專利名稱：兩維管道接口角度切割控制裝置的制作方法
兩維管道接口角度切割控制裝置
所屬領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鋼管焊接與切割領(lǐng)域，尤其是一種兩維管道接口角度切割控 制裝置。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，無論是地上管道或者地下管道，建設(shè)里程發(fā) 展很快，管道建設(shè)任務(wù)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(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)
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(shù)裝置， 一般為管道接口的平面切割，但不能實現(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(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)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兩維管道接口角度切割控制裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的-
一種兩維管道接口角度切割控制裝置，由行走電機(jī)、鏈輪鏈條、柔性軌
道、導(dǎo)向車輪、行走車輪、割槍、行走小車構(gòu)成，其特征在于在行走電機(jī) 上還安裝有一角度傳感器和控制盒，控制盒內(nèi)安裝有控制電路，該控制電路 由單片機(jī)實施控制，單片機(jī)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(guān)參數(shù)、由角度傳感器傳輸輸入信號通過計算得到步進(jìn)電機(jī)的軸向位移， 驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)行走到指定的軸向位移，在行走電機(jī)下部安裝行走車輪和導(dǎo)向 車輪、其上固裝行走電機(jī)的行走小車上固裝一齒條，該齒條上安裝一齒條行 走機(jī)構(gòu)，在該齒條行走機(jī)構(gòu)上安裝有步進(jìn)電機(jī)和割槍。
而且，齒條行走機(jī)構(gòu)由齒條、安裝板、步進(jìn)電機(jī)和割槍構(gòu)成，步進(jìn)電機(jī) 和割槍分別固裝在可在齒條上行走的安裝板上。
而且，所述的步進(jìn)電機(jī)可與行走電機(jī)同步運行。
而且，控制電路由單片機(jī)、轉(zhuǎn)換電路、傳感器整形電路、割槍檢測電路 構(gòu)成，單片機(jī)的專用接口分別連接轉(zhuǎn)換電路、割槍檢測電路、按鍵輸入顯示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。
而且，所述的單片機(jī)為MCS51系列單片機(jī)，轉(zhuǎn)換電路為8位A/D數(shù)模轉(zhuǎn) 換電路。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是
1. 本控制裝置可在其精確徑向的切割基礎(chǔ)上增加角度傳感器進(jìn)行徑向角 度切割，整個裝置結(jié)構(gòu)緊湊，切割精度高，不但可以進(jìn)行徑向切割，同時也 可以進(jìn)行角度切割， 一機(jī)多用，可圓滿解決目前在管道建設(shè)中的難題，提高 了工作效率和工作精度。
2. 本控制裝置控制電路由單片機(jī)實施控制，單片機(jī)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(guān)參數(shù)、由角度傳感器傳輸輸入信號通過計算 得到步進(jìn)電機(jī)的軸向位移，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)行走到指定的軸向位移，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(guān)參數(shù)，圓滿地實現(xiàn) 了切割的智能化。
3. 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，科學(xué)合理，適用于大、小口徑的管道，是現(xiàn)有管道接 口角度切割機(jī)的換代產(chǎn)品。


圖1為本發(fā)明的主視圖2圖1的俯視圖3為本發(fā)明控制電路的方框圖4為傳感器整形電路的電路圖5為割槍檢測電路的電路圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進(jìn)一步詳述
該兩維管道接口角度切割控制裝置安裝在需要切割的管道14上，整個機(jī) 構(gòu)由運行機(jī)構(gòu)和齒條行走機(jī)構(gòu)構(gòu)成。首先對本控制裝置的機(jī)械運行機(jī)構(gòu)進(jìn)行 說明
運行機(jī)構(gòu)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(dǎo)向車輪12在管道上運行。其中導(dǎo)向車輪在管道上事先 設(shè)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(jī)10，該行走電機(jī)的減速器(與行走
電機(jī)一體安裝，沒有標(biāo)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(biāo)號)，通過行走電機(jī)的驅(qū)動，通過鏈輪鏈條實現(xiàn)運行機(jī)
構(gòu)的環(huán)向行走。在行走電機(jī)上固裝有控制盒11 (該控制盒也可以固裝在運行機(jī)構(gòu)的任何地方)和一角度傳感器9?？刂坪袃?nèi)安裝有控制電路。齒條行走機(jī)構(gòu)在行走小車上固裝一支撐板6，該支撐板固裝一齒條l，在該齒條上安裝有一齒條行走機(jī)構(gòu)，該齒條行走機(jī)構(gòu)由安裝板3、安裝板上安裝的 步進(jìn)電機(jī)4 (包括減速器)、在安裝板下方安裝有一割槍2構(gòu)成。步進(jìn)電機(jī)通 過驅(qū)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(jìn)電機(jī)通過其輸出軸上安裝的齒輪驅(qū)動齒條是簡單的公知技術(shù)，在本實施 例中沒有詳細(xì)給出具體技術(shù)構(gòu)成。齒條行走機(jī)構(gòu)的工作原理是通過步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動，使安裝板帶動割槍在齒條上行走，由于步進(jìn)電機(jī)由控制盒內(nèi)的單 片機(jī)控制，單片機(jī)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(guān)參 數(shù)，由角度傳感器傳輸信號經(jīng)單片機(jī)計算得到歩進(jìn)電機(jī)的軸向位移，單片機(jī) 驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)行走到指定的軸向位移，待步進(jìn)電機(jī)由起始點位置行走到待切割管道的180°極點位置時，單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)返回行走，帶動割槍切出一 個帶有角度的切割面。該步進(jìn)電機(jī)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(jī)也可以控制步進(jìn)電機(jī)不進(jìn)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(jī)實 施控制，該單片機(jī)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(guān)，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(jī)的計 算得到步進(jìn)電機(jī)的軸向位移，該位移由單片機(jī)驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)行走到指定的軸 向位移?？刂齐娐酚蓡纹瑱C(jī)、8位A/D數(shù)模轉(zhuǎn)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(gòu)成，該單片機(jī)的專用接口分別連接上述電路和 步進(jìn)電機(jī)。由于單片機(jī)、A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、按鍵輸入顯示電路以及連接關(guān) 系為通用技術(shù)，因此本實施例不再贅述，僅就創(chuàng)新部分的電路進(jìn)行敘述。傳感器整形電路單片機(jī)通過A/D轉(zhuǎn)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(qiáng)該信 號，并對該信號進(jìn)行整形。傳感器整形電路的構(gòu)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(gòu)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C1構(gòu)成的分壓濾波電路與 A/D轉(zhuǎn)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(jī)的控制造成干擾，因 此需要對該工作信號進(jìn)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(jìn)行過濾整形，以利于單 片機(jī)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(guān) 參數(shù)，這些參數(shù)通過角度傳感器傳輸信號給單片機(jī)，單片機(jī)對傳輸信號進(jìn)行 運算；在單片機(jī)收到割槍檢測電路的割槍工作信號后，單片機(jī)將運算后的信 號傳輸給步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)到達(dá)被切割管道的極點后，單片機(jī)驅(qū)動步進(jìn)電機(jī) 進(jìn)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(quán)利要求
1. 一種兩維管道接口角度切割控制裝置，由行走電機(jī)、鏈輪鏈條、柔性軌道、導(dǎo)向車輪、行走車輪、割槍、行走小車構(gòu)成，其特征在于在行走電機(jī)上還安裝有一角度傳感器和控制盒，控制盒內(nèi)安裝有控制電路，該控制電路由單片機(jī)實施控制，單片機(jī)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(guān)參數(shù)、由角度傳感器傳輸輸入信號通過計算得到步進(jìn)電機(jī)的軸向位移，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)行走到指定的軸向位移，在行走電機(jī)下部安裝行走車輪和導(dǎo)向車輪、其上固裝行走電機(jī)的行走小車上固裝一齒條，該齒條上安裝一齒條行走機(jī)構(gòu)，在該齒條行走機(jī)構(gòu)上安裝有步進(jìn)電機(jī)和割槍。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩維管道接口角度切割控制裝置，其特征在于 齒條行走機(jī)構(gòu)由齒條、安裝板、步進(jìn)電機(jī)和割槍構(gòu)成，步進(jìn)電機(jī)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(quán)利要求2所述的兩維管道接口角度切割控制裝置，其特征在于 所述的步進(jìn)電機(jī)可與行走電機(jī)同步運行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩維管道接口角度切割控制裝置，其特征在于 所述的控制電路由單片機(jī)、轉(zhuǎn)換電路、傳感器整形電路、割槍檢測電路構(gòu)成， 單片機(jī)的專用接口分別連接轉(zhuǎn)換電路、割槍檢測電路、按鍵輸入顯示電路和 步進(jìn)電機(jī)，該轉(zhuǎn)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。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的兩維管道接口角度切割控制裝置，其特征在于 所述的單片機(jī)為MCS51系列單片機(jī)，轉(zhuǎn)換電路為8位A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種兩維管道接口角度切割控制裝置。其主要技術(shù)特點是在行走電機(jī)上還安裝有一角度傳感器和控制盒，控制盒內(nèi)安裝有控制電路，該控制電路由單片機(jī)實施控制，單片機(jī)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(guān)參數(shù)、由角度傳感器傳輸輸入信號通過計算得到步進(jìn)電機(jī)的軸向位移，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)行走到指定的軸向位移，在行走電機(jī)下部安裝行走車輪和導(dǎo)向車輪、其上固裝行走電機(jī)的行走小車上固裝一齒條，該齒條上安裝一齒條行走機(jī)構(gòu)，在該齒條行走機(jī)構(gòu)上安裝有步進(jìn)電機(jī)和割槍。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，科學(xué)合理，適用于大、小口徑的管道，是現(xiàn)有管道接口角度切割機(jī)的換代產(chǎn)品。
文檔編號B23K37/00GK101246362SQ20071005677
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月12日
發(fā)明者劉迅之, 劉連增, 孫建華, 虹 張, 欣 李, 郭海云 申請人:天津中德職業(yè)技術(shù)學(xué)院