專利名稱：平板異型坡口數(shù)控切割裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)控熱切割設備，特別是涉及一種平板異型坡口數(shù)控切割裝置。主要應用于數(shù)控火焰、等離子或激光等熱切割領域。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中，對于平板坡口零件的切割，從操作強度、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)生的切面就會相互交錯，最終在切割成型的零件上組成一個切割斷面，這個切割斷面根據(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坡口切面組成，現(xiàn)有的數(shù)控坡口切 割機用坡口機構一次切割就可完成；異型坡口的切割斷面由兩個或以上的切面組成，異型坡口的切割斷面至少包含一個坡口切面。由于異型坡口包含有多個切面，故需要沿同一近視軌跡多次切割，由于現(xiàn)有數(shù)控切割機機械結構、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切面，一個切面的切割，在現(xiàn)階段能源日趨減少，對效率提升日益關注的年代，這無疑是一個亟待解決的問題。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，活動加劇，就會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，有時甚至會撞壞切割頭或其它設備。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明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，同時確保切割斷面的尺寸精度要求。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的一種平板異型坡口數(shù)控切割裝置，包括托盤、驅動裝置、旋轉機構和整體升降機構，所述托盤下方兩側設置有滑塊，通過滑塊與設置在切割機橫梁上的導軌連接，所述驅動裝置設置在托盤上，所述旋轉機構和整體升降機構設置在托盤中部，包括有直切切割機構、坡口切割機構和工作支撐架，所述工作支撐架通過旋轉機構和整體升降機構與托盤相連接，所述直切切割機構和坡口切割機構分別設置在工作支撐架兩端，所述直切切割機構的直切切割頭和坡口切割機構的坡口切割頭的位置關系實現(xiàn)為極坐標形式。
所述工作支撐架由水平固定支撐、水平支架和楔形支架構成，所述水平固定支撐分別與水平支架和旋轉機構相連接，所述水平支架一端的下方設置有水平導軌，所述楔形支架固定在水平固定支撐的另一端，所述直切切割機構安裝在水平導軌上，所述坡口切割機構安裝在楔形支架上。所述水平支架上設置有水平驅動電機，在水平驅動電機的軸端設置有水平驅動輪，在水平支架內設置有水平移動絲桿，在豎直固定支撐上設置有水平移動絲母，所述水平移動絲桿旋裝在水平移動絲母上，在位于水平驅動電機一側的水平移動絲桿端部設置有水平傳動輪，所述水平驅動輪與水平傳動輪相嚙合或通過傳動帶相連接。所述直切切割機構上設置有直切微調裝置，所述直切微調裝置，包括有豎直固定支撐、豎直支架、豎直驅動電機、豎直移動絲桿、豎直移動絲母和直切切割頭，所述豎直驅動電機設置在豎直固定支撐上，所述豎直驅動電機的軸端設置有豎直驅動輪 ，在豎直固定支撐內設置有豎直移動絲桿，在豎直支架上設置有豎直移動絲母和直切切割頭，所述豎直移動絲母旋裝在豎直移動絲桿上，在位于豎直驅動電機一側的豎直移動絲桿端部設置有豎直傳動輪，所述豎直驅動輪與豎直傳動輪相嚙合或通過傳動帶相連接。所述坡口切割機構上設置有連桿式雙向擺動機構，所述連桿式雙向擺動機構，包括有固定座、連桿機構和坡口切割頭，所述固定座設置在楔形支架上，所述連桿機構的兩個豎向連桿的下端鉸接在固定座上，所述連桿機構的四個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，通過本技術方案，可以使直切切割機構和坡口切割機構的兩個切割頭同時分別進行切割工作，在工作時，前一個切割頭切割后，在板材受熱還未發(fā)生翹曲時，第二個切割頭就已經(jīng)進行下道切面的切割，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；本發(fā)明專利中的直切切割頭和坡口切割頭采用極坐標的控制方式，即由此裝置的旋轉機構控制旋轉角度，由工作支撐架控制直切切割機構的旋轉半徑，本發(fā)明專利不但可以解決一般的直線異型坡口的切割，同時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是本發(fā)明的立體結構圖。圖2是本發(fā)明的結構剖視圖 圖3是圖2中K向放大圖。圖4是圖2中I向放大圖。圖5是本發(fā)明切割原理示意。圖中，I托盤、2旋轉機構、3整體升降機構、4滑塊、5直切切割機構、6坡口切割機構、7工作支撐架、8水平固定支撐、9水平支架、10楔形支架、11水平導軌、12水平驅動電機、13水平驅動輪、14水平移動絲桿、15水平移動絲母、16水平傳動輪、17傳動帶、18直切微調裝置、19豎直固定支撐、20豎直支架、21豎直驅動電機、22豎直移動絲桿、23豎直移動絲母、24豎直驅動輪、25豎直傳動輪，26連桿式雙向擺動機構、27固定座、28連桿機構、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。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明。如圖I和圖2所示，本發(fā)明涉及的平板異型坡口數(shù)控切割裝置，包括托盤I、驅動裝置、旋轉機構2和整體升降機構3，所述托盤I下方兩側設置有滑塊4，通過滑塊4與設置在切割機橫梁上的導軌連接，所述驅動裝置設置在托盤I上，所述旋轉機構2和整體升降機構3設置在托盤I的中部，還包括有直切切割機構5、坡口切割機構6和工作支撐架7，所述工作支撐架7通過旋轉機構2和整體升降機構3與托盤I相連接，所述直切切割機構5和坡口切割機構6分別設置在工作支撐架7兩端，所述直切切割機構5的直切切割頭33和坡口切割機構6的坡口切割頭34的位置關系實現(xiàn)為極坐標形式。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構成，所述水平固定支撐8分別與水平支架9和旋轉機構2相連接，所述水平支架9 一端的下方設置有水平導軌11，所述楔形支架10固定在水平支架9的另一端，所述直切切割機構5安裝在水平導軌11上，所述坡口切割機構6安裝在楔形支架10上。 如圖3所示，所述水平支架9上設置有水平驅動電機12，在水平驅動電機12的軸端設置有水平驅動輪13，在水平支架9內設置有水平移動絲桿14，在豎直固定支撐19上設置有水平移動絲母15，所述水平移動絲桿14旋裝在水平移動絲母15上，在位于水平驅動電機12 —側的水平移動絲桿14的端部設置有水平傳動輪16，所述水平驅動輪13與水平傳動輪16通過傳動帶17相連接。如圖4所示，所述直切切割機構5上設置有直切微調裝置18，所述直切微調裝置18包括有豎直固定支撐19、豎直支架20、豎直驅動電機21、豎直移動絲桿22、豎直移動絲母23和直切切割頭33，所述豎直驅動電機21設置在豎直固定支撐19上，豎直驅動電機21的軸端設置有豎直驅動輪24，在豎直固定支撐19內設置有豎直移動絲桿22，在豎直支架20上設置有豎直移動絲母23和直切切割頭33，所述豎直移動絲母23旋裝在豎直移動絲桿22上，在位于豎直驅動電機21 —側的豎直移動絲桿22的端部設置有豎直傳動輪25，所述豎直驅動輪24與豎直傳動輪25相嚙合或通過傳動帶17相連接。所述坡口切割機構6上設置有連桿式雙向擺動機構26，所述連桿式雙向擺動機構26包括有固定座27、連桿機構28和坡口切割頭34，所述固定座27設置在楔形支架10上，所述連桿機構28的兩個豎向連桿29的下端鉸接在固定座27上，所述連桿機構28的四個橫向連桿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。本發(fā)明在工作時，托盤I在設備的橫梁上可以作橫向的移動，并且通過旋轉機構2的作用，實現(xiàn)工作支撐架7以旋轉機構2軸線為旋轉中心作圓周運動，通過整體升降機構3的作用，實現(xiàn)直切切割頭33和坡口切割頭34上升和下降，直切機構5的移動改變直切切割頭33的回轉半徑，所述坡口切割頭34可以通過連桿式雙向擺動機構26進行坡口角度調整，此機構滿足坡口切割時，坡口切割頭34的切割點永遠在同一點，而不需要其它軸參與聯(lián)動實現(xiàn)坡口切割，大大簡化異型坡口切割時各聯(lián)動軸的算法。同時五軸聯(lián)動的坡口機構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行異型坡口零件加工時，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位置關系，如圖5所示，所述直切切割頭33沿直切軌跡31切割，同時坡口切割頭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= A I/At，即兩切割頭在At時間內同時切割Al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的位置，即兩切割點的距離rl和兩切割點連線與基準的角度a 1，同時根據(jù)直切軌跡31和坡口軌跡32及切割速率V，計算出At時間后直切切割頭33和坡口切割頭34切割點的位置，即兩切割點距離r2和兩切割點連線與基準的角度a 2，并對比兩次切割的切割點連線距離差Ar=r2-rl及角度變化A a=a2-a 1，在切割下一切割點時，用直切切割機構5的位置調整補償Ar，用旋轉機構2的旋轉補償A a，同時根據(jù)A a修正坡口切割頭34的連桿式雙向擺動機構26，使坡口切割頭34的傾斜角度符合下一個切割點的坡口要求。本發(fā)明的技術方案，通過本技術方案，能夠有效的控制直切切割頭33和坡口切割頭34同時切割異型坡口零件，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位置關系使用極坐標形式控制。 以上所述，僅為本發(fā)明的較佳可行實施例而已，并非用以限定本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種平板異型坡口數(shù)控切割裝置，包括托盤、驅動裝置、旋轉機構和整體升降機構，所述托盤下方兩側設置有滑塊，通過滑塊與設置在切割機橫梁上的導軌連接，所述驅動裝置設置在托盤上，所述旋轉機構和整體升降機構設置在托盤中部，其特征在于，包括有直切切割機構、坡口切割機構和工作支撐架，所述工作支撐架通過旋轉機構和整體升降機構與托盤相連接，所述直切切割機構和坡口切割機構分別設置在工作支撐架兩端，所述直切切割機構的直切切割頭和坡口切割機構的坡口切割頭的位置關系實現(xiàn)為極坐標形式。
2.根據(jù)權利要求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成，所述水平固定支撐分別與水平支架和旋轉機構相連接，所述水平支架一端的下方設置有水平導軌，所述楔形支架固定在水平支架的另一端，所述直切切割機構安裝在水平導軌上，所述坡口切割機構安裝在楔形支架上。
3.根據(jù)權利要求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置有水平驅動電機，在水平驅動電機的軸端設置有水平驅動輪，在水平支架內設置有水平移動絲桿，在豎直固定支撐上設置有水平移動絲母，所述水平移動絲桿旋裝在水平移動絲母上，在位于水平驅動電機一側的水平移動絲桿端部設置有水平傳動輪，所述水平驅動輪與水平傳動輪相嚙合或通過傳動帶相連接。
4.根據(jù)權利要求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構上設置有直切微調裝置，所述直切微調裝置，包括有豎直固定支撐、豎直支架、豎直驅動電機、豎直移動絲桿、豎直移動絲母和直切切割頭，所述豎直驅動電機設置在豎直固定支撐上，所述豎直驅動電機的軸端設置有豎直驅動輪，在豎直固定支撐內設置有豎直移動絲桿，在豎直支架上設置有豎直移動絲母和直切切割頭，所述豎直移動絲母旋裝在豎直移動絲桿上，在位于豎直驅動電機一側的豎直移動絲桿端部設置有豎直傳動輪，所述豎直驅動輪與豎直傳動輪相嚙合或通過傳動帶相連接。
5.根據(jù)權利要求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構上設置有連桿式雙向擺動機構，所述連桿式雙向擺動機構包括有固定座、連桿機構和坡口切割頭，所述固定座設置在楔形支架上，所述連桿機構的兩個豎向連桿的下端鉸接在固定座上，所述連桿機構的四個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。
全文摘要
本發(fā)明涉及的平板異型坡口數(shù)控切割裝置，包括托盤、驅動裝置、旋轉機構和整體升降機構，托盤下方兩側設置有滑塊，滑塊與設置在切割機橫梁上的導軌連接，旋轉機構和整體升降機構設置在托盤中部，包括有直切切割機構、坡口切割機構和工作支撐架，工作支撐架通過旋轉機構和整體升降機構與托盤相連，直切切割機構和坡口切割機構分別設置在工作支撐架兩端，直切切割機構和坡口切割機構兩切割頭位置關系實現(xiàn)為極坐標形式；通過本技術方案，可以使兩切割頭同時分別進行切割工作，在工作時，前一個切割頭切割后，在板材受熱還未發(fā)生翹曲時，第二個切割頭就已經(jīng)進行下道切面的切割，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B23K26/38GK102699479SQ20121015536
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權日2012年5月18日
發(fā)明者葉松平, 孫勇, 張金明, 昝東山, 熊衍軍, 董結, 黃斅 申請人:武漢法利普納澤切割系統(tǒng)有限公司