專利名稱：一種射孔彈聚能罩壁厚自動檢測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檢測方法與裝置，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稱量、自動旋 壓設(shè)備和壁厚自動測量技術(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，對壁厚均勻性 要進行嚴格控制的。目前，射孔彈制造企業(yè)大都是采用百分表測量方法進 行聚能罩壁厚手工測量，這種傳統(tǒng)的測量方法，進行多點測量，誤差在幾 十微米范圍內(nèi)，在正常工作時候，兩個熟練工人才能滿足一臺壓制設(shè)備的 正常測量工作，存在測量精度低、測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，必須實現(xiàn)自動稱量與傳送，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 能罩壁自動檢測方法與裝置，針對射孔彈聚能罩自動旋壓設(shè)備涉及的后道 工序，射孔彈聚能罩壁厚自動測量問題，研制自動化壁厚測量裝置，并集 成金屬粉末稱量、旋壓和檢測為一體的全自動設(shè)備，本發(fā)明專利為一種射
孔彈聚能罩壁厚自動測量裝置，采用PLC控制步進電機帶動聚能罩轉(zhuǎn)動， 激光測長傳感器檢測壁厚，采集到的測量信號由PLC進行處理計算，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檢測方法，其特征 是，在外部PLC控制的射孔彈聚能罩壁厚自動裝置上進行聚能罩壁厚測量， 首先將聚能罩7裝入到測杯8內(nèi)，并保證聚能罩軸線與測杯軸線同軸、與 工作臺面垂直；啟動步進電機2，由步進電機2帶動主軸10及測杯8旋轉(zhuǎn)， 聚能罩7以每分鐘20-60轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動；置于聚能罩兩側(cè)的CCD左激光測 長傳感器6和右激光測長傳感器6'，同時向聚能罩的同一點發(fā)射信號，并 同時接收返回信號，左激光測長傳感器6向聚能罩外壁發(fā)射信號，右激光測長傳感器6'向聚能罩內(nèi)壁發(fā)射信號；設(shè)兩激光測長傳感器光源發(fā)射點之
間的距離D為定值，右激光測長傳感器6'光源到聚能罩7內(nèi)壁的距離為S， 左激光測長傳感器6源到聚能罩7外壁的距離為L，則壁厚為 依據(jù)聚能罩大小，聚能罩7轉(zhuǎn)動一周采樣點設(shè)定為40-60個；啟動左右兩 激光測長傳感器，進行壁厚測量，當聚能罩7旋轉(zhuǎn)一周時，由于壁厚誤差， 引起采集的壁厚信息變化，從而測出壁厚誤差；經(jīng)PLC計算處理，得到聚 能罩上40-60個壁厚誤差值，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。
對應(yīng)射孔彈聚能罩壁厚自動檢測方法，采用的自動檢測裝置，其特征是， 由機架l、歩進電機2、軸承座3、兩個深溝球軸承4、傳感器支架5、左激 光測長傳感器6和右激光測長傳感器6'、測杯8、軸承端蓋9、主軸10、 圓螺母11、電機座12、電機緊定螺釘13、測杯緊固螺釘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，測杯緊固螺釘14將測杯8與主軸 IO固接，步進電機2由電機緊定螺釘13同電機座12與軸承座3固接，用 軸承座緊定螺釘15將軸承座3連接在機架1的工作臺面上；左右兩個激光 測長傳感器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固定在機架1的工作臺面上。
本發(fā)明效益是1)自動化程度高，不需要專人操作；設(shè)備的所有動作 與運算過程都是自動完成，不需要人為的干預(yù)，節(jié)約了勞動力。2)設(shè)備測 量精度高；過去手工測量精度最高達到30微米，現(xiàn)在的測量精度根據(jù)激光 傳感器的分辨率可達到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，提高測量精度。3)測量效率高；過去的老式測量方法需要工 人利用百分表一個一個點的進行測量，效率低，采用自動化生產(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方法，有利于 保護聚能罩質(zhì)量。


圖1是聚能罩壁厚檢測裝置原理圖的主視圖，圖2是聚能罩壁厚檢測
裝置原理圖的俯視圖。其中l(wèi)-機架、2-歩進電機、3-軸承座、4-深溝球 軸承、5-傳感器支架、6-左激光測長傳感器、6'-右激光測長傳感器、7-聚 能罩、8-測杯、9-軸承端蓋、10-主軸、11-圓螺母、12-電機座，13-電機 緊定螺釘、14-測杯緊固螺釘、15-軸承座緊定螺釘、16-傳感器緊定螺釘、 17-支架緊定螺釘。
具體實施例方式
結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細說明本發(fā)明的
具體實施例方式在外部PLC控 制的射孔彈聚能罩自動檢測裝置上進行壁厚度測量；首先將聚能罩7裝入 到測杯8內(nèi)，并保證聚能罩軸線與測杯軸線同軸、與工作臺面垂直；啟動 步進電機2，由步進電機2帶動主軸10及測杯8旋轉(zhuǎn)，聚能罩7以每分鐘 40轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動；置于聚能罩兩側(cè)的CCD左激光測長傳感器6和右激光測 長傳感器6'，同時向聚能罩的同一點發(fā)射信號，并同時接收返回信號，左 激光測長傳感器6向聚能罩外壁發(fā)射信號，右激光測長傳感器6'向聚能罩 內(nèi)壁發(fā)射信號；設(shè)兩激光測長傳感器光源發(fā)射點之間的距離D為定值，右 激光測長傳感器6'光源到聚能罩7內(nèi)壁的距離為S，左激光測長傳感器6] 源到聚能罩7外壁的距離為L，則壁厚為A = "-Z-S;依據(jù)聚能罩大小， 聚能罩7轉(zhuǎn)動一周采樣點設(shè)定為60個；啟動兩激光測長傳感器6，進行壁 厚測量，當聚能罩7旋轉(zhuǎn)一周時，由于壁厚誤差，引起采集的壁厚信息變 化，從而測出壁厚誤差；經(jīng)PLC計算處理，得到聚能罩上60個壁厚誤差值， 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，檢測出不合格產(chǎn)品后會 發(fā)出報警信號，等待處理。
具體實施例，左右兩個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聚能罩壁垂直，在聚能罩內(nèi)側(cè)的激光測得距離 為S=40. 122毫米，外側(cè)激光測得距離為L=32.000毫米，壁厚為 A = Z)-Z-S =75-32-40. 122=2. 878毫米，聚能罩7在步進電機2的驅(qū)動下緩 慢旋轉(zhuǎn)；左右兩個激光傳感器測量數(shù)據(jù)，在PLC中與壁厚值進行計算，求 得其中最大的壁厚差值，例如，壁厚誤差值為0. 004mm，將這個最大壁厚差 值與系統(tǒng)設(shè)定的壁厚差值0.005mm進行比較，判定聚能罩是合格的；如果，壁厚誤差值為0.006mm，將這個最大壁厚差值與系統(tǒng)設(shè)定的壁厚差值 0.005mm進行比較，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檢測方法與裝置，具有檢測精度高、 效率高、可靠性高和自動化安全生產(chǎn)的特點。
權(quán)利要求
1、一種射孔彈聚能罩壁厚自動檢測方法，其特征是，在外部PLC控制的射孔彈聚能罩自動檢測裝置上進行壁厚測量；測量時，首先將被測聚能罩[7]裝入到測杯[8]內(nèi)，并保證聚能罩軸線與測杯軸線同軸、并與工作臺面垂直；然后，啟動步進電機[2]，由步進電機[2]帶動主軸[10]及測杯[8]旋轉(zhuǎn)，聚能罩[7]以每分鐘20-60轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動；置于聚能罩兩側(cè)的左激光測長傳感器[6]和右激光測長傳感器[6′]，同時向聚能罩的同一點發(fā)射信號，左激光測長傳感器[6]向聚能罩外壁發(fā)射信號，右激光測長傳感器[6′]向聚能罩內(nèi)壁發(fā)射信號，并同時接收返回信號；設(shè)左右兩個激光測長傳感器光源發(fā)射點之間的距離D為定值，右激光測長傳感器[6′]光源到聚能罩[7]內(nèi)壁的距離為S，左激光測長傳感器[6]光源到聚能罩[7]外壁的距離為L，則壁厚為h＝D-L-S；依據(jù)聚能罩大小，聚能罩[7]轉(zhuǎn)動一周采樣點設(shè)定為40-60個，啟動左右兩個激光測長傳感器[6]、[6′]，進行壁厚測量，當聚能罩[7]旋轉(zhuǎn)一周時，由于壁厚的不同，引起采集的壁厚信息變化，從而測出壁厚誤差；經(jīng)PLC計算處理，得到聚能罩上40-60個壁厚誤差值，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檢測方法，其采用的裝 置特征是，檢測裝置由機架[l]、左激光測長傳感器[6]、右激光測長傳感 器[6']、測杯[8]、步進電機[2]、軸承座[3]、兩個深溝球軸承[4]、傳感 器支架[5]、軸承端蓋[9]、主軸[IO]、圓螺母[ll]、電機座[12]、電機緊 定螺釘[13]、測杯緊固螺釘[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，測杯緊固螺釘[14]將測杯[8]與主軸[10]固 接，步進電機[2]由電機緊定螺釘[13]同電機座[12]與軸承座[3]固接，用 軸承座緊定螺釘[15]將軸承座[3]連接在機架[1]的工作臺面上；左右兩個 激光測長傳感器[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]固定在機架[1]的工作臺面上。
全文摘要
本發(fā)明一種射孔彈聚能罩壁厚自動檢測方法與裝置，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稱量、自動檢測和自動旋壓設(shè)備。一種射孔彈聚能罩壁厚自動檢測方法，在外部PLC控制的射孔彈聚能罩自動檢測裝置上進行壁厚測量。測量時，首先將被測聚能罩裝入到測杯內(nèi)，并保證聚能罩軸線與測杯軸線同軸、并與工作臺面垂直。檢測裝置由機架、左、右激光測長傳感器、測杯、步進電機、軸承座、兩個深溝球軸承、傳感器支架、軸承端蓋、主軸的等組成。本發(fā)明采用PLC控制步進電機帶動聚能罩轉(zhuǎn)動，激光測長傳感器檢測壁厚，采集到的測量信號由PLC進行處理計算，檢測效率高、精度高，安全可靠。
文檔編號G01B11/06GK101539401SQ20091001130
公開日2009年9月23日 申請日期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 申請人:大連理工大學(xué)