CN110394692A - 切断坡口机夹装偏心和偏角的检测及校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切断坡口机夹装偏心和偏角的检测及校正方法，主要包括以下步骤：将测距传感器安装在切断坡口机的刀具安装座上，将切断坡口机通过四个成均匀分布的顶固螺钉夹装于管道上，所述测距传感器的两个自复位测量尺头压迫接触在管道外壁上，两个自复位测量尺头分别连接两个位移传感器；启动切断坡口机上的电机，测距传感器随刀架围绕管道旋转，测距传感器读取两个位移传感器的值，计算比较判断是否存在偏心偏角、并进行针对性校正。本发明能快速准确检测切断坡口机夹装的偏心和偏角，检测精度高；校正方便、校正精度高。值得推广应用。

Description

切断坡口机夹装偏心和偏角的检测及校正方法

技术领域

本发明涉及管道切断加工技术领域，尤其涉及一种用于检测及校正切断坡口机装夹偏心和偏角的方法。

背景技术

切断坡口机是一种用于切断管道以及管道断面打坡口的装置。切断坡口机采用四足或八足的夹紧方式安装于管道内/外。

目前，切断坡口机采取人工安装的方式，从而导致切断坡口机与管道不同心和不垂直的问题，即偏心和偏角的问题。安装偏心和偏角会造成坡口形状不规则，切断面与管道不垂直等问题，严重影响后续焊接等工艺。

当前偏心偏角检测主要依靠人工卡尺和直角尺进行观察，这些方法不仅需要经验等主观因素，同时在现场需要大量尝试调试时间，因此难以保证安装质量和加工可靠性，且效率低下。

因此，需要一种能精确检测切断坡口机是否偏心或偏角的方法，从而提高效率，提升精度，避免主观误判。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能精确检测环切机是否偏心或偏角的方法，从而提高效率，提升精度，避免主观误判。

为解决上述技术问题，本发明首先提出了一种切断坡口机夹装偏心的检测方法，包括以下步骤：

在切断坡口机的刀具安装座上安装测距传感器；

将切断坡口机通过一、二、三、四号四个顶固螺钉夹装于被加工管道外壁上，所述一、二、三、四号四个顶固螺钉在同一圆上，且所述一、三号顶固螺钉的安装点的连线与二、四号顶固螺钉安装点的连线相互垂直，所述测距传感器对准管道外壁；

启动切断坡口机上的刀架旋转电机和测距传感器，带动测距传感器围绕管道旋转，测距传感器实时其相对管道外壁的距离；

分别记录测距传感器经过一、二、三、四号顶固螺钉位置时的测量读数，记为L₁，L₂，L₃，L₄，

按下列公式计算Δ₁₃、Δ₂₄，

Δ_I3＝L₁-L₃

A₂₄＝L₂-L₄

判断：如果Δ₁₃、Δ₂₄的绝对值均小于一个给定的误差值，那么切断坡口机的夹装就不存在偏心；否则存在偏心，需要调整安装。

所述的切断坡口机夹装偏心的检测方法检测后的校正方法，其特征在于，调整切断坡口机的夹装安装，包括以下步骤：

当Δ₁₃为正值，则一号螺钉后退同时三号顶固螺钉进给，进给及后退的位移为(L₁-L₃)*m/2，

当Δ₁₃为负值，则一号螺钉进给同时三号顶固螺钉后退，进给及后退的位移为(L₃-L₁)*m/2，进给

当Δ₂₄为正值，则二号螺钉后退同时四号顶固螺钉进给，进给及后退的位移为(L₂-L₄)*m/2，

当Δ₂₄为负值，则二号螺钉进给同时四号顶固螺钉后退，进给及后退的位移为(L₄-L₂)*m/2，

所述m为测距传感器的测量值与真实距离的换算常数。

本发明同时提出了一种切断坡口机夹装偏角的检测方法，包括以下步骤：

在切断坡口机的刀具安装座上安装测距传感器，所述测距传感器具有平行的上下排列的两个测距单元；

将切断坡口机通过一、二、三、四号四个顶固螺钉夹装于管道上，所述一、二、三、四号四个顶固螺钉在同一圆上，且所述一、三号顶固螺钉的安装点的连线与二、四号顶固螺钉安装点的连线相互垂直，所述两个测距单元分别对准管道外壁；

启动切断坡口机上的电机，刀架带动测距传感器围绕管道旋转，两个测距单元同时实时测量其分别相对管道外壁的距离；

实时记录所述测距传感器上两个测距单元的读数之差；旋转一周后，找出读数之差的最大值，记作ΔL，则切断坡口机安装的最大偏角θ可以计算为：

θ＝tan^-1(ΔL/H)

其中，H是所述两个测距单元之间的间隔距离；

判断：如果最大偏角θ小于一个给定的误差值，那么安装就不存在偏角度问题，否则存在安装偏角。

进一步的，所述的切断坡口机夹装偏角的检测后的校正方法，包括以下步骤：

步骤a-1：固定二号和四号顶固螺钉；

步骤a-2：将测距传感器停在一号顶固螺钉处；

步骤a-3：上下调整一号顶固螺钉的安装位置，使测距传感器的两个测距单元的读数相等时，固定一号顶固螺钉，然后固定三号顶固螺钉；

步骤a-4：启动切断坡口机上的电机，刀架带动测距传感器围绕管道旋转，如果测得的最大偏角θ小于给定的误差值，那么偏角度已调整好，偏角校正结束；否则，

步骤b-1：将测距传感器停在二号顶固螺钉处；

步骤b-2：上下调整二号顶固螺钉的安装位置，使测距传感器的两个测距单元的读数相等时，固定二号顶固螺钉的位置，然后固定四号顶固螺钉；

步骤b-3：启动切断坡口机上的电机，刀架带动测距传感器围绕管道旋转，如果测得的最大偏角θ小于给定的误差值，那么偏角度已调整好，偏角校正结束；否则，返回步骤a-1。

本发明能快速准确检测切断坡口机夹装的偏心和偏角，检测精度高；校正方便、校正精度高。值得推广应用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

图1为现有切断坡口机的卸掉刀具后的结构示意图。

图2正确安装在待加工管道上的卸掉刀具后的切断坡口机示意图。

图3是偏心安装在待加工管道上的卸掉刀具后的切断坡口机示意图。

图4是偏角安装在待加工管道上的卸掉刀具后的切断坡口机示意图。

图5是在刀架上安装了测距传感器的切断坡口机安装在待加工管道上的示意图。

图6是装有测距传感器的切断坡口机偏心偏角安装在待加工管道上的俯视图。

图7是图6的主视图，虚线框为测距传感器的自复位测量尺与待加工管道的位置关系示意图。

图8是利用具有上下两个平行测距单元的测距传感器检测和调整切断坡口机的左右偏心后的示意图。

图9是利用具有上下两个平行测距单元的测距传感器检测和调整切断坡口机的前后偏心后的示意图。

具体实施方式

结合图1、图2所示，现有的切断坡口机包括刀架1、齿轮减速箱2、动力电机3、顶固螺钉4。刀架1为环形，分为固定环座31和转动环座32，转动环座32上设有刀具安装座7，切断刀具固定安装在刀具安装座7上或从刀具安装座7上拆卸。动力电机3连接齿轮减速箱2，齿轮减速箱2安装在固定环座31上，传动机构如齿轮组，内装于固定环座31和转动环座32之间，齿轮减速箱2通过传动机构驱动连接转动环座32。顶固螺钉4的数量为四个，一、二、三、四号四个顶固螺钉在同一圆上，且一、三号顶固螺钉的安装点的连线与二、四号顶固螺钉安装点的连线相互垂直，将固定环座31固定在待加工管道5上。

切断坡口机夹装在管道上，可能会产生偏心和偏角。图3所示为偏心安装在待加工管道上的卸掉刀具后的切断坡口机示意图。切断坡口机安装在待加工管道上时，固定环座与管道不同心，存在偏心，是一种不适合坡口切断的安装状态。

图4为偏角安装在待加工管道上的卸掉刀具后的切断坡口机示意图。切断坡口机安装在待加工管道上时，固定环座与管道不垂直，存在偏夹角，也是一种不适合坡口切断的安装状态。

将刀具从刀具安装座卸下，将对测距传感器6安装在刀具安装座上。然后，将切断坡口机固定在待加工管道上，如图5所示，测距传感器的两个自复位测量尺成上下平行布置，所述两个自复位测量尺头分别压迫接触在管道外壁上。

启动动力电机，测距传感器随刀架围绕管道旋转，旋转过程中两根所述自复位测量尺相对管道外壁的距离位移，测距传感器实时检测两根所述自复位测量尺对距离进行检测，测距传感器记录管道不同角度相关数据。

结合图8、图9所示，检测偏心的步骤为：

将测距传感器安装在切断坡口机的刀具安装座上，

将切断坡口机通过一、二、三、四号四个顶固螺钉夹装于管道上，所述一、二、三、四号四个顶固螺钉在同一圆上，且所述一、三号顶固螺钉的安装点的连线与二、四号顶固螺钉安装点的连线相互垂直；所述测距传感器的自复位测量尺压迫在所述管道外壁上；

启动切断坡口机上的电机，刀架带动测距传感器围绕管道旋转；

当测距传感器经过一、二、三、四号顶固螺钉位置时，分别记录测距传感器所测得的读数，记为L₁，L₂，L₃，L₄，

按下列公式计算Δ₁₃、Δ₂₄，

Δ₁₃＝L₁-L₃

Δ₂₄＝L₂-L₄

判断：如果Δ₁₃、Δ₂₄的绝对值都小于一个给定的误差值，那么切断坡口机的夹装就不存在偏心；否则存在偏心，需要调整安装。Δ₁₃、Δ₂₄的值为0是最佳的结果。但是考虑由于存在不可避免的测量仪器精度误差，因此允许Δ₁₃、Δ₂₄的绝对值分别小于一个给定的测量误差值。

切断坡口机夹装偏心的检测方法检测后的校正方法，调整切断坡口机的夹装安装，包括以下步骤：

当Δ₁₃为正值，则一号螺钉后退同时三号顶固螺钉进给，进给及后退的位移为(L₁-L₃)*m/2，

当Δ₁₃为负值，则一号螺钉进给同时三号顶固螺钉后退，进给及后退的位移为(L₃-L₁)*m/2，

当Δ₂₄为正值，则二号螺钉后退同时四号顶固螺钉进给，进给及后退的位移为(L₂-L₄)*m/2，

当Δ₂₄为负值，则二号螺钉进给同时四号顶固螺钉后退，进给及后退的位移为(L₄-L₂)*m/2，

所述m为测距传感器的测量值与真实距离的换算常数。

结合图6、图7所示，当安装有角度偏差时，测距传感器的上下两个自复位测量尺相对管道的位移不同，引起两个位移传感器的读数存在较大差别，如图6所示。通过比较读数之差，即可检测出安装的角度偏差。

切断坡口机夹装偏角的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

将测距传感器安装在切断坡口机的刀具安装座上，所述测距传感器的两个自复位测量尺成上下平行布置；

将切断坡口机通过一、二、三、四号四个顶固螺钉夹装于管道上，所述一、二、三、四号四个顶固螺钉在同一圆上，且所述一、三号顶固螺钉的安装点的连线与二、四号顶固螺钉安装点的连线相互垂直，所述两个自复位测量尺头分别压迫接触在管道外壁上；

启动切断坡口机上的电机，刀架带动测距传感器围绕管道旋转；

实时记录所述测距传感器上的两个位移传感器的读数之差；旋转至少一周后，找出全部读数之差的最大值，记作ΔL，则切断坡口机安装的最大偏角θ可以计算为：

θ＝tan^-1(ΔL/H)

其中，H是所述两个平行自复位测量尺之间的距离；

判断：如果最大偏角θ小于一个给定的误差值，那么安装就不存在偏角度问题，否则存在安装偏角。

切断坡口机夹装偏角的检测方法检测后的校正方法，包括以下步骤：

步骤a-1：固定二号和四号顶固螺钉；

步骤a-2：将测距传感器停在一号顶固螺钉处；

步骤a-3：上下调整一号顶固螺钉的安装位置，使测距传感器的两个传感器读数相等时，固定一号顶固螺钉，然后固定三号顶固螺钉；显然，此时一号和三号顶固螺钉的连线为水平；

步骤a-4：启动切断坡口机上的电机，刀架带动测距传感器围绕管道旋转，如果测得的最大偏角θ小于给定的误差值，那么偏角度已调整好，偏角校正结束；否则，

步骤b-1：将测距传感器停在二号顶固螺钉处；

步骤b-2：上下调整二号顶固螺钉的安装位置，使测距传感器的两个传感器读数相等时，固定二号顶固螺钉，然后固定四号顶固螺钉；显然，此时二号和四号顶固螺钉的连线为水平；

步骤b-3：启动切断坡口机上的电机，刀架带动测距传感器围绕管道旋转，如果测得的最大偏角θ小于给定的误差值，那么偏角度已调整好，偏角校正结束；否则，返回步骤a-1，重复上述调整过程。

偏心、偏角校正完成后，将刀架上的测距传感器替换为刀具，切断坡口机即可开始加工。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种切断坡口机夹装偏心的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

在切断坡口机的刀具安装座上安装测距传感器；

将切断坡口机通过一、二、三、四号四个顶固螺钉夹装于被加工管道外壁上，所述一、二、三、四号四个顶固螺钉在同一圆上，且所述一、三号顶固螺钉的安装点的连线与二、四号顶固螺钉安装点的连线相互垂直，所述测距传感器对准管道外壁；

启动切断坡口机上的刀架旋转电机和测距传感器，带动测距传感器围绕管道旋转，测距传感器实时其相对管道外壁的距离；

分别记录测距传感器经过一、二、三、四号顶固螺钉位置时的测量读数，记为L₁，L₂，L₃，L₄，

按下列公式计算Δ₁₃、Δ₂₄，

Δ₁₃＝L₁-L₃

Δ₂₄＝L₂-L₄

判断：如果Δ₁₃、Δ₂₄的绝对值均小于一个给定的误差值，那么切断坡口机的夹装就不存在偏心；否则存在偏心，需要调整安装。

2.一种权利要求1所述的切断坡口机夹装偏心的检测方法检测后的校正方法，其特征在于，调整切断坡口机的夹装安装，包括以下步骤：

当Δ₁₃为正值，则一号螺钉后退同时三号顶固螺钉进给，进给及后退的位移为(L₁-L₃)*m/2，

当Δ₁₃为负值，则一号螺钉进给同时三号顶固螺钉后退，进给及后退的位移为(L₃-L₁)*m/2，进给

当Δ₂₄为正值，则二号螺钉后退同时四号顶固螺钉进给，进给及后退的位移为(L₂-L₄)*m/2，

当Δ₂₄为负值，则二号螺钉进给同时四号顶固螺钉后退，进给及后退的位移为(L₄-L₂)*m/2，

所述m为测距传感器的测量值与真实距离的换算常数。

3.一种切断坡口机夹装偏角的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

在切断坡口机的刀具安装座上安装测距传感器，所述测距传感器具有平行的上下排列的两个测距单元；

将切断坡口机通过一、二、三、四号四个顶固螺钉夹装于管道上，所述一、二、三、四号四个顶固螺钉在同一圆上，且所述一、三号顶固螺钉的安装点的连线与二、四号顶固螺钉安装点的连线相互垂直，所述两个测距单元分别对准管道外壁；

启动切断坡口机上的电机，刀架带动测距传感器围绕管道旋转，两个测距单元同时实时测量其分别相对管道外壁的距离；

实时记录所述测距传感器上两个测距单元的读数之差；旋转一周后，找出读数之差的最大值，记作ΔL，则切断坡口机安装的最大偏角θ可以计算为：

θ＝tan^-1(ΔL/H)

其中，H是所述两个测距单元之间的间隔距离；

判断：如果最大偏角θ小于一个给定的误差值，那么安装就不存在偏角度问题，否则存在安装偏角。

4.根据权利要求3所述的切断坡口机夹装偏角的检测方法检测后的校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a-1：固定二号和四号顶固螺钉；

步骤a-2：将测距传感器停在一号顶固螺钉处；

步骤a-3：上下调整一号顶固螺钉的安装位置，使测距传感器的两个测距单元的读数相等时，固定一号顶固螺钉，然后固定三号顶固螺钉；

步骤a-4：启动切断坡口机上的电机，刀架带动测距传感器围绕管道旋转，如果测得的最大偏角θ小于给定的误差值，那么偏角度已调整好，偏角校正结束；否则，

步骤b-1：将测距传感器停在二号顶固螺钉处；

步骤b-2：上下调整二号顶固螺钉的安装位置，使测距传感器的两个测距单元的读数相等时，固定二号顶固螺钉的位置，然后固定四号顶固螺钉；

步骤b-3：启动切断坡口机上的电机，刀架带动测距传感器围绕管道旋转，如果测得的最大偏角θ小于给定的误差值，那么偏角度已调整好，偏角校正结束；否则，返回步骤a-1。