本实用新型涉及钢管生产设备技术领域，尤其是一种全自动钢管管端定径机。
背景技术：
在户外进行管道铺设时，由于钢管长度的有限，需要进行钢管的对接拼焊，对接时管端错边量大小会直接影响焊接的质量。同种规格的钢管管径大小越一致，对接时错边量就越下，对焊接就越有利；然而由于钢板材质、成型、焊接等工序影响，生产出的钢管管径偏差为±4mm，最大椭圆度达到15mm，在户外施工时就要花大量人力、物力在同一批钢管中去挑选管径基本一致的去对接，来尽量控制错边量，例如管径都是+4mm的对接，管径都是-4mm的对接。
管端定径机是用来对已成型、焊接好的钢管管端进行扩径、定径，使管端在一定长度内的直径尺寸及圆整度达到允许的范围内。
功能(原理)描述：定径主机完成扩径、定径工作，其工作原理是将管端内表面处理过的钢管套在扩径模具上，并保证钢管与扩径机中心同轴。在液压油缸的作用下，模具向外膨胀，作用于钢管内径，使管壁材料沿管壁受拉，产生流动向外扩张，从而消除钢管由于成型及焊接产生的奇异性内应力，使应力沿管壁均匀分布，由于该设备能精确控制钢管的扩张量，所以扩径后，扩径段的直径尺寸及圆度能够达到规定的精度。
目前，现有技术中的管端定径机，对钢管管端定径的尺寸精度有待提高；生产效率比较低，对定径前及定径后的钢管都要人为去测量有没有到达尺寸要求范围；根据生产不同规格的钢管要人为去调整相应机构部件的工作位置。
技术实现要素：
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的全自动钢管管端定径机，从而在满足管端定径的基本要求外，能够实现自动化控制，并具备定径前、定径后钢管外径自动测量、数据传输、打印数据等功能。全自动管端定径机大大提高了管端直径、椭圆度的尺寸精度，且工作效率高、耗能低、稳定性好。
本实用新型所采用的技术方案如下：
一种全自动钢管管端定径机，包括间隔设置的多个V型辊，所述V型辊的前端安装有定径前储料台架，V型辊的后端安装定径后储料台架，还包括运管横移车，运管横移车将钢管从定径前储料台架输送至V型辊上，并将定径完成的钢管输送至定径后储料台架上；位于V型辊外侧两端对称安装有测径系统和定径主机；定径主机的后端还安装有润滑系统，一旁安装有液压系统，测径系统的一侧安装电气系统。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述定径主机的结构为：底座，所述底座上安装有龙门机架，所述龙门机架的顶部安装有提升装置，位于龙门机架内安装有定径单元，所述定径单元通过油缸控制，所述龙门机架的端面通过紧固件安装定径模具，所述定径模具中部安装有定径锥体。
所述定径主机与V型辊位于同一轴线位置。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，通过运管横移车、V型辊和定径主机之间的配合作用可以方便的实现对管端进行定径的作用，大大提高了管端直径、椭圆度的尺寸精度，且工作效率高、耗能低、稳定性好。
本实用新型通过对钢管定径前尺寸的精确测量，与工艺要求钢管定径后所要达到的尺寸，电控程序自动推算出所需扩径率，且与油缸尾端的巴鲁夫位移传感器形成闭环，精确控制油缸的位移量，从而大大提高了管端直径、椭圆度的尺寸精度，之前管端定径后管径偏差为±1.6mm，最大椭圆度达到13mm，现在管端定径后管径偏差为±1.1mm，最大椭圆度达到8mm。
本实用新型大大提高了生产效率，之前管端定径机生产效率6-7根/小时，现在可以到达11-12根/小时。
本实用新型大大降低了人工成本，之前需要2人操作，现在只需要1人进行操作。
本实用新型是螺旋埋弧焊管生产线上的专用设备，它是用来对螺旋埋弧焊管的管端进行扩径、定径，使管端在一定长度内的直径尺寸及圆整度达到允许的范围内。从而控制了同种规格钢管中任意两根钢管管端对接时的错边量，为后续焊接质量提供了有利保障。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的俯视图。
图3为本实用新型不同规格钢管在V型辊上高度示意图。
图4为本实用新型定径主机的结构示意图。
图5为图4的侧视图。
其中：1、定径主机；2、测径系统；3、钢管；4、运管横移车；5、润滑系统；6、液压系统；7、电气系统；8、定径前储料台架；9、定径后储料台架；10、V型辊；101、底座；102、提升装置；103、龙门机架；104、定径单元；105、定径模具；106、定径锥体。
具体实施方式
下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例的全自动钢管管端定径机，包括间隔设置的多个V型辊10，V型辊10的前端安装有定径前储料台架8，V型辊10的后端安装定径后储料台架9，还包括运管横移车4，运管横移车4将钢管3从定径前储料台架8输送至V型辊10上，并将定径完成的钢管3输送至定径后储料台架9上；位于V型辊10外侧两端对称安装有测径系统2和定径主机1；定径主机1的后端还安装有润滑系统5，一旁安装有液压系统6，测径系统2的一侧安装电气系统7。
定径主机1的结构为：底座101，底座101上安装有龙门机架103，龙门机架103的顶部安装有提升装置102，位于龙门机架103内安装有定径单元104，定径单元104通过油缸控制，龙门机架103的端面通过紧固件安装定径模具105，定径模具105中部安装有定径锥体106。
定径主机1与V型辊10位于同一轴线位置。
本实用新型主要由定径前储料台架8、定径后储料台架9、运管横移车4、V型辊10、定径主机1、测径系统2、液压系统6及润滑系统5、电气控制系统等组成，配备有测温传感器、电加热器及独立循环式冷却系统，配套使用来控制液压油温度，使液压系统6能良好地工作。
本实用新型所述的定径前储料台架8为待定径的钢管3存放工位，由运管横移车4自动将生产线上序流转过来的钢管3逐一排放到台架上。
本实用新型所述的定径后储料台架9为定径完成后的钢管3存放工位，由运管横移车4自动将定径完的钢管3运出逐一放到台架上。
本实用新型所述的运管横移车4主要用来自动将钢管3运送到相应工作位。
本实用新型所述的V型辊10主要用来自动将钢管3传送到测径位置、定径位置及出口位置。
本实用新型所述的定径主机1的工作原理是：将管端内表面处理过的钢管3套在定径模具105上，并保证定径机与钢管3中心同轴。在液压油缸的作用下，模具向外膨胀，作用于钢管3内径，使管壁材料沿管壁受拉，产生流动向外扩张，从而消除钢管3由于成型及焊接产生的奇异性内应力，使应力沿管壁均匀分布，由于该设备能精确控制钢管3的扩张量，所以定径后，定径段的直径尺寸及圆度能够达到规定的精度。
本实用新型所述的龙门机架103是提升装置102、油缸及定径单元104的安装载体，并为其升降提供导向。
本实用新型所述的提升装置102主要有减速电机、联轴器、蜗轮蜗杆及丝杆丝母升降机构组成，用于带动定径单元104上下滑动，以适应不同管径的对中需要。提升装置102由G120变频器控制，控制单元选用CU250S-2DP，通过编码器检测进行高度位置的调节，同时龙门机架103上设有上下极限位置行程开关，进行安全防护，换道时输入管径参数即可实现自动升降到位。
本实用新型所述的油缸和定径单元104
油缸配置精密巴鲁夫位移传感器，可精确控制油缸伸缩的位移量。
定径单元104主要用来安装模块组，并为模块组径向移动提供导向及支撑作用，周圈设有12处特种弹簧装置，起到模块组自动对中复位的功能，同时周圈设有12处T型键及镶块，起到模块组的滑动导向作用。
定径单元104的安全防护：
在定径单元104前面安装有减速接近开关、停止接近开关，保证钢管3进入定径单元104及停止时的安全平稳、位置准确；同时在模块组端面均安装有高强度聚氨酯，防止钢管3过冲撞击定径盘。在模块组前端面安装有材质为不锈钢+聚氨酯的刮屑板，在锥头体伸缩时可以将落在上面的灰尘颗粒扫走，同时在模块组上安装有防护罩，可将锥头体圆周方向10点钟至2点钟范围内进行有效防护。
本实用新型所述的测径系统2可以检测钢管3定径前后的端部周长、直径、椭圆度。单端检测时间小于一分钟(定径前、定径后各测一次)，若检测值超出工艺控制允许范围，系统报警，经复测确认后，协助操作人员完成定径机有关参数的设定。
测径系统2设置两个个传感器，根据钢管3管径的大小，测径旋转速度连续可调。
通过传感器的标定，使各传感器打出的光点(此传感器的光点为1mm x 1.5mm)均通过基圆的圆心，并测出与圆心的实际距离作为基准值，系统根据传感器的测量值与基准值解算出实际位移。
根据管径不同间隔1度取1-10个点，该点通过传感器测量值和旋转传动机构的角度值绑定，解算出在Y-Z坐标系下的坐标值。传动机构旋转完成后，系统共得到360-3600个点，并进行拟合形成钢管3的轮廓，结算出周长、直径、椭圆度。
本实用新型所述的液压站放置于管端定径机附近位置，牢固稳定。该液压站结构紧凑，布置合理，操作维修方便，节约能源。系统设计分别采用差动连接的快速运动回路与双泵供油的快速运动回路，由低压大流量泵和高压小流量泵组成的双泵作为动力源。油缸快进时，两个泵同时向系统供油，活塞快速运动。油缸工进时，高压小流量泵向系统供油，低压大流量泵卸荷，减少了动力消耗，回路效率高。油缸返程时，系统采用差动连接方式，提高了油缸的返程速度。冷却方式为工业冷油机制冷，冷油机具有独立循环、冷却、加热功能，并且可以与PLC通讯，实现对工作油温的智能控制与实时监测；油缸的位置信息采用巴鲁夫位移传感器实时检测，通过PLC可以精确控制油缸的位置并在控制屏幕上显示位置信息。液压系统6配置有液位显示器、温度显示器、清洗孔等，并设有油温、液位监控、污染阻塞报警装置。
本液压系统6可以实现对钢管3管端位置的快速定径。主油缸完成快进、工进、保压、卸荷、返程驱动，为管端定径机提供足够、平稳的压制力。
本实用新型所述的润滑系统由一个DRB-P-120型电动干油站，通过给油器人工定时供给润滑脂。电动干油站、过滤器给油器、各润滑点分配器等组成了一个干油集中润滑系统。通过对润滑时间，润滑压力及润滑油量的合理调正，能确保各润滑点有适量的润滑油。
本实用新型所述的电控系统设计完善、可靠，抗干扰能力强；系统能在电子噪声、射频干扰及振动较大的环境中稳定运行，且不降低系统的稳定性。PLC的控制内可对温度进行检测，并将温度数值保存到PLC系统中，便于后续设备监测时读取应用。
A.系统简介
该系统由定径机电气控制系统和自动测量系统组成，两个系统操作界面集成在触控式工控机上。
电气控制系统主要由西门子S7-300PLC、西门子G120变频器、西门子S120伺服传动、施耐德ATS22软启动器、巴鲁夫位移传感器等组成。
自动测量系统由SICK OD Value系列激光位移传感器、西门子触摸式工控机、分析解算系统组成。
电气控制系统中的PLC和控制模块之间通过PROFIBUS-DP连接，测量系统中工控机通过RS-422连接到激光位移传感器。两个系统之间通过以太网连接。
该系统留有PROFIBUS-DP接口可与生产线上其他系统进行通讯，也留有以太网接口可与L2系统进行通讯。
B.系统工作流程简介
设备具有手动和全自动两种模式。手动模式用于工艺调试以及设备故障时使用，全自动模式用于自动生产。
全自动运行需满足：
·电气系统7正常
·液压系统6正常
·润滑系统5正常
·钢管3规格已录入
·定径头和测量设备支架已调整到位
·各运动机构在初始位置
本实用新型在实际工作中，全自动模式的工作流程如下：
a)通过PROFIBUS-DP网络，系统从生产线读取，或者人工通过触摸屏输入当前生产的钢管3规格，PLC读取预设的配方数据，根据钢管3规格获取升降机构的设定位置，自动控制升降机构，将定径头和装有激光位移传感器的环形支架调整到与钢管3同心。(控制升降机构的电机带编码器，根据编码器的反馈值控制升降机构的高度)
b)运管横移车4将钢管3从定径前储料台架8上运送到达定径工位后，PLC控制V型辊，自动将钢管3输送到一端的在线测径位置。在线测径位置装有接近开关，接近开关检测到管端后，V型辊10停止，钢管3到达在线测径工位。
c)到位后，传动机构顺时针旋转190度，激光位移传感器实时将测量的数据通过以太网传送给分析解算系统。旋转完成后，解算系统收集完两个传感器和对应旋转伺服电机传来的值，共380度的数据，并根据标定值转化为两轴坐标值。解算系统通过拟合、筛选出360度的数据，并滤除异常点，形成一个最接近钢管3外轮廓的“圆”。解算系统根据形成的“圆”计算出钢管3周长和椭圆度等数据，将结果显示在触摸屏上，并存入系统，完成单端定径前测量。(该测量方式无需钢管3与旋转机构同心，只要钢管3在激光位移传感器测量范围内即可。)
d)测量完成，PLC控制V型辊10，将钢管3输送到单端定径位置。定径工位装有两个接近开关，分别用于减速和停止。减速的接近开关检测到管头后，V型辊10减速到5m/min(可根据现场情况实际调整)，停止的接近开关检测到管端后，V型辊10停止，从而保证管端停的位置始终在定径模具105的位置稳定。
e)PLC根据定径工艺，完成单端定径作业(拉杆尾端联接的巴鲁夫位移传感器与控制系统形成闭环，确保定径量的精确和稳定)。
f)PLC控制V型辊10，将钢管3反向输送到在线测径位置(在线测径位置的接近开关检测不到钢管3后V型辊10停止)。到位后，系统对定径后的管端进行测量，解算系统对定径后的周长、椭圆度等进行检测，判断是否合格，并将检测结果传送给PLC。合格则继续另外一端的测径和定径作业；不合格则报警通知操作人员进行确认。
g)钢管3定径作业完成后自动完成钢管3中心定位，具备下管条件后向运管横移车4发出下管请求命令，运管横移车4将钢管3运送到定径后储料台架9上。至此一次全自动管端定径机的工作流程结束。
以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。