度检测方法研究筒锥度检测实现方案。1检测方法设计1.1辊筒锥度定义结合生产实际，假设无缝钢管加工时夹持工装及加工设备具有理想条件，辊筒的每一个轴向切面都是标准圆，则柱面可以作为基准，将每个切面圆圆心连线所形成的轴线称理论轴线。辊筒两侧加装轴支撑面后，两个端面轴心连线，称实际轴线。因此将辊筒理论轴线与实际轴线所产生的偏差称偏轴误差[4]。后续检测方法依据偏轴定义设计。辊筒筒体分为三段，前后a、c两段为锥柱段，中间b段为圆柱段。锥度是以理论轴线为基准的a、c两段的锥度C。如a、c两段锥度严格一致，呈中心对称。(1)1.2柱半径测量1)通过传感器数据计算出辊筒长度：；通过事先规定，计算得到l位的辊筒理论半径：2）以理论轴心为原点O(0,0)建立二维坐标系，如图1所示，测量在实际轴向支撑下进行。得到位径向圆切面上各采样点坐标，拟合出圆心,计算得到位的辊筒半径：(2)如选某切面圆上三点，则圆心的计算公式为：(3)(4)1.3柱段长测量通过判断区分出图1所示a、b、c三段长度，得到辊筒圆（锥）柱段长度：(5)1.4锥柱段对称性在测得辊筒两侧端面的理论半径后，以两端偏心量作为评估同轴度指标，表示为：左侧端：(6)右侧端：(7)通过锥度公式对二维数据进行处理，从而获得辊筒锥柱段的锥度C：左侧端：(8)右侧端：(9)图1检测装置示意图2020年第9期/总第569期209

机床两侧顶针固定辊筒、保证传感器检测的平行度。同时选用了基恩士IL-100激光位移传感器（量程为75~130mm，分辨率为2μm）、光栅尺（量程为1500mm，分辨率为5μm）进行检测，检测辊筒尺寸表见表1：将三根型号为65的辊筒进行检测，初次检测结果见表2：图26502辊筒各采样点实际半径示意图从表中数据可以看出辊筒直径不满足公差要求，从图2中可以看出辊筒各采样点切面圆半径与标准半径相差较大，需进行补差处理。下图3为直线度误差曲线。图3误差曲线利用直线度误差公式计算得出表3：通过MATLAB软件计算出误差曲线公式为：y=-0.0001x2+0.0068x+0.6274。圆度误差与旋转误差经计算，均等于0。平行度误差计算：M1(92.558,0,682.569)，M2(91.602,0,7.9833)，平行度误差。将上述辊筒进行补差后重新计算得到表4：俞晟，杨其华，刘宇朗：基于激光传感器的辊筒锥度检测方法研究表1辊筒参数表单位：mm辊筒型号长度长度公差直径直径公差锥度锥度公差同轴度同轴度公差65辊筒1200±0.565±0.301:132~1:1000±0.3表265辊筒检测表单位：mm辊筒编号圆心长度直径锥度同轴度6501(-0.0603，-0.00343）1199.89864.44851:13720.154756502(-0.04682,0.02954)1200.32764.17441:12830.106386503(0.0471,0.068745)1200.43364.53441:12560.12557表465辊筒检测（补差）表单位：mm辊筒编号圆心长度直径锥度同轴度6501(-0.0484，-0.01247）1200.38365.053411:14520.07726502(-0.04682,0.029538)1200.32764.779331:14140.106386503(0.0471,0.068746)1200.43365.147171:13930.12557表3直线度误差计算表（X0,Z0）(Xn,Zn)最大偏离值点最小偏离值点K1minK2min直线度误差(0.6485,11)(0.276,249)(0.7015,486.2)(-0.208,37.

机床两侧顶针固定辊筒、保证传感器检测的平行度。同时选用了基恩士IL-100激光位移传感器（量程为75~130mm，分辨率为2μm）、光栅尺（量程为1500mm，分辨率为5μm）进行检测，检测辊筒尺寸表见表1：将三根型号为65的辊筒进行检测，初次检测结果见表2：图26502辊筒各采样点实际半径示意图从表中数据可以看出辊筒直径不满足公差要求，从图2中可以看出辊筒各采样点切面圆半径与标准半径相差较大，需进行补差处理。下图3为直线度误差曲线。图3误差曲线利用直线度误差公式计算得出表3：通过MATLAB软件计算出误差曲线公式为：y=-0.0001x2+0.0068x+0.6274。圆度误差与旋转误差经计算，均等于0。平行度误差计算：M1(92.558,0,682.569)，M2(91.602,0,7.9833)，平行度误差。将上述辊筒进行补差后重新计算得到表4：俞晟，杨其华，刘宇朗：基于激光传感器的辊筒锥度检测方法研究表1辊筒参数表单位：mm辊筒型号长度长度公差直径直径公差锥度锥度公差同轴度同轴度公差65辊筒1200±0.565±0.301:132~1:1000±0.3表265辊筒检测表单位：mm辊筒编号圆心长度直径锥度同轴度6501(-0.0603，-0.00343）1199.89864.44851:13720.154756502(-0.04682,0.02954)1200.32764.17441:12830.106386503(0.0471,0.068745)1200.43364.53441:12560.12557表465辊筒检测（补差）表单位：mm辊筒编号圆心长度直径锥度同轴度6501(-0.0484，-0.01247）1200.38365.053411:14520.07726502(-0.04682,0.029538)1200.32764.779331:14140.106386503(0.0471,0.068746)1200.43365.147171:13930.12557表3直线度误差计算表（X0,Z0）(Xn,Zn)最大偏离值点最小偏离值点K1minK2min直线度误差(0.6485,11)(0.276,249)(0.7015,486.2)(-0.208,37.
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本文编号：2854325