数控坡口机机电一体化论文

摘要：便携式坡口机是一种管道切割、维修、焊接的必要设备，为了能够使该设备得到更好的应用，本文特对坡口机的构成原理和液压控制方式进行分析，总结便携式坡口机的性能优点，从而更好的满足车间及临海场地工作环境的需求，仅供参考。下面小编整理了一些《数控坡口机机电一体化论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

数控坡口机机电一体化论文 篇1：

机电一体化在数控坡口机技术升级中的应用探讨

【摘要】随着社会经济的发展，机电一体化设备作为一项机和电融为一体的综合性技术，在工业生产领域应用广泛。机电一体化是集机械技术、电子技术、信息技术、传感器技术、信号接口技术等多种技术为一体的综合应用性设备技术，当前一些现代化工业自动化设备都属于机电一体化技术产品。数控坡口机在运行过程中需要机电一体化技术作支撑，本文阐述了数控坡口机的工作原理，分析了机电一体化在数控坡口机应用中存在的问题，最后根据存在的问题提出数控坡口机技术升级的对策。

【关键词】机电一体化;数控坡口机;技术升级

引言

在世界经济全球化的大背景下，我国改革开放不断深入，市场经济竞争越来越激烈，经济的发展和市场的竞争对工业生产自动化的要求越来越高，各种机电一体化设备技术要求越来越严格。机电一体化是伴随着科技革命和电子计算机技术发展而形成的一种综合化高精端的机械运用方式，主要应用技术有机械技术、电子技术、信息技术、传感器技术、信号接口技术等。数控坡口机在工作过程中需要机电一体化技术作为技术支撑，但是现阶段机电一体化在数控坡口机在应用过程存在诸多问题，比如数控切割技术落后、套料技术缺陷等，本文将对数控坡口机技术升级做详细探讨。

1.数控坡口机工作原理

数控坡口机主要是用于管道铺设或者管道连接维修过程中对管道进行切割和开坡口的一项机械技术[1]。数控坡口机在工程建筑、工业生产等领域用途非常广泛，是一种数字化控制的高尖端技术含量的专用设备。数控坡口机技术含量是一国数控科学水平的展现，是衡量一国科技生产力的重要指标。数控坡口机在管道切割或开坡口的过程中，利用三轴数控系统逐一对钢管工件的移动、旋转进行控制。工作时只要制定切割标准和切割程序，系统就会自动对控制伺服直线轴进结合，让钢管在移动时带动钢管工件旋转，让枪嘴按照事先设定的规格要求对管道工件进行切割。坡口机在管道切割过程中难免会产生摩擦高温引出火花，从而出现火焰切割状态。由于在切割过程中火焰溫度较高，如果火焰距离管道工件表面太近或太远，会导致切割效果不理想。而枪嘴在钢管切割过程中的示意图如图1所示，枪嘴与位移传感器连接在伺服电机的系统上，伺服电机控制枪嘴的工作速率和切割深度，当枪嘴发生旋转时会改变枪嘴与钢管两者之间的距离。而位移传感器更够精确测量钢管表面与枪嘴的距离变化，一旦两者距离超出合理范围，位移传感器就会将测量结果传送到PLC数控系统装置，系统将实时修改并控制电机带动丝杆螺母，从而有效调整枪嘴和钢管之间的距离，确保火焰切割效果处于良好状态（见图1）。

2.数控坡口机应用中存在的问题

2.1 数控切割技术落后

数控坡口机作为一种专门应用的技术设备，主要功能就是对管道工件进行坡口切割，破口切割的质量越高后期焊接效果就更佳。切割工序作为数控坡口机第一道工序，是后期进行管道工件焊接的重要前提。因此数控坡口机的关键切割技术关系到整个工程质量好坏。然而我国的数控坡口机在管道切割技术方面存在巨大的漏洞，技术相当落后，很多施工企业为了能够获得良好的切割效果，往往在数控切割机边缘加入刨边机或其他人工辅助工序，这样就明显增加了关键切割的工作程序，既浪费了大量的钢材，又浪费了工作时间，导致工作效率极其低下。

图1 数控坡口机枪嘴控制部分工作原理示意图

2.2 套料技术缺陷

我国的数控坡口机编程操作复杂难懂，很容易因为操作失误造成刚才切割不规范问题，从而浪费大量的钢材管件。我国的数控坡口机的编程软件是一种简单的NC转换软件，以人工操作的方式对套料进行排列，这种套料方式只能对局部的钢材进行切割控制，不能对整个钢材进行切割，且极易因为人工失误操作造成钢材浪费，甚至整个管道彻底报废。因此，我国现在使用的数控坡口机套料技术缺陷明显，机械工作效率低下。

3.机电一体化在数控坡口机技术升级应用对策

3.1 改进切割技术

将机电一体化技术运用于数控坡口机技术升级中，能够利用机电一体化设备的微电子技术、电子电工技术、传感器技术等多种技术的有机结合实现高端智能化的机械切割模式[2]。首先采用计算机微电子技术精确设计数控坡口机的枪嘴、传感器、连接带等各部分零件，确保各个零件配置合理，并预先完成设计零件的编程工作，然后通过微电脑系统对生成带坡口下指令，从而实现对管道工件的切割工序。这种完全在微电脑系统控制下的切割方式精准度高、速度快、质量好、费用低，既能大量节省管道钢材，又能有效提高机械工作效率。我国将机电一体化技术用于数控坡口机技术升级领域时间尚短，与国际上数控坡口机技术一流水平相比存在一定的差距，我国要立足国情，适当借鉴国外优秀的专业技术和科学经验，打造具有中国特色的坡口机技术。

3.2 优化套料技术

我国的套料技术缺陷明显，而将机电一体化技术运用于套料技术上能够优化套料工序。机电一体化设备运用自身的微电脑技术和机械技术优化套料软件配置和功能，科学合理地对材料进行排列，从而实现优化套料装置的目的[3]。套料设备在充分借鉴机电一体化系统控制和参数设置的经验前提下，使用最先进的优化软件预先对套料进行精准的画图和切割编程，然后生成全自动化、全程零件套料和管道切割工序，从而实现坡口机全程自动化对管道工件连续自动切割的效果。同时机电一体化对套料软件和各种数控化设备进行变成优化后，切割工序不用中断，有效提升了了钢材切割的精准度，大大提升了坡口机工作效率，节省了大量的管件钢材，降低了设备运行的成本，从而缩短了施工周期，提高了企业的经济效益。

4.结束语

21世纪的机电一体化技术是将机械技术、电子电工技术、微电子技术等多种技术紧密结合的一门新型技术，具有操作简单、工作高效、方便快捷的优势，真正实现了机械工作的智能化、自动化、人性化。机电一体化技术运用于数控坡口机技术升级中，能够提升数控切割技术，弥补套料技术缺陷，大大提升数控坡口机的工作效率和安全可靠性。随着社会经济的不断发展，数控坡口机技术和机电一体化技术的的紧密结合将大大推动工业生产力的发展，满足现代社会对机械自动化的高要求。

参考文献

[1]何四平.机电一体化在数控坡口机技术升级中的应用[J].机械设计与制造，2013（7）：159-163.

[2]郎晋喜.机电一体化在数控坡口机技术升级中的应用[J].应用技术，2013，10（31）：232.

[3]徐海卫，曾潇.机电一体化协调设计平台研究[J].制造业自动化，2010（3）.

作者简介：

甘文斌（1984—），大学本科，工学学士，井冈山应用科技学校机械教研组组长，研究方向：机械设计制造及其自动化。

付耀祖（1983—），大学本科，井冈山应用科技学校团委书记，研究方向：计算机信息技术及其应用。

作者：甘文斌 付耀祖

数控坡口机机电一体化论文 篇2：

对于一种便携式液压调速坡口机的应用评价

摘 要：便携式坡口机是一种管道切割、维修、焊接的必要设备，为了能够使该设备得到更好的应用，本文特对坡口机的构成原理和液压控制方式进行分析，总结便携式坡口机的性能优点，从而更好的满足车间及临海场地工作环境的需求，仅供参考。

关键词：便携式坡口机;液压传动;设计;应用

前言：对金属管道进行连接、铺设以及维修时，大多数情况下都需要对金属管道进行开坡口或切割作业，从而方便焊接工序的开展。但是因为临海作业环境比较特殊，通用的切削机床在实际使用时需要经常的移动安装，进而无法满足流动作业的需求，在这种情况下，也就产生了便携式坡口机。我国早期所使用的便携式坡口机均为国外引进，这样一来就增加了工程成本，而为了能够降低工程的施工成本，应对便携式坡口机进行深入研究，从而提高车间及户外施工作业的效果，提升管件坡口加工的效率。

一、设备构成

便携式坡口机主要由坡口机主体、液压驱动系统、刀具滑台、胀紧块和连杆机构5个部分构成，具体见图1.

刀具滑台的主要作用就是装各种固定坡口刀具;液压驱动系统的作用就是为系统提供所需的动力源;胀紧块的主要作用就是对不同管线进行固定;连杆机构主要由1个进给连杆、1个连杆基座块和2个伸展块构成，该结构的主要作用就是按照管件切削进给用量要求，适当的提高或降低进给连杆对行星轮进行啮合或者切削分离，这样一来就可以对切削的用量进行调节;坡口机主机主要由1个固定圆环、1个旋转圆环构成，每一个圆环均可以分成两瓣，固定圆环和旋转圆环同时分开或合拢时，可以更加方便的安装需要进行切削的串联管件[1]。

二、液压系统

该便携式液压调速坡口机使用的液压系统型号将PVL1-17的高压叶片泵作为液压系统的主要动力源，直角单向阀的作用是预防系统故障或系统压力过高而导致的液压油反冲对叶片泵造成损坏，电磁换向阀的主要作用是控制液压马达的旋转方向，利用电磁换向阀，可以对切割刀架的退刀和进刀进行控制;电液比例压力阀的作用是调节系统的工作压力和系统输出量，对于电液比例压力阀来说，其主要由弹簧和锥阀加上特殊的电磁力马达构成，在输入电压或直流电流后，电磁力马达可以产生电磁力，通过这种力量推动钢球造成弹簧的压缩，从而控制锥阀打开的有压力;对压力和输入电流比例变化的控制后，通过改变输入电流就可以得到按比例变化切连续的油压力;该电液比例阀压力的调节范围在0.15MPA～10MPA之间，输入电流信号在3mA～20mA之间，响应时间则为70ms，净度为0.5%，所以可以完全满足工况的使用需求[2]。

三、液压系统的特点

使用这种便携式液压调速坡口机可以对管壁厚度为50mm、斜切高度低于30mm、外径范围在10mm～80mm、最大角度为45摄氏度的管材进行加工。对于该机器来说，机器内液压系统的额定压力达到10Mpa、额定流量则为25L/min，输出扭距为260N.m、液压马达的速度为200r/min，在实际的施工过程中，可以根据用户的不同要求，加工出不同形式的坡口，其中主要包括V双信、U单型、J型、V型，在进行加工时，通常采用冷切削的方式，只有这样才不会影响到管材的材质。此外，这种便携式液压调速坡口机的最大外径为160mm，重量为18.5kg，整体采用哈夫对开式机体设计，分瓣安装在管线的任何位置中，可以快速、方便的投入使用，同时也可以折叠放置，不仅携带方便，且安装也非常方便，单人即可完成操作与携带，非常适用于特殊的作业环境。

四、便携式液压坡口机使用过程中的注意事项

在便携式液压破口机的使用过程中，为了提高机器的使用年限，提升工作效率，则必须要重点关注设备在使用过程中的注意事项，并做好设备的维护，具体如下：（1）如果切削的角度需要改變，应该先将走刀板拉到走刀架根部，而后锁紧，避免刀板与刀架之间发生碰撞;（2）一般情况下，产品不需要进行二次调整，只需要经常对齿轮进行润滑即可，如果刀架在转动过程中经常出现摆动的情况，则可以对主轴圆螺母进行调整;（3）加工完一个锅口后，需要对滑动部位和丝杠部位的杂物、铁屑进行及时清理，擦干净后滴油才可以再次使用;（4）如果机器长时间不使用，应该将金属外露部分进行涂油，而后装箱保存;（5）借设备进行保养时，主要的操作就是更换减速机油，机油可以达到冷却和润滑的作用，进而保护齿轮箱，如果长期不更换机油，很有可能会导致齿轮和齿轮箱损坏[3];（6）在启动坡口机前，需要对作业环境区域内进行检查，避免区域内存在影响机器运转的杂物，操作人员的手和其他身体部位均需要远离刀具的旋转范围，在机械设备启动前，刀刃应禁止触碰管子端口，距离保持在1～2mm为最佳;（7）使用前需要对坡口机的完整性进行检查，保证坡口机的规格与所要加工管子的尺寸相吻合，同时也要确保坡口机中装有的固定夹管尺寸和管子的规格一致，检查管子上夹部位外圆面是否清洁，是否存在杂物或毛刺，如果有需要及时清除，除此之外需要对管子断口进行检查，如果存在气隔口，应立即清除;（8）使用前需要检查电源线是否连接好，如果绝缘层有破损，则应该先进行处理，如果电源线长度不够，则应该先连接好接线板;（9）安装坡口刀时，必须要在电源断开的情况下安装，保证刀具的规格可以符合坡口的要求，刀具的刀尖应大于管子外径3mm左右，确保刀刃不存在缺口;（10）当坡口机完成工作后，应先切断电源而后拔下插头，将管子与坡口机分离并卸下刀具，清理机器后，归置备用。

五、结论

经过一段时间的实际应用后表明，该款便携式液压调速坡口机结构简单且操作方便，而且对操作者能力和水平的要求比较低，所加工出的坡口质量符合要求，口面尺寸精确且表面光洁，可以完全符合管道工程的施工标准与施工规范。总而言之，采用这款便携式液压调速坡口机，可以有效的提高生产效率，降低生产成本、能源消耗以及工作人员的劳动强度，相比于热切割加工方法，利用坡口机加工坡口可以实现无污染、低能耗的加工目的，为后续的焊接工作提供便利，全面提高生产效率和生产质量，有广泛推广应用的价值。

参考文献：

[1]王彩霞.数控坡口机技术升级中机电一体化的应用[J].南方农机，2020，51（20）：177-178.

[2]柳宇，李晶，曲有杰，林守强，李井纯.深水海管机械连接器和海管坡口机安装装置研究[J].机械工程师，2020（08）：154-156.

[3]李翔，刘凯，李盼，徐勤宇，王东辉.内涨式坡口机在复合管坡口加工中的应用与研究[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（08）：133-134.

（海洋石油工程（青岛）有限公司  山东  青岛  266520 ）

作者：罗明强

数控坡口机机电一体化论文 篇3：

数控技术在机械制造业中的重要地位

摘 要：数控技术是实现机械制造自动化的关键，直接影响到国家工业的发展和综合国力的提高。以数控技术为核心的机械设备的生产和应用已经成为衡量一个国家技术水平和战略地位的重要标准。因此广泛采用数控技术应用于制造业，无论从战略角度还是发展策略，都是我国实现工业经济大国必须要大力提倡和广泛发展的。

关键词：机械制造 数控技术

随着经济的发展和科技的进步，机械制造生直接影响着国家工生的发展和综合国力的提高。数控技术是机械制造自动化的关犍，要增强机械制造业的发展壮大，以适应飞速发展的现代化经济环境和市场的广大需求；数控技术是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术，它能够满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度，因此，以数控为核心的机械设备的应用已经成为衡量一个国家技术水平的重要标准。数控技术的应用也是我国通向工业经济大国的途径之一。

1、数控技术及其特点

数控技术是用数字信息对机械加工和运动过程进行控制的技术。它是集传统的机械制造技术，计算机技术、传感检测技术、网络通信技术、光机电技术于一体的现代制造业基础技术，具有高精度，高效率、柔性自动化等特点。目前它是采用计算机控制，预先编程然后利用控制程序实现对设备的控制功能。由于计算机软件的辅助功能替代早期使用纯硬件电路组成的数控装置，使得输入数据的存储、处理、判断、运算等功能均由现场可编辑的软件来完成，这样极大的增强了机械制造的灵活性，提高设备的工作效率。总的说来可将其特点概括为以下几个方面：

（1）能方便地改变加工工艺参数，因而利于换批加工和新产品的研制。

（2）可实现一次装夹工件完成多道工序的加工，从而能确保加工精度和减少辅助时间。

（3）能高质量的完成普通机床难以完成的复杂零件和零件曲面形状的加工。

（4）采用模块化的标准工具，既减少了换刀和安装时间，又提高了工具标准化的程度和工具的管理水平。当然，随着微处理器的发展以及现代SOPC技术的发展，无论从机械加工的生产技术发展还是从机械设备的维修检测以及集成程度的层次上，都势必有极大程度的提高。而我国现代数控技术的发展尚处于对国外产品的模仿阶段，缺乏技术创新。这不仅是对引进技术的消化不够，更重要的在于我们缺乏完善的技术创新环境和应有的创新机制。另外我们产品的可靠性和稳定性不高，网络化程度也不够，目前主要用于NC程序传送，串口通讯技术，其集成化、远程故障排除、网络化水平有限。

2、机械制造中数控技术的应用

2.1、工业生产

工业机器人和传统的数控系统一样是由控制单元、驱动单元和执行机构组成的。主要运用机器设备的生产线上，或者运用于复杂恶劣的劳动环境下下，完成人类难以完成的工作，很大程度上改善了劳动条件，保证了生产质量和人身安全。

2.2、煤矿机械

现代采煤机开发速度快、品种多，都是小批量的生产，各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件，传统机械加工难以实现单件的下料问题，而使用数控气割，代替了过去流行的仿型法，使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料，从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势，一些零件的焊接坡口可直接割出，这样大大提高了生产效率。同时，数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制，好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。

2.3、汽车工业

汽车工业近20年来发展尤为迅猛，在快速发展的过程中，汽车零部件的加工技术也在快速发展，数控技术的出现，更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。

数控加工技术中的快速成形制造技术在复杂的零部件加工制造中可以很轻易方便的实现，不仅如此，数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等，在汽车制造工业中都得到了广泛深入的应用。21世纪的汽车加工制造业已经离不开数控加工技术的应用了。

2.4、机床设备

机械设备是机械制造中的重中之重，面对现代机械制造业的需求，具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力，即把计算机控制装置运用到机床上，也就是用数控技术对机床的加工实施控制，这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上，从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需零件。

纵观目前我国的数控市场，我国数控产品在性能、外观、可靠性方面与国外产品有一定差距，特别是国外企业有雄厚的资金，加上外国企业为占领中国市场，对我国能够生产的数控系统压价销售，而对我国未能生产的数控系统，不仅高价而且附加许多限制。在国外数控企业采用技术封锁和低价倾销的双重策略下，中国数控产业经历了坎坷的历程，我国曾花巨资引进西门子和FANUC的技术，并希望在此基础上吸收消化，开发我国自己的数控技术。如北京密云所引进了FANUC的数控系统，可是，FANUC卖给我们的都是即将过时的落后技术。我国引进后，尚未来得及吸收消化和批量生产，FANUC即宣布停止生产该系统的生产，并将性能价格比更好、质量更高、体积更小的数控系统推向中国市场。这种总是跟在别人后面走的做法，必然受人制约，永远落在后面。

随着计算机技术日新月异的发展，基于微机的开放式数控是数控技术发展的必然趋势。在传统数控技术方面，我国处于相对落后的状态，开放式数控为我国数控产业的发展提供良好的契机，加强和重点扶持开放性数控技术的研究和应用，我国的数控产业才有发展壮大可能，才有可能在未来的市场竞争中立于不败之地。

参考文献：

[l]南生春，傅万四.浅谈数控技术在木材加工机械上的应用[J].木材加工机械，2004（01）.

[2]孙荣创.数控技术及装备的发展趋势及策略[J].中国科技信息，2006（12）.

[3]陈光明.基于数控加工的工艺设计原则及方法研究[J].制造业自动化，2005（09）.

[4]马岩.中国木材工业数控化的普及[J].木材工业，2006（02）.

[5]谢情燕.浅谈数控技术的发展趋势[J].价值工程.2011（7）

作者：黄理