輕便型無限回轉數控坡口切管的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種輕便型無限回轉數控坡口切管機，包括型材組裝的機架和安裝于機架上的加工部件、承載部件和控制加工部件和承載部件的數控系統(tǒng)，承載部件包括用于夾持待加工管件的卡盤和卡盤座，加工部件包括橫臂和至少帶有一個折彎的回轉臂，二者通過回轉電機連接，回轉臂的下端通過夾角連接件與割槍盤連接，回轉電機可驅動回轉臂旋轉使回轉臂下端繞回轉臂旋轉軸線做圓周運動并通過夾角連接件帶動割槍盤旋轉，機架上設有供卡盤座移動的縱向導軌和供橫臂上下移動的垂向導軌。本實用新型的坡口切管機結構簡明，管子坡口的形狀加工準確，加工效率極高。坡口加工方法工序簡單，控制方便。
【專利說明】輕便型無限回轉數控坡口切管機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種加工管件的設備，尤其涉及一種用于加工管件焊接坡口的切管機。
【背景技術】
[0002]小型管子大都采用管接頭螺紋連接，而大型管子由于管接頭制作不便，通常采用焊接來實現不同設計管路的要求，例如管路的十字交叉處或丁字形節(jié)點處。而管子坡口是管子焊接時的基礎，因此坡口加工質量的好壞極大地影響著管子的焊接質量，坡口是否齊整，與設計形狀的偏差有多大都直接影響著焊接質量。大型管子的坡口是兩根管子互相貫通而產生的形狀，通常為兩個圓柱體相交形成的相貫線，且要求坡口處留有一定的坡口角度以方便焊接時填料，此類坡口由于形狀復雜要求較高，現有設備在加工時要么加工效率不高，要么無法滿足設計精度或者制作成本偏高。
[0003]傳統(tǒng)的數控切管機分為兩種，一種是整體結構，即卡盤的旋轉結構，橫梁結構，控制系統(tǒng)都在一個基座上，同時橫梁可以在安裝在基座上的縱向導軌上移動。這種結構操作簡單，性能穩(wěn)定，方便安裝，適合于大批量生產。但是由于是整體結構，導致重量重，不利于運輸，同時切割范圍有限，生產成本相對較高。另一種數控坡口切管機，采取的是分體式結構，即卡盤的旋轉結構，橫臂結構，控制系統(tǒng)都是獨立結構。這種結構方便運輸，解決了切割范圍受限制這個缺陷，但是加工能力有限，無法完成復雜的相貫線形狀的坡口的加工。
[0004]例如中國專利101138795B公開了一種電動管件坡口機，它包括床身機構部件上面安裝縱向拖板組件，橫向拖板組件裝在縱向拖板組件上，動力箱組件裝在橫向拖板組件上，刀盤機構裝在動力箱組件主軸端部，電動升降機構安裝在床身機構部件前端，電器控制箱裝在動力箱組件前端上方。該電動管件坡口機就無法完成相貫線類的坡口加工。
實用新型內容
[0005]本實用新型為了解決【背景技術】中所涉及的技術問題，提供了一種既能夠簡單拆裝便于運輸、又能夠完成各種坡口加工的輕便式無限回轉數控坡口切管機。
[0006]本實用新型提供了一種輕便型無限回轉數控坡口切管機，包括型材組裝的機架和安裝于機架上的加工部件、承載部件和控制加工部件和承載部件的數控系統(tǒng)，所述承載部件包括用于夾持待加工管件的卡盤，所述卡盤可旋轉的安裝在卡盤座上，所述加工部件包括橫臂和至少帶有一個折彎的回轉臂，回轉臂上端通過回轉電機與橫臂連接，回轉臂的下端通過夾角連接件與割槍盤連接，回轉電機可驅動回轉臂旋轉使回轉臂下端繞回轉臂旋轉軸線做圓周運動并通過夾角連接件帶動割槍盤旋轉，所述夾角連接件使割槍盤上的割槍方向線與回轉電機的旋轉軸線在同一平面內且形成一個夾角，所述夾角大小由坡角電機調整，機架上設有供管件移動的縱向導軌和供橫臂上下移動的垂向導軌。
[0007]本實用新型的坡口切管機在工作時，管件在卡盤上卡緊，卡盤座可以旋轉管件轉動，也可以推動管件在縱向導軌上橫向移動，割槍安裝在回轉臂上，回轉臂安裝在橫臂上，橫臂可以實現割槍相對于管件的上下移動，回轉臂可以實現割槍相對于管件的相貫線位置的移動，而割槍還通過夾角連接件與回轉臂連接，這樣就可以通過夾角電機來調整破口角度。所以，回轉臂由回轉電機驅動用于生成坡口的整體形狀，即通過回轉臂的旋轉在待加工管子上留下一個相貫線的軌跡，而坡角電機控制著割槍盤所處的位置，而割槍盤上安裝有割槍，通過坡角電機的旋轉調整割槍的位置使得割槍在切割管子時在其切口處會留下一帶角度斜面，即通常所說的坡口角度，使得焊接時焊料能較充分地與待焊接管子相接觸。因此本實用新型的技術方案，管子坡口的形狀加工準確，加工效率極高，且控制簡便，無需大規(guī)模計算割槍每一個運動軌跡的空間坐標點，通過回轉臂的旋轉運動模擬兩管子相交成形，因此控制相對簡便且準確。另外本實用新型割槍盤上安裝的割槍通常是采用可燃性氣體與氧氣共同燃燒產生火焰作為切割之用，當然其他的技術手段也是可行的，例如高壓水槍、等離子或其他激光切割。
[0008]優(yōu)選的，所述縱向導軌上安裝有至少一個輔助支撐待加工管件的滾輪架，所述滾輪架包括支撐架和設于支撐架上的滾輪，所述滾輪為圓球狀的滾輪；或者所述縱向導軌上放置可移動的輔助支撐待加工管件的滾輪架，所述滾輪架包括支撐架和設于支撐架上的滾輪，所述滾輪為圓柱狀的滾輪。所述滾輪對稱設于支撐架兩側，支撐架上設有調節(jié)滾輪相對于縱向導軌高度可變的手輪驅動的調節(jié)裝置和調節(jié)滾輪相對于縱向導軌左右偏移定位的調節(jié)裝置，縱向導軌與滾輪架導輪之間形成“Λ”形配合。
[0009]滾輪架是配合固定管件的裝置。如果管件只有一端固定支撐，在加工過程中因為重力作用，管件另一端會使卡緊端出現扭力變形從而影響切口的準確性，因此，在滾輪架與卡盤處分別托起管件的兩端，避免了扭力變形的問題。滾輪架與管件接觸的點是滾輪或者滾珠，使得加工過程中需要管件轉動時，滾輪架不會產生太大的阻力而影響加工。而在加工過程中需要管件縱向移動較大的距離時，滾輪架上使用圓柱狀的滾輪時，滾輪架應當能夠隨著管件的縱向移動同時移動；滾輪加上使用圓球狀的滾輪時，滾輪架可以設計為固定在縱向導軌一端而不隨著管件移動，這樣避免了加工時滾輪架一端的管件位置可能需要移動至超出機架范圍，隨著移動的滾輪架就無法同時配合移動至機架外，使用圓球狀的滾輪就能夠解決這個問題。使用圓球狀的萬向滾珠，也可以允許滾輪架移動，這樣在滾輪架到達最大可移動距離時，即使管件需要繼續(xù)移動，在滾輪架不動的情況下，管件仍然可以不受太大阻力的繼續(xù)移動。滾輪架的高度和左右定位相對于縱向導軌可調，以便于應對不同大小的管子的安裝需求，而滾輪與管子外壁相貼合不僅使得管子在旋轉時不易出現擺動和甩尾。
[0010]作為優(yōu)選方案，所述垂向導軌與橫臂之間安裝有橫臂驅動裝置，回轉臂旋轉軸線方向與橫臂相垂直，回轉臂旋轉軸線與垂向導軌的距離通過回轉臂驅動裝置調整。
[0011]通過垂向導軌上的升降電機驅動的橫臂升降絲杠或者液壓馬達等可由數控系統(tǒng)控制的驅動機構可以使橫臂實現升降運動。通過橫臂的升降調節(jié)以適應不同管子直徑的需求，當管子直徑較大時可以適當升高橫臂，當管子直徑較小時就適當降低橫臂。
[0012]作為優(yōu)選方案,所述卡盤座上安裝有激光發(fā)射器,所述激光發(fā)射器發(fā)出激光照射至安裝在管子上的光標尺上，所述光標尺上設有中心點、橫向偏移尺和高度偏移尺，所述中心點位于橫向偏移尺和高度偏移尺的交匯處，所述橫向偏移尺標識的方向與待加工管件的軸線相垂直。所述光標尺上設有一安裝槽，所述安裝槽的截面形狀為V形，所述光標尺通過安裝槽安裝在待加工管件上。[0013]卡盤座上安裝激光發(fā)射器，激光發(fā)射器發(fā)出激光照射至安裝在管子上的光標尺上，所述光標尺上設有中心點、橫向偏移尺和高度偏移尺，所述中心點位于橫向偏移尺和高度偏移尺的交匯處，所述橫向偏移尺標識的方向與管子軸線相垂直。通過激光發(fā)射器發(fā)出激光照射至光標尺上，來調節(jié)管子安裝的偏差，如果管子完全安裝準確就應該是激光束照射在中心點上，因此通過參照激光照射在不同偏移尺上來調節(jié)管子的安裝位置，以實現精確加工的需求。光標尺上設有安裝槽，所述安裝槽的截面形狀為V形，這樣光標尺通過安裝槽可以比較穩(wěn)定的安裝在管子上。
[0014]作為優(yōu)選方案，所述數控系統(tǒng)包括輸入裝置、中央處理器和輸出裝置，所述輸入裝置包括鍵盤，所述輸出裝置包括顯示器、回轉電機、橫臂驅動裝置、回轉臂驅動裝置、卡盤轉動驅動裝置、卡盤座移動裝置、坡角電機，所述顯示器和鍵盤均安裝在數控箱上，所述數控箱安裝在箱體上。數控系統(tǒng)對整個切口機進行整體控制，使切口過程協(xié)調進行，坡角和所切的管件相匹配。
[0015]作為優(yōu)選方案，所述型材組裝機架由至少兩根軌梁、至少兩根底梁和把軌梁底梁組裝為一體的多個支撐立架和支撐橫架組裝而成，卡盤座和縱向導軌固定連接在支撐橫架或者軌梁上，底梁底部安裝高度調整裝置，垂向導軌安裝支撐橫架上，或者垂向導軌安裝在支撐橫架上與縱向導軌平行的第二縱向導軌上。采用簡單和可拆裝的機架，使得整個設備的運輸和安裝更簡單?？ūP座安裝在縱向導軌上，垂向導軌安裝在第二縱向導軌上，兩者都能夠縱向調整，使數控系統(tǒng)的控制更靈活，手動調整也更容易。
[0016]綜上所述，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0017]本實用新型的坡口切管機結構簡明，便于拆裝和運輸，管子坡口的形狀加工準確，能夠加工各種形狀線及其坡口，加工效率極高，且控制簡便。本實用新型的加工方法工序簡單，控制方便，對操作者的技術水平要求較低，加工效率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為垂向導軌安裝于第二縱向導軌的實施例的示意圖；
[0019]圖2為圖1的主視圖；
[0020]圖3為圖1的左視圖；
[0021]圖4為垂向導軌安裝于機架一端的實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖以實施例對本實用新型作進一步說明。
[0023]實施例一如圖1至3所示，坡口切管機，包括加工部件、用于承載待加工管子的承載部件和數控系統(tǒng)，所述承載部件包括用于裝夾管子并帶動管子旋轉的卡盤I和用于承載管子的滾輪架2，所述卡盤I設置在卡盤座11上，所述滾輪架2安裝在縱向導軌3上并在縱向導軌3上沿其導軌路徑運動；
[0024]另外還有與縱向導軌3平行設置的第二縱向導軌4，第二縱向導軌4上設置有在其上運動的箱體5，箱體5上設有橫臂6，箱體5中設有供橫臂上下移動的垂向導軌及驅動裝置，橫臂6具有沿箱體5在第二縱向導軌4上運動方向相垂直方向延伸的長度,橫臂6上連接有用于驅動回轉臂72旋轉的回轉電機71，所述回轉臂72的一端與回轉電機動71連接，所述回轉臂72的另一端通過夾角連接件與割槍盤74連接，用于調整加工坡角的坡角電機73放置于夾角連接件上，坡角電機73動連接用于安裝割槍的割槍盤74，所述回轉電機71的旋轉軸線與割槍方向線相交成一夾角。
[0025]回轉臂72如圖3所示，其通常為兩段式結構，其中一段可以稱為直臂段具有和回轉電機71旋轉軸線同向延伸的長度，另一段與直臂段靜連接稱為回轉段，回轉段的具有和直臂段的長度方向相垂直方向延伸的長度，回轉段與回轉電機71動連接。直臂段的一端遠離回轉電機71處連接夾角連接件，夾角連接件跟直臂段相交成一夾角，坡角電機73垂直安裝在夾角連接件上，割槍盤74通常采用兩半式設計并用螺栓調節(jié)松緊，如此可以方便地拆卸割槍。
[0026]所述滾輪架2包括支撐架21，所述支撐架21上左右兩側各設有一對用于支撐管子的滾輪22，滾輪22可以為圓柱形的滾輪也可以是圓球形的滾輪，本實施例選用圓柱狀的滾輪。滾輪22支撐管子時與管子外壁相貼合，所述支撐架21安裝在滑輪架23上，所述滑輪架23上設有安裝在第一導軌3上的滑輪24。所述滾輪22安裝在滾輪箱25上，所述滾輪箱25滑動連接支撐架21，所述滾輪箱25還與滾輪調節(jié)絲杠26相連接，所述滾輪調節(jié)絲杠26具有沿支撐架21在第一導軌3上運動方向相垂直方向延伸的長度，所述滾輪調節(jié)絲杠26安裝在支撐架21上并在其一端安裝有驅動調節(jié)絲杠26用的手輪27。
[0027]縱向導軌3和第二縱向導軌4平行設置，垂向導軌安裝于第二縱向導軌4上，使橫臂也可以實現縱向的移動，加工過程的控制選擇更加靈活。滾輪架2的數量可以設置為多組，主要取決于管子長度，本實施例圖1中示出了兩個滾輪架2的結構，3個或更多的滾輪架2是本領域普通技術人員容易實現的。
[0028]所述箱體5上設有由升降電機51驅動的橫臂升降絲杠，所述橫臂升降絲杠與設置在箱體5上的絲母相嚙合，所述橫臂6由橫臂升降絲杠驅動實現升降運動。所述橫臂6上設有齒條，所述齒條與齒輪相嚙合，所述齒輪驅動齒條并帶動橫臂6實現與箱體在第二縱向導軌4上運動方向相垂直方向的運動。
[0029]所述卡盤座11上安裝有激光發(fā)射器81，所述激光發(fā)射器81發(fā)出激光照射至安裝在管子上的光標尺82上，所述光標尺82上設有中心點83、橫向偏移尺84和高度偏移尺85，所述中心點83位于橫向偏移尺84和高度偏移尺85的交匯處，所述橫向偏移尺84標識的方向與管子軸線相垂直。所述光標尺82上設有一安裝槽86，所述安裝槽86的截面形狀為V形，所述光標尺82通過安裝槽安裝在管子上。
[0030]通過激光發(fā)射器81發(fā)出激光照射至光標尺82上，來調節(jié)管子安裝的偏差，如果管子完全安裝準確就應該是激光束照射在中心點83上，因此通過參照激光照射在不同偏移尺上來調節(jié)管子的安裝位置，以實現精確加工的需求。
[0031]所述數控系統(tǒng)包括輸入裝置、中央處理器和輸出裝置，所述輸入裝置包括鍵盤，所述輸出裝置包括顯示器、回轉電機、橫臂驅動裝置、回轉臂驅動裝置、卡盤轉動驅動裝置、卡盤座移動裝置、坡角電機，所述顯示器和鍵盤均安裝在數控箱9上，所述數控箱9安裝在機架的箱體5上。
[0032]實施例二如圖4所示，該切管機的型材組裝機架由兩根安裝縱向導軌3的軌梁101、兩根底梁102和把軌梁底梁組裝為一體的多個支撐立架103和支撐橫架104組裝而成，卡盤座11放置于縱向導軌3上，底梁102底部安裝高度調整裝置，垂向導軌105安裝在機架一端的支撐橫架104上，在機架開始組裝時，需要由安裝人員精確調整(可借助于圖1中的，用激光發(fā)射器發(fā)出激光照射至割槍中心軸線的方法)垂向導軌105與縱向導軌之間的距離，調整好后即可固定，以后由橫臂的移動實現割槍與不同尺寸管件的配合。
[0033]加工時，先將待加工管件安放在如權利要求1-8任一所述的坡口切管機的卡盤座上，并用卡盤將管子卡緊；然后啟動數控系統(tǒng)，輸入切割管件的起始位置、切割線形狀和坡角參數，卡盤座將待加工管件橫向移動至加工位置，橫臂垂向移動至待加工區(qū)域上方；這時，數控系統(tǒng)控制橫臂上下移動、回轉臂左右移動、回轉電機轉動、坡角電機調整坡角角度、卡盤轉動待加工管件，使得割槍盤到達切割的起始位置和方向；最后，數控系統(tǒng)啟動安裝在割槍盤上的割槍使其開始工作，并根據輸入的切割線形狀，驅動卡盤座在縱向導軌上移動、同時卡盤旋轉、以及回轉電機相應旋轉，按照事先輸入的切割線形狀完成對管件的切割。在加工開始前，需要調節(jié)滾輪架上滾輪的高度，使其輔助支撐固定管子，使管件在加工過程得到更好的支撐；在調整坡角電機角度和橫臂位置時，使割槍的方向線與被切割管件的軸心線相交，這樣整個切割線上的坡角就完全相等，適合大多數管件的要求。
[0034]本實用新型的坡口切管機結構簡明，便于安裝，管子坡口的形狀加工準確，加工效率極高，且控制簡便。坡口加工方法工序簡單，控制方便，對操作者的技術水平要求較低，力口工效率高。
[0035]以上說明僅僅是對本實用新型的解釋，使得本領域普通技術人員能完整的實施本方案，但并不是對本實用新型的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，這些都是不具有創(chuàng)造性的修改。但只要在本實用新型的權利要求范圍內都受到專利法的保護。
【權利要求】
1.一種輕便型無限回轉數控坡口切管機，包括型材組裝的機架和安裝于機架上的加工部件、承載部件和控制加工部件和承載部件的數控系統(tǒng)，所述承載部件包括用于夾持待加工管件的卡盤，所述卡盤可旋轉的安裝在卡盤座上，其特征在于: 所述加工部件包括橫臂和至少帶有一個折彎的回轉臂，回轉臂上端通過回轉電機與橫臂連接，回轉臂的下端通過夾角連接件與割槍盤連接，回轉電機可驅動回轉臂旋轉使回轉臂下端繞回轉臂旋轉軸線做圓周運動并通過夾角連接件帶動割槍盤旋轉，所述夾角連接件使割槍盤上的割槍方向線與回轉電機的旋轉軸線在同一平面內且形成一個夾角，所述夾角大小由坡角電機調整， 機架上設有供管件移動的縱向導軌和供橫臂上下移動的垂向導軌。
2.根據權利要求1所述的一種輕便型無限回轉數控坡口切管機，其特征在于:所述縱向導軌上安裝有至少一個輔助支撐待加工管件的滾輪架，所述滾輪架包括支撐架和設于支撐架上的滾輪，所述滾輪為圓球狀的滾輪； 或者所述縱向導軌上放置可移動的輔助支撐待加工管件的滾輪架，所述滾輪架包括支撐架和設于支撐架上的滾輪，所述滾輪為圓柱狀的滾輪。
3.根據權利要求2所述的一種輕便型無限回轉數控坡口切管機，其特征在于:所述滾輪對稱設于支撐架兩側，支撐架上設有調節(jié)滾輪相對于縱向導軌高度可變的手輪驅動的調節(jié)裝置和調節(jié)滾輪相對于縱向導軌左右偏移定位的調節(jié)裝置，縱向導軌與滾輪架導輪之間形成“Λ”形配合。
4.根據權利要求1-3任一所述的一種輕便型無限回轉數控坡口切管機，其特征在于:所述垂向導軌與橫臂之間安裝有橫臂驅動裝置，回轉臂旋轉軸線方向與橫臂相垂直，回轉臂旋轉軸線與垂向導軌的距離通過回轉臂驅動裝置調整。
5.根據權利要求1-3任一所述的一種輕便型無限回轉數控坡口切管機，其特征在于:所述卡盤座上安裝有激光發(fā)射器，所述激光發(fā)射器發(fā)出激光照射至安裝在管子上的光標尺上，所述光標尺上設有中心點、橫向偏移尺和高度偏移尺，所述中心點位于橫向偏移尺和高度偏移尺的交匯處，所述橫向偏移尺標識的方向與待加工管件的軸線相垂直。
6.根據權利要求5所述的一種輕便型無限回轉數控坡口切管機，其特征在于:所述光標尺上設有一安裝槽，所述安裝槽的截面形狀為V形，所述光標尺通過安裝槽安裝在待加工管件上。
7.根據權利要求1-3任一所述的一種輕便型無限回轉數控坡口切管機，其特征在于:所述數控系統(tǒng)包括輸入裝置、中央處理器和輸出裝置，所述輸入裝置包括鍵盤，所述輸出裝置包括顯示器、回轉電機、橫臂驅動裝置、回轉臂驅動裝置、卡盤轉動驅動裝置、卡盤座移動裝置、坡角電機，所述顯示器和鍵盤均安裝在數控箱上，所述數控箱安裝在機架上。
8.根據權利要求1-3任一所述的一種輕便型無限回轉數控坡口切管機，其特征在于:所述型材組裝機架由至少兩根軌梁、至少兩根底梁和把軌梁底梁組裝為一體的多個支撐立架和支撐橫架組裝而成，卡盤座和縱向導軌固定連接在支撐橫架或者軌梁上，底梁底部安裝高度調整裝置，垂向導軌安裝支撐橫架上，或者垂向導軌安裝在支撐橫架上與縱向導軌平行的第二縱向導軌上。
【文檔編號】B23K7/00GK203409402SQ201320497121
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權日:2013年8月15日
【發(fā)明者】洪定生, 劉明寬, 梁浩 申請人:北京大合兄弟科技發(fā)展有限公司