一种接触式管内焊缝余高测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工业生产中的精密测量领域，涉及余高测量，具体涉及一种接触式管内焊缝余高测量装置。
【背景技术】
[0002]随着全球工业化时代进程的加快，油气能源已成为各国经济发展的关键所在。随着油气向深海、沙漠、南北极以及恶劣环境地区的开采，油气的可靠安全运输成为了油气开采的难题。随着油气工业的发展和焊接技术的不断进步，双金属复合管的诞生解决了恶劣环境下油气安全输送这一难题。近年来双金属复合管在油气运输方面使用越来越广泛，复合管的质量要求愈来愈高。经过调查发现焊缝余高对复合管的质量的影响较大，因此准确地测量焊缝余高具有十分重要意义。
[0003]根据APISPEC5L和GB/T 9711-2011标准规定:钢管两端距管端至少150mm长度范围内的内外焊缝余高均应清除，清除后内焊道超出钢管表面部分应小于0.5mm,但不能低于管体。对于高精度级的复合管焊缝余高的测量变的至关重要。目前，多数生产厂家主要靠人工手持测量仪进行焊缝余高的测量，很难保证测量质量，以至于给生产中焊缝余高的磨削和内管复合工序埋下质量隐患，使复合管质量降低。另外，手工测量存在严重测量误差、工人劳动强度大和效率低等问题。目前测量主要采用沿着焊缝纵向测量的方案，没有与母材对应的标定值，具有测量误差大缺点；同时只能在特定的环境下对特定的工件测量，对于小直径(人无法进入)的双金属复合管无法测量，具有适应性差等缺点，同时采用手自动一体化的控制，使得设备更具备人性化，使用更方便和合理。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种接触式管内焊缝余高测量装置，解决了测量效率低和数据读取误差大的问题，以使在生产过程中提高生产效率和读取精度。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现:
[0006]一种接触式管内焊缝余高测量装置，包括行走架，行走架上安装有摇摆臂，摇摆臂的摆动支撑点位于管式工件的圆心处；
[0007]摇摆臂上安装有位移传感器，位移传感器的端部安装有与管式工件接触的滚轮，滚轮在摇摆臂的带动下沿着管式工件内表面运动，滚轮接触到管式工件上的焊缝表面凸起时滚轮的高度发生改变，将焊缝表面凸起的余高转换成位移传感器的输出信号的改变，根据位移传感器的输出信号的改变获得管内焊缝余高。
[0008]本发明的方案还具有如下区别技术特征:
[0009]具体地，所述的位移传感器包括绝缘的传感器壳体，从传感器壳体外侧插入一根贯通传感器壳体两端的能够相对于传感器壳体运动的顶杆；
[0010]传感器壳体内的顶杆上套有压缩弹簧，压缩弹簧的一端顶在传感器壳体一端的内壁上，压缩弹簧的另一端顶在固结在顶杆上的导电的滑片上；
[0011]传感器壳体内与顶杆平行固定安装有金属杆，滑片与金属杆接触能够相对滑动；
[0012]金属杆两端的输入端上加载基准电压，滑片上连接有输出端，当顶杆端部受压带动滑片移动时，输出端和一个输入端之间会产生一个与顶杆位移相对应的位移信号输出电压，根据位移信号输出电压与基准电压的比值来确定顶杆的位移量。
[0013]进一步地，所述的摇摆臂上通过位移传感器安装板安装有位移传感器，位移传感器安装板固定安装在摇摆臂上，位移传感器在位移传感器安装板上的位置可调节。
[0014]进一步地，所述的管式工件内铺设有可拆卸的导轨，行走架能够沿着导轨运动。
[0015]具体的，所述的行走架包括车架，车架底部安装有导向轮；
[0016]车架顶部安装有升降油缸和导向杆，升降油缸的端部安装在上安装板的底部，上安装板在升降油缸的带动下沿着导向杆升降运动；
[0017]上安装板的顶部安装有摆动支座，摆动支座上安装有摇摆臂。
[0018]进一步地，上述具体的行走架能够沿着导轨运动。
[0019]更进一步地一种行进方案，所述的导轨为截面为矩形或工字钢形的双轨，所述的导向轮为与截面为矩形或工字钢形的双轨式导轨相配合的双轨式导向轮。
[0020]优选的，所述的双轨式导向轮中位于一条导轨上的导向轮的两侧卡在导轨上进行限位，所述的双轨式导向轮中位于另一条导轨上的导向轮直接放置在导轨上不进行限位。
[0021]更进一步地另一种行进方案，所述的导轨为截面为三角形的单轨的导轨，所述的导向轮为与截面为三角形的单轨的导轨相配合的单轨式导向轮，单轨式导向轮两侧的车架底部对称安装有直接与管式工件内壁接触的平衡辅助轮。
[0022]进一步地，所述的摇摆臂通过驱动电机和减速齿轮箱带动摆动。
[0023]本发明与现有技术相比，具有如下技术效果:
[0024]本发明的测量装置实现传感器在有标定的情况下对焊缝高度进行自动准确测量，位移传感器把双金属复合管内焊缝余高的数值转化为一定的电信号，并可以把信号长距离传递到上位机上实时显示。行走架承载着测量设备在管式工件内部移动起到导向和移动装置的作用，行走架能够根据具体的管式工件的内径大小进行升降，将摇摆臂的摆动支撑点位于管式工件的圆心处，使得滚轮在未接触到焊缝表面凸起时会受到适当的轴向压缩力，保证测量结果的准确性。摇摆臂可以手动控制也可以自动控制，能够快速地完成相应的测量。因其采用与母材标定的测量方案和位移传感器，测量测量精度高、效率高，可使测量精度达到0.0lmm等特点；因其采用摇摆装置，具有在有标定的情况下准确、高精度测量内焊缝余高的特点；因其采用控制装置，具有测量不同宽度和高度焊缝余高的特点，同时具有摇摆速度和幅度的连续性改变等特点，可使测量产品多样化；因其采用摇摆控制装置，具有在生产过程中实现的不同宽度和高度焊缝测量，同时实现摇摆速度和幅度的连续性改变，可使测量产品多样化等特点；因其采用摇摆手动控制装置，具有在生产过程中实现在手动的模式下手动控制测量，可使设备适应性强，更人性化等特点；因其采用自动控制装置，具有在生产过程中实现按照一定的时序自动完成焊缝的测量，可使效率高、自动化程度高等特点；因其采用手动控制装置，具有在生产过程中实现手自动模式的切换，并手动控制完成测量，使的更人性化更方便，适应性更强等特点；因其采用升降装置，具有在生产过程中实现间断测量，并起到保护位移传感器的特点；因其采用数据传输装置，具有在恶劣环境下测量数据长距离传送的特点；因其采用上位机显示装置，具有使测量结果在远离测量现场的条件实时显示的特点，同时具有适应性高、方便和安全等特点。因其采用车载形式，具有自动行走测量的特点，同时解决小直径复合管内部焊缝无法测量的问题。
【附图说明】
[0025]图1是本发明的双轨式整体结构示意图。
[0026]图2是本发明的双轨式整体结构示意图。
[0027]图3是位移传感器的结构示意图。
[0028]图4是驱动电机和减速齿轮箱的结构示意图。
[0029]图5是升降油缸和驱动电机摇摆控制开关电路图。
[0030]图6是驱动电机外围电路图，即图5中的摇摆模块。
[0031]图7是手动按键控制驱动电机摇摆的电路图，即图5中的摇摆手动控制模块。
[0032]图8是自动控制升降油缸和驱动电机摇摆控制的电路图，即图5中的自动控制模块。
[0033]图9是图7的手动按键控制流程图。
[0034]图10是图8的自动控制流程图。
[0035]图中各个标号的含义为:1-行走架，2-摇摆臂，3-位移传感器，4-滚轮，5-管式工件，6-焊缝表面凸起，7-导轨，8-驱动电机，9-减速齿轮箱，10-位移传感器安装板；
[0036](1-1)-车架，(1-2)-导向轮，(1-3)-升降油缸，(1-4)-导向杆，(1-5)-上安装板，(1-6)-摆动支座，(1-7)-接触开关;
[0037](3-1)-传感器壳体，(3-2)-顶杆，(3-3)-压缩弹簧，(3_4)_滑片，(3_5)_金属杆，(3-6)-输入端，(3-7)-输出端。
[0038]以下结合附图对本发明的具体内容作进一步