[发明专利]管尺寸偏差自动测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种管尺寸偏差自动测量系统的测量方法，其特征在于，

所述管尺寸偏差自动测量系统包括：

至少两个支撑底座，用于支撑待检测管；

法兰，固定在所述待检测管的两端，且所述待检测管的每个管端的端面与该管端设置的法兰的外端面对齐；

直径测量工装，测量时布置在两个支撑底座的中间位置，用于测量所述待检测管的直径；

法兰端面夹组，每组包括至少3个法兰端面夹，所述法兰端面夹组用于夹设在法兰上；所述法兰端面夹包括一夹持部和延伸部，所述夹持部夹设在所述法兰上，所述延伸部与所述夹持部垂直设置且向远离夹持部的方向延伸预定长度，在延伸部的延伸端设置所述位置识别装置；法兰孔测量件，与所述法兰的法兰孔适配；所述法兰孔测量件包括可塞入法兰孔的卡簧结构和位于法兰孔之外且与所述卡簧结构连接的连接杆，所述连接杆远离所述卡簧结构的那一段设置所述位置识别装置；

所述支撑底座、直径测量工装、法兰端面夹组和法兰孔测量件上均设置有位置识别装置，用于提供可标记该工装的特征点；

双相机定位系统，用于通过采集所述支撑底座、直径测量工装、法兰端面夹组和法兰孔测量件中的位置识别装置的图像，确定出所述支撑底座、直径测量工装、法兰端面夹组和法兰孔测量件的特征点在相机所在坐标系中的坐标；

工控机，与所述双相机定位系统通信连接，用于通过所述双相机定位系统所在的坐标系、直径测量工装的测量结果和所述支撑底座的结构参数计算出所述待检测管的尺寸参数，并将所述尺寸参数与标准阈值比对，得到所述待检测管的尺寸参数偏差量；

所述测量方法包括以下步骤：

获取所述待检测管两管端每个法兰的外端面方程；

根据所述待检测管的外径和所述支撑底座支撑所述待检测管的位置确定出待检测管的中心轴线；

根据两个外端面方程和中心轴线的交点确定出所述待检测管的管长；

通过所述直径测量工装上的位置识别装置计算所述待检测管的管径；

根据两个外端面方程计算每个所述外端面的法向量，根据法向量和所述中心轴线的夹角确定出所述法兰外端面的不垂直度；

根据所述法兰孔测量件上的位置识别装置确定出每个法兰孔的中心位置；

将上述计算得到的数值与对应的标准阈值进行比较，得出尺寸参数的偏差量。

2.根据权利要求1所述的管尺寸偏差自动测量系统的测量方法，其特征在于，还包括：

夹具测量工装，用于夹设所述待检测管并将所述待检测管固定至预定位置，所述夹具测量工装上安装有可用于识别其位置的位置识别装置。

3.根据权利要求2所述的管尺寸偏差自动测量系统的测量方法，其特征在于，所述待检测管的尺寸参数包括管长、管径、成形角角度、法兰外端面不垂直度、法兰螺孔错位、管宽、管高中的一种或多种。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的管尺寸偏差自动测量系统的测量方法，其特征在于，

所述支撑底座设置有自顶面向下凹陷的凹陷部，用于承接所述待检测管；

所述凹陷部的深度小于所述支撑底座的高度；

所述位置识别装置设置在所述凹陷部两侧的顶面上。

5.根据权利要求4所述的管尺寸偏差自动测量系统的测量方法，其特征在于，所述支撑底座的底部设有磁吸开关。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的管尺寸偏差自动测量系统的测量方法，其特征在于，所述直径测量工装包括两个L形件，两个所述L形件的竖向部分高度不同，每个L形件竖向部分上设置所述位置识别装置。

7.根据权利要求2所述的管尺寸偏差自动测量系统的测量方法，其特征在于，所述夹具测量工装包括直角L形件和夹板，所述夹板转动连接于所述直角L形件的其中一个侧板上，在所述待检测管被夹持在所述所述夹具测量工装中时，直角L形件中的两个侧板和所述夹板与所述待检测管的接触均为线接触。

8.如权利要求7所述的管尺寸偏差自动测量系统的测量方法，其特征在于，包括：

在所述待检测管为平面弯管时，

将所述待检测管根据弯曲个数分解为多个直管段，获取每个直管段的中心轴线；根据外端面方程和最外侧管端中心轴线的交点、中间管段中相邻中心轴线的交点确定出所述待检测管的管长以及成形角角度；

在所述待检测管为立体弯管时，

通过所述夹具测量工装获取立体管部分的中心轴线，根据外端面方程和最外侧管端中心轴线的交点、中间管段中相邻中心轴线的交点确定出两个端面之间所有交点依次连接构成的折线路径；所述折线路径在坐标系X、Y、Z方向的投影长度分别为所述待检测管的管长、管宽和管高。