1、十分必要。我们从实际出发，参照相关的检测方式，设计了套符合现场要求的顶杆检测系统。顶杆检测装置必须满足以下功能要求能在高温下工作，能检测不同管径的顶杆，能克服因为顶杆磨损而造成的误差。为此，采用了在顶杆尾部开槽的方式。具体原理如下每个十进制的数都可以转换为相应的二进制数来表示。例如可以表示为,而二进制数又可以通过实际的开关量来表示，就可以用个传感器的状态来表示，这样任何个十进制的数都可以通过传感器的状态来表示。在顶杆检测的过程中，传感器感应不到顶杆开槽的部分，则这个传感器的状态就是传感器能感应到开槽的部分，则传感器的状态就为。这样通过传感器检测顶杆尾部开的槽的状态就可以获取顶杆编号，达到检测的目的。系统的检测原理图,如图所示。每根顶杆的尾部刻槽,槽的宽度是传感器阵列传感器阵列中每单元传感器的宽度。传感器选用欧姆龙公司方型系列接近传感器，传感器阵列分为组，安装在树脂制造的安装架内，分。

2、在钢管生产过程中，需要实时了解每根顶杆的长度外径使用次数等信息。本论文介绍了通过在顶杆尾部开槽的方式，实现顶杆的识别与信息跟踪，基于的控制系统，给出了系统的检测原理，系统构成及软件程序。本课题主要研究工作第章综合叙述了钢管的工艺生产流程及国际标准说明了国内顶杆自动识别系统的开发现状及存在的问题并阐述了顶杆自动识别系统的工作原理及流程陈述了课题的来源和论文的主要工作和意义。第二章提出了系统总体的设计要求根据钢管的具体参数和工作要求对检测系统的整个机架部分进行设计。第三章主要是对组成机架所需要的主要机械零部件气缸和滚珠丝杠副进行选型，并对选择过程做出相应说明，以及这些零部件相关的力学和强度校核计算。第四章简述了编程的方式和的组成提出了程序的测试策略介绍了传感器的选型，信号转换和安装。第五章总结了顶杆自动识别系统和软件系统开发过程所做的工作，并对系统的改进方向进行了展望。关键词顶杆检测机。

3、装置通过检测获取编号，并上传给上位机，上位机依据编号从数据库中读取参数进行处理，然后把最终处理完成的数据发送给，根据此数据调整顶杆的位置。目前识别输入编码的方式有种人工识别和输入的方式维条形码识别方式二维编码识别方式。但是这种检测方式并不适合现场的实际需求，原因如下现场工作环境恶劣，所以要求系统在无人干涉下能自动完成检测。顶杆工作在高温状态下，轧制过程中顶杆的表面温度可能达高达，即使经过冷却装置冷却后其表面残留的余温也在以上。维条形编码检测需要用到的涂料在如此高温下很容易脱落，所以用传统的维条形编码方式并不合适。顶杆是圆柱形的物件，不容易在上面打上二维码。况且二维码编码区域很小，即使打上了二维码，检测时定位也很困难，所以用检测二维码的方式也不合适。顶杆在运行过程中经常滚动，频繁跟其他设备碰撞，般的编码方式其编码表面很容易磨损,造成检测的失败。因此，研发适合现场工作条件的顶杆检测装置。

4、程学院学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名日期年月日徐州工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集保存使用学位论文的规定，即本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名导师签名日期年月日日期年月日摘要。

5、的方式，字迹相对工整。这种做法沿用了很长段时间，部分厂家目前仍在使用。很明显，这些方法存在测量精度低劳动强度大生产效率低字迹不清楚等缺点。表为国际标准标准摘录表国际标准标准摘录尺寸偏差从上个世纪年代开始，国内些大型的钢铁公司的产品为了参与国际竞争，耗巨资引进国外的整条流水线。这些进口的设备测量精度高生产效率高劳动强度低字迹统规范。但是进口设备成本高要求工人素质高维护成本也高。落后的传统方法与高成本的进口设备都难适应国内的市场需求。因此，开发研制同类产品已经迫在眉睫。．背景及原理介绍扩管是指经穿孔机穿孔后的荒管加热以后在轧机的两个锥形辊的作用下，沿顶杆高速旋转前进，把管径扩大的过程。扩管过程中顶杆的定位精度要求很高，每根顶杆在轧制之前必须调整到恰当的位置，才能在轧制过程中避免前卡中卡后卡等现象的发生。为此每根顶杆需要事先编号，把顶杆长度外径等参数保存到上位机的数据库中。每次轧制前检测。

6、别用来检测道槽的状态。每组有个传感器并联，以提高工作的可靠性，这个传感器中只要有个感应到，则这组传感器状态为。以图为例，传感器的状态为，。以上的数字转换成十进制就等于。那么此顶杆就是第二十号顶杆。图检测正视图．检测系统的组成顶杆检测系统的结构简图，如图所示，系统包括检测头检测头对齐挡板支撑板升降气缸机身对齐气缸顶杆对齐板顶杆编码部分顶杆到位检测传感器顶杆等个部分。整个系统的工作流程可以分为个步骤传感器检测顶杆是否到位。对齐气缸推出。顶杆到位后，气缸先把顶杆推到检测的位置。气缸装有前位传感器，输出电磁阀控制信号后延时后若还没检测到前位传感器信号，说明气压系统存在故障，输出相应的报警信号并在上位机上显示报警信息，系统会根据实时情况做出相应处理。气缸下降，对齐气缸后退。气缸向前推到位后前位传感器触发，升降气缸下降，同时气缸后退。因为顶杆的直径变换范围很大，所以相应的气缸升降距离也不样，所。

7、架气缸传感器目录绪论．引言．背景及原理介绍．检测系统的组成．系统开发的必要性．论文的主要工作和意义顶杆自动识别系统的总体设计．顶杆自动识别系统的设计要求．顶杆自动识别系统的总体设计机械部分的设计．气缸部分气缸和阀的选型气缸的力学计算及校核气缸的图形及说明系统的气动回路．导轨部分滚珠丝杠副的选型滚珠丝杠副的力学计算滚珠丝杠的图形及说明．本章小结电气部分的设计．系统的配电图及说明．传感器的选择，安装及数据处理．的组成及编程．编程方式．本章小结结论致谢参考文献附录附录附录绪论．引言钢管广泛地应用于机械建筑和石化等行业，又是国防工业的重要材料，用于制造枪管炮筒以及其他武器。钢管的生产工艺种类繁多，生产过程非常复杂，生产设备也很庞大，以机组为例，热轧钢管生产流程如图所示。图热轧钢管生产流程按照工艺流程，管坯进入车间后按照工艺要求锯成定尺长度，然后依次经过环形炉加热三辊穿孔机穿孔连轧机轧钢定径。

8、，如果内气缸没有上升到指定位置，系统就会报警，会根据现场具体情况做出调整。直到顶杆检测完成。图是系统的流程图。该图考虑到每个工作流程可能发生的状况，并对可能发生的意外状况进行处理，能直观的反映系统工作的全部流程。在本论文在第四章将说明现场的模拟信息是如何从传感器传出并被识别的，系统中的所有用电部分经过统计后，给出输入，输出端子图。图流程图顶杆检测头是个特殊设计的部件，其作用为检测头是个的传感器阵列，固定在块安装板上，安装板通过安装底板和整个检测头连为体。平时生产的时候,有副传感器组作为备用，当正在使用的传感器发生故障时，只需要把安装板拆下，换上备用传感器组就行，保证生产节奏不受影响。图是顶杆检测的正视图。如图所示，不同直径的顶杆，传感器在轴的位置上存在着偏差。设台架的角度为，台架与水平面的夹角为，小圆的半径为，大圆的半径为，与在方向上的偏差为。则存在以下关系，见式.式.由图可知，检。

9、机定径。加工成的钢管需要减径的再加热后送至减径机上减径。从定径或减径机轧出的成品管，送至链式冷床上冷却，冷却后锯成定尺长度的钢管有的需要热处理输送到斜辊式矫直机上矫直，矫直后依次经过超声波探伤，水压机试验，随后进行其他各项精整工序。精整后的成品管经过感应加热炉后进行涂油打捆入库。根据规定，外径不小于的钢管应在每根钢管端的端部有喷印滚印钢印或粘贴印记。印记应清晰明显，不易脱落。印记内容应包括钢的牌号产品规格产品标号和供方印记或注册商标。具体不同类型的管子有不同的印记内容。随着我国加入，国内市场和国际市场的接轨，钢管市场同样面临系列的问题。国内钢管进入国际市场，必须遵守国际的相关标准。比如无缝钢管要遵守国际标准见表所示。过去，大部分的钢管厂家采用人工的方式进行测量和标记。人工测定钢管的长度和重量，并把相关的内容根据国家标准，用涂料写在钢管上。有的钢管厂由工人随意手写，字迹不统，有的用刷。

10、总导管均从这里引出。由于视角的原因，调节竖直方向上距离的手柄在图中看不到，图为整个系统机架的俯视图，该图可以清楚的看出手柄的安装位置。图机架俯视图检测头检测。检测头到位即是检测头对齐挡板和顶杆对齐挡板紧靠在起，其目的是为了让检测传感器和顶杆上的槽相互对齐，这样传感器处于最佳工作位置。然后读取传感器阵列的状态，并根据传感器的状态转换化为十进制数值传给上位机。上位机根据此数值从数据库中读取数据处理完数据后，上位机发给个检测成功的信号，就开始运行下步动作。如果上位机用上传的编码不能从数据库中读取数据，上位机会在监控界面中报错，同时通知重新检测次。本系统的原理就是根据接受到现场的信息然后对顶杆的位置做出实时调整，由于钢管间直径相差较大，因此顶杆的规格也会相差较大，而本系统精度要求较高，所以现场对顶杆做出的调整很重要。图系统工作外形图气缸上升。检测成功后，气缸上升，直到上位传感器信号触发停止。

11、测头在方向上的变化范围为，只有系统的传感器方向检测距离才能保证检测成功。现场顶杆的直径变化范围为，为,为。把数据代入上式可得.。图检测正视图所以，只要.就能满足检测要求。传感器选用欧姆龙系列方型传感器，其截面为,为探针接触式检测。因为，所以，如果在方向只安装个传感器，显然不能满足现场检测的需要。按理论要求只要在方向装个传感器就能满足需求，但考虑机械设计和现场安装的方便，所以，在轴上安装了个传感器。．系统开发的必要性现在国内有近百家钢管生产厂家，除了几家最大型的钢管公司具备雄厚的资金实力，能从国外引进专业的生产设备，其他企业的生产设备都很落后。有些公司自己组织技术力量进行技术攻关也研制出了些产品，能在定的程度上解决问题，但产品大体上存在以下些问题设备大都只能完成单的任务，不能在自动生产线上和其他设备起工作，使得生产效率依然低下，不能从根本上解决问题。产品的技术开发水平还停留在二十世纪。

12、无法安装气缸下位传感器，只有程序上通过延时来设定。气缸后退的控制跟前进过程的控制样，采用后位传感器来检测是否到位。下图可以直观的看出系统是怎样工作的，该图的视角为正对横梁前端，由图可知气缸和滚珠丝杠副并没有安装于同平面内，所以设计安装时该考虑到两平面之间的平行度问题，由于检测头下方的传感器是方形阵列，所以钢管的放置方向对检测没有任何影响。气缸还安装了附件前法兰，这样气缸缓冲装置可以得到定位，检测头上方的平板通过型销杆连接器和气缸连接在起，此外系统还在连接板上安装了对可调节撑脚实际上就是对可调螺栓螺母这样可以保护检测头不受损。当电源接通后，发出指令通过控制电磁阀来控制两个气缸的运行，当水平和竖直方向上的位置都满足检测要求后，系统开始正常工作。图为系统的工作图，对齐气缸安装位置和架同高度，它通过连接在活塞杆上的推板推动钢管以达到对齐的作用，机架立柱旁边是控制柜，系统中所用到的电，气，液。

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