Способ автоматического центрирования труб

(54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКО ЦЕНТРИРОВАНИЯ ТРУБ, включающи формирование управляющего сигнала и перемещение одной из труб в двух взаимно перпендикулярных направлениях до совмещения осей, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности центрирования и обеспечения измерения несоосности труб, производят обкатывание каждой трубы одновременно датчиками линейных измерений, установленными на общей базе по разные стороны стыка центрируемых труб, при этом половину разности величин сигналов датчиков, снимаемых в двух диаметрально противоположных точках раздельно для дФ двух взаимно перпендикулярных направлений, используют для компенсации несоосности по каждому направлениюнезависимо.Изобретение относится к сварке, в частности к вспомогательным уст" ройствам для установки труб, например, в положение для сварки, и может быть использовано в судостроении, машиностроении и других отраслях народного хозяйства.Целью изобретения является повышение точности центрирования труб путем автоматизации процесса.Предлагаемый способ позволяет измерять несоосность труб, центрировать их с высокой точностью при полной автоматизации процесса центрирования. Это достигается эа счет применения датчиков линейных измерений, связанных через систему управления с приводами вращения планшайбы, и взаимно перпендикулярных перемещений одного из зажимов, Датчики благодаря общей базе размещения на планшайбе при обкатке их по поверхности труб по разные стороны стыка позволяют измерять относительную не,соосность центрируемых труб, а система управления выдает информацию о несоосности на прибор контроля, формируя управляющие сигналы на механизмы компенсации несоосности труб.На фиг. 1 показано устройство для осуществления способа, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 2; на фиг. 4 - схема измерения несоосности центрируемых труб. 995442по вертикальной оси. При последующемоповороте датчиков на 270 относительно исходного положения цикл повторяется, начиная .с выведения датчиковдо положения, когда их выходные сигналы равны нулю, и до компенсацииизмеренной несоосности с той лишьразницей, что управляющие сигналыпоступают на механизм, перемещающий 1 О подвижный зажим по горизонтальнойоси.На фиг. 4 обозначены сеченияцентрируемых труб по оси У в зонеустановки датчиков; 01 и 0- соот ветственно оси первой и второй труб;05 - ось вращения датчиков линейныхизмерений; А 1 и В 1 - первоначальноеположение датчиков; А и Вг - положение датчиков при повороте на 180 20 С - несоосность труб по оси; АА,ВВ г - расстояния, измеряемые соот 1ветственно датчиками первой и второй труб при повороте датчиков на .. угол 180 от первоначального положео25 ния по оси У; ВгВ- расстояние,измеряемое датчиком второй трубыпри его повороте на 180 относительно первоначального положенияпосле совмещения оси трубы О с осью З 0 трубы 01 по оси У.Из фиг. 4 следуетСпособ осуществляется следующим образом.Первоначально измеряется несоосность центрируемых труб(фиг. 4). Для этого датчики линейных измерений, смонтированные на общей базе по разные стороны стыка центрируемых .труб. по вертикальной оси, с помощью приводов перемещаются в радиальном направлении до положения относительно поверхностей труб, когда их выходные сигналы равны нулю. Затем путем одновременного обкатывания датчиками поверхностей труб через 180 относительно исходного положения снимают с датчиков сигналы, отличные от нуля при наличии несоосности. Затем эти сигналы поступают в систему управления, где они анализируются и трансформируются в сигналы управления механизмами компенсации измеренной несоосности АналогичноВгВг 40 ОХОэ= 2 АаА-ВгВС=О О,- 0 О,= --- -е1 3 г 3Таким образом, несоосность труб 45 измеряется как величина, равная половине разности расстояний, измеренных датчиком при их повороте на 180от первоначального положения, приня-.того за нулевую точку отсчета.Для компенсации несоосности пооси У перемещают одну из труб нарасстояние, равное С. В соосномположении трубы датчик измеряет расстояние ВгВг, равноеи55 иВ 2 Вг+АгАВ В В,В.+Сгг ггЭто означает, что прн совпаденииосей центрируемых труб по оси У навыходе датчика появляется сигнал, пропорциональный величине -- - В 2 В 2+АФАФ.Ф который используется для окончания процесса компенсации несоосности труб по оси У, при этом разностный сигнал датчиков пропорционален разности расстояний1 (ВаВа+АОЬ А 2 А 2-В 2 В 1А Л ---- щ -----2 2 .2 2 Устройство для осуществления способа содержит станину 1, в которую встроен привод 2 вращения план- шайбы 3, смонтированный на неподвижном зажиме 4. На планшайбе 3 закреплен разъемный корпус 5 со сварочной горелкой 6. На станине 1 также размещен подвижный зажим 7, выполненный в виде трехкулачкового патрона (не показан) и связанный с приводами 8 и 9 перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях. На разъемном корпусе 5, закрепленном на планшайбе 3, смонтированы с возможностью радиального перемещения к оси центрируемых труб два датчика линейных измерений, выполненные в виде индуктивных преобразователей О и 11, расположенных по обе стороны от сварочной горелки 6 и связанных с приводами 12 и 13 радиального перемещения этих датчиков.При этом датчик 10 установлен с возможностью контактирования с трубой 14, закрепленной в неподвижном зажиме 4, а датчик 11 - с трубой 15, закрепленной в подвижном закиме 7. Индуктивные преобразователи 10 и 11 в комплекте с электронными измеригтельными блоками (не показаны) являются высокоточными чувствительными устройствами и предназначены для преобразования механического перемещения измерительного наконечника в пропорциональное ему аналоговое напряжение.Устройство работает следующим образом.Подготовленная к сварке труба 14 устанавливается с левой стороны сварочной горелки 6, подается вправо до совмещения с осью электрода и в таком положении зажимается в неподвижном зажиме 4. Другая свариваемая труба 15 устанавливается с правой стороны сварочной горелки 6, подается влево до упора,в торец закатой трубы и закрепляется в подвижномзажиме 7.После того, как трубы 14 и 15 закреплены в зажимах 4 и 7, подаютсякоманды на приводы 12 и 13, и датчики 10 и 11 линейных измерений подводятся в радиальном направлении дотех пор, пока их выходные сигналыне станут равными нулю, после чего10 происходит включение привода 2 вращения планшайбы 3.Предлагаемый способ испытываютв трубосварочном автомате на трубахдиаметром 80,2 мм. Измерение несо 15 осности осуществляют измерительнойсистемой модели 212 с двумя индуктивными преобразователями модели 223,у которых рабочая область линейныхизмерений лежит в диапазоне 0,06 мм.20 После зажатия и стыковки трубдатчики 10 и 11 перемещаются радиально к поверхностям труб до положения их, когда выходные сигналы датчиков равны нулю, что показывает при 25 бор контроля. Включается привод вращения планшайбы, планшайба поворачивается и через 180 отисходной точоки останавливается. Измеряется несоосность каждой трубы по отношениюк оси вращения датчиков: для трубы 14 она составляет +40 мкм, длятрубы 5 - +60 мкм.Из величины несоосности трубы 15вычитается в узле вычитания величина35несоосности трубы 14, на выходекоторого появляется сигнал двойнойнесоосности труб по вертикали 2 Н =В20 мкм.В делителях напряжения сигнал 2 Н 8делится пополам, выделяя, таким образом, истинную несоосность Ь2 НюН : в= +10 мкм.Ь 2Нпоступает на прибор контролядля оценки несоосности труб, на ком 45паратор и коммутатор,Одновременно в блок запоминаниявводится сигнал Н , равный2 НвН: -": +5 мкм.6 4Коммутатор подключает сигнал Нзк приводу 8 вертикального перемещениятрубы 15. После компенсации несоосности остается некомпенсированнаянесоосность Нв , вызванная люфтами55 механических перемещенийН =+4 мкм.Компаратор запускает привод 2опланшайбы и через 90 блок синхрониэаРедакто 7 б 9/17 ВНИИПИ Тираж 1085 ПоГосударственного комитета ССелам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб д Зака исно 113035,/5 лиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная%ции его вновь выключает. Процесс измерения и компенсации несоосности по горизонтали идет аналогично, и остаточная несоосность по горизонтали НравнаН гуф+5 мкме Таким образом суммарная некомпенсированная несоосность Н равна бН=Н в г +Н 2 -6 мкмТехнико-экономическая эффективность предлагаемых способаи устройства состоит вповышении точности центрирования труб за счет измерения их несоосности и перемещения одной из труб до совмещения осей этих труб при полной автоматизации процесса центрирования.