[实用新型]油管接箍内螺纹在线非接触激光立体扫描检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种油管接箍内螺纹在线非接触激光立体扫描检测装置，可用于油管接箍车丝机床等专用机床加工内螺纹过程中，对所有被加工的内螺纹齿形进行逐一的、全方位、动态在线三维立体扫描检测，获取齿形齿面的三维立体几何信息。根据这些立体几何信息，可综合计算出内螺纹的各项参数指标，并进行误差补偿与修正。本实用新型属于机床精密检测技术和自动测试技术领域。

背景技术

在油田开采技术与设备中，油管之间的互连是由油管接箍通过螺纹连接来实现的。因此，油管接箍在下井工具与设备中起着不可替代的重要作用。油管接箍除了应具有足够的连接强度以外，还要保证良好的密封性。因此相关技术标准对油管接箍的锥形内螺纹提出了非常严格的要求。

通常，油管接箍内螺纹(如常用的2 7/8EU规格)是采用车丝机床(如PMC-1007CN型车丝机)批量、自动加工完成的。而对于这些批量加工生产的油管接箍产品，现阶段尚无用于加工机床在线检测产品的检测装置，而只有两种离线的检测方法。一种是现场抽检，工人在现场根据检测规章定期抽取油管接箍产品样件，目测加工后的内螺纹表面质量并用螺纹塞规等标准仪器量规手动检测，必要时还要用螺距量规、锥度量规等对螺纹的螺距、锥度等参数进行单项检测；另一种是实验室抽查检测，选取个别单件产品，用笔式记录仪记录内螺纹齿型，然后手工做图测绘，人工进行数据处理、填表存档。

以上两种方法不但造成工人劳动强度大、效率低，检测结果受人为因素影响大。而且，螺纹塞规等检具只能进行螺纹综合检验，即只能测出由综合因素造成的不合格产品。但到底是由加工机床的哪些因素造成的，很难判断，不能对生产起直接指导作用。

更为严重的是，其均为离线抽查检测。对大批量生产的油管接箍产品只能起到部分程度的质量保障作用。一旦检测到某个产品某项指标不合格，也很难直接发现造成质量问题的根源。特别是对批量生产的油管接箍产品，抽查某件产品不合格，更无法判断是否整个批次均有质量问题，还是个别单件产品的质量问题。对产品质量保障的力度非常有限。

目前的相关内外螺纹自动测试技术或装置，本质都是静态、二维测量，即只能在静止状态下，对内螺纹的某一特定轴截面的齿形进行检测，无法获知其它轴向截面齿形的信息。而技术人员往往又以这个特定轴截面的信息而得出相关的测试结论，判断相关参数是否合格，测试的准确性难以保证。而有些参数的测量，只凭借某一特定轴截面齿形的测量数据无法准确获知。例如内螺纹的锥度，只凭借某一特定轴截面的齿形数据计算出的锥度，由于测量装置和工件的安装误差造成计算得出的锥度参数值无法满足精度要求，而且非常不容易修正。因此，现有油管接箍内螺纹检测方法、技术和装置，无法进行三维立体检测，更不能进行在线检测，起不到质量预测、预报，质量控制的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的缺陷，提供一种油管接箍内螺纹在线非接触激光立体扫描检测装置，用于油管接箍车丝机床等专用机床加工油管接箍内螺纹过程中，对被加工的油管接箍内螺纹齿形，进行逐一的、全方位、动态在线三维立体扫描检测，获取每个油管接箍产品内螺纹的三维空间立体齿形几何信息，建立整个油管接箍内螺纹的立体模型。根据这些立体信息，可综合计算出内螺纹的各项参数指标，主要包括：螺距、螺纹锥度、齿高和齿形角等，并进行误差补偿与修正，提高内螺纹参数检测精度与速度，大幅度减轻检测工人的劳动强度，避免人为因素对测量精度的影响。并可用于在线质量监测与预报，进一步提高产品质量。

本实用新型的在线非接触激光立体扫描检测装置，具有一个沿水平轴向的运动自由度X，还具有一个固连在水平轴上，并以水平轴为旋转轴的回转自由度θ。两个运动自由度均可以实现高速、精密定位运动。即水平轴向可以做精确直线步进运动，回转自由度可以精确转动定位至角度θ_k。固连在装置末端的激光检测探头采用激光共聚焦检测方式，精确测量被测齿形齿面的纵向位移量Y_i。