一种自动切割钢管坡口的设备的制作方法

1.本实用新型涉及钢管加工技术领域，具体涉及一种自动切割钢管坡口的设备。


背景技术：

2.在油气管线或引水隧道现场施工中，经常需要将一组钢管拼焊成预定的管线，为了确保现场焊接施工方便可靠，需要根据施工要求对钢管管端切割各种形式及角度的坡口，在切割坡口过程中，人工手动切割容易造成切斜，管端不齐，且无法确保最小切割量，而且在对大壁厚大管径的钢管管端进行指定角度的坡口切割，切割完成后的坡口还需要满足相应的尺寸要求：k型坡口、x型坡口、v型坡口以及阴阳坡口，这样人工切割需要耗费大量的时间和人力成本，且要求气割工的技术水平高，操作费时费力，需要多次步骤才能完成坡口的加工，工作效率低。


技术实现要素：

3.为解决上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种无需人工，操作简单的自动切割钢管坡口的设备。
4.本实用新型的技术方案是：一种自动切割钢管坡口的设备，包括底座及控制系统，在所述底座上设有机械臂，其特征在于：在所述机械臂上设有能切割钢管坡口的切割装置，在所述的底座上设有能驱动机械臂移动的移动装置，所述机械臂包括支撑座，在所述支撑座上设有旋转座及驱动旋转座在支撑座上滑动的第一驱动机构，且所述的旋转座滑动方向与移动装置滑动方向垂直，在所述的旋转座上设有旋转臂及驱动旋转臂转动的第二驱动机构，在所述旋转臂上设置切割装置及驱动切割装置滑动的第三驱动机构；
5.所述的控制系统分别控制第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、切割装置及移动装置。
6.优选的，所述切割装置包括支架，在所述支架上设有切割头及调节切割头角度的第四驱动机构，在所述支架前端设置有检测钢管管端面边缘位置的检测仪，所述控制系统控制第四驱动机构。
7.优选的，在所述支架上设有能驱动切割头滑动的第五驱动机构。
8.优选的，所述的切割头为火焰切割机、激光切割机、水刀切割机、砂轮切割机中的一种。
9.优选的，所述移动装置、第一驱动机构、第三驱动机构及第五驱动机构为电动丝杠、气缸、液压杆中的一种。
10.优选的，还包括能固定钢管的钢管固定装置。
11.优选的，所述第二驱动机构及第四驱动机构为电动旋转台、电机中的一种。
12.优选的，所述的检测仪为轮廓仪、限位开关、光栅传感器中的一种。
13.本实用新型的有益效果：
14.1.通过检测仪确定钢管切斜最小位置，无需人工找准；
15.2.只需要通过控制系统来控制机械臂及移动装置，机械臂及移动装置带动切割头找准切斜位置，并绕钢管管端进行切割钢管坡口工作，操作简单，节省时间和成本，提高工作效率。
附图说明
16.图1为本实用新型结构示意图；
17.图2为机械臂结构示意图；
18.图3为切割装置结构示意图；
具体实施方式
19.为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
20.本实用新型技术方案如下：一种自动切割钢管坡口的设备，包括底座1及控制系统，控制系统为plc或电脑，如图1所示，在底座1上设有机械臂2，在机械臂2上设有能切割钢管坡口的切割装置3，在底座1上设有能驱动机械臂2移动的移动装置4，机械臂2包括支撑座21，在底座1上可设置滑轨安装支撑座21，从而使移动装置4在驱动机械臂2时支撑座21能够沿滑轨移动，移动装置4在本实施例中采用电机配合丝杠驱动机械臂移动，如果切割装置无法移动切割头，这个时候就需要移动机械臂，且钢管的轴线与机械臂移动方向需要保持平行；如图2所示，在支撑座21上设有旋转座22，为了适应不同尺寸的钢管，还在支撑座上设有能驱动旋转座22在支撑座21上滑动的第一驱动机构23，且旋转座22滑动方向与移动装置4滑动方向垂直，在加工钢管过程中，需要将旋转座22移动至与钢管同一圆心位置，为了方便切割钢管，在旋转座22上设有旋转臂24及驱动旋转臂24转动的第二驱动机构25，且旋转臂24回转中心与移动装置4滑动方向平行，切割装置3设置在旋转臂24上，由于旋转臂24的长度是固定的，针对不同尺寸的钢管时，切割装置4会距离钢管管端太近或太远，无法完成切割工作，因此在旋转臂24上设有能驱动切割装置3滑动的第三驱动机构26，且切割装置4滑动方向与移动装置4滑动方向垂直，这样就能调节切割装置3距离钢管管端的距离；
21.操作控制面板通过控制柜分别控制第一驱动机构23、第二驱动机构25、第三驱动机构26、切割装置3及移动装置4的工作。
22.如图3所示，切割装置3包括支架31，在支架31上设有切割头32，为了满足不同管管切割坡口相应的尺寸要求，在支架上设有能调节切割头32角度的第四驱动机构33，为了检测出钢管最小切斜位置，在支架31前端设置有检测钢管端面边缘位置的检测仪34，检测仪44采用轮廓仪，通过轮廓仪扫描得出钢管管端形状，或采用限位开关，通过限位开关在钢管管端移动，当移动到有缺口位置时，限位开关断开，将切割装置向钢管中心位置移动，直到限位开关不断开确认钢管最小切斜位置，或通过光栅传感器激光扫描钢管管端确认钢管最小切斜位置。
23.其中，第二驱动机构24及第四驱动机构43可以采用电动旋转台转动的方式、或从电机输出扭矩来转动调节。
24.当了能微调切割头与钢管管端的距离，在支架31上设有能驱动切割头32滑动的第五驱动机构35，且切割头在支架上滑动方向与钢管轴线平行；切割头32可以采用火焰切割
机、或激光切割机、或水刀切割机、或砂轮切割机方式来切割钢管坡口，其中火焰切割机包括割炬。
25.移动装置3、第一驱动机构22、第三驱动机构25及第五驱动机构45均采用通过伺服电机驱动电动丝杠的方式移动、或通过控制气缸的方式移动、或通过控制液压杆的方式移动。
26.为了防止钢管在切割时窜动，影响切割钢管坡口工作，还设置有能固定钢管的钢管固定装置5。
27.具体实施例：在本实施例中，移动装置、第一驱动机构、第三驱动机构及第五驱动机构均采用伺服电机；第二驱动机构及第四驱动机构采用电动旋转台；切割头采用割炬；检测仪采用轮廓仪。
28.将钢管管端靠近机械臂一端固定在钢管固定座上，人工控制操作面板，先控制移动装置带动机械臂移动至靠近钢管管端的位置，再根据输入的钢管尺寸，控制第一驱动机构驱动旋转座移动至与钢管同一圆心位置，根据钢管尺寸加上切割装置尺寸控制第三驱动机构驱动，使切割装置移动至轮廓仪可以扫描到钢管最小切斜的位置，然后控制第二驱动机构转动旋转臂，使轮廓仪扫描得出钢管管端形状，通过控制系统得出钢管最小切斜位置，得到位置后控制移动装置带动机械臂移动，当割炬靠近钢管坡口位置后停止，控制系统根据输入所需坡口类型来控制第四驱动机构，第四驱动机构调整割炬角度，最后控制割炬开始切割钢管坡口并控制第二驱动机构转动旋转臂，使割炬沿钢管管端进行切割钢管坡口作业。
29.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。


技术特征：
1.一种自动切割钢管坡口的设备，包括底座(1)及控制系统，在所述底座(1)上设有机械臂(2)，其特征在于：在所述机械臂(2)上设有能切割钢管坡口的切割装置(3)，在所述的底座(1)上设有能驱动机械臂(2)移动的移动装置(4)，所述机械臂(2)包括支撑座(21)，在所述支撑座(21)上设有旋转座(22)及驱动旋转座(22)在支撑座(21)上滑动的第一驱动机构(23)，且所述的旋转座(22)滑动方向与移动装置(4)滑动方向垂直，在所述的旋转座(22)上设有旋转臂(24)及驱动旋转臂(24)转动的第二驱动机构(25)，在所述旋转臂(24)上设置切割装置(3)及驱动切割装置(3)滑动的第三驱动机构(26)；所述的控制系统分别控制第一驱动机构(23)、第二驱动机构(25)、第三驱动机构(26)、切割装置(3)及移动装置(4)。2.根据权利要求1所述的一种自动切割钢管坡口的设备，其特征在于：所述切割装置(3)包括支架(31)，在所述支架(31)上设有切割头(32)及调节切割头(32)角度的第四驱动机构(33)，在所述支架(31)前端设置有检测钢管管端面边缘位置的检测仪(34)，所述控制系统控制第四驱动机构(33)。3.根据权利要求2所述的一种自动切割钢管坡口的设备，其特征在于：在所述支架(31)上设有能驱动切割头(32)滑动的第五驱动机构(35)。4.根据权利要求2或3所述的一种自动切割钢管坡口的设备，其特征在于：所述的切割头(32)为火焰切割机、激光切割机、水刀切割机、砂轮切割机中的一种。5.根据权利要求3所述的一种自动切割钢管坡口的设备，其特征在于：所述移动装置(4)、第一驱动机构(23)、第三驱动机构(26)及第五驱动机构(35)为电动丝杠、气缸、液压杆中的一种。6.根据权利要求1所述的一种自动切割钢管坡口的设备，其特征在于：还包括能固定钢管的钢管固定装置(5)。7.根据权利要求2所述的一种自动切割钢管坡口的设备，其特征在于：所述第二驱动机构(25)及第四驱动机构(33)为电动旋转台、电机中的一种。8.根据权利要求2所述的一种自动切割钢管坡口的设备，其特征在于：所述的检测仪(34)为轮廓仪、限位开关、光栅传感器中的一种。

技术总结
一种自动切割钢管坡口的设备，包括底座及控制系统，在底座上设有机械臂，在机械臂上设有能切割钢管坡口的切割装置，在底座上设有能驱动机械臂移动的移动装置，只需要通过控制系统来控制机械臂及移动装置，机械臂及移动装置带动切割头找准切斜位置，并绕钢管管端进行切割钢管坡口工作，操作简单，节省时间和成本，提高工作效率。高工作效率。高工作效率。


技术研发人员：张瑾宇 茹翔 李勤 纪凡刚 魏涛 孟野 张琦 尹志远
受保护的技术使用者：宝鸡宇喆工业科技有限公司
技术研发日：2022.01.28
技术公布日：2022/8/23