Устройство для контроля сварных труб Советский патент 1992 года по МПК G01B7/12 

Изобретение относится к автоматизации процесса производства сварных труб и может быть использовано для проведения выходного контроля и аттестации труб (а также любых цилиндрических полых изделий) по диаметру, периметру, овальности, толщине стенки и форме сварного шва (если таковой имеется).

Известно устройство для измерения больших диаметров методом обкатывания роликом, содержащее датчик положения контролируемой трубы (датчик прижима), узел измерения (микропроцессорный блок) и индикатор.

Указанное устройство имеет тот недостаток, что в связи с использованием метода обкатывания роликом наружного диаметра, не имеет возможности измерить овальность, привязать ее к угловой координате,

определить толщину стенки и параметры профиля сварного шва.

Между тем в связи с возросшими требованиями к качеству газопроводных труб, контроль указанных параметров является весьма необходимым.

Кроме того информация об овальности с привязкой ее к координате (относительно сварного шва) позволяет производить исправление овальности (деовализацию) труб. что дает экономию металла.

Известно также устройство для контроля сварных труб, содержащее датчик положения контролируемой трубы, последовательно соединенные блок преобразования, блок управления, включающий узел измерения, связанный с блоком преобразования и узел управления приводом, связанный первым

vj

XI

О

00 4 СЛ

СО

входом с датчиком положения контролируемой трубы, и индикатор.

Указанное устройство хотя и обеспечивает измерение овальности трубы, но не обеспечивает привязку этой информации к координате (угловой) сварного шва; кроме того устройство не позволяет определить толщину стенки, ширину и параметры сварного шва. Использование контактных преобразователей, большое количество механических узлов (ходовых винтов и пр.), снижает точность устройства и обладает недостаточной производительностью контроля в технологическом потоке.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет контроля периметра, толщины стенки, профиля сварного шва и определения координаты овальности, повышения точности и производительности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля сварных трубы, содержащее датчик положения контролируемой трубы, последовательно соединенные блок преобразования, блок управления, включающий узел измерения, связанный с блоком преобразования, и узел управления приводом, связанный первым сходом сдатчиком положения контролируемой трубы, и индикаюр, снабжено редуктором с электродвигателем, датчиком угла поворота, укрепленным на выходном валу редуктора, и соединенным с ним блоком вычисления, выходы которого подключены к индикатору, датчик угла поворота соединен с вторым входом узла управления приводом, третий вход которого соединен с первым выходом узла измерения, а выход узла управления приводом соединен с электродвигателем, блок вычисления вторым входом связан со вторым выходом узла измерения и выполнен в виде двух каналов вычисления периметра, каждый из которых содержит последовательно соединенные блок умножения и блок интегрирования и блок деления, блок вычисления полуразности, соединенный своими входами с выходами блоков деления, первые входы каждого блока умножения соединены с выходом узла измерения, а вторые-с датчиком угла поворота, канала вычисления овальности, выполненного в виде последовательно соединенных первого счетчика, первого запоминающего блока, блока вычисления разности, второго запоминающего блока и блока выборки максимальных значений, счетный оход первого счетчика объединен с вторым входом первого блока памяти и вторыми входами интеграторов каналов вычисления периметра и соединен с выходом датчика угла поворота.

третий вход первого блока памяти и второй вход блока вычитания объединены и соединены с выходом узла измерения, выход первого счетчика соединен с вторым входом

запоминающего блока, канала вычисления периметров профиля сварного шва, выполненного в виде последовательно соединенных второго блока вычитания, цифрового дискриминатора и второго счетчика, входы

0 блока вычита ния соединены с соотв етству- ющими выходами узла измерения, выход цифрового дискриминатора соединен с управляющими входами интеграторов каналов вычисления, периметра, установленным

5 входом первого счетчика и вторым входом блока выборки максимальных значений, выход второго счетчика соединен с третьими входами интеграторов каналов вычисления периметра, а его счетный вход соединен с

0 датчиком угла поворота, выходы же второго блока вычитания, второго счетчика, блоков интегрирования блоков деления, блока вычислений полуразности, блока выборки максимальных значений являются выходами

5 блока вычисления.

Указанная цель достигается также тем, что блок преобразования выполнен в виде дифференциального триангуляционного измерителя расстояний и укреплен на выходном

0 валу редуктора с помощью рычага, на втором конце которого установлен противовес, а редуктор размещен на подвижной платформе.

На фиг.1 приведена схема устройства для контроля сварных труб; на фиг.2 - фун5 кциональная схема блока вычисления.

Устройство для контроля сварных труб состоит из подвижной платформы 1, на которой размещен редуктор 2 с электродвигателем 3. На одном конце выходного вала 4

0 редуктора 3 закреплен рычаг 5 с блоком 6 преобразования, на втором конце рычага 5 установлен противовес 7. На другом конце выходного вала 4 редуктора 2 закреплен датчик 8 угла поворота, Тележка 1 имеет

5 возможность перемещаться так, чтобы торец контролируемой трубы 9 в момент контроля находился в рабочей зоне блока 6 преобразования. Блок 6 преобразования подключен к блоку 10 управления, включаю0 щему узел 11 измерения, связанный с блоком 6 преобразования и узел 12 управления приводом, связанный своим выходом с электродвигателем 3. Для контроля положения торца трубы 9 предусмотрен датчик 13

5 положения контролируемой трубы, связанный с первым входом узла 12 управления приводом, второй вход которого подключен к выходу датчика 8 угла поворота, а третий вход - к первому выходу узла 11 измерения.

К выходу датчика 8 угла поворота подключен

также блок 14 вычислений, второй вход которого соединен с вторым выходом узла 11 измерения, а выходы с индикатором 15.

Блок 14 вычисления выполнен в виде двух каналов вычисления периметра, каждая из которых содержит последовательно соединенные блок 16 (17) умножения, блок 18 (19) интегрирования и блок 20 (21) деления, блок 22 вычисления полуразности, соединенный своими входами с выходами блоков 20 (21) деления, первые входы каждого блока 16 (17) умножения соединены с выходом узла 11 измерения (входы RI и n), a вторые - с датчиком 8 угла поворота (вход Дед - текущее приращение угла поворота а выходного вала редуктора); канала вычисления овальности, выполненного в виде последовательно соединенного первого счетчика 23, первого запоминающего блока 24, блока 25 вычисления разности, второго запоминающего блока 26, и блока 27 выборки максимальных значений. Счетный вход первого счетчика 23 объединен с вторым входом первого запоминающего блока 24 и вторыми входами интеграторов 20, 21 каналов вычисления периметра и соединен с вы: ходом датчика 8 угла поворота (вход Лос| блока 14 вычисления). Третий вход первого запоминающего блока 24 и второй вход блока 25 вычисления разности объединены и соединены с выходом узла 11 измерения (выход RI), выход первого счетчика 23 соединен с вторым входом второго запоминающего блока 26; канала вычисления параметров профиля сварного шва, выполненного в виде последовательно соединенных второго блока 28 вычитания, цифрового дискриминатора 29 и второго счетчика 30, входы второго блока 28 вычитания соединены с соответствующими выходами (Ri и п) узла 11 измерения, выход цифрового дискриминатора 29 соединен с управляющими входами блоков (18 и 19) интегрирования каналов вычисления периметра, установочным входом первого счетчика 23 и вторым входом блока 27 выборки максимальных значений, выход второго счетчика 30 соединен с третьими входами блоков 18 и 19 интегрирования каналов вычисления периметра, а его счетный вход соединен с датчиком 8 угла поворота (Дел ). Выходы второго блока 28 вычитания, второго счетчика 30 блоков 18 и 19 интегрирования,блоков 20 и 21 деления, блока 22 вычисления полуразности, блока 27 выборки максимальных значений являются выходами блока 14 вычислений.

Блок 6 преобразования выполнен в виде дифференциального измерителя расстояний (например лазерного) состоящего из двух измерителей - один для измерения расстояния от оси трубы до наружной поверхности - RJ, другой - для измерения

расстояния до внутренней поверхности трубы п.

Использование предлагаемого устройства позволяет по сравнению с существующими расширить функциональные

0 возможности за счет контроля текущих значений толщины расчетных значений толщины, периметра, ширины, высоты сварного шва (профиля валика усиления), определить Координату и значение максимальной

5 овальности с целью дальнейшей деовализа- ции трубы, повысить точность измерения за счет исключения из результатов погрешности, вызванной высотой валика усиления сварного шва, упростить процесс контроля

0 за счет исключения сложных механических передач типа ходовых винтов и получения всей информации за один оборот выходного вала редуктора.

Формула изобретения

5 1. Устройство для контроля сварных труб, содержащее датчик положения контролируемой трубы, последовательно соединенные блок преобразования, блок управления, включающий узел измерения, связанный с

0 блоком преобразования, и узел управления приводом, связанный первым входом сдатчиком положения контролируемой трубы, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных воз5 можностей устройства путем обеспечения контроля периметра, толщины стенки профиля сварного шва и определения координат овальности, повышения точности и производительности контроля, оно снабже0 но редуктором с электродвигателем, датчиком угла поворота, укрепленным на выходном валу редуктора и соединенным с ним блоком вычисления, выходы которого подключены к индикатору, датчик угла пово5 рота соединен с вторым входом узла управления приводом, третий вход которого соединен с первым выходом узла измерения, о выход узла управления приводом соединен с электродвигателем, блок вычис0 ления вторым входом связан с вторым выходом узла измерения и выполнен в виде двух каналов вычисления периметра, каждый из которых содержит последовательно соединенные блок умножения, блок интегрирова5 ния и блок деления, блок вычисления полуразности, соединенный входами с выходами блоков деления, первые входы каждого блока умножения соединены с выходом узла измерения, а вторые - с датчиком угла поворота, канала вычисления

овальности, выполненного в виде последовательно соединенных первого счетчика, первого запоминающего блока, блока вычисления разности, второго запоминающего блока и блока выборки максимальных значений, счетн ый вход первого счетчика объединен с вторым входом первого блока памяти, вторыми входами интеграторов каналов вычисления периметра и соединен с выходом датчика угла поворота, третий вход первого блока памяти и второй вход блока вычитания объединены и соединены с выходом узла измерения, выход первого счетчика соединен с вторым входом второго запоминающего блока, канала вычисления параметров профиля сварного шва, выполненного в виде последовательно соединенных второго блока вычитания, цифрового дискриминатора и второго счетчика, выходы

второго блока вычитания соединены с соответствующими выходами узла измерения, выход цифрового дискриминатора соединен с управляющими входами интеграторов

каналов вычисления периметра, а его счетный вход - с датчиком угла поворота, а выходы второго блока вычитания, второго счетчика, блоков интегрирования, блоков деления, блока вычисления полурэзности,

блока выборки максимальных значений являются выходами блока вычислений.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что блок преобразования выполнен в виде дифференциального триангуляционного измерителя расстояний и укреплен на выходному валу редуктора с помощью рычага, на втором конце которого установлен противовес, а редуктор размещен на подвижной платформе.

Изобретение относится к автоматизации процесса производства сварных труб. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства, повышение точности и производительности контроля. Устройство для контроля сварных труб, содержащее датчик положения контролируемой трубы, последовательно соединенные блок преобразования, блок управления, включающий узел измерения, связанный с блоком преобразования и узел управления приводом, связанный с датчиком положения контролируемой трубы, и индикатор, дополнительно содержит редуктор с электродвигателем, последовательно соединенные датчик угла поворота, укрепленный на вале редуктора, и блок вычисления с соответствующими связями, а блок преобразования выполнен в виде дифференциального триангуляционного измерителя расстояний и укреплены на выходном валу редуктора посредством рычага, второй конец которого уравновешен противовесом, редуктор размещен на подвижной платформе. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л

L.

&

/4

-ш ж

. /

s

К 15 /

Фиг.2.