[发明专利]一种管螺纹在件测量装置

说明书

本发明一种管螺纹在件测量装置，包括测量部件和连接座部件两部分。测量部件的主回转轴系通过主轴支撑板安装于连接座部件上，其回转轴与被测件轴线平行，主回转轴系的另一端连接U型支座，该U型支座的一个侧板内侧设置有次回转轴系，次回转轴系的伸出端设置有投影成像测头部件，其另一个侧板内侧设置有轴向直线运动轴系，轴向直线运动轴系上设置有接触式可伸缩扫描测头部件。测量时，连接座部件将整个测量装置固定于被测件一端。接触式可伸缩扫描测头沿轴向扫描工件外圆锥面母线轮廓，得到所测工件的实际中心线。调整主、次回转轴的角度，使得投影成像测头部件的光路与被测件轴线在三维空间上垂直。通过投影测头测量管螺纹各项检测项目的加工误差。

技术领域

本发明属于精密测量领域，适用于油气输送技术领域，具体涉及一种管螺纹在件测量装置。

背景技术

油井管柱也就是由所说的三柱组成：钻柱、油管柱和套管柱。油井管由锥度螺纹将单根油井管连接而成，浅则数百米，深则数千米，管柱在不同井段要长时间承受拉伸、压缩、弯曲、内压、外压和热循环等复合应力的作用。螺纹连接部位是最薄弱的环节，失效事故80％以上发生在螺纹连接处，因此，螺纹的质量尤为重要，不仅决定着连接强度而且对密封性能、抗粘扣性能等的影响较大，因此对于螺纹质量的控制及检测极为重要。

由于石油管道中对管螺纹的精度要求以及管道自身长度使得对其螺纹的测量非常困难，传统的螺纹检测主要是截取螺纹段抽样检测，或者采用工作量规进行定性检测。截取抽样不但破坏了被测工件，而且检测样本数量受限，容易出现遗漏。量规检测虽然可以大批量应用，但不能给出定量检测结果，无法指导生产进行工艺改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有测量方法的不足，提供一种方便可靠，而且高效、精确的管螺纹在件测量装置，即结合接触式测头、投影式光学测头、运动控制及数据采集系统、计算机及软件系统的管螺纹在件测量装置。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种管螺纹在件测量装置，该管螺纹在件测量装置包括底座以及设置在底座上的测量部件和连接座部件两部分；其中，

连接座部件用于将被测件石油管相对于测量部件的安装；

测量部件包括垂直连接在底座上的主轴支撑板，一端与主轴支撑板上方垂直连接且水平方向设置的主回转轴系，主回转轴系的另一端垂直连接有水平方向设置的U型支座，该U型支座的一个侧板内侧设置有次回转轴系，次回转轴系的伸出端设置有投影成像测头部件，U型支座的另一个侧板内侧设置有轴向直线运动轴系，轴向直线运动轴系上设置有接触式可伸缩扫描测头部件。

本发明进一步的改进在于，连接座部件包括平行设置且垂直连接在底座上的第一V槽支撑板和第二V槽支撑板，以及设置在两个V槽支撑板上方配合使用的V形夹板，被测件石油管被夹持在V形夹板与两个V槽支撑板之间。

本发明进一步的改进在于，主回转轴系包括水平方向设置的主回转轴，以及用于驱动主回转轴转动的主轴电机。

本发明进一步的改进在于，次回转轴系包括水平方向设置且与主回转轴相对垂直的次回转轴，用于驱动次回转轴转动的次回转轴系电机，以及与次回转轴的伸出端垂直连接且在垂直方向设置的次U型支座，投影成像测头部件设置在次U型支座上。

本发明进一步的改进在于，投影成像测头部件包括设置在次U型支座下侧板内侧的CCD摄像机，以及设置在次U型支座上侧板与CCD摄像机配合使用的平行光源。

本发明进一步的改进在于，轴向直线运动轴系包括平行设置在U型支座另一个侧板内侧的两个直线导轨，设置在两个直线导轨上的滚珠丝杠，与滚珠丝杠螺纹连接的测头滑板，以及设置在U型支座上用于驱动滚珠丝杠转动的驱动电机，测头滑板与两个直线导轨均接触，并能够在滚珠丝杠的驱动下沿着两个直线导轨直线运动，接触式可伸缩扫描测头部件设置在该测头滑板上。