[發(fā)明專利]一種數(shù)控激光切管機及其環(huán)切方法

有效

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• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113369716B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設計）人: 于銀;馮治
• 申請（專利權）人: 濟南鼎點數(shù)控設備有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/70
• 代理公司: 濟南知來知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 37276
• 代理人: 崔靜

本申請涉及一種數(shù)控激光切管機以及一種數(shù)控激光切管機的環(huán)切方法。包括定位環(huán)、切割環(huán)、控制模塊、輸入模塊以及夾持、平移氣缸結構。通過設置激光定位、激光測距傳感器，對切管機切割環(huán)的角度進行定位，并對刀座的初始位置進行校正，保證了刀具在環(huán)切坡口角度時，刀具始終與管道接觸，由此提高切割精度。同時，通過數(shù)控控制模塊，在僅輸入切口角度和管道直徑的條件下，智能生成對應的軌跡修正數(shù)控模型，通過旋轉驅動結構旋轉驅動模型、徑向進給電機進給驅動模型以及高頻直線往復電機軌跡修正模型自動對環(huán)切過程進行自動化控制。

技術領域

本發(fā)明涉及一種管道切割設備，尤其涉及一種數(shù)控激光切管機及其使用方法。

背景技術

現(xiàn)有切管機大多是采用鋸片方式由上至下對管體進行多角度切除，但針對大直徑大壁厚的大型管道，無法放置于傳統(tǒng)的切管機進行切除?，F(xiàn)有技術中，采用環(huán)切的方式，將可繞管道旋轉的框架式切管設備固定于管道上，通過刀架繞管道的旋轉以及刀具沿管道徑向的逐漸進給，最終將管道環(huán)切。

在采用環(huán)切式切管機進行呈一定角度的管道坡口切割時，由于切管機框架的限制，對于某些大角度的坡口切除，必須對框架進行絕對空間坐標系內的X軸和Y軸的轉動。而在進行該模式的轉動后，最終管道切割的截面是一個橢圓截面，并且該橢圓截面的正交軸所建立的相對原切管機激光定位的絕對空間坐標系進行了偏離，而刀具環(huán)切的軌跡又是以絕對空間坐標系為基礎的圓形。由此導致刀具在進行環(huán)切時，刀具對管道的切割是不均勻的，每環(huán)切一圈至少發(fā)生兩次刀具的切割和脫離，此種工況導致刀具始終處于應力交替中，降低了刀具的使用壽命。由于刀具的反復脫離和接觸管道，也使得切割軌跡不連續(xù)，更降低了環(huán)切的切割精度。

基于以上技術問題，需要設計一種可以對刀具軌跡進行修正的數(shù)控激光切管機，并基于該數(shù)控激光切管機，建立切管機環(huán)切參數(shù)模型，以保證刀具在環(huán)切坡口角度時，刀具始終與管道接觸，由此提高切割精度。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種可以對刀具軌跡進行修正的數(shù)控激光切管機，并基于該數(shù)控激光切管機，建立切管機環(huán)切參數(shù)模型，以保證刀具在環(huán)切坡口角度時，刀具始終與管道接觸，由此提高切割精度。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術方案：。

一種數(shù)控激光切管機，包括：

定位環(huán)、切割環(huán)、控制模塊以及輸入模塊；

在定位環(huán)一側的端面上，沿圓周方向均布固定有三個伸縮夾持氣缸，通過三個三個伸縮夾持氣缸，將管定位環(huán)固定在不同外徑尺寸的管道的外周上；

在定位環(huán)的另一側的端面上，沿圓周方向均布有三個伸縮平移氣缸，在三個伸縮平移氣缸的伸縮桿部的自由端，設置有球頭連接結構，切割環(huán)通過所述三個球頭連接結構與伸縮平移氣缸連接，從而將定位環(huán)與切割環(huán)連接；

在切割環(huán)上設置有刀座，刀座安裝有朝向切割環(huán)徑向內部的刀具；

刀座上設置有旋轉驅動結構以及徑向進給電機，其特征在于：

在切割環(huán)內圈表面上，對應三個伸縮平移氣缸的位置處，分別設置有激光傳感器，所述激光傳感器可以實現(xiàn)對切割環(huán)平面位置的檢測與標定，在刀座朝向管道側的表面上，還設置有激光測距傳感器，所述激光測距傳感器一方面可以檢測刀座與管道表面的徑向距離，一方面可以檢測刀座的空間位置，在刀具與刀座之間，還安裝有高頻直線電機，所述高頻直線電機可以驅動刀具沿切割環(huán)徑向方向高頻往復運動，進而修正刀具的環(huán)切軌跡；

控制模塊與激光傳感器、激光測距傳感器、高頻直線電機、徑向進給電機以及旋轉驅動結構電性連接。

所述環(huán)切方法用于刀具軌跡修正，具體包括如下步驟：

步驟一：切割環(huán)角度定位；

步驟二：刀座在切割環(huán)上進行初始位置校正；

步驟三：生成環(huán)切參數(shù)模型。