钢管自动组对机是钢管生产厂家不可缺少的一个重要设备,采用了现代化控制方法和检测手段,能够实现钢管自动化组对生产,大幅度提高生产效率和产品质量。本课题源于中海油“海洋工程高效制管生产线的研发”项目的子课题钢管自动组对机的研制,该设备的研制对解决当前钢管组对生产中存在的技术难题及提高钢管生产的自动化焊接水平具有重要意义。现阶段国内钢管厂家技术设备相对于国外来说比较落后,卷制出的钢管成品都较短,较长钢管都要通过工人手工操作几节短管焊接而得到。钢管自动组对机就是针对钢管组对生产的实际需要而设计和研制的,它是实现钢管快速组对的一套高效全自动化设备,该设备的研究和设计填补了国内在此领域的空白。本文通过分析钢管自动组对机相关技术对口器的国内外应用现状及发展,根据实际使用要求对钢管自动组对机的结构及其控制系统进行了详细研究。根据中海油下属钢管生产厂家的设计要求,提出了钢管自动组对机的总体设计方案,对进料、预热、出料等主要机构进行了设计。建立了钢管自动组对机的总体坐标系与各运动部件坐标系,并对各坐标系做了变换,同时对实现坐标系的主要途径——编码器的数据进行了换算。针对保证直线度这个钢管组对的核心问题提出了虚拟筒形空间算法,对虚拟筒形空间算法的原理及计算方法做了详细的阐述。提出了针对激光传感器采集得来的钢管焊缝数据的处理方法。利用labview编写了上述算法的控制程序。阐述了电控系统的总体方案,提出了虚拟面板、物理面板及手持式操纵盒三种控制模式,并对激光传感器、绝对式旋转光电编码器、数据采集卡、运动控制卡和步进电机驱动器等元件进行了选型。对步进电机控制电路、液压限位电路及手持式操纵盒控制电路进行了设计。描述了钢管自动组对机的实验,对算法实验得到的数据进行了分析整理,验证了提出的算法的可行性。