专利名称：一种射孔弹聚能罩壁厚自动检测方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明一种射孔弹聚能罩壁厚自动检测方法与装置，属于油气田用射 孔弹开采的生产领域，特别涉及射孔弹聚能罩金属粉末自动称量、自动旋 压设备和壁厚自动测量技术。
背景技术：
公知的油气田用射孔弹开采生产的过程中，其聚能罩壁厚的均匀性， 直接影响开采能力、质量和生产成本。所以在制造过程中，对壁厚均匀性 要进行严格控制的。目前，射孔弹制造企业大都是采用百分表测量方法进 行聚能罩壁厚手工测量，这种传统的测量方法，进行多点测量，误差在几 十微米范围内，在正常工作时候，两个熟练工人才能满足一台压制设备的 正常测量工作，存在测量精度低、测量效率低和安全性差等问题，从射孔 弹制造质量、压制效率和安全方面考虑，必须实现自动称量与传送，以满 足射孔弹聚能罩的高精度、高效率、安全和无人化自动化制造要求。
发明内容
本发明要解决的技术难题是解决石油、化工和国防等射孔弹制造与装 备中的加工与成形技术难题，并提供一种高效、可靠、高质量的射孔弹聚 能罩壁自动检测方法与装置，针对射孔弹聚能罩自动旋压设备涉及的后道 工序，射孔弹聚能罩壁厚自动测量问题，研制自动化壁厚测量装置，并集 成金属粉末称量、旋压和检测为一体的全自动设备，本发明专利为一种射
孔弹聚能罩壁厚自动测量装置，采用PLC控制步进电机带动聚能罩转动， 激光测长传感器检测壁厚，采集到的测量信号由PLC进行处理计算，满足 聚能罩制造的高精度、高效率和安全性生产要求。
本发明采用的技术方案一种射孔弹聚能罩壁厚自动检测方法，其特征 是，在外部PLC控制的射孔弹聚能罩壁厚自动装置上进行聚能罩壁厚测量， 首先将聚能罩7装入到测杯8内，并保证聚能罩轴线与测杯轴线同轴、与 工作台面垂直；启动步进电机2，由步进电机2带动主轴10及测杯8旋转， 聚能罩7以每分钟20-60转的速度转动；置于聚能罩两侧的CCD左激光测 长传感器6和右激光测长传感器6'，同时向聚能罩的同一点发射信号，并 同时接收返回信号，左激光测长传感器6向聚能罩外壁发射信号，右激光测长传感器6'向聚能罩内壁发射信号；设两激光测长传感器光源发射点之
间的距离D为定值，右激光测长传感器6'光源到聚能罩7内壁的距离为S， 左激光测长传感器6源到聚能罩7外壁的距离为L，则壁厚为 依据聚能罩大小，聚能罩7转动一周采样点设定为40-60个；启动左右两 激光测长传感器，进行壁厚测量，当聚能罩7旋转一周时，由于壁厚误差， 引起采集的壁厚信息变化，从而测出壁厚误差；经PLC计算处理，得到聚 能罩上40-60个壁厚误差值，将聚能罩7旋转一周中最大壁厚误差值与系 统设定的壁厚误差值进行比较，如果该差值在设定值范围内，则为合格聚 能罩，如果该差值在设定值范围外为不合格聚能罩。
对应射孔弹聚能罩壁厚自动检测方法，采用的自动检测装置，其特征是， 由机架l、歩进电机2、轴承座3、两个深沟球轴承4、传感器支架5、左激 光测长传感器6和右激光测长传感器6'、测杯8、轴承端盖9、主轴10、 圆螺母11、电机座12、电机紧定螺钉13、测杯紧固螺钉14、轴承座紧定 螺钉15、传感器紧定螺钉16、支架紧定螺钉17组成；两端分别各装有一 个深沟球轴承4的主轴10安装在轴承座3中，用轴承端盖9压紧深沟球轴 承4外圈，并用圆螺母11将轴承端盖9固定在主轴10上，安装在主轴IO 上的圆螺母11锁紧深沟球轴承4内圈，测杯紧固螺钉14将测杯8与主轴 IO固接，步进电机2由电机紧定螺钉13同电机座12与轴承座3固接，用 轴承座紧定螺钉15将轴承座3连接在机架1的工作台面上；左右两个激光 测长传感器6、 6'由传感器紧定螺钉16固定在传感器支架5上，传感器支 架5用支架紧定螺钉17固定在机架1的工作台面上。
本发明效益是1)自动化程度高，不需要专人操作；设备的所有动作 与运算过程都是自动完成，不需要人为的干预，节约了劳动力。2)设备测 量精度高；过去手工测量精度最高达到30微米，现在的测量精度根据激光 传感器的分辨率可达到2微米，而且激光传感器有较高的采样频率，可以 采集很多点，提高测量精度。3)测量效率高；过去的老式测量方法需要工 人利用百分表一个一个点的进行测量，效率低，采用自动化生产以后效率 提高为原来的3-5倍。4)采用激光传感其器的非接触式检测方法，有利于 保护聚能罩质量。
图1是聚能罩壁厚检测装置原理图的主视图，图2是聚能罩壁厚检测
装置原理图的俯视图。其中l-机架、2-歩进电机、3-轴承座、4-深沟球 轴承、5-传感器支架、6-左激光测长传感器、6'-右激光测长传感器、7-聚 能罩、8-测杯、9-轴承端盖、10-主轴、11-圆螺母、12-电机座，13-电机 紧定螺钉、14-测杯紧固螺钉、15-轴承座紧定螺钉、16-传感器紧定螺钉、 17-支架紧定螺钉。
具体实施例方式
结合技术方案和附图详细说明本发明的
具体实施例方式在外部PLC控 制的射孔弹聚能罩自动检测装置上进行壁厚度测量；首先将聚能罩7装入 到测杯8内，并保证聚能罩轴线与测杯轴线同轴、与工作台面垂直；启动 步进电机2，由步进电机2带动主轴10及测杯8旋转，聚能罩7以每分钟 40转的速度转动；置于聚能罩两侧的CCD左激光测长传感器6和右激光测 长传感器6'，同时向聚能罩的同一点发射信号，并同时接收返回信号，左 激光测长传感器6向聚能罩外壁发射信号，右激光测长传感器6'向聚能罩 内壁发射信号；设两激光测长传感器光源发射点之间的距离D为定值，右 激光测长传感器6'光源到聚能罩7内壁的距离为S，左激光测长传感器6] 源到聚能罩7外壁的距离为L，则壁厚为A = "-Z-S;依据聚能罩大小， 聚能罩7转动一周采样点设定为60个；启动两激光测长传感器6，进行壁 厚测量，当聚能罩7旋转一周时，由于壁厚误差，引起采集的壁厚信息变 化，从而测出壁厚误差；经PLC计算处理，得到聚能罩上60个壁厚误差值， 将聚能罩7 —周中最大壁厚差值与系统设定的壁厚差值进行比较，如果该 差值在设定的差值范围内，则为合格聚能罩，依次排放到专用包装箱中； 如果该差值在设定的差值范围外为不合格聚能罩，检测出不合格产品后会 发出报警信号，等待处理。
具体实施例，左右两个激光传感器光源之间的距离为D=75毫米，两束 在同一条直线的激光与被测聚能罩壁垂直，在聚能罩内侧的激光测得距离 为S=40. 122毫米，外侧激光测得距离为L=32.000毫米，壁厚为 A = Z)-Z-S =75-32-40. 122=2. 878毫米，聚能罩7在步进电机2的驱动下缓 慢旋转；左右两个激光传感器测量数据，在PLC中与壁厚值进行计算，求 得其中最大的壁厚差值，例如，壁厚误差值为0. 004mm，将这个最大壁厚差 值与系统设定的壁厚差值0.005mm进行比较，判定聚能罩是合格的；如果，壁厚误差值为0.006mm，将这个最大壁厚差值与系统设定的壁厚差值 0.005mm进行比较，判定聚能罩是不合格的。
本发明一种射孔弹聚能罩壁厚自动检测方法与装置，具有检测精度高、 效率高、可靠性高和自动化安全生产的特点。
权利要求
1、一种射孔弹聚能罩壁厚自动检测方法，其特征是，在外部PLC控制的射孔弹聚能罩自动检测装置上进行壁厚测量；测量时，首先将被测聚能罩[7]装入到测杯[8]内，并保证聚能罩轴线与测杯轴线同轴、并与工作台面垂直；然后，启动步进电机[2]，由步进电机[2]带动主轴[10]及测杯[8]旋转，聚能罩[7]以每分钟20-60转的速度转动；置于聚能罩两侧的左激光测长传感器[6]和右激光测长传感器[6′]，同时向聚能罩的同一点发射信号，左激光测长传感器[6]向聚能罩外壁发射信号，右激光测长传感器[6′]向聚能罩内壁发射信号，并同时接收返回信号；设左右两个激光测长传感器光源发射点之间的距离D为定值，右激光测长传感器[6′]光源到聚能罩[7]内壁的距离为S，左激光测长传感器[6]光源到聚能罩[7]外壁的距离为L，则壁厚为h＝D-L-S；依据聚能罩大小，聚能罩[7]转动一周采样点设定为40-60个，启动左右两个激光测长传感器[6]、[6′]，进行壁厚测量，当聚能罩[7]旋转一周时，由于壁厚的不同，引起采集的壁厚信息变化，从而测出壁厚误差；经PLC计算处理，得到聚能罩上40-60个壁厚误差值，把聚能罩[7]旋转一周中最大壁厚误差值与设定的误差值进行比较，如果该差值在设定值范围内，则为合格聚能罩，如果该差值在设定的差值范围外为不合格聚能罩。
2、 如权利要求l所示的一种射孔弹聚能罩壁厚自动检测方法，其采用的装 置特征是，检测装置由机架[l]、左激光测长传感器[6]、右激光测长传感 器[6']、测杯[8]、步进电机[2]、轴承座[3]、两个深沟球轴承[4]、传感 器支架[5]、轴承端盖[9]、主轴[IO]、圆螺母[ll]、电机座[12]、电机紧 定螺钉[13]、测杯紧固螺钉[14]、轴承座紧定螺钉[15]、传感器紧定螺钉 [16]、支架紧定螺钉[17]组成；两端分别各装有一个深沟球轴承[4]的主轴 [10]安装在轴承座[3]中，用轴承端盖[9]压紧深沟球轴承[4]外圈，并用圆 螺母[11]将轴承端盖[9]固定在主轴[10]上，安装在主轴[10]上的圆螺母 [11]锁紧深沟球轴承[4]内圈，测杯紧固螺钉[14]将测杯[8]与主轴[10]固 接，步进电机[2]由电机紧定螺钉[13]同电机座[12]与轴承座[3]固接，用 轴承座紧定螺钉[15]将轴承座[3]连接在机架[1]的工作台面上；左右两个 激光测长传感器[6]、 [6']由传感器紧定螺钉[16]固定在传感器支架[5] 上，传感器支架[5]用支架紧定螺钉[17]固定在机架[1]的工作台面上。
全文摘要
本发明一种射孔弹聚能罩壁厚自动检测方法与装置，属于油气田开采用射孔弹制造领域，特别涉及射孔弹聚能罩自动称量、自动检测和自动旋压设备。一种射孔弹聚能罩壁厚自动检测方法，在外部PLC控制的射孔弹聚能罩自动检测装置上进行壁厚测量。测量时，首先将被测聚能罩装入到测杯内，并保证聚能罩轴线与测杯轴线同轴、并与工作台面垂直。检测装置由机架、左、右激光测长传感器、测杯、步进电机、轴承座、两个深沟球轴承、传感器支架、轴承端盖、主轴的等组成。本发明采用PLC控制步进电机带动聚能罩转动，激光测长传感器检测壁厚，采集到的测量信号由PLC进行处理计算，检测效率高、精度高，安全可靠。
文档编号G01B11/06GK101539401SQ20091001130
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月22日 优先权日2009年4月22日
发明者徐文骥, 王续跃, 王连吉 申请人:大连理工大学