CN105806233B - 一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的***及方法 - Google Patents

一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的***及方法，***包括重型筒节轧机，在所述重型筒节轧机上设置有支架***、压辊***、红外线位移传感器、磁致伸缩位移传感器及数据处理***，压辊***设置在支架***下方，红外线位移传感器设置在支架***上，磁致伸缩位移传感器设置在压辊***上，且红外线位移传感器和磁致伸缩位移传感器皆与数据处理***相连接；方法为，利用所述***，在进行重型筒节轧制时，通过红外线位移传感器和磁致伸缩位移传感器测量重型筒节的外径、内径及壁厚的实时数据，并根据实时数据对压辊***进行控制，生产出合格的重型筒节；为解决轧制过程中重型筒节形状的测量与控制这一技术难题而设计所述***就方法。

Description

一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的***及方法
技术领域
本发明涉及机械加工控制，具体的说，是一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的***及方法。
背景技术
重型筒节是指最大重量可达到250000kg，最大外径和最大壁厚分别在10000mm与650mm的筒节。重型筒节轧制是制造大型压力容器用无缝筒节的先进技术，重型筒节包括大型核电筒节、大型加氢反应器筒节和煤液化反应器筒节，被广泛应用于航天、石油化工、核电等国民经济重大领域。随着低碳经济时代的到来，我国能源产业结构开始向清洁能源的方向转移，国内对重型筒节的需求量日益增大。另外，随着工业的快速发展，石化、煤液化领域对大型筒节的需求也日趋迫切。目前国内对重型筒节的加工采用的是传统的自由锻制造工艺，需要冲孔-拔长-马杠扩孔-扩孔成形几道工序，存在材料利用率低、生产效率低、产品质量低等缺点。
针对传统的自由锻制造工艺的缺陷又研发出重型筒节轧机，重型筒节轧机是加工重型筒节的一种新设备，具有生产效率高、节能节材、生产成本低等优点，但依然还存在许多技术上的难点，而对轧制过程中重型筒节形状的测量与控制就是难点之一，并且采用重型筒节轧机进行重型筒节的生产目前正处于加工制造工艺研发阶段，因此对重型筒节在加工制造中形状的测量和控制方式还没有最优的方案；同时，重型筒节尺寸大、重量重、加工现场温度高、灰尘多、加工环境恶劣，基本无法实现人工现场在线测量，即便是采用人工测量，测量结果与筒节实际尺寸和实际形状产生很大的误差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的***及方法，为解决轧制过程中重型筒节形状的测量与控制这一技术难题，而设计一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制***，并在此基础上设计出一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制方法，所述***能够对重型筒节进行轧制并在轧制过程中，对重型筒节进行形状数据测量，并根据实时测量数据对***内的相应设备进行调节，使得生产出合格的重型筒节；所述方法能够在基于所述***的基础上对重型筒节的轧制过程中的系列参数信息进行测量、分析，并根据实时测量数据及分析结果进行***的调节，从而生产出合格的重型筒节。
本发明通过下述技术方案实现：一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的***，包括重型筒节轧机，在所述重型筒节轧机上设置有支架***、压辊***、红外线位移传感器、磁致伸缩位移传感器及数据处理***，所述压辊***设置在支架***下方，所述红外线位移传感器设置在支架***上，所述磁致伸缩位移传感器设置在压辊***上，且红外线位移传感器和磁致伸缩位移传感器皆与数据处理***相连接。
进一步的为更好的实现本发明，能够对重型筒节进行轧制，并且对加工中的重型筒节壁厚进行测量，同时能对加工中的重型筒节的内外径尺寸进行测量，特别采用下述设置结构：所述压辊***内设置有驱动压上辊、芯辊和两个抱辊；所述驱动压上辊和芯辊呈上下设置，所述抱辊设置在芯辊的两侧；在所述重型筒节轧机上还设置有液压缸，所述液压缸的活塞杆与驱动压上辊的芯轴连接，所述磁致伸缩位移传感器设置在液压缸上。
进一步的为更好的实现本发明，能够方便红外线位移传感器的设置，特别采用下述设置结构：所述支架***内设置有测量支架，在测量支架上设置有测量横梁，所述红外线位移传感器设置在测量横梁上，且红外线位移传感器位于压辊***的上方。
进一步的为更好的实现本发明，能够使得红外线位移传感器在进行重型筒节测量时，可以适应不同长度的重型筒节测量，特别采用下述设置结构：在所述测量支架上设置有测量滑轨，所述测量横梁滑动设置在测量滑轨上。
一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的方法，利用一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的***，在进行重型筒节轧制时，通过红外线位移传感器和磁致伸缩位移传感器测量重型筒节的外径、内径及壁厚的实时数据，并根据实时数据对压辊***进行控制，生产出合格的重型筒节。
进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式：所述方法包括以下具体步骤：
1）建立所述的一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的***，并通过数据处理***建立待加工的重型筒节的分析坐标系；
2）通过红外线位移传感器和磁致伸缩位移传感器对分析坐标系内所建立的坐标点进行测量，而后根据测量结果在数据处理***内计算得到重型筒节的实时形状数据；
3）经步骤2）后，在数据处理***内，根据重型筒节的实时形状数据进行结果分析；
4）经步骤3）后，根据分析结果进行液压缸的液压作动调节，完成重型筒节的轧制。
进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式：所述步骤1）包括以下具体步骤：
1-1）在支架***上设置红外线位移传感器，所述红外线位移传感器位于待加工的重型筒节的首端或/和尾端；
1-2）以芯辊的旋转中心作为坐标原点，设置待加工的重型筒节的首端或/和尾端的测点、红外线位移传感器的坐标点和磁致伸缩位移传感器的坐标点；
1-3）经步骤1-2）后，在数据处理***内根据所确定的测点及坐标点建立待加工的重型筒节的分析坐标系。
进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式：所述步骤2）包括以下具体步骤：
2-1）通过红外线位移传感器测量待加工的重型筒节首端的三个测点位置数据，并上传到数据处理***内；
2-2）经步骤2-1）后，在数据处理***内根据首端的三个测点位置数据计算得到加工中的重型筒节的首端实时外径值；
2-3）通过液压缸上的磁致伸缩位移传感器测出加工中的重型筒节的首端实时壁厚数据值，并上传至数据处理***内；
2-4）在数据处理***内，将首端实时外径值减去两倍首端实时壁厚数据值，得到加工中的重型筒节的首端实时内径值；
2-5）通过红外线位移传感器测量待加工的重型筒节尾端的三个测点位置数据，并上传到数据处理***内；
2-6）经步骤2-5）后，在数据处理***内根据尾端的三个测点位置数据计算得到加工中的重型筒节的尾端实时外径值；
2-7）通过液压缸上的磁致伸缩位移传感器测出加工中的重型筒节的尾端实时壁厚数据值，并上传至数据处理***内；
2-8）在数据处理***内，将尾端实时外径值减去两倍尾端实时壁厚数据值，得到加工中的重型筒节的尾端实时内径值；
2-9）在数据处理***内根据首端实时外径值、首端实时壁厚数据值、首端实时内径值、尾端实时外径值、尾端实时壁厚数据值及尾端实时内径值构建重型筒节的实时形状数据。
进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式：所述步骤3）中，进行结果分析为将加工中的重型筒节的实时形状数据呈现结果进行分析，具体包括以下结果：
结果1：首端实时内径值和尾端实时内径值一致，而首端实时外径值与尾端实时外径值不一致；
结果2：首端实时外径值和尾端实时外径值一致，而首端实时内径值与尾端实时内径值不一致；
结果3：首端实时外径值大于尾端实时外径值，且尾端实时内径值大于首端实时内径值；或者两端情况恰恰相反；
结果4：首端实时外径值和首端实时内径值都大于尾端，或者两端情况恰恰相反。
进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置方式：所述步骤4）包括以下具体步骤：
4-1）当出现结果1或结果2的情况时，数据处理***调节液压缸在重型筒节实时壁厚数据值大的一端的压上量；
4-2）当出现结果3的情况时，数据处理***调节液压缸，使驱动压上辊呈倾斜方式轧制加工中的重型筒节；
4-3）当出现结果4的情况时，数据处理***调节液压缸在加工中的重型筒节内径值小的一端的压上量；
4-4）经步骤4-1）、步骤4-2）、步骤4-3）中任一一步骤后，直到加工中的重型筒节的首尾内径、首尾外径及首尾壁厚为一致且符合设计尺寸，完成重型筒节的轧制；所谓的符合设计尺寸指既定的重型筒节加工标准，根据不同的重型筒节有着不同的设计尺寸，在本申请中该尺寸不做硬性要求，也非保护点。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明为解决轧制过程中重型筒节形状的测量与控制这一技术难题，而设计一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制***，并在此基础上设计出一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制方法，所述***能够对重型筒节进行轧制并在轧制过程中，对重型筒节进行形状数据测量，并根据实时测量数据对***内的相应设备进行调节，使得生产出合格的重型筒节；所述方法能够在基于所述***的基础上对重型筒节的轧制过程中的系列参数信息进行测量、分析，并根据实时测量数据及分析结果进行***的调节，从而生产出合格的重型筒节。
（2）本发明可以将重型筒节的测量工作通过位移传感器（红外线位移传感器和磁致伸缩位移传感器）转移到数据处理***中，改善测量人员的工作条件。
（3）本发明测量结果相对人工测量结果，精度得到改善和提高；并且对测量结果进行分析后，可以实时判断重型筒节在轧制过程中的形状，控制室中的测量人员可以根据筒节形状利用数据处理***进行相应的操作，使重型筒节形状得到改善。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明的剖切图。
图3为本发明进行重型筒节形状测量的原理图。
图4为结果1情况下重型筒节剖切图。
图5为结果2情况下重型筒节剖切图。
图6为结果3情况下重型筒节剖切图。
图7为结果4情况下重型筒节剖切图。
图8为本实用新型的电气连接示意图。
其中1-测量支架，2-轧制车架房顶，3-红外线位移传感器，4-测量横梁，5-重型筒节，6-抱辊，7-驱动压上辊，8-液压缸，9-芯辊，10-测量滑轨。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的***，如图1-8所示，包括重型筒节轧机，在所述重型筒节轧机上设置有支架***、压辊***、红外线位移传感器3、磁致伸缩位移传感器及数据处理***，所述压辊***设置在支架***下方，所述红外线位移传感器3设置在支架***上，所述磁致伸缩位移传感器设置在压辊***上，且红外线位移传感器3和磁致伸缩位移传感器皆与数据处理***相连接，所述支架***还与轧制车间房顶2相连接；设置在支架***上的红外线位移传感器3将对轧制中的重型筒节位置信息进行检测，并在数据处理***内形成代表重型筒节内外径数据值的实时数据信息；设置在压辊***上的磁致伸缩位移传感器将对辊缝数据进行检测并在数据处理***内形成实时壁厚数据。
实施例2：
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，能够对重型筒节进行轧制，并且对加工中的重型筒节壁厚进行测量，同时能对加工中的重型筒节的内外径尺寸进行测量，如图1-图8所示，特别采用下述设置结构：所述压辊***内设置有驱动压上辊7、芯辊9和两个抱辊6；所述驱动压上辊7和芯辊9呈上下设置，所述抱辊6设置在芯辊9的两侧；在所述重型筒节轧机上还设置有液压缸8，所述液压缸8的活塞杆与驱动压上辊7的芯轴连接，所述磁致伸缩位移传感器设置在液压缸8上。
所述红外线位移传感器3优选设置有6个，磁致伸缩位移传感器设置有2个，红外线位移传感器3设置安装在支架***上，且红外线位移传感器3对称分布在重型筒节5加工位置中轴线左右两侧，重型筒节5头部和尾部各有一个测量位置，每个测量位置有两个测点，重型筒节5中部还有两个备用测点，共计6个测点；所述磁致伸缩位移传感器安装在驱动压上辊7的液压缸8上，有两个测量位置，每个测量位置有一个测点，共计2个测点；所述芯辊9在整个轧制过程中只转动不移动；所述抱辊6随着重型筒节5外径的不断增大而运动，对重型筒节5起辅助支撑作用。
实施例3：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，能够方便红外线位移传感器的设置，如图1-8所示，特别采用下述设置结构：所述支架***内设置有测量支架1，在测量支架1上设置有测量横梁4，所述红外线位移传感器3设置在测量横梁4上，且红外线位移传感器3位于压辊***的上方。
实施例4：
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，能够使得红外线位移传感器在进行重型筒节测量时，可以适应不同长度的重型筒节测量，如图1-图8所示，特别采用下述设置结构：在所述测量支架1上设置有测量滑轨10，所述测量横梁4滑动设置在测量滑轨10上。
所述的测量支架1固定在轧制车间房顶2上，所述测量滑轨10设置在测量支架1上，所述测量横梁4设置在测量滑轨10上，且测量支架1能根据重型筒节5的不同来料长度在测量滑轨10上滑动。
实施例5：
一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的方法，如图1-图8所示，利用一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的***，在进行重型筒节5轧制时，通过红外线位移传感器3和磁致伸缩位移传感器测量重型筒节5的外径、内径及壁厚的实时数据，并根据实时数据对压辊***进行控制，生产出合格的重型筒节5。
实施例6：
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，如图1-图8所示，特别采用下述设置方式：所述方法包括以下具体步骤：
1）建立所述的一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的***，并通过数据处理***建立待加工的重型筒节5的分析坐标系；
2）通过红外线位移传感器3和磁致伸缩位移传感器对分析坐标系内所建立的坐标点进行测量，而后根据测量结果在数据处理***内计算得到重型筒节5的实时形状数据；
3）经步骤2）后，在数据处理***内，根据重型筒节5的实时形状数据进行结果分析；
4）经步骤3）后，根据分析结果进行液压缸8的液压作动调节，完成重型筒节5的轧制。
实施例7：
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，如图1-图8所示，特别采用下述设置方式：所述步骤1）包括以下具体步骤：
1-1）在支架***上设置红外线位移传感器3，所述红外线位移传感器3位于待加工的重型筒节5的首端或/和尾端；
1-2）以芯辊9的旋转中心作为坐标原点，设置待加工的重型筒节5的首端或/和尾端的测点、红外线位移传感器3的坐标点和磁致伸缩位移传感器的坐标点；所述待加工的重型筒节5的首端或/和尾端的测点包括三个待加工的重型筒节5首端的测点、三个待加工的重型筒节5尾端的测点；
1-3）经步骤1-2）后，在数据处理***内根据所确定的测点及坐标点建立待加工的重型筒节5的分析坐标系。
实施例8：
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，如图1-图8所示，特别采用下述设置方式：所述步骤2）包括以下具体步骤：
2-1）通过红外线位移传感器3测量待加工的重型筒节5首端的三个测点位置数据，并上传到数据处理***内；
2-2）经步骤2-1）后，在数据处理***内根据首端的三个测点位置数据计算得到加工中的重型筒节5的首端实时外径值；
2-3）通过液压缸8上的磁致伸缩位移传感器测出加工中的重型筒节5首端实时壁厚数据值，并上传至数据处理***内；
2-4）在数据处理***内，将首端实时外径值减去两倍首端实时壁厚数据值，得到加工中的重型筒节5的首端实时内径值；
2-5）通过红外线位移传感器3测量待加工的重型筒节5尾端的三个测点位置数据，并上传到数据处理***内；
2-6）经步骤2-5）后，在数据处理***内根据尾端的三个测点位置数据计算得到加工中的重型筒节5的尾端实时外径值；
2-7）通过液压缸8上的磁致伸缩位移传感器测出加工中的重型筒节5尾端实时壁厚数据值，并上传至数据处理***内；
2-8）在数据处理***内，将尾端实时外径值减去两倍尾端实时壁厚数据值，得到加工中的重型筒节5的尾端实时内径值；
2-9）在数据处理***内根据首端实时外径值、首端实时壁厚数据值、首端实时内径值、尾端实时外径值、尾端实时壁厚数据值及尾端实时内径值构建重型筒节5的实时形状数据。
实施例9：
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，如图1-图8所示，特别采用下述设置方式：所述步骤3）中，进行结果分析包括以下结果：
结果1：加工中的重型筒节5首尾两端内径值一致，而外径值不一致，加工中的重型筒节5形状呈外锥形状；
结果2：加工中的重型筒节5首尾两端外径值一致，而内径值不一致，加工中的重型筒节5形状呈内锥形状；
结果3：加工中的重型筒节5外径值首端大于尾端，内径值尾端大于首端，或者两端情况恰恰相反，加工中的重型筒节轴向剖切的筒壁形状呈喇叭状；
结果4：加工中的重型筒节5首端外径尺寸和内径尺寸都大于尾端，或者两端情况恰恰相反，加工中的重型筒节5形状呈喇叭状。
实施例10：
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，如图1-图8所示，特别采用下述设置方式：所述步骤4）包括以下具体步骤：
4-1）当出现结果1或结果2的情况时，数据处理***调节液压缸8在重型筒节5实时壁厚数据值大的一端的压上量；
4-2）当出现结果3的情况时，数据处理***调节液压缸8，使驱动压上辊7呈倾斜方式轧制加工中的重型筒节5；
4-3）当出现结果4的情况时，数据处理***调节液压缸8在加工中的重型筒节5内径值小的一端的压上量；
4-4）经步骤4-1）、步骤4-2）、步骤4-3）中任一一步骤后，直到加工中的重型筒节5的首尾内径、首尾外径及首尾壁厚为一致且符合设计尺寸，完成重型筒节5的轧制。
实施例11：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的方法，如图1-图8所示，包括以下步骤：
步骤1：在支架***上设置红外线位移传感器3，所述红外线位移传感器3位于待加工的重型筒节5的首端或尾端，利用2个红外线位移传感器3和一个磁致伸缩位移传感器来形成3个测点，且3个测点近似的均布在重型筒节首端或尾端的外径附近，并且红外线位移传感器3发出的测量射线与水平方向呈45°。
步骤2：以芯辊9的旋转中心作为坐标原点，标定待加工的重型筒节5的首端或尾端的测点、红外线位移传感器3的坐标点和磁致伸缩位移传感器的坐标点；并在数据处理***内根据所确定的测点及坐标点建立待加工的重型筒节5的分析坐标系；所述的分析坐标系包括：红外线位移传感器3的坐标点A，红外线位移传感器3的坐标点B,磁致伸缩位移传感器的坐标点D,重型筒节5首端的外表面测点E,重型筒节5首端的外表面测点F,重型筒节5轧制加工后首端的测点D`,重型筒节5轧制加工后首端测点F`,重型筒节5轧制加工后首端的测点E`。
当在进行尾端测量时，E、F、D`、F`、E`分别指：重型筒节5尾端的外表面测点E,重型筒节5尾端的外表面测点F,重型筒节5轧制加工后尾端的测点D`,重型筒节5轧制加工后尾端测点F`,重型筒节5轧制加工后尾端的测点E`
步骤4：以芯辊9旋转中心作为坐标原点，标定磁致伸缩位移传感器和红外位移传感器3，获得坐标点A（X0`,Y0`）、坐标点B(X0,Y0)和坐标点D(X3,Y3)的坐标；
步骤5：用红外线位移传感器3测量坐标点B(X0,Y0)点到重型筒节5首端的外表面测点E(X1,Y1)点之间的距离L1及坐标点A（X0`,Y0`）到重型筒节5首端的外表面测点F(X2,Y2)点之间的距离L2；
步骤6：由坐标点A（X0`,Y0`）、坐标点B(X0,Y0)坐标、距离L1与距离L2，通过几何关系X1=X0-L1*Cos45°，Y1=Y0-L1*Sin45°，X2=X0`+L2*Cos45°，Y1=Y0`-L2*Sin45°，可计算得到E(X1,Y1)点和F(X2,Y2)点坐标；
步骤7：根据坐标点D(X3,Y3)、测点E(X1,Y1)和测点F(X2,Y2)的坐标，结合三点确定圆的原理，推导出重型筒节5首端的外径尺寸D1；
步骤8：由液压缸8上的磁致伸缩位移传感器，测得重型筒节5首端辊缝值H1；
步骤9：根据已得到的重型筒节5首端外径尺寸D1减去首端辊缝值H1的2倍,可计算得到重型筒节5首端内径尺寸d1；
步骤10：同理，重复步骤4-9进行重型筒节5尾端的测量，在进行尾端测量时，首端的外径尺寸D1变为尾端的外径尺寸D2，首端内径尺寸d1变为尾端的内径尺寸d2，首端辊缝值H1变为尾端辊缝值H2；
步骤11：随着轧制过程的不断进行，重型筒节5尺寸会发生变化（内、外径不断增大，壁厚不断减薄），这时只要用红外线位移传感器3测量B(X0,Y0)到重型筒节5外表面E`(X1`,Y1`)点之间的距离L`和用磁致伸缩位移传感器测量液压缸8的行程∆H得到D`(X3`,Y3`)点的坐标，就可以重复步骤6和步骤7的计算过程，对重型筒节5形状进行实时的测量。
步骤12：经步骤11后，将出现如下情况并进行相应的调节：
A.1、如图4所示，当测得重型筒节5首端内径尺寸d1和尾端内径尺寸d2一致，而首端外径尺寸D1大于尾端外径尺寸D2时，重型筒节5形状呈外锥形状，重型筒节5轴向剖切图。此时，在轧制控制室的操作员通过数据处理***加大液压缸8在重型筒节5首端的压上量（压上量根据内锥的锥度计算得到，该计算方式为现有技术，在此不做详述），从而减小重型筒节5首端的外径尺寸。
A.2、如图5所示，当测得重型筒节5首端外径尺寸D1和尾端外径尺寸D2一致，而首端内径尺寸d1小于尾端内径尺寸d2时，重型筒节5形状呈内锥形状。此时，在轧制控制室的操作员通过数据处理***加大液压缸8在重型筒节5首端的压上量（压上量根据内锥的锥度计算得到，该计算方式为现有技术，在此不做详述），从而增大重型筒节5首端的内径尺寸。
A.3、如图6所示，当测得重型筒节5首端内径尺寸d1大于尾端内径尺寸d2，同时首端外径尺寸D1也大于尾端外径尺寸D2时，重型筒节5形状呈喇叭状（内外锥度方向相同）。此时，在轧制控制室的操作员通过数据处理***控制液压缸8，,液压缸8驱动驱动压上辊7采用倾斜的轧制方式来进行轧制，在进行倾斜轧制时，倾斜角度可以根据内外锥的锥度计算，该计算方法为现有技术，在此不做详述。
A.4、如图7所示，当测得重型筒节5首端内径尺寸d1小于尾端内径尺寸d2，而首端外径尺寸D1却大于尾端外径尺寸D2时，重型筒节5形状呈喇叭状（内外锥度方向相反）。此时，在轧制控制室的操作员通过数据处理***加大液压缸8在重型筒节5首端的压上量压上量根据内锥的锥度计算得到，该计算方式为现有技术，在此不做详述），从而减小重型筒节5首端的壁厚，将多余的金属挤压到重型筒节5的外部。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的方法，其特征在于：利用重型筒节轧制过程中形状测量与控制的***，在进行重型筒节（5）轧制时，通过红外线位移传感器（3）和磁致伸缩位移传感器测量重型筒节（5）的外径、内径及壁厚的实时数据，并根据实时数据对压辊***进行控制，生产出合格的重型筒节（5）；
所述重型筒节轧制过程中形状测量与控制的***，包括重型筒节轧机，在所述重型筒节轧机上设置有支架***、压辊***、红外线位移传感器（3）、磁致伸缩位移传感器及数据处理***，所述压辊***设置在支架***下方，所述红外线位移传感器（3）设置在支架***上，所述磁致伸缩位移传感器设置在压辊***上，且红外线位移传感器（3）和磁致伸缩位移传感器皆与数据处理***相连接；
所述压辊***内设置有驱动压上辊（7）、芯辊（9）和两个抱辊（6）；所述驱动压上辊（7）和芯辊（9）呈上下设置，抱辊（6）设置在芯辊（9）的两侧；在所述重型筒节轧机上还设置有液压缸（8），所述液压缸（8）的活塞杆与驱动压上辊（7）的芯轴连接，所述磁致伸缩位移传感器设置在液压缸（8）上；
所述支架***内设置有测量支架（1），在测量支架（1）上设置有测量横梁（4），所述红外线位移传感器（3）设置在测量横梁（4）上，且红外线位移传感器（3）位于压辊***的上方；
在所述测量支架（1）上设置有测量滑轨（10），所述测量横梁（4）滑动设置在测量滑轨（10）上。
2.根据权利要求1所述的一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的方法，其特征在于：所述方法包括以下具体步骤：
1）建立重型筒节轧制过程中形状测量与控制的***，并通过数据处理***建立待加工的重型筒节（5）的分析坐标系；
2）通过红外线位移传感器（3）和磁致伸缩位移传感器对分析坐标系内所建立的坐标点进行测量，而后根据测量结果在数据处理***内计算得到重型筒节（5）的实时形状数据；
3）经步骤2）后，在数据处理***内，根据重型筒节（5）的实时形状数据进行结果分析；
4）经步骤3）后，根据分析结果进行液压缸（8）的液压作动调节，完成重型筒节（5）的轧制。
3.根据权利要求2所述的一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的方法，其特征在于：所述步骤1）包括以下具体步骤：
1-1）在支架***上设置红外线位移传感器（3），所述红外线位移传感器（3）位于待加工的重型筒节（5）的首端或/和尾端；
1-2）以芯辊（9）的旋转中心作为坐标原点，设置待加工的重型筒节（5）的首端或/和尾端的测点、红外线位移传感器（3）的坐标点和磁致伸缩位移传感器的坐标点；
1-3）经步骤1-2）后，在数据处理***内根据所确定的测点及坐标点建立待加工的重型筒节（5）的分析坐标系。
4.根据权利要求3所述的一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的方法，其特征在于：所述步骤2）包括以下具体步骤：
2-1）通过红外线位移传感器（3）测量待加工的重型筒节（5）首端的三个测点位置数据，并上传到数据处理***内；
2-2）经步骤2-1）后，在数据处理***内根据首端的三个测点位置数据计算得到加工中的重型筒节（5）的首端实时外径值；
2-3）通过液压缸（8）上的磁致伸缩位移传感器测出加工中的重型筒节（5）的首端实时壁厚数据值，并上传至数据处理***内；
2-4）在数据处理***内，将首端实时外径值减去两倍首端实时壁厚数据值，得到加工中的重型筒节（5）的首端实时内径值；
2-5）通过红外线位移传感器（3）测量待加工的重型筒节（5）尾端的三个测点位置数据，并上传到数据处理***内；
2-6）经步骤2-5）后，在数据处理***内根据尾端的三个测点位置数据计算得到加工中的重型筒节（5）的尾端实时外径值；
2-7）通过液压缸（8）上的磁致伸缩位移传感器测出加工中的重型筒节（5）的尾端实时壁厚数据值，并上传至数据处理***内；
2-8）在数据处理***内，将尾端实时外径值减去两倍尾端实时壁厚数据值，得到加工中的重型筒节（5）的尾端实时内径值；
2-9）在数据处理***内根据首端实时外径值、首端实时壁厚数据值、首端实时内径值、尾端实时外径值、尾端实时壁厚数据值及尾端实时内径值构建重型筒节（5）的实时形状数据。
5.根据权利要求4所述的一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的方法，其特征在于：所述步骤3）中，进行结果分析为将加工中的重型筒节（5）的实时形状数据呈现结果进行分析，具体包括以下结果：
结果1：首端实时内径值和尾端实时内径值一致，而首端实时外径值与尾端实时外径值不一致；
结果2：首端实时外径值和尾端实时外径值一致，而首端实时内径值与尾端实时内径值不一致；
结果3：首端实时外径值大于尾端实时外径值，且尾端实时内径值大于首端实时内径值；或者两端情况恰恰相反；
结果4：首端实时外径值和首端实时内径值都大于尾端，或者两端情况恰恰相反。
6.根据权利要求5所述的一种重型筒节轧制过程中形状测量与控制的方法，其特征在于：所述步骤4）包括以下具体步骤：
4-1）当出现结果1或结果2的情况时，数据处理***调节液压缸（8）在重型筒节（5）实时壁厚数据值大的一端的压上量；
4-2）当出现结果3的情况时，数据处理***调节液压缸（8），使驱动压上辊（7）呈倾斜方式轧制加工中的重型筒节（5）；
4-3）当出现结果4的情况时，数据处理***调节液压缸（8）在加工中的重型筒节（5）内径值小的一端的压上量；
4-4）经步骤4-1）、步骤4-2）、步骤4-3）中任一一步骤后，直到加工中的重型筒节（5）的首尾内径、首尾外径及首尾壁厚为一致且符合设计尺寸，完成重型筒节（5）的轧制。
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