RU2414678C1

RU2414678C1 - Method of determining length of moving articles

Info

Publication number: RU2414678C1
Application number: RU2009143501/28A
Authority: RU
Inventors: Виктор Петрович Скобелев (RU); Виктор Петрович Скобелев; Александр Сергеевич Богачёв (RU); Александр Сергеевич Богачёв; Павел Анатольевич Букин (RU); Павел Анатольевич Букин; Валерий Михайлович Ютуков (RU); Валерий Михайлович Ютуков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Техмашконструкция"
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2011-03-20

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: measured length is broken into several basic sections. The position of the ends of the article is determined using position sensors mounted on borders of the basic sections. The sensor lying first in the direction of movement of the article is mounted at a fixed distance in front of the driven roller. Measurements inside the basic sections are taken using a pulse sensor. The pulse sensor is mounted on the driven roller of the roller conveyor. The length which is not measured by the pulse sensor is corrected on each basic section. Correction is carried out by calculating the ratio of pulses which are not counted by the pulse sensor, and the length of the passed basic sections, the current length on each next basic section is determined as a ratio of the counted number of pulses and the correction coefficient obtained on the previous basic section. Measurement is stopped when the given end of the article passes the first position sensor. The total length of the article is determined as the sum of the measured current length and the fixed distance between the driven roller and the first position sensor.

EFFECT: exclusion of errors caused by sliding of a workpiece due to wearing of the rollers of the drive, and simple measurement process owing to avoiding the need to take into account parametres of the measured object and calculating parametres of the drive.

1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения длины труб нефтяного сортамента в процессе их контроля в стационарных условиях трубных баз, а также на участках отделки трубопрокатных заводов.The invention relates to measuring technique and can be used, in particular, for measuring the length of oil assortment pipes in the process of their control under stationary conditions of pipe bases, as well as in areas of the finishing of pipe rolling plants.

Известен способ определения длины движущихся изделий, согласно которому в процессе перемещения изделия фиксируют на базовом расстоянии его передний и задний концы. С момента фиксации переднего конца до момента фиксации заднего конца измеряют сверхбазовую длину изделия не менее чем двумя идентичными каналами измерения. Периодически сравнивают показания каналов, определяют максимальное из них и устанавливают в каждый выбранный момент времени показания всех каналов равными этому максимальному значению, а общую длину изделия определяют путем суммирования базового расстояния и сверхбазовой длины (патент РФ №2176774, МПК G01B 7/04). Однако для достижения необходимой точности измерений по этому способу необходимо осуществлять предварительную калибровку по двум эталонным изделиям разной длины, что значительно увеличивает трудоемкость способа, и, кроме того, процесс измерения осуществляется лишь при поступательном движении изделия, что создает большие трудности при использовании данного способа для измерения длины труб при их поступательно-вращательном движении по рольгангам технологических линий.A known method for determining the length of moving products, according to which in the process of moving the product is fixed at a basic distance its front and rear ends. From the moment of fixing the front end to the moment of fixing the rear end, the superbase length of the product is measured by at least two identical measurement channels. The readings of the channels are periodically compared, the maximum of them is determined, and at each selected time, the readings of all channels are set equal to this maximum value, and the total length of the product is determined by summing the base distance and the superbase length (RF patent No. 2176774, IPC G01B 7/04). However, to achieve the required measurement accuracy by this method, it is necessary to carry out preliminary calibration for two reference products of different lengths, which significantly increases the complexity of the method, and, in addition, the measurement process is carried out only with the translational movement of the product, which creates great difficulties when using this method for measurement pipe lengths during their translational-rotational movement along the conveyors of technological lines.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому способу является способ измерения длины проката по патенту РФ №2275589, МПК G01B 7/04, в соответствие с которым измеряемую длину разбивают на ряд базовых участков, определяют положение конца проката с помощью датчиков, установленных по границам базовых участков, измерение внутри базовых участков производят посредством датчика импульсов с привода перемещения проката, при этом учитывают погрешность, обусловленную проскальзыванием заготовки. Однако учет этой погрешности оказывается достаточно сложным и трудоемким, поскольку необходимо на каждом базовом участке определять скорость, задаваемую приводом, величину и знак ускорения, учитывать сечение заготовки и ее массу, рассчитывать путь, который должен быть пройден заготовкой в случае отсутствия проскальзывания, сравнивать его с путем, насчитанным датчиком импульсов, и по разнице этих величин определять величину проскальзывания, в дальнейшем учитывая эту величину в виде поправки к длине, насчитанной датчиком импульсов.The closest set of essential features to the claimed method is a method of measuring the length of the rental according to the patent of Russian Federation No. 2275589, IPC G01B 7/04, in accordance with which the measured length is divided into a number of base sections, determine the position of the end of the rental using sensors installed along the borders of the base sections, the measurement inside the base sections is carried out by means of a pulse sensor from the drive moving the rental, while taking into account the error due to slippage of the workpiece. However, taking this error into account turns out to be rather complicated and time-consuming, since it is necessary to determine the speed set by the drive, the magnitude and sign of acceleration at each base section, take into account the workpiece cross section and its mass, calculate the path that the workpiece must pass in the absence of slippage, compare it with by the method calculated by the pulse sensor and from the difference of these values to determine the amount of slippage, taking into account this value in the form of an adjustment to the length calculated by the pulse sensor.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в упрощении процесса измерения длины движущихся изделий при обеспечении необходимой точности измерений.The problem to which the present invention is directed, is to simplify the process of measuring the length of moving products while ensuring the necessary measurement accuracy.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе определения длины движущихся изделий, при котором измеряемую длину разбивают на ряд базовых участков, определяют положение концов изделия с помощью датчиков фиксации, установленных по границам базовых участков, измерение внутри базовых участков производят посредством датчика импульсов, причем на каждом базовом участке осуществляют корректировку длины, насчитанной датчиком импульсов, согласно изобретению датчик импульсов устанавливают на ведомом ролике рольганга, а первый по ходу движения изделия датчик фиксации устанавливают на фиксированном расстоянии перед ведомым роликом, корректировку на каждом базовом участке осуществляют, рассчитывая отношение импульсов, насчитанных датчиком импульсов, и длины пройденных базовых участков, текущую длину на каждом следующем базовом участке определяют как отношение насчитанного количества импульсов и коэффициента корректировки, полученного на предыдущем базовом участке, измерение прекращают после прохождения задним концом изделия первого датчика фиксации и определяют общую длину изделия как сумму измеренной текущей длины и фиксированного расстояния между ведомым роликом и первым датчиком фиксации изделия.The problem is solved due to the fact that in the method for determining the length of moving products, in which the measured length is divided into a number of base sections, the position of the ends of the product is determined using fixation sensors installed along the boundaries of the base sections, the measurement inside the base sections is carried out using a pulse sensor, and at each base section, the length counted by the pulse sensor is adjusted, according to the invention, the pulse sensor is mounted on the driven roller of the roller table, and the first by x Before the product moves, the fixation sensor is installed at a fixed distance in front of the driven roller, the adjustment at each base section is carried out, calculating the ratio of pulses counted by the pulse sensor and the length of the passed base sections, the current length at each next base section is determined as the ratio of the counted number of pulses and the correction factor obtained at the previous base site, the measurement is stopped after the rear end of the product passes through the first fixation sensor and is determined yayut total product length as the sum of the current measured lengths and fixed distance between the driven roller and the first sensor fixing articles.

Технический результат, получаемый при осуществлении данного способа, заключается в следующем. Указанное расположение датчика импульсов и первого датчика фиксации концов изделия и постоянная корректировка результатов определения длины изделия предложенным образом позволяют исключить погрешности, обусловленные проскальзыванием изделия и износом роликов, а также значительно упростить процесс измерения, поскольку исключается необходимость учета параметров измеряемого объекта (масса, сечение) и расчета параметров привода (скорость, величина и знак ускорения).The technical result obtained by the implementation of this method is as follows. The indicated arrangement of the pulse sensor and the first sensor for fixing the ends of the product and the constant correction of the results of determining the length of the product in the proposed manner eliminates errors caused by slipping of the product and the wear of the rollers, as well as greatly simplifying the measurement process, since it eliminates the need to take into account the parameters of the measured object (mass, cross-section) and calculation of drive parameters (speed, magnitude and acceleration sign).

На чертеже показано расположение датчика импульсов 1 и датчиков фиксации 2(SQ0-SQn) концов измеряемого изделия 3 относительно ведомого ролика 4 рольганга при осуществлении предлагаемого способа.The drawing shows the location of the pulse sensor 1 and the fixing sensors 2 (SQ0-SQn) of the ends of the measured product 3 relative to the driven roller 4 of the roller table during the implementation of the proposed method.

Процедура измерения организуется следующим образом. До прохождения передним концом изделия 3 датчика фиксации SQ1 измеряемая длина равна 0. При прохождении изделием 3 датчика SQ1 датчик импульсов 1 начинает отсчет импульсов. Коэффициент X₁ корректировки измерения на участке между датчиками SQ1 и SQ2 рассчитывается как X₁=N₁/l₁, где N₁ - количество импульсов, отсчитанных на базовом участке от датчика импульсов 1 до датчика SQ1, l₁ - длина базового участка между этими датчиками. В любой момент времени на участке от SQ1 до SQ2 текущая длина Lт вычисляется по формуле Lт=N₂/X₁, где N₂ - количество импульсов, отсчитанных на участке от датчика 1 до датчика SQ2. При прохождении передним концом изделия 3 датчика SQ2 коэффициент корректировки пересчитывается и X₂=N₂/(l₁+l₂), где l₂ - длина базового участка от SQ1 до SQ2, а текущая длина в любой момент времени на участке от SQ2 до SQ3 определяется как Lт=N₃/Х₂, где N₃ - количество импульсов, отсчитанных на участке от датчика 1 до датчика SQ3. Далее процесс измерения проходит аналогичным образом. При прохождении изделием датчика SQn коэффициент корректировки пересчитывается: X_n=N_n/(l₁+l₂+l₃+…+l_n) и текущая длина Lт на участке между датчиками SQn и Sqn-1 определяется как Lт=N_n/X_n, где N_n - количество импульсов, насчитанное датчиком 1 на расстоянии от SQ1 до SQn, а l_n - длина n-го базового участка. После прохождения задним концом изделия 3 первого датчика фиксации SQ0, установленного на фиксированном расстоянии l₀ от ведомого ролика рольганга, корректировка измерений прекращается и общая длина L изделия определяется L=Lт+l₀. При этом количество базовых участков и их протяженность определяются с учетом возможной длины изделия и конструктивных особенностей рольганга. Так, при реализации способа в комплексе неразрушающего контроля насосно-компрессорных труб в процессе вращательно-поступательного перемещения трубы по рольгангу на расстояние более 10000 мм определялись текущие координаты дефектов. Для измерений были отобраны сертифицированные образцы труб по ГОСТ 633-80 длиной 6000 мм с диаметрами 60 мм, 73 мм, 89 мм. Коррекция измерений производилась на трех отрезках, по границам которых были установлены в качестве датчиков фиксации концов изделия бесконтактные оптические выключатели типа ВБО-М18-76У-7113С, а в качестве датчика импульсов на ведомом ролике рольганга был установлен датчик ЛИР-158. Длина базовых участков составляла соответственно l₀=200 мм, l₁=230 мм, l₂=250 мм, l₃=225 мм. Оптические выключатели и датчик импульсов подключались к промышленному контроллеру SIEMENS. Результаты измерений отображались на экране монитора компьютера. Измеренные значения находились в пределах 5988-6005 мм.The measurement procedure is organized as follows. Before the front end of the product 3 passes the fixing sensor SQ1, the measured length is 0. When the product 3 passes the sensor SQ1, the pulse sensor 1 starts the pulse count. The coefficient X _{1 of the} measurement adjustment in the area between the sensors SQ1 and SQ2 is calculated as X ₁ = N ₁ / l ₁ , where N ₁ is the number of pulses counted in the base section from the pulse sensor 1 to the sensor SQ1, l ₁ is the length of the base section between these sensors. At any time in the area from SQ1 to SQ2, the current length Lt is calculated by the formula Lt = N ₂ / X ₁ , where N ₂ is the number of pulses counted in the area from sensor 1 to sensor SQ2. When the front end of the product 3 passes the SQ2 sensor, the correction coefficient is recalculated and X ₂ = N ₂ / (l ₁ + l ₂ ), where l ₂ is the length of the base section from SQ1 to SQ2, and the current length at any time in the section from SQ2 to SQ3 is defined as Lt = N ₃ / X ₂ , where N ₃ is the number of pulses counted from the sensor 1 to the SQ3 sensor. Further, the measurement process proceeds in a similar manner. When the product passes the SQn sensor, the correction factor is recalculated: X _n = N _n / (l ₁ + l ₂ + l ₃ + ... + l _n ) and the current length Lt in the section between the sensors SQn and Sqn-1 is determined as Lt = N _n / X _n , where N _n is the number of pulses counted by the sensor 1 at a distance from SQ1 to SQn, and l _n is the length of the nth base section. After the rear end of the product 3 passes the first fixation sensor SQ0, installed at a fixed distance l ₀ from the driven roller of the roller table, the measurement adjustment stops and the total length L of the product is determined by L = Lt + l ₀ . The number of base sections and their length are determined taking into account the possible length of the product and the design features of the roller table. So, when implementing the method in a complex of non-destructive testing of tubing in the process of rotational-translational movement of the pipe along the roller table over a distance of more than 10,000 mm, the current coordinates of the defects were determined. For measurements, certified pipe samples were selected in accordance with GOST 633-80 with a length of 6000 mm and diameters of 60 mm, 73 mm, 89 mm. The measurements were corrected in three segments, at the borders of which non-contact optical switches of the VBO-M18-76U-7113S type were installed as sensors for fixing the ends of the product, and a LIR-158 sensor was installed as a pulse sensor on the driven roller of the roller table. The length of the base sections was respectively l ₀ = 200 mm, l ₁ = 230 mm, l ₂ = 250 mm, l ₃ = 225 mm. Optical switches and a pulse sensor were connected to the SIEMENS industrial controller. The measurement results were displayed on a computer screen. The measured values were in the range of 5988-6005 mm.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает достаточную точность измерений и позволяет встраивать измерители длины в существующие технологические линии без реконструкции последних. По техническим характеристикам приводов движения можно также определять скорость, ускорение и величину проскальзывания.Thus, the proposed method provides sufficient measurement accuracy and allows you to embed length meters in existing production lines without reconstruction of the latter. According to the technical characteristics of the motion drives, you can also determine the speed, acceleration and slippage.

Claims

A method for determining the length of moving products, in which the measured length is divided into a number of base sections, the position of the ends of the product is determined using fixation sensors installed along the boundaries of the base sections, the measurement inside the base sections is carried out using a pulse sensor, and at each base section, the length calculated a pulse sensor, characterized in that the pulse sensor is installed on the driven roller of the roller table, and the first fixation sensor is installed in the direction of the product t at a fixed distance in front of the driven roller, the adjustment at each base section is carried out by calculating the ratio of pulses counted by the pulse sensor and the length of the passed base sections, the current length at each next base section is determined as the ratio of the total number of pulses and the correction coefficient obtained at the previous base plot, the measurement is stopped after the rear end of the product passes the first fixation sensor and the total product length is determined as the sum of the measured tech conductive length and fixed distance between the driven roller and the first sensor fixing articles.