管形测量机的工作原理-激光管形测量机的应用

  管形测量机的工作原理主要是对测量数据进行拟合计算，将弯管外形
设定为圆柱形体素和圆环形体素，对测量数据进行适当的数学运算后获取
弯管的整体形状。但其实施过程比较复杂，检测内容包括空间坐标、机器
坐标及动态图形的空间位置处理，还要对弯曲段回弹、伸长及端部的长度
进行展开处理。此外，还需实施图形的动态处理和计算机人工模拟等。测
量机系统由测量臂、V形测量探头、数据采集及处理单元等组成，通?？煞?br>为接触式和非接触式两种。采用接触式管形测量机进行弯管测量时，V形测
量叉与弯管接触时容易划伤弯管表面，有时还会造成细长软质弯管构件的
弯曲线变形，测量时要求V形叉与管段轴向垂直，明显降低了测量速度和精
度。如果采用非接触式激光管形测量机，利用半导体激光器和光敏二极管
设计的测量叉对弯管进行非接触测量，或借助非接触式激光探头，实现管
形的3D测量，从而获取弯管回弹角及伸长量，可提高测量精度和效率。因
此，非接触式激光管形测量机的应用越来越广泛。实际上，非接触式管形
测量机也存在很多不足。比如需要对弯管进行重复测量后，才能拟合出其
轴线所在位置及取向。另外，由于测量机零部件加工、装配误差和转动关
节的配合间隙以及环境温度等的影响，导致其测量精度存在一定偏差。据
相关资料介绍，为消除这些精度不足，通常测量直管段时需要连续扫描，
采用最小二乘法近似拟合弯管轴线等。
 
  通常，由国外进口的高档数控弯管机配有弯管测量装置，但价格很高
，而且实际应用效率非常低。国内开发的接触式弯管测量机，使用时需要
对弯管进行接触式多点测量，利用光电角位移编码器经转换后输出弯管的
几何参数，这种测量机使用不方便，重复精度较低。而非接触式弯管测量
机相对提高了测试效率和测试精度，但不具备测试弯管的伸长、起弯点位
置等重要功能。

  关于管材弯曲中的预测，是一个非常复杂的问题。通常的预测是指通
过理论、实验及经验的整合，针对尚未进行弯曲加工且可能出现的成形缺
陷给出预算结果，以便在弯曲加工中给予必要的补偿和修正。但是，由于
目前对管材弯曲变形机理以及各种成形缺陷形成机制的理解还不够深入，
很难提出准确的预测结果，这就给提高管材的数控弯曲加工精度带来了很
大阻碍。现行弯管数控加工基本是利用测量机测试样管的行位尺寸，经修
正后反馈给弯管机再适当补偿后进行数控弯管，实施过程很烦琐。由此看
来，目前的数控弯管与其他数控加工方式柑比明显落后，有碍于管材精确
弯曲技术的发展和普及，因此，期待着开发研制出更为科学的管形测量方
法和仪器。

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