RU177856U1 - Устройство для определения координат положения металлопроката при поступательно-вращательном движении - Google Patents
Устройство для определения координат положения металлопроката при поступательно-вращательном движении Download PDFInfo
- Publication number
- RU177856U1 RU177856U1 RU2017142122U RU2017142122U RU177856U1 RU 177856 U1 RU177856 U1 RU 177856U1 RU 2017142122 U RU2017142122 U RU 2017142122U RU 2017142122 U RU2017142122 U RU 2017142122U RU 177856 U1 RU177856 U1 RU 177856U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- roller
- hinge
- encoder
- metal
- bracket
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 6
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
- G01N29/275—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving both the sensor and the material
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Устройство относится к измерительной технике, а именно к средствам для определения координат металлопроката. Основной областью применения настоящего технического решения является автоматизированный потоковый ультразвуковой контроль (УЗК) трубной металлопродукции, включая горячекатаные трубы среднего и малого диаметра, и иного круглого проката, в условиях промышленного производства. Конструкция содержит следящий ролик, кронштейн, цилиндрический шарнир, прижимной механизм, основание, первый и второй поворотные энкодеры. Свободная концевая часть кронштейна несет ролик с первым энкодером. Противоположная часть кронштейна связана с основанием через шарнир и прижимной механизм. Шарнир соединен со вторым энкодером. Ось шарнира и ось ролика перпендикулярны друг другу и лежат в параллельных плоскостях. Технический результат заключается в обеспечении возможности одновременного определения осевого и углового положения металлопроката цилиндрической формы. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к средствам для определения координат положения металлопроката. Основной областью применения настоящего технического решения является автоматизированный потоковый ультразвуковой контроль (УЗК) трубной металлопродукции, включая горячекатаные трубы среднего и малого диаметра, и иного круглого проката, в условиях промышленного производства.
При осуществлении технологических процессов в заводских цехах, включающих УЗК, прокату круглой формы помимо поступательного движения обычно сообщают еще и вращение, чтобы обеспечить перемещение измерительного ультразвукового преобразователя по спирали относительно поверхности объекта и проконтролировать благодаря этому весь объект, используя только один преобразователь. Круглому прокату поступательно-вращательное движение придают поворотными роликами, установленными для этого под небольшим углом к продольной оси металлопроката. Для проведения автоматизированного УЗК требуется знать координаты измерительного преобразователя относительно объекта контроля, что вызывает необходимость определения положения металлопроката. Кроме того, для управления работой аппаратуры УЗК нужна информация о прохождении концевых частей проката через данную установку.
Из патентного документа US 8217377 В2 от 10.07.2012 известно устройство для определения положения сляба на рольганге, содержащее измеритель с датчиком боковой поверхности сляба. Указанный датчик представляет собой следящий ролик в виде плавающего валика из износостойкого материала. Валик установлен на опорном рычаге, который связан с парой прижимных гидравлических механизмов через цилиндрические шарниры. Оси ролика и шарниров параллельны, что обеспечивает перемещение данного ролика в одной плоскости. Недостатком известного устройства является невозможность определения углового положения металлопроката, что делает его непригодным для УЗК круглых объектов.
Решение указанной технической проблемы направлено на расширение функциональных возможностей устройства. Достигаемый настоящей полезной моделью технический результат заключается в обеспечении возможности одновременного определения осевого и углового положения металлопроката цилиндрической формы.
Данный технический результат достигается благодаря тому, что устройство для определения координат положения металлопроката при поступательно-вращательном движении содержит следящий ролик, кронштейн, цилиндрический шарнир, основание, первый и второй поворотные энкодеры. При этом ролик связан с несущей концевой частью кронштейна и первым энкодером. Противоположная опорная часть кронштейна связана с основанием через шарнир, связанный со вторым энкодером. Причем оси шарнира и ролика перпендикулярны друг другу, а данные оси лежат в разных плоскостях, которые параллельны друг другу.
В другом частном случае первый энкодер выполнен инкрементальным и многооборотным, а второй абсолютным и однооборотным.
Также в частном случае разрешающая способность энкодеров выбрана из условия превышения 8000 имп./оборот.
В еще одном частном случае ролик изготовлен из металла и имеет износостойкое полимерное покрытие рабочей поверхности.
Полезная модель поясняется следующими иллюстрациями, на которых в качестве примера показана предпочтительная конструкция устройства и его работа.
Фиг. 1-2: устройство для определения координат положения металлопроката при поступательно-вращательном движении, вид спереди и сверху.
Фиг. 3: общий вид устройства.
Фиг. 4: устройство в процессе работы, вид спереди.
Фиг. 5-6: положение устройства в начале и в конце измерительного цикла, вид снизу.
Изображенное на фиг. 1-3 устройство для определения положения металлопроката цилиндрической формы представляет собой электромеханическую измерительную установку, используемую при УЗК иммерсионным методом. Данное устройство содержит стойку 1, пластину 2, кронштейн 3, каретку 4, шарнир 5 с механизмом возврата, пневмоцилиндр 6, регулятор давления 7, пневмораспределитель 8, ролик 9, первый энкодер 10 и второй энкодер 11.
Стойка 1 и пластина 2 являются опорными элементами установки, имеют жесткую конструкцию из металла. На стойке 1 выполнены продольные направляющие для каретки 4 и проушина для пневмоцилиндра 6. Кронштейн 3 представляет собой жесткий металлический рычаг, усиленный раскосом, с вилочной проушиной на несущем конце. Пневмоцилиндр 6, регулятор давления 7 и пневмораспределитель 8 образуют привод каретки 4. Шарнир 5 является цилиндрическим шарниром, его угловое положение ограничено регулируемыми упорами 12, 13. Шарнир 5 опционально снабжен механизмом возврата в исходное угловое положение с электрическим или пружинным приводом. Ролик 9 предназначен для непосредственного контакта с поверхностью объекта контроля, имеет цилиндрическую форму, изготовлен из металла и предпочтительно имеет покрытие из износостойкого полимерного материала, обладающего фрикционными свойствами. Энкодеры 10, 11 являются вращательными датчиками угловых перемещений, первый из них выполнен инкрементальным и многооборотным, а второй абсолютным и однооборотным. Разрешающая способность энкодеров 10, 11 выбрана из условия превышения 8000 имп./оборот.
Стойка 1 и пластина 2 соединены друг с другом болтовыми соединениями и образуют устойчивое основание установки в виде станины. Каретка 4 установлена на стойке 1 с возможностью перемещения по ее направляющим и соединена со штоком пневмоцилиндра 6, связанного в свою очередь шлангами с аппаратом избыточного давления через регулятор давления 7 и пневмораспределитель 8. Корпус пневмоцилиндра 6 механически соединен с проушиной стойки 1. Каретка 4 и пневмоцилиндр 6 образуют линейный исполнительный механизм для прижима ролика 9 к поверхности объекта контроля (прижимной механизм). Цилиндрический шарнир 5 жестко соединен с кареткой 4, причем ось вращения шарнира 5 параллельна ходу движения каретки 4. С шарниром 5 соединен опорный конец кронштейна 3 и энкодер 11. В вилочной проушине на несущем конце кронштейна 3 установлен ролик 9 с возможностью свободного вращения, соединенный с энкодером 10. Сигнальные выходы энкодеров 10, 11 электрически связаны с устройством управления и обработки информации УЗК (контроллером), с которым также связан сигнальный вход блока управления пневмораспределителем 8.
Стойка 1 установлена вертикально, кронштейн 3 расположен горизонтально, ось вращения ролика 9 горизонтальна и перпендикулярна кронштейну 3, при этом обеспечивается линейное перемещение кронштейна 3 по вертикали и его вращение в горизонтальной плоскости. Ось шарнира 5 и ось ролика 9 перпендикулярны друг другу, при этом данные оси лежат в разных плоскостях, которые параллельны друг другу.
Указанные ролик, кронштейн, цилиндрический шарнир, основание, первый и второй поворотные энкодеры, а также все другие части устройства соединены между собой сборочными операциями, обеспечивающими конструктивное единство и реализацию устройством общего функционального назначения.
Данное устройство работает следующим образом.
Устройство для определения положения металлопроката размещают в непосредственной близи от технологической линии заводского цеха на таком расстоянии, чтобы обеспечить нахождение ролика 9 точно под центром объекта контроля (фиг.4). Нижнее положение ролика 9 обусловлено тем, что на технологической линии низ труб разных диаметров расположен примерно на одной высоте. При этом каретка 4 находится в исходном нижнем положении. Шток пневмоцилиндра 6 втянут, а шарнир 5 установлен в исходное положение, при котором кронштейн 3 перпендикулярен продольной плоскости объекта контроля.
Затем на поворотные ролики 14 кладут трубу 15 и приводят ее в движение посредством роликов 14, связанных передачей с электромотором. Труба 15 приобретает винтовое движение с шагом, заданным углами между осями роликов 14 и продольной осью трубы 15.
После этого устройство управления подает сигнал на вход аппарата избыточного давления, приводящего в движение шток пневмоцилиндра 6, поднимающего каретку 4 и кронштейн 3 с роликом 9 к трубе 15, в результате чего ролик 9 оказывается прижат к наружной стенке трубы 15 с усилием, достаточным для передачи движения силой трения от трубы 15 к ролику 9. Оси ролика 9 и трубы 15 при этом взаимно параллельны.
Вращение трубы 15 вокруг своей оси вызывает вращение ролика 9 и соединенного с ним рабочего органа энкодера 10. Вместе с этим, линейное осевое движение трубы 15 отклоняет ролик 9 по ходу движения, который тянет за собой кронштейн 3, поворачивая его от нормального положения на угол а (фиг. 5-6) по оси шарнира 5 в горизонтальной плоскости, вращая при этом рабочую часть энкодера 11. В процессе измерения ролик 9 следует за трубой 15, осуществляя слежение в течение одного полного осевого оборота трубы 15 в процессе ее движения по технологической линии. При этом упоры 12, 13 ограничивают ход кронштейна 3 и препятствуют его выходу из рабочей зоны.
Энкодеры 10, 11 преобразуют углы поворота ролика 9 и шарнира 5 в электрические сигналы. Измерительная информация с сигнальных выходов энкодеров 10, 11 одновременно поступает в устройство управления и обработки информации УЗК, которое на основе показаний энкодера 10 и заранее известных наружных диаметров ролика 9, трубы 15 вычисляет угловое положение трубы 15, а на основе показаний энкодера 11 и длины кронштейна 3 вычисляет осевое положение трубы 15 по тригонометрическим формулам расчета прямоугольного треугольника. В результате становятся известны обе координаты положения трубы 15, что позволяет управлять работой аппаратуры УЗК и локализовывать выявляемые дефекты.
На практике, для обеспечения непрерывности измерений, используют пару одинаковых устройств для определения положения металлопроката, одно из которых проводит измерительный цикл, начиная его из позиции, показанной на фиг. 5, а второе возвращает свой кронштейн 3 в исходное положение после измерения из позиции на фиг. 6. Для возврата кронштейна 3 в исходное положение сначала опускают каретку 4 за счет силы тяжести, затем поворачивают кронштейн 3 в нормальное положение (фиг. 5), после чего поднимают каретку 4 и начинают следующий измерительный цикл. Парная работа устройств обеспечивает возможность одновременного определения как осевого, так и углового положения металлопроката цилиндрической формы и любой длины, а не только на расстоянии, соответсвующем одному шагу винтового движения.
Благодаря пространственной структуре конструкции данного устройства обеспечивается возможность одновременного определения осевого и углового положения металлопроката цилиндрической формы первым и вторым поворотными энкодерами.
Кроме того, расширение функциональных возможностей устройства сочетается с простотой и надежностью его конструкции. Между частями устройства, подвижность которых служит для определения координат (ролик 9 и шарнир 5), находится только единственная деталь (кронштейн 3) без лишних при этом сочленений, которые могли бы снизить надежность устройства. Выполнение энкодера 10 многооборотным также упрощает конструкцию устройства, так как позволяет использовать ролик 9, диаметр которого намного меньше диаметра трубы 15. Инкрементальный энкодер 10 имеет наиболее простую конструкцию, требует малого числа линий связи с устройством управления и обработки данных. Абсолютный энкодер 11 не требует инициализации в начале измерительного цикла, что упрощает работу с ним. Так как кронштейн 3 никогда не совершает во время работы устройства полного оборота вокруг оси шарнира 5, то для измерения угла его поворота достаточно простого однооборотного энкодера 11.
Выбор разрешающей способности энкодеров 10, 11 из условия превышения 8000 имп./оборот позволяет достичь высокой точности измерений, изготовление ролика 9 из металла с износостойким полимерным покрытием рабочей поверхности придает устройству долговечность и обеспечивает высокую воспроизводимость результатов измерений.
Claims (4)
1. Устройство для определения координат положения металлопроката при поступательно-вращательном движении, содержащее следящий ролик, кронштейн, цилиндрический шарнир, основание, первый и второй поворотные энкодеры, характеризующееся тем, что ролик связан с несущей концевой частью кронштейна и первым энкодером, противоположная опорная часть кронштейна связана с основанием через шарнир, связанный со вторым энкодером, причем оси шарнира и ролика перпендикулярны друг другу, при этом данные оси лежат в разных плоскостях, которые параллельны друг другу.
2. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что первый энкодер выполнен инкрементальным и многооборотным, а второй абсолютным и однооборотным.
3. Устройство по п. 2, характеризующееся тем, что разрешающая способность энкодеров выбрана из условия превышения 8000 имп./оборот.
4. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что ролик изготовлен из металла и имеет износостойкое полимерное покрытие рабочей поверхности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017142122U RU177856U1 (ru) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | Устройство для определения координат положения металлопроката при поступательно-вращательном движении |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017142122U RU177856U1 (ru) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | Устройство для определения координат положения металлопроката при поступательно-вращательном движении |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU177856U1 true RU177856U1 (ru) | 2018-03-14 |
Family
ID=61628819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017142122U RU177856U1 (ru) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | Устройство для определения координат положения металлопроката при поступательно-вращательном движении |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU177856U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769636C1 (ru) * | 2021-06-16 | 2022-04-04 | Закрытое акционерное общество «Ультракрафт» | Система бесконтактного определения координат мобильного робота и способ для ее реализации |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5131166A (en) * | 1989-09-11 | 1992-07-21 | Weber Hans R | Vertical/horizontal measuring apparatus and procedure for its use |
RU2343468C2 (ru) * | 2006-10-27 | 2009-01-10 | ООО "Нординкрафт" | Способ обнаружения сварного шва на трубе при ультразвуковом контроле и устройство для его осуществления |
RU158460U1 (ru) * | 2015-08-25 | 2016-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Технический центр контроля и диагностики - Атомкомплект" | Устройство контроля корпусов оборудования реакторной установки |
RU158685U1 (ru) * | 2015-08-25 | 2016-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Технический центр контроля и диагностики - Атомкомплект" | Устройство для контроля шпилек |
RU159202U1 (ru) * | 2015-08-25 | 2016-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Технический центр контроля и диагностики - Атомкомплект" | Устройство контроля гибов трубопроводов |
RU161400U1 (ru) * | 2015-12-08 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Измерительное устройство для определения формы поверхностей крупногабаритных деталей - тел вращения |
-
2017
- 2017-12-04 RU RU2017142122U patent/RU177856U1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5131166A (en) * | 1989-09-11 | 1992-07-21 | Weber Hans R | Vertical/horizontal measuring apparatus and procedure for its use |
RU2343468C2 (ru) * | 2006-10-27 | 2009-01-10 | ООО "Нординкрафт" | Способ обнаружения сварного шва на трубе при ультразвуковом контроле и устройство для его осуществления |
RU158460U1 (ru) * | 2015-08-25 | 2016-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Технический центр контроля и диагностики - Атомкомплект" | Устройство контроля корпусов оборудования реакторной установки |
RU158685U1 (ru) * | 2015-08-25 | 2016-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Технический центр контроля и диагностики - Атомкомплект" | Устройство для контроля шпилек |
RU159202U1 (ru) * | 2015-08-25 | 2016-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Технический центр контроля и диагностики - Атомкомплект" | Устройство контроля гибов трубопроводов |
RU161400U1 (ru) * | 2015-12-08 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Измерительное устройство для определения формы поверхностей крупногабаритных деталей - тел вращения |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769636C1 (ru) * | 2021-06-16 | 2022-04-04 | Закрытое акционерное общество «Ультракрафт» | Система бесконтактного определения координат мобильного робота и способ для ее реализации |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101256173B (zh) | 螺旋焊缝手动扫查器 | |
US7774949B2 (en) | Coordinate measurement machine | |
JP5288110B2 (ja) | 角度測定器 | |
CN112524491A (zh) | 一种多功能的管道检测装置 | |
CN206056522U (zh) | 一种非接触式圆筒零件内外径尺寸及形位误差测量装置 | |
CN201016966Y (zh) | 螺旋焊缝手动扫查器 | |
CN108716899B (zh) | 一种检测精度高的非接触式超声波测厚仪 | |
CN104006754A (zh) | 基于激光传感器的圆筒壁厚自动测量装置 | |
CN109596080A (zh) | 减震器缸筒内孔精度检测仪 | |
CA2805518C (en) | Calibration device for measurement gauges of the diameter and other geometrical characteristics of cylinders | |
RU177856U1 (ru) | Устройство для определения координат положения металлопроката при поступательно-вращательном движении | |
CN106908023A (zh) | 一种连续式冷轧薄板厚度精确测量仪器 | |
CN113566771A (zh) | 回转体类工件内壁外壁的圆度圆柱度检测装置及检测方法 | |
CN201828253U (zh) | 用于测量辊子直径、角速度和线速度的测量工具 | |
CN106403852A (zh) | 一种板形平直度静态测量装置及测量方法 | |
CN207180613U (zh) | 非接触式轴承套圈外径测量装置 | |
CN110470735B (zh) | 一种管件的paut实验装置 | |
CN101137887B (zh) | 用于磨床的形测组件 | |
CN104406839A (zh) | 一种行走式高精度大量程位移检测装置 | |
JP5740283B2 (ja) | 配管厚測定装置 | |
KR20150096254A (ko) | 로터리 인코더를 이용한 형상측정기 | |
RU2397439C1 (ru) | Устройство для активного измерения диаметров цилиндрических изделий | |
RU194527U1 (ru) | Устройство для ультразвукового иммерсионного контроля качества труб | |
CN206469866U (zh) | 一种连续式冷轧薄板厚度精确测量仪器 | |
RU156049U1 (ru) | Сканер вихретокового контроля |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC91 | Official registration of the transfer of exclusive right (utility model) |
Effective date: 20190312 |