一种用于铁钻工缺口的自动对正装置及其对正方法

摘要

本发明公开了一种用于铁钻工缺口的自动对正装置，包括霍尔传感器、角编码器、电磁阀门、磁铁、第一盘片和第二盘片，所述第一盘片和第二盘片堆叠设置，所述第一盘片上设置有第一缺口，所述第二盘片上设置有第二缺口。还公开了其对正的方法，通过如下步骤完成对正，步骤一、铁钻工缺口自动对正装置在指定的设计位置安装相应的传感器，所述传感器为霍尔传感器和角编码器；步骤二、铁钻工缺口自动对正装置进行系统标定；步骤三、铁钻工缺口自动对正装置进行系统缺口对正的实现。本发明的优点：能够有效的实现铁钻工缺口的自动对正，可以实现自动化对正，并且成本低，能够实现铁钻工缺口的精确对准，且不受设备齿轮公差的影响。

说明书

技术领域

本发明涉及铁钻工设备，特别涉及一种用于铁钻工缺口的自动对正装置及其对正方法。

背景技术

现有技术中的铁钻工的对缺口工作往往由人工完成，效率低下。由于石油机械设备工作环境恶劣，齿轮公差往往较大，使用廉价传感器通常造成缺口对正精度偏低。而通过安装精密传感器进行对缺口，则由于精密传感器在恶劣工况下容易受到干扰，且价格昂贵，受制于加工成本，难以实现批量生产，现有技术中缺少较为经济实用的缺口对正装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、对准精度高，并且不受设备齿轮公差的影响的用于铁钻工缺口的自动对正装置及其对正方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种用于铁钻工缺口的自动对正装置，包括霍尔传感器、角编码器、电磁阀门、磁铁、第一盘片和第二盘片，所述第一盘片和第二盘片堆叠设置，所述第一盘片上设置有第一缺口，所述第二盘片上设置有第二缺口，所述第一盘片通过电磁阀门控制旋转，所述角编码器用于接收霍尔传感器的脉冲信号，所述角编码器用于获取第一盘片的角度位置，所述霍尔传感器设置在第二盘片上，所述磁铁设置在第一盘片上，所述角编码器设置在第一盘片上，所述霍尔传感器在第一盘片旋转过程中发送脉冲信号。

进一步的，所述角编码器设置在第一盘片的传动齿轮上。

本发明的另一个目的是提供一种如前所述的用于铁钻工缺口的自动对正方法，包括如下步骤：

步骤一、铁钻工缺口自动对正装置在指定的设计位置安装相应的传感器，所述传感器为霍尔传感器和角编码器；

步骤二、铁钻工缺口自动对正装置进行系统标定；

步骤三、铁钻工缺口自动对正装置进行系统缺口对正的实现。

进一步的，所述步骤一中，所述角编码器安装在第一盘片的一个传动齿轮上。

进一步的，步骤二中的系统标定包括如下步骤：通过电磁阀门控制第一盘片进行顺时针旋转；在收到霍尔传感器在第一位置时发出的脉冲信号时，通过编码器获取此时第一盘片的角度位置X1，当在收到霍尔传感器在第二位置时发出的脉冲信号时，通过编码器获取此时第一盘片的角度位置X2，当第一盘片的缺口对正的时候通过编码器获取此时第一盘片的角度位置X3，当Z1＝X3-(X2-X1)/2-X1时第一缺口和第二缺口对正，其中Z1为为缺口相对于霍尔传感器中心的角度位置。

进一步的，所述步骤三包括如下具体步骤：通过电磁阀门控制第一盘片进行顺时针旋转；在收到霍尔传感器在第一位置时发出的脉冲信号时，通过编码器获取此时第一盘片的角度位置a1，当在收到霍尔传感器在第二位置时发出的脉冲信号时，通过编码器获取此时第一盘片的角度位置a2，通过角编码器不断监测第一盘片的位置，第一盘盘片的实时位置计为Z，当Z-(a2-a1)/2-a1＝Z1时，则缺口对正，通过电磁阀门控制第一盘片停止旋转。

采用上述技术方案，由于本发明通过霍尔传感器和角编码器进行脉冲感应和对角度位置进行测算，通过标准校准法对缺口是否对正进行测算，从而能够有效的实现铁钻工缺口的自动对正，可以实现自动化对正，并且成本低，能够实现铁钻工缺口的精确对准，且不受设备齿轮公差的影响。

附图说明

图1为本发明中用于铁钻工缺口的自动对正装置的结构示意图；

图2为本发明中的对正过程中的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1

参看图1，本具体实施方式披露了一种用于铁钻工缺口的自动对正装置，包括霍尔传感器1、角编码器2、电磁阀门3、磁铁6、第一盘片4和第二盘片5，所述第一盘片4和第二盘片5堆叠设置，所述第一盘片4上设置有第一缺口41，所述第二盘片5上设置有第二缺口42，所述第一盘片4通过电磁阀门3控制旋转，所述角编码器2用于接收霍尔传感器1的脉冲信号，所述角编码器2用于获取第一盘片4的角度位置，所述霍尔传感器1设置在第二盘片5上，所述磁铁6设置在第一盘片4上，所述角编码器2设置在第一盘片4上，所述霍尔传感器1在第一盘片4旋转过程中发送脉冲信号。可行的，所述角编码器2设置在第一盘片4的传动齿轮上。这是因为第一盘片4是浮动的偏心轮，中心位置是用来夹紧钻杆的，角编码器2无法安装在第一盘片的轴向。可行的，使用过程中，由于霍尔传感器1在第一盘片4旋转过程中霍尔传感器发出的脉冲会发生变化，根据脉冲变化的临界判断过程电，此时通过角编码器2检测角度距离，并且与标准值比较，从而能够精确的判断缺口是否对正。

实施例2

本具体实施方式披露了一种如前所述的用于铁钻工缺口的自动对正方法，包括如下步骤：

步骤一、铁钻工缺口自动对正装置在指定的设计位置安装相应的传感器，所述传感器为霍尔传感器和角编码器；可行的，角编码器安装在第一盘片的一个传动齿轮上。

步骤二、铁钻工缺口自动对正装置进行系统标定；

具体的标定过程如下：通过电磁阀门3控制第一盘片4进行顺时针旋转；在收到霍尔传感器1在第一位置7(第一位置7和第二位置8是霍尔传感器进入到磁铁的磁力线范围时的两个临界位置，在这两个位置霍尔传感器会输出上升或下降脉冲，注意这里使用的是非锁存型霍尔传感器)时发出的脉冲信号时，通过角编码器2获取此时第一盘片4的角度位置X1，当在收到霍尔传感器1在第二位置8时发出的脉冲信号时，通过角编码器2获取此时第一盘片4的角度位置X2，当第一盘片4的缺口对正的时候通过编码器2获取此时第一盘片4的角度位置X3，当Z1＝X3-(X2-X1)/2-X1时第一缺口41和第二缺口42对正，其中Z1为为缺口相对于霍尔传感器1的角度位置。

步骤三、铁钻工缺口自动对正装置进行系统缺口对正的实现，具体如下：

通过电磁阀门3控制第一盘片4进行顺时针旋转；在收到霍尔传感器1在第一位置7时发出的脉冲信号时，通过角编码器2获取此时第一盘片4的角度位置a1，当在收到霍尔传感器1在第二位置8时发出的脉冲信号时，通过角编码器2获取此时第一盘片4的角度位置a2，通过角编码器2不断监测第一盘片4的位置，第一盘盘片4的实时位置计为Z，当Z-(a2-a1)/2-a1＝Z1时，则缺口对正，通过电磁阀门3控制第一盘片4停止旋转。

通过霍尔传感器和角编码器进行脉冲感应和对角度位置进行测算，通过标准校准法对缺口是否对正进行测算，从而能够有效的实现铁钻工缺口的自动对正，可以实现自动化对正，并且成本低，能够实现铁钻工缺口的精确对准，且不受设备齿轮公差的影响。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。