一种无缝钢管逐支跟踪生产系统技术方案

本发明专利技术公开一种无缝钢管逐支跟踪生产系统，包括服务器、交换机、读码模块、机器人，各读码模块、各机器人、各生产设备PLC通过以太网与交换机连接，交换机与服务器连接，服务器设置有多个逻辑工位，逻辑工位与生产实际物理工位对应，服务器控制机器人在非热轧区采用贴码和/或喷码的方式来逐支跟踪管材的标识，服务器在热轧区接收读码模块读取的标识，将其与逻辑工位对应保存，服务器接收热轧区的生产设备PLC根据物理工位切换发送的信号，并对应的进行逻辑工位切换，从而逐支跟踪管材标识，在热轧区管材遵循单线传输和先进先出的原则。本发明专利技术通过倍尺长度优化与逐支跟踪系统的信息交互与融合提高成材率、提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种无缝钢管逐支跟踪生产系统


[0001]本专利技术涉及冶金
，具体地说，涉及一种无缝钢管逐支跟踪生产系统。

技术介绍

[0002]无缝钢管加工工艺复杂，至少涉及长尺坯锯切、环形炉、穿孔机、轧机、定径机、冷床、管排锯切、矫直机、吹吸灰、探伤机、测长称重机、打包机等相关设备，通常各设备由不同厂家提供，各设备有其独立的PLC控制工作，并各设备的PLC与生产执行系统(生产执行系统)连接，由生产执行系统进行各设备之间的流程化控制，并实时获取相关生产信息等。一根长尺坯在经过各设备加工期间，物料运动路径多变，且又涉及一根长尺坯变为多根定尺坯，定尺坯经轧制为钢管后，钢管又锯切为多根钢管的工艺过程。
[0003]目前对于钢管的逐支跟踪情况是，在每支长尺坯的端部手写或喷印炉台号、炉回顺序号、坯料流号及材质，但钢管生产仍按炉组织生产。虽然轧制过程自动化程度高，从长尺坯进环形炉开始到下冷床，是单线输送，但后续生产流程离线工序多，标识易磨损，且生产流程多个工位存在频繁上下线，全流程难以实现逐支跟踪。
[0004]目前客户对质量要求越来越高，按批次跟踪已不能满足用户的要求，客户要求无缝钢管要能够逐支追溯生产信息。而且钢管产品性能出现问题后，无法精确追溯到对应炉号的哪一根，不利于原因分析及持续改进，物料逐支跟踪是实现钢管逐支质量溯源和生产精细化管控的基础，传统生产方式已经无法满足高端用户对单支管的生产信息全流程跟踪的要求，无法达到全流程可追溯性。而截止目前，有以下几点原因导致还没有能够实现钢管逐支全流程跟踪：
[0005](1)环形炉是高温区，对于常规的贴标签、喷码等方式来标记管材都不适用，且环形炉内同时具有多根定尺坯，在没有标识的情况下，难以将定尺坯与前后流程之间进行对应标识。
[0006](2)1、2号冷床也是高温区，也不能用常规标识方法来标记管材，冷床是步进梁式齿条结构，在没有标识的情况下，难以将无缝钢管与前后流程之间进行对应标识。
[0007](3)管材在多个设备之间输送，涉及频繁上下线，管材异常下线情况多。
[0008](4)管材在生产过程中不停滚动，钢管相互摩擦以及生产过程外表污渍导致识别难度大。
[0009]而且，由于未实现钢管逐支全流程跟踪，也导致对于倍尺管切割为定尺管过程中，由于相关参数不能与钢管逐支对应，也使得切割的定尺管具有一定的误差。

技术实现思路

[0010]为解决以上问题，本专利技术提供一种无缝钢管逐支跟踪生产系统，包括逐支跟踪生产服务器、交换机、读码模块、机器人，
[0011]其中，各读码模块、各机器人、各生产设备的PLC都通过以太网与交换机连接，所述交换机与所述逐支跟踪生产服务器连接，各生产设备的PLC还通过以太网与生产执行系统
连接，
[0012]逐支跟踪生产服务器中设置有多个逻辑工位，所述多个逻辑工位与生产实际的物理工位相对应，每个逻辑工位在服务器中都具有用于存储相关生产信息的存储空间，所述逐支跟踪生产服务器接收读码模块读取的标识，并将其与逻辑工位对应保存，所述逐支跟踪生产服务器接收各生产设备的PLC根据物理工位切换发送的信号，并对应的进行逻辑工位切换，从而逐支跟踪管材的标识，其中，在热轧区的管材遵循单线传输和先进先出的原则，所述逐支跟踪生产服务器还控制机器人在非热轧区采用贴码和/或喷码的方式来逐支跟踪管材的标识，
[0013]在管排锯区，采用以下公式1优化切割定尺，
[0014][0015]L是子管的长度；
[0016]N
x
是每支母管锯切为子管的数量；
[0017]L
b
是管排锯区的母管长度；
[0018]L
q
是管排锯区常温状态下需要切除母管头尾的长度；
[0019]其中，L
b
＝L
hb
*(1
‑
α*ΔX)
ꢀꢀꢀ
(2)
[0020]L
hb
是定径机出口的激光测速仪对时间积分获得的热态母管长度；
[0021]α是母管的热膨胀系数；
[0022]ΔX是定径机出口至管排锯区的变化温度，
[0023]其中，L
q
＝k
x
*(S
n
‑
3)*Z
my
*D
z
(1
‑
α*ΔX)/1000
ꢀꢀꢀ
(3)
[0024]K
x
是孔型系数，其取值范围是0.65
‑
0.75；
[0025]S
n
是参与轧制机架数，且S
n
大于3；
[0026]Z
m
是母管的平均张力系数；
[0027]y是张力叠加系数，取值范围是0.65
‑
0.67；
[0028]D
z
是相邻机架之间的距离。
[0029]可选地，非热轧区的逐支跟踪设备包括长尺坯读码模块、定尺坯标识机器人，
[0030]其中，长尺坯读码模块用于读取长尺坯的标识并发送给逐支跟踪生产服务器，逐支跟踪生产服务器从生产执行系统获取该标识的原始坯料信息并与所述标识对应保存；
[0031]管坯区PLC用于将长尺坯依次锯切为多段定尺坯的信号发送给逐支跟踪生产服务器，逐支跟踪生产服务器在长尺坯的标识的基础上依次产生第一更新标识，并保存到各定尺坯的逻辑工位上；
[0032]定尺坯标识机器人用于当定尺坯传输到定尺坯标识机器人工位，接收逐支跟踪生产服务器发送的所述第一更新标识，并在定尺坯的端面进行贴码标识。
[0033]可选地，热轧区的逐支跟踪设备包括定尺坯读码模块，定尺坯读码模块用于识别环形炉入炉定尺坯端面的第一更新标识号并发送给逐支跟踪生产服务器，逐支跟踪生产服务器将该定尺坯的第一更新标识存储到与定尺坯的位置对应的逻辑工位上，并且，环形炉区PLC还将定尺坯随环形炉转动的位置反馈给逐支跟踪生产服务器，逐支跟踪生产服务器对应切换逻辑工位；
[0034]环形炉区PLC还用于通过判断接近开关的动作确定拨料钩完成向链床拨料，从而
使得逐支跟踪生产服务器对应切换逻辑工位至链床处，所述链床用于将从环形炉输出的定尺坯传输至穿孔机；
[0035]穿孔机区PLC用于根据推坯机的位置、检测元件信号、穿孔机的咬钢信号来判断定尺坯是否到达穿孔机本体。
[0036]可选地，轧机区的与物理工位对应的逻辑工位按照工序的排列包括毛管横移车、毛管上料回转臂、轧机入口、轧机本体、轧机出口辊道，
[0037]其中，毛管横移车用于将穿孔机输出的毛管移送至轧机区，轧机区PLC用于将毛管的位置反馈给逐支跟踪生产服务器，逐支跟踪生产服务器将该毛管的第一更新标识存储到与毛管的位置对应的逻辑工位上；
[0038]定径机区PLC将轧机输出的荒管的位置反馈给逐支跟踪生产服务器，逐支跟踪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无缝钢管逐支跟踪生产系统，其特征在于，包括逐支跟踪生产服务器、交换机、读码模块、机器人，其中，各读码模块、各机器人、各生产设备的可编程控制器都通过以太网与交换机连接，所述交换机与所述逐支跟踪生产服务器连接，各生产设备的可编程控制器还通过以太网与生产执行系统连接，逐支跟踪生产服务器中设置有多个逻辑工位，所述多个逻辑工位与生产实际的物理工位相对应，每个逻辑工位在服务器中都具有用于存储相关生产信息的存储空间，所述逐支跟踪生产服务器接收读码模块读取的标识，并将其与逻辑工位对应保存，所述逐支跟踪生产服务器接收各生产设备的可编程控制器根据物理工位切换发送的信号，并对应的进行逻辑工位切换，从而逐支跟踪管材的标识，其中，在热轧区的管材遵循单线传输和先进先出的原则，所述逐支跟踪生产服务器还控制机器人在非热轧区采用贴码和/或喷码的方式来逐支跟踪管材的标识，并且，在管排锯区，采用以下公式1优化切割定尺，L是子管的长度；N
x
是每支母管锯切为子管的数量；L
b
是管排锯区的母管长度；L
q
是管排锯区常温状态下需要切除母管头尾的长度；其中，L
b
＝L
hb
*(1
‑
α*ΔX)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)L
hb
是定径机出口的激光测速仪对时间积分获得的热态母管长度；α是母管的热膨胀系数；ΔX是定径机出口至管排锯区的变化温度，其中，L
q
＝k
x
*(S
n
‑
3)*Z
my
*D
z
(1
‑
α*ΔX)/1000
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)K
x
是孔型系数，其取值范围是0.65
‑
0.75；S
n
是参与轧制机架数，且S
n
大于3；Z
m
是母管的平均张力系数；y是张力叠加系数，取值范围是0.65
‑
0.67；D
z
是相邻机架之间的距离。2.根据权利要求1所述的无缝钢管逐支跟踪生产系统，其特征在于，非热轧区的逐支跟踪设备包括长尺坯读码模块、定尺坯标识机器人，其中，长尺坯读码模块用于读取长尺坯的标识并发送给逐支跟踪生产服务器，逐支跟踪生产服务器从生产执行系统获取该标识的原始坯料信息并与所述标识对应保存；管坯区可编程控制器用于将长尺坯依次锯切为多段定尺坯的信号发送给逐支跟踪生产服务器，逐支跟踪生产服务器在长尺坯的标识的基础上依次产生第一更新标识，并保存到各定尺坯的逻辑工位上；定尺坯标识机器人用于当定尺坯传输到定尺坯标识机器人工位，接收逐支跟踪生产服务器发送的所述第一更新标识，并在定尺坯的端面进行贴码标识。3.根据权利要求2所述的无缝钢管逐支跟踪生产系统，其特征在于，
热...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪原，刘国栋，李忠武，黄大庆，刘任栋，郭佳，李艳楠，
申请(专利权)人：承德建龙特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：