[發(fā)明專利]一種無縫鋼管逐支跟蹤生產(chǎn)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210336084.0
• 申請日: 2022-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN114406007B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王雪原;任世坤;劉國棟;杜慧峰;李忠武;姜璐;劉任棟;谷大虎;王篤晶;郭佳;李艷楠
• 申請（專利權(quán)）人: 承德建龍?zhí)厥怃撚邢薰?/a>;江蘇精益智控科技有限公司
• 主分類號(hào): B21B23/00
• 分類號(hào): B21B23/00;B21B37/78;B21B15/00;B21B43/00;B21B38/00
• 代理公司: 北京鴻元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 董永輝;陳英俊

1.一種無縫鋼管逐支跟蹤生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

管坯區(qū)生產(chǎn)控制單元，利用管坯上的標(biāo)識(shí)對(duì)進(jìn)入管坯區(qū)的無縫鋼管坯料進(jìn)行逐支跟蹤生產(chǎn)控制；

熱軋區(qū)生產(chǎn)控制單元，對(duì)進(jìn)入熱軋區(qū)的定尺坯進(jìn)行逐支跟蹤生產(chǎn)控制，其中設(shè)置有軋輥壓下量控制裝置，所述軋輥壓下量控制裝置根據(jù)以下公式（1）計(jì)算并調(diào)整軋機(jī)的軋輥壓下量調(diào)整值，

（1）

：軋輥壓下量調(diào)整值，是第n-1根鋼管軋制前軋輥的溫度，是第n根鋼管軋制前軋輥的溫度，是管材的實(shí)際壁厚，是管材的壁厚給定值，K是軋輥輥型的特征系數(shù)，不同軋輥對(duì)應(yīng)不同數(shù)值，取值范圍0.5~1；

；

管排鋸區(qū)生產(chǎn)控制單元，對(duì)在管排鋸區(qū)被切割后的多個(gè)子管進(jìn)行逐支跟蹤生產(chǎn)控制；以及

精整區(qū)生產(chǎn)控制單元，對(duì)進(jìn)入精整區(qū)的無縫鋼管進(jìn)行檢測和精整處理，其設(shè)置有鋼管管端打磨控制裝置，所述鋼管管端打磨控制裝置具備：

安裝座，安裝在機(jī)械手臂上；

第一電主軸、第一徑向浮動(dòng)刀柄、第一倒角器，第一電主軸滑動(dòng)安裝在所述安裝座上，第一電主軸的驅(qū)動(dòng)端通過第一徑向浮動(dòng)刀柄安裝第一倒角器；

第一軸向浮動(dòng)器，安裝在所述安裝座上，所述第一軸向浮動(dòng)器的動(dòng)力端與第一電主軸軸線平行連接，使得所述第一電主軸沿軸向浮動(dòng)；

視覺系統(tǒng)，包括安裝在所述安裝座上的相機(jī)和線掃激光測距儀，所述視覺系統(tǒng)通過相機(jī)以及線掃激光測距儀獲得鋼管端面三維尺寸信息以及鋼管端面位置姿態(tài)，

其中，所述機(jī)械手臂根據(jù)所述鋼管端面位置姿態(tài)調(diào)整第一倒角器的傾斜角度，使得與所述鋼管端面位置姿態(tài)匹配后進(jìn)行打磨。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無縫鋼管逐支跟蹤生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，

所述管排鋸區(qū)生產(chǎn)控制單元還包括用于控制管材頭尾部的切除長度的鋼管切除控制裝置，所述鋼管切除控制裝置根據(jù)以下公式（2）計(jì)算鋼管頭尾切除長度L_q：

（2）

其中，是孔型系數(shù)，其取值范圍是0.65~0.75；

S_n是參與軋制機(jī)架數(shù)，且S_n大于3；

Z_m是母管的平均張力系數(shù)；

y是張力疊加系數(shù)，取值范圍：0.65~0.67；

D_z是相鄰機(jī)架之間的距離；

α是母管的熱膨脹系數(shù)，取值；

ΔX是定徑機(jī)出口至管排鋸區(qū)的變化溫度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無縫鋼管逐支跟蹤生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述視覺系統(tǒng)還包括三維信息獲取模塊，其中，所述線掃激光測距儀用于對(duì)鋼管端面定位，相機(jī)用于拍攝獲得第一鋼管端面圖像，

三維信息獲取模塊從第一鋼管端面圖像提取鋼管ROI區(qū)域，使用形態(tài)學(xué)梯度濾波算子進(jìn)行邊緣點(diǎn)定位，得到鋼管端面的像素級(jí)邊緣圖像，再利用樣條插值方法對(duì)所述像素級(jí)邊緣圖像進(jìn)行插值運(yùn)算，得到亞像素級(jí)邊緣圖像，線掃激光測距儀掃描鋼管端面得到鋼管端面的位置信息，從而確定鋼管端面的三維尺寸信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的無縫鋼管逐支跟蹤生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，第一電主軸、第一徑向浮動(dòng)刀柄、第一倒角器、第一軸向浮動(dòng)器安裝于安裝座的下端，所述鋼管管端打磨控制裝置還包括安裝于安裝座的下端的第二倒角器、第二徑向浮動(dòng)刀柄、第二電主軸、第二軸向浮動(dòng)器，第二電主軸的驅(qū)動(dòng)端通過第二徑向浮動(dòng)刀柄安裝第二倒角器，第二軸向浮動(dòng)器的動(dòng)力端與第二電主軸軸線平行連接，使得所述第二電主軸沿軸向浮動(dòng)，

并且，所述第二倒角器的朝向與第一倒角器的朝向相反，所述安裝座的上端與機(jī)械手臂可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，

所述機(jī)械手臂根據(jù)所述鋼管端面位置姿態(tài)調(diào)整第二倒角器的傾斜角度，使得與所述鋼管端面位置姿態(tài)匹配后進(jìn)行打磨。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無縫鋼管逐支跟蹤生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述相機(jī)為多個(gè)，且圍繞設(shè)置在相機(jī)光源四周，各相機(jī)的拍攝方向均垂直于鋼管端面，且各相機(jī)的拍攝范圍存在部分交叉，所述三維信息獲取模塊將各相機(jī)拍攝的圖像拼接得到第一鋼管端面圖像。