專利名稱：一種管材切割機床的割炬浮動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管切割機床附件，特別是一種管材切割機床 的割炬浮動裝置。
背景技術(shù)：
管切割機床工作時，工件需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動，并且割炬進(jìn)行 移動，從而實現(xiàn)管材的切割。根據(jù)切割工藝的要求，割炬和管材 外表面的之間的距離為一恒定值，這樣才能保證切割質(zhì)量和切割 精度。由于管材在出廠時就允許有一定的幾何偏差(如外形圓度 誤差)，這樣管材在旋轉(zhuǎn)時，管材的外表面會忽高忽低，而不一 個理想的圓形。造成管材外表面和割炬之間距離會忽大忽小，不 是一個恒定值。為了保證切割精度，這樣就要求在工作時需要對 工件和割炬之間的距離，進(jìn)行檢測，然后進(jìn)行補償，從而保證在 工作時，工件和工件之間距離為恒定值。現(xiàn)在在管切割機床上檢 測和補償?shù)姆绞接袃煞N一種是使用開關(guān)對切割軌跡進(jìn)行預(yù)檢 測， 一種是采用接近開關(guān)的實時檢測。目前這兩種方式都存有不 足之處
l.預(yù)檢測補償方式在管材切割之前，通過接觸式開關(guān)或光 電開關(guān)對切割軌跡進(jìn)行多點模擬檢測，把檢測數(shù)據(jù)輸入電氣系統(tǒng) 進(jìn)行補償，然后再進(jìn)行切割。這樣由于切割軌跡要走兩遍，大大 降低了加工效率。并且其補償值是根據(jù)檢測到每個點的數(shù)據(jù)，在 整個軌跡進(jìn)行插補運算而成的，因而在部分?jǐn)?shù)據(jù)上存在一定的偏 差。2.實時檢測補償方式采用電容式接近開關(guān)對工件進(jìn)行檢測， 其原理為切割頭與工件表面作為電容器的正負(fù)級，切割頭到工件 表面的距離變化會引起電容的變化，通過檢測電容器變化來判斷 切割頭到工件表面的高度距離變化，通過電氣系統(tǒng)補償來調(diào)整切 割頭到工件表面的高度距離。其結(jié)構(gòu)為在割炬的一側(cè)或兩側(cè)有安裝有電容感應(yīng)式接近開關(guān)，在切割過程中通過檢測電容的變化， 而實時調(diào)整割炬與工件表面之間的距離。首先，這種檢測的誤差 不是對切割點處，而是在安裝接近開關(guān)處的誤差，如果安裝接近 開關(guān)和割炬之間的距離比較近，工件表面變化不是很劇烈，可以 近似認(rèn)為是切割點處的誤差。其次這種檢測處理數(shù)據(jù)比較多，并 且需要實時處理，這對電氣系統(tǒng)要求高，否則由于數(shù)據(jù)處理的及 時會有滯后現(xiàn)象發(fā)生，造成切割的不準(zhǔn)確。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種管材切割機床的 割炬浮動裝置，使其能實時調(diào)節(jié)割炬的高度，保證割炬頭部和管 材外表面的之間的距離為一恒定值。
為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型包括固定座和浮動部 分，浮動部分包括支架和設(shè)置在支架上的萬向滾珠和割炬，支架 可上下滑動的設(shè)置在固定座上，工作狀態(tài)時，萬向滾珠與工件頂 部貼合，割炬的頭部高于萬向滾珠的最低點。割炬的頭部與萬向 滾珠的最低點距離最好為割炬距離工件表面的最佳距離。
為了提高浮動部分上下運動的靈敏性，所述的固定座和浮動 部分之間連接有懸掛浮動部分的平衡彈簧。
為了適于切削不同壁厚的工件，所述的浮動部分包括有割炬 頭部與萬向滾珠的最低點的高度差調(diào)節(jié)機構(gòu)。
為了便于生產(chǎn)和安裝，所述的支架包括聯(lián)接板、擺桿和壓桿， 所述的固定座為導(dǎo)軌安裝座，聯(lián)接板通過豎直設(shè)置的直線導(dǎo)軌副 與導(dǎo)軌安裝座連接，擺桿和壓桿設(shè)置在聯(lián)接板上，割炬設(shè)置在擺 桿上，萬向滾珠設(shè)置在壓桿上。
為了提高檢測和補償?shù)臏?zhǔn)確性，所述的壓桿有兩個，分別設(shè) 置在擺桿的兩側(cè)，所述的高度差調(diào)節(jié)裝置為可調(diào)節(jié)壓桿相對聯(lián)接 板的高度調(diào)節(jié)裝置，壓桿的一端通過高度調(diào)節(jié)裝置與聯(lián)接板連 接，每個壓桿上各設(shè)置有一個所述的萬向滾珠。
為了實現(xiàn)切割中對工件進(jìn)行打坡口工序，所述的聯(lián)接板上固 定有可帶動擺桿轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，割炬的頭部位于擺桿轉(zhuǎn)動軸線上。可保證割炬在擺動過程中，割炬頭部為一定點，不隨擺動角 度的變化而變化。
為了防止損壞聯(lián)接板并限定聯(lián)接板的運動范圍，所述的導(dǎo)軌 安裝座的底部固定有固定塊，固定塊上安裝有防撞塊，防撞塊位 于聯(lián)接板的下方。
為了便于檢測浮動部分的起始位置，所述的聯(lián)接板上安裝有 感應(yīng)塊，所述的導(dǎo)軌安裝座上安裝有位置傳感器。
本實用新型的有益效果是本實新型通過與工件頂部貼合的 萬向滾珠來帶動割炬上下浮動，能夠?qū)崟r調(diào)節(jié)割炬的高度，實現(xiàn) 實時補償因管材的不圓度帶來的割炬到管材外表面的距離變化 量，保證割炬和管材外表面的之間的距離為一恒定值，并且補償 速度快，不會產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。
并且本實用新型還具有以下優(yōu)點l.由于有平衡彈簧作用，抵
消了浮動部分的大部分重量，因此在上下兩個方向上，均可以輕
松進(jìn)行檢測和補償，實現(xiàn)了全方位的補償。并且無需在電氣系統(tǒng)
中進(jìn)行計算補償，不僅對電氣系統(tǒng)的要求不高，而且補償?shù)乃俣?br> 更快，不會產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。
2. 由于為機械結(jié)構(gòu)，壓桿與萬向滾珠不怕切割時產(chǎn)生的高溫 割渣，因而其與割炬之間的距離，遠(yuǎn)比接近開關(guān)和割炬之間的距 離近，從而在補償精度上比原先的實時檢測更勝一籌。并且浮動 部分在直線導(dǎo)軌副上運動，具有優(yōu)越的動態(tài)響應(yīng)性能，因而可以 做到準(zhǔn)確的實時檢測和補償。
3. 由于保證了割炬與工件表面的距離，工件的切割表面質(zhì)量 好，不會出現(xiàn)斷弧現(xiàn)象。
4. 由于擺動過程中，割炬頭部為定點不變，因而在進(jìn)行坡口 切割時，割炬和工件外表面的距離不變，從而保證了高質(zhì)量的坡 口切割精度。5.結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低廉、應(yīng)用范圍廣、切割效率高。


圖1為本發(fā)明的三維立體圖； 圖2為本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖2的左視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖3的A-A剖視圖結(jié)構(gòu)示意圖， 圖5為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖中1、工件，2、萬向滾珠，3、割炬，4、夾緊座，5、擺 桿，6、壓桿，7、平衡彈簧，8、掛鉤，9、聯(lián)接螺栓，10、感應(yīng) 塊，11、位置傳感器，12、調(diào)整塊，13、防撞塊，14、固定塊， 15、導(dǎo)軌安裝座，16、電機，17、減速機，18、墊圈，19、聯(lián)接 套，20、聯(lián)接板，21、直線導(dǎo)軌副。
具體實施方式

如圖1-圖5所示的一種具體實施例，它包括萬向滾珠2、割 炬3、夾緊座4、擺桿5、壓桿6、平衡彈簧7、掛鉤8、聯(lián)接螺 栓9、感應(yīng)塊10、位置傳感器11、調(diào)整塊12、防撞塊13、固定 塊14、導(dǎo)軌安裝座15、電機16、減速機17、墊圈18、聯(lián)接套 19、聯(lián)接板20和直線導(dǎo)軌副21，直線導(dǎo)軌副21有兩個，都豎 直安裝在導(dǎo)軌安裝座15上，聯(lián)接板20固定在直線導(dǎo)軌副21的 滑塊上，使得聯(lián)接板20可上下滑動。導(dǎo)軌安裝座15的底部通過 螺栓安裝有固定塊14，固定塊14上安裝有防撞塊13，固定塊 14和防撞塊13處在聯(lián)接板20的下方，對聯(lián)接板20起到限位保 護(hù)作用。
如圖2所示，聯(lián)接板20上安裝有感應(yīng)塊10，導(dǎo)軌安裝座15 上安裝有位置傳感器11，從而對整個浮動部分的起始位置進(jìn)行 檢測。
如圖1、圖2所示，導(dǎo)軌安裝座15上固定有兩個掛鉤8，聯(lián)接板20上固定有兩個與兩掛鉤8相對應(yīng)的聯(lián)接螺栓9，每個掛 鉤8與其相對應(yīng)的聯(lián)接螺栓9間連接有一個平衡彈簧7。如圖4 所示，聯(lián)接板20上固定有電機16和減速機17，減速機17與電 機16直接相連，減速機17連接有一個擺桿5，擺桿5的一端通 過墊圈18、聯(lián)接套19與減速機17的輸出軸連接，擺桿5的另 一端固定有夾緊座4，夾緊座4上設(shè)置有割炬3，割炬3的頭部 處在減速機17的輸出軸的軸線上。如圖1、圖3、圖5所示，聯(lián) 接板20頂部的兩端各固定有一個調(diào)整塊12，調(diào)整塊12的下方 各設(shè)置有一個壓桿6，兩壓桿6分別處在擺桿5的兩側(cè)，調(diào)整塊 12和壓桿6 —端通過螺栓螺母連接，螺母固定在調(diào)整塊12上， 螺栓螺母螺紋連接，螺栓的下端可轉(zhuǎn)動的卡在壓桿6中，通過旋 轉(zhuǎn)螺栓，可使壓桿6相對聯(lián)接板20上下移動，壓桿6的另一端 的下側(cè)設(shè)置有萬向滾珠2。調(diào)整塊12和連接調(diào)整塊12和壓桿6 的螺栓螺母組成了壓桿6相對聯(lián)接板20的高度調(diào)節(jié)裝置，因為 割炬3的頭部相對聯(lián)接板20的高度不變，壓桿6相對聯(lián)接板20 的高度調(diào)節(jié)裝置即為割炬3的頭部與萬向滾珠2的最低點的高度 差調(diào)節(jié)機構(gòu)。
本浮動裝置的原始位置是聯(lián)接板20與防撞塊13的距離為零 (此時浮動部分的重力恰好等于或稍大于的兩平衡彈簧7產(chǎn)生 的彈力，其力量的大小可通過調(diào)整平衡彈簧7的拉伸量來確定)， 工作時首先通過調(diào)整塊12調(diào)節(jié)壓桿6的位置，以調(diào)整好割炬3 到萬向滾珠2之間的高度差；在切割工件1時，首先使聯(lián)接板 20向上浮動一個距離Tmm(這個距離大于工件外表面在旋轉(zhuǎn)過 程產(chǎn)生的最高點和最低點的距離，以便有足夠的補償距離)，并 使兩萬向滾珠2貼緊工件1頂部，對工件1產(chǎn)生預(yù)壓，割炬3 的頭部與工件具有一定的距離，通過位置傳感器11感應(yīng)到感應(yīng) 塊10位置，來判斷聯(lián)接板20是否到達(dá)準(zhǔn)確的位置。
在對工件的加工過程中，工件需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動，由于工件l本身的幾何偏差，在旋轉(zhuǎn)過程會產(chǎn)生跳動現(xiàn)象，整個浮動裝置 可以對工件1旋轉(zhuǎn)時進(jìn)行實時檢測和補償，當(dāng)工件1的表面到割 炬3之間的距離變大時，浮動裝置就可以由本身重力驅(qū)動向下移 動；當(dāng)工件1的表面到割炬3之間的距離變小時，由于平衡彈簧 7已經(jīng)抵消了浮動部分的大部分重力，工件1通過與之接觸萬向 滾珠2將浮動部分輕易頂起；無論是向下還是向上浮動的過程 中，萬向滾珠2始終貼合在工作1表面，保證了割炬3到工作1 表面之間的距離不變。在浮動過程中由直線導(dǎo)軌副21對整個浮 動部分進(jìn)行導(dǎo)向，保持其原有的接觸狀態(tài)不變。從而在切割過程 中，均保證割炬3與工件1距離不變，實現(xiàn)實時的檢測和補償。
權(quán)利要求1. 一種管材切割機床的割炬浮動裝置，其特征在于包括固定座和浮動部分，浮動部分包括支架和設(shè)置在支架上的萬向滾珠(2)和割炬(3)，支架可上下滑動的設(shè)置在固定座上，工作狀態(tài)時，萬向滾珠(2)與工件(1)頂部貼合，割炬(3)的頭部高于萬向滾珠(2)的最低點。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管材切割機床的割炬浮動裝置，其 特征在于所述的固定座和浮動部分之間連接有懸掛浮動部分的平衡彈簧(7)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管材切割機床的割炬浮動裝置，其特征在于所述的浮動部分包括有割炬頭部與萬向滾珠的最低點的高度差調(diào)節(jié)機構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的管材切割機床的割炬浮動裝置，其 特征在于所述的支架包括聯(lián)接板(20)、擺桿(5)和壓 桿(6)，所述的固定座為導(dǎo)軌安裝座(15)，聯(lián)接板(20) 通過豎直設(shè)置的直線導(dǎo)軌副(21)與導(dǎo)軌安裝座(15)連 接，擺桿(5)和壓桿(6)設(shè)置在聯(lián)接板(20)上，割炬(3)設(shè)置在擺桿(5)上，萬向滾珠(2)設(shè)置在壓桿(6) 上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的管材切割機床的割炬浮動裝置，其 特征在于所述的壓桿(6)有兩個，分別設(shè)置在擺桿(5) 的兩側(cè)，所述的高度差調(diào)節(jié)裝置為可調(diào)節(jié)壓桿(6)相對聯(lián) 接板(20)的高度調(diào)節(jié)裝置，壓桿(6)的一端通過高度調(diào) 節(jié)裝置與聯(lián)接板(20)連接，每個壓桿(6)上各設(shè)置有一 個所述的萬向滾珠(2)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的管材切割機床的割炬浮動裝置，其 特征在于所述的聯(lián)接板(20)上固定有可帶動擺桿(5) 轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，割炬的頭部位于擺桿(5)轉(zhuǎn)動軸線上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的管材切割機床的割炬浮動裝置，其特征在于所述的導(dǎo)軌安裝座(15)的底部固定有固定塊(14)，固定塊(14)上安裝有防撞塊(13)，防撞塊(13) 位于聯(lián)接板(20)的下方。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的管材切割機床的割炬浮動裝置，其 特征在于所述的聯(lián)接板(20)上安裝有感應(yīng)塊(10)，所 述的導(dǎo)軌安裝座(15)上安裝有位置傳感器(11)。
專利摘要本實用新型公開了一種管材切割機床的割炬浮動裝置，本實用新型包括固定座和浮動部分，浮動部分包括支架和設(shè)置在支架上的萬向滾珠和割炬，支架可上下滑動的設(shè)置在固定座上，工作狀態(tài)時，萬向滾珠與工件頂部貼合，割炬的頭部高于萬向滾珠的最低點。本實用新型實現(xiàn)了全方位的補償，而且補償?shù)乃俣雀?，不會產(chǎn)生滯后現(xiàn)象；浮動部分在直線導(dǎo)軌副上運動，具有優(yōu)越的動態(tài)響應(yīng)性能，因而可以做到準(zhǔn)確的實時檢測和補償；工件的切割表面質(zhì)量好，不會出現(xiàn)斷弧現(xiàn)象；保證了高質(zhì)量的坡口切割精度；結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低廉、應(yīng)用范圍廣、切割效率高。
文檔編號B23K9/28GK201253730SQ20082018732
公開日2009年6月10日 申請日期2008年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月11日
發(fā)明者軍 孫, 左文收 申請人:山東法因數(shù)控機械股份有限公司