国内外大直径不锈钢管直线度测量方法的研究现状

传统的直线度误差测量方法大多基于接触法，都是针对小型不锈钢管道的检测。国内外常用的不锈钢管直线度测量方法有以下几种：杠杆法、指示剂法、无衍射光莫尔条纹检测法、综合量规检测法、光轴法、步距计法、干涉法、角度差法等。通过对上述几种小钢管直线度测量方法的分析，可以得出。它们都是通过测量和记录数据以及处理数据结果来获得直线度误差值，并且都是针对给定平面内的直线度误差测量的。被测程复杂，不适用于大口径不锈钢管的直线度测量。国内外大直径不锈钢管等大型工件直线度测量的研究现状如下：

2001年，天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室采用半导体激光二极管和多传感器测量大直径不锈钢管的截面信息，用于直线度测量。原理是通过图像传感器获取多个截面尺寸和截面中心的三维空间坐标，然后综合获取曲率中心坐标和中心轴线，最后进行误差评估，得到直线度误差。这种测量方法的突出优点是大量程，非接触、测量速度快、系统灵活性好等。但是，由于传感器数量有限，只有三到五个，采样点有限，无法反映大口径不锈钢管体的整体情况，测量精度有限。测量数据由计算机处理，图像传感器配合激光，成本较高。

吉林北捷凯传动轴有限公司于2006年对微型汽车传动轴焊接用无缝钢管的直线度进行了测量。采用的方法是：根据钢管的直径和允许的最大直线度误差值确定两平行平面的相对位置，使两平行平面之间的距离等于钢管直径和允许的最大直线度误差值之和。平行的下表面与水平面形成一定的倾角。在自锁范围内，避免打滑，允许大口径不锈钢管在两个平面内滚动。如果旋转直径小于两个平行平面之间的距离，则直线度被认为是合格的，并且它们可以平滑地通过两个平行平面，进入盛料区，而相反是不合格的，如示意图如图1.3所示。该方法的突出优点是测量原理简单，使用方便，但其缺点是测量精度低，接触测量，不能实现大直径不锈钢管轴线直线度的测量，钢管直线度的定量测量，也不利于钢管的批量检测。

2008年，兰州理工大学程材料科学与工程学院的王宏等人进行了“基于虚拟仪器的大直径焊管形位误差检测系统”的研究，其测量原理图如图见1.4。原理是：克服了电机1通过相应的传动机构带动被测大直径不锈钢管旋转的问题；传感器组4安装在固定板5上，固定板5固定在可沿大直径不锈钢管轴向移动的导轨滑块上，这样当大直径不锈钢管旋转时，传感器测量组沿钢管轴向移动，螺旋采集钢管表面的形状和位置参数。在钢管轴向放置三个位移传感器，采集大直径不锈钢管的母线数据，测量母线直线度，用另外三个传感器测量钢管的圆度，将位移传感器采集的数据传输到PC机温州不锈钢管进行处理，得到直线度和圆度误差

在国际直线度测量研究中，高精度和普通精度的界限是0.5 m/m，高于0.1 m/m被认为是世界领先的，美国，国家统计局劳伦斯国家实验室、日本大学等实验机构的国际研究水平超过0.1 m/m。当然，大直径不锈钢管的直线度误差不需要达到上述高精度水平。一般来说，大直径不锈钢管的直线度误差精度要求在1-2m/m范围内。国外对高精度导轨等大型工件的直线度测量进行了大量的研究，所采用的方法精度有了很大的提高。然而，这些方法大多适用于工件平面方向的直线度测量，不适用于大直径不锈钢管轴向的直线度测量。

2006年，日本东北大学和韩国科技学院联合研究了“双导轨平行度和直线度的超高精度测量”。温州不锈钢管厂家它使用三个高精度位移探测器ADE  3401，放置在一个可滑动的平台上，探测器P1和PZ用于测量平行度，探测器P3用于测量导轨的直线度。激光干涉仪(安捷伦5529A)用于测量滑动平台的偏转角。该算法有效消除了因测量平台倾斜引起的测量误差，通过实验直线度精度达到0.05um。测量示意图如图显示在第5 (a)图中，测量装置图如图显示在第1.5 (b)图中。这种测量方法的突出优点是测量精度高，在直线度测量领域已达到国际领先水平。但其缺点是程测量比较复杂，其适用范围主要是高精度导轨的测量，不适用于本课题中大口径不锈钢管的批量直线度测量。用这种方法测量钢管空间轴线的直线度也很困难。