CN104990506B - 一种高频焊管自动测长称重系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于高频焊管加工技术领域，涉及一种高频焊管自动测长称重系统，由冷床架、横向定位装置、纵向定位装置、测长装置、称重装置、控制装置组成，横向定位装置固装于冷床架上，纵向定位装置一部分相对固装于冷床架外两侧地面上，一部分对称固装于冷床架上，测长装置固装于纵向定位装置上，称重装置相对固装于冷床架内地面上，控制装置一部设置于冷床架内，一部设置于冷床架外并分别与纵向定位装置、测长装置、称重装置控制连接。本高频焊管自动测长称重系统结构设计科学合理，采取半自动化控制，可在线对钢管进行测长称重，具有节省人力、速度快效率高、安全性高、有利于提高产品质量、使用方便、计量准确等优点，具有较高创新性。

Description

一种高频焊管自动测长称重系统

技术领域

本发明属于高频焊管加工技术领域，特别涉及一种高频焊管自动测长称重系统。

背景技术

根据使用场所的不同和用户要求，对高频焊管单节长度和重量会有不同的精度要求，所以，有的焊管在生产时，要检测每一单节焊管的长度和重量，以便确定误差，保证精度，满足用户需求。以往，未见专门用于在线检测钢管长度和重量的设备，多靠人工分别单节测量长度和称重。上述方法不仅占用人力多，而且速度慢，效率低，设计制造一种可在线检测焊管长度和重量，以减少占用人员，提高检测速度和效率的专用设备，成为钢管生产企业的企盼。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种半自动控制、可在线检测焊管长度和重量的高频焊管自动测长称重系统，本系统具有使用方便，节省人力，速度快，效率高，计量准确，安全性高等优点。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种高频焊管自动测长称重系统，其特征在于：由冷床架、横向定位装置、纵向定位装置、测长装置、称重装置、控制装置组成，横向定位装置固装于冷床架上，纵向定位装置一部分相对固装于冷床架外两侧地面上，一部分对称固装于冷床架上，测长装置固装于纵向定位装置上，称重装置相对固装于冷床架内地面上，控制装置一部设置于冷床架内，一部设置于冷床架外并分别与纵向定位装置、测长装置、称重装置控制连接。

而且，所述横向定位装置包括多个单向活动挡管器，多个单向活动挡管器分别固装于冷床架各横梁上，均由横向定位板、定位块组成，横向定位板转动设置于冷床架横梁上，定位块固装于冷床架横梁上横向定位板侧面。

而且，所述纵向定位装置，由纵向定位器、纵向定位挡板、定位辊组成，纵向定位器与纵向定位挡板相对分别设置于冷床架两侧横梁外侧地面上，定位辊设置于冷床架横梁上。

而且，所述纵向定位器，由纵向定位器底座、单线滑动导轨、滑块、气缸安装板、定位气缸、推板、配重机构组成，单线滑动导轨固装于纵向定位器底座上，滑块滑动设置于单线滑动导轨上并与气缸安装板相固装，定位气缸固装于气缸安装板上，推板固装于定位气缸端部，配重机构一部设置于纵向定位器底座内，另一部设置于气缸安装板上。

而且，所述气缸安装板，其后端上部设置有测位仪安装座，其前端下部设置有防护板。

而且，所述纵向定位挡板，分为一体式纵挡板和折叠式纵挡板。

而且，所述折叠式纵挡板由挡板上体、挡板下体组成，挡板上体、挡板下体铰装在一起。

而且，所述定位辊为多个，多个定位辊分别固装于冷床架横梁上，均由托辊座、托辊、调整螺杆组成，托辊座固装于横梁上，托辊活动设置于托辊座内，调整螺杆对称设置于托辊下方托辊座上。

而且，所述称重装置为电子称重器，包括第一电子称重器和第二电子称重器，第一电子称重器和第二电子称重器相对设置于冷床架内，均由称重器底座、称重气缸、下托板、扶正导杆、扶正滑块、重量传感器、上托板、偏心V型槽、偏心V型槽安装板组成，扶正滑块对称固装于称重器底座内两侧，扶正导杆上端与下托板相固装，下部滑动插装于扶正滑块内，称重气缸上端与下托板相固装，下端固装于称重器底座内，重量传感器对称固装于上托板与下托板之间，偏心V型槽安装板活动安装于上托板上，偏心V型槽固装于上托板上。

而且，所述偏心V型槽安装板，其上对称制有偏心V型槽调整孔。

本发明的优点和积极效果是：

1.本高频焊管自动测长称重系统可在线对钢管进行测长称重，采取半自动控制，无需专门人员分别人工测长称重，节省人力，速度快效率高。

2.本高频焊管自动测长称重系统设置有防护板，可有效避免钢管碰撞测量设备，安全性高。

3.本高频焊管自动测长称重系统的纵向定位装置设置有可调托辊，可避免钢管与横梁摩擦造成产品损伤，有利于提高产品质量。

4.本高频焊管自动测长称重系统设置有折叠式纵挡板，使用方便。

5.本高频焊管自动测长称重系统的纵向定位器设置导轨、滑块和配重机构，可避免钢管被气缸多余行程所产生的势能屈服弯曲或变形对测量精度的不利影响，长度测量精度高。

6.本高频焊管自动测长称重系统称重装置设置有一组电子称重器，并设置有偏心V型槽，可避免钢管左右晃动和不居中带来的称重误差，称重精度高。

7.本高频焊管自动测长称重系统的偏心V型槽还可使钢管自动跳过纵向定位挡板，自动滚动输送，自动化程度较高；

8.本高频焊管自动测长称重系统结构设计科学合理，采取半自动化控制，可在线对钢管进行测长称重，具有节省人力、速度快效率高、安全性高、有利于提高产品质量、使用方便、计量准确等优点，是一种具有较高创新性的高频焊管自动测长称重系统。

附图说明

图1为本发明平面布置图；

图2为纵向定位器结构示意图；

图3为图2的右视图；

图4为电子称重器结构示意图；

图5为图4的右视图；

图6为图4的俯视图；

图7为一体式纵挡板结构示意图；

图8为图6的右视图；

图9为折叠式纵挡板结构示意图；

图10为横向定位装置和托辊的装配位置图。

附图标记说明：

1-一体式纵挡板、2-第一横梁、3-第一电子称重器、4-第二横梁、5-折叠式纵挡板、6-第三横梁、7-输送辊道、8-第二电子称重器、9-接近开、10-定位辊、11-PLC控制器、12-横向定位装置、13-纵向定位器、14-第四横梁、15-测位仪安装座、16-定位气缸、17-气缸安装板、18-单线滑动导轨、19-滑块、20-推板、21-防护板、22-配重机构、23-纵向定位器底座、24-偏心V型槽安装板、25-偏心V型槽定位螺杆、26-偏心V型槽、27-重量传感器、28-称重气缸、29-上托板、30-下托板、31-扶正导杆、32-扶正滑块、33-称重器底座、34-偏心V型槽调整孔、35-挡板上体、36-挡板下体、37-托辊座、38-托辊、39-调整螺杆。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例对本发明作进一步详述。以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种高频焊管自动测长称重系统，由冷床架、横向定位装置12、纵向定位装置、测长装置、称重装置、控制装置组成。横向定位装置对称固装于冷床架横梁上，纵向定位装置一部分相对固装于冷床架外两侧地面上，一部分固装于冷床架横梁上，测长装置固装于纵向定位装置上，称重装置相对固装于冷床架内地面上，控制装置一部设置于冷床架内，一部设置于冷床架外并分别与纵向定位装置、测长装置、称重装置控制连接。冷床架用于输送、定位钢管，横向定位装置用于将钢管定位在测长装置、称重装置中心线附近，纵向定位装置用于将钢管纵向定位以便于测长，测长装置用于测量钢管的长度，称重装置用于测量钢管的重量，控制装置用于控制钢管定位、启动测量长度、测量重量并传输、记录、处理数据。

冷床架，由支架、第一横梁2、第二横梁4、第三横梁6、第四横梁14组成，第一横梁、第二横梁、第三横梁、第四横梁均呈一定坡度均布固装于支架上；横梁呈一定角度安装可使钢管自动滚动输送。支架用于安装横梁，横梁用于输送、定位钢管和安装横向定位装置、定位辊等有关设备装置。

横向定位装置包括三个单向活动挡管器，三个单向活动挡管器分别固装于冷床架第一、第三和第四横梁上，三个单向活动挡管器均由横向定位板、定位块组成，横向定位板转动设置于冷床架横梁上，定位块固装于冷床架横梁上横向定位板侧面。横向定位板用于将钢管挡住定位在测长装置前方冷床架横垂线上，定位块用于固定横向定位板。

纵向定位装置，由纵向定位器13、纵向定位挡板、定位辊10组成。纵向定位挡板，分为一体式纵挡板1和折叠式纵挡板5。纵向定位器与纵向定位挡板相对设置于第四横梁外侧地面上，一体式纵挡板与纵向定位器相对设置于第一横梁外侧，折叠式纵挡板和纵向定位器相对设置于第二横梁与第三横梁之间；定位辊为三个，三个定位辊分别设置于第一横梁、第三横梁、第四横梁上；三个定位辊均由托辊座37、托辊38、调整螺杆39组成，托辊座固装于横梁上，托辊活动设置于托辊座内，调整螺杆对称设置于托辊下方托辊座上。托辊座用于安装托辊，托辊用于托起钢管，避免钢管纵向定位时与横梁摩擦损坏产品，调整螺杆用于调整托辊的高度，保证不同直径的钢管在纵向定位时都能脱离横梁。

折叠式纵挡板由挡板上体35、挡板下体36组成，挡板上体、挡板下体铰装在一起；当生产较长钢管不使用此挡板时，可将挡板上体向下折叠，避免影响钢管输送，也减少拆卸、安装的麻烦，使用方便。

纵向定位器，由纵向定位器底座23、单线滑动导轨18、滑块19、气缸安装板17、定位气缸16、推板20、配重机构22组成，单线滑动导轨固装于纵向定位器底座上顶部，滑块滑动设置于单线滑动导轨上并与气缸安装板相固装，定位气缸固装于气缸安装板上，推板固装于定位气缸端部，配重机构一部设置于纵向定位器底座内，另一部设置于气缸安装板上。定位气缸用于将钢管推向纵向定位挡板位置，配重机构用于防止钢管被气缸多余行程所产生的势能屈服弯曲或变形造成测量误差，保证测长精度。

气缸安装板，其后端上部设置有测位仪安装座15，其前端下部设置有防护板21。测位仪安装座用于安装激光测位仪，防护板用于防止当钢管意外靠前时撞上纵向定位器造成器材损坏。

测长装置为激光测位仪，用于测量钢管的长度并向PLC控制器反馈测量信息。

称重装置为电子称重器，包括第一电子称重器3和第二电子称重器8，第一电子称重器设置于第一、第二横梁之间，第二电子称重器设置于第三、第四横梁之间；第一电子称重器和第二电子称重器均由称重器底座33、称重气缸28、下托板30、扶正导杆31、扶正滑块32、重量传感器27、上托板29、偏心V型槽26、偏心V型槽安装板24组成，扶正滑块对称固装于称重器底座内两侧，扶正导杆上端与下托板相固装，下部滑动插装于扶正滑块内，称重气缸上端与下托板相固装，下端固装于称重器底座内，重量传感器对称固装于上托板与下托板之间，偏心V型槽安装板活动安装于上托板上，偏心V型槽固装于上托板上。称重气缸用于向上顶起上下托板、重力传感器、偏心V型槽、偏心V型槽安装板等部件和钢管；重力传感器用于测量钢管重量并向PLC控制器反馈数据；偏心V型槽用于托起钢管、将钢管定位到重力传感器中心位置并将钢管过渡到跳过横向定位板位置。

偏心V型槽安装板，其上横向对称制有偏心V型槽调整孔34；偏心V型槽调整孔用于调整偏心V型槽安装板位置以使各种直径的钢管均能处于重力传感器中心位置。

控制装置由PLC控制器11和接近开关9组成，PLC控制器设置于冷床架外，接近开关设置于冷床架内纵向定位器前方位置。PLC控制器用于接收、处理接近开关、激光测位仪、重力传感器反馈的信息数据，向定位气缸、测重气缸发送开启、关闭指令，显示有关测量数据。接近开关用于探测钢管位置并向控制器传输信息。

本高频焊管自动测长称重系统的工作原理为：

利用本高频焊管自动测长称重系统对钢管进行测长称重时主要步骤：

第一步，布置设备。根据被检测钢管长度，确定下列设备位置：

一、电子称重器。根据被检测钢管长度，将第一电子称重器设置在距离第二电子称重器适当位置，钢管长时距离较远一些，钢管短时距离较近一些，如第一横梁与第二横梁之间或第二横梁与第三横梁之间。同时检测、校正各个电子称重器精度。

二、折叠式纵挡板。当钢管较长时，使用一体式纵挡板，将折叠式纵挡板的挡板上体向下折叠，保证钢管顺畅输送；当钢管较短时，使用折叠式纵挡板，将折叠式纵挡板的挡板上体向上竖起并固定，用作纵向定位的定位点。

三、横向定位装置。将各个单向活动挡管器的横向定位板向上竖起，以便将从输送辊道沿横梁输送过来的钢管挡在测长装置前方冷床架横垂线上。

四、激光测位仪。将激光测位仪固定到纵向定位器上的测位仪安装座上。

五、定位辊。根据钢管直径大小，调整各个托辊高低，直径较大时，向上调高托辊，直径较小时，向下调低托辊，保证对钢管进行纵向定位时托辊能将钢管托起。

六、偏心V型槽。根据钢管直径大小，调整偏心V型槽的位置。直径较大时，向前调整，直径较小时，向后调整，保证钢管在V型槽内能处于电子称重器的中心位置。

第二步，确定激光测位仪零位。将一根标准钢管放置在冷床架横梁上(托辊上)测长位置，启动纵向定位器，将钢管推向对面的纵向定位挡板，当钢管在纵向定位挡板和推板之间稳定后，此时将激光测位仪设定为零位。进行测长作业时，以此点为基准，测定每节钢管的长度误差。

第三步，试运行。打开气源截门，启动电源开关，进行空载试运行。

第四步，测长。经翻料器将钢管从输送辊道7上翻起滚动到冷床架上后，先确定钢管长度。首先横向定位：钢管在冷床架横梁上滚动到相应应位置后，先由单向活动挡管器将钢管挡住在冷床架横垂线上，完成横向定位。再纵向定位：完成横向定位后，钢管正下方的接近开关会感应到信号并将信号输入给PLC控制器，PLC控制器将信号处理后给纵向定位器发送工作指令，打开纵向定位器的电磁气动阀，此时定位气缸开始工作，将钢管向纵向定位挡板方向推动，直至将钢管推至根据钢管长度所定位的纵向定位挡板(一体式纵挡板或折叠式纵挡板)位置处，完成纵向定位。然后测量长度，完成纵向定位后，激光测位仪会向对应位置即一体式纵挡板或折叠式纵挡板对齐处发射信号并自动接收、处理、向PLC控制器传输信号和数据，这样，即可测量和计算出钢管相对于标准钢管的长度误差并将数据上传至控制中心进行标注。最后复位，PLC控制器指令气缸收回，同时激光测位仪与气缸主体在配重机构作用下回复到起始位置，测长动作完成结束。

第五步，测重。测长动作完成结束后，PLC控制器指令称重器开始工作，电子称重器的电磁阀打开，称重气缸向上将钢管托起至与冷床架(托辊)完全脱离状态，钢管会通过偏心V型槽过渡到电子称重器上重量传感器横向中心位置同时跳过横向定位板，重量传感器即将重量信号通过模拟端口同时向重量显示器及PLC控制器传输，待数据信号稳定保存后，PLC控制器指令称重气缸收回，将钢管放置在冷床架上；此时钢管在重力作用下自由滚动至下一工序，称重动作完成，下一根钢管测长开始，以此方式反复运行连续工作。

调整定位辊时，根据钢管直径大小，调整各个托辊高低。直径较大时，向上调高托辊，即旋紧调整螺杆，调整螺杆将托辊向上顶起升高；直径较小时，向下调低托辊，即旋松调整螺杆，托辊下降；这样既可保证对钢管进行纵向定位时托辊能将钢管托起，防止钢管与横梁摩擦造成损伤。

调整偏心V型槽时，根据钢管直径大小，调整偏心V型槽的位置。直径较大时，向前调整，即旋松偏心V型槽定位螺杆25，向前移动偏心V型槽，然后旋紧偏心V型槽定位螺杆；直径较小时，向后调整，即旋松偏心V型槽定位螺杆，向后移动偏心V型槽；这样，既可保证钢管在V型槽内能处于重量传感器的中心位置。

称重时，偏心V型槽在称重气缸作用下上升，在托起钢管的同时，钢管会沿偏心V型槽的凹槽长面向前滚动一段距离，这样，即可以使钢管处于重量传感器中心位置，又可使钢管跳过横向定位挡板，使钢管落下时自动滚动到下一工序。

在进行纵向定位时，定位气缸开始工作后，将钢管向纵向定位挡板方向推动，直至将钢管推至根据钢管长度所定位的纵向定位挡板(一体式纵挡板或折叠式纵挡板)位置处，完成纵向定位。在完成纵向定位时，定位气缸有可能产生多余行程，钢管有可能会被多余行程所产生的势能屈服而发生弯曲或变形，从而影响测长精度；此时，定位气缸及激光测位仪会在单线滑动导轨上平移后退，直至气缸达到完全行程为止，将势能卸掉或减少，有效避免势能对钢管的不利影响。之后，定位气缸及激光测位仪会在配重机构的作用下，恢复原位。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (8)

1.一种高频焊管自动测长称重系统，其特征在于：由冷床架、横向定位装置、纵向定位装置、测长装置、称重装置、控制装置组成，横向定位装置固装于冷床架上，纵向定位装置一部分相对固装于冷床架外两侧地面上，一部分对称固装于冷床架上，测长装置固装于纵向定位装置上，称重装置相对固装于冷床架内地面上，控制装置一部设置于冷床架内，一部设置于冷床架外并分别与纵向定位装置、测长装置、称重装置控制连接；所述纵向定位装置，由纵向定位器、纵向定位挡板、定位辊组成，纵向定位器与纵向定位挡板相对分别设置于冷床架两侧横梁外侧地面上，定位辊设置于冷床架横梁上，所述纵向定位挡板，分为一体式纵挡板和折叠式纵挡板。

2.根据权利要求1所述的高频焊管自动测长称重系统，其特征在于：所述横向定位装置包括多个单向活动挡管器，多个单向活动挡管器分别固装于冷床架各横梁上，均由横向定位板、定位块组成，横向定位板转动设置于冷床架横梁上，定位块固装于冷床架横梁上横向定位板侧面。

3.根据权利要求1所述的高频焊管自动测长称重系统，其特征在于：所述纵向定位器，由纵向定位器底座、单线滑动导轨、滑块、气缸安装板、定位气缸、推板、配重机构组成，单线滑动导轨固装于纵向定位器底座上，滑块滑动设置于单线滑动导轨上并与气缸安装板相固装，定位气缸固装于气缸安装板上，推板固装于定位气缸端部，配重机构一部设置于纵向定位器底座内，另一部设置于气缸安装板上。

4.根据权利要求3所述的高频焊管自动测长称重系统，其特征在于：所述气缸安装板，其后端上部设置有测位仪安装座，其前端下部设置有防护板。

5.根据权利要求1所述的高频焊管自动测长称重系统，其特征在于：所述折叠式纵挡板由挡板上体、挡板下体组成，挡板上体、挡板下体铰装在一起。

6.根据权利要求1所述的高频焊管自动测长称重系统，其特征在于：所述定位辊为多个，多个定位辊分别固装于冷床架横梁上，均由托辊座、托辊、调整螺杆组成，托辊座固装于横梁上，托辊活动设置于托辊座内，调整螺杆对称设置于托辊下方托辊座上。

7.根据权利要求1所述的高频焊管自动测长称重系统，其特征在于：所述称重装置为电子称重器，包括第一电子称重器和第二电子称重器，第一电子称重器和第二电子称重器相对设置于冷床架内，均由称重器底座、称重气缸、下托板、扶正导杆、扶正滑块、重量传感器、上托板、偏心V型槽、偏心V型槽安装板组成，扶正滑块对称固装于称重器底座内两侧，扶正导杆上端与下托板相固装，下部滑动插装于扶正滑块内，称重气缸上端与下托板相固装，下端固装于称重器底座内，重量传感器对称固装于上托板与下托板之间，偏心V型槽安装板活动安装于上托板上，偏心V型槽固装于上托板上。

8.根据权利要求7所述的高频焊管自动测长称重系统，其特征在于：所述偏心V型槽安装板，其上对称制有偏心V型槽调整孔。