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专利号: 2019110330655
申请人: 金迪(聊城市)知识产权运营有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于壁厚测量结果的钢管切割系统,其特征在于,包括壁厚测量装置、输送平台、切割装置和控制器,所述壁厚测量装置用于对钢管各个区段的壁厚进行测量,将测量结果发送给所述控制器,并将壁厚测量完成后的钢管输送给所述输送平台,所述输送平台的入口处设置有红外位置传感器,所述红外位置传感器在检测到有钢管输送至所述输送平台的入口时,向所述控制器发送到位信号,所述输送平台将壁厚测量完成后的钢管输送到切割装置中,所述控制器在接收到所述到位信号后,根据所述输送平台的输送速度,确定当前输送至所述切割装置中的钢管的区段,若该区段的壁厚不合格,则控制所述切割装置对该区段进行切割;

所述壁厚测量装置包括用于向右横向输送钢管的第一输送装置,所述第一输送装置的左侧设置有竖直的挡板,所述挡板上设置有与钢管各个区段对应的第一红外测距传感器阵列,针对每个区段对应的第一红外测距传感器阵列,其包括沿上下方向设置的多个第一红外测距传感器,且每个第一红外测距传感器都用于检测该区段的钢管外壁对应位置与该挡板之间的直线距离,并将检测到的直线距离信息发送给控制器;所述第一输送装置的后侧设置有第一传送机构,所述第一传送机构的第一传送带上固定有向第一输送装置方向延伸的第一检测圆杆,所述第一检测圆杆插入所述钢管内且与所述钢管同轴,所述第一检测圆杆的外表面上设置有与所述钢管各个区段对应的第二红外测距传感器阵列,每个第二红外测距传感器阵列都包括多个位于同一圆截面且可与该区段中第一红外测距传感器对应的第二红外测距传感器,每个第二红外测距传感器都用于检测该区段钢管内壁对应位置与该第一检测圆杆外表面之间的径向距离,并将检测到的径向距离信息发送给控制器;针对每个区段,其上相互对应的第一红外测距传感器所检测到的外壁对应位置与第二红外测距传感器所检测到的内壁对应位置之间的连接线,在理论上与所述第一检测圆杆的轴线相交,针对每个区段上对应的第一红外测距传感器和第二红外测距传感器,所述控制器根据对应的直线距离信息和径向距离信息,确定该区段对应位置处壁厚,所述在理论上是指假定相互对应的第一红外测距传感器检测到的外壁对应位置以及第二红外测距传感器检测到的内壁对应位置都平整;

所述控制器在接收到直线距离信息和径向距离信息的预设时间后,确定该钢管面向该挡板一侧的各个对应位置的壁厚测量完成,每次确定该钢管面向该挡板一侧的各个对应位置的壁厚测量完成后,都控制所述第一输送装置将钢管向右横向输送对应距离,同时控制所述第一传送带带动所述第一检测圆杆向右移动对应距离,以依次将该钢管的其他侧面向该挡板,从而利用该第一红外测距传感器阵列和第二红外测距传感器阵列,对该钢管其他侧上各个对应位置处的壁厚进行测量;

所述控制器在根据对应的直线距离信息和径向距离信息,确定该区段对应位置处的壁厚时,按照以下公式进行计算:

h’=h‑(x’‑x)‑(y’‑y)+w,其中h’表示实际壁厚,h表示该区段对应位置处内壁和外壁都平整时的理论壁厚,x’表示实际直线距离,x表示该区段对应位置处内壁和外壁都平整时的理论直线距离,y’表示实际径向距离,y表示该区段对应位置处内壁和外壁都平整时的理论径向距离,w为修正值,其根据钢管的外径以及第一红外测距传感器与钢管之间的位置关系来确定。

2.根据权利要求1所述的基于壁厚测量结果的钢管切割系统,其特征在于,所述第一输送装置包括多个辊轴以及控制各个辊轴转动的第一电机,所述控制器在每次确定该钢管面向该挡板一侧的各个对应位置的壁厚测量完成后,都控制所述第一电机带动辊轴转动,以使辊轴带动所述辊轴上的钢管向右横向输送对应距离。

3.根据权利要求2所述的基于壁厚测量结果的钢管切割系统,其特征在于,所述第一传送带上设置有可沿上下方向伸缩的第一电动伸缩杆,所述第一电动伸缩杆固定有第二电机,所述第二电机与该第一检测圆杆连接,用于带动该第一检测圆杆轴向转动,针对每个区段,所述第一检测圆杆的外表面上设置有该区段对应的多组第二红外测距传感器阵列,各组第二红外测距传感器阵列与不同外径的钢管对应;所述第一检测圆杆位于两左右相邻辊轴中间;

所述控制器在接收到待测量钢管的外径参数后,控制所述第一传送机构传送,带动所述第一检测圆杆左右移动,并根据当前第一检测圆杆与辊轴之间的位置关系控制第一电动伸缩杆伸缩,带动所述第一检测圆杆上下移动,直至所述第一检测圆杆移动至第一位置处,此时钢管被输送至位于第一检测圆杆下方的辊轴上的同时,钢管内穿入第一检测圆杆,并且此时该第一检测圆杆与该钢管同轴;控制所述第二电机转动,将该第一检测圆杆上与该外径对应的一组第二红外测距传感器阵列旋转至对应位置处,以使该组第二红外测距传感器阵列中的每个第二红外测距传感器所检测的内壁对应位置与其对应第一红外测距传感器所检测的外壁对应位置的连接线,在理论上都与该第一检测圆杆的轴线相交。

4.根据权利要求3所述的基于壁厚测量结果的钢管切割系统,其特征在于,所述壁厚测量装置还包括第二输送装置和第三输送装置,所述第二输送装置相对于第一传送机构设置,所述第一输送装置位于所述第二输送装置与所述第一传送机构之间,所述第三输送装置位于所述第一输送装置的右侧,所述第二输送装置将钢管纵向输送至所述第一输送装置上,通过根据待测量钢管的外径参数,将对应检测圆杆移动至所述第一位置处,使得所述钢管从第二输送装置纵向输送至第一输送装置的过程中,钢管的轴心正对着对应检测圆杆的轴心,在所述钢管输送过程中对应检测圆杆逐渐插入所述钢管内并与该钢管同轴,所述第一输送装置将钢管向右横向输送至所述第三输送装置上,所述第三输送装置沿与所述第二输送装置输送方向相反的方向输送该钢管,以将对应的检测圆杆从该钢管中取出。

5.根据权利要求4所述的基于壁厚测量结果的钢管切割系统,其特征在于,所述第二输送装置包括主动轮、从动轮、向右侧倾斜的第二传送带和支撑板,所述第二传送带绕置于主动轮与从动轮之间,所述支撑板位于主动轮和从动轮之间,且与所述第二传送带的上表面贴合,所述第二传送带的右侧设置有限位板。

6.根据权利要求4所述的基于壁厚测量结果的钢管切割系统,其特征在于,所述第一输送装置的右侧也设置有竖直的挡板,所述第一传送机构的后侧还设置有第二传送机构,所述第二传送机构的传送带上设置有可沿上下方向伸缩的第二电动伸缩杆,所述第二电动伸缩杆固定有第三电机,所述第三电机与第二检测圆杆连接,用于带动该第二检测圆杆轴向转动;

针对每个对输送至所述第一输送装置上的钢管,所述控制器首先利用左侧挡板上的第一红外测距传感器阵列对钢管各个区段上对应位置进行直线距离测量,在确定该钢管面向左侧挡板一侧的各个对应位置的壁厚测量所需数据已采集完成,控制所述第一输送装置将钢管向右横向输送对应距离,同时控制所述第一传送带带动所述第一检测圆杆向右移动对应距离,此后切换利用右侧挡板上的第一红外测距传感器阵列对钢管各个区段上对应位置进行直线距离测量,并控制第二传送机构和第二电动伸缩杆动作,以将第二检测圆杆移动至所述第一位置处,然后控制第二输送装置将下一钢管的轴心正对着所述第二检测圆杆的轴心,纵向输送至所述第一输送装置上,使该第二检测圆杆插入钢管,此时该第二检测圆杆与该钢管同轴。

7.根据权利要求6所述的基于壁厚测量结果的钢管切割系统,其特征在于,所述第三输送装置位于所述右侧挡板的下方。

8.根据权利要求1或3所述的基于壁厚测量结果的钢管切割系统,其特征在于,所述第一检测圆杆上针对各个区段设置的各个第二红外测距传感器阵列,其第二红外测距传感器在其所在截面上的分布情况相同。