DD213374A1

DD213374A1 - METHOD FOR CONTROLLING A CUTTING MACHINE FOR PIPES

Info

Publication number: DD213374A1
Application number: DD24754383A
Authority: DD
Inventors: Ulrich Behnert; Dieter Lang; Frank Rost
Original assignee: Rohrleitungen Isolierungen Veb
Priority date: 1983-01-28
Filing date: 1983-01-28
Publication date: 1984-09-12

Abstract

Die Erfindung betrifft die Steuerung einer Brennschneidmaschine zum Ausfuehren von Gehrungs-, Durchdringungs- und Anpassungsschnitten bei sich drehendem Werkstueck und laengs verfahrbarem, zustellbarem und schwenkbarem Schneidkopf. Ziel der Erfindung ist die Einsparung von Arbeitszeit bei der Herstellung von Rohrleitungsbauteilen durch Verbesserung der Schnittqualitaet und die Quatitaetsverbesserung der Schweissnaehte. Die Aufgabe besteht darin, eine bekannte Rohrbrennschneidmaschine so zu steuern, dass die Schnittkurve auf der Grundlage der realen Rohrabmessungen ermittelt wird. Es wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem vor dem Schneiden die realen Rohrabnessungen ermittelt undgemeinsam mit der gewuenschten Schnittart und dazugehoerige Parametern sowie Fasenwinkel in eine programmgespeicherte numerische Steuerung eingegeben werden, in der mittels eingespeicherter Rechenprogramme die Impulse zur Erzeugung der Schnittkurve fuer die einzelnen Bewegungsachse ermittelt und an deren Selleinrichtungen abgegeben werden. Das Verfahren kann auch zum Schweissen von Rohrleitungsbauteilen eingesetzt werden.The invention relates to the control of a flame cutting machine for performing Miter, Durchdringungs- and adjustment cuts in rotating workpiece and long movable, deliverable and pivotable cutting head. The aim of the invention is the saving of working time in the manufacture of piping components by improving the quality of cut and the Quatitaetsverbesserung Schweissnaehte. The object is to control a known pipe cutting machine so that the cutting curve is determined on the basis of the real pipe dimensions. A method is proposed in which the real pipe measurements are determined before the cutting and together with the desired cutting type and associated parameters and chamfer angles are entered into a program-stored numerical control, in which the pulses for generating the cutting curve for the individual movement axis are determined by means of stored computer programs and be delivered to their Selleinrichtungen. The method can also be used for welding pipeline components.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur Steuerung einer Brennsohneidmaschine fürMethod for controlling a Brennsohneidmaschine for

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft die Steuerung von Brennschneidvorrichtungen zur Ausführung von Formschnitten an zylindrischen Hohlkörpern. Bevorzugte Anwendungsgebiete sind die Herstellung von zusammengesetzten Rohrleitungsbauteilen und der Zuschnitt von Rohren für Stahlrohrtragwerke, Sie ist bei Beachtung der spezifischen Erfordernisse auch für das Schweißen der oben genannten Bauteile geeignet.The invention relates to the control of flame cutting devices for performing shaped cuts on cylindrical hollow bodies. Preferred applications are the production of composite pipe components and the cutting of pipes for steel tube structures, it is also suitable for the welding of the above-mentioned components, taking into account the specific requirements.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Zur Herstellung von Formschnitten an Rohren ist eine Vielzahl . von Geräten bekannt, bei denen das Werkstück um seine Längsachse gedreht wird und der Schneidkopf eine Längsbewegung parallel zur Werkstückachse beschreibt. Der zeitliche Ablauf dieser Bewegungen zueinander, der den Schnittverlauf bestimmt, wird mechanisch durch Getriebe realisiert.Characteristic of the known technical solutions For the production of shaped cuts on pipes is a variety. known devices in which the workpiece is rotated about its longitudinal axis and the cutting head describes a longitudinal movement parallel to the workpiece axis. The timing of these movements to each other, which determines the cutting process, is realized mechanically by transmission.

Diese Art der Lösung erfordert einen hohen konstruktiven Aufwand, arbeitet aufgrund von zum Teil verschleißbedingten Spiel ungenau, was einen erhöhten Nacharbeitsaufwand beim Fügen der sugeschnit~ tenen Bauteile bedeutet.This type of solution requires a high design effort, works inaccurate due to partly wear-related game, which means an increased reworking effort when joining the sugeschnit ~ tenen components.

Beim Wechsel der Arbeitsaufgabe ist ein erhöhter Bedienaufwand zum mechanischen Einstellen der Leiteinrichtungen auf die jeweiligen Parameter der Schnitt-kurve erforderlich. Die konstruktiv bedingten Abweichungen von der idealgeometrischen Schnittkurve werde: zusätzlich durch die Toleranzen in den Rohrabmessungen überlagert, da die Erzeugung der Schnittkurve auf der Grundlage der idealen Rohrabmessungen erfolgt.When changing the task is an increased operating effort for the mechanical adjustment of the guide on the respective parameters of the cutting curve required. The design-related deviations from the ideal geometric cutting curve are: additionally superimposed by the tolerances in the tube dimensions, since the generation of the cutting curve is based on the ideal tube dimensions.

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Hinza kommt, daß die geometrische Disponibilität dieser getriebegesteuerten· Vorrichtungen begrenzt sind. In den DD - PS 149 O4O und 150 564 sind Vorrichtungen zum Schneiden und Schweißen von Rohren vorgeschlagen, bei denen die Koordinaten für die jeweilige Schnittkurve numerisch bzw. in Form von Programmlochkarten in die Steuerung eingegeben werden müssen« Die Ermittlung dieser Koordinaten erfolgt extern und erfordert in Abhängigkeit von den verlangten Schnittarten und den zugeordneten Parametern wie Rohrdürchmesser, Rohrwanddicke, Schnittwinkel, Durchdringungswinkel und Exzentrizität eine Vielzahl von Rechenoperationen und einen großen programmtechnischen Aufwand..Hinza comes that the geometric availability of these transmission-controlled devices are limited. In DD - PS 149 O4O and 150 564 devices are proposed for cutting and welding pipes in which the coordinates for the respective cutting curve numerically or in the form of program punch cards must be entered into the controller. The determination of these coordinates is external and requires Depending on the required cutting types and the associated parameters such as pipe diameter, pipe wall thickness, cutting angle, penetration angle and eccentricity a variety of arithmetic operations and a large programming effort ..

Da bei Berücksichtigung der real vorhandenen Werte für Rohrdurchmesser und Rohrwanddicke für jeden Schnitt auch bei gleicher Schnittart und sonst gleichen Parametern die Erarbeitung eines gesonderten Steuerprogramms erforderlich werden kann und damit der Aufwand einen unvertretbaren Umfang annimmt, werden zur Berechnung der Schnittkurve nur die Hennabmessungen des Rohres bzw. der Rohre zugrunde gelegt. Das führt jedoch in Abhängigkeit von der Größe der Toleranzen zu Abweichungen von der idealgeometrischen Schnittkurve und damit ebenfalls zu unerwünschten nacharbeiten beim Zusammenbau der Teile.Since taking into account the actual existing values for pipe diameter and pipe wall thickness for each cut even with the same cutting type and otherwise the same parameters, the development of a separate control program may be required and thus the effort takes an unacceptable extent, are only the Hennabmessungen the pipe or of the tubes. However, this leads, depending on the size of the tolerances to deviations from the ideal geometric cutting curve and thus also to undesirable rework during assembly of the parts.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht- in der Einsparung von Arbeitszeit bei der Herstellung von zusammengesetzten Rohrleitungsbauteilen durch Verbesserung der Schnitt qualität der Einzelteile sowie in der Erweiterung des Einsatzbereiches dieser Rohrleitungsbauteile aufgrund einer höheren Qualität der Schweißnähte.The object of the invention consists in the saving of working time in the production of composite pipe components by improving the cut quality of the items as well as in the extension of the application of this pipeline components due to a higher quality of the welds.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung ist die Aufgabe gestellt, eine bekannte Rohrbrennschneidvorrichtung so zu steuern, daß die erzeugte Schnitt kurve den geometrischen Bedingungen der jeweiligen real vorhandenen Rohrabmessungen entspricht und der erforderliche Bedien-, Rechen- und programmtechnische Aufwand auf ein Minimum beschränkt bleibt« Erfindungsgemäß wird zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die realen Werte für Rohrumfang und Rohrwand-The invention has the object of controlling a known tube cutting device so that the generated section curve corresponds to the geometric conditions of the respective real existing tube dimensions and the required operating, computing and programmatic effort is kept to a minimum Task proposed a method in which the real values for pipe circumference and pipe wall

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dicke vor dem Schneiden auf bekannte Art ermittelt und zusammen mit der gewünschten Schnittart und den dazugehörigen Parametern sowie dem gewünschten Plankenwinkel in eine zur Vorrichtung gehörende speicherprogrammierbare numerische Steuerung eingegeben werden, in der mittels gespeicherter Rechenprogramme die zur Erzeugung der Schnittkurve am Werkstück erforderlichen Steuerimpulse für die Stelleinrichtungen der einzelnen Bewegungsachsen ermittelt und an diese abgegeben werden.thickness determined prior to cutting in a known manner and entered together with the desired cutting and the associated parameters and the desired plank angle in a belonging to the device programmable logic controller, in the means of stored computer programs for generating the cutting curve on the workpiece required control pulses for the actuators the individual movement axes are determined and delivered to this.

Die Auswirkungen der nicht durch vorherige Messung erfaßbaren partiellen Abweichungen von der Kreisform des Rohres auf die angesteuerte Schnittkurve werden durch eine sensorgesteuerte Abstandsregelung zwischen Schneidkopf und Werkstückoberfläche kompensiert.The effects of the non-detectable by previous measurement partial deviations from the circular shape of the tube to the driven cutting curve are compensated by a sensor-controlled distance control between the cutting head and the workpiece surface.

Durch die Verwendung eines einmal,für je eine Schnittart erarbeiteten und eingespeicherten Rechenprogramms bedarf es zur Ermittlung einer konkreten Schnittkurve nur .der Eingabe der jeweiligen Rohrabmessungen und. der anderen Parameter sowie der Wahl der Schnittart. Damit besteht die Möglichkeit, die jeweils aktuell ermittelten Rohrabmessungen einzugeben und damit eine hohe Schnittgenauigkeit der Einzelteile zu erzielen.The use of a computation program developed and stored once for each type of cutting only requires the input of the respective pipe dimensions and. the other parameters and the choice of the type of cut. This makes it possible to enter the currently determined pipe dimensions and thus to achieve a high accuracy of cut of the individual parts.

Ausführungsbeispielembodiment

Zur Erläuterung der Erfindung wird ein Ausführungsbeispiel, das den Zuschnitt der Teile für ein Rohrabzweigstück betrifft, beschrieben. Die verwendete Vorrichtung gestattet das Drehen des Werkstücks um eine feste Achse, das Verfahren des Schneidkopfes parallel zur Werkstückachse, das Zustellen des Schneidkopfes senkrecht zur Werkstückachse und das Schwenken des Schneidkopfes in einer durch die Werkstückachse gehenden Ebene. Zunächst werden Umfang und der Durchschnittswert der Wanddicke von mehreren über den Umfang verteilten Meßwerten von Grund- und Abzweigrohr ermittelt. Nach Positionierung des Grundrohres und des Schneidkopfes in der Vorrichtung werden für dessen Bearbeitung folgende Daten in die Steuerung eingegeben:To explain the invention, an embodiment relating to the blanking of the parts for a branch pipe will be described. The apparatus used allows the workpiece to rotate about a fixed axis, moving the cutting head parallel to the workpiece axis, feeding the cutting head perpendicular to the workpiece axis, and pivoting the cutting head in a plane passing through the workpiece axis. First, the circumference and the average value of the wall thickness are determined from a plurality of circumferentially distributed measured values of the main and branch pipes. After positioning the base tube and the cutting head in the device, the following data is entered into the control for its processing:

- Schnittart - Durchdringungsschnitt- Cutting type - penetration cut

- Umfang des Grundrohres- circumference of the base pipe

- Wanddicke des Grundrohres .(Mittelwert)- Wall thickness of the base pipe. (Average)

- Umfang des Abzweigrohres- Scope of the branch pipe

- Wanddicke des Abzweigrohres (Mittelwert)- Wall thickness of the branch pipe (mean value)

- Abzweigwinkel- Branch angle

- Exzentrizität des Abzweigs- eccentricity of the branch

- Winkel der Schnittfase- Angle of the chamfer

- Schneidverfahren- Cutting process

Nach Betätigung der Starttaste wird das für die Schnittart "Durchdringungsschnitt" eingespeicherte Rechenprogramm abgearbeitet , wobei nach Zünden des Brenners, Einschalten der Gaszufuhr und Durchstechen die auf der Grundlage der Eingangsdaten errechnete Schnittkurve durch den Schneidkopf abgefahren wird. Das Programm ist so gestaltet, daß der Brenner mit der maximal möglichen Geschwindigkeit fährt, die aus den Daten "Wanddicke des Grundrohres", "Schneidverfahren'¹ und dem jeweils aktuellen Anstellwinkel des Schneidkopfes ermittelt wird. Die Zustellung des Schneidkopfes erfolgt so, daß die Schwenkachse für den Schneidkopf stets den inneren Rohrscheitel tangiert und die Schnittkurve der Durchdringungskurve der inneren Rohroberflächen entspricht.After pressing the start key, the computer program stored for the "penetration cut" type of cut is processed, after which, after ignition of the burner, switching on the gas supply and puncturing, the cutting curve calculated on the basis of the input data is traversed by the cutting head. The program is designed so that the burner runs at the maximum possible speed, which is determined from the data "wall thickness of the base pipe", "cutting process" ¹ and the respective current angle of attack of the cutting head for the cutting head always tangent to the inner pipe apex and corresponds to the intersection curve of the penetration curve of the inner pipe surfaces.

Tritt infolge einer innerhalb der zulässigen Toleranzen liegende partielle Aufwölbung oder Abplattung am Rohr eine Änderung des Abstandes von Schneidkopf und Werkstückoberfläche ein, so wird durch den Abstandsensor ein Impuls ausgelöst, der eine Korrektursteuerung in entsprechender Richtung vornimmtOccurs as a result of a lying within the allowable tolerances partial bulge or flattening on the pipe, a change in the distance from the cutting head and workpiece surface, so is triggered by the distance sensor, a pulse that makes a correction control in the corresponding direction

Pur die Durchführung des nachfolgenden Anpassungsschnitts am Äbzweigrohr werden, die bereits eingegebenen Daten bis auf die Schnittart, für die jetzt, "Anpassungsschnitt" gewählt wird, beibehalten. Nach Positionieren des Abzweigrohres in der Vorrichtung und erneuten Startsignal läuft der Schneidvorgang wie vorbeschrieben ab. Purely performing the following adjustment cut at the branch branch pipe, the data already inputted is kept up to the cut type for which now, "fitting cut" is selected. After positioning the branch pipe in the device and re-start signal, the cutting process proceeds as described above.

Claims

invention claim

Method for controlling a cutting machine for pipes with a workpiece rotating about a fixed axis and movable parallel to the workpiece axis, vertically rotatable to the workpiece and pivotable in a plane lying in the workpiece axis cutting head for producing Miter, Durchdringungs- and adjustment cuts taking into account the required weld preparation , characterized in that the real values of pipe circumference and pipe wall thickness are determined prior to cutting in a known manner and entered together with the specified type of cutting and the associated parameters and the desired plank angle in a programmable numerical control in which by means of stored computer programs for generating the Cut curve on the workpiece required control pulses for the adjusting devices of the individual axes of motion are determined and delivered to this

2. The method according to item 1, characterized in that the control pulse for the vertical feed of the cutting head is superimposed by the pulse of a responsive to the distance to the workpiece surface sensor.