【摘要】 鋼管、圓鋼等鋼型材生產(chǎn)過(guò)程中，長(zhǎng)度、重量測(cè)量是一個(gè)重要的工序。本文所述用激光測(cè)量型鋼長(zhǎng)度的方式，與現(xiàn)有其他測(cè)量方式相比：測(cè)量誤差小、效率高、成本低、適用性強(qiáng)。鋼管、圓鋼在線稱重裝置，與現(xiàn)有其他測(cè)量方式相比：測(cè)量過(guò)程平穩(wěn)、測(cè)量誤差小、測(cè)量裝置故障率低、使用壽命長(zhǎng)。

【關(guān)鍵詞】 激光測(cè)量裝置;測(cè)長(zhǎng);稱重

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2020.05.025

On Line Length Measuring and Weighing Device for

Steel Pipe（Round Steel）

SUN Su-juan

（Anshan Inspection，Examination & Certification Centre，Anshan 114034，China）

Abstract： In the production process of steel pipe，round steel and other steel profiles，length and weight measurement is an important process. Compared with other existing measurement methods，the laser measurement of section steel length has the advantages of small measurement error，high efficiency，low cost and strong applicability. Compared with other existing measurement methods，the online weighing device for steel pipe and round steel has the advantages of smooth measurement process，small measurement error，low failure rate and long service life.

Key words： laser measuring device;length measuring;weighing

鋼管、圓鋼等鋼型材長(zhǎng)度、重量測(cè)量是重要的工序，作為一名計(jì)量工作者，與企業(yè)技術(shù)人員共同研究了本文所述的鋼管、圓鋼在線測(cè)長(zhǎng)、稱重新裝置。目前該新裝置已取得國(guó)家實(shí)用新型專利。

1 長(zhǎng)度測(cè)量

鋼管、圓鋼等鋼型材長(zhǎng)度測(cè)量是一個(gè)重要的測(cè)量工序。目前，大多數(shù)型鋼生產(chǎn)線仍采用人工測(cè)量的方式，不僅容易導(dǎo)致安全事故，而且人工測(cè)量的準(zhǔn)確度差，信息反饋不及時(shí);部分生產(chǎn)企業(yè)的型鋼生產(chǎn)線引入了自動(dòng)測(cè)量設(shè)備，大多是采用旋轉(zhuǎn)編碼器作為主要測(cè)量原件，需要通過(guò)齒條、齒形帶或拉繩將長(zhǎng)度方向的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)供編碼器測(cè)量，這種方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度低，測(cè)量裝置故障率高，設(shè)備壽命短。另外還有一種測(cè)量方式，是采用光柵尺或磁柵尺作為主要測(cè)量原件，這種方式成本高，不適合大尺寸工件的測(cè)量。

本文所述測(cè)量長(zhǎng)度的新裝置與其他測(cè)量方式相比具有測(cè)量誤差小、效率高、成本低、適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，組成如圖1所示，圖中：①激光測(cè)量裝置;②撥料裝置;③固定臺(tái)架;④升降臺(tái)架;⑤被測(cè)工件。

圖2是激光測(cè)量裝置1的Ⅰ視圖，圖中：11.橫向固定架;12直線模組;13滑塊;14反光板;16激光測(cè)距傳感器。

激光測(cè)量裝置由橫向固定架、激光測(cè)距傳感器、直線模組及反光板組成。橫向固定架與型鋼輸送方向垂直設(shè)置，直線模組安裝在橫向固定架上，直線模組中的滑塊能夠沿橫向固定架往復(fù)移動(dòng);激光測(cè)距傳感器設(shè)置在橫向固定架的外端，反光板朝向激光測(cè)距傳感器一側(cè)設(shè)置在滑塊的豎向定位板上，激光測(cè)距傳感器發(fā)出的激光束垂直于反光板平面;升降臺(tái)架的內(nèi)側(cè)或升降臺(tái)架與激光測(cè)量裝置之間設(shè)撥料裝置;沿型鋼輸送方向，升降臺(tái)架的兩端分別設(shè)固定臺(tái)架。

直線模組為滾珠絲杠型直線模組或同步帶型直線模組。直線模組又稱線性模組、直角坐標(biāo)機(jī)器人、直線滑臺(tái)等，是繼直線導(dǎo)軌、直線運(yùn)動(dòng)模組、滾珠絲桿直線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化升級(jí)單元，其適用于輕負(fù)載，能夠使負(fù)載移動(dòng)更加靈活、定位更加精準(zhǔn)。直線模組作為反光板的移動(dòng)載體，具有動(dòng)作靈活、移動(dòng)平穩(wěn)、定位精確的優(yōu)點(diǎn)，有利于快速、精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)被測(cè)工件長(zhǎng)度的測(cè)量。

滾珠絲杠型直線模組主要由滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌、滑臺(tái)、滾珠絲杠支撐座、聯(lián)軸器、馬達(dá)、光電開關(guān)等組成，滾珠絲杠是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的常用機(jī)構(gòu)。滑臺(tái)在滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的作用下沿直線導(dǎo)軌移動(dòng)，滑臺(tái)采用鋁合金型材制作，其剛性好、熱變形小、進(jìn)給穩(wěn)定性高，滑塊安裝在滑臺(tái)上。

同步帶型直線模組主要由皮帶、直線導(dǎo)軌、鋁合金型材滑臺(tái)、聯(lián)軸器、馬達(dá)、光電開關(guān)等組成，其工作原理是：皮帶安裝在直線模組兩側(cè)的傳動(dòng)軸上，其中一個(gè)傳動(dòng)軸作為動(dòng)力輸入軸，在皮帶上固定一塊用于安裝移動(dòng)物體的滑塊，當(dāng)有動(dòng)力輸入時(shí)，通過(guò)帶動(dòng)皮帶使滑塊運(yùn)動(dòng)。

工作原理如下：被測(cè)工件⑤沿固定臺(tái)架③縱向輸送，在被測(cè)工件⑤輸送路徑的兩側(cè)固定位置各布置一個(gè)激光測(cè)距傳感器16，對(duì)于棒材、熱軋型鋼等具有較大實(shí)體截面的被測(cè)工件⑤，可以直接使用被測(cè)工件⑤的端面作為激光測(cè)距傳感器16所發(fā)射激光束的反射面，對(duì)于管材、冷彎型鋼等具有空心小截面的被測(cè)工件⑤，采用可移動(dòng)的反射元件（反光板14）進(jìn)行測(cè)量，將反射元件靠到被測(cè)工件⑤端面上作為激光測(cè)距傳感器16發(fā)射激光束的反射面。將兩個(gè)激光測(cè)距傳感器16的固定點(diǎn)距離減去兩個(gè)激光測(cè)距傳感器16的反射長(zhǎng)度，再減去滑塊13上的豎向定位板和反光板14的厚度即是被測(cè)工件⑤的實(shí)測(cè)長(zhǎng)度。

2 重量測(cè)量

在鋼管、圓鋼的生產(chǎn)過(guò)程中，重量測(cè)量是一個(gè)重要的檢測(cè)工序，目前，大多數(shù)生產(chǎn)線已經(jīng)采用了自動(dòng)測(cè)量，具體方法是稱重的稱體固定，被檢測(cè)工件通過(guò)吊車或上料裝置放置到稱體上進(jìn)行稱重，采用這種稱重方式的缺點(diǎn)在于工件下落時(shí)對(duì)稱體的沖擊力大，易造成稱重傳感器損傷甚至失效，從而使測(cè)量裝置故障率高，使用壽命短。

本文所述的鋼管、圓鋼在線稱重裝置，采用被檢測(cè)工件靜止，由升降平臺(tái)帶動(dòng)稱體上移接觸工件完成重量測(cè)量的方法，具有測(cè)量過(guò)程平穩(wěn)、測(cè)量精度高、測(cè)量裝置故障率低，使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。組成如圖3所示。

圖4是圖3的前視圖。圖5是圖3中的A-A視圖。圖中：①固定臺(tái)架;②平臺(tái)體;③液壓缸;④稱重傳感器;⑤定位支撐座;⑥升降臺(tái)架;⑦撥料裝置;⑧被測(cè)工件。

可升降稱重平臺(tái)由平臺(tái)體、液壓缸及稱重傳感器組成，液壓缸設(shè)于平臺(tái)體的底部，稱重傳感器設(shè)于兩者之間;可升降稱重平臺(tái)的兩側(cè)分別設(shè)撥料裝置，2個(gè)撥料裝置的外側(cè)分別設(shè)升降臺(tái)架;沿工件輸送方向，升降臺(tái)架兩端分別設(shè)固定臺(tái)架。液壓缸為4個(gè)，分別設(shè)于平臺(tái)體底部四角，每個(gè)液壓缸活塞桿與平臺(tái)體之間均設(shè)置稱重傳感器。4個(gè)液壓缸通過(guò)程控液壓同步分流器實(shí)現(xiàn)同步升降。平臺(tái)體上在靠近升降臺(tái)架兩側(cè)分別設(shè)定位支撐座，定位支撐座中部設(shè)V形定位槽。升降臺(tái)架由升降液壓缸及固定在升降液壓缸上的V型定位塊組成。

工作原理如下：鋼管或圓鋼等被測(cè)工件⑧沿固定臺(tái)架①縱向輸送，調(diào)節(jié)升降臺(tái)架⑥的高度，使升降臺(tái)架⑥的頂面高度高于可升降稱重平臺(tái)的平臺(tái)體②的頂面高度;當(dāng)被測(cè)工件⑧到達(dá)稱重位時(shí)，通過(guò)撥料裝置⑦將被測(cè)工件⑧轉(zhuǎn)移到升降臺(tái)架⑥上，被測(cè)工件⑧的兩端由升降臺(tái)架⑥支撐，中部處于懸空狀態(tài)。啟動(dòng)可升降稱重平臺(tái)的4個(gè)液壓缸③，由程控液壓同步分流器控制4個(gè)液壓缸③同步上升，平臺(tái)體②上的定位支撐座⑤首先與被測(cè)工件⑧接觸，隨著液壓缸③的進(jìn)一步抬升，被測(cè)工件⑧與升降臺(tái)架⑥分離，其重量完全由可升降稱重平臺(tái)承載，此時(shí)即可通過(guò)稱重傳感器④測(cè)出被測(cè)工件⑧的重量。

3 結(jié)論

本文所述測(cè)量型鋼長(zhǎng)度、重量的新裝置，具有測(cè)量誤差小、效率高、成本低、適用性強(qiáng)、測(cè)量過(guò)程平穩(wěn)、測(cè)量裝置故障率低、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 鞍山長(zhǎng)鳳無(wú)損檢測(cè)設(shè)備有限公司.一種鋼管、圓鋼在線稱重裝置：201920185050.X[P].2019-08-16.

[2] 鞍山長(zhǎng)鳳無(wú)損檢測(cè)設(shè)備有限公司.一種采用激光測(cè)量型鋼長(zhǎng)度的裝置：201920185086.8[P].2019-08-07.

【作者簡(jiǎn)介】

孫素娟（1965-），女，高級(jí)工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)橛?jì)量技術(shù)。