型号 “CNC-CP5-1400/L” 是指:
1) 5轴 数控,包括下述功能:
a) 圆管定长切割;
b) 圆管上割孔;
c) 直边、斜边坡口;
2) 适用最大管径为 Φ1,400mm;
3)“L” 取决于圆管最大长度,常见规格为12米:
a) 无锡智科5轴数控相贯线切割机切割出的椭圆孔,带斜边坡口: (图1)

b) 切割完成的圆管,边缘为曲线,用于相贯线连接:(图2)

4) 切割工艺:热切割:
a) 或者氧燃气用于切割厚度最大至 100mm的厚管,
b) 或者等离子切割,适用壁厚范围为3mm至 30mm;
1) 作为CNC-CP系列数控相贯线切割机中销量第一的机型,CNC-CP5-1400/L可被视为“经典产品”,因为它在各种制造业中得到广泛应用,因为适用的圆管管径、切割功能最广泛:
a) 5轴数控相贯线切割机的典型工件:切割带有直边、斜边、弯边的管段,以及带有相贯线的中小型圆管组件: (图3)

b) 一堆5轴切割出的曲线相贯线圆管:(图4)

c) 用相贯线切割出圆管制成的管组件:(图5)

适用行业:总之,5轴相贯线切割机广泛应用于钢结构、体育场馆、会展中心等行业。
圆管(相贯线)切割作业的突破:随着CNC-CP系列火焰等离子数控相贯线切割机的推向市场,圆管切割和坡口加工的质量和生产效率发生了革命性的变化。在出现这种功能强大的数控设备之前,传统的圆管手工切割作业非常耗时,而且难以进行质量控制:
1. 传统上,圆管切割加工需要耗费大量时间进行划线和样品放样;
2. 这些手工操作流程速度慢、稳定性差,难以控制精度,且完全依赖于操作人员的技能;
3. 现在,随着功能强大的数控相贯线切割机的推出,上述所有问题均可迎刃而解;
4. 凭借先进的五轴控制技术,圆管长度切割和斜边坡口等工序可实现最大程度的标准化,无需再进行划线和样品制作等手工步骤,从而显著提升圆管切割加工的生产效率和质量控制水平:
无锡智科CNC-CP5-1400/12 5轴相贯线切割机在火焰切割一个Φ500mm的中型圆管:(图6)

5轴数控图示:(图7)

如上图所示,在3轴数控的基础上,
1) X轴- 沿管长度方向;
2) Y轴- 圆管 0° ~ 360° 回转;
3) Z轴- 割枪根据管径大小上下运动;
引入第4th 轴A、第5轴B:
4) A轴- 割枪沿圆管长度方向前后摆动;
5) B轴- 割枪沿圆管径向左右摆动;
通过这5轴数控,可实现斜边坡口的孔切割:
无锡智科5轴数控相贯线切割机中的割枪沿轴向(长度方向) 摆动:(图8)

1) 数控:该相贯线切割机的数控系统有5个控制轴,用于在圆管边缘和管体上割孔、直边切割、斜边坡口;
2) 圆管直径、厚度:Φ300mm 至 Φ1400mm。可覆盖实际应用中最常见的规格;对圆管壁厚没有特殊要求;
3) 圆管长度:最大为12,000 mm。可客户指定;
a) 大部分工件为碳钢。其他常用材料,如不锈钢、铝、铜等,也可使用相贯线切割机进行切割;
b) 相应地,该数控相贯线切割机配备了氧气和燃气(乙炔或丙烷)火焰切割装置以及等离子电源;
c) 切割出圆孔上斜边坡口:(图9)

d) 从上图可以看出,与三轴控制相比,通过增加 A 轴和 B 轴分别用于割炬的前后和左右摆动,客户可以实现更多有用的功能:圆管切割和倒角完成后,工件圆管会被送到下一个工位进行加工;
复杂的圆管切割任务,可通过数控系统来实现控制:
输入圆管切割过程控制参数的界面:(图10)

工控机内置的专业丰富的工件库简单易用;可同时切割出后续焊接用的方槽,无需后续加工,准确高效;
操作人员可高效控制以下过程参数:
a) 管长;
b) 管内、外径;
c) 管壁厚;
d) 斜边坡口的倾角...
无锡智科CNC-CP5-600/12 5轴相贯线切割机:(图11)

如上图所示,
1) 该机的核心部件是固定式龙门架,其顶部设有水平横梁,用于引导切割炬沿圆管长度方向移动,并由重型滚珠轴承直线导轨进行导向;
2) 执行单元是电动移动割枪单元,沿水平横梁直线导轨移动;
3) 圆管放置和回转单元:摩擦辊,适用于不同直径的圆管;
4) 数控系统包括工控机、落地式电控箱,以及便捷的远程操作脚踏开关,电控箱顶部还装有带多个按键开关和人机界面触摸屏;
5) 氧燃气切割气体控制面板,位于门架水平横梁的左端;

5轴割炬有2个专用的关节臂,使其能够进行双向摆动,完成A轴和B轴的运动任务;
1) 该机配备一组割枪单元,可在同一电动托板上进行火焰和等离子切割;
2) 氧燃气切割用于切割中薄至厚碳钢;
3) 等离子割枪单元用于切割中薄有色金属;
4) 割枪和气管沿机架全长移动。氧气管和切割气管位于固定龙门架的顶部;
1) 与三轴相贯线切割机中可用三爪卡盘靠地夹紧和旋转小型圆管不同,随着圆管直径、厚度、重量的增加,应将其放置在由机械支架和两组摩擦辊组成的支撑底座上:
2) 无锡智科5轴数控相贯线切割机中的摩擦辊支撑底座:(图13)

3) 这里“摩擦” 是指,它是通过摩擦力带动圆管的回转,摩擦力产生于这些摩擦轮于圆管工件之间;
4) 在圆管切割作业中,通过摩擦辊的回转,圆管被引导进行回转,实现Y轴运动:圆管0°- 360°无限回转;
5. 电控系统
1. 在数控相贯线切割机的早期阶段,五轴是适用于直径为Φ1400mm圆管的高端机型;
2. 当时,采用五轴控制进行斜边坡口加工的动力在于,该机器是为在焊接滚轮架上进行后续的焊接或装配工序做准备。因此,坡口加工能力是任一相贯线切割机的关键性能指标;
3. 对于壁厚较厚且无切缝槽的圆管(三轴机型无法实现),在斜交的情况下难以进行精确装配;
4. 原因在于,在数控相贯线切割机中,编程是基于圆管的外径进行的。因此,壁厚乘以圆管斜交角度的余弦值,结果会大于或小于精确值,从而导致后续装配困难;
5. 对于这种5轴相贯线切割机而言,主要难点在于切割单元的精度和稳定性,这需要先进的技术;
6. 近年来,数控相贯线切割机技术蓬勃发展,五轴数控版本已成为主流,其优势在于性价比高,能够提供稳定、高质量的加工性能:
无锡智科5轴相贯线切割机的调试现场:(图14)

型号 技术参数 | 5 轴 CNC-CP 1400/L |
适用管径 | Φ80-Φ660- Φ1400 mm |
适用最大管长 | 6,000 ~ 12,000 mm |
适用圆管壁厚 | 6~ 100 mm 火焰切割; 3 ~ 25mm 等离子切割 |
切割速度 | 100- 1000mm/min. 火焰切割 100- 1000mm/min. 等离子切割 |
数控轴 | X、Y、Z、A、B |