專利名稱：直縫焊管探傷的探傷機(jī)架防撞方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直縫焊管探傷工藝，更具體地說，涉及一種直縫焊管探傷 的探傷機(jī)架防撞方法，該防撞方法能夠防止探傷機(jī)架與焊管托架相撞。
背景技術(shù)：
在中口徑油氣專用直縫焊管的生產(chǎn)過程中，對焊管的焊縫進(jìn)行超聲波
無損檢測(探傷)是控制產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，請參閱

圖1-圖4所示，目前， 普遍采用的檢測方法為將焊管l設(shè)于焊管托架2上，并使焊縫朝上保持 不動，此時整個探傷小車IO處于起始位，均在焊管l的外側(cè)上端，然后通 過升降電動機(jī)Ml驅(qū)動探傷小車10的探傷機(jī)架11下降到一定的初定位， 需要說明的是該初定位是根據(jù)不同直徑的焊管l進(jìn)行確定，使探傷機(jī)架ll 與不同直徑的焊管l之間的距離始終保持相等距離，此時氣缸12未動作， 超聲波探頭T1、 T2、 T3離焊管l最高端約10cm左右，光柵S1、 S2離焊 管l最高端約18cm左右，接著啟動平移電動機(jī)M2驅(qū)動探傷小車IO向前 慢慢移動；當(dāng)探傷機(jī)架ll前端的光柵Sl， S2檢測到有焊管l并移動到探 傷機(jī)架11的前端支架lll位時，通過探傷機(jī)架11的氣缸12動作，活塞 桿伸出使探傷機(jī)架ll立即下降，直至前端支架lll壓至焊管l為止，此 時探頭T1、 T2、 T3分別通過各自的小氣缸降至達(dá)焊管l頭端，并浮貼在 焊管l表面，此時，氣缸12活塞桿121伸出的長度L1占整個活塞桿121 長度的1/3 (即Ll為150mm,還留有L2為300mm未伸出)，這樣探傷 機(jī)架ll及探頭Tl、 T2、 T3在整個探傷過程中靠氣缸12內(nèi)的空氣壓力的 可縮性始終能緊浮貼著焊管l表面，并通過平移電動機(jī)M2驅(qū)動探傷小車 IO繼續(xù)前進(jìn)，從而對直縫焊管l進(jìn)行超聲波探傷。當(dāng)光柵Sl, S2離開焊 管1尾端后，光柵S1， S2不再檢測到焊管信號，當(dāng)最后一個探頭T3離開 焊管l尾端時，通過PLC控制氣缸12活塞桿121立即向上縮回，并且M2 也立即停止運(yùn)行，并啟動升降電動機(jī)M1將整個探傷機(jī)架ll升到初定位。但是，請結(jié)合圖5所示，由于生產(chǎn)的直縫焊管1的規(guī)格有很多，直徑
從217mm至630 mm都有，在生產(chǎn)直徑較小的焊管1過程中，由于生產(chǎn) 的焊管l直徑較小，當(dāng)光柵S1; S2離開焊管l尾端后，光柵Sl, S2與焊 管托架2之間距離較近，從而使光柵S1， S2感應(yīng)到了焊管托架2，并誤把 焊管托架2當(dāng)成焊管1，認(rèn)為還未離開焊管1，使得氣缸12活塞桿121 — 直保持向下的工作狀態(tài)，因此當(dāng)整個探傷機(jī)架ll一離開被壓的焊管1，由 于氣缸12活塞桿121還有2/3的余量，活塞桿121就繼續(xù)向下伸出，并 且平移電動機(jī)M2還在運(yùn)行繼續(xù)驅(qū)動探傷小車IO快速向前移動，從而造成 探傷機(jī)架11以及探頭T1、 T2、 T3與焊管l托輥發(fā)生碰撞，導(dǎo)致探傷機(jī)架 ll被撞變形、探頭T1、 T2、 T3以及探傷機(jī)架ll上的其它部件嚴(yán)重?fù)p壞, 由于探頭T1、 T2、 T3等部件為精密部件，很多還是進(jìn)口產(chǎn)品，價格高達(dá) 上千萬， 一旦損壞不但造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且修復(fù)費(fèi)時費(fèi)力，嚴(yán)重影 響了生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述探傷機(jī)架易與焊管托架相撞，造成探頭損 壞、經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重以及影響生產(chǎn)效率的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種直 縫焊管探傷的探傷機(jī)架防撞方法，該防撞方法能夠防止探傷機(jī)架與焊管托 架相撞，避免探頭損壞。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 該直縫焊管探傷的探傷機(jī)架防撞方法的具體步驟如下
A. 啟動升降電動機(jī)驅(qū)動探傷機(jī)架從起始位下降至初定位；
B. 啟動平移電動機(jī)驅(qū)動探傷小車帶動探傷機(jī)架向前移動，并通過探傷 機(jī)架上的兩個光柵對焊管進(jìn)行檢測；
C. 通過氣缸活塞桿伸出帶動探傷機(jī)架下降，使前端支架下壓至焊管最 上端，并通過探傷機(jī)架上的超聲波探頭對焊管進(jìn)行探傷；
D. 設(shè)置一檢測元件，通過檢測元件對探傷機(jī)架的氣缸下降進(jìn)行檢測， 并輸出檢測信號；
E. 采用PLC(可編程控制器)接收步驟D中的檢測信號，并控制探傷機(jī)
5架上升以及探傷小車停止前進(jìn)。
所述的步驟D的具體步驟如下
Dl.在探傷機(jī)架的氣缸一側(cè)的設(shè)定位置設(shè)置一限位傳感器； D2.將缸活塞桿的頂端設(shè)為被測檔，并通過限位傳感器對下降的氣缸 活塞桿進(jìn)行檢測；
D3.當(dāng)限位傳感器檢測到步驟D2中的被測檔，通過限位傳感器輸出 脈沖信號至PLC
所述步驟Dl中的設(shè)定位置為前端機(jī)架下壓至焊管最上端時，氣缸活 塞桿頂端的被測檔所處位置的下方15mm處。 所述的步驟E的具體步驟如下 El.采用PLC接收所述的脈沖信號；
E2.通過PLC發(fā)出控制信號，控制所述的氣缸活塞桿向上回縮，使探 傷機(jī)架上升；
E3.通過PLC發(fā)出控制信號，控制探傷小車的平移電動機(jī)停止運(yùn)行， 使探傷小車停止前進(jìn)。
該防撞方法還包括步驟
F. 通過PLC分別檢測兩個光柵離開焊管尾端的時間tl、 t2以及氣缸 的上升電磁閥得電的時間t3;
G. 分別計算出t3與tl、 t3與t2的差值A(chǔ)yl、 Ay2;
H. 將Ayl、 Ay2分別與相應(yīng)的預(yù)設(shè)值相比較，并控制探傷機(jī)架上升
以及探傷小車停止前進(jìn)。
所述的步驟F的具體步驟如下
Fl.通過PLC分別對兩個光柵以及氣缸的上升電磁閥的電平信號進(jìn)行 檢測；
F2.將檢測的各電平信號通過PLC繪制出相應(yīng)的信號時序圖； F3.通過步驟F2中的時序圖得出兩個光柵離開焊管的時間tl、 t2以 及氣缸的上升電磁閥得電的時間t3。 在所述的步驟H中
當(dāng)Ayl大于預(yù)設(shè)值時或Ay2大于預(yù)設(shè)值時，采用PLC發(fā)出控制信號，控制氣缸的下降電磁閥失電，上升電磁閥得電，使氣缸活塞桿向上回縮，
探傷機(jī)架上升，并通過PLC發(fā)出控制信號，控制探傷小車的平移電動機(jī)停 止運(yùn)行，使探傷小車停止前進(jìn)。
在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明的直縫焊管探傷的探傷機(jī)架防撞方法為 先將探傷機(jī)架下降至初定位；然后使探傷機(jī)架向前移動，并通過兩個光柵 對焊管進(jìn)行檢測；再通過氣缸帶動探傷機(jī)架下降，并通過超聲波探頭對焊 管進(jìn)行探傷；設(shè)置一檢測元件，對氣缸下降進(jìn)行檢測，并輸出檢測信號； 最后采用PLC接收檢測信號，并控制探傷機(jī)架上升以及探傷小車停止前進(jìn)。 該防撞方法簡單有效，通過對氣缸下降進(jìn)行限位檢測，并自動控制探傷機(jī) 架的上升以及停止前進(jìn)，從而避免了探傷機(jī)架與焊管托架相撞；并且通過 監(jiān)控兩個光柵離開焊管的時間以及氣缸的上升電磁閥得電的時間，同樣也 自動控制探傷機(jī)架上升以及停止前進(jìn)，對探傷機(jī)架的防撞起到了輔助作用， 減少了損失，提高了生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟(jì)效益。
圖l是現(xiàn)有技術(shù)的探傷過程中探傷小車處于起始位的狀態(tài)示意圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)的探傷過程中探傷小車處于設(shè)定位的狀態(tài)示意圖； 圖3是現(xiàn)有技術(shù)的探傷過程中前端支架壓至焊管開始探傷的狀態(tài)示意
圖4是現(xiàn)有技術(shù)的探傷過程中最后一個超聲波探頭即將離開焊管的狀 態(tài)示意圖5是現(xiàn)有技術(shù)的探傷過程中氣缸繼續(xù)下降導(dǎo)致探頭與焊管托輥相撞 的狀態(tài)示意圖6是本發(fā)明的直縫焊管探傷的探傷機(jī)架防撞方法的流程示意圖； 圖7是本發(fā)明的防撞方法中位移檢測元件的安裝位置示意圖； 圖8是本發(fā)明的監(jiān)控兩個光柵以及氣缸的上升、下降電磁閥的電平信 號時序圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
請參閱圖6所示，本發(fā)明的直縫焊管探傷的探傷機(jī)架防撞方法的具體 步驟為先啟動升降電動機(jī)M1驅(qū)動探傷機(jī)架ll從起始位下降至初定位； 然后啟動平移電動機(jī)M2驅(qū)動探傷小車IO帶動探傷機(jī)架11向前移動，并 通過探傷機(jī)架11上的光柵Sl、 S2對焊管1進(jìn)行檢測；當(dāng)探傷機(jī)架11前 端的光柵Sl, S2檢測到有焊管l并移動到探傷機(jī)架11的前端支架111位 時，通過探傷機(jī)架11的氣缸12動作，活塞桿121伸出帶動探傷機(jī)架11 立即下降，直至前端支架111壓至焊管1帶動為止，此時，氣缸12活塞 桿121伸出的長度占整個活塞長度的1/3 (即Ll為150mm，還留有L2為 300mm未伸出)，探傷機(jī)架11上的超聲波探頭Tl、 T2、 T3分別通過各 自的小氣缸12降至達(dá)焊管1端處，并浮貼在焊管1表面，這樣探傷機(jī)架 11及探頭Tl、 T2、 T3在整個探傷過程中靠氣缸12內(nèi)的空氣壓力的可縮 性始終能緊浮貼著焊管l表面，并通過平移電動機(jī)M2驅(qū)動探傷小車10繼 續(xù)前進(jìn)，使探頭T1、 T2、 T3對焊管l進(jìn)行超聲波探傷；設(shè)置一檢測元件， 通過檢測元件對探傷機(jī)架11的氣缸12下降進(jìn)行檢測，并輸出檢測信號； 最后采用PLC接收上述的檢測信號，并控制探傷機(jī)架11上升以及探傷小 車IO停止前進(jìn)。
結(jié)合圖7所示，所述的檢測元件可選用一限位傳感器13,設(shè)置在探傷 機(jī)架11的氣紅12—側(cè)的設(shè)定位置；將缸活塞桿121的頂端設(shè)為被測檔14, 并通過限位傳感器13對下降的氣缸12活塞桿121進(jìn)行檢測；當(dāng)處于該設(shè) 定位置的限位傳感器13檢測到被測檔14，通過限位傳感器13輸出脈沖信 號至PLC.該設(shè)定位置的極限值可通過探頭T1、 T2、 T3下降與焊管l托 輥即將接觸時，氣缸12活塞桿121所伸出的長度來確定，從而保證活塞 桿121伸出至該設(shè)定位置還不會與焊管托架2相撞。通過多次反復(fù)試驗(yàn)和 計算得出，設(shè)定位置位于當(dāng)前端機(jī)架lll下壓至焊管l最上端時，即氣缸 12活塞桿121伸出Ll=150mm時，氣缸12活塞桿121頂端的被測檔14 所處位置的下方15mm (L3=15 mm)處較佳，也就是說當(dāng)探傷機(jī)架11 還在初定位，氣缸12活塞桿121未伸出時，該設(shè)定位置位于氣缸12活塞桿121頂端下方165mm處(即L1+ L3=150mm+15mm)。這樣，在進(jìn) 行焊管l探傷，特別是小直徑的焊管l探傷時， 一旦光柵Sl, S2離開焊 管l管尾后，把焊管托架2誤檢測為焊管1,導(dǎo)致氣缸12繼續(xù)動作，活塞 桿121繼續(xù)伸出至165mm時，限位傳感器13立即輸出一脈沖信號至PLC。 此時當(dāng)PLC接收到所述的脈沖信號后，立即發(fā)出控制信號，控制氣缸12 活塞桿121向上回縮，從而使探傷機(jī)架ll上升；并PLC通過發(fā)出控制信 號，控制探傷小車10的平移電動機(jī)M2停止運(yùn)行，使探傷小車10停止前 進(jìn)，從而防止探傷機(jī)架11與焊管托架2相撞，避免導(dǎo)致焊管托架2、探頭 Tl、 T2、 T3以及其它部件損壞，從而有效的保證了探傷工藝的繼續(xù)進(jìn)行， 既延長了探頭T1、 T2、 T3的使用壽命，又減少了維修成本，增加了經(jīng)濟(jì)
為了在限位傳感器13突發(fā)故障以及失效時，能夠始終保證探傷機(jī)架 11不與焊管托架2相撞，本發(fā)明的防止方法還包括以下步驟用于輔助防撞 先通過PLC分別檢測出光柵S1、 S2離開焊管1的時間tl、 t2以及氣缸12 的上升電磁閥得電的時間t3;然后分別計算出t3與tl、t3與t2的差值A(chǔ)yl、 厶y2;最后將厶yl、 Ay2分別與相應(yīng)的預(yù)設(shè)值相比較，只要Ayl大于預(yù)設(shè) 值時或厶y2大于預(yù)設(shè)值時，立即通過PLC發(fā)出控制信號，控制氣缸12的下 降電磁閥失電，上升電磁閥得電，使氣缸12活塞桿121向上回縮，探傷 機(jī)架11上升，并通過PLC發(fā)出控制信號，控制探傷小車10的平移電動M2 機(jī)停止運(yùn)行，使探傷小車IO停止前進(jìn)。在此需要說明的是，所述的預(yù)設(shè)值 以及實(shí)際檢測的時間tl、 t2、 t3均可采用西門子PLC-Analyzer-V4.0分析軟 件，通過實(shí)時監(jiān)控光柵S1、 S2以及氣缸12的上升、下降電磁閥的電平信 號，并將檢測的各電平信號通過PLC繪制出相應(yīng)的信號時序圖通過對信號時 序圖的波形分析、計算得出。請結(jié)合圖8所示，在正常情況下，光柵S1從 在焊管1上(為高電平)到離開焊管1 (為低電平)的時間為tl，光柵S2 從焊管l上(為高電平)到離開焊管1 (為低電平)的時間為t2，氣缸12 的下降電磁閥失電，同時上升電磁閥得電的時間為t3，因此正常情況的差 值分別為Aylo二t3-tK.25秒，Ay20=t3-t2=0.95秒，即當(dāng)光柵S1離開 焊管l后1.25秒或者當(dāng)光柵S2離開焊管l后0.95秒，氣缸12活塞桿121
9就應(yīng)該向上回縮，以此為基礎(chǔ)，經(jīng)過了多次反復(fù)試驗(yàn)和計算，現(xiàn)在正常情
況的差值基礎(chǔ)上各增加0.1秒的較佳余量，從而得出相應(yīng)的預(yù)設(shè)值分別為 Ayl'-1.35秒，Ay2'二1.05秒，這樣，在實(shí)際探傷過程中，當(dāng)檢測計算 出的實(shí)際差值A(chǔ)yl〉A(chǔ)yl'(即>1.35秒)時、說明此時探傷機(jī)架ll已經(jīng) 完全離開焊管1,但氣缸12下降電磁閥仍然在得電，因此立即通過PLC發(fā) 出控制信號，控制氣缸12的下降電磁閥失電，上升電磁閩得電，使氣缸 12活塞桿121向上回縮，探傷機(jī)架11上升，并通過PLC發(fā)出控制信號， 控制探傷小車10的平移電動M2機(jī)停止運(yùn)行，使探傷小車IO停止前進(jìn)。 同樣，只要當(dāng)Ay2〉A(chǔ)y2'(即>1.05秒)時，也通過PLC采用同樣的方法防 止探傷機(jī)架11與焊管l相撞。由于在實(shí)際生產(chǎn)過程中，限位傳感器13、 光柵S1、 S2三者同時失效的機(jī)率幾乎為零，因此，只要上述三者中有一個 正常工作，即能保證探傷機(jī)架ll不與焊管l相撞，從而起到防撞的輔助作
用，保證了焊管l的正常生產(chǎn)。
本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說 明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍 內(nèi)，對以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種直縫焊管探傷的探傷機(jī)架防撞方法，其特征在于，該防撞方法的具體步驟如下A. 啟動升降電動機(jī)驅(qū)動探傷機(jī)架從起始位下降至初定位；B. 啟動平移電動機(jī)驅(qū)動探傷小車帶動探傷機(jī)架向前移動，并通過探傷機(jī)架上的兩個光柵對焊管進(jìn)行檢測；C. 通過氣缸活塞桿伸出帶動探傷機(jī)架下降，使前端支架下壓至焊管最上端，并通過探傷機(jī)架上的超聲波探頭對焊管進(jìn)行探傷；D. 設(shè)置一檢測元件，通過檢測元件對探傷機(jī)架的氣缸下降進(jìn)行檢測，并輸出檢測信號；E. 采用PLC接收步驟D中的檢測信號，并控制探傷機(jī)架上升以及探傷小車停止前進(jìn)。
2. 如權(quán)利要求l所述的直縫焊管探傷的探傷機(jī)架防撞方法，其特征在于，所述的步驟D的具體步驟如下Dl.在探傷機(jī)架的氣缸一惻的設(shè)定位置設(shè)置一限位傳感器； D2.將缸活塞桿的頂端設(shè)為被測檔，并通過限位傳感器對下降的氣缸 活塞桿進(jìn)行檢測；D3.當(dāng)限位傳感器檢測到步驟D2中的被測檔，通過限位傳感器輸出 脈沖信號至PLC。
3. 如權(quán)利要求2所述的直縫焊管探傷的探傷機(jī)架防撞方法，其特征在于，所述步驟Dl中的設(shè)定位置為前端機(jī)架下壓至焊管最上端時，氣缸活 塞桿頂端的被測檔所處位置的下方15mm處。
4. 如權(quán)利要求l所述的直縫焊管探傷的探傷機(jī)架防撞方法，其特征在于，所述的步驟E的具體步驟如下 El.采用PLC接收所述的脈沖信號；E2.通過PLC發(fā)出控制信號，控制所述的氣缸活塞桿向上回縮，使探 傷機(jī)架上升；E3.通過PLC發(fā)出控制信號，控制探傷小車的平移電動機(jī)停止運(yùn)行， 使探傷小車停止前進(jìn)。
5. 如權(quán)利要求l所述的直縫焊管探傷的探傷機(jī)架防撞方法，其特征在于，該防撞方法還包括步驟F. 通過PLC分別檢測兩個光柵離開焊管尾端的時間tl、 t2以及氣缸 的上升電磁閥得電的時間t3;G. 分別計算出t3與tl、 t3與t2的差值厶yl、 Ay2;H. 將Ayl、 Ay2分別與相應(yīng)的預(yù)設(shè)值相比較，并控制探傷機(jī)架上升以及探傷小車停止前進(jìn)。
6. 如權(quán)利要求5所述的直縫焊管探傷的探傷機(jī)架防撞方法，其特征在于，所述的步驟F的具體步驟如下Fl.通過PLC分別對兩個光柵以及氣缸的上升電磁閥的電平信號進(jìn)行 檢測；F2.將檢測的各電平信號通過PLC繪制出相應(yīng)的信號時序圖； F3.通過步驟F2中的時序圖得出兩個光柵離開焊管的時間tl、 t2以 及氣缸的上升電磁閥得電的時間t3。 y
7. 如權(quán)利要求5所述的直縫焊管探傷的探傷機(jī)架防撞方法，其特征在于，在所述的步驟H中當(dāng)厶yl大于預(yù)設(shè)值時或Ay2大于預(yù)設(shè)值時，采用PLC發(fā)出控制信號， 控制氣缸的下降電磁閥失電，上升電磁閥得電，使氣缸活塞桿向上回縮， 探傷機(jī)架上升，并通過PLC發(fā)出控制信號，控制探傷小車的平移電動機(jī)停 止運(yùn)行，使探傷小車停止前進(jìn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種直縫焊管探傷的探傷機(jī)架防撞方法，該防撞方法為先將探傷機(jī)架下降至初定位；然后使探傷機(jī)架向前移動，并通過光柵對焊管進(jìn)行檢測；再通過氣缸帶動探傷機(jī)架下降，并通過超聲波探頭對焊管進(jìn)行探傷；設(shè)置一檢測元件，對氣缸下降進(jìn)行檢測，并輸出檢測信號；最后采用PLC接收檢測信號，并控制探傷機(jī)架上升以及探傷小車停止前進(jìn)。該防撞方法簡單有效，通過對氣缸下降進(jìn)行限位檢測，并自動控制探傷機(jī)架的上升以及停止前進(jìn)，從而避免了探傷機(jī)架與焊管托架相撞，不但減少了經(jīng)濟(jì)損失，而且還提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號G01N29/26GK101482541SQ20081003252
公開日2009年7月15日 申請日期2008年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月10日
發(fā)明者孫鳳龍, 駱國平 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司