CN116907369B - 一种螺旋焊管管径激光检测系统及其使用方法 - Google Patents

一种螺旋焊管管径激光检测系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于测量装置技术领域，尤其涉及一种螺旋焊管管径激光检测系统及其使用方法，包括：位移组件，位移组件的活动端固接有连接脚，连接脚的顶面固接有立柱，立柱的顶端固接有圆形安装架，圆形安装架的内缘处周向等间隔固接有若干激光位移传感器，若干激光位移传感器的探头朝向圆形安装架的圆心，若干激光位移传感器均与单片机电性连接。本发明结构简单，可操作性强，可以满足不同规格螺旋焊管管径测量的需求，测量的结果是根据实时测量的距离来计算的，测量速度快，测量结果精确率高，并且测量结果会通过单片机即时反馈给螺旋焊管成型机的控制器调整加工过程。在生产过程中激光位移传感器不容易被破坏，适应性强。

Description

一种螺旋焊管管径激光检测系统及其使用方法
技术领域
本发明属于测量装置技术领域，尤其涉及一种螺旋焊管管径激光检测系统及其使用方法。
背景技术
螺旋焊管是将低碳碳素结构钢或低合金结构钢钢带按一定的螺旋线的角度（也叫成型角）卷成管坯，然后将管缝焊接起来制成，它可以用较窄的带钢生产大直径的钢管。
现有技术中，螺旋焊管在加工过程中由于振动等不可避免的因素，会发生偏移，如果不对螺旋焊管的位置进行调整，则会导致生产出来的产品出现焊缝位置不准确、接缝焊接不牢固等不符合产品要求的情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种螺旋焊管管径激光检测系统及其使用方法，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种螺旋焊管管径激光检测系统，包括：位移组件，所述位移组件的活动端固接有连接脚，所述连接脚的顶面固接有立柱，所述立柱的顶端固接有圆形安装架，所述圆形安装架的内缘处周向等间隔固接有若干激光位移传感器，若干所述激光位移传感器的探头朝向所述圆形安装架的圆心，若干所述激光位移传感器均与单片机电性连接。
优选的，所述激光位移传感器的数量为2的倍数。
优选的，所述激光位移传感器的外侧设有防尘罩。
优选的，所述位移组件包括底板，所述底板的顶面上固接有两平行且对称设置的滑轨，所述滑轨沿所述底板的长度方向设置，两所述滑轨之间设置有滚珠丝杆，所述滚珠丝杆沿所述底板的长度方向设置且与所述底板转动连接，所述滚珠丝杆的一端伸出所述底板且同轴固接有步进电机的输出轴，所述步进电机固接在所述底板的一端，所述滚珠丝杆螺纹连接有滑动平板，所述滑动平板与两所述滑轨滑动连接，所述连接脚固接在所述滑动平板的顶面上。
一种螺旋焊管管径激光检测系统的使用方法，包括以下步骤：
S1、将初始正确位置上若干个激光位移传感器的探测端到螺旋焊管的距离范围值预存到单片机上；
S2、通过激光位移传感器实时测量螺旋焊管的管径；
S3、将测量数据传输至单片机；
S4、由单片机根据预存的距离范围值判断螺旋焊管的偏移方向；
S5、计算螺旋焊管的偏移值；
S6、单片机将计算得到的数据传输给螺旋焊管成型机的控制器；
S7、螺旋焊管成型机的控制器控制螺旋焊管成型机调整螺旋焊管的位置。
优选的，螺旋焊管向左偏移时，偏移量的计算方法为：
；
；
；
其中，α为螺旋焊管向左偏移时激光位移传感器所发出的射线与x轴负方向的夹角；R为螺旋焊管的半径值；X1为左移时激光位移传感器所发出的射线在x轴的投影；Y1为螺旋焊管向左偏移时激光位移传感器所发出的射线在y轴的投影；H为螺旋焊管向左偏移时的偏移量。
优选的，螺旋焊管向右偏移时，偏移量的计算方法为：
；
；
；
其中，β为螺旋焊管右移时激光位移传感器所发出的射线与x轴正方向的夹角；为螺旋焊管右移时激光位移传感器所发出的射线在x轴的投影，/>为螺旋焊管右移时激光位移传感器所发出的射线在y轴的投影，/>为螺旋焊管向右偏移时的偏移量。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
本发明结构简单，可操作性强，可以满足不同规格螺旋焊管管径测量的需求，测量的结果是根据实时测量的距离来计算的，测量速度快，测量结果精确率高，并且测量结果会通过单片机即时反馈给螺旋焊管成型机的控制器，调整加工过程。在生产过程中激光位移传感器不容易被破坏，适应性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例1的流程示意图；
图3为本发明实施例2的结构示意图；
图4为图3中A处的局部放大图；
图5为实施例2中夹持结构的结构示意图；
图6为实施例2中驱动板的右视图；
图7为实施例2中固定壳的右视图；
其中，2、底板；3、步进电机；4、滚珠丝杆；5、滑动平板；6、连接脚；7、立柱；8、圆形安装架；9、激光位移传感器；10、防尘罩；11、滚球；12、弧形板；13、第一转轴；14、V形件；15、侧板；16、第一限位环；17、转动环；18、铰接座；19、连接杆；20、第一蜗杆；21、第一电机；22、第一带轮；23、第二带轮；24、小齿轮；25、滚轮；26、柔性圈；27、第二蜗杆；28、蜗轮；29、驱动板；30、固定壳；31、第二限位环；32、第二转轴；33、万向联轴器；34、第三转轴；35、第一滑块；36、第二滑块；37、第四转轴；38、焊接头；39、第二电机；40、螺杆；41、机架；42、滑道；43、第三滑块；44、转动块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
参照图1至图2，本实施例公开了一种螺旋焊管管径激光检测系统，包括：位移组件，位移组件的活动端固接有连接脚6，连接脚6的顶面固接有立柱7，立柱7的顶端固接有圆形安装架8，圆形安装架8的内缘处周向等间隔固接有若干激光位移传感器9，若干激光位移传感器9的探头朝向圆形安装架8的圆心，若干激光位移传感器9均与单片机电性连接。
进一步优化方案，激光位移传感器9的数量为2的倍数。激光位移传感器9的数量优选为8个。
进一步优化方案，激光位移传感器9的外侧设有防尘罩10。
防尘罩10的作用是防止加工过程中螺旋焊管对激光位移传感器9造成的破坏。
进一步优化方案，位移组件包括底板2，底板2的顶面上固接有两平行且对称设置的滑轨，滑轨沿底板2的长度方向设置，两滑轨之间设置有滚珠丝杆4，滚珠丝杆4沿底板2的长度方向设置且与底板2转动连接，滚珠丝杆4的一端伸出底板2且同轴固接有步进电机3的输出轴，步进电机3固接在底板2的一端，滚珠丝杆4螺纹连接有滑动平板5，滑动平板5与两滑轨滑动连接，连接脚6固接在滑动平板5的顶面上。
通过步进电机3带动滚珠丝杆4转动，进而带动滑动平板5沿滑轨移动；如此设置，方便工人对激光检测系统进行检修。
一种螺旋焊管管径激光检测系统的使用方法，包括以下步骤：
S1、将初始正确位置上若干个激光位移传感器9探测端到螺旋焊管的距离范围值预存到单片机上；
S2、通过激光位移传感器9实时测量螺旋焊管的管径；
S3、将测量数据传输至单片机；
S4、由单片机根据预存的距离范围值判断螺旋焊管的偏移方向；
S5、计算螺旋焊管的偏移值；
S6、单片机将计算得到的数据传输给螺旋焊管成型机的控制器；
S7、螺旋焊管成型机的控制器控制螺旋焊管成型机调整螺旋焊管的位置。
进一步优化方案，螺旋焊管向左偏移时，偏移量的计算方法为：
；
；
；
其中，α为螺旋焊管向左偏移时激光位移传感器9所发出的射线与x轴负方向的夹角；R为螺旋焊管的半径值；X1为左移时激光位移传感器9所发出的射线在x轴的投影；Y1为螺旋焊管向左偏移时激光位移传感器9所发出的射线在y轴的投影；H为螺旋焊管向左偏移时的偏移量。
螺旋焊管管径激光检测系统测量得出螺旋焊管的偏移值，当螺旋焊管的偏移值超过预设值时，控制器控制螺旋焊管成型机调整螺旋焊管位置。
进一步优化方案，螺旋焊管向右偏移时，偏移量的计算方法为：
；
；
；
其中，β为螺旋焊管右移时激光位移传感器9所发出的射线与x轴正方向的夹角；为螺旋焊管右移时激光位移传感器9所发出的射线在x轴的投影，/>为螺旋焊管右移时激光位移传感器9所发出的射线在y轴的投影，/>为螺旋焊管向右偏移时的偏移量。
螺旋焊管管径激光检测系统通过经单片机计算得出螺旋焊管的偏移值后，反馈给螺旋焊管成型机的控制器，随后控制器控制螺旋焊管成型机调整螺旋焊管位置。
实施例2
参照图3至图7，本实施例公开了一种应用有螺旋焊管管径激光检测系统的螺旋焊管成型机，包括机架41，机架41的顶面上顺序设置有输送机构，焊接机构以及夹持机构；
输送机构包括固接在机架41顶面上的固定壳30，固定壳30的内缘处周向开设有第一安装槽，第一安装槽内周向等间隔设置有若干滚轮25，滚轮25的数量最少为三个，滚轮25的外缘处周向固接有柔性圈26，柔性圈26优选为耐磨橡胶，滚轮25同轴固接有第三转轴34，第三转轴34的两端通过万向联轴器33分别固接有第二转轴32以及第四转轴37，第二转轴32与固定壳30转动连接，第二转轴32的一端穿出固定壳30且同轴固接有小齿轮24，若干小齿轮24的外缘处均啮合有第二带轮23的内缘，第二带轮23通过同步带转动连接有第一带轮22，第一带轮22同轴固接在第一电机21的输出轴上，第一电机21固接在机架41的下方；
第四转轴37滑动连接在转动块44内，转动块44的顶端与底端均固接有短轴，两短轴同轴设置，转动块44通过两个短轴转动连接在通槽内，通槽开设在第一滑块35内，第一滑块35滑动连接在滑动槽内，滑动槽开设在固定壳30的侧壁上，第一滑块35远离滚轮25的一端固接有第二滑块36，第二滑块36滑动连接在弧形滑槽内，弧形滑槽开设在驱动板29上，驱动板29通过第二限位环31转动连接在固定壳30的一侧，驱动板29远离固定壳30的一侧固接有蜗轮28，蜗轮28啮合有第二蜗杆27，第二蜗杆27转动连接在机架41的顶面上且一端同轴固接有第三电机（图中未示出）的输出轴，第三电机（图中未示出）固接在机架41的顶面上。
滚轮25初始状态时与第一安装槽的内壁之间带有夹角。
焊接机构包括竖直设置得滑道42，滑道42固接在机架41的顶面上且位于机架41的一侧，滑道42的顶端固接有第二电机39，第二电机39的输出轴上固接有螺杆40，螺杆40转动连接在滑道42内，螺杆40螺纹连接有第三滑块43，第三滑块43伸出滑道42且固接有焊接头38，焊接头38位于螺旋焊管的顶端。
夹持机构包括两竖直设置得侧板15，两侧板15平行且对称设置，两侧板15相对的一侧均固接有第一限位环16，第一限位环16的外缘处滑动连接有转动环17，转动环17的内缘处周向等间隔固接有多个铰接座18，铰接座18上铰接有连接杆19，连接杆19远离铰接座18的一端铰接有V形件14的一端，V形件14的中间位置固接有第一转轴13，第一转轴13转动连接在两侧板15之间，V形件14的另一端铰接有弧形板12，弧形板12的凹面两端均滑动连接有滚球11；
转动环17的外缘处啮合有第一蜗杆20，第一蜗杆20固接在第四电机（图中未示出）的输出轴上，第四电机固接在机架41内。
使用时，控制器根据计算所得的数据控制第三电机运动，进而带动滚轮25偏移，滚轮25偏移从而实现螺旋焊管的微调。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的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。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种螺旋焊管管径激光检测系统，其特征在于，包括：位移组件，所述位移组件的活动端固接有连接脚（6），所述连接脚（6）的顶面固接有立柱（7），所述立柱（7）的顶端固接有圆形安装架（8），所述圆形安装架（8）的内缘处周向等间隔固接有若干激光位移传感器（9），若干所述激光位移传感器（9）的探头朝向所述圆形安装架（8）的圆心，若干所述激光位移传感器（9）均与单片机电性连接；
所述螺旋焊管管径激光检测系统的使用方法，包括以下步骤：
S1、将初始正确位置上若干个激光位移传感器（9）探测端到螺旋焊管的距离范围值预存到单片机上；
S2、通过激光位移传感器（9）实时测量螺旋焊管的管径；
S3、将测量数据传输至单片机；
S4、由单片机根据预存的距离范围值判断螺旋焊管的偏移方向；
S5、计算螺旋焊管的偏移值；
S6、单片机将计算得到的数据传输给螺旋焊管成型机的控制器；
S7、螺旋焊管成型机的控制器控制螺旋焊管成型机调整螺旋焊管的位置；
螺旋焊管向左偏移时，偏移量的计算方法为：
；
；
；
其中，α为螺旋焊管向左偏移时激光位移传感器（9）所发出的射线与x轴负方向的夹角；R为螺旋焊管的半径值；X1为左移时激光位移传感器（9）所发出的射线在x轴的投影；Y1为螺旋焊管向左偏移时激光位移传感器（9）所发出的射线在y轴的投影；H为螺旋焊管向左偏移时的偏移量；
螺旋焊管向右偏移时，偏移量的计算方法为：
；
；
；
其中，β为螺旋焊管右移时激光位移传感器（9）所发出的射线与x轴正方向的夹角；为螺旋焊管右移时激光位移传感器（9）所发出的射线在x轴的投影，/>为螺旋焊管右移时激光位移传感器（9）所发出的射线在y轴的投影，/>为螺旋焊管向右偏移时的偏移量。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋焊管管径激光检测系统，其特征在于：所述激光位移传感器（9）的数量为2的倍数。
3.根据权利要求1所述的一种螺旋焊管管径激光检测系统，其特征在于：所述激光位移传感器（9）的外侧设有防尘罩（10）。
4.根据权利要求1所述的一种螺旋焊管管径激光检测系统，其特征在于：所述位移组件包括底板（2），所述底板（2）的顶面上固接有两平行且对称设置的滑轨，所述滑轨沿所述底板（2）的长度方向设置，两所述滑轨之间设置有滚珠丝杆（4），所述滚珠丝杆（4）沿所述底板（2）的长度方向设置且与所述底板（2）转动连接，所述滚珠丝杆（4）的一端伸出所述底板（2）且同轴固接有步进电机（3）的输出轴，所述步进电机（3）固接在所述底板（2）的一端，所述滚珠丝杆（4）螺纹连接有滑动平板（5），所述滑动平板（5）与两所述滑轨滑动连接，所述连接脚（6）固接在所述滑动平板（5）的顶面上。
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