CN101716709A - 工件焊接坡口—工件回转式数控切割机加工方法 - Google Patents

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刘旭超
陆元元
孙义江
尹权�
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Abstract

本发明专利是针对(金属板材)工件焊接坡口的一种创新型数控切割加工方法，可以结合火焰、等离子、飞行光路激光的切割应用。属工业焊接、切割技术领域。本发明采用工件主动(无限)回转的加工方式、工件可自由装夹、适用于任意曲线轮廓的焊接坡口数控切割加工、切割质量、生产效率和材料利用率明显提升、设备造价低。本发明由于采用了工件围绕工具(割炬)旋转的方式，彻底解决了传统的数控切割方法的结构复杂(割炬的连接电缆和气体管路等因工件旋转所带来的缠绕和限制)等技术应用瓶颈问题。本发明的技术实施方案是：安装在基座上的工件主动(无限)回转盘承载工件，数控程序控制系统各轴(A、X、Y、W、Z)将工件坡口边缘移到切割区域内，根据编程工件的坡口角度、厚度，割炬(Z)轴自动向下降到工作高度并完成初始切割姿态；运行数控切割加工程序后，摆放在无限回转盘上的工件(W)将不断配合割炬摆动(A)做横向(X)和纵向(Y)的联合运动，始终将割炬置于被切割工件的法向截面内并完成工件焊接坡口的加工成型。本发明可在工业焊接、切割领域广泛应用和推广。

Description

工件焊接坡口-工件回转式数控切割机加工方法
所属技术领域
本发明专利是针对(金属板材)工件焊接坡口的一种创新型数控切割加工方法，可以结合火焰、等离子、飞行光路激光的切割应用。属工业焊接、切割技术领域。
背景技术
目前，传统的坐标式数控切割机一般采用割炬垂直于板材工件(俗称：落料)切割，当工件需要焊接坡口时，一般采用四种切割方式获得：手工、半自动小车、铣床和回转三割炬加工，这些传统方式均采用了工件固定不动，工具(割炬)则围绕工件运动，并存在以下许多不足：
①在采用手工、半自动小车完成工件轮廓边缘的直线或曲线焊接坡口加工时，运动轨迹控制非常复杂且质量难以保证；
②在采用铣床完成工件轮廓边缘的直线或曲线焊接坡口加工时，工件的工装和夹具设计复杂且成本极高，工作效率非常低下；
③在采用回转三割炬完成工件轮廓边缘的直线或曲线焊接坡口数控切割加工时，不仅材料利用率低(工件拐点处需添加编程工艺过度弧)，回转三割炬的电缆和气路设计结构也非常庞大和复杂，割炬的回转连接器技术存在成本高、安全和工艺性能差等诸多问题。
发明内容
本发明方法的目的是克服上述传统加工方法之不足，采用工件主动(无限)回转的加工方式、工件可自由装夹、适用于任意曲线轮廓的焊接坡口数控切割加工。本发明方法使工件的焊接坡口切割质量、批量化生产效率和材料利用率方面都有明显的提升(本发明的设备造价接近半自动切割小车)。本发明由于采用了工件围绕工具(割炬)旋转的方式，彻底解决了传统加工方法，特别是传统的数控切割方法的结构复杂(割炬的连接电缆和气体管路等因工件旋转所带来的缠绕和限制)、制造成本高等技术应用瓶颈问题。
本发明解决了传统加工方法之不足，技术方案是：安装在基座上的工件主动(无限)回转盘承载工件，数控程序控制系统各轴(A、X、Y、W、Z)将工件坡口边缘移到切割区域内，根据编程工件的坡口角度、厚度，割炬(Z)轴自动向下降到工作高度并完成初始切割姿态；运行数控切割加工程序后，摆放在无限回转盘上的工件(W)将不断配合割炬摆动(A)做横向(X)和纵向(Y)的联合运动，始终将割炬置于被切割工件的法向截面内并完成工件焊接坡口的加工成型。
本发明的有益效果是：克服了传统加工方法之不足，采用工件主动(无限)回转的加工方式，可完成任意曲线轮廓的焊接坡口加工、结构造型新颖、制造成本低、使用安全、工件定位快捷、工作效率高、节约材料成本，可在工业焊接、切割领域广泛应用和推广。
附图说明
图1是本发明实施例的纵剖面构造图。
图2是图1的俯视图。
图中：1基座，2工件(无限)回转盘动力传动，3工件无限回转盘(W)，4割炬摆动装置(A)，5割炬，6割炬垂直向(Z)升降装置，7割炬横向直线运动机构，8割炬纵向直线运动机构，9工件横向定位装置，10割炬横向(X)驱动装置，11纵向滑板，12横梁，13工件纵向定位装置，14横向滑板，15割炬纵向(Y)驱动装置。
具体实施方式
在图1和图2所示方法实施例中，基座(1)是整个方法实现的基础，中间装有工件无限回转盘(3)、无限回转盘动力传动(2)，工件无限回转盘(3)上承载被切割工件，在基座(1)图示左侧安装了割炬纵向运动机构(8)，该机构上的纵向滑板(11)由割炬纵向驱动装置(15)驱动实现纵向运动，纵向滑板(11)与横梁(12)相连，在横梁(12)上安装了割炬横向直线运动机构(7)，该机构上的横向滑板(14)由割炬横向驱动装置(10)驱动实现横向运动，在横向滑板(14)上装有割炬升降装置(6)，在割炬升降装置(6)上装有割炬摆动装置(4)，在割炬摆动装置(4)上安装了切割用的割炬(5)。由割炬横向驱动装置(10)和割炬纵向驱动装置(15)驱动，割炬就可以到达切割区域内的任何一点，由割炬升降装置(6)和割炬摆动装置(4)的变化就可以实现对不同厚度、不同角度的钢板焊接坡口的数控切割加工成型。
通过安装在割炬横向直线运动机构(7)上的工件横向定位装置(9)和安装在割炬纵向运动机构(8)上的工件纵向定位装置(13)完成对放置在无限回转盘(3)上的被切工件的定位校准，使本发明方法之数控计算机系统获得被切工件在加工区域中的准确位置和运动姿态，实现对被切工件的快速定位和加工。

Claims (3)

1.本发明是针对(金属板材)工件焊接坡口的一种创新型数控切割加工方法，具体方法实现是在设备基座的侧面安装割炬纵(Y)向直线运动机构，基座上面是工件(W)无限回转工作盘，无限回转工作盘上方的横梁与割炬纵向直线运动机构的滑板相连，横梁上有横(X)向直线运动机构和横向滑板，形成直角坐标式(X、Y)向的运动机构，横向滑板连接割炬(Z)向升降装置，在割炬升降装置上装有割炬(A)向摆角机构，割炬被夹持在摆角机构上，从而构成了(X、Y、Z、A、W)的五轴数控联动控制系统，W为工件驱动(无限)回转主动轴。
2.根据权利要求1所述的(金属板材)工件焊接坡口数控切割方法，其特征是无限回转工作盘作为工作台，工件在其重心上，割炬的连接电缆和气体管路等不受(工件旋转所带来的)任何限制的特点。
3.根据权利要求1所述的(金属板材)工件焊接坡口数控切割方法，其特征是具有横向和纵向的工件快速定位、便捷自由装夹的功能方法。
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