一种用于化学供应液系统的管料校直切断装置及控制方法

技术领域

本发明涉及管料校直技术领域，具体涉及一种用于化学液供应系统的管料校直切断装置及控制方法。

背景技术

化学液供应系统通常采用PFA软管输送化学液，而PFA软管的管料在制造过程中，由于材料、工艺等原因，可能会产生弯曲、扭曲形变。这些形变会影响到管道的正常使用和连接效果，甚至可能导致管道破裂。同时，对于化学液供应系统的输送管道，为了便于输送化学液减少输送阻力，多采用直管进行输送。因此，需要对管料进行校直切断，以消除其内部和外部的应力，保证其形状和尺寸符合要求。

管料校直一般需要加热来提高管料的校直效果，校直机构通常是设置两排平行交错排列的校直辊对管料进行校直，每排的校直辊均排布在同一水平线上。然而，由于校直辊的安装位置存在细微偏差、校直辊与管料的接触面存在瑕疵、管料校直时加热不均匀存在温度偏差等原因，最后校直切断的管料仍有可能在部分位置出现弯曲，达不到合格标准。因此，需要对与管料弯曲位置对应的校直辊进行径向方向的位置调节以调整此位置的校直力度，消除管料对应位置的弯曲，提升管料的直线度。

然而由于校直机构的校直辊大多是固定设置的，如若调节需要整体进行拆装调整较为麻烦。即便校直辊设置为可调节的，由于管料校直切断是一体化进行的，在运行过程中如若发现校直切断的管料出现弯曲，也得需要停机对校直机构进行调整后才能继续进行管料校直切断作业，耽误作业时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于化学液供应系统的管料校直切断装置及控制方法，能够自动检测管料是否弯曲，根据检测结果自动调节对应第二校直压辊的位置高度，在保证校直切断持续作业的同时，提升管料的直线度，并在调节过程中检测校直力度以控制调节精准度，防止管料过度校直产生变形。

为达到上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种用于化学液供应系统的管料校直切断装置，包括：

加热校直机构，具有加热组件、校直组件和用于自动调节所述校直组件的校直调节组件，所述校直组件包括固定设置的多个第一校直压辊和可沿径向方向移动调节的多个第二校直压辊，所述多个第二校直压辊与所述多个第一校直压辊错位配合限定形成不同尺寸的校直间隙以对不同管径尺寸的管料进行校直；

管料检测机构，设置有扫描相机，用于检测所述管料是否弯曲并确定所述管料的弯曲位置及弯曲程度以判断管料是否校直合格；

所述加热校直机构设置成根据所述扫描相机检测的所述管料的弯曲位置及弯曲程度，控制所述校直调节组件沿径向方向自动调节对应的第二校直压辊的位置高度以提高所述管料的直线度。

可选地，所述用于化学液供应系统的管料校直切断装置还包括控制系统，所述控制系统包括：

压力传感器，设置在所述第二校直压辊处，用于检测所述第二校直压辊配合所述第一校直压辊对所述管料的校直力度；

控制模块，与所述扫描相机、所述校直调节组件和所述压力传感器连接，用于根据所述扫描相机检测的所述管料的弯曲位置及弯曲程度参数生成控制调节信号传送给所述校直调节组件进行调节，并计算所述管料的弯曲半径及弯曲度得到校直力度参数的预设值，当所述压力传感器检测的校直力度参数达到预设值时，控制所述校直调节组件停止调节。

可选地，所述校直力度参数的预设值F通过如下公式获得：

其中，E为所述管料的弹性模量，I为所述管料截面的惯性矩，R为所述管料的弯曲半径，k

可选地，所述校直组件还包括：

支撑架，用于承载所述第一校直压辊与所述第二校直压辊，设置成沿与所述管料垂直的水平方向可移动调节，以适用不同管径尺寸的管料；

限位调节板，设置在所述第二校直压辊和所述支撑架之间，用于带动所述第二校直压辊沿径向方向移动调节；

调节螺杆，设置在所述限位调节板处，其上设置有调节螺丝。

可选地，所述校直调节组件包括：

机械手，用于拧动所述调节螺丝带动所述调节螺杆调节所述限位调节板的位置高度；

移动组件，受控地移动以带动机械手移动至对应的所述第二校直压辊的调节螺杆处。

可选地，所述加热校直机构的加热组件的加热温度范围为370℃-390℃，所述加热校直机构的加热距离为950-1050mm，所述管料在所述加热校直机构中的运行速度为40mm-67mm/s。

可选地，所述扫描相机包括：

第一扫描相机，设置在所述管料上方，用于检测管料在水平方向上是否弯曲；

第二扫描相机，设置在所述管料侧边，用于检测管料在径向方向上是否弯曲。

可选地，所述用于化学液供应系统的管料校直切断装置还包括冷却切断机构，所述冷却切断机构包括：

冷却组件，设置有用于对所述管料进行喷淋冷却的喷淋管以及用于干燥所述管料的刮片；

切断组件，设置有计米轮，用于控制所述管料的切断长度。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于化学液供应系统的管料校直切断装置的控制方法，包括如下步骤：

获取所述扫描相机检测的所述管料的弯曲位置及弯曲程度参数；

根据所述管料的弯曲位置及弯曲程度参数生成控制调节信号，控制所述校直调节组件移动到对应的第二校直压辊处并沿径向方向调节其位置高度。

可选地，所述用于化学液供应系统的管料校直切断装置的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：

获取所述控制系统的压力传感器检测的校直力度参数，根据所述管料的弯曲程度参数计算所述管料的弯曲半径及弯曲度并得到校直力度参数的预设值，当所述压力传感器检测的校直力度参数达到预设值时，控制所述校直调节组件停止调节。

本发明的有益效果在于：通过扫描相机检测管料是否弯曲并确定管料的弯曲位置及弯曲程度，根据检测结果控制校直调节组件自动调节对应第二校直压辊的位置高度以保证校直机构对管料整体校直效果的一致性，在实现管料校直切断装置持续作业的同时，提高管料的直线度。同时在调节过程中通过压力传感器检测的校直力度反馈及时控制校直调节组件停止调节以提高调节精准度，防止管料过度校直产生变形。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明一实施例所示的一种用于化学液供应系统的管料校直切断装置的示意性结构图；

图2为本发明一实施例所示的一种用于化学液供应系统的管料校直切断装置的校直组件的第一示意性结构图；

图3为本发明一实施例所示的一种用于化学液供应系统的管料校直切断装置的加热校直机构的示意性结构图；

图4为本发明一实施例所示的一种用于化学液供应系统的管料校直切断装置的校直组件的第二示意性结构图；

图5为本发明一实施例所示的一种用于化学液供应系统的管料校直切断装置的冷却切断机构的第一示意性结构图；

图6为本发明一实施例所示的一种用于化学液供应系统的管料校直切断装置的冷却切断机构的第二示意性结构图；

图7为本发明一实施例所示的一种用于化学液供应系统的管料校直切断装置的管料检测机构的示意性结构图；

图8为本发明一实施例所示的一种用于化学液供应系统的管料校直切断装置的控制方法的示意性流程图；

图中：1-加热校直机构，11-加热组件，12-校直组件，121-第一校直压辊，122-第二校直压辊，123-支撑架，1231-支撑板，1232-调节杆，1233-调节槽，1234-固定板，124-限位调节板，125-调节螺杆，1251-限位块，126-调节螺丝，13-校直调节组件，131-移动组件，132-机械手，2-管料检测机构，21-扫描相机，211-第一扫描相机，212-第二扫描相机，22-传送辊筒，3-冷却切断机构，31-冷却组件，311-辅助校直组件，3111-横向限位滚轮，3112-纵向限位滚轮，312-喷淋管，313-循环泵，314-刮片，32-切断组件，321-驱动滚轮，322-计米轮，323-切刀。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参见图1，本申请一较佳实施例所示的一种用于化学液供应系统的管料校直切断装置，包括加热校直机构1和管料检测机构2。该加热校直机构1具有加热组件11、校直组件12和用于自动调节校直组件的校直调节组件13。该校直组件12包括固定设置的多个第一校直压辊121和可沿径向方向移动调节的多个第二校直压辊122，该多个第二校直压辊122与多个第一校直压辊121错位配合限定形成不同尺寸的校直间隙以对不同管径尺寸的管料进行校直。该管料检测机构2设置有扫描相机21，用于检测所述管料是否弯曲并确定所述管料的弯曲位置及弯曲程度以判断管料是否校直合格。该加热校直机构1设置成根据扫描相机21检测的管料的弯曲位置及弯曲程度，控制校直调节组件13沿径向方向自动调节对应的第二校直压辊122的位置高度以提高管料的直线度。

根据本发明实施例的方案，通过扫描相机21检测管料是否弯曲并确定管料的弯曲位置及弯曲程度，管料在该位置发生弯曲，说明校直机构的对应位置存在校直问题，导致该位置对管料的校直效果和其他位置不一致。因此，根据管料的弯曲位置及弯曲程度控制校直调节组件13移动至对应的第二校直压辊122处并对其位置高度进行相应地单独调节，以保证校直机构对管料整体校直效果的一致性。在实现管料校直切断装置持续作业的同时，提高管料的直线度。

以下以具体实施例来详细说明：

该管料校直切断装置还包括控制系统，该控制系统包括压力传感器和控制模块。该压力传感器设置在第二校直压辊122处，用于检测第二校直压辊122配合第一校直压辊121对管料的校直力度。该控制模块与扫描相机21、校直调节组件13和压力传感器连接，用于根据扫描相机21检测的管料的弯曲位置及弯曲程度参数生成控制调节信号传送给校直调节组件13进行调节，并计算管料的弯曲半径及弯曲度得到校直力度参数的预设值，当压力传感器检测的校直力度参数达到预设值时，控制校直调节组件13停止调节。

该校直力度参数的预设值F通过如下公式获得：

其中，E为管料的弹性模量，I为管料截面的惯性矩，R为管料的弯曲半径，k

通过控制模块接收扫描相机21检测的弯曲程度参数，并根据弯曲程度参数计算出管料的弯曲半径及弯曲度，并根据上述公式计算出校直力度参数的预设值。在上述公式中，管料的弹性模量、惯性矩、材料系数为事先设定好的固定值，温度系数随着加热温度进行相应改变。压力传感器设置在第二校直压辊122和管料接触部位，当对第二校直压辊122位置高度进行调节时，压力传感器检测的校直力度参数也随之改变，压力传感器将校直力度参数传送给控制模块，当校直力度参数达到预设值时，说明此时对第二校直压辊122位置高度的调节已经达到校直要求，继续调节会使管料校直过度产生变形，因此控制模块向校直调节组件13发送停止调节信号控制校直调节组件13停止调节。

为了保证管料能够均匀地加热校直，该加热校直机构1密封设置在加热箱内，该加热组件11采用多个红外加热器均匀分布在加热箱内。同时在加热箱内均匀设置多个温度传感器，当温度传感器检测到的温度存在差异时，通过分别调整对应位置的红外加热器的加热功率，以使得加热箱内的整体温度均衡，尽可能的消除加热不均匀对管料校直的影响。温度传感器与控制模块连接，控制模块根据温度传感器的检测温度对计算校直力度参数预设值的温度系数进行相应调整。

该加热组件11的加热温度范围为370℃-390℃，该加热校直机构1的加热距离为950-1050mm，该管料在加热校直机构1中的运行速度为40mm-67mm/s。该加热温度范围和加热距离均是为了保证管料能够被软化校直，既不会被过度加热也不会因低温加热导致管料无法校直而设置的。在温度传感器检测到加热箱温度达到加热温度上限时，加热组件11停止加热，在温度传感器检测到加热箱温度低于加热温度下限时，加热组件11开始加热，以此保证加热箱内的温度始终处于设定范围内。该管料在加热校直机构1中的运行速度则是会根据管料的管径尺寸进行调整，管径尺寸大的管料需要的加热时间较长，因此运行速度较慢，相反管径尺寸小的管料需要的加热时间较短，因此运行速度较快。

请参见图2，该校直组件12中的第一校直压辊121和第二校直压辊122配合形成的不同尺寸的校直间隙与不同管径尺寸的管料相对应。多个校直间隙的尺寸沿第二校直压辊122一端至另一端方向逐渐减小。

请参见图2、图3和图4，该校直组件12还包括支撑架123、限位调节板124、调节螺杆125和调节螺丝126。该支撑架123包括两个支撑板1231和调节杆1232，多个第一校直压辊121与多个第二校直压辊122平行错位设置在两个支撑板1231之间，该调节杆1232水平设置且与管料垂直，两个支撑板1231套置在调节杆1232上并沿调节杆1232轴向方向移动调节。该限位调节板124设置在第二校直压辊122和支撑板1231之间，具体地，该限位调节板124设置在第二校直压辊122两端，该支撑板1231上开有调节槽1233，限位调节板124限位卡置在对应的调节槽1233内且可沿径向方向移动调节。该调节螺杆125一端通过限位块1251可转动的限位设置在限位调节板124内，另一端穿过加热箱向上延伸，该调节螺杆125另一端设置有调节螺丝126。该支撑板1231上还设置有固定板1234，该固定板1234套置在调节螺杆125上用于增加调节螺杆125的稳定性。

该加热校直机构1在使用前，首先根据待校直管料的管径尺寸，手动或电动地调节支撑板1231的位置，使得第一校直压辊121与第二校直压辊122配合形成的与管料管径尺寸对应的校直间隙移动到指定位置，然后再将管料穿过校直间隙完成安装。

请参见图3，该校直调节组件13包括移动组件131和机械手132。该机械手132用于拧动调节螺丝126带动调节螺杆125调节限位调节板124的位置高度。该移动组件131可沿X、Y、Z三轴任意位置受控地移动以带动机械手132移动至对应的第二校直压辊122的调节螺杆125处。

在校直调节组件13接收到控制模块的控制调节信号后，首先是通过移动组件131带动机械手132移动至对应的第二校直压辊122的调节螺杆125处，然后启动机械手132拧动调节螺杆125上的调节螺丝126带动调节螺杆125沿径向方向移动，在拧动过程中，移动组件131配合带动机械手132沿径向方向缓慢移动。调节螺杆125沿径向方向移动推动限位调节板124连同第二校直压辊122同步移动调节位置高度，由于调节螺杆125和限位调节板124之间通过限位块限位连接，因此调节螺杆125由于机械手132的拧动而产生的转动过程并不会因限位调节板124受到阻碍，使得整个调节过程顺畅运行，同时也能保证调节后调节螺杆125对限位调节板124位置的固定。由于限位调节板124设置在第二校直压辊122两端，因此每个第二校直压辊122带有两个调节螺杆125，因此在调节时需要对同一第二校直压辊122的两个调节螺杆125分别进行同样的位置调节，这样在保证第二校直压辊122位置调节精准度的同时，也能使得第二校直压辊122始终保持水平设置，不会对管料校直造成影响。

请参见图5和图6，由于管料加热校直后会一定程度的软化，直接进行切断会导致管料切口容易受挤压变形。因此，该管料校直切断装置还包括设置在加热校直机构1和管料检测机构2之间的冷却切断机构3，该冷却切断机构3包括冷却组件31和切断组件32。该冷却组件31设置在冷却箱内，包括辅助校直组件311、喷淋管312、循环泵313和刮片314。该辅助校直组件311有多组，沿管料轴向方向平行设置。该喷淋管312设置在辅助校直组件311上方，设置有多个喷淋孔，用于对加热校直后的管料喷淋冷却降温。该循环泵313与喷淋管312连接，用于将从冷却箱中收集的冷却水循环使用。该刮片314设置在冷却箱侧边且与管料端口位置相对应，设置有刮毛，用于将冷却后的管料上残留的水滴进行刮除干燥，防止水滴长期残留在管料表面对其进行腐蚀。

由于管料在喷淋冷却过程中受热胀冷缩可能会发生变形，因此辅助校直组件311的设置能够保持加热校直后的管料直线度。每组辅助校直组件311包括一组可横向调节的横向限位滚轮3111和一组可纵向调节的纵向限位滚轮3112。一组横向限位滚轮3111包括两个横向限位滚轮3111，两个横向限位滚轮3111之间的相对位置可调节。一组纵向限位滚轮3112包括两个纵向限位滚轮3112，两个纵向限位滚轮3112之间的相对位置可调节。在冷却加热装置使用前，根据管料的管径尺寸调节纵向限位滚轮3112和横向限位滚轮3111配合形成的校直间隙尺寸，并使得多组辅助校直组件311的校直间隙处于同一水平线上并且与刮片314对应。

请参见图5和图6，该切断组件32设置在冷却组件31后，设置有驱动滚轮321、计米轮322和切刀323。该驱动滚轮321有两个，两个驱动滚轮321之间的间隙可调节以适用不同管径尺寸的管料。该计米轮322有两个，两个计米轮322之间的间隙可调节且与两个驱动滚轮321对应平行设置。该计米轮322用于控制管料的切断长度，当计米轮322检测到管料到达一定长度后，切刀323下行切断管料。

请参见图7，该管料检测机构2还包括传送辊筒22，用于传送切断后的管料。该扫描相机21包括第一扫描相机211和第二扫描相机212。该第一扫描相机211设置在管料上方，用于检测管料在水平方向上是否弯曲。该第二扫描相机212设置在管料侧边，用于检测管料在径向方向上是否弯曲。

通过第一扫描相机211配合第二扫描相机212，全方位地检测管料是否弯曲，得到的检测信息更加精准，通过检测信息反馈给控制模块，进而控制校直组件12的调节也会更加精准。

请参见图8，本发明实施例还提供了一种用于化学液供应系统的管料校直切断装置的控制方法，包括如下步骤：

S10：获取扫描相机21检测的管料的弯曲位置及弯曲程度参数；

S20：根据管料的弯曲位置及弯曲程度参数生成控制调节信号，控制校直调节组件13移动到对应的第二校直压辊122处并沿径向方向调节其位置高度。

S30：获取控制系统的压力传感器检测的校直力度参数，根据管料的弯曲程度参数计算管料的弯曲半径及弯曲度并得到校直力度参数的预设值，当压力传感器检测的校直力度参数达到预设值时，控制校直调节组件13停止调节。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。