專利名稱：一種射孔彈聚能罩壁厚自動(dòng)檢測(cè)方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種射孔彈聚能罩壁厚自動(dòng)檢測(cè)方法與裝置，屬于油氣田用射 孔彈開采的生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及射孔彈聚能罩金屬粉末自動(dòng)稱量、自動(dòng)旋 壓設(shè)備和壁厚自動(dòng)測(cè)量技術(shù)。
背景技術(shù)：
公知的油氣田用射孔彈開采生產(chǎn)的過程中，其聚能罩壁厚的均勻性， 直接影響開采能力、質(zhì)量和生產(chǎn)成本。所以在制造過程中，對(duì)壁厚均勻性 要進(jìn)行嚴(yán)格控制的。目前，射孔彈制造企業(yè)大都是采用百分表測(cè)量方法進(jìn) 行聚能罩壁厚手工測(cè)量，這種傳統(tǒng)的測(cè)量方法，進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，誤差在幾 十微米范圍內(nèi)，在正常工作時(shí)候，兩個(gè)熟練工人才能滿足一臺(tái)壓制設(shè)備的 正常測(cè)量工作，存在測(cè)量精度低、測(cè)量效率低和安全性差等問題，從射孔 彈制造質(zhì)量、壓制效率和安全方面考慮，必須實(shí)現(xiàn)自動(dòng)稱量與傳送，以滿 足射孔彈聚能罩的高精度、高效率、安全和無人化自動(dòng)化制造要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)難題是解決石油、化工和國(guó)防等射孔彈制造與裝 備中的加工與成形技術(shù)難題，并提供一種高效、可靠、高質(zhì)量的射孔彈聚 能罩壁自動(dòng)檢測(cè)方法與裝置，針對(duì)射孔彈聚能罩自動(dòng)旋壓設(shè)備涉及的后道 工序，射孔彈聚能罩壁厚自動(dòng)測(cè)量問題，研制自動(dòng)化壁厚測(cè)量裝置，并集 成金屬粉末稱量、旋壓和檢測(cè)為一體的全自動(dòng)設(shè)備，本發(fā)明專利為一種射
孔彈聚能罩壁厚自動(dòng)測(cè)量裝置，采用PLC控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)聚能罩轉(zhuǎn)動(dòng)， 激光測(cè)長(zhǎng)傳感器檢測(cè)壁厚，采集到的測(cè)量信號(hào)由PLC進(jìn)行處理計(jì)算，滿足 聚能罩制造的高精度、高效率和安全性生產(chǎn)要求。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案一種射孔彈聚能罩壁厚自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征 是，在外部PLC控制的射孔彈聚能罩壁厚自動(dòng)裝置上進(jìn)行聚能罩壁厚測(cè)量， 首先將聚能罩7裝入到測(cè)杯8內(nèi)，并保證聚能罩軸線與測(cè)杯軸線同軸、與 工作臺(tái)面垂直；啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)2，由步進(jìn)電機(jī)2帶動(dòng)主軸10及測(cè)杯8旋轉(zhuǎn)， 聚能罩7以每分鐘20-60轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)；置于聚能罩兩側(cè)的CCD左激光測(cè) 長(zhǎng)傳感器6和右激光測(cè)長(zhǎng)傳感器6'，同時(shí)向聚能罩的同一點(diǎn)發(fā)射信號(hào)，并 同時(shí)接收返回信號(hào)，左激光測(cè)長(zhǎng)傳感器6向聚能罩外壁發(fā)射信號(hào)，右激光測(cè)長(zhǎng)傳感器6'向聚能罩內(nèi)壁發(fā)射信號(hào)；設(shè)兩激光測(cè)長(zhǎng)傳感器光源發(fā)射點(diǎn)之
間的距離D為定值，右激光測(cè)長(zhǎng)傳感器6'光源到聚能罩7內(nèi)壁的距離為S， 左激光測(cè)長(zhǎng)傳感器6源到聚能罩7外壁的距離為L(zhǎng)，則壁厚為 依據(jù)聚能罩大小，聚能罩7轉(zhuǎn)動(dòng)一周采樣點(diǎn)設(shè)定為40-60個(gè)；啟動(dòng)左右兩 激光測(cè)長(zhǎng)傳感器，進(jìn)行壁厚測(cè)量，當(dāng)聚能罩7旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，由于壁厚誤差， 引起采集的壁厚信息變化，從而測(cè)出壁厚誤差；經(jīng)PLC計(jì)算處理，得到聚 能罩上40-60個(gè)壁厚誤差值，將聚能罩7旋轉(zhuǎn)一周中最大壁厚誤差值與系 統(tǒng)設(shè)定的壁厚誤差值進(jìn)行比較，如果該差值在設(shè)定值范圍內(nèi)，則為合格聚 能罩，如果該差值在設(shè)定值范圍外為不合格聚能罩。
對(duì)應(yīng)射孔彈聚能罩壁厚自動(dòng)檢測(cè)方法，采用的自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征是， 由機(jī)架l、歩進(jìn)電機(jī)2、軸承座3、兩個(gè)深溝球軸承4、傳感器支架5、左激 光測(cè)長(zhǎng)傳感器6和右激光測(cè)長(zhǎng)傳感器6'、測(cè)杯8、軸承端蓋9、主軸10、 圓螺母11、電機(jī)座12、電機(jī)緊定螺釘13、測(cè)杯緊固螺釘14、軸承座緊定 螺釘15、傳感器緊定螺釘16、支架緊定螺釘17組成；兩端分別各裝有一 個(gè)深溝球軸承4的主軸10安裝在軸承座3中，用軸承端蓋9壓緊深溝球軸 承4外圈，并用圓螺母11將軸承端蓋9固定在主軸10上，安裝在主軸IO 上的圓螺母11鎖緊深溝球軸承4內(nèi)圈，測(cè)杯緊固螺釘14將測(cè)杯8與主軸 IO固接，步進(jìn)電機(jī)2由電機(jī)緊定螺釘13同電機(jī)座12與軸承座3固接，用 軸承座緊定螺釘15將軸承座3連接在機(jī)架1的工作臺(tái)面上；左右兩個(gè)激光 測(cè)長(zhǎng)傳感器6、 6'由傳感器緊定螺釘16固定在傳感器支架5上，傳感器支 架5用支架緊定螺釘17固定在機(jī)架1的工作臺(tái)面上。
本發(fā)明效益是1)自動(dòng)化程度高，不需要專人操作；設(shè)備的所有動(dòng)作 與運(yùn)算過程都是自動(dòng)完成，不需要人為的干預(yù)，節(jié)約了勞動(dòng)力。2)設(shè)備測(cè) 量精度高；過去手工測(cè)量精度最高達(dá)到30微米，現(xiàn)在的測(cè)量精度根據(jù)激光 傳感器的分辨率可達(dá)到2微米，而且激光傳感器有較高的采樣頻率，可以 采集很多點(diǎn)，提高測(cè)量精度。3)測(cè)量效率高；過去的老式測(cè)量方法需要工 人利用百分表一個(gè)一個(gè)點(diǎn)的進(jìn)行測(cè)量，效率低，采用自動(dòng)化生產(chǎn)以后效率 提高為原來的3-5倍。4)采用激光傳感其器的非接觸式檢測(cè)方法，有利于 保護(hù)聚能罩質(zhì)量。


圖1是聚能罩壁厚檢測(cè)裝置原理圖的主視圖，圖2是聚能罩壁厚檢測(cè)
裝置原理圖的俯視圖。其中l(wèi)-機(jī)架、2-歩進(jìn)電機(jī)、3-軸承座、4-深溝球 軸承、5-傳感器支架、6-左激光測(cè)長(zhǎng)傳感器、6'-右激光測(cè)長(zhǎng)傳感器、7-聚 能罩、8-測(cè)杯、9-軸承端蓋、10-主軸、11-圓螺母、12-電機(jī)座，13-電機(jī) 緊定螺釘、14-測(cè)杯緊固螺釘、15-軸承座緊定螺釘、16-傳感器緊定螺釘、 17-支架緊定螺釘。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式在外部PLC控 制的射孔彈聚能罩自動(dòng)檢測(cè)裝置上進(jìn)行壁厚度測(cè)量；首先將聚能罩7裝入 到測(cè)杯8內(nèi)，并保證聚能罩軸線與測(cè)杯軸線同軸、與工作臺(tái)面垂直；啟動(dòng) 步進(jìn)電機(jī)2，由步進(jìn)電機(jī)2帶動(dòng)主軸10及測(cè)杯8旋轉(zhuǎn)，聚能罩7以每分鐘 40轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)；置于聚能罩兩側(cè)的CCD左激光測(cè)長(zhǎng)傳感器6和右激光測(cè) 長(zhǎng)傳感器6'，同時(shí)向聚能罩的同一點(diǎn)發(fā)射信號(hào)，并同時(shí)接收返回信號(hào)，左 激光測(cè)長(zhǎng)傳感器6向聚能罩外壁發(fā)射信號(hào)，右激光測(cè)長(zhǎng)傳感器6'向聚能罩 內(nèi)壁發(fā)射信號(hào)；設(shè)兩激光測(cè)長(zhǎng)傳感器光源發(fā)射點(diǎn)之間的距離D為定值，右 激光測(cè)長(zhǎng)傳感器6'光源到聚能罩7內(nèi)壁的距離為S，左激光測(cè)長(zhǎng)傳感器6] 源到聚能罩7外壁的距離為L(zhǎng)，則壁厚為A = "-Z-S;依據(jù)聚能罩大小， 聚能罩7轉(zhuǎn)動(dòng)一周采樣點(diǎn)設(shè)定為60個(gè)；啟動(dòng)兩激光測(cè)長(zhǎng)傳感器6，進(jìn)行壁 厚測(cè)量，當(dāng)聚能罩7旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，由于壁厚誤差，引起采集的壁厚信息變 化，從而測(cè)出壁厚誤差；經(jīng)PLC計(jì)算處理，得到聚能罩上60個(gè)壁厚誤差值， 將聚能罩7 —周中最大壁厚差值與系統(tǒng)設(shè)定的壁厚差值進(jìn)行比較，如果該 差值在設(shè)定的差值范圍內(nèi)，則為合格聚能罩，依次排放到專用包裝箱中； 如果該差值在設(shè)定的差值范圍外為不合格聚能罩，檢測(cè)出不合格產(chǎn)品后會(huì) 發(fā)出報(bào)警信號(hào)，等待處理。
具體實(shí)施例，左右兩個(gè)激光傳感器光源之間的距離為D=75毫米，兩束 在同一條直線的激光與被測(cè)聚能罩壁垂直，在聚能罩內(nèi)側(cè)的激光測(cè)得距離 為S=40. 122毫米，外側(cè)激光測(cè)得距離為L(zhǎng)=32.000毫米，壁厚為 A = Z)-Z-S =75-32-40. 122=2. 878毫米，聚能罩7在步進(jìn)電機(jī)2的驅(qū)動(dòng)下緩 慢旋轉(zhuǎn)；左右兩個(gè)激光傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)，在PLC中與壁厚值進(jìn)行計(jì)算，求 得其中最大的壁厚差值，例如，壁厚誤差值為0. 004mm，將這個(gè)最大壁厚差 值與系統(tǒng)設(shè)定的壁厚差值0.005mm進(jìn)行比較，判定聚能罩是合格的；如果，壁厚誤差值為0.006mm，將這個(gè)最大壁厚差值與系統(tǒng)設(shè)定的壁厚差值 0.005mm進(jìn)行比較，判定聚能罩是不合格的。
本發(fā)明一種射孔彈聚能罩壁厚自動(dòng)檢測(cè)方法與裝置，具有檢測(cè)精度高、 效率高、可靠性高和自動(dòng)化安全生產(chǎn)的特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1、一種射孔彈聚能罩壁厚自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征是，在外部PLC控制的射孔彈聚能罩自動(dòng)檢測(cè)裝置上進(jìn)行壁厚測(cè)量；測(cè)量時(shí)，首先將被測(cè)聚能罩[7]裝入到測(cè)杯[8]內(nèi)，并保證聚能罩軸線與測(cè)杯軸線同軸、并與工作臺(tái)面垂直；然后，啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)[2]，由步進(jìn)電機(jī)[2]帶動(dòng)主軸[10]及測(cè)杯[8]旋轉(zhuǎn)，聚能罩[7]以每分鐘20-60轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)；置于聚能罩兩側(cè)的左激光測(cè)長(zhǎng)傳感器[6]和右激光測(cè)長(zhǎng)傳感器[6′]，同時(shí)向聚能罩的同一點(diǎn)發(fā)射信號(hào)，左激光測(cè)長(zhǎng)傳感器[6]向聚能罩外壁發(fā)射信號(hào)，右激光測(cè)長(zhǎng)傳感器[6′]向聚能罩內(nèi)壁發(fā)射信號(hào)，并同時(shí)接收返回信號(hào)；設(shè)左右兩個(gè)激光測(cè)長(zhǎng)傳感器光源發(fā)射點(diǎn)之間的距離D為定值，右激光測(cè)長(zhǎng)傳感器[6′]光源到聚能罩[7]內(nèi)壁的距離為S，左激光測(cè)長(zhǎng)傳感器[6]光源到聚能罩[7]外壁的距離為L(zhǎng)，則壁厚為h＝D-L-S；依據(jù)聚能罩大小，聚能罩[7]轉(zhuǎn)動(dòng)一周采樣點(diǎn)設(shè)定為40-60個(gè)，啟動(dòng)左右兩個(gè)激光測(cè)長(zhǎng)傳感器[6]、[6′]，進(jìn)行壁厚測(cè)量，當(dāng)聚能罩[7]旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，由于壁厚的不同，引起采集的壁厚信息變化，從而測(cè)出壁厚誤差；經(jīng)PLC計(jì)算處理，得到聚能罩上40-60個(gè)壁厚誤差值，把聚能罩[7]旋轉(zhuǎn)一周中最大壁厚誤差值與設(shè)定的誤差值進(jìn)行比較，如果該差值在設(shè)定值范圍內(nèi)，則為合格聚能罩，如果該差值在設(shè)定的差值范圍外為不合格聚能罩。
2、 如權(quán)利要求l所示的一種射孔彈聚能罩壁厚自動(dòng)檢測(cè)方法，其采用的裝 置特征是，檢測(cè)裝置由機(jī)架[l]、左激光測(cè)長(zhǎng)傳感器[6]、右激光測(cè)長(zhǎng)傳感 器[6']、測(cè)杯[8]、步進(jìn)電機(jī)[2]、軸承座[3]、兩個(gè)深溝球軸承[4]、傳感 器支架[5]、軸承端蓋[9]、主軸[IO]、圓螺母[ll]、電機(jī)座[12]、電機(jī)緊 定螺釘[13]、測(cè)杯緊固螺釘[14]、軸承座緊定螺釘[15]、傳感器緊定螺釘 [16]、支架緊定螺釘[17]組成；兩端分別各裝有一個(gè)深溝球軸承[4]的主軸 [10]安裝在軸承座[3]中，用軸承端蓋[9]壓緊深溝球軸承[4]外圈，并用圓 螺母[11]將軸承端蓋[9]固定在主軸[10]上，安裝在主軸[10]上的圓螺母 [11]鎖緊深溝球軸承[4]內(nèi)圈，測(cè)杯緊固螺釘[14]將測(cè)杯[8]與主軸[10]固 接，步進(jìn)電機(jī)[2]由電機(jī)緊定螺釘[13]同電機(jī)座[12]與軸承座[3]固接，用 軸承座緊定螺釘[15]將軸承座[3]連接在機(jī)架[1]的工作臺(tái)面上；左右兩個(gè) 激光測(cè)長(zhǎng)傳感器[6]、 [6']由傳感器緊定螺釘[16]固定在傳感器支架[5] 上，傳感器支架[5]用支架緊定螺釘[17]固定在機(jī)架[1]的工作臺(tái)面上。
全文摘要
本發(fā)明一種射孔彈聚能罩壁厚自動(dòng)檢測(cè)方法與裝置，屬于油氣田開采用射孔彈制造領(lǐng)域，特別涉及射孔彈聚能罩自動(dòng)稱量、自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)旋壓設(shè)備。一種射孔彈聚能罩壁厚自動(dòng)檢測(cè)方法，在外部PLC控制的射孔彈聚能罩自動(dòng)檢測(cè)裝置上進(jìn)行壁厚測(cè)量。測(cè)量時(shí)，首先將被測(cè)聚能罩裝入到測(cè)杯內(nèi)，并保證聚能罩軸線與測(cè)杯軸線同軸、并與工作臺(tái)面垂直。檢測(cè)裝置由機(jī)架、左、右激光測(cè)長(zhǎng)傳感器、測(cè)杯、步進(jìn)電機(jī)、軸承座、兩個(gè)深溝球軸承、傳感器支架、軸承端蓋、主軸的等組成。本發(fā)明采用PLC控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)聚能罩轉(zhuǎn)動(dòng)，激光測(cè)長(zhǎng)傳感器檢測(cè)壁厚，采集到的測(cè)量信號(hào)由PLC進(jìn)行處理計(jì)算，檢測(cè)效率高、精度高，安全可靠。
文檔編號(hào)G01B11/06GK101539401SQ20091001130
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者徐文驥, 王續(xù)躍, 王連吉 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)