一种大直径管材切割设备的制作方法

1.本发明涉及管材处理设备技术领域，特别涉及一种大直径管材切割设备。
2.

背景技术：

3.管材是建筑工程必需的材料，常用的有给水管、排水管、煤气管、暖气管、电线导管、雨水管等。随着科学技术的发展，家庭装修使用的管材也经历了从普通铸铁管到水泥管再到钢筋混凝土管、石棉水泥管、球墨铸铁管、镀锌钢管、塑料管及铝塑复合管的发展历程；为了避免管材的应力集中，通常将管材制作成圆柱形，这样就导致管材在切割加工过程中容易滚动，需要采用人工对管件进行按压才能进行切割，加工效率低，无法进行自动化的管材切割；因此，需要一种能够进行自动化大直径管材切割的装置，减少人工进行操作，提高切割加工效率，对本领域技术人员来说很有现实意义。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，当抱紧送料液压缸伸出液压杆时，推动导槽连杆发生偏转，拉动牵引连杆水平滑动，牵引连杆又带动抱紧连杆发生向前偏移，随后，抱紧连杆与角度导向块接触，在一定侧向力作用下，抱紧连杆带动抱紧环共同发生偏转，使抱紧环与管材外壁接触，并力度持续增大，在抱紧送料液压缸液压杆继续伸出时，复位弹簧压缩，抱紧连杆向前移动，抱紧环带动管材同时向前移动，在实现二次夹紧固定的同时实现进料功能。
5.本发明所使用的技术方案是：一种大直径管材切割设备，包括支架机构、旋转机构、切割机构、重力夹紧机构和固定进料机构；支架机构包括：机架、旋转电机和脚轮；旋转电机，安装在机架侧面的电机安装板上；脚轮有四个，分别安装在机架底部四条支腿上，使设备可进行移动；旋转机构包括：横向转动部分、支撑部分和纵向转动部分；横向转动部分转动安装在机架的上端面，横向转动部分实现平面活动角度的调节；支撑部分安装在横向转动部分上端面，对管材起支撑作用；纵向转动部分固定安装在横向转动部分的上端面，纵向转动部分实现切割头绕管材位置的调整；切割机构转动安装在旋转机构的纵向转动部分内侧支座上；并由切割机构进行管材切割加工；重力夹紧机构转动安装在机架上端面的支座上，通过管材重力对重力夹紧机构的挤压，使重力夹紧机构紧抱管材，保证管材位置稳定；固定进料机构转动安装在机架的支座上，通过抱紧送料液压缸的液压杆的伸缩作为动力，使固定进料机构产生联动，改变形态，夹紧并进行送料。
6.进一步地，所述横向转动部分包括：横齿圈和横向支架；所述的横齿圈固定在机架的上端的旋转孔上；并依靠旋转电机提供动力，经齿轮组啮合传递动力，进行旋转运动横向转动部分实现平面活动角度的调节；纵向转动电机安装在横齿圈的上端面电机安装板处，为纵向转动部分提供动力。
7.进一步地，所述支撑部分包括： 支撑连杆、和支撑液压缸；所述支撑连杆一端孔和
横向支架内侧面槽孔转动安装，且支撑连杆的端孔可沿横向支架内侧槽孔进行滑动；通过支撑液压缸的液压杆伸出，从而推动支撑连杆发生偏转，从而带动其他连杆发生改变，致使支撑部分上端面高度升高，接触需加工管材，实现支撑作用。
8.进一步地，所述纵向转动部分包括：纵齿圈、齿圈开口、开口连杆、夹持滚筒、纵向转动电机、纵向驱动齿轮和纵向转动驱动带轮组；纵向转动电机安装在横齿圈的上端面电机安装板处，为纵向转动部分提供动力；纵向转动电机的电机轴与纵向转动驱动带轮组的动力轮固定连接；纵向转动驱动带轮组从动轮与纵向驱动齿轮旋转轴固定连接；经纵向转动驱动带轮组动力传递，将纵向转动电机的动力传递至纵向驱动齿轮，使纵向驱动齿轮进行转动；夹持滚筒转动安装在横齿圈斜向安装孔中；纵齿圈与纵向驱动齿轮啮合，纵齿圈随纵向驱动齿轮转动进行转动；纵齿圈和夹持滚筒相接触，夹持滚筒可随纵齿圈转动而转动；同时，夹持滚筒向纵齿圈提供侧向力，保证纵齿圈在运行过程中不会发生倾覆；开口连杆一个端孔与纵齿圈支座转动安装，另一端孔与齿圈开口上支座转动安装，使齿圈开口可绕纵齿圈支座旋转孔进行旋转，使已安装管道顺利进入设备内部；通过纵向转动电机驱动纵向转动驱动带轮组，纵向转动驱动带轮组将纵向转动电机动力传递给纵向驱动齿轮使其转动，同时，纵齿圈和纵向驱动齿轮啮合，纵向驱动齿轮随纵齿圈转动进行转动，从而实现绕管方向上，支架机构位置发生变化，满足加工不同需求。
9.进一步地，所述切割机构包括：俯仰控制环、伸缩支座、伸缩液压缸、伸缩连杆、俯仰控制液压缸、切割带轮组、切割电机、切割刀头、刀头支架和旋转头；伸缩液压缸和伸缩连杆分别转动安装在纵齿圈圆孔内侧凸起的支座上；伸缩支座与最后两个连杆端孔转动连接；俯仰控制液压缸有三个，均布在俯仰控制液压缸底面圆盘上；俯仰控制环和伸缩支座滑动安装；俯仰控制环与俯仰控制液压缸活塞杆头部固定安装；旋转头与伸缩支座上端面中心孔转动安装，并与伸缩支座内置电机的电机轴固定安装；刀头支架与旋转头顶端旋转孔转动安装；切割电机安装在刀头支架端部安装孔上；切割刀头安装在刀头支架另一轴孔中；切割带轮组动力轮与切割电机电机轴固定安装，切割带轮组从动轮与切割刀头固定安装；伸缩液压缸活塞杆的伸缩，带动伸缩连杆等连杆发生偏移，从而改变切割机构的伸出程度；俯仰控制液压缸活塞杆伸出，使俯仰控制环向上移动，而刀头支架摆杆与俯仰控制环内侧槽壁接触，致使刀头支架连同切割刀头发生角度偏转，实现切割头俯仰角变化；伸缩支座内置电机在带动旋转头，从而带动刀头支架实现切割头航向角变化；切割电机的动力通过切割带轮组传动，带动切割刀头旋转，实现快速切割。
10.进一步地，所述重力夹紧机构有重力夹紧机构个，并且成对应用，每对同时受到管材重力挤压才可对管材进行固定；两对重力夹紧机构分布在切割机构两侧，并与机架上表面支座安装孔转动连接；当管材弧面接触重力夹紧机构的支撑板时，重力夹紧机构绕支座安装孔圆弧运动，直至支撑板另一侧面接触管材，由于重力作用持续不断，致使在不需另行接入动力源的情况下紧固作用一直存在，实现环保的持续紧固功能。
11.进一步地，所述固定进料机构包括：抱紧环、抱紧连杆、牵引连杆、导槽连杆、抱紧送料液压缸、角度导向块和复位弹簧；导槽连杆和抱紧送料液压缸转动安装在机架的支座上，通过抱紧送料液压缸的液压杆伸出，从而推动导槽连杆发生偏转；导槽连杆滑动安装在机架上端面立柱的滑槽中，并与导槽连杆槽孔配合安装；角度导向块穿过牵引连杆，与牵引连杆滑动安装；复位弹簧穿过牵引连杆，一端与机架立柱接触，另一端与角度导向块接触，
并保持一定的回弹力；抱紧连杆一端旋转孔与牵引连杆末尾轴孔通过销钉连接，保持可转动能力，并在运行过程中还会与角度导向块接触，受力改变偏移角度；抱紧环两端旋转轴与抱紧连杆端部轴孔转动安装，并且在抱紧环圆弧内侧附有橡胶物质，可增大抱紧环与管材外壁的摩擦力；当抱紧送料液压缸伸出液压杆时，推动导槽连杆发生偏转，拉动牵引连杆水平滑动，牵引连杆又带动抱紧连杆发生向前偏移，随后，抱紧连杆与角度导向块接触，在一定侧向力作用下，抱紧连杆带动抱紧环共同发生偏转，使抱紧环与管材外壁接触，并力度持续增大，在抱紧送料液压缸液压杆继续伸出时，复位弹簧压缩，抱紧连杆向前移动，抱紧环带动管材同时向前移动，在实现二次夹紧固定的同时实现进料功能。
12.由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：（1）当管材弧面接触重力夹紧机构的支撑板时，重力夹紧机构绕支座安装孔圆弧运动，直至支撑板另一侧面接触管材，由于重力作用持续不断，致使在不需另行接入动力源的情况下紧固作用一直存在，实现环保的持续紧固功能。
13.（2）当抱紧送料液压缸伸出液压杆时，推动导槽连杆发生偏转，拉动牵引连杆水平滑动，牵引连杆又带动抱紧连杆发生向前偏移，随后，抱紧连杆与角度导向块接触，在一定侧向力作用下，抱紧连杆带动抱紧环共同发生偏转，使抱紧环与管材外壁接触，并力度持续增大，在抱紧送料液压缸液压杆继续伸出时，复位弹簧压缩，抱紧连杆向前移动，抱紧环带动管材同时向前移动，在实现二次夹紧固定的同时实现进料功能。
14.（3）依靠旋转电机提供动力，经齿轮组啮合传递动力，进行旋转运动横向转动部分实现平面活动角度的调节；通过纵向转动电机驱动纵向转动驱动带轮组，纵向转动驱动带轮组将纵向转动电机动力传递给纵向驱动齿轮使其转动，同时，纵齿圈和纵向驱动齿轮啮合，纵向驱动齿轮随纵齿圈转动进行转动，从而实现绕管方向上，切割机构位置发生变化，满足加工不同需求。
15.（4）俯仰控制液压缸活塞杆伸出，使俯仰控制环向上移动，而刀头支架摆杆与俯仰控制环内侧槽壁接触，致使刀头支架连同切割刀头发生角度偏转，实现切割头俯仰角变化；伸缩支座内置电机在带动旋转头，从而带动刀头支架实现切割头航向角变化；切割电机的动力通过切割带轮组传动，带动切割刀头旋转，实现快速切割。
附图说明
16.图1、图2、图3为本发明的整体结构示意图。
17.图4、图5为本发明的支架机构的结构示意图。
18.图6、图7为本发明的旋转机构的结构示意图。
19.图8、图9为本发明的切割机构的结构示意图。
20.图10为本发明的重力夹紧机构的结构示意图。
21.图11、12为本发明的固定进料机构的结构示意图。
22.附图标号：1
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支架机构；2
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旋转机构；3
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切割机构；4
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重力夹紧机构；5
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固定进料机构；101
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机架；102
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旋转电机；103
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脚轮；201
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横齿圈；202
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横向支架；203
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纵齿圈；204
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齿圈开口；205
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开口连杆；206
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支撑连杆；207
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夹持滚筒；208
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纵向转动电机；209
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纵向驱动齿轮；210
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纵向转动驱动带轮组；211
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支撑液压缸；301
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俯仰控制环；302
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伸缩支座；303
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伸缩液压缸；304
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伸缩连杆；305
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俯仰控制液压缸；306
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切割带轮组；307
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切割电机；308
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切割刀
头；309
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刀头支架；310
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旋转头；501
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抱紧环；502
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抱紧连杆；503
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牵引连杆；504
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导槽连杆；505
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抱紧送料液压缸；506
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角度导向块；507
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复位弹簧。
23.具体实施方式
24.下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员能够在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
25.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、
ꢀ“
前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.实施例如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12所示，一种大直径管材切割设备，包括支架机构1、旋转机构2、切割机构3、重力夹紧机构4和固定进料机构5；支架机构1包括：机架101、旋转电机102和脚轮103；所述的旋转电机102，安装在机架101侧面的电机安装板上；脚轮103有四个，分别安装在机架101底部四条支腿上，使设备可进行移动；旋转机构2包括：横向转动部分、支撑部分和纵向转动部分；横向转动部分转动安装在机架101的上端面，横向转动部分实现平面活动角度的调节；支撑部分安装在横向转动部分上端面，对管材起支撑作用；纵向转动部分固定安装在横向转动部分的上端面，纵向转动部分实现切割头绕管材位置的调整；切割机构3转动安装在旋转机构2的纵向转动部分内侧支座上；并由切割机构3进行管材切割加工；所述重力夹紧机构4转动安装在机架101上端面的支座上，通过管材重力对重力夹紧机构4的挤压，使重力夹紧机构4紧抱管材，保证管材位置稳定；所述固定进料机构5转动安装在机架101的支座上，通过抱紧送料液压缸505的液压杆的伸缩作为动力，使固定进料机构5产生联动，改变形态，夹紧并进行送料。
27.本发明实施例的一个可选实施方式中，横向转动部分包括：横齿圈201和横向支架202；的横齿圈201固定在机架101的上端的旋转孔上；并依靠旋转电机102提供动力，经齿轮组啮合传递动力，进行旋转运动横向转动部分实现平面活动角度的调节；纵向转动电机208安装在横齿圈201的上端面电机安装板处，为纵向转动部分提供动力。
28.本发明实施例的一个可选实施方式中，支撑部分包括： 支撑连杆206、和支撑液压缸211；所述支撑连杆206一端孔和横向支架202内侧面槽孔转动安装，且支撑连杆206的端孔可沿横向支架202内侧槽孔进行滑动；通过支撑液压缸211的液压杆伸出，从而推动支撑连杆206发生偏转，从而带动其他连杆发生改变，致使支撑部分上端面高度升高，接触需加工管材，实现支撑作用。
29.本发明实施例的一个可选实施方式中，纵向转动部分包括：纵齿圈203、齿圈开口204、开口连杆205、夹持滚筒207、纵向转动电机208、纵向驱动齿轮209和纵向转动驱动带轮组210；纵向转动电机208安装在横齿圈201的上端面电机安装板处，为纵向转动部分提供动力；纵向转动电机208的电机轴与纵向转动驱动带轮组210的动力轮固定连接；纵向转动驱
动带轮组210从动轮与纵向驱动齿轮209旋转轴固定连接；经纵向转动驱动带轮组210动力传递，将纵向转动电机208的动力传递至纵向驱动齿轮209，使纵向驱动齿轮209进行转动；夹持滚筒207转动安装在横齿圈201斜向安装孔中；纵齿圈203与纵向驱动齿轮209啮合，纵齿圈203随纵向驱动齿轮209转动进行转动；纵齿圈203和夹持滚筒207相接触，夹持滚筒207可随纵齿圈203转动而转动；同时，夹持滚筒207向纵齿圈203提供侧向力，保证纵齿圈203在运行过程中不会发生倾覆；开口连杆205一个端孔与纵齿圈203支座转动安装，另一端孔与齿圈开口204上支座转动安装，使齿圈开口204可绕纵齿圈203支座旋转孔进行旋转，使已安装管道顺利进入设备内部；通过纵向转动电机208驱动纵向转动驱动带轮组210，纵向转动驱动带轮组210将纵向转动电机208动力传递给纵向驱动齿轮209使其转动，同时，纵齿圈203和纵向驱动齿轮209啮合，纵向驱动齿轮209随纵齿圈203转动进行转动，从而实现绕管方向上，切割机构3的位置发生变化，满足加工不同需求。
30.本发明实施例的一个可选实施方式中，切割机构3包括：俯仰控制环301、伸缩支座302、伸缩液压缸303、伸缩连杆304、俯仰控制液压缸305、切割带轮组306、切割电机307、切割刀头308、刀头支架309和旋转头310；伸缩液压缸303和伸缩连杆304分别转动安装在纵齿圈203圆孔内侧凸起的支座上；伸缩支座302与最后两个连杆端孔转动连接；俯仰控制液压缸305有三个，均布在俯仰控制液压缸305底面圆盘上；俯仰控制环301和伸缩支座302滑动安装；俯仰控制环301与俯仰控制液压缸305活塞杆头部固定安装；旋转头310与伸缩支座302上端面中心孔转动安装，并与伸缩支座302内置电机的电机轴固定安装；刀头支架309与旋转头310顶端旋转孔转动安装；切割电机307安装在刀头支架309端部安装孔上；切割刀头308安装在刀头支架309另一轴孔中；切割带轮组306动力轮与切割电机307电机轴固定安装，切割带轮组306从动轮与切割刀头308固定安装；伸缩液压缸303活塞杆的伸缩，带动伸缩连杆304等连杆发生偏移，从而改变切割机构3的伸出程度；俯仰控制液压缸305活塞杆伸出，使俯仰控制环301向上移动，而刀头支架309摆杆与俯仰控制环301内侧槽壁接触，致使刀头支架309连同切割刀头308发生角度偏转，实现切割头俯仰角变化；伸缩支座302内置电机在带动旋转头310，从而带动刀头支架309实现切割头航向角变化；切割电机307的动力通过切割带轮组306传动，带动切割刀头308旋转，实现快速切割。
31.本发明实施例的一个可选实施方式中，重力夹紧机构4有重力夹紧机构4个，并且成对应用，每对同时受到管材重力挤压才可对管材进行固定；两对重力夹紧机构4分布在切割机构3两侧，并与机架101上表面支座安装孔转动连接；当管材弧面接触重力夹紧机构4的支撑板时，重力夹紧机构4绕支座安装孔圆弧运动，直至支撑板另一侧面接触管材，由于重力作用持续不断，致使在不需另行接入动力源的情况下紧固作用一直存在，实现环保的持续紧固功能。
32.本发明实施例的一个可选实施方式中，固定进料机构5包括：抱紧环501、抱紧连杆502、牵引连杆503、导槽连杆504、抱紧送料液压缸505、角度导向块506和复位弹簧507；导槽连杆504和抱紧送料液压缸505转动安装在机架101的支座上，通过抱紧送料液压缸505的液压杆伸出，从而推动导槽连杆504发生偏转；导槽连杆504滑动安装在机架101上端面立柱的滑槽中，并与导槽连杆504槽孔配合安装；角度导向块506穿过牵引连杆503，与牵引连杆503滑动安装；复位弹簧507穿过牵引连杆503，一端与机架101立柱接触，另一端与角度导向块506接触，并保持一定的回弹力；抱紧连杆502一端旋转孔与牵引连杆503末尾轴孔通过销钉
连接，保持可转动能力，并在运行过程中还会与角度导向块506接触，受力改变偏移角度；抱紧环501两端旋转轴与抱紧连杆502端部轴孔转动安装，并且在抱紧环501圆弧内侧附有橡胶物质，可增大抱紧环501与管材外壁的摩擦力；当抱紧送料液压缸505伸出液压杆时，推动导槽连杆504发生偏转，拉动牵引连杆503水平滑动，牵引连杆503又带动抱紧连杆502发生向前偏移，随后，抱紧连杆502与角度导向块506接触，在一定侧向力作用下，抱紧连杆502带动抱紧环501共同发生偏转，使抱紧环501与管材外壁接触，并力度持续增大，在抱紧送料液压缸505液压杆继续伸出时，复位弹簧507压缩，抱紧连杆502向前移动，抱紧环501带动管材同时向前移动，在实现二次夹紧固定的同时实现进料功能。
33.本发明工作原理：本发明在使用时首先将管材置于设备内，当管材弧面接触重力夹紧机构4的支撑板时，重力夹紧机构4绕支座安装孔圆弧运动，直至支撑板另一侧面接触管材，由于重力作用持续不断，致使在不需另行接入动力源的情况下紧固作用一直存在，实现环保的持续紧固功能；当抱紧送料液压缸505伸出液压杆时，推动导槽连杆504发生偏转，拉动牵引连杆503水平滑动，牵引连杆503又带动抱紧连杆502发生向前偏移，随后，抱紧连杆502与角度导向块506接触，在一定侧向力作用下，抱紧连杆502带动抱紧环501共同发生偏转，使抱紧环501与管材外壁接触，并力度持续增大，在抱紧送料液压缸505液压杆继续伸出时，复位弹簧507压缩，抱紧连杆502向前移动，抱紧环501带动管材同时向前移动，在实现二次夹紧固定的同时实现进料功能；通过支撑液压缸211的液压杆伸出，从而推动支撑连杆206发生偏转，从而带动其他连杆发生改变，致使支撑部分上端面高度升高，接触需加工管材，实现支撑作用；依靠旋转电机102提供动力，经齿轮组啮合传递动力，进行旋转运动横向转动部分实现平面活动角度的调节；通过纵向转动电机208驱动纵向转动驱动带轮组210，纵向转动驱动带轮组210将纵向转动电机208动力传递给纵向驱动齿轮209使其转动，同时，纵齿圈203和纵向驱动齿轮209啮合，纵向驱动齿轮209随纵齿圈203转动进行转动，从而实现绕管方向上，切割机构3位置发生变化，满足加工不同需求；最后，伸缩液压缸303活塞杆的伸缩，带动伸缩连杆304等连杆发生偏移，从而改变切割机构3的伸出程度；俯仰控制液压缸305活塞杆伸出，使俯仰控制环301向上移动，而刀头支架309摆杆与俯仰控制环301内侧槽壁接触，致使刀头支架309连同切割刀头308发生角度偏转，实现切割头俯仰角变化；伸缩支座302内置电机在带动旋转头310，从而带动刀头支架309实现切割头航向角变化；切割电机307的动力通过切割带轮组306传动，带动切割刀头308旋转，实现快速切割。