CN101244500A - 数控坡口切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可完成多边曲线类零件的数控坡口切割装置，包括主副驱动和夹持件，其特征在于主副驱动通过一外齿法兰轴承(5)连接，外齿法兰轴承外圈固定在基座(3)上，内圈的凸缘外侧设有外齿，与主驱动啮合连接，内圈与副驱动固定连接。其有益效果是将现有空间平行四杆机构和外齿及扇形齿啮合机构改进为定轴旋转与角度转轴偏转结构，不仅节约了研发成本，还大幅减小了机构体积，从而实现了旋转、连接和齿形啮合的一体化。

Description

数控坡口切割装置

技术领域

本发明属于切割技术，尤其涉及可完成多边曲线类零件的数控坡口切割装置。

背景技术

切割是焊接生产中的重要工序，焊接前，通常需要对钢板的焊接接头处开坡口。传统的坡口加工，大多采用门式切割机加上数控铣制或手工切割，经过冷(金)加工完成坡口零件的切割。门式切割机虽具有切割精度高和效率高的特点，但无法实现割炬轴线的空间摆动，完成多边曲线类零件的坡口切割。新近市售的数控门式切割机，其性能有了改善，割炬轴线可空间摆动，能切割多边曲线类零件的坡口。其技术基于空间四杆平行机构或外齿和扇形齿啮合机构的原理。然而，空间平行四杆机构数学模型复杂，控制系统得研发费用颇高；而且机构所需的运动空间大，机械杆件和转动关节繁多，部件容易损坏。扇形齿啮合机构虽较空间四杆平行机构，数学模型简明，研发费用较低，但扇形齿的啮合空间大，自制件多，且直立、暴露在外的扇形齿在切割现场极易受粉尘影响而损坏。

发明内容

本发明需要解决的技术问题在于提供一种数控坡口切割装置，以克服现有技术机械杆(制)多、运动空间大及容易损坏等缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种数控坡口切割装置，其包括基座、主驱动、副驱动和割炬夹持件，主副驱动均包括有电机、减速器和旋转部件，副驱动输出端与割炬夹持件连接，所述数控坡口切割装置还包括一外齿法兰轴承，所述外齿法兰轴承包括外圈、内圈和球体，内外圈安装平面上均有螺纹安装孔，外圈通过螺纹固定在基座上，内圈的凸缘外侧设有外齿，与主驱动齿轮啮合连接，内圈与副驱动通过螺纹固定连接。

所述主驱动安装在基座上，包括主电机、减速器和齿轮，齿轮套装在减速器外伸轴端，通过调整齿轮与外齿法兰轴承的中心距以达到正确啮合。齿轮与法兰轴承的外齿相互啮合，可将主驱动的旋转运动转换为外齿法兰的定轴转动。减速器固定在基座上。

副驱动包括伺服电机、减速器、轴承组件、旋转体、联轴节和角度转轴。伺服电机与减速器连接后，联轴节先通过固定键连接与减速器压装在一起，再通过凸台定位后与角度转轴通过螺钉连接。角度转轴另一端与割炬夹持件固定连接。旋转体外部上平面与外齿法兰轴承通过螺纹固定，内部安装有轴承组件(轴承组件包括轴承和轴承端盖)，起到连接基架的作用。这样，副驱动即可将电机的左右转动转换为输出轴的左右偏转，也可在主副驱动同时作用下完成输出轴的空间转动。

割炬夹持件由夹持座、轴承、夹套组成。夹持座下部安装在角度转轴上，上部装有轴承，可支持割炬的任意角度回转，解决割炬电缆的扭转和缠绕问题。

本发明的有益效果是，外齿法兰轴承的设计将现有空间平行四杆机构和外齿及扇形齿啮合机构改进为定轴旋转与角度转轴偏转结构，在性能不变的条件下精简了结构，不仅节约了生产成本，还大幅减小了机构体积，从而实现了旋转、连接和齿形啮合的一体化。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的立体示意图；

图3为外齿法兰轴承的结构示意图；

图4为本发明的运动简图。

图中，1-电机、2-减速器、3-基座、4-齿轮、5-外齿法兰轴承、6-电机、7-减速器、8-轴承端盖、9-轴承、10-旋转体、11-联轴节、12-角度转轴13-夹持套、14-轴承、15-透盖、16-夹套、17-轴承外圈、18-轴承球体、19-轴承内圈。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的坡口切割装置由基座3、主驱动，副驱动、割炬夹持件和外齿法兰轴承5组成。

其中，主驱动由电机1、减速器2和齿轮4组成。电机1、减速器2组合后，将小齿轮4套装在减速器外伸轴端。调整小齿轮4与外齿法兰轴承5中心距，正确啮合后，将减速器2和外齿法兰轴承5的外圈分别固定在基座3上。

如图1、图2和图4，副驱动由电机6、减速器7、旋转体10、轴承9、轴承端盖8、联轴节11和角度转轴12组成。电机6、减速机7和联轴节11连接组合后，将减速机7与轴承端盖8顺次固定在旋转体10上。旋转体10内打有轴承安装螺纹孔。轴承9外圈压入安装孔，内圈与联轴节11同轴相连后用小圆螺母锁紧，外圈端面用轴承端盖8压紧。角度转轴12为杆件结构，其一端与联轴节11相连，可围绕联轴节11轴线旋转，另一端固定在割炬夹持件上。

如图1和图3所示，外齿法兰轴承是特殊结构的轴承，它由外圈17、内圈19和球体18连接组成。内、外圈安装平面均有螺纹安装孔，内圈19与旋转体10通过螺纹连接，可带动旋转体转动，外圈17与基座3通过螺纹连接后固定不动。内圈19的凸缘外侧有203齿，由电机1驱动。

如图1和图4，割炬夹持件由夹持座13、轴承14和夹套16组成，可用来安装调整割炬的位置。夹持座13下部通过螺栓与角度转轴12的一端连接。透盖15压紧在轴承上。

本发明所述的坡口切割装置的运动关系见图4。

开启电机1，减速器2和齿轮4相应旋转；主动齿轮4驱动外齿法兰轴承5旋转，带动旋转体10一同旋转，旋转体内的轴承又可带动联轴节绕轴转动，从而带动角度转轴和夹持件旋转。

开启电机6，减速机7通过联轴节带动角度转轴12沿联轴节11轴线旋转；固定在角度转轴12上的夹持件也沿联轴节11轴线旋转；副驱动的谐波减速器速比大于300，其速比可选择为2080，控制轴线在±45°范围内偏转。

电机1和电机6可以联动，也可独立运动，完成割炬切割点的空间摆动。

Claims (8)

1.一种数控坡口切割装置，包括主驱动、副驱动、基座(3)和割炬夹持件，主副驱动均包括电机(1、6)、减速器(2、7)和旋转部件(4、11)，副驱动输出端与割炬夹持件连接，其特征在于：主副驱动之间通过一外齿法兰轴承(5)相互连接，外齿法兰轴承包括外圈(17)、内圈(19)和球体(18)，外圈固定在基座(3)上，内圈的凸缘外侧设有外齿，与主驱动的旋转部件(4)啮合连接，内圈与副驱动固定连接。

2.如权利要求1所述的一种数控坡口切割装置，其特征在于：所述副驱动的旋转部件为联轴节(11)，副驱动还包括旋转体(10)、角度转轴(12)，轴承(9)和轴承端盖(8)；旋转体(10)外部上平面与外齿法兰轴承(5)通过螺纹固定连接，内部通过螺纹孔与轴承(9)固定在一起，轴承(9)的内圈与联轴节(11)同轴连接，外圈端面用轴承端盖(8)压紧在旋转体上(10)；角度转轴(12)为杆状结构，一端与联轴节(11)输出端相连，围绕联轴节轴线旋转，另一端固定在割炬夹持件上。

3.如权利要求2所述的一种数控坡口切割装置，其特征在于：所述副驱动的电机(6)与减速器(7)连接后，联轴节(11)再通过固定键与减速器压装在一起，通过凸台定位后与角度转轴(12)螺钉连接；电机、减速器和联轴节连接组合后，将减速器(7)与轴承端盖(8)顺次固定在旋转体(10)上。

4.如权利要求2所述的一种数控坡口切割装置，所述割炬夹持件由夹持座(13)、轴承(14)和夹套(16)组成，夹持座(13)下部通过螺栓与副驱动的角度转轴(12)的一端连接。

5.如权利要求2所述的一种数控坡口切割装置，其特征在于：所述副驱动的谐波减速器(7)的速比大于300。

6.如权利要求2所述的一种数控坡口切割装置，其特征在于：联轴节轴线偏转范围不大于±45°。

7.如权利要求1所述的一种数控坡口切割装置，其特征在于：所述主驱动的旋转部件为齿轮(4)，齿轮套装在减速器(2)外伸轴端，减速器固定在基座(3)上。

8.如权利要求1所述的一种数控坡口切割装置，其特征在于：所述外齿法兰轴承的内圈(19)凸缘外齿的齿数为203齿。

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