一种在线钢骨架塑料复合管材周长自动测量及调节装置的制作方法

1.本发明属于管道自动化生产技术领域，具体涉及一种在线钢骨架塑料复合管材周长自动测量及调节装置。


背景技术：

2.钢骨架塑料复合管材多采用连续挤出的方式进行生产，管材口径有内外成型机构和挤出机料量共同决定。由内外成型机构相对位置决定管材是否壁厚均匀，由挤出机给料量决定壁厚是否合格。目前钢骨架塑料复合管生产周长控制，是由现场操作人员通过测量周长和观察壁厚是否均匀来检验产品是否合格，并判定挤出机给料量是否需要调节，若需要调节，则由人工调节挤出机给料速度。
3.随着生产线自动化技术发展，人工测量管材周长并通过人工调节挤出机给料速度来进行周长控制的方式，已不能满足产品质量精确控制及智能化、数字化发展需求，管材周长的粗约化控制，造成原材料浪费的同时，也对产品外观有影响。


技术实现要素：

4.本发明解决现有的人工测量速度慢及人工调节精度低的问题，提供一种实现钢骨架塑料复合管周长在线测量及自动调节的在线钢骨架塑料复合管材周长自动测量及调节装置。
5.为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
6.一种在线钢骨架塑料复合管材周长自动测量及调节装置，包括挤出机，所述挤出机的出料端设有支架，所述支架连接支撑板，所述支撑板设有导轨，所述导轨滑动连接支座，所述支座设有驱动气缸，所述驱动气缸用于驱使支座沿所述导轨的长度方向往复滑动，所述支座转动连接从动轮，所述从动轮设有用于管材通过的环形通道，所述从动轮设有位移传感器，所述位移传感器电连接plc控制器，所述从动轮传动连接主动轮，所述主动轮用于驱使从动轮带动位移传感器转动，所述主动轮传动连接电机，所述电机连接所述支座，所述电机电连接所述plc控制器，所述驱动气缸电连接所述plc控制器，所述plc控制器电连接所述挤出机。
7.进一步地，所述支座设有弧形轨道，所述环形轨道设有用于管材通过的圆形通道，所述圆形通道与所述环形通道相适配，所述从动轮沿所述弧形轨道进行转动。
8.进一步地，所述圆形通道内设有若干夹紧单元，各所述夹紧单元沿所述圆形通道的周向间隔设置。
9.进一步地，各所述夹紧单元的夹紧端分别设有长度可调的夹具，各所述夹具用于夹紧管材。
10.进一步地，所述夹紧单元为夹紧气缸，各所述夹紧气缸分别连接所述plc控制器。
11.进一步地，所述位移传感器为激光位移传感器，所述激光位移传感器电连接所述plc控制器。
12.进一步地，所述主动轮为2个，各所述主动轮分别位于所述从动轮的两侧。
13.本发明还公开了一种在线钢骨架塑料复合管材周长自动测量方法，根据权利要求1-7中任意一项在线钢骨架塑料复合管材周长自动测量的调节装置的测量方法如下：
14.s1、根据所需生产管材的规格，通过plc控制器设定阈值，于挤出机的出料端形成的管材伸入从动轮的环形通道，并通过plc控制器设置使从动轮的转动速度与支座的滑动速度相匹配；
15.s2、通过plc控制器使电机转动，电机转动带动主动轮进行旋转，主动旋转驱使从动轮进行旋转，从动轮旋转带动位移传感器沿管材外周壁进行扫描，同时位移传感器把扫描的数据传输到plc控制器；
16.s3、plc控制器把位移传感器传输的数据和阈值进行分析，当位移传感器传输的数据低于阈值时，通过plc控制器调节挤出机的出料速度增加，出料速度增加使管材的壁厚增加；当位移传感器传输的数据高于阈值时，通过plc控制器调节挤出机的出料速度降低，出料速度降低使管材的壁厚变薄。
17.进一步地，所述挤出机的出料速度、所述从动轮转动速度与所述支座的滑动速度相匹配。
18.进一步地，所述plc控制器设有自动报警器。
19.本发明由于采用了上述的发明，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：
20.本发明的挤出机的出料端设有支架，支架连接支撑板，支撑板设有导轨，导轨滑动连接支座，支座设有驱动气缸，驱动气缸用于驱使支座沿导轨的长度方向往复滑动，支座转动连接从动轮，从动轮设有用于管材通过的环形通道，从动轮设有位移传感器，位移传感器电连接plc控制器，从动轮传动连接主动轮，主动轮用于驱使从动轮带动位移传感器转动，主动轮传动连接电机，电机连接支座，电机电连接plc控制器，驱动气缸电连接plc控制器，plc控制器电连接挤出机；这种设置通过旋转机构、位移传感器和plc控制器的配合，降低了工人的劳动强度，实现了管材周长的在线测量，提高了管材的测量速度；并且通过plc控制器和挤出机的配合，实现管材壁厚的自动调节，提高了管材壁厚的调节精度，避免了原材料的浪费，提高了产品的合格率；综上，本发明无需人工对管材周长进行测量，同时管材的测量是连续的，管材周长的调节由plc控制器自动完成，对挤出机出料速度的控制精度能够高于人工控制，从而实现对管材周长的精确调节，提高了管材质量，并节约原材料，适用于在线管材测量。
附图说明
21.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
22.在附图中：
23.图1为本发明实施例的结构示意图；
24.图2为本发明实施例支座和夹紧单元的结构示意图；
25.图3为本发明实施例调节装置的结构示意图；
26.图4为本发明实施例调节装置侧面的结构示意图；
27.图5为本发明实施例支座的结构示意图；
28.图6为本发明实施例的框架图；
29.图7为本发明实施例从动轮的结构示意图。
30.标注部件：1-挤出机，2-支架，3-支撑板，4-导轨，5-支座，501-环形轨道，502-圆形通道，6-驱动气缸，7-从动轮，701-环形通道，8-位移传感器，9-plc控制器，10-主动轮，11-电机，12-夹紧单元，1201-夹具。
具体实施方式
31.以下结合本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
32.实施例一种在线钢骨架塑料复合管材周长自动测量及调节装置
33.本实施例公开了一种在线钢骨架塑料复合管材周长自动测量及调节装置，如图1、图2、图3、图4、图6、图7所示，包括挤出机1，挤出机1设有管材壁厚调节机构，使管材壁厚均匀；挤出机1的出料端设有支架2，支架2采用钢材通过焊接方式和螺栓连接方式相配合制作而成，支架2可以为三角支架，支架2也可以为方形支架，支架2可以单个，支架2也可以为多个，当支架2为多个时，多个支架2之间呈水平排列，支架2的顶部设有支撑板3，支撑板3的顶部设有导轨4，导轨4可以单导轨，导轨4也可以为双导轨，导轨4滑动连接支座5，支座5在外力驱使下可沿导轨4的长度方向往复滑动，即支座5在外力驱使下靠近或远离挤出机1，支座5设有驱动气缸6，即驱动气缸6的固定端连接支架2，驱动气缸6的伸缩端连接支座5，驱动气缸6的伸缩驱使支座5沿导轨4的长度方向往复滑动，驱动气缸6还可以采用其它机构，如电动推杆等，支座5转动连接从动轮7，从动轮7设有用于管材通过的环形通道501，即挤出机1形成的管材伸入环形通道501，从动轮7设有位移传感器8，优选位移传感器8为激光位移传感器，激光位移传感器通过电线连接plc控制器9，plc控制器9用于接收激光位移传感器传输的数据，从动轮7传动连接主动轮10，主动轮10可以为单个，主动轮10也可以为2个，2个主动轮10分别位于从动轮7的两侧，这种设置可以避免当其中一个主动轮10发生故障时，另一个主动轮10可以继续驱使从动轮7进行转动；从动轮7可以通过皮带传动连接主动轮10，从动轮7还可以通过链条传动连接主动轮10，主动轮10和从动轮7还可以通过轮齿啮合传动连接，主动轮10用于驱使从动轮7带动位移传感器8转动，即主动轮10转动带动从动轮7从而使位移传感器8做圆周运动，采集测量管材一周的距离，并将采集的数据传输到plc控制器9进行运算从而求出测量管材外壁周长；主动轮10传动连接电机11的输出轴，电机11通过螺栓连接支座5，电机11通过电线连接plc控制器9，这种设置可以通过plc控制器9调节电机11的转速，即调节从动轮7的转动速度，驱动气缸6电连接plc控制器9，这种设置可以通过plc控制器9调节驱动气缸6的伸缩速度，即支座5的滑动速度，plc控制器9电连接挤出机1，这种设置可以通过plc控制器9调节挤出机1的出料速度，即方便调节生产管材的壁厚；由于测量机构与挤出机1的出料端具有一定距离，因此进行挤出机1出料速度调节后，管材周长需经过一定时间才能反馈到plc控制器9，因此管材周长调节从时间上看使离散的；在工作时，首先，根据生产管材的规格，通过plc控制器9设定各项阈值如：挤出机1的管材周长阈值、出料速度阈值、驱动气缸6的伸缩速度阈值和电机11的转速阈值等，挤出机1形成的管材伸入从动轮7的环形通道701内，之后，从动轮7转动带动位移传感器8沿管材做圆周运动，采集管材一周的距离，并把采集到的数据传输到plc控制器9进行运算从而求出管材外壁周长，最后，
plc控制器9把求出的管材外壁周长与管材周长阈值进行比较分析，当求出的管材外壁周长等于管材周长阈值时，plc控制器9不发出信号，挤出机1正常运行；当求出的管材外壁周长小于管材周长阈值时，plc控制器9调节挤出机1的出料速度，使挤出机1的出料速度加快，以提高形成管材的外壁周长；当求出的管材外壁周长大于管材周长阈值时，plc控制器9调节挤出机1的出料速度，使挤出机1的出料速度变慢，以降低形成管材的外壁周长，同时，当位移传感器8扫描一周后，驱动气缸6收缩使支座5返回初始位置，再次对管材的不同位置进行测量，以此往复运动测量；由此本实施例的优势在于，采用上述设置，无需人工对管材周长进行测量，同时管材的测量是连续的，管材周长的调节由plc控制器9自动完成，对挤出机1的出料速度的控制精度能够高于人工控制，从而实现对管材周长的精确调节，提高了管材质量，并节约原材料。
34.本实施例支座5的一个优选结构为，如图1、图2、图3、图5所示，支座5设于环形轨道501，环形轨道501设有用于管材通过的圆形通道502，圆形通道502与环形通道701相适配，从动轮7沿环形轨道501进行转动，这种设置提高了从动轮7的转动稳定性，减小了测量误差，提高了测量准确率；圆形通道502内设有多个夹紧单元12，多个夹紧单元12沿圆形通道502的周向间隔设置，这种设置使管材的稳定性增加，避免了在测量过程中，管材移动造成测量误差，提高了测量准确性；每个夹紧单元12的夹紧端分别设有长度可调的夹具1201，长度可调的夹具1201可以采用螺纹调节方式、卡扣调节方式、伸缩调节方式等结构，多个夹具1201用于夹紧管材，这种设置提高了夹紧单元12的适用范围，使夹紧单元12可以适应不同直径的管材；夹紧单元12为夹紧气缸，每个夹紧气缸分别电连接plc控制器9，夹紧单元12还可以采用其它可以实现夹紧的机构，如电动推杆等，这种设置实现了自动化，提高了加紧速度，由此本实施例的优势在于，采用上述设置，减小误差产生，提高了测量准确率。
35.一种在线钢骨架塑料复合管材周长自动测量方法，根据以上在线钢骨架塑料复合管材周长自动测量的调节装置的测量方法如下：第一、根据所需生产管材的规格，通过plc控制器9设定阈值，如自动报警器阈值、管材周长阈值、管材周长阈值范围、挤出机1出料速度阈值范围、驱动气缸6的伸缩速度阈值和电机11的转速阈值等，在挤出机1的出料端形成的管材伸入从动轮7的环形通道701内，并通过plc控制器9设置使从动轮7的转动速度与支座5的滑动速度相匹配；同时使挤出机1的出料速度、从动轮7转动速度和支座5的滑动速度相匹配；第二、通过plc控制器9使电机11转动，电机11转动带动主动轮10进行旋转，主动轮10旋转驱使从动轮7进行旋转，从动轮7旋转带动位移传感器8沿管材外周壁进行圆周扫描，扫描速度均匀稳定，同时位移传感器8把扫描的数据传输到plc控制器9；第三、plc控制器9把位移传感器8传输的数据和相对应的阈值进行分析，当位移传感器8传输的数据等于管材周长阈值时，plc控制器9不发出信号，挤出机1正常运行；当位移传感器8传输的数据低于管材周长阈值，但在管材周长阈值范围内时，plc控制器9调节挤出机1的出料速度，使挤出机1的出料速度增加，以提高管材的周长；当位移传感器8传输的速度高于管材周长阈值，但在管材周长阈值范围内时，plc控制器9调节挤出机1的出料速度，使挤出机1的出料速度降低，以减小管材的周长；当位移传感器8传输的速度高于或低于管材周长阈值范围的最大值或最小值时，plc控制器9的自动报警器开始报警，用于提醒操作员进行维修。
36.本发明实施例的工作原理如下：
37.在工作时，首先，根据生产管材的规格，通过plc控制器9设定各项阈值如：挤出机1
的管材周长阈值、出料速度阈值、驱动气缸6的伸缩速度阈值和电机11的转速阈值等，挤出机1形成的管材通过支座5的圆形通道502伸入从动轮7的环形通道701内，plc控制器9使夹具1201夹紧管材，之后，从动轮7转动带动位移传感器8沿管材做圆周运动，采集管材一周的距离，并把采集到的数据传输到plc控制器9进行运算从而求出管材外壁周长，最后，plc控制器9把求出的管材外壁周长与管材周长阈值进行比较分析，当求出的管材外壁周长等于管材周长阈值时，plc控制器9不发出信号，挤出机1正常运行；当求出的管材外壁周长小于管材周长阈值时，plc控制器9调节挤出机1的出料速度，使挤出机1的出料速度加快，以提高形成管材的外壁周长；当求出的管材外壁周长大于管材周长阈值时，plc控制器9调节挤出机1的出料速度，使挤出机1的出料速度变慢，以降低形成管材的外壁周长，同时，当位移传感器8扫描一周后，plc控制器9使夹具1201松开管材，驱动气缸6收缩使支座5返回初始位置，再次对管材的不同位置进行测量，以此往复运动测量。
38.本发明未详细说明部分属于本领域技术人员的公知常识。
39.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求保护的范围之内。