CN112284235A - 一种钢管的壁厚测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢管的壁厚测量方法及装置，所述方法包括：通过控制器控制伺服电机以控制转轴以预设转速转动，并通过控制器控制接近开关传感器从放置面先后往钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径纵向移动；通过控制器实时获取接近开关传感器纵向移动过程中的电平信号；检测开关传感器分别到达钢管的各个位置的电平信号，并通过控制器记录到达各个位置对应的所用时间；通过控制器根据所用时间和转轴的预设转速，计算出钢管的实际壁厚。本发明采用伺服电机控制接近开关传感器的移动方式，从而进行钢管壁厚的测量，提高测量效率和测量精度，无需多人长期参与测量过程，减少人工劳务成本和测量时间。
Description
技术领域
本发明涉及船舶建造生产技术领域，尤其是涉及一种钢管的壁厚测量方法及装置。
背景技术
在船舶建造过程中法兰与管子装配焊接前，需要对钢管进行长度、壁厚以及管径的测量，防止后续生产质量事故发生。但现阶段，对钢管实际长度主要采用人工测量方式，通过人工方式逐一进行钢管测量。但是，在对现有技术的研究与实践的过程中，本发明的发明人发现，人工测量方法在测量过程中需要不停地搬运钢管，不仅效率低，劳动强度大，并且钢管的壁厚和管径测量精度也难以保障；同时，采用人工测量壁厚和管径，还需要多人长期参与测量过程，人工劳务成本高且效率低下。如今，随着科技的逐步发展，船舶的建造周期随之缩短，同时船舶建造效率要求也随之提高，而现有的人工测量技术很难满足高效的船舶生产节拍，不能够适应船舶建造的发展趋势。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种钢管的壁厚测量方法及装置，能够通过控制器控制传感器的移动进行钢管的壁厚测量。
为解决上述问题，本发明的一个实施例提供了一种钢管的壁厚测量方法，至少包括如下步骤：
通过控制器控制伺服电机，以使所述伺服电机控制转轴以预设转速转动，并通过所述控制器控制接近开关传感器从放置面先后往钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径纵向移动；
通过控制器实时获取所述接近开关传感器纵向移动过程中的电平信号；
检测所述接近开关传感器分别到达所述钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径的电平信号，并通过所述控制器记录到达上述各个位置对应的所用时间；
通过控制器根据所述对应的所用时间和所述转轴的预设转速，计算出钢管的实际壁厚。
进一步的，所述的钢管壁厚测量方法，还包括：
在开始测量前，将所述钢管放置于测量装置的凹槽座上；
则，在开始测量后，当所述接近开关传感器移动至所述凹槽座的底部时，所述接近开关传感器输出的电平信号为低电平信号。
进一步的，所述的钢管壁厚测量方法，还包括：
通过控制器根据所述对应的所用时间和所述转轴的预设转速，计算出钢管的实际外径。
进一步的，所述检测所述接近开关传感器分别到达所述钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径的电平信号，并通过所述控制器记录到达上述各个位置对应的所用时间，具体为：
当通过所述控制器控制所述接近开关传感器移动至所述钢管的端面下部外径时，所述接近开关传感器输出的电平信号为高电平信号，并通过所述控制器记录到达时间，记为第一测量时间；
当通过所述控制器控制所述接近开关传感器移动至所述钢管的端面下部内径时，所述接近开关传感器输出的电平信号为低电平信号，并通过所述控制器记录到达时间，记为第二测量时间；
当通过所述控制器控制所述接近开关传感器移动至所述钢管的端面上部内径时，所述接近开关传感器输出的电平信号为高电平信号，并通过所述控制器记录到达时间，记为第三测量时间；
当通过所述控制器控制所述接近开关传感器移动至所述钢管的端面上部外径时，所述接近开关传感器输出的电平信号为低电平信号，并通过所述控制器记录到达时间，记为第四测量时间。
进一步的，所述通过控制器根据所述对应的所用时间和所述转轴的预设转速，计算出钢管的实际壁厚，具体为：
计算所述接近开关传感器在所述钢管的端面下部的内外径之间和端面上部的内外径之间移动所用的时间的平均值，以该平均值和所述转轴的预设转速的乘积计算结果作为钢管的实际壁厚。
进一步的，所述通过控制器根据所述对应的所用时间和所述转轴的预设转速，计算出钢管的实际外径，具体为：
计算所述接近开关传感器从所述钢管的端面下部外径移动至端面上部外径的所需时间，以该所需时间和所述转轴的预设转速的乘积计算结果作为钢管的实际外径。
进一步的，所述控制器的输出脉冲频率设定为250KHZ，所述伺服电机设置为5000个脉冲转一周。
本发明的一个实施例提供了一种钢管的壁厚测量装置，包括：
控制模块，用于通过控制器控制伺服电机，以使所述伺服电机控制转轴以预设转速转动，并通过所述控制器控制接近开关传感器从放置面先后往钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径纵向移动；
电平信号获取模块，用于通过控制器实时获取所述接近开关传感器纵向移动过程中的电平信号；
移动时间记录模块，用于检测所述接近开关传感器分别到达所述钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径的电平信号，并通过所述控制器记录到达上述各个位置对应的所用时间；
计算模块，用于通过控制器根据所述对应的所用时间和所述转轴的预设转速，计算出钢管的实际壁厚。
本发明的一个实施例提供了一种钢管的壁厚测量的终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的钢管的壁厚测量方法。
本发明的一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述的钢管的壁厚测量方法。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例提供的一种钢管的壁厚测量方法及装置，所述方法包括：通过控制器控制伺服电机，以使所述伺服电机控制转轴以预设转速转动，并通过所述控制器控制接近开关传感器从放置面先后往钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径纵向移动；通过控制器实时获取所述接近开关传感器纵向移动过程中的电平信号；检测所述接近开关传感器分别到达所述钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径的电平信号，并通过所述控制器记录到达上述各个位置对应的所用时间；通过控制器根据所述对应的所用时间和所述转轴的预设转速，计算出钢管的实际壁厚。
与现有技术相比，本发明实施例通过采用伺服电机控制接近开关传感器的移动方式进行钢管壁厚的测量，结构简单，成本低，应用范围广，并且大大提高测量效率和测量精度，无需多人长期参与测量过程，减少人工劳务成本和测量时间。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的一种钢管的壁厚测量方法的流程示意图；
图2为本发明第二实施例提供的一种钢管的壁厚测量装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
首先介绍本发明可以提供的应用场景，如对钢管壁厚的测量。
本发明第一实施例：
请参阅图1。
如图1所示，本实施例提供了一种钢管的壁厚测量方法，至少包括如下步骤：
S101、通过控制器控制伺服电机，以使所述伺服电机控制转轴以预设转速转动，并通过所述控制器控制接近开关传感器从放置面先后往钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径纵向移动。
具体的，对于步骤S101，通过所述控制器控制所述伺服电机使所述转轴以预设转速转动，所述接近开关传感器从放置面先后往钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径纵向移动；所述接近开关传感器输出为高电平。
S102、通过控制器实时获取所述接近开关传感器纵向移动过程中的电平信号。
具体的，对于步骤S102，通过控制器继续控制接近开关传感器进行移动，在移动过程中，实时获取和记录接近开关传感器的电平信号。
S103、检测所述接近开关传感器分别到达所述钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径的电平信号，并通过所述控制器记录到达上述各个位置对应的所用时间。
在优选的实施例中，所述步骤S103，具体为：
当通过所述控制器控制所述接近开关传感器移动至所述钢管的端面下部外径时，所述接近开关传感器输出的电平信号为高电平信号，并通过所述控制器记录到达时间，记为第一测量时间；
当通过所述控制器控制所述接近开关传感器移动至所述钢管的端面下部内径时，所述接近开关传感器输出的电平信号为低电平信号，并通过所述控制器记录到达时间，记为第二测量时间；
当通过所述控制器控制所述接近开关传感器移动至所述钢管的端面上部内径时，所述接近开关传感器输出的电平信号为高电平信号，并通过所述控制器记录到达时间，记为第三测量时间；
当通过所述控制器控制所述接近开关传感器移动至所述钢管的端面上部外径时，所述接近开关传感器输出的电平信号为低电平信号，并通过所述控制器记录到达时间，记为第四测量时间。
具体的，所述控制器控制所述接近开关传感器继续移动，当所述接近开关传感器达到所述钢管端面下部的外径时，所述接近开关传感器输出为高电平；所述控制器记录时间1；所述控制器控制所述接近开关传感器继续移动，当所述接近开关传感器达到所述钢管端面下部的内径时，所述接近开关传感器输出为低电平；所述控制器记录时间2；所述控制器控制所述接近开关传感器继续移动，当所述接近开关传感器达到所述钢管端面上部的内径时，所述接近开关传感器输出为高电平；所述控制器记录时间3；所述控制器控制所述接近开关传感器继续移动，当所述接近开关传感器达到所述钢管端面上部的外径时，所述接近开关传感器输出为低电平；所述控制器记录时间4。
S104、通过控制器根据所述对应的所用时间和所述转轴的预设转速，计算出钢管的实际壁厚。
在优选的实施例中，所述步骤S104，具体为：
计算所述接近开关传感器在所述钢管的端面下部的内外径之间和端面上部的内外径之间移动所用的时间的平均值，以该平均值和所述转轴的预设转速的乘积计算结果作为钢管的实际壁厚。
具体的，对于步骤S104，所述控制器通过时间1、时间2、时间3、时间4和所述转轴的预设转速，计算钢管壁厚。其中，钢管壁厚计算方法为：
其中，d为钢管壁厚，单位为毫米；时间1、时间2、时间3和时间4的单位为秒；S为接近开关传感器的匀速移动速度，单位为毫米/秒。
在优选的实施例中，所述的钢管壁厚测量方法，还包括：
在开始测量前，将所述钢管放置于测量装置的凹槽座上；
则，在开始测量后，当所述接近开关传感器移动至所述凹槽座的底部时，所述接近开关传感器输出的电平信号为低电平信号。
具体的，外部设备放置钢管于凹槽座后，控制器开始测量，
在优选的实施例中，所述的钢管壁厚测量方法，还包括：
通过控制器根据所述对应的所用时间和所述转轴的预设转速，计算出钢管的实际外径。
在优选的实施例中，所述通过控制器根据所述对应的所用时间和所述转轴的预设转速，计算出钢管的实际外径，具体为：
计算所述接近开关传感器从所述钢管的端面下部外径移动至端面上部外径的所需时间，以该所需时间和所述转轴的预设转速的乘积计算结果作为钢管的实际外径。
具体的，钢管外径计算方法：
D＝(时间4-时间1)×S
其中，D为钢管外径，单位为毫米；时间1和时间4的单位为秒；S为接近开关传感器的匀速移动速度，单位为毫米/秒。
在优选的实施例中，所述控制器的输出脉冲频率设定为250KHZ，所述伺服电机设置为5000个脉冲转一周。
具体的，接近开关传感器移动速度S受到控制器输出到伺服电机脉冲频率的影响，控制器输出脉冲频率可以为设定为250KHz；
接近开关传感器移动速度S受到转轴转动一周需要的脉冲数量的影响；可以设置伺服电机为5000个脉冲转一周；
接近开关传感器移动速度S受到转轴螺距的影响，转轴可以采用螺距为5mm的丝杠。
本实施例提供的一种钢管的壁厚测量方法，包括：通过控制器控制伺服电机，以使所述伺服电机控制转轴以预设转速转动，并通过所述控制器控制接近开关传感器从放置面先后往钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径纵向移动；通过控制器实时获取所述接近开关传感器纵向移动过程中的电平信号；检测所述接近开关传感器分别到达所述钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径的电平信号，并通过所述控制器记录到达上述各个位置对应的所用时间；通过控制器根据所述对应的所用时间和所述转轴的预设转速，计算出钢管的实际壁厚。
本实施例通过采用伺服电机控制接近开关传感器的移动方式进行钢管壁厚的测量，结构简单，成本低，应用范围广，并且大大提高测量效率和测量精度，无需多人长期参与测量过程，减少人工劳务成本和测量时间。
本发明第二实施例：
请参阅图2。
如图2所示，本实施例提供了一种钢管的壁厚测量装置，包括：
控制模块100，用于通过控制器控制伺服电机，以使所述伺服电机控制转轴以预设转速转动，并通过所述控制器控制接近开关传感器从放置面先后往钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径纵向移动。
电平信号获取模块200，用于通过控制器实时获取所述接近开关传感器纵向移动过程中的电平信号。
移动时间记录模块300，用于检测所述接近开关传感器分别到达所述钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径的电平信号，并通过所述控制器记录到达上述各个位置对应的所用时间。
计算模块400，用于通过控制器根据所述对应的所用时间和所述转轴的预设转速，计算出钢管的实际壁厚。
在优选的实施例中，所述计算模块400，还用于通过控制器根据所述对应的所用时间和所述转轴的预设转速，计算出钢管的实际外径。
本实施例通过采用伺服电机控制接近开关传感器的移动方式进行钢管壁厚的测量，结构简单，成本低，应用范围广，并且大大提高测量效率和测量精度，无需多人长期参与测量过程，减少人工劳务成本和测量时间。
本发明的一个实施例提供了一种钢管的壁厚测量的终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的钢管的壁厚测量方法。
本发明的一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述的钢管的壁厚测量方法。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述模块的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
Claims (10)
1.一种钢管的壁厚测量方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
通过控制器控制伺服电机，以使所述伺服电机控制转轴以预设转速转动，并通过所述控制器控制接近开关传感器从放置面先后往钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径纵向移动；
通过控制器实时获取所述接近开关传感器纵向移动过程中的电平信号；
检测所述接近开关传感器分别到达所述钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径的电平信号，并通过所述控制器记录到达上述各个位置对应的所用时间；
通过控制器根据所述对应的所用时间和所述转轴的预设转速，计算出钢管的实际壁厚。
2.根据权利要求1所述的钢管的壁厚测量方法，其特征在于，还包括：
在开始测量前，将所述钢管放置于测量装置的凹槽座上；
则，在开始测量后，当所述接近开关传感器移动至所述凹槽座的底部时，所述接近开关传感器输出的电平信号为低电平信号。
3.根据权利要求1所述的钢管的壁厚测量方法，其特征在于，还包括：
通过控制器根据所述对应的所用时间和所述转轴的预设转速，计算出钢管的实际外径。
4.根据权利要求1所述的钢管的壁厚测量方法，其特征在于，所述检测所述接近开关传感器分别到达所述钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径的电平信号，并通过所述控制器记录到达上述各个位置对应的所用时间，具体为：
当通过所述控制器控制所述接近开关传感器移动至所述钢管的端面下部外径时，所述接近开关传感器输出的电平信号为高电平信号，并通过所述控制器记录到达时间，记为第一测量时间；
当通过所述控制器控制所述接近开关传感器移动至所述钢管的端面下部内径时，所述接近开关传感器输出的电平信号为低电平信号，并通过所述控制器记录到达时间，记为第二测量时间；
当通过所述控制器控制所述接近开关传感器移动至所述钢管的端面上部内径时，所述接近开关传感器输出的电平信号为高电平信号，并通过所述控制器记录到达时间，记为第三测量时间；
当通过所述控制器控制所述接近开关传感器移动至所述钢管的端面上部外径时，所述接近开关传感器输出的电平信号为低电平信号，并通过所述控制器记录到达时间，记为第四测量时间。
5.根据权利要求1所述的钢管的壁厚测量方法，其特征在于，所述通过控制器根据所述对应的所用时间和所述转轴的预设转速，计算出钢管的实际壁厚，具体为：
计算所述接近开关传感器在所述钢管的端面下部的内外径之间和端面上部的内外径之间移动所用的时间的平均值，以该平均值和所述转轴的预设转速的乘积计算结果作为钢管的实际壁厚。
6.根据权利要求3所述的钢管的壁厚测量方法，其特征在于，所述通过控制器根据所述对应的所用时间和所述转轴的预设转速，计算出钢管的实际外径，具体为：
计算所述接近开关传感器从所述钢管的端面下部外径移动至端面上部外径的所需时间，以该所需时间和所述转轴的预设转速的乘积计算结果作为钢管的实际外径。
7.根据权利要求1所述的钢管的壁厚测量方法，其特征在于，所述控制器的输出脉冲频率设定为250KHZ，所述伺服电机设置为5000个脉冲转一周。
8.一种钢管的壁厚测量装置，其特征在于，包括：
控制模块，用于通过控制器控制伺服电机，以使所述伺服电机控制转轴以预设转速转动，并通过所述控制器控制接近开关传感器从放置面先后往钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径纵向移动；
电平信号获取模块，用于通过控制器实时获取所述接近开关传感器纵向移动过程中的电平信号；
移动时间记录模块，用于检测所述接近开关传感器分别到达所述钢管的端面下部外径、端面下部内径、端面上部内径和端面上部外径的电平信号，并通过所述控制器记录到达上述各个位置对应的所用时间；
计算模块，用于通过控制器根据所述对应的所用时间和所述转轴的预设转速，计算出钢管的实际壁厚。
9.一种钢管的壁厚测量的终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的钢管的壁厚测量方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至7中任意一项所述的钢管的壁厚测量方法。
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2020
- 2020-10-22 CN CN202011144422.8A patent/CN112284235A/zh active Pending
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