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管棒材外直径测量分析系统

系统概述

       管棒外直径测量分析系统是使用光栅千分尺技术进行测量的,测量传感器将测得的直径送到工控机,由工控机相应的算法及软件进行计算,获得管棒的直径分布和圆度等信息,并根据产品合格判据对不合格产品进行报警或分拣。该系统是光栅千分尺技术在金属、非金属管棒外径测量领域的成功应用。 

       

技术指标

(1) 测量目标:外径及其椭圆度;
(2) 测量范围:普通φ1.2~300mm,高精φ6~20mm;
(3) 外径测量精度:普通0.01mm,高精0.001mm;
(4) 测量点抽样:根据要求,沿轴向进行测量(外径及其椭圆度);
(5) 圆度评价:采用四种国际评价方法进行评价;
(6) 检测方式:在线式或离线式自动检测;
(7) 上下料方式:自动或半自动、人工。

测量原理

      系统选择激光光栅法来进行直径的测量,测量原理分为激光扫描法和平行光法两种。激光扫描法的原理是向旋转的多棱镜照射半导体激光,激光通过棱镜折射之后再穿过一组透镜组形成平行扫描的激光,通过让多棱镜的高速平稳旋转,让激光快速扫描被测物体,另一端的接收部分计算被测物遮挡激光的时间来得到目标的外径。

      平行光法的原理是将LED光变为均匀的平行光后进行照射,另外一端采用高速曝光的CMOS来检测光线的明暗边缘,通过识别被目标物遮挡的阴影部分来得到被测物遮挡激光的宽度,从而得出目标的外径值。



 

                                 

 

测量及数据分析

      选择两种设备进行测量,通过测量针规尺寸和螺旋测微仪测得的尺寸进行对比,得出此型号扫描式光栅千分尺的测量精度并计算出此设备的最高检测速率。


                                                                                   

                                          扫描式光栅千分尺测试                                 平行光幕式光栅千分尺测试

       根据实验数据,可以在时域进内进行分析。用X轴表示时间,Y轴表示误差值,选取部分实验数据进行分析,画出以下二维面积图。

   

                                      


圆度评价方法

 

                                                                  

                                            最小二乘法                                                                 最小外接圆法

                                                                  

                                          最大内切圆法                                                                 最小区域法

 

应用领域

       金属、非金属中细管外直径在线式、离线式自动测量分析。