[发明专利]超大直径结构件圆柱度的自动检测装置

说明书

本发明公开了一种超大直径结构件圆柱度的自动检测装置，包括：导向支撑柱，设置在结构件的内腔中心处；升降平台，与导向支撑柱滑动连接；周向传动组件，包括设置在升降平台上的旋转电机，旋转电机连接有齿轮，齿轮与套接在导向支撑柱外侧的齿圈相结合；旋转平台，与齿圈固定相连，具有向导向支撑柱外侧延伸的承托面；测量元件，设置在旋转平台的承托面上，用于测量结构件的圆度和圆柱度。本发明能够自动完成大尺寸结构件的圆柱度检测并实现数字化及图形信息化的输出，对于超标部位尺寸进行标识，方便用户进行相应的后续工艺处理，保证测量精度，提高测量效率。

技术领域

本发明涉及设备制造技术领域，尤其是涉及一种超大直径结构件圆柱度的自动检测装置。

背景技术

盾构机等超大尺寸（直径大于6米）圆柱形的结构件毛坯焊接完成后需要修形，在进入加工之前进行粗校，可以使圆柱体的圆柱度保持在合理区间内，从而提高材料的利用率，降低生产成本。普通圆柱形结构件使用吊线锤、人工卷尺、测距仪等工具进行测量，但对于上述大尺寸结构件却不适合，原因在于：

1）大直径截面圆圆度的测量

根据生产工艺需求，在保证结构件的圆度或圆柱度在一定的要求范围内，对于超差的部位方位及超差值给出数值，方便后续工艺的处理，常规的中小直径工件采用的是用百分表打表的方式来测量某截面一周的径向变化量，找到最大最小值即可确定圆度值是否满足要求。盾构机的结构件直径最小为6米，最大16米，传统的测量方法无法实现圆度圆柱度的测量功能，而手工简易的吊锤加卷尺的测量方法效率低精度差。

2）高度方向的尺寸范围大

高度方向的测量主要是基于圆度的测量完成结构件沿高度方向的圆柱度的测量，正常情况下如果高度方向尺寸较小（两米以内）时，运动机构实现起来比较容易，也易于保证较小的外形尺寸和较轻便的整体结构，但是盾构机的结构件高度尺寸变化范围为0.2-6米或0.2-10米，做到6-10米高度的立柱或者导向机构必须非常结实才能保证强度刚度，这样势必会加大设备的整体重量，不利于仪器设备的移动和使用。

3）超远距离长度或位移传感器精度的保证

由于结构件的直径和高度尺寸都达到了10米以上，所以长度或位移的传感器选择是一个重要方面，能达到10米以上测量范围并且满足测量精度的传感器较少，考虑到在内部安装放置测量仪的方法，测量半径即可，那么按16米的最大直径估算也需要至少8米的传感器测量范围。

4）定位基准的问题及测量误差影响因素

测量定位基准的问题也是一个极其重要的问题。正如手工卷尺测量需要用到吊锤作为测量基准点一样，用测量仪器也需要一个基准定位测量起始点，如果该起始点和结构件中心不重合的话，该起始点可以和传感器的测量范围综合来考虑，但是该基准偏差值以及误差均会纳入到最终的测量误差里，从而影响到结构件圆度圆柱度的测量精度。决定最终测量精度的误差影响因素，位移传感器的测量精度、定位或测量基准只是两项重要的影响因素，影响较大的还包括高度方向导向立柱的直线度、以及与底面的垂直度、圆周方向与高度方向运动机构的跳动量、结构本身的刚度变形量、测量方法及数据处理技术等因素，需要衡量相关影响因素对于最终结果的影响程度并且尽可能的克服或者降低各影响因素的误差值，得出满足精度要求的测量仪器。

5）测量仪器结构的设计及影响

常规的位移传感器测量的是一维长度，为了完成圆度及圆柱度的测量，需要至少具备圆周方向扫描及高度方向移动两个维度的运动，所以测量仪器需要设计至少两个维度的运动机构及驱动装置，同时需要考虑结构合理性，尤其是高度方向的导向结构的刚度是一个重要内容，同时控制系统的电缆走线、测控软件的交互性等也是需要重点考虑的内容。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种具有精确定位基准、且能够快速、精准测量的超大直径结构件圆柱度的自动检测装置，具体可采取如下技术方案：

本发明所述的超大直径结构件圆柱度的自动检测装置，包括

导向支撑柱，设置在结构件的内腔中心处；