一种无缝钢管生产用矫正设备及其矫正方法技术

本发明专利技术涉及金属棒材无切削加工技术领域，尤其涉及一种无缝钢管生产用矫正设备及矫正方法，其设备包括：若干压力传感器，用以实时测量穿孔顶头偏移轴心传递到末端的压力；撞针，用以在第一预设条件下对穿孔顶头进行撞击；摄像头，用以对观察穿孔顶头中心的位置；举升台，用以对钢管生产设备进行提升，处理器，用以根据观察结果分析并控制撞针调整穿孔顶头的运动轨迹；利用设置若干压力传感器、撞针、摄像头、举升台以及处理器的方式，在无缝钢管的制作过程中进行调节，并根据调节的反馈对无缝钢管的生产进行调整，在有效提升了无缝钢管生产可控性的同时，提升了无缝钢管的生产精度。提升了无缝钢管的生产精度。提升了无缝钢管的生产精度。

【技术实现步骤摘要】
一种无缝钢管生产用矫正设备及其矫正方法


[0001]本专利技术涉及金属棒材无切削加工
，尤其涉及一种无缝钢管生产用矫正设备及其矫正方法。

技术介绍

[0002]无缝钢管作为设备中的常用钢管，其材料性能以及内外结构在精密仪器中的要求日益增长，对于钢管生产的精度有着极高的要求，基于此，对钢管生产的矫正尤为重要。
[0003]中国专利公开号：CN115156340A公开了一种热处理加工用钢管矫正加工机床，通过在原有的机械零件基础上增加调节结构，工作人员可根据钢管的粗细进行调节矫正的角度，进一步提高了矫正设备的使用效率，同时也提高了工作人员的工作效率，同时也使得矫正的效率得到大大提升，从而满足了工作人员的需求，通过增加加热结构，便于对钢管进行加热处理，提高了钢管矫正的效率，同时解决了现有的矫正设备不具备调节角度功能的问题；中国专利公开号：CN114226500A公开了一种大型钢管矫正设备，采用驱动电机、链轮和链条带动驱动底辊转动，调节螺杆与调节螺母配合，调节两个平行调节板与左边板和右边板之间的距离，从钢管的两边对钢管进行矫正，钢管的顶部通过调节两个滑座的距离，来适应不同直径的钢管，转动调高螺杆，使两个矫正辊由钢管的顶部两端固定钢管，在钢管转动时，从多个位置对钢管的位置进行定位矫正。
[0004]由此可见，上述技术方案存在以下问题：1、无法在钢管制作时对钢管进行矫正；2、无法针对小内径钢管进行矫正。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术提供一种无缝钢管生产用矫正设备及其矫正方法用以克服现有技术中无法在钢管制作时对钢管进行矫正且无法针对小内径钢管进行矫正，从而提升钢管生产精度的问题。
[0006]一方面，本专利技术提供一种无缝钢管生产用矫正设备，包括：若干压力传感器，其分别设置在穿孔顶头的末端，且沿穿孔顶头的轴心周向均匀分布，用以实时测量穿孔顶头偏移轴心传递到末端的压力；撞针，其以预设撞针距离沿所述穿孔顶头的周向设置，并位于所述穿孔顶头末端远离所述压力传感器的位置，用以在第一预设条件下对穿孔顶头进行撞击；摄像头，其设置在钢管管坯远离所述穿孔顶头的一端前，并对准钢管管坯端部固定件的中心孔，用以观察穿孔顶头中心的位置；举升台，其设置在钢管生产设备底部，用以在第二预设条件下对钢管生产设备进行提升；处理器，其与各所述压力传感器、所述撞针、所述摄像头以及所述举升台相连，用以根据对所述穿孔顶头的运动状态的分析结果控制所述撞针撞击所述穿孔顶头以调整穿
孔顶头的运动轨迹；其中，所述第一预设条件为所述穿孔顶头沿轴心周向波动超出预设第一容许范围，所述第二预设条件为所述钢管管坯弯曲程度超出预设第二容许范围。
[0007]进一步地，所述矫正设备中还设有支架，其上设有用以支撑所述举升台的支架墩；所述穿孔顶头在进行穿管作业状态下沿其轴心转动，且随着穿孔顶头深入所述钢管管坯时，穿孔顶头末端周期性对各所述压力传感器施加压力；所述撞针设置在所述穿孔顶头末端的上方且固定在所述支架上，并且所述撞针的运动由所述处理器控制，以在所述第一预设条件下，通过控制所述撞针运动对穿孔顶头的预设位置进行敲击，以改变穿孔顶头的运动轨迹。
[0008]进一步地，所述摄像头设置在所述端部固定件的一端，且，远离所述钢管管坯；所述穿孔顶头运动至钢管管坯的预设终点位置时，所述摄像头通过所述端部固定件中的通孔观察穿孔顶头的运动轴线位置并传输至所述处理器，处理器根据穿孔顶头的运动轴线位置与穿孔顶头的转速确定所述撞针的敲击位置以及敲击力度，以调整所述穿孔顶头的前端中心位置的运动轨迹，使其能够穿过所述端部固定件的通孔；所述举升台设置在所述穿孔顶头的传送装置下部，用以在所述第二预设条件下，以所述处理器设定的外部塑形高度将所述传送装置进行提升；其中，所述敲击位置与所述钢管的总长度成正比，所述预设外部塑形高度与所述传送装置的总长度成正比，所述前端中心位置为所述穿孔顶头远离所述端部固定件的一段对应的几何中心。
[0009]另一方面，本专利技术提供一种无缝钢管生产用矫正方法，包括：步骤S1，利用若干压力传感器收集穿管作业中穿孔顶头末端旋转运动传递至压力传感器接收端的压力，并传输至处理器；步骤S2，所述处理器根据各所述压力传感器的压力值，对穿孔顶头轴心与其旋转运动方向轴心的偏离程度进行判定；步骤S3，当所述穿孔顶头的运动达到第一预设条件时，所述处理器控制所述撞针对预设位置的穿孔顶头进行撞击，以破坏第一预设条件；步骤S4，当所述穿孔顶头穿过所述端部固定件时，所述处理器根据摄像头拍摄到的穿孔顶头的运行轨迹调整所述撞针的动作，以使穿孔顶头通过端部固定件的通孔；步骤S5，所述穿孔顶头带动钢管管坯进行外部塑形时，所述处理器根据钢管管坯的弧度进行判定，当达到所述第二预设条件时，所述处理器根据钢管管坯的外部塑形进度，控制所述举升台以预设举升速度抬升；步骤S6，当所述钢管管坯完成压花时，所述处理器根据完成压花的钢管管坯的内径尺寸对所述第一预设条件以及第二预设条件进行调整。
[0010]进一步地，在所述步骤S3中，所述处理器以第一预设周期连续监控各所述压力传感器受到的压力值，对于在第i个周期各压力传感器检测的各压力值，处理器将其中最大压力记为，其与第i+1个周期中的最大压力的差值为，设定，，其中，i=1，2，3，
…
，n，n＞3且n为整数，处理器中设有预设第一压力Fα以及预设第二压力Fβ，其中，0＜Fα＜Fβ，处理器将与Fα以及Fβ进行比较，并在达到二次判定条件下根据的正
负确定所述穿孔顶头的工作条件，若≤Fα，所述处理器判定所述穿孔顶头工作正常；若Fα＜≤Fβ，所述处理器判定所述穿孔顶头运动出现偏心，同时处理器将监控频率增加至第二预设周期；若Fβ＜，所述处理器判定所述穿孔顶头运动出现偏心并判定达到所述二次判定条件，其中：若＜0，所述处理器判定所述穿孔顶头运动出现偏心，同时处理器将所述监控频率调整至第二预设周期；若≥0，所述处理器判定所述穿孔顶头达到所述第一预设条件；并且，所述第一预设周期对应的时间间隔大于所述第二预设周期对应的时间间隔。
[0011]进一步地，在所述步骤S2中，当所述穿孔顶头进行转动时，其末端对各所述压力传感器顺次施加压力，所述处理器将各所述压力传感器受压的合力方向记为受压力方向，受压力方向沿所述末端几何中心对称的方向记为穿孔顶头的偏离方向。
[0012]进一步地，在所述步骤S3中，所述处理器中设有对应穿孔顶头材质的预设波动位移距离，所述撞针的位置能够在穿孔顶头直线运动方向的预设波动位移距离内进行移动，并且，设置在穿孔顶头中心线的正上方，所述处理器控制撞针在对穿孔顶头进行撞击时，所述合力方向与撞针运动方向相同。
[0013]进一步地，在所述步骤S4中，当所述摄像头拍摄到所述穿孔顶头达到预设终点位置时，所述处理器根据所述摄像头拍摄到的所述穿孔顶头的最大运动半径，控制所述撞针对穿孔顶头进行撞击，以使穿孔顶头能够穿过端部固定件的通孔；所述处理器将所述第i个周期所述穿孔顶头的最大运动半径记为，处理器中设有第一预设半径以及第二预设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无缝钢管生产用矫正设备，其特征在于，包括：若干压力传感器，其分别设置在穿孔顶头的末端，且沿穿孔顶头的轴心周向均匀分布，用以实时测量穿孔顶头偏移轴心传递到末端的压力；撞针，其以预设撞针距离沿所述穿孔顶头的周向设置，并位于所述穿孔顶头末端远离所述压力传感器的位置，用以在第一预设条件下对穿孔顶头进行撞击；摄像头，其设置在钢管管坯远离所述穿孔顶头的一端前，并对准钢管管坯端部固定件的中心孔，用以观察穿孔顶头中心的位置；举升台，其设置在钢管生产设备底部，用以在第二预设条件下对钢管生产设备进行提升；处理器，其与各所述压力传感器、所述撞针、所述摄像头以及所述举升台相连，用以根据对所述穿孔顶头的运动状态的分析结果控制所述撞针撞击所述穿孔顶头以调整穿孔顶头的运动轨迹；其中，所述第一预设条件为所述穿孔顶头沿轴心周向波动超出预设第一容许范围，所述第二预设条件为所述钢管管坯弯曲程度超出预设第二容许范围。2.根据权利要求1所述的无缝钢管生产用矫正设备，其特征在于，所述矫正设备中还设有支架，其上设有用以支撑所述举升台的支架墩；所述穿孔顶头在进行穿管作业状态下沿其轴心转动，且随着穿孔顶头深入所述钢管管坯时，穿孔顶头末端周期性对各所述压力传感器施加压力；所述撞针设置在所述穿孔顶头末端的上方且固定在所述支架上，并且所述撞针的运动由所述处理器控制，以在所述第一预设条件下，通过控制所述撞针运动对穿孔顶头的预设位置进行敲击，以改变穿孔顶头的运动轨迹。3.根据权利要求2所述的无缝钢管生产用矫正设备，其特征在于，所述摄像头设置在所述端部固定件的一端，且，远离所述钢管管坯；所述穿孔顶头运动至钢管管坯的预设终点位置时，所述摄像头通过所述端部固定件中的通孔观察穿孔顶头的运动轴线位置并传输至所述处理器，处理器根据穿孔顶头的运动轴线位置与穿孔顶头的转速确定所述撞针的敲击位置以及敲击力度，以调整所述穿孔顶头的前端中心位置的运动轨迹，使其能够穿过所述端部固定件的通孔；所述举升台设置在所述穿孔顶头的传送装置下部，用以在所述第二预设条件下，以所述处理器设定的外部塑形高度将所述传送装置进行提升；其中，所述敲击位置与所述钢管的总长度成正比，所述预设外部塑形高度与所述传送装置的总长度成正比，所述前端中心位置为所述穿孔顶头远离所述端部固定件的一段对应的几何中心。4.一种无缝钢管生产用矫正方法，其采用权利要求1
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3任一权利要求所述无缝钢管生产用矫正设备，其特征在于，包括：步骤S1，利用若干压力传感器收集穿管作业中穿孔顶头末端旋转运动传递至压力传感器接收端的压力，并传输至处理器；步骤S2，所述处理器根据各所述压力传感器的压力值，对穿孔顶头轴心与其旋转运动方向轴心的偏离程度进行判定；步骤S3，当所述穿孔顶头的运动达到第一预设条件时，所述处理器控制所述撞针对预
设位置的穿孔顶头进行撞击，以破坏第一预设条件；步骤S4，当所述穿孔顶头穿过所述端部固定件时，所述处理器根据摄像头拍摄到的穿孔顶头的运行轨迹调整所述撞针的动作，以使穿孔顶头通过端部固定件的通孔；步骤S5，所述穿孔顶头带动钢管管坯进行外部塑形时，所述处理器根据钢管管坯的弧度进行判定，当达到所述第二预设条件时，所述处理器根据钢管管坯的外部塑形进度，控制所述举升台以预设举升速度抬升；步骤S6，当所述钢管管坯完成压花时，所述处理器根据完成压花的钢管管坯的内径尺寸对所述第一预设条件以及第二预设条件进行调整。5.根据权利要求4所述的无缝钢管生产用矫正方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述处理器以第一预设周期连续监控各所述压力传感器受到的压力值，对于在第i个周期各压力传感器检测的各压力值，处理器将其中最大压力记为，其与第i+1个周期中的最大压力的差值为，设定，，其中，i=1，2，3，
…
，n，n＞3且n为整数，处理器中设有预设第一压力Fα以及预设第二压力Fβ，其中，0＜Fα＜Fβ，处理器将与Fα以及Fβ进行比较，并在达到二次判定条件下根据的正负确定所述穿孔顶头的工作条件，若≤Fα，所述处理器判定所述穿孔顶头工作正常；若Fα＜≤Fβ，所述处理器判定所述穿孔顶头运动出现偏心，同时处理器将监控频率增加至第二预设周期；若Fβ＜，所述处理器判定所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国彬，彭玉琦，
申请(专利权)人：张家港嘉园钢铁制品有限公司，
类型：发明
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