CN105397238B - 一种型材切割机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种型材切割机，切割执行组件设于X‑Y切割进给机构上，X‑Y切割进给机构设于旋转固定盘机构端部，旋转固定盘机构和夹具机构一前一后依次设于安装座上；旋转机头机构包括旋转固定盘和驱动旋转固定盘转动的固定盘旋转驱动装置，旋转固定座的中心位置设有供工件穿过的工件孔；X‑Y切割进给机构为X‑Y两个方向的运动机构，它设于旋转固定盘上，位于工件孔一侧。其优点是：结构科学，容易制造；三轴运动机构可实现圆形、方形或异形工件的切断，可数控制操作，切割精度高，自动化程度高；切口平整质量高；夹具机构仅用一个电机就可以实现夹具同步动作、自动对准中心线；整体降低了劳动强度，提高了工作效率。

Description

一种型材切割机

技术领域

本发明涉及一种切割机，尤其涉及一种可对各种形状的工件进行自动对中、适应各种形型材的切割机。

背景技术

传统的切割机加工矩形结构、方形结构或其它异形结构的管材或型材等工件，基本采用直线进刀的方式进行切割，这种切割方式，容易造成管材切口不平整，切口外翻等情况，影响管材的品质。而且存在调节不方便，工作过程会出现切屑，且噪音较大等问题。使用等离子切割枪时，更是切割枪头随工件形状的变化而彼此距离产生改变，造成切割不均匀现象，甚至需要人工进行切割操作，造成了工作强度大，工作效率低的问题，难以自动化操作。另外，夹紧机构的夹持方式是单边动作，即其夹具的固定端固定不动，活动端由气缸等动力机构驱动其动作，夹紧和松开都是由活动端单边动作。这种单边型材夹紧机构存在工件中心位置需要人工校准的缺陷，造成劳动强度在在、工作效率低等后果，不利于降低劳动成本。由于离子切割枪需要外接管线，在固定板作往复旋转时，在离心力作用下外接管线会出现甩动现象，存在安全隐患，也增加了外接管线的故障率，对外接管线的技术指标要求也比较高。

发明内容

本发明针对现有切割机存在的上述缺陷，而提供一种可对各种形状的工件进行自动对中、切割的型材/管材切割机。

为实现上述目的，本发明采取的方案是：一种型材切割机，包括安装座、切割执行组件、X-Y切割进给机构、旋转机头机构和夹具机构；切割执行组件设于X-Y切割进给机构上，X-Y切割进给机构设于旋转机头机构端部，旋转机头机构和夹具机构一前一后依次设于安装座上；其特征是：所述旋转机头机构包括旋转固定盘和驱动旋转固定盘转动的固定盘旋转驱动装置，旋转固定盘的中心位置设有供工件穿过的工件孔；X-Y切割进给机构为X-Y两个方向的运动机构，它设于旋转固定盘上，位于工件孔一侧；X-Y切割进给机构包括X向运动机构和Y向运动机构，Y向运动机构设于X向运动机构上；X向运动机构包括X向固定支架、X向电机和X向丝杆滑块导轨副；X向电机设于X固定支架一侧，X向丝杆可旋转地设于X向固定支架上，X向丝杆由X向电机驱动；Y向运动机构设于X向丝杆滑块导轨副的滑块上，Y向运动机构垂直于工件孔的轴向中心线设置；Y向运动机构包括Y向固定支架、Y向进给步进电机、同步轮同步带组件和Y向丝杆滑块导轨副；其中，Y向固定支架设于X向丝杆滑块导轨副的滑块上，Y向进给步进电机和同步轮同步带组件设置于Y向固定支架上部，Y向丝杆滑块导轨副由Y向进给步进电机通过同步轮同步带组件驱动，切割执行组件设于Y向丝杆滑块导轨副的滑块上；旋转固定盘外圆周上设有可环绕切割执行组件上的外接管线的环形绕线槽；切割执行组件为离子切割枪组件；夹具机构为给工件自动对中的夹具机构；该夹具机构包括夹紧工件的夹具组件和夹紧电机；夹具组件为一对，按左右对称的形式设置；夹具组件分别设有互向对方延伸的平行设置的齿条和导向轴；其中，夹具组件可滑动地套接在对方向已方延伸的导向轴上，夹具组件的齿条之间设有同时与彼此的齿条啮合的同步传动齿轮；同步传动齿轮由夹紧电机驱动，导向轴均套有支持导向轴的导向直线轴承座；齿条的外侧均设有支持齿条直线运动的导向滚轮；夹具组件包括夹具安装座、活动夹具和夹具锁紧装置；夹具安装座内侧设有回形槽，活动夹具外侧设有可匹配***该回形槽的接插部；夹具锁紧装置为顶部设有一字匙的夹具锁紧螺丝，夹具锁紧螺丝可90度角度旋转地设置于夹具安装座顶端，并紧靠回形槽边缘设置；活动夹具内侧设有与工件外形匹配的V形槽或者异形槽，V形槽形成的角度为90度；活动夹具上部设有提手。

作为上述技术方案的说明，通过及切割执行组件通过旋转机头机构旋转、X-Y切割进给机构的切割进给，实现三轴联动可实现圆形型材/管材、方形型材/管材、矩形型材/管材或异形型材/管材的切断。通过数控装置，X-Y切割进给机构可调整切割执行组件与方形型材/管材、矩形型材/管材或异形型材/管材的距离，使之保持距离不变，保证切割质量。Y向进给步进电机通过同步轮同步带组件驱动Y向丝杆滑块导轨副动作，使其实现更为精准Y向直线运动的控制。切割执行组件上的外接管线可绕着环形绕线槽收放，而不会出现甩动现象，增加了设备的安全性能，大大降低了外接管线的故障率，使管线安装更为简单快捷。夹紧电机驱动同步传动齿轮旋转，同步传动齿轮带动齿条同步相向或反向运动，从而实现夹具组件同步夹紧或同步松开，两者行程一致，从而达到自动对中的效果，首次使用调整后，不须每次调整中心位置，大大降低了操作工的劳动强度，提高了工作效率。导向轴在导向直线轴承座可更流畅地运动。导向滚轮保证齿条运动更流畅，不易变形。当需要夹持不同外径的工件时，方便更换相应的活动夹具；夹具锁紧螺丝正向旋转90度即可将活动夹具锁定在夹具安装座内，夹具锁紧螺丝反向旋转90度即可将活动夹具解除锁定，可方便地众夹具安装座内取出。这种结构还可适应矩形或方形外表的工件。90度角V形槽方便固定矩形或正方形工件。

由上所述方案可知，本发明的优点是：结构科学，容易制造；三轴运动机构可实现圆形、方形、矩形或异形型材/管材等工件的切断，可数控制操作，切割精度高，自动化程度高；切口平整质量高，不需要用人工做二次切口修整；夹具机构由夹紧电机驱动夹具组件，通过夹紧电机带动同步传动齿轮旋转传递到齿条形成同步相向夹紧或反向松开，仅用一个电机就可以实现夹具同步动作、自动对准中心线，不用人工校对中心线；夹具更换采用卡槽式装夹，更换快速；整体降低了劳动强度，提高了工作效率。可对外接管线有序管理，安全可靠，安装维护简单快捷；可装载多种型材加工夹具，具备多功能结构；气体切割，切割速度快，噪音小、耗材少，可取代现有的锯片或砂轮结构的型材自动切割设备。

附图说明

图1为本发明的型材切割机的立体图(图中的双向箭头分别表示对应的三轴运动的方向)。

图2为图1中的X-Y切割进给机构的立体分解图。

图3为图1中的夹具机构的立体分解图。

标记说明：图中的没有标号的箭头表示相关部件的运动方向；

1-安装座，2-切割执行组件，3-X-Y切割进给机构3，4-旋转机头机构，5-夹具机构，6-工件，31-X向运动机构，32-Y向运动机构；311-X向固定支架，312-X向电机，313-X向丝杆滑块导轨副，321-Y向固定支架，322-Y向进给步进电机，323-同步轮同步带组件，324-Y向丝杆滑块导轨副，325-主动同步轮，326-从动同步轮，327-同步带，41-旋转固定盘，42-固定盘旋转驱动装置，43-工件孔，44-环形绕线槽；51-夹具组件，52-夹紧电机，53-齿条，54-导向轴，55-同步传动齿轮，56-导向直线轴承座，57-导向滚轮，58-夹具安装座，59-活动夹具；581-夹具锁紧螺丝，582-回形槽，551-接插部，552-V形槽，553-提手。

具体实施方式

下面结合附图和优选的实施方式，对本发明及其有益技术效果进行进一步详细说明。

参见图1～图3，由图可知，型材切割机包括安装座1、切割执行组件2、X-Y切割进给机构3、旋转机头机构4和夹具机构5；切割执行组件2设于X-Y切割进给机构3上，X-Y切割进给机构3设于旋转机头机构4端部，旋转机头机构4和夹具机构5一前一后依次设于安装座1上；旋转机头机构4包括旋转固定盘41和驱动旋转固定盘41转动的固定盘旋转驱动装置42，旋转固定盘的中心位置设有供工件6穿过的工件孔43；X-Y切割进给机构3为X-Y两个方向的运动机构，它设于旋转固定盘41上，位于工件孔43一侧。

如图2所示，X-Y切割进给机构3包括X向运动机构31和Y向运动机构32，Y向运动机构32设于X向运动机构31上；X向运动机构31包括X向固定支架311、X向电机312和X向丝杆滑块导轨副313；X向电机312设于X固定支架一侧，X向丝杆滑块导轨副313中的X向丝杆可旋转地设于X向固定支架311上，X向丝杆由X向电机312驱动；Y向运动机构32设于X向丝杆滑块导轨副313的滑块上，Y向运动机构32垂直于工件孔43的轴向中心线设置。Y向运动机构32包括Y向固定支架321、Y向进给步进电机322、同步轮同步带327组件323和Y向丝杆滑块导轨副324；其中，Y向固定支架321设于X向丝杆滑块导轨副313的滑块上，Y向进给步进电机322和同步轮同步带327组件323设置于Y向固定支架321上部，Y向丝杆滑块导轨副324由Y向进给步进电机322通过同步轮同步带327组件323驱动，切割执行组件2设于Y向丝杆滑块导轨副324的滑块上。更具体地，Y向丝杆滑块导轨副324由Y向进给步进电机322的连接关系如下，Y向进给步进电机322与同步轮同步带327组件323中的主动同步轮325连接，主动同步轮325连接通过同步带327与同步轮同步带327组件323中的从动同步轮326连接，从动同步轮326与Y向丝杆滑块导轨副324中的的丝杆连接。

优选地，旋转固定盘41外圆周上设有可环绕连接切割执行组件2的外接管线的环形绕线槽44。切割执行组件2为离子切割枪组件。

如图3所示，夹具机构5为给工件6自动对中的夹具机构5；该夹具机构5包括夹紧工件6的夹具组件51和夹紧电机52；夹具组件51为一对，按左右对称的形式设置；夹具组件51分别设有互向对方延伸的平行设置的齿条53和导向轴54；其中，夹具组件51可滑动地套接在对方向已方延伸的导向轴54上，夹具组件51的齿条53之间设有同时与彼此的齿条53啮合的同步传动齿轮55；同步传动齿轮55由夹紧电机52驱动，导向轴54均套有支持导向轴54的导向直线轴承座56；齿条53的外侧均设有支持齿条53直线运动的导向滚轮57。夹具组件51包括夹具安装座581、活动夹具59和夹具锁紧装置；夹具安装座581内侧设有回形槽582，活动夹具59外侧设有可匹配***该回形槽582的接插部551；夹具锁紧装置为顶部设有一字匙的夹具锁紧螺丝581，夹具锁紧螺丝581可90度角度旋转地设置于夹具安装座581顶端，并紧靠回形槽582边缘设置；活动夹具59内侧设有与工件6外形匹配的V形槽552或者异形槽，V形槽552形成的角度为90度；活动夹具59上部设有提手553。

根据上述说明书及具体实施例并不对本发明构成任何限制，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变形，也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (1)

1.一种型材切割机，包括安装座、切割执行组件、X-Y切割进给机构、旋转机头机构和夹具机构；切割执行组件设于X-Y切割进给机构上，X-Y切割进给机构设于旋转机头机构端部，旋转机头机构和夹具机构一前一后依次设于安装座上；其特征是：所述旋转机头机构包括旋转固定盘和驱动旋转固定盘转动的固定盘旋转驱动装置，旋转固定盘的中心位置设有供工件穿过的工件孔；X-Y切割进给机构为X-Y两个方向的运动机构，它设于旋转固定盘上，位于工件孔一侧；X-Y切割进给机构包括X向运动机构和Y向运动机构，Y向运动机构设于X向运动机构上；X向运动机构包括X向固定支架、X向电机和X向丝杆滑块导轨副；X向电机设于X固定支架一侧，X向丝杆可旋转地设于X向固定支架上，X向丝杆由X向电机驱动；Y向运动机构设于X向丝杆滑块导轨副的滑块上，Y向运动机构垂直于工件孔的轴向中心线设置；Y向运动机构包括Y向固定支架、Y向进给步进电机、同步轮同步带组件和Y向丝杆滑块导轨副；其中，Y向固定支架设于X向丝杆滑块导轨副的滑块上，Y向进给步进电机和同步轮同步带组件设置于Y向固定支架上部，Y向丝杆滑块导轨副由Y向进给步进电机通过同步轮同步带组件驱动，切割执行组件设于Y向丝杆滑块导轨副的滑块上；旋转固定盘外圆周上设有可环绕切割执行组件上的外接管线的环形绕线槽；切割执行组件为离子切割枪组件；夹具机构为给工件自动对中的夹具机构；该夹具机构包括夹紧工件的夹具组件和夹紧电机；夹具组件为一对，按左右对称的形式设置；夹具组件分别设有互向对方延伸的平行设置的齿条和导向轴；其中，夹具组件可滑动地套接在对方向己方延伸的导向轴上，夹具组件的齿条之间设有同时与彼此的齿条啮合的同步传动齿轮；同步传动齿轮由夹紧电机驱动，导向轴均套有支持导向轴的导向直线轴承座；齿条的外侧均设有支持齿条直线运动的导向滚轮；夹具组件包括夹具安装座、活动夹具和夹具锁紧装置；夹具安装座内侧设有回形槽，活动夹具外侧设有可匹配***该回形槽的接插部；夹具锁紧装置为顶部设有一字匙的夹具锁紧螺丝，夹具锁紧螺丝可90度角度旋转地设置于夹具安装座顶端，并紧靠回形槽边缘设置；活动夹具内侧设有与工件外形匹配的V形槽，V形槽形成的角度为90度；活动夹具上部设有提手。