CN115351559A - 基于圆形钢管加工的智能系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢管加工技术领域，尤其涉及一种基于圆形钢管加工的智能系统。本发明通过图像采集单元对圆形钢管进行图像采集以确定圆形钢管的直径和圆形钢管外表面的平整度数据与控制单元内的预设数据进行比对，根据比对结果对所述弯曲辊组的宽度、所述图像采集单元周期检测时长和所述整形单元中打磨砂轮的高度进行调节以使圆形钢管达到生产标准，能够对圆形钢管加工过程中圆形钢管的直径不符合预设情况进行精准调节，避免不符合生产标准的钢管流入市场导致对应损失的情况发生，本系统能够智能检测计算比对各节点圆形钢管在加工过程中是否符合标准，能够节省人工监控的时间，进一步提高圆形钢管的加工效率。

Description

基于圆形钢管加工的智能系统

技术领域

本发明涉及钢管加工技术领域，尤其涉及一种基于圆形钢管加工的智能系统。

背景技术

在我们的生活及工作当中，钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一，由于工业水平的不断发展，现代化钢结构工程发展迅猛，我国钢结构的设计、制造、安装水平也达到了较高的水平，钢结构以其自身的特点能够搭建结构复杂多样的建筑，钢管因其具有不易变形和不易泄露的优点而得到广泛应用，也因此怎样为钢管的加工提高效率并节省人力是我们要研究的重要问题，在钢管加工过程中，很多时候均需要人工对圆形钢管加工装置以及加工完成的钢管进行检测；人工检测过程会产生测量误差以及较大的时间成本，所以急需一种远程自动监控系统对圆形钢管加工过程中的情况进行检测以提高圆形钢管加工的效率。

发明内容

为此，本发明提供一种基于圆形钢管加工的智能系统，用以克服现有技术中钢管在加工过程中效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于圆形钢管加工的智能系统，包括：

压平单元，用以对待加工带钢进行压平操作；

弯弧单元，其设置在所述压平单元输出端，用以对所述压平单元压平后的待加工带钢进行多次弯弧操作以形成圆形钢管；

焊接单元，其设置在所述弯弧单元输出端，用以对弯弧单元形成圆形钢管进行封口焊接操作；

整形单元，其设置在所述焊接单元输出端，用以对圆形钢管进行封口焊接操作时产生的表面凸起进行整形操作；

图像采集单元，包括与所述弯弧单元相连以采集弯弧单元形成圆形钢管直径的图像信息的第一图像采集模块和与所述整形单元相连以采集整形单元整形后的圆形钢管表面平整度的图像信息的第二图像采集模块；

控制单元，其分别与所述图像采集单元、所述弯弧单元、所述焊接单元和所述整形单元相连接，用以分别将图像采集单元采集到图像信息确定圆形钢管的直径和圆形钢管外表面的平整度数据与控制单元内预存的预设数据进行比对并根据比对结果将弯弧单元内的弯曲辊组的宽度、所述图像采集单元的周期检测时长和所述整形单元中打磨砂轮的高度进行调节以使系统制得的圆形钢管达到生产标准。

进一步地，所述控制单元内设有圆形钢管标准直径d，所述第一图像采集模块在预设时长对未焊接的圆形钢管的直径进行图像采集以确定未焊接的圆形钢管的直径di，设定i=1,2,3,4……n，

若圆形钢管的直径均大于d，所述控制单元根据公式计算该预设时长内制备的圆形钢管的圆度对比参量；

若圆形钢管内至少存在一个直径小于d，所述控制单元判定圆形钢管不符合生产标准，控制单元针对出现直径小于标准直径处圆形钢管进行截断处理并提示人工检测以判定是否能够对该段圆形钢管进行二次加工。

进一步地，所述控制单元内设有预设圆形钢管圆度对比参量R0，所述控制单元在预设时长中制得的各圆形钢管直径均大于d时使用公式（1）计算该预设时长内制备的圆形钢管的圆度对比参量R，其中S为i个预设时长内制备的圆形钢管的标准长度，

R =

（1），

若R＞R0，所述控制单元判定该预设时长内制备的圆形钢管的圆周对比参量大于预设圆形钢管圆度的对比参量，控制单元计算R与R0的差值并根据该差值调节所述弯弧单元中第二弯弧辊组的宽度以使所述圆形钢管的圆周对比参量在标准范围内；

若R≤R0，所述控制单元判定该预设时长内制备的圆形钢管的圆周对比参量在标准范围内并将该预设时长内制备的圆形钢管输送至所述焊接单元以对各圆形钢管进行焊接操作。

进一步地，所述控制单元内设有第一预设圆形钢管圆周对比参量差值△R1、第二预设圆形钢管圆周对比参量差值△R2、第一弯弧辊组的宽度调节系数α1、第二弯弧辊组的宽度调节系数α2和第三弯弧辊组的宽度调节系数α3，其中△R1＜△R2，0＜α1＜α2＜α3＜1；当所述控制单元判定圆形钢管的圆周对比参量大于预设圆形钢管圆度的对比参量时，控制单元计算R与R0的差值△R并根据该差值将所述第二弯弧辊组的宽度W调节至对应值，设定△R=R-R0，

若△R≤△R1，所述控制单元判定使用α1将所述第二弯弧辊组的宽度W调节至对应值；

若△R1＜△R≤△R2，所述控制单元判定使用α2将所述第二弯弧辊组的宽度W调节至对应值；

若△R＞△R2，所述控制单元判定使用α3将所述第二弯弧辊组的宽度W调节至对应值；

当所述控制单元判定使用αk对所述第二弯弧辊组的宽度W调节至对应值时，其中k=1,2,3，调节后的第二弯弧辊组的宽度记为W’，设定W’=W×αk；所述控制单元将所第二弯弧辊组的宽度W调节至对应值后对后续加工圆形钢管进行弯弧操作，控制单元调节所述第一图像采集模块周期检测时长以对后续弯弧完成圆形钢管的直径进行图像采集并确定圆形钢管的直径，控制单元根据圆形钢管的直径判定圆形钢管的圆周对比参量是否在标准范围内。

进一步地，所述控制单元内设有所述第一图像采集模块初始周期检测时长T；所述控制单元在判定圆形钢管的圆度对比参量不符合预设值时将所述第一图像采集模块周期检测时长调节至T’，设定T’=0.8×T，控制单元控制所述第一图像采集模块根据调节完成的周期检测时长对后续弯弧完成圆形钢管的直径进行图像采集并确定圆形钢管的直径，控制单元根据圆形钢管的直径判定圆形钢管的圆周对比参量是否在标准范围内。

进一步地，所述控制单元在判定该预设时长内制备的圆形钢管的圆周对比参量在标准范围内时将该圆形钢管输送至焊接单元以对该预设时长内制备的圆形钢管进行焊接操作；焊接完成后，所述整形单元中的打磨砂轮对各圆形钢管外表面进行整形操作，控制单元控制所述第二图像采集模块对各圆形钢管表面进行图像信息采集以确定外表面是否存在凸起现象或存在漏点的圆形钢管，对于某位置处的圆形钢管，

若圆形钢管的外表面存在凸起现象，所述控制单元计算该钢管焊接处凸起的最大高度H、将H与预设高度进行比对并根据比对结果调节所述整形单元打磨砂轮的高度；

若圆形钢管存在漏点，所述控制单元对漏点位置进行定位以判定漏点是否位于焊接处。

进一步地，所述控制单元内设有预设圆形钢管焊接处凸起高度H0、第一打磨砂轮高度调节系数β1和第二打磨砂轮高度调节系数β2，其中0＜β1＜β2＜1，当控制单元判定圆形钢管的外表面存在凸起现象时，所述控制单元将圆形钢管焊接处凸起的最大高度H与预设圆形钢管焊接处凸起高度H0进行比对，

若H＞H0，所述控制单元判定使用β1调节所述打磨砂轮的高度L；

若H＜H0，所述控制单元判定使用β2调节所述打磨砂轮的高度L；

当所述控制单元使用βj对所述打磨砂轮的高度L进行调节时，其中j=1,2；调节后的打磨砂轮高度记为L’，设定L’=L×βj，控制单元控制所述整形单元内打磨砂轮以调节后的高度对后续圆形钢管进行打磨操作并控制所述第二图像采集模块采集后续圆形钢管的表面的图像信息以判定圆形钢管外表面是否存在凸起的情况；若圆形钢管外表面存在凸起的情况，所述控制单元发出打磨砂轮故障警报；若圆形钢管外表面未存在凸起现象，控制单元判定该圆形钢管表面平整度符合生产标准。

进一步地，当所述控制单元判定圆形钢管存在漏点时，控制单元针对圆形钢管存在漏点位置进行定位，

若圆形钢管漏点位置在焊接处，所述控制单元判定出现漏点处圆形钢管不符合生产标准，控制单元针对出现漏点处圆形钢管进行截断处理并提示人工检测以判定是否能够对该段圆形钢管进行二次加工，控制单元检测焊接装置的高度以确定是否由焊接装置高度不符合标准引起焊接漏点；

若圆形钢管漏点位置在非焊接处，所述控制单元控制单元提示人工检测出现漏点的原因，若为加工过程中出现漏点，需工作人员对所述一种基于圆形钢管加工装置进行检修；若为初始带钢中的漏点，所述控制单元判定针对出现漏点处圆形钢管进行截断丢弃处理。

进一步地，所述控制单元内设有标准打磨砂轮高度F0，控制单元根据所述图像采集单元采集到的图像信息判定圆形钢管存在漏点的情况下并且漏点位置在圆形钢管的焊接处时，控制单元统计所述焊接装置的高度F以对焊接装置的高度进行调节，

若F＞F0，所述控制单元判定所述焊接装置的高度过高导致焊接过程中出现漏点，控制单元调节焊接装置的高度为圆形钢管外直径高度对后续弯弧完成的圆形钢管进行焊接操作；

若F≤F0，所述控制单元判定所述焊接装置的高度符合预设值并判定圆形钢管运行速度过快导致焊接装置对圆形钢管表面焊接过程中产生漏点。

进一步地，当所述控制单元判定所述焊接装置的高度符合预设值时，控制单元将所述一种基于圆形钢管加工装置圆形钢管的传送带速度V调节至V’，设定V’=0.6×V，控制单元将传送带速度V调节至V’后，所述焊接装置针对后续弯弧完成的圆形钢管进行焊接操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过图像采集单元对圆形钢管进行图像采集以确定圆形钢管的直径和圆形钢管外表面的平整度数据与控制单元内的预设数据进行比对，根据比对结果对所述弯曲辊组的宽度、所述图像采集单元周期检测时长和所述整形单元中打磨砂轮的高度进行调节以使圆形钢管达到生产标准，能够对圆形钢管加工过程中圆形钢管的直径不符合预设情况进行精准调节，避免不符合生产标准的钢管流入市场导致对应损失的情况发生，本系统能够智能检测计算比对各节点圆形钢管在加工过程中是否符合标准，能够节省人工监控的时间，进一步提高圆形钢管的加工效率。

进一步地，本发明通过对控制单元对圆形钢管的直径多点检测判定圆形钢管是否符合生产标准，针对不符合生产标准的钢管进行截断处理，可通过其他方式检测是否可以二次利用，针对直径大于预设直接的钢管控制单元计算钢管圆度对比参量与预设圆形钢管圆度对比参量进行比对根据比对结果选择对应的处理方式，能够针对不符合预设标准的钢管数据对后续加工圆形钢管的数据进行调节，能够及时对圆形钢管加工装置的相关数据进行及时调节，能够达到节省原材料的目的。

进一步地，本发明通过控制单元对图像采集单元的检测间隔时长进行调节，能够对出现不符合预设标准的情况下对后续圆形钢管进行加工时测量并增加测量点，能够更加精准的对圆形钢管情况进行检测。

进一步地，本发明通过图像采集单元对圆形钢管外表面是否存在凸起现象和漏点进行检测，能够对整形后的圆形钢管整体情况做有效的评估，能够判定圆形钢管是否符合生产标准，为后续圆形钢管安全使用做了良好的评估工作。

进一步地，本发明通过图像采集单元对圆形钢管外表面存在凸起现象的高度进行测量以判定是否调节打磨砂轮的高度以对后续圆形钢管的打磨更加准确，能够及时对圆形钢管在加工过程中数据的及时调节，在节约材料的同时提高了圆形钢管的加工效率。

进一步地，本发明通过出现漏点的圆形钢管进行截断丢弃处理，控制单元调节焊接装置的高度以对下一批次圆形钢管进行精准打磨处理，针对圆形钢管运行速度过快导致焊接装置表面产生漏点的情况调节圆形钢管传送带速度，能够避免后续圆形钢管加工继续产生漏点，能够节约圆形钢管原材料的同时提高圆形钢管的加工效率。

附图说明

图1为本发明实施例所述基于圆形钢管加工装置所述弯弧单元正视图；

图2为本发明实施例所述基于圆形钢管加工装置所述弯弧单元、焊接单元和整形单元侧视图；

图3为本发明实施例所述基于圆形钢管加工的智能系统结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1和图2所示，其为本发明所述一种基于圆形钢管加工装置所述弯弧单元正视图和本发明所述一种基于圆形钢管加工装置所述弯弧单元、焊接单元和整形单元侧视图；

具体而言，一种基于圆形钢管加工的智能系统，包括：

压平单元，用以对待加工带钢进行压平操作；

弯弧单元1，其设置在所述压平单元输出端，用以对所述压平单元压平后的待加工带钢进行多次弯弧操作以形成圆形钢管17；

焊接单元，其设置在所述弯弧单元输出端，用以对弯弧单元形成圆形钢管17进行封口焊接操作；

整形单元，其设置在所述焊接单元输出端，用以对圆形钢管17进行封口焊接操作时产生的表面凸起进行整形操作；

图像采集单元，包括与所述弯弧单元相连以采集弯弧单元形成圆形钢管17直径的图像信息的第一图像采集模块和与所述整形单元相连以采集整形单元整形后的圆形钢管表面平整度的图像信息的第二图像采集模块；

控制单元，其分别与所述图像采集单元、所述弯弧单元1、所述焊接单元和所述整形单元相连接，用以分别将图像采集单元采集到图像信息确定圆形钢管17的直径和圆形钢管17外表面的平整度数据与控制单元内预存的预设数据进行比对并根据比对结果将弯弧单元1内的弯曲辊组的宽度、所述图像采集单元的周期检测时长和所述整形单元中打磨砂轮25的高度进行调节以使系统制得的圆形钢管17达到生产标准。

本发明通过图像采集单元对圆形钢管17进行图像采集以确定圆形钢管17的直径和圆形钢管17外表面的平整度数据与控制单元内的预设数据进行比对，根据比对结果对所述第二弯曲辊组22的宽度、所述图像采集单元周期检测时长和所述整形单元中打磨砂轮25的高度进行调节以使圆形钢管17达到生产标准，能够对圆形钢管17加工过程中圆形钢管17的直径不符合预设情况进行精准调节，避免不符合生产标准的钢管流入市场导致对应损失的情况发生，本系统能够智能检测计算比对各节点圆形钢管17在加工过程中是否符合标准，能够节省人工监控的时间，进一步提高圆形钢管17的加工效率。

具体而言，所述控制单元内设有圆形钢管17标准直径d，所述第一图像采集模块在预设时长对未焊接的圆形钢管17的直径进行图像采集以确定未焊接的圆形钢管17的直径di，设定i=1,2,3,4……n，

若圆形钢管17的直径均大于d，所述控制单元根据公式计算该预设时长内制备的圆形钢管17的圆度对比参量；

若圆形钢管17内至少存在一个直径小于d，所述控制单元判定圆形钢管17不符合生产标准，控制单元针对出现直径小于标准直径处圆形钢管进行截断处理并提示人工检测以判定是否能够对该段圆形钢管进行二次加工。

具体而言，所述控制单元内设有预设圆形钢管圆度对比参量R0，所述控制单元在预设时长中制得的各圆形钢管17直径均大于d时使用公式（1）计算该预设时长内制备的圆形钢管17的圆度对比参量R，其中S为i个预设时长内制备的圆形钢管17的标准长度，

R =

（1），

若R＞R0，所述控制单元判定该预设时长内制备的圆形钢管17的圆周对比参量大于预设圆形钢管圆度的对比参量，控制单元计算R与R0的差值并根据该差值调节所述弯弧单元1中第二弯弧辊组22的宽度以使所述圆形钢管17的圆周对比参量在标准范围内；

若R≤R0，所述控制单元判定该预设时长内制备的圆形钢管17的圆周对比参量在标准范围内并将该预设时长内制备的圆形钢管17输送至所述焊接单元以对各圆形钢管17进行焊接操作。

具体而言，所述控制单元内设有第一预设圆形钢管圆周对比参量差值△R1、第二预设圆形钢管圆周对比参量差值△R2、第一弯弧辊组的宽度调节系数α1、第二弯弧辊组的宽度调节系数α2和第三弯弧辊组的宽度调节系数α3，其中△R1＜△R2，0＜α1＜α2＜α3＜1；当所述控制单元判定圆形钢管的圆周对比参量大于预设圆形钢管圆度的对比参量时，控制单元计算R与R0的差值△R并根据该差值将所述第二弯弧辊组22的宽度W调节至对应值，设定△R=R-R0，

若△R≤△R1，所述控制单元判定使用α1将所述第二弯弧辊组22的宽度W调节至对应值；

若△R1＜△R≤△R2，所述控制单元判定使用α2将所述第二弯弧辊组22的宽度W调节至对应值；

若△R＞△R2，所述控制单元判定使用α3将所述第二弯弧辊组22的宽度W调节至对应值；

当所述控制单元判定使用αk对所述第二弯弧辊组22的宽度W调节至对应值时，其中k=1,2,3，调节后的第二弯弧辊组22的宽度记为W’，设定W’=W×αk；所述控制单元将所第二弯弧辊组22的宽度W调节至对应值后对后续加工圆形钢管进行弯弧操作，控制单元调节所述第一图像采集模块周期检测时长以对后续弯弧完成圆形钢管的直径进行图像采集并确定圆形钢管17的直径，控制单元根据圆形钢管17的直径判定圆形钢管的圆周对比参量是否在标准范围内。

本发明通过对控制单元对圆形钢管17的直径多点检测判定圆形钢管17是否符合生产标准，针对不符合生产标准的钢管进行截断处理，可通过其他方式检测是否可以二次利用，针对直径大于预设直接的钢管控制单元计算钢管圆度对比参量与预设圆形钢管圆度对比参量进行比对根据比对结果选择对应的处理方式，能够针对不符合预设标准的钢管数据对后续加工圆形钢管的数据进行调节，能够及时对圆形钢管加工装置的相关数据进行及时调节，能够达到节省原材料的目的。

具体而言，所述控制单元内设有所述第一图像采集模块初始周期检测时长T；所述控制单元在判定圆形钢管的圆度对比参量不符合预设值时将所述第一图像采集模块周期检测时长调节至T’，设定T’=0.8×T，控制单元控制所述第一图像采集模块根据调节完成的周期检测时长对后续弯弧完成圆形钢管的直径进行图像采集并确定圆形钢管17的直径，控制单元根据圆形钢管17的直径判定圆形钢管17的圆周对比参量是否在标准范围内。

本发明通过控制单元对图像采集单元的检测间隔时长进行调节，能够对出现不符合预设标准的情况下对后续圆形钢管进行加工时测量并增加测量点，能够更加精准的对圆形钢管17情况进行检测。

具体而言，所述控制单元在判定该预设时长内制备的圆形钢管17的圆周对比参量在标准范围内时将该圆形钢管输送至焊接单元以对该预设时长内制备的圆形钢管17进行焊接操作；焊接完成后，所述整形单元中的打磨砂轮25对圆形钢管外表面进行整形操作，控制单元控制所述第二图像采集模块对各圆形钢管表面进行图像信息采集以确定外表面是否存在凸起现象或存在漏点的圆形钢管，对于某位置处的圆形钢管，

若圆形钢管17的外表面存在凸起现象，所述控制单元计算该钢管焊接处凸起的最大高度H、将H与预设高度进行比对并根据比对结果调节所述整形单元打磨砂轮25的高度；

若圆形钢管17存在漏点，所述控制单元对漏点位置进行定位以判定漏点是否位于焊接处。

本发明通过图像采集单元对圆形钢管17外表面是否存在凸起现象和漏点进行检测，能够对整形后的圆形钢管17整体情况做有效的评估，能够判定圆形钢管17是否符合生产标准，为后续圆形钢管17安全使用做了良好的评估工作。

具体而言，所述控制单元内设有预设圆形钢管焊接处凸起高度H0、第一打磨砂轮高度调节系数β1和第二打磨砂轮高度调节系数β2，其中0＜β1＜β2＜1，当控制单元判定圆形钢管17的外表面存在凸起现象时，所述控制单元将圆形钢管焊接处凸起的最大高度H与预设圆形钢管焊接处凸起高度H0进行比对，

若H＞H0，所述控制单元判定使用β1调节所述打磨砂轮25的高度L；

若H＜H0，所述控制单元判定使用β2调节所述打磨砂轮25的高度L；

当所述控制单元使用βj对所述打磨砂轮25的高度L进行调节时，其中j=1,2；调节后的打磨砂轮25高度记为L’，设定L’=L×βj，控制单元控制所述整形单元内打磨砂轮25以调节后的高度对后续圆形钢管17进行打磨操作并控制所述第二图像采集模块采集后续圆形钢管17的表面的图像信息以判定圆形钢管17外表面是否存在凸起的情况；若圆形钢管17外表面存在凸起的情况，所述控制单元发出打磨砂轮25故障警报；若圆形钢管17外表面未存在凸起现象，控制单元判定该圆形钢管17表面平整度符合生产标准。

本发明通过图像采集单元对圆形钢管17外表面存在凸起现象的高度进行测量以判定是否调节打磨砂轮25的高度以对后续圆形钢管17的打磨更加准确，能够及时对圆形钢管17在加工过程中数据的及时调节，在节约材料的同时提高了圆形钢管17的加工效率。

具体而言，当所述控制单元判定圆形钢管17存在漏点时，控制单元针对圆形钢管17存在漏点位置进行定位，

若圆形钢管17漏点位置在焊接处，所述控制单元判定出现漏点处圆形钢管17不符合生产标准，控制单元针对出现漏点处圆形钢管1进行截断处理并提示人工检测以判定是否能够对该段圆形钢管17进行二次加工，控制单元检测焊接装置24的高度以确定是否由焊接装置24高度不符合标准引起焊接漏点；

若圆形钢管17漏点位置在非焊接处，所述控制单元控制单元提示人工检测出现漏点的原因，若为加工过程中出现漏点，需工作人员对所述一种基于圆形钢管加工装置进行检修；若为初始带钢中的漏点，所述控制单元判定针对出现漏点处圆形钢管17进行截断丢弃处理。

具体而言，所述控制单元内设有标准打磨砂25轮高度F0，控制单元根据所述图像采集单元采集到的图像信息判定圆形钢管17存在漏点的情况下并且漏点位置在圆形钢管17的焊接处时，控制单元统计所述焊接装置24的高度F以对焊接装置24的高度进行调节，

若F＞F0，所述控制单元判定所述焊接装置24的高度过高导致焊接过程中出现漏点，控制单元调节焊接装置24的高度为圆形钢管17外直径高度对后续弯弧完成的圆形钢管17进行焊接操作；

若F≤F0，所述控制单元判定所述焊接装置24的高度符合预设值并判定圆形钢管17运行速度过快导致焊接装置24对圆形钢管17表面焊接过程中产生漏点。

具体而言，当所述控制单元判定所述焊接装置24的高度符合预设值时，控制单元将所述一种基于圆形钢管加工装置圆形钢管17的传送带速度V调节至V’，设定V’=0.6×V，控制单元将传送带速度V调节至V’后，所述焊接装置24针对后续弯弧完成的圆形钢管17进行焊接操作。

本发明通过出现漏点的圆形钢管17进行截断丢弃处理，控制单元调节焊接装置24的高度以对下一批次圆形钢管17进行精准打磨处理，针对圆形钢管17运行速度过快导致焊接装置24表面产生漏点的情况调节圆形钢管17传送带速度，能够避免后续圆形钢管17加工继续产生漏点，能够节约圆形钢管17原材料的同时提高圆形钢管17的加工效率。

请继续参阅图1所示，其为本发明所述一种基于圆形钢管加工装置所述弯弧单元正视图；

当圆形钢管17在加工过程中时，待加工带钢通过压平单元压平操作后进入弯弧单元,弯弧单元中包含多组弯弧辊组，当圆形钢管17通过第二弯弧辊组1时，第一图像采集摄像头12与第二图像采集摄像头16在预设检测时长对圆形钢管17直径进行图像采集以判定圆形钢管17是否符合生产标准，当圆形钢管17的圆度对比参量高于预设圆形钢管圆度对比参量时，控制单元将第二弯弧辊组1中的第一弯弧滚轮13和第二弯弧滚轮14之间的宽度通过滑槽15调节至对应值后对后续加工的钢管进行加工；当圆形钢管17的圆度对比参量低于预设圆度对比参量时，圆形钢管17进入焊接单元通过焊接装置24对其进行焊接操作，焊接完成后进入整形单元通过打磨砂轮25对圆形钢管17进行整形操作，第三图像采集摄像头26对整形后的圆形钢管17表面的平整度进行检测，根据检测结果对打磨砂轮25的高度是否需要调节进行进一步判定；

请参阅图2所示，其为本发明所述一种基于圆形钢管加工装置所述弯弧单元、焊接单元和整形单元侧视图，本发明实施例所述基于圆形钢管加工装置2中弯弧单元1包括多组弯弧辊组，本装置中设置为两组弯弧辊组，其中包括第一弯弧辊组21和第二弯弧辊组22。

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

实施例1：

本实施例使用本发明所述系统加工带钢以制备直径为30mm的圆形钢管，制备需求为5s内加工钢管长度62.5mm时，本实施例选用宽度为95mm的带钢进行加工；

带钢通过压平单元进行压平操作后进入弯弧单元多次弯弧操作形成未焊接的圆形钢管；

控制单元控制图像采集单元中的第一图像采集模块按照初始检测时长5s对未焊接的圆形钢管进行图像采集以确定未焊接的圆形钢管的直径，检测出四处直径信息为：30.02mm、30.1mm、29.89mm和30.15mm，控制单元内设有圆形钢管的标准直径为30mm，控制单元判定圆形钢管的直径均大于等于标准直径，标准圆度对比参量为0.006，当前圆形钢管的圆度对比参量为0.0061，控制单元判定当前圆形钢管输送至焊接单元进行焊接操作；

控制单元控制第二图像采集模块对焊接完成的圆形钢管进行图像采集以确定圆形钢管表面平整度，采集到圆形钢管焊接处凸起高度为1mm大于控制单元内预设标准凸起高度为0.3mm，控制单元判定使用β2调节打磨砂轮的高度并使用调节后的打磨砂轮高度对后续圆形钢管进行打磨操作，当前圆形钢管截断，对该段圆形钢管人工放置装置中重新打磨。

实施例2

本实施例使用本发明所述系统加工带钢以制备直径为20mm的圆形钢管，制备需求为5s内加工钢管长度62.5mm时，本实施例选用宽度为63mm的带钢进行加工；

控制单元控制图像采集单元中的第一图像采集模块按照初始检测时长对未焊接的圆形钢管进行图像采集以确定未焊接的圆形钢管的直径，检测出四处直径信息为：20.17mm、20.15mm、20.2mm和20.11m，控制单元内设有圆形钢管的标准直径为20mm，控制单元判定圆形钢管的直径均大于等于标准直径，标准圆度对比参量为0.006，当前圆形钢管的圆度对比参量为0.0101，控制单元判定使用α2将所述第二弯弧辊组的宽度W调节20.05mm；控制单元并将第一采集模块的周期性检测时长调节至4s对后续加工的钢管进行图像信息采集；

控制单元控制第二图像采集模块对焊接完成的圆形钢管进行图像采集以确定圆形钢管表面平整度，采集到圆形钢管焊接处凸起高度为0.2mm小于控制单元内预设标准凸起高度为0.3mm，控制单元统计图像采集单元内圆形钢管无漏点，圆形钢管符合生产标准。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于圆形钢管加工的智能系统，其特征在于，包括：

压平单元，用以对待加工带钢进行压平操作；

弯弧单元，其设置在所述压平单元输出端，用以对所述压平单元压平后的待加工带钢进行多次弯弧操作以形成圆形钢管；

焊接单元，其设置在所述弯弧单元输出端，用以对弯弧单元形成圆形钢管进行封口焊接操作；

整形单元，其设置在所述焊接单元输出端，用以对圆形钢管进行封口焊接操作时产生的表面凸起进行整形操作；

图像采集单元，包括与所述弯弧单元相连以采集弯弧单元形成圆形钢管直径的图像信息的第一图像采集模块和与所述整形单元相连以采集整形单元整形后的圆形钢管表面平整度的图像信息的第二图像采集模块；

控制单元，其分别与所述图像采集单元、所述弯弧单元、所述焊接单元和所述整形单元相连接，用以分别将图像采集单元采集到图像信息确定圆形钢管的直径和圆形钢管外表面的平整度数据与控制单元内预存的预设数据进行比对并根据比对结果将弯弧单元内的弯曲辊组的宽度、所述图像采集单元的周期检测时长和所述整形单元中打磨砂轮的高度进行调节以使系统制得的圆形钢管达到生产标准。

2.根据权利要求1所述的基于圆形钢管加工的智能系统，其特征在于，所述控制单元内设有圆形钢管标准直径d，所述第一图像采集模块在预设时长对未焊接的圆形钢管的直径进行图像采集以确定未焊接的圆形钢管的直径di，设定i=1,2,3,4……n，

若圆形钢管的直径均大于d，所述控制单元根据公式计算该预设时长内制备的圆形钢管的圆度对比参量；

若圆形钢管内至少存在一个直径小于d，所述控制单元判定圆形钢管不符合生产标准，控制单元针对出现直径小于标准直径处圆形钢管进行截断处理并提示人工检测以判定是否能够对该段圆形钢管进行二次加工。

3.根据权利要求2所述的基于圆形钢管加工的智能系统，其特征在于，所述控制单元内设有预设圆形钢管圆度对比参量R0，所述控制单元在预设时长中制得的各圆形钢管直径均大于d时使用公式（1）计算该预设时长内制备的圆形钢管的圆度对比参量R，其中S为i个预设时长内制备的圆形钢管的标准长度，

R =

（1），

若R＞R0，所述控制单元判定该预设时长内制备的圆形钢管的圆周对比参量大于预设圆形钢管圆度的对比参量，控制单元计算R与R0的差值并根据该差值调节所述弯弧单元中第二弯弧辊组的宽度以使所述圆形钢管的圆周对比参量在标准范围内；

若R≤R0，所述控制单元判定该预设时长内制备的圆形钢管的圆周对比参量在标准范围内并将该预设时长内制备的圆形钢管输送至所述焊接单元以对各圆形钢管进行焊接操作。

4.根据权利要求3所述的基于圆形钢管加工的智能系统，其特征在于，所述控制单元内设有第一预设圆形钢管圆周对比参量差值△R1、第二预设圆形钢管圆周对比参量差值△R2、第一弯弧辊组的宽度调节系数α1、第二弯弧辊组的宽度调节系数α2和第三弯弧辊组的宽度调节系数α3，其中△R1＜△R2，0＜α1＜α2＜α3＜1；当所述控制单元判定圆形钢管的圆周对比参量大于预设圆形钢管圆度的对比参量时，控制单元计算R与R0的差值△R并根据该差值将所述第二弯弧辊组的宽度W调节至对应值，设定△R=R-R0，

若△R≤△R1，所述控制单元判定使用α1将所述第二弯弧辊组的宽度W调节至对应值；

若△R1＜△R≤△R2，所述控制单元判定使用α2将所述第二弯弧辊组的宽度W调节至对应值；

若△R＞△R2，所述控制单元判定使用α3将所述第二弯弧辊组的宽度W调节至对应值；

当所述控制单元判定使用αk对所述第二弯弧辊组的宽度W调节至对应值时，其中k=1,2,3，调节后的第二弯弧辊组的宽度记为W’，设定W’=W×αk；所述控制单元将所第二弯弧辊组的宽度W调节至对应值后对后续加工圆形钢管进行弯弧操作，控制单元调节所述第一图像采集模块周期检测时长以对后续弯弧完成圆形钢管的直径进行图像采集并确定圆形钢管的直径，控制单元根据圆形钢管的直径判定圆形钢管的圆周对比参量是否在标准范围内。

5.根据权利要求4所述的基于圆形钢管加工的智能系统，其特征在于，所述控制单元内设有所述第一图像采集模块初始周期检测时长T；所述控制单元在判定圆形钢管的圆度对比参量不符合预设值时将所述第一图像采集模块周期检测时长调节至T’，设定T’=0.8×T，控制单元控制所述第一图像采集模块根据调节完成的周期检测时长对后续弯弧完成圆形钢管的直径进行图像采集并确定圆形钢管的直径，控制单元根据圆形钢管的直径判定圆形钢管的圆周对比参量是否在标准范围内。

6.根据权利要求3所述的基于圆形钢管加工的智能系统，其特征在于，所述控制单元在判定该预设时长内制备的圆形钢管的圆周对比参量在标准范围内时将该圆形钢管输送至焊接单元以对该预设时长内制备的圆形钢管进行焊接操作；焊接完成后，所述整形单元中的打磨砂轮对各圆形钢管外表面进行整形操作，控制单元控制所述第二图像采集模块对各圆形钢管表面进行图像信息采集以确定外表面是否存在凸起现象或存在漏点的圆形钢管，对于某位置处的圆形钢管，

若圆形钢管的外表面存在凸起现象，所述控制单元计算该钢管焊接处凸起的最大高度H、将H与预设高度进行比对并根据比对结果调节所述整形单元打磨砂轮的高度；

若圆形钢管存在漏点，所述控制单元对漏点位置进行定位以判定漏点是否位于焊接处。

7.根据权利要求6所述的基于圆形钢管加工的智能系统，其特征在于，所述控制单元内设有预设圆形钢管焊接处凸起高度H0、第一打磨砂轮高度调节系数β1和第二打磨砂轮高度调节系数β2，其中0＜β1＜β2＜1，当控制单元判定圆形钢管的外表面存在凸起现象时，所述控制单元将圆形钢管焊接处凸起的最大高度H与预设圆形钢管焊接处凸起高度H0进行比对，

若H＞H0，所述控制单元判定使用β1调节所述打磨砂轮的高度L；

若H＜H0，所述控制单元判定使用β2调节所述打磨砂轮的高度L；

当所述控制单元使用βj对所述打磨砂轮的高度L进行调节时，其中j=1,2；调节后的打磨砂轮高度记为L’，设定L’=L×βj，控制单元控制所述整形单元内打磨砂轮以调节后的高度对后续圆形钢管进行打磨操作并控制所述第二图像采集模块采集后续圆形钢管的表面的图像信息以判定圆形钢管外表面是否存在凸起的情况；若圆形钢管外表面存在凸起的情况，所述控制单元发出打磨砂轮故障警报；若圆形钢管外表面未存在凸起现象，控制单元判定该圆形钢管表面平整度符合生产标准。

8.根据权利要求6所述的基于圆形钢管加工的智能系统，其特征在于，当所述控制单元判定圆形钢管存在漏点时，控制单元针对圆形钢管存在漏点位置进行定位，

若圆形钢管漏点位置在焊接处，所述控制单元判定出现漏点处圆形钢管不符合生产标准，控制单元针对出现漏点处圆形钢管进行截断处理并提示人工检测以判定是否能够对该段圆形钢管进行二次加工，控制单元检测焊接装置的高度以确定是否由焊接装置高度不符合标准引起焊接漏点；

若圆形钢管漏点位置在非焊接处，所述控制单元控制单元提示人工检测出现漏点的原因，若为加工过程中出现漏点，需工作人员对所述一种基于圆形钢管加工装置进行检修；若为初始带钢中的漏点，所述控制单元判定针对出现漏点处圆形钢管进行截断丢弃处理。

9.根据权利要求8所述的基于圆形钢管加工的智能系统，其特征在于，所述控制单元内设有标准打磨砂轮高度F0，控制单元根据所述图像采集单元采集到的图像信息判定圆形钢管存在漏点的情况下并且漏点位置在圆形钢管的焊接处时，控制单元统计所述焊接装置的高度F以对焊接装置的高度进行调节，

若F＞F0，所述控制单元判定所述焊接装置的高度过高导致焊接过程中出现漏点，控制单元调节焊接装置的高度为圆形钢管外直径高度对后续弯弧完成的圆形钢管进行焊接操作；

若F≤F0，所述控制单元判定所述焊接装置的高度符合预设值并判定圆形钢管运行速度过快导致焊接装置对圆形钢管表面焊接过程中产生漏点。

10.根据权利要求9所述的基于圆形钢管加工的智能系统，其特征在于，当所述控制单元判定所述焊接装置的高度符合预设值时，控制单元将所述一种基于圆形钢管加工装置圆形钢管的传送带速度V调节至V’，设定V’=0.6×V，控制单元将传送带速度V调节至V’后，所述焊接装置针对后续弯弧完成的圆形钢管进行焊接操作。

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