目前國內只有為數不多的公司在數控相貫線切割機的研究領域有比較突出的成果，如圖1-1所示，在控制 方式基本都是采用偏擺和旋轉結合的方式，由5-6軸進行控制，但都存在的問題是缺少加工檢測裝置、加工誤差補償功能、管件制造誤差影響、裝備的兼容性差并且加工周期較長。
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圖1-1 具有坡口相貫線切割功能的5軸數控切管機

隨著各行業對管類元件需求的增大，管與管之間的連接形式也變得多樣化，而兩管空間相并在一起所形成的空間軌跡曲線即相貫線，其形式也受管件的直徑、位置、形狀等因素的影響，在實際的生產加工過程中，由于管件的形狀不同，相互之間所成的相貫形式也是復雜多樣。常見有圓管與圓管、方管與圓管、圓錐管與圓管、方管與圓錐管、方管與方管、圓錐管與圓錐管。如圖2-1所示，建立方法是采用空間坐標的平移轉換的計算方法，在管件參數方程的基礎上，對相貫線方程進行求解。

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圖2-1 管件相貫示意圖

而相貫線坡口切割的質量決定了加工后所留鈍邊高度，而鈍邊高度的大小直接影響了焊接質量。因此，保證焊接質量的根源在于相貫線坡口加工的準確度。

切割原理：

切割帶鈍邊的坡口可以分為兩個步驟，**步先切割出圓柱孔，在圓柱孔的基礎上切割出鈍邊坡口，切割原理如圖3-1所示。在切割坡口過程中，為了保證加工連貫性，割炬要完成兩步運動。**步，割炬繞調整基準點旋轉一定角度；第二步，割炬移動到待焊位置。在整個加工過程中，割炬需沿著某一固定曲線切割，為了得到精確的鈍邊高度，則割炬需始終與工件保持固定的距離α，則能夠滿足這兩個條件的空間曲線就是加工過程中割炬的切割軌跡。



圖3-1 切割原理圖

數控相貫線切割機就是用數字程序驅動機床運動，隨著機床運動時，隨機配帶的切割工具對物體進行切割。這種機電一體化的切割機就稱之為數控切割機。

相貫線切割機在切割時，為了保證焊接的質量和可靠性，需要預留出一定角度的坡口，有定角度坡口和變角度坡口之分。

定角度坡口指的就是在切割過程中，支管上各個相貫節點處的素線與支管軸線始終保持一定數值的角度。然而實踐證明，定角度坡口僅僅適用于兩管垂直對心相交或者是各個節點處的二面角都比較大的情況。

變角度坡口指的是在整個切割過程中，各個節點處的切割角(當相貫接頭為插入式時，切割角等于坡口角)始終隨著二面角的變化而變化，這樣切割出的坡口既均勻又可靠。因為，二面角比較大，切割出來的坡口則可能過小；而二面角比較小，切割出來的坡口則可能過大，這樣就會大大影響切割后焊接的質量和可靠性，同時對于壁厚不大的鋼管來說，在切割時甚至會熔斷部分坡口，導致焊接無法正常進行。
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當然，無論是定角度坡口還是變角度坡口，都應該盡量避免極限切割，因為在這一切割過程中，局部節點處的坡口角變化劇烈，切割后會大大降低焊接的質量和穩定性。那么廣州奧凌數控今天就教大家如何計算數控相貫線的坡口角度？

相貫線切割機為了進一步研究切割時的運動規律，還需要對切割過程中的坡口進行相應的研究。由于在切割坡口時，必須先確定鋼管相貫接頭的空間幾何關系，因此需要對有關參考平面和空間幾何角度加以定義。針對管端切割給出了相關參數的具體定義如下：

1、主管軸剖面Pm

相貫線上任選點的主管軸剖面，是通過該點并包含主管軸線的平面。

2、支管軸剖面Pb

相貫線上任選點的支管軸剖面，是通過該點并包含支管軸線的平面。

3、主切面Q

相貫線上任選點的主切面是過該點并切于主管表面的平面。

4、支切面Qb

相貫線上任選點的支切面是過該點并切于支管內表面的平面(注：考慮到繪圖效果，在表達Qb時可能會引起誤解，請見諒)。

5、法剖面Pf及其方向向量晰

相貫線上任選點的法剖面是過該點并垂直于兩軸剖面的平面，方向向量以f通過點M且垂直于法剖面Pf。

6、法向量Hm、nb和坡口向量np

法向量露巾、‰分別為過點M且垂直于切平面Qm、Qb的向量，坡口向量n。指定了切割時割炬所在的位置方向。

7、二面角中

二面角西是主切面Q矗和支切面Qb在法剖面內且位于支管外部的夾角。

8、坡VI角妒以及理論切割角∞

對于管端切割來說，坡口角妒指的是坡口向量以。與主切面Q。之間的夾角，而理論切割角∞則是坡口向量萬。與支切面Qb之間的夾角；對于主管開孔來說，坡口角妒指的是坡口向量唧與支切面Qb之間的夾角，而理論切割角CO則是坡口向量弗。與主切面Q。之間的夾角。二者的大小取決于二面角咖的大小。根據美國石油協會標準規定，當二面角西≥900時，坡I=l角p---450；當二面角少<900時。

資訊來源： 相貫線數控切割機