22、工业测量与冷却技术研究

工业测量与冷却技术研究

1. 基于2D激光光学千分尺测量API管螺纹螺距和高度的测量系统精度分析

在工业4.0时代，几何质量控制自动化是重大挑战之一。从手动测量工具向集成到生产线的智能控制系统转变，需要寻找新方法和途径。维护数字孪生需要测量结果的即时数字化，因为生产区域需要来自质量控制区域的实时反馈。

以往用于油气管道螺纹几何形状高精度、高性能控制的测量系统，如坐标测量机（CMM），存在对车间温度变化、振动和污染高度敏感的缺点，不适用于一些管道生产。测量误差要求严格（不超过±0.01 mm），促使人们寻找能在车间各种不利因素下保持性能的替代方案。

大约10年前，车间几何测量系统制造商开始使用工业机械臂作为传感器的定位设备。基于机械臂的光学测量系统是最受欢迎的几何检测解决方案，这是因为机器人的定位误差小且可预测（空间中约0.1 mm），并且光学测量套件具有自足性。例如，使用安装在工业机械臂上的线性执行器连接的两个2D激光千分尺来解决螺纹测量问题，这两个千分尺相对放置，可在测量前最小化振动和定位误差的影响，而2D三角测量扫描仪在测量前后都需要高精度定位，通常需要CMM。

实验选择了Geomera的测量系统和软件来收集、存储和可视化螺纹测量结果。此前已进行过一些相关实验，包括分析油气管道螺纹表面自动测量方法、研究2D激光扫描仪在套管接箍螺距尺寸检测任务中的精度，以及计算2D激光扫描仪在测量70 mm直径油管接箍脏污螺纹螺距和高度时的误差。由于激光2D阴影千分尺的测量误差尚未研究，本次使用了一个按照API 5CT制造的60 mm直径的新清洁油管接箍作为样本。

1.1 硬件描述

• 2D激光光学千分