[发明专利]一种管体内运动检验塞头的定位控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于自动化控制、机械输送及油井管加工领域的定位控制方法，具体地说，本发明涉及一种对管体内运动检验塞头的定位控制方法。

背景技术

管体内运动检验塞头通常用于自动化控制、机械输送及油井管加工领域的管道检验。例如，钢管在经水压试验机上进行了耐压与密封性试验之后、称重测长装置之前，再在通径机上，利用通径运动检验塞头对钢管的内孔形状、尺寸误差及纵向直度等指标进行检查。其检查方法是，将相应直径的检验塞头插入被试钢管内孔中，检验运动塞头是否顺利通过。如果运动检验塞头顺利通过，则为合格，若运动检验塞头通行受阻，则判断为不合格。

目前该系统的管体内运动检验塞头的定位控制方式可以描述如下。

如图1所示，当步进输送装置将钢管横移至通径工位(通径钢管放置区)后，夹送辊即从上、下方向夹紧通径棒3，变频器驱动电机带动夹送辊旋转，夹送辊驱动通径棒3前进。此时，变频器以固定频率运行，加减速斜坡控制依靠变频器自身的参数实现，而PLC没有参与工作。

当塞头5穿越了整个钢管4并超过一定的行程后，安装于辊道两侧的光电开关检测到塞头5，而后PLC给变频器发出停止及反转命令，塞头5开始从钢管4中拉回，即返回运行，直至回到原位。由于在整个通径试验过程中，系统没有对管体内运动检验塞头进行位置检测和位置控制，因此，光电开关检测到塞头穿越了整个钢管并超过一定的行程后，再由PLC给变频器发出停止及反转命令，则为时已晚，导致塞头冲出钢管的情况发生。一旦发生塞头冲出钢管的情况，此时，因塞头5重量大于杆体而下垂，这样塞头反向快速通过钢管的尾部时会碰伤管子，引起质量事故发生。例如，钢管口径侧螺纹损伤，通径塞头冲出钢管，回程时容易划伤钢管内倒角面等。此时情形如图2所示。

另外，上述情况还存在以下问题：

由于通径棒在通径过程中，无法检测其当前位置，导致塞头前进过程中无减速点，停车时机械惯性比较大，无法实现快速停车；

通径无效行程受到惯性影响比较大，导致无效行程无法得到有效控制，影响整个机组的产能。

为克服以上问题，本发明者经研究发现，如能够解决运动检验塞头在管体内的精确定位，并加以控制，既可解决上述问题，避免塞头反向快速通过钢管的尾部时钢管口径侧螺纹损伤、通径塞头冲出钢管、回程时容易划伤钢管内倒角面等质量事故的发生，确保通径工艺要求。

本发明的目的在于：提供一种管体内运动检验塞头的定位控制方法。

所述方法针对如何解决检验塞头在钢管内孔中快速精确定位困难，设计了一种运动检验塞头精确定位的控制方法，通过增加位置环来实现通径过程的平稳速度控制和节约检验时间，满足通径工艺要求，提高生产效率。

发明内容

本发明的管体内运动检验塞头的定位控制方法由以下步骤组成：

1).通径目标值的设定

将精确标定测得的各光栅与管子前端面的长度数据存入PLC，作为备选用的各通径目标值。

2)管体长度预测

将待检验管子4移送到通径工位，根据设置在通径工位出口处的检测光栅区(光栅测长区)，由PLC读取、测定管体长度落入上述备选用的何通径目标值。

3).通径棒3在管内的实位测定

由闭环控制系统对通径棒3在管内运行位置进行跟踪测定，当编码器对通径棒测得的脉冲数大于上述2)中控制系统设定的通径目标值的90％时，将测得的脉冲数送进PLC的计数模块，计数模块通过测得的脉冲数计算出通径棒塞头在钢管中的实际位置。

4)给变频器根据来自计数模块的控制指令，将通径棒塞头运行速度转换为控制系统预设定的低速值，使通径棒塞头5提前减速。

根据本发明的管体内运动检验塞头的定位控制方法，在上述管体长度预测步骤中，在通径工位出口处的检测光栅区，设置具有一定间距的若干个检测光栅，若管子将某一光栅挡住，则PLC读取其下一个检测光栅的数值作为管体长度的通径目标值。

根据本发明的管体内运动检验塞头的定位控制方法，在上述管体长度预测步骤中，由步进装置将管子移送到通径工位。

根据本发明的管体内运动检验塞头的定位控制方法，在夹送辊的出轴上安装编码器，由夹送辊带动编码器旋转。

根据本发明的管体内运动检验塞头的定位控制方法，所述夹送辊由变频电机驱动旋转。

根据本发明的管体内运动检验塞头的定位控制方法，采用位置环，以把通径目标值作为控制对象进行自动控制。

根据本发明的管体内运动检验塞头的定位控制方法，所述位置环构成为：