目前,国内大部分的钢管成型包装机仍然采用人工的方式,因此,不仅效率低下,而且不能保证钢管的质量,最终影响钢管的销量,已经不能满足国内外的市场需求。通过对钢管成型包装机的机械结构和成型工艺过程设计,完成了钢管自动码垛成型机的总体技术方案的设计,以及以PROFIBUS-DP现场总线技术为核心、西门子PLC为主站和ET200M作为从站的成型机控制系统的设计及实现。在确定了钢管自动码垛成型机的技术方案设计基础上,分析了成型机的工作流程,完成了其主要组成部件的机械结构设计,包括:钢管对齐机构装置、电磁吊运输层管机构装置、钢管自动垛码成型机构装置、成型辊道传送机构装置等。完成了控制系统的总体方案设计,包括:液压驱动系统、信号采集与检测系统、电气控制部分的模块、传感器与PLC输入输出的电气接口、配电系统以及电机变频器的电气设计等,并给出了电器设备的组成及其布局规划。运用了PROFIBUS-DP现场总线技术,将多台设备连接在一起,节省了大量电缆和接线时间。采用了电磁吊的无触点控制与钢管消磁技术,提高了电磁吊取料与放料的工作效率,保证了作业的安全性。通过采用增量式PID控制算法,使电磁吊的运动趋于平缓状态,液压驱动系统达到一定的精度要求。对直线导轨上滚珠丝杠进给系统的机电耦合动态性能进行了仿真,得到了伺服控制的动态性能,即位移响应曲线和频响曲线。完成了钢管自动码垛成型机控制系统上位机软件的设计与实现,在对系统软件功能模块划分的基础上,给出了PLC软件控制模块的流程设计,以及系统监控软件的设计。受到目标企业的委托,所设计的这种全新的钢管自动码垛成型机与国内的其他钢管成型机相比,它的稳定性、可靠性和自动化程度更高。解决了成型效率低、钢管在运输过程中的碰撞造成的质量损失和多个设备无法协调工作的问题。钢管自动码垛成型机的成功研制,可以保证钢管的质量和提升产品的市场竞争力,为企业带来可观的经济效益及一定的社会效益。