CN108115246A - 一种相贯线切割设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种相贯线切割设备，包括车头箱、主卡盘、移动割炬组、底座、第一导轨组和第二导轨组，第一导轨组和第二导轨组平行设置在底座上，第二导轨组沿主卡盘的中轴线布置，车头箱上安装主卡盘，移动割炬组包括在第一导轨组上移动的横移小车，横移小车上安装割炬升降平台，割炬升降平台上设有倾摆机构，倾摆机构上安装割炬，割炬通过横移小车、割炬升降平台、倾摆机构和主卡盘的协调运动沿夹持在旋转的主卡盘上的管状工件表面的路径进行切割，还包括用于夹持弯管工件的回转固定夹持装置，回转固定夹持装置通过连接轴安装在主卡盘上。有益效果是：设备操作简便，提高了切割安装时的安装精度，同时具有较低的维护成本。

Description

一种相贯线切割设备及其使用方法

技术领域

本发明属于加工设备技术领域，特别涉及一种相贯线切割设备及其使用方法。

背景技术

相贯线切割机在管道的切割行业已被广泛运用，尤其是等离子、火焰切割的工艺方式，已为很多石油化工、天然气、锅炉、压力容器、水利电力等行业输送管道的制造以及建筑钢结构中管架钢结构厂家接受。

长期以来，数控相贯线需要对待加工的管件实现可靠装夹和精确定位来确保切割精度和效果。弯管(弯头)由于结构的特殊性不利于精确定位和可靠装夹一直是相贯线自动加工的难点。很多场合只能用手工方式切割，无法达到较高的精度和质量要求，不能满足后续焊接工艺要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种结构合理，既能提高定位精度性能，可靠装夹又能大大提高加工效率降低操作劳动强度的弯管相贯线切割机的定位装夹装置。

技术方案如下

一种相贯线切割设备，包括车头箱、主卡盘、移动割炬组、底座、第一导轨组和第二导轨组，所述第一导轨组和第二导轨组平行设置在底座上，第二导轨组沿主卡盘的中轴线布置，车头箱上安装主卡盘，移动割炬组包括在第一导轨组上移动的横移小车，所述横移小车上安装割炬升降平台，所述割炬升降平台上设有倾摆机构，所述倾摆机构上安装割炬，所述割炬通过横移小车、割炬升降平台、倾摆机构和主卡盘的协调运动沿夹持在旋转的主卡盘上的管状工件表面的路径进行切割，其特征在于，还包括用于夹持弯管工件的回转固定夹持装置，所述回转固定夹持装置通过连接轴安装在所述主卡盘上。

作为进一步的改进，所述回转固定夹持装置包括回转夹持固定端组件、回转夹持升降端组件和回转夹持卡盘，所述回转夹持固定端组件与所述回转夹持升降端组件连接，所述回转夹持卡盘为三爪自定心卡盘，通过卡盘连接法兰设置在回转夹持升降端组件上。

作为进一步的改进，所述车头箱的前方的地面上安装有第二导轨组，所述第二导轨组上设有用对弯管工件夹持定位的移动夹持装置，所述移动夹持装置包括水平行走小车、垂直固定调节端组件和水平对中夹紧组件，所述水平行走小车上设置所述垂直固定调节端组件，所述水平对中夹紧组件与所述垂直固定调节端组件连接。

作为进一步的改进，所述水平对中夹紧组件包括操作平台和夹持板组件，所述夹持板组件为两组，并且相对设置在操作平台上。

作为进一步的改进，所述夹持板组件包括夹持板、夹持板固定座、夹持板组件丝杆和水平直线滑动组件，所述操作平台包括操作面板和操作面板架，所述夹持板固定设置在夹持板固定座上，所述夹持板组件丝杆穿过夹持板固定座，两组夹持板固定座中的夹持板组件丝杆通过螺杆连接，两根夹持板组件丝杆两头分别安装在所述操作平台面板架上，所述水平直线滑动组件安装于所述操作面板的下面，并设置在所述夹持板固定座的两侧，所述两根夹持板组件丝杆中的其中一根的端头还设有用于调节两组夹持板组件之间距离的水平调节手轮，所述水平调节手轮上设有水平调节手柄。

作为进一步的改进，所述水平直线滑动组件包括水平直线导轨和水平直线滑块，所述水平直线导轨通过水平直线导轨安装块安装在所述操作面板的下面，所述水平直线滑块与所述水平直线导轨连接。

作为进一步的改进，所述垂直固定调节端组件包括垂直固定调节端丝杆、垂直固定调节端丝杆安装架、水平对中夹紧组件安装座和垂直固定调节端旋转手轮和垂直固定调节端旋转手柄，所述垂直固定调节端丝杆安装架安装在所述水平行走小车上，所述垂直固定调节端丝杆设置在所述垂直固定调节端丝杆安装架上，所述水平对中夹紧组件安装座通过垂直固定调节端滑动组件设置在所述垂直固定调节端丝杆上，所述垂直固定调节端旋转手轮安装在所述垂直固定调节端丝杆的上端，所述垂直固定调节端旋转手柄设置在垂直固定调节端旋转手轮上。

作为进一步的改进，所述第二导轨组上还设有若干个用于对长度较长的圆管状工件的另一端起托举作用的横移升降支撑架。

一种相贯线切割设备的使用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

第一步，将弯管工件的一端固定在回转夹持卡盘上并调整弯管工件在回转夹持卡盘上装卡的角度，使弯管工件的中轴弧线所在的平面与主卡盘的中轴线相重合，且弯管工件中轴弧线的圆心方向位于远离主卡盘的一侧。

第二步，调整回转夹持升降端组件，使弯管工件中轴弧线与主卡盘的中轴线相切。

第三步，控制横移小车、割炬升降平台、倾摆机构及主卡盘的协调运动使割炬沿弯管工件表面切割路径进行切割。

作为进一步的改进，一种相贯线切割设备的使用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

第一步，调节移动夹持装置的垂直固定调节端组件，使移动夹持装置的操作面板与主卡盘的中轴线的垂直距离等于弯管工件外径的一半。

第二步，将弯管工件放在移动夹持装置上，使弯管工件中轴弧线外凸的一侧与移动夹持装置的操作面板贴合，调节水平对中夹紧组件，使两块夹板夹紧弯管工件，使弯管工件的中轴弧线所在的平面与两块夹板的对称中心面重合；

第三步，调整主卡盘的旋转角度使回转夹持卡盘位于最高点；

第四步，移动水平行走小车，靠拢切割设备的回转固定夹持装置；调整弯管工件的姿态和回转夹持升降端组件的高度，使弯管工件的一端固定在回转夹持卡盘上，并且使回转夹持卡盘的中轴线与弯管工件的中轴弧线相切。

第五步，松开移动夹持装置的水平对中夹紧组件，将移动夹持装置挪动到远离主卡盘和弯管工件的位置。

第六步，控制横移小车、割炬升降平台、倾摆机构及主卡盘的协调运动使割炬沿弯管工件表面切割路径进行切割。

有益效果

本发明的有益效果为：

1.可在不改变现有相贯线切割机的结构形式下直接实现弯管(弯头)的相贯线切割。

2.使用此弯管(弯头)定位工装后，使原有相贯线切割机的使用范围更广，适应多种不同的相贯线加工需求。

3.新型的定位工装结构上采用导轨滑块及丝杠等结构，方便操作同时具有很高的重复定位精度。

4.设备操作简便，提高生产效率，同时具有较低的维护成本。

附图说明

下面结合附图与实施案例进一步说明本发明。

图1为本发明的整体结构俯视示意图；

图2为本发明的整体结构侧视示意图；

图3为本发明的回转固定夹持装置和移动夹持装置配合使用示意图；

图4为本发明的水平对中夹紧组件的剖视侧视图；

图5为本发明的水平对中夹紧组件的俯视图；

图6为本发明的垂直固定调节端组件剖视图。

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图1-3所示，一种相贯线切割设备，包括车头箱4、主卡盘5、移动割炬组6、底座10、第一导轨组7和第二导轨组8，第一导轨组7和第二导轨组8平行设置在底座10上，第二导轨组8沿主卡盘5的中轴线布置，车头箱5上安装主卡盘5，移动割炬组6包括在第一导轨组7上移动的横移小车61，横移小车 61上安装割炬升降平台62，割炬升降平台62上设有倾摆机构63，倾摆机构63 上安装割炬，割炬通过横移小车61、割炬升降平台62、倾摆机构63和主卡盘5 的协调运动沿夹持在旋转的主卡盘上的管状工件表面的路径进行切割，还包括用于夹持弯管工件的回转固定夹持装置1，回转固定夹持装置1通过连接轴3安装在主卡盘5上。回转固定夹持装置1包括回转夹持固定端组件11、回转夹持升降端组件12和回转夹持卡盘13，回转夹持固定端组件11与回转夹持升降端组件连接12，回转夹持卡盘13为三爪自定心卡盘，通过卡盘连接法兰14设置在回转夹持升降端组件12上。

进一步改进，车头箱4的前方的地面上安装有第二导轨组8，第二导轨组8 上设有用对弯管工件夹持定位的移动夹持装置2，移动夹持装置2包括水平行走小车21、垂直固定调节端组件22和水平对中夹紧组件23，水平行走小车21上设置垂直固定调节端组件22，水平对中夹紧组件23与垂直固定调节端组件22 连接，上述结构能实现45°方向装夹固定弯管的功能。水平行走小车是安装移动夹持装置各个部件的基础，固定安装并定位垂直固定调节端组件和水平对中夹紧组件，同时整体可以在切割机轨道上纵向移动为弯管装夹定位提供支撑；水平对中夹紧组件能实现对弯管工件的水平对中夹紧定位；垂直固定调节端组件能固定水平对中夹紧组件并实现对弯管工件的垂直方向调整定位功能。

如图4-图5所示，水平对中夹紧组件包括操作平台和夹持板组件，夹持板组件为两组，并且相对设置在操作平台上，夹持板组件包括夹持板231、夹持板固定座232、夹持板组件丝杆233和水平直线滑动组件，操作平台包括操作面板 234和操作面板架235，夹持板231固定设置在夹持板固定座232上，夹持板组件丝杆233穿过夹持板固定座232，两组夹持板固定座中的夹持板组件丝杆通过螺杆236连接，两根夹持板组件丝杆两头分别安装在操作平台面板架235上，水平直线滑动组件安装于操作面板234的下面，并设置在夹持板固定座232的两侧，两根夹持板组件丝杆233中的其中一根的端头还设有用于调节两组夹持板组件之间距离的水平调节手轮237，水平调节手轮237上设有水平调节手柄 238。水平直线滑动组件包括水平直线导轨239和水平直线滑块230，水平直线导轨通过水平直线导轨安装块安装在操作面板234的下面，水平直线滑块230 与水平直线导轨239连接。

如图6所示，垂直固定调节端组件包括垂直固定调节端丝杆220、垂直固定调节端丝杆安装架221、水平对中夹紧组件安装座223和垂直固定调节端旋转手轮224和垂直固定调节端旋转手柄222，垂直固定调节端丝杆安装架221安装在水平行走小车上，垂直固定调节端丝杆220设置在垂直固定调节端丝杆安装架221上，水平对中夹紧组件安装座223通过垂直固定调节端滑动组件设置在垂直固定调节端丝杆220上，垂直固定调节端旋转手轮224安装在垂直固定调节端丝杆220的上端，垂直固定调节端旋转手柄222设置在垂直固定调节端旋转手轮224上。

进一步改进，为了便于长度较长的圆管状工件的夹持稳定，定位精确，第二导轨组8上还设有若干个用于对长度较长的圆管状工件的另一端起托举作用的横移升降支撑架9。

一种相贯线切割设备的使用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

第一步，将弯管工件的一端固定在回转夹持卡盘13上并调整弯管工件在回转夹持卡盘13上装卡的角度，使弯管工件的中轴弧线所在的平面与主卡盘5的中轴线相重合，且弯管工件中轴弧线的圆心方向位于远离主卡盘的一侧。

第二步，调整回转夹持升降端组件12，使弯管工件中轴弧线与主卡盘的中轴线相切。

第三步，控制横移小车、割炬升降平台、倾摆机构及主卡盘的协调运动使割炬沿弯管工件表面切割路径进行切割。

一种相贯线切割设备的使用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

第一步，调节移动夹持装置2的垂直固定调节端组件22，使移动夹持装置的操作面板与主卡盘5的中轴线的垂直距离等于弯管工件外径的一半。

第二步，将弯管工件放在移动夹持装置2上，使弯管工件中轴弧线外凸的一侧与移动夹持装置1的操作面板贴合，调节水平对中夹紧组件，使两块夹板夹紧弯管工件，使弯管工件的中轴弧线所在的平面与两块夹板的对称中心面重合；

第三步，调整主卡盘5的旋转角度使回转夹持卡盘位于最高点；

第四步，移动水平行走小车21，靠拢切割设备的回转固定夹持装置1；调整弯管工件的姿态和回转夹持升降端组件的高度，使弯管工件的一端固定在回转夹持卡盘13上，并且使回转夹持卡盘13的中轴线与弯管工件的中轴弧线相切。

第五步，松开移动夹持装置的水平对中夹紧组件，将移动夹持装置挪动到远离主卡盘和弯管工件的位置。

第六步，控制横移小车、割炬升降平台、倾摆机构及主卡盘的协调运动使割炬沿弯管工件表面切割路径进行切割。

当用此发明设备进行直管切割时，将回转固定夹持装置1从主卡盘5上拆下，同时挪走移动夹持装置2，就可以用此设备对直管进行切割。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种相贯线切割设备，包括车头箱、主卡盘、移动割炬组、底座、第一导轨组和第二导轨组，所述第一导轨组和第二导轨组平行设置在底座上，第二导轨组沿主卡盘的中轴线布置，车头箱上安装主卡盘，移动割炬组包括在第一导轨组上移动的横移小车，所述横移小车上安装割炬升降平台，所述割炬升降平台上设有倾摆机构，所述倾摆机构上安装割炬，所述割炬通过横移小车、割炬升降平台、倾摆机构和主卡盘的协调运动沿夹持在旋转的主卡盘上的管状工件表面的路径进行切割，其特征在于，还包括用于夹持弯管工件的回转固定夹持装置，所述回转固定夹持装置通过连接轴安装在所述主卡盘上。

2.根据权利要求1所述的一种相贯线切割设备，其特征在于，所述回转固定夹持装置包括回转夹持固定端组件、回转夹持升降端组件和回转夹持卡盘，所述回转夹持固定端组件与所述回转夹持升降端组件连接，所述回转夹持卡盘为三爪自定心卡盘，通过卡盘连接法兰设置在回转夹持升降端组件上。

3.根据权利要求1所述的一种相贯线切割设备，其特征在于，所述第二导轨组上设有用对弯管工件夹持定位的移动夹持装置，所述移动夹持装置包括水平行走小车、垂直固定调节端组件和水平对中夹紧组件，所述水平行走小车上设置所述垂直固定调节端组件，所述水平对中夹紧组件与所述垂直固定调节端组件连接。

4.根据权利要求3所述的一种相贯线切割设备，其特征在于，所述水平对中夹紧组件包括操作平台和夹持板组件，所述夹持板组件为两组，并且相对设置在操作平台上。

5.根据权利要求4所述的一种相贯线切割设备，其特征在于，所述夹持板组件包括夹持板、夹持板固定座、夹持板组件丝杆和水平直线滑动组件，所述操作平台包括操作面板和操作面板架，所述夹持板固定设置在夹持板固定座上，所述夹持板组件丝杆穿过夹持板固定座，两组夹持板固定座中的夹持板组件丝杆通过螺杆连接，两根夹持板组件丝杆两头分别安装在所述操作平台面板架上，所述水平直线滑动组件安装于所述操作面板的下面，并设置在所述夹持板固定座的两侧，所述两根夹持板组件丝杆中的其中一根的端头还设有用于调节两组夹持板组件之间距离的水平调节手轮，所述水平调节手轮上设有水平调节手柄。

6.根据权利要求5所述的一种相贯线切割设备，其特征在于，所述水平直线滑动组件包括水平直线导轨和水平直线滑块，所述水平直线导轨通过水平直线导轨安装块安装在所述操作面板的下面，所述水平直线滑块与所述水平直线导轨连接。

7.根据权利要求3所述的一种相贯线切割设备，其特征在于，所述垂直固定调节端组件包括垂直固定调节端丝杆、垂直固定调节端丝杆安装架、水平对中夹紧组件安装座和垂直固定调节端旋转手轮和垂直固定调节端旋转手柄，所述垂直固定调节端丝杆安装架安装在所述水平行走小车上，所述垂直固定调节端丝杆设置在所述垂直固定调节端丝杆安装架上，所述水平对中夹紧组件安装座通过垂直固定调节端滑动组件设置在所述垂直固定调节端丝杆上，所述垂直固定调节端旋转手轮安装在所述垂直固定调节端丝杆的上端，所述垂直固定调节端旋转手柄设置在垂直固定调节端旋转手轮上。

8.根据权利要求3所述的一种相贯线切割设备，其特征在于，所述第二导轨组上还设有若干个用于对长度较长的圆管状工件的另一端起托举作用的横移升降支撑架。

9.根据权利要求1所述的一种相贯线切割设备的使用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

第一步，将弯管工件的一端固定在回转夹持卡盘上并调整弯管工件在回转夹持卡盘上装卡的角度，使弯管工件的中轴弧线所在的平面与主卡盘的中轴线相重合，且弯管工件中轴弧线的圆心方向位于远离主卡盘的一侧。

第二步，调整回转夹持升降端组件，使弯管工件中轴弧线与主卡盘的中轴线相切。

第三步，控制横移小车、割炬升降平台、倾摆机构及主卡盘的协调运动使割炬沿弯管工件表面切割路径进行切割。

10.根据权利要求3所述一种相贯线切割设备的使用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

第一步，调节移动夹持装置的垂直固定调节端组件，使移动夹持装置的操作面板与主卡盘的中轴线的垂直距离等于弯管工件外径的一半。

第二步，将弯管工件放在移动夹持装置上，使弯管工件中轴弧线外凸的一侧与移动夹持装置的操作面板贴合，调节水平对中夹紧组件，使两块夹板夹紧弯管工件，使弯管工件的中轴弧线所在的平面与两块夹板的对称中心面重合；

第三步，调整主卡盘的旋转角度使回转夹持卡盘位于最高点；

第四步，移动水平行走小车，靠拢切割设备的回转固定夹持装置；调整弯管工件的姿态和回转夹持升降端组件的高度，使弯管工件的一端固定在回转夹持卡盘上，并且使回转夹持卡盘的中轴线与弯管工件的中轴弧线相切。

第五步，松开移动夹持装置的水平对中夹紧组件，将移动夹持装置挪动到远离主卡盘和弯管工件的位置。

第六步，控制横移小车、割炬升降平台、倾摆机构及主卡盘的协调运动使割炬沿弯管工件表面切割路径进行切割。