CN2377036Y

CN2377036Y - 卧式四轴数控钢管火焰切割机

Info

Publication number: CN2377036Y
Application number: CN 99215088
Authority: CN
Inventors: 丁沃圻; 黄健
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2000-05-10
Anticipated expiration: 2009-06-17

Abstract

一种新型卧式四轴数控钢管火焰切割机,其特征是:主轴卧式转动(C轴);溜板沿平行主轴轴线方向移动(Z轴);滑板在垂直主轴轴线的竖直方向升降移动(Y轴);切割炬在主轴的竖直轴剖面内摆动(A轴)。A轴、C轴、Y轴和Z轴四轴联动数控时,切割炬能在钢管上作再现跟踪其径向跳动运动的同时,进行支管相贯线、钢管斜截端面曲线,钢管焊接弯头“虾米节”相交线,及其变角度焊接坡口面切割。

Description

卧式四轴数控钢管火焰切割机

本实用新型涉及一种数控火焰切割设备，尤其能在长钢管上，再现跟踪钢管径向跳动切割多种相贯线、斜截端面曲线、焊接弯头“虾米节”相交线、及其变角度焊接坡口面的数控火焰切割设备。

中国专利ZL91224128.4公开了一种悬臂式四坐标切割机，它能在圆筒体上切割孔，但不能在支管上切割相贯线。中国专利ZL92201833.2公开了一种微机数控管切割机，它能在圆筒体上切割相贯孔，能在支管端部切割相贯线及其定角度焊接坡口面，但不能在长支管端部切割相贯线。在国外，日本MA-RUHIDE KOKI LTD.生产的数控管子轮廊切割机(CNC Pipe Profile Cutting Ma-ehine)，德国KISTLER生产的数控管子切割机(CNC-Controlled Pipe Cutting Ma-chine)，美国JESSE ENGINEERING CO.生产的支管和马鞍形孔切割机(PipeCoaster for Branch and Saddle Hole Cutting)均能在长支管端部切割相贯线及其焊接坡口面，但不能跟踪钢管径向跳动进行切割。

本实用新型的目的是提供一种卧式四轴数控钢管火焰切割机，能再现跟踪钢管的径向跳动进行多种切割工作。

本实用新型的目的是这样实现的：卧式四轴数控钢管火焰切割机由机械***和数控***组成。机械***由下述部件组成：主传动部件[1]，由伺服传动***驱动卧式主轴[17]、卡盘[14]和被切割钢管[2]作旋转运动(C轴)；轴向运动部件[5]，由伺服传动***驱动溜板[18]在导轨[56]上沿平行主轴[17]轴线方向移动(Z轴)；升降运动部件[6]，由伺服传动***驱动滑板[31]在垂直主轴轴线的竖直方向移动(Y轴)；切割部件[4]，由伺服传动***驱动切割炬[32]在主轴[17]的竖直轴剖面内作摆动(A轴)；支承部件[8]，它有一对位置可同向或反向调整的支承滚轮[42]，用于支承被切割钢管[2]在其上转动；床身部件[7]，它的导轨[54]用于安装支承部件[8]，它的导轨[56]用于安装轴向运动部件[5]；检测部件[3]，用于检测被切割钢管[2]的径向跳动。卧式四轴数控钢管火焰切割机进行切割前，将传感器[61]调整到被切割钢管[2]的最高上母线处，启动C轴、Z轴和Y轴进行三轴联动数控，传感器[61]相对被切割钢管[2]沿切割轨迹运动，同时对被切割钢管[2]的径向跳动进行示教采样。将传感器[61]调整到安全位置后，启动C轴、Z轴、Y轴和A轴进行四轴联动数控时，根据采样数据控制Y轴产生补偿运动，切割炬[32]在被切割钢管[2]上再现跟踪其径向跳动，切割出要求的轨迹及其变角度焊接坡口面。

采用这种技术方案的优点是：传感器[61]对被切割钢管[2]是非接触式示教采样；切割炬在被切割钢管[2]上再现跟踪其径向跳动切割时，切割火焰和熔渣不会损坏传感器[61]；不但能对形状误差较小的热轧无缝钢管，而且能对形状误差较大的冷滚弯成形有缝钢管进行精确切割。

下面结合附图对本实用新型的最佳实施方案进一步说明。

图1为外观示意图。

图2为主传动部件传动***图。

图3为轴向运动部件的正视和左侧视示意图。

图4为升降运动部件示意图。

图5为切割部件示意图。

图6为支承部件示意图。

图7为床身部件示意图。

图8为检测部件示意图。

图1表示卧式四轴数控钢管火焰切割机由主传动部件[1]、轴向运动部件[5]、升降运动部件[6]、切割部件[4]、支承部件[8]、床身部件[7]和检测部件[3]组成。

图2表示主传动部件[1]由伺服电机[9]、无传动间隙减速器[10]、无传动间隙膜片式连轴器[11]、无传动间隙齿轮传动[12、13、15]、主轴[17]、五爪卡盘[14]、箱体[16]组成。C轴的伺服转动是由伺服电机[9]经无传动间隙减速器[10]、无传动间隙膜片式连轴器[11]、无传动间隙齿轮传动[12、13、15]，驱动主轴[17]转动实现的。

图3表示轴向运动部件[5]由伺服电机[21]、无传动间隙减速器[20]、齿轮[19]、溜板[18]、十个滚子[24]、弹簧[25]、销轴[22]、摆动架[23]组成。溜板[18]通过十个滚子[24]可在导轨[56]上运动。Z轴的伺服移动是由伺服电机[21]经无传动间隙减速器[20]、齿轮[19]在齿条[57]上作纯滚动移动实现的。在弹簧[25]作用下，摆动架[23]绕销轴[22]摆动，使齿轮[19]始终在齿条[57]上实现无齿侧间隙传动。

图4表示升降运动部件[6]由伺服电机[26]、无传动间隙减速器[27]、无传动间隙丝杆螺母付[30]、导轨座[28]、直线滚动导轨付[29]、滑板[31]组成。Y轴的伺服升降移动是由伺服电机[26]、无传动间隙减速器[27]、无传动间隙丝杆螺母付[30]、直线滚动导轨付[29]，带动滑板[31]移动实现的。

图5表示切割部件[4]由伺服电机[38]、电机座[39]、无传动间隙减速器[37]、曲柄[36]、销轴[35]、防撞杆[33]、弹簧[34]、切割炬[32]组成。切割部件[4]水平安装在滑板[31]上。A轴的伺服摆动由伺服电机[38]经无传动间隙减速器[37]，驱动曲柄[36]、防撞杆[33]、切割炬[32]作摆动实现的。若切割炬[32]下移碰到钢管[2]时，防撞杆[33]压缩弹簧[34]，绕销轴[35]向上摆动，从而防止产生损坏。

图6表示支承部件[8]由支承滚轮[42]、杠杆[41]、滚轮座[40]、滚轮[43]、左右旋螺母[44]、左右旋丝杆[45]、导向键[46]、销[47]、轴[48]、车轮轴[49]、车轮[50]、支承架[51]组成。滚轮座[40]与支承架[51]之间用燕尾导轨付[52]连接，可避免杠杆[41]调整到接近竖直位置时，滚轮座[40]底面与支承架[51]上面之间产生分离。轴[48]和左右旋丝杆[45]之间采用导向键[46]和销[47]连接，将二支承滚轮[42]调整到处于主轴[17]轴心线的对称位置后，打入销[47]。

图7表示床身部件[7]由底座[53]、横梁[58]、齿条[57]、导轨[54]、导轨[56]、立柱[55]组成。底座[53]中部用于安装主传动部件[1]，导轨[54]上安装支承部件[8]，导轨[56]上安装轴向运动部件[5]。

图8表示检测部件[3]由传感器[61]、控制器[59]、支架[60]和支架座[62]组成。支架座[62]安装在电机座[39]上。检测部件[3]随滑板[31]一起作伺服升降移动。

本实用新型的机械***在数控***硬件和软件支持下，能实现多种切割功能。

Claims

1、一种卧式四轴数控钢管火焰切割机，它由机械***和数控***组成，机械***由主传动部件[1]、轴向运动部件[5]、升降运动部件[6]、切割部件[4]、支承部件[8]、床身部件[7]、检测部件[3]组成，其特征是：检测部件[3]由传感器[61]、控制器[59]、支架[60]和支架座[62]组成；C轴、Z轴和Y轴三轴联动数控时，传感器[61]相对被切割钢管[2]，沿切割运动轨迹对其径向跳动进行示教采样；C轴、Z轴、Y轴和A轴四轴联动数控时，切割炬[32]在被切割钢管[2]上，再现跟踪其径向跳动，切割出要求的轨迹及其变角度焊接坡口面。

2.根据权利要求1所述的卧式四轴数控钢管火焰切割机，其特征是：主传动部件[1]有一套无传动间隙伺服***，它由伺服电机[9]、经无传动间隙减速器[10]、无传动间隙膜片式连轴器[11]、无传动间隙齿轮传动[12、13、15]，驱动主轴[17]和五爪卡盘[14]作伺服转动。

3.根据权利要求1所述的卧式四轴数控钢管火焰切割机，其特征是：轴向运动部件[5]有一套无传动间隙伺服***，它由伺服电机[21]经无传动间隙减速器[20]、齿轮[19]和齿条[57]，驱动溜板[18]在导轨[56]上，沿平行主轴[17]轴线方向作伺服移动，在弹簧[25]作用下，摆动架[23]绕销轴[22]摆动，使齿轮[19]始终在齿条[57]上实现无齿侧间隙传动。

4.根据权利要求1所述的卧式四轴数控钢管火焰切割机，其特征是：升降运动部件[6]有一套无传动间隙伺服***，它由伺服电机[26]经无传动间隙减速器[27]、无传动间隙丝杆螺母付[30]、驱动滑板[31]在直线滚动导轨付[29]上作升降伺服移动。

5.根据权利要求1所述的卧式四轴数控钢管火焰切割机，其特征是：切割部件[4]有一套无传动间隙伺服***，它由伺服电机[38]经无传动间隙减速器[37]、曲柄[36]、防撞杆[33]，驱动切割炬[32]绕其轴心线上的设定摆动中心作伺服摆动，若切割炬[32]下移碰到钢管[2]时，防撞杆[33]压缩弹簧[34]，绕销轴[35]向上摆动，从而防止产生损坏。

6.根据权利要求1所述的卧式四轴数控钢管火焰切割机，其特征是：支承部件[8]的滚轮座[40]和支承架[51]之间用燕尾导轨付[52]连接，可避免杠杆[41]调整到接近竖直位置时，滚轮座[40]底面与支承架[51]上面之间产生分离，轴[48]和左右旋丝杆[45]之间采用导向键[46]和销[47]连接，既方便装配，又易保证二支承滚轮[42]调整到处于主轴[17]轴心线的对称位置。