本發(fā)明屬于螺旋鋼管加工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及了一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割裝置及方法。
背景技術(shù)：
1、螺旋埋弧焊鋼管生產(chǎn)制造方式采用連續(xù)型生產(chǎn)機(jī)組，在管坯成型后通過(guò)切割小車與鋼管隨行同步，在線將鋼管按定尺米長(zhǎng)切斷。目前，大部分制管廠家采用刀輪通過(guò)氣壓與鋼管外壁表面形成緊密接觸，依靠摩擦力帶動(dòng)切管小車隨行切割；定尺控制方式則是當(dāng)管坯端面達(dá)到定尺限位傳感器時(shí)觸發(fā)控制信號(hào)，使刀輪氣缸抬起并緊密接觸于鋼管外表面，從而實(shí)現(xiàn)切管小車隨行定尺切割。
2、此種方式存在定尺限位人工調(diào)整誤差大、刀輪與鋼管外表面接觸易打滑、刀輪輥痕過(guò)深影響鋼管外觀質(zhì)量等問(wèn)題，導(dǎo)致定尺精度難以控制，偏差較大。
3、因此，采用無(wú)接觸式跟蹤以及精度更加高的定尺控制方式，成為了必要的解決方案。
4、基于此，本發(fā)明提出了一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割裝置及方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，即現(xiàn)有技術(shù)存在定尺限位人工調(diào)整誤差大、刀輪與鋼管外表面接觸易打滑、刀輪輥痕過(guò)深影響鋼管外觀質(zhì)量，導(dǎo)致定尺精度難以控制，偏差較大的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割裝置及方法。
2、本發(fā)明的一方面，提供了一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割裝置，包括切割小車、切割槍固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、測(cè)量機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)；
3、所述切割小車與所述切割槍固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定，并帶動(dòng)所述切割槍固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與鋼管隨動(dòng)；
4、所述切割槍固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)切割槍的位置；
5、所述測(cè)量機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述鋼管的靠近所述切割小車的一側(cè)，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)用于測(cè)量所述鋼管的移動(dòng)速度；
6、所述行走機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述切割小車移動(dòng)。
7、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述行走機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)、行走絲杠和直線導(dǎo)軌；
8、所述直線導(dǎo)軌與地面固定，所述直線導(dǎo)軌的一端與所述伺服電機(jī)的外殼固定，所述伺服電機(jī)的輸出軸與所述行走絲杠驅(qū)動(dòng)連接，所述行走絲杠與所述切割小車驅(qū)動(dòng)連接，所述切割小車沿所述直線導(dǎo)軌的長(zhǎng)度方向上移動(dòng)。
9、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述伺服電機(jī)的輸出軸與所述行走絲杠驅(qū)動(dòng)連接，其具體方式為：
10、所述伺服電機(jī)的輸出軸與減速器的輸入端同軸固定，所述減速器的輸出端與所述行走絲杠同軸固定。
11、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述行走絲杠與所述切割小車驅(qū)動(dòng)連接，其具體方式為：
12、所述行走絲杠與螺母螺紋連接，所述螺母與所述切割小車固定，所述螺母設(shè)置在與其形狀相配合的所述直線導(dǎo)軌內(nèi)并沿其移動(dòng)。
13、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)包括第一測(cè)速旋轉(zhuǎn)編碼器、第二測(cè)速旋轉(zhuǎn)編碼器、角度傳感器、測(cè)速滾輪和氣缸裝置；
14、所述鋼管的外圓周面與至少兩個(gè)所述測(cè)速滾輪搭接，所述鋼管移動(dòng)驅(qū)動(dòng)所述測(cè)速滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)；所述測(cè)速滾輪軸承在連接板上，所述連接板與固定板轉(zhuǎn)動(dòng)固定連接，所述固定板與所述氣缸裝置的移動(dòng)端固定，所述氣缸裝置的固定端與所述直線導(dǎo)軌的另一端固定；
15、所述角速度傳感器與所述固定板固定，所述角度傳感器用于測(cè)量所述鋼管的螺旋角，從而測(cè)量所述鋼管的前進(jìn)速度；
16、所述第一測(cè)速旋轉(zhuǎn)編碼器和所述第二測(cè)速旋轉(zhuǎn)編碼器與所述測(cè)速滾輪的端面固定，所述第一測(cè)速旋轉(zhuǎn)編碼器和所述第二測(cè)速旋轉(zhuǎn)編碼器用于通過(guò)分別測(cè)量所述測(cè)速滾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，從而計(jì)算所述鋼管前進(jìn)距離。
17、本發(fā)明的另一方面，提出了一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割方法，基于一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割裝置，該方法包括如下步驟：
18、步驟s10，安裝一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割裝置，并基于所述測(cè)量機(jī)構(gòu)中的第一測(cè)速旋轉(zhuǎn)編碼器和第二測(cè)速旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)量測(cè)速滾輪的圈數(shù)數(shù)據(jù)，基于角度傳感器檢測(cè)所述鋼管的螺旋角度數(shù)據(jù)；
19、步驟s20，將所述圈數(shù)數(shù)據(jù)和所述螺旋角度數(shù)據(jù)輸入至plc控制系統(tǒng)，所述plc控制系統(tǒng)用于將所述圈數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為鋼管的定長(zhǎng)尺寸，將所述螺旋角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為鋼管的前進(jìn)速度；
20、步驟s30，將鋼管的前進(jìn)速度輸出至伺服電機(jī)，基于所述伺服電機(jī)控制行走絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所述切割小車與所述鋼管隨動(dòng)。
21、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，將所述圈數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為鋼管的定長(zhǎng)尺寸，其具體方法為：
22、dl＝n×(b+h)d；
23、其中，d為鋼管直徑，l為鋼管的定長(zhǎng)尺寸，b為鋼板帶寬，h為焊縫寬度，d為測(cè)速滾輪的直徑。
24、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，將所述螺旋角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為鋼管的前進(jìn)速度，其方法為：
25、v車＝v管＝k×v板×sinβ；
26、其中，v板為鋼板送板速度，v管為鋼管前進(jìn)速度，v車為切割小車的移動(dòng)速度，β為螺旋角度數(shù)據(jù)，k為修正系數(shù)；
27、所述v板基于不同時(shí)刻的累積脈沖數(shù)據(jù)以及第一測(cè)速旋轉(zhuǎn)編碼器和第二測(cè)速旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的脈沖數(shù)計(jì)算得到。
28、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述v板，其獲取方法為：
29、v板＝πd(n2-n1)/n(t2-t1)；
30、其中，n為第一測(cè)速旋轉(zhuǎn)編碼器和第二測(cè)速旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的脈沖數(shù)，n1為在t1時(shí)刻的累計(jì)脈沖數(shù)，n2為在t2時(shí)刻的累計(jì)脈沖數(shù)，t1和t2是plc內(nèi)部計(jì)算采樣的時(shí)間。
31、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述步驟s30后，還包括s40；
32、步驟s40，當(dāng)所述鋼管切割結(jié)束后，所述切割小車返回原位，等待下一次切割，當(dāng)所述鋼管和所述切割小車存在同步誤差時(shí)，對(duì)所述切割小車的運(yùn)行速度進(jìn)行人工補(bǔ)償。
33、本發(fā)明的有益效果：
34、(1)本發(fā)明的成果已成功應(yīng)用于本公司螺旋鋼管生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了對(duì)螺旋鋼管切割端面的錯(cuò)牙量的保證，定尺(鋼管米長(zhǎng))實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量和調(diào)整的目的，測(cè)量數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠，有效保證了螺旋鋼管的切割質(zhì)量，也為飛剪工序崗位人員調(diào)整切管工藝參數(shù)提供可靠參考依據(jù)
1.一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割裝置，其特征在于，包括切割小車(1)、切割槍固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(2)、測(cè)量機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割裝置，其特征在于，所述行走機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)(8)、行走絲杠(6)和直線導(dǎo)軌(7)；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割裝置，其特征在于，所述伺服電機(jī)(8)的輸出軸與所述行走絲杠(6)驅(qū)動(dòng)連接，其具體方式為：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割裝置，其特征在于，所述行走絲杠(6)與所述切割小車(1)驅(qū)動(dòng)連接，其具體方式為：
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割裝置，其特征在于，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)包括第一測(cè)速旋轉(zhuǎn)編碼器(3)、第二測(cè)速旋轉(zhuǎn)編碼器(4)、角度傳感器(9)、測(cè)速滾輪(10)和氣缸裝置(5)；
6.一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割方法，基于權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割裝置，其特征在于，該方法包括如下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割方法，其特征在于，將所述圈數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為鋼管的定長(zhǎng)尺寸，其具體方法為：
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割方法，其特征在于，將所述螺旋角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為鋼管的前進(jìn)速度，其方法為：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割方法，其特征在于，所述v板，其獲取方法為：
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于螺旋埋弧焊鋼管在線隨行自動(dòng)切割方法，其特征在于，在所述步驟s30后，還包括s40；