全自动直缝电焊钢管钻孔机.pdf

电气技术与自动化?
陈鹏,等?全自动直缝电焊钢管钻孔机
全自动直缝电爆钢管钻孔机
陈鹏,白纯洁,张乐平
中国兵器工业第二二研究所,陕西咸阳712099
摘要:介绍采用PIC作为控制核心的直缝电焊钢管自动钻孔设备,着重介绍各部分的设计构
成。该钻孔设备可以自动对不同规格直缝电焊钢管完成不同孔径和孔距的钻孔要求。加工品
质可靠,加工效率高,具有一定的应用价值。
关键词:全自动;钢管;钻孔
中图分类号:TH122文献标志码:B文章编号:1671-5276(2010)03-0190-02
Automatic Drilling Machine of Straight Seam Welded Steel Pipe
CHEN Peng, BAI Chun-jie, ZHANG Le-ping
( No. 202 Institute of China Ordnace Industry, Xianyang 712099, China)
Abstract: This paper introduces the automatic di ing equipment in which PLC is used as the conrol center of the straight seam wl
ded steel pipe, and sresses the design and structure of the various parts of the equipment. The drilling device can be used to auto-
mat cal produce tiht am we e see i wi h ient sci cations according o the fferent iling diameter and pitch pro-
cessing equiemn T e au oma lin m as eia quality and high efficiency in processing, and it has a orain
K
"ds: automatic; steel pipe drilling
0概述
4
目前,在直缝电焊钢管上钻孔主要采用手工加工方
式,人工将待加工钢管放到加工台上,利用手电钻或手工
台钻完成对钢管的钻孔。不同的孔径和孔距通过人工更
10
换钴头和移动旋转钢管来实现。这样加工出来的工件品
质不易控制,且机加工效率不高,劳动强度大,不能满足大
1ー步进电动机;2?一钢管;3一上料盒;4一动力头;
信号塔;6一触摸屏;7一下料盒;8一夹紧机构
批量对直缝电焊钢管机加工要求。
电控拒
动控制阀座
为了提高对直缝电焊钢管钴孔加工的精度,降低劳动
强度,提高生产效率,研制了全自动直缝电焊钢管钻孔机。
图1设备总体布局图
该设备采用PIC作为核心控制器,步进电动机带动夹具
实现钢管的进给和旋转,采用优良的动力头完成对钢管的1.2工作原理
钻孔。该钴孔机的硏制,提高了对直缝电焊钢管钴孔加工
的自动化程度,改善了加工品质,提高了工作效率,并适用
全自动直缝电焊钢管钻孔机采用全自动工作方式,操
于多品种钢管的机加T
作工将待加工钢管放入上料盒中,启动运行按钮开关,设
备即可自动完成工件的上料、定位、夹紧、钻孔、位移、旋转
1总体设计
和下料等工序
2.1上下料机构
上下料机构主要由上料盒3和下料盒7构成。上料
1.1结构组成
盒采用倾斜方式安装,上料盒中排列放置待加工钢管2,
全自动直缝电焊钢管钴孔机完成对直缝电焊钢管的钢管利用自重由上料盒滚入定位夹具,上料盒前段设置阻
钻孔。设备主要由上下料机构、工作中心机构、动力头单挡分割机构对滚入夹具的钢管进行单工件分离。下料机
元、设备机架以及相应的控制系统和气动系统组成。控制
构包括下料推出气缸和下料盒,下料盒也采用倾斜方式安
系统和气动系统安装在设备机架内部。设备采用日前国际装下料盒。钢管加工完成后,定位夹紧机构8松开,加工
流行的直线式结构,其特点是加工生产品质稳定、设备体积
好的钢管由推出气缸退出夹具,钢管可以白行滑落下料。
小使用调试方便,并可以根据工厂的实际空间合理布局。
2.2工作中心机构
设备总体布局图如图1所示
工作中心机构由定位夹紧机构、移栽旋转机构组成。
作者简介:陈鹏(1976-),男,陕西西安人,工程师,从事机电一体化设备的研究与开发制造。
htp:/zZHD. chinajournal.net.cnE-mail:ZZHD@ chainajournal.net.cn《机械制造与自动化》
电气技术与自动化?
陈鸡,等?全自动直缝电焊钢管钻孔杌
定位夹紧气缸动作将钢管夹紧,定位夹具和旋转夹具安装复杂,将主控程序分为多个模块控制程序,对系统的不同动
在可以轴向移动的工作台上,工作台以直线导轨为导向作状态及不同的控制方式按模块化分别编程,并且对比较
件,精密滚珠丝杠9作为传动件,步进电动机作为驱动装复杂的系统动作也采用模块化编程方法,这使得程序的调
置,步进电动机1驱动滚珠丝杠工作台做完成横移;旋转试及修改十分方便。触摸屏PT作为全自动直缝电焊钢管
夹具由步进电动机驱动实现钢管的旋转。
钻孔机的人机操作界面,通过设计主画面调用其它画面来
1.2.3动カ头单元
完成对系统的操作,一般性的操作都在主画面上进行,如进
选用瑞士 SUHNER公司动力头单元完成钻孔,动力行运行模式选择、进行原点复归、启动运行、停止运行和故
头单元动作流程如图2所示。根据客户产品需求配置多障显示等。软件中设计手动操作程序用于设备的调试。根
轴常用孔径的动力头单元完成不同孔径加工需求,一次可据总的加工动作要求,PIC主控程序流程图如图4所示。
以进行多个孔加工,提高了加工效率,工件加工精度由机
器保证,产品一致性好,使用寿命长。
开始
启动信号
快速进给达到加工面钻孔进给
是
系統参数设定,系统初始化
到达指定深度
快退
在后退端停止
是否复位
PLC故障自检
图2动力头单元动作流程
是
故障处理
有无故障
2控制系统设计
否
运行启动
2.1控制系统硬件设计
否
<百动工作方
手动操作
全自动直篷电焊钢管钴孔机控制系统选用日本OM
是
RON公可C200HX系列可編程序控制器(PIC)作为控制核
心,配置 OMRON公司NT3]C系列触摸屏(PT)作为人机界
面、选用 ORIENTAL MOTOR公司步进电动机驱动器、OM
原「安
RON公司直流电源、IDEC公司操作按钮、急停开关、指示
下
灯等元件。PLC、操作按钮完成对设备进行整体运转开启
停止操作。触摸屏画面按钮、急停按钮和传感器信号作为
点复归子程序
全控制及异常处理子程序
电源及控制控制
机构控制子程序
动力头单元控制子程
作中心机构控制子程序
触摸屏控制子程序
PIC的出入信号,触摸屏显示画面和信号灯及各种控制信
号作为PIC的输出信号,结合控制软件完成控制电磁阀驱
动气缸动作和控制步进电动机驱