论文以专用大直径简体数控火焰切割设备作为研究对象,开展了数控切割设备的筒体相贯线切割原理、总体设计、部件结构设计、气路设计以及对数控系统提出具体功能要求等方面研究。方法是对回转机构、升降机构、摆动机构进行精度分析和样机试验,对回转机构、升降机构、摆动机构进行了机械运动学分析,结果是样机试验满足设计精度要求,仿真分析优化机构设计。为今后专用数控切割设备整体设计提供一定参考价值。论文主要完成以下工作:1.通过对简体相贯线切割原理的描述,建立了筒体相贯的切割轨迹曲线,确定了相贯线切割和焊接坡口角切割方法。2.根据选择的切割方式,确定合理的整体结构,进行总体方案设计、升降机构设计、回转机构设计、检测机构设计、气路系统设计,并对各部分机构惯量、电机驱动功率进行验算。3.通过对升降机构、回转机构、仿形机构精度分析及整机的综合精度分析,样机试验满足设计精度要求。4.在试验平台上进行样机试验,实现了设备移动调整功能、现场示教功能、现场测量相贯曲线功能、自动切割及数控编程功能,设备性能满足设计功能要求。现场切割了筒体相贯线和焊接坡口,经检测满足焊接技术要求。对设备回转机构、升降机构、摆动机构进行精度测试,样机的试验结果表明该设备满足了设计精度要求。5.利用ADAMS/View环境下创建了数控切割设备的虚拟样机模型,研究回转机构、升降机构、摆动机构等动态运动特性,得出机构运动位移、力矩和角速度动态特性曲线,反映实际机构的运动学特性,并对机械系统运动学仿真结果进行分析,优化机构设计。