【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无缝钢管加工设备，尤其涉及一种用于无缝钢管加工的智能定径设备。
技术介绍
1、无缝钢管是一种没有焊缝的钢管，主要通过热轧、冷轧或冷拔等工艺制造。无缝钢管广泛应用于石油、天然气、锅炉、船舶、机械制造、汽车、航空航天等领域，因其高强度、耐高压、耐腐蚀和良好的机械性能而受到广泛青睐。
2、在无缝钢管的制造过程中，定径是一个关键环节。定径的目的是确保钢管的外径符合设计要求，并满足使用中的精度和强度需求。定径工艺的质量直接影响钢管的尺寸精度和表面质量，因此，如何高效、精确地进行定径是无缝钢管制造中的重要技术难题。
3、相关技术中，三辊定径机构是一种常用的无缝钢管定径设备，由三个均匀分布的轧辊组成，三个轧辊的轮面之间限定出定径孔，为了实现定径过程中对无缝钢管直径的精确控制，通常采用激光测量仪测量钢管的直径，再通过控制液压系统调节轧辊之间的间距，实现对钢管的径向压力调节，从而控制定径尺寸。然而，激光测量仪虽然测量精度高，但是，一方面，其只能进行横截面上的单点测量，这种单点测量方式，无法反应钢管不同位置的直径变化，因此，难以实现更全面、更精确的直径监测。另一方面，仅仅调节轧辊的径向压力，对于定径效果并不理想，尤其是径向压力改变外径的同时，也容易影响其内径，导致了内径尺寸误差大。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种用于无缝钢管加工的智能定径设备。
2、为实现上述目的，根据本
3、工作台；
4、至少两组三辊定径机构，至少两组所述三辊定径机构沿传送方向间隔设置在所述工作台上，用以对无缝钢管进行定径处理；
5、驱动装置，所述驱动装置与所述三辊定径机构连接，用于驱动所述三辊定径机构的轧辊旋转；
6、视觉监测盒，所述视觉监测盒设在所述工作台上，且在所述传送方向上位于至少两组所述三辊定径机构的后方；
7、导料架，所述导料架在所述传送方向上与所述工作台并排布置，用以对所述无缝钢管在传送方向上进行导向；
8、控制装置，所述控制装置与所述三辊定径机构及视觉监测盒连接；
9、其中，所述视觉监测盒包括封闭盒、光源及视觉摄像头，所述封闭盒相对的两侧壁设有供无缝钢管穿过的通孔，所述光源设在所述封闭盒内以提供照明环境，所述视觉摄像头设在所述封闭盒内，用以采集无缝钢管的图像；
10、所述控制装置包括直径检测单元，用于对所述图像进行分析判断所述无缝钢管的外径是否符合预定值，当所述无缝钢管的外径不符合预定值时，输出控制指令至所述驱动装置，以通过所述驱动装置控制调节各组所述三辊定径机构之间轧辊的速度差，进而调节对所述无缝钢管的轴向拉力。
11、另外，根据本专利技术上述实施例的用于无缝钢管加工的智能定径设备还可以具有如下附加的技术特征：
12、根据本专利技术的一个实施例，所述视觉摄像头为两个，两个所述视觉摄像头中的一个设在所述封闭盒的顶壁，用以采集无缝钢管的俯视图像，两个所述视觉摄像头中的另一个设在所述封闭盒的一侧壁，用以采集无缝钢管的侧视图像，两个所述视觉摄像头的轴线相垂直；
13、所述控制装置还包括圆度检测单元、直线度检测单元及瑕疵检测单元，所述圆度检测单元还用于根据所述俯视图像和侧视图像判断所述无缝钢管的圆度；所述直线度检测单元用于根据所述俯视图像和侧视图像判断所述无缝钢管的直线度；所述瑕疵检测单元用于根据所述俯视图像和侧视图像判断所述无缝钢管的外观瑕疵。
14、根据本专利技术的一个实施例，所述直径检测单元包括：
15、第一图像预处理模块，用于对所述俯视图像和侧视图像进行预处理；
16、第一轮廓提取模块，用于从所述俯视图像和侧视图像中分别提取无缝钢管的轴向轮廓线，分别得到俯视轮廓图和侧视轮廓图；
17、第一直径测量模块，用于在多个不同的轴向位置测量所述俯视轮廓图上无缝钢管的俯视直径和所述侧视轮廓图无缝钢管的侧视直径；
18、直径计算模块，用于计算每个轴向位置的平均直径以及计算整体平均直径，其中，每个轴向位置的平均直径=（该轴向位置的俯视直径 + 该轴向位置的侧视直径）/ 2，整体平均直径= 所有轴向位置的平均直径 / 轴向位置数量。
19、根据本专利技术的一个实施例，所述圆度检测单元包括：
20、第二图像预处理模块，用于对所述俯视图像和侧视图像进行预处理；
21、第二轮廓提取模块，用于从所述俯视图像和侧视图像中分别提取无缝钢管的轴向轮廓线，分别得到俯视轮廓图和侧视轮廓图；
22、第二直径测量模块，用于在多个不同的轴向位置测量所述俯视轮廓图上无缝钢管的俯视直径和所述侧视轮廓图无缝钢管的侧视直径；
23、圆度估算模块，用于比较同一轴向位置上所述无缝钢管的俯视直径和侧视直径，得到各个轴向位置的直径差，并从各个直径差中找出最大直径差，计算圆度估算值，所述圆度估算值 = 最大直径差 / 2。
24、根据本专利技术的一个实施例，所述直线度检测单元包括：
25、第三图像预处理模块，用于对所述俯视图像和侧视图像进行预处理；
26、轴线提取模块，用于从所述俯视图像和侧视图像分别提取无缝钢管的中心轴线；
27、拟合模块，用于对所述俯视图像和侧视图像的中心轴线分别进行最小二乘法拟合，得到俯视图拟合轴线和侧视图拟合轴线；
28、偏差计算模块，用于计算所述俯视图像的中心轴线上各个点到所述俯视图拟合轴线上对应点的俯视偏差值，以及计算所述侧视图像的中心轴线上各个点到所述侧视图拟合轴线上对应点的侧视偏差值；
29、直线度计算模，用于找到最大俯视偏差值和最大侧视偏差值，并计算直线度值，所述直线度值 = max（俯视最大偏差值，侧视最大偏差值）。
30、根据本专利技术的一个实施例，所述智能定径设备还包括定径内芯，所述定径内芯设在所述导料架上远离所述工作台的一端，且所述定径内芯沿所述传送方向的反向延伸并伸入至所述无缝钢管内；
31、所述定径内芯伸入至所述无缝钢管的一端设有定径柱，所述定径柱的外径被配置为所述无缝钢管成型后的内径，且所述定径柱位于所述三辊定径机构的中心。
32、根据本专利技术的一个实施例，所述定径内芯的一端具有球头，所述定径柱的一端与所述球头万向转动配合。
33、根据本专利技术的一个实施例，所述视觉监测盒为两个，两个所述视觉监测盒在所述传送方向上分别位于所述三辊定径机构的前方和后方；
34、所述导料架上远离所述工作台的一端设有限位开关，当所述限位开关检测到无缝钢管时，所述控制装置控制所述驱动装置驱动所述轧辊反向旋转，以使所述无缝钢管反向传送，并在两个所述视觉监测盒中另一个的视觉监测下完成对所述无缝钢管的二次定径。
35、根据本专利技术的一个实施例，所述导料架上远离所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于无缝钢管加工的智能定径设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于无缝钢管加工的智能定径设备，其特征在于，所述视觉摄像头为两个，两个所述视觉摄像头中的一个设在所述封闭盒的顶壁，用以采集无缝钢管的俯视图像，两个所述视觉摄像头中的另一个设在所述封闭盒的一侧壁，用以采集无缝钢管的侧视图像，两个所述视觉摄像头的轴线相垂直；
3.根据权利要求2所述的用于无缝钢管加工的智能定径设备，其特征在于，所述直径检测单元包括：
4.根据权利要求2所述的用于无缝钢管加工的智能定径设备，其特征在于，所述圆度检测单元包括：
5.根据权利要求2所述的用于无缝钢管加工的智能定径设备，其特征在于，所述直线度检测单元包括：
6.根据权利要求1所述的用于无缝钢管加工的智能定径设备，其特征在于，所述智能定径设备还包括定径内芯，所述定径内芯设在所述导料架上远离所述工作台的一端，且所述定径内芯沿所述传送方向的反向延伸并伸入至所述无缝钢管内；
7.根据权利要求6所述的用于无缝钢管加工的智能定径设备，其特征在于，所述定径内芯的一端具有
8.根据权利要求1所述的用于无缝钢管加工的智能定径设备，其特征在于，所述视觉监测盒为两个，两个所述视觉监测盒在所述传送方向上分别位于所述三辊定径机构的前方和后方；
9.根据权利要求6所述的用于无缝钢管加工的智能定径设备，其特征在于，所述导料架上远离所述工作台的一端设有可调支架；
10.根据权利要求1所述的用于无缝钢管加工的智能定径设备，其特征在于，所述光源为四个，四个所述光源分别设在所述封闭盒的四条边角处。
...【技术特征摘要】
1.一种用于无缝钢管加工的智能定径设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于无缝钢管加工的智能定径设备，其特征在于，所述视觉摄像头为两个，两个所述视觉摄像头中的一个设在所述封闭盒的顶壁，用以采集无缝钢管的俯视图像，两个所述视觉摄像头中的另一个设在所述封闭盒的一侧壁，用以采集无缝钢管的侧视图像，两个所述视觉摄像头的轴线相垂直；
3.根据权利要求2所述的用于无缝钢管加工的智能定径设备，其特征在于，所述直径检测单元包括：
4.根据权利要求2所述的用于无缝钢管加工的智能定径设备，其特征在于，所述圆度检测单元包括：
5.根据权利要求2所述的用于无缝钢管加工的智能定径设备，其特征在于，所述直线度检测单元包括：
6.根据权利要求1所述的用于无缝钢管加工的智能定径设备，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐隽栋，徐福军，李震，
申请(专利权)人：无锡市瑞尔精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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