[发明专利]一种特殊钢管端部圆度自动检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种特殊钢管端部圆度自动检测装置，其特征在于：所述自动检测装置包括检测装置立柱、定位挡块、钢管旋转驱动轮、第一悬挂轮、悬挂板、第二悬挂轮、钢丝绳、平衡重块、检测装置上下移动驱动机构、钢管角位移检测机构和钢管端部圆度检测机构，其中，悬挂板固定在检测装置立柱的顶部，钢丝绳绕挂于悬挂板两端的第一悬挂轮和第二悬挂轮上，一端连接平衡重块且另一端连接检测装置上下移动驱动机构，钢管端部圆度检测机构和钢管角位移检测机构连接于检测装置上下移动驱动机构上，并且通过钢丝绳和平衡重块进行重力平衡，检测装置上下移动驱动机构固定在检测装置立柱的顶部且驱动钢管端部圆度检测机构和钢管角位移检测机构上下移动，定位挡块和钢管旋转驱动轮设置于钢管端部圆度检测机构和钢管角位移检测机构下方的检测装置立柱上。

2.根据权利要求1所述的特殊钢管端部圆度自动检测装置，其特征在于：所述的检测装置上下移动驱动机构包括：伺服电机、第一同步带轮、第一同步带、第二同步带轮、滚珠丝杆副、直线导轨副和支撑板，其中，伺服电机固定安装在检测装置立柱的顶部，并且通过第一同步带轮、第一同步带和第二同步带轮驱动滚珠丝杆副旋转，支撑板悬挂连接于所述钢丝绳的一端，并且同时与滚珠丝杆副和直线导轨副连接，从而受伺服电机驱动沿直线导轨副上下移动。

3.根据权利要求2所述的特殊钢管端部圆度自动检测装置，其特征在于：所述的钢管角位移检测机构包括：第一位移传感器、V形定位支撑块、第一压力弹簧、编码器、编码器连接轴、摩擦滚轮和支撑滚轮，其中，V形定位支撑块用两根螺栓活动悬挂安装在所述支撑板上且随支撑板作上下移动，第一位移传感器固定安装在支撑板上，并且位于V形定位支撑块上方以检测V形定位支撑块的位移，编码器连接轴连同安装在其左右两端的编码器和摩擦滚轮活动安装在V形定位支撑块中且能够上下移动，第一压力弹簧压抵于编码器连接轴的上部使之始终处在V形定位支撑块的下端，支撑滚轮转动安装在V形定位支撑块的下部。

4.根据权利要求3所述的特殊钢管端部圆度自动检测装置，其特征在于：所述的钢管端部圆度检测机构包括：圆度检测机构框架、步进电机、第三同步带轮、第二同步带、第四同步带轮、滑动轴套、花键套、左右旋滚珠丝杆、右测量臂、左测量臂、滑动轴、位移传感器安装架、第二位移传感器和第二压力弹簧，其中，圆度检测机构框架固定安装在所述支撑板上且能够随支撑板作上下移动，步进电机固定安装在圆度检测机构框架上，并且通过第三同步带轮、第二同步带、第四同步带轮和花键套驱动滑动地穿置于滑动轴套中的左右旋滚珠丝杆旋转，进而带动连接在左右旋滚珠丝杆上的右测量臂和左测量臂同时向内或向外移动，滑动轴滑动地穿置于右测量臂下部的孔中，位移传感器安装架固定安装在右测量臂的右外侧，第二压力弹簧夹置于位移传感器安装架与滑动轴之间，并且推抵滑动轴向内，第二位移传感器固定安装在位移传感器安装架上且检测滑动轴的位移。

5.一种采用权利要求4所述的特殊钢管端部圆度自动检测装置的检测方法，其特征在于：所述检测方法包括以下步骤：

第一步，被测钢管置于钢管旋转驱动轮上且轴向抵靠于定位挡块上定位，伺服电机通过第一同步带轮、第一同步带和第二同步带轮驱动滚珠丝杆副旋转，进而驱动支撑板向下移动；

第二步，支撑板向下移动的同时V形定位支撑块向下移动，摩擦滚轮首先与被测钢管接触，并在第一压力弹簧的作用下紧压在被测钢管顶部的圆弧面上，V形定位支撑块随支撑板继续下移，直至支撑滚轮接触到被测钢管上被撑住不再下移，支撑板继续向下移动，直至第一位移传感器触及并检测到V形定位支撑块上端面时停止移动，此时钢管角位移检测机构到达检测位置；

第三步，当钢管角位移检测机构到达检测位置时，被测钢管被夹持在钢管端部圆度检测机构的右测量臂与左测量臂的中间，在第二压力弹簧的作用下滑动轴压抵在被测钢管上，此时钢管端部圆度检测机构到达检测位置；

第四步，钢管旋转驱动轮驱动被测钢管转动，检测开始，钢管角位移检测机构中的摩擦滚轮随被测钢管转动，编码器通过编码器连接轴随之转动，从而检测出被测钢管转过的角度；与此同时，钢管端部圆度检测机构中的滑动轴随被测钢管的转动而左右移动，第二位移传感器测得滑动轴左右移动的最大值和最小值，该两值之差即为被测钢管的最大直径和最小直径的差值，该差值的一半即为被测钢管的被检测截面的圆度误差，至此完成了钢管端部的圆度检测；结合钢管角位移检测机构的角位移检测结果，能够得出被测钢管直径变化与角位移变化之间的关系。