筒体切割设备设计原理
阐述了针对金属圆筒表面上切割圆孔、椭圆孔或任意形状的孔以及端头切割的数控筒体切割机的设计。
一现状
随着高压开关行业的发展,对筒体翻边预孔切割的要求也越来越高，用无余量自动切割工件表面空间曲线的设备代替留余量手工切割,已成必然的发展方向。然而，在实际生产过程中，大部分单位还是采用手工或半自动切割设备进行切割，不仅生产的精度达不到要求，而且效率也比较低下。
二要求
对于筒体切割设备应能满足用于板料卷焊结构筒体以及成型管材上开孔加工，具备在筒体上切割相贯线孔、椭圆孔和筒体表面曲线能力。可用于高压开关筒体上翻边预孔的切割,高压母线筒体上翻边预孔和弯头的切割,以及切割相贯孔（正交、斜交、偏交、偏斜交）。因此需开发一种能够满足上述要求的筒体切割设备来进行高质的切割，尤其以数控设备为佳。这是因为数控设备不仅具有编程灵活、切割精度高的特点，而且容易进行系统升级和功能扩展，以满足日后发展的需要。
三结构组成
针对于工件的特点,特别设计了一种双卡盘式数控筒体切割机,由主动卡盘、床身（床身a和床身b）、辅助卡盘、筒体托架、割炬移动部分（包括割炬左右、上下、左右摆动、前后摆动）等部分组成。其数控轴数可根据工件的要求,可在三轴到六轴之间选择。数控系统按照给定参数计算出空间轨迹，控制伺服电机协调工作，从而使筒体进行旋转的同时，割枪进行空间曲线切割。结构如上图1所示：
之所以采用双卡盘结构，主要原因如下：
1．原先在对筒体孔群进行加工时，往往采取*行人工画线，然后在切割每个孔时，再进行人工找正，这样不仅费时费力，而且切割精度低，孔群之间孔的位置精度不易保证，事倍而功半。而采用双卡盘结构，可一次性加工出筒体上的所有孔，保证孔群之间孔的位置相互的性。其工作原理是卡盘夹住工件进行旋转，切割头在工件长度方向上进行移动，由数控系统控制通过二者的合成运动，从而实现对筒体的各种曲线轨迹切割。由于筒体是在卡盘的夹持下进行旋转，其旋转轴是采用伺服电机通过高精度的减速机驱动卡盘回转，可进行准确的数控定位，定位误差由机床本身来保证，这就大大提高切割的精度与效率。
2．由于筒体，尤其是大型的筒体均是由板材卷焊而成，其圆度与直线度均有较大的误差，如采用传统的数控管切割机（结构大多为单卡盘结构，见上图2）时，会造成筒体在旋转过程中，筒体在托架上跳动，造成工件定心困难。
而采用双卡盘结构，其中一个为主动卡盘另一个为辅助夹紧卡盘，由于两个卡盘同轴，这使工件在夹紧后左右两端自动处于同一轴线上，并且均为自定心卡盘，可做到同步夹紧，避免了工件的找正的工作。而在工件切割孔时，无需撤走辅助夹紧卡盘，就可进行切割。同时其夹紧力可根据工件材质和厚度的不同而进行夹紧力的调节。
四结构特点
1．机床可配有多达5个数控轴的割炬运动，以实现对筒体的全面高质量的切割这五个轴分别为割炬左右移动、上下移动、左右摆动、前后摆动以及割炬摆动。其功能如下所述：
1．1割炬的左右移动轴是与卡盘回转轴相配合，实现对筒体的各种曲线轨迹切割。是机床*的数控轴之一。
1．2割炬的上下移动轴是用来实现筒体加工的数控定位功能。
1．3割炬的左右摆动轴在筒体进行端头加工时，实现坡口的一次成型。
1．4割炬的前后摆动轴主要是与割炬左右摆动轴一同实现对筒体孔加工的360°全坡口切割功能。
1．5割炬的调整轴主要是进行筒体切割时，实时调整割炬的位置，从而保证了割炬位置与筒体表面的高度是恒定的，提高了切割质量。
这几个数控轴中的割炬左右摆动、前后摆动、割炬调整等均可根据用户的要求进行增减，以满足用户多种的需求。
2．机床的卡盘回转轴是机床主要的数控轴，其运转的精度和平稳性决定着机床的性能，加之卡盘直径往往较大较重，有些直径超过1m，因而采用高精度、大规格的滚柱轴承来支承卡盘主轴，用以提高卡盘支承处的刚性和回转精度，并且主轴由伺服电机通过无齿隙齿轮机构驱动，实现筒体的传动。
3．机床的割矩左右移动轴，也是机床*的数控轴，其精度影响着设备切割的精度，因而采用直线导轨副导向，并采用伺服电机和进口减速机驱动齿轮、齿条传动来保证其运动的定位精度。因为直线导轨副具有优越的动态响应性能，无间隙、运动精度高和良好的承载能力。与之相配，安装床身b采用高架式框架床身，在提高了刚性的同时，使移动部件的质量降低到zui小，提高了切割头的速度和动态响应性能。在移动滑台上装有防护板，可有效防止在切割时废渣喷溅在导轨上,再加上直线导轨副上滑块本身具有的金属刮板可进一步将可能附着再导轨上的异物和废渣清除掉，从而避免异物进入导轨滑块，提高了导轨的使用寿命和使用精度。
4．机床的辅助卡盘能够进行机动移动，以适应工件长短的变化，其床身a采用直线导轨副导向。导轨采用倒装方式，安装在床身的上平面的下面，因此，在切割过程中，废料和割渣均落在床身的上平面上。从而对导轨进行了良好的防护，并且导轨滑块使用了金属刮板和防尘片，可进一步去除导轨上的异物。并采用电机减速机（非数控）驱动齿轮、齿条传动。
5．机床的割矩左右摆动轴和前后摆动轴，采用了巧妙的机械结构保证割炬头部的定点不随电机的旋转而变化，可保证割炬头部在坡口切割过程中，高度不变，不仅大大简化了数控系统的难度，而且容易保证切割的质量。
6．机床的割矩调整轴采用伺服电机与丝杠直联，具有良好的动态响应性能，使调整轴能够迅速响应系统的要求，从而达到在工作状态下，可根据可检测切割位置处管子的畸形（如：外形圆度误差等），实时调整割矩位置，保证了割矩以及工件的相对位置，保证切割的精度。
7．机床有2组筒体托架可对工件进行支承，并可根据不同直径的钢管调节滚轮的开度，以实行不同直径钢管的支撑。并可在床身a的导轨上自由移动，从而实现在不同位置上的支撑。
8．机床具有等离子和火焰两种切割方式，可进行快速更换，以满足不同材料和厚度的筒体切割。
五数控功能
机床采用海德盟的hi800数控系统，是海德盟与德国powerautomation公司共同合作开发的基于pc技术的高性能cnc。系统采用windownt/2000操作系统及pa实时内核（realtimekernel），软件数控（softcnc）技术的应用及开放式cnc架构，使用户可以灵活地组态cnc功能模块，能满足各种特殊类型机床的复杂控制。
hi800可控制6个数控轴，可实现卡盘回转、割炬左右移动、割炬左右摆动、割炬前后摆动、割炬调整5个轴的联动。并且具有抗*力强，可在等离子切割时，保证系统的稳定性。产品兼容多种pc机部件，可以充分利用丰富的计算机软硬件资源，使系统升级简单易行。同时hi800利用硬盘存储加工程序，实现海量nc内存（大于10gb），大大缩短了nc程序读取时间，使得机床的加工效率成倍提高。另外，基于pc的开放式数控系统直接配置通用网络接口，可以直接通过网络读取用户加工程序。
机床应具备如下的功能来满足切割的要求：
1、中文显示图形界面，人机对话。并实时显示割嘴位置和切割速度。
2、只需输入切割速度，则每轴的速度可自动调整。
3、多种切割程序记忆，并可进行程序连续切割。
4、三种坡口方式（定角、定点、定角4），坡口范围如下：
气体切断max60º等离子max45
5、割缝补偿功能。
6、在线和离线编程。
7、可实现一次坡口连续切割，具有定角度和变角度坡口面切割功能。
8、具有断电、断点记忆功能以及自动报警、诊断功能。
9、数控自动定位和多种速度控制、暂停加减速控制
10、沿轨迹返回原位、再返回功能
六结语
由此可见采用双卡盘式结构筒体数控切割机，不仅可用于高压开关筒体翻边预孔切割，也可用于锅炉、油罐、管道筒体、压力容器及球形壳体等的加工。机床可在一次装夹中，完成对筒体进行、高质量的切割，大大提高切割的精度和效率。
冷冻干燥技术应用-速食面（FD面）
微孔滤膜过滤器/清洁度检测装置SH-T0093
现在车库用无机纤维喷涂棉一立方造价多少钱？报价详询
TDS手持式超声波流量计在供暖行业的应用研究
BURKERT电磁阀密封结构
筒体切割设备设计原理
直流电源与交流电源的区别有哪些
岩棉保温板应该如何去安装呢？
数控机床的环保发展
基恩士传感器型号的数字字母代表什么意思
滚轮滑轮耐久寿命试验机
浸四氟液石棉盘根采购
微量水份测定仪的调试
手持式细胞破碎仪的7大优点
如何对塑料拖链使用中的保养及合理的维护？
详谈P-5L2C微电脑粉尘仪
ARAMUS™ 一次性冻存袋的颗粒检测
小动物活体成像光学标记中该如何选择荧光素酶报告基因
管式炉使用中之石英管的使用和维护
深国安恶臭污染物低浓度无线三甲胺气体检测仪
一现状
随着高压开关行业的发展,对筒体翻边预孔切割的要求也越来越高，用无余量自动切割工件表面空间曲线的设备代替留余量手工切割,已成必然的发展方向。然而，在实际生产过程中，大部分单位还是采用手工或半自动切割设备进行切割，不仅生产的精度达不到要求，而且效率也比较低下。
二要求
对于筒体切割设备应能满足用于板料卷焊结构筒体以及成型管材上开孔加工，具备在筒体上切割相贯线孔、椭圆孔和筒体表面曲线能力。可用于高压开关筒体上翻边预孔的切割,高压母线筒体上翻边预孔和弯头的切割,以及切割相贯孔（正交、斜交、偏交、偏斜交）。因此需开发一种能够满足上述要求的筒体切割设备来进行高质的切割，尤其以数控设备为佳。这是因为数控设备不仅具有编程灵活、切割精度高的特点，而且容易进行系统升级和功能扩展，以满足日后发展的需要。
三结构组成
针对于工件的特点,特别设计了一种双卡盘式数控筒体切割机,由主动卡盘、床身（床身a和床身b）、辅助卡盘、筒体托架、割炬移动部分（包括割炬左右、上下、左右摆动、前后摆动）等部分组成。其数控轴数可根据工件的要求,可在三轴到六轴之间选择。数控系统按照给定参数计算出空间轨迹，控制伺服电机协调工作，从而使筒体进行旋转的同时，割枪进行空间曲线切割。结构如上图1所示：
之所以采用双卡盘结构，主要原因如下：
1．原先在对筒体孔群进行加工时，往往采取*行人工画线，然后在切割每个孔时，再进行人工找正，这样不仅费时费力，而且切割精度低，孔群之间孔的位置精度不易保证，事倍而功半。而采用双卡盘结构，可一次性加工出筒体上的所有孔，保证孔群之间孔的位置相互的性。其工作原理是卡盘夹住工件进行旋转，切割头在工件长度方向上进行移动，由数控系统控制通过二者的合成运动，从而实现对筒体的各种曲线轨迹切割。由于筒体是在卡盘的夹持下进行旋转，其旋转轴是采用伺服电机通过高精度的减速机驱动卡盘回转，可进行准确的数控定位，定位误差由机床本身来保证，这就大大提高切割的精度与效率。
2．由于筒体，尤其是大型的筒体均是由板材卷焊而成，其圆度与直线度均有较大的误差，如采用传统的数控管切割机（结构大多为单卡盘结构，见上图2）时，会造成筒体在旋转过程中，筒体在托架上跳动，造成工件定心困难。
而采用双卡盘结构，其中一个为主动卡盘另一个为辅助夹紧卡盘，由于两个卡盘同轴，这使工件在夹紧后左右两端自动处于同一轴线上，并且均为自定心卡盘，可做到同步夹紧，避免了工件的找正的工作。而在工件切割孔时，无需撤走辅助夹紧卡盘，就可进行切割。同时其夹紧力可根据工件材质和厚度的不同而进行夹紧力的调节。
四结构特点
1．机床可配有多达5个数控轴的割炬运动，以实现对筒体的全面高质量的切割这五个轴分别为割炬左右移动、上下移动、左右摆动、前后摆动以及割炬摆动。其功能如下所述：
1．1割炬的左右移动轴是与卡盘回转轴相配合，实现对筒体的各种曲线轨迹切割。是机床*的数控轴之一。
1．2割炬的上下移动轴是用来实现筒体加工的数控定位功能。
1．3割炬的左右摆动轴在筒体进行端头加工时，实现坡口的一次成型。
1．4割炬的前后摆动轴主要是与割炬左右摆动轴一同实现对筒体孔加工的360°全坡口切割功能。
1．5割炬的调整轴主要是进行筒体切割时，实时调整割炬的位置，从而保证了割炬位置与筒体表面的高度是恒定的，提高了切割质量。
这几个数控轴中的割炬左右摆动、前后摆动、割炬调整等均可根据用户的要求进行增减，以满足用户多种的需求。
2．机床的卡盘回转轴是机床主要的数控轴，其运转的精度和平稳性决定着机床的性能，加之卡盘直径往往较大较重，有些直径超过1m，因而采用高精度、大规格的滚柱轴承来支承卡盘主轴，用以提高卡盘支承处的刚性和回转精度，并且主轴由伺服电机通过无齿隙齿轮机构驱动，实现筒体的传动。
3．机床的割矩左右移动轴，也是机床*的数控轴，其精度影响着设备切割的精度，因而采用直线导轨副导向，并采用伺服电机和进口减速机驱动齿轮、齿条传动来保证其运动的定位精度。因为直线导轨副具有优越的动态响应性能，无间隙、运动精度高和良好的承载能力。与之相配，安装床身b采用高架式框架床身，在提高了刚性的同时，使移动部件的质量降低到zui小，提高了切割头的速度和动态响应性能。在移动滑台上装有防护板，可有效防止在切割时废渣喷溅在导轨上,再加上直线导轨副上滑块本身具有的金属刮板可进一步将可能附着再导轨上的异物和废渣清除掉，从而避免异物进入导轨滑块，提高了导轨的使用寿命和使用精度。
4．机床的辅助卡盘能够进行机动移动，以适应工件长短的变化，其床身a采用直线导轨副导向。导轨采用倒装方式，安装在床身的上平面的下面，因此，在切割过程中，废料和割渣均落在床身的上平面上。从而对导轨进行了良好的防护，并且导轨滑块使用了金属刮板和防尘片，可进一步去除导轨上的异物。并采用电机减速机（非数控）驱动齿轮、齿条传动。
5．机床的割矩左右摆动轴和前后摆动轴，采用了巧妙的机械结构保证割炬头部的定点不随电机的旋转而变化，可保证割炬头部在坡口切割过程中，高度不变，不仅大大简化了数控系统的难度，而且容易保证切割的质量。
6．机床的割矩调整轴采用伺服电机与丝杠直联，具有良好的动态响应性能，使调整轴能够迅速响应系统的要求，从而达到在工作状态下，可根据可检测切割位置处管子的畸形（如：外形圆度误差等），实时调整割矩位置，保证了割矩以及工件的相对位置，保证切割的精度。
7．机床有2组筒体托架可对工件进行支承，并可根据不同直径的钢管调节滚轮的开度，以实行不同直径钢管的支撑。并可在床身a的导轨上自由移动，从而实现在不同位置上的支撑。
8．机床具有等离子和火焰两种切割方式，可进行快速更换，以满足不同材料和厚度的筒体切割。
五数控功能
机床采用海德盟的hi800数控系统，是海德盟与德国powerautomation公司共同合作开发的基于pc技术的高性能cnc。系统采用windownt/2000操作系统及pa实时内核（realtimekernel），软件数控（softcnc）技术的应用及开放式cnc架构，使用户可以灵活地组态cnc功能模块，能满足各种特殊类型机床的复杂控制。
hi800可控制6个数控轴，可实现卡盘回转、割炬左右移动、割炬左右摆动、割炬前后摆动、割炬调整5个轴的联动。并且具有抗*力强，可在等离子切割时，保证系统的稳定性。产品兼容多种pc机部件，可以充分利用丰富的计算机软硬件资源，使系统升级简单易行。同时hi800利用硬盘存储加工程序，实现海量nc内存（大于10gb），大大缩短了nc程序读取时间，使得机床的加工效率成倍提高。另外，基于pc的开放式数控系统直接配置通用网络接口，可以直接通过网络读取用户加工程序。
机床应具备如下的功能来满足切割的要求：
1、中文显示图形界面，人机对话。并实时显示割嘴位置和切割速度。
2、只需输入切割速度，则每轴的速度可自动调整。
3、多种切割程序记忆，并可进行程序连续切割。
4、三种坡口方式（定角、定点、定角4），坡口范围如下：
气体切断max60º等离子max45
5、割缝补偿功能。
6、在线和离线编程。
7、可实现一次坡口连续切割，具有定角度和变角度坡口面切割功能。
8、具有断电、断点记忆功能以及自动报警、诊断功能。
9、数控自动定位和多种速度控制、暂停加减速控制
10、沿轨迹返回原位、再返回功能
六结语
由此可见采用双卡盘式结构筒体数控切割机，不仅可用于高压开关筒体翻边预孔切割，也可用于锅炉、油罐、管道筒体、压力容器及球形壳体等的加工。机床可在一次装夹中，完成对筒体进行、高质量的切割，大大提高切割的精度和效率。
冷冻干燥技术应用-速食面（FD面）
微孔滤膜过滤器/清洁度检测装置SH-T0093
现在车库用无机纤维喷涂棉一立方造价多少钱？报价详询
TDS手持式超声波流量计在供暖行业的应用研究
BURKERT电磁阀密封结构
筒体切割设备设计原理
直流电源与交流电源的区别有哪些
岩棉保温板应该如何去安装呢？
数控机床的环保发展
基恩士传感器型号的数字字母代表什么意思
滚轮滑轮耐久寿命试验机
浸四氟液石棉盘根采购
微量水份测定仪的调试
手持式细胞破碎仪的7大优点
如何对塑料拖链使用中的保养及合理的维护？
详谈P-5L2C微电脑粉尘仪
ARAMUS™ 一次性冻存袋的颗粒检测
小动物活体成像光学标记中该如何选择荧光素酶报告基因
管式炉使用中之石英管的使用和维护
深国安恶臭污染物低浓度无线三甲胺气体检测仪