CN205437427U - 一种对环形管道进行开孔的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种对环形管道进行开孔的设备。此设备包括控制箱和切割机本体两大部分，控制箱包括：PLC控制器、触摸屏和数控单元。切割机本体包括：回转支撑、水平滑台、垂直滑台、旋转台、十字滑台、火焰切割炬组、激光位移传感器。PLC控制器控制回转支撑的步进电机转动，触摸屏用于设置环形管道开孔数量、激光定位距离等，数控单元用于设定开孔直径尺寸。

Description

一种对环形管道进行开孔的设备

技术领域

本实用新型涉及一种对环形管道进行开孔的设备，尤其是涉及钢铁冶金行业烟道设备的生产过程。

背景技术

在钢铁冶金行业转炉烟道设备的生产过程中，需要把直径1.8米～6米的环形管道设备进行开孔，孔的直径为38mm～55mm，数量为100～150个。先把这个环形管道设备进行100～150等分，然后对每一个等分点用火焰割圆器进行切割，就切割出100～150个直径38mm～55mm小孔。例如120份，目前这个工作都是靠人工完成，首先把环形管道放在平台上面，然后人工分成120份，每一份用尖状的铁锤在管道上凿出一个直径1mm的小坑，再用手动火焰割圆器的探针顶住小坑进行切割，工作量大概是6个小时，工作效率比较低。

人工用割圆器切割的情况下，切割的起点在孔的外圈上，会留下一个约2mm大的割孔，在进行与钢管焊接时会影响焊接质量。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提出了一种对环形管道进行开孔的设备。此设备包括控制箱和切割机本体两大部分，控制箱包括：PLC控制器、触摸屏和数控单元。切割机本体包括：回转支撑(附图1中1)、水平滑台(附图1中2)、垂直滑台(附图1中3)、旋转台(附图1中4)、十字滑台(附图1中5)、火焰切割炬组(附图1中6)、激光位移传感器(附图1中7)。PLC控制器控制回转支撑的步进电机转动，触摸屏用于设置环形管道开孔数量、激光定位距离等，数控单元用于设定开孔直径尺寸。

回转支撑(附图1中1)由步进电机带动蜗轮蜗杆正转或者反转。水平滑台(附图1中1)和垂直滑台(附图1中2)是由800mm的丝杠滑台构成，根据环形管道直径的大小，水平滑台可以伸出或者缩回。根据环形管道横截面直径的大小，垂直滑台可以上升或者下降。根据开孔的角度，直径60mm旋转台(附图1中4)可以转动到设定的角度。十字滑台(附图1中5)由两个一字丝杠滑台交叉组成，带动割炬动作。割炬采用火焰切割炬组(附图1中6)，用来切割管道使用。激光位移传感器(附图1中7)用来检测环形管道半径的大小，自动控制水平滑台的运动，使得割炬的割嘴到管道的距离为8mm～12mm之间。

进一步的，水平滑台和垂直滑台的行程是800mm。

进一步的，旋转台的直径是60mm。

进一步的，激光位移传感器的检测距离是500～1000mm。

本实用新型能够提高切割质量并提高工作效率。

附图说明

图1是一种对环形管道进行开孔设备的结构示意图。

图2是一种对环形管道进行开孔设备的工作演示图。

具体实施方式

为使本实用新型实施目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

此设备包括控制箱和切割机本体两大部分，控制箱包括：PLC控制器、触摸屏和数控单元。切割机本体包括：回转支撑、水平滑台、垂直滑台、旋转台、十字滑台、火焰切割炬组、激光位移传感器。

1.PLC控制器

PLC控制器用于计算回转支撑转动的角度、水平滑台和垂直滑台移动的距离、激光定位控制功能等等。

2.触摸屏

触摸屏用于输入环形管道开孔的数量、管道直径、激光定位方式，同时开孔数量、已经完成的数量、管道的半径的大小会显示在触摸屏上。

3.数控单元

通过数控单元编写多个程序，每个程序可以设定管道的预热时间，开孔直径的大小和切割的速度，在切割过程中还可以手动干预切割速度。执行元件采用两个丝杠滑台交叉组成，有效行程长度为100mm，端部安装有零点限位开关，确保定位准确。

4.回转支撑(附图1中1)

采用交叉滚子轴承，蜗轮蜗杆结构，其底部固定在平台上，转动部分带动设备本体转动。驱动形式采用86步进电机带动蜗杆转动。

5.水平滑台(附图1中3)

采用57步进电机连接滚珠丝杠带动滑块移动，滑块连接铝型材水平移动，根据环形管道的直径调整水平移动的距离。

6.垂直滑台(附图1中3)

根据环形管道截面直径的大小手动调整高度，保证割炬的割嘴到管道的距离在8～12mm。

7.旋转台(附图1中4)

由42步进电机带动旋转台转动，根据图纸上开孔的角度，在触摸屏上进行设定，旋转台会自动转到指定的角度。也可通过转动电机的手轮在小范围调整角度。

8.十字滑台(附图1中5)

由两个丝杠滑台交叉组成，电机采用42步进电机，滑台的有效行程为100mm。

9.火焰切割炬组(附图1中6)

采用火焰方向与进气方向成90度的火焰切割炬组，用钢制圆圈固定在滑块上，割嘴处安装2mm厚的金属隔热板。割炬的氧气和乙炔管路也采用石棉隔热套管。氧气的供给由氧气电磁阀控制，乙炔由手动阀控制。

10.激光位移传感器(附图1中7)

激光位移传感器采用德国进口产品，测量距离是500～1000mm，输出的电信号制为0～10VDC，进入到PLC系统内部，激光位移传感器检测出来的距离与触摸屏的设定值相比较，得到的差值转换为水平滑台的行程距离，然后通过步进电机的转动，移动到指定的距离。

具体的工作原理如下：

首先在手动移动割炬，移动到合适的位置，然后在触摸屏上写入开孔的数量(比如120)，设定定位距离，在数控单元选择开孔的大小(42mm)和移动速度，然后点击开始按钮，回转支撑会转动3°(每一份的角度是3°)，然后用点火器点火开始预热，等预热时间到(一般12秒)，氧气电磁阀就会打开，氧气供给到割炬，管道开始切割，同时割嘴沿着42mm直径的圆进行切圆，运动一周后氧气电磁阀关闭，氧气停止供给，同时回转支撑再次转动3°，再执行一次切圆的动作，如此循环下去直到120次为止。

附图2中有详细的说明，附图2中1为环形管道，附图2中2为切割完后的小孔，附图2中3为切割机本体。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所阐明的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例所阐明的技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种对环形管道进行开孔的设备，包括控制箱和切割机本体两大部分，其特征在于：控制箱包括PLC控制器、触摸屏和数控单元，切割机本体包括：回转支撑、水平滑台、垂直滑台、旋转台、十字滑台、火焰切割炬组和激光位移传感器，PLC控制器控制回转支撑步进电机的转动，触摸屏用于设置环形管道开孔数量、激光定位距离，数控单元用于设定开孔直径尺寸和切割速度，回转支撑放置在环形管道中心位置，由步进电机带动蜗轮蜗杆正转和反转，水平滑台和垂直滑台均为由行程为800mm的丝杠滑台构成，根据环形管道直径的大小，水平滑台可以伸出或者缩回，根据环形管道横截面直径的大小，垂直滑台可以上升或者下降，根据开孔的角度，直径为60mm的旋转台可以转动到设定的角度，十字滑台由两个一字丝杠滑台交叉组成，用来开孔，采用火焰切割炬组进行切割。

2.根据权利要求1所述的对环形管道进行开孔的设备，其特征在于：激光位移传感器的测量范围为500mm-1000mm。

3.根据权利要求1所述的对环形管道进行开孔的设备，其特征在于：十字滑台的有效行程为100mm。