火焰自动切管机数控系统开发

项目研究的背景及用途:随着钢管架结构的普及，存在着大量的管端相

贯线需要加工。管——管相交，管——板相交，管—管—板相交对管端相贯线焊

接破口提出了很高的要求。目前对这种相贯线焊接坡口均采用人工放样、制样板、

划线、手工切割，最后经人工打磨的工艺方法来进行加工。为了改变这种加工质

量差、效率低的状况，研究管端焊接坡口数控切割具有重要的理论意义和实际应

用价值，火焰自动切管机数控系统开发应运而生。

该火焰自动切管机可加工各种形式的管端相贯焊接破口。

技术原理及流程:该项研究与开发是在建立相贯线数学模型(管—管相贯、

管—板相贯、构成 Miter 接头的相贯线，多管、板相贯等)的基础上，建立了两面

角、破口角数学模型，并设计了相应的计算机程序，能够自动计算出数控切割所

需的各项参数。构建了开放式、模块化的数控系统硬件平台，实现三轴联动自动

切割。

成果水平及主要技术指标:该研究达到并部分超过国际先进水平，获天

津市科技进步三等奖。

市场分析及效益预测:该项研究可应用于各种管端相贯焊接破口的数控

自动加工，如海洋石油平台、大型钢结构桁架等，其加工质量好，效率高。该设

备平均每年完成 3600 吨管材加工，按 0.416 万元/吨计算产值，约为 1500 万元/

年，按特种加工利润率 13.4%计算，其年利润约为 201 万元。