一种回转链板传输和支撑管件的数控相贯线切割设备的制作方法

本实用新型属于圆管包括无缝管、焊管、自制焊管等管材的相贯线切割技术领域，尤其涉及一种采用回转链板传输和支撑管件的数控相贯线切割设备。

背景技术：

由于受到钢结构、海洋工程、造船、压力容器、工程机械等行业产品构件单件、小批量生产特征的限制和影响，产品构件所需原材料业内企业大多采用自制管材的生产工艺和方法，自制的管件焊缝余高大、外观差、规格尺寸误差较大。

数控相贯线切割设备是一种可自动完成对金属圆管、方管或异型管的相贯线端头、相贯线孔类、管道弯头(虾米节)进行切割加工的设备。其中，设备采用了北京林克曼公司自主版权lmgq数控系统软件也是本设备产品的核心技术所在。目前行业内大多企业采用传统的滚床式管件支撑结构的数控相贯线切割设备和工艺，由于是传统滚床式管件支撑机构的原理，无法避免切割过程中管件与支撑机构辊轮发生接触和摩擦，导致自制管件回转过程中特别是在过焊道时不断出现打滑、卡滞和跳动等问题，严重影响着管件的切割加工精度和生产效率。

传统的数控相贯线切割设备和工艺，在管件的切割过程中掉落的料头、焊渣遍布在切割区各处，不仅增加了生产现场操作人员不断调整管件支架位置、捡拾料头、清理焊渣的辅助工时和劳动强度，而且还严重影响着生产作业现场的环境和安全。

上述行业内部分企业仍在沿用如下更为传统的落后工艺：

1、手工切割：手持火焰/等离子切割工具，依靠手工放样和操作人员目测和感觉，完成管件的相贯线切割，劳动强度大、切割效率低、焊接坡口质量差；

2、组合机床加工：采用组合冷加工机床完成或部分完成管件的相贯线曲线轮廓切削加工，加工过程中需不断编程、人工搬运、装夹和找正管件，劳动强度大、加工效率低、噪音大、工序复杂、机床和刀具损耗大、成本高。

综上所述，采用上述传统落后的管件相贯线切割设备和工艺，特别是在大批量生产切割焊管工件时，切割生产过程会非常困难，无论从工艺外观、焊接质量、操作人员的劳动强度、健康、环保、加工效率等诸多方面都不尽人意。

技术实现要素：

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供回转链板传输和支撑管件的数控相贯线切割设备，用以解决现有的相贯线切割机设备切割过程中易出现打滑、卡滞和跳动，以及料头、焊渣清理困难等问题。本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供了一种回转链板传输和支撑管件的数控相贯线切割设备，包括：上料切割单元、下料单元、数控单元、切割单元、管件卡盘和卡盘升降机构；

上料切割单元位于下料区的上游，上料切割单元用于上料和切割工件，下料单元用于运输切割后的工件及废料；

上料切割单元的一端设置管件卡盘和卡盘升降机构；

数控单元用于控制切割单元加工工件；

切割单元用于切割工件；

管件卡盘固定安装于卡盘升降机构的上部，卡盘升降机构用于控制管件卡盘升降。

在一种可能的设计中，上料切割单元与下料单元均设有公共回转链板传输和支撑机构，用于支撑并辅助工件旋转。

在一种可能的设计中，公共回转链板传输和支撑机构包括公共回转链板传输机构和公共支撑管件机构组成；所述公共支撑管件机构焊接在所述公共回转链板传输机构上。

在一种可能的设计中，切割单元包括切割头、切割机构总成、切割导轨；

切割导轨与公共回转链板传输机构和公共支撑管件机构在x轴方向上平行，切割导轨上安装可沿x轴方向移动的切割机构总成。

在一种可能的设计中，切割头安装在切割机构总成沿y轴方向的移动滑座上，所述切割机构总成用于控制切割头沿x和y方向移动、沿z方向升降、绕a轴旋转以及绕b轴旋转。

在一种可能的设计中，数控单元用于读取加工文件，自动优化套排料，直接生成机床加工代码，并传输给切割机构总成；

加工文件为设计软件工程模型图纸或数据。

在一种可能的设计中，数控单元还用于控制管件卡盘和卡盘升降机构。

在一种可能的设计中，卡盘升降机构采用电控操作或者数控机床控制。

在一种可能的设计中，管件卡盘为四爪自定心卡盘。

在一种可能的设计中，四爪在所述卡盘的周向均匀分布，管件卡盘用于夹持固定并驱动工件旋转。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果之一：

1、本实用新型采用管件卡盘和卡盘升降机构，管件卡盘的增加为滚床式数控相贯线切割机设备提供了避免在管件切割过程中出现的打滑、卡滞和跳动现象，较好地解决了钢结构、海工、造船等行业企业自制焊管焊缝余高大、外观差、规格尺寸误差大等行业问题，增加了滚床式数控相贯线切割机设备的应用范围和功能；

2、本实用新型将上料区和切割区合并成一个功能区，在靠近上料区和切割区端头的一侧设置了管件卡盘和卡盘升降机构，使得管件上料操作和装夹更加方便、切割操控就近完成；

3、本实用新型采用了上料和切割区、下料区公共的回转链板传输和支撑管件机构，创新地将管件切割、传输和支撑集成在回转式链板传输机构上，方便管件上料和找正操作的同时，较好地满足了数控相贯线切割、成品自动送出和废料自动收集的功能要求。由于本实用新型的切割加工集中回转式链板传输机构上进行，切割产生的废渣、粉尘及烟尘的收集和清理都非常容易，充分满足了用户工厂的环保要求，实现了对操作工人的劳动保护。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的特征和优点从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为回转链板传输和支撑管件的数控相贯线切割设备结构示意图。

图中：1-1-x轴、1-2-y轴、1-3-z轴、2-1-a轴、2-2-b轴、10-切管、11-上料切割单元、12-下料单元、13-6轴数控单元、14-管件卡盘、15-回转链板传输和支撑管件机构、16-切割导轨、17-切割机构总成、18-切割头、19-回转链板传输管件机构、20-支撑管件机构、21-废料小车、22-卡盘升降机构。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

一种采用回转链板传输和支撑管件的数控相贯线切割设备，如图1所示，该设备包括：上料切割单元11、下料单元12、数控单元13、管件卡盘14、卡盘升降机构22。

上料切割单元11包括上料单元和切割作业单元，合并为一个单元。

下料单元12为一个独立的单元，定义为下料单元12。

上料切割单元11和下料单元12的长度可以不同或者相同，当长度相同时，每个单元的长度略大于切管10的最大长度，优选为12000mm。采用分单元作业形式，两单元既不干扰又能够同时作业，作业效率进一步提高。

设置在上料切割单元11和下料单元12的公共回转链板传输和支撑机构15是由两个功能机构组成，即由公共回转链板传输机构和公共支撑管件机构组成。其中，公共支撑管件机构等间隔分布焊接在公共回转链板传输机构之上，间隔优选为300mm，间隔决定最短切管10的长度。

管件卡盘14固定安装于卡盘升降机构22的上部，根据不同管径上升或下降操作卡盘升降机构22，使管件卡盘14与切管10保持a轴2-1同心并夹紧切管10。

回转链板传输和支撑管件机构15用于支撑并辅助切管10旋转，管件卡盘14用于四爪夹持并驱动切管10的旋转。

切割机构总成17基座下的四个滚轮设置在公共切割导轨16之上，与公共回转链板传输和支撑管件机构15沿x轴1-1方向平行。

切割头18安装在切割机构总成17的y方向移动滑座上，依据指令可沿x和y方向移动、沿z方向升降、绕a轴摆动、绕b轴摆动。

上料切割单元11、下料单元12采用公共切割导轨16，公共切割导轨16与公共回转链板传输和支撑管件机构15在x轴1-1方向平行，切割导轨16上安装可沿x轴1-1方向移动的切割机构总成17。

采用6轴数控单元13控制切割机构总成17，进而控制切割头18依据加工代码指令沿x轴1-1和y轴1-2方向移动、沿z轴1-3方向升降、绕a轴2-1在-65°～65°范围内摆动、绕b轴2-2在-65°～65°范围内摆动、管件卡盘14绕a轴2-1无限旋转。

设备在管件上料阶段，根据切管10的管径，电控操作调整卡盘升降机构22使管件卡盘14与切管10始终保持a轴2-1同心。

管件卡盘14为四爪自定心卡盘，且卡爪在所述卡盘的圆周上360°均匀对称分布，管件卡盘14的设计为滚轮摩擦支撑机构的滚床式相贯线切割机设备提供了切割过程中避免管件打滑、卡滞和跳动等问题。

在靠近上料切割单元11端头的一侧设置了管件卡盘14和卡盘升降机构22，使得管件的上料操作和装夹更加方便、切割操控更容易就近完成。

设备采用上料切割单元11、下料单元12公共回转链板传输和支撑管件机构15，创新地将管件切割、传输和支撑集成在回转式链板传输机构上，方便管件上料和找正操作的同时，较好地满足了数控相贯线切割、成品自动送出和废渣、粉尘自动收集的功能要求。

设备采用6轴数控单元13软件，直接读取加工文件，加工文件可以是tekla、autocad、tribon、catia等设计软件工程模型图纸或数据，自动优化套排料，直接生成机床加工代码，进行数控切割加工。6轴数控单元13软件计算并协调控制切割机构总成17的各运动轴，进而控制切割头18依据机床加工代码指令沿x轴1-1和y轴1-2方向移动、沿z轴1-3方向升降、绕a轴2-1在-65°～65°范围内摆动、绕b轴2-2在-65°～65°范围内摆动、管件卡盘14绕a轴2-1回转，一次完成管件上多个套排料切管10的相贯线轮廓和焊接坡口切割加工。

实施例2

本实用新型的使用方法如下：

第一步，操作工在上料切割单元11靠近管件卡盘14处将切管10吊装在支撑管件机构20上；

第二步，操作工根据切管10的管径打开卡爪，电控操作卡盘升降机构22使管件卡盘14与切管10保持a轴2-1同心；

第三步，电控操作回转链板传输和支撑管件机构15沿x轴1-1方向将切割10送入管件卡盘14内并将卡爪卡紧；

第四步，通过数控单元13，读取tekla、autocad、tribon、catia等软件管件数据，自动优化套排料，结合数控单元13的机床参数设定的焊接坡口角度，直接生成机床加工代码，控制设备切割机构总成17一次完成管件上多个套排料切管10的相贯线轮廓和焊接坡口切割加工；

第五步，打开卡爪，电控操作回转链板传输和支撑管件机构15沿x轴1-1方向将所有成品、料头、废渣、粉尘送出到下料单元12，随着送料操作的同时，回转链板传输和支撑管件机构15为上料切割单元11又提供出新的工位，此时下料操作可以和新一轮的上料操作同时进行，成品和料头由操作工直接吊走，废渣和粉尘自动落入到废料小车21中。

从第一步到第五步，上料、切割、下料各生产节拍清晰、合理，周而复始、循环交替进行，上下料操作亦可同时进行，极大地提高了生产效率和操作灵活性。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种采用回转链板传输和支撑管件的滚床式数控相贯线切割机设备，本实用新型彻底摈弃了上述落后的传统切割工艺和方法，采用了全新的回转链板传输和支撑管件的滚床式数控相贯线切割机工作原理，通过设计增加管件卡盘为滚轮摩擦支撑机构的滚床式相贯线切割机提供了切割过程中避免管件打滑、卡滞和跳动等问题。本实用新型设计中还采用了上料、切割下料单元公共回转链板传输和支撑管件机构的方法，创新地将管件切割、传输和支撑集成在公共回转式链板传输机构上，不仅上料和管件找正更加方便，而且能够满足大批量管件相贯线切割生产、成品自动送出和废渣、粉尘自动收集的等功能要求。

本申请设备主要功能、构造能够较好地满足钢结构、海洋工程、造船、工程机械等行业自制焊管和规格尺寸超差管件的相贯线切割应用。回转链板传输和支撑管件的滚床式数控相贯线切割机一次可完成圆管相贯线端头、管孔火焰/等离子切割，焊接坡口一次成型，高精度、高效率、高可靠性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。