设备名称：无缝钢管品质守护者

通过实地考察相关生产钢管企业日常生产、检测等技术现状，本团队针对目前无缝钢管加工完成之后其质量检测环节中对于表面几何参数检测中存在的难题，进行了一系列创新性实验，形成了采用激光位移传感器检测钢管表面几何参数的自动化流程，以实现钢管高精度、多数据、快速率检测工艺。利用工业物联网技术可实现用户可以在手机端或者PC端远程查看进入设备检测的各种相关数据，比如检测数量、检测不合格率、不合格参数数值等。并且该技术还可提供设备远程报警、定位功能。

设备参数可见表1-1：

表1-1 设备参数

 性能指标

本设备具有以下关键技术指标：

1） 适用检测长度:L460-L720mm;

2） 适用检测直径:16-35mm;

3） 直径公差误差:不超过公称直径的0.15%;

4） 长度测量分辨率:不超过长度的0.04%;

5） 圆度分辨率:0.01;

6） 直线度分辨率:0.01。

技术原理

如下图1-2所示，从程序流程图可以看出该装置分为3个模块，分别是送料模块、旋转模块、检测模块。

图1-2 检测流程图

系统复位回原点后，首先是送料模块，V型轨道轮运输钢管移动，当光电传感器检测到待测钢管，V轨道型轮即停止转动。

其次是旋转模块和检测模块，激光位移传感器在滚珠丝杠带动下缓慢下移。当激光位移传感器检测到待测钢管，使其在滚珠丝杠带动下左移，检测到待测钢管左端口后同时确定钢管直径，同时气缸接收到信号开始动作，使直流电机固定的摩擦轮下移挤压钢管，直流电机带动摩擦轮转动。

接下来激光位移传感器在模组带动下右移并实时检测钢管参数，当激光位移传感器进行检测的同时通过程序算法拟合，只要钢管检测到参数有一项不在标准范围内，此时摩擦轮就会停止转动，气缸回到初始位。激光位移传感器不再继续检测，V型轨道轮重新启动，钢管将被直接送出检测平台由后续传输的同步带筛选出去。

待检测到所需几何尺寸后，通过VB算法将实时检测数据与预先给定钢管参数进行比较，得出钢管质量的合格与否，这时通过数据报表进行保存，且通过工业物联网模块将钢管质量实时上传至云服务端。用户可以通过手机或PC联网进行查询当前设备状态，包括今日良品率。

当前钢管检测完成后，系统进行复位。检测钢管的光电传感器若长时间无信号接入则关闭设备。

软件程序功能如图1-3所示，首先应用VB软件编写出满足需求的总体可视化控制界面，然后编写VB通信程序分别实现与PLC和激光位移传感器通信，接着依据传感器数据编写VB程序实现PLC相应软元件通断，并编写PLC控制程序，最后完善界面显示数据与结果。

图1-3 软件功能程序框图

如图1-4所示，主窗体作为人机交互核心，可以查看系统各子模块，了解各项功能。冷轧无缝钢管表面几何参数检测中，当登录窗体验证成功后，管理员进入主窗体。主窗体被分为4个部分：由上至下分别为实时检测数据、相关信息、操作界面、检测结果。其中实时检测数据会显示当下正在测量的钢管直径，长度等各项指标；相关信息有检测人员，检测时间和日期；操作界面包含电源，自动，手动、停止、推出等按钮可以用于实现PLC相关软元件的通断；检测结果可以自动分析判断钢管合格与否。

图1-4 软件操作面板

研发路径：

从钢管传输、定位、检测自动化，有助于加快检测节奏，提高检测精度。通过激光传感器对待测钢管进行定位、调整，能同时进行多种规格无缝钢管在线检测，使设备具有普遍适应性。该检测系统利用PLC控制程序与VB逻辑算法，实现设备实时检测，节约时间。

企业提出问题→设计构图、三维建模、申请专利→制作模型→工厂试用→改造设备→工厂试用