[发明专利]JCO成型管形在线闭环控制方法、系统、装置

说明书

本发明属于钢管制造技术领域，具体涉及一种JCO成型管形在线闭环控制方法、系统、装置，旨在解决现有技术中JCO成型过程中无法实时检测钢板变形情况，无法在线实时调整成型工艺参数的问题。本申请提供一种JCO成型管形在线闭环控制方法，其能够模拟出钢板压制成型过程中，每道压制的压下量；并实时采集JCO成型过程中钢板压制成型的截面数据，而后拟合出成型的实际轮廓；通过压下量调整反馈系统将成型的实际轮廓与理论轮廓模型进行对比，预测出下一步成型的压下量，使成型管形向工艺设定的理想管形逼近。本申请能够实现钢管成型管形的闭环控制，保证钢管成型精度，提高钢管成型效率和成型质量，减轻施工人员劳动强度。

技术领域

本发明属于钢管制造技术领域，具体涉及一种JCO成型管形在线闭环控制方法、系统、装置。

背景技术

对于高钢级厚壁直缝埋弧焊管而言，每根钢管精准的周长、良好的圆度，可以有效控制成型管的尺寸及形状要求，满足管线施工现场钢管对接全自动焊接需求，保证焊缝质量。JCO成型是大口径直缝埋弧焊管制造的关键工序，JCO成型精度决定了每根钢管的圆度精度，目前国内企业JCO成型都是基于“理论计算”+“人工经验修正”来确定成型工艺参数。

由于钢板力学性能存在同板差、板间差，因此采用相同的成型工艺参数压制钢板时，钢板变形不会完全相同，目前使用的JCO成型设备不具备在线检测钢板变形的功能，不能确切地知道每一步压制后钢板的实际变形，在一根钢管连续成型过程中不能根据每一步压制后实际变形情况进行自动调整，来保证成型精度。在实际生产过程中需要工人不停地观察与不时地测量，钢管成型精度更多地依赖原材料性能的一致性与工人的经验，这将导致难以保证JCO成型管形精度的稳定性。

因此基于JCO成型过程中实时检测钢板变形情况，并预测钢管开口管形，实现在线实时调整成型工艺参数，完善钢管成型管形在线闭环控制系统是解决钢管成型精度的有效方法。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决上述现有技术中的问题，本发明提供了一种JCO成型管形在线闭环控制方法，包括以下步骤：

步骤S100，基于待成型钢板的尺寸和力学性能参数，获取待成型钢板变形后的变形数据，基于所述变形数据确定预设钢管的预设成型轮廓、预设压制道次和每个压制道次的预设压下量；所述变形数据包括待成型钢板变形后的应力、应变、变形量和回弹量；

步骤S200，根据所述预设压下量对待成型钢板进行压制，获取压制成型过程中待成型钢板的成型截面数据，并拟合出待成型钢板的实际成型轮廓；所述成型截面数据包括轮廓数据；

步骤S300，将拟合出的实际成型轮廓和预设成型轮廓进行对比，获取实际成型轮廓与预设成型轮廓的卷曲角度差值；

步骤S400，依据步骤S300获取的卷曲角度差值，根据预设的调整规则调整下一次压制道次的压下量，直至完成所有压制道次的压制；所述预设的调整规则为卷曲角度差值与下一次压制道次的压下量的映射关系。

在一些优选技术方案中，所述轮廓数据包括直线段和圆弧段，两条所述直线段分别位于所述圆弧段的两端，所述圆弧段两侧的直线段之间的夹角为卷曲角，所述步骤S300中的“获取实际成型轮廓与预设成型轮廓的卷曲角度差值”的方法为：

步骤S310，基于每个压制道次的所述轮廓数据，分离出直线段数据和圆弧段数据；

步骤S320，依据所述直线段数据，基于预设的运算规则计算出两条直线段之间的夹角；

步骤S330，基于步骤S320获取的所述夹角，确定当前压制道次实际成型轮廓的卷曲角度与理论卷曲角度的差值。

在一些优选技术方案中，所述预设的运算规则包括最小二乘法，依据所述直线段坐标，通过最小二乘法拟合出所述轮廓数据中直线段的方程，并计算出两条直线段之间的夹角。