CN101947686B - 数控等离子六轴五联动坡口切割机 - Google Patents
数控等离子六轴五联动坡口切割机 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种数控等离子六轴五联动坡口切割机,其主机的机箱顶上安装旋转电机,并与机箱内的滚珠丝杆连接,滚珠丝杆的上端安装小齿轮、中部与滑块螺纹连接,滑块的一端与机箱侧壁上的垂直导轨凹凸槽配合、另一端与复位接近开关连接,复位接近开关与机箱侧壁上的限位块对应;机箱还设有空心旋转轴,旋转轴上连接大齿轮,大齿轮与小齿轮啮合,旋转轴的下端与“C”形连接件上端固定,“C”形连接件上安装摆动电机驱动的减速箱,减速箱经齿轮与半圆形齿条啮合,该齿条上安装割炬座,割炬夹持器置于割炬座的接触面上,割炬座的接触面上镶嵌有磁铁,防碰接近开关垂直安装在夹持器的通孔内。具有回转复位准确,垂直度在线补偿,切割精度高的特点。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种数控等离子坡口切割机,具体涉及一种数控等离子六轴五联动坡口切割机。
二、背景技术
数控等离子坡口切割机,是一种多轴联动的复合运动切割机,可一次成型V、X、Y等型坡口,将传统切割、铣削等多道工序完成的坡口加工一次完成,大大提高了效率、节约了资源。目前使用的数控等离子坡口切割机已发展到六轴五联动形式,自动化程度更高。等离子切割最致命的缺陷是弧形的不垂直,从而造成切割工件的被切面成倾斜面。早期美国进口等离子的不垂直度高达7度,美国最新的HPR系列精细等离子切割不垂直度任达3~5度。由于等离子弧的不垂直形而造成切割角度与设定角度有较大误差,从而影响工件的尺寸精度。解决的方法是提高回转装置和防碰撞装置的精度,使其结构更合理,并应防止电缆线缠绕。
中国专利CN101733532A公开了一种等离子坡口切割机的回转机构,包括导向杆、滚珠丝杠、连接架、伺服电机A、伺服电机B、摆动头、固定盘、等离子割炬,伺服电机A与减速器A的转轴在同一轴线上、伺服电机B与减速器B的转轴在同一轴线上,减速器A的输出轴通过C型螺母、法兰盘与伺服电机B连接,减速器B的输出轴通过C型螺母、法兰盘与摆动头连接,减速器A的转轴与减速器B的转轴轴线呈空间相互垂直,等离子割炬的电缆和软管固定在伺服电机A的上端。该发明的伺服电机A经减速器A的输出轴通过C型螺母、法兰盘与伺服电机B连接,可实现水平360°回转,保障了运动精度,但结构仍复杂。
由于传统割炬防碰撞装置都是采用弹簧方式,影响了切割精度。中国专利CN201455733U公开了一种数控等离子坡口切割机坡口切割头防碰撞保护装置,包括支架、保护环和限位开关,保护环的后部通过两个弹簧连接到后支架的两端,保护环的中部通过两个弹簧分别与左前支架和右前支架的外端连接,左前支架和右前支架为L形,左前支架和右前支架的内端垂直部分之间安装坡口切割头支架,左前支架和右前支架的内端垂直部分有与坡口切割头支架连接的孔;带缓冲弹簧的限位开关安装在左前支架或右前支架上,限位开关的缓冲弹簧的外端与保护环连接。这种结构较之传统割炬防碰撞装置有改进,但用弹簧连接仍难调整割炬使其保证沿某个角度工作,同样影响切割精度。
三、发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种垂直度在线补偿、运行平稳、切割精度高的数控等离子六轴五联动坡口切割机。
为解决上述技术问题,本发明数控等离子六轴五联动坡口切割机,包括横梁两侧的端架,两端架均连接有纵向移动装置并置于轨道上,横向移动装置安装在横梁上,主机经托架与升降移动装置连接,升降移动装置与横向移动装置连接,主机包括安装在托架上机箱,该机箱顶上安装旋转电机,所述旋转电机的输出轴与机箱内的滚珠丝杆连接,滚珠丝杆的上端安装小齿轮、中部与滑块螺纹连接,滑块的一端与安装在机箱侧壁上的垂直导轨凹凸槽配合、另一端与复位接近开关连接,复位接近开关与安装在机箱侧壁上的限位块对应;所述机箱还设有供电缆线穿过的空心旋转轴,该旋转轴上连接大齿轮,大齿轮与所述小齿轮啮合,旋转轴的下端与“C”形连接件上端固定,“C”形连接件上安装摆动电机驱动的减速箱,该减速箱经齿轮与半圆形齿条啮合,半圆形齿条上安装割炬座,固定割炬的夹持器置于割炬座的接触面上,所述割炬座的接触面上镶嵌有磁铁,防碰接近开关垂直安装在夹持器的通孔内。
所述磁铁为若干个圆柱体磁铁组成,它们均匀分布在割炬座接触面的圆周上。
由于上述技术方案将旋转电机输出轴与小齿轮、滚珠丝杆、接近开关连接成为一整体,旋转轴与大齿轮固定在一起。旋转电机转动其一是带动滚珠丝杆使复位接近开关升降,从而使接近开关与限位块脱离或感应,调整好接近开关与限位块的初始位置为零点(即割炬垂直钢板的位置),当切割完毕或程序需要都能回到初始位置;其二是带动大齿轮使旋转轴旋转,从而使连接在旋转轴下方的割炬整体旋转。摆动电机驱动半圆形齿条使割炬左右摆动。复位机构和摆动机构构成主机的回转装置,其回转复位准确,垂直度在线补偿。又由于将磁铁镶嵌在割炬座的接触面上,磁铁的引力致使夹持器与割炬座接触在一个面上,无需调整,提高了切割精度。同时,摆动接近开关控制割炬相对于割炬座的倾斜程度,即时关闭或开启电源,达到了防碰撞的效果。因此,本发明结构简单,并有效解决了电缆线缠绕问题,可对任意厚度的被切工件(最厚可达45毫米)在+45度到-45度之间的任意角度在线补偿。提高了工件的尺寸及角度(切割垂直度或坡口的角度)的切割精度及其表面的光洁度,减少了穿孔时的钢渣量,从而提高割炬及喷嘴的寿命。
四、附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是图1所示实施方式的左视图;
图3是图1所示实施方式中主机的正视图;
图4是图1所示实施方式中复位装置的侧视图;
图5是图4A向剖面图;
图6是图1所示实施方式中防碰撞装置的侧视图;
图7是图1所示实施方式中割炬座接触面的示意图。
五、具体实施方式
由图1、图2和图3可见,本发明数控等离子六轴五联动坡口切割机,包括横梁1,横梁1两侧安装端架2,两端架均连接有纵向移动装置,纵向移动装置置于轨道上并由纵向移动电机3驱动,横向移动装置安装在横梁1上并由横向移动电机4驱动,主机经托架5与升降移动装置连接,升降移动装置由升降移动电机6驱动并与横向移动装置连接。
参见图4和图5,主机包括回转装置,该回转装置的机箱7安装在托架5上,机箱7顶上安装旋转电机8,旋转电机8的输出轴与机箱7内的滚珠丝杆9连接,滚珠丝杆9的上端安装小齿轮10、中部与滑块11螺纹连接,滑块11的一端与安装在机箱7侧壁上的垂直导轨12凹凸槽配合、另一端与复位接近开关13连接,复位接近开关13与安装在机箱侧壁上的限位块14对应;机箱7还设有供电缆线15穿过的空心旋转轴16,该旋转轴16上连接大齿轮17,大齿轮17与小齿轮10啮合。旋转轴16的下端与“C”形连接件18上端固定,“C”形连接件18上安装摆动电机19驱动的减速箱20,该减速箱20经齿轮与半圆形齿条21啮合。
参见图6和图7,防碰撞装置包括安装在半圆形齿条21上的割炬座22,割炬23固定在夹持器24上,夹持器24置于割炬座22的接触面上,割炬座22的接触面上镶嵌有磁铁,磁铁可为环形磁铁,也可由若干个圆柱体磁铁25组成,防碰接近开关26垂直安装在夹持器24的通孔内。主机上还垂直安装有L形支架27,L形支架27上安装固定电缆旋转吊环28,横支架29安装在旋转轴16的下端。电缆线15从旋转吊环28穿过旋转轴16的中心孔,再悬挂在横支架29上,而后与割炬23连接。
本发明由两个纵向移动装置、一个横向移动装置、一个升降移动装置、一个复位装置和一个摆动装置构成六轴五联动结构。其重心低、运行平稳,可以和国内外各种数控***配用,它还可以装置任何型号的等离子切割***,使用在6-9米跨距切割中。纵向移动、横向移动、升降移动均采用齿轮与齿条的运动方式,纵向驱动采用双边全同步驱动伺服控制***,同步精度高(误差小于1mm)。端架两端设有水平导向轮。
本发明切割机的轨道固定方式:轨道固定在工字钢梁上,工字钢梁再与混凝土螺栓连接,横梁采用大截面结构,用以保证横梁的刚性。端架采用加长型结构,用以保证纵向运动的平稳性。纵向驱动采用双边同步驱动伺服控制***,保证双边的同步运行的快速性、稳定性。
Claims (2)
1.一种数控等离子六轴五联动坡口切割机,包括横梁两侧的端架,两端架均连接有纵向移动装置并置于轨道上,横向移动装置安装在横梁上,主机经托架与升降移动装置连接,升降移动装置与横向移动装置连接,主机包括安装在托架上的机箱,该机箱顶上安装旋转电机,其特征是:所述旋转电机(8)的输出轴与机箱(7)内的滚珠丝杆(9)连接,滚珠丝杆(9)的上端安装小齿轮(10)、中部与滑块(11)螺纹连接,滑块(11)的一端与安装在机箱(7)侧壁上的垂直导轨(12)凹凸槽配合、另一端与复位接近开关(13)连接,复位接近开关(13)与安装在机箱(7)侧壁上的限位块(14)对应;所述机箱(7)还设有供电缆线(15)穿过的空心旋转轴(16),该旋转轴(16)上连接大齿轮(17),大齿轮(17)与所述小齿轮(10)啮合,旋转轴(16)的下端与“C”形连接件(18)上端固定,“C”形连接件(18)上安装摆动电机(19)驱动的减速箱(20),该减速箱(20)经齿轮与半圆形齿条(21)啮合,半圆形齿条(21)上安装割炬座(22),固定割炬(23)的夹持器(24)置于割炬座(22)的接触面上,所述割炬座的接触面上镶嵌有磁铁,防碰接近开关(26)垂直安装在夹持器(24)的通孔内。
2.根据权利要求1所述的数控等离子六轴五联动坡口切割机,其特征是:所述磁铁为若干个圆柱体磁铁(25)组成,它们均匀分布在割炬座(22)接触面的圆周上。
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