專利名稱：平板異型坡口數(shù)控切割裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)控?zé)崆懈钤O(shè)備，特別是涉及一種平板異型坡口數(shù)控切割裝置。主要應(yīng)用于數(shù)控火焰、等離子或激光等熱切割領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，對于平板坡口零件的切割，從操作強(qiáng)度、效率提升、能源節(jié)省及工藝性等多方面考慮，采用等離子、激光或火焰等熱切割方式，無疑是絕佳的選擇。對于熱切割，在使用高溫高熱方式對平板熔化或燃燒并吹走切割軌跡處的板材材料，產(chǎn)生稱作割縫的一個(gè)切面，根據(jù)切面與板材平面的垂直度，可分為垂直切割和坡口切害I]，對于特殊零件，同一位置則需要沿近似的軌跡多次切割，這些切割產(chǎn)生的切面就會(huì)相互 交錯(cuò)，最終在切割成型的零件上組成一個(gè)切割斷面，這個(gè)切割斷面根據(jù)切面數(shù)量的不同，可分為常規(guī)坡口和異型坡口 ；常規(guī)坡口的切割斷面由一個(gè)坡口切面組成，現(xiàn)有的數(shù)控坡口切割機(jī)用坡口機(jī)構(gòu)一次切割就可完成；異型坡口的切割斷面由兩個(gè)或以上的切面組成，異型坡口的切割斷面至少包含一個(gè)坡口切面。由于異型坡口包含有多個(gè)切面，故需要沿同一近視軌跡多次切割，由于現(xiàn)有數(shù)控切割機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)及套料編程軟件等多方面限制，異型坡口的多切面只能依次一個(gè)切面，一個(gè)切面的切割，在現(xiàn)階段能源日趨減少，對效率提升日益關(guān)注的年代，這無疑是一個(gè)亟待解決的問題。從熱切割的切割原理分析，切割處的板材需受高溫高熱處理，從微觀角度分析，板材的組成分子或原子在高溫高熱的作用下，活動(dòng)加劇，就會(huì)在宏觀上造成板材的翹曲變形，在第一次切面切割之后，板材或多或少就會(huì)發(fā)生翹曲變形，因下一次切割頭還是需要沿著近似上一次切割的軌跡切割，由于板材的翹曲變形，切割頭就無法跟蹤、適應(yīng)并修正成正確的切割軌跡，就可能造成切面角度改變、過切、切面丟失、切割狀態(tài)出現(xiàn)斷弧、斷火等現(xiàn)象，有時(shí)甚至?xí)矇那懈铑^或其它設(shè)備。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的是提供一種平板異型坡口數(shù)控切割裝置，通過本技術(shù)方案，改善原有異型坡口切割方式效率低下的問題，并且大大降低切割故障率，同時(shí)確保切割斷面的尺寸精度要求。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種平板異型坡口數(shù)控切割裝置，包括托盤、驅(qū)動(dòng)裝置、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和整體升降機(jī)構(gòu)，所述托盤下方兩側(cè)設(shè)置有滑塊，通過滑塊與設(shè)置在切割機(jī)橫梁上的導(dǎo)軌連接，所述驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在托盤上，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和整體升降機(jī)構(gòu)設(shè)置在托盤中部，包括有直切切割機(jī)構(gòu)、坡口切割機(jī)構(gòu)和工作支撐架，所述工作支撐架通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和整體升降機(jī)構(gòu)與托盤相連接，所述直切切割機(jī)構(gòu)和坡口切割機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在工作支撐架兩端，所述直切切割機(jī)構(gòu)的直切切割頭和坡口切割機(jī)構(gòu)的坡口切割頭的位置關(guān)系實(shí)現(xiàn)為極坐標(biāo)形式。[0008]所述工作支撐架由水平固定支撐、水平支架和楔形支架構(gòu)成，所述水平固定支撐分別與水平支架和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連接，所述水平支架一端的下方設(shè)置有水平導(dǎo)軌，所述楔形支架固定在水平固定支撐的另一端，所述直切切割機(jī)構(gòu)安裝在水平導(dǎo)軌上，所述坡口切割機(jī)構(gòu)安裝在楔形支架上。所述水平支架上設(shè)置有水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)的軸端設(shè)置有水平驅(qū)動(dòng)輪，在水平支架內(nèi)設(shè)置有水平移動(dòng)絲桿，在豎直固定支撐上設(shè)置有水平移動(dòng)絲母，所述水平移動(dòng)絲桿旋裝在水平移動(dòng)絲母上，在位于水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)一側(cè)的水平移動(dòng)絲桿端部設(shè)置有水平傳動(dòng)輪，所述水平驅(qū)動(dòng)輪與水平傳動(dòng)輪相嚙合或通過傳動(dòng)帶相連接。所述直切切割機(jī)構(gòu)上設(shè)置有直切微調(diào)裝置，所述直切微調(diào)裝置，包括有豎直固定支撐、豎直支架、豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)、豎直移動(dòng)絲桿、豎直移動(dòng)絲母和直切切割頭，所述豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在豎直固定支撐上，所述豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)的軸端設(shè)置有豎直驅(qū)動(dòng)輪，在豎直固定支撐內(nèi)設(shè)置有豎直移動(dòng)絲桿，在豎直支架上設(shè)置有豎直移動(dòng)絲母和直切切割頭，所述豎直移動(dòng)絲母旋裝在豎直移動(dòng)絲桿上，在位于豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)一側(cè)的豎直移動(dòng)絲桿端部設(shè)置有豎直 傳動(dòng)輪，所述豎直驅(qū)動(dòng)輪與豎直傳動(dòng)輪相嚙合或通過傳動(dòng)帶相連接。所述坡口切割機(jī)構(gòu)上設(shè)置有連桿式雙向擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述連桿式雙向擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括有固定座、連桿機(jī)構(gòu)和坡口切割頭，所述固定座設(shè)置在楔形支架上，所述連桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)豎向連桿的下端鉸接在固定座上，所述連桿機(jī)構(gòu)的四個(gè)橫向連桿的端部鉸接在坡口切割頭上，所述的豎向連桿與橫向連桿另一端兩兩鉸接。采用上述技術(shù)方案后的有益效果是一種平板異型坡口數(shù)控切割裝置，通過本技術(shù)方案，可以使直切切割機(jī)構(gòu)和坡口切割機(jī)構(gòu)的兩個(gè)切割頭同時(shí)分別進(jìn)行切割工作，在工作時(shí)，前一個(gè)切割頭切割后，在板材受熱還未發(fā)生翹曲時(shí)，第二個(gè)切割頭就已經(jīng)進(jìn)行下道切面的切割，從而避免了因熱變形而需要二次重新找正加工件，提高了工作效率，降低故障率；本實(shí)用新型專利中的直切切割頭和坡口切割頭采用極坐標(biāo)的控制方式，即由此裝置的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制旋轉(zhuǎn)角度，由工作支撐架控制直切切割機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)半徑，本實(shí)用新型專利不但可以解決一般的直線異型坡口的切割，同時(shí)也可以巧妙的解決銳角、直角、鈍角及圓角等折線、曲線甚至坡口角度漸變、陡變的異型坡口零件的切割。

圖I是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖圖3是圖2中K向放大圖。圖4是圖2中I向放大圖。圖5是本實(shí)用新型切割原理示意。圖中，I托盤、2旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、3整體升降機(jī)構(gòu)、4滑塊、5直切切割機(jī)構(gòu)、6坡口切割機(jī)構(gòu)、7工作支撐架、8水平固定支撐、9水平支架、10楔形支架、11水平導(dǎo)軌、12水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)、13水平驅(qū)動(dòng)輪、14水平移動(dòng)絲桿、15水平移動(dòng)絲母、16水平傳動(dòng)輪、17傳動(dòng)帶、18直切微調(diào)裝置、19豎直固定支撐、20豎直支架、21豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)、22豎直移動(dòng)絲桿、23豎直移動(dòng)絲母、24豎直驅(qū)動(dòng)輪、25豎直傳動(dòng)輪，26連桿式雙向擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、27固定座、28連桿機(jī)構(gòu)、29豎向連桿、30橫向連桿、31直切軌跡、32坡口軌跡、33直切切割頭、34坡口切割頭。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。如圖I和圖2所示，本實(shí)用新型涉及的平板異型坡口數(shù)控切割裝置，包括托盤I、驅(qū)動(dòng)裝置、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2和整體升降機(jī)構(gòu)3，所述托盤I下方兩側(cè)設(shè)置有滑塊4，通過滑塊4與設(shè)置在切割機(jī)橫梁上的導(dǎo)軌連接，所述驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在托盤I上，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2和整體升降機(jī)構(gòu)3設(shè)置在托盤I的中部，還包括有直切切割機(jī)構(gòu)5、坡口切割機(jī)構(gòu)6和工作支撐架7，所述工作支撐架7通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2和整體升降機(jī)構(gòu)3與托盤I相連接，所述直切切割機(jī)構(gòu)5和坡口切割機(jī)構(gòu)6分別設(shè)置在工作支撐架7兩端，所述直切切割機(jī)構(gòu)5的直切切割頭33和坡口切割機(jī)構(gòu)6的坡口切割頭34的位置關(guān)系實(shí)現(xiàn)為極坐標(biāo)形式。所述工作支撐架7由水平固定支撐8、水平支架9和楔形支架10構(gòu)成，所述水平固定支撐8分別與水平支架9和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2相連接，所述水平支架9 一端的下方設(shè)置有水平導(dǎo)軌11，所述楔形支架10固定在水平支架9的另一端，所述直切切割機(jī)構(gòu)5安裝在水平導(dǎo)軌11上，所述坡口切割機(jī)構(gòu)6安裝在楔形支架10上?！と鐖D3所示，所述水平支架9上設(shè)置有水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)12，在水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)12的軸端設(shè)置有水平驅(qū)動(dòng)輪13，在水平支架9內(nèi)設(shè)置有水平移動(dòng)絲桿14，在豎直固定支撐19上設(shè)置有水平移動(dòng)絲母15，所述水平移動(dòng)絲桿14旋裝在水平移動(dòng)絲母15上，在位于水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)12 —側(cè)的水平移動(dòng)絲桿14的端部設(shè)置有水平傳動(dòng)輪16，所述水平驅(qū)動(dòng)輪13與水平傳動(dòng)輪16通過傳動(dòng)帶17相連接。如圖4所示，所述直切切割機(jī)構(gòu)5上設(shè)置有直切微調(diào)裝置18，所述直切微調(diào)裝置18包括有豎直固定支撐19、豎直支架20、豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)21、豎直移動(dòng)絲桿22、豎直移動(dòng)絲母23和直切切割頭33，所述豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)21設(shè)置在豎直固定支撐19上，豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的軸端設(shè)置有豎直驅(qū)動(dòng)輪24，在豎直固定支撐19內(nèi)設(shè)置有豎直移動(dòng)絲桿22，在豎直支架20上設(shè)置有豎直移動(dòng)絲母23和直切切割頭33，所述豎直移動(dòng)絲母23旋裝在豎直移動(dòng)絲桿22上，在位于豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)21 —側(cè)的豎直移動(dòng)絲桿22的端部設(shè)置有豎直傳動(dòng)輪25，所述豎直驅(qū)動(dòng)輪24與豎直傳動(dòng)輪25相嚙合或通過傳動(dòng)帶17相連接。所述坡口切割機(jī)構(gòu)6上設(shè)置有連桿式雙向擺動(dòng)機(jī)構(gòu)26，所述連桿式雙向擺動(dòng)機(jī)構(gòu)26包括有固定座27、連桿機(jī)構(gòu)28和坡口切割頭34，所述固定座27設(shè)置在楔形支架10上，所述連桿機(jī)構(gòu)28的兩個(gè)豎向連桿29的下端鉸接在固定座27上，所述連桿機(jī)構(gòu)28的四個(gè)橫向連桿30的端部鉸接在坡口切割頭34上，豎向連桿29與橫向連桿30另一端兩兩鉸接。本實(shí)用新型在工作時(shí)，托盤I在設(shè)備的橫梁上可以作橫向的移動(dòng)，并且通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2的作用，實(shí)現(xiàn)工作支撐架7以旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2軸線為旋轉(zhuǎn)中心作圓周運(yùn)動(dòng)，通過整體升降機(jī)構(gòu)3的作用，實(shí)現(xiàn)直切切割頭33和坡口切割頭34上升和下降，直切機(jī)構(gòu)5的移動(dòng)改變直切切割頭33的回轉(zhuǎn)半徑，所述坡口切割頭34可以通過連桿式雙向擺動(dòng)機(jī)構(gòu)26進(jìn)行坡口角度調(diào)整，此機(jī)構(gòu)滿足坡口切割時(shí)，坡口切割頭34的切割點(diǎn)永遠(yuǎn)在同一點(diǎn)，而不需要其它軸參與聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)坡口切割，大大簡化異型坡口切割時(shí)各聯(lián)動(dòng)軸的算法。同時(shí)五軸聯(lián)動(dòng)的坡口機(jī)構(gòu)也適用于此異型坡口裝置的坡口切割要求。利用此異型坡口裝置進(jìn)行異型坡口零件加工時(shí)，根據(jù)異型坡口零件的切割工藝，可以合理選擇直切切割頭33和坡口切割頭34位置關(guān)系，如圖5所示，所述直切切割頭33沿直切軌跡31切割，同時(shí)坡口切割頭34沿坡口切割軌跡32切割，兩切割頭使用相同的切割速率V= Λ I/At，即兩切割頭在At時(shí)間內(nèi)同時(shí)切割A(yù)l長，對于有曲線或角度的異型坡口零件的切割，系統(tǒng)可記錄此次切割兩切割頭切割點(diǎn)的位置，即兩切割點(diǎn)的距離rl和兩切割點(diǎn)連線與基準(zhǔn)的角度α 1，同時(shí)根據(jù)直切軌跡31和坡口軌跡32及切割速率V，計(jì)算出At時(shí)間后直切切割頭33和坡口切割頭34切割點(diǎn)的位置，即兩切割點(diǎn)距離r2和兩切割點(diǎn)連線與基準(zhǔn)的角度α2，并對比兩次切割的切割點(diǎn)連線距離差A(yù)r=r2-rl及角度變化Δ α=α2-α 1，在切割下一切割點(diǎn)時(shí)，用直切切割機(jī)構(gòu)5的位置調(diào)整補(bǔ)償Ar，用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2的旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償Λ α，同時(shí)根據(jù)Λ α修正坡口切割頭34的連桿式雙向擺動(dòng)機(jī)構(gòu)26，使坡口切割頭34的傾斜角度符合下一個(gè)切割點(diǎn)的坡口要求。本實(shí)用新型的技術(shù)方案，通過本技術(shù)方案，能夠有效的控制直切切割頭33和坡口切割頭34同時(shí)切割異型坡口零件，且能一次切割軌跡，就能夠完成異型坡口零件的直切切面和坡口切面的切割，直切切割頭33及坡口切割頭34位置關(guān)系使用極坐標(biāo)形式控制。 以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳可行實(shí)施例而已，并非用以限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種平板異型坡口數(shù)控切割裝置，包括托盤、驅(qū)動(dòng)裝置、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和整體升降機(jī)構(gòu)，所述托盤下方兩側(cè)設(shè)置有滑塊，通過滑塊與設(shè)置在切割機(jī)橫梁上的導(dǎo)軌連接，所述驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在托盤上，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和整體升降機(jī)構(gòu)設(shè)置在托盤中部，其特征在于，包括有直切切割機(jī)構(gòu)、坡口切割機(jī)構(gòu)和工作支撐架，所述工作支撐架通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和整體升降機(jī)構(gòu)與托盤相連接，所述直切切割機(jī)構(gòu)和坡口切割機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在工作支撐架兩端，所述直切切割機(jī)構(gòu)的直切切割頭和坡口切割機(jī)構(gòu)的坡口切割頭的位置關(guān)系實(shí)現(xiàn)為極坐標(biāo)形式。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平板異型坡口數(shù)控切割裝置，其特征在于所述工作支撐架由水平固定支撐、水平支架和楔形支架構(gòu)成，所述水平固定支撐分別與水平支架和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連接，所述水平支架一端的下方設(shè)置有水平導(dǎo)軌，所述楔形支架固定在水平支架的另一端，所述直切切割機(jī)構(gòu)安裝在水平導(dǎo)軌上，所述坡口切割機(jī)構(gòu)安裝在楔形支架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的平板異型坡口數(shù)控切割裝置，其特征在于所述水平支架上設(shè)置有水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)的軸端設(shè)置有水平驅(qū)動(dòng)輪，在水平支架內(nèi)設(shè)置有水平移動(dòng)絲桿，在豎直固定支撐上設(shè)置有水平移動(dòng)絲母，所述水平移動(dòng)絲桿旋裝在水平移動(dòng)絲母上，在位于水平驅(qū)動(dòng)電機(jī)一側(cè)的水平移動(dòng)絲桿端部設(shè)置有水平傳動(dòng)輪，所述水平驅(qū)動(dòng)輪與水平傳動(dòng)輪相嚙合或通過傳動(dòng)帶相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所訴的平板異型坡口數(shù)控切割裝置，其特征在于所述直切切割機(jī)構(gòu)上設(shè)置有直切微調(diào)裝置，所述直切微調(diào)裝置，包括有豎直固定支撐、豎直支架、豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)、豎直移動(dòng)絲桿、豎直移動(dòng)絲母和直切切割頭，所述豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在豎直固定支撐上，所述豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)的軸端設(shè)置有豎直驅(qū)動(dòng)輪，在豎直固定支撐內(nèi)設(shè)置有豎直移動(dòng)絲桿，在豎直支架上設(shè)置有豎直移動(dòng)絲母和直切切割頭，所述豎直移動(dòng)絲母旋裝在豎直移動(dòng)絲桿上，在位于豎直驅(qū)動(dòng)電機(jī)一側(cè)的豎直移動(dòng)絲桿端部設(shè)置有豎直傳動(dòng)輪，所述豎直驅(qū)動(dòng)輪與豎直傳動(dòng)輪相嚙合或通過傳動(dòng)帶相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的平板異型坡口數(shù)控切割裝置，其特征在于所述坡口切割機(jī)構(gòu)上設(shè)置有連桿式雙向擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述連桿式雙向擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有固定座、連桿機(jī)構(gòu)和坡口切割頭，所述固定座設(shè)置在楔形支架上，所述連桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)豎向連桿的下端鉸接在固定座上，所述連桿機(jī)構(gòu)的四個(gè)橫向連桿的端部鉸接在坡口切割頭上，所述的豎向連桿與橫向連桿另一端兩兩鉸接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及平板異型坡口數(shù)控切割裝置，包括托盤、驅(qū)動(dòng)裝置、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和整體升降機(jī)構(gòu)，托盤下方兩側(cè)設(shè)置有滑塊，滑塊與設(shè)置在切割機(jī)橫梁上的導(dǎo)軌連接，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和整體升降機(jī)構(gòu)設(shè)置在托盤中部，包括有直切切割機(jī)構(gòu)、坡口切割機(jī)構(gòu)和工作支撐架，工作支撐架通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和整體升降機(jī)構(gòu)與托盤相連，直切切割機(jī)構(gòu)和坡口切割機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在工作支撐架兩端，直切切割機(jī)構(gòu)和坡口切割機(jī)構(gòu)兩切割頭位置關(guān)系實(shí)現(xiàn)為極坐標(biāo)形式；通過本技術(shù)方案，可以使兩切割頭同時(shí)分別進(jìn)行切割工作，在工作時(shí)，前一個(gè)切割頭切割后，在板材受熱還未發(fā)生翹曲時(shí)，第二個(gè)切割頭就已經(jīng)進(jìn)行下道切面的切割，從而避免因熱變形而需要二次重新找正加工件，提高工作效率，降低故障率。
文檔編號(hào)B23K10/00GK202684277SQ201220224989
公開日2013年1月23日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者熊衍軍, 黃斅, 董結(jié), 葉松平, 昝東山, 張金明, 孫勇 申請人:武漢法利普納澤切割系統(tǒng)有限公司