[发明专利]一种智能激光切管机及其定位方法

说明书

本发明涉及一种智能激光切管机以及其定位方法。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，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，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，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，同时，通过激光测距传感器以及位置关系模型实现了对不同管径的管道角度调节范围的提前预报，避免调节角度超过限制损坏切割机和管道。

技术领域

本发明涉及一种管道切割设备，尤其涉及一种智能激光切管机及其定位方法。

背景技术

现有切管机大多是采用锯片方式由上至下对管体进行多角度切除，但针对大直径大壁厚的大型管道，无法放置于传统的切管机进行切除。现有技术中，采用环切的方式，将可绕管道旋转的框架式切管设备固定于管道上，通过刀架绕管道的旋转以及刀具沿管道径向的逐渐进给，最终将管道环切。

对于通常的垂直管道坡口，在切管机垂直定位后即可进行切割，但是对于坡口角度方位有特定要求的(如坡口呈一定角度且方向相对于管体上已开设的孔、槽等具有特殊位置)坡口角度切割，则需要对环切式切管机的切割环相对于管道的角度进行定位，此外，还需要考虑实际切割轨迹与切割环定位平面的偏离，才能实现对位置固定的角度坡口的精确定位切割。因此，为了提高呈角度切割时切割面的定位精度，需设计相应的切割面智能激光定位方法。

另一方面，在切割环角度定位过程中，需要自动智能提示操作人员角度的调节范围，避免调节角度超过限制损坏切割机和管道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能激光切管机及其定位方法，以提高切管机角度调节的精度，简化刀具环切轨迹修正的复杂程度。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

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。

一种智能激光切管机的定位方法，其采用如前所述的数控激光切管机，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：控制三个水平伸缩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。