CN202639818U - 基于激光定位的大型法兰孔精对位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于激光定位的大型法兰孔精对位系统，包括用于驱动上法兰的微调液压缸、用于感应微调液压缸活塞杆运动程度的位移传感器、控制微调液压缸的电磁阀，其特征在于：它还包括CPU、模数转换器、数模转换器、设置在下法兰的法兰孔内壁上的激光漫反射传感器，其中，激光漫反射传感器的信号输出端连接CPU，CPU的控制信号输出端通过数模转换器连接电磁阀的控制端，所述位移传感器的输出端通过模数转换器连接CPU。本实用新型排除了图像处理中产生的误差；采用激光漫反射光电开关，上法兰不需要装任何部件，整个系统线路布置简单；同时能大大提高上下法兰的对中精度。

Description

基于激光定位的大型法兰孔精对位系统

技术领域

本实用新型涉及大型法兰孔对中技术领域，具体涉及一种基于激光定位的大型法兰孔精对位系统。

技术背景

目前关于上下法兰孔对中过程的关键是采用摄像头进行上法兰孔的圆心识别。其设计是先通过摄像头获取一定数量的边缘点，然后通过这些边缘点得到坐标，利用最小二乘法原理，拟合出上法兰孔的边缘方程，从而得出圆心坐标。上述方法在图像识别中，摄像头会将照明灯的轮廓输入到观测图像中，造成图像处理难度加大，圆心识别精度降低，进而导致对中的精度不高；另外，摄像头的安装难度大，线路布置也比较麻烦。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述技术问题，提供一种基于激光定位的大型法兰孔精对位系统，该系统中上法兰不需要装任何部件，整个系统线路布置简单，同时能大大提高上下法兰的对中精度。

为实现此目的，本实用新型所设计的基于激光定位的大型法兰孔精对位系统，包括用于驱动上法兰的微调液压缸、用于感应微调液压缸活塞杆运动程度的位移传感器、控制微调液压缸的电磁阀，其特征在于：它还包括CPU(中央处理器)、模数转换器、数模转换器、设置在下法兰的法兰孔内壁上的激光漫反射传感器，其中，激光漫反射传感器的信号输出端连接CPU，CPU的控制信号输出端通过数模转换器连接电磁阀的控制端，所述位移传感器的输出端通过模数转换器连接CPU。

所述激光漫反射传感器有两个，一个激光漫反射传感器设置在下法兰左端或右端法兰孔的内壁上；另一个激光漫反射传感器设置在下法兰上端或下端法兰孔的内壁上。

所述激光漫反射传感器还可以有四个，四个激光漫反射传感器分别设置在下法兰上下左右四端法兰孔的内壁上。

所述CPU还连接有电源模块、时钟模块和上位机。

所述CPU还连接有静态随机存储器和复位模块。

所述电磁阀的控制端和数模转换器之间还连接有放大器。

本实用新型通过在下法兰的法兰孔内壁上设置激光漫反射传感器，通过激光漫反射传感器感应下法兰的法兰孔和上法兰的法兰孔是否对齐，并将四个开关信号传输给CPU，CPU通过控制电磁比例阀的通断时间来控制微调液压缸，从而驱动上法兰移动进行微调，同时液压缸中活塞杆的运动程度由位移传感器反馈给CPU。整个系统形成一个闭环控制，该系统排除了图像处理中产生的误差；采用激光漫反射光电开关，上法兰不需要装任何部件，整个系统线路布置简单；同时能大大提高上下法兰的对中精度。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构框图；

图2为本实用新型中激光漫反射传感器在下法兰中的安装结构示意图；

图3为本实用新型中上下法兰的结构示意图；

其中，1-微调液压缸、2-位移传感器、3-电磁阀、4-上法兰、5-下法兰、6-激光漫反射传感器、7-CPU、8-模数转换器、9-数模转换器、10-电源模块、11-时钟模块、12-上位机、13-复位模块、14-放大器、15-静态随机存储器。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

如图1～2所示的基于激光定位的大型法兰孔精对位系统，包括用于驱动上法兰4的微调液压缸1、用于感应微调液压缸1活塞杆运动程度的位移传感器2、控制微调液压缸1的电磁阀3、DSP(digitalsignal processor，数字信号处理器)的CPU7、模数转换器8、数模转换器9、设置在下法兰5的法兰孔内壁上的激光漫反射传感器6(要求是保证激光束能够沿着下法兰5的法兰孔内壁射出)，其中，激光漫反射传感器6的信号输出端直接连接CPU7(不需进行A/D转换)，CPU7的控制信号输出端通过数模转换器9连接电磁阀3的控制端，所述位移传感器2的输出端通过模数转换器8连接CPU7。

上述技术方案中，下法兰5左右两端法兰孔的内壁上设置激光漫反射传感器6；下法兰5上下两端法兰孔的内壁上也设置激光漫反射传感器6。并保证激光束沿着法兰孔的内壁射出。当上下法兰的法兰孔没有对齐或者有偏差的时候，四个这样的激光漫反射传感器6就会返回开关量至计算机，通过计算机的分析与处理，结合一定的算法，计算出相应的输出值，再通过D/A转换得到输出电压与电流，控制径向和切向液压缸的运动，同时液压缸上自带的位移传感器检测每次液压缸活塞杆的位移信号，并反馈至系统，调节控制每次液压缸动作的位移量。这样通过反复的测量与纠偏直到上下法兰的法兰孔对齐。下法兰5左右两端法兰孔内部的激光漫反射传感器6监控两法兰在纵向是否对齐，下法兰5上下两端法兰孔内部的激光漫反射传感器6监控两法兰在横向是否对齐。

上述技术方案中，所述CPU7还连接有电源模块10、时钟模块11、上位机12、静态随机存储器15和复位模块13。其中，上位机12通过RS232接口连接CPU7。

上述技术方案中，电磁阀3的控制端和数模转换器9之间还连接有放大器14。

上述技术方案中，电磁阀3为三位四通比例换向电磁阀。

本实用新型的工作过程为：首先初始定位。在对位安装之前，通过人工安装液压缸与手动调整方法，将两边销孔中心与下法兰面上两个180度的法兰孔中心基本保持在一条直线上(允许10mm以内偏差)，作为定位初始位。上法兰在起重设备的适当操作下，销轴能够插进销孔座留有间隙，实现上下法兰的初步定位，然后液压缸带动销孔座回初始位，此时上下法兰基本对中，偏差在10mm以内；第二步，精定位。采用安装在下法兰四个法兰孔内壁上的激光漫反射传感器6检测两法兰在纵向和横向的对位是否精确，如果两法兰没有完全对齐，则四个激光漫反射传感器6将信号传递给CPU，CPU利用合理、正确的控制逻辑通过电磁阀来控制液压缸动作，利用液压缸驱动销孔座在位移和角度方面的调整，来实现上下法兰精确对中。同时液压缸中活塞杆的运动程度由位移传感器2反馈给CPU，调节控制每次液压缸动作的位移量，实现一个闭环控制。

本实用新型中考虑到光电传感器安装位置的特殊性，只能选用激光漫反射传感器6。激光漫反射传感器6是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是激光漫反射传感器6就产生了开关信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，激光漫反射传感器6是首选的检测模式。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种基于激光定位的大型法兰孔精对位系统，包括用于驱动上法兰(4)的微调液压缸(1)、用于感应微调液压缸(1)活塞杆运动程度的位移传感器(2)、控制微调液压缸(1)的电磁阀(3)，其特征在于：它还包括CPU(7)、模数转换器(8)、数模转换器(9)、设置在下法兰(5)的法兰孔内壁上的激光漫反射传感器(6)，其中，激光漫反射传感器(6)的信号输出端连接CPU(7)，CPU(7)的控制信号输出端通过数模转换器(9)连接电磁阀(3)的控制端，所述位移传感器(2)的输出端通过模数转换器(8)连接CPU(7)。

2.根据权利要求1所述的基于激光定位的大型法兰孔精对位系统，其特征在于：所述激光漫反射传感器(6)有两个，一个激光漫反射传感器(6)设置在下法兰(5)左端或右端法兰孔的内壁上；另一个激光漫反射传感器(6)设置在下法兰(5)上端或下端法兰孔的内壁上。

3.根据权利要求1所述的基于激光定位的大型法兰孔精对位系统，其特征在于：所述激光漫反射传感器(6)有四个，四个激光漫反射传感器(6)分别设置在下法兰(5)上下左右四端法兰孔的内壁上。

4.根据权利要求1所述的基于激光定位的大型法兰孔精对位系统，其特征在于：所述CPU(7)还连接有电源模块(10)、时钟模块(11)和上位机(12)。

5.根据权利要求1所述的基于激光定位的大型法兰孔精对位系统，其特征在于：所述CPU(7)还连接有静态随机存储器(15)和复位模块(13)。

6.根据权利要求1所述的基于激光定位的大型法兰孔精对位系统，其特征在于：所述电磁阀(3)的控制端和数模转换器(9)之间还连接有放大器(14)。

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