基于最小二乘圆法的胶管扣压质量评定方法及检测装置与流程

本发明提出一种基于最小二乘圆法的胶管扣压质量评定方法及检测装置，该方法用于胶管扣压件截面的圆度测量，可以有效地完成胶管扣压件截面挤压成型后的测量过程。

背景技术：

胶管总成由胶管体和连接接头扣压而成，用于输送具有一定压力和流量的流体，将分开的油路单元连接起来。由于其具有特殊的柔性功能，因而安装连接方便，可吸收冲击，降低管路振动，是流体传动与控制系统中的重要管路部件，广泛应用于加工装备、工程机械、运输机械和矿产机械等领域。

胶管接头扣压处漏油是胶管总成最主要的失效形式，在使用过程中甚至出现过因胶管总成扣压处拔脱或断裂而造成人员伤亡的严重安全事故。可见改善胶管总成的扣压性能，提升扣压可靠性至关重要。扣压尺寸是胶管总成成型工艺中的关键参数，直接关系到胶管总成的使用性能和可靠性，胶管连接处的扣压质量检测是胶管生产中的重要步骤。

在工程实践中，胶管扣压处的密闭性与扣压件截面的尺寸和圆度密切相关。现阶段生产单位仍以游标卡尺手工测量为主，工作重复性高，检验人员的劳动强度大，检测手段比较落后，不能实现全检且易受人的主观影响，检测数据没有办法积累和保存，不利于技术提高和生产改进；抽检方式无法满足日益增高的产品质量要求。实际测量通过测量几个对边尺寸，只要各对边尺寸在公差范围内，并且最大值与最小值之差不超过允许值即认为扣压工序合格。实际上，通过对边直径来计算圆度误差并不能有效保证截面圆度，真正有效的方法应该以半径误差来计算。

技术实现要素：

为解决以上问题，本发明提出了一种基于最小二乘圆法的胶管扣压质量评定方法及检测装置，采用最小二乘圆法对线性位移传感器测量的数据进行后处理，继而评价胶管扣压件的圆度误差。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于最小二乘圆法的胶管扣压质量评定方法，包括以下步骤：

步骤1、计算各传感器测量工位时的坐标：传感器测头坐标系σoxy，在空间周向均匀布置八个传感器，初始位置时传感器测头距离坐标系σ的原点o为a毫米；当测头位于测量工位时，设经过换算后各传感器测杆位移分别为s0，s1，s2，s3，s4，s5，s6，s7，则在极坐标系下各点坐标分别为(s0+a,0)，

步骤2、计算胶管扣压件截面轮廓的最小二乘圆圆心坐标：将八个测点的坐标代入以下公式得出待测截面轮廓的最小二乘圆圆心坐标g(a,b)

式中i为测点序号，分别为0,1,2,3,4,5,6,7；

ri(即si+a)为各测点距离原点o的距离；

θi为各测点与原点o连线与x轴正半轴所成的夹角。

步骤3、计算圆度误差：首先计算各测点与最小二乘圆圆心的距离，分别为r0,r1,r2,r3,r4,r5,r6,r7，找出其中的最大值和最小值分别为rmax和rmin，然后以最小二乘圆圆心坐标g(a,b)为圆心，以rmax和rmin为半径的两个同心圆将待测轮廓包围在内，故圆度误差为：

fls＝rmax-rmin

一种基于最小二乘圆法的胶管扣压质量评定装置，主要包括机箱、推拉式电磁铁、线性位移传感器，在空间范围内周向均匀布置八个线性位移传感器和推拉式电磁铁，推拉式电磁铁与线性位移传感器主体均固定在机箱后盖上，推拉式电磁铁的推拉杆和线性位移传感器测杆固连；利用推拉式电磁铁驱动线性位移传感器测杆主动触压待测扣压件截面，从而将线性位移传感器电压信号数据采集到上位机进行后续处理，传感器输出信号为0-100％输入直流电压值，电压变化对应于位移变化。

测量前传感器测头位于初始位置，此时各测头间距离最小；然后给推拉式电磁铁通电，带动线性位移传感器测杆向后运动，放入工件至合适位置；再给电磁铁断电，此时传感器测头接触待测截面，测量数据即电压信号通过串口通信采集卡传至上位机计算得出截面尺寸和圆度误差并且给出合格与否标志。

本发明的优点在于：相对于人工检测的原理性不足和大量重复的工作，采用自动化程度高的位移传感器采集位移数据从而在上位机计算胶管扣压件截面轮廓的圆度，可以有效解决人工检测效率低，检测准确性低的问题。这种方法适用于类似工件圆度的测量，计算快速、准确，提高了检测的自动化水平。

附图说明

图1本发明中推拉式电磁铁、线性位移传感器位置布置图；

图2本发明中最小二乘圆法评定圆度误差示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明：

如图1所示，传感器和电磁铁固定在设备机箱后盖上，8个传感器均匀布置在圆周方向，相邻传感器轴线所成角度均为45度。电磁铁通电时将线性位移传感器测头远离坐标系σ的原点，此时放入待测扣压件；之后电磁铁断电，传感器测头在复位弹簧作用下压紧扣压件轮廓，从而由上位机采集数据计算轮廓圆度误差。

步骤1、计算各传感器测量工位时的坐标(见图2)：传感器测头坐标系oxy，初始位置时各传感器测头在极坐标系下的坐标分别为(a,0)，(a,π)，

当传感器测头紧贴轮廓处于测量位置时，各测点为别为p0，p1，p2，p3，p4，p5，p6，p7，由于各测头运动位移分别为s0，s1，s2，s3，s4，s5，s6，s7。此时各测点极坐标为(s0+a,0)，(s4+a,π)，

步骤2、计算胶管扣压件截面轮廓的最小二乘圆圆心坐标(见图2)：此时r0，r1，r2，r3，r4，r5，r6，r7分别为s0+a，s1+a，s2+a，s3+a，s4+a，s5+a，s6+a，s7+a。根据上述八个测点的坐标代入以下公式得出待测截面轮廓的最小二乘圆圆心坐标g(a,b)

步骤3、计算圆度误差：先计算各测点与最小二乘圆圆心的距离，分别为r0，r1，r2，r3，r4，r5，r6和r7，计算公式如下

将以上八个数据按照大小排序，找出其中的最大值和最小值分别为rmax和rmin。则以最小二乘圆圆心坐标g(a,b)为圆心，以rmax和rmin为半径的两个同心圆将待测轮廓包围在内(由于测点布置的实际情况，可能有部分轮廓处于圆环之外)，圆度误差为

fls＝rmax-rmin

由传感器检测原理可知，在布置传感器时应保证其测杆轴线位于坐标系σ要求的位置(见图2)。