《一种热轧无缝钢管生产线用脱管前辊道自动调整系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种热轧无缝钢管生产线用脱管前辊道自动调整系统.pdf（10页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103691743 A (43)申请公布日 2014.04.02 CN 103691743 A (21)申请号 201310673351.4 (22)申请日 2013.12.12 B21B 37/78(2006.01) (71)申请人 天津市电视技术研究所 地址 300010 天津市河北区进步道 56 号 (72)发明人 王晓芳 宋毅 刘仲学 刘强 刘亚军 崔明全 谭然 苏建平 (74)专利代理机构 天津中环专利商标代理有限 公司 12105 代理人 王凤英 (54) 发明名称 一种热轧无缝钢管生产线用脱管前辊道自动 调整系统 (57) 摘要 本发明涉及一种热轧无缝钢。
2、管生产线用脱管 前辊道自动调整系统。本系统包括相连接的液压 缸、 曲柄装置和脱辊套件， 还包括控制部分， 液压 缸尾部固定有位移传感器， 在液压缸的油口处连 接有比例换向阀 ； 控制部分包括中央处理单元、 电源处理电路、 可编程逻辑存储器、 zigbee 无线 通讯电路及比例换向阀驱动控制电路。由于本系 统简化了结构， 重新设计了系统的控制部分， 从 而解决了现有系统存在的脱管辊道高度不能自动 调整， 制约着后续的生产， 严重影响生产效率的问 题。 本设计具有便于安装与维护， 调整简单、 快捷， 而且使用寿命长等优点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 3 页 附图 4 页 。
3、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书3页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103691743 A CN 103691743 A 1/2 页 2 1. 一种热轧无缝钢管生产线用脱管前辊道自动调整系统， 包括相连接的液压缸 （1） 、 曲柄装置 （2） 和脱辊套件 （3） ， 还包括控制部分， 其特征在于， 在所述的液压缸 （1） 尾部固定 有位移传感器 （4） ， 在液压缸 （1） 的油口 （6） 处连接有比例换向阀 （5） ； 所述的控制部分包括 中央处理单元、 电源处理电路、 可编程逻辑存储器、 zigbee 无线通讯电路及比例换向阀驱动 控。
4、制电路， 其中， 电源处理电路分别与可编程逻辑存储器、 中央处理单元、 比例换向阀驱动 控制电路及比例换向阀单向连接， 位移传感器、 可编程逻辑存储器、 中央处理单元、 比例换 向阀驱动控制电路及比例换向阀依次单向连接， 中央处理单元与 zigbee 无线通讯电路双 向连接。 2. 如权利要求 1 所述的一种热轧无缝钢管生产线用脱管前辊道自动调整系统， 其特征 在于 ： 所述的中央处理单元采用 ATMEGA8 芯片， 电源处理电路采用 LM2575 芯片， LM2575 芯 片的 1 脚与电容 C9 的一端连接后接 24V 电压， LM2575 芯片的 4 脚接电容 C8 的一端、 电感 L1。
5、 的一端与 ATMEGA8 芯片的 4 脚及发光二极管 D4 的正极连接后接 VCC 端， LM2575 芯片的 2 脚接电感 L1 的另一端及二极管 D3 的负极， 二极管 D4 的负极与电阻 R5 的一端连接， R5 的 另一端与电容 C8 的另一端、 电容 C9 的另一端、 二极管 D3 的正极、 LM2575 芯片的 3 脚及 5 脚 连接后接地。 3. 如权利要求 1 或权利要求 2 所述的一种热轧无缝钢管生产线用脱管前辊道自动调 整系统， 其特征在于， 可编程逻辑存储器采用 Atmel24c02 芯片， Atmel24c02 芯片的 A0 脚、 A1 脚及 A2 脚分别连接接插件 。
6、J1 的 3、 2、 1 端口， Atmel24c02 芯片的 GND 脚与 WP 脚连接后 接 GND 端， Atmel24c02 芯片的 SCL 脚连接电阻 R2 的一端及中央处理单元 ATMEGA8 芯片的 27 脚， Atmel24c02 芯片的 SDA 脚连接电阻 R1 的一端及中央处理单元 ATMEGA8 芯片 28 脚， 电阻 R1 的另一端与电阻 R2 的另一端连接后接 VCC 端。 4. 如权利要求 1 或权利要求 2 所述的一种热轧无缝钢管生产线用脱管前辊道自动调 整系统， 其特征在于， 比例换向阀驱动控制电路采用 AAT4285 芯片， AAT4285 芯片的 1 脚与 。
7、2 脚连接后接 12V 电压、 二极管 D2 的负极及电解电容 C2 的正极， 二极管 D2 的正极与电解 电容 C2 的负极连接后接地， AAT4285 芯片的 4 脚与电阻 R4 的一端连接后接中央处理单元 ATMEGA8 芯片的 14 脚及电阻 R3 的一端， 电阻 R3 的另一端接三极管 Q1 的基极， 三极管 Q1 的 集电极与二极管 D1 的正极连接后接 VCC 端， 三极管 Q1 的发射极与二极管 D1 的负极连接后 接地， 电阻 R4 的另一端与 AAT4285 芯片的 5 脚、 6 脚、 7 脚、 8 脚及电容 C1 的一端连接， 电容 C1 的另一端与 AAT4285 芯片。
8、的 3 脚连接后接比例换向阀。 5.如权利要求1或权利要求2所述的一种热轧无缝钢管生产线用脱管前辊道自动调整 系统， 其特征在于， zigbee 无线通讯电路采用 CC2530 芯片以及 PA-1605H 芯片， CC2530 芯 片的 17 脚接中央处理单元 ATMEGA8 芯片的 31 脚， CC2530 芯片的 16 脚接 ATMEGA8 芯片的 30 脚， CC2530 芯片的 41 脚与 ATMEGA8 芯片的 3 脚相接， 两芯片共地， CC2530 芯片的 10 脚与 电容 C101 的一端连接后接 VCC3.3V， 电容 C101 的另一端接地， CC2530 芯片的 39 脚。
9、与电容 C391 的一端连接后接 VCC3.3V， 电容 C391 的另一端接地， CC2530 芯片的 21 脚与电容 C211 的一端连接后接 VCC3.3V， 电容 C211 的另一端接地， CC2530 芯片的 24 脚与电容 C241 的一 端连接后接 VCC3.3V， 电容 C241 的另一端接地， CC2530 芯片的 27 脚、 28 脚以及 29 脚与电 容 C271 的一端以及电容 C272 的一端连接后接 VCC3.3V， 电容 C271 的另一端、 电容 C272 的 另一端接地， CC2530 芯片的 31 脚与电容 C311 的一端连接后接 VCC3.3V， 电容 。
10、C311 的另一 权 利 要 求 书 CN 103691743 A 2 2/2 页 3 端接地， VCC3.3V 与电容 C312 的一端相接， 电容 C312 的另一端接地， VCC3.3V 与电感 L2 的 一端相接， 电感L2的另一端与VCCIN连接， CC2530芯片的25脚与电容C251的一端相接， 电 容 C251 的另一端接电感 L252 的一端， 电感 L252 的另一端接地， 电感 L252 与电容 C254 一 端之间接电容 C252 的一端， 电容 C254 的另一端接芯片 PA-1605H 的 4 脚， CC2530 芯片的 26 脚与电容 C261 的一端相接， 电容。
11、 C262 的一端分别接电容 C261 的另一端及电感 L261 的一 端， 电感 L261 的另一端接电容 C252 的另一端， 电容 C262 的另一端接地， CC2530 芯片的 32 脚与电容C321的一端连接， 电容C321的另一端接地， CC2530芯片的33脚与电容C331的一 端连接， 电容 C331 的另一端接地， 电容 C331 一端与电容 C321 一端之间加晶振 X2， CC2530 芯片的 22 脚与电容 C221 的一端连接， 电容 C221 的另一端接地， CC2530 芯片的 23 脚与电 容 C231 的一端连接， 电容 C231 的另一端接地， 电容 C23。
12、1 一端与电容 C221 一端之间加晶振 X1， CC2530 芯片的 40 脚与电容 C401 的一端连接， 电容 C401 的另一端接地， CC2530 芯片的 30 脚与电阻 R301 的一端连接， 电阻 R301 的另一端接地， CC2530 芯片的 1 脚、 2 脚、 3 脚、 4 脚 连接后接地， CC2530 芯片的 36 脚与芯片 PA-1605H 的 6 脚连接， CC2530 芯片的 8 脚与芯片 PA-1605H 的 5 脚连接， 芯片 PA-1605H 的 14 脚与 16 脚接 VCC3.3V， 芯片 PA-1605H 的 1 脚、 2 脚、 3 脚与 17 脚接地，。
13、 芯片 PA-1605H 的 11 脚与 12 脚接地， 芯片 PA-1605H 的 8 脚与 9 脚分 别单独接地， 芯片 PA-1605H 的 10 脚接天线接口 P3 的 1 脚， 天线接口 P3 的 2 脚、 3 脚、 4 脚 与 5 脚连接后接地。 权 利 要 求 书 CN 103691743 A 3 1/3 页 4 一种热轧无缝钢管生产线用脱管前辊道自动调整系统 技术领域 0001 本发明涉及无缝钢管热轧生产线， 特别涉及一种热轧无缝钢管生产线用脱管前辊 道自动调整系统。 背景技术 0002 随着市场竞争的日益激烈， 产品的种类也逐渐增多， 每生产不同批次的无缝钢管 类型， 就需要。
14、重新调整一次脱管辊道高度， 而调整脱管辊道高度就需要设备停止运转， 并逐 个进行测量调整， 造成停机时间大幅度增加， 给后续生产带来了很大的障碍， 最终导致无法 适应现代化的生产模式需求。 另外， 由于脱管前辊道处于连轧机与脱管机之间， 工业现场冷 却水较多， 系统中的电机减速机经常发生电机接地的现象， 导致电机减速机无法正常工作， 造成脱管辊道高度不能自动调整， 经常需要动用人力进行手动调整， 严重制约着后续的生 产， 进而影响生产效率。 发明内容 0003 鉴于上述现有技术存在的问题， 根据生产线实际生产需要， 本发明提供一种热轧 无缝钢管生产线用脱管前辊道自动调整系统。 本系统结构是对现。
15、有的单独式调整升降结构 脱管前辊道系统进行的改进， 为克服现有技术存在的问题， 去除原有结构中螺旋升降机和 电机减速机两部分， 通过在液压缸上安装位移传感器和比例换向阀， 并重新设计系统的控 制部分， 使脱管前辊道系统达到自动调整的目的。 0004 本发明采取的技术方案是 ： 一种热轧无缝钢管生产线用脱管前辊道自动调整系 统， 包括相连接的液压缸、 曲柄装置和脱辊套件， 还包括控制部分， 其特征在于， 在所述的液 压缸尾部固定有位移传感器， 在液压缸的油口处连接有比例换向阀 ； 所述的控制部分包括 中央处理单元、 电源处理电路、 可编程逻辑存储器、 zigbee 无线通讯电路及比例换向阀驱动 。
16、控制电路， 其中， 电源处理电路分别与可编程逻辑存储器、 中央处理单元、 比例换向阀驱动 控制电路及比例换向阀单向连接， 位移传感器、 可编程逻辑存储器、 中央处理单元、 比例换 向阀驱动控制电路及比例换向阀依次单向连接， 中央处理单元与 zigbee 无线通讯电路双 向连接。 0005 本发明控制部分各芯片功能 ： 1、 ATMEGA8（中央处理单元） ： 用于集成微处理器、 无线通讯模块以及可编程 I/O 等 ； 2、 LM2575（电源处理电路） ： 用于电压滤波稳压 ； 3、 Atmel24c02（可编程逻辑存储器） ： 为串口通讯模块， 用于存储位移传感器传送给微 处理器的信息 ； 。
17、4、 AAT4285（比例换向阀驱动控制电路） ： 作为高压侧负载开关， 通过驱动电路来控制比 例换向阀的通断。 0006 5、 CC2530、 PA-1605H（zigbee 位移传感器无线通讯电路） ： 进行串口数据通讯， 串 口转 zigbee 无线通讯协议。 说 明 书 CN 103691743 A 4 2/3 页 5 0007 本发明所产生的有益效果是 ： 由于本系统简化了结构， 重新设计了系统的控制部 分， 从而解决了现有系统存在的脱管辊道高度不能自动调整， 制约着后续的生产， 严重影响 生产效率的问题。 本设计具有便于安装与维护， 调整简单、 快捷， 而且使用寿命长等优点。 仅 。
18、需在操控室设置不同管型的参数即可调整脱管辊道高度。 附图说明 0008 图 1 是本发明的电路原理框图 ； 图 2 是本发明的电源处理电路原理图 ； 图 3 是本发明的可编程逻辑存储器电路原理图 ； 图 4 是本发明的比例换向阀驱动控制电路原理图 ； 图 5 是本发明的 zigbee 无线通讯电路原理图 ； 图 6 是本发明的结构示意图。 具体实施方式 0009 以下结合附图对本发明作进一步说明 ： 参照图 6， 本系统包括相连接的液压缸 1、 曲柄装置 2 和脱辊套件 3， 在液压缸 1 尾部通 过螺纹扣固定有位移传感器 4， 在液压缸 1 的油口 6 处通过管线连接有比例换向阀 5。 00。
19、10 参照图 1， 本发明的控制部分包括中央处理单元、 电源处理电路、 可编程逻辑存储 器、 zigbee 无线通讯电路及比例换向阀驱动控制电路， 其中， 控制系统通过电源处理电路连 接直流电源， 电源处理电路分别与可编程逻辑存储器、 中央处理单元、 比例换向阀驱动控制 电路及比例换向阀单向连接， 位移传感器、 可编程逻辑存储器、 中央处理单元、 比例换向阀 驱动控制电路及比例换向阀依次单向连接， 中央处理单元与 zigbee 无线通讯电路双向连 接。 0011 参照图2， 本发明的中央处理单元采用ATMEGA8芯片， 电源处理电路采用LM2575芯 片， LM2575 芯片的 1 脚与电容 。
20、C9 的一端连接后接 24V 电压， LM2575 芯片的 4 脚接电容 C8 的一端、 电感 L1 的一端与 ATMEGA8 芯片的 4 脚及发光二极管 D4 的正极连接后接 VCC 端， LM2575 芯片的 2 脚接电感 L1 的另一端及二极管 D3 的负极， 二极管 D4 的负极与电阻 R5 的 一端连接， R5 的另一端与电容 C8 的另一端、 电容 C9 的另一端、 二极管 D3 的正极、 LM2575 芯 片的 3 脚及 5 脚连接后接地。 参照图 3， 本发明的可编程逻辑存储器采用 Atmel24c02 芯片， Atmel24c02 芯片的 A0 脚、 A1 脚及 A2 脚分别。
21、连接接插件 J1 的 3、 2、 1 端口， Atmel24c02 芯片的 GND 脚与 WP 脚连接 后接GND端， Atmel24c02芯片的SCL脚连接电阻R2的一端及中央处理单元ATMEGA8芯片的 27 脚， Atmel24c02 芯片的 SDA 脚连接电阻 R1 的一端及中央处理单元 ATMEGA8 芯片 28 脚， 电阻 R1 的另一端与电阻 R2 的另一端连接后接 VCC 端。 0012 参照图 4， 本发明的比例换向阀驱动控制电路采用 AAT4285 芯片， AAT4285 芯片的 1 脚与 2 脚连接后接 12V 电压、 二极管 D2 的负极及电解电容 C2 的正极， 二极。
22、管 D2 的正极与 电解电容 C2 的负极连接后接地， AAT4285 芯片的 4 脚与电阻 R4 的一端连接后接中央处理 单元 ATMEGA8 芯片的 14 脚及电阻 R3 的一端， 电阻 R3 的另一端接三极管 Q1 的基极， 三极管 Q1的集电极与二极管D1的正极连接后接VCC端， 三极管Q1的发射极与二极管D1的负极连 说 明 书 CN 103691743 A 5 3/3 页 6 接后接地， 电阻 R4 的另一端与 AAT4285 芯片的 5 脚、 6 脚、 7 脚、 8 脚及电容 C1 的一端连接， 电容 C1 的另一端与 AAT4285 芯片的 3 脚连接后接比例换向阀。 0013。
23、 参照图 5， 本发明的 zigbee 无线通讯电路 CC2530 芯片的 17 脚接中央处理单元 ATMEGA8 芯片的 31 脚， CC2530 芯片的 16 脚接 ATMEGA8 芯片的 30 脚， CC2530 芯片的 41 脚与 ATMEGA8 芯片的 3 脚相接， 两芯片共地， CC2530 芯片的 10 脚与电容 C101 的一端连 接后接 VCC3.3V， 电容 C101 的另一端接地， CC2530 芯片的 39 脚与电容 C391 的一端连接 后接 VCC3.3V， 电容 C391 的另一端接地， CC2530 芯片的 21 脚与电容 C211 的一端连接后 接 VCC3.。
24、3V， 电容 C211 的另一端接地， CC2530 芯片的 24 脚与电容 C241 的一端连接后接 VCC3.3V， 电容 C241 的另一端接地， CC2530 芯片的 27 脚、 28 脚以及 29 脚与电容 C271 的 一端以及电容 C272 的一端连接后接 VCC3.3V， 电容 C271 的另一端、 电容 C272 的另一端接 地， CC2530 芯片的 31 脚与电容 C311 的一端连接后接 VCC3.3V， 电容 C311 的另一端接地， VCC3.3V与电容C312的一端相接， 电容C312的另一端接地， VCC3.3V与电感L2的一端相接， 电感 L2 的另一端与 V。
25、CCIN 连接， CC2530 芯片的 25 脚与电容 C251 的一端相接， 电容 C251 的另一端接电感 L252 的一端， 电感 L252 的另一端接地， 电感 L252 与电容 C254 一端之间接 电容 C252 的一端， 电容 C254 的另一端接芯片 PA-1605H 的 4 脚， CC2530 芯片的 26 脚与电 容 C261 的一端相接， 电容 C262 的一端分别接电容 C261 的另一端及电感 L261 的一端， 电感 L261 的另一端接电容 C252 的另一端， 电容 C262 的另一端接地， CC2530 芯片的 32 脚与电容 C321 的一端连接， 电容 C。
26、321 的另一端接地， CC2530 芯片的 33 脚与电容 C331 的一端连接， 电容C331的另一端接地， 电容C331一端与电容C321一端之间加晶振X2， CC2530芯片的22 脚与电容C221的一端连接， 电容C221的另一端接地， CC2530芯片的23脚与电容C231的一 端连接， 电容 C231 的另一端接地， 电容 C231 一端与电容 C221 一端之间加晶振 X1， CC2530 芯片的 40 脚与电容 C401 的一端连接， 电容 C401 的另一端接地， CC2530 芯片的 30 脚与电 阻 R301 的一端连接， 电阻 R301 的另一端接地， CC2530 。
27、芯片的 1 脚、 2 脚、 3 脚、 4 脚连接后接 地， CC2530 芯片的 36 脚与芯片 PA-1605H 的 6 脚连接， CC2530 芯片的 8 脚与芯片 PA-1605H 的 5 脚连接， 芯片 PA-1605H 的 14 脚与 16 脚接 VCC3.3V， 芯片 PA-1605H 的 1 脚、 2 脚、 3 脚 与 17 脚接地， 芯片 PA-1605H 的 11 脚与 12 脚接地， 芯片 PA-1605H 的 8 脚与 9 脚分别单独 接地， 芯片 PA-1605H 的 10 脚接天线接口 P3 的 1 脚， 天线接口 P3 的 2 脚、 3 脚、 4 脚与 5 脚 连接。
28、后接地。 0014 本发明工作原理 ： 位移传感器4实时监测液压缸1的行程， 并通过比例换向阀控制 可编程逻辑存储器 （Atmel24c02） 接收位移传感器 4 信号并传送给中央处理单元 （ATMEGA8） 的微处理器， 微处理器判断当前检测到的位移值是否符合中控室的设定值， 当微处理器 判断当前检测到的位移值不符合设定值时进行偏差矫正， 中央处理单元 （ATMEGA8） 的微 处理器可将检测到的信号通过串口通讯模块 （CC2530） 进行数据传输， 最终数据通过模块 （PA-1605H） 进行串口转 zigbee 无线通讯协议进行数据远传， 实现远程集中控制， AAT4285 芯片通过驱动电路来控制比例换向阀的开度， 从而实现对比例换向阀的自控控制， 进而控 制液压缸 1 行程， 最终实现对脱管辊道高度的自动调整。 说 明 书 CN 103691743 A 6 1/4 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103691743 A 7 2/4 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103691743 A 8 3/4 页 9 图 5 说 明 书 附 图 CN 103691743 A 9 4/4 页 10 图 6 说 明 书 附 图 CN 103691743 A 10 。