鋼管（圓鋼）在線測長、稱重新裝置

【摘要】 鋼管、圓鋼等鋼型材生產過程中，長度、重量測量是一個重要的工序。本文所述用激光測量型鋼長度的方式，與現有其他測量方式相比：測量誤差小、效率高、成本低、適用性強。鋼管、圓鋼在線稱重裝置，與現有其他測量方式相比：測量過程平穩、測量誤差小、測量裝置故障率低、使用壽命長。

【關鍵詞】 激光測量裝置;測長;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、圓鋼等鋼型材長度、重量測量是重要的工序，作為一名計量工作者，與企業技術人員共同研究了本文所述的鋼管、圓鋼在線測長、稱重新裝置。目前該新裝置已取得國家實用新型專利。

1 長度測量

鋼管、圓鋼等鋼型材長度測量是一個重要的測量工序。目前，大多數型鋼生產線仍采用人工測量的方式，不僅容易導致安全事故，而且人工測量的準確度差，信息反饋不及時;部分生產企業的型鋼生產線引入了自動測量設備，大多是采用旋轉編碼器作為主要測量原件，需要通過齒條、齒形帶或拉繩將長度方向的直線運動轉變成旋轉運動供編碼器測量，這種方式結構復雜，精度低，測量裝置故障率高，設備壽命短。另外還有一種測量方式，是采用光柵尺或磁柵尺作為主要測量原件，這種方式成本高，不適合大尺寸工件的測量。

本文所述測量長度的新裝置與其他測量方式相比具有測量誤差小、效率高、成本低、適用性強的優點，組成如圖1所示，圖中：①激光測量裝置;②撥料裝置;③固定臺架;④升降臺架;⑤被測工件。

圖2是激光測量裝置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激光測距傳感器。

激光測量裝置由橫向固定架、激光測距傳感器、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移動;激光測距傳感器設置在橫向固定架的外端，反光板朝向激光測距傳感器一側設置在滑塊的豎向定位板上，激光測距傳感器發出的激光束垂直于反光板平面;升降臺架的內側或升降臺架與激光測量裝置之間設撥料裝置;沿型鋼輸送方向，升降臺架的兩端分別設固定臺架。

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、直角坐標機器人、直線滑臺等，是繼直線導軌、直線運動模組、滾珠絲桿直線傳動機構的自動化升級單元，其適用于輕負載，能夠使負載移動更加靈活、定位更加精準。直線模組作為反光板的移動載體，具有動作靈活、移動平穩、定位精確的優點，有利于快速、精準地實現被測工件長度的測量。

滾珠絲杠型直線模組主要由滾珠絲杠、直線導軌、滑臺、滾珠絲杠支撐座、聯軸器、馬達、光電開關等組成，滾珠絲杠是將回轉運動轉化為直線運動，或將直線運動轉化為回轉運動的常用機構。滑臺在滾珠絲杠機構的作用下沿直線導軌移動，滑臺采用鋁合金型材制作，其剛性好、熱變形小、進給穩定性高，滑塊安裝在滑臺上。

同步帶型直線模組主要由皮帶、直線導軌、鋁合金型材滑臺、聯軸器、馬達、光電開關等組成，其工作原理是：皮帶安裝在直線模組兩側的傳動軸上，其中一個傳動軸作為動力輸入軸，在皮帶上固定一塊用于安裝移動物體的滑塊，當有動力輸入時，通過帶動皮帶使滑塊運動。

工作原理如下：被測工件⑤沿固定臺架③縱向輸送，在被測工件⑤輸送路徑的兩側固定位置各布置一個激光測距傳感器16，對于棒材、熱軋型鋼等具有較大實體截面的被測工件⑤，可以直接使用被測工件⑤的端面作為激光測距傳感器16所發射激光束的反射面，對于管材、冷彎型鋼等具有空心小截面的被測工件⑤，采用可移動的反射元件（反光板14）進行測量，將反射元件靠到被測工件⑤端面上作為激光測距傳感器16發射激光束的反射面。將兩個激光測距傳感器16的固定點距離減去兩個激光測距傳感器16的反射長度，再減去滑塊13上的豎向定位板和反光板14的厚度即是被測工件⑤的實測長度。

2 重量測量

在鋼管、圓鋼的生產過程中，重量測量是一個重要的檢測工序，目前，大多數生產線已經采用了自動測量，具體方法是稱重的稱體固定，被檢測工件通過吊車或上料裝置放置到稱體上進行稱重，采用這種稱重方式的缺點在于工件下落時對稱體的沖擊力大，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，采用被檢測工件靜止，由升降平臺帶動稱體上移接觸工件完成重量測量的方法，具有測量過程平穩、測量精度高、測量裝置故障率低，使用壽命長的優點。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固定臺架;②平臺體;③液壓缸;④稱重傳感器;⑤定位支撐座;⑥升降臺架;⑦撥料裝置;⑧被測工件。

可升降稱重平臺由平臺體、液壓缸及稱重傳感器組成，液壓缸設于平臺體的底部，稱重傳感器設于兩者之間;可升降稱重平臺的兩側分別設撥料裝置，2個撥料裝置的外側分別設升降臺架;沿工件輸送方向，升降臺架兩端分別設固定臺架。液壓缸為4個，分別設于平臺體底部四角，每個液壓缸活塞桿與平臺體之間均設置稱重傳感器。4個液壓缸通過程控液壓同步分流器實現同步升降。平臺體上在靠近升降臺架兩側分別設定位支撐座，定位支撐座中部設V形定位槽。升降臺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：鋼管或圓鋼等被測工件⑧沿固定臺架①縱向輸送，調節升降臺架⑥的高度，使升降臺架⑥的頂面高度高于可升降稱重平臺的平臺體②的頂面高度;當被測工件⑧到達稱重位時，通過撥料裝置⑦將被測工件⑧轉移到升降臺架⑥上，被測工件⑧的兩端由升降臺架⑥支撐，中部處于懸空狀態。啟動可升降稱重平臺的4個液壓缸③，由程控液壓同步分流器控制4個液壓缸③同步上升，平臺體②上的定位支撐座⑤首先與被測工件⑧接觸，隨著液壓缸③的進一步抬升，被測工件⑧與升降臺架⑥分離，其重量完全由可升降稱重平臺承載，此時即可通過稱重傳感器④測出被測工件⑧的重量。

3 結論

本文所述測量型鋼長度、重量的新裝置，具有測量誤差小、效率高、成本低、適用性強、測量過程平穩、測量裝置故障率低、使用壽命長等優點。

【參考文獻】

[1] 鞍山長鳳無損檢測設備有限公司.一種鋼管、圓鋼在線稱重裝置：201920185050.X[P].2019-08-16.

[2] 鞍山長鳳無損檢測設備有限公司.一種采用激光測量型鋼長度的裝置：201920185086.8[P].2019-08-07.

【作者簡介】

孫素娟（1965-），女，高級工程師，學士，研究方向為計量技術。