专利名称：直焊缝自动探伤中的plc自动跟踪系统的制作方法
技术领域：
本实用新型是应用于直焊缝自动探伤的电器控制系统中配套设备，是用以提高探
伤结果的准确性的系统。
背景技术：
目前钢管厂生产的直缝钢管，需要在直缝焊道上进行探伤，但由于钢管在进到探 伤托架上后，焊缝位置不确定，所以必须把直焊缝手动转到正上方(12点位置)，以便探伤 系统的探头沿着焊缝走，同时进行对焊缝缺陷的探伤，但这样每次转的位置不一样，同时每 根管子的焊缝斜度不一样，如果探头一直沿着一个直线走，对焊缝的探伤的漏报率会很大， 严重影响探伤的准确性。因此，大多数厂家在原有的控制基础上，又加了一台计算机，以计 算机为控制中心，通过计算机内各种控制卡和信号采集卡等来控制外部设备，实现直焊缝 自动跟踪，这种方法大大浪费了成本，结构复杂，故障率比较高，维修不便。
发明内容为了解决以上问题，本实用新型的目的是提供一种直焊缝自动探伤中的PLC自动 跟踪系统，该系统采用PLC可编程控制系统来代替以上计算机和各种板卡的功能，保证了 直缝钢管的探伤的可靠性和准确性，结构简单，成本低，故障率低，保证了系统的稳定性。 为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现 直焊缝自动探伤中的PLC自动跟踪系统，其特征在于该系统是以PLC可编程控制 系统为控制中心，PLC可编程控制系统与左行车编码器、左行车电机、左标记识别器、左跟踪 电机、左回零传感器、右行车编码器、右行车电机、右标记识别器、右跟踪电机、右回零传感 器和托辊电机相连接，左行车编码器安装在左行车电机上，左跟踪电机连接左跟踪探头架， 左跟踪探头架上装有左回零传感器，同时右行车编码器安装在右行车电机上，右跟踪电机 连接右跟踪探头架，右跟踪探头架上装有右回零传感器。 本实用新型的优点是对于直缝钢管的探伤有很高的可靠性和准确性，降低了成 本，系统方便可靠、简单实用、便于维护，通用性极强，使用寿命长。
图1是本实用新型的结构框图。 图2是本实用新型的工作流程框图。
具体实施方式直焊缝自动探伤中的PLC自动跟踪系统，该系统是以PLC可编程控制系统为控制 中心，PLC可编程控制系统与左行车编码器、左行车电机、左标记识别器、左跟踪电机、左回 零传感器、右行车编码器、右行车电机、右标记识别器、右跟踪电机、右回零传感器和托辊电 机相连接，左行车编码器安装在左行车电机上，左跟踪电机连接左跟踪探头架，左跟踪探头架上装有左回零传感器，同时右行车编码器安装在右行车电机上，右跟踪电机连接右跟踪 探头架，右跟踪探头架上装有右回零传感器。该系统的左、右跟踪电机和钢管旋转电机采用 步进电机。 所述的PLC可编程控制系统采用德国西门子S7-200系列可编程控制器作分析运 算处理控制，其它电气元件均采用法国施耐德公司的产品，并设有人机界面采用西门子最 新产品TD400C，大屏幕自定义按键，方便观察、操作和设置参数。 该系统通过PLC可编程控制系统根据工艺流程适时的控制左右行车电机、左右跟 踪电机和托辊电机的转动，从而控制左右行车的前进和后退、左右跟踪探头架的左右摆动、 在托辊上的钢管旋转；同时PLC可编程控制系统实时采集左右行车编码器，计算出左右行 车行走的长度，在钢管旋转时通过左右标记识别器识别焊缝的位置，在探伤开始前通过检 测左右回零传感器的状态，来控制左右跟踪探头架在零位状态，通过这些数据进行计算、分 析、处理，实现直焊缝自动探伤中的自动跟踪。 直焊缝自动探伤中的PLC自动跟踪系统的工作过程是自动探伤开始初始化、自 动找管端、自动寻找标记、自动跟踪探伤、自动回车和自动回零。 初始化当PLC可编程控制系统中接到探伤开始的命令后，检查各个初始化条件 是否满足，如果满足则左右行车同时低速前进，进入下一个工序。不满足，则通过人机界面 作相应的提示。 自动找管端左、右行车管端检测开关检测到钢管两端后经过一定长度(管端探 头盲区+管端探头到管端检测开关距离)钳位停止。两车停止后，在人机界面上显示如"修 正自动、动态跟踪"禁止或左右探架修正、复位已成功时，则自动找端流程结束。 自动寻找标记左、右管端探头落下、相应左右标记识别器也随着落下，延迟等 待2秒后，托辊从低速设置的速度开始旋转启动，检测钢管两端标记，记录位置后比较，如 差值小于40mm时，则检测成功；在成功检测到第一个钢管标记后，转动一定长度(钢管周 长-60)后，托辊降速以低速旋转，在找到第一个钢管标记后钢管旋转一周后再经过80mm长 度时托辊旋转高速运行；如再次检测到第一个钢管标记后，托辊旋转至预计两标记中间位 置后停止。在托辊停止时观察实际位置，理想状态应使钢管两标记的周向中心在钢管顶点 即12点处。 自动跟踪探伤检测左右两车标记成功后，抬起左右管端探头，左右行车自动前
进，左右焊缝探头自动落下，同时左右跟踪探头架根据钢管两端标记差值计算出的实时补
偿跟踪探架的偏移差值进行直焊缝跟踪，保证焊缝探头一直在焊缝上实时探伤。本系统托
辊电机和跟踪电机采用步进电机，根据每步走的距离来计算出相应的位置，位置计算是依
据步进电机驱动器的设置和机械传动的设计数据。其中托辊旋转电机驱动器设置400步/
圈，减速比是l : 17，托辊直径300mm，齿轮比例1.353(托辊齿轮的咬齿数23/电机减速
轴齿轮的咬齿数17)，进而计算出托辊每步走的距离，同时根据不同钢管直径计算出钢管每
圈多少步，保证钢管的焊缝停在12点处；左右跟踪电机驱动器设置1000步/圈，每分钟最
大600转，计算出跟踪探架电机一转时左右跟踪探头架径向行走长度。 自动回车当自动跟踪探伤结束后，焊缝探头抬起，左右行车自动后退，回到探伤
初始位置。 自动回零当自动跟踪探伤结束后，焊缝探头抬起的同时开始自动回零，根据左右回零传感器的信号进行判断左右跟踪探头架是否回到原位，以便下一根直焊缝钢管的自动 跟踪探伤。
权利要求直焊缝自动探伤中的PLC自动跟踪系统，其特征在于该系统是以PLC可编程控制系统为控制中心，PLC可编程控制系统与左行车编码器、左行车电机、左标记识别器、左跟踪电机、左回零传感器、右行车编码器、右行车电机、右标记识别器、右跟踪电机、右回零传感器和托辊电机相连接，左行车编码器安装在左行车电机上，左跟踪电机连接左跟踪探头架，左跟踪探头架上装有左回零传感器，同时右行车编码器安装在右行车电机上，右跟踪电机连接右跟踪探头架，右跟踪探头架上装有右回零传感器。
专利摘要本实用新型涉及直焊缝自动探伤中的PLC自动跟踪系统，该系统是以PLC可编程控制系统为控制中心，PLC可编程控制系统与左右行车编码器、左右标记识别器、左右跟踪电机、左右回零传感器和托辊电机相连接，左右行车编码器分别安装在左右行车电机上，左右跟踪电机分别连接左右跟踪探头架，左右跟踪探头架上分别装有左右回零传感器；所述的左、右跟踪电机和钢管旋转电机采用步进电机；直焊缝自动探伤中的PLC自动跟踪系统的工作流程是初始化、自动找管端、自动寻找标记、自动跟踪探伤、自动回车和自动回零；通过该系统保证了直缝钢管自动探伤的可靠性和准确性，结构简单，成本低，故障率低，保证了系统的稳定性。
文档编号B23K9/127GK201442142SQ20092001056
公开日2010年4月28日 申请日期2009年2月16日 优先权日2009年2月16日
发明者张庆亮, 杨忠华, 胡建华, 高光旭 申请人:鞍山长风无损检测设备有限公