專利名稱：一種管材切割系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種切割系統(tǒng)，具體涉及一種兩軸管材切割系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前許多的應(yīng)用中需要將兩個(gè)或多個(gè)圓柱管型材焊接在一起，應(yīng)用于流體的分流應(yīng)用。在焊接前需要首先切割出圓柱管材與管材的連接接口軌跡。目前行業(yè)中這類應(yīng)用一般采用四軸或以上的多軸坡口切割系統(tǒng)，功能復(fù)雜，價(jià)格頗高，且需要將接口軌跡通過導(dǎo)入外部加工文件形式進(jìn)行處理，其外部文件需要通過圖形處理軟件生成，不容易上手。
發(fā)明內(nèi)容為解決以上問題，本實(shí)用新型提出一種管材切割系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用通過輸入半徑 等參數(shù)方式自動(dòng)在內(nèi)部生成加工數(shù)據(jù)，無需通過其他圖形處理軟件生成加工文件，客戶操作時(shí)只需要將相貫管之間的半徑和角度等參數(shù)輸入，就可以立刻進(jìn)行加工。所述管材切割系統(tǒng)包括控制裝置，用于輸入控制參數(shù)，并通過內(nèi)部計(jì)算處理生成兩軸控制運(yùn)動(dòng)軌跡，并輸出控制指令；切割槍頭I;旋轉(zhuǎn)軸，用于控制圓柱管材以圓心線旋轉(zhuǎn)；平面移動(dòng)軸，用于控制切割槍頭沿圓心線方向移動(dòng)，平面移動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)過程中切割槍頭與圓柱保持垂直狀態(tài)，可以對單圓管進(jìn)行管壁和截面切割，可以切割圓管材之間的相貫線5軌跡；所述切割槍頭與平面移動(dòng)軸移動(dòng)端機(jī)械固定連接；管材夾緊裝置2，用于配合旋轉(zhuǎn)軸精確旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)軸由伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；所述旋轉(zhuǎn)軸及平面移動(dòng)軸分別與控制單元電性連接；所述旋轉(zhuǎn)軸與所述夾緊裝置機(jī)械固定連接。所述平面移動(dòng)軸由驅(qū)動(dòng)裝置、噴槍傳動(dòng)裝置組成，所述驅(qū)動(dòng)裝置為伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述傳動(dòng)裝置為絲桿傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)或傳送帶傳動(dòng)。所述控制裝置包含控制輸入顯示屏、數(shù)據(jù)計(jì)算處理單元、控制指令輸出單元。進(jìn)一步的所述管材切割系統(tǒng)還包括機(jī)器視覺獲取系統(tǒng)可以對切割形狀進(jìn)行視覺抓取并分析計(jì)算后反饋給控制裝置與輸入?yún)?shù)進(jìn)行比對，由數(shù)據(jù)計(jì)算處理單元進(jìn)行計(jì)算得出偏差值。對于所述偏差值可進(jìn)行手動(dòng)輸入調(diào)整或所述管材切割系統(tǒng)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。相貫線軌跡的切割方法將圓心半徑和第一管材3與第二管材4的相貫角度作為計(jì)算參數(shù)，控制系統(tǒng)切割圓柱之間的相貫軌跡。本實(shí)用新型的有益效果是簡化了硬件和軟件配置，有效的降低了成本，并使得大多不會(huì)圖形處理軟件的人都能很容易的使用本系統(tǒng)加工相貫圓管。

圖I為管材切割系統(tǒng)示意圖。圖2為管材切割效果示意圖。圖3為管材相貫效果示意圖。
具體實(shí)施方式
所述管材切割系統(tǒng)包括控制裝置，用于輸入控制參數(shù)，并通過內(nèi)部計(jì)算處理生成兩軸控制運(yùn)動(dòng)軌跡，并輸出控制指令；切割槍頭I;旋轉(zhuǎn)軸，用于控制圓柱管材以圓心線旋轉(zhuǎn)；平面移動(dòng)軸，用于控制切割槍頭沿圓心線方向移動(dòng)，平面移動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)過程中切割槍頭與圓柱保持垂直狀態(tài)，可以對單圓管進(jìn)行管壁和截面切割，可以切割圓管材之間的相貫線5軌跡；所述切割槍頭與平面移動(dòng)軸移動(dòng)端機(jī)械固定連接；管材夾緊裝置2，用于配合旋轉(zhuǎn)軸精確旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)軸由伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；所述旋轉(zhuǎn)軸及平面移動(dòng)軸分別與控制單元電性連接；所述旋轉(zhuǎn)軸與所述夾緊裝置機(jī)械固定連接。所述平面移動(dòng)軸由驅(qū)動(dòng)裝置、噴槍傳動(dòng)裝置組成，所述驅(qū)動(dòng)裝置為伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述傳動(dòng)裝置為絲桿傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)或傳送帶傳動(dòng)。所述控制裝置包含控制輸入顯示屏、數(shù)據(jù)計(jì)算處理單元、控制指令輸出單元。 進(jìn)一步的所述管材切割系統(tǒng)還包括機(jī)器視覺獲取系統(tǒng)可以對切割形狀進(jìn)行視覺抓取并分析計(jì)算后得出切割形狀參數(shù)并反饋給控制裝置與輸入?yún)?shù)進(jìn)行比對，由數(shù)據(jù)計(jì)算處理單元進(jìn)行計(jì)算得出偏差值。對于所述偏差值可進(jìn)行手動(dòng)輸入調(diào)整或所述管材切割系統(tǒng)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。相貫線軌跡的切割方法將圓心半徑和第一管材3與第二管材4的相貫角度作為計(jì)算參數(shù)，控制系統(tǒng)切割圓柱之間的相貫軌跡。實(shí)施例以兩管3、4相貫為例，設(shè)管壁開口的第一管材3半徑為R1，第二管材4半徑為R2。切割步驟如下I)系統(tǒng)一軸使用為旋轉(zhuǎn)軸，控制圓柱管材以圓心線旋轉(zhuǎn)，另一軸為平面移動(dòng)軸，控制槍頭沿圓心線方向移動(dòng)。2)將圓心半徑Rl作為計(jì)算參數(shù)，系統(tǒng)每個(gè)脈沖對應(yīng)的長度=2*圓周率*半徑/電機(jī)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所需要的脈沖。電機(jī)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)需要的脈沖可以通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)特性獲得。3)計(jì)算出系統(tǒng)每個(gè)脈沖對應(yīng)的長度后，就可以通過系統(tǒng)控制旋轉(zhuǎn)軸精確的控制轉(zhuǎn)動(dòng)的圓周長度。4)另一管半徑參數(shù)R2，通過相貫管之間的角度，我們可以計(jì)算得到相貫曲線的軌跡根據(jù)管壁表面相貫軌跡的最高兩點(diǎn)做垂直圓柱底面截面，可以求得斜圓管的截面，可得相貫軌跡在平面上的投影，可以求出此投影的輪廓曲線，進(jìn)而根據(jù)輪廓曲線和投影關(guān)系求出相貫接口的軌跡方程，根據(jù)方程可得到兩個(gè)管接口軌跡數(shù)控?cái)?shù)據(jù)，這一過程都在程序內(nèi)部自動(dòng)處理。5)在切割兩個(gè)或兩個(gè)以上的相貫軌跡時(shí)，需要增加軌跡相隔間距參數(shù)。所述圓柱上的切口形狀不限于相貫形狀，可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，可以切割出不同的形狀。
權(quán)利要求1.一種管材切割系統(tǒng)，其特征在于，所述管材切割系統(tǒng)包括控制裝置，用于輸入控制參數(shù)，通過內(nèi)部計(jì)算處理生成兩軸控制運(yùn)動(dòng)軌跡，并輸出控制指令；切割槍頭；旋轉(zhuǎn)軸，用于控制圓柱管材以圓心線旋轉(zhuǎn)；平面移動(dòng)軸，用于控制切割槍頭沿圓心線方向移動(dòng)，可以對單圓管進(jìn)行管壁和截面切割；所述切割槍頭與平面移動(dòng)軸移動(dòng)端機(jī)械固定連接；管材夾緊裝置，用于配合旋轉(zhuǎn)軸精確旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)軸及平面移動(dòng)軸分別與控制單元電性連接；所述旋轉(zhuǎn)軸與所述夾緊裝置機(jī)械固定連接。
2.如權(quán)利要求I所述管材切割系統(tǒng)，其特征在于所述控制裝置包含控制輸入顯示屏、數(shù)據(jù)計(jì)算處理單元、控制指令輸出單元。
3.如權(quán)利要求I或2所述管材切割系統(tǒng)，其特征在于所述平面移動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)過程中切割槍頭與圓柱保持垂直狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求I或2所述管材切割系統(tǒng)，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)軸為由伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求I或2所述管材切割系統(tǒng)，其特征在于所述平面移動(dòng)軸由驅(qū)動(dòng)裝置、噴槍傳動(dòng)裝置組成。
6.如權(quán)利要求5所述管材切割系統(tǒng)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)裝置為伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述傳動(dòng)裝置為絲桿傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)或傳送帶傳動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種管材切割系統(tǒng)，包括控制裝置，用于輸入控制參數(shù)，并通過內(nèi)部計(jì)算處理生成兩軸控制運(yùn)動(dòng)軌跡，并輸出控制指令；切割槍頭；旋轉(zhuǎn)軸，用于控制圓柱管材以圓心線旋轉(zhuǎn)；平面移動(dòng)軸，用于控制切割槍頭沿圓心線方向移動(dòng)，平面移動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)過程中切割槍頭與圓柱保持垂直狀態(tài)，可以對單圓管進(jìn)行管壁和截面切割，可以切割圓管材之間的相貫線軌跡；所述切割槍頭與平面移動(dòng)軸移動(dòng)端機(jī)械固定連接；管材夾緊裝置，用于配合旋轉(zhuǎn)軸精確旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)軸及平面移動(dòng)軸分別與控制單元電性連接；所述旋轉(zhuǎn)軸與所述夾緊裝置機(jī)械固定連接。本實(shí)用新型簡化了硬件和軟件配置，有效降低成本，易化了圖形處理步驟。
文檔編號(hào)B23K37/00GK202684372SQ20122032539
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者譚曉丹, 王曉剛, 曾逸 申請人:深圳眾為興技術(shù)股份有限公司