專利名稱：管道接口角度切割裝置的制作方法
所屬領域本發(fā)明屬于鋼管焊接與切割領域，尤其是一種管道接口角度切割裝置。
背景技術：
隨著國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，無論是地上管道或者地下管道，建設里程發(fā)展很快，管道建設任務越來越繁重。整個管道是根據(jù)測繪而一根根對接起來的，然而在實施管道對接時，由于測繪誤差、管道自身的變形或者其他原因，常常出現(xiàn)管道接口在對接時角度偏離較大，甚至遠遠超過了國家規(guī)定的標準范圍(≤3°)。針對這種情況，工人就得自己測量角度，自己修磨接口，以此來實現(xiàn)對接。由于這種對接是完全靠人工實現(xiàn)，因此，工作效率非常低，費工費事費時，對接質(zhì)量比較差，也為管道日后的跑冒泄漏和繁重的維修埋下了隱患。
現(xiàn)有的類似技術裝置，一般為管道接口的平面切割，如本發(fā)明人在2003年的專利《鋼管焊前預熱與自動切割兩用機運行機構》，僅高質(zhì)量地實現(xiàn)了管道接口的閉環(huán)平面切割，但這個專利技術不能實現(xiàn)管道接口的角度切割。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構簡單，通過使用角度傳感器來控制切割管道接口角度的智能化的管道接口角度切割裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的該管道接口角度切割裝置，由行走電機、鏈輪鏈條、柔性軌道、導向車輪、行走車輪、割槍、行走小車構成，其特征在于在行走電機上還安裝有-角度傳感器和控制盒，在其下安裝行走車輪和導向車輪、其上固裝行走電機的行走小車上固裝一齒條，該齒條上安裝一齒條行走機構，在該齒條行走機構上安裝有步進電機和割槍。
而且，齒條行走機構由齒條、安裝板、步進電機和割槍構成，步進電機和割槍分別固裝在可在齒條上行走的安裝板上；步進電機可與行走電機同步運行。
而且，控制盒內(nèi)安裝有控制電路，該控制電路由單片機實施控制，單片機通過控制盒面板輸入的管道直徑參數(shù)和角度參數(shù)及相關參數(shù)、由角度傳感器傳輸輸入信號通過計算得到步進電機的軸向位移，驅動步進電機行走到指定的軸向位移。
而且，控制電路由單片機、轉換電路、傳感器整形電路、割槍檢測電路構成，單片機的專用接口分別連接轉換電路、割槍檢測電路、按鍵輸入顯示電路和步進電機，該轉換電路通過傳感器整形電路連接角度傳感器，割槍檢測電路連接割槍和待切割管道，按鍵輸入顯示電路輸入?yún)?shù)并通過控制盒面板的LED或者LCD予以顯示。
上述的單片機為MCS51系列單片機，轉換電路為8位A/D數(shù)模轉換電路。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是1.利用本發(fā)明人的在先專利《鋼管焊前預熱與自動切割兩用機運行機構》，在其精確徑向的切割基礎上增加角度傳感器進行徑向角度切割，整個裝置結構緊湊，切割精度高，不但可以進行徑向切割，同時也可以進行角度切割，一機多用，可圓滿解決目前在管道建設中的難題，提高了工作效率和工作精度。
2.在控制盒的面板上輸入管道直徑參數(shù)和管道切割的角度參數(shù)及相關參數(shù)，采用單片機進行數(shù)據(jù)處理和智能控制，實現(xiàn)了切割的智能化。
3.本發(fā)明結構簡單，科學合理，適用于大、小口徑的管道，是現(xiàn)有管道切割機的換代產(chǎn)品。


圖1為本發(fā)明的主視圖；圖2圖1的俯視圖；圖3為本發(fā)明控制電路的方框圖；圖4為傳感器整形電路的電路圖；圖5為割槍檢測電路的電路圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述該管道接口角度切割裝置是在本發(fā)明人原專利《鋼管焊前預熱與自動切割兩用機運行機構》的基礎上實現(xiàn)的。由于原專利為現(xiàn)有技術，因此在本實施例中僅作簡單描述。
本發(fā)明安裝在需要切割的管道14上，整個機構由運行機構和齒條行走機構構成。首先對運行機構進行簡要說明運行機構在管道上運行有行走小車7，該行走小車通過前部的一個行走車輪5和后部的兩個導向車輪12在管道上運行。其中導向車輪在管道上事先設置的柔性軌道15上行走，以保證行走小車的環(huán)向行走精度。在行走小車上通過其固裝的安裝板8固裝有一行走電機10，該行走電機的減速器(與行走電機一體安裝，沒有標號)的輸出軸上安裝一可嚙合纏繞在管道圓面上的鏈條13的鏈輪(沒有標號)，通過行走電機的驅動，通過鏈輪鏈條實現(xiàn)運行機構的環(huán)向行走。在行走電機上固裝有控制盒11(該控制盒也可以固裝在運行機構的任何地方)和一角度傳感器9。控制盒內(nèi)安裝有控制電路。
齒條行走機構在行走小車上固裝一支撐板6，該支撐板固裝一齒條1，在該齒條上安裝有一齒條行走機構，該齒條行走機構由安裝板3、安裝板上安裝的步進電機4(包括減速器)、在安裝板下方安裝有一割槍2構成。步進電機通過驅動嚙合齒條的齒輪(圖中未示出)來實現(xiàn)安裝板在齒條上的行走，由于步進電機通過其輸出軸上安裝的齒輪驅動齒條是簡單的公知技術，在本實施例中沒有詳細給出具體技術構成。齒條行走機構的工作原理是通過步進電機的驅動，使安裝板帶動割槍在齒條上行走，由于步進電機由控制盒內(nèi)的單片機控制，單片機通過控制盒面板輸入的管道直徑參數(shù)和角度參數(shù)及相關參數(shù)，由角度傳感器傳輸信號經(jīng)單片機計算得到步進電機的軸向位移，單片機驅動步進電機行走到指定的軸向位移，待步進電機由起始點位置行走到待切割管道的180°極點位置時，單片機控制步進電機返回行走，帶動割槍切出一個帶有角度的切割面。該步進電機可以與行走小車同步運行，可以實現(xiàn)帶有角度的切割面的管道切割；單片機也可以控制步進電機不進行單獨的行走，可以實現(xiàn)管道的徑向切割。
控制盒內(nèi)的控制電路部分為控制盒內(nèi)安裝有本系統(tǒng)的控制電路，該控制電路由MCS51系列單片機實施控制，該單片機通過控制盒面板的按鍵可輸入管道直徑參數(shù)和角度參數(shù)及相關，輸入的參數(shù)數(shù)值和工作狀態(tài)可以通過控制盒面板上的LED數(shù)碼顯示器或者液晶LCD顯示器予以顯示。由角度傳感器傳輸輸入信號通過單片機的計算得到步進電機的軸向位移，該位移由單片機驅動步進電機行走到指定的軸向位移。
控制電路由單片機、8位A/D數(shù)模轉換電路、傳感器整形電路、割槍檢測電路、按鍵輸入顯示電路構成，該單片機的專用接口分別連接上述電路和步進電機。由于單片機、A/D數(shù)模轉換電路、按鍵輸入顯示電路以及連接關系為通用技術，因此本實施例不再贅述，僅就創(chuàng)新部分的電路進行敘述。
傳感器整形電路
單片機通過A/D轉換電路連接傳感器整形電路，該整形電路連接角度傳感器。由于角度傳感器的信號比較弱，因此需要傳感器整形電路來增強該信號，并對該信號進行整形。傳感器整形電路的構成為角度傳感器通過電阻R4和穩(wěn)壓管Z1連接一由電阻R2、R3、運算放大器ZA構成的運算放大電路，該運算放大電路通過由電阻R1、電位器P1和電容C 1構成的分壓濾波電路與A/D轉換電路相連接。
割槍檢測電路割槍檢測電路的輸入端分別與割槍和被切割管道相連接，采集割槍工作信號。由于該工作信號比較嘈雜，而且，容易對單片機的控制造成干擾，因此需要對該工作信號進行隔離過濾。本電路采用的為分別連接割槍和被切割管道的兩個光電耦合器G1、G2，對割槍的工作信號進行過濾整形，以利于單片機的正常工作。電路中的電阻R5為起限流作用的金屬膜電阻。
本發(fā)明的工作原理為通過按鍵輸入的管道直徑參數(shù)和角度參數(shù)及相關參數(shù)，這些參數(shù)通過角度傳感器傳輸信號給單片機，單片機對傳輸信號進行運算；在單片機收到割槍檢測電路的割槍工作信號后，單片機將運算后的信號傳輸給步進電機，驅動步進電機帶動割槍(割槍處于工作狀態(tài))行走到規(guī)定的軸向位移。在步進電機到達被切割管道的極點后，單片機驅動步進電機進行返回軸向位移，這樣就實現(xiàn)了對被切割管道的角度切割面的切割。
權利要求
1.一種管道接口角度切割裝置，由行走電機、鏈輪鏈條、柔性軌道、導向車輪、行走車輪、割槍、行走小車構成，其特征在于在行走電機上還安裝有一角度傳感器和控制盒，在其下安裝行走車輪和導向車輪、其上固裝行走電機的行走小車上固裝一齒條，該齒條上安裝一齒條行走機構，在該齒條行走機構上安裝有步進電機和割槍。
2.根據(jù)權利要求1所述的管道接口角度切割裝置，其特征在于齒條行走機構由齒條、安裝板、步進電機和割槍構成，步進電機和割槍分別固裝在可在齒條上行走的安裝板上。
3.根據(jù)權利要求1所述的管道接口角度切割裝置，其特征在于控制盒內(nèi)安裝有控制電路，該控制電路由單片機實施控制，單片機通過控制盒面板輸入的管道直徑參數(shù)和角度參數(shù)及相關參數(shù)、由角度傳感器傳輸輸入信號通過計算得到步進電機的軸向位移，驅動步進電機行走到指定的軸向位移。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的管道接口角度切割裝置，其特征在于步進電機可與行走電機同步運行。
5.根據(jù)權利要求1或3所述的管道接口角度切割裝置，其特征在于控制電路由單片機、轉換電路、傳感器整形電路、割槍檢測電路構成，單片機的專用接口分別連接轉換電路、割槍檢測電路、按鍵輸入顯示電路和步進電機，該轉換電路通過傳感器整形電路連接角度傳感器，割槍檢測電路連接割槍和待切割管道，按鍵輸入顯示電路輸入?yún)?shù)并通過控制盒面板的LED或者LCD予以顯示。
6.根據(jù)權利要求5所述的管道接口角度切割裝置，其特征在于所述的單片機為MCS51系列單片機，轉換電路為8位A/D數(shù)模轉換電路。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋼管焊接與切割領域的一種管道接口角度切割裝置。主要技術特征是在行走電機上還安裝有一角度傳感器和控制盒，在其下安裝行走車輪和導向車輪、其上固裝行走電機的行走小車上固裝一齒條，該齒條上安裝一齒條行走機構，在該齒條行走機構上安裝有步進電機和割槍。本發(fā)明結構簡單，通過使用角度傳感器來控制切割管道接口角度，實現(xiàn)管道接口角度切割的智能化，可圓滿解決目前在管道建設中的難題，提高了工作效率和工作精度。
文檔編號B23D33/00GK1803368SQ20051001309
公開日2006年7月19日 申請日期2005年1月14日 優(yōu)先權日2005年1月14日
發(fā)明者劉連增, 李桓, 李中太, 牛勇 申請人:劉連增