数控仿形飞锯在HFW生产线上的应用.pdf

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1、第24卷第3期江汉石油科技V01．24No．32014年9月JIANGHANPETR0LEUMSCⅢNCEANDTECHNOLOGYSep．2014数控仿形飞锯在I--IFW生产线上的应用李凤辉，钟存福(中国石化集团石油工程机械有限公司沙市钢管厂，湖北荆州市434001)摘要：飞锯机是高频焊管生产线上的关键设备，它不仅控制管材按照规定尺寸锯切的精度，同时制约着生产线的生产速度和切口质量。数控仿形飞锯在国外已应用多年，技术十分成熟；此次我厂引进美国数控仿形飞锯具有结构紧凑、操作方便、控制精度高、可靠性好等优点。该飞锯系统的特点是小车驱动系统采用的是交流伺服电机驱动，其驱动能耗小，控制精

2、度高，稳定性好，此外，该飞锯系统电控部分采用了西门子数控D435，定尺精度相当高。在高频焊管生产线上具有很好的推广价值，重点介绍了数控飞锯机的主要结构和工作原理，为今后飞锯机的设计和选型提供参考。关键词：飞锯机；高频焊管；数控仿形技术；切割算法；飞锯工作原理。数控飞锯机是高频焊管生产线上的关键设备，飞锯可用四个锯片(当钢管管径≥用于把焊管生产线生产出的连续圆管／方矩管切分成273mm)或两个锯片(当钢管管径<273mm)来特定长度，位于定径段之后。它不仅控制管材按照切割管子，现在我们用四个锯片切割管子来举例规定尺寸锯切的精度，同时制约着生产线的生产速(如图2)。具体步骤如下：①通过在

3、飞锯前的测量度和切口质量，一旦飞锯机不能正常工作，整条生轮测量出钢管长度，当钢管达到目标米数时，锯车产线将停止运行。加速到与生产线同步，夹具夹紧钢管；②沙市钢管厂遵循高起点、高效益的原则，在“x”“Y”“U”和“v”进给电机快速推进到距HFW生产线中选购美国ABBEY公司的数控仿形飞离钢管外径处；③“x”“Y”“U”和“V”精确锯。其数控飞锯采用极坐标仿形式，由2～4个主动而缓慢的切人钢管内壁，进给结束；④笼式旋转电旋转的锯片沿钢管外壁进给，近似于铣削，切口质机开始逆时针旋转。当锯车主轴旋转到软件根据壁量好。经实践证明，其飞锯机结构紧凑、操作方厚所规定的位置时，逆时针旋转结束；⑤当笼

4、式旋便、控制精度高、可靠性高。转电机顺时针旋转到目标位置时，“X”““u”和“V”进给电机迅速退回到起1飞锯机设备组成和特点始位置；⑥当“x”“Y”“u”和“V”退回到起始位置时，夹具松开，锯车返回到零位，笼式旋转沙市钢管厂飞锯机是从美国ABBEY公司引进的电机逆时针旋转回零位。在锯车及其主轴回到零位全进口设备。设备机械系统包括测量轮、锯车、小之后，飞锯就已经准备好进行下一次切割。车驱动系统、笼式旋转机构、锯片旋转机构、锯片给进机构、支撑台架、液压单元、操作台、数控单3数控仿形飞锯机的控制算法元等组成(见图1)。该飞锯系统的特点是小车驱动系统采用的是交3．1飞锯小车驱动的算法流伺服电

5、机驱动，其驱动能耗小，控制精度高，稳在飞锯系统中，最重要控制对象，即锯车和测量定性好，此外，该飞锯系统电控部分采用了西门子数控D435，定尺精度相当高。第一作者简介：李凤辉，女，机械助理工程师，主要从事焊管设备管理和机械设计方面研究。2数控仿形飞锯机的工作原理g3期李凤辉，等：数控仿形飞锯在HFw生产线上的应用·77·割位置之前，锯车静止在零位。0【=ASIN((Ql2)／rid)×(180／3．141592)；(2)加速阶段AB段：锯车的同步距离为B=2仅；(5)600mm，因此钢管运行到11．404m时，锯车开始加式中：R一锯片的半径toni；速，直到与钢管同步。一钢管的内半径r

6、ain；(3)同步匀速阶段BC段：在锯车速度与钢管PlungeOfsetmm一锯片切人钢管内径的深度，同步且钢管位置达到12．004mm时，夹具夹紧，同步mill；完成。数控单元纪录本次切割的位置以上公式中，足，／d,PlungeOfset_mm都是在(Mastercutpos=12．0041／lm)；计算下次切割位置人机界面中输入的已知量，故通过以上的计算可得(nextcutpos=24．008mlT1)；锯车相对钢管位置不飞锯旋转角度。变，切割钢管。(4)正向减速，减速CD段：钢管切割完成，夹具松开，解除同步。锯车开始减速直至速度为零。(5)反向加速回到零位阶段DG段：锯车反向加

7、速回到零位，准备下一次切割。V●门．U～图4旋转角度图4结束语美国数控仿形飞锯机的控制系统自动化程度高、系统稳定，由于其锯片定位、锯车加速采用了图3锯车运动时速度与时间的相对曲线数控系统，使切割尺寸非常精确，定尺精度达到了0～6．3mm，而且由于使用四个硬质合金锯片仿形锯3_2飞锯旋转角度的算法切钢管，其切口质量良好，可切割直径范围飞锯旋转角度直接影响到飞锯机的效率，如使219．1mm一630mm，可切割壁厚范围4mm～用四个锯片，其实笼式旋转电机并不需要