Измеритель геометрических параметров сечения сварных труб

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности за счет исключения погрешностей от фиксации валика усиления наружного шва. Измеритель геометрических параметров состоит из измерителя 1 диаметра, вычислительного блока 2, индикатора 3, механизма 4 поворота, датчика 5 угла поворота и блока 6 коррекции. Труба 20 поступает на контроль в произвольном угловом положении сечения р0 . Затем при повороте трубы на угол р0 + 180° замеряют и запоминают ее диаметры, в блоке коррекции исключают ошибочные результаты, вызванные появлением в.поле зрения измерителя 1 диаметра валиков усиления наружного шва 21, Вычислительный блок 2 обрабатывает данные и выдает на индикатор минимальный, максимальный и средний диаметры, периметр и овальность. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 В 21/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4801300/28 (22) 08.01.90 (46) 29.02.92. Бюл. N 8 (71) Научно-производственное обьединение по автоматизации горнорудных металлургических предприятий и энергетических объектов . черной металлургии

"Днепрчерметавтоматика" (72) В.Я.Ободан, Г.Н.Сидорин, Г.В.Черевко и Ю.И.Лях (53) 531.717(088.8) (56) Рубинов A,Ä. Контроль больших размеров в машиностроении. — Л.: Машиностроение, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 711346, кл. G 01 В 5/08, 1962, Ободан В.Я. Автоматический контроль размеров сечения сортового проката и труб. — M.: Металлургия, 1985.

Патент Великобритании |ч 2021260, кл. G 01 В 9/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР

М t608430 кл, 6 01 В 21/20, 1988.

„, SU „„1716327 А1 (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТР0В СЕЧЕНИЯ СВАРНЫХ ТРУБ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности за счет исключения погрешностей от фиксации валика усиления наружного шва. Измеритель геометрических параметров состоит из измерителя 1 диаметра, вычислительного блока 2, индикатора 3, механизма 4 поворота, датчика 5 угла поворота и блока 6 коррекции. Труба 20 поступает на контроль в произвольном угловом положении сечения pp . Затем при повороте трубы на угол pо + 180 замеряют и запоминают ее диаметры, в блоке коррекции исключают ошибочные результаты, вызванные появлением в. поле зрения измерителя 1 диаметра валиков усиления наружного шва 21, Вычислительный блок 2 обрабатывает данные и выдает на индикатор минимальный, максимальный и средний диаметры, периметр и овальность. 2 ил.

1716327

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам контроля и автоматизации, и может быть использовано при производстве и контроле качества прямошовных сварных труб большого диаметра для магистральных трубопроводов.

К торцам труб магистральных трубопроводов предъявляются большие требования по точности, что связано с необходимостью обеспечения качественной сварки труб между собой. Особенно высоким яляется требование к точности среднего диаметра, который для труб диаметром более 426 мм определяется по ГОСТ 10706-76 замером периметра с последующим пересчетом. Для обеспечения необходимой точности прямошовные трубы подвергаются дополнитель.ной гидромеханической раздаче эксйандированию. Управление раздачей и поддержание точности требует автоматического измерения максимального и минимального диаметров, среднего диаметра, периметра и овальности труб как до экспандирования,так и после него.

Известны различного типа рулетки для замера периметра и автоматические механические измерители периметра, которые не удовлетворяют требованиям автоматизированного производства. Известны измерители диаметра в одном или нескольких направлениях, однако они не позволяют измерять средний по сечению диаметр и пересчитывать его в периметр из-за малого количества отсчетов по углу. Известны также вращающиеся вокруг проката измерители, которые очень сложны и реализованы только до диаметров проката 114 мм.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является измеритель геометрических параметров сечения, содержащий измеритель диаметра, вычислительный блок, подключенный к его выходу индикатор, механизм поворота и связанный с ним датчик угла поворота, в котором осуществляется измерение с привязкой результатов к направлению измерения и с определением максимального, минималь; ного, среднего диаметров, овальности.

Недостатком прототипа является низкая точность при контроле геометрических параметров сечения сварных труб, так как

; при вращении трубы в поле зрения оптоэлектронного измерителя диаметра попадает валик усиления наружного шва, Валик виден в пределах угла 2 a = 2 arccas (1 - h/К), зависящего от высоты валика h и радиуса R.

Влияние валика сказывается на увеличении диаметра (истинный диаметр в функции угла поворота показан сплошной линией, влияние валика — пунктиром). При изменении высоты валика от 0,5 до 5.0 мм для труб диаметром 1420 мм дополнительная погрешность измерения среднего диаметра составит ориентировочно+0,5 мм, а погрешность определения максимального диаметра достигнет 7 мм, что недопустимо много, поскольку при допуске + 2 мм на средний диаметр торцов труб и допуске .+-10 мм на диаметр в любом сечении дополнительные

10 погрешности измерения не должны превышать соответственно+0,2 и +1 мм, Целью изобретения является повышение точности за счет исключения погрешности от фиксации валика усиления наружного

15 шва.

Указанная цель достигается тем, что измеритель геометрических параметров сечения, содержащий измеритель диаметра, вычислительный блок, подключенный к его выходу индикатор, механизм поворота тру20 бы и связанный с ним датчик угла поворота, дополнительно снабжен блоком коррекции, счетный вход которого подключен к датчику

25 угла поворота, информационный вход — к измерителю диаметра, выход — к вычислительному блоку, блок коррекции выполнен в виде последовательно соединенных первого коммутатора, блока памяти, второго ком30 мутатора и ключа, первого счетчика, выход которого соединен с адресным входом первого коммутатора, второго счетчика, установочный вход которого подключен к выходу первого счетчика, выход — к адресному входу второго коммутатора, генератор импульсов, третьего счетчика, трех схем сравнения

I теля геометрических параметров; на фиг. 2 — диаграмма его работы.

Измеритель геометрических параметров содержит измеритель 1 диаметра, вычислительный блок 2, индикатор 3, механизм 4 поворота трубы, датчик 5 угла поворота и блок 6 коррекции, в который входят первый счетчик 7, первый коммутатор 8, узел 9 памяти; второй счетчик 10, второй коммутатор 11, генератор 12 импульсов, третий счетчик 13, схемы l4-16 сравнеи схемы ИЛИ, выход генератора импульсов соединен со счетными входами второго и третьего счетчиков, выход третьего счетчика

40 через две схемы сравнения и схему ИЛИ соединен с одним входом схемы И, а через третью схему сравнения — с вторым входом схемы И, выход схемы И соединен с управляющим входом ключа, счетный вход перво45 го счетчика является счетным входом блока коррекции, вход первого коммутатора — информационным входом блока коррекции, а выход ключа — выходом блока коррекции.

На фиг. 1 показана блок-схема иэмери1716327 ния, схему ИЛИ 17, схему И 18, ключ 19.

Труба 20 лежит на роликах механизма 4 поворота. Шов 21 находится в произволь.ном положении под углом ро к горизонту.

Выход измерителя 1 диаметра соеди- 5 нен с информационным входом блока 6 коррекции, которым является вход первого коммутатора 8. Счетный вход блока 6 коррекции, которым является вход первого. счетчика 7, подключен к датчику 5 угла по- 10 ворота. Выход первого счетчика 7 соединен с адресным входом первого коммутатора 8 . и установочным входом второго счетчика

10, Выход второго счетчика 10 соединен с адресным. входом второго коммутатора 11. 15

Выход генератора 12 импульсов подключен к счетным входам второго и третьего счетчиков 10 и 13. Выход третьего счетчика 13 подключен к входам схем 14 — 16 сравнения, на другие входы которых поданы константы 20

N1, Nz и йз. Выходы схем 14 и 15 сравнения соединены с элементом ИЛИ 17, выход ко-. торого через схему И 18 подключен к управляющему входу ключа 19. К второму входу схемы И 18 подключен выход схемы сравне- 25 ния. Выходы первого коммутатора 8 соединены с,входами узла 9 памяти, Выходы узла

9 памяти подключены к входу второго коммутатора 11, Его выход через ключ 19 соединен с входом вычислительного блока 2 и 30 является выходом блока коррекции, Измеритель геометрических парамет-. ров работает следующим образом.

В исходном положении в момент t 0 (фиг. 2) первый счетчик 7 обнулен, выход 35 измерителя 1 диаметра через первый коммутатор 8 соединен с первой ячейкой узла 9 памяти, в которую заносится значение диаметра трубы 01, После включения механизма 4 поворота труба начинает 40 поворачиваться, например, по часовой стрелке. При повороте трубы на малый уголЬ датчик 5 угла поворота вырабатывает импульсы. При этом меняется код на адресном входе коммутатора 8 и в узел 9 45, памяти записываются последовательно диаметры трубы D под разными направлени- . ями измерения. Когда труба повернется, на угол (р + 1800) и шов займет горизонтальное положение, механизм поворота отклю.- 50 чается оператором экспандера по условию прохождения через экспандер внутреннего шва. В счетчике 7 накоплено число M =(ga +

+1800) И, а в узле 9 памяти находится М +

+1 значение диаметра. 55

Далее в момент t< по команде блока управления (не показан) число M переписы. вается во второй счетчик 10, обнуляется третий счетчик 13 и включается генератор t2 импульсов. Схемы 14 — 16 сравнения выполнены так, что схема 14 сравнения вырабатывает "1", если код на ее входе меньше N>, схема 15 сравнения вырабатывает "1", если код на ее входе больше Nz, а схема 16 сравнения вырабатывает "1", если код на ее входе меньше йз .По1этому в момент t1, когда на их входы от третьего счетчика 13 подан нулевой код, на выходах схем 14 и 16 сравнения, схемы ИЛИ 17 и схемы И 18 имеется

"1", ключ 19 замкнут и выход коммутатора

11 соединен с входом вычислительного блока 2. Поскольку в момент t1 код на выходе второго счетчика 10 соответствует М, то второй коммутатор устанавливается в положение, при котором из узла 9 памяти извлекается последний записанный диаметр DM+<. При поступлении во второй счетчик 10 импульсов от генератора 12 его содержимое начинает уменьшаться, при этом на выходе коммутатооа появляются последовательно значения диаметра DM,DM-1 и т.д. Эта последовательность б (фиг.2) обратна записанной в память при повороте трубы.

Одновременно с уменьшением содержимого второго счетчика 10 начинает заполняться третий счетчик 13. При достижении его содержимым числа N> ключ 19 в момент

tz разрывает связь между блоком 6 коррекции и вычислительным блоком 2, При достижении содержимым счетчика 13 числа й2 ключ 19 в момент t3 восстанавливает передачу значений диаметра в вычислительный блок. Числа

90 — а 90 + а и- — —. иг — — — выбраны иэ условия отключения вычислительного блока на время появления в поле зрения измерителя 1 диаметра валика усиления шва 21, .

Когда содержимое третьего счетчика 13 достигнет числа Мз = 180 /Ь . срабатывает третья схема 16 сравнения, на ее выходе и выходе схемы И 18 появляется "0", ключ 19 опять разрывает связь блока 6 коррекции с вычислительным блоком 2.

Таким образом на выходе блока 6 коррекции независимо от начального углового положения трубы организуется скорректированная последовательность диаметров

Окор, соответствующая повороту трубы на

180 иэ которой исключены ошибочные значения диаметра, вызванные фиксацией валика усиления наружного шва. Этот массив запоминается в вычислительном блоке 2, а затем анализируется на минимум и максимум, вычисляются овал ьность, средний диа1716327

Составитель Е.Глазкова

Редактор А.Маковская Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Заказ 604 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 метр и периметр, Результаты выводятся на индикатор 3 и в систему автоматизации.

После зкспандирования труба. выходит с известной начальной горизонтальной ориентации шва, что упрощает исключение ошибочных значений диаметра. В этом случае второй счетчик 10 в момент t< обнуляется и после включения генератора 12 импульсов увеличивает свое содержимое, Работа остальной части схемы аналогична описанной.

Из изложенного следует, что предлагаемый измеритель обеспечивает контроль необходимых параметров сечения сварr ных прямошовных труб до и после зкспандирования с повышенной точностью, что повысит качество труб и увеличит производительность оборудования.

Формула изобретения

Измеритель геометрических параметров.сечения сварных труб, содержащий измеритель диаметра. вычислительный блок, индикатор, подключенный к его выходу, механизм поворота трубы и датчик угла поворота, связанный с ним, о т л и ч а ющи и с я тем, что, с целью повышения точности за счет исключения погрешностей от фиксации валика усиления наружного шва, он снабжен блоком коррекции, счетный вход которого подключен к датчику угла поворота. информационный вход — к измерителю диа5 метра, выход — к вычислительному блоку, блок коррекции выполнен в виде последовательно соединенных. первого коммутатора, узла памяти, второго коммутатора и ключа, первого счетчика, выход которого соединен

10 с адресным входом первого коммутатора, второго счетчика, установочный вход которого подключен к выходу первого счетчика, выход- к адресному входу второго коммутатора, генератора импульсов, третьего счет15 чика, трех схем сравнения, схемы И и схемы

ИЛИ, выход генератора импульсов соединен со счетными входами второго и третьего счетчика, выход третьего счетчика через две схемы сравнения и схему ИЛИ соединен с

20 одним входом схемы И, а через третью схему сравнения — с вторым входом схемы И„ выход схемы И соединен с управляющим входом ключа, счетный вход первого счетчика является счетным входом блока коррек25 ции, вход первого коммутатора информационным входом блока коррекции, а выход ключа — выходом блока коррекции.