管道相貫線自動切割機器人切割系統(tǒng)的研究設(shè)計含proe三維仿真及8張CAD圖,管道,相貫線,自動,切割,機器人,系統(tǒng),研究,鉆研,設(shè)計,proe,三維,仿真,cad 關(guān)于相貫線切割機器人的調(diào)研報告 一、 調(diào)研目的 在現(xiàn)代社會中,鋼管的運用領(lǐng)域極為廣泛,船舶、橋梁、電力、石油、化工、冶金等行業(yè),都大量地需要對圓管進行交叉焊接,這些鋼管直徑大小不一,其相貫線的確定及切割就成為一個極大的難題。這是由于各種鋼管之間的組合復(fù)雜多樣,而且往往存在一些變角度坡口,如果切割質(zhì)量不過關(guān),將會直接影響到后續(xù)的焊接等工序,從而無法保證加工質(zhì)量;此外,人工切割精度往往不高,即使經(jīng)過打磨,其質(zhì)量也很難達到設(shè)計的基本要求;而且相貫線是不規(guī)則的曲線,編輯數(shù)據(jù)代碼需要大量的計算,其準(zhǔn)確性無從考證。 三維數(shù)控相貫線切割設(shè)備利用圖形幾何原理，自動進行相貫線線型的計算，無需制作模板，大大縮短了輔助加工時間，采用機械傳動，降低人為誤差，提高了加工質(zhì)量。鑒于相貫切割的特點和精度要求，三維數(shù)控相貫線切割設(shè)備應(yīng)該被廣泛用于相貫切割加工。 因此，我對市場上現(xiàn)有的相貫線切割設(shè)備進行了相關(guān)調(diào)查。 二、 調(diào)研形式 使用了網(wǎng)絡(luò)和電話進行調(diào)研。  三、 調(diào)研內(nèi)容 3.1產(chǎn)品一 價格: 48000 元/臺 ZLQ-13（組合型）數(shù)控相貫線切割機 價格：相貫線專用部件（4.8萬/臺）＋所選型數(shù)控切割機（詳見各機型報價） 3.1.1機型特點 　　為滿足用戶進行圓管的相貫線切割以及鋼板的異形加工，我公司研發(fā)生產(chǎn)了（組合型）數(shù)控相貫線切割機，原理是：將相貫線切割專用部件，配置到ZLQ-4到ZLQ-11各型切割機上，來完成相貫線切割。其最大特點：當(dāng)批量不大時實現(xiàn)一機多用（圓管及鋼板的數(shù)控切割），從而減少設(shè)備投入和場地占用。 3.1.2數(shù)控相貫線切割機功能： 　　1、能在主管上切割多個不同方向、不同直徑的圓柱相貫線孔，滿足支管軸線與主管軸線偏心和非偏心的垂直相交的條件。 　　2、能在支管端部切割圓柱相貫線端頭，滿足支管軸線與主管軸線偏心和非偏心的垂直相交、傾斜相交的條件。 　　3、能在圓管端部切割斜截端面。 　　4、能在圓管上切割焊接彎頭，“蝦米節(jié)”兩端斜截斷面。 　　5、能切割與環(huán)形主管相交的支管相貫線端頭。 　　6、能切割變角度坡口面。 　　7、能在圓管上切割方孔、腰形孔。 　　8、能進行鋼管截斷。 3.1.3基本配置 　　機械部分 　　1、切割機主機縱向長度　　根據(jù)選型縱向軌道長度而定（可加長） 　　2、相貫線部件導(dǎo)軌長度　　3000mm（可3m/節(jié)加長） 　　3、數(shù)控割炬　　　　　　　1套 　　4、自動點火　　　　　　　1套 　　5、氣路管帶裝置　　　　　1套 　　6、縱向驅(qū)動方式　　　　　齒輪齒條 　　7、管路傳動方式　　　　　橫向拖鏈 　　8、火焰切割氣體　　　　　氧、乙炔（或氧、丙烷） 　　9、等離子　　　　　　　　可選配達到切割壁厚的等離子電源 　　電控部分 　　10、數(shù)控系統(tǒng) 武漢藍訊 　　11、驅(qū)動系統(tǒng)/電機 國產(chǎn)或進口 3.1.4主要技術(shù)指標(biāo) 切割范圍　1、最大有效切割直徑1000mm 　　　　　　　2、最小有效切割直徑50mm 　　切割指標(biāo)　3、數(shù)控火焰切割壁厚6－180mm 　　　　　　　4、數(shù)控等離子切割壁厚 根據(jù)等離子電源決定 　　機器性能　5、割炬升降距離 230mm 　　　　　　　6、整機運行速度 0-3500mm/min 　　　　　　　7、設(shè)定速度誤差 ≤±5％ 3.2產(chǎn)品二 3.2.1功能： 1、能在主管上切割多個不同方向、不同直徑的圓柱相貫線孔，滿足支管軸線與主管軸線偏心和非偏心的垂直相交的條件。 2、能在支管端部切割圓柱相貫線端頭，滿足支管軸線與主管軸線偏心和非偏心的垂直相交、傾斜相交的條件。 3、能在圓管端部切割斜截端面。 4、能在圓管上切割焊接彎頭，“蝦米節(jié)”兩端斜截斷面。 5、能切割與環(huán)形主管相交的支管相貫線端頭。 6、能切割變角度坡口面。 7、能在圓管上切割方孔、腰形孔。 8、能進行鋼管截斷。 3.2.2主要技術(shù)參數(shù) 1、切割鋼管尺寸 外徑：Φ60-Φ600mm 2、切割碳鋼：壁厚 5-25mm 3、鋼管通過主軸孔徑：Φ200mm 4、切割鋼管長度：12000mm 5、控制軸數(shù)：6軸(或5軸) 6、最大行程 X向：10000mm 　　　　　　Y向： 600mm 　　　　　　Z向： 400mm 7、切割速度：10～2000mm/min 8、坡口角度：≤60° 9、最大旋轉(zhuǎn)角度 　　　ωW ：無限回轉(zhuǎn)（管件旋轉(zhuǎn)） 　　　ωB ：±70°（割炬擺角） 　　　ωA ：無限回轉(zhuǎn)（割槍繞Z軸） 3.2.3設(shè)備基本配置 1、火焰主割機一臺（配置無限回轉(zhuǎn)割炬一套）。 2、高速預(yù)熱氣路系統(tǒng)一套。 3、滑座一套（含X向驅(qū)動裝置一套）。 4、Z向?qū)к壖膀?qū)動裝置一套。 5、Y向?qū)к壖膀?qū)動裝置一套。 6、控制柜一套。 7、操作臺一套。 8、鋼管托架三套。 9、六軸驅(qū)動，其中五個軸為日本松下公司的全數(shù)字交流伺服電機，一個軸為美國斯達特公司的細分步步進電機。 10、自動點火裝置一套，采用氧—乙炔氣切割方式。 3.2.4控制系統(tǒng) 硬件： 　 采用進口原裝臺灣研楊科技集團AMB-655HT-B4一體化工作站 主要配置 　 Intel Pentium 233MHz，采用多媒體觸摸屏，15英寸高分辨率彩色液晶顯示器，VZA圖形高速處理卡，64M內(nèi)存，8M電子盤，3.5英寸軟驅(qū)，40G硬盤一個。 特性 ● 15″XGATFTLCD顯示屏（液晶） ● 鋁合金面板 ● 符合NEMA4/12&IP65防水面板 ● 2個薄膜鍵盤，59個數(shù)據(jù)鍵和24個功能鍵 ● 具有安裝光驅(qū)、軟驅(qū)、硬盤框架 ● 10槽ISA/PCI總線的底板 ● 電源開關(guān)、LCD亮度調(diào)整裝置、背光控制設(shè)置再前面板功能鍵后規(guī)格 ● 架構(gòu)：符合NEMA4/12鋁合金面板 ● 顯示屏：15″XGA(1024X768)TFTLCD(液晶) ● 磁盤框架：CD-ROM，&3.5″HDD和3.5″FDD ● 面板顏色：PAL-7035 ● 安裝：8U高嵌入式安裝 ● 電源：標(biāo)準(zhǔn)250W電源 ● 尺寸（W×H×D）:483×354×255㎜(19″×19.3″×10″) ● 凈重：21㎏（46.31bs） 顯卡 ● （MBC-268B＋LVDS） ● 類型：短卡PCI-總線 ● 顯示芯片：ChipsT65555 ● 顯示內(nèi)存：內(nèi)置2MB ● LCD接口：支持36-bit的tcd接口 ● 最大分辨率：1024X768 環(huán)境 ● 工作溫度：0度～50度 ● 儲存溫度：-20度-60度 ● 儲存溫度：5~95%，無壓縮 ● 抗震系數(shù)：5~17Hz，0.1“雙角度震蕩17~500Hz，1.5G上下震動 ● 抗沖擊系數(shù)：10G的加速沖擊（11mesc，持續(xù)時間） ● EMI：通過FCC/CE ClassA 觸摸屏 MicroTouch電容式觸摸屏的特點 ● 1024×1024的高解析度 ● 抗劃傷，超常使用壽命 ● 最短的觸摸時間3ms ● 19.2Kbaud轉(zhuǎn)換速度，每秒最多270個觸摸點 ● 高精確度，錯誤率低于1% ● 完整的軟件支持MS-DOS,WindowsOS/2Windows95/NT 控制系統(tǒng)軟件功能： ● 單一形狀切割參數(shù)化可選編程 ● 多個形狀切割參數(shù)化組合編程 ● 定角度、焊接坡口切割控制 ● 暫停、加減速控制 ● 沿原軌跡返回、再返回功能 ● 自動點火、快速預(yù)熱、自動穿孔 ● 斷點、斷電記憶功能 ● 快速定位 ● CRT模擬加工、切割過程同步跟蹤顯示 ● 屏幕圖形自動測量、窗口放大、圖形位置的編輯及調(diào)整 ● 豐富、可擴充的宏程序調(diào)用及編輯功能 ● 自動報警、自動診斷 ● 中文顯示、人機對話 驅(qū)動系統(tǒng) 1、驅(qū)動柜總成 2、專用總線板 3、伺服電機驅(qū)動接口板 4、固態(tài)繼電器板 5、割機功能板 6、(原裝進口)交流伺服電機具有轉(zhuǎn)速、扭矩、位置偏差三種監(jiān)控方式，故障自動提示、報警、同步保護 氣路系統(tǒng) 1、具有快速預(yù)熱、無級調(diào)壓穿孔功能。 2、采用德國“寶德”二位二通電磁閥。 四、 調(diào)研結(jié)果 通過這次調(diào)研我了解了很多，數(shù)控相貫線切割設(shè)備的需求還是很大的，用戶在選擇一款新型的數(shù)控切割設(shè)備時還會考慮多方面的因素：: 　　1、管件的切割長度 　　2、管臂的切割直徑 　　3、管臂的切割厚度 　　4、整體管子的重量和回轉(zhuǎn)慣量 　　5、是否需要萬向回轉(zhuǎn)功能及打坡口功能 　　6、針對管的材料選擇適合的切割方式：一般碳鋼板用火焰切割，簿臂管和不銹鋼則適合用等離子切割 7、安裝的廠地和控制系統(tǒng)，電腦繪圖圖形轉(zhuǎn)換等等 所以，設(shè)計出新的數(shù)控相貫線切割設(shè)備還是很有必要的。 9