大直径开孔数控火焰切割机的研制

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1、第!"卷第#期$$$$$$$$$哈$尔$滨$工$程$大$学$学$报$$$$$$$$$$%&’(!")(#!**#年+月$$$$$$$$$$,&-./0’&120.34/5/64/77.4/68/497.:4;<$$$$$$$$$$$,-/(!**#大直径开孔数控火焰切割机的研制=!=王宗义，胡胜海，赵世军（=(哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨=>***=；!(哈尔滨工程大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨=>***=）摘$要：介绍了?@@A=型大直径开孔数控火焰切割机的设计方案及实际使用情况(该设备可完成在圆柱壳体上的大直径相贯

2、圆孔的开孔及切坡口工作，开孔直径范围（!=(*B#(*C）(所开孔可以是正交孔，也可以是偏心孔，并可切割变角度上下坡口(割炬高度变化范围：=(*C，切割厚度变化范围：#*B=!*CC，切割圆孔精度：D=CC(采用齿圈转桥式旋转机构、悬臂和弧板式枪摆机构相结合的结构设计(采用程序控制、示教和人机共享控制相结合的控制策略(工控机作为数控系统主机，三相混合式步进电机作为控制电机，光电编码器作为测量器件(本文着重对机械结构设计、数控系统软硬件设计进行了讨论，并给出了设计中应注意的一些问题(本设备已成功地应用于舰船建造(关键词：大直径开孔

3、；数控切割机；圆柱面；相贯线中图分类号：EF"G!#$文献标识码：H$文章编号：=**+AI*"#（!**#）*#A*!>GA*>!"#$%&’()$%$&*"+#",*$&%,$+,-"(-./",0**$&%/.,1$&"=!=JHKLM&/6N<4，28OP7/6NP04，M2HQOP4NR-/（=(OSP&&’&1H-;&C0;4&/，20.34/5/64/77.4/68/497.:4;<，20.34/=>***=，TP4/0；!(OSP&&’&1U7SP/4S0’0/V5’7S;.4S0’5/64/77.N4/6，20

4、.34/5/64/77.4/68/497.:4;<，20.34/=>***=，TP4/0）2)#*+.,*：EP7V7:46/0/VV797’&WC7/;&1??@N=3464/;7.:7S;4/6S4.S’71’0C7S-;;4/6C0SP4/7X7.74/;.&NV-S7V(Y464/;7.:7S;4/6S4.S’7:0/V3797’7V67:&/S&’-C/P-’’:S0/37S-;X4;P;P4:C0SP4/7(?40C7;7.&1S4.NS’7S-;;4/6：!=(*B#(*C；%7.;4S0’:;.&Z7：=(*C；

5、EP4SZ/7::&1S-;;4/6：#*B=!*CC；EP7W.7S4:4&/&1S-;;4/6S4.S’7：D=CC；ENR&4/;7/V0/VQ11NS7/;7.R&4/;7/VS0/37S-;X4;P;P4:C0SP4/7(EP73797’S-;;4/6S0/370;0S&/:;0/;&.090.47V0/6’7([0SZS4.S’7.04’，S0/;4’797.0/V0/0/6’7:X4/6:;.-S;-.70.7;P7C04/W0.;:&1;P7C7SP0/4S0’:<:;7C(.&6.0CC7VS&/;.&’，;

6、70SP4/60/VC0/NC0SP4/7S&/;.&’0.7-:7V4/;P7S&/N;.&’’0X(]/V-:;.40’S&CW-;7.4:-:7V0:KTS&CW-;7.，#NWP0:7P<3.4V:;7WW4/6NC&;&.:0:S&/;.&’C&;&.:0/VWP&;&7’7S;.4S7/S&V7.:0:C70:-.4/67’7C7/;:(EP7V7:46/&1C7SP0/4S0’:<:;7C，:&1;X0.70/VP0.VX0.7&1TKTX0:V4:S-::7V4/V7;04’(O&C7Z7

7、P&-’V37;.70;7VX4;PS0.7X7.76497/(EP4:C0SP4/7P0:377/-:7V:-SS7::1-’’<4/:P4W3-4’V4/6(3"45’+6#：346S4.S’7S-;;4/6；TKTS-;;4/6C0SP4/7；S&’-C/P-’’；4/;7.:7S;4/6’4/7$$在舰船建造过程中，有一个亟待解决的问题，数控火焰切割机(切割要求如图=所示(开孔可以就是圆柱壳体上的大直径开孔问题(要求开孔直是正交孔，即两相贯的圆柱面的轴线垂直相交；也径（=(*B#(*C），并可开变角度坡口(这些大直可以是

8、偏心孔，即两相贯的圆柱面的轴线垂直但径孔的加工是舰艇建造中的关键工艺难题(其开不相交，有一定的偏心距!(孔质量直接影响后续的焊接等工序(在以往都是已有的火焰切割开孔设备主要有两类：一类采用人工放样，制作样板，手动切割，最后人工打是在平板上切割园孔，如数控直角坐标