專利名稱：數(shù)控坡口切割裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于切割技術(shù)，尤其涉及可完成多邊曲線類零件的數(shù)控坡口切割裝置。
背景技術(shù)：
切割是焊接生產(chǎn)中的重要工序，焊接前，通常需要對鋼板的焊接接頭處開坡口。傳統(tǒng)的坡口加工，大多采用門式切割機(jī)加上數(shù)控4先制或手工切割，經(jīng)過 冷(金)加工完成坡口零件的切割。門式切割機(jī)雖具有切割精度高和效率高的 特點(diǎn)，但無法實(shí)現(xiàn)割炬軸線的空間擺動，完成多邊曲線類零件的坡口切割。新 近市售的數(shù)控門式切割機(jī)，其性能有了改善，割炬軸線可空間擺動，能切割多 邊曲線類零件的坡口 。其技術(shù)基于空間四桿平行機(jī)構(gòu)或外齒和扇形齒嚙合機(jī)構(gòu) 的原理。然而，空間平行四桿機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型復(fù)雜，控制系統(tǒng)得研發(fā)費(fèi)用頗高； 而且機(jī)構(gòu)所需的運(yùn)動空間大，機(jī)械桿件和轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)繁多，部件容易損壞。扇形 齒嚙合機(jī)構(gòu)雖較空間四桿平行機(jī)構(gòu)，數(shù)學(xué)模型簡明，研發(fā)費(fèi)用較低，但扇形齒 的嚙合空間大，自制件多，且直立、暴露在外的扇形齒在切割現(xiàn)場極易受粉塵 影響而損壞。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題在于提供一種數(shù)控坡口切割裝置，以克服現(xiàn)有 技術(shù)機(jī)械桿(制)多、運(yùn)動空間大及容易損壞等缺陷。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種數(shù)控坡口切割裝置，其包括基 座、主驅(qū)動、副驅(qū)動和割炬夾持件，主副驅(qū)動均包括有電機(jī)、減速器和旋轉(zhuǎn)部 件，副驅(qū)動輸出端與割炬夾持件連接，所述數(shù)控坡口切割裝置還包括一外齒法 蘭軸承，所述外齒法蘭軸承包括外圈、內(nèi)圈和球體，內(nèi)外圈安裝平面上均有螺 紋安裝孔，外圈通過螺紋固定在基座上，內(nèi)圈的凸緣外側(cè)，沒有外齒，與主驅(qū)動齒輪嚙合連接，內(nèi)圈與副驅(qū)動通過螺紋固定連接。所述主驅(qū)動安裝在基座上，包括主電機(jī)、減速器和齒輪，齒輪套裝在減速 器外伸軸端，通過調(diào)整齒輪與外齒法蘭軸承的中心距以達(dá)到正確嚙合。齒輪與 法蘭軸承的外齒相互嚙合，可將主驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為外齒法蘭的定軸轉(zhuǎn)動。 減速器固定在基座上。副驅(qū)動包括伺服電機(jī)、減速器、軸承組件、旋轉(zhuǎn)體、聯(lián)軸節(jié)和角度轉(zhuǎn)軸。 伺服電機(jī)與減速器連接后，聯(lián)軸節(jié)先通過固定鍵連接與減速器壓裝在一起，再 通過凸臺定位后與角度轉(zhuǎn)軸通過螺釘連接。角度轉(zhuǎn)軸另 一端與割炬夾持件固定 連接。旋轉(zhuǎn)體外部上平面與外齒法蘭軸承通過螺紋固定，內(nèi)部安裝有軸承組件 (軸承組件包括軸承和軸承端蓋)，起到連接基架的作用。這樣，副驅(qū)動即可將 電機(jī)的左右轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為輸出軸的左右偏轉(zhuǎn)，也可在主副驅(qū)動同時(shí)作用下完成輸 出軸的空間轉(zhuǎn)動。割炬夾持件由夾持座、軸承、夾套組成。夾持座下部安裝在角度轉(zhuǎn)軸上， 上部裝有軸承，可支持割炬的任意角度回轉(zhuǎn)，解決割炬電纜的扭轉(zhuǎn)和纏繞問題。本發(fā)明的有益效果是，外齒法蘭軸承的設(shè)計(jì)將現(xiàn)有空間平行四桿機(jī)構(gòu)和外 齒及扇形齒嚙合機(jī)構(gòu)改進(jìn)為定軸旋轉(zhuǎn)與角度轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，在性能不變的條件 下精簡了結(jié)構(gòu)，不僅節(jié)約了生產(chǎn)成本，還大幅減小了機(jī)構(gòu)體積，從而實(shí)現(xiàn)了旋 轉(zhuǎn)、連接和齒形嚙合的一體化。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的立體示意圖； 圖3為外齒法蘭軸^^的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明的運(yùn)動簡圖。圖中，l-電機(jī)、2-減速器、3-基座、4-齒輪、5-外齒法蘭軸承、6-電機(jī)、7-減速器、8-軸承端蓋、9-軸承、10-旋轉(zhuǎn)體、11-聯(lián)軸節(jié)、12-角度轉(zhuǎn)軸13-夾持套、 14-軸承、15-透蓋、16-夾套、17-軸承外圈、18-軸承球體、19-軸承內(nèi)圈。
具體實(shí)施方式
如圖l所示，本發(fā)明所述的坡口切割裝置由基座3、主驅(qū)動，副驅(qū)動、割炬 夾持件和外齒法蘭軸承5組成。
其中，主驅(qū)動由電機(jī)l、減速器2和齒輪4組成。電機(jī)l、減速器2組合后， 將小齒輪4套裝在減速器外伸軸端。調(diào)整小齒輪4與外齒法蘭軸承5中心距， 正確嚙合后，將減速器2和外齒法蘭軸承5的外圈分別固定在基座3上。
如圖1、圖2和圖4，副驅(qū)動由電機(jī)6、減速器7、旋轉(zhuǎn)體IO、軸承9、軸承 端蓋8、聯(lián)軸節(jié)11和角度轉(zhuǎn)軸12組成。電機(jī)6、減速機(jī)7和聯(lián)軸節(jié)11連接組 合后，將減速機(jī)7與軸承端蓋8順次固定在旋轉(zhuǎn)體10上。旋轉(zhuǎn)體10內(nèi)打有軸 承安裝螺紋孔。軸承9外圈壓入安裝孔，內(nèi)圈與聯(lián)軸節(jié)11同軸相連后用小圓螺 母鎖緊，外圈端面用軸承端蓋8壓緊。角度轉(zhuǎn)軸12為桿件結(jié)構(gòu)，其一端與聯(lián)軸 節(jié)11相連，可圍繞聯(lián)軸節(jié)11軸線旋轉(zhuǎn)，另一端固定在割炬夾持件上。
如圖1和圖3所示，外齒法蘭軸承是特殊結(jié)構(gòu)的軸承，它由外圈17、內(nèi)圈 19和球體18連接組成。內(nèi)、外圈安裝平面均有螺紋安裝孔，內(nèi)圈19與旋轉(zhuǎn)體 IO通過螺紋連接，可帶動旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動，外圈17與基座3通過螺紋連接后固定不 動。內(nèi)圈19的凸緣外側(cè)有203齒，由電機(jī)1驅(qū)動。
如圖1和圖4，割炬夾持件由夾持座13、軸承14和夾套16組成，可用來安 裝調(diào)整割炬的位置。夾持座13下部通過螺栓與角度轉(zhuǎn)軸12的一端連接。透蓋 15壓緊在軸承上。
本發(fā)明所述的坡口切割裝置的運(yùn)動關(guān)系見圖4。
開啟電機(jī)l,減速器2和齒輪4相應(yīng)旋轉(zhuǎn)；主動齒輪4驅(qū)動外齒法蘭軸承5 旋轉(zhuǎn)，帶動旋轉(zhuǎn)體10—同旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的軸承又可帶動聯(lián)軸節(jié)繞軸轉(zhuǎn)動，從 而帶動角度轉(zhuǎn)軸和夾持件旋轉(zhuǎn)。
開啟電機(jī)6，減速機(jī)7通過聯(lián)軸節(jié)帶動角度轉(zhuǎn)軸12沿聯(lián)軸節(jié)11軸線旋轉(zhuǎn)； 固定在角度轉(zhuǎn)軸12上的夾持件也沿聯(lián)軸節(jié)11軸線旋轉(zhuǎn)；副驅(qū)動的諧波減速器 速比大于300,其速比可選擇為2080，控制軸線在±45。范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn)。
電機(jī)1和電機(jī)6可以聯(lián)動，也可獨(dú)立運(yùn)動，完成割炬切割點(diǎn)的空間擺動。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控坡口切割裝置，包括主驅(qū)動、副驅(qū)動、基座(3)和割炬夾持件，主副驅(qū)動均包括電機(jī)(1、6)、減速器(2、7)和旋轉(zhuǎn)部件(4、11)，副驅(qū)動輸出端與割炬夾持件連接，其特征在于主副驅(qū)動之間通過一外齒法蘭軸承(5)相互連接，外齒法蘭軸承包括外圈(17)、內(nèi)圈(19)和球體(18)，外圈固定在基座(3)上，內(nèi)圈的凸緣外側(cè)設(shè)有外齒，與主驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)部件(4)嚙合連接，內(nèi)圈與副驅(qū)動固定連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控坡口切割裝置，其特征在于所述副驅(qū)動的 旋轉(zhuǎn)部件為聯(lián)軸節(jié)(11)，副驅(qū)動還包括旋轉(zhuǎn)體(10)、角度轉(zhuǎn)軸(12), 軸承(9 )和軸承端蓋(8 );旋轉(zhuǎn)體(10 )外部上平面與外齒法蘭軸承(5 ) 通過螺紋固定連接，內(nèi)部通過螺紋孔與軸承(9)固定在一起，軸承(9) 的內(nèi)圈與聯(lián)軸節(jié)(11)同軸連接，外圈端面用軸承端蓋(8)壓緊在旋轉(zhuǎn) 體上(10);角度轉(zhuǎn)軸(12)為桿狀結(jié)構(gòu)， 一端與聯(lián)軸節(jié)(11)輸出端相 連，圍繞聯(lián)軸節(jié)軸線旋轉(zhuǎn)，另一端固定在割炬夾持件上。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種數(shù)控坡口切割裝置，其特征在于所述副驅(qū)動的 電機(jī)(6)與減速器(7)連接后，聯(lián)軸節(jié)(11)再通過固定鍵與減速器壓 裝在一起，通過凸臺定位后與角度轉(zhuǎn)軸(12)螺釘連接；電機(jī)、減速器 和聯(lián)軸節(jié)連接組合后，將減速器(7)與軸承端蓋(8)順次固定在旋轉(zhuǎn)體(10)上。
4. 如權(quán)利要求2所述的 一種數(shù)控坡口切割裝置，所述割炬夾持件由夾持座(13 )、軸承(14 )和夾套(16)組成，夾持座(13 )下部通過螺栓與副 驅(qū)動的角度轉(zhuǎn)軸(12)的一端連接。
5. 如權(quán)利要求2所述的一種數(shù)控坡口切割裝置，其特征在于所述副驅(qū)動的 諧波減速器(7)的速比大于300。
6. 如權(quán)利要求2所述的一種數(shù)控坡口切割裝置，其特征在于聯(lián)軸節(jié)軸線偏 轉(zhuǎn)范圍不大于±45°。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控坡口切割裝置，其特征在于所述主驅(qū)動的 旋轉(zhuǎn)部件為齒輪(4)，齒輪套裝在減速器(2)外伸軸端，減速器固定在 基座(3)上。
8. 如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控坡口切割裝置，其特征在于所述外齒法蘭 軸承的內(nèi)圈(19 )凸緣外齒的齒數(shù)為203齒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可完成多邊曲線類零件的數(shù)控坡口切割裝置，包括主副驅(qū)動和夾持件，其特征在于主副驅(qū)動通過一外齒法蘭軸承(5)連接，外齒法蘭軸承外圈固定在基座(3)上，內(nèi)圈的凸緣外側(cè)設(shè)有外齒，與主驅(qū)動嚙合連接，內(nèi)圈與副驅(qū)動固定連接。其有益效果是將現(xiàn)有空間平行四桿機(jī)構(gòu)和外齒及扇形齒嚙合機(jī)構(gòu)改進(jìn)為定軸旋轉(zhuǎn)與角度轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，不僅節(jié)約了研發(fā)成本，還大幅減小了機(jī)構(gòu)體積，從而實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)、連接和齒形嚙合的一體化。
文檔編號B23K37/02GK101244500SQ20081003512
公開日2008年8月20日 申請日期2008年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日
發(fā)明者丁書才, 閆海永 申請人:上海氣焊機(jī)廠有限公司