自動噴碼機(jī)在預(yù)精焊螺旋縫焊管生產(chǎn)線的應(yīng)用.pdf

1、隨著石油天然氣資源的開發(fā)和發(fā)展，管道建設(shè)對焊管質(zhì)量管理的要求越來越高。隨著市場發(fā)展的需要，無論是國內(nèi)重大管線建設(shè)要求，還是國外市場客戶的要求，焊管信息化建設(shè)是發(fā)展趨勢。自動噴碼機(jī)是焊管信息化管理的基礎(chǔ)性設(shè)備，在預(yù)精焊螺旋焊管生產(chǎn)線上開發(fā)應(yīng)用一套自動噴碼可以解決人工標(biāo)識方式導(dǎo)致管號字跡不清楚、書寫不規(guī)范、鋼管信息的真實準(zhǔn)確性不能保證等問題。本文以山東勝利鋼管有限公司預(yù)精焊螺旋焊管生產(chǎn)線為應(yīng)用背景，設(shè)計和開發(fā)了一套全新的自動噴碼機(jī)，并實現(xiàn)了

2、成功應(yīng)用。該系統(tǒng)工作效率高，可靠性好，字跡清晰統(tǒng)一，能有效避免管號識別錯誤;自動噴碼機(jī)與預(yù)精焊MES系統(tǒng)實現(xiàn)通信，可以建立一套管號跟蹤系統(tǒng)，更好的實現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量控制管理。
　　根據(jù)預(yù)精焊螺旋焊管生產(chǎn)線工藝特點和需求，確定自動噴碼機(jī)的性能指標(biāo)和主要功能，設(shè)計了自動噴碼機(jī)整體布局和結(jié)構(gòu)。確定布局方案后，對噴碼系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計，確定在鋼管沿輥道直線前進(jìn)過程中，采用三個噴頭同時在鋼管頭部和尾部進(jìn)行噴印，保證有一個管號在后續(xù)生產(chǎn)檢驗工序中能夠

3、被清晰識別。另外根據(jù)功能要求，將整個系統(tǒng)分為上位機(jī)、下位機(jī)、執(zhí)行單元三個部分。上位機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，協(xié)調(diào)PLC和集成式噴印控制器工作，同時與MES系統(tǒng)通訊，使噴碼系統(tǒng)作為MES系統(tǒng)的一部分。下位機(jī)采集數(shù)據(jù)信息，發(fā)出指令讓執(zhí)行單元工作，并保持與上位機(jī)的通訊。執(zhí)行單元負(fù)責(zé)完成噴印實際工作等。
　　確定了噴碼方式，選用16點陣的電磁閥式自動噴頭，即噴頭由16個噴嘴組成，每個噴嘴都由電磁閥來控制，電磁閥由脈沖信號控制，噴出的點在鋼管表面形

4、成文字。這種方式滿足生產(chǎn)現(xiàn)場需要，工作可靠、使用經(jīng)濟(jì)、維護(hù)方便。
　　對噴印系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計方面，為了滿足噴印鋼管直徑范圍Φ610～Φ1626mm，同時保證噴嘴與鋼管的最佳間隙20～35mm，三個噴頭采用斜面滑軌、絲杠絲母的機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。同時設(shè)計噴頭防護(hù)罩和噴頭旋轉(zhuǎn)裝置，防止噴頭被鋼管撞壞。設(shè)計測速輪，測量鋼管的運行速度，從而確定噴碼速度，使字體清晰美觀。設(shè)計鋼管頭部尾部檢測機(jī)構(gòu)，為實現(xiàn)自動化提供必要的信號。采用SolidWor

5、ks軟件進(jìn)行了3D設(shè)計，提高了設(shè)計效率。
　　在噴碼系統(tǒng)的電氣設(shè)計方面，采用上位機(jī)、PLC和集成式噴印控制器三者相結(jié)合，利用西門子高速計數(shù)模塊FM350與編碼器的組合，實現(xiàn)自動化控制。對上位機(jī)與集成式噴印控制器的接口設(shè)計采用RS232C串行通訊接口，上位機(jī)與MES系統(tǒng)接口通信采用TCP/IP協(xié)議，上位機(jī)與PLC之間采用PROFIBUS-DP協(xié)議通信，從現(xiàn)場的生產(chǎn)來看，通訊正常，電氣系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。
　　為了滿足客戶的需求，

6、本噴碼系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括PLC程序設(shè)計和上位機(jī)監(jiān)控程序設(shè)計，以保證程序運行穩(wěn)定、可靠，同時軟件具有界面清晰、操作方便等優(yōu)點。PLC程序的設(shè)計根據(jù)工作流程，將工作流程分為檢修、手動、自動三種不同的控制模式，采用模塊化設(shè)計，提高編程效率，使系統(tǒng)調(diào)試和維護(hù)更加簡單。采用編碼器脈沖控制噴頭電磁閥脈沖實現(xiàn)噴印速度的控制，噴印效果清晰美觀。對監(jiān)控軟件提出了設(shè)計要求以及功能構(gòu)成，并設(shè)計了主監(jiān)控界面。最終對本文研究的噴碼系統(tǒng)在山東勝利鋼管有限公司預(yù)精焊