CN2819218Y - 直焊缝自动跟踪装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是直焊缝自动跟踪装置，该装置是以一台工业控制计算机为控制中心，工业控制计算机分别与PLC控制卡、托辊电机控制卡、左跟踪电机控制卡、右跟踪电机控制卡、左行车位置采集卡和右行车位置采集卡、跟踪电机回零卡相连接；PLC控制卡连接PLC控制柜，托辊电机控制卡连接标记识别器和托辊电机，左跟踪电机控制卡连接左跟踪电机，右跟踪电机控制卡连接右跟踪电机，左行车位置采集卡连接左行车编码器，右行车位置采集卡连接右行车编码器，跟踪电机回零卡连接左右行车的回零装置；优点是使探头自动跟踪焊缝探伤，提高了探伤的可靠性和准确性。
Description
技术领域
本实用新型是探伤系统的配套设备，是用以提高探伤结果的准确性的装置。
背景技术
目前钢管厂生产的直缝钢管，需要在直缝焊道上进行探伤，但由于钢管在进到探伤托架上后，焊缝位置不确定，所以必须把直焊缝手动转到正上方(12点位置)，以便探伤系统的探头沿着焊缝走，同时进行对焊缝缺陷的探伤，但这样每次转的位置不一样，同时每根管子的焊缝斜度不一样，如果探头一直沿着一个直线走，对焊缝的探伤的漏报率会很大，严重影响探伤的准确性。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决以上问题，为保证直缝钢管的探伤的可靠性和准确性而提供的直焊缝跟踪装置。
本实用新型直焊缝跟踪装置是采用一台工业控制计算机为控制中心，通过计算机内控制卡和信号采集卡来控制外部设备实现的。
直焊缝自动跟踪装置，其特征在于：该装置是以一台工业控制计算机为控制中心，工业控制计算机分别与PLC控制卡、托辊电机控制卡、左跟踪电机控制卡、右跟踪电机控制卡、左行车位置采集卡和右行车位置采集卡、跟踪电机回零卡相连接；PLC控制卡连接PLC控制柜，托辊电机控制卡连接标记识别器和托辊电机，左跟踪电机控制卡连接左跟踪电机，右跟踪电机控制卡连接右跟踪电机，左行车位置采集卡连接左行车编码器，右行车位置采集卡连接右行车编码器，跟踪电机回零卡连接左右行车的回零装置；
见图2，左、右行车位置采集卡是以单片机为核心，单片机与数据锁存器、程序存储器、三八译码器相连接，接口P1与限流电阻相连接，限流电阻与光耦隔离器相连接，光耦隔离器与单片机的输入口连接；接口P2与单片机的输入口连接；数据缓冲驱动器与单片机的输出口连接，数据缓冲驱动器还与三八译码器相连接；数据缓冲驱动器连接可编程并行口控制器，可编程并行口控制器连接八与非门和与非门；可编程并行口控制器连接ISA插槽的ISA总线；
见图3，左、右跟踪电机控制卡是以单片机为核心，单片机与数据锁存器、程序存储器、三八译码器相连接，接口J1与限流电阻相连接，限流电阻与光耦隔离器相连接，光耦隔离器与单片机的输入口连接；可编程门阵列控制器连接单片机，可编程门阵列控制器与拨码开关连接，拨码开关与比较器连接；可编程门阵列控制器还与ISA插槽的ISA总线连接。
托辊电机控制卡的结构同左、右跟踪电机控制卡。
PLC控制卡的结构同左、右跟踪电机控制卡。
跟踪电机回零卡的结构同左、右行车位置采集卡。
本实用新型直焊缝自动跟踪装置的优点是对于直缝钢管的探伤有很高的可靠性和准确性，使用方便。
附图说明
图1是直焊缝自动跟踪装置的结构主框图。
图2是左、右行车位置采集卡的结构图。
图3是左、右跟踪电机控制卡的结构图。
具体实施方式
本实用新型直焊缝自动跟踪系统是由以下硬件系统组成：见图1，以一台工业控制计算机为控制中心，工业控制计算机分别与PLC控制卡、托辊电机控制卡、左跟踪电机控制卡、右跟踪电机控制卡、左行车位置采集卡和右行车位置采集卡、跟踪电机回零卡相连接；PLC控制卡连接PLC控制柜，托辊电机控制卡连接标记识别器和托辊电机，左跟踪电机控制卡连接左跟踪电机，右跟踪电机控制卡连接右跟踪电机，左行车位置采集卡连接左行车编码器，右行车位置采集卡连接右行车编码器，跟踪电机回零卡连接左右行车的回零装置；
见图2，左、右行车位置采集卡是以单片机(87C196MC)为核心的，通过数据锁存器(74HC373)进行数据锁存、程序存储器(28C64)进行程序存储、三八译码器(74HC138)进行选地址分配，外部信号通过P1接口，通过限流电阻限流，经过光耦隔离器(TLP521)进行隔离后，进入单片机输入口，单片机根据外部接口P2输入的同步信号产生同步中断，根据输入口的数据计算现在小车的距离，通过数据缓冲驱动器(74HC377)的驱动，通过与非器(74HC04)和八与非器(74HC30)输出片选信号，控制可编程并行口控制器(8255)，再通过可编程并行口控制器(8255)与计算的ISA插槽的ISA总线连接，使计算机能把单片机里的数据读出并进行处理。
见图3，左、右跟踪电机控制卡是以单片机(87C196MC)为核心，通过数据锁存器(74HC373)进行数据锁存、程序存储器(28C64)进行程序存储、三八译码器(74HC138)进行选地址分配，外部信号通过J1接口，通过限流电阻限流，控制柜的自动/手动、正转/反转的信号经过光耦隔离器(TLP521)进行隔离后，进入单片机的输入口，通过拨码开关SW的拨动和8/8比较器(74HC688)，选择本板的地址输出片选信号，控制可编程门阵列控制器(EPM7128)，再通过可编程门阵列与计算的ISA插槽的ISA总线连接，使计算机能把单片机里的数据读出并输出控制电机的控制信号：电机的方向控制信号和电机的脉冲的频率，来控制电机的转动。
托辊电机控制卡也是以单片机为核心，与跟踪电机卡的结构相同，只是功能不同。当管端探头落下时，同时靠轮完全靠好后，也就是标记识别器的亮点正好达到管端的斜面上，这时通过按“开始找焊缝”按钮，软件接到命令后，就对托辊电机控制卡发出相应的命令，使托辊电机开始转动，同时开始找焊缝，当找到焊缝后，软件通过计算，控制托辊电机转动，使焊缝正好在上方并且是中间。
跟踪电机回零卡也是以单片机为核心，其结构与左右行车的位置采集卡的结构相同，只是功能不同。跟踪电机回零卡接收左右行车上的回零装置上的接近开关的信号，并根据信号进行判断跟踪电机是否回到原位，如果没回到原位，软件就通过定时检测，逐渐使跟踪电机回原位。
PLC控制卡是以单片机为核心，结构及原理与左右跟踪电机相同，只是功能不同。当跟踪软件找到焊缝并回正上方后，通过PLC控制卡输出一个5V的信号给PLC控制柜，当控制柜接收到此信号后，开始放开左右靠轮，抬起左右管端探头，如果是自动探伤时，左右行车分别向前走，并开始落焊缝探头，开始自动焊缝探伤。
本装置的软件系统包括：扫描查找两端焊缝标志、计算相对距离及斜度、返回到中心位置通知准备探伤、探伤过程中调整探头与焊缝的相对位置四个部分。
软件工作过程：
在探伤开始前要预先测定焊缝的位置，模拟出焊缝真实轨迹，探伤开始后控制探头沿与轨迹平行的路径移动，与焊缝始终保持探伤工艺要求的相对位置，保证全焊缝探伤结果的准确。
①扫查焊缝两端位置：
当待检产品管被放入探伤系统的托辊托架中，管体停定后，将装有激光信号采集器的靠轮紧靠与管体两端，使采集器与管壁截面垂直。在管壁截面上有预先做的焊缝位置标记，在旋转管体开始扫查标记过程中，采集器第一次发现标记后，存储当前位置。当两端均找到焊缝后，停止扫查，进入下一过程。
②数据处理、分析
本实用新型直焊缝自动跟踪装置的工作过程是：由外部标记识别器实现实时监测焊缝位置，并通过行车位置采集卡将其位置的数据保存，在直缝管的管体两端均设置标记识别器，将两端焊缝位置的数据提供给工业控制计算机，运行在工业控制计算机上的直焊缝自动跟踪系统的应用软件对采集到的焊缝位置的数据进行分析、处理、运算，最终得到正确的需执行控制托辊把直焊缝钢管的焊缝放到正上方(12点位置)要走的步数和焊缝的斜度(角度)。将控制指令通过计算机内托辊电机控制卡输送到外部的控制设备托辊电机上，然后给PLC控制卡发准备好信号，通知PLC控制柜准备下一步动作。通过人机交互界面，可以根据现场情况设置系统的各项参数，并以图象显示模拟焊缝跟踪全过程，使直焊缝跟踪过程更加清晰。
计算机通过左右行车位置采集卡采集外部左右行车的位置编码器的信号，根据采集的左右行车的位置和焊缝的角度计算出跟踪电机要走的距离，通过左右跟踪电机控制卡控制外部的左右跟踪电机，左右跟踪电机接到控制系统的控制命令，执行控制指令，使跟踪电机带动探头，沿需要的轨迹移动，实现自动焊缝跟踪。
当探伤仪的探伤完成后，所有探头都抬起时，计算机通过跟踪电机回零卡采集外部的回零信号，控制跟踪电机回到最初的零点位置，以便下一根直焊缝钢管的跟踪和探伤。
Claims (1)
1、直焊缝自动跟踪装置，其特征在于：该装置是以一台工业控制计算机为控制中心，工业控制计算机分别与PLC控制卡、托辊电机控制卡、左跟踪电机控制卡、右跟踪电机控制卡、左行车位置采集卡和右行车位置采集卡、跟踪电机回零卡相连接；PLC控制卡连接PLC控制柜，托辊电机控制卡连接标记识别器和托辊电机，左跟踪电机控制卡连接左跟踪电机，右跟踪电机控制卡连接右跟踪电机，左行车位置采集卡连接左行车编码器，右行车位置采集卡连接右行车编码器，跟踪电机回零卡连接左右行车的回零装置；
左、右行车位置采集卡是以单片机为核心，单片机与数据锁存器、程序存储器、三八译码器相连接，接口P1与限流电阻相连接，限流电阻与光耦隔离器相连接，光耦隔离器与单片机的输入口连接；接口P2与单片机的输入口连接；数据缓冲驱动器与单片机的输出口连接，数据缓冲驱动器还与三八译码器相连接；数据缓冲驱动器连接可编程并行口控制器，可编程并行口控制器连接八与非门和与非门；可编程并行口控制器连接ISA插槽的ISA总线；
左、右跟踪电机控制卡是以单片机为核心，单片机与数据锁存器、程序存储器、三八译码器相连接，接口J1与限流电阻相连接，限流电阻与光耦隔离器相连接，光耦隔离器与单片机的输入口连接；可编程门阵列控制器连接单片机，可编程门阵列控制器与拨码开关连接，拨码开关与比较器连接；可编程门阵列控制器还与ISA插槽的ISA总线连接；
托辊电机控制卡的结构同左、右跟踪电机控制卡；
PLC控制卡的结构同左、右跟踪电机控制卡；
跟踪电机回零卡的结构同左、右行车位置采集卡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN 200520092443 CN2819218Y (zh) | 2005-09-09 | 2005-09-09 | 直焊缝自动跟踪装置 |
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| CN 200520092443 CN2819218Y (zh) | 2005-09-09 | 2005-09-09 | 直焊缝自动跟踪装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101825450B (zh) * | 2009-03-03 | 2011-08-24 | 上海工程技术大学 | 钢轨平整度智能检测系统及其检测方法 |
| CN102000939B (zh) * | 2009-08-31 | 2014-01-22 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种焊管焊缝正确定位的方法 |
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2005
- 2005-09-09 CN CN 200520092443 patent/CN2819218Y/zh not_active Expired - Fee Related
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