[发明专利]一种智能激光切管机及其定位方法

权利要求书

1.一种智能激光切管机，包括：

定位环、切割环、控制模块以及输入模块；

在定位环一侧的端面上，沿圆周方向均布固定有三个伸缩夹持气缸，三个伸缩夹持气缸具有缸体部以及伸缩杆部，其中缸体部沿定位环的径向方向铰接固定安装于定位环的端面上；在伸缩夹持气缸的伸缩杆部的自由端，设置有夹板；三个均布的伸缩夹持气缸通过伸缩杆部的移动，最终使夹板与管道的外周接触压紧，通过三个夹板，将管定位环固定在不同外径尺寸的管道的外周上；

在定位环的另一侧的端面上，沿圆周方向均布有三个伸缩平移气缸，三个伸缩平移气缸具有缸体部以及伸缩杆部，其中伸缩平移气缸的缸体部沿定位环端面的垂直方向铰接安装于定位环的端面上；在三个伸缩平移气缸的伸缩杆部的自由端，设置有球头连接结构；切割环通过该三个球头连接结构与伸缩平移气缸连接，从而将定位环与切割环连接；通过三个伸缩平移气缸的移动，可调节切割环与管道的角度，实现不同坡口角度的切割；

在转动切割环时，以刀具所形成的实际切割面的原点为转动原点调节角度；角度调节时，控制其中两个伸缩平移气缸伸出率一致，且不同于第三个伸缩平移气缸，完成切割平面的角度进行调节。

2.一种智能激光切管机的定位方法，其采用如权利要求1所述的智能激光切管机，其特征是：角度调节步骤如下：

第一步：控制三个伸缩夹持气缸具有同样的伸出率；

第二步：控制三个伸缩平移气缸具有同样的伸出率；

第三步：通过激光测距传感器测量管径R；

第四步：根据管径以及位置关系模型自动生成角度调节范围，输出显示控制设备，用于提醒操作人员；

第五部：操作人员通过显示控制设备输入待切割角度，切管机控制模块根据角度调节模型，输出三个伸缩平移气缸的伸出量，进而得到实际切割面的切割角度。

3. 如权利要求 2 所述的一种智能激光切管机的定位方法，其特征在于：所述角度调节步骤中第二步控制三个伸缩平移气缸具有同样的伸出率是控制三个伸缩平移气缸的伸出率为最大伸出量与最小伸出量的中间值。

4.如权利要求3所述的一种智能激光切管机的定位方法，其特征在于：所述角度调节模型为：

当操作人员输入转角β时，其中一个伸缩平移气缸的移动量：

其中：L1为其中一个伸缩平移气缸的移动量；

b=实际切割面原点O’至最顶部的伸缩平移气缸伸缩杆自由端 M 之间的距离；

c=实际切割面原点O’至最顶部的伸缩平移气缸缸体部与定位环铰接点F之间的距离；

d=伸缩平移气缸最大伸出量与最小伸出量之间的差值，也就是定位切割环为垂直平面时伸缩平移气缸伸缩杆自由端与缸体铰接点之间的距离；

ω=定位切割环为垂直平面时，缸伸缩杆自由端与实际切割面原点之间连线与缸体铰接点与实际切割面原点之间连线的夹角；

同理，可以得到另外两个同步伸缩的伸缩平移气缸的移动量，并且该移动方向与第一个伸缩平移气缸的移动方向相反，该模型中的长度和角度均为在以其中一个伸缩平移气缸位于最顶部的纵向平面视图中的二维长度和角度进行计算。