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专利名称：一种螺旋埋弧焊管周长自动测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及管体长度测量装置技术领域，尤其涉及一种螺旋埋弧焊管周长自动测
量装置。
背景技术：
螺旋埋弧焊管生产过程中，API Spec 5L标准和GB/T9711. 1-1997标准中均有规定对于不同规格的钢管，其直径都有一个严格的偏差范围，超出偏差范围，钢管将拒绝接收。而在线连续生产过程中，直径的测量不好实现，通常在保证椭圆度的情况下，通过测量周长，来检验钢管直径是否符合工艺要求。现在，国内大部分螺旋埋弧焊管的生产企业，周长的测量还是采用钢卷尺人工测量的办法。公司配备了相应的人员对钢管周长进行在线测量，并对测量工具进行周期校验，在增加生产成本的同时，依旧不能满足生产的要求，具体 问题如下(I)人工测量，精度受到人为的影响较大，导致测量误差较大。(2)人工测量，不能做到实时测量，存在漏检的可能。(3)人工测量，由于钢管焊接温度太高，容易烫伤，具有不安全性。(4)人工测量，测量次数频繁，工人的劳动强度大，且工作环境恶劣。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种螺旋埋弧焊管周长自动测量装置，能够对螺旋埋弧焊管实现在线自动测量且测量结构准确的特点。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种螺旋埋弧焊管周长自动测量装置，其特征在于上、下、左、右C⑶激光测微仪通过固定件固定在框架上。本发明的进一步技术方案在于所述固定件上设有左右移动机构和上下移动机构。本发明的进一步技术方案在于固定框架的上固定梁和下固定梁的左右两侧分别设有直线导轨，上CCD激光测微仪通过固定支架或可伸缩的固定支架固定在上固定梁的两个直线导轨之间，下CCD激光测微仪通过固定支架或可伸缩的固定支架固定在下固定梁的两个直线导轨之间，滚珠丝杠的两端分别通过滑动块与直线导轨滑动配合，左右CCD激光测微仪分别通过两个滚珠螺母与滚珠丝杠连接，每个CCD激光测微仪的发射装置和接收装置之间通过板材连接成一体且发射装置和接收装置之间的距离相等。本发明的进一步方案在于所述装置还包括滚珠丝杠旋转驱动机构，两根限位管的一端分别与上滑动块固定连接，限位管的另一端设有底盖，底盖的中心设有通孔；滚珠丝杠旋转驱动机构分别与两个下滑动块固定连接，两个止旋导向柱的一端分别与下滑动块固定连接，止旋导向柱的另一端固定有限位板，滚珠丝杠旋转驱动机构的输出端与滚珠丝杠的下端固定连接，滚珠丝杠的上端延伸至所述通孔中，所述通孔与所述滚珠丝杠相适配，滚珠丝杠的上端能够不与底盖接触的自由旋转，连接板的一端与下部的滚珠螺母固定连接，连接板的另一端与限位板下端的止旋导向柱留有间隙的卡接，当滚珠丝杠旋转时，连接板能够在限位板的下方移动。
本发明的进一步方案在于所述滚珠丝杠旋转驱动机构为电动机、液压马达或气动马达带动的涡轮涡杆式减速机。本发明的进一步方案在于所述滚珠丝杠的上端通过轴承与所述底盖连接。本发明的进一步方案在于所述CCD激光测微仪为多波段CCD激光测微仪。采用上述技术方案所产生的有益效果在于所述装置通过使用四个CXD激光测微仪并且CCD激光测微仪的距离可调，可实现对不同直径焊管周长的实时在线自动测量，避免了漏检现象，且通过自动测量和冗余算法设计提高了测量值的精度，测量精度可达到0.01mm;通过自动测量解放了劳动力，提高了工作效率，确保了测量人员的人身安全，当测量到的值超出工艺要求时，可以提醒工作人员进行生产工艺参数的调整，提高了产品的质量。此外，所述装置的结构简单，制造容易，操作方便，现场适应性好，具有较好的推广和使用前景。


下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图I是本发明的结构示意 图2是本发明的工作原理示意 其中1、固定框架1-1、上固定梁1-2、下固定梁2、直线导轨3、上CCD激光测微仪
4、下C⑶激光测微仪5、固定支架6、限位管7、滑动块8、止旋导向柱9、滚珠丝杠旋转驱动机构10、滚珠丝杠11、左C⑶激光测微仪12、右C⑶激光测微仪13、滚珠螺母14、限位板15、连接板。
具体实施例方式如图I所示，一种螺旋埋弧焊管周长自动测量装置，固定框架I的上固定梁1-1和下固定梁1-2的左右两侧分别设有直线导轨2 ;上CCD激光测微仪3通过固定支架5或可伸缩的固定支架固定在上固定梁1-1的两个直线导轨2之间，下CCD激光测微仪4通过固定支架5或可伸缩的固定支架固定在下固定梁1-2的两个直线导轨2之间。滚珠丝杠10的两端分别通过滑动块7与直线导轨2滑动配合，左右CXD激光测微仪11、12分别通过两个滚珠螺母13与滚珠丝杠10连接，滑动块可以带动滚珠丝杠左右移动，CCD激光测微仪包括一个发射装置和一个接收装置，每个CCD激光测微仪的发射装置和接收装置之间通过板材连接成一体且发射装置和接收装置之间的距离相等。在上述情况下，当需要调节左右CXD激光测微仪的上下距离时，可以通过手动旋转连接发射装置和接收装置的板材来实现，当需要调节左右CCD激光测微仪的左右距离时，可以通过滑动滑动块来实现，当需要调节上下CXD激光测微仪的上下距离时可以通过调节可伸缩的固定支架来实现。为了进一步提高所述装置的自动化程度，所述装置还包括滚珠丝杠旋转驱动机构9，所述滚珠丝杠旋转驱动机构9可以选择电动机、液压马达或气动马达带动的涡轮涡杆式减速机，滚珠丝杠旋转驱动机构能够驱动滚珠丝杠旋转。两根限位管6的一端分别与上滑动块固定连接，限位管6的另一端设有底盖，底盖的中心设有通孔；滚珠丝杠旋转驱动机构9有两个，分别与下滑动块固定连接，两个止旋导向柱8的一端分别与下滑动块固定连接，止旋导向柱8的另一端固定有限位板14，滚珠丝杠旋转驱动机构9的输出端与滚珠丝杠10的下端固定连接，滚珠丝杠10的上端延伸至所述通孔中，所述通孔与所述滚珠丝杠10相适配，滚珠丝杠10的上端能够不与底盖接触的自由旋转，优选的的可以在所述滚珠丝杠的上端固定一个轴承，然后在通过轴承与所述底盖连接，保证滚珠丝杠在旋转的过程中不会发生偏心转动。连接板15的一端与下部的滚珠螺母13固定连接，连接板15的另一端与限位板14下端的止旋导向柱8留有间隙的卡接，当滚珠丝杠旋转时，连接板15能够在限位板14的下方移动。当需要调节左右CCD激光测微仪的上下位置时，只需调节滚珠丝杠旋转驱动机构即可。为了进一步保证测量值的精度，避免单波段激光容易产生斑驳的现象，所述CCD激光测微仪选用多波段CCD激光测微仪，各个CCD激光测微仪与PLC控制器电连接。在对不同规格的焊管进行周长测量时，把四个CCD激光测微仪调整到距离钢管合适的位置，以便测量数据的准确性，这时激光幕与焊管接触，如图2所示，一个CCD激光测微仪包括一个发射装置和一个接收装置。CXD激光测微仪可选用检测范围为40_或其它检测范围值的，当调整到理想位置后，通过游标卡尺测量出LI的距离，手动输入到PLC控制器 中，左CCD激光测微仪可以模拟输出Xl的实际距离到PLC控制器，右CCD激光测微仪可以模拟输出X2的实际距离到PLC控制器。为提高测量精度，左右CCD激光测微仪输出的数值Xl和X2，我们采取平均值处理，即在一定时间内，PLC控制器接收到一组数据后，对这组数据平均后得出平均值Xl和X2，再进行直径的计算，计算出直径D1，由图2可知直径Dl = L1-X1-X2。同样，另外两个CCD激光测微仪也采取平均值处理后，计算出直径D2。然后，两个直径Dl和D2再取平均值，最后得出高精度的直径值D。这时，利用公式周长C= D计算出周长，同时将测量出的周长和事先输入到PLC控制器中标准工艺要求的周长进行比较，超出工艺要求范围时，PLC控制器输出报警信号，提醒岗位员工及时调整成型调节装置。所述自动测量装置可以完成￠71Imm-Ct 1422mm的螺旋埋弧焊管周长测量任务。 为了进一步增加测量数据的精确度还可以使将两个所述装置进行组合使用，分别测量不同方向直径的来提高测量值的精确度。 所述装置通过使用四个CXD激光测微仪并且CXD激光测微仪的距离可调，可实现对不同直径焊管周长的实时在线自动测量，避免了漏检现象，且通过自动测量和冗余算法设计提高了测量值的精度，测量精度可达到0.01mm;通过自动测量解放了劳动力，提高了工作效率，确保了测量人员的人身安全，当测量到的值超出工艺要求时，可以提醒工作人员进行生产工艺参数的调整，提高了产品的质量。此外，所述装置的结构简单，制造容易，操作方便，现场适应性好，具有较好的推广和使用前景。
权利要求
1.一种螺旋埋弧焊管周长自动测量装置，其特征在于上、下、左、右C⑶激光测微仪(3、4、11、12)通过固定件固定在框架(I)上。
2.根据权利要求I所述的一种螺旋埋弧焊管周长自动测量装置，其特征在于所述固定件上设有左右移动机构和上下移动机构。
3.根据权利要求I或2所述的一种螺旋埋弧焊管周长自动测量装置，其特征在于固定框架(I)的上固定梁(1-1)和下固定梁(1-2)的左右两侧分别设有直线导轨(2)，上C⑶激光测微仪(3)通过固定支架(5)或可伸缩的固定支架固定在上固定梁(1-1)的两个直线导轨(2)之间，下CCD激光测微仪(4)通过固定支架(5)或可伸缩的固定支架固定在下固定梁(1-2)的两个直线导轨(2)之间，滚珠丝杠(10)的两端分别通过滑动块(7)与直线导轨(2)滑动配合，左右C⑶激光测微仪(11、12)分别通过两个滚珠螺母(13)与滚珠丝杠(10)连接，每个CCD激光测微仪的发射装置和接收装置之间通过板材连接成一体且发射装置和接收装置之间的距离相等。
4.根据权利要求3所述的一种螺旋埋弧焊管周长自动测量装置，其特征在于所述装置还包括滚珠丝杠旋转驱动机构(9)，两根限位管(6)的一端分别与上滑动块固定连接，限位管(6)的另一端设有底盖，底盖的中心设有通孔；滚珠丝杠旋转驱动机构(9)分别与下滑动块固定连接，两个止旋导向柱(8)的一端分别与下滑动块固定连接，止旋导向柱(8)的另一端固定有限位板(14),滚珠丝杠旋转驱动机构(9)的输出端与滚珠丝杠(10)的下端固定连接，滚珠丝杠(10)的上端延伸至所述通孔中，所述通孔与所述滚珠丝杠(10)相适配，滚珠丝杠的上端能够不与底盖接触的自由旋转，连接板(15)的一端与下部的滚珠螺母(13)固定连接，连接板(15)的另一端与限位板(14)下端的止旋导向柱(8)留有间隙的卡接，当滚珠丝杠旋转时，连接板(15)能够在限位板(14)的下方移动。
5.根据权利要求4所述的一种螺旋埋弧焊管周长自动测量装置，其特征在于所述滚珠丝杠旋转驱动机构(9)为电动机、液压马达或气动马达带动的涡轮涡杆式减速机。
6.根据权利要求3所述的一种螺旋埋弧焊管周长自动测量装置，其特征在于所述滚珠丝杠(10)的上端通过轴承与所述底盖连接。
7.根据权利要求I所述的一种螺旋埋弧焊管周长自动测量装置，其特征在于所述CCD激光测微仪为多波段CCD激光测微仪。
全文摘要
本发明公开了一种螺旋埋弧焊管周长自动测量装置，涉及管体长度测量装置技术领域，固定框架的上固定梁和下固定梁的左右两侧分别设有直线导轨，上CCD激光测微仪通过固定支架或可伸缩的固定支架固定在上固定梁的两个直线导轨之间，下CCD激光测微仪通过固定支架或可伸缩的固定支架固定在下固定梁的两个直线导轨之间，滚珠丝杠的两端分别通过滑动块与直线导轨滑动配合。所述装置通过使用四个CCD激光测微仪并且CCD激光测微仪的距离可调，可实现对不同直径焊管周长的实时在线自动测量，避免了漏检现象，且通过自动测量和冗余算法设计提高了测量值的精度，测量精度可达到0.01mm。
文档编号G01B11/02GK102735174SQ20121024702
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月17日 优先权日2012年7月17日
发明者周书亮, 孙志刚, 张文正, 张晓东, 李建明, 李斌, 杜东华, 沙洪波, 牟新华, 田鹏, 邓志伟, 郑青昊 申请人:中国石油集团渤海石油装备制造有限公司, 华油钢管有限公司