钢管（圆钢）在线测长、称重新装置

【摘要】 钢管、圆钢等钢型材生产过程中，长度、重量测量是一个重要的工序。本文所述用激光测量型钢长度的方式，与现有其他测量方式相比：测量误差小、效率高、成本低、适用性强。钢管、圆钢在线称重装置，与现有其他测量方式相比：测量过程平稳、测量误差小、测量装置故障率低、使用寿命长。

【关键词】 激光测量装置;测长;称重

【DOI编码】 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

钢管、圆钢等钢型材长度、重量测量是重要的工序，作为一名计量工作者，与企业技术人员共同研究了本文所述的钢管、圆钢在线测长、称重新装置。目前该新装置已取得国家实用新型专利。

1 长度测量

钢管、圆钢等钢型材长度测量是一个重要的测量工序。目前，大多数型钢生产线仍采用人工测量的方式，不仅容易导致安全事故，而且人工测量的准确度差，信息反馈不及时;部分生产企业的型钢生产线引入了自动测量设备，大多是采用旋转编码器作为主要测量原件，需要通过齿条、齿形带或拉绳将长度方向的直线运动转变成旋转运动供编码器测量，这种方式结构复杂，精度低，测量装置故障率高，设备寿命短。另外还有一种测量方式，是采用光栅尺或磁栅尺作为主要测量原件，这种方式成本高，不适合大尺寸工件的测量。

本文所述测量长度的新装置与其他测量方式相比具有测量误差小、效率高、成本低、适用性强的优点，组成如图1所示，图中：①激光测量装置;②拨料装置;③固定台架;④升降台架;⑤被测工件。

图2是激光测量装置1的Ⅰ视图，图中：11.横向固定架;12直线模组;13滑块;14反光板;16激光测距传感器。

激光测量装置由横向固定架、激光测距传感器、直线模组及反光板组成。横向固定架与型钢输送方向垂直设置，直线模组安装在横向固定架上，直线模组中的滑块能够沿横向固定架往复移动;激光测距传感器设置在横向固定架的外端，反光板朝向激光测距传感器一侧设置在滑块的竖向定位板上，激光测距传感器发出的激光束垂直于反光板平面;升降台架的内侧或升降台架与激光测量装置之间设拨料装置;沿型钢输送方向，升降台架的两端分别设固定台架。

直线模组为滚珠丝杠型直线模组或同步带型直线模组。直线模组又称线性模组、直角坐标机器人、直线滑台等，是继直线导轨、直线运动模组、滚珠丝杆直线传动机构的自动化升级单元，其适用于轻负载，能够使负载移动更加灵活、定位更加精准。直线模组作为反光板的移动载体，具有动作灵活、移动平稳、定位精确的优点，有利于快速、精准地实现被测工件长度的测量。

滚珠丝杠型直线模组主要由滚珠丝杠、直线导轨、滑台、滚珠丝杠支撑座、联轴器、马达、光电开关等组成，滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的常用机构。滑台在滚珠丝杠机构的作用下沿直线导轨移动，滑台采用铝合金型材制作，其刚性好、热变形小、进给稳定性高，滑块安装在滑台上。

同步带型直线模组主要由皮带、直线导轨、铝合金型材滑台、联轴器、马达、光电开关等组成，其工作原理是：皮带安装在直线模组两侧的传动轴上，其中一个传动轴作为动力输入轴，在皮带上固定一块用于安装移动物体的滑块，当有动力输入时，通过带动皮带使滑块运动。

工作原理如下：被测工件⑤沿固定台架③纵向输送，在被测工件⑤输送路径的两侧固定位置各布置一个激光测距传感器16，对于棒材、热轧型钢等具有较大实体截面的被测工件⑤，可以直接使用被测工件⑤的端面作為激光测距传感器16所发射激光束的反射面，对于管材、冷弯型钢等具有空心小截面的被测工件⑤，采用可移动的反射元件（反光板14）进行测量，将反射元件靠到被测工件⑤端面上作为激光测距传感器16发射激光束的反射面。将两个激光测距传感器16的固定点距离减去两个激光测距传感器16的反射长度，再减去滑块13上的竖向定位板和反光板14的厚度即是被测工件⑤的实测长度。

2 重量测量

在钢管、圆钢的生产过程中，重量测量是一个重要的检测工序，目前，大多数生产线已经采用了自动测量，具体方法是称重的称体固定，被检测工件通过吊车或上料装置放置到称体上进行称重，采用这种称重方式的缺点在于工件下落时对称体的冲击力大，易造成称重传感器损伤甚至失效，从而使测量装置故障率高，使用寿命短。

本文所述的钢管、圆钢在线称重装置，采用被检测工件静止，由升降平台带动称体上移接触工件完成重量测量的方法，具有测量过程平稳、测量精度高、测量装置故障率低，使用寿命长的优点。组成如图3所示。

图4是图3的前视图。图5是图3中的A-A视图。图中：①固定台架;②平台体;③液压缸;④称重传感器;⑤定位支撑座;⑥升降台架;⑦拨料装置;⑧被测工件。

可升降称重平台由平台体、液压缸及称重传感器组成，液压缸设于平台体的底部，称重传感器设于两者之间;可升降称重平台的两侧分别设拨料装置，2个拨料装置的外侧分别设升降台架;沿工件输送方向，升降台架两端分别设固定台架。液压缸为4个，分别设于平台体底部四角，每个液压缸活塞杆与平台体之间均设置称重传感器。4个液压缸通过程控液压同步分流器实现同步升降。平台体上在靠近升降台架两侧分别设定位支撑座，定位支撑座中部设V形定位槽。升降台架由升降液压缸及固定在升降液压缸上的V型定位块组成。

工作原理如下：钢管或圆钢等被测工件⑧沿固定台架①纵向输送，调节升降台架⑥的高度，使升降台架⑥的顶面高度高于可升降称重平台的平台体②的顶面高度;当被测工件⑧到达称重位时，通过拨料装置⑦将被测工件⑧转移到升降台架⑥上，被测工件⑧的两端由升降台架⑥支撑，中部处于悬空状态。启动可升降称重平台的4个液压缸③，由程控液压同步分流器控制4个液压缸③同步上升，平台体②上的定位支撑座⑤首先与被测工件⑧接触，随着液压缸③的进一步抬升，被测工件⑧与升降台架⑥分离，其重量完全由可升降称重平台承载，此时即可通过称重传感器④测出被测工件⑧的重量。

3 結论

本文所述测量型钢长度、重量的新装置，具有测量误差小、效率高、成本低、适用性强、测量过程平稳、测量装置故障率低、使用寿命长等优点。

【参考文献】

[1] 鞍山长凤无损检测设备有限公司.一种钢管、圆钢在线称重装置：201920185050.X[P].2019-08-16.

[2] 鞍山长凤无损检测设备有限公司.一种采用激光测量型钢长度的装置：201920185086.8[P].2019-08-07.

【作者简介】

孙素娟（1965-），女，高级工程师，学士，研究方向为计量技术。