钢管测长、称重、喷标系统的研究与开发-机械制造及其自动化专业论文.docxVIP

浙江大学硕士学位论文 摘 要 钢管是一种用途广泛的工业金属材料，也是国民经济发展的一个重要支柱。 本文根据国内外钢管生产线上的精整区测长(MEASURE)、称重(WEIGHT)、喷 标(STENCIL)系统的研究开发现状，以横向课题包头钢铁公司无缝钢管厂的“钢 管测长、称重、喷标系统的研制与开发”为工程对象，对钢管测长、称重、喷标 系统进行了开发研制，并取得了成功。 第一章综合叙述了钢管的制造工艺及API国际标准；说明了国内MWS开发 现状及存在的问题并阐述了开发MWS系统的必要性：陈述了课题的来源和论文 的主要内容。 第二章针对MWS系统设计的总体说明，得出了设计的总目标；提出了系统 设计的关键参数并给出了系统的工艺流程及平面、立面布置图；根据系统的整体 组成结构，对步进机构、测长、称重、喷标等子系统的组成及工作过程进行简单 的说明；最后对控制系统进行了总体设计。 第三章介绍了测长系统的功能、组成和工作过程；论述了测长原理，并得出 了长度计算式：根据长度计算式，理论上分析了测长系统的误差并针对实验数据， 应用概率论的理论对数据进行了较全面的分析，得出了系统的误差性质及结论。 第四章提出了称重系统的功能要求并说明了系统组成和工作过程，给出了称 重系统装配图及称重梁的设计图；详细介绍了称重模块的结构、类型、定位方式、 显示仪表等；通过对称重模块本身精度、模块安装情况以及对称重信号的处理、 分析，论述了称重系统的误差情况，并针对实验结果得出结论。 第五章提出了喷标系统的功能要求，并说明了喷标系统的组成结构和工作模 式；介绍了喷头部分、伺服运行系统、电气控制原理的设计并展示了喷标效果图。 第六章利用西门子s7—300PLC及WINCC设计了MWS系统的控制软件，阐 述软件设计原理并运用IDEF0建模方法对控制程序进行了分析，展示了部分软 件界面。 第七章总结了MWS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：钢管、 步进机构、 测长、 称重、 喷标、 误差分析、 称重模块、 伺服电机、 WINCC  浙江大学硕士学位论文 ABSTRACT Steel tube is one of the metal material widely used in industry．To provide high quality products and stay competitive，steel tube manufacturers depend highly on the steel tube’S measure，weight，stencil(MWS)system to apply quality contr01．This paper focuses on the design and development of an integrated MWS system，which has been implemented successful at Baotou IronSteel Group Co．Limited． In chapter 1，a comprehensive review of the current status of MWS system is provided and the necessity of developing integrated MWS system is stated．At the end ofthis chapter,the source oftask is briefstated． In chapter 2，according to the design target of MWS system，some key design parameters aS well as the manufacture flow are put forward．The framework of an integrated MWS system comprising subsystems of moving steel machine，measure， weight，stencil and control is presented，followed by a description of the subsystems’ function and interaction． In chapter 3，the function，components and working principle of the measure subsystem are first introduced．A formula for the length of steel tube is derived based on the