鋼管橢圓度測量儀的圓心求解原理

橢圓度作為鋼管端部的重要幾何尺寸，在保證管道施工進度和質(zhì)量方面有著重要意義。本研究利用二乘法原理設(shè)計該旋轉(zhuǎn)極坐標鋼管橢圓度自動測量設(shè)備，可以保證橢圓度和周長自動測量精度。實際上，橢圓度誤差反映了實際圓與理想圓的徑向偏離程度，圓導軌的平面度則反映了實際圓與理想圓的軸向偏離程度。用鋼管圓度測量儀測量鋼管圓度時，實際被測表平面的位置用極坐標 （Ri，θi）表示，其中Ri是半徑偏差的觀測值，θi是測點的位置相角，該測點的坐標如圖1所示。圖1 測點坐標示意圖直角坐標 （xi，yi）為令小圓心的坐標為 （u1，u2），則相對于此圓心各測點的坐標 （xi′， yi′） 和半徑 Ri′分別為：二乘圓心的坐標 （u1，u2）應這樣確定，它使半徑誤差 ei=（Ri′－R）2和E2為小， 其中 E2的計算方法見式（6）這是個非線性二乘問題，求解比較困難。實際上，根據(jù)橢圓度誤差精度測量的特點，在測量之前必須調(diào)整零件的回轉(zhuǎn)軸線，使u1、u2之值很小，滿足所謂的 “小偏差假設(shè)”；并且，零件的橢圓度誤差和其半徑相比是微量，稱為小誤差情況，在這兩種情況下半徑誤差ei可表示為于是，得到二乘法的線性模型半徑偏差Ri相當于高度偏差，平均半徑R相當于截距，因此，由公式（8）可得二乘圓心和半徑分別為小外接圓法只適用于外圓，以包容被測圓輪廓且半徑為外接圓圓心為圓心，所作包容被測圓輪廓的兩同心圓半徑差即為圓度誤差。連接采控板A和B，完成測量臂的旋轉(zhuǎn)和激光傳感器觸發(fā)數(shù)據(jù)采集等控制功能。

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鋼管橢圓度測量儀的設(shè)計創(chuàng)新點

（1）使用激光傳感器非接觸的測量方式，測量距離滿足現(xiàn)場使用需要，在（150±50）mm內(nèi)，測量精度及穩(wěn)定性高。

（2）激光傳感器采集點能達到720個/圈，根據(jù)實際需要可調(diào)整采集點數(shù)量。橢圓度測量精度達到±0.1 mm，周長測量精度達到±1 mm。

（3）開發(fā)橢圓度測量軟件與MES的數(shù)據(jù)接口，鋼管到位后橢圓度測量設(shè)備自動獲得被測鋼管管號等相關(guān)信息，測量后的數(shù)據(jù)與鋼管管號綁定，實現(xiàn)無人操作的智能化生產(chǎn)。

（4）測量后生成測量結(jié)果通過兩種方式保存：①以數(shù)據(jù)形式顯示在軟件中并自動保存至數(shù)據(jù)庫；②以圖形形式顯示在軟件中并且自動上傳至服務器。

（5）測量系統(tǒng)會在鋼管超標位置自動噴印標識，明顯的標示方便后續(xù)崗位檢查，處理超標鋼管。

（6）測量系統(tǒng)換道通過標準模塊，換道過程簡單、便捷。

北京賽誠工控科技有限責任公司成立于2003年，是專業(yè)從事制管行業(yè)自動化控制產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)。

   公司重點致力于制管行業(yè)非標準成套設(shè)備的研發(fā)。目前公司主要產(chǎn)品有激光自動跟蹤系統(tǒng)、超聲波探傷系統(tǒng)、鋼管橢圓度等外觀檢測系統(tǒng)、焊縫自動修磨系統(tǒng)等。公司的產(chǎn)品已經(jīng)在多家企業(yè)中得到應用，產(chǎn)品現(xiàn)場適用性好，使用穩(wěn)定可靠。

發(fā)動機曲軸缸套橢圓度測試儀

世界上60多個國家的眾多工程師都在使用拐檔表DI-5系列。

我們的客戶是柴油機生產(chǎn)商，他們用此儀器來檢測自己柴油發(fā)動機，以滿足服務項目，服務性公司和海運公司的需求。

曲軸測量

通過按DI-5C面板上的按鈕來選擇、改變和接受顯示器上的數(shù)值例如溫度，發(fā)動機編號，氣缸數(shù)，測量方位等等。

只要按OK按鈕就能保存數(shù)據(jù)。

測量完一個氣缸，將傳感器移到下一個氣缸并存貯數(shù)據(jù)。儀器的廣泛測量范圍使得傳感器在氣缸間的移動不需要進行物理調(diào)節(jié)。

橢圓度歷史

關(guān)于圓錐截線的某些歷史：圓錐截線的發(fā)現(xiàn)和研究起始于古希臘。 Euclid, Archimedes, Apollonius, Pappus 等幾何學大師都熱衷于圓錐截線的研究，而且都有專著論述其幾何性質(zhì)，其中以 Apollonius 所著的八冊《圓錐截線論》集其大成，可以說是古希臘幾何學一個登峰造極的精擘之作。當時對于這種既簡樸的曲線的研究，乃是純粹從幾何學的觀點，研討和圓密切相關(guān)的這種曲線；它們的幾何乃是圓的幾何的自然推廣，在當年這是一種純理念的探索，并不寄望也無從預期它們會真的在大自然的基本結(jié)構(gòu)中扮演著重要的角色。此事一直到十六、十七世紀之交，Kepler 行星運行三定律的發(fā)現(xiàn)才知道行星繞太陽運行的軌道，乃是一種以太陽為其一焦點的橢圓。Kepler 三定律乃是近代科學開天劈地的重大突破，它不但開創(chuàng)了天文學的新紀元，而且也是牛頓萬有引力定律的根源所在。由此可見，圓錐截線不單單是幾何學家所愛好的精簡事物，它們也是大自然的基本規(guī)律中所自然選用的精要之一。精密旋轉(zhuǎn)支撐導輪,旋轉(zhuǎn)直線度和跳動精度高,保證測量的更高準確性。