CN115464018B - 三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制系统及方法，属于弯管成形测量控制技术领域，通过对弯管成形过程中的起弯点和终弯点等进行实时精确测量，有效解决了三维空间连续多弯弯管在弯制成形时出现尺寸偏差等问题，通过提前确定弯管弯曲时的弯曲半径以及前后两端弯曲部分中间长度，简化了生产过程，大大提高了生产效率。根据弯管中性线在弯曲时的长度与未弯时保持一致的原理，确定弯管弯曲部分弧长，通过红外线光标识别装置对弧长进行实时识别比对，大大提高了弯管成形的成功率以及成形尺寸精度，保证了三维空间连续多弯弯管的精准成形。

Description

三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制系统及方法
技术领域
本发明属于弯管成形测量控制技术领域，具体涉及三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制系统及方法。
背景技术
当今时代，石油、化工、核电行业蓬勃发展，而这些行业中广泛使用到三维空间多连弯换热管。一般情况下，空间多连弯换热管程密集排布，这就要求单根尺寸精度高，以此来满足装配要求。并且多连弯空间弯管由于弯曲次数多，在实际的生产过程中常常出现因为弯管弯曲尺寸不精确导致的弯管尺寸误差、弯管内弧起褶皱、弯管外弧破裂、弯管回弹等问题。
因此，现阶段需设计三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制系统、方法及计算机可读存储介质，来解决以上问题。
发明内容
本发明目的在于提供三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制系统、方法及计算机可读存储介质，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，多连弯空间弯管由于弯曲次数多，在实际的生产过程中常常出现因为弯管弯曲尺寸不精确导致的弯管尺寸误差、弯管内弧起褶皱、弯管外弧破裂、弯管回弹等。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制系统，包括钢管长度测量装置、弯管参数采集装置、红外线光标投射装置、自动弯管机、红外线光标识别装置、中央控制系统；所述中央控制系统分别与所述钢管长度测量装置、弯管参数采集装置、红外线光标投射装置、自动弯管机、红外线光标识别装置连接；
所述钢管长度测量装置用于测量钢管的总长度，确保钢管预留有足够余量；
所述弯管参数采集装置用于从三维空间连续多弯弯管的图纸中获取弯管的弯曲半径以及前后两端弯曲部分中间长度，记为标准弯管参数；并将所述标准弯管参数输入至所述自动弯管机；
所述红外线光标投射装置根据所述标准弯管参数发出光标确定弯管的起弯点和终弯点，并在钢管上进行标记，记为标记位置；
所述红外线光标识别装置用于对预装夹在所述自动弯管机上的钢管进行识别，判断钢管的预装夹位置与标记位置是否一致；
所述自动弯管机实时获取弯管的起弯点和终弯点，记为实时位置，当所述红外线光标识别装置识别到所述实时位置与所述标记位置不一致时，所述自动弯管机自动调整送管量，直至所述实时位置与所述标记位置一致。
进一步的，所述中央控制系统控制所述钢管长度测量装置、弯管参数采集装置先行开启，控制所述红外线光标投射装置、自动弯管机、红外线光标识别装置暂时关闭；
当获得钢管的总长度、标准弯管参数后，所述中央控制系统控制红外线光标投射装置开启，控制钢管长度测量装置、弯管参数采集装置关闭；
当标记完成后，所述中央控制系统控制自动弯管机、红外线光标识别装置开启，控制所述红外线光标投射装置关闭。
进一步的，还包括识别平移装置，所述识别平移装置与所述中央控制系统连接；
所述识别平移装置用于平移所述红外线光标识别装置；
所述中央控制系统控制所述识别平移装置常闭；
当所述红外线光标识别装置识别到所述实时位置与所述标记位置不一致时，所述中央控制系统控制所述识别平移装置开启。
进一步的，还包括识别升降装置，所述识别升降装置与所述中央控制系统连接；
所述识别升降装置用于升降所述红外线光标识别装置；
所述中央控制系统控制所述识别升降装置常闭；
当所述识别平移装置平移所述红外线光标识别装置至平移极限时、且所述红外线光标识别装置识别到所述实时位置与所述标记位置不一致时，所述中央控制系统控制所述识别升降装置开启。
三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制方法，应用于如上述的三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制系统，包括如下步骤：
a.对钢管总长度进行测量，确保钢管留有足够的余量；
b.按照三维空间连续多弯弯管图纸，确定弯管弯曲半径以及前后两端弯曲部分中间长度，将相关参数信息模型输入到自动弯管机中；
c.将三维空间连续多弯弯管每段弯曲半径输入到红外线光标投射装置中，根据红外线光标投射装置发出的光标确定弯管的起弯点与终弯点，并在钢管上做好标记；
d.将做好标记的钢管放入自动弯管机上，自动弯管机按照输入的弯曲半径对钢管进行弯曲预装夹时，夹紧弯管后红外线光标识别装置对做好的标记进行识别校准，在确保装夹位置与标记位置一致后，对钢管进行弯曲成形；
e.在进行弯曲成形的过程中，红外线光标识别装置会对钢管的起弯点与终弯点进行追踪识别，并将实时识别信息反馈到自动弯管机中，与上述过程输入的相关参数信息模型进行实时比对，当识别到弯管弯曲的起弯点与终弯点位置与相关参数信息模型不一致时，调整送管量进行弯曲，直至与相关参数信息模型保持一致。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被运行时执行如上述的三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制方法。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本方案其中一个有益效果在于，通过对弯管成形过程中的起弯点和终弯点等进行实时精确测量，有效解决了三维空间连续多弯弯管在弯制成形时出现尺寸偏差等问题，通过提前确定弯管弯曲时的弯曲半径以及前后两端弯曲部分中间长度，简化了生产过程，大大提高了生产效率。根据弯管中性线在弯曲时的长度与未弯时保持一致的原理，确定弯管弯曲部分弧长，通过红外线光标识别装置对弧长进行实时识别比对，大大提高了弯管成形的成功率以及成形尺寸精度，保证了三维空间连续多弯弯管的精准成形。
附图说明
图1为本方案实施方式的系统结构示意图。
图2为本方案实施方式的系统中各装置动作顺序示意图。
图3为本方案实施方式的方法步骤示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制系统，包括钢管长度测量装置、弯管参数采集装置、红外线光标投射装置、自动弯管机、红外线光标识别装置、中央控制系统；所述中央控制系统分别与所述钢管长度测量装置、弯管参数采集装置、红外线光标投射装置、自动弯管机、红外线光标识别装置连接；
所述钢管长度测量装置用于测量钢管的总长度，确保钢管预留有足够余量；
所述弯管参数采集装置用于从三维空间连续多弯弯管的图纸中获取弯管的弯曲半径以及前后两端弯曲部分中间长度，记为标准弯管参数；并将所述标准弯管参数输入至所述自动弯管机；
所述红外线光标投射装置根据所述标准弯管参数发出光标确定弯管的起弯点和终弯点，并在钢管上进行标记，记为标记位置；
所述红外线光标识别装置用于对预装夹在所述自动弯管机上的钢管进行识别，判断钢管的预装夹位置与标记位置是否一致；
所述自动弯管机实时获取弯管的起弯点和终弯点，记为实时位置，当所述红外线光标识别装置识别到所述实时位置与所述标记位置不一致时，所述自动弯管机自动调整送管量，直至所述实时位置与所述标记位置一致。
上述方案中，通过对弯管成形过程中的起弯点和终弯点等进行实时精确测量，有效解决了三维空间连续多弯弯管在弯制成形时出现尺寸偏差等问题，通过提前确定弯管弯曲时的弯曲半径以及前后两端弯曲部分中间长度，简化了生产过程，大大提高了生产效率。根据弯管中性线在弯曲时的长度与未弯时保持一致的原理，确定弯管弯曲部分弧长，通过红外线光标识别装置对弧长进行实时识别比对，大大提高了弯管成形的成功率以及成形尺寸精度，保证了三维空间连续多弯弯管的精准成形。
如图2所示，进一步的，所述中央控制系统控制所述钢管长度测量装置、弯管参数采集装置先行开启，控制所述红外线光标投射装置、自动弯管机、红外线光标识别装置暂时关闭；
当获得钢管的总长度、标准弯管参数后，所述中央控制系统控制红外线光标投射装置开启，控制钢管长度测量装置、弯管参数采集装置关闭；
当标记完成后，所述中央控制系统控制自动弯管机、红外线光标识别装置开启，控制所述红外线光标投射装置关闭。
上述方案中，通过钢管长度测量装置、弯管参数采集装置、红外线光标投射装置、自动弯管机、红外线光标识别装置之间的有序配合开启，可避免部分装置长时间无效动作；并且，对后续三维空间连续多弯弯管出现回弹的现象也能够进行二次弯曲成形调整，大大提高了三维空间连续多弯弯管弯曲成形的成功率。
进一步的，还包括识别平移装置，所述识别平移装置与所述中央控制系统连接；
所述识别平移装置用于平移所述红外线光标识别装置；
所述中央控制系统控制所述识别平移装置常闭；
当所述红外线光标识别装置识别到所述实时位置与所述标记位置不一致时，所述中央控制系统控制所述识别平移装置开启。
上述方案中，由于弯管成形过程中存在弯曲，红外线光标投射装置的标记、红外线光标识别装置之间的识别光路可能会被弯管弯曲凸起部分遮挡，所以，当红外线光标识别装置识别到实时位置与标记位置不一致时，通过识别平移装置将外线光标识别装置进行平移，从而克服上述缺陷。
进一步的，还包括识别升降装置，所述识别升降装置与所述中央控制系统连接；
所述识别升降装置用于升降所述红外线光标识别装置；
所述中央控制系统控制所述识别升降装置常闭；
当所述识别平移装置平移所述红外线光标识别装置至平移极限时、且所述红外线光标识别装置识别到所述实时位置与所述标记位置不一致时，所述中央控制系统控制所述识别升降装置开启。
上述方案中，若通过识别平移装置将外线光标识别装置进行平移仍无法克服上述缺陷时，则继续通过识别升降装置将外线光标识别装置进行升降；从而实现红外线光标识别装置对标记进行全方位的识别；若仍识别到实时位置与标记位置不一致，则可判断当前的弯管成形过程需自动弯管机自动调整送管量。
如图3所示，三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制方法，应用于如上述的三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制系统，包括如下步骤：
a.对钢管总长度进行测量，确保钢管留有足够的余量；
b.按照三维空间连续多弯弯管图纸，确定弯管弯曲半径以及前后两端弯曲部分中间长度，将相关参数信息模型输入到自动弯管机中；
c.将三维空间连续多弯弯管每段弯曲半径输入到红外线光标投射装置中，根据红外线光标投射装置发出的光标确定弯管的起弯点（或起弯线）与终弯点（或终弯线），并在钢管上做好标记；
d.将做好标记的钢管放入自动弯管机上，自动弯管机按照输入的弯曲半径对钢管进行弯曲预装夹时，夹紧弯管后红外线光标识别装置对做好的标记进行识别校准，在确保装夹位置与标记位置一致后，对钢管进行弯曲成形；
e.在进行弯曲成形的过程中，红外线光标识别装置会对钢管的起弯点与终弯点进行追踪识别，并将实时识别信息反馈到自动弯管机中，与上述过程输入的相关参数信息模型进行实时比对，当识别到弯管弯曲的起弯点与终弯点位置与相关参数信息模型不一致时，调整送管量进行弯曲，直至与相关参数信息模型保持一致。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被运行时执行如上述的三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制方法。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制系统，其特征在于，包括钢管长度测量装置、弯管参数采集装置、红外线光标投射装置、自动弯管机、红外线光标识别装置、中央控制系统；所述中央控制系统分别与所述钢管长度测量装置、弯管参数采集装置、红外线光标投射装置、自动弯管机、红外线光标识别装置连接；
所述钢管长度测量装置用于测量钢管的总长度，确保钢管预留有足够余量；
所述弯管参数采集装置用于从三维空间连续多弯弯管的图纸中获取弯管的弯曲半径以及前后两端弯曲部分中间长度，记为标准弯管参数；并将所述标准弯管参数输入至所述自动弯管机；
所述红外线光标投射装置根据所述标准弯管参数发出光标确定弯管的起弯点和终弯点，并在钢管上进行标记，记为标记位置；
所述红外线光标识别装置用于对预装夹在所述自动弯管机上的钢管进行识别，判断钢管的预装夹位置与标记位置是否一致；
所述自动弯管机实时获取弯管的起弯点和终弯点，记为实时位置，当所述红外线光标识别装置识别到所述实时位置与所述标记位置不一致时，所述自动弯管机自动调整送管量，直至所述实时位置与所述标记位置一致；
所述中央控制系统控制所述钢管长度测量装置、弯管参数采集装置先行开启，控制所述红外线光标投射装置、自动弯管机、红外线光标识别装置暂时关闭；
当获得钢管的总长度、标准弯管参数后，所述中央控制系统控制红外线光标投射装置开启，控制钢管长度测量装置、弯管参数采集装置关闭；
当标记完成后，所述中央控制系统控制自动弯管机、红外线光标识别装置开启，控制所述红外线光标投射装置关闭。
2.根据权利要求1所述的三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制系统，其特征在于，还包括识别平移装置，所述识别平移装置与所述中央控制系统连接；
所述识别平移装置用于平移所述红外线光标识别装置；
所述中央控制系统控制所述识别平移装置常闭；
当所述红外线光标识别装置识别到所述实时位置与所述标记位置不一致时，所述中央控制系统控制所述识别平移装置开启。
3.根据权利要求2所述的三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制系统，其特征在于，还包括识别升降装置，所述识别升降装置与所述中央控制系统连接；
所述识别升降装置用于升降所述红外线光标识别装置；
所述中央控制系统控制所述识别升降装置常闭；
当所述识别平移装置平移所述红外线光标识别装置至平移极限时、且所述红外线光标识别装置识别到所述实时位置与所述标记位置不一致时，所述中央控制系统控制所述识别升降装置开启。
4.三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制方法，应用于如权利要求1-3任一项所述的三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制系统，其特征在于，包括如下步骤：
a.对钢管总长度进行测量，确保钢管留有足够的余量；
b.按照三维空间连续多弯弯管图纸，确定弯管弯曲半径以及前后两端弯曲部分中间长度，将相关参数信息模型输入到自动弯管机中；
c.将三维空间连续多弯弯管每段弯曲半径输入到红外线光标投射装置中，根据红外线光标投射装置发出的光标确定弯管的起弯点与终弯点，并在钢管上做好标记；
d.将做好标记的钢管放入自动弯管机上，自动弯管机按照输入的弯曲半径对钢管进行弯曲预装夹时，夹紧弯管后红外线光标识别装置对做好的标记进行识别校准，在确保装夹位置与标记位置一致后，对钢管进行弯曲成形；
e.在进行弯曲成形的过程中，红外线光标识别装置会对钢管的起弯点与终弯点进行追踪识别，并将实时识别信息反馈到自动弯管机中，与上述过程输入的相关参数信息模型进行实时比对，当识别到弯管弯曲的起弯点与终弯点位置与相关参数信息模型不一致时，调整送管量进行弯曲，直至与相关参数信息模型保持一致。
5.一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上存储有计算机程序，所述计算机程序被运行时执行如权利要求4所述的三维空间连续多弯弯管精确成形测量控制方法。
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