CN211162328U - 一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及管路制造技术领域，其公开了一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置，包括控制系统、由第一步进电机带动旋转的用于自定心夹紧的三爪卡盘、由电动推杆带动作往复移动的纵向移动座，所述纵向移动座的移动方向与所述三爪卡盘的中心轴线相平行，所述纵向移动座上设置有横向移动臂，所述横向移动臂上转动设置有角度调节盘，所述角度调节盘上固定有火焰切割枪，所述电动推杆包括第二步进电机，所述第一步进电机、第二步进电机分别连接所述控制系统。本实用新型提高了带法兰支管的马鞍形接口的切割精度和切割效率。

Description

一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置

技术领域

本实用新型涉及管路制造技术领域，具体涉及一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置。

背景技术

船舶管路系统中有较多的带法兰支管，其是由管体和法兰焊接连接而成。其中，管体的一端法兰上制作有法兰螺栓孔以用于与相邻组件的管路法兰相连接，管体的另一端上设置有马鞍形接口以用于与主管进行横向对接焊接；根据设计需要，有些带法兰支管的马鞍形接口出还要求打出斜坡口。

现有技术中，带法兰支管的马鞍形接口的制作还存在以下问题：

传统的制作方式通常是采用手工方式，其是在管端划出马鞍型相贯线的位置并做好标记，然后使用割炬(火焰切割枪)进行手工操作切割，对操作人员的切割技能要求较高，受主观人为因素影响较大，加工出的管端品质很难保证，尺寸偏差较大；而对于有斜坡口的马鞍型管端，切割质量更难保证。

为了提高切割精度，现有技术也开发出了专用的管体马鞍型坡口的切割机，其主要针对不带法兰的管体。使用这种切割机加工带法兰支管的马鞍型坡口时，其法兰螺栓孔与马鞍型坡口在圆周方向的相对位置误差较大。另外，现有技术在进行带法兰支管的马鞍型坡口切割时，需要夹住法兰的外圆对管体进行校正，一方面效率较低，另一方面如果法兰外圆与管体不同轴，会导致马鞍型坡口的成形误差增大。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置，旨在提高带法兰支管的马鞍形接口的切割精度和切割效率。具体的技术方案如下：

一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置，包括控制系统、由第一步进电机带动旋转的用于自定心夹紧的三爪卡盘、由电动推杆带动作往复移动的纵向移动座，所述纵向移动座的移动方向与所述三爪卡盘的中心轴线相平行，所述纵向移动座上设置有横向移动臂，所述横向移动臂上转动设置有角度调节盘，所述角度调节盘上固定有火焰切割枪，所述电动推杆包括第二步进电机，所述第一步进电机、第二步进电机分别连接所述控制系统。

优选的，所述角度调节盘通过连接所述角度调节盘的第三步进电机实现角度调整，所述第三步进电机连接所述控制系统。

优选的，所述控制系统为PLC控制系统。

切割时，由控制系统根据需要切割的斜坡口角度，控制第三步进电机对角度调节盘进行转角的精确调整，然后启动第一步进电机、第二步进电机进行联动，使得三爪卡盘旋转、火焰切割枪对管体进行往复切割，从而切割出高精度的马鞍形斜坡口，且整个切割过程实现自动化，其效率较高。

其中，通过设置第三步进电机，马鞍形接口的坡口角度可以根据需要实现精确调整，其适应性强、通用性好。

作为进一步的改进，本实用新型的一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置其所述三爪卡盘的卡盘体上设置有用于校正带法兰支管周向位置的红外激光对中笔。

带法兰支管上可以预先划出对中线，以方便红外激光对中笔的精确对中。

上述三爪卡盘上红外激光对中笔的设置，解决了传统切割技术中法兰螺栓孔与马鞍型坡口在圆周方向的相对位置误差较大的弊端。

作为本实用新型中红外激光对中笔设置的优选方案之一，所述红外激光对中笔包括第一红外激光对中笔，所述第一红外激光对中笔的对中激光射向所述三爪卡盘的中心轴线。

采用第一红外激光对中笔对中时，是将周向对中线预先标记在带法兰支管的管体上。

作为本实用新型中红外激光对中笔设置的优选方案之二，所述红外激光对中笔包括第二红外激光对中笔，所述三爪卡盘的卡盘体上设置有可调整径向位置的径向移动座，所述第二红外激光对中笔固定在所述径向移动座上，所述第二红外激光对中笔的对中激光平行于所述三爪卡盘的中心轴线。

采用第二红外激光对中笔对中时，是将周向对中线预先标记在带法兰支管的法兰背面，且装夹带法兰支管是采用反向装夹。所述反向装夹是指用三爪卡盘夹住带法兰支管的管体，且所述带法兰支管的法兰端为远离所述三爪卡盘装夹部位的悬臂端。对中时，由第二红外激光对中笔发射激光到带法兰支管的法兰背面，并使得发射的激光与法兰背面位置的周向对中线相对齐。

采用反向装夹时，其管体预留一定的装夹长度。

优选的，所述红外激光对中笔采用红外激光测距笔。

上述将第二红外激光对中笔设置为红外激光测距笔，其与带法兰支管的反向装夹方式相结合，其优势是：装夹时可以同时保证带法兰支管的周向位置和轴向位置，切割后的带法兰支管不但马鞍形接口的形状精度高、周向位置准确，且使得总长度尺寸更精确。

作为本实用新型中红外激光对中笔设置的优选方案之三，所述红外激光对中笔在所述三爪卡盘的卡盘体上转动设置，且所述红外激光对中笔在转动时其红外激光对中笔的激光射线扫略所形成的平面通过所述三爪卡盘的中心轴线。

需要在管体上对中时，只需要将红外激光对中笔转过一定角度使得其发射的激光对准带法兰支管的管体；需要在法兰上对中时，只需要将红外激光对中笔转过一定角度使得其发射的激光对准带法兰支管的法兰背面

上述红外激光对中笔的转动设置可以省去一个红外激光对中笔，从而降低装置成本。

本实用新型中，所述三爪卡盘转动设置在床头箱上并由所述的第一步进电机带动旋转。

优选的，所述床头箱上转动设置有空心主轴，所述三爪卡盘连接在所述空心主轴上。

上述床头箱的主轴采用空心主轴，使得装夹带法兰支管时其管体能够伸进空心主轴内，从而增大了带法兰支管的加工范围。

本实用新型中，所述横向移动臂可相对于所述纵向移动座实现横向移动，并可通过固定螺钉进行固定。

本实用新型中，所述角度调节盘上还设置有转角刻度标记。

一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置的切割方法，包括如下步骤：

(1)根据带法兰支管上法兰螺栓孔的位置，在带法兰支管上预先划出周向对中线；其中，所述周向对中线平行于所述带法兰支管的中心轴线；

(2)将带法兰支管装夹到三爪卡盘中；其中，所述带法兰支管的周向位置采用红外激光对中笔进行对中校正，使得红外激光对中笔的对中激光对准所述周向对中线；

(3)将角度调节盘的转角调节至设定的坡口角度；

(4)调节火焰切割枪的割嘴与带法兰支管的管体外圆的距离，使得割嘴靠近带法兰支管的管体外圆；

(5)通过控制系统开启火焰切割枪进行坡口切割、三爪卡盘转动、纵向移动座往复移动，切割出带有坡口角的马鞍形接口。

优选的，所述步骤(1)中的周向对中线位于所述带法兰支管的法兰背面；所述步骤(2)中，将带法兰支管进行反向装夹，所述反向装夹是指用三爪卡盘夹住带法兰支管的管体，且所述带法兰支管的法兰端为远离所述三爪卡盘装夹部位的悬臂端；同时，所述步骤(2)中的红外激光对中笔采用第二红外激光对中笔进行对中校正，使得第二红外激光对中笔的对中激光对准位于所述法兰背面上的周向对中线；其中，所述第二红外激光对中笔采用红外激光测距笔以同时实现带法兰支管的轴向定位和周向对中。

本实用新型的有益效果是：

第一，本实用新型的一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置，切割时，由控制系统根据需要切割的斜坡口角度，控制第三步进电机对角度调节盘进行转角的精确调整，然后启动第一步进电机、第二步进电机进行联动，使得三爪卡盘旋转、火焰切割枪对管体进行往复切割，从而切割出高精度的马鞍形斜坡口，且整个切割过程实现自动化，其效率较高。

第二，本实用新型的一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置，第二红外激光对中笔设置为红外激光测距笔，其与带法兰支管的反向装夹方式相结合，其优势是：装夹时可以同时保证带法兰支管的周向位置和轴向位置，切割后的带法兰支管不但马鞍形接口的形状精度高、周向位置准确，且使得总长度尺寸更精确。

第三，本实用新型的一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置，床头箱的主轴采用空心主轴，使得装夹带法兰支管时其管体能够伸进空心主轴内，从而增大了带法兰支管的加工范围。

第四，本实用新型的一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置，通过设置第三步进电机，马鞍形接口的坡口角度可以根据需要实现精确调整，其适应性强、通用性好。

附图说明

图1是本实用新型的一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置的结构示意图。

图中：1、控制系统，2、第一步进电机，3、三爪卡盘，4、电动推杆，5、纵向移动座，6、横向移动臂，7、角度调节盘，8、火焰切割枪，9、第二步进电机，10、转角刻度标记，11、红外激光对中笔，12、第一红外激光对中笔，13、第二红外激光对中笔，14、径向移动座，15、带法兰支管，16、法兰螺栓孔，17、床头箱，18、固定螺钉，19、第三步进电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例1：

如图1所示为本实用新型的一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置的实施例，包括控制系统1、由第一步进电机2带动旋转的用于自定心夹紧的三爪卡盘3、由电动推杆4带动作往复移动的纵向移动座5，所述纵向移动座5的移动方向与所述三爪卡盘3的中心轴线相平行，所述纵向移动座5上设置有横向移动臂6，所述横向移动臂6上转动设置有角度调节盘7，所述角度调节盘7上固定有火焰切割枪8，所述电动推杆4包括第二步进电机9，所述第一步进电机2、第二步进电机9分别连接所述控制系统1。

优选的，所述角度调节盘7通过连接所述角度调节盘7的第三步进电机19实现角度调整，所述第三步进电机19连接所述控制系统1。

优选的，所述控制系统1为PLC控制系统。

切割时，由控制系统1根据需要切割的斜坡口角度，控制第三步进电机19对角度调节盘7进行转角的精确调整，然后启动第一步进电机2、第二步进电机9进行联动，使得三爪卡盘3旋转、火焰切割枪8对管体进行往复切割，从而切割出高精度的马鞍形斜坡口，且整个切割过程实现自动化，其效率较高。

其中，通过设置第三步进电机19，马鞍形接口的坡口角度可以根据需要实现精确调整，其适应性强、通用性好。

作为进一步的改进，本实施例的一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置其所述三爪卡盘3的卡盘体上设置有用于校正带法兰支管15周向位置的红外激光对中笔11。

带法兰支管15上可以预先划出对中线，以方便红外激光对中笔11的精确对中。

上述三爪卡盘3上红外激光对中笔11的设置，解决了传统切割技术中法兰螺栓孔16与马鞍型坡口在圆周方向的相对位置误差较大的弊端。

作为本实施例中红外激光对中笔设置的优选方案之一，所述红外激光对中笔11包括第一红外激光对中笔12，所述第一红外激光对中笔12的对中激光射向所述三爪卡盘3的中心轴线。

采用第一红外激光对中笔12对中时，是将周向对中线预先标记在带法兰支管15的管体上。

作为本实施例中红外激光对中笔设置的优选方案之二，所述红外激光对中笔11包括第二红外激光对中笔13，所述三爪卡盘3的卡盘体上设置有可调整径向位置的径向移动座14，所述第二红外激光对中笔13固定在所述径向移动座14上，所述第二红外激光对中笔13的对中激光平行于所述三爪卡盘3的中心轴线。

采用第二红外激光对中笔13对中时，是将周向对中线预先标记在带法兰支管15的法兰背面，且装夹带法兰支管15是采用反向装夹。所述反向装夹是指用三爪卡盘3夹住带法兰支管15的管体，且所述带法兰支管15的法兰端为远离所述三爪卡盘3装夹部位的悬臂端。对中时，由第二红外激光对中笔13发射激光到带法兰支管15的法兰背面，并使得发射的激光与法兰背面位置的周向对中线相对齐。

采用反向装夹时，其管体预留一定的装夹长度。

优选的，所述红外激光对中笔11采用红外激光测距笔。

上述将第二红外激光对中笔13设置为红外激光测距笔，其与带法兰支管15的反向装夹方式相结合，其优势是：装夹时可以同时保证带法兰支管15的周向位置和轴向位置，切割后的带法兰支管不但马鞍形接口的形状精度高、周向位置准确，且使得总长度尺寸更精确。

作为本实施例中红外激光对中笔设置的优选方案之三，所述红外激光对中笔11在所述三爪卡盘3的卡盘体上转动设置，且所述红外激光对中笔11在转动时其红外激光对中笔11的激光射线扫略所形成的平面通过所述三爪卡盘3的中心轴线。

需要在管体上对中时，只需要将红外激光对中笔11转过一定角度使得其发射的激光对准带法兰支管15的管体；需要在法兰上对中时，只需要将红外激光对中笔11转过一定角度使得其发射的激光对准带法兰支管15的法兰背面

上述红外激光对中笔11的转动设置可以省去一个红外激光对中笔，从而降低装置成本。

本实施例中，所述三爪卡盘3转动设置在床头箱17上并由所述的第一步进电机2带动旋转。

优选的，所述床头箱17上转动设置有空心主轴，所述三爪卡盘17连接在所述空心主轴上。

上述床头箱17的主轴采用空心主轴，使得装夹带法兰支管15时其管体能够伸进空心主轴内，从而增大了带法兰支管15的加工范围。

本实施例中，所述横向移动臂6可相对于所述纵向移动座5实现横向移动，并可通过固定螺钉18进行固定。

本实施例中，所述角度调节盘7上还设置有转角刻度标记10。

实施例2：

采用实施例1的一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置的切割方法，包括如下步骤：

(1)根据带法兰支管15上法兰螺栓孔16的位置，在带法兰支管15上预先划出周向对中线；其中，所述周向对中线平行于所述带法兰支管的中心轴线；

(2)将带法兰支管15装夹到三爪卡盘中；其中，所述带法兰支管15的周向位置采用红外激光对中笔11进行对中校正，使得红外激光对中笔11的对中激光对准所述周向对中线；

(3)将角度调节盘7的转角调节至设定的坡口角度；

(4)调节火焰切割枪8的割嘴与带法兰支管15的管体外圆的距离，使得割嘴靠近带法兰支管15的管体外圆；

(5)通过控制系统1开启火焰切割枪进行坡口切割、三爪卡盘3转动、纵向移动座5往复移动，切割出带有坡口角的马鞍形接口。

优选的，所述步骤(1)中的周向对中线位于所述带法兰支管15的法兰背面；所述步骤(2)中，将带法兰支管15进行反向装夹，所述反向装夹是指用三爪卡盘3夹住带法兰支管15的管体，且所述带法兰支管15的法兰端为远离所述三爪卡盘3装夹部位的悬臂端；同时，所述步骤(2)中的红外激光对中笔11采用第二红外激光对中笔13进行对中校正，使得第二红外激光对中笔13的对中激光对准位于所述法兰背面上的周向对中线；其中，所述第二红外激光对中笔13采用红外激光测距笔以同时实现带法兰支管15的轴向定位和周向对中。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置，其特征在于，包括控制系统、由第一步进电机带动旋转的用于自定心夹紧的三爪卡盘、由电动推杆带动作往复移动的纵向移动座，所述纵向移动座的移动方向与所述三爪卡盘的中心轴线相平行，所述纵向移动座上设置有横向移动臂，所述横向移动臂上转动设置有角度调节盘，所述角度调节盘上固定有火焰切割枪，所述电动推杆包括第二步进电机，所述第一步进电机、第二步进电机分别连接所述控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置，其特征在于，所述角度调节盘通过连接所述角度调节盘的第三步进电机实现角度调整，所述第三步进电机连接所述控制系统。

3.根据权利要求1所述的一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置，其特征在于，所述控制系统为PLC控制系统。

4.根据权利要求1所述的一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置，其特征在于，所述三爪卡盘的卡盘体上设置有用于校正带法兰支管周向位置的红外激光对中笔。

5.根据权利要求4所述的一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置，其特征在于，所述红外激光对中笔包括第一红外激光对中笔，所述第一红外激光对中笔的对中激光射向所述三爪卡盘的中心轴线。

6.根据权利要求4所述的一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置，其特征在于，所述红外激光对中笔包括第二红外激光对中笔，所述三爪卡盘的卡盘体上设置有可调整径向位置的径向移动座，所述第二红外激光对中笔固定在所述径向移动座上，所述第二红外激光对中笔的对中激光平行于所述三爪卡盘的中心轴线。

7.根据权利要求4所述的一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置，其特征在于，所述红外激光对中笔采用红外激光测距笔。

8.根据权利要求7所述的一种带法兰支管的马鞍形接口的坡口切割装置，其特征在于，所述红外激光对中笔在所述三爪卡盘的卡盘体上转动设置，且所述红外激光对中笔在转动时其红外激光对中笔的激光射线扫略所形成的平面通过所述三爪卡盘的中心轴线。

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