一种轧管机的坯料管到位检测装置和方法
阅读说明：本技术 一种轧管机的坯料管到位检测装置和方法 (Device and method for detecting in-place of blank pipe of pipe mill ) 是由 杨鹏 赵铁勇 张逸尘 李丽 叶明强 郭思龙 于 2021-08-18 设计创作，主要内容包括：本发明属于冷轧管机技术领域,具体提供了一种轧管机的坯料管到位检测装置和方法,包括坯料管和芯棒杆,坯料管内套接芯棒杆,包括夹送辊、对射光栅传感器、模拟量输入模块、主控制器和驱动装置,夹送辊夹接坯料管外壁,夹送辊依次电连接驱动装置和主控制器,对射光栅传感器和模拟量输入模块依次电连接主控制器,解决了需要配备不同涡流检测开关导致造价很高,安装不方便,信号易受到干扰的问题,本发明能准确识别坯料管位置,结构简单、安装方便、信号稳定的检测元件,且安装远离轧制线,使检测元件不易损坏,且容易更换。(The invention belongs to the technical field of cold pilger mills, and particularly provides a device and a method for detecting the in-place position of a blank pipe of a pilger mill, which comprises the blank pipe and a mandrel rod, wherein the mandrel rod is sleeved in the blank pipe and comprises a pinch roll, an opposite grating sensor, an analog quantity input module, a main controller and a driving device, the pinch roll is clamped on the outer wall of the blank pipe, the pinch roll is sequentially and electrically connected with the driving device and the main controller, and the opposite grating sensor and the analog quantity input module are sequentially and electrically connected with the main controller.)
技术领域
本发明属于冷轧管机技术领域，具体涉及一种轧管机的坯料管到位检测装置和方法。
背景技术
连续上料型冷轧管机有一根贯穿整个轧机中心的长芯棒杆，上料时坯料需穿过长芯棒杆到达轧制区域进行轧制，装料时坯料管需要由多组夹送辊装置将料送入轧制区域，控制夹送辊动作的开关稳定性一直是影响轧制稳定的重要因素，现有的开关均为环状的涡流检测开关，芯棒杆从检测开关中心穿过，坯料管穿过芯棒杆后进入涡流检测开关，涡流开关通过检测到内部涡流变化向PLC发出信号，代表坯料进入该环形涡流检测开关内。不同管径的坯料需要配置不同的口径涡流检测开关，而且造价很高，安装不方便，信号容易受到干扰，坯料在轧制时晃动极易损坏涡流检测线圈，且大口径坯料通过涡流信号无法准确输出信号。
发明内容
本发明提供的一种轧管机的坯料管到位检测装置和方法目的是克服现有技术中不同管径的坯料需要配置不同的口径涡流检测开关，而且造价很高，安装不方便，信号容易受到干扰，坯料在轧制时晃动极易损坏涡流检测线圈，且大口径坯料通过涡流信号无法准确输出信号的问题。
为此，本发明提供了一种轧管机的坯料管到位检测装置，包括坯料管和芯棒杆，坯料管内套接芯棒杆，包括夹送辊、对射光栅传感器、模拟量输入模块、主控制器和驱动装置，夹送辊夹接坯料管外壁，夹送辊依次电连接驱动装置和主控制器，对射光栅传感器和模拟量输入模块依次电连接主控制器。
优选的，所述对射光栅传感器包括光源发射端和光源接收端，芯棒杆水平设置，光源发射端位于芯棒杆的下方，光源接收端位于芯棒杆的上方；或者光源发射端位于芯棒杆的上方，光源接收端位于芯棒杆的下方。
优选的，所述光源发射端-和芯棒杆的距离为0.5-3m，光源接收端-和芯棒杆的距离为0.5-3m。
优选的，所述对射光栅传感器还包括模拟量变送器，光源发射端-和光源接收端-均通过模拟量变送器电连接模拟量输入模块。
优选的，还包括工控机，工控机电连接主控制器。
优选的，所述主控制器为PLC主控器。
优选的，所述驱动装置为电机驱动装置、气缸驱动装置或者液压驱动装置中的一种。
优选的，所述光源发射端-和光源接收端-安装在芯棒杆右端的两侧。
优选的，所述坯料管活动内接芯棒杆。
一种轧管机的坯料管到位检测方法，包括如下步骤：芯棒杆遮挡住光源发射端发出的部分光束，上料时，坯料管穿过芯棒杆的左端向右端移动，当坯料管到达对射光栅传感器时，坯料管遮挡住光源发射端发出的光束，光源接收端通过模拟量变送器将光束信号传送至模拟量输入模块，主控制器读取模拟量输入模块信号的实际值并判断坯料管是否到位，当坯料管到位，主控制器控制驱动装置启动，驱动装置带动夹送辊运动，夹送辊将坯料管送往冷轧管机轧制方向。
本发明的有益效果：
1、本发明提供的这种轧管机的坯料管到位检测装置和方法，采用对射光栅传感器检测信号，替代现有的涡流检测线圈，将规格繁多的检测线圈简化为一种结构简单、安装方便、信号稳定的检测元件，且安装远离轧制线，使检测元件不易损坏，且容易更换；
2、本发明提供的这种轧管机的坯料管到位检测装置和方法，对射光栅传感器的光源发射端位于芯棒杆的下方，光源接收端位于芯棒杆的上方，或者光源发射端位于芯棒杆的上方，光源接收端位于芯棒杆的下方，光源发射端距离芯棒杆的距离和光源接收端距离芯棒杆的距离根据需要均可调节，满足不同管径坯料的检测，不需要根据不同管径的坯料需要配置不同口径的检测开关，降低造价；由于对射光栅传感器与芯棒杆之间有距离，即使坯料在轧制时晃动也不会造成对射光栅传感器的损坏；同时对射光栅传感器将光束信号输入模拟量输入模块，通过主控制器读取模拟量输入模块信号的实际值并判断坯料管是否到位，能够准确输出信号。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是轧管机的坯料管到位检测装置结构示意图。
附图标记说明：1、坯料管；2、芯棒杆；3、夹送辊；4、对射光栅传感器；4-1、光源发射端；4-2、光源接收端；5、驱动装置；6、模拟量输入模块；7、主控制器；8、工控机。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，一种轧管机的坯料管到位检测装置，包括坯料管1和芯棒杆2，坯料管1内套接芯棒杆2，其特征在于：包括夹送辊3、对射光栅传感器4、模拟量输入模块6、主控制器7和驱动装置5，夹送辊3夹接坯料管1外壁，夹送辊3依次电连接驱动装置5和主控制器7，对射光栅传感器4和模拟量输入模块6依次电连接主控制器7。
本发明采用对射光栅传感器4检测信号，替代现有的涡流检测线圈，将规格繁多的检测线圈简化为一种结构简单、安装方便、信号稳定的检测元件，且安装远离轧制线，使检测元件不易损坏，且容易更换。
实施例2:
在实施例1的基础上，所述对射光栅传感器4包括光源发射端4-1和光源接收端4-2，芯棒杆2水平设置，光源发射端4-1位于芯棒杆2的下方，光源接收端4-2位于芯棒杆2的上方；或者光源发射端4-1位于芯棒杆2的上方，光源接收端4-2位于芯棒杆2的下方。
对射光栅传感器4的光源发射端4-1安装在芯棒杆2的下方，光源接收端4-2安装在芯棒杆2的上方；或者源发射端4-1安装在芯棒杆2的上方，光源接收端4-2安装在芯棒杆2的下方；光源发射端4-1和光源接收端4-2距离芯棒杆2的距离根据需要可调节，满足不同管径坯料的检测，不需要根据不同管径的坯料需要配置不同口径的检测开关，降低造价；同时由于对射光栅传感器4与芯棒杆2之间有距离，即使坯料在轧制时晃动也不会造成对射光栅传感器4的损坏。
优选的，所述光源发射端4-1和芯棒杆2的距离为0.5-3m，光源接收端4-2和芯棒杆2的距离为0.5-3m。在此距离范围内能够更准确地获取该区域内物体芯棒杆2、坯料管1直径的变化。
优选的，所述对射光栅传感器4还包括模拟量变送器，光源发射端4-1和光源接收端4-2均通过模拟量变送器电连接模拟量输入模块6。模拟量变送器将不同的光束信号传给模拟量输入模块6，通过主控制器7读取模拟量输入模块6信号的实际值并判断坯料管1是否到位，能够准确输出信号。
现有的对射光栅传感器均为数字量信号，即光栅传感器对射光线内有物体才发出信号，没有物体则没有信号；由于芯棒和坯料管都会遮挡光栅，数字量信号的对射光栅传感器并不适合于轧管机这种芯棒上套有管子的到管检测。本发明采用模拟量的对射光栅传感器(包括模拟量变送器和模拟量输入模块6)，通过遮挡的光栅不同从而反应出该位置是否有坯料管到位信号，这在一定程度上提升了检测的可靠性和便捷性。由于环形涡流检测开关需要套入芯棒杆外，更换涡流开关需要将整个芯棒杆抽出，更换规格时需要调整涡流开关的阈值，而环形涡流检测开关是非接触式的，所以光栅对射传感器比环形涡流传感器更易于更换。
优选的，还包括工控机8，工控机8电连接主控制器7。工控机8将主控制器7的数值显示出来，直观性能更好；工控机8为现有装置，在此不再详细描述。
优选的，所述主控制器7为PLC主控器。PLC主控器进行两次模拟量数据对比即可判断出坯料管1到位，得到坯料管1到位检测信号；对射光栅内的宽度发生变化并使得所述模拟量模块信号发生变化；所述PLC控制器根据模拟量信号的变化控制所述驱动装置的启动；PLC主控器使用方便、功能强、性价比高、可靠性高、抗干扰能力强。
优选的，所述驱动装置5为电机驱动装置、气缸驱动装置或者液压驱动装置中的一种。可选择性强，根据需要进行选择。
优选的，所述驱动装置5为电机驱动装置；结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠，转速极限高。
优选的，所述光源发射端4-1和光源接收端4-2安装在芯棒杆2右端的两侧。保证坯料管1自左向右穿过芯棒杆2时，坯料管1会遮挡住更多对射光栅传感器发射端4发出的光束，方便对射光栅传感器接收端5通过内部变送器将不同的信号传给模拟量输入模块6。
优选的，所述坯料管1活动内接芯棒杆2。确保坯料管1自由穿梭在芯棒杆2上，方便上料。
实施例3:
在实施例2的基础上，一种轧管机的坯料管到位检测方法，包括如下步骤：芯棒杆2遮挡住光源发射端4-1发出的部分光束，上料时，坯料管1穿过芯棒杆2的左端向右端移动，当坯料管1到达对射光栅传感器4时，坯料管1遮挡住光源发射端4-1发出的光束，光源接收端4-2通过模拟量变送器将光束信号传送至模拟量输入模块6，主控制器7读取模拟量输入模块6信号的实际值并判断坯料管1是否到位，当坯料管1到位，主控制器7控制驱动装置5启动，驱动装置5带动夹送辊3运动，夹送辊3将坯料管1送往冷轧管机轧制方向。
所述上料时，坯料管1被现有的装置顶着从芯棒杆2的左端向右端移动，为现有技术，在此不对其做详细介绍。
本发明能准确识别坯料管位置，采用对射光栅检测信号，替代现有的涡流检测线圈，将规格繁多的检测线圈简化为一种结构简单、安装方便、信号稳定的检测元件，且安装远离轧制线，使检测元件不易损坏，且容易更换。
本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“左”、“内”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
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