专利名称：一种弯管角度检测方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械和电子技术，一种弯管检测，尤其是数字控制检测方法及其装置。
背景技术：
随着社会的发展，各行各业对各种型号弯管的需求迅速增长，为了确保现场管道对接的安装质量，对管材弯曲成形的角度精度要求也越来越高，这一切促使人们对管材弯曲加工エ艺、加工设备以及检测设备进行深入的研究。传统的弯管机靠人工去測量、控制角度进行弯管的加工生产，这种生产方式效率很低，更甚是现场管道对接的误差大，严重影响管道的安装质量与安装进度，因此人工測量已经无法满足现代生产的要求。在生产中，数控技术得到了广泛的应用，因此把传统的弯管机改进成数控弯管机过程中，弯管角度检测就是其中的问题之一。当金属管变形后，去除成型工具的压カ时，成型的金属管由于金属材料本身的缘故产生尺寸变化，也就是回弹，由于回弹量的不确定性，通过人工的方式去检测，误差大且耗时多。
发明内容
本发明提供一种弯管角度检测方法及其装置。一种弯管角度检测方法，弯管机弯曲管道时，被弯曲管道的一段需要相对固定，此段称固定段，被弯曲的一段称为弯曲段，弯曲完毕后，与弯曲段相邻的另一段称为夹角段，其与固定段形成一定夹角，本方法对所述夹角的角度进行检測，
步骤一，在弯管所述夹角段旁 设置两个传感器；
步骤ニ，弯管所述弯曲段撤除外力回弹稳定后，使用第一步进电机和第二步进电机驱动两个传感器分别测量夹角段两个以上不同点位的位置信息，并将位置信息发往单片机，单片机完成计算并将角度信息显示于显示器；
计算弯管角度的过程为设步进电机步距角为0S，步进电机驱动的滚珠丝杠副导程为P，第一步进电机所测得距离为Cl1，单片机的计数器0计录第一步进电机所走步数为N1,
则 Ci1=(PesN1)Z^o;
第二步进电机所测得距离为d2，单片机的计数器I计录步数为N2,
则 d2= (P 0 sN2)/360,
第一步进电机和第二步进电机之间的距离为h，测得的弯管角度设为a，
当 Ci1 >d2, a=arctan [h/ Cd1-Ci2)] = arctan {360h/P Q s (N「N2)};
当 Ci1 -d2, a=90° ；
当 Ci1 <d2, a=180-arctanh/ Cd1-Ci2)] =180-arctan {360h/P Q s (N2_队)}。一种弯管角度測量装置，包括移动组件、传感器、显示器、单片机；所述移动组件包括叠加的一组移动台，所述移动台的运动方向相互垂直，处于顶部的移动台设置有传感器；所述移动组件、传感器、显示器分別连单片机。
本发明在传统弯管机的基础上进行数控系统的设计，单片机自动计算，检测和控制管材的弯曲角度，弯管弯曲的精确角度可以显示在显示器上，直观快捷，大大减少了生产时间，提高弯管产品的精度，解决人工生产中产生的误差，提高弯管生产的精度和效率。满足现代化生产的要求。进ー步，所述移动组件还包括底座、导轨副、滚珠丝杠副、步进电机、支撑架，所述底座设第三导轨副、第四导轨副、第三步进电机、第三丝杆螺母副，所述第三导轨副、第四导轨副和第三滚珠丝杠副连第三移动台；所述第三移动台设第一导轨副、第一滚珠丝杠副、第ー步进电机以及第ニ导轨副、第二滚珠丝杠副、第二步进电机，所述第一导轨副、第一滚珠丝杠副连第一移动台，所述第一移动台连第一支撑架，所述第二导轨副、第二滚珠丝杠副连第二移动台，所述第二移动台连第二支撑架，所述第一支撑架、第二支撑架分别连第一传感器和第二传感器；所述第一、第二传感器，第一、第二、第三步进电机分别连单片机，所述第一移动台和第二移动台运动方向平行，第一移动台和第三移动台运动方向垂直。本发明结构简便，易于设计，传感器、步进电机、导轨副、滚珠丝杠副的应用能精度保证测量精度，对环境要求不高；相互垂直的两个移动平台，其移动灵活，可以快速检测弯管不同的部位。进ー步，所述传感器是接近开关。接近开关又称无触点行程开关，是ー种非接触型的检测仪器，工作可靠、寿命长、功耗低、复定位精度高、操作频率高以及适应恶劣的工作环境等优点。本装置可广泛应用于电カ施工、公鉄路建设、锅炉、桥梁、船舶、家俱，装潢等方面的管道铺设及修造时弯管角度的測量。
图1为弯管角度检测装置主视示意图。图2为弯管角度检测 装置俯视示意图。图3为传感器安装局部示意图。图4为本发明检测原理示意图。图5为本发明单片机电路示意图。图6为本发明应用之软件框图。图中，1.底座，2a第一滚珠丝杠副，2b.第二滚珠丝杠副，2c.第三滚珠丝杠副，3a.第一导轨副，3b.第二导轨副，3c.第三导轨副，3d.第四导轨副,4.第三移动台，5a.第ー移动台，5b.第二移动台，6a.第一支撑架,6b.第二支撑架,7a.第一传感器,7b.第二传感器，8a.第一步进电机，8b.第二步进电机，8c.第三步进电机，9.弯管。
具体实施例方式參见图1至图6，一种弯管角度检测方法，弯管机弯曲管道时，弯管9的一段需要相对固定，此段称固定段，被弯曲的一段称为弯曲段，弯曲完毕后，与弯曲段相邻的另一段称为夹角段，其与固定段形成一定夹角，本方法对所述夹角的角度进行检測，
步骤一，在弯管9夹角段旁设置两个传感器7a、7b ；
步骤ニ，弯管9弯曲段撤除外力回弹稳定后，使用第一步进电机8a和第二步进电机Sb驱动两个传感器7a、7b的探头分别测量夹角段两个或以上不同点位的位置信息，并将位置信息发往单片机，单片机完成计算并将角度信息显示于显示器；
计算弯管9角度的过程为设步进电机步距角为0 s，步进电机驱动的滚珠丝杠副导程为P，第一步进电机8a所测得距离为も，单片机的计数器O计录第一步进电机8a所走歩数为N1,
则 Cl1=(PesN1)Z^O;
第二步进电机所测得距离为d2，单片机的计数器I计录步数为N2,
则 d2= (P 0 sN2)/360,
第一步进电机8a和第二步进电机Sb之间的距离为h，测得的弯管9角度设为a，
当 Cl1 >d2, a=arctanh/ Cd1-(I2)] = arctan {360h/P Q s (N1-N2)])；
当 Cl1 =d2, a=90° ；
当 Cl1 <d2, a=180-arctanh/ Cd1-(I2)] =180-arctan {360h/P Q s (N2-Nj}。弯管角度測量装置，包括移动组件、传感器7a、7b、显示器、单片机；所述移动组件包括叠加的一组移动台，所述移动台的运动方向相互垂直，处于顶部的移动台设置有传感器7a、7b ;所述移动组件、传感器、显示器分别连单片机。移动组件还包括底座1、导轨副、滚珠丝杠副、步进电机、支撑架，底座I设第三导轨副3c、第四导轨副3d、第三步进电机Sc、第三丝杆副2c，所述第三导轨副3c、第四导轨副3d和第三滚珠丝杠副2c连第三移动台4 ;所述第三移动台4设第一导轨副3b、第一滚珠丝杠副2c、第一步进电机8c以及 第二导轨副3b、第二滚珠丝杠副2b、第二步进电机8b，第一导轨副3a、第一滚珠丝杠副2a连第一移动台5a,所述第一移动台5a连第一支撑架6a,所述第二导轨副3b、第二滚珠丝杠副2b连第二移动台5b，所述第二移动台5b连第二支撑架6b，所述第一支撑架5a、第二支撑架5b分别连第一传感器7a和第二传感器7b ;所述第一、第二传感器7a、7b,第一、第二、第三步进电机8a、8b、8c分别连单片机,所述第一移动台5a和第二移动台5b运动方向平行，第一移动台5a和第三移动台4运动方向垂直。传感器是接近开关。接近开关又称无触点行程开关，是ー种非接触型的检测仪器，工作可靠、寿命长、功耗低、复定位精度高、操作频率高以及适应恶劣的工作环境等优点。当开关接近弯管9吋，即发出控制信号。这里用于控制对应步进电机的启停，检测传感器零点到管子之间的距离。本实施例单片机即控制器AT89C52，硬件系统主要由AT89C52，、LED显示器、键盘和步进电机驱动器及其移动组件组成。滚珠丝杠副还有轴承座。滚珠丝杠副用于传动，滚珠丝杠副运动距离和旋转角度之间的关系一丝杠导程，步进电机的步距角，步进电机的步数等參数用于计算測量結果。导轨副有滚动导轨副等，主要由导轨和滑块组成，因为导轨和滑块之间有滚珠，所以摩擦カ很小。选择滚珠导轨副起支撑和转动的作用。步进电机，是将电脉冲信号转变为角位移的执行元件。如图5所示，步进电机1、步进电机2、步进电机3对应文中的第一、第二、第三步进电机。如图6，在弯管机主轴上安装一个编码器就可组成ー个带有反馈的完整的测量控制系统，角度測量装置就是测量弯管的实际角度，并求出偏差确定进给量，循环的弯曲管子和測量管子弯曲角度，直到达到要求精度。 本实弯管角度检测装置并不限于上述实施方式，采用与本弯管角度检测装置上述实施例相同或近似的结构，而得到的其他弯管角度检测装置，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种弯管角度检测方法，弯管机弯曲管道时，被弯曲管道的一段需要相对固定，此段称固定段，被弯曲的一段称为弯曲段，弯曲完毕后，与弯曲段相邻的另一段称为夹角段，其与固定段形成一定夹角，本方法对所述夹角的角度进行检测，其特征是 步骤一，在弯管所述夹角段旁设置两个传感器； 步骤ニ，弯管所述弯曲段撤除外力回弹稳定后，使用第一步进电机和第二步进电机驱动两个传感器分别测量夹角段两个以上不同点位的位置信息，并将位置信息发往单片机，单片机完成计算并将角度信息显示于显示器； 计算弯管角度的过程为设步进电机步距角为0S，步进电机驱动的滚珠丝杠副导程为P，第一步进电机所测得距离为Cl1，单片机的计数器O计录第一步进电机所走步数为N1,则 Ci1=(PesN1)Z^o; 第二步进电机所测得距离为d2，单片机的计数器I计录步数为N2,则 d2= (P 0 sN2)/360, 第一步进电机和第二步进电机之间的距离为h，测得的弯管角度设为a，当 Cl1 >d2, a=arctanh/ Cd1-(I2)] = arctan {360h/P Q s (N1-N2)])；当 Cl1 =d2, a=90° ；当 Cl1 <d2, a=180-arctanh/ Cd1-(I2)] =180-arctan {360h/P Q s (N2-Nj}。
2.—种弯管角度检测装置，其特征是，包括移动组件、传感器、显示器、单片机；所述移动组件包括叠加的一组移动台，所述移动台的运动方向相互垂直，处于顶部的移动台设置有传感器；所述移动组件、传感器、显示器分别连单片机。
3.如权利要求2所述的ー种弯管角度检测装置，其特征是，所述移动组件还包括底座、导轨副、滚珠丝杠副、步进电机、支撑架，所述底座设第三导轨副、第四导轨副、第三步进电机、第三丝杆螺母副，所述第三导轨副、第四导轨副和第三滚珠丝杠副连第三移动台；所述第三移动台设第一导轨副、第一滚珠丝杠副、第一步进电机以及第ニ导轨副、第二滚珠丝杠畐IJ、第二步进电机，所述第一导轨副、第一滚珠丝杠副连第一移动台，所述第一移动台连第ー支撑架，所述第二导轨副、第二滚珠丝杠副连第二移动台，所述第二移动台连第二支撑架，所述第一支撑架、第二支撑架分别连第一传感器和第二传感器；所述第一、第二传感器，第一、第二、第三步进电机分别连单片机，所述第一移动台和第二移动台运动方向平行，第一移动台和第三移动台运动方向垂直。
4.如权利要求2和3所述的ー种弯管角度检测装置，其特征是，所述传感器是接近开关。
全文摘要
本发明提供一种弯管角度检测方法及其装置。在弯管所述夹角段旁设置两个传感器；使用步进电机驱动两个传感器分别测量两个点位的位置信息，并将位置信息发往单片机，单片机完成计算并将角度信息显示于显示器；弯管角度测量装置，包括移动组件、传感器、显示器、单片机；所述移动组件包括叠加的一组移动台，所述移动台的运动方向相互垂直，处于顶部的移动台设置有传感器；所述移动组件、传感器、显示器分别连单片机。弯管弯曲的精确角度可以显示在显示器上，提高弯管产品的精度，提高弯管生产的精度和效率。
文档编号G01B21/22GK103063188SQ20131000034
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月1日 优先权日2013年1月1日
发明者胡竟湘, 刘伟成, 刘为文, 莫等闲, 闫春冬, 朱敏 申请人:胡竟湘, 刘伟成, 刘为文, 莫等闲, 闫春冬, 朱敏