CN105251823A - 一种垂直液压冷钢管机自动化控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及自动化领域，公开了一种垂直液压冷钢管机自动化控制系统及方法，以解决现有技术中通过手动方式对垂直液压冷钢管机进行控制所导致的操作不准确的技术问题。该系统包括：机体总成；前胎总成；滚轮装置；下胎总成，下胎总成顶部设置有下模；内胎；反射板；红外线测距仪，用于产生并发射红外线信号，红外线信号通过反射板被反射回红外线测距仪，进而使红外线测距仪通过红外线信号发射至反射回红外线测距仪的时间间隔来确定内胎的前进距离；处理器，连接于红外线测距仪，用于获取前进距离，并判断前进距离是否大于预设距离；在前进距离大于预设距离时，控制内胎停止运动。达到了对内胎的前进控制更加准确的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及自动化领域，尤其涉及一种垂直液压冷钢管机自动化控制系统及方法。
背景技术
随着我国长输管道建设及科技的发展，带动了装备自动化程度的提高，传统的控制方式已经不能够很好地满足垂直液压钢管机的工作需要。国内现有的垂直液压冷钢管机弯制速度慢，效率低，劳动强度大，且在弯制过程中操作手长时间站立，采用较大的力一直推动控制手柄，劳动强度大；肉眼观察较远距离上主推油缸装置起升高度标识，容易造成读数失误；长时间工作，容易造成操作者疲劳，也影响其操作的准确性。
发明内容
本发明提供一种垂直液压冷钢管机自动化控制系统及方法，以解决现有技术中通过手动方式对垂直液压冷钢管机进行控制所导致的操作不准确的技术问题。
本发明实施例提供一种垂直液压冷钢管机自动化控制系统，包括：
机体总成，所述机体总成包括：左侧板、右侧板、上胎支架、底板，所述左侧板与所述右侧板相对设置且与所述底板、所述上胎支架焊接成一体，所述上胎支架底部设置有上模；
前胎总成，设置于所述机体总成第一侧；
滚轮装置，设置于所述前胎总成一侧；
下胎总成，设置于所述机体总成第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对，所述下胎总成顶部设置有下模；
内胎，设置于所述下胎总成上；
反射板，设置于所述机体总成第一侧；
红外线测距仪，设置于所述内胎，用于产生并发射红外线信号，所述红外线信号通过所述反射板被反射回所述红外线测距仪，进而使所述红外线测距仪通过所述红外线信号发射至反射回所述红外线测距仪的时间间隔来确定所述内胎的前进距离；
处理器，连接于所述红外线测距仪，用于获取所述前进距离，并判断所述前进距离是否大于预设距离；在所述前进距离大于所述预设距离时，控制所述内胎处于停止运动状态。
可选的，还包括：
滚轮装置，设置于所述前胎总成一侧，其中在将钢管放置于所述滚轮装置之后，通过所述滚轮装置将所述钢管送入所述下模；
旋转编码器，连接于所述滚轮装置，用于检测所述滚轮装置的滚动距离。
可选的，还包括：
第一角度传感器，设置于钢管两侧，连接于所述处理器，用于检测获得所述钢管的弯曲角度；
所述处理器，用于判断所述弯曲角度是否达到第一预设角度，在所述弯曲角度达到所述第一预设角度时，停止对所述钢管进行弯曲操作。
可选的，还包括：
第二角度传感器，设置于钢管两侧，连接于所述处理器，用于检测获得所述钢管的倾斜角度；
所述处理器，用于判断所述弯曲角度是否达到第二预设角度，在所述弯曲角度达到所述第二预设角度时，产生报警信息。
可选的，还包括：
主推油缸装置；
位移传感器，用于检测获得所述主推油缸装置的伸出长度；
所述处理器，用于获得所述伸出长度并控制所述伸出长度小于预设长度。
可选的，还包括：
斜块装置，所述斜块装置包括斜块和滑块，所述滑块连接于所述前胎总成；
斜块油缸，连接于所述斜块装置；
楔形机构，设置于所述下胎总成底部且连接于所述下胎总成；
主推油缸装置，设置于下胎总成底部且连接于所述楔形机构；
底板，设置于所述主推油缸装置底部；
提升油缸装置，一侧设置于所述机体总成，另一侧连接于所述下胎总成，用于支撑和提升所述下胎总成；
其中，钢管经由所述前胎总成放入所述滚轮装置，然后由所述滚轮装置送入所述下模；通过所述斜块油缸针对所述斜块装置产生第一推力，从而通过所述第一推力控制所述前胎总成向上移动；通过所述主推油缸装置向所述下胎总成产生第二推力，通过所述提升油缸装置向所述下胎总成产生提升力，通过所述第二推力和所述提升力控制所述下胎总成向上移动，从而使所述钢管与所述上模接触，从而通过所述上模与所述下模的综合作用使所述钢管弯曲。
第二方面，本发明实施例提供一种垂直液压冷钢管机自动化控制方法，包括：
通过设置于所述垂直液压冷钢管机的红外线测距仪产生并发出红外线信号，所述红外线信号通过设置于所述垂直液压冷钢管机的机体总成的反射板被发射回所述红外线测距仪；
通过所述红外线信号发射至反射回所述红外线测距仪的时间间隔来确定所述内胎的前进距离；
判断所述前进距离是否大于预设距离；
在所述前进距离大于所述预设距离时，控制所述内胎处于停止运动状态。
可选的，所述方法还包括：
通过设置于钢管两侧的第一角度传感器检测获得所述钢管的弯曲角度；
判断所述弯曲角度是否大于第一预设角度；
在所述弯曲角度大于所述第一预设角度时，停止对所述钢管进行弯曲操作。
可选的，所述方法还包括：
通过设置于钢管两侧的第二角度传感器检测获得所述钢管的倾斜角度；
判断所述倾斜角度是否大于第二预设角度值；
在所述倾斜角度大于所述第二预设角度值时，产生报警信息。
可选的，所述方法还包括：
检测获得所述主推油缸装置的伸出长度；
控制所述伸出长度小于预设长度。
本发明有益效果如下：
由于在本发明实施例中，提供了一种垂直液压冷钢管机自动化控制系统，包括：机体总成，所述机体总成包括：左侧板、右侧板、上胎支架、底板，所述左侧板与所述右侧板相对设置且与所述底板、所述上胎支架焊接成一体，所述上胎支架底部设置有上模；；前胎总成，设置于所述机体总成第一侧；滚轮装置，设置于所述前胎总成一侧；下胎总成，设置于所述机体总成第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对，所述下胎总成顶部设置有下模；内胎；反射板，设置于所述机体总成第一侧；红外线测距仪，设置于所述内胎，用于产生并发射红外线信号，所述红外线信号通过所述反射板被反射回所述红外线测距仪，进而使所述红外线测距仪通过所述红外线信号发射至反射回所述红外线测距仪的时间间隔来确定所述内胎的前进距离；处理器，连接于所述红外线测距仪，用于获取所述前进距离，并判断所述前进距离是否大于预设距离；在所述前进距离大于所述预设距离时，控制所述内胎处于停止运动状态。也就是说，通过红外线测距仪确定内胎的前进距离，然后通过处理器对内胎的前进与否进行控制，达到了对内胎的前进控制更加准确的技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例中垂直液压冷钢管机自动化控制系统的主视图；
图2为本发明实施例中垂直液压冷钢管机自动化控制系统的内部结构图；
图3为本发明实施例中垂直液压冷钢管机自动化控制方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种垂直液压冷钢管机自动化控制系统及方法，以解决现有技术中通过手动方式对垂直液压冷钢管机进行控制所导致的操作不准确的技术问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：
提供了一种垂直液压冷钢管机自动化控制系统，包括：机体总成，所述机体总成包括：左侧板、右侧板、上胎支架、底板，所述左侧板与所述右侧板相对设置且与所述底板、所述上胎支架焊接成一体，所述上胎支架底部设置有上模；；前胎总成，设置于所述机体总成第一侧；滚轮装置，设置于所述前胎总成一侧；下胎总成，设置于所述机体总成第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对，所述下胎总成顶部设置有下模；内胎，设置于所述下胎总成上；反射板，设置于所述机体总成第一侧；红外线测距仪，设置于所述内胎，用于产生并发射红外线信号，所述红外线信号通过所述反射板被反射回所述红外线测距仪，进而使所述红外线测距仪通过所述红外线信号发射至反射回所述红外线测距仪的时间间隔来确定所述内胎的前进距离；处理器，连接于所述红外线测距仪，用于获取所述前进距离，并判断所述前进距离是否大于预设距离；在所述前进距离大于所述预设距离时，控制所述内胎处于停止运动状态。也就是说，通过红外线测距仪确定内胎的前进距离，然后通过处理器对内胎的前进与否进行控制，达到了对内胎的前进控制更加准确的技术效果。
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
第一方面，本发明实施例提供一种垂直液压冷钢管机自动化控制系统，请参考图1和图2，包括：
机体总成2，所述机体总成2包括：左侧板、右侧板、上胎支架9、底板，所述左侧板与所述右侧板相对设置且与所述底板、所述上胎支架9焊接成一体，所述上胎支架9底部设置有上模；
前胎总成1，设置于所述机体总成2第一侧；
滚轮装置12，设置于所述前胎总成1一侧；
下胎总成5，设置于所述机体总成2第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对，所述下胎总成5顶部设置有下模；
内胎24，设置于所述下胎总成5上，并且内胎24设置于弯制钢管内部，可以在钢管内部行走；
反射板26，设置于所述机体总成2第一侧；
红外线测距仪26，设置于所述内胎24，用于产生并发射红外线信号，所述红外线信号通过所述反射板26被反射回所述红外线测距仪26，进而使所述红外线测距仪26通过所述红外线信号发射至反射回所述红外线测距仪26的时间间隔来确定所述内胎24的前进距离；
处理器23，连接于所述红外线测距仪26，用于获取所述前进距离，并判断所述前进距离是否大于预设距离；在所述前进距离大于所述预设距离时，控制所述内胎24处于停止运动状态。
在具体实施过程中，由于红外线的运动速度为已知的，通常为3.0×108m/s，而通过红外线发射至反射回红外线测距仪26的时间间隔t，则可以确定出红外线的行走距离，该行走距离为内胎24的前进距离的两倍，故而可以通过以下公式计算获得内胎24的前进距离：
L＝t*v/2
其中，L表示内胎24的前进距离；
v表示红外线的速度；
t表示红外线发射至反射回红外线测距仪26的时间间隔。
可选的，还包括：
滚轮装置12，设置于所述前胎总成1一侧，其中在将钢管22放置于所述滚轮装置12之后，通过所述滚轮装置12将所述钢管22送入所述下模；
旋转编码器28，连接于所述滚轮装置12，用于检测所述滚轮装置12的滚动距离。
可选的，还包括：
第一角度传感器21，设置于钢管22两侧，连接于所述处理器23，用于检测获得所述钢管22的弯曲角度；
所述处理器23，用于判断所述弯曲角度是否达到第一预设角度，在所述弯曲角度达到所述第一预设角度时，停止对所述钢管22进行弯曲操作。
可选的，还包括：
第二角度传感器25，设置于钢管22两侧，连接于所述处理器23，用于检测获得所述钢管22的倾斜角度；
所述处理器23，用于判断所述弯曲角度是否达到第二预设角度，在所述弯曲角度达到所述第二预设角度时，产生报警信息。
可选的，还包括：
主推油缸装置29；
位移传感器30，用于检测获得所述主推油缸装置29的伸出长度；
所述处理器23，用于获得所述伸出长度并控制所述伸出长度小于预设长度。
可选的，还包括：
斜块装置11，所述斜块装置11包括斜块和滑块，所述滑块连接于所述前胎总成1；
斜块油缸10，连接于所述斜块装置11；
楔形机构6，设置于所述下胎总成5底部且连接于所述下胎总成5；
主推油缸装置29，设置于下胎总成5底部且连接于所述楔形机构6；
底板，设置于所述主推油缸装置29底部；
提升油缸装置3，一侧设置于所述机体总成2，另一侧连接于所述下胎总成5，用于支撑和提升所述下胎总成5；
其中，钢管22经由所述前胎总成1放入所述滚轮装置12，然后由所述滚轮装置12送入所述下模；通过所述斜块油缸10针对所述斜块装置11产生第一推力，从而通过所述第一推力控制所述前胎总成1向上移动；通过所述主推油缸装置29向所述下胎总成5产生第二推力，通过所述提升油缸装置3向所述下胎总成5产生提升力，通过所述第二推力和所述提升力控制所述下胎总成5向上移动，从而使所述钢管22与所述上模接触，从而通过所述上模与所述下模的综合作用使所述钢管22弯曲。
作为进一步的优选实施例，请继续参考1，垂直液压冷钢管22机还包括：
后侧支撑撬座6，设置于机体总成2的第二侧的下方，用于平衡与支撑所述机体总成2。
另外，钢管22进出、钢管22角度的测量也可以采用自动化控制，钢管22过程中所有工艺动作均通过各种传感器反馈到设备操作台4的自动控制系统上，自动控系统设中央控制箱，通过操控面板可设定弯制角度、钢管22步进长度、油缸外伸长度、系统压力并实时显示实际工作参数，操作人员便于操控钢管22机，降低劳动强度。
第二方面，基于同一发明构思，本发明实施例提供一种垂直液压冷钢管22机自动化控制方法，请参考图3，包括：
步骤S301：通过设置于所述垂直液压冷钢管22机的红外线测距仪26产生并发出红外线信号，所述红外线信号通过设置于所述垂直液压冷钢管22机的机体总成的反射板26被发射回所述红外线测距仪26；
步骤S302：通过所述红外线信号发射至反射回所述红外线测距仪26的时间间隔来确定所述内胎24的前进距离；
步骤S303：判断所述前进距离是否大于预设距离；
步骤S304：在所述前进距离大于所述预设距离时，控制所述内胎24处于停止运动状态。
可选的，所述方法还包括：
通过设置于钢管22两侧的第一角度传感器21检测获得所述钢管22的弯曲角度；
判断所述弯曲角度是否大于第一预设角度；
在所述弯曲角度大于所述第一预设角度时，停止对所述钢管22进行弯曲操作。
可选的，所述方法还包括：
通过设置于钢管22两侧的第二角度传感器25检测获得所述钢管22的倾斜角度；
判断所述倾斜角度是否大于第二预设角度值；
在所述倾斜角度大于所述第二预设角度值时，产生报警信息。
可选的，所述方法还包括：
检测获得所述主推油缸装置29的伸出长度；
控制所述伸出长度小于预设长度。
本发明一个或多个实施例，至少具有以下有益效果：
由于在本发明实施例中，提供了一种垂直液压冷钢管机自动化控制系统，包括：机体总成，所述机体总成包括：左侧板、右侧板、上胎支架、底板，所述左侧板与所述右侧板相对设置且与所述底板、所述上胎支架焊接成一体，所述上胎支架底部设置有上模；；前胎总成，设置于所述机体总成第一侧；滚轮装置，设置于所述前胎总成一侧；上胎支架，设置于所述机体总成，所述上胎支架底部设置有上模；下胎总成，设置于所述机体总成第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对，所述下胎总成顶部设置有下模；内胎；反射板，设置于所述机体总成第一侧；红外线测距仪，设置于所述内胎，用于产生并发射红外线信号，所述红外线信号通过所述反射板被反射回所述红外线测距仪，进而使所述红外线测距仪通过所述红外线信号发射至反射回所述红外线测距仪的时间间隔来确定所述内胎的前进距离；处理器，连接于所述红外线测距仪，用于获取所述前进距离，并判断所述前进距离是否大于预设距离；在所述前进距离大于所述预设距离时，控制所述内胎处于停止运动状态。也就是说，通过红外线测距仪确定内胎的前进距离，然后通过处理器对内胎的前进与否进行控制，达到了对内胎的前进控制更加准确的技术效果。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种垂直液压冷钢管机自动化控制系统，其特征在于，包括：
机体总成，所述机体总成包括：左侧板、右侧板、上胎支架、底板，所述左侧板与所述右侧板相对设置且与所述底板、所述上胎支架焊接成一体，所述上胎支架底部设置有上模；
前胎总成，设置于所述机体总成第一侧；
滚轮装置，设置于所述前胎总成一侧；
下胎总成，设置于所述机体总成第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对，所述下胎总成顶部设置有下模；
内胎，设置于所述下胎总成上；
反射板，设置于所述机体总成第一侧；
红外线测距仪，设置于所述内胎，用于产生并发射红外线信号，所述红外线信号通过所述反射板被反射回所述红外线测距仪，进而使所述红外线测距仪通过所述红外线信号发射至反射回所述红外线测距仪的时间间隔来确定所述内胎的前进距离；
处理器，连接于所述红外线测距仪，用于获取所述前进距离，并判断所述前进距离是否大于预设距离；在所述前进距离大于所述预设距离时，控制所述内胎处于停止运动状态。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
滚轮装置，设置于所述前胎总成一侧，其中在将钢管放置于所述滚轮装置之后，通过所述滚轮装置将所述钢管送入所述下模；
旋转编码器，连接于所述滚轮装置，用于检测所述滚轮装置的滚动距离。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
第一角度传感器，设置于钢管两侧，连接于所述处理器，用于检测获得所述钢管的弯曲角度；
所述处理器，用于判断所述弯曲角度是否达到第一预设角度，在所述弯曲角度达到所述第一预设角度时，停止对所述钢管进行弯曲操作。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：
第二角度传感器，设置于钢管两侧，连接于所述处理器，用于检测获得所述钢管的倾斜角度；
所述处理器，用于判断所述弯曲角度是否达到第二预设角度，在所述弯曲角度达到所述第二预设角度时，产生报警信息。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
主推油缸装置；
位移传感器，用于检测获得所述主推油缸装置的伸出长度；
所述处理器，用于获得所述伸出长度并控制所述伸出长度小于预设长度。
6.如权利要求1-5任一所述的系统，其特征在于，还包括：
斜块装置，所述斜块装置包括斜块和滑块，所述滑块连接于所述前胎总成；
斜块油缸，连接于所述斜块装置；
楔形机构，设置于所述下胎总成底部且连接于所述下胎总成；
主推油缸装置，设置于下胎总成底部且连接于所述楔形机构；
底板，设置于所述主推油缸装置底部；
提升油缸装置，一侧设置于所述机体总成，另一侧连接于所述下胎总成，用于支撑和提升所述下胎总成；
其中，钢管经由所述前胎总成放入所述滚轮装置，然后由所述滚轮装置送入所述下模；通过所述斜块油缸针对所述斜块装置产生第一推力，从而通过所述第一推力控制所述前胎总成向上移动；通过所述主推油缸装置向所述下胎总成产生第二推力，通过所述提升油缸装置向所述下胎总成产生提升力，通过所述第二推力和所述提升力控制所述下胎总成向上移动，从而使所述钢管与所述上模接触，从而通过所述上模与所述下模的综合作用使所述钢管弯曲。
7.一种垂直液压冷钢管机自动化控制方法，其特征在于，包括：
通过设置于所述垂直液压冷钢管机的红外线测距仪产生并发出红外线信号，所述红外线信号通过设置于所述垂直液压冷钢管机的机体总成的反射板被发射回所述红外线测距仪；
通过所述红外线信号发射至反射回所述红外线测距仪的时间间隔来确定所述内胎的前进距离；
判断所述前进距离是否大于预设距离；
在所述前进距离大于所述预设距离时，控制所述内胎处于停止运动状态。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过设置于钢管两侧的第一角度传感器检测获得所述钢管的弯曲角度；
判断所述弯曲角度是否大于第一预设角度；
在所述弯曲角度大于所述第一预设角度时，停止对所述钢管进行弯曲操作。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过设置于钢管两侧的第二角度传感器检测获得所述钢管的倾斜角度；
判断所述倾斜角度是否大于第二预设角度值；
在所述倾斜角度大于所述第二预设角度值时，产生报警信息。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
检测获得所述主推油缸装置的伸出长度；
控制所述伸出长度小于预设长度。
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