Автоматическая система и способ для измерения и механической обработки концов трубных элементов - RU2018113715A

1. Автоматическая система измерения и механической обработки концов трубных элементов, отличающаяся тем, что содержит:

измерительное оборудование (1), которое имеет:

внутренний лазерный датчик (3) для измерения внутреннего диаметра конца трубы по меньшей мере на одном сечении отрезка трубы;

внешний лазерный датчик (2) для измерения внешнего диаметра конца трубы по меньшей мере на одном сечении отрезка трубы;

обрабатывающий станок (5), который имеет:

по меньшей мере один обрабатывающий инструмент для механической обработки внутреннего диаметра трубы (14) и по меньшей мере один обрабатывающий инструмент для механической обработки внешнего диаметра трубы (12, 13), причем обрабатывающие инструменты задействуются независимо друг от друга;

электронный интерфейсный модуль (6) управления между измерительным оборудованием и обрабатывающими инструментами, который содержит записи критических значений внешнего и внутреннего диаметров для конца трубы,

при этом электронный интерфейсный модуль (6) управления принимает измеренные значения внешнего и внутреннего диаметров от измерительного оборудования, сравнивает их с критическими значениями внешнего и внутреннего диаметров и управляет работой обрабатывающих инструментов для механической обработки внутреннего и внешнего диаметров (12, 13, 14) в зависимости от результата сравнения, так что реальные значения внешнего и внутреннего диаметров трубы станут близкими к критическим значениям внешнего и внутреннего диаметров.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что измерительное оборудование дополнительно имеет лазерный датчик (4) позиционирования для измерения позиционирования обрабатывающих инструментов (12, 13, 14).

3. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что измерительное оборудование содержит автоматизированный манипулятор (7), который имеет, на одном конце, вилку с множеством зубцов, каждый лазерный датчик размещается на одном зубце вилки.

4. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что обрабатывающий станок (5) имеет по меньшей мере один обрабатывающий инструмент для механической обработки внутреннего диаметра трубы и два обрабатывающих инструмента для механической обработки внешнего диаметра трубы, причем каждый инструмент задействуется независимо.

5. Система по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что электронный интерфейсный модуль (6) управления имеет компьютеризированное устройство (8) числового программного управления, которое управляет работой обрабатывающего станка (5).

6. Система по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что электронный интерфейсный модуль (6) управления хранит значения внешнего и внутреннего диаметра трубы, измеренные до и после механической обработки.

7. Система по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что электронный интерфейсный модуль (6) управления управляет операцией механической обработки обрабатывающих инструментов для уменьшения эксцентриситета трубы.

8. Система по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что электронный интерфейсный модуль (6) управления имеет блок (9) анализа измерений, который вычисляет толщину стенки трубы по различию между измеренными значениями внешнего и внутреннего диаметра в каждой позиции окружности трубы и сравнивает вычисленные значения толщины стенки с критическими значениями толщины стенки.

9. Система по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что электронный интерфейсный модуль (6) управления определяет минимальное и максимальное значения внешнего диаметра и внутреннего диаметра, эксцентриситета и толщины стенки конца трубы на основе измеренных значений внешнего и внутреннего диаметров трубы.

10. Система по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что электронный интерфейсный модуль (6) управления вычисляет критические значения внешнего и внутреннего диаметров для конца трубы, начиная с предыдущего измерения образцов трубных элементов и статистического анализа изменчивости максимальных и минимальных измеренных значений образцов.

11. Автоматический способ измерения и механической обработки концов трубных элементов, отличающийся тем, что включает этапы, на которых:

измеряют внутренний диаметр конца трубы по меньшей мере на одном сечении отрезка трубы;

измеряют внешний диаметр конца трубы по меньшей мере на одном сечении отрезка трубы;

обрабатывают измеренные значения внешнего и внутреннего диаметров и сравнивают их с критическими значениями внешнего и внутреннего диаметров и механически обрабатывают, управляемым образом, внутренний диаметр и внешний диаметр конца трубы в зависимости от результата сравнения, так что реальные значения внешнего и внутреннего диаметров трубы станут близкими к критическим значениям внешнего и внутреннего диаметров.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что включает, после этапа механической обработки, новый этап, на котором измеряют внутренний диаметр и внешний диаметр конца трубы по меньшей мере на одном участке отрезка трубы, и этап, на котором записывают окончательные измеренные значения внутреннего диаметра и внешнего диаметра конца трубы после механической обработки.

13. Способ по п. 11 или 12, отличающийся тем, что этапы измерения внутреннего диаметра и внешнего диаметра конца трубы выполняют независимо друг от друга.

14. Способ по любому из пп. 11-13, отличающийся тем, что управление на этапе механической обработки внутреннего диаметра и внешнего диаметра трубы выполняют посредством компьютеризированного устройства числового программного управления.

15. Способ по любому из пп. 11-14, отличающийся тем, что управляемая механическая обработка внутреннего диаметра и внешнего диаметра конца трубы включает этап, на котором:

механически обрабатывают внутренний диаметр с размерами, которые уменьшаются постепенно по направлению к центру трубы на сегменте отрезка трубы, и механически обрабатывают внешний диаметр с размерами, которые увеличиваются постепенно по направлению к центру трубы на сегменте отрезка трубы, формируя переходную область с большей толщиной стенки между концом трубы и остальной частью отрезка трубы.

16. Способ по любому из пп. 11-15, отличающийся тем, что управляемая механическая обработка внутреннего диаметра и внешнего диаметра конца трубы включает этап, на котором механически обрабатывают, управляемым способом, внутренний диаметр и внешний диаметр конца трубы, чтобы уменьшить эксцентриситет трубы.

17. Способ по любому из пп. 11-16, отличающийся тем, что этап обработки измеренных значений внешнего диаметра и внутреннего диаметра включает этап, на котором определяют минимальное и максимальное значения внешнего диаметра и внутреннего диаметра, эксцентриситета и толщины стенки конца трубы на основе измеренных значений внешнего диаметра и внутреннего диаметра трубы.

18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что этап определения толщины стенки трубы включает этапы, на которых вычисляют различие между измеренными значениями внешнего диаметра и внутреннего диаметра в каждой позиции окружности трубы на измеряемом сечении, сравнивают вычисленные значения толщины стенки с критическими значениями толщины стенки и идентифицируют координаты позиций механической обработки на внутреннем диаметре и внешнем диаметре трубы.

19. Способ по любому из пп. 11-18, отличающийся тем, что этапы измерения внутреннего диаметра и внешнего диаметра конца трубы выполняют на участках отрезка трубы.

20. Способ по любому из пп. 1-19, отличающийся тем, что включает первоначальный этап, на котором вычисляют критические значения внешнего диаметра и внутреннего диаметра для конца трубы, начиная с предыдущего измерения образцов трубных элементов и статистического анализа изменчивости измеренных максимальных и минимальных значений образцов.

21. Способ по любому из пп. 11-20, отличающийся тем, что включает, перед этапом механической обработки, этап, на котором отбраковывают трубу, если измеренные значения внутреннего диаметра и внешнего диаметра являются недостаточными, чтобы добиваться критических значений внутреннего и внешнего диаметров после механической обработки.

22. Способ по любому из пп. 11-21, отличающийся тем, что его выполняют посредством системы по любому из пп. 1-10.