專利名稱：一種數(shù)控切割機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種切割設(shè)備，特別涉及一種數(shù)控的具有偏擺功能的切割機(jī)。
背景技術(shù)：
數(shù)控切割機(jī)是用于實(shí)現(xiàn)對板材(黑色金屬及有色金屬)切割、全程由數(shù)控系統(tǒng)控制的全自動化設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)任意形狀的切割曲線。在工程機(jī)械行業(yè)，特別是在造船廠，由于焊接及結(jié)構(gòu)需要，在對板材切割過程中需要大量變角度坡口，且切割過程全自動化。但現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)自動變角度坡口切割，在實(shí)際使用中首先切割出較小角度，超過部分用手工打磨成型。如坡口角度從20°至40°之間變化時(shí)，首先整個(gè)坡口切割出20°，切割完成后，20°之外的角度再用手工打磨，以便實(shí)現(xiàn)其他坡口角度。此種方法存在以下缺陷①生產(chǎn)效率落后，質(zhì)量無法保證手工打磨成型不僅浪費(fèi)大量工時(shí)，且受到各種客觀因素的影響難以保證打磨精度，從而導(dǎo)致坡口質(zhì)量無法保證；②勞動強(qiáng)度大在生產(chǎn)過程中需要不斷對工件進(jìn)行移動，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，在降低生產(chǎn)效率的同時(shí)也增加了工人的勞動強(qiáng)度。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種數(shù)控切割設(shè)備，以自動實(shí)現(xiàn)切割頭的全方位移動，并實(shí)現(xiàn)切割頭的角度偏擺以切割出具有角度變化的坡口。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種數(shù)控切割機(jī)，包括縱向?qū)к?，安裝在所述縱向?qū)к壣系臋C(jī)架，安裝在所述機(jī)架上的數(shù)控系統(tǒng)、切割控制系統(tǒng)、橫向移動系統(tǒng)、升降機(jī)構(gòu)及偏擺裝置，所述縱向?qū)к壣习惭b有縱向驅(qū)動齒條，所述縱向驅(qū)動齒條與縱向驅(qū)動齒輪配合使用，所述縱向驅(qū)動齒輪安裝在所述機(jī)架上，所述升降機(jī)構(gòu)安裝在所述橫向移動系統(tǒng)上，所述偏擺裝置安裝在所述升降機(jī)構(gòu)上。優(yōu)選的，所述縱向?qū)к壍臄?shù)量為2套，所述機(jī)架的兩端分別通過所述縱向驅(qū)動齒輪與縱向驅(qū)動齒條安裝在2套所述縱向?qū)к壣稀?yōu)選的，所述縱向驅(qū)動齒輪安置在縱向齒輪箱內(nèi)，所述縱向齒輪箱安裝在所述機(jī)架上，并開設(shè)有確保縱向驅(qū)動齒輪與所述縱向驅(qū)動齒條嚙合的窗口。優(yōu)選的，所述機(jī)架包括主基座、副基座及橫梁，所述副基座與橫梁固定在一起，所述主基座與橫梁固定在一起。優(yōu)選的，主基座，副基座及橫梁構(gòu)成機(jī)架部件，整個(gè)機(jī)架部件安裝在縱向?qū)к壣?。?yōu)選的，所述橫向移動系統(tǒng)安裝在所述橫梁上，并通過橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述升降機(jī)構(gòu)橫向移動。優(yōu)選的，所述偏擺裝置包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接的旋轉(zhuǎn)支架，安裝在所述旋轉(zhuǎn)支架另一端的圓弧導(dǎo)軌、角度偏擺驅(qū)動機(jī)構(gòu)及由所述角度偏擺驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動的齒輪機(jī)構(gòu)，以及安裝在所述圓弧導(dǎo)軌上的切割頭，所述圓弧導(dǎo)軌位于所述齒輪機(jī)構(gòu)與所述切割頭之間，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在所述升降機(jī)構(gòu)上。優(yōu)選的，所述角度偏擺驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括角度偏擺電機(jī)及位于所述角度偏擺電機(jī)輸出端的減速器，所述角度偏擺電機(jī)為伺服電機(jī)，所述減速器為星型減速器。優(yōu)選的，所述齒輪機(jī)構(gòu)由成對的大傘齒輪與小傘齒輪組成，所述小傘齒輪固定在所述減速器的輸出軸上，所述大傘齒輪與所述圓弧導(dǎo)軌固定在一起。優(yōu)選的，所述偏擺裝置上還設(shè)置有防碰裝置，所述防碰裝置位于所述切割頭的頂部。通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型提供的數(shù)控切割機(jī)可以通過縱向?qū)к?、橫向移動系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)切割頭的上下、左右及前后移動，并通過設(shè)置的偏擺裝置實(shí)現(xiàn)切割頭的角度偏擺，以實(shí)現(xiàn)切割的全方位移動，進(jìn)而在工件上精確切割出具有角度變化的坡口。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型具備如下優(yōu)點(diǎn)①生產(chǎn)效率高、坡口質(zhì)量好及精度高切割全程為數(shù)控，不僅極大地提高了生產(chǎn)效率，且有效地保證了工件上坡口的加工精度及質(zhì)量，無需人工打磨，一次切割后達(dá)到技術(shù)要求；②勞動強(qiáng)度小全過程自動化控制，可以通過偏擺裝置實(shí)現(xiàn)具有角度變化坡口的加工，無需人工轉(zhuǎn)移工件及人工打磨，工人的勞動強(qiáng)度低。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。圖1為本實(shí)用新型所公開的一種數(shù)控切割機(jī)的主視示意圖；圖2為圖1所示的數(shù)控切割機(jī)的左視示意圖；圖3為圖1中偏擺裝置的主視示意圖；圖4為圖3所示偏擺裝置的左視示意圖；圖5為偏擺裝置在工件上切割垂直坡口的示意圖；圖6為偏擺裝置在工件上切割逆時(shí)針擺動角度坡口的示意圖；[0028]圖7為偏擺裝置在工件上切割順時(shí)針擺動角度坡口的示意圖。圖中[0030]11.縱向?qū)к?2.副基座13.主基座14.橫梁[0031]15.切割控制系統(tǒng)16.橫向移動系統(tǒng)17.升降機(jī)構(gòu)18.數(shù)控系統(tǒng)[0032]21.偏擺裝置22.橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)31.旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32.旋轉(zhuǎn)支架[0033]33.角度偏擺電機(jī)34.防碰裝置35.切割頭36.齒輪機(jī)構(gòu)[0034]37.圓弧導(dǎo)軌41.減速器51.工件
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。根據(jù)圖1和2，本實(shí)用新型提供的數(shù)控切割機(jī)，包括縱向?qū)к?1，安裝在縱向?qū)к?1上的機(jī)架，安裝在機(jī)架上的數(shù)控系統(tǒng)18、切割控制系統(tǒng)15、橫向移動系統(tǒng)16、升降機(jī)構(gòu)17 及偏擺裝置21，縱向?qū)к?1上安裝有縱向驅(qū)動齒條，縱向驅(qū)動齒條與縱向驅(qū)動齒輪配合使用，縱向驅(qū)動齒輪安裝在機(jī)架上，升降機(jī)構(gòu)17安裝在橫向移動系統(tǒng)16上，偏擺裝置21安裝在升降機(jī)構(gòu)17上。其中，縱向?qū)к?1的數(shù)量為2套，機(jī)架的兩端分別通過縱向驅(qū)動齒輪與縱向驅(qū)動齒條安裝在2套縱向?qū)к?1上，縱向驅(qū)動齒輪安置在縱向齒輪箱內(nèi)，縱向齒輪箱安裝在機(jī)架上，并開設(shè)有確?？v向驅(qū)動齒輪與縱向驅(qū)動齒條嚙合的窗口 ；機(jī)架包括主基座13、副基座12及橫梁14，副基座12安裝在橫梁14上，橫梁14安裝在主基座13上，主基座13與副基座12的數(shù)量均為一套，主基座13分別通過縱向驅(qū)動齒輪與縱向驅(qū)動齒條安裝在2套縱向?qū)к?1上，副基座12與橫梁14固定在一起；橫向移動系統(tǒng)16安裝在橫梁14上，并通過橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動升降機(jī)構(gòu)17橫向移動。根據(jù)圖3和4，該實(shí)用新型公開的偏擺裝置21包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)31，與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)31連接的旋轉(zhuǎn)支架32，安裝在旋轉(zhuǎn)支架32另一端的圓弧導(dǎo)軌37、角度偏擺驅(qū)動機(jī)構(gòu)及由角度偏擺驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動的齒輪機(jī)構(gòu)36，以及安裝在圓弧導(dǎo)軌37上的切割頭35，圓弧導(dǎo)軌37位于齒輪機(jī)構(gòu)36與切割頭35之間，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)31安裝在升降機(jī)構(gòu)17上。其中，角度偏擺驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括角度偏擺電機(jī)33及位于角度偏擺電機(jī)33輸出端的減速器41，角度偏擺電機(jī)33為伺服電機(jī)，減速器41為星型減速器；齒輪機(jī)構(gòu)36由成對的大傘齒輪與小傘齒輪組成，小傘齒輪固定在減速器41的輸出軸上，大傘齒輪與圓弧導(dǎo)軌37 固定在一起；偏擺裝置21上還設(shè)置有防碰裝置34，防碰裝置34位于切割頭35的頂部。使用本實(shí)用新型時(shí)，首先通過數(shù)控系統(tǒng)18將需要執(zhí)行的坡口切割要求預(yù)設(shè)，再將工件51定位在切割工作臺上(與數(shù)控切割機(jī)為分開的獨(dú)立單元)，然后啟動數(shù)控系統(tǒng)18控制切割控制系統(tǒng)15將能源輸送至切割頭35，打開氣路并點(diǎn)火以開始對工件51進(jìn)行切割并獲得所需坡口，此后，數(shù)控系統(tǒng)18可以控制切割機(jī)實(shí)現(xiàn)以下運(yùn)動①當(dāng)需要切割頭35縱向移動時(shí)，縱向驅(qū)動齒輪在數(shù)控系統(tǒng)18的控制下通過與縱向?qū)к壣系凝X條嚙合驅(qū)動整個(gè)機(jī)架縱向移動，此時(shí)主基座13，副基座12，橫梁14，橫向移動系統(tǒng)16，升降機(jī)構(gòu)17，升降機(jī)構(gòu)17以及偏擺裝置21作為一個(gè)整體縱向移動，進(jìn)而帶動切割頭35實(shí)現(xiàn)縱向移動以實(shí)現(xiàn)對工件51的縱向切割；②當(dāng)需要切割頭35橫向移動時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)18控制橫向移動系統(tǒng)16的橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)橫向移動，橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動與其緊固一起的升降機(jī)構(gòu)17橫向移動，升降機(jī)構(gòu)17帶動偏擺裝置21橫向移動，進(jìn)而帶動切割頭35進(jìn)行橫向移動以實(shí)現(xiàn)對工件51的橫向切割；③當(dāng)需要切割頭35上下移動時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)18控制升降機(jī)構(gòu)17上下移動，升降機(jī)構(gòu)17的上下移動帶動偏擺裝置21上下移動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)切割頭35的上下移動以實(shí)現(xiàn)對工件 51高度控制。進(jìn)一步的，當(dāng)需要在上述切割的基礎(chǔ)上加工出具有一定角度的坡口時(shí)，可以手動擺動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)31將切割頭35調(diào)節(jié)到指定的角度，然后通過數(shù)控系統(tǒng)18控制切割頭35對工件51進(jìn)行坡口加工；當(dāng)需要在工件51上加工出具有角度變化的坡口時(shí)，且對坡口偏擺角度的精度要求較高時(shí)，通過數(shù)控系統(tǒng)18控制偏擺裝置21進(jìn)行擺動，可以實(shí)現(xiàn)切割頭35的以下運(yùn)動①當(dāng)需要垂直加工時(shí)，切割頭35無需偏擺，切割頭35垂直向下直接按照前述過程對工件進(jìn)行坡口加工，此時(shí)，切割頭35與工件51之間的位置關(guān)系如圖5所示；②當(dāng)需要在工件51上加工逆時(shí)針變化的角度坡口時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)18控制伺服電機(jī)逆時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)的輸出端驅(qū)動星型減速器逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，星型減速器的輸出端帶動齒輪機(jī)構(gòu)的小傘齒輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，由于小傘齒輪與大傘齒輪嚙合，進(jìn)而帶動切割頭35沿著圓弧導(dǎo)軌37進(jìn)行逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)逆時(shí)針的角度偏擺，最終實(shí)現(xiàn)對工件51的逆時(shí)針角度變化坡口加工，此時(shí)，切割頭35與工件51之間的位置關(guān)系如圖6所示；③當(dāng)需要在工件51上加工順時(shí)針變化的角度坡口時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)18控制伺服電機(jī)順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)的輸出端驅(qū)動星型減速器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，星型減速器的輸出端帶動齒輪機(jī)構(gòu)的小傘齒輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，由于小傘齒輪與大傘齒輪嚙合，進(jìn)而帶動切割頭35沿著圓弧導(dǎo)軌37進(jìn)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)順時(shí)針的角度偏擺，最終實(shí)現(xiàn)對工件51的順時(shí)針角度變化坡口加工，此時(shí)，切割頭35與工件51之間的位置關(guān)系如圖7所示。此外，為防止在切割過程中由于工件51或其他阻礙物碰到切割頭35造成損害，偏擺裝置21上還安裝有防碰裝置34，一旦切割頭35碰到障礙物，設(shè)備會自動停機(jī)，在障礙物移除后可以從中斷點(diǎn)繼續(xù)完成切割。本實(shí)用新型提供的數(shù)控切割機(jī)其可以通過縱向?qū)к?1、橫向移動系統(tǒng)16及升降機(jī)構(gòu)17實(shí)現(xiàn)切割頭35的上下、左右及前后移動，并通過設(shè)置的偏擺裝置21實(shí)現(xiàn)切割頭35 的角度偏擺，以實(shí)現(xiàn)切割機(jī)的全方位移動，進(jìn)而在工件51上精確切割出具有角度變化的坡口。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型具備如下優(yōu)點(diǎn)①生產(chǎn)效率高、坡口質(zhì)量好及精度高切割全程為數(shù)控，不僅極大地提高了生產(chǎn)效率，且有效地保證了工件51上坡口的加工精度及質(zhì)量，無需人工打磨，一次切割后達(dá)到技術(shù)要求；②勞動強(qiáng)度小全過程自動化控制，可以通過偏擺裝置21實(shí)現(xiàn)具有角度變化坡口的加工，無需人工轉(zhuǎn)移及打磨工件51，工人的勞動強(qiáng)度低。對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種數(shù)控切割機(jī)，其特征在于，包括縱向?qū)к?，安裝在所述縱向?qū)к壣系臋C(jī)架，安裝在所述機(jī)架上的數(shù)控系統(tǒng)、切割控制系統(tǒng)、橫向移動系統(tǒng)、升降機(jī)構(gòu)及偏擺裝置，所述縱向?qū)к壣习惭b有縱向驅(qū)動齒條，所述縱向驅(qū)動齒條與縱向驅(qū)動齒輪配合使用，所述縱向驅(qū)動齒輪安裝在所述機(jī)架上，所述升降機(jī)構(gòu)安裝在所述橫向移動系統(tǒng)上，所述偏擺裝置安裝在所述升降機(jī)構(gòu)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控切割機(jī)，其特征在于，所述縱向?qū)к壍臄?shù)量為2套， 所述機(jī)架的兩端分別通過所述縱向驅(qū)動齒輪與縱向驅(qū)動齒條安裝在2套所述縱向?qū)к壣稀?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)控切割機(jī)，其特征在于，所述縱向驅(qū)動齒輪安置在縱向齒輪箱內(nèi)，所述縱向齒輪箱安裝在所述機(jī)架上，并開設(shè)有確?？v向驅(qū)動齒輪與所述縱向驅(qū)動齒條嚙合的窗口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種數(shù)控切割機(jī)，其特征在于，所述機(jī)架包括主基座、副基座及橫梁，所述副基座與橫梁固定在一起，所述主基座與橫梁固定在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種數(shù)控切割機(jī)，其特征在于，主基座，副基座及橫梁構(gòu)成機(jī)架部件，整個(gè)機(jī)架部件安裝在縱向?qū)к壣稀?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種數(shù)控切割機(jī)，其特征在于，所述橫向移動系統(tǒng)安裝在所述橫梁上，并通過橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述升降機(jī)構(gòu)橫向移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種數(shù)控切割機(jī)，其特征在于，所述偏擺裝置包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接的旋轉(zhuǎn)支架，安裝在所述旋轉(zhuǎn)支架另一端的圓弧導(dǎo)軌、角度偏擺驅(qū)動機(jī)構(gòu)及由所述角度偏擺驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動的齒輪機(jī)構(gòu)，以及安裝在所述圓弧導(dǎo)軌上的切割頭，所述圓弧導(dǎo)軌位于所述齒輪機(jī)構(gòu)與所述切割頭之間，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在所述升降機(jī)構(gòu)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種數(shù)控切割機(jī)，其特征在于，所述角度偏擺驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括角度偏擺電機(jī)及位于所述角度偏擺電機(jī)輸出端的減速器，所述角度偏擺電機(jī)為伺服電機(jī)， 所述減速器為星型減速器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種數(shù)控切割機(jī)，其特征在于，所述齒輪機(jī)構(gòu)由成對的大傘齒輪與小傘齒輪組成，所述小傘齒輪固定在所述減速器的輸出軸上，所述大傘齒輪與所述圓弧導(dǎo)軌固定在一起。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種數(shù)控切割機(jī)，其特征在于，所述偏擺裝置上還設(shè)置有防碰裝置，所述防碰裝置位于所述切割頭的頂部。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種數(shù)控切割機(jī)，包括縱向?qū)к?，安裝在所述縱向?qū)к壣系臋C(jī)架，安裝在所述機(jī)架上的數(shù)控系統(tǒng)、切割控制系統(tǒng)、橫向移動系統(tǒng)、升降機(jī)構(gòu)及偏擺裝置，所述縱向?qū)к壣习惭b有縱向驅(qū)動齒條，所述縱向驅(qū)動齒條與縱向驅(qū)動齒輪配合使用，所述縱向驅(qū)動齒輪安裝在所述機(jī)架上，所述升降機(jī)構(gòu)安裝在所述橫向移動系統(tǒng)上，所述偏擺裝置安裝在所述升降機(jī)構(gòu)上。該實(shí)用新型具有生產(chǎn)效率高、坡口質(zhì)量好及精度高、工人勞動強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)，且全過程自動化控制，坡口角度容易保證，工件通用性好。
文檔編號B23K7/10GK202271076SQ201120305940
公開日2012年6月13日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者卓華賓, 李凱, 王國賢 申請人:芬特機(jī)器制造(昆山)有限公司