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一种管子收卷监测系统、管子收卷装置及管子收卷方法

摘要

本发明提供了一种管子收卷监测系统、管子收卷装置及管子收卷方法,管子收卷监测系统包括U形架、丝杠传动机构,U形架上设置有光检测机构,光检测机构的光发射元件设置在悬臂一上,光检测机构的光感应元件设置在悬臂二上,光感应元件用于感应/接收光发射元件发出的特定光线;管子收卷装置及管子收卷方法采用前述监测系统,管子收卷过程中通过识别光线是否在预设时间内被管子挡住来控制正反向排管。发明以极其简单地方案顺利地实现了管材收卷过程中的连续排管收卷,既无需人工开展排管操作,又大幅提高了排管收卷效率,不同管层的切换工序巧妙、快速,且排管收卷过程稳定可靠。

著录项

  • 公开/公告号CN112408099A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-02-26

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 重庆市齐垚机电设备有限公司;

    申请/专利号CN202011350512.2

  • 发明设计人 秦宗伟;周启云;

    申请日2020-11-26

  • 分类号B65H54/553(20060101);B65H54/70(20060101);B65H57/28(20060101);B65H57/00(20060101);

  • 代理机构

  • 代理人

  • 地址 404120 重庆市万州区学府路696号12幢1层11室

说明书

技术领域

本发明涉及管材收卷设备,具体涉及一种管子收卷监测系统、管子收卷装置及管子收卷方法。

背景技术

现有技术中,文献CN210286276U提供了一种管材收卷机构,至少由一个收卷单体组成,收卷单体包括收卷盘和用于驱动收卷盘转动的动力系统,沿着收卷盘轴向设置有收卷部,通过同步驱动机构驱动收卷部径向位移实现收卷半径调节;在收卷部外端部设置有磁性吸附夹紧机构,且磁性吸附夹紧机构可轴向脱离收卷部;文献CN210284884U提供了柔性管材收卷捆扎机的进料机构,包括基板,设置在基板上用于引导管材前移的送料辊轮和导向辊轮,在基板上设置有跟随管材同步前移的跟随机构;跟随机构包括驱动跟随机构往复运行的气缸,设置于第一导轨上的夹持部和支撑部,且在夹持部和支撑部跟随柔性管材同步前移过程中,夹持部始终夹紧柔性管材,支撑部始终支撑柔性管材;文献CN210284886U提供了一种管材收卷捆扎装置,包括用于输送管材的进料机构、用于收卷管材的收卷机构、用于捆扎管盘的捆扎机构、用于卸除管盘的退料机构和用于拆装收卷部挡边的抓取机构,进料机构将管材前端送至收卷机构的收卷部上固定后通过收卷部旋转将管材盘成管盘,抓取机构拆除收卷部挡边后通过捆扎机构将管盘捆好,退料机构将捆好的管盘卸除后通过抓取机构将收卷部挡边复位安装在收卷部上。

此外,文献CN209426131U提供了一种PE管收卷轮,包括内限位轮、若干第一支撑杆、外支撑轮、外限位 轮;所述内限位轮与PE管收卷轮的驱动装置固定连接,所述外支撑轮与所述内限位轮平行 且同轴,所述若干第一支撑杆的一端垂直固定于所述内限位轮的轮面,另一端与所述外支 撑轮的边缘固定连接,使所述第一支撑杆和所述外支撑轮构成圆柱形骨架结构;外限位轮 与所述外支撑轮同轴设置,并且外限位轮可拆卸地固定在所述外支撑轮远离所述内限位轮 的一侧,使PE管规则缠绕在第一支撑杆外侧,并于内限位轮和外限位轮之间,最终缠绕成圆 筒状。

如前所述,现有的管子收卷设备虽然能够对管材进行收卷、捆扎,然而,管子收卷过程中如何简单、顺利地快速实现连续排管收卷一直是本领域的技术难题。

发明内容

本发明目的在于提供一种管子收卷监测系统、管子收卷装置及管子收卷方法,用于解决“现有相关设备在管子收卷过程中难以顺利地快速实现连续排管收卷”的技术问题。

为了实现上述目的,本发明采用了如下所述技术方案。

一种管子收卷监测系统,它包括U形架,U形架连接丝杠传动机构,丝杠传动机构运行时,U形架能够随着丝杠传动机构的位移部件前后移动;U形架的开口宽度大于管材收卷盘的宽度,U形架的开口方向与丝杠传动机构的位移方向一致;在U形架上设置有光检测机构,光检测机构的光发射元件设置在悬臂一上,光检测机构的光感应元件设置在悬臂二上,光感应元件用于感应/接收光发射元件发出的特定光线。

为进一步简化排管监测方式及其结构,悬臂一与悬臂二相互平行,光发射元件发出的特定光线与悬臂二垂直。

作为优选方案,光发射元件设置在悬臂一端部,光感应元件设置在悬臂二端部。

作为优选方案,悬臂二连接丝杠传动机构的位移部件,位移部件既转动配合在丝杠传动机构的丝杠上,又滑动配合在滑轨上,滑轨与丝杠平行。采用这样地结构还能够提高管子收卷监测系统的稳定性。

作为优选方案,光发射元件用于发射激光,或者:光检测机构采用对射光纤。

基于前述管子收卷监测系统的管子收卷装置,U形架的开口容纳管材收卷盘的挡壁,U形架的开口方向与管材收卷盘轴线垂直。

为进一步简化排管监测难度,并提高排管收卷效率,丝杠传动机构、光检测机构及管材收卷盘的排管机构分别连接控制器,通过控制器控制丝杠传动机构的马达转动以实现对位移部件位移量的控制,通过控制器控制管材收卷盘的排管机构运行方式以实现正向或反向排管;通过控制器识别光检测机构的光发射、光感应及其光感应时间。本发明中,管材收卷盘的排管机构可以采用文献CN210284884U提供的柔性管材收卷捆扎机的进料机构,管材收卷盘可以采用文献CN210286276U中的收卷盘。

作为优选方案,管材收卷盘的挡壁均匀布置4-8个。

基于前述管子收卷装置的管子收卷方法,其步骤包括:

步骤1,控制器发出指令,丝杠传动机构的马达转动使位移部件前移至极限位置,此时,光发射元件发出的光线从第二排管子所在区域穿过并被光感应元件感应到;

步骤2,控制器发出指令,管材收卷盘转动,排管机构正向运行,开始排第一层管子;

步骤3,当光感应元件在预设时间δt内未感应到光发射元件发出的光线时,此时,第一层管子排管结束;控制器发出指令,排管机构反向运行,开始排第二层管子,同时:控制器发出指令,丝杠传动机构的马达转动使位移部件后退预设行程S,此时,光发射元件发出的光线从第三排管子所在区域穿过并被光感应元件感应到;

步骤4,当第二层管子排管结束后,控制器发出指令,排管机构再次正向运行,开始排第三层管子,同时位移部件后退预设行程S;第三层管子排管结束后,控制器发出指令,排管机构再次反向运行,开始排第四层管子,每当一层管子排管结束后,位移部件就后退预设行程S……,直到位移部件后退至极限位置后停止。

作为优选方案,所述预设行程S等于管子的直径;所述预设时间δt等于管材收卷盘转动两个相邻挡壁之间的弧长所需的时间。

本发明以极其简单地方案顺利地实现了管材收卷过程中的连续排管收卷,既无需人工开展排管操作,又大幅提高了排管收卷效率;采用本发明提供的方案,实现了各管层之间的顺利切换,不同管层的切换工序巧妙、快速,且排管收卷过程稳定可靠。

附图说明

图1为实施例中管子收卷监测系统结构示意图;

图2为实施例中管子收卷装置示意图一(排管前的状态);

图3为实施例中管子收卷装置示意图二(排管刚结束时的状态);

图4为实施例中管子收卷过程示意图一(第一层管子排管过程),其中,箭头12表示正向排管方向,箭头11表示U形架后退方向;

图5为实施例中管子收卷过程示意图二(刚开始排第二层管子时的状态),其中,箭头121表示反向排管方向,箭头11表示U形架后退方向,实质上是丝杠传动机构的位移部件带动U形架后退;

图6为实施例中管子收卷过程示意图二(第三层管子排管过程),其中,箭头12表示正向排管方向,箭头11表示U形架后退方向;

图7为图5的侧向示意图(仅示意排管区域),箭头16表示管子收卷盘转动方向;

图8为实施例中管子收卷监测系统、管子收卷装置配套安装在收卷设备上的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。

实施例1

参见图1、图2和图3,一种管子收卷监测系统,包括U形架2,U形架2连接丝杠传动机构,丝杠传动机构运行时,U形架2能够随着丝杠传动机构的位移部件5前后移动;U形架2的开口宽度大于管材收卷盘9的宽度,U形架2的开口方向与丝杠传动机构的位移方向一致;在U形架2上设置有光检测机构,光检测机构的光发射元件1设置在悬臂一21上,光检测机构的光感应元件8设置在悬臂二22上,光感应元件22用于感应/接收光发射元件1发出的特定光线。其中,悬臂一21与悬臂二22相互平行,光发射元件1发出的特定光线与悬臂二22垂直;发射元件1设置在悬臂一21端部,光感应元件22设置在悬臂二22端部。

悬臂二22连接丝杠传动机构的位移部件5,位移部件5既转动配合在丝杠传动机构的丝杠4上,又滑动配合在滑轨3上,滑轨3与丝杠4平行。

具体应用方案中,光发射元件1可以采用能够发射激光的激光器,光感应元件22采用与之相配的激光接收器;或者:光检测机构采用对射光纤。当然,光发射元件1还可以采用其它容易被接收和识别且对人体和管子无害的特定波长的光线,且该光线不能穿透管子。当光检测机构采用对射光纤时,是通过检测光纤信号是否被管子挡住来识别管层切换的时间,此时,光纤信号起到的作用与光发射元件1发出的光线作用类似。

参见图1至图7,基于前述管子收卷监测系统的管子收卷装置,管子收卷监测系统安装在排管机构的支架18上,U形架2的开口容纳管材收卷盘9的挡壁10,U形架2的开口方向与管材收卷盘9轴线垂直。丝杠传动机构、光检测机构及管材收卷盘9的排管机构分别连接控制器,通过控制器控制丝杠传动机构的马达6转动以实现对位移部件5位移量的控制,通过控制器控制管材收卷盘9的排管机构运行方式以实现正向或反向排管;通过控制器识别光检测机构的光发射、光感应及其光感应时间。其中:管材收卷盘的排管机构采用文献CN210284884U提供的柔性管材收卷捆扎机的进料机构,管材收卷盘采用文献CN210286276U中的收卷盘。

作为优选的具体应用方案,管材收卷盘9的挡壁10均匀布置4-8个。

基于管子收卷装置的管子收卷方法,其步骤包括:

步骤1,控制器发出指令,丝杠传动机构的马达6转动使位移部件5前移至极限位置,此时,光发射元件1发出的光线从第二排管子14所在区域穿过并被光感应元件8感应到;此时的状态如图2所示;

步骤2,控制器发出指令,管材收卷盘9转动,排管机构正向运行,开始排第一层管子13;第一层管子的排管过程如图4所示;

步骤3,当光感应元件8在预设时间δt内未感应到光发射元件1发出的光线时(第二排管子14的第一圈管子刚好挡住光发射元件1发出的光线),此时,如图5和图7所示,第一层管子13排管结束;控制器发出指令,排管机构反向运行,开始排第二层管子13,同时:控制器发出指令,丝杠传动机构的马达6转动使位移部件5后退预设行程S,该预设行程S等于管子的直径(例如当管子直径为30mm时,位移部件5后退的距离为30mm),此时,光发射元件1发出的光线从第三排管子14所在区域穿过并被光感应元件8感应到;

步骤4,当第二层管子13排管结束后,控制器发出指令,排管机构再次正向运行,开始排第三层管子15,同时位移部件5后退预设行程S,此时的状态如图6所示;第三层管子15排管结束后,控制器发出指令,排管机构再次反向运行,开始排第四层管子,每当一层管子排管结束后,位移部件5就后退预设行程S……,直到位移部件5后退至极限位置后停止,此时的状态如图3所示,排好的管子以序号17表示。

各步骤中,所涉及的预设时间δt等于管材收卷盘9转动两个相邻挡壁10之间的弧长所需的时间,结合图7所示,所有相邻挡壁10之间的弧长相同,其长度均为L,如果管材收卷盘9的匀速转动速度为V,那么,转动两个相邻挡壁10之间的弧长所需的时间为L/V,即预设时间δt等于L/V。

管子收卷过程中,当光发射元件1发出的特定光线被管子或挡壁10挡住时,光感应元件8无法接收或感应到该特定光线,反之,当光发射元件1发出的特定光线未被管子或挡壁10挡住时,光感应元件8能够接收或感应到该特定光线。由于光线被单个挡壁10挡住的时间很短,被两个相邻挡壁10之间的管子挡住的时间相对较长,根据光线被挡住的时间即可识别是挡住光线的是管子还是挡壁10,当首次或间隔地出现光感应元件8在预设时间δt内未感应到光发射元件1发出的光线时,就说明管子已经开始切换到下一层进行排管了,需立即更换排管方向。

本发明以极其简单地方案顺利地实现了管材收卷过程中的连续排管收卷,既无需人工开展排管操作,又大幅提高了排管收卷效率;采用本发明提供的方案,实现了各管层之间的顺利切换,不同管层的切换工序巧妙、快速,且排管收卷过程稳定可靠。

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