CN217837260U - 基于轮廓测量技术的防腐自动追管装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供基于轮廓测量技术的防腐自动追管装置，包括1段辊道和2段辊道，1段辊道上用于运输后管，2段辊道用于运输前管，2段辊道上设有支撑架，支撑架上设有滑动的U形架，U形架上设有光电轮廓测量器，光电轮廓测量器包括光点轮廓测量器发射器和光点轮廓测量器接收器，轮廓测量器发射器和光点轮廓测量器接收器安装在U形架的两端；轮廓测量器发射器发射多条光束，光点轮廓测量器接收器用于接收透过后管与前管之间的光束。解决现有的追管装置中，前后两管之间的距离容易超出测量器测量范围，造成钢管撞击现象，同时实现外涂传送线前后钢管的全自动追接，无需人工操作，减少人工成本，提高自动化水平，追接合拢瞬间平缓。

Description

基于轮廓测量技术的防腐自动追管装置

技术领域

本实用新型涉及防腐自动追管领域，尤其是涉及基于轮廓测量技术的防腐自动追管装置。

背景技术

防腐外涂传送线生产工艺，要求前后管能连成一起，旋转前进进入中频及喷涂岗位，目前追接管控制，一部分钢管防腐厂由人工目视观察现场情况，对后面一根钢管进行加速操作，离前一根钢管较近距离时，人工对后一根钢管进行减速同步操作，使后面钢管追接上前钢管，然后一同进入下一个工序。现有的激光追管，后面一根钢管追接前一根钢管时，前一根钢管移动过快，后一钢管没追上，超出了测量器测量范围，容易造成后钢管撞击前钢管，影响后续工序的喷涂质量。现在通过设置多个光电开关进行追管，追接的可靠性与管体椭圆度、旋转辊的渐进磨损情况关联性很大，对于管体椭圆度过大或旋转辊过度磨损的情况，追管效果较差。为此我们提出基于轮廓测量技术的防腐自动追管装置用于解决上述问题。

中国专利文献CN 109772653 A记载了一种追管方法、追管装置以及钢管防腐生产工艺，通过对前一根硬管和后一根硬管到达检测段的时间进行监控并计算，进而调节后一根硬管进入检测段时加速的时间，以实现后一根硬管与前一根硬管首尾相接且同步的效果。所述追管装置包括：第一传输机构、第二传输机构、激光感应器和PLC控制器。所述一种钢管防腐生产工艺，在钢管防腐生产线中采用上述一种追管方法。但是该装置追接的可靠性与管体椭圆度、旋转辊的渐进磨损情况关联性很大，对于管体椭圆度过大或旋转辊过度磨损的情况，追管效果较差，使用存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型提供了基于轮廓测量技术的防腐自动追管装置，解决现有的追管装置中，前后两管之间的距离容易超出测量器测量范围，造成钢管撞击现象，同时实现外涂传送线前后钢管的全自动追接，无需人工操作，减少人工成本，提高自动化水平，追接合拢瞬间平缓。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：基于轮廓测量技术的防腐自动追管装置，包括1段辊道和2段辊道，1段辊道上用于运输后管，2段辊道用于运输前管，2段辊道上设有支撑架，支撑架上设有滑动的U形架，U形架上设有光电轮廓测量器，光电轮廓测量器包括光点轮廓测量器发射器和光点轮廓测量器接收器，轮廓测量器发射器和光点轮廓测量器接收器安装在U形架的两端；

轮廓测量器发射器发射多条光束，光点轮廓测量器接收器用于接收透过后管与前管之间的光束。

优选的方案中，U形架顶部设有双输出轴电机，双输出轴电机两端的输出轴与转轴连接，转轴一端设有齿轮，支撑架上设有两个齿条，齿轮与齿条啮合。

优选的方案中，1段辊道底部设有1号光电开关、2号光电开关和3号光电开关，2段辊道底部设有4号光电开关和5号光电开关。

优选的方案中，后管一侧设有支架，支架上设有多个待送管，待送管底部设有多个单体小车。

优选的方案中，1段辊道上设有1段辊道电机模块，2段辊道上设有2段辊道电机模块，1段辊道包括多个第一辊轮，电机模块包括多个1段电机，电机模块包括多个2段电机，第一辊轮与1段电机连接，2段辊道包括多个第二辊轮，第二辊轮与2段电机连接。

优选的方案中，1段辊道一侧设有触屏上位机和PLC，光电轮廓测量器与协议转换器连接，协议转换器与交换机连接，交换机与触屏上位机连接，PLC与交换机连接。

优选的方案中，PLC上设有DI/DO模块，DI/DO模块分别与1号光电开关、2号光电开关、3号光电开关、4号光电开关和5号光电开关连接，DI/DO模块与双输出轴电机连接。

优选的方案中，PLC一侧设有变频器通讯控制模块和变频器AC-DC模块，PLC与变频器通讯控制模块连通，变频器通讯控制模块与变频器AC-DC模块连通，DI/DO模块分别与变频器通讯控制模块、变频器AC-DC模块、1段辊道电机模块和2段辊道电机模块连通。

本实用新型的有益效果为：当前管速度过快，后管速度较慢，前管与后管之间距离过大时，驱动双输出轴电机，以使两个转轴转动，以使齿轮在齿条上移动，以使U形架上的光电轮廓测量器相对后管的中轴线滑动。避免后面一根钢管追接前一根钢管时，前一根钢管移动过快，后一钢管没追上，前后两管之间的距离容易超出测量器测量范围，测量器无法反应，超出了测量器测量范围，容易造成后钢管撞击前钢管，影响后续工序的喷涂质量的现象。

采用光电轮廓测量器，该传感器有光点轮廓测量器发射器与光点轮廓测量器接收器，光点轮廓测量器发射器发射160条光束，前1根钢管的管尾与后1根钢管的管端进入光电轮廓测量器后，前钢管管尾与后钢管管端之间在运动合拢前会被光束穿过，被穿过的光速条数*光速间距即为追接过程中两管之间变化的距离，这个数值经光电轮廓测量器的RS485接口之后，通过协议转换器被PLC解析，PLC根据实时距离的变化与阈值比较进行速度调速，自动加速后再减速，最终实现管道柔和准确对接。具有较大的推广价值。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明；

图1是本实用新型整体结构的俯视示意图；

图2是本实用新型整体结构的正视示意图；

图3是本实用新型光电轮廓测量器测量两管的示意图；

图4是本实用新型整体结构的左视图；

图5是本实用新型整体结构的流程示意图；

图中：PLC1；DI/DO模块2；变频器控制模块3；变频器AC-DC模块4；1段辊道电机模块5；1段电机501；2段辊道电机模块6；2段电机601；光电轮廓测量器7；光点轮廓测量器发射器701；光点轮廓测量器接收器702；协议转换器8；1号光电开关9；2号光电开关10；3号光电开关11；4号光电开关12；5号光电开关13；双输出轴电机14；触屏上位机15；交换机16；钢管17；前管1701；后管1702；待送管1703；支架18；单体小车19；1段辊道20；第一辊轮2001；2段辊道21；第二辊轮2101；支撑架22；U形架23；转轴24；齿轮25；齿条26。

具体实施方式

实施例1：

如图1-5中，基于轮廓测量技术的防腐自动追管装置，包括1段辊道20和2段辊道21，1段辊道20上用于运输后管1702，2段辊道21用于运输前管1701，2段辊道21上设有支撑架22，支撑架22上设有滑动的U形架23，U形架23上设有光电轮廓测量器7，光电轮廓测量器7包括光点轮廓测量器发射器701和光点轮廓测量器接收器702，轮廓测量器发射器701和光点轮廓测量器接收器702安装在U形架23的两端；

轮廓测量器发射器701发射多条光束，光点轮廓测量器接收器702用于接收透过后管1702与前管1701之间的光束。由此结构，当前管1701速度过快，后管1702速度较慢，前管1701与后管1702之间距离过大时，驱动双输出轴电机14，以使两个转轴24转动，以使齿轮25在齿条26上移动，以使U形架23上的光电轮廓测量器7相对后管1702的中轴线滑动。避免后面一根钢管追接前一根钢管时，前一根钢管移动过快，后一钢管没追上，前后两管之间的距离容易超出测量器测量范围，测量器无法反应，超出了测量器测量范围，容易造成后钢管撞击前钢管，影响后续工序的喷涂质量的现象。

采用光电轮廓测量器7，该传感器有光点轮廓测量器发射器701与光点轮廓测量器接收器702，光点轮廓测量器发射器701发射160条光束，前1根钢管的管尾与后1根钢管的管端进入光电轮廓测量器7后，前钢管管尾与后钢管管端之间在运动合拢前会被光束穿过，被穿过的光速条数*光速间距即为追接过程中两管之间变化的距离，这个数值经光电轮廓测量器7的RS485接口之后，通过协议转换器8被PLC1解析，PLC1根据实时距离的变化与阈值比较进行速度调速，自动加速后再减速，最终实现管道柔和准确对接。

该对接过程精准，不受管体椭圆度、旋转辊的磨损情况、辊道速度稳定性等影响。

优选的方案中，U形架23顶部设有双输出轴电机14，双输出轴电机14两端的输出轴与转轴24连接，转轴24一端设有齿轮25，支撑架22上设有两个齿条26，齿轮25与齿条26啮合。由此结构，驱动双输出轴电机14，以使两个转轴24转动，以使齿轮25在齿条26上移动，以使U形架23上的光电轮廓测量器7相对后管1702的中轴线滑动。

优选的方案中，1段辊道20底部设有1号光电开关9、2号光电开关10和3号光电开关11，2段辊道21底部设有4号光电开关12和5号光电开关13。由此结构，1号光电开关9、2号光电开关10、3号光电开关11、4号光电开关12和5号光电开关13分别用于感应辊道上方是否存在钢管17。

优选的方案中，后管1702一侧设有支架18，支架18上设有多个待送管1703，待送管1703底部设有多个单体小车19。由此结构，单体小车19用于把待送管1703送到1段辊道20上。

优选的方案中，1段辊道20上设有1段辊道电机模块5，2段辊道21上设有2段辊道电机模块6，1段辊道20包括多个第一辊轮2001，电机模块5包括多个1段电机501，电机模块6包括多个2段电机601，第一辊轮2001与1段电机501连接，2段辊道21包括多个第二辊轮2101，第二辊轮2101与2段电机601连接。

优选的方案中，1段辊道20一侧设有触屏上位机15和PLC1，光电轮廓测量器7与协议转换器8连接，协议转换器8与交换机16连接，交换机16与触屏上位机15连接，PLC1与交换机16连接。由此结构，

优选的方案中，PLC1上设有DI/DO模块2，DI/DO模块2分别与1号光电开关9、2号光电开关10、3号光电开关11、4号光电开关12和5号光电开关13连接，DI/DO模块2与双输出轴电机14连接。

优选的方案中，PLC1一侧设有变频器通讯控制模块3和变频器AC-DC模块4，PLC1与变频器通讯控制模块3连通，变频器通讯控制模块3与变频器AC-DC模块4连通，DI/DO模块2分别与变频器通讯控制模块3、变频器AC-DC模块4、1段辊道电机模块5和2段辊道电机模块6连通。

实施例2：

结合实施例1进一步说明，如图1~5所示，PLC1使用profinet电缆与交换机16相连，交换机16通过profinet通讯线分别连接触屏上位机15和协议转换器8的网口，协议转换器8通过 RS485通讯线连接光电轮廓测量器7上的光点轮廓测量器接收器702，PLC1使用profinet线与变频器控制模块3相连，变频器控制模块3与变频器AC-DC模块4相连，1号光电开关9、2号光电开关10、3号光电开关11、4号光电开关12、5号光电开关13均用信号电缆连接DI/DO模块 2。5号光电开关距离光点轮廓测量器的感应距离末端为30mm。

实施例3：

结合实施例1进一步说明，如图1~5所示，触屏上位机15上设置2段辊道21基准速度V，触屏上位机15数据会传输给PLC1，系统会进入自动追接管状态。

当1号光电开关9、2号光电开关10感应其上面无管，3号光电开关11检测有下降沿时即前1根钢管管尾刚刚经过3号光电开关11，单体小车19启动运管至1段辊道20。当3号光电开关11、4号光电开关12上无管，2号光电开关10上有管，自动启动1段辊道202*V速度加速前进。

实施例4：

结合实施例1进一步说明，如图1~5所示，当4号光电开关12感应到1个上升沿，即1段辊道20上的钢管管头刚刚经过4号光电开关12，此时进入追接期，PLC1获取4号光电开关12感应到1个上升沿后，将此信号传输给PLC1，PLC1里面的程序会实时扫描光光电轮廓测量器7传递过来的透光光点个数，转换后，可以换算成前后钢管之间的实时变化的追接距离A。

当A>50cm, PLC1控制1段辊道20变频器以2V速度行进。

当10cm<A<50cm，PLC1控制1段辊道20变频器以1.5V速度行进。

当A<10cm，PLC1控制1段辊道20变频器速度由1.5V降为V速度行进。10cm距离中间依靠瞬间降速的惯性合拢。这个10cm，操作人员也可以按照经验，每次调型在PLC1上设置更改。

此过程中，若5号光电开关13有1个下降沿，说明前钢管管尾运动到5号光电开关13时，后钢管管端还没有追接上前钢管管尾，此时PLC1会驱动U形架23以当时2段辊道21速度同步向右运动，直至2根钢管追接上。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于轮廓测量技术的防腐自动追管装置，其特征是：包括1段辊道（20）和2段辊道（21），1段辊道（20）上用于运输后管（1702），2段辊道（21）用于运输前管（1701），2段辊道（21）上设有支撑架（22），支撑架（22）上设有滑动的U形架（23），U形架（23）上设有光电轮廓测量器（7），光电轮廓测量器（7）包括光点轮廓测量器发射器（701）和光点轮廓测量器接收器（702），轮廓测量器发射器（701）和光点轮廓测量器接收器（702）安装在U形架（23）的两端；

轮廓测量器发射器（701）发射多条光束，光点轮廓测量器接收器（702）用于接收透过后管（1702）与前管（1701）之间的光束。

2.根据权利要求1所述基于轮廓测量技术的防腐自动追管装置，其特征是：U形架（23）顶部设有双输出轴电机（14），双输出轴电机（14）两端的输出轴与转轴（24）连接，转轴（24）一端设有齿轮（25），支撑架（22）上设有两个齿条（26），齿轮（25）与齿条（26）啮合。

3.根据权利要求1所述基于轮廓测量技术的防腐自动追管装置，其特征是：1段辊道（20）底部设有1号光电开关（9）、2号光电开关（10）和3号光电开关（11），2段辊道（21）底部设有4号光电开关（12）和5号光电开关（13）。

4.根据权利要求1所述基于轮廓测量技术的防腐自动追管装置，其特征是：后管（1702）一侧设有支架（18），支架（18）上设有多个待送管（1703），待送管（1703）底部设有多个单体小车（19）。

5.根据权利要求1所述基于轮廓测量技术的防腐自动追管装置，其特征是：1段辊道（20）上设有1段辊道电机模块（5），2段辊道（21）上设有2段辊道电机模块（6），1段辊道（20）包括多个第一辊轮（2001），电机模块（5）包括多个1段电机（501），电机模块（6）包括多个2段电机（601），第一辊轮（2001）与1段电机（501）连接，2段辊道（21）包括多个第二辊轮（2101），第二辊轮（2101）与2段电机（601）连接。

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