[發明專利]雙偏擺結構無限回轉切割裝置

有效

• 申請號: 201310221681.X
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN103317270A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 劉文強;宋彥良
• 申請（專利權）人: 天津市華利興精密機械有限公司
• 主分類號: B23K37/02
• 分類號: B23K37/02;B23K37/00
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 韓敏

技術領域

本發明屬于等離子切割設備領域，尤其是涉及一種雙偏擺結構無限回轉切割裝置。

背景技術

數控坡口切割技術在機械機構方面的關鍵四應該使割槍能夠繞一固定點在一定角度的圓錐面上無限回轉，且割槍最底部的位置應該是確定的。如果鋼板所在平面為xy平面，割槍應該能在軸線垂直于xy平面平行于z軸的圓錐面上無限回轉作切割運動。所以無論是火焰切割還是等離子切割，關鍵是設計可以無限回轉的回轉頭機構。現有坡口切割回轉頭的形式包括：

1、割槍繞z軸旋轉。理論上最簡單最直觀的方法是割槍繞z軸旋轉。這也是最早的回轉頭形式。但是在實際應用中，這種回轉設計方式有著機構本身無法克服的問題：為使割槍及管線不隨回轉臂旋轉，只有增加防絞軸承；防絞軸承靠近割嘴，工作環境惡劣，軸承壽命短，軸承失效會帶來嚴重的安全問題；要采用特別的機構解決擺角時線纜的收放問題，結構過于龐大、自重太重；傳感器、擺角伺服電機的信號與動力傳輸由碳刷與導電環完成，可靠性差。

2、割槍繞x、y軸旋轉。為了取消防絞軸承并實現無線回轉，還有以割槍繞x、y軸旋轉來合成z軸旋轉的回轉頭設計形式。割槍以割嘴為頂點做切割圓錐運動，割槍本身無旋轉運動，無需防絞軸承和線纜收放機構。這種機構較好的解決了繞線和無線回轉問題。但是由于旋轉固定點在割槍的最下端割嘴處，為了防止電機與鋼板相碰，電機不能處于割嘴處，并應與鋼板有一定距離。為解決這一問題，一般會將x、y軸中其中一軸傾斜，而繞另一軸的旋轉靠平行四邊形機構或弧形導軌機構實現擺角。這樣又會帶來以下問題：結構復雜，制造和安裝困難；鉸鏈連接過多，易于磨損，機構精度低，剛性不好；自重太重，慣性大，電機功率要求大。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種雙偏擺結構無限回轉切割裝置，實現割槍在一定角度內的無限回轉，解決現有技術中線纜纏繞的問題，使工件的焊接坡口切割和批量化生產加工的效率和質量，以及材料利用率方面有明顯的提升，而且該設備的造價和制造成本相對降低。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：雙偏擺結構無限回轉切割裝置，包括電氣系統和X-Y驅動系統，所述電氣系統包括數控系統、配電柜和等離子電源；所述X-Y驅動系統是一個龍門式的二維運動系統，包括工作臺、X軸和Y軸，X軸、Y軸均為直線軸；還包括固定安裝在X-Y驅動系統上的無限回轉切割頭；

所述無限回轉切割頭包括Z軸運動系統、A軸驅動系統、A面工作臺、B軸驅動系統和B面工作臺，所述A軸驅動系統驅動A面工作臺運動，所述B軸驅動系統驅動B面工作臺運動；割槍固接在B面工作臺，通過數控系統的控制實現割槍的五軸聯動。

進一步，所述A軸驅動系統包括A軸電機和減速機，所述A軸電機連接減速機后的輸出軸連接A面工作臺；B軸驅動系統包括B軸電機和皮帶傳動系統，所述B軸電機與B面工作臺通過皮帶連接。

進一步，還包括割槍防撞裝置，所述割槍防撞裝置包括設置于所述A面工作臺的豎直安裝板，所述豎直安裝板與B面工作臺的固定座設有定位結構，所述豎直安裝板與固定座的位置變化觸發光電開關，所述光電開關的信號反饋給數控系統，數控系統控制割槍返回初始位置。

進一步，定位結構包括豎直安裝板緊靠固定座的面上設有的凹槽，固定座上設有的與凹槽配合的凸榫。

進一步，所述B面工作臺設有割槍定位裝置，所述割槍定位裝置包括垂直導向機構、夾緊機構、固定座、復位機構和傳感器，割槍安裝在所述夾緊機構上，所述垂直導向機構分別與所述夾緊塊和所述固定座固定連接，所述調節復位機構與所述固定座連接，傳感器采集復位機構的信息發送給數控系統。

本發明具有的優點和積極效果是：由于采用上述技術方案，包括電氣系統和X-Y驅動系統，電氣系統包括數控系統、配電柜和等離子電源；X-Y驅動系統是一個龍門式的二維運動系統，包括工作臺、X軸和Y軸，X軸、Y軸均為直線軸；還包括固定安裝在X-Y驅動系統上的無限回轉切割頭，無限回轉切割頭包括A軸驅動系統和B軸驅動系統，通過數控系統的控制實現割槍的五軸聯動；不會導致工作過程因A軸旋轉導致B軸的控制電纜圍繞A軸纏繞。割槍防撞裝置防止割槍碰撞損壞，反應精度高，一旦發生碰撞割槍的情況，切割裝置立即停止工作并復位至初始狀態并報警，直至故障排除，可以迅速恢復繼續工作狀態，節省時間并提高工作效率。割槍定位裝置定位精度高，一旦割槍接觸工件即可由數控系統控制達到預設的高度；模塊化設計，體積和重量較國外同類產品輕巧、接口簡單，方便與任何橫梁式切割機配合或集成。

附圖說明

圖1是雙偏擺結構無限回轉切割裝置的無限回轉切割頭結構示意圖；