大型管材相贯线切割机设计
摘要
本设计以相贯线数学参数模型的基础，分析切割机的割炬的轨迹运动，将切割运动分解为割炬回转、割炬平移、割炬摆角和割炬径向补偿四轴联动，对钢管相贯焊接坡口数控切割运动进行研究，并最终完成相贯线切割机的设计。该切割机采用数控原理进行轨迹控制，采用火焰切割方式工作。设计共分四部分:相贯线数学参数模型的建立，切割机总体方案设计，机械结构设计和控制系统设计。
本课题所研究的大型管材相贯线切割机是属于数控火焰切割机，它具有一般数控机床的特点，能根据数控加工程序，自动完成从点火-预热-通切割氧-切割-熄火-返回原点的整套切割过程。
关键词:大型管材；相贯线；焊接坡口；数控火焰切割
The design of large curve pipe cutting machine
Abstract
Based on the mathematical model of intersecting line and the analysis of the track of cutting torch, the design studies NC cutting movement for welding groove of pipe intersecting and finishes the design of pipe intersecting line cutting device . The cutting movement was divided into four axis relative motions of cutting torch, i. e. rotate round the pipe,shift along pipe,swing and compensate along radial direction. The device uses NC principle for intersecting line track control, the cutting method is flame-cutting. And the design contains four sections: the establishment of mathematical model of intersecting line, the design of the whole scheme,the design of mechanical structure and the design of NC control system.
This topic research the curve of large pipe cutting machine is belong to the CNC flame cutting machine, it has the characteristics of general nc machine tools, can according to the nc machining program, automatically from ignition - preheating - cutting oxygen - cutting - off - return to the origin of the whole cutting process.
Keywords: Large-scale pipe; Intersecting line; Welding groove; NC flame-cutting
目 录
摘 要 (1)
Abstract (2)
1 绪论 (1)
2 数学模型及工艺分析 (2)
2.1 钢管典型相贯线数学模型的建立 (2)
2.2 割炬运动分析 (3)
2.3 焊接坡口工艺分析 (4)
2.4 割炬的径向补偿 (5)
3 设备总体方案及布局 (6)
3.1 机床总体方案 (6)
3.2 切割机传动系统的简要说明 (6)
3.2.1 切割机各轴的定义 (6)
3.2.2 Z 轴工作滑台简明传动系统图 (7)
3.2.3 R 轴和A 轴传动系统图 (7)
3.2.4 T 轴和径向调整传动系统图 (7)
3.3 功能和技术参数分析 (7)
4 机械系统设计 ............................................................................... 错误！未定义书签。
4.1 Z 轴工作滑台的设计 ........................................................ 错误！未定义书签。
4.1.1 脉冲当量p 即系统分辨率。................................... 错误！未定义书签。
4.1.2 选定传动比................................................................ 错误！未定义书签。
4.1.3 初选步机电机............................................................ 错误！未定义书签。
4.1.4 计算丝杠承受的质量................................................ 错误！未定义书签。
4.1.5 滚珠丝杠螺母副的选型和校核................................ 错误！未定义书签。
4.1.
5.1最大工作载荷的计........................................... 错误！未定义书签。
4.1.
5.2最大动载荷C 的计算和主要尺寸的初选....... 错误！未定义书签。
4.1.
5.3 传动效率计算.................................................. 错误！未定义书签。
4.1.
5.4 刚度验算.......................................................... 错误！未定义书签。
4.1.
5.5 压杆稳定性验算.............................................. 错误！未定义书签。
4.1.
5.6 滚珠丝杠螺母副的选择.................................. 错误！未定义书签。
4.1.6 导轨的选型及计算.................................................... 错误！未定义书签。
4.1.6.1 初选导轨型号及估算导轨长度...................... 错误！未定义书签。
4.1.6.2 计算滚动导轨副的距离额定寿命L.............. 错误！未定义书签。
4.1.7 步进电机的验算........................................................ 错误！未定义书签。
4.1.7.1 传动系统等效转动惯量计算.......................... 错误！未定义书签。
4.1.7.2 验算矩频特性.................................................. 错误！未定义书签。
4.1.7.3 启动矩频特性校核.......................................... 错误！未定义书签。
4.1.7.4 运行矩频特性校核.......................................... 错误！未定义书签。
4.2调整丝杠的设计................................................................... 错误！未定义书签。
4.2.1 丝杠的螺纹升角的确定............................................ 错误！未定义书签。
4.2.2 丝杆稳定性验算........................................................ 错误！未定义书签。
4.3 齿轮齿数的确定与较核...................................................... 错误！未定义书签。
4.3.1 所需的电机最大转速和最小转速............................ 错误！未定义书签。
4.3.2 齿轮的校核................................................................ 错误！未定义书签。
4.3.2.1 齿面接触强度计算.......................................... 错误！未定义书签。
4.3.2.2 齿根抗弯强度较核.......................................... 错误！未定义书签。
4.4 支架的设计.......................................................................... 错误！未定义书签。
4.4.1 支架的材料选取........................................................ 错误！未定义书签。
4.4.2 支架的连接................................................................ 错误！未定义书签。
4.4.3 V型支架的热处理..................................................... 错误！未定义书签。
5 控制系统设计 ............................................................................... 错误！未定义书签。
5.1系统方案设计....................................................................... 错误！未定义书签。
5.1.1执行元件的选择......................................................... 错误！未定义书签。
5.1.2 机构方案的选择........................................................ 错误！未定义书签。
5.1.3 机构方案的选择........................................................ 错误！未定义书签。
5.2 控制系统的选用.................................................................. 错误！未定义书签。
5.3 数控装置的部件结构和安装.............................................. 错误！未定义书签。
5.4 控制系统的硬件设计.......................................................... 错误！未定义书签。
5.5 图形交互人机界面.............................................................. 错误！未定义书签。总结 ................................................................................................. 错误！未定义书签。致谢 ................................................................................................. 错误！未定义书签。参考文献 ........................................................................................... 错误！未定义书签。
大型管材相贯线切割机设计
1 绪论
随着海洋石油工业的发展，海洋工程结构建造将面对面大量的钢管相贯的加工。南海西部石油合众公司，主要以海上平台上部模块建造工程为主，而大型管材相贯是该海上平台加工制造过程中经常遇见的切割焊接结构。相贯焊接前，管端相贯线需要加工，相贯线上每一点的焊接坡口也需要加工。根据石油天然气行业标准(SY/T 4802-92)和美国石油协会标准(API PI 2A)，相贯线上每一点的焊接坡口取决于该点的局部两面角。不同形式的钢管相贯，相贯线上每一点的局部两面角各不相同，局部两面角沿相贯线在不断变化。目前，该公司切割下料以人工作业为主，对于这种带坡口相贯线均采用人工放样等工艺方法来进行加工，因此下料工作进度与效率成为影响整个平台建造工程进度的主要因素，为改变工作强度大和效率低的现状，本课题尝试运用所学的机械的相关知识进行大型管材相贯线切割机的设计。
本课题所研究的大型管材相贯线切割机是属于数控火焰切割机，它具有一般数控机床的特点，能根据数控加工程序，自动完成从点火-预热-通切割氧-切割-熄火-返回原点的整套切割过程。但数控火焰切割机又有别于一般数控金属切削机床，它利用氧-乙炔火焰把钢板割缝加热到熔融状态，用高压氧吹透钢板进行切割，而不像金属切削机床那样，是用金属切削工具与工件刚性接触来进行切削加工。目前这种数控火焰切割机仍依赖进口。因此，开发这种火焰切割机具有重要的意义。
2 数学模型及工艺分析
2.1 钢管典型相贯线数学模型的建立
如图2-1所示，空间相贯线是一个复杂的空间
曲线，描述其轨迹需要用空间坐标方程f(x ，y ，z)=0，
其函数关系复杂，但由于相贯线是两个圆柱的交线，
所以，采用柱坐标可以把三维坐标转化为二维坐标方
程f(h ，?)=0。以下相贯线均指支管内圆柱和主管外圆柱 图2-1 空间相贯线曲线
相贯。
如图2-2所示，在空间三维坐标系下两圆柱的相贯线方程为
(1)
(2) 式中 r -- 支管半径 (mm)
R -- 主管半径 (mm)
Oxyz 坐标系与Ox'y'z'坐标系间存在以下坐标变换关系 图2- 2两圆柱的相贯线
(3) (4) (5)
式中 θ -- 坐标系旋转角，亦即两管交角。
在平面内支管圆柱面的方程为
(6)
(7) 图2- 3 支管圆柱面的方程
式中 -- 支管上的旋转角。
222
y z R +=222
''y z r +='cos sin x x y θθ
=+'sin cos y x y θθ
=-+'
z z ='cos y r φ='sin z r φ=φ
(cos()(sin tan r h f θθ-δ)φ-β=φ)=+
[1]由式(1)~(7) 式得出两圆柱相贯线各点的参数方程如下
(8)
(9)
(10)
取在Ox'y'z'坐标系下过相贯线上x ’轴坐标值最大的点且垂直于x ’轴的平面为下料
基准面。其在Ox'y'z' 坐标系下的方程为
(11)
由此可得支管下料高度为
(12)
即下料高度h 是支管上的旋转角φ的函数:
(13)
加Q 1037774652 有多张 CAD 图纸，开题报告
以上讨论的是典型相贯线数学方程，即两圆柱轴线相交成一角度。在两圆柱轴线
异面并有一偏心距e 时，其相贯线方程为:
式中 δ -- 支管壁厚 (mm)
β -- 扭转角，标志主管相对于支管的扭转角度。 2.2 割炬运动分析
如图2-3所示，被切支管保持不动，割炬沿被切支管做R 轴(旋转轴)，T 轴(摆
cos cos sin y r x θφ
θ-=
y sin z r φ
='cot csc x r R θθ=+(cot csc )(cos sin )h r R x y θθθθ=+-+cos cos ()(cot csc )(
cos )sin y r h f r R θφφθθθθθ-==+-
动轴)，A轴(纵向补偿轴)三轴和环架的Z轴(轴向移动)共四轴联动。正式切割前，手动完割炬和环架的径向运动，以调整割炬与被切管径向位置;在切割过程中，割炬按照设定速度绕被切管作回转运动，被切管剖面的摆动和径向补偿运动，环架沿被切管轴向作轴向移动，其速度大小是由
管壁厚和害炬回转速度决定。割炬在被
切管剖面的摆动角度按工艺规范切出坡
口。四轴必须按照一定的数学关系联动，
才能切出所需的空间相贯曲面。
图2-4 割炬运动
注:[1]肖聚亮，王国栋。火焰数控切管机割炬轨研究及仿真
2.3 焊接坡口工艺分析
根据焊接工艺要求，为保证构件的强度和避免较大的焊缝尺寸，一般中厚板的接头都要进行开坡口焊接。因此，切管时不仅要切出相贯线，还要切出坡口角，切管机最后切出的管端形状是空间曲面。根据美国焊接学会AWS D1。1规范要求，所开焊接坡形式，根部间隙和钝边高度均取决于相交双管相贯线上各部位的局部二面角。而支管下料时切割高度曲线的确定也与相贯线上的局部二面角相关。不同管径，不同厚度，不同交角的相交双管的相贯线上的各部位局部二面角各不相同。在工程实际中，焊接坡口角度是通过钝边和坡口切割高度来保证的。
图2-5 焊接坡口参数及装配规范
[1]
坡口角的取值是根据两面角的大小来决定。相贯线上任选两点两面角ψ为: 根据石油天然气行业标准(SY/T 4802-92)和美国石油协会标准(API PI 2A)来确定坡口角。按API 标准 当 ψ≤ 90°时，坡口角 α = ψ/2; 当 ψ> 90°时， α = 45°。
2.4 割炬的径向补偿
在实际切割过程中是沿支管外表面进行的，在这一过程中不仅要完成相贯线的切割，也要完成坡口的切割。坡口角是由实际
切割角ω来保证，实际切割角由割炬
绕支管外表面一点在轴剖面内偏转实
现的，其偏转的结果不应使要切割的
相贯线偏离原来的位置，为此，割炬需
沿支管外表面作径向补偿。
其补偿量ξ为:
图 2-6 径向补偿
ξ = δtan ω
arc[cos cos()]
θφψ=-β
3 设备总体方案及布局
3.1 机床总体方案
对于大型钢管的相贯线的切割有两个方案：
方案1：钢管由主轴带动旋转，同时割矩枪只需进行轴向移动即可实现切割要求，所以要实现2轴联动。
方案2：钢管静止不动，并且由于相贯钢管的直径大小不同、相贯角度不同，都会导致相贯线轨迹的不同，因此割矩枪必须要利用数控系统实现轴向转动、轴向移动、径向补偿移动、轴剖面内摆动，均采用步进电动机带动，所以要实现4轴联动，并且要求能进行人机对话，编程及操作方便，诊断功能和纠错功能强，具有显示和通信功能，缩短非生产准备时间，提高生产率。
由于被加工的钢管最大重量可达M=7.8×1000×3.14×(0.5×0.5-0.46×0.46) ×12=11285.9kg且钢管长度最长时可达12m。
如果照方案1钢管转动起来需要耗费比较大的功率，并且钢管过长转动起来还会产生较大的扭矩从而影响钢管的加工质量。因此本设计采用方案2。
3.2 切割机传动系统的简要说明
3.2.1 切割机各轴的定义
切割机在实现相贯线切割时，需要四轴联动和两个手动来完成。现定义四轴如下图3-1。
相干钢管的直径大小不同、相干角度不同，都会导致相干相贯线轨迹的不同，因此割矩枪必须要利用数控系统实现纵向移动，旋转运动和径向移动的定位精度、走刀速度等诸技术参数，并且要求能进行人机对话，编程及操作方便，诊断功能和纠错功能强，具有显示和通信功能，缩短非生产准备时间，提高生产率。加上割矩枪在旋转过程中随着切割位置的不同还需要割矩摆动角度参数，即机床要实现四轴
联动。
毕业设计(论文) 设计（论文）题目： 棒料切割机 系别：机械工程系 专业：机械制造/计算机 班级： 学号： 姓名： 引言 机电一体化产品广泛应用各种加工业，切割技术也有了飞速的发展，手工切割已经适应不了现代工业发展的要求。同时，切割机的夹紧机构也有了迅速的发展，一些简单的机械手已经得到广泛的应用。简单的机械手经过几十年的发展，如今已进入以通用机械手为标志的时代。几十年来，这项技术的研究和发展一直 1
比较活跃，设计在不断的修改，品种也在不断的增加，应用领域也在不断的扩大。简单的机械手是一种仿人操作、自动控制、的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。 我们设计的铸棒线切割机结构简单，性能安全可靠，操作方便可行，很好的实现了其预定功能。铸棒线切割机主要由三个大的部分组成，即切割部分、夹紧部分和纵横行走部分。 切割部分是由电极带动砂轮旋转，由气缸控制砂轮上下移动完成切割。夹紧部分主要采用了一个气动夹紧机械手，电磁阀控制气缸活塞的伸缩来实现夹紧和放松。纵横行走部分是由气缸控制纵向、横向行走板，使之沿直线导轨前进或返回。 整个机器由PLC控制各个气动换向阀的电磁铁，由气缸驱动完成顺序切割动作过程。而随动工作台的随动前进速度也可以通过夹紧机械手夹紧铸棒使之与铸棒速度同步。横向切割时的切割速度可以通过气缸来调节。 与一般的切割机相比，这种切割机有以下优点： 一、实现了机械工程和自动控制的有效结合，机械部分采用机械优化设计，整个设计过程中都进行了综合技术比较与经济评价，实现了预定的功能。 二、整个运动过程都采用了气压传动控制，与液压传动相比，气压传动有无介质费用、处理方便、无泄露污染、无介质变质等优点。 三、在设计过程中，纵横行走装置采用了直线导轨，既提高了运动系统的运动精度，又很大程度的减小了摩擦力，达到了节能的效果。 四、整个切割过程都由PCL控制，以其结构简单合理、设备性能良好、使用寿命长、安全系数高等因素，满足了自动化大批量的生产要求。 这种切割机具有控制方便，性能稳定，结构简单，调节、修改方便、生产率 2
线切割入门基本知识与简单维修 电火花数控线切割的基本操作并不复杂，但它所涉及到的方面比较多，如电工知识、机械设备的维修保养知识、计算机知识、机械加工知识以及单片机或HL系统等方面的知识。 基本工作原理 电火花数控线切割加工目前在世界上主要分为高速走丝（7~11m/s）与低速走丝（0.2~1m/s），还有就是中速走丝，其走丝速度介于高速与低速之间，放电原理则与高低速走丝基本一样。 坐标工作台运动由数控系统通过两个步进电机进行控制，步进电机经过减速箱的齿轮减速增加扭矩后带动滚球丝杠副，使工件台沿两个坐标方向运动（如若进行异形面切割，还须控制上丝架的U、V轴进行运动）。线切割加工时，电极丝接脉冲电源的负极，工件接正极。接通高频脉冲电源后，当电极丝某个点与工件之间的距离小于放电间隙时，它们先在两点之间建立一个电场，然后在电场力的作用下，电极丝上大量带负电子的电子高速撞击正极工件，从而将动能转化为热能，使距离电极丝最近处的工件产生汽化，其高温一般在5000摄氏度左右，局部能达到12000摄氏度。工作液将被熔化和汽化所产生的微粒冲刷出切缝，从而在工件上形成无数的小凹痕，电极丝在数控系统的作用下连续不断在放电，从而加工出所需要的形状。 工作液的作用是急速冷却电极丝并将腐蚀物快速排出加工区，以达到连续切割的目的。 加工工艺 线切割加工中的控制参数有脉冲间隙、脉冲宽度、电压、平均加工电流、切割速度、电极丝张紧力、电极丝直径和工作液种类与污染程度等因素。 1、脉冲宽度Ti 脉宽是单脉冲放电能量的决定因素之一，对加工速度和表面粗糙度均有很大的影响。脉宽大则表面粗糙度值大（光洁度差），但加工速度更快。 2、脉冲间隙To 调节脉冲间隙实际上就是调节占空比（占空比为脉冲宽度/脉冲间隙），即调节其输入的功率大小，间隙越大，更有利于排除加工区域里的腐蚀物，使后续加工更加稳定。但不能改变单个脉冲能量，所以它对粗糙度影响不大，但对加工速度有较大的影响。 采用矩形波时，不同的加工厚度所对应的占空比参考值： 工件厚度＜10 ＜30 ＜60 ＜100 ＜150 ＞200 占空比1：2 1：3 1：4 1：5 1：6 1：6~8 采用分组脉冲时，结合实际情况不同的加工百度所采用的参考值： 工件厚度mm ＜20 ＜50 ＜100 ＞100 小脉宽（Ti） 4 8 12 12 Ti/To 1：1 1：1~2 1：2~3 1：3~6 注：对于100mm以上的工件，使用分组脉冲要谨慎调节，否则易出现断丝现象。对于高厚度工件的切割应当注意占空比的调节，较小时容易断丝。 3、加工电压 加工电压一方面影响着放电能量的大小，另一方面又影响着放电间隙，当电压波动太大（超过额定电压±10V）时就会影响到加工的稳定性，从而造成表面光洁度差或断丝，因此如有此现象时应当采用稳压措施。 注：加工工件厚度大于100mm时，应采用高电压100V。 4、加工电流及进给速度调整
400×600数控激光切割机结构设计毕业设计论文 1 绪论 1.1课题背景 激光被誉为二十世纪最重大的科学发现之一，它刚一问世就引起了材料科学 家的高度重视。 1971年 11月，美国通用汽车公司率先使用一台 250W CO2激 光器进行利用激光辐射提高材料耐磨性能的试验研究，并于 1974年成功地完成 了汽车转向器壳内表面（可锻铸铁材质）激光淬火工艺研究，淬硬部位的耐磨性 能比未处理之前提高了 10倍。这是激光表面改性技术的首次工业应用。多年以 来，世界各国投入了大量资金和人力进行激光器、激光加工设备和激光加工对材 料学的研究，促使激光加工得到了飞速发展，并获得了巨大的经济效益和社会效 益。如今在中国，激光技术已在工业、农业、医学、军工以及人们的现代生活中 得到广泛的应用，并且正逐步实现激光技术产业化，国家也将其列为 “九五”攻关 重点项目之一。 “十五”的主要工作是促进激光加工产业的发展，保持激光器年产 值 20％的平均增长率，实现年产值 200亿元以上；在工业生产应用中普及和推 广加工技术，重点完成电子、汽车、钢铁、石油、造船、航空等传统工业应用激 光技术进行改造的示范工程；为信息、材料、生物、能源、空间、海洋等六大高 科技领域提供崭新的激光设备和仪器。 数控化和综合化把激光器与计算机数控技术、先进的光学系统以及高精度和
自动化的工件定位相结合，形成研制和生产加工中心，已成为激光加工发展的一个重要趋势。 1.2现实意义 激光切割机是光、机、电一体化高度集成设备，科技含量高，与传统机加工 相比，激光切割机的加工精度更高、柔性化好，有利于提高材料的利用率，降低产品成本，减轻工人负担，对制造业来说，可以说是一场技术革命。 激光切割的适用对象主要是难切割材料，如高强度、高韧性、高硬度、高脆性、磁性材料，以及精密细小和形状复杂的零件。激光切割技术、激光切割机床正在各行各业中得到广泛的应用。因此研究和设计数控激光切割有很强的现实意义。微机控制技术正在发挥出巨大的优越性。 1.3设计任务 本次设计任务是设计一台单片机（ 89C51主控芯片）控制激光切割机床，主
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电力杆线迁移施工工 -艺
电力杆线迁移施工工艺 (1)挖电杆坑及拉线坑 1、挖坑前必须与有关地下管道、电缆的主管单位取得联系，明确地下设施的确实位置，做好防护措施。组织外来人员施工时，应交待清楚并加强监护。 2、在超过1.5米深的坑内工作时，抛土要特别注意防止土石回落坑内。 3、在松软土地挖坑，应有防止塌方措施，如加挡板、撑木等。禁止由下部掏挖土层。 4、在居民区及交通道路附近挖的基坑，应设坑盖或可靠围栏，夜间挂红灯，必要时派专人看守 (2)立杆和撤杆 1、立杆、撤杆要设专人统一指挥。开工前讲明施工方法及信号。工作人员要明确分工，密切配合，服从指挥。在居民区和交通道路上立、撤杆时，应设专人看守。 2、立、撤杆要使用合格的起重设备，严禁过载使用。 3、立杆过程中，杆坑内严禁有人工作，除指挥人及指定人员外，其它人员必须离杆下1.2倍杆高的距离以外。 4、立杆及修整杆坑时，应有防止杆身滚动，倾斜的措施，如采用叉杆和拉绳控制等。 5、顶杆及叉杆只能用于竖立轻的单杆，不得用铁锹、桩柱等代
用。立杆前应开好“马道”。工作人员要均匀地分配在电杆的两侧。 6、利用旧杆立、撤杆，应先检查杆根，必要时应加设临时拉绳。 7、使用吊车立、撤杆时，钢丝绳套应吊在杆的适当位置，防止电杆突然倾倒。 &在撤杆工作中，拆除杆上导线前，应先检查杆根，做好防止倒杆措施，在挖坑前应先绑好拉绳。 9、使用抱杆立杆时，主牵引绳、尾绳、杆塔中心及抱杆应在一条直线上。抱杆应受力均匀，两侧拉绳应拉好，不得左右倾斜。 10、杆塔起立离地后，应对各吃力点出做一次全面检查，确无问题在继续起立。起立60度后，应将积水全部清除后在行回填。 11、回填土时，如坑内有积水，应将积水全部清除后再行回填。 12、已经立起的电杆，只有在杆基回土夯实完全牢固后，方可撤去叉杆及拉绳。杆下工作人员应戴安全帽。 （3）起重运输 1、起重机械，如绞磨、汽车吊、卷杨机手摇绞车等必须安置平稳牢固，应设有制动和逆制装置。 2、当重物吊地面后，工作负责人应再检查各受力部位，无异常情况方可正式起吊 3、再起吊和牵引过程中，受力钢丝绳的周围上下方，内角侧和起吊物下面，严禁有人逗留和通过。 4、起吊物必须帮牢，起吊电杆时，绳套应在电杆适当位置，防止
**大学 毕业设计说明书 （雨）3260 棒料切割机结构设计.doc（全套图纸） 专业： 学号： 1334095854 ： 指导教师：雨辰 完成日期： 摘要
通过对切割过程的观察和研究，本课题采用了机电一体化系统设计思想，对其整体造型、机械结构和控制系统进行设计,此棒料切割机电一体化系统主要由四个部分组成：机械本体、电子控制单元、执行器和动力源。工作原理是电动机通过带传动带动切割片做高速旋转运动，电机与工作台之间采用铰支撑方式，升降气压缸可推动切割片进行上下移动带动刀片完成顺序切割动作。切割机采用PLC控制各个气压换向阀的电磁铁，实现棒料的自动下料和切割以及检测工作。随动工作台前进速度也可以通过夹紧机械手夹紧棒料使之与棒料速度同步。横向切割时的切割速度可以通过气压缸来调节。现场运行情况表明，此切割机具有动作快、运动平稳以及与计算机联机方便等优点，能够降低工人的劳动强度，实现自动控制，提高劳动生产率。 铸棒线割机在连续的铸造中工作，它是一种既能有效的提高生产率，又在价格和使用方面能被广大用户所接受的一种新型的自动控制切割机。由PLC控制的气动铸棒切割机，其中融合了气压自动控制、机器人技术和PLC控制技术。PLC控制各个气动换向阀的电磁铁，由气缸驱动机械手完成顺序切割过程，实现了机械设计、电器控制和气动控制的有效结合。这种切割机具有控制方便，性能稳定，结构简单，调节、维修方便，生产率高等优点，具有广泛的应用前景。 关键词：切割机机电一体化气压棒料 PLC控制
Abstract Based on the research of the cutting process, this subject adopts mechanical and electrical integration of system design idea, the overall modeling, mechanical structure and control system design, bar stock cutting the mechanical and electrical integration system is mainly composed of four parts: the basic machine, electronic control unit, actuators, and power supply. Working principle is the motor drives the cutting piece of high-speed movement, motor and adopts the hinged support method between the workbench, a falling cylinder can be driven to move up and down push cutting disc blade cutting action completed order, each hydraulic cutting machine adopts PLC control reversing valve electromagnet, implement automatic cutting and blanking bar work and tests. And servo table speed can also be through the clamping manipulator clamping bar to that of the bar speed synchronization. Transverse cutting when the cutting speed can be adjust by hydraulic cylinder. Field operation shows that, the design of the cutting machine is fast, smooth movement, and convenient with computer on line, it can improve the labor intensity of workers, to achieve automatic control, improve labor productivity. Casting rod wire cutting machine in continuous casting, it is a can effectively improveproductivity, but also in terms of price and use can be accepted by the majority of usersof a new automatic control cutting machine. PLC controlled pneumatic casting rodcutting machine, which combines automatic pressure control, robotics and PLC control technology. PLC control various pneumatic solenoid valve, cylinder driven by a robot to complete the sequence of the cutting process, to achieve an effective combination of mechanical design, electrical controls and pneumatic controls. This cutting machine haseasy to control, stable performance, simple structure, regulation, easy maintenance,high productivity advantages, has broad application prospects. Keywords:Cutting machine Mechanical and electrical integration Air pressure Bar PLC control
授课班级实训教师 授课日期星期 周 指导教师 课程名称模块二：加工中心加工实训 实训模块二、加工中心操作入门知识 实训课题加工中心结构原理及种类性能课时3h 实训准备加工中心机床 实训目的与要求1．了解加工中心的结构原理2．了解种类及性能 3．了解金属材料处理工艺。4．掌握安全用电知识。 实训难点与重点1．加工中心种类及性能 2．量具的正确使用 3．加工中心开机和关机注意事项4．数控机床日常保养步骤 实训方式讲授：1．加工中心的结构原理。 2．加工中心种类及性能 3．常用量具的结构、使用与维护 4．数控机床日常保养步骤 演示：1．常用量具的结构、使用与维护2．加工中心开机和关机注意事项 3．机床的行程范围 4．机床的暂停和急停 操作：学员按照老师所讲的步骤进行操作 实训过程一、讲解内容2h 二、操作演示 1 h 三、操作训练0h 教研组长签名：日期
实训过程 一、讲解内容 一、认识数控机床 数控机床——安装了数控系统或者说是采用了数控技术的机床。 数控技术（NC）——是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。现代数控技术又称计算机数控技术，简称CNC 。 1.数控铣床的基本概念 按照其用途可分为数控车床、数控铣床、数控磨床、数控镗床、数控电火花机床、数控线切割机床等不同类型。数控铣床是以铣削加工为主，并辅有镗削加工，是数控镗铣床的简称。 2.数控铣床与普通铣床的相比的优点 ?加工精度高，具有稳定的加工质量； ?可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件； ?加工零件改变时，一般只需更改数控程序，可节省生产准备、 时间； ?机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的切削用量，从而提 高生产率（一般为普通机床的3 ~ 5 倍）； ?机床自动化程度高，可以减轻劳动强度。 3.数控铣床的组成 三、加工中心概述 1.加工中心的基本概念 加工中心（Machining Center，简称MC）是指在数控铣、镗机床上装有刀库和自动换刀装置，能进行钻、铣、镗等各种加工的数控机床。 镗铣加工中心是指在数控铣床基础上配上刀库和自动换刀装置的机 床。镗铣加工中心根据铣床的主轴位置的不同，分为立式加工中心和卧式加工中心。
架空输电线路的施工工艺流程 输电线路的建设工作分为：准备工作、施工安装、工程验收。施工安装是将输电线路的各个组成部分按设计图纸的要求进行安装作业，包括：土石方、基础、杆塔、架线、接地装置等五个工序，通常将这五个工序又综合成三大基本工序：基础、杆塔、架线。 准备工作 根据审定后的施工图纸及现场情况，在幵工前应做好充分准备工作，其主要 工作内容包括：现场调查（接桩），工程指挥部、材料站、施工驻点的选择，器材准备，施工机具准备、检修、障碍物处理及协议，占地赔偿，施工复测、编制施工组织设计和施工计划及施工技术设计，进行技术培训、新技术科研试验，施工图技术交底等。 1.1现场调查（接桩） 设计单位按施工断面图进行现场定位，施工单位派人现场对线路所定的里程桩、杆位桩、方向桩和辅助桩进行现场交接。现场接桩人员应进行现场调查，为的是了解现场情况以便顺利施工，现场调查的主要事项如下： ⑴了解沿线地形、地貌以及各种地形（山地、丘陵、平原、沼泽等）的分布范围。记录各杆塔所处地形能否满足组立杆塔的需要（如不能可要求设计单位移设杆塔位），以便考虑组立杆塔的吊装方法和紧线、放线区段及安放点。 ⑵对山区的各个塔位应调查其能否满足杆塔堆放与所占场地的地形，以及需要幵挖平整场地的工作量。 ⑶了解沿线杆塔位置的地质情况，以便考虑开挖基础的施工方法或采取爆破 施工的可能性。
⑷调查了解浇制混凝土基础的水源分布情况、水质情况。 ⑸调查了解沿线路交叉跨越情况，以便考虑搭设跨越架的型式和高度。 ⑹跨越河流时，应调查水流速度、水深。对季节性河流应了解涸水期、来水期等，以便考虑架线方法。 ⑺调查线路附近地上、地下障碍物情况，以便考虑土石方开挖、爆破的主要措施和放线时应防止导线磨损的措施。 ⑻调查电力线、通讯线的路径及交叉跨越电力线路停电的可能性、允许停电时间，以便与线路施工协调配合，安排施工有关工序的进度和应采取的措施。 ⑼调查线路附近需要砍伐的树木种类、高度以及需要拆迁房屋的问题和沿线青苗分布面积及杆塔占地面积，以便进行障碍物的清理和赔偿。 图地形地貌 1.2 材料点选择根据施工预算中给定的运输半径及便于施工减少二次运输的里程来选择材料点（施工驻点）。材料点的选择应靠近公路、运输方便、通讯便利、地势较高的地方，应远离村屯（考虑防盗）的地方。 图材料点 1．3 备料加工现在施工单位都以效益为中心，人工费用所占比例也较大，如果工器具、材料跟不上而造成窝工，其损失十分大。虽然现在基本上不是买方市场，但各厂的产品
线切割入门教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
课题一.电脑编程的系统的概述 一．入门指导(3.5课时) <一>.键盘的基本操作: 1.键盘上[ESC]键，用于中止输入或选择等。 2.键[ENTER]键，也称回车键，表示选取某一菜单；在会 话区，当出现（Y/N）；时等效于[Y]键，表示Y。 3.键盘上[R]键，将全部图形重新画一遍。（刷新） 4.键盘上[E]键，将全部图上的相交点及相接点清除。 5.键盘上[INS]键，将全部辅助直线（无限长虚线）删除。 6.键盘上[V]键，清屏幕。 7.键盘上[page/up]，在画图时按此键可加快光标速度，在看 数控程序时可进入上一页。 8.上[page/down]与[page/up]起相反作用。 <二>.软件的名称：AUTOP <三>.软件界面的开启： 1．初次开启界面
2．按“1”键，显示： 3.输入文件名，显示：绘图界面 <四>.例1.
1.进入圆菜单选取圆心+半径，显示： 圆心
（N/Y）=按N，选取需过渡的地方，选好按 Y或回车键。 4.选取直线菜单按↙键，再进入二圆公切线按↙键， 提示： 圆=移动光标选取R50圆按↙键。 (N/Y)=按N选取需相切的地方，按Y或（回车键） 确定。 5.在键盘上按[R]键将图形重画一遍。 6.选取打断菜单，按↙键，提示： 用光标打断<直线，圆，圆弧>按[ESC]键终止=移动 光标到需打断的圆弧位置上，按键。完毕后再按 [ESC]，退回到菜单区。 例2：
目录 摘要 (Ⅰ) ABSTRACT (Ⅱ) 1 绪论 (1) 1.1课题背景 (1) 1.2现实意义 (1) 1.3设计任务 (1) 1.4总体设计方案分析 (2) 2 机械部分XY工作台及Z轴的基本结构设计 (4) 2.1 XY工作台的设计 (4) 2.1.1主要设计参数及依据 (4) 2.1.2 XY工作台部件进给系统受力分析 (4) 2.1.3初步确定XY工作台尺寸及估算重量 (4) 2.2 Z轴随动系统设计 (5) 3 滚珠丝杠传动系统的设计计算 (6) 3.1 强度计算 (6) 3.2 滚珠丝杠副的传动效率 (6) 4 直线滚动导轨的选型 (8) 5 步进电机及其传动机构的确定 (9) 5.1 步进电机的选用 (9) 5.1.1 脉冲当量和步距角 (9) 5.1.2步进电机上起动力矩的近似计算 (9) 5.1.3确定步进电机最高工作频率 (10) 5.2齿轮传动机构的确定 (10) 5.2.1传动比的确定 (10) 5.2.2齿轮结构主要参数的确定 (10) 5.3步进电机惯性负载的计算 (11) 6 传动系统刚度的讨论 (13) 6.1 根据工作台不出现爬行的条件来确定传动系统的刚度 (13) 6.2根据微量进给的灵敏度来确定传动系统刚度 (13) 7 消隙方法与预紧 (15)
7.1消隙方法 (15) 7.1.1偏心轴套调整法 (15) 7.1.2锥度齿轮调整法 (16) 7.1.3双片齿轮错齿调整法 (16) 7.2预紧 (17) 8 数控系统设计 (18) 8.1 确定机床控制系统方案 (18) 8.2 主要芯片配置 (18) 8.2.1主要芯片选择 (18) 8.2.2 主要管脚功能 (18) 8.2.3 EPROM的选用 (19) 8.2.4 RAM的选用 (20) 8.2.5 89C51存储器及I/O的扩展 (20) 8.2.6 8155工作方式查询 (21) 8.2.7状态查询 (22) 8.2.8 8155定时功能 (22) 8.2.9 芯片地址分配 (23) 8.3 键盘设计 (24) 8.3.1键盘定义及功能 (24) 8.3.2 键盘程序设计 (24) 8.4 显示器设计 (28) 8.4.1显示器显示方式的选用 (28) 8.4.2显示器接口 (29) 8.4.3 8155扩展I/O端口的初始化 (29) 8.5 插补原理 (30) 8.6光电隔离电路 (31) 8.7越界报警电路 (31) 8.8总体程序控制 (31) 8.8.1流程图 (30) 8.8.2总程序 (30) 9 步进电机接口电路及驱动 (34) 结论 (38) 参考文献 (39) 致谢 (40)
电杆迁移施工方案
库尾毛料堆场电杆迁改工程施工方案 1.工程概况 根据合同文件及工程实际情况，下库毛料堆场位于龙村镇黄狮村下库库盆内，现有一条原有民用架空电线斜向贯穿其中，影响毛料堆场的建设及运用。现根据华监-会（专）[2016]007号会议纪要，明确由我部负责进行下库砂石加工系统毛料堆存场内原有村民用电线路迁改施工,特编制本方案。本工程主要沿大塘桥桥头至库尾渣场道路左侧新立电杆重新架设架空导线，待新立电杆架设完成后拆除渣场范围内旧电杆。电线杆总量按38根控制，工程量以现场实际发生为准。迁改线路走向具体见《库尾毛料堆场电杆迁改示意图》。主要工程量统计见表1.1： 表1.1主要工程量统计表 说明：工程量以现场实际发生为准。 2.编制依据 1、华监-会（专）[2016]007号 2、《架空配电线路设计技术规范》 3.施工进度计划
2016年04月28日完成电杆组立；2016年04月29日完成旧电杆搬运；2016年 04月30日完成导线架设。 4.施工内容 4.1施工工序 施工准备→测量放样→树木砍伐→基槽开挖→立杆→原线路拆除→线路架设。 4.2施工准备 利用Y318乡道作为施工便道，施工所需材料提前计划，并购买存至施工现场。开工前熟悉现场地形，并编写施工方案上报。 4.3测量放样 根据现场地形放出电杆架立位置，间距按10m~30m进行控制，地形复杂部位可适当加密。 4.4基槽开挖 在测量放样点处采用人工进行基槽开挖，基槽开挖尺寸按直径30cm，深度100cm进行控制。 4.5立杆 采用人工立杆，将镀锌钢管架立于基坑正中，现场人工拌制M30砂浆进行基坑回填，M7.5砂浆配比为水泥：砂：水=1:5.93:1.1。立杆时可采用叉杆和拉绳进行控制，防止杆身滚动、倾斜。绝缘子应在立杆前在平地安装牢固。4.6架线 采用直梯进行人工架线。 5.资源配置
徐州工程学院毕业设 计 外文翻译 学生姓名刘星星 学院名称机电工程学院 专业名称机械设计制造及其自动化 指导教师陈跃 2011年5月27日
VSS motion control for a laser-cutting machine☆Ales\ Hace, Karel Jezernik*, Martin Terbuc University of Maribor, Faculty of Electrical Engineering and Computer Sciences, Institute of Robotics, Smetanova ul. 17, SI-2000 Maribor, Slovenia Received 18 October 1999; accepted 2 June 2000 Abstract An advanced position-tracking control algorithm has been developed and applied to a CNC motion controller in a laser-cutting machine. The drive trains of the laser-cutting machine are composed of belt-drives. The elastic servomechanism can be described by a two-mass system interconnected by a spring. Owing to the presence of elasticity, friction and disturbances, the closed-loop performance using a conventional control approach is limited. Therefore, the motion control algorithm is derived using the variable system structure control theory. It is shown that the proposed control e!ectively suppresses the mechanical vibrations and ensures compensation of the system uncertainties. Thus, accurate position tracking is guaranteed. ( 2001 Elsevier Science ?td. All rights reserved.) Keywords: Position control; Drives; Servomechanisms; Vibrations; Variable structure control; Chattering; Disturbance rejection; Robust control1. Introduction For many industrial drives, the performance of motion control is of particular importance. Rapid dynamic behaviour and accurate position trajectory tracking are of the highest interest. Applications such as machine tools have to satisfy these high demands. Rapid movement with high accuracy at high speed is demanded for laser cutting machines too. This paper describes motion control algorithm for a low-cost laser-cutting machine that has been built on the base of a planar Cartesian table with two degrees-of-freedom (Fig. 1). The drive trains of the laser-cutting machine are composed of belt-drives with a timing belt. The use of timing belts in the drive system is attractive because of their high speed, high efficiency, long travel lengths and
[ 09-09-16 10:28:00 ] 作者：未知编辑：studa090420 论文关键词：火焰切割机火焰切割机电气控制火焰切割机PLC 论文摘要：火焰切割机是利用燃气和氧气将铸坯快速燃烧，达到切断铸坯的目的，其优点是在线设备轻，一次性投资省，适应铸坯的温度宽；缺点是切割渣不易处理，金属损耗大，但当铸坯较长时，金属损耗则较少。本次课题实际内容主要是针对火焰切割机的电气控制部分进行研究和设计，本文引用电气控制PLC原理，通过各种电气元件的选型和计算，以及PLC程序的编译，简单的介绍了该火焰切割机电气控制方面的设计过程和设计方法。火焰切割机的电气设计包括PLC、变频器、控制变压器、低压电气元件的选型以及STEP 7的程序编译。 1 绪论 1.1 连续铸钢的概念 连续铸钢是一项把钢水直接浇铸成形的节能新工艺，它具有节省工序、缩短流程，提高金属收得率，降低能量消耗，生产过程机械化和自动化程度高，钢种扩大，产品质量高等许多传统模铸技术不可比拟的优点。自从20世纪50年代连续铸钢技术进入工业性应用阶段后，不同类型、不同规格的连铸机及其成套设备应运而生。20世纪70年代以后，连铸技术发展迅猛，特别是板、方坯连铸机的发展对加速连铸技术替代传统的模铸技术起到了决定性作用。 1.2 连铸比的概念 连铸坯的吨数与总铸坯(锭)的吨数之比叫做连铸比，它是衡量一个国家或一个钢铁工厂生产发展水平的重要标志之一，也是连铸设备、工艺、管理以及和连铸有关的各生产环节发展水平的综合体现。 1.3 国内外连铸技术的发展 1.3.1 国外连铸技术的发展概况 20世纪50年代，连铸开始用于钢铁工业生产。连铸坯产量仅有110万t 左右，连铸比约为0.34% 20世纪60年代，弧型连铸机问世，连铸进入了稳步发展时期。年产铸坯能力达4000万t以上，连铸比达5.6%。 20世纪70年代，世界范围的两次能源危机促进了连铸技术大发展，连铸进入了迅猛发展时期。铸坯产量已逾2亿t，连铸比上升为25。8%。
工程名称：鼓浪水镇10kV电杆迁移 施工方案 施工单位：天津市渤海新能电力系统技术有限公司日期： 2017年03月01日
目录 一、编制依据 (1) 二、工程概述 (1) 三、项目管理组织结构 (2) 四、施工部署 (2) 1、组织准备 (2) 2、机械使用计划 (2) 3、施工准备计划 (3) 4、技术工作准备 (3) 5、工作流程简述 (4) 五、工程主要施工方案及方法 (6) 1、电杆组立及线路架设施工程序 (6) 2、附件安装 (7) 六、施工进度计划及保证措施 (8) 1、施工进度计划安排 (8) 2、进度保证措施 (8) 七、施工质量要求、目标及质量标准依据 (10) 1、施工质量要求 (10) 2、质量目标 (12) 3、质量标准依据 (13) 八、质量保证措施 (14) 九、安全施工保证措施 (14) 十、环境保护措施 (17) 十一、文明施工措施 (17)
一、编制依据 1、鼓浪水镇10kV电杆迁移工程，根据建设方提供的鼓浪水镇管线综合成果。 2、根据我公司在以往工程的施工经验判定的施工现场和周围环境情况。 3、《建设方项目管理规范》 4、《国家电网公司电力建设安全健康与环境管理工作规定》 5、《建筑电气安装工程质量检验评定标准》 6、《电气装置安装工程10KV及以下架空线路施工及验收规范》。 7、《电力建设安全工作规程》（架空电力线路部分）。 8、相关安全、质量考评文件。 二、工程概述 项目名称：鼓浪水镇10kV电杆迁移 建设地点：天津市滨海新区鼓浪水镇 计划工期：30天 工程内容：新建电杆160基（包括变台杆），拉线46把，变台21座，架绝缘铝导线5km。拆除电杆160基（包括变台杆），拉线46把，变台21座，架绝缘铝导线5km。