数控管切割机床相贯线切割的研究
MOTOMAN机器人上实现管体正交相贯线切割与焊接
相贯线是两立体表面的共有线，也是两立体的分界线，一般为封闭的空间曲线。
在工业生产中，例如锅炉炉体焊接、三通管件焊接等（见图1），由于是两个类柱体正交，所形成的共有线为相贯线，所以为了在机器人上实现管体相贯线的切割和焊接，就必须要设计相应的相贯线实现算法。
图1 相贯线实例下面，我们以正交相贯线为例，简单介绍一下在机器人上实现相贯线切割和焊接的原理，并给出实际算法。
在这里我们只给出切割姿态指向组合体坐标原点的算法。
在这里我们假定主管的半径为r1，支管的半径为r2。
一、相贯线算法在三维坐标系内，组合体的相贯线上任意一点，都可以向x、y、z轴投影得到在各个坐标轴上的长度。
反之，如果我们确定了一个点在三个坐标轴上的投影长度，也可以唯一确定在三维坐标系内的一个点。
通过对组合体的观察我们可以看到，我们只需要在俯视图和正视图上进行相贯线相关的计算，就可以得到相贯线上变化的点在机器人三维空间坐标系内坐标位置和姿态，并完成相贯线的切割制作。
·俯视图投影图2 组合体俯视我们从上面看向工件，可以得到俯视图（见下图）图3 俯视图可以看到，组合体上相贯线在水平面上的投影是一个圆。
以圆的圆心为坐标原点建立平面直角坐标系。
如图4。
图4 建立坐标系的俯视图设加工从圆和x 轴的交点B 开始，设圆上任意一点A 与y 轴的夹角为a ，它的变化范围为0～360°。
圆的半径为r 2，A 点在y 轴上的投影长度为y 1，在x 轴上的投影长度为x 1，有：)cos()sin(2121a r x a r y ==那么若以圆上B 点为加工起点，A 点在x 轴和y 轴上的变化量为)s i n ()]cos(1[21212a r y y a r x r x ==∆-=-=∆这样，我们得到了相贯线在x 轴和y 轴上的变化量△x 和△y 。
·正视图投影图5 组合体正视我们从正面看向工件，可以得到正视图（见下图）图6 正视图可以看到，在组合体上，相贯线的投影是大圆上的一段圆弧，它的变化范围是弧顶和弧底的高度差。
超长锥管相贯口的数控切割加工工法
超长锥管相贯口的数控切割加工工法超长锥管相贯口的数控切割加工工法摘要：本文介绍了一种新的数控切割加工工法——超长锥管相贯口加工。
通过调整切割工具和工艺参数，使得锥管两侧的相贯口实现精确的匹配，并且保证切割口的质量，提高生产效率和产品质量。
引言：锥管是一种常用的管道连接部件，其管壁由于其形状复杂，切割难度较大。
传统的锥管加工方法存在切割口不匹配和质量不高的问题。
为了解决这些问题，本文提出了一种新的数控切割加工工法——超长锥管相贯口加工。
一、超长锥管相贯口加工原理超长锥管相贯口加工是指通过数控切割机械将两根锥管相互连接的部分进行精确切割，使得两侧的相贯口能够精确匹配。
其原理是通过调整切割机械的工艺参数，控制切割工具的运动轨迹和速度，实现锥管的切割过程。
二、超长锥管相贯口加工工艺步骤1. 确定切割工具：根据锥管的材质和尺寸，选择合适的切割工具。
切割工具的质量和性能会直接影响到切割口的质量。
2. 设定切割参数：根据锥管的要求，设定切割参数，如切割速度、切割深度等。
切割参数的设定需要综合考虑锥管的材质和尺寸，以及切割工具的性能。
3. 调试切割机械：根据设定的切割参数，对切割机械进行调试，确保切割工具的运动轨迹和速度符合要求。
调试过程需要细心观察切割口的质量，及时调整参数。
4. 进行切割加工：在切割机械调试完成后，将锥管放入切割机械中进行切割加工。
切割过程需要严格按照设定的切割参数和步骤进行，确保切割口的质量。
5. 检查切割口质量：切割完成后，对切割口进行检查。
需要检查切割口的大小、形状和平整度，确保相贯口能够精确匹配。
三、超长锥管相贯口加工效果评估通过对多组锥管进行超长锥管相贯口加工，并对切割口质量进行评估，得出以下结论：1. 相贯口匹配精度高：经过超长锥管相贯口加工的锥管，其相贯口具备较高的匹配精度，能够满足要求。
2. 切割口质量良好：经过超长锥管相贯口加工的锥管，切割口具备较好的平整度和光洁度，材料的断面也较为光滑。
管锥相贯焊接坡口数控切割
摘 要 : 利用空间解析几何的原理建立了管锥相贯数学模型 ,用参量方程描述了管端 相贯线焊接坡口的几何形状 ,该数学模型可应用于三轴联动火焰数控切管机 。针对三 轴联动火焰数控切管机 ,分析了管锥相贯焊接坡口数控切割运动 ,将切割运动分解为割 炬绕被切管的回转 、沿管轴线的平移及在轴剖面内的倾斜三轴联动 ,给出了数控切割所 需相贯线 、两面角 、实际切割角等参数的参量表达式 。并研究了应用过渡切割方法解决 小角度存在的问题 ,给出了过渡切割时各参数的数学表达式 。切割试验结果表明 ,所切 焊接坡口完全符合美国石油协会标准 (AP I)规范 。 关键词 : 相贯 ; 焊接坡口 ; 数控切割 ; 割炬 ; 曲面 中图分类号 : TG48 文献标识码 : A 文章编号 : 0253 - 360X (2005) 05 - 69 - 04
对称的两段 。
一段为由管内壁和锥面相贯过渡到管外壁和锥
面相贯 ,记为
(θ1 ,
θ 2
)
,其中
θ 1
为两面角等于
40 °时
的割炬旋转角 ,θ2 为两面角等于 30°时的割炬旋转
角 。在这一段过渡区内焊接坡口角取 0°,由式 ( 8 )
得理论切割角为
ρ=
π 2
- ψ。
( 12 )
代入式 (9) ～式 (11)可计算其它相关参数 。过渡区
B
=
-
2
L
+d
2
2
tco sθ
tanβsinα。
C=
a + d - 2 tsinθ 2 cos2α + 2
L + d - 2 tcosθ 2 。 2
< = arcsin
一种简易数控相贯线管孔切割机的设计
采用伺服 电动机驱动 ，滚珠丝杠传动 ， 确的速度控制 精 保证 了升降马鞍量 的精确控制 ，从而实现 了马鞍量 和速
图 ２
度分解的正确性 ，保证了 回 转角度和马鞍高度实时对应 ， 也保证了速度的恒定 。同时筒体 和切割孔直径 关系没有
限制。
图 ２中， 为实际切 割速度 ，由操 作者根 据切割工 艺所设定的恒定 值，由于 回转角度 （在实时变 化，切 割 ｂ
软件设计的关键所在。
了 Ｈ １× Ａ
由式 ２ 、３可得出 ： ＝ —＝二＝ ＝＝ １ （ｓ ￣ ｏ￥） ＋一 ｉ ｃｓ ２ ｒｎ 。 。 （ｓ ｔ） ｒｎ 。 ｉ￣
。
㈩
切割速度恒定是切割质量 的保证 ，在马鞍 形切割过 程中，实际的实时切割速度 是实时 回转速度 和实时 升降速度 的矢量合成 ， 图２ 如 所示 。
相 贯线运动被 中断 以后 ，保 证 回退重 割时 的马鞍 量 自动
调节 。
图 ｌ
其 中 Ｒ、ｒ 为常 量 ，马鞍 量 Ｈ 随着 回转角 度 西实时 发生变化 ，回转角度 可以实时计 算检测 ，从而能够 控制 马鞍量 ，使之实时对应。即根据 △ 计算 出 Ａ Ｈ，采用分 段空间线段进给代替贯 线进给。但在 实际 的应用 中由于 切割或者焊接不但需要控制高度变化量 ，还要速度恒定 ， 才能保证切割质量 ，即如何保 证 回转 和升 降的两轴 根据
现在市场上数控相贯线 切割机 已 日趋成熟 ，但其设 备 昂 贵 ，对于大直径 、大厚度筒体 的切割不能满 足。 国内某些单位也研制大直径接管专用 自动切割装 置 ，
一
式中
马鞍量 （ 图中未 画出） ｍ； ，ｍ Ｒ ——切割 圆筒半径 ，ｍ ｍ； ｒ ——切割半 径 ，ｍｍ；
基于 UG 的数控钢管管端相贯线火焰切割机设计
基于 UG 的数控钢管管端相贯线火焰切割机设计毛建秋;黄志荣;丁仕燕【摘要】In the paper, the CNC flame cutting machine about intersecting curve at the end of pipe which is transformed out of lathe C616A is taken for the research object.The 3D virtual design of all parts and the virtual assembly of prototype are accomplished by using the powerful modeling and assembly func-tions of UG so as to provide a good foundation for the follow-up manufacturing work.The powerful func-tions of UG in virtual design application are introduced.%基于UG平台，以普通车床C616 A改造成数控钢管管端相贯线火焰切割机为对象，利用UG强大的建模和装配功能，完成其全部零件的三维虚拟设计和样机虚拟装配工作，为后续的制造工作打下了良好的基础，阐述了UG在虚拟设计应用中的强大功能。
【期刊名称】《常州工学院学报》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】4页(P30-33)【关键词】UG;车床;相贯线;火焰切割机;虚拟设计【作者】毛建秋;黄志荣;丁仕燕【作者单位】常州工学院机电工程学院，江苏常州 213002;常州工学院机电工程学院，江苏常州 213002;常州工学院机电工程学院，江苏常州 213002【正文语种】中文【中图分类】TP391;UG480 引言产品虚拟技术主要包括实体建模和仿真两方面，是利用计算机来完成整个产品的开发过程，以数字化形式虚拟地、可视地、并行地开发产品，并在制造实物之前对产品结构和性能进行分析和仿真，实现制造过程的早期反馈，及早发现问题和解决问题。
数控切割机相贯线轨迹生成软件研究的开题报告
数控切割机相贯线轨迹生成软件研究的开题报告一、选题背景数控切割机作为一种常用的机械设备，在工业生产和加工领域具有广泛应用。
数控切割机的核心部分是切割头，在切割头的控制下，切割机可以根据不同的切割要求进行准确的定位和切割操作。
而相贯线轨迹生成软件则是数控切割机控制系统中的重要组成部分，它主要用于生成相应的轨迹控制代码，实现精准的切割操作。
相贯线轨迹生成软件的开发需要结合计算机科学、数学和机械加工工艺等多个领域的知识，涉及的技术难度较高。
因此，通过对数控切割机相贯线轨迹生成软件进行研究，可以深入了解数控切割机的运行原理，掌握现代计算机辅助制造技术的基本思想和方法，具有一定的理论和实践价值。
二、研究目的和意义相贯线轨迹生成软件是数控切割机控制系统中的重要组成部分，它用于根据用户输入的切割要求生成具有高精度和高稳定性的切割轨迹控制代码。
因此，对相贯线轨迹生成软件的研究有以下目的和意义：1.掌握数控切割机的运行原理。
数控切割机是一种典型的机电一体化设备，其核心部分是切割头和控制系统。
通过对数控切割机的运行原理进行深入研究，可以了解其机械构造、控制原理和工作流程等方面的基本知识，为相贯线轨迹生成软件的设计和开发提供理论基础。
2.熟悉相贯线算法的原理和实现。
相贯线算法是相贯线轨迹生成软件开发的核心技术之一，该算法主要用于计算切割头的运动轨迹，并将其转化为相应的控制代码。
通过研究相贯线算法的原理和实现，可以进一步提高数控切割机的制造效率和产品质量，实现数字化加工技术的应用和推广。
3.提高数控切割机的自动化程度。
相贯线轨迹生成软件可以自动生成切割轨迹控制代码，具有快速、精准、可靠的特点。
通过研究相贯线轨迹生成软件的开发，可以进一步提高数控切割机的自动化程度和效率，实现数字化加工生产线的高效运行。
三、研究内容和方法1.研究内容本文的研究内容主要包括以下几个方面：（1）数控切割机的基本原理和工作流程；（2）相贯线算法的理论原理和实现方法；（3）相贯线轨迹生成软件的设计和开发；（4）相贯线轨迹生成软件的测试和评价。
数控管道相贯线切割机在水管线项目中的运用
托架 主要 由滚 轮 、支架 、调节 丝杆 、移 动座 等组 成 。摆动 机构 由 １个联 接在 摆臂 上 的小 功率交 流伺
服 电机通 过减 速器 带 动 出轴 旋转 ，因而 形成 了摆 臂环 绕旋 转 中心 的摆动 升 降机 构 的上下 移 动 由无 级调
［ 收稿 日期 ］ ２ １ ０ ０—０ ３—１ ０
及焊接坡 口。在大型管道项 目批量 生产焊接三通 以及连头短节等切割工作 中发挥着重要 作用Ⅲ 。
１ 管 道 切 割 机 的现 状 以及 现场 需 求
目前 ，国际上有 美 国 ＤＭ１ 、法 国 Ｐ ＹＳ ＯＬ ＯＵＤ Ｅ等 公 司生产 的小 型管 道多 功能 切割 机 ，但其 产 品维
修 困难 且配供 货 周期 长 。国 内的小 型 管 道 切 割 机 具往 往是 软 轨 道 、磁 性 轮 或 链 条 轨道 ，驱 动 轮 裸露 在
数 控 管 道 相 贯 线 切 割 机 在 水 管 线 项 目中 的运 用
刘 良千 （ 中石化阿尔及 利亚管道项目管理部， 江办 扬州 ２５０） ２０９
［ 要 ］ Ｃ Ｇ １ ０ Ｉ 数 控 管道 相 贯 线 切 割机 是 在 中石 化 阿 尔 及 利 亚 水 管 线 项 目 中 用 来 切 割各 式 相 贯 线 摘 ＮＣ －５ ０Ｖ
所承 包 的阿尔 及利 亚 因萨 拉 至 塔 马 哈赛 特供 水 项 目一 、三标 段 （ ＯＴ３１ Ｏ — ）共 有 ８ ９ ｍ Ｌ — 、Ｌ Ｔ３３ ７ｋ 的管 线安 装工 作 ，管 径包 括 Ｄ ４ ０ Ｎ１ ０ 、ＤＮ１ ０ 、ＤＮ９ ０ ２０ ０ 、ＤＮ８ ０ Ｎ７ ０等 ５种 规 格 ，其 中涉 及 的各 ０ 、Ｄ ０ 种规 格三 通约 ５ ０个 ，计划 采用 焊接 三通 ，对 于 主管与 直管 间 的相贯 线孔 要求 很 高 ，需 要有 专 门 的切 割 ４
科技成果——火焰自动切管机数控系统
科技成果——火焰自动切管机数控系统
成果简介
随着钢管架结构的普及，存在着大量的管端相贯线需要加工。
管管相交、管板相交、管管板相交对管端相贯线焊接破口提出了很高的要求。
目前对这种相贯线焊接坡口均采用人工放样、制样板、划线、手工切割，最后经人工打磨的工艺方法来进行加工。
为了改变这种加工质量差、效率低的状况，研究管端焊接坡口数控切割具有重要的理论意义和实际应用价值，火焰自动切管机数控系统开发应运而生。
该火焰自动切管机可加工各种形式的管端相贯焊接破口。
技术原理
该项研究与开发是在建立相贯线数学模型（管管相贯、管板相贯、构成Miter接头的相贯线，多管、板相贯等）的基础上，建立了两面角、破口角数学模型，并设计了相应的计算机程序，能够自动计算出数控切割所需的各项参数。
构建了开放式、模块化的数控系统硬件平台，实现三轴联动自动切割。
技术水平
该研究达到并部分超过国际先进水平，获天津市科技进步三等奖。
市场前景
该项研究可应用于各种管端相贯焊接破口的数控自动加工，如海洋石油平台、大型钢结构桁架等，其加工质量好，效率高。
该设备平均每年完成3600吨管材加工，按0.416万元/吨计算产值，约为1500万元/年，按特种加工利润率13.4%计算，其年利润约为201万元。
数控管子相贯线火焰切割机的研制
Ｗｅ ｉｇＴ ｃ ｎｌｇ Ｖ １ ５ Ｎ ． Ａ ｒ ２ ０ ｌ ｎ ｅｈ ｏｏｙ ｏ． ｏ ｐ． ０ ６ ｄ ３ ２
文 章 编 号 ：０ ２ ０ ５ ２ ０ ０ — ０ ５ ０ １ ０ － ２ Ｘ（０ ６）２ ０ ４ — ３
・ 接设备与材料 ・ ４ 焊 ５
许 多 ， 所 以 在 焊 接 电 流 达 到 峰 值 时 容 易 因 熔 核 破 裂 而 出现 飞
溅 ；其 次 ，在 通 电 开 始 时 ， 由 于 温 度 上 升 特 别 快 ， 容 易 导 致 早 期 的 表 面 飞 溅 ；而 逆 变 焊 机 进 行 焊 接 时 ，由 于 电 流 上 升 过 程 是 可 以 控 制 的 ，所 以加 热 过 程 非 常 平 稳 ， 温 度 是 连 续 缓 慢
（ ） 逆 变 焊 机 可 延 长 电极 寿 命 。 交 流 焊 接 时 由 于 温 度 波 ２ 动 范 围 较 大 ，电 极 与 工 件 接 触 面 上 的 温 度 峰 值 较 高 ，会 在 焊 接 铝 合 金 及 镀 锌 板 时 加 剧 电 极 的 烧 损 ，从 而 缩 短 电 极 的 使 用 寿命 ；而逆 变焊 机进行 焊接 时 由于温 度是 连续 缓慢 上 升 的 ， 所 以 电极 不 易 受 损 。
线切割的切割质量和生产效率。
关 键 词 ： 管 子 ； 相 贯 线 ；数 控 切 割 机 ； 研 制 中 图 分 类 号 ：Ｔ ４ Ｇ８ 文 献 标 识 码 ：Ｂ
随 着 我 国 经 济 的 飞 速 发 展 ，钢 管 焊 接 结 构 以 其 特 有 的 优 势 应 用 于 各 行 各 业 的 大 型 工 程 项 目中 ，工 程 中繁 多 的 钢 管 连 接 相 贯 接 口 （ １ 需 进 行 切 割 。 管 道 相 贯 连 接 在 电 力 、 水 图 ） 利 、供 水 、石 油 、化 工 、冶 金 、建 筑 等 技 术 行 业 中 有 广 泛 的 应 用 ，相 贯 线 接 头 属 于 多 品 种 、 多 规 格 、 单 件 小 批 量 生 产 ， 因 此 对 切 割 机 的 切 割 功 能 、 控 制 功 能 、 工 艺 、 调 整 和 操 作 等 都 有 非 常 严 格 的 要 求 ， 以适 应 工 厂 、工 地 的恶 劣 环 境 。 相 贯 线 切 割 机 正 是 为 满 足 这 些 要 求 而 设 计 研 发 的管 道 相 贯 线 切 割
科技成果——相贯曲线自动切割、焊接一体化数控装备技术
科技成果——相贯曲线自动切割、焊接一体化数控装备技术成果简介本技术来源于国家863主题课题“相贯曲线自动焊接数控装备技术与应用示范”（编号：2012AA041307）。
相贯曲线的焊接问题在核电装备、电站锅炉、造船、压力容器、油气输送、供水供暖等行业广泛存在。
常见的管-管相贯曲线有垂直正交、斜交、偏心交等多种相关形式，此外，还存在非管-管相贯形式，如：球-管相贯、弧形管-直管相贯、椭球-管相贯、锥-管相贯等。
常见相贯曲线的自动切割装备技术已经得到突破并推广应用，但相贯曲线自动焊接装备关键技术仍有待突破，目前国内外仍广泛采用手工焊接方式，焊接质量和效率远不能满足要求。
大型、关键核心部件，采用手工焊接，不但工作量大，而且对焊工的技能、体能及责任心均有很高的要求，焊接难度很大，焊接质量很难保证。
研究基于数控技术的空间相贯曲线自动焊接装备技术是解决重点行业关键核心部件高质高效焊接迫切需求的有效途径。
针对相贯曲线自动焊接/切割技术的应用需求，开发了相贯曲线自动切割/焊接一体化数控装备技术，研发了6轴联动样机，进行了切割/焊接实验并进行了应用示范，证明了课题技术的先进性和装备设计的合理性，具有广阔的应用前景。
该装备技术属国内外首创，已申请发明专利5项，软件著作权2项。
技术特点1、相贯曲线自动切割/焊接一体化。
通过更换切割/焊接电源和割枪/焊枪，可以实现主管相贯孔切割和支管头切割（有坡口或无坡口），以及相贯曲线焊缝的自动焊接。
2、可以实现管-管垂直无偏心正交、垂直偏心正交、无偏心斜交、偏心斜交等形式的相贯曲线的切割和焊接。
3、可以实现单层单道和多层多道焊接，相贯曲线几何参数、层道几何参数和焊接工艺参数可设定。
4、可实现摆动焊接。
焊枪摆动参数可设定。
5、独有的防绕线技术。
焊接过程中焊接电缆及气管不缠绕。
6、参数化编程。
只需输入主管-支管几何参数、层道参数、焊接工艺参数，即可自动生成加工代码，无需手工编程或借助其他工具编程。
相贯线焊接坡口数控切割的变步长控制算法
ｉ ｔｒｅ ｔ ｇ ｃ ｎ ｏ ｒｗｉ ａ ｉｂｅｓ ｅ ｌｎ ｔ ｓｐ ｏ ｏ ｅ ｙ ｍｅ ｎ ｆｓ ｔｉｇ ｕ ｎ ｎ ｌ ｚｎ ａ ｈ — ｎ ｅ ｓ ｃｉ ｏ ｔ ｕ ｔ ｖ ｒａ ｌ ｔｐ ｅ ｇ ｈ ｗａ ｒ ｐ ｓ ｄ ｂ ａ ｓｏ ｅ ｔ ｐａ ｄ ａ ａｙ ｉｇ ａｍ ｔ ｅ ｎ ｈ ｎ
ｓｔ ｆＴｅｈｎ ｌ ｇ ｉ ｏ ｃ ｏｏ ｙ。Ｈ ａ ｇ ｈｏ ３ ０ １ ｙ ｎｚ ｕ １ ０ ４，Ｃｈｎ ） ｉａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ａｉ ｅ ｔ ｈ ａ ｅ ｕ ｃ ｆｔ ｅｃ ｎ ｒ ｌ ｔａｅ ｙ ｆ ｒｃ ｔｉｇｓ ｅ ｄｓ ｔｉｇ ｉ ｈ ｒ ｃ ｓ ｆ ｌ— ｍ ｄ ａ ｅｉ ｄ ｑ ａ ｙｏ ｈ ｏ ｔｏ ｒｔ ｇ ｏ ｕ ｔ ｐ ｅ ｅｔｎ ｎｔ ｅｐ ｏ ｅ ｓｏ ｄ ｔ ｎ ｓ ｎ ｗｅ
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：ＮＣ ｕ ｔ ｇ ｎ ｅ ｓ ｃ ｉｇ ｃ ｎ ｏ ｒ ｃ ｔｉ ；ｉｔ ｒ ｅ ｔ ｏ ｔ ｕ ；ｗｅｄ ｎ ｒ ｏ ｅ ａ ｉｂ ｅｓｅ ｌｎ ｔ ｎ ｎ ｌｉｇ ｇ ｏ ｖ ；ｖ ｒａ ｌ ｔ ｐ ｅ ｇ ｈ；ａｇ ｒｔ ｍ ｌ ｏ ｉｈ
ｉ ｇｇ ｏ ｖ ｕ ｔ ｇ ａｏ ｇ ｉｔ ｒｅ ｔ ｇ ｅ ｇ ｔｐｐ ｎ ｔ ｌｓ ｕ ｔ ｒａ ｒ ｓ ｎ ，ａ ｄ ａｍ ｅ ｌｏ ａ ｎ ｒ ｏ ｅｃ ｔｉ ｌｎ ｅ ｓ ｃｉ ｄ ｅａ ｉ ｅｅ ｄｗｉｈ ＮＣ ｐ ａ ｍａ ｃ ｔｅ ｔｐ ｅ ｅ ｔ ｎ ｉ ｄ ａｓ ｔ ｎ ｎ ｎ ｉ ｒ ｖｎ ｈ ｕ ｔｎ ｕ ｌ ｙ ｉ ｈ ａ ｅｏ ｆｅ ｔ ｅｐ ｐ ｎ ｅ ｓ ｃ ｉｎ，ａ ｎ ｅ ｐ ｌｔｏ ｏ ｔｏ ｌｏ ｉｈ ｏ ｍｐ ｏ ｉｇｔ ｅｃ ｔｉｇ ｑ ａｉ ｔ ｅｃ ｓ ｆｅｆｃ ｉ ｉｅｉｔ ｒｅ ｔ ｔ ｎ ｖ ｏ ｎ ｉｔ ｒ ｏ ａｉｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｇ ｒｔ ｍ ｆ ａ
多管相贯焊接坡口数控切割研究
摘 要： 海洋平台框架结构由多管相贯形成。 贯点坐标的准确计算对于整个平 台 相 的质量至关重要 。 论文通过空间解析几何原理建立了多管相贯的数学模型。 用参量方程描述 了多管相贯线焊接坡 口的几何形状。割炬运动可分解为由五轴数控机床实现的 ５个简单动 作 。在 Ａ ｔＣ ｕｏ ＡＤ环境 下用 ＶｓａＬ Ｓ 自动 生成相 贯线 方程 、 贯 线上 点的 坐标及 其数控代 ｉ ｌ ＩＰ ｕ 相 码。工业应用表明该方法简单有效。
ＸＩ Ｘｉ ｆ ｎ Ｅ ｎ—ａ ｇ， Ｗ ＡＮＧ ｏ ｄ ｎ Ｇｕ — ｏ ｇ
（ ｃｏ ｌ ｆ ｃ ａｉ ｌ ｎ ｉ ｅｉｇＴａｊ ｉ ｒｉ ，ｉｎ ｎ ００ ２Ｃ ｉａ Ｓ ｈｏ ｈｎｃ ｇ ｅｒ ， ｉ ｉＵｎｖ ｓｙＴａｊ ０ ７ ， ｈｎ ） ｏ Ｍｅ ａＥ ｎ ｎ ｎｎ ｅ ｔ ｉ３
．ｏ ｌｉｐｉ ｅ ｉ ｔｒ ｅ ｔｏ ｓ ａ ｅ ｆ ｒ ｕ ａｅ ｙ ｓ ｔａ ａｙ ｉ ａ ｅ ｍ ｅｒ ｔ ｅ ｔ ａ ｍ ｄ ｌ ｆ ｍｕ ｔ— ｐ ｎ ｅ ｓ ｃｉ ｎ ｒ ｏ ｉ ｌ ｍ ｌ ｔｄ ｂ ｐａ ｌ ａ ｌ ｔｃ ｌ ｇ ｏ ｔｙ ｉ ｎ
维普资讯
２０ ０ ７年
工 程 图 学 学 报
Ｊ ｏＵＲＮＡＬ ｏＦＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＧＲＡＰ ＣＳ ＨＩ
２ ０ ｏ ７
Ｎｏ４ ．
第 ４期
多管相贯焊接坡 口数控切 割研 究
谢新房 ， 王 国栋
（ 天津大学机械 工程 学院 ，天津 ３０ ７ ０ ０ ２）
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｒ ｍｅ ｏｆａ ｃ ａ ｌｔｏ ｍ Ｓ ｆ ｍ ｅ ｙ ｍｕｌ ． ｉ ｅ ｉ ｔ ｒｅ ｔｏ ｓ Ａ ｃ ｕ ａｅ ｔａ ｔ ｅ ｆａ ｏ ｅ ｎ ｎ ｐ ａｆ ｒ ｉ ｏｒ ｄ ｂ ｔ ｐ ｐ ｎ ｅ ｓ ｃ ｉ ｎ ｉ ｃ ｒ ｔ
数控管道相贯线切割机
数控管道相贯线切割机
上海宝业
数控管道相贯线切割机
数控管道相贯线切割机是对钢管和端部结合处相贯线作自动计算和切割的设备。
该机器广泛应用于建筑、化工、石油、机械、冶金等行业的管道钢结构切割加工。
这些行业中有大量的管道结合相贯线、相贯线端头，还有弯头，此类加工传统上大多采用制作样板、划线、人工放样、手工切割、人工打磨等落后又繁复的方法来进行。
BCNCG 系列数控管道相贯线切割机能十分方便的切割此类工件，并且操作工人不需编程、只需输入相互配合的管子的直径、壁厚、相交角度等参数，机器就能自动切割出管子的相贯线、相贯孔以及焊接坡口。
BCNCG系列数控管道相贯线切割机采用圆柱坐标系列数控，控制轴数为4～8轴，控制方法为被切割管子转动，割炬沿管子轴线的移动割炬左右、前后的摆动割炬升降运动等。
多轴联动的机器可在主管上切割相贯线以及变角度焊接坡口，也可在支管上切割相贯孔及焊接坡口。
BCNCG系列数控管道相贯线切割机的数控控制界面以图形与数据结合，操作十分简单；工件装夹后定位、割炬移动、工件转动等由控制箱点动进行，将主管和支管的直径、壁厚、相交角度、切割速度等参数输入电脑。
然后进行切割均由电脑控制箱进行自动完成。
软件中设计了合理的切割引入引出线，使切割面的质量得到保证，每次切割后的参数可保存为文件，供以后相同工件使用。
图1－1为BCNCG系列
数控管道相贯线切割机的基本加工范围示意图：。
数控大直径管相贯线火焰切割机的研制
Ｓ ＵＮ ｉ ａ，ＺＨＥＮＧ ｎ —ｃ ｎ，ＧＡＮＧ ｅ —ｒ ｎ Ｍｅ－ｎ Ｙｏ ｇ ｈｕ Ｚｈ ｎ ｏ ｇ
（ ｏｅ ｅ ｆ ｎ ｉｅｒ ｇ ｅｈ ｏｏｙ Ｙ Ａ Ｕ， ｕ ｍｉｇ ６ ０ ０ ， ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｇ ｅｉ ｃ ｎ ｌ ， Ｋ ｎ ｎ ５ ２ Ｃ ｉａ ｌ ｏＥ ｎ ｎ Ｔ ｇ １
Ａｕ ｏ ｔ ＣＡＤ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：ＣＮＣ ：Ｂｉ ｉ ｇ ｄ ａｍｅ ｅ ｔ ｒ；Ｉ ｅ ｓ ｃ ｉ ｎ ｉｃ ｅ；Ｃｕｔｉ ａ ｈｉ ｎｔ ｒ ｅ ｔｏ ｃ ｒ ｌ ｔｎｇ ｍ ｃ ｎｅ
中图分 类 号 ： Ｈ１ 。 Ｇ 文 献标 识码 ： Ｔ ６Ｔ ５ Ａ
要大量的计算 ， 其准确性无从考证 。为此 ， 我们特地研制 了这种
专 门用于切割直径在 ４米至 ８ 的大型五轴联动空间 曲面数 控 米
火 焰 切 割机 ，并 且 给 出 如 何 在 Ａ ｔ Ａ 中生 成 二 维 空 间 相 贯 ｕｏ Ｄ Ｃ 三
线， 并直接转到数控软件 中生成数控编程代码的方法 。
可 以通过 Ａ ｔＣ Ｄ 软件 快速 准确 的 对所切 割 的相贯 线软 件进行 数控 编码 的方法 。 ｕｏ Ａ
大直径钢管相贯线数控切割机
大直径钢管相贯线数控切割机
夏水华;王晓青;雷才洪;刘国光
【期刊名称】《机电一体化》
【年(卷),期】2002(8)3
【摘要】介绍了大直径钢管相贯线数控切割机的设计思路、主要结构、性能特点、适用范围和控制实现。
【总页数】3页(P60-62)
【关键词】大直径钢管;相贯线;数控切割机
【作者】夏水华;王晓青;雷才洪;刘国光
【作者单位】黄石高等专科学校机电工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TG48
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5.不锈钢管相贯线等离子切割机数控系统的实际应用研究 [J], 龚君;王丽;赵寿宽因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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关键 词 ：相 贯 线 坐 标 计 算 ；坡 口 处 理 ；数 控 系 统 中图 分 类 号 ：Ｔ ４ ＠８ 文 献标 识码 ：Ａ
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求 解 相 贯 线坐 标 ，不 能 直 接 提 供 给数 控 切 割机 床
加 工 ，本 文建 立 了一 种 在 同 坐 标 系下 求 解 相 贯 线
坐 标 的 数 学模 型 ，并 应 用 到 相 应 的数 控 系统 中 。
１ 相贯 线 坐标 计 算
１１ 计 算切 管母 线方程 ． 本 文 以２ 管相 贯 为例 ，将 坐 标原 点设 在 切管 轴
ｌ ｌ 数 控 管 切 割 机 意 图 割
Ｚ 轴 垂 直 与切 管轴 线 ，割 咀沿 其 做 上 下的 直 线 运动 ２ ０ 轴 在 切割 轴 线 的切 平 面 内 ，割 咀 绕 回转 点 做 旋转 运 动
现 在 已 经 有 许多研 究 者 开 始研 究相 贯 线 切 割 和 坡 口处理 的数 学 模型 ” ，都 是 在不 同坐 标 系 中 。。
文 章 编 号 ： １ ０—０ ３ （ ０ １４ 上 ） ０ ６ — ３ ９ １ ４ ２ １ ） （ 一 ０ ５ ０ ０
０ 引 言
桁架结构在现今的许多大跨度的场馆建筑，
如会 展 中心 、体 育 场 馆 或其 他 一 些大 型 公 共 建 筑
图 １ 五轴 四联 动 相贯 线切 割数 控 机床 的示 意 图 ， 为 它采 用Ｐ Ｃ ＋ Ｌ 运动 控 制模 块＋ 服 电机进 行 系统 控 伺 制 ， 由上 位机 Ｐ 计 算 出相 贯线 点的 坐标 ，切 割坡 Ｃ 口的 实 际切 割 角 ，并将 这些 数 据 转 化 为 数 控 系统
１
匐 似
数 控 管 切 割 机 床 相 贯 线 切 割 的研 究
Ｃｕｔ ｉ ｇ ｉ ｅｒ ｅｃｔ ｏｎ ｌｎｅ ｂｙ ｔ ＮＣ ｐｅ ｃｕ ｔ ｎｇ ｓ ｓ ｅｍ ｔ ｎ ｎｔ ｓ ｉ ｉ ｈｅ Ｃ ｐｉ ｔ ｉ ｙ ｔ
何 赛松 ，徐 雷
ＨＥ Ｓａ — ｏ ｇ ＸＵ Ｌ ｉ ｉ ｎ 。 ｅ ｓ
（ ．ｏ （ ）Ｚｓｎｃ） 。 ｙｃ ｓａ 一—ｉ（ ） ￣
在 切管 内壁 与交 管外 壁 的相贯 线上 的 点 （ ， Ｘ
ｊ ，
Ｙ
ｄ
× ｃ ｏ
由交管 方 程 分 别求 对Ｘ，Ｙ，Ｚ的偏 导 ，可 得 出在 相贯 线上 的 点（ ，Ｙ ） ，交管切 平 面 的法 ｘ ，ｚ处 ｘ轴 的交角 ，６ ： ； 向量 为 （ ，ｃ ｓ￣ ・ ． ｓ ）Ｚｓ （ ） ｓ （ ・ ｘ ｏ （ ） ｙｃ （ 一—ｉ ｏ ，一ｉ ａ） ｔ（ ｏ ａ ｎｒ ｎ
轴 名 称 定 义
ｖ轴 与 切 管 圆柱 的 中心 轴 线 重 合 ，切 管绕 其 做 叫转 运 动
Ｙ轴 与 切 管 圆柱 的 中心 轴 线 平 行 ， 割咀 工 作 台 沿其 做直 线运 动 Ｚ 轴 垂 直 丁 切 管轴 线 ，割 咀 工 作 台沿 其 做上 下 的 直 线运 ｉ １
出 相 贯 线 ，割 咀 绕０ 做 摆 动 ，ｚ１ 一 确定 值 （ 轴 为 切 割半 径 与割 咀 长 度之 和 ） ，使 在 切割 相贯 线 的 同时
切 割 出坡 口 ，一 次 定 位 安装 完成 管 切 割 ，减 少 多 次切 割的加 工误 差和 定位误 差 。
表１ 各数控轴 的定义
实 际加 工 所 需 要 的位 置 数 据 ，通 过 Ｐ Ｃ与Ｐ Ｃ 讯 Ｌ 通 给 数 控机 床 传递 加 工数 据 。五 个加 工轴 定 义如 表 １
中有 广 泛 运 用 ，它 是 由 管 与管 相 贯 搭 接 后 焊 接 而 成的 ”。传 统人 工切 割 出管 材 的相贯 线 比较 困难 ，
而且 效 率 低 ，精 度 不 高 ，早 已无 法 满 足现 代 桁 架
结构 制 造 的要 求 ，迫 切 需要 现 代化 的数 控 加 工 手
段 来解 决这 一难 题 。
所 示 。加 工 过 程 的 运 动 为 ：切 管绕 Ｙ轴 做 回转 运
动 ，同时割 咀工 作 台沿Ｙ轴 和Ｚ 轴 做直 线运 动切割 ２
收 稿 日期 ：２ １－１－１ ００ ０ ３ 基金 项 目 ：四 川 省科 技 支撑 Ｈ ￣ ２０ ｚ ０ １ －： ０ ８ ｏ００ ）； 成 都 市 科 技 支 撑 计 划项 目 （ ９ Ｋ ９ ０ Ｆ０ ３ Ｉ ｊ（ ０ Ｒ ＹＢ ８Ｚ 一３ ） ｌ 吉简介：何赛忪 （ ９６一 ，四川攀枝花人 ，在读研究生 ，主要从事数控技 术与 自动化 的学 习研究 。 ｌ Ｅ １８ ）， 第３卷 ３ 第４ 期 ２ １－ （ ） ［５ ０ ４ 上 ６ ｌ １
（ 川大 学 制造 科 学 与 工 程 学 院 ，成 都 ６ ０ ６ ） 四 １ ０ ５
摘
要 ：为 了满足数控切割管材的需要 ，构建了一种计算 相贯 线和坡 口的数学模型。该模型首先在 同个
坐标 系中建立 圆柱 管数学方程 ，计算出 切管内相贯线 上点的坐标数 据 ，然后根 据坡 口角度 ， 计算 出数控机床 割咀摆动角度 ，引导数 控切割机床 正确进行相贯 线和 坡 口一次 成型的切割 。 通过 应用实例 ，验 证了该数 学模型的可 行性和有 效性 ，研究成果 已应 用于五轴数 控火焰切割
骞ｌ 、
勺 似
２２ 实 际切 割角计算 ．
在 建 立 的 坐 标 系 中 ，切 管 内 壁 的 方 程 为 ：
Ｘ＋ 号一） Ｙ＝ ｔ ，对切管方程分别求对ｘ Ｙ ｚ （ 。 ， ，的
偏 导 ，可得 在 点 （ ，ｙ ）处 ，切 管切 平面 的法 ｘ ，ｚ
同量 ｎ 为 （ ，Ｙ ０ 。 ｏ ｘ ， ）