根据实际应用的需要,钢管应进行平端面加工,用于焊接的钢管还应进行倒焊接坡口的加工。倒棱机是钢管端面加工的专用设备。目前传统倒棱机的加工质量仍无法满足市场要求,而进口倒棱机价格昂贵,且安装周期长,因此,研发加工质量和生产能力均满足实际要求的新型国产倒棱机迫在眉睫。本文以“鞍钢股份无缝钢管厂φ180自动倒棱生产线的研制与开发”项目为背景,研究了钢管倒棱的工作原理,完成了倒棱机的总体方案设计:对其机械结构特别是倒棱主机做了详细的设计;用SINUMERIK 802D数控系统与工控机和PLC组成了倒棱机的控制系统;设计了SINUMERIK 802D数控系统应用程序、下位机PLC程序和上位机(工控机)监控程序。论文的具体内容安排如下:第一章主要通过介绍钢管端面倒棱加工的意义和工艺过程,阐述了开发钢管自动倒棱机的必要性,介绍了钢管自动倒棱机技术的研究现状和发展方向,提出了本文的主要研究内容。第二章根据自动倒棱系统基本功能和主要技术指标,提出了全自动倒棱机的总体设计方案,确定了各主要部件的功能和结构;并对系统运动控制进行了研究,提出了电气控制系统的方案。第三章设计了倒棱主机、辅机机械结构;计算了切削力并据此对主机主轴电机和伺服进给电机进行了选择。第四章对控制系统硬件结构进行设计,介绍了SINUMERIK 802D数控系统并研究了其伺服控制理论和方法;介绍了液压控制系统和S7-300 PLC主从控制结构在倒棱辅机中应用;在分析系统干扰源的基础上提出了相应的抗干扰措施。第五章根据实际工作要求,设计了SINUMERIK 802D数控系统倒棱应用程序、PLC控制程序和上位机监控软件。第六章对钢管自动倒棱系统的研制工作进行了总结,并对其进一步的开发研究做了展望。