钢锭自动定心打孔装置设计.pdf

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1、2013年1月机床与液压Jan．2013第41卷第2期MACHINETO0L&HYDRAULICSVo1．41No．2DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．02．005钢锭自动定心打孔装置设计．杨代华，顾星，李勇波，林宁，吴明谦(1．中国地质大学机电学院，湖北武汉430074；2．中国船舶重工股份有限公司，湖北武汉430084)摘要：简述了无缝钢管钢的生产流程及钢锭中心孔加工工艺存在的不足，提出了一种能自动检测钢锭圆心，并远程控制电极自动定心打孔的设备。介绍了定心打孔装置的机械结构，分析了钢锭圆心自动检测及找正打孔的原

2、理。实现了WINCC组态软件和西门子s7—300PLC对工艺过程的运动控制和实时监控。关键词：无缝钢管；定心；组态中图分类号：TH一39文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)2—015—3DesignofAutomaticCenteringPerforationMachineforBilletYANGDaihua，GUXing，LIYongbo，LINNing，WUMingqian(1．CollegeofMeehatronies，ChinaUniversityofGeosciences，WuhanHubei430074，China；

3、2．ChinaShipbuildingIndustryCompanyLimited，WuhanHubei430084，China)Abstract：Theproductionprocessofseamlesstubesandthedefectoftheprocesstechnicsofcenterholeofbilletwereintroduced．Amachinethatcouldautomaticallydetectandpunchcenterholebyautomatictestsandbyremotecontrollingelectrode

4、forautomaticcenteringwasputforward．Themechanicalstructureofcenteringperforationmachinewasintroduced，andtheprincipleofautomaticdetection，automaticcenteringandpunchingholewasanalyzed．ThemotioncontrolandgraphicalmonitorinrealtimeofproductionprocessbasedonWINCCconfigurationSOftwar

5、eandSiemensPLC$7-300wereaccomplished．Keywords：Seamlesstubes；Centering；Configuration无缝钢管在机械制造、军事、建筑等行业中占有重要地位，钢管壁厚的均匀程度是成品无缝钢管质量好坏的主要依据。其加工工艺是在圆柱型钢锭的端面上找准圆心，并对准圆心打孔，再通过冲头扩孔等工序实现无缝钢管的制造。因此，钢锭中心孔加工的准确度很大程度上决定了无缝钢管壁厚的均匀程度。目前，无缝钢管钢坯的中心孔是靠手动对中、电弧打孔的办法来实现，这种传统的加工工艺打孔的效率低、孔的位置精度低，不易保证

6、钢锭中心孔的同轴度要求。基于此，提出了采用自动检测和自动定心的方法23456789实现钢锭中心孔的加工，并通过PLC与WINCC组态1～检测头扫描电机2一钢锭3一打孔电极(碳棒)软件实现工艺过程的远程控制和实时监控，以提高无4一检测头扫描电机Z25一激光位移传感器6一传穆器调节螺杆7一摆线针轮减速箱8一电极竖直运动电机9一检测头伸缩气缸缝钢管的生产效率，提高打孑L质量，同时也降低工人lO一碳棒电极水平运动电机的劳动强度。图1整体结构图1系统原理及机械结构在钢锭到位后，通过气缸9将激光位移传感器伸钢锭定心打孔设备的整体结构如图1所示。主要出到钢锭端面

7、附件，再通过伺服电机1和4控制传感包含了：一组激光位移传感器竖直方向扫描钢锭外圆器自下往上扫描钢锭外圆轮廓，并将扫描所得的数据轮廓的运动轴(定义为x，、轴)；控制打孔电极传人PLC进行处理得到钢锭截面圆心的坐标。再通在钢锭径向平面内运动的运动控制轴(定义为l，、z过伺服电机8和10控制打孔电极在钢锭径向平面上轴)；激光传感器在钢锭轴向伸缩机构；打孔电极偏移动至所得的圆心坐标处，此时控制气缸9将传感器心扩孔结构等。收稿日期：2011—12—17作者简介：杨代华(1954一)，男，教授，硕士生导师，从事机电一体化方面的研究。E—mail：guxing0

8、66@gmail．corn。