長筒類工件的檢測需求

在以航空航天醇帅、石油化工、核能發(fā)電等高端制造為代表的工業(yè)領域，長筒類工件有比較廣泛的應用混驰，且通常對于該類工件的制造標準較高，需在嚴格的公差范圍內(nèi)保障高質(zhì)高效的產(chǎn)品輸出皂贩。對于這些長筒類工件的測量捣柿，有些可以使用常規(guī)量具實現(xiàn)；還有一些管徑較大的拘挡，測量人員可以通過進入到筒子內(nèi)部進行測量疚都。但是蝶桑，對于剛性一般、或者管徑在300mm-600mm左右的哥笤、不方便人員進入的筒狀工件窄切，使用人工加常規(guī)量具的方式就不易實現(xiàn)檢測目的、保障檢測質(zhì)量协悼。

對于上述長筒類工件的典型檢測需求有：

1.工件的內(nèi)徑尺寸炫胡；

2.中心軸線的直線度；

3.在20米的測量范圍保障0.3mm誤差精度残昔。

API解決方案

針對上述長筒類工件尺寸大狗城、要求精度高、不易實現(xiàn)人工精確測量的特點眯穴，API為此類應用開發(fā)了一套大尺寸笆抱、自動精密測量解決方案，利用Radian激光跟蹤儀與爬行機器人的完美配合砾脑，實現(xiàn)長筒狀工件的自動化精密測量幼驶。

圖為：Radian系列激光跟蹤儀

1.關于Radian激光跟蹤儀

Radian激光跟蹤儀，是大尺寸精密測量的絕佳解決方案韧衣，擁有微米級別的測量精度以及超過160米（半徑80米）的測量范圍盅藻。

測量時，Radian激光跟蹤儀射出的激光會跟蹤操作者手中內(nèi)置棱鏡的靶球（SMR）畅铭，操作者只需用靶球碰觸需要測量的部位氏淑，Radian即會迅速采集該位置的3D數(shù)據(jù)，并記錄在軟件中硕噩。通過若干采集到的3D點假残，即可根據(jù)需要構建相應的線、面炉擅、體辉懒，并分析它們之間的幾何量關系，從而達到檢測目的谍失。

圖為：爬行機器人結構示意

2.關于爬行機器人

本案中眶俩，爬行機器人的作用，是代替靶球（SMR）操作人員铝比，配合Radian激光跟蹤儀實現(xiàn)對筒狀工件內(nèi)壁數(shù)據(jù)的自動采集荠补。

爬行機器人主要由爬行器、回轉檢測模塊穷筒、控制終端組成宁线，其移動速度可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)，能在直筒內(nèi)的任意位置定位；可自適應不同管徑的直筒十吐，同時機器人的中心軸線能夠與直筒的中心軸線保持一致殃描。

檢測模塊固定在爬行器的前端，可圍繞軸線方向360°連續(xù)旋轉曼舟，同時具有伸縮功能扒哩，能夠保持跟蹤儀靶球（SMR）與筒內(nèi)壁始終接觸，并有1-5牛接觸力可調(diào)范圍嗤积，回轉速度和角度也可根據(jù)需要調(diào)整虱怖。控制終端用于控制爬行器和回轉檢測模塊夯秃，能夠?qū)崿F(xiàn)自動和手動兩種工作模式座咆，并按照檢測工藝的要求執(zhí)行相應的動作，同時實時采集機器人的運行狀態(tài)信息仓洼。

圖為：長筒形工件測量采數(shù)示意

實際測量與數(shù)據(jù)分析

實際測量中介陶，將跟蹤儀靶球（SMR）固定在爬行器前端的檢測模塊上，面向跟蹤儀并鎖定激光束色建；爬行機器人隨即以設置的增量在筒內(nèi)自動執(zhí)行爬行哺呜、停留、檢測模塊旋轉配合數(shù)據(jù)采集等一系列程序箕戳；Radian激光跟蹤儀隨即在設置的位置進行3D點的數(shù)據(jù)采集并記錄在軟件中某残。

在測量軟件中，將每組測量的截面圓投影到對應的截面上陵吸，進行多點擬合計算玻墅，得到實際截面圓，從而得到每個截面圓的直徑壮虫、圓度澳厢。將多個截面圓的圓心擬合直線，得到各個截面圓心位置的偏差囚似，從而得到直筒的直線度姊康。

截面圓投影的處理方式，巧妙的規(guī)避了直接使用位移傳感器對執(zhí)行機構的高精度要求抽雇。（如果使用十字型測頭組件，需要自動推進機構非常準確的在筒內(nèi)行進擂益，運行軌跡必須嚴格平行長筒軸線剖冒。如果稍有偏移，十字型測頭組件將會隨之發(fā)生扭轉翻妆，這樣直接導致內(nèi)徑尺寸和圓度的測量失真卓邓，造成較大的測量誤差。同時，檢測工件的直線度偏差也會造成執(zhí)行機構的扭轉铁蒋，影響內(nèi)徑尺寸和圓度的精度祭啸。實踐證明，此類的推進機構設計制造成本極高魏刘，同時工作的可靠性較低俐逛。）

測量軟件中可以預先做好檢測模板，將所有的理論數(shù)據(jù)和處理步驟按照實際檢測要求設置好绊含。實際測量時桑嘶，只需按照提示采點即可完成整個測量任務。采點結束的同時躬充，完成報告更新逃顶。整個測量過程無須人員干預，實現(xiàn)自動測量和報告更新充甚。

圖為：長筒形工件測量數(shù)據(jù)分析示意

解決方案特征&亮點

?專用的管道檢測機器人配合API激光跟蹤儀使用以政，同時依靠專用測量軟件中的自動數(shù)據(jù)處理方式，實現(xiàn)完全自動化檢測伴找；

? 爬行機器人具有自動化運行盈蛮、智能化調(diào)整的特點，是配合激光跟蹤儀進行管道自動化檢測的專業(yè)設備疆瑰；

? API激光跟蹤儀同時具備超高的測量精度（微米級）及大尺度測量范圍（測量半徑80米）眉反，是長筒類零部件檢測的絕佳設備；

?專業(yè)三維測量軟件穆役，能夠處理空間尺寸和形位公差寸五，完美配合API激光跟蹤儀的使用，在大型機加和工業(yè)自動化領域有著廣泛的應用聘楞；

?一次測量涉爆，可以同時得到內(nèi)徑尺寸、圓度和直線度數(shù)據(jù)虑涣，效率極高层阎。

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